KR102085311B1 - 고속 디지털 날염용 전처리제 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디지털 날염용 전처리제 조성물에 관한 것으로, 특히 고속 디지털 날염에 적합한 전처리제 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 디지털 날염용 전처리제에 있어서, 전처리제 총량에 대하여, 호제 5~30중량부, 발색제 0.5~20중량부, 물 50~95중량부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 호제는 바인더 및 무기염, 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 날염용 전처리제 조성물이 개시된다.
Description
본 발명은 디지털 날염용 전처리제 조성물에 관한 것으로, 특히 고속 디지털 날염에 적합한 전처리제 조성물에 관한 것이다.
디지털 날염용 전처리제는 섬유를 디지털 프린터로 날염하기 전에 잉크가 원단에 번지지 않고 선명한 무늬가 형성되도록 하는 용도로 사용된다. 이러한 전처리 조제와 전처리 기술은 섬유의 종류와 사용하는 잉크에 따라 달라지기 때문에, 다양한 섬유소재에 따른 전처리 조제 및 처리기술의 개발이 필요하다.
한편, 디지털 날염의 고부가 아이템 적용을 위해서는 폴리에스테르/면 또는 나일론/면과 같은 복합소재의 디지털 날염을 위한 전처리 기술이 필요한데, 디지털 날염용 원단의 전처리기술은 아직까지는 실크, 면 등의 일부 범용 소재에 국한되어 있으며, 상술한 복합소재용 디지털 날염을 위한 전처리 기술에 대한 개발은 미미한 실정이다.
또한, 디지털 날염에 있어서 셀룰로오스/나일론 복합소재와 같이 친화성이 있는 염료의 종류가 서로 다른 복합소재를 각각의 섬유소재에 적합한 두 가지 이상의 염료를 사용하여 한꺼번에 원스텝(one step)으로 프린팅하거나 또는 투스텝(two step)으로 프린팅하는 것에 많은 문제점이 있다. 원스텝으로 진행할 경우, 각 잉크에 적합하지 않은 직물상의 전처리로 인해 염료(잉크)의 발색 안정성이 크게 낮아질 우려가 있으며, 만약 투스텝으로 디지털 프린팅하여 날염을 실시하면 서로 다른 염료의 고착시에 원하는 디자인 무늬를 맞추기가 어려울 뿐더러 반복적 프린팅으로 인해 형태안정성이 낮아질 수가 있다.
이러한 문제점 때문에, 현재 각 제조사에서는 소재종류에 상관없고, 전처리공정이 필요없는 안료형 잉크를 개발하여 복합소재 또는 디지털 날염 적용이 어려운 소재에 적용하기도 한다. 그러나 안료형 잉크는 채도나 선명성이 염료형 잉크를 사용할 때보다 현저히 낮아 고발색을 요구하는 디지털 날염용 제품에 적합하지 않다는 단점이 있다.
본 발명에서는 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 보다 구체적으로 고속 디지털 날염 시, 날염 후의 우수한 발색성, 마찰견뢰도, 터치감을 확보할 수 있는 고속 디지털 날염용 전처리제를 제공하는 것을 그 해결과제로 한다.
상기한 과제를 해결한 본 발명의 고속 디지털 날염용 전처리제 조성물은 전처리제 총량에 대하여, 바인더, 무기염 및 물을 포함하여 구성되는 호제 5~30중량부; 발색제 0.5~20중량부; 물 50~95중량부를 포함하는 것으로,
상기 호제는 상기 바인더 20~60중량부, 무기염 0.5~30중량부, 물 20~80중량부를 포함하여 이루어지며,
상기 호제를 구성하는 상기 바인더는 하기의 화학식(1)을 가지는 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체이고, 상기 무기염은 염화칼슘(Calcium Chloride; CaCl2) 또는 질산칼슘(Calcuum nitrate; Ca(NO3)2)인 것을 특징으로 한다.
<화학식(1)>
(여기서, m, n은 1 이상의 자연수이다.)
상기 호제는 상기 바인더 20~60중량부, 무기염 0.5~30중량부, 물 20~80중량부를 포함하여 이루어지며,
상기 호제를 구성하는 상기 바인더는 하기의 화학식(1)을 가지는 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체이고, 상기 무기염은 염화칼슘(Calcium Chloride; CaCl2) 또는 질산칼슘(Calcuum nitrate; Ca(NO3)2)인 것을 특징으로 한다.
<화학식(1)>
(여기서, m, n은 1 이상의 자연수이다.)
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여기서, 상기 발색제는 비반응성 실리콘오일 또는 에틸렌글리콜(EG)인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 비반응성 실리콘오일은 디메틸 실리콘(DS; Dimethyl silicon)인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해 제공되는 전처리제는 고속 디지털 날염에 적합한 것으로, 기존 전처리제 대비 발색성, 마찰견뢰도, 터치감이 동등 이상의 우수한 물성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 전처리제의 구성에 따른 발색성 실험 결과를 도시한 것이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 전처리제의 구성에 따른 발색성 실험 결과를 도시한 것으로, 도 1은 호제로 20중량부를 포함하는 전처리제를 준비하고, 기타의 전처리제와 발색성을 비교한 그래프이고, 도 2는 호제를 50중량부로 사용한 전처리제의 발색성을 비교한 그래프이며, 도 3은 EVA계 호제에 염화칼슘(Calcium Chloride; CaCl2)를 첨가한 것과 첨가하지 않은 것을 비교한 그래프이며, 도 4는 EVA계 호제에 염화칼슘을 첨가한 전처리제 2종을 준비하고, 디메틸실리콘을 첨가한 다음 발색성을 비교시험한 그래프이며, 도 5는 EVA계 전처리제에 디메틸실리콘을 첨가한 후 발색성을 비교시험한 결과를 도시한 그래프이며, 도 6 은 EVA계 전처리제에 에틸렌 글리콜(EG)를 첨가한 다음 발색성을 비교시험한 그래프이며, 도 7은 EVA계 호제에 염화칼슘을 첨가한 전처리제 2종을 준비하고, 에틸렌 글리콜(EG)을 첨가한 후 발색성을 비교시험한 그래프이다.
본 발명은 고속 디지털 날염에 사용되는 전처리제에 관한 것으로, 특히 원단의 디지털 날염 후, 우수한 발색성, 마찰견뢰도 및 터치감을 확보할 수 있는 장점을 가지는 디지털 날염용 전처리제를 제공하기 위한 것으로, 보다 구체적으로
본 발명에 따른 고속 디지털 날염용 전처리제 조성물은 전처리제 총량에 대하여, 호제 5~50중량부, 발색제 0.5~20중량부, 물 30~95중량부를 포함하여 이루어지는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 호제는 바인더 및 무기염, 물을 포함하여 이루어지며, 바람직하게 바인더 20~60중량부, 무기염 0.5~30중량부, 물 20~80중량부를 포함하여 이루어지는 것을 사용한다.
본 발명에 따르면, 상기 호제를 구성하는 상기 바인더는 하기의 화학식(1)을 가지는 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체를 사용한다.
<화학식 (1)>
(여기서, m, n은 1 이상의 자연수이다.)
만일, 상기 호제를 구성하는 상기 바인더의 혼합량이 20중량부 미만일 경우에는 각종 견뢰도가 낮아지는 문제점이 있고, 60중량부를 초과할 경우에는 처리 원단이 뻣뻣해지는 문제점이 있다.
본 발명에 따르면, 상기 호제를 구성하는 상기 무기염은 염화칼슘(Calcium Chloride; CaCl2), 질산칼슘(Calcuum nitrate; Ca(NO3)2) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용한다. 바람직하게는 염화칼슘을 사용하는 것이 가장 좋다. 만일, 상기 무기염의 사용량이 0.5중량부 미만일 경우에는 발색이 낮아 미처리 원단에 못미치는 단점이 있고, 30중량부를 초과할 경우에는 침전물이 발생하여 불균일한 천저리 및 전처리 설비의 고장을 유발하는 단점이 있다.
본 발명에 따르면, 상기 전처리제를 구성하는 상기 호제의 혼합량이 5중량부 미만일 경우에는 전처리 효과(견뢰도 및 발색성 향상)가 없는 단점이 있고, 30중량부를 초과할 경우에는 전처리 후 인쇄한 원단의 터치가 매우 뻣뻣한 단점이 있다.
본 발명에 따르면, 상기 전처리제를 구성하는 상기 발색제는 비반응성 실리콘오일 또는 에틸렌글리콜(EG)을 사용한다. 만일, 상기 발색제의 사용량이 0.5중량부 미만일 경우에는 무기염과 같이 발색성능이 낮은 단점이 있고, 20중량부를 초과한다 하여도 발색성능이 크게 개선되지 않아 제조비용이 상승하는 단점이 있다.
본 발명에 따르면, 상기 비반응성 실리콘오일은 디메틸 실리콘(DS; Dimethyl silicon)을 사용하는 것이 좋다.
이상의 본 발명에 따른 디지털 날염용 전처리제 조성물을 준비하여 발색성 시험을 하여 보았으며, 그 결과는 도 1 내지 도 7에 도시한 바와 같다.
전처리제 성능 테스트는 하기와 같은 조건을 실시하여 보았다.
- 적용 원단 : CM 40’s 직물 평직 원단, A4 사이즈 재단
- 전처리제 처리 : Spray coating 설비(Ecofreen Mister-T1) 를 이용하여 약 60% pick-up으로 표면 처리
① Dupont 전처리제의 경우 시판되는 전처리제를 100중량부로 하여 표면 처리
② 본 발명 전처리제 및 아크릴계 전처리제는 호제의 비율을 10~50중량부로 하여 물 및 발색제 등을 50~90중량부로 혼합하여 사용
- Lab. Curing 설비를 이용하여 180℃ 에서 2분간 처리
- 출력
① A4 사이즈로 처리된 원단의 이면에 라벨지를 부착하여 원단이 밀리지 않도록 조치
② Dupont P5000 시리즈 안료 잉크 사용
③ 피아조 방식의 헤드를 사용하는 EPSON O/A Printer L361 모델 이용하여 고품질 모드로 출력
- 후처리 : Hot Press 를 사용하여 180 ℃ 에서 10초간 처리
- 물성시험: 세탁견뢰도, 건/습 마찰견뢰도, 일광견뢰도, 발색성능 분석
도 1은 바인더로 본 발명에 따른 <화학식(1)>의 EVA 20중량부를 포함하는 호제를 사용한 전처리제를 준비하고 기타의 전처리제와 발색성을 비교한 그래프이다.
이때 사용된 EVA 계 전처리제는 EVA와 물로 구성된 호제를 준비한 후, 호제:물의 비율을 2:8로 구성되는 것을 준비하였고, 미처리군과, 듀퐁사의 ARTISTRI® P5001 PIGMENT PRETREATMENT SOLUTION 전처리제, 아크릴계A SN-70:물의 비율을 2:8로 준비한 전처리제, 아크릴계 B 403S:물의 비율을 2:8로 준비한 전처리제를 하기의 전처리조건으로 원단을 전처리한 다음 날염하여 그 발색성을 비교하여 보았다.
- 적용 원단 : CM 40’s 직물 평직 원단, A4 사이즈 재단
- 전처리제 처리 : Spray coating 설비(Ecofreen Mister-T1) 를 이용하여 약 60% pick-up으로 표면 처리
① Dupont 전처리제의 경우 시판되는 전처리제를 100중량부로 하여 표면 처리
② 발명 전처리제 및 아크릴계 전처리제는 호제의 비율을 20중량부로 하여 물 및 발색제 등을 80중량부로 혼합하여 사용
- Lab. Curing 설비를 이용하여 180℃ 에서 2분간 처리
- 출력
① A4 사이즈로 처리된 원단의 이면에 라벨지를 부착하여 원단이 밀리지 않도록 조치
② Dupont P5000 시리즈 안료 잉크 사용
③ 피아조 방식의 헤드를 사용하는 EPSON O/A Printer L361 모델 이용하여 고품질 모드로 출력
- 후처리 : Hot Press 를 사용하여 180 ℃ 에서 10초간 처리
- 세탁견뢰도, 건/습 마찰견뢰도, 일광견뢰도, 발색성능 분석
그 결과, 바인더로 EVA계 바인더를 사용하는 것이 아크릴계 바인더를 사용하는 것 보다 발색성이 우수한 것을 알 수 있었다.
도 2는 EVA를 50중량부 사용한 전처리제의 발색성을 비교한 그래프로서, 호제를 50중량부를 포함하도록 전처리제를 준비하고 도 1에서와 같은 전처리공정 조건으로 전처리한 다음 발색성을 비교시험하여 보았다.
그 결과, 호제의 농도를 50중량부까지 높이는 경우 발색 성능은 오히려 낮아지는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과로 호제의 첨가량은 바람직하게 50중량부 미만, 보다 바람직하게는 20~40중량부를 포함하도록 구성하는 것이 발색성을 높일 수 있는 것임을 알 수 있다.
도 3은 호제에 염화칼슘(Calcium Chloride; CaCl2)를 첨가한 것과 첨가하지 않은 것을 비교한 그래프로서, 호제 중 EVA를 60중량부를 포함하는 전처리제에 염화칼슘 10중량부를 첨가한 것과, 첨가하지 않은 것을 준비하여 비교시험하여 보았다.
전처리제는 상기 호제:물의 비율을 2:8로 하여 준비한 것과 듀퐁사의 ARTISTRI® P5001 PIGMENT PRETREATMENT SOLUTION 100중량부를 사용하는 전처리제를 준비하였고, 도 1에 개시된 공정으로 전처리하였다.
그 결과, 염화칼슘을 첨가할 경우, 그렇지 않은 경우 대비 발색성이 향상되는 것을 알 수 있었다.
도 4는 호제에 염화칼슘을 첨가한 전처리제 2종을 준비하고, 디메틸실리콘을 첨가한 다음 발색성을 비교시험한 그래프로, <화학식 (1)>의 m, n 조성이 다른 EVA를 함유한 EVA계 A와 EVA계 B에 염화칼슘을 10중량부 함유한 호제를 물과 2:8의 비율로 준비하여 전처리제를 제조하고, 각각의 전처리제에 디메틸 실리콘 0.5중량부를 첨가한 후, 도 1에 개시된 전처리방법에 따라 전처리하여 발색성을 비교한 결과로, 발색성이 약간 높아지는 것을 알 수 있었다.
도 5는 EVA계 전처리제에 디메틸실리콘을 첨가한 후 발색성을 비교시험한 결과를 도시한 그래프로, <화학식 (1)>의 m, n 조성이 다른 EVA를 함유한 EVA계 A와 EVA계 B에 염화칼슘을 10중량부 함유한 호제를 물과 2:8의 비율로 준비하여 전처리제를 제조하고, 전처리제에 디메틸실리콘 2.5중량부를 포함하도록 첨가한 후, 전처리한 다음 날염을 실시하여 발색성을 비교한 결과로, DS의 함량이 높아지면 오히려 발색성이 낮아지는 것을 알 수 있었다.
도 6은 EVA계 전처리제에 염화칼슘을 첨가한 전처리제 2종을 준비하고, 에틸렌 글리콜(EG)를 첨가한 다음 발색성을 비교시험한 그래프로, <화학식 (1)>의 m, n 조성이 다른 EVA를 함유한 EVA계 A와 EVA계 B에 염화칼슘을 10중량부 함유한 호제를 물과 2:8의 비율로 준비하여 전처리제를 제조하고, EG 5중량부를 첨가한 다음, 전처리를 실시하여 본 결과로서, EG를 첨가할 경우 발색성이 높아지는 것을 알 수 있었다.
도 7은 EVA계 전처리제에 에틸렌 글리콜(EG)을 첨가한 후 발색성을 비교시험한 그래프로, <화학식 (1)>의 m, n 조성이 다른 EVA를 함유한 EVA계 A와 EVA계 B에 염화칼슘을 10중량부 함유한 호제를 물과 2:8의 비율로 준비하여 전처리제를 제조하고, EG 20중량부를 첨가한 다음, 전처리를 실시하여 본 결과로서, EG의 함량이 중가할 수록 발색성이 높아지는 것을 알 수 있었다.
도 5 내지 도 7의 상기 설명에서 사용된 "<화학식 (1)>의 m,n의 조성이 다른 'EVA'를 함유한"EVA A와 EVA B는 총 분자량이 50,000 ~ 100,000 사이의 것으로 EVA A는 점도 3,000 ~ 6,000 mPa.s의 사이의 것이며, EVA B는 점도 1,000 ~ 3,000 mPa.s 사이의 것을 사용하였다.
한편, 본 발명의 EVA계 전처리제에 디메틸실리콘을 첨가한 전처리제를 사용하여 날염한 원단(표 1)과, 에틸렌글리콜을 첨가한 전처리제를 사용하여 날염한 원단(표 2)의 각종 견뢰도를 비교시험하여 보았으며, 그 결과는 하기 표 1 및 2에 나타내었다.
여기에 상기 표 1에서 알 수 있듯이 DS를 0.5중량부에서 2.5중량부로 증가할 경우 마찰견뢰도가 일부 상승하는 결과를 얻을 수 있으며, DS의 농도 조절을 통해 마찰견뢰도 성는 조절이 가능함을 알 수 있다.
EG는 발색에 영향을 주는 인자이긴 하지만, 상기 표 2에서 알 수 있듯이 5중량부에서 20중량부로 증가할 경우 마찰견뢰도가 일부 개선되는 결과를 얻을 수 있다.
Claims (6)
- 디지털 날염용 전처리제에 있어서,
전처리제 총량에 대하여, 바인더, 무기염 및 물을 포함하여 구성되는 호제 5~30중량부; 발색제 0.5~20중량부; 물 50~95중량부를 포함하는 것으로,
상기 호제는 상기 바인더 20~60중량부, 무기염 0.5~30중량부, 물 20~80중량부를 포함하여 이루어지며,
상기 호제를 구성하는 상기 바인더는 하기의 화학식(1)을 가지는 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체이고, 상기 무기염은 염화칼슘(Calcium Chloride; CaCl2) 또는 질산칼슘(Calcuum nitrate; Ca(NO3)2)인 것을 특징으로 하는 고속 디지털 날염용 전처리제 조성물.
<화학식(1)>
(여기서, m, n은 1 이상의 자연수이다.)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 발색제는 비반응성 실리콘오일 또는 에틸렌글리콜(EG)인 것을 특징으로 하는 고속 디지털 날염용 전처리제 조성물.
- 제 5 항에 있어서,
상기 비반응성 실리콘오일은 디메틸 실리콘(DS; Dimethyl silicon)인 것을 특징으로 하는 고속 디지털 날염용 전처리제 조성물.
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| KR20220135730A (ko) | 2021-03-31 | 2022-10-07 | 한국섬유소재연구원 | 폴리우레탄을 이용한 고속 디지털 날염용 전처리제 조성물 |
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