[논문]폴리에스테르 섬유의 용매염색에 있어서 분산염료의 구조에 다른 염색성

윤락원; 김태경; 임용진; 조규민

문제 정의

그러나 그 외의 다른 모든 유기용매에서는 염착량이 아주 낮음을 알 수 있다. Hexane에서의 염착량이 높다는 사실을 기초로 알칸의 탄소수에 따른 염착량을 조사하였다.
본 실험에서는 아조계 분산염료인 C. I. Disperse Red 17을 사용하여 C. I. Disperse Violet 1에서의 결과가 다른 분산염료에도 동일하게 적용되는지를 검토하였다. 또한 일반분산염료 36종을 선정하여 water, pentane, hexane, perchloroethylene, methanol, benzene, acetone등의 대표용매에서의 염색성을 비교하였으며, 이들 염색성과 분산염료의 구조와의 관계를 조사하였다.
알칸내에서의 PET에 대한 분산염료들의 염착 량 차이를 분산염료의 구조와 관련시켜 검토하였다. 염료에 따른 상대적인 염색성의 차이를 비교하기 위해 물에서의 K/S에 대한 pentane 에서의 K/S의 비로써 나타내었다(K/S]_rel).

제안 방법

알칸류를 포함한 이들 유기용매내에서의 염착량 은 각 유기용매내에서의 용해도와는 지수적인반비례관계가 있으며, 그들의 대수관계그래프 에서도 서로 직선적인 반비례관계가 성립함을 보고한 바 있다^1,2) 이러한 관계가 본 실험의C. I. Disperse Red 17에도 적용되는지를 알아보기 위해 각 유기용매내에서의 용해도를 구하고 이들을 염착량과 함께 대수그래프로 나타내었다(Fig. 3). 그 결과 아주 좋은 직선 관계가 얻어짐으로 보아 분산염료의 각종 유 기용매내에서의 용해도와 염착량과의 사이에 정량적인 관계가 있음을 확인할 수 있다.
각각의 용매 10㎖에 과량의 염료를 첨가하여 15℃에서 충분히 용해시킨후 3, 500 RPM으로 원심분리하여 미용해 염료를 침전시켜 제거하고 그 염료 포화용액 1㎖를 과량의 DMF로 희 석하여 흡광도를 측정, 미리 작성한 검량선으로부터 용해도를 계산하였다. 알칸류의 희석에는 pyridine을 사용하였다.
Disperse Violet 1에서의 결과가 다른 분산염료에도 동일하게 적용되는지를 검토하였다. 또한 일반분산염료 36종을 선정하여 water, pentane, hexane, perchloroethylene, methanol, benzene, acetone등의 대표용매에서의 염색성을 비교하였으며, 이들 염색성과 분산염료의 구조와의 관계를 조사하였다.
알칸내에서의 PET에 대한 분산염료의 염색성이 다른 유기용매에 비해 우수하다는 사실을 확인하기 위해 구조가 알려져 있는 분산염 료 36종을 사용하여 각종 유기용매내에서의 염색성을 조사하였다. 유기용매는 물을 포함한 대표용매 7종(물, pentane, hexane, perchloroethylene, methanol, benzene, acetone)을 사용하였다.
알칸내에서의 PET에 대한 분산염료들의 염착 량 차이를 분산염료의 구조와 관련시켜 검토하였다. 염료에 따른 상대적인 염색성의 차이를 비교하기 위해 물에서의 K/S에 대한 pentane 에서의 K/S의 비로써 나타내었다(K/S]_rel).
염색후 진공건조된 섬유를 적당량 평량하여 이를 100% DMF로 90C에서 염료를 완전히 추출하고, 분광광도계(UV-2100 Spectrophotometer, ShimadzuX 사용하여 이의 흡광도를 측정하여 미리 작성된 검량선으로부터 염착량을 계산하였다.

대상 데이터

경사 176 fil/inch, 위사 82 fil/inch의 PET평직물을 사용하였다.
시약용 분산염료는 그대로 사용하였고, 공업용 분산염료는 정제를 한 후 사용하였다.
lg/C 의 염료용액내에서 욕비 250 : 1의 조건으로 각각 70℃에서 30분 간에 걸쳐 130℃까지 승온시키고 이 온도에서 60분간 염색하였다. 염색이 끝난 PET직물은 아세톤으로 2회 세척한후 진공건조시켜 보관하였고, 염색기는 고압pot형의 Auto Textile Dyeing Machine(고려과학산업, 한국)을 사용하였다.
알칸내에서의 PET에 대한 분산염료의 염색성이 다른 유기용매에 비해 우수하다는 사실을 확인하기 위해 구조가 알려져 있는 분산염 료 36종을 사용하여 각종 유기용매내에서의 염색성을 조사하였다. 유기용매는 물을 포함한 대표용매 7종(물, pentane, hexane, perchloroethylene, methanol, benzene, acetone)을 사용하였다. Fig.

성능/효과

36종의 분산염료를 사용하여 물을 포함한 7종의 대표 용매내에서의 염착량을 조사한 결과 다른 유기용매에 비해 알칸에서의 염착량이 현저히 높음을 알 수 있었다. 또 분산염료의 구 조에 따른 염색성을 검토한 결과 염료내에 -0H기나 -NHz와 같은 친수성기가 증가하면 pentane에서의 염착량이 증가하고, 치환기의 위치에 있어서도 친수성기가 염료분자내에서 비대칭구조로 치환될수록 염료분자의 극성이 증가하여 알칸에서의 염착량이 증가한다는 사 실을 알 수 있었다.
에서는 c. I. Disperse Violet 1을 사용하여 각종 유기용매내에서의 염색성을 검토한 결과 알칸에서의 염착량이 다른 유기용매들에 비해 아주 크게 나타났고, 또 이들 염착량은 각 유기용매내에서의 용해도에 지수적으로 반비례한다는 사실을 알았다.
그 결과 Fig. 2에서와 같이 알칸의 탄소수가 감소함에 따라 염착량이 급격히 증가하여 pentane에서는 물에서의 염착량보다도 더 높았다. 또한 iso-pentane이나 iso-octane의 경우는 n-pentane이나 n-octane의 경우에 비해 훨씬 높은 염착량을 나타냈으며, cyclohexane에 서는 n-hexane에 비해 낮은 값을 보였다.
3). 그 결과 아주 좋은 직선 관계가 얻어짐으로 보아 분산염료의 각종 유 기용매내에서의 용해도와 염착량과의 사이에 정량적인 관계가 있음을 확인할 수 있다.
36종의 분산염료를 사용하여 물을 포함한 7종의 대표 용매내에서의 염착량을 조사한 결과 다른 유기용매에 비해 알칸에서의 염착량이 현저히 높음을 알 수 있었다. 또 분산염료의 구 조에 따른 염색성을 검토한 결과 염료내에 -0H기나 -NHz와 같은 친수성기가 증가하면 pentane에서의 염착량이 증가하고, 치환기의 위치에 있어서도 친수성기가 염료분자내에서 비대칭구조로 치환될수록 염료분자의 극성이 증가하여 알칸에서의 염착량이 증가한다는 사 실을 알 수 있었다.
2에서와 같이 알칸의 탄소수가 감소함에 따라 염착량이 급격히 증가하여 pentane에서는 물에서의 염착량보다도 더 높았다. 또한 iso-pentane이나 iso-octane의 경우는 n-pentane이나 n-octane의 경우에 비해 훨씬 높은 염착량을 나타냈으며, cyclohexane에 서는 n-hexane에 비해 낮은 값을 보였다. 알칸류를 포함한 이들 유기용매내에서의 염착량 은 각 유기용매내에서의 용해도와는 지수적인반비례관계가 있으며, 그들의 대수관계그래프 에서도 서로 직선적인 반비례관계가 성립함을 보고한 바 있다^1,2) 이러한 관계가 본 실험의C.
Disperse Red 17에서도 역시 알칸에서의 염착량이 다른 유기용매에 비해 아주 높게 나타났다. 또한 탄소수의 감소에 따른 염착량의 증가나 염착량 과 용해도의 상호관계등이 C. I. Disperse Red 17에서도 동일하게 적용됨을 확인하였다.

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