오늘날 셀룰로오스 염색은 단지 5가지의 염료들이 사용되고 있다. Table 1에서와 같이 황화염료 및 직접염료가 세계적으로 가장 보편적으로 사용되고 있다. 그러나 선진국에서는 지난 수년간에 걸쳐 황화염료 및 디아조 염료의 사장점유율의 현저한 감소와(Table 2,3) 반응성 염료의 사장점유율의 증가가 있었다. 오늘날 사용되는 염료 분류는 3가지의 상이한 염색원리로 섬유에 적용된다.(중략)
폐MDF 재생섬유를 인테리어 소품 제조용 원료로 이용하기 위해 MDF 제조용 리기다소나무 버진섬유와 MDF를 제조한 후 재해섬한 재생섬유에 대해 빨강, 노랑 및 파랑색 계열의 Bis-monochlorotriazine (MCT)계와 Vinyl sulfone(VS)계의 반응성염료, Anthraquinone계의 배트염료, Diazo계열의 직접염료 및 치자와 소목의 천연염료에 의한 염색 특성 및 일광견뢰도를 검토하였다. 염색 전의 버진섬유와 재생섬유의 색상은 각각 4.2YR과 4.4YR로 약간의 적색기가 있는 황색을 나타내고 있었으며, 재생섬유가 버진섬유에 비해 $L^*$의 값이 작아 약간 더 어두웠다. 적, 청, 황색계의 MCT계와 VS계의 반응성염료, 배트 염료, 직접염료 모두 버진섬유와 재생섬유에 관계없이 염색은 매우 양호하게 잘 이루어졌다. 재생섬유가 버진섬유보다 염착량은 약간 높았고, $L^*$와 V의 값은 약간 감소하였으나, 큰 차이는 없었다. 일광견뢰도는 염료에 따라 약간의 차이는 있으나 버진염색섬유가 재생염색섬유보다 더 큰 색차를 보이고 있어 불량하였다. 소목으로 염색한 재생섬유와 버진섬유의 색상은 각각 4.4YR과 4.0YR로 염색 전의 미염색 섬유와 거의 차이가 없었으나, 치자로 염색한 섬유의 색상은 각각 7.4YR과 6.9YR로 황색계의 반응성염료, 배트염료 및 직접염료보다 큰 색차를 보여 염색성은 우수하였으나 일광견뢰도는 불량하였다.
의복재료로서 한지를 더 효율적으로 사용하기 위해, 직접염료를 이용하여 한지를 염색하였다. 한지의 주성분은 면, 마와 같은 셀룰로오스이지만, 많은 불순물을 포함하고 있고, 섬유제품과 내부구조와 표면구조가 다르므로, 다른 염색거동을 보일 수 있다. 또, 물을 흡수하면 한지의 물성은 크게 저하하므로, 염색 과정에 의해 강도가 변화될 가능성이 있다. 따라서, 본 연구에서는 직접염료를 이용한 한지의 염색특성을 셀룰로오스 섬유인 면, 마와 비교하여 고찰하고, 염색에 따른 인장강도 변화를 살펴보았으며, 염료의 물에 의한 블리딩 및 일광 견뢰도를 평가하였다. 직접염료로 한지를 염색할 때, 한지는 $25^{\circ}C$에서 최대흡진율을 보인 반면, 면과 저마는 $60^{\circ}C$에서 최대흡진율을 보였으며, 염색 후, 한지의 인장강도는 감소하였다. 낮은 온도에서 염색하였을 때 블리딩이 컸고, 염색한 한지의 K/S 값이 크면 블리딩 이 커지는 경향을 보였다. 직접염료로 염색한 한지의 일광견뢰도는 면, 마에 비해 떨어지지 않았다.
I 의류의 염색 및 가공 1. 염색 방법 (섬유제품에 의한 분류) ① 섬유 염색 (Fiber Dyeing) ②사염 ③ 원단 염색 ④ 의류 염색 2. 염료 종류에 따른 염색 (Cellulose 섬유를 중심으로) ① 직접 염료에 의한 염색 ② 반응성 염료에 의한 염색 ③ VAT 염료에 의한 염색 ④ Pigment Dyeing ⑤ 형광 증백제에 의한 염색 3. Washing 가공 ① Normal Washing ② Stone Washing ③ Bio Washing ④ Acid Washing ⑤ Sand Washing (중략)
함금속 염료는 이들 염료들의 우수한 일광견뢰도 때문에 섬유산업에서 광범위하게 사용되고 있다. 함금속 염료에 사용되는 금속으로는 크롬, 코발트 및 구리 등이 이용되고있다. 금속 착물은 주로 안료뿐만 아니라 산성, 직접 및 반응성 염료에서 사용하고 있다[1,2] 섬유 염색에서 중요한 부분으로는 염색폐수의 방출에 있다 [3]. 특히, 몇몇 염료들의 발암성물질과, 환원에 의한 아조 그룹의 파괴 등으로 발성하는 아민류가 심각한 환경문제로 관심을 갖고있다[4]. (중략)
Poly(methyl methacrylate) (PMMA)의 착색을 위하여 아크릴 그리고 비닐설폰기를 가지는 청색 및 오렌지 아조 염료들을 6-bromo-2-cyano-4-nitroaniline과 2,5-dimethoxy-4-(vinylsulfonyl)benzenamine을 3-acrylamido-(N,N-diethylamino) benzene과 3-methyl-(N,N-diethylamino)benzene의 아조 짝지음 반응을 이용하여 각각 합성하였다. 또한 알릴기를 가지는 염료는 비닐설폰과 allylamine과의 반응에 의하여 제조하였다. PMMA의 착색은 아크릴, 비닐설폰 그리고 알릴 작용기를 가지는 염료를 직접 methyl methacrylate (MMA)와 공중합하거나, MMA와 공중합한 고분자염료 및 반응성기가 없는 염료 2를 직접 MMA에 용해하여 중합과 동시에 착색하였다. 3가지로 착색한 PMMA의 염색 견뢰도를 여러 환경 조건에서 염료의 용해도를 비교하여 평가하였다.
Ion-Paring을 이용한 고성능 액체 크로마토그래피법과 계면활성제를 완충용액에 섞어서 사용하는 미셀 모세관 전기영동법(micellar electrokinetic capillary chromatography, MECC)을 이용하여 아조염료의 합성성분이면서 동시에 독성을 나타내는 분해물인 H-acid, J-acid, ${\gamma}$-acid, orthanilic acid, sulfanilic acid 그리고 2-naphthylamine-1,5-disulfonic acid 등의 디아조 성분에 대하여 분석을 수행하였다. 같은 방법으로 Acid Orange 7, Acid Orange 5, Acid Blue 92 등의 산성염료와 Direct Red 80 등의 직접염료와 같은 반응성 염료 및 Calcion에 대한 분리를 시도한 결과 모든 염료에 대한 완전한 분리를 얻었으며, 특히 각 염료의 환원용액을 H-acid, J-acid, ${\gamma}$-acid, orthanilic acid, sulfanilic acid 혹은 2-naphthylamine-1,5-disulfonic acid 등의 표준물질과 비교 분석한 결과 사용한 각 염료의 디아조 혹은 커플링 성분을 완벽하게 분석할 수 있음을 알 수 있었고, 따라서 Ion-Pair 크로마토그래피법과 모세관 전기영동법은 미지의 염료에 대한 성분확인 및 디아조 혹은 커플링 성분분석에 응용할 수 있음을 보였다.
계면활성제를 완충용액에 섞어서 사용하는 미셀 모세관 전기영동법(micellar electrokinetic capillary chromatography, MECC)을 이용하여, 아조염료의 합성성분이면서 동시에 아조염료가 분해될 때 생성되는 H-acid modifier 혹은 2-naphthylamine-1,5-disulfonic acid 등의 디아조 성분에 대한 분석을 수행하고, 이 분리 결과를 Ion-Paring 메카니즘을 이용한 고성능 액체 크로마토그래피법과 비교하였다. 이 방법을 이용하여 Direct Blue 2, Direct Blue 6, Direct Blue 15 등의 직접염료 그리고 Reactive Orange 4와 같은 반응성 염료의 혼합용액을 완전히 분리할 수 있었다. 특히 각 염료의 환원용액을 H-acid, J-acid, ${\gamma}$-acid, orthanilic acid, sulfanilic acid 2-naphthylamine-1,5-disulfonic acid 등의 표준물질과 비교 분석한 결과, 사용한 각 염료의 디아조 성분인 H-acid modifier 혹은 2-naphthylamine-1,5-disulfonic acid에 대한 정보를 얻을 수 있었다. 본 연구의 결과를 토대로 Ion-Pair 크로마토그래피법과 모세관 전기영동법은 미지의 염료에 대한 성분확인 및 디아조 혹은 커플링 성분분석에 응용할 수 있음을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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