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문제 정의
- 본 연구에서는 안트라퀴논계 분산염료와 치환형반응성염료의 혼합으로 P/C 혼방을 날염할 때 여러 고착 방법에 있어 안트라퀴논계 분산염료의 화학 구조적 차이에 따른 고착량, 알칼리와 열에 대한 안정성, 반응염료와의 상용성 등 고착 거동을 연구하고, 또한 치 환형 반응성염 료 인 아조계 모노클로로트리아진형 반응성염료의 화학구조적 차이에 따른 고착 거동을 연구하고자 한다.
제안 방법
- 1,5-디메틸아미노기와 4,8-디히드록시기를 갖는 C. I. Disperse Violet 26과 두 개의 나프탈렌으로 구성된 아조계 모노클로로트리아진형 반응염료인 C. I. Reactive Orange 13을 동시에 P/C 혼방직물 에 대해 날염하는 경우의 고착 거동을 살펴보았다.
- 다음에는 D.V.26과 동일한 메틸아미노기를 갖는 1, 4-디메틸아미노 안트라퀴논 분산염료인 D.B.14를 선별하고, 하나의 나프탈렌 구조를 갖는 아조계 모노클로로트리아진형 반응염료인 R.R.3를 선별하여 앞의 경우와 같은 방법으로 인날 및 고착하였다.
- 다음에는 D.V.26과 비슷한 구조이면서 디아미노 기를 갖는 안트라퀴논계 분산염료 중 1,5-디아미노-4,8-디히드록시-7-히드록시페닐 안트라퀴논 분산염 료인 D.B.73을 선별하였고, 반응염료로는 나프탈렌 구조가 없는 아조계 모노클로로트리아진형 반응염 료인 R.Y.2를 선별하였으며 이들의 혼합날염호에 의한 고착 거동을 앞과 동일한 방법으로 살펴보았다.
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일정한 압력으로 1회 인날했고, 100℃xlmin 건조했으며, 실험실용으로 제작된 고온증열기를 이용해 고온증열(175℃x8mWn steaming), 저온증열(102©
- 적정한 점도로 조정된 알긴산나트륨 원호액에 분산염료 l%owp, 반응염료 l%owpz 요소 5%owp를첨가하고 중탄산나트륨을 첨가하지 않거 나 2%owp 첨가하여 날염호를 조성했다.
대상 데이터
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2.2 시료 및 시약
시료로는 경위사 섬도 40s, 경사/위사 직물밀도가 110/76인 폴리에스테르/면(65/35) 혼방직물과경위사 밀도 40's, 직물밀도 90/62인 100% 면직물을 사용했다.
- 아조계 모노클로로트리 아진형 반응염 료로는 C. I. Reactive Orange 13, C. I. Reactive Red 3, C. I. Reactive YeUow 2를 선별했고, 그들의 구조는 다음과 같다.
- 안트라퀴논계 분산염료로는 디메틸아미노기를 갖는 C. I. Disperse Violet 26과 C. I. Disperse Blue 14z 그리고 디아미노기를 갖는 C. I. Disperse Blue 73을 선별하여 시판품 그대로 사용했고, 그들의 구 조는 아래와 같다.
- 알긴산나트륨, 중탄산나트륨, 요소 등은 1급 시약을 사용했다.
이론/모형
- P/C 혼방직물에 있어 분산염료와 반응성 염료의 고착량을 동시에 비교 분석 하기 위해 Colour Quality Control System (ICS-TEXICON Ltd.)으로 반사율 스펙트럼을 얻었고, 반사율로부터 Kubelka-Munk식에 의해 K/S를 구하여 고착량으로 사용했다.
성능/효과
- 1,5-디메틸아미노기와 4,8-디히드록시기를 갖는 C. I. Disperse Violet 26과 두 개의 나프탈렌으로 이루어진 아조계 모노클로로트리 아진형 반응염료인 C. I. Reactive Orange 13에 의한 폴리에스테르/ 면 혼방직물 날염에 있어 중탄산나트륨 존재 하에서 증기공급이 없는 190℃의 건열만으로 고착하는 경우 열 안정성이 양호한 R.O.13은 중탄산나트륨 첨가에 의해 크게 고착량이 증가했으나 반대로 열과 알칼리 안정성이 다소 낮은 D.V.26의 고착량은 크게 감소했고, 102℃ 저온증열 후 190℃ 고온건열 의 경우에는 중탄산나트륨의 첨가 유무에 관계없이 R.O.13과 D.V.26의 고착이 거의 일어나지 않았으 며, 175℃ 고온증열만으로 고착하는 방법이 가장 효과적이었다.
- 1,5-디아미노4,8-디히드록시-7-히드록시페닐 안트라퀴논 분산염료인 D.B.73와 나프탈렌 구조가 없는 아조계 모노클로로트리아진형 반응염료인 R.Y.2에 의한 P/C 혼방 날염에 있어 190℃ 고온 건열만으로 고착하는 경우 증기가 필수적으로 요구되는 R.Y.2 의 100%면에 대한 고착량은 중탄산나트륨 존재 하에서도 매우 적은데 반해 P/C혼방에 대해서는 중탄산나트륨이 첨가되면 고착량이 매우 증가했는데 이는 메틸아미노기를 갖는 앞의 두 분산염료에 대해서는 고착을 방해했던 중탄산나트륨이 디아미노기를 갖는 D.B.73에 대해서는 폴리에스테르로의 확산과 고착을 도와주는 역할을 하고 아울러 활발한 D.B.73의 확산과 고착의 파급 효과로 R.Y.2의 고착량 역시 증가한 것으로 판단되며 D.B.73은 R.Y.2와의 뛰어난 상용성에 의해 가장 열악한 고착 조건인 190℃의 고온건열하에서도 상생 효과를 보였다.
- P/C 혼방에 대한 D.B.73의 고착은 175℃ 고온증열 또는 저온증열 후 고온증열의 고착 방법에 의해 매우 만족스러운 결과를 얻었으며, 앞의 두 메틸아미노기를 갖는 분산염료와는 달리 102℃ 저온증열 후 190℃ 고온건열의 경우에도 비교적 만족스러운 고착 결과를 얻었다. 그러나 190℃ 고온건열만으로 고착한 경우에는 중탄산나트륨이 첨가되어도 약간의 증가가 보이기는 하나 애초 극히 적은 고착량으로 인해 다른 세 고착 방법과 확연히 구분되는 결과를 보였다.
- 2는 190℃의 고온 건열만으로 고착하는 방법이 부적합했다. 디메틸아미노기를 갖는 D.V.26과 D.B.14은 열과 알칼리에 대한 안정성이 낮은데 반해 디아미노기를 갖는 D.B.73은 매우 안정하여 역시 열 안정성이 큰 R.O.13과 함께 P/C 혼방의 날염에 매우 적합한 염료임을 확인했으며, D.B.73과 R.Y.2의 상용성이 매우 우수함을 확인했다.
- 먼저 100% 면에 대한 고착 거동을 살펴보면 어느 고착 방법에서건 500nm에서 최대흡수파장을 보이는 R.O.13의 100% 면에 대한 고착량이 중탄산나트륨 첨가에 의해 현저히 향상되었는데 이로써 반응염료의 고착에 알칼리가 크게 기여함을 알 수 있다. 네 고착 방법 모두 중탄산나트륨 첨가에 의해 R.
- 3의 혼합염료 날염호로 인날한 P/C 혼방직물과 100% 면직물을 네 가지 다른 방법으로 고착한 후 그 결과를 비교 분석하고자 반사율 스펙트럼과 K/S로 나타낸 것이다. 먼저 100% 면직물에 대한 RR.3의 고착 거동을 보면 175℃ 고온증열이 포함된 고착 방법에서는 앞의 R.0.13과 마찬가지로 중탄산나트륨 첨가에 의해 큰 고착량 증가가 나타났고 알칼리가 없어도 어느정도 고착이 일어났으나 190℃ 고온건열만으로 고착하는 경우에는 R.O.13과는 아주 달리 알칼리 유무에 관계없이 R.R.3의 고착이 거의 일어나지 않았는데 이는 R.R.3의 화학구조적 원인에 기인하는 것으로 추정된다. 즉 알칼리 존재 하에서 두 개의 나프탈렌을 갖는 R.
- 73에 대해서는 오히려 폴리에스테르로의 확산을 도와주는 역할을 한 것으로 판단된다. 이러한 결과는 1, 5-디아미노기를 갖는 D.B.73이 디메틸아미노기를 갖고 있는 D.V.26과 D.B.14에 비해 월등히 열과 알칼리에 대한 안정성이 크기 때문에 폴리에스테르로의 확산과 고착이 용이하게 이루어지는 것으로 판단되고, 아울러 중탄산나트륨 존재하에서는 D.B.73이 면섬유로의 R.Y.2 확산과 고착을 도와주는 것으로 사료된다. 이상의 결과에서 매우 뛰어난 상용성에 의해 190℃의 고온건열 조건에서도 상승 효과를 보이는 분산염료인 D.
- 이상으로부터 D.B.14와 R.R.3의 혼합에 의한 P/C 혼방 날염에는 두 염료 모두 열에 대한 안정성이 떨어지는 이유로 190℃의 고온건열을 포함하는 고 착 방법을 사용해서는 안 되고, 또한 102℃의 저온 증열을 포함하는 고착방법도 D.B.14의 고착량 저하 위험이 있으므로 추천할만한 방법이 못되며, 175℃ 고온증열만으로 고착하는 방법이 가장 만족스러운 방법임을 확인했다.
- 이상의 결과 중탄산나트륨의 알칼리를 포함하는 D.V.26과 R.O.13의 혼합 날염호로 P/C 혼방직물을 날염하여 175℃ 고온증열만으로 고착하는 방법이 가장 효과적이고, 190℃의 고온건열 방법은 D.V.26 의 고착량 저하로 부적합하며, 102℃ 저온증열 후 190℃ 고온건열 방법은 D.V.26뿐만 아니라 R.O.13의 고착량을 현저히 저하시키므로 전혀 바람직하지 못함을 알 수 있었다.
- 이상의 결과에서 디메틸아미노기 또는 디 아미 노기를 갖는 안트라퀴논계 분산염료와 모노클로로트리아진계 반응염료의 조합에 의한 P/C 혼방 날염에는 175℃ 고온증열만으로 고착하는 방법이 가장 효과적임을 확인했고, 열안정성이 떨어지는 R.R.3 와 R.Y.2는 190℃의 고온 건열만으로 고착하는 방법이 부적합했다. 디메틸아미노기를 갖는 D.
- 2 확산과 고착을 도와주는 것으로 사료된다. 이상의 결과에서 매우 뛰어난 상용성에 의해 190℃의 고온건열 조건에서도 상승 효과를 보이는 분산염료인 D.B.73과 반응염료인 R.Y.2가 P/C혼방 날염에 아주 적합한 염료들임을 확인할 수 있었다.
- 검토하였다. 폴리에스테르에 염착하여 54Qnm부터 580nm에 걸쳐 넓게 최대흡수파장이 나타나는 D.V.26의 반사율 스펙트럼에서 알 수 있듯이 P/C 혼방의 경우 D.V.26의 스펙트럼 영향으로 R.O.13의 최대흡수파장인 500nm 보다 520nm에서 다소 더 큰 흡수가 나타났다. 고온증열, 저온증열 후 고온증열 그리고 고온건열의 세 가지 고착 방법에서는 P/C혼방 중 65%를 차지하는폴리에스테르에 고착한 D.
후속연구
- 발염한다8-12). 반응성염 료에 의한 알칼리 발염 에서 착색염료로 사용되는 치환형 반응성염료는 다량의 탄산칼륨과 같은 알칼리에 안정하므로 P/C 혼방의 알칼리 방염과 발염에 있어 착색염료로 안트라퀴논계 분산염료와 함께 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
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