KR102105582B1 - 이산화탄소 초임계 하에서 폴리아미드 섬유의 흑색 염색을 위한 분산염료 조성물 - Google Patents

이산화탄소 초임계 하에서 폴리아미드 섬유의 흑색 염색을 위한 분산염료 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR102105582B1
KR102105582B1 KR1020190053390A KR20190053390A KR102105582B1 KR 102105582 B1 KR102105582 B1 KR 102105582B1 KR 1020190053390 A KR1020190053390 A KR 1020190053390A KR 20190053390 A KR20190053390 A KR 20190053390A KR 102105582 B1 KR102105582 B1 KR 102105582B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dyeing
dye composition
dye
carbon dioxide
dyes
Prior art date
Application number
KR1020190053390A
Other languages
English (en)
Inventor
김창일
김민지
엄경섭
Original Assignee
아크로마코리아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아크로마코리아 주식회사 filed Critical 아크로마코리아 주식회사
Priority to KR1020190053390A priority Critical patent/KR102105582B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102105582B1 publication Critical patent/KR102105582B1/ko

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/94—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using dyes dissolved in solvents which are in the supercritical state
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P3/00—Special processes of dyeing or printing textiles, or dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the material treated
    • D06P3/02—Material containing basic nitrogen
    • D06P3/04—Material containing basic nitrogen containing amide groups
    • D06P3/24—Polyamides; Polyurethanes
    • D06P3/26—Polyamides; Polyurethanes using dispersed dyestuffs
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P3/00—Special processes of dyeing or printing textiles, or dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the material treated
    • D06P3/02—Material containing basic nitrogen
    • D06P3/04—Material containing basic nitrogen containing amide groups
    • D06P3/24—Polyamides; Polyurethanes
    • D06P3/28—Preparing azo dyes on the material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Coloring (AREA)

Abstract

본 발명은 다음 구조식 (1) 내지 (3)의 화합물을 포함하는 초임계 유체를 이용한 폴리아미드의 흑색 염색용 분산 염료 조성물에 관한 것이다:
Figure 112019046667171-pat00013
(1)
Figure 112019046667171-pat00014
(2)
Figure 112019046667171-pat00015
(3)

Description

이산화탄소 초임계 하에서 폴리아미드 섬유의 흑색 염색을 위한 분산염료 조성물{DISPERSE BLACK DYE COMPOSITION FOR SSUPERCRITICAL CARBON DIOXIDE DYEING OF POLYAMIDE FIBER}
본 발명은 초임계 이산화탄소 염색기에서 소수성 섬유재료를 염색하기 위한 염료 조성물에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 나일론 등의 폴리아미드 섬유를 초임계 이산화탄소 염색 기술을 사용하여 흑색으로 염색하기 위한 분산염료 조성물에 관한 것이다.
초임계 유체를 이용한 초임계 염색은 독일의 Schollmeyer 교수가 1991년 초임계 CO2를 이용한 섬유 염색에 대한 논문을 발표함으로서 본격적인 연구가 시작되었다.
초임계 유체 염색공정을 통한 섬유 제품화된 사례는 아디다스와 제휴한 태국 Yeh Group의 "Dry Dye"와 나이키와 제휴한 대만 Far Estern Group의 "Color Dry"로 양분되고 있으나, 염색공정이나 사용염료와 같은 기술적인 내용은 기업 대외비로 일체 공개를 하지않고 있기 때문에 기술의 실체에 대한 접근이 상당히 어려운 상황이다.
현재 DyeCoo사는 인도의 염료회사인 Colourtex사와 제휴를 통해 17종의 염료를 독점 개발하여 상기 염색공장에서 현장 적용시험을 거쳐 최종 15종의염료를 선정한 것으로 알려져 있다.
한국에서 초임계 유체를 이용한 섬유분야 연구는 실험실용 초임계유체 장치를 이용하여 1995년 영남대 배효광, 심재진 교수팀이 염료의 용해도를 측정한 이래, 장성호 등은 C.I Disperse Red 60, Blue 60, Orange 30의 PET, 나일론에 대한 염착평형과 이론해석을 실시하였고, 성환도 등은 여러 분산염료의 조용매 첨가 전후의 용해도 증진에 대한 연구를 실시하였다. 또한, 폴리프로필렌, 아라미드, PLA 등 여러 종류의 섬유에 대한 염색성과 물성저하 여부를 검토하는 연구도 이루어지고 있으나, 대상염료의 구조 및 컬러가 제한적이고 실제 상업화가 가능한 수준의 물성 달성에는 매우 미흡한 결과를 나타내고 있다.
한편, 초임계 CO2염색은 2009/2010 Herman Wijffels Innovation Award의 혁신적 친환경적 제품 부문 최고상을 수상하였으며, 물절약 100%, CO2저감 60%, 비용절감 30~50%의 효과로 2012 파퓰러 사이언스 혁신 대상에 선정되었다.
한국 특허등록 10-0187784 한국 특허공개 10-1996-0001332 한국 특허공개 10-2001-0052517
본 발명은 초임계 이산화탄소 염색기를 사용하여 물을 사용하지 않고 폴리아미드 섬유를 친환경적으로 염색하는데 적합한 흑색 분산 염료 조성물을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 분산 염료 조성물은 다음 구조식 (1) 내지 (3)의 화합물을 포함한다:
Figure 112019046667171-pat00001
(1)
Figure 112019046667171-pat00002
(2)
Figure 112019046667171-pat00003
(3)
상기 화합물은 중량비로 45~55:25~35:15~25의 비율로 배합되는 것이 바람직하다.
본 발명의 염료 조성물은 흡진율 및 견뢰도가 우수하고 초임계 이산화탄소 염색기를 사용하여 물을 사용하지 않고 폴리아미드 섬유를 친환경적으로 염색할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예 1~7의 조성물의 염료의 색 재현성 결과를 나타내는 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시 예 5~7의 조성물의 염료의 색 재현성 결과를 나타내는 사진이다.
본 발명의 발명자들은 초임계 유체를 이용하여 폴리아미드, 예를 들어 나일론 섬유의 염색에 적합한 흑색 분산 염료를 선별하기 위해 다양한 분산염료를 혼합하여 시험하였다.
검은 색의 색상을 구현하기 위해서는 조합하는 염료들이 같은 온도와 압력조건에서 흡진이 비슷하게 일어나야 한다.
SC-CO2 폴리아미드 섬유 염색에서 급격하게 흡진이 일어나는 온도가 서로 상이하다면 염색 재현성이 크게 낮아지고 색상 변화도 심하여 블랙 구현이 어려울 것이다.
폴리아미드 섬유용 초임계 분산염료 후보군으로 33종의 분산 염료를 도출하였으며 이 가운데는 황색 염료가 5종, 갈색 염료가 2종, 청색 염료가 8종, 적색 염료가 11종, 주황색 염료가 4종, 보라색 염료가 3종이었다.
이 가운데 폴리아미드 섬유의 초임계 유체를 이용한 염색에 적합한 다음의 다섯 가지 염료를 선별하여 후보군으로 선정하였으며, 그 물성을 시험한 결과는 다음 표 1에 게시하였다.
Figure 112019046667171-pat00004
[표 1]
Figure 112019046667171-pat00005
흑색 염료 조성물을 구성하는 각 황색, 적색, 청색 염료는 최대한 높은 순도의 염료를 사용하여야 하고, 순도가 낮을 경우 정제하여 사용하여야 한다. 순도가 낮으면, 염색 과정에서 염반이 발생한다. 또, 각 황색, 적색, 청색 염료는 적정 비율로 조합되어야 재현성의 확보가 가능하고 색상차를 줄일 수 있다.
본 발명자들의 시험결과 가장 바람직한 배합비는 분산염료 오렌지155(45~55%), 분산염료 청색 148(25~35%), 분산염료 보라색 93(15~25%)였다.
또, 캐리어를 사용하여 피염물의 이동에 의한 불균염 문제를 해결하고 균염성을 확보한다.
또한, 초임계 유체 염색기에 사용하는 오일은 폴리에텔렌글리콜 오일, 예를 들어 PEG 400을 사용하는 것이 바람직하다. 파라핀계 오일을 사용하는 경우 냄새와 연기가 발생하고 세척에 문제가 생긴다.
염색기의 포트 밀봉재는 나선형 타입의 밀봉재를 사용하는 것이 누출이 없고 밀봉에 유리하다. 염색기의 운전 조건은 125℃에서 40~60분, 압력은 250바아 내외로 하는 것이 바람직하다.
이하 실시 예를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다:
실시 예 1 ~7
하기 표 2에 게시된 염료를 각각 하기 표 2에 게시된 중량비로 배합하고 압력계가 달린 200mL 초임계 유체 염색장비에서 Oil-bath의 내부 오일 온도를 120℃로 맞추어 준 후 염색기 내부에 나일론 섬유 10g, 배합한 염료 50mg을 준비하고, 염색기에 부착된 밸브를 통해 주입 이산화탄소 가스를 80g을 주입하여, 압력 250bar에서 125℃로 승온하여 60분간 염색을 진행하였다. 4개의 port를 탈리 후, CO2 가스를 제거, 염색이 된 나일론 섬유를 꺼냈다. 결과를 도 1에 게시하였다.
[표 2]
Figure 112019046667171-pat00006
* DYE 1은 적색 염료로 다음 구조를 가지며 본 출원인의 선행 출원인 한국특허출원 10-2018-0094746호의 제조 예 2의 방법으로 제조
Figure 112019046667171-pat00007
** DYE 5는 황색 염료로 다음 구조를 가지며 본 출원인의 선행 출원인 한국특허출원 10-2018-10-2018-0094746호의 제조 예 1의 방법으로 제조
Figure 112019046667171-pat00008
상기 실시 예 중 비교적 흑색이 잘 발현되는 실시 예 5 내지 7을 보다 상세하게 비교한 결과를 도 2에 나타내었다.
실시 예 6에서 가장 우수한 결과를 얻었다.
한국 섬유 소재연구원에 의뢰하여 측정한 흡진율 및 견뢰도 측정 결과를 아래 표 3에 나타내었다.
염료 흡진율은 다음의 방법으로 측정하였다.
1) 초임계 유체 염색이 끝난 후, 포트에서 천을 꺼낸다.
2) 빈 비커의 무게를 잰다.
3) 천을 꺼낸 포트에 아세톤을 넣어준다.
4) 포트의 뚜껑에 잔류하는 염료도 아세톤으로 녹여 비커에 넣는다.
5) 포트의 잔여 염료를 아세톤으로 완전히 녹인 후 비커에 담는다.
6) 비커에 담은 염료가 용해되어 있는 아세톤을 증발시킨다.
7) 아세톤이 완전히 증발된 것을 확인한다.
8) 비커의 무게를 재어준다. 빈 비커 무게와 차이로 염료 흡진율을 구한다.
Figure 112019046667171-pat00009

Claims (3)

  1. 다음 구조식 (1) 내지 (3)의 화합물을 포함하는, 초임계 유체를 이용한 폴리아미드의 흑색 염색용 분산 염료 조성물:
    Figure 112019046667171-pat00010
    (1)
    Figure 112019046667171-pat00011
    (2)
    Figure 112019046667171-pat00012
    (3)
  2. 제1항에 있어서, 구조식 (1), 구조식 (2), 구조식 (3)의 화합물은 각각 45~55:25~35:15~25의 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는, 초임계 유체를 이용한 폴리아미드의 흑색 염색용 분산 염료 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 구조식 (1), 구조식 (2), 구조식 (3)의 화합물은 각각 50:30:20의 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는, 초임계 유체를 이용한 폴리아미드의 흑색 염색용 분산 염료 조성물.
KR1020190053390A 2019-05-08 2019-05-08 이산화탄소 초임계 하에서 폴리아미드 섬유의 흑색 염색을 위한 분산염료 조성물 KR102105582B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190053390A KR102105582B1 (ko) 2019-05-08 2019-05-08 이산화탄소 초임계 하에서 폴리아미드 섬유의 흑색 염색을 위한 분산염료 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190053390A KR102105582B1 (ko) 2019-05-08 2019-05-08 이산화탄소 초임계 하에서 폴리아미드 섬유의 흑색 염색을 위한 분산염료 조성물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102105582B1 true KR102105582B1 (ko) 2020-04-28

Family

ID=70455950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190053390A KR102105582B1 (ko) 2019-05-08 2019-05-08 이산화탄소 초임계 하에서 폴리아미드 섬유의 흑색 염색을 위한 분산염료 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102105582B1 (ko)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960001332A (ko) 1994-06-29 1996-01-25 카흐홀츠, 루츠 아민화된 셀룰로즈 / 폴리에스테르 블렌드 직물을 섬유-반응성 분산 염료로 염색하는 방법
KR100187784B1 (ko) 1990-09-03 1999-06-01 에프. 아. 프라저, 에른스트 알테르 (에. 알테르), 한스 페터 비틀린 (하. 페. 비틀린), 피. 랍 보프, 브이. 스펜글러, 페. 아에글러 분산 염료를 사용한 소수성 섬유재료의 염색방법,당해 방법으로 수득된 섬유재료 및 안트라퀴논 염료
KR20010052517A (ko) 1998-06-03 2001-06-25 노쓰 캐롤라이나 스테이트 유니버시티 초임계 유체 이산화탄소내에 착색제로 소수성 직물 섬유를염색시키는 향상된 방법
JP2004339252A (ja) * 2003-05-12 2004-12-02 Dystar Japan Ltd ポリウレタンとポリエステルの複合素材の染色に適した分散染料混合物
KR20060069457A (ko) * 2003-09-25 2006-06-21 다이스타 텍스틸파르벤 게엠베하 운트 콤파니 도이칠란트 카게 흡착가능한 유기 할로겐 (ａｏｘ) - 결여 네이비 및 흑색분산 염료
JP2006257377A (ja) * 2005-02-15 2006-09-28 Sumitomo Chemical Co Ltd 分散染料組成物、および疎水性繊維材料への適用
EP1925642A1 (en) * 2006-11-27 2008-05-28 Clariant International Ltd. 3-hydroxy-cyclohex-2-enone based azo dyes, and their use with anionic azo metal complex dyes
KR101047998B1 (ko) * 2006-06-27 2011-07-13 금오공과대학교 산학협력단 초임계 유체를 이용한 폴리비닐알코올(pva)계 필름의염색방법
KR20130092721A (ko) * 2012-02-13 2013-08-21 대영산업 주식회사 폴리에스테르 섬유용 분산염료 및 이를 포함하는 염료 조성물

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100187784B1 (ko) 1990-09-03 1999-06-01 에프. 아. 프라저, 에른스트 알테르 (에. 알테르), 한스 페터 비틀린 (하. 페. 비틀린), 피. 랍 보프, 브이. 스펜글러, 페. 아에글러 분산 염료를 사용한 소수성 섬유재료의 염색방법,당해 방법으로 수득된 섬유재료 및 안트라퀴논 염료
JP3253649B2 (ja) * 1990-09-03 2002-02-04 チバ スペシャルティ ケミカルズ ホールディング インコーポレーテッド 分散染料で疎水性繊維材料を染色する方法
KR960001332A (ko) 1994-06-29 1996-01-25 카흐홀츠, 루츠 아민화된 셀룰로즈 / 폴리에스테르 블렌드 직물을 섬유-반응성 분산 염료로 염색하는 방법
KR20010052517A (ko) 1998-06-03 2001-06-25 노쓰 캐롤라이나 스테이트 유니버시티 초임계 유체 이산화탄소내에 착색제로 소수성 직물 섬유를염색시키는 향상된 방법
JP2004339252A (ja) * 2003-05-12 2004-12-02 Dystar Japan Ltd ポリウレタンとポリエステルの複合素材の染色に適した分散染料混合物
KR20060069457A (ko) * 2003-09-25 2006-06-21 다이스타 텍스틸파르벤 게엠베하 운트 콤파니 도이칠란트 카게 흡착가능한 유기 할로겐 (ａｏｘ) - 결여 네이비 및 흑색분산 염료
JP2006257377A (ja) * 2005-02-15 2006-09-28 Sumitomo Chemical Co Ltd 分散染料組成物、および疎水性繊維材料への適用
KR101047998B1 (ko) * 2006-06-27 2011-07-13 금오공과대학교 산학협력단 초임계 유체를 이용한 폴리비닐알코올(pva)계 필름의염색방법
EP1925642A1 (en) * 2006-11-27 2008-05-28 Clariant International Ltd. 3-hydroxy-cyclohex-2-enone based azo dyes, and their use with anionic azo metal complex dyes
KR20130092721A (ko) * 2012-02-13 2013-08-21 대영산업 주식회사 폴리에스테르 섬유용 분산염료 및 이를 포함하는 염료 조성물

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Choudhury Eco-friendly dyes and dyeing
Bechtold et al. Anthocyanin dyes extracted from grape pomace for the purpose of textile dyeing
Avinc et al. Natural dye extraction from waste barks of Turkish red pine (Pinus brutia Ten.) timber and eco-friendly natural dyeing of various textile fibers
Sarkar et al. Color strength and colorfastness of flax fabrics dyed with natural colorants
Abou Elmaaty et al. Water free dyeing of polypropylene fabric under supercritical carbon dioxide and comparison with its aqueous analogue
El-Shishtawy et al. Dyeing of modified acrylic fibers with curcumin and madder natural dyes
CN106833018B (zh) 一种分散黑染料混合物及其染料制品
KR102105582B1 (ko) 이산화탄소 초임계 하에서 폴리아미드 섬유의 흑색 염색을 위한 분산염료 조성물
CN105602284B (zh) 一种蓝色分散染料组合物、蓝色分散染料及其制备方法和用途
Sriumaoum et al. Dyeing and spectroscopic properties of natural dyes on poly (lactic acid) and poly (ethylene terephthalate) fabrics
Barnett Synthetic organic dyes, 1856–1901: an introductory literature review of their use and related issues in textile conservation
CN104194385B (zh) 一种偶氮基1：2金属络合染料组合物及其染色应用
CN106433213B (zh) 一种分散红染料组合物以及染料制品
CN101983993A (zh) 一种高水洗牢度的分散大红染料组合物
CN102504593A (zh) 蓝色染料组合物及其在纤维上的染色应用
CN106977979A (zh) 一种高水洗型分散黑染料组合物
CN106831430A (zh) 醚化水杨酸甲酯及其制品、应用
CN106928749B (zh) 一种分散染料组合物、分散染料及其的制备方法和用途
CN103554993B (zh) 红色活性染料组合物及其在纤维上的染色应用
KR102002836B1 (ko) 초임계 이산화탄소 염색을 위한 염료 조성물
CN110128848A (zh) 一种红色酸性染料组合物及其在纤维上的染色应用
CN101983999A (zh) 一种复配型直接印花分散蓝染料
Khalid et al. Study of Colour Measurements of Leather Dyed with Walnut Bark Natural Dye: Walnut Bark Dyed Leather
Goktas et al. Color stability of wood treated with madder root (Rubia tinctorium L.) extract after lightfastness test
CN101575460B (zh) 黄色活性染料组合物及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant