Swelling agent의 화학적 특성에 따른 m-Aramid의 염색성 고찰

Study of dyeing properties by swelling agent on m-Aramid

최근 m-Aramid 섬유의 염색에 대한 연구가 진행되면서 기존의 원착법 및 초고온고압법 등 상업성이 낮거나 제약이 많았던 염색법에서 차츰 cationic dye를 이용한 염색법이 상용화되고 있다. m-Aramid 섬유는 amide기의 분자 간 수소결합으로 인하여 결정화도를 증가시킴으로서 고강도, 고탄성의 특성을 가질 수 있지만, 강력한 분자구조와 고결정성의 치밀구조로 인하여 염료가 섬유의 분자구조 내부로 확산, 염착되기 어려운 단점을 가지기도 한다. 따라서 m-Aramid 섬유를 침염법으로 염색 시, 섬유의 치밀구조를 이완시켜줄 수 있는 swelling agent가 중요하게 작용한다. 본 연구에서는 cationic dye를 이용하여 swelling agent의 영향성을 살펴보았다. 사용된 시료는 100% m-Aramid 섬유이며, C.I. Basic Yellow 28, Red 46, Blue 54를 사용하여, 욕비 1:10, $NaNO_3$ 7g/l의 조건으로 $130^{\circ}C{\times}60$분간 염색하였다. 이때 사용된 Swelling agent는 두 가지로 각각 1-phenoxypropan-2-ol(S1)과 N-methyl formanilide(S2)를 주성분으로 한다. 염색 시 염료의 농도는 0.5~7% o.w.f.이며, 염색 전 후 염욕을 UV-VIS을 통해 absorbance값을 측정하여 산출한 염착율과, CCM을 사용하여 최대흡수 파장에서 산출 된 K/S값을 비교 고찰 하였다. 각각의 염색물을 비교한 결과 Red 염료를 제외한 yellow 및 blue 모두 3% o.w.f. 염료농도까지 90% 이상의 흡착율을 보였으며, S1에 비해 S2의 경우 염착율이 근소하게 높은 결과를 보였다. 반면 K/S 값을 비교해보면, S2를 사용하였을 때 10%~60% 높은 K/S값을 보였다. 염착율은 비슷하지만 K/S값의 차이를 보이는 이유는 염색이 끝난 후 수세과정에서 섬유표면에 미고착된 염료들이 빠져나가는 것으로, 이를 통해 S2의 경우 섬유의 내부로 염료를 잘 고착시켜 줌으로서 수세안정성이 S1에 비에 우수한 결과를 보인 것으로 고찰된다.