초록 ▼

본 연구에서는 폴리에스터 및 폴리에스터/셀룰로오스 소재의 적용하여 환경문제 개선과 경제성 향상을 동시에 기대할 수 있는 친환경 고기능성 분산염료의 구조를 설계 및 합성하고 가수분해 기구를 속도 론적인 측면에서 고찰함으로써 공정 최적화에 반영할 수 있는 원천 기술을 확보하고자 하였다. 본 연구에서는 적절한 수준의 알칼리 가수분해 특성을 갖는 염료분자를 설계 및 합성하여 폴리에스터류 소재에 적용함으로써 기존의 환경저해형 환원세정 공정을 대체하여 폐수 부하를 현저히 줄일 수 있었다.
(1) 환경친화형 알칼리 세정성 분산염료의 설계

본 연구에서는 폴리에스터 및 폴리에스터/셀룰로오스 소재의 적용하여 환경문제 개선과 경제성 향상을 동시에 기대할 수 있는 친환경 고기능성 분산염료의 구조를 설계 및 합성하고 가수분해 기구를 속도 론적인 측면에서 고찰함으로써 공정 최적화에 반영할 수 있는 원천 기술을 확보하고자 하였다. 본 연구에서는 적절한 수준의 알칼리 가수분해 특성을 갖는 염료분자를 설계 및 합성하여 폴리에스터류 소재에 적용함으로써 기존의 환경저해형 환원세정 공정을 대체하여 폐수 부하를 현저히 줄일 수 있었다.
(1) 환경친화형 알칼리 세정성 분산염료의 설계 및 합성
알칼리 세정성을 갖는 환경친화형 분산염료를 설계하여 합성하고 합성된 염료의 구조 및 특성을 다양한 분석 기법을 통해 분석 및 측정하였다.
1) 염료 설계
알칼리 세정성을 갖기 위한 구조로서 두 가지 형태의 염료군(Fluorosulfonyl group을 갖는 분산염료, Phthalimide계 분산염료)을 설계한다. 각 염료군에 대해 적절한 치환기를 체계적으로 도입함으로써 치환기 변화에 따른 물성 예측 및 평가 등을 통해 최적의 고기능성 염료 구조를 도출하였다.
2) Computational method를 활용한 염료의 분광 특성 예측 및 분자 구조 최적화
분자 구조 simulation software("HyperChem")를 활용하여 molecular mechanical method 등을 통한 염료 구조 최적화 및 각 구조별 분광학적 특성 등을 예측하였다. 이러한 예측 결과는 염료 구조 설계에 반영함으로써 요구되는 분광학적 특성과 발색 영역을 확보할 수 있도록 하였다.
3) 염료 및 중간체 합성 및 구조분석
알칼리 세정성을 갖는 환경친화형 분산염료의 합성에 필요한 디아조 컴포넌트 및 커플링 컴포넌트 및 그 중간체를 합성하고 이를 이용하여 최종 염료를 합성하였다. 합성한 중간체 및 염료는 적절한 방법에 의해 정제하고, IR, NMR, Mass, EA 등으로 설계한 염료 구조와의 부합 여부를 확인하였다.
5) 물성 분석
합성 염료의 열적 특성과 광학적 특성 등을 고찰함으로써 공정 적용에 적합한 물성 발현 여부를 확인하였다.
- 열적 특성 : Melting point, Thermomigration properties
- 광학적 특성 : 최대흡수파장, 몰흡광계수, 반가폭, Halochromism, Solvatochromism 등
(2) 알칼리 세정성 분산염료의 알칼리 가수분해 기구 고찰
1) 최적 안정화 pH 조건 선정
2) 알칼리 농도 및 가수분해 온도 조건별 가수분해 특성 고찰
3) 염료 구조와 가수분해 특성과의 상관 관계 해석 및 최적 염료 구조 도출
4) 최적 Clearing 및 Coloration 조건 도출
(3) 알칼리 세정성 분산염료의 제품화 적용 특성 고찰 및 최적 공정 조건 도출
1) 염색성 : Build-up성, 흡진율 등
2) 알칼리 세정성 : 알칼리 세정 및 환원세정 조건별 세정 특성 비교
3) 견뢰도 : 세탁견뢰도, 일광견뢰도, 마찰견뢰도, 땀견뢰도, 승화견뢰도 등

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내·외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용 계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 9