KR960004638B1 - 신축성이 우수한 날염호료 조성물, 이의 제조방법 및 상기 조성물을 이용한 날염방법 - Google Patents

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Description

신축성이 우수한 날염호료 조성물, 이의 제조방법 및 상기 조성물을 이용한 날염방법

본 발명은 날염 혹은 전사 날염에 의해 천연섬유, 합성섬유 및 합성피혁등 생지에 각종 색상의 무늬를 넣을때 사용하는 신규한 날염호료 조성물 및 이의 제조방법과 상기 조성물을 이용한 날염방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 피막형성 기능을 갖는 고분자 물질 5-30wt%, 용매성분 50-90wt%, 염료 및 안료성분 0.1~10wt%, 산화방지제, 자외선 안정제 및 가소제 각 0.1~5wt%로 구성되는 날염호료 조성물 및 이의 제조방법과 상기 조성물을 이용한 날염방법에 관한 것이다.

날염이란 넓은 의미에서 염색의 일종으로서 염료나 안료를 점성이 있는 호액에 균일하게 분사내지는 용해시켜 호료를 만들고 스크린 프린팅기를 이용하여 생지 혹은 피염물에 부분적으로 인날하여 각종 색상을 가진 무늬를 나타내는 가공법이다.

섬유의 날염 가공은 침염이 천전체를 염색하는데 반하여 각종 색상의 무늬를 디자인 부위에만 부여하므로 유행의 흐름에 따라 다양한 변화를 줄 수 있고 소량 다품종에 적합한 가공법이다. 날염에서 모양을 표현하는 기법을 기준으로 보면 직접날염, 발염날염, 방염날염의 방법이 있고 사용하는 기기를 중심으로 보면 스크린 프린팅기를 사용하는 수동 및 자동 스크린날염과 동 소재의 롤러에 음각한 무늬 부분을 날염하는 롤러날염이 많이 쓰인다.

또한, 날염기술에 사용되는 호료와 색재의 관점에서 고찰해 보면 수소결합, 이온결합등으로 인하여 섬유와 친화력이 있는 염료를 색재로 하고 소디움알지네이트, 셀룰로우즈 유도체등 수용성 고분자인 호료를 염착시키는 중간 매체로 사용하여 생지 혹은 피염물에 인날한 다음 가열 수증기로 증열하여 염료를 섬유에 고착시키고 호료, 미고차 염료, 기타 약제를 가열 수조에서 세정하여 제거하고 날염물을 건조하는 공정을 거치는 직접날염법이 가장 많이 쓰이고 있다.

그러나, 직접날염법은 섬유와 친화력이 있는 염료를 사용하므로서면, 폴리에스테르, 나일론등 생지의 종류에 따라 각각 다른 염료, 날염호 및 날염공정등을 바꾸어 주어야 하므로 불량 발생의 소지가 많다.

뿐만아니라, 스크린 프린트기를 사용하여 안날 후에 180℃정도의 고온에서 증열을 하고 다량의 물을 사용하여 호료를 세정하므로 에너지 소비가 클 뿐 아니라 수질오염의 문제가 있다.

한편, 유기 또는 무기 안료를 색재로 사용하는 경우에는 상술한 염료와는 달리 섬유와 친화력이 없으므로 보통 에멀젼(emulsion)에 균일하게 분산시켜 인날하므로서 고착제인 수지가 섬유에 피막을 형성하여 안료를 고착시키게 되므로 각종 색상의 무늬를 넣는 안료에 의한 날염 공정을 따른다. 안료에 의한 날염법은 스크린 프린트기 혹은 롤러로 인날 후 열풍처리하여 용매를 날려보내기 때문에 수세, 건조등 후공정이 필요없으므로 염가이고 섬유의 종류에 무관한 장점이 있으나 피염물의 촉감이 딱딱하며 마찰 견뢰도가 낮고 날염작업중 형막힘이 많은 단점이 있다. 이러한 안료에 의한 날염법에서는 호료로 사용되는 고분자가 수용성 고분자가 아니라 보통 합성수지 고분자로 구성되며 섬유에 피막을 형성하여 고착되게 되므로 형성된 피막은 일광견뢰도, 세탁견뢰도, 촉감등이 문제가 되며 특히, 신장하였다 수축되었들때 피막이 갈라져서 미적감각을 상실케 되는 단점이 있다.

날염의 또 한가지 방법인 전자날염에 있어서 날염용 전사지로는 이형지 위에 피막형성 고분자층이 있고 그위에 접착제층 및 폴리에틸렌 재질의 보호 피막층의 구조를 가진 날염용 전사지를 이용하며, 인날시 보호 피막층을 벗기고 생지에 접착제층을 밀착시키고 이형지를 떼내어 각종 색상의 무늬를 넣는 공정을 취하고 있다. 전사 날염법은 직접 날염방법과 비교하여 증열, 수세, 건조등의 공정이 필요없는 장점이 있으나 무늬가 고무의 촉감을 나타내고 2배이상 신장시 무늬에 파열자국이 남는 단점이 있다.

상술한 바와 같이 날염가공법은 다양한 색상의 무늬를 비교적 쉬운 공정을 사용하여 넣을 수 있으므로 섬유제품의 고부자 가치화에 이바지하고 있으나, 현재의 기술은 색재로서 섬유에 친화력을 갖는 염료를 수용성 고분자인 호료에 분산시켜 인날한 다음 고온 열처리 및 세척 건조공정을 거치는 직접날염법에 주종을 이루고 있으므로 에너지 소비가 클 뿐만 아니라 수질오염의 문제가 심각하며, 안료를 이용한 날염 및 전사날염법은 증열 및 세정과정이 불필요하지만 촉감이 좋지 않고 인날된 무늬가 고신축시 파열되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 날염가공후 무늬의 촉감이 섬유와 동일 또는 유사하고 인날된 무늬가 고신축시 파열되지 않도록 하는 신축성이 우수한 날염호료 조성물을 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적을 상기 목적의 조성물로 직접 날염용과 전사날염용의 날염호료를 제조한ㄴ 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 목적들의 날염호료 조성물과 날염호료를 이용하여 날염하는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적 뿐만 아니라 용이하게 표출되는 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 호료용 고분자 물질로 탄성섬유의 성질을 갖는 폴리우레탄계 블록공중합체 또는 폴리에스테르계 블록공중합체를 사용하여 날염호료를 제조하고 호료를 인날하고 날염된 피염물을 수조를 통과시켜 용매를 제거하므로서 탄성섬유 고분자가 피염물에 고착되도록 각종 색상의 무늬를 용이하게 얻을 수 있고 촉감이 섬유의 촉감과 유사할 뿐만 아니라 고신장 및 수축조건에서 무늬부분의 파열 흑적을 없게 하였다.

본 발명은 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 날염호료 조성물은 피막형성 기능을 갖는 고분자 물질 5-30wt%, 용매성분 50~90wt%, 염료 및 안료성분 0.1~10wt%, 산화방지제, 자외선 안정제 및 가소제 및 가소제 각 0.1~5wt%로 구성되는 것이다.

본 발명에서는 날염 기술의 중요인자인 호료용 고분자 물질로 수용성 고분자가 아닌 탄성섬유의 성질을 가진 새로운 고분자를 선택하였다. 즉, 스판덱스라는 통칭으로 불리우는 폴리우레탄계 블록공중합체 또는 폴리에스테르계 블록공중합체는 섬유의 촉감 및 물성을 가지는 동시에 고분자 주쇄내에 강직 부분과 연성부분이 블록으로 반복되어 연결된 구조를 가지고 있으므로 고체상태에서 강직 부분이 물리적인 가교점으로 작용하게 됨에 따라 탄성체의 성질을 나타내므로 원래 길이의 400~850% 정도로 신장시켰다가 수축시켜도 탄성체처럼 파열 흔적이 없이 원래 상태로 되돌아 가는 성질이 있다. 따라서 이러한 탄성섬유의 성질을 나타내는 고분자물을 용매로 녹여 날염용 호료로 사용하고 염료 혹은 안료를 배합한 다음 인날하고, 날염된 피염물을 수조로 통과시키면 용매가 빠져나감에 따라 탄성섬유 고분자가 피염물에 고착되므로 각종 색상의 무늬를 얻을 수 있고, 이때 파믹형성 고분자가 탄성섬유의 성질을 유지하므로 고무의 촉감이 아닌 섬유의 촉감을 가질뿐 아니라 고신장 및 수축조건에서 무늬 부분의 파열 흔적이 없게 된다.

본 발명에서의 피막형성 기능을 갖는 고분자 물질은 폴리우레탄계 블록공중합체 또는 폴리에스테르계 블록공중합체와 같이 원래길이의 400~850% 정도로 신장시켰다가 수축시켜도 원래 상태로 되돌아가는 것은 모두 사용가능하다. 일례로서, 분자량 1000~2000 정도의 폴리에스테르, 폴리에테르글리콜과 디이소시아산 에스테르를 반응시켜 해당하는 디이소시안산 유도체를 만들고 이것을 디메틸아세트아미드등의 용액중에서 히드라진, 디아민과 빈응시켜 우레인결합, 요소결합, 우에탄결합을 만들어 고분자화시켜 것을 사용할 수 있다.

피악형성 기능을 갖는 고분자 물질은 전체조성중 5-30wt%가 바람직하며, 피막형성 기능을 갖는 고분자 물질이 5wt% 이하로 사용될 경우에는 피염물에 고착되기 어려울 뿐만아니라 과다한 양의 호료를 사용하여야 하므로 경제적이지 못하고, 30wt% 이상으로 사용될 경우에는 점도가 저하되어 작업성이 나빠지는 문제점이 있다.

본 발명에서 피막형성 기능을 갖는 고분자 물질을 용해하기 위한 용매로는 극성이 큰 유기용매를 주용매로 사용하고 케톤류, 알콜류, 방향족화합물, 유기할로겐화물등을 보조용매로 사용할 수 있으며, 극성이 큰 유기용매만을 단독으로 또는 보저용매와의 혼합용매로 사용할 수도 있다. 특히. 용매에는 피막형성기능을 갖는 고분자 물질을 용해할 수 있는 것이 모두 사용가능하다.

주용매로 사용되는 화합물에는 N,N-디메틸포름아마이드, N,N-디메틸아세트아마이드, N-메틸피롤리돈, 디메틸설폭사이드등이 있으며, 보조용매로는 메틸에틸케톤, 아세톤등의 케톤류, 글리세롤등의 알콜류, 톨루엔등의 방향족화합물, 콜로로벤젠, 테트라클로로에탄등의 유기할로겐화물등이 있다.

용매성분은 전체조성중 50-90wt%인 것이 바람직하며, 용매성분이 50wt% 이하일 경우에는 날염호료가 점도가 저하되어 작업성이 불량하고, 90wt% 이상일 경우에는 피염물에 고착이 잘안되는 문제점이 있었다.

염료 및 안료성분으로는 아조염료, 붕산염료등의 일반염료, 형광염료, 태양광중 자외선 부분에 의하여 변색이 되는 포토크로믹 염료, 온도차이에 의하여 변색이 되는 써모크로믹 염료등의 염료와 은폐력 및 백색도를 향상시키는 이산화티탄 및 합성유기 안료등과 같은 안료로서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 염료 및 안료를 모두 사용할 수 있다.

염료 및 안료성분은 전체조성에 대하여 0.1~10wt%가 바람직하며, 염료 및 안료성분이 0.1wt% 이하로 사용될 경우에는 목적하는 착색도를 얻을 수 없고, 10wt% 이상으로 사용될 경우에는 경제적이지 못하였다.

본 발명의 날염호료 조성물에는 산화방지제, 자외선 안정제 및 가소제등의 첨가제를 가할 수 있다. 산화 방지제로는 2,6-디-t-부틸-p-크레졸, 나프틸아민, 디스테아릴티오디프로피오네이트등이 사용가능하며, 자외선 안정제로는 2-히드록시-4-메톡시벤조페논 등의 히드록시 벤젠페놀류, 2(2'-하이드록시-5-메틸페닐)벤조트리아졸등의 히드록시벤젠페놀류, 사리틸산에스테르류, 아트릴로니트릴 유도체류 등이 사용가능하고, 가소제로는 디이소옥틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디 2-에틸헥실프탈레이트, 디이소헵틸프탈레이트, 디이소부틸프탈레이트등의 프탈산에스테르류, 디에틸헥실아디페이트등의 지방족 2염기상 에스테르류등이 사용될 수 있다. 산화방지제, 자외선 안정제 및 가소제는 전체조성에 대하여 각각 0.1~5wt%가 사용되는 것이 바람직하며 각각 0.1wt% 이하로 사용시에는 첨가효과가 미약하고, 5wt% 이상으로 사용시에는 경제적이지 못하다.

본 발명에 따른 날염 호료의 제조방법은 다음과 같다.

먼저, 피막형성 기능을 갖는 고분자 물질을 용매에 용해한 후, 염료 및 안료를 첨가하고 혼합물을 3본 롤러 혹은 밀(mill)을 사용하여 균일하게 한 다음, 가소제, 산화방지제 및 자외선 안정제를 가하고 전체를 다시 교반한 후 밀봉된 용기에 보관하여 직접날염용 호료로 제조한다.

또한, 이형지 위에 상기의 직접날염용 호료를 도포하고 실온 혹은 열풍건조기를 사용하여 용매를 휘발시킨 후 접착제 용액을 도포한 다음, 실온 혹은 열풍건조시키고 폴리에틸렌 보호막층을 접합시켜 전사날염용 호료를 제조한다.

상술한 방법으로 제조된 직접 또는 전사날염용 호료를 이용하여 날인하고 날염되 천 또는 피혁을 수조에 침적시켜 용매를 제거하므로서 고분자 피막을 형성하여 날염을 완료한다.

상술한 바와 같이 탄성섬유 고분자물을 피막형성 물질로 하는 신규한 날염 호료를 이용하여 날염 혹은 전사날염을 하게되면 고온 열처리 및 수세, 건조과정이 필요없으므로 경제적인 날염을 할 수 있을 뿐 아니라 날염된 무늬부분의 촉감이 우수하고 고신장시에도 무늬 형태를 보존할 수 있다. 따라서 면, 폴리에스테르, 아크릴등 일반 섬유 뿐 아니라 편직물, 혼방, 수영복, 스키복등 고신축성 직물에도 간단한 날염 공정으로 디자인이 가능하므로 제품의 고급화가 가능하다.

다음의 실시예는 본 발명을 더욱 자세히 설명하는 것이지만 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

폴리우레탄계 블록 공중합체 15g을 85g의 N,N-디메틸포름아마이드 용매에 용해한 다음 0.2g의 적색 일반안료를 균일하게 분산시켜 날염용 호액을 만들고 날염전까지는 밀봉된 용기에 보관하였다.

180목의 스크린 프린트기에 호액을 10g을 정도 올려 놓은 후 고무 스퀴지로 10cm×10cm 크기의 면으로 된 생지 위에 인날하였다. 날염된 피염물을 상온의 물 100ml가 든 비이커에 5분동안 방치하였다가 가볍게 압착하고 다시 물로 헹군 다음 자연풍을 이용하여 건조하였다.

건조된 피염물은 첨예성이 우수한 적색 날염 무늬를 나타내었으며 통기성과 촉감이 면과 유사하였다. 또한 , 상기와 동일한 날염호료를 사용하여 10cm×10cm 크기의 수영복천, 스키복천, 레오타드, 스타킹, 편직물 및 신축성 합성피혁에 인날하고 날염된 피염물을 상온의 물 100ml가 든 비이커에 5분간 침적시켜 용매를 제거하고 건조하여 날염무늬를 얻었으며, 이들 천 및 합성피혁은 원래 크기의 300~800%까지 신장하였다 수축하여도 무늬의 파열자국이 없었다.

[비교예 1]

먼저 날염용 원호는 물 800g에 폴리옥시에틸렌노닐페놀 중성 유화제 5g을 가하고 믹서로 잘 교반한 다음 테르펜(terpene) 80g을 서서히 가하여 유화시켰다. 다음 환원방지제 10g 및 폴리인산염 5g을 가하고 알진산소다 40g을 가하여 교반하여 점성이 있는 원호액을 얻었다.

다음날 날염용 호액의 제조된 원호액 500g을 물 120g에 희석하고 중탄산소다 20g, 요소 50g 및 반응성 염료 3g을 가하고 잘 교반함으로서 제조하였다. 호액 10g을 사용하여 10cm×10cm 크기의 면 및 수용복 천에 인날하였다. 인날된 피염물을 180℃ 수증기에 5분 열처리후 세제를 포함한 60℃ 온수에서 세척하여 미고착 염료, 알지산소다 호료 및 기타 약제를 제거한 후 건조하였다. 면에 날염된 무늬는 촉감과 색상이 통상의 날염물과 같았으나 수용복 천에는 거의 날염이 되지 않았다.

[실시예 2~4]

용매로서 N,N-디메틸포름아마이드 대신 N,N-디메틸아세트아마이드, N-메틸피로리돈, 디메틸설폭사이드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 행하였다, 날염된 면은 적색 날염 무늬를 나타내었으며, 통기성과 촉감이 면과 유사하였고 천 합성피혁은 300~800%까지 신장하였다 수축하여도 무늬가 파열자국이 없었다.

[실시예 5]

N,N-디메틸포름아마이드와 메틸에틸케톤의 혼합용매를 사용하되 주용매 대 보조용매의 비율을 각각 90:10에서 30:70의 범위로 바꾸면서 한것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 행하였으며 실시예 1과 같은 날염특성을 얻었다.

[실시예 6]

실시예 1의 날염호액에 2,6-디-t-부틸-p-크레졸 0.2g을 산화방지제로, 2(2'-히드록시-5-메틸페닐)벤조트리아졸 0.3g을 자외선 안정제로, 디이소옥틸프탈레이트 0.4g을 가소제로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 행하였으며 실시예 1과 같은 날염특성을 얻었다. 또한 날염물에 대한 2개월의 옥외 노출시험 결과 실시예 1의 날염물 보다 일광견뢰도가 향상되었다.

[실시예 7]

실시예 1의 날염호액에 일반염료 대신 플루오라이트 형광염료 혹은 포토크로믹 염료, 써모크로믹 염료, 적색의 유기안료등을 각각 0.2g씩 가하고 균일하게 분산시킨 후 백색도 및 은폐력 증가를 위하여 이산화티탄을 20g 가하고 잘 분산시켜 실시예 1과 동일하게 행하였으며, 날염물의 특성은 실시예 1과 같았다.

[실시예 8]

실시예 1의 호액을 이형지 위에 스크린 프린트 방법으로 무늬를 넣고 용매를 휘발시킨 뒤 폴리에틸렌 보호막을 접착시켜 전사지를 얻고 면 및 수영복 천에 150℃에서 2분간 가열 압착하여 전사날염물을 얻었다. 수영복에 전사 날염된 무늬 부분은 실시예 1과 같은 특성을 나타내었다.

Claims (10)

1. 피막형성 기능을 갖는 고분자 물질 5~30wt%, 용매성분 50~90wt%, 염료 및 안료성분 0.1~10wt%, 산화방지제, 자외선 안정제 및 가소제 각 0.1~5wt%로 구성됨을 특징으로 하는 날염호료 조성물.
2. 제1항에 있어서, 피막형성 기능을 갖는 고분자 물질은 신율이 400~850% 범위인 폴리우레탄계 블록 공중합체 또는 폴리에스테르계 블록공중합체 임을 특징으로 하는 날염호료 조성물.
3. 제1항에 있어서, 용매성분중, 주용매는 N,N-디메틸포름아마이드, N,N-디메틸아세트아마이드, N-메틸프로리돈 또는 디메틸설폭사이드임을 특징으로 하는 날염호료 조성물.
4. 제1항에 있어서, 용매성분중 보조용매는 메틸에틸케톤, 아세톤, 글리세롤, 톨루엔, 클로로벤젠 또는 테트라클로로에탄임을 특징으로 하는 날염호료 조성물.
5. 제1항에 있어서, 산화방지제는 2,6-디-t-부틸-p-크레졸, 나프틸아민 또는 디스테아릴티오디프로피오네이트이고, 자외선 안정제는 2(2'-히드록시-5-메틸페닐)벤조트리아졸 또는 2-히드록시-4-메톡시벤조페논이며, 가소제는 디이소옥틸프탈레이트임을 특징으로 하는 날염호료 조성물.
6. 제1항에 있어서, 염료는 일반염료, 형광염료, 태양광중 자외선 부분에 의하여 변색이 되는 포트크로믹 염료 또는 온도 차이에 의하여 변색이 되는 서모크로믹 염료이고, 안료는 이산화티탄 또는 합성유기안료 임을 특징으로 하는 날염호료 조성물.
7. 제1항의 조성물을 이용하되 고분자 물질을 먼저 용매에 녹이고, 염료 및 안료를 첨가하여 혼합물을 3본 롤러 혹은 밀을 사용하여 균일하게 한 다음 가소제, 산화방지제 및 자외선 안정제를 가하고 전체를 다시 교반한 후 밀봉된 용기에 보관함을 특징으로 하는 직접날염용 호료의 제조방법.
8. 이형지 위에 제7항의 호료를 도포하고 실온 혹은 열풍 건조기를 사용하여 용매를 휘발시킨 후 접착제 용액을 도포한 다음 실온 혹은 열풍 건조시키고 폴리에틸렌 보호막 층을 접합시킴을 특징으로 하는 전사날염용 호료의 제조방법.
9. 제7항 또는 제8항의 방법으로 제조된 효로로 날인한 후 날염된 천 또는 피혁을 수조에 침적시켜 용매를 제거하여 고분자 피막을 형성하고 자연 건조시킴을 특징으로 하는 날염방법.
10. 제9항에 있어서, 날염 대상 생지는 수영복, 스키복, 레오타트, 스타킹, 거들, 브라, 편직물 또는 운동, 의료용 붕대 등 신축성 섬유제품임을 특징으로 하는 날염방법.