[논문]솔벤트 염료를 이용한 고강도 폴리에틸렌(HTPE) 필라멘트사의 염색성 및 기계적 물성 평가

이정훈; 이범영; 이승오; 최경용; 고재왕; 김정수; 김태경; 이승걸

doi:10.5764/tcf.2017.29.3.105

솔벤트 염료를 이용한 고강도 폴리에틸렌(HTPE) 필라멘트사의 염색성 및 기계적 물성 평가
Dyeing Characteristics and Mechanical Properties of High Tenacity Polyethylene(HTPE) Filament using Solvent Dyes 원문보기

韓國染色加工學會誌 = Textile coloration and finishing, v.29 no.3, 2017년, pp.105 - 114

이정훈 (부산대학교 유기소재시스템공학과) , 이범영 (부산대학교 유기소재시스템공학과) , 이승오 (동명기술(주)) , 최경용 (경은산업(주)) , 고재왕 (한국신발피혁연구원) , 김정수 (한국신발피혁연구원) , 김태경 (경북대학교 섬유시스템공학과) , 이승걸 (부산대학교 유기소재시스템공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

High tenacity polyethylene(HTPE) fiber is one of the most important synthetic fibers which possesses outstanding properties such as low density, excellent surface hardness and scratch resistance, superior electrical insulation and low cost. In this study, we dyed high tenacity polyethylene filaments using three different solvent dyes based on log P calculations. We evaluated the dyeing characteristics of dyed high tenacity polyethylene filaments based on dyeing temperature, dyeing time and concentration of solvent dyes. We also analyzed the tensile strength and elongation properties of dyed high tenacity polyethylene filaments with various dyeing temperature and dyeing times. The optimized dyeing condition can be found at $120^{\circ}C$ for dyeing time of 1 hour with 4%(o.w.f.) of solvent dyes.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 고강도 폴리에틸렌(HTPE) 필라멘트사를 염색하기 위해 다양한 종류의 솔벤트 염료의 logP계산을 통해 소수성 값이 높은 솔벤트 염료를 선정하였다. 이와 같이 선정된 솔벤트 염료와 조제를 사용하여 염액을 제조하고 염색온도, 염색시간 및 염료 농도가 고강도 폴리에틸렌 필라멘트사의 염색성과 염착량에 미치는 영향을 평가하였다.

제안 방법

이와 같이 선정된 솔벤트 염료와 조제를 사용하여 염액을 제조하고 염색온도, 염색시간 및 염료 농도가 고강도 폴리에틸렌 필라멘트사의 염색성과 염착량에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 염색온도와 염색시간에 따른 고강도 폴리에틸렌 필라멘트사의 인장/신장 특성을 분석하고, 염색된 고강도 필라멘트사의 단면사진을 촬영하여 내부 색상발현 상태를 고찰하였다.
본 연구에서는 고강도 폴리에틸렌(HTPE) 필라멘트사를 염색하기 위해 다양한 종류의 솔벤트 염료의 logP계산을 통해 소수성 값이 높은 솔벤트 염료를 선정하였다. 이와 같이 선정된 솔벤트 염료와 조제를 사용하여 염액을 제조하고 염색온도, 염색시간 및 염료 농도가 고강도 폴리에틸렌 필라멘트사의 염색성과 염착량에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 염색온도와 염색시간에 따른 고강도 폴리에틸렌 필라멘트사의 인장/신장 특성을 분석하고, 염색된 고강도 필라멘트사의 단면사진을 촬영하여 내부 색상발현 상태를 고찰하였다.

대상 데이터

섬유는 동명기술(주)에서 고강도 폴리에틸렌(High Tenacity Polyethylene, HTPE) 필라멘트사(400de/한국염색가공학회지 제 29권 제 3호 140f)를 공급받아 사용하였고, 솔벤트 염료는 시약용 C.I. Solvent Blue 14(C₂₄H₃₀N₂O₂, Aldrich Chemical Co.), C.I. Solvent Red 27(C₂₆H₂₄N₄O, Aldrich Chemical Co.), Solvent Yellow 56(C₁₆H₁₉N₃, Tokyo Chemical Ltd.), 분산제는 Tween20(Aldrich Chemical Co.)을 사용하였다. 그 이외의 시약들은 1급 시약을 그대로 사용하였다.

성능/효과

)가 적절한 것으로 나타났다. 솔벤트 염료로 염색된 고강도 폴리에틸렌 필라멘트사의 단면을 측정한 결과 표면뿐만 아니라 내부까지 균일하게 색상발현이 되었다.
염색온도에 따른 염착량, 인장강도 및 신율 특성을 분석한 결과 염색온도가 증가함에 따라 섬유구조 내에 비결정 영역이 이완되고 가소화가 진행되어 염료 침투가 용이하기 때문에 염색온도가 증가함에 따라 염착량이 증가하였고, 응용하는 분야에 따라 요구되는 고강도 폴리에틸렌 필라멘트사 물성은 다를 수 있지만 높은 염착량을 가지며 물성 변화가 적은 염색온도는 100~120℃인 것을 확인 할 수 있었다. 염색시간과 염료농도에 따른 염색성 변화를 분석한 결과 염착평형 상태는 약 1시간이었으며, 염료농도는 4%(o.w.f.)가 적절한 것으로 나타났다. 솔벤트 염료로 염색된 고강도 폴리에틸렌 필라멘트사의 단면을 측정한 결과 표면뿐만 아니라 내부까지 균일하게 색상발현이 되었다.
솔벤트 염료와 고강도 폴리에틸렌 필라멘트사를 이용하여 균일한 염색을 진행하기 위해 다양한 종류의 솔벤트 염료의 logP값을 계산하고 소수성이 강한 솔벤트염료를 선정한 후 염색실험을 진행한 결과 염색온도, 염색시간 및 염료농도는 염색성과 염착량에 영향을 미치는 중요한 인자이며 이들의 조절을 통해서 염착량과 물성을 조절할 수 있었다. 염색온도에 따른 염착량, 인장강도 및 신율 특성을 분석한 결과 염색온도가 증가함에 따라 섬유구조 내에 비결정 영역이 이완되고 가소화가 진행되어 염료 침투가 용이하기 때문에 염색온도가 증가함에 따라 염착량이 증가하였고, 응용하는 분야에 따라 요구되는 고강도 폴리에틸렌 필라멘트사 물성은 다를 수 있지만 높은 염착량을 가지며 물성 변화가 적은 염색온도는 100~120℃인 것을 확인 할 수 있었다. 염색시간과 염료농도에 따른 염색성 변화를 분석한 결과 염착평형 상태는 약 1시간이었으며, 염료농도는 4%(o.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	높은 강도의 폴리에틸렌 섬유가 가진 단점은 무엇인가?	98) 가벼워서 다양한 경량소재로서 많은 연구가 진행되고 있다6). 그러나 높은 강도를 가진 폴리에틸렌 섬유는 결정구조가 조밀하고 긴밀하게 형성되어있어 염색 시 염료가 결정구조 내부로 쉽게 침투되지 못하고 기능기가 없어 염료의 염착이 원활하게 이루어지지 않으므로 염색이 매우 어려운 문제점을 가지고 있기 때문에 기술적인 개선이 필요하다2,3,6-13).
	올레핀은 무엇인가?	올레핀은 지방족 불포화 탄화수소로서 C=C결합이 있는 화합물의 총칭으로, 에틸렌과 프로필렌을 단량체로 사용하여 중합하여 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 및 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 등을 생산할 수 있다1-3). 폴리에틸렌 섬유는 우수한 내마모성, 고인장성, 자체윤활성, 균열저항성, 화학안정성 및 낮은 마찰계수 등의 장점을 가지고 있어 방탄조끼, 방탄헬멧 및 군사용 복합소재 등 여러 산업 분야에 응용이 가능하다2-5).
	본 연구에서 고강도 폴리에틸렌 필라멘트사 염색의 적절한 염료농도가 4%(o.w.f) 정도라고 생각한 이유는 무엇인가?	)로 변화시킨 후 욕비 1: 50이 되도록 염액을 제조한 후 염색기를 이용하여 120℃에서 1시간 염색하여 얻은 고강도 폴리에틸렌 필라멘트사의 염색 사진과 염착량 분석결과를 나타낸 것이다. 솔벤트 염료의 농도가 증가함에 따라 염색성과 염착량이 증가하다 염료농도 4%(o.w.f.) 이상에서는 염착평형 상태를 나타내었다. 염료 농도에 따른 염착량 결과를 바탕으로 염료 종류에 따른 염착량을 계산한 결과 4% 이상의 염료농도일 때 고강도 폴리에틸렌 필라멘트사에 염착된 Solvent Red 27 염착량은 약 0.

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저자의 다른 논문 :

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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