섬유제품의 염색에 있어서 염색후 염욕에 잔류하는 미고착염료는그대로 염색가공폐수 중에 방출되고 있는데, 염료는 폐수 중에 극히 소량이 존재하더라도그 색상으로 인하여 오염의 정도가 아주 심각하게 인식될 수 있다. 이를 근복적으로 해결하는 방법은 고흡진률 염료의 개발이라 생각된다. 염료의 흡진률은 염료의 섬유에의 고유친화력, 승온속도, 염색농도, 염색시간, 액비 등에 의하여 결정되는데, 이 중에서 염료의 고유 친화력은 염료의 색소모체나 치환기에 의하여 결정되므로 염료의 화학구조 변경에 의한고흡진률을 가진 염료의 개발로 염색
섬유제품의 염색에 있어서 염색후 염욕에 잔류하는 미고착염료는그대로 염색가공폐수 중에 방출되고 있는데, 염료는 폐수 중에 극히 소량이 존재하더라도그 색상으로 인하여 오염의 정도가 아주 심각하게 인식될 수 있다. 이를 근복적으로 해결하는 방법은 고흡진률 염료의 개발이라 생각된다. 염료의 흡진률은 염료의 섬유에의 고유친화력, 승온속도, 염색농도, 염색시간, 액비 등에 의하여 결정되는데, 이 중에서 염료의 고유 친화력은 염료의 색소모체나 치환기에 의하여 결정되므로 염료의 화학구조 변경에 의한고흡진률을 가진 염료의 개발로 염색폐수 중의 미고착염료양을 감소시키려는 연구가 국내외적으로 진행되고 있다.분산염료와 폴리에스테르 섬유간에 작용하는 인력은 수소결합과 반데르발스힘이다.아조계분산염료는 일반적으로 디아조 화합물과 카플링 화합물을 카플링 반응으로 연결함으로 얻는다. 디아조 화합물은 염료의 색상을 결정하고 카플링 화합물은 염색성과 견뢰도와관련이 있는 것으로 알려져 있다. 그래서 본 연구는 여러 카플링 화합물은 염색성과 견뢰도와 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 그래서 본 연구는 여러 카플링 화합물을 합성하고이들로 부터 화학구조가 상이한 분산염료를 만든 다음, 그에 따라 달라지는 염색성과 견뢰도를 비교하는 것이 목적이다. 먼저 염료의 반데르발스힘과 염색성과의 관련성을 규명하기 위하여, 카플링 화합물로 알킬기의 탄소수가 하나 부터 여섯개까지 변경하여N,N-dialkylaniline을 합성하고, 디아조 화합물로는 2-chloro-4-nitroaniline을 사용하여 6가지의 염료를 만들고 염색성을 측정하였다. 염료 중의 알킬기의 길이가 길어질수록 염료의염색속도는 느려지고 최종염착량은 감소하는 것을 확인하였다. 그 이유로는 알킬기의 탄소수가 많아지더라도 탄소-탄소 단일결합 주의로의 회전에 의하여 염료가 섬유 분자와 평면으로 배향하는 것이 곤란하여 반데르발스힘의 증가는 거의 없고 오히려 염료 분자의 부피가 커짐으로 인하여 주어진 염색조건으로 염색시 일정한 크기의 비결정 영역의 공극으로 염료 분자가 확산해 나가는데 지장을 받게되어 염색속도는 떨어지고 염착량은 감소하고 세탁시 염착된 염료가 세정욕으로 빠져나오는 것은 어려워져 세탁견뢰도는 향상되는 것으로 생각된다. 다음으로 염료의 수소결합 및 쌍극자 상호 인력과 염색성과의 관련성을 파악하기위하여, 카플링 화합물에 cyano기, hydroxy기, acetoxy기를 도입하여 염료를 합성하고 그들의 염색성과 견뢰도를 N,N-diethylaniline을 갖는 염료와 비교해 보았다. cyano기를 갖는염료와 hydroxy기를 갖는 염료들의 경우 염료의 활발한 흡착은 비교적 저온에서 시작되어염색속도는 증가하는 경향을 보였으나 최종염착량은 감소하였다. acetoxy기를 갖는 염료는 염색속도와 염착량이 모두 향상되는 것을 확인하였다. 이것은 염료의 폴리에스테르 섬유에의 친화력이 양 화합물에 존재하는 에스테르기로 인하여 증진되었기 때문이라 생각된다. 이러한 극성기를 갖는 염료들의 세탁견뢰도는 우수하였는데, 이러한 사실은 염료가 일단 섬유에 염착이 되고나면 극성기로 인하여 섬유와의 결합력이 증진되기 때문이라 여겨진다.본 연구의 결과인 치환기의 종류에 따라 변하는 염색성과 견뢰도에 관한 정보는 고흡진률 분산염료를 설계함에 있어 기초 자료로써 사용이 가능하다. 본 연구에서 행한 실험방법들을 이용하여 많은 다른 치환기를 갖는 분산염료 그리고 다른 색원체를 갖는 분산염료들의 염색성에 대한 연구를 계속하면 고흡진률을 가지면서도 제반 물성이 우수한 염료의 개발이 가능할 것이다.
Abstract▼
The unfiexed dye after dyeing are discarded into dyeingeffluent. Even if the dyeing effluent possessed little amount of unfixed dye, they wereconsidered to be seriously contaminated due to the color exhibited by the unfixed dye.One of the best way to reduce the amount of unfixed dye is to
The unfiexed dye after dyeing are discarded into dyeingeffluent. Even if the dyeing effluent possessed little amount of unfixed dye, they wereconsidered to be seriously contaminated due to the color exhibited by the unfixed dye.One of the best way to reduce the amount of unfixed dye is to develop disperse dyeshaving high exhaustion rate. The exhaustion rate is mainly determined by the affinityof dye, heating rate, dye concentration, dyeing time, liquor ratio, pH. Because theaffinity of dye can be changed only by the type or number or position of substituents,researchs to develop highly exhausted disperse dyes are being performed in various dyemanufactures.The interaction between disperse dye and polyester fiber are known to be van derWaals force and hydrogen bond. The azo disperse dyes are synthesized throughcoupling reaction of diazo component with coupling component. The former is relatedto the color of dye, and the latter to the dyeing properties such as dyeing rate,exhaustion rate, and fastness. The purpose of this research is to elucidate relationsbetween the dyeing properties and the chemical structure of dye. Six couplingcomponent, which have different length of alkyl group, were synthesized from anilineand corresponding iodoalkyls, and six mono azo disperse dyes were made using differentcoupling component and 2-chloro-4-nitroaniline in order to study the effect of van derWaals force on the dyeing properties. As the length of alkyl group increased, thedyeing rate and final amount of absorbed dye decreased, but the washing facstnessimproved. This was caused by the increased molar volume of the dye. The expectedincrease in van der Waals force did not happen becuase of the free rotation aroundcarbon-carbon single bond. The disperse dyes having cyano group or hydroxy group,or acetoxy group were synthesized and their dyeing properties were compared with thedisperse dye having N,N-diethylaniline as a coupling component in order to find the roleof hydrogen bond and dipole-dipole interaction. The dyes having cyano rate andincreased amount of absorbed dye. This might be caused by the increased affinity ofdye because both the dye and the fiber had ester group. The polyester fabric dyedwith dyes having polar substituent also exhibited excellent washing fastness, suggestingthat the polar functional group could make the dye-fiber interaction stronger after thedye molecules were absorbed in the amorphous region of fiber.The relation between the chemical structure of disperse dye and polyester fiber canbe used as fundamentals in designing the highly exhausted disperse dyes. Furtherstudy on other substituents might produce the disperse dyes with minimum amount ofunfixed dye.
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