양모와 견과 같은 동물성 섬유는 주성분이 단백질로 구성되어 있으며 그 기본성분은 아미노산이다. 단백질섬유는 모두 동물에서 형성된 생체고분자의 일종으로서 우리 인간의 세포조성물질과 유사하여 가장 친화성이 있는 섬유라고 할 수 있다. $^{1)}$ 아미노산을 구성물질로 하는 이들의 섬유 중에는 -NH2 등의 염기성기, -COOH 등의 산성기, 그 외 -SH 등을 가지고 있으므로 광범위한 염료가 염착한다. 즉, 산성, 크롬착염, 반응, 직접, 염기성, 그리고 배트염료 등이 적용가능하다. (중략)
이 연구의 목적은 에틸렌이민 유도체를 갖는 아조계 분산 염료의 폴리에스테르 섬유에의 응용과 최적화된 폴리에스테르 염색 조건의 확립이다. 이들 아지리디닐 염료는 구조가 유사하며 말단에 하이드록시기를 갖는 염료(아지리디닐 염료의 가수분해 형태)와 비교하여 최대 흡수 파장의 천색적으로 천이 됨을 알 수 있었다. 세가지 아지리디닐 모노 아조 염료와 이들 염료의 가수분해 된 형태 그리고 디메틸아니린계 아조 염료의 폴리에스테르 섬유에 대한 염색 및 견뢰도 성질이 조사되었다. 아지리디닐 아조 염료는 산성 조건에서보다 염기성 조건하에서 보다 안정하였고, 뛰어난 build-up이 높은 pH조건에서 얻어졌으며, 폴리에스테르 염색 시 130$^{\circ}C$, pH 10의 조건에서 최적화된 색상 강도를 얻었다. 아지리디닐 염료는 이 염료의 가수분해 형태와 디메틸아닐린 염료와 비교하여 개선된 세탁 견뢰도를나타내었고 이는 용매 추출을 이용하여 확인 하였다. 아지리디닐 아조 염료는 역시 광 련뢰도에서도 또한 상용화된 분산 염료에 비교하여 높은 결과를 나타내었다.
PET 섬유는 굴절률이 1.64로서 다른 섬유에 비해 높고 표면이 매끄러우며 몰흡광계수가 낮은 분산염료로 염색되기 때문에 섬유표면에서 가시광선의 반사율이 커서 염색된 후에도 색이 진하게 보이지 않는 결점이 있다. PET 섬유의 심색화법으로는 염료가 쉽게 침투할 수 있게 구조를 변화시키거나, 섬유를 개질하여 흡광성이 우수한 염기성 염료 등으로 염색을 하는 방법, 섬유표면에 요철구조를 만들고 저굴절율의 수지피막을 형성시켜 빛의 표면반사를 줄여주는 방법 등이 가능한 것으로 알려져 있다. (중략)
본 연구는 에멀젼 액막을 이용한 염색 폐수 내의 염료 이온 제거에 관한 연구이다. Aliquat 336을 함유한 액막과 D2EHPA를 함유한 액막으로 각각 음이온성 염료와 양이온성 염료 제거에 관한 최적 조건을 확립하였으며, 이 조건하에서 실제의 염색 폐수 처리 실험을 행하였다. 직접 염료인 Sirius Red, 반응성 염료인 Reactofix Supra Blue 및 염기성 염료인 Apollo Blue를 대상으로 하여 막상의 계면활성제(Span 80)와 담체(Aliquat 336 or D2EHPA)의 농도, 내수상의 counter ion($Na_2SO_4$) 농도, 그리고 에멀젼 투여량 등을 변화시키며 염료 제거 실험을 행하였다. 반응 5분 후에 추출 평형에 도달하였으며, 각 염료에 대하여 색소 성분의 95% 이상을 제거할 수 있었다. 제막 조건에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 담체의 농도로서 일정량 이상의 담체는 막의 물질 전달 저항을 증가시켜 색도 제거 효과를 감소시킴을 알 수 있었다. 또한, 막상의 계면활성제의 양, 내수상의 counter ion의 양 및 투여 에멀젼의 양은 평형 도달 후의 최종 색도보다는 추출 속도에 더 큰 영향을 미침을 알 수 있었다. 실제 염색 폐수를 에멀젼 액막으로 2단계 처리한 결과 550nm에서의 흡광도를 초기 0.53에서 10분 후 0.03까지 낮출 수 있었다.
식물성 황색계 천연염재인 황벽, 황련 성분은 이소퀴놀린 유도체이며 베르베린을 함유하고 있는 염기성 염료에 속한다. 황련(Barberry root)은 지역에 따라 깽깽이풀, 왕련, 수련, 지련, 천련이라는 이명이 있다. 우리나라 전국의 산에 야생하고, 일본, 중국에 분포하고 있으며, 미나리아재비과(Ranunculaceae)의 여러해살이풀이다. (중략)
본 연구에서는 polysulfone과 Escherichia coli biomass의 현탁액을 방사하여 입상화한 PS-E. coli biomass composite fiber (PSBF)와 PSBF에 존재하는 아민기를 메틸화시킨 amine-methylated PSBF (AM-PSBF)를 제조하였다. PSBF와 AM-PSBF에 의한 염기성 염료 Basic Blue 3 (BB3)의 흡착특성을 비교함으로써 아민기의 메틸화가 BB3의 흡착에 미치는 영향을 확인하였다. pH edge 실험에서는 두 흡착제 모두 pH가 증가할수록 BB3 흡착량이 증가하는 경향을 보였고, 동일 pH에서 AM-PSBF가 PSBF보다 높은 흡착량을 나타내었다. PSBF와 AM-PSBF 모두 흡착평형은 5시간 이내에 도달하였으며, 흡착속도론 실험 데이터는 유사 1차 속도 모델식으로 잘 묘사되었다. 그리고 Langmuir 모델에 따르면, pH 8에서 AM-PSBF의 최대흡착량은 28.9 mg/g로 PSBF의 최대흡착량인 20.7 mg/g보다 약 1.4배 증가하였다. 이 결과로부터 PSBF에서 아민기의 메틸화는 염기성 염료의 흡착을 향상시키는 효과가 있음을 알 수 있다. 또한, 탈착실험 결과는 AM-PSBF가 반복적으로 재사용 될 수 있음을 보여주었다.
채취한 양식진주를 불순물 제거와 표면표백을 통해 염색이 용이하도록 전처리하였다. 전처리된 양식 진주의 표면은 해수로부터 형성된 경단백질의 일종인 Conchiolin 막으로 덮혀있기 때문에 Conchiolin 층에 흡착이 가능한 염료를 선택하여 상품으로 원하는 색상을 흡착하는 공정이 필요하다. Conchiolin 층에 흡착 가능한 염료들은 Rhodamine 6aG(R6G), Rhodamine B(RB) 및 Methylene Blue(MB) 등의 염기성 염료들이 주류를 이루고 있으며 이들 염기성 염료를 선택하여 각각 이성분 및 삼성분으로 염색용액을 제조하여 경쟁흡착 실험을 수행하였다. 이성분 및 삼성분 경쟁흡착의 친화도는 단일성분 흡착 model 인 Langmuir 혹은 Redlich-Peterson(RP) model과 결합된 ideal adsorbed solution theory(IAST)를 이용하였으며, 흡착자료와 IAST 예측치의 차이를 $R^2$ 및 SSE 값으로 판단하였다. 결과적으로 분급되지 않은 진주층에 대한 R6G와 RB의 경쟁흡착의 경우에는 IAST 예측치는 실험값과 잘 일치하고 있으나, 분말상 진주층의 경우, 높은 농도에서의 RB는 실험치와 예측치가 일치하고 있지 않음을 알 수 있었다. 분급된 진주층의 경우에도 R6G/RB, R6G/MB, MB/RB에서 이성분계 혼합용액의 이성분 경쟁흡착에서 R6G/RB의 경우에만 RB는 잘 일치하지 않음을 확인되었다. 삼성분계의 경우에도 RB를 제외하고는 실험치와 예측치가 잘 일치하고 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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