[논문]순수 폴리올레핀 소재용 청록색 염료의 합성

조나영; 이준헌; 김태경

doi:10.5764/tcf.2016.28.3.156

순수 폴리올레핀 소재용 청록색 염료의 합성
Synthesis of Bluish-green Dyes for Pure Polyolefin Fibers 원문보기

韓國染色加工學會誌 = Textile coloration and finishing, v.28 no.3, 2016년, pp.156 - 163

조나영 (경북대학교 섬유시스템공학과) , 이준헌 (경북대학교 섬유시스템공학과) , 김태경 (경북대학교 섬유시스템공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The 6 novel super hydrophobic bluish-green dyes, showing the maximum absorption at 600~650nm, were synthesized to dye polyolefin fibers such as polypropylene and high strength polyethylene fibers. Their absorption spectra appeared almost the same at visible range, which meant the length of alkyl substituents did not affect on color appearance of the dyes. The optimum length of alkyl group was determined as hexyl substituents from the practical point of view. From the dyeing results, the optimum dyeing condition was $130^{\circ}C$ for 1 hour. The good fastness ratings to washing, rubbing were obtained showing 4-5 for both fibers. Light fastness was obtained also good rating 4 for both fibers.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 순수 폴리프로필렌 및 고강도 폴리에틸렌 섬유용 염료로써 삼원색 이외의 600~650nm부근에서 최대흡수를 가지는 청록색염료를 합성하였다. 총 6종의 알킬치환기 길이별로 합성한 염료의 폴리올레핀 섬유에 대한 염색성과 견뢰도 특성, 광학적 특성 등을 고려한 결과 hexyl기가 치환된 염료를 최적의 염료로 결정하였다.

제안 방법

관련하여 연속된 연구로써 본 연구에서는 가시광선 영역 중 600~650nm 부근의 흡수를 가지는 청록색 계열의 염료의 합성을 진행하였다. Leucoquinizarin과 길이별 alkylaniline을 사용하여 폴리올레핀 섬유에 염색이 가능한 초소수성 염료를 합성하였다. 합성된 염료로 폴리올레핀 섬유에 대한 알킬 길이의 변화에 따른 염색성, 견뢰도 특성, 광학적 특성과 색상 등을 조사하였다.
본 연구에서는 청록색염료를 Scheme 1과 같이 ethyl기에서 heptyl기까지 알킬기의 길이에 따라 총 6종을 합성하였다. 여러 선행연구를 통해 알킬기를 도입 하는 이유는 염료에 소수성을 단계적으로 높여 고도의 소수성을 보이는 폴리올레핀 섬유에 대한 친화력과 견뢰도를 높이기 위한 것임을 확인하였다¹⁴⁾ .
Leucoquinizarin과 길이별 alkylaniline을 사용하여 폴리올레핀 섬유에 염색이 가능한 초소수성 염료를 합성하였다. 합성된 염료로 폴리올레핀 섬유에 대한 알킬 길이의 변화에 따른 염색성, 견뢰도 특성, 광학적 특성과 색상 등을 조사하였다.

대상 데이터

소재는 개질하지 않은 순수 폴리프로필렌 섬유 편직물(130g/m²)과 고강도 폴리에틸렌 섬유 편직물(300g/m²)을 사용하였다. 이들 섬유는 아세톤으로 3회 세척한 후 사용하였다.

이론/모형

순수한 염료의 농도 5% owf를 사용하여 130℃에서 1시간 염색하고 환원세정한 시료에 대해 표준화된 방법으로 세탁(KS K ISO 105-C06 A1S), 마찰(KS K 0650), 일광(KS K ISO 105-B02) 견뢰도 테스트를 실시하였다.
염료의 분산은 실험의 편의성을 위해서 간이분산법을 사용하였다. 일정량의 염료를 tetrahydrofuran에 용해한다.

성능/효과

염색물의 견뢰도 특성 또한 세탁과 마찰견뢰도는 모두 4-5급 결과를 보였고, 일광의 경우에도 4급의 우수한 결과를 보였다.
총 6종의 알킬치환기 길이별로 합성한 염료의 폴리올레핀 섬유에 대한 염색성과 견뢰도 특성, 광학적 특성 등을 고려한 결과 hexyl기가 치환된 염료를 최적의 염료로 결정하였다. 조건별 염색특성을 조사한 결과 130℃, 1시간이 최적의 조건임을 확인하였고 염료의 농도에 따른 build-up 특성 또한 우수하다는 것을 알 수 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	극소수성의 폴리올레핀 섬유소재의 염색시 단점은 무엇인가?	폴리프로필렌(PP) 및 고강도 폴리에틸렌(HSPE)과 같은 극소수성의 폴리올레핀 섬유소재는 경량성, 내화학성 등의 물리적 특성과 화학적 특성이 뛰어나 최근에 다양한 산업적 용도뿐만 아니라 의류용으로도 전개가 확대되고 있다1,2) . 그러나 많은 장점에도 불구하고 소재 특유의 극소수성과 높은 결정성으로 인해 일반적인 공정으로는 염색이 거의 불가능하여 최근까지도 난염성 섬유로 알려져 있다3-5).
	적색 염료는 어떠한 문제점을 가지고 있는가?	이에 본 연구팀에서는 폴리올레핀 소재를 물리적 또는 화학적으로 전혀 개질시키지 않은 상태에서 고도의 친화력과 우수한 내구성을 가지는 다양한 염료를 합성해 오고 있다6-20) . 선행 연구에서 이미 황색, 적색, 청색의 삼원색을 보고한 바 있으며, 이 중 적색 염료는 모노아조계의 염료로써 섬유상에서의 색상강도는 높으나 일광견뢰도가 2급으로 상대적으로 낮은 문제점을 안고있었다6) . 이를 개선하기 위한 노력으로 새로운 적색염료를 합성하였으며7,8) , 동시에 다양한 색상을 가지는 염료군을 확보하기 위해 중간색인 마젠타, 보라색, 오렌지색 등의 염료를 개발해 오고 있다9-20).
	극소수성의 폴리올레핀 섬유소재는 어떠한 특징을 가지는가?	폴리프로필렌(PP) 및 고강도 폴리에틸렌(HSPE)과 같은 극소수성의 폴리올레핀 섬유소재는 경량성, 내화학성 등의 물리적 특성과 화학적 특성이 뛰어나 최근에 다양한 산업적 용도뿐만 아니라 의류용으로도 전개가 확대되고 있다1,2) . 그러나 많은 장점에도 불구하고 소재 특유의 극소수성과 높은 결정성으로 인해 일반적인 공정으로는 염색이 거의 불가능하여 최근까지도 난염성 섬유로 알려져 있다3-5).

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