연구논문학술 인디고의합성섬유염착특성폴리에스테르 충남대학교바이오응용화학부유기소재섬유시스템전공한국염색기술연구소 서 론 고부가가치의염색가공기술은환경적인측면을고려하여염료의사용량을줄이고염착효율의향상으로심색화를이루고또한우수한견뢰도특성을나타낼수있어야한다일반적으로합성섬유에사용되는분산

연구논문학술 인디고의합성섬유염착특성폴리에스테르 충남대학교바이오응용화학부유기소재섬유시스템전공한국염색기술연구소 서 론 고부가가치의염색가공기술은환경적인측면을고려하여염료의사용량을줄이고염착효율의향상으로심색화를이루고또한우수한견뢰도특성을나타낼수있어야한다일반적으로합성섬유에사용되는분산염료의경우에는심색화고농도염색및우수한견뢰도획득에대한관점에서는상당한어려움을겪고있다이러한심색화및우수한세탁견뢰도를나타내는염색가공상의제약은제반합성섬유의염색가공개발및제품생산에있어서연구개발될부분으로인식되고있다배트염료는물에불용성인염료로서염료자체로는섬유를염색할수없으나알칼리존재하에서 혹은등의환원제로환원을시키면류코화합물로변하면서수용성이된다이류코화합물은섬유에친화성을가지므로염색이가능하며염색후공기중에방치하던가산화제를가하여산화시키면원래의불용성인염료로되돌아가서견뢰한염색물이얻어진다배트염색에서섬유에대한염착을위한류코화합물을얻기위해서는환원욕에서환원조작을하는데환원욕이강한알칼리성을나타내어일반적으로셀룰로스섬유에한정되어사용되어왔다이러한배트염료는일광및세탁견뢰도가우수한특징을가지고있으며현재고견뢰도및심색화가공에있어서아주중요한요소로사용어사용되던배트염료를합성섬유에적용하고자 한국염색가공학회지제 19 권제 3 호 (2007. 6)

인디고의합성섬유염착특성 이되고있다최근셀룰로스섬유적용에한정되하는연구가활발히진행되고있다합성섬유에대한배트염료의적용이이루어지면분산염료를이용한폴리에스테르같은합성섬유염색에서얻을수없었던고견뢰도및심색화의문제점을해결할수있는가능성을제시할수있을것이라생각된다이번연구에서는배트염료중인디고를이용하여폴리에스테르및교직물에적용에서염착특성에영향을미칠것으로판단되어지는염색온도염료의농도및염욕의조건등에따른염색가능성에대하여검토하여염착적용가능성에대한공정의최적조건을살펴보았다 시료및시약 실 험 본실험에는규격의폴리에스테르섬유와교직물을사용하였다배트염료로는로부터구입한인디고즉을사용하였으며환원제로서와알칼리로서를사용하였다그리고환원세정시에첨가되는비이온계면활성제로서는를사용하였다 환원및염색 염색은고온고압 염색기 에이스 계측사를이용하여염색하였고염색조건은다음과 같다 인디고를 의농도로욕비 환원제 를기준으로하여염색을 진행하였으며배팅과정으로우선 에서 분간 먼저환원시킨후환원염욕에종의합성섬유 을침지시켜서 의승온속도로 범 위의온도로각각상승시킨후각각의온도를유지 하면서 분간염색하였다염색과정후시료는별 도의산화제를사용하지않고공기산화로발색시켰 다전체적인염색공정은 에나타낸바와같다 환원세정 염색되어진샘플의공기산화이후섬유표면에 부착되어있는세탁견뢰도특성을저하시킬수있 는염료를제거하기위해환원세정공정을거쳤다 환원세정은 의 의 및 비이온계면활성제를사용하여 에서 분 간실시하였다 염색성평가 염색시료의염색성평가는염색과정및산화발색 후환원세정을거친시료를사용하여측정하였다 염색시료의염색성과관련한색상강도측정은측색 장치 사를 이용하여 도시야로측정하고최대흡수파장에서 표면반사율을이용한 식에따라 값을산출하였으며경우에따라 의전 파장영역에서 간격으로측정된 색상강도 값으로나타내었다 견뢰도시험 세탁견뢰도시험은여실시하였다 결과및고찰 온도및농도에따른염착특성 법에의거하 합성섬유염색에있어서염착특성에가장중요하게영향을미칠것으로고려되는염색온도와염료농도의영향을알아보기위하여온도조건을염료농도조건을범위로설정하여이들의각각의조건에서염색을진행하였다인디고배트염료를배팅공정의에서분간먼저환원시킨후준비된섬유시료를침지시켜염색을하고공기산화를통하여발색시킨뒤환 J. of the Korean Soc. of Dyers and Finishers, Vol. 19, No. 3(2007. 6)

박영민정우영김수호윤석한손영아 원세정으로섬유표면에잔류된염료를제거하였다이들염색시료에대한표면의색상강도를측정하여에나타내었다에서와같이온도및농도에따라염착과정에따른전체적인색상강도의거동이폴리에스테르와교직물에대하여동일하지않음을확인할수가있었다폴리에스테르의경우온도에따른염착거동은사이에서는섬유시료에대한인디고의염착량의증가가나타나며에서가장높은수준의색상강도를확인할수가있었다이후의온도에서는의색상강도의수준과비슷하게염착량의감소가나타나는것을확인할수가있었다교직물의경우에는온도에따른염착거동은에서가장높은수준의색상강도를확인할수가있었으며사이에서는섬유에대한인디고배트염료의염착량의감소가나타나는것을확인할수가있었다이는폴리에스테르섬유의경우교직물과비교하여섬유분자의구조가치밀하기때문에염착에필요한온도에너지가요구되기때문에고온의염착조건이염료의섬유내부로의침투에 효과적일것으로판단된다하지만및섬유소재의경우에는폴리에스테르와비교하여낮은온도조건에서도충분히섬유고분자내부로의염료침투가가능하며특히고온의염착조건에서는염료섬유간결합이발열반응으로인해염착조건이좋지않게되어지속적인염색온도상승에서는염착의색상강도가저하되는결과를나타내고있다염료농도에따른염착특성에있어서는폴리에스테르섬유의경우염료농도가에서로농도가증가할수록염착량의증가를확인할수가있었다이는치밀한섬유고분자내부로의인디고염료의침투가어렵기때문에적용되는염료량이증가할수록내부로의염착되는염료침투량도지속적으로증가함을나타내고있다시료의경우농도에따른염착거동은의범위에서색상강도의수준이거의비슷하게나타내는것을확인할수가있었다이는섬유시료에대한인디고염료의내부침투가용이하기때문에낮은농도의염료적용에서도만족할만한수준의색상강도를얻을수있는것으로판단할수있다즉의범위에서서서히증가가일어나 한국염색가공학회지제 19 권제 3 호 (2007. 6)

인디고의합성섬유염착특성 그후조금씩감소하는경향을보이지만전체적으로를기준으로하여염착평형을이루고있다고판단된다위의결과에서보면인디고배트염료를이용한폴리에스테르및시료의염착거동은섬유고분자기질의성질에영향을크게받는것으로생각할수가있으며따라서각시료에대하여적용되는염착조건의확립이각각정립되어야할것으로사료된다 염욕의 에의한 의염색 거동 는인디고의각각의조건에따른구조의변화를보여주고있다의구조변화에서보는바와같이배트염료는물에불용성인특징을가지며알칼리용액에서환원제를이용하여환원시켜즉배팅과정을거쳐알칼리류코화합물형태로전환하고이를섬유기질에흡착시킨후산화에의하여섬유상에서원래의불용성염료로복귀시켜염색을하는염료이다이들류코성분을합성섬유에대한적용하기위해서는합성섬유가소수성성질이크기때문에류코성분또한소수성특성을높여줄필요가있다알칼리류코형태에서다소일부의산성류코형태가존재할것으로되지만이를인위적으로소수성특성의산성류코형태로바꾸어주면염착특성면에서도움이될것으로판단된다이실험에서는에나타내어진것과같이산을첨가하여알칼리류코배트형태를산성류코배트형태로염료구조를변화시켜서염색실험을시행하였다염욕의조절은배팅과정을통해환원염욕의생성후와를이용하였다조절시배팅된환원염욕이공기와의접촉으로염욕의표면에서산화과정이진행될수있기때문에조절시세심한주의를필요로한다이와같은관점에서염색과정은에서분간먼저배팅환원시킨후준비된산을이용하여염욕의를의 범위로조절한후폴리에스테르및 종의합성섬유를침지시켜염색하였으며염색후 공기산화와환원세정을거치고염색시료에대한 섬유표면의색상강도 를측정하여 에나타내었다 에서보여지듯이폴리에스테르의경우 를이용하여염욕의 를조절하였을 경우에 범위에서높은수준의색상강도 를얻었으며그외의염욕의 에서는낮은 수준의색상강도가얻어졌다 를이용 하여염욕의 를조절하였을경우에는 부 근에서높은수준의색상강도를얻을수있었다 교직물의경우 를이용하 여염욕의 를조절하였을경우에는 범위 에서높은수준의색상강도가얻어졌으나 범위 전체적으로색상강도의차이가크지않음을확인할 수가있었다 의경우또한 부근 에서높은수준의색상강도를얻을수가있었다폴 리에스테르및 교직물의경우에 를이용하거나 를이용하여소수성 성질을나타내는산성류코배트형태로염료구조를 변화시켜서염색을하였을경우 의경우 다소높은값을나타내고는있으나 전체 적인색상강도면에서는큰차이를보이지는않는 것으로판단된다또한 에서보여지듯이인 디고배트염료를알칼리류코형태가아닌산성류 코형태로염료구조를변화시켜염색하였을경우가 두종류의합성섬유에있어서조금더높은색상강 도를나타내나그차이가그다지크지않았다 세탁견뢰도 일반적으로배트염료는섬유에의적용에있어서알칼리성환원욕에서환원시켜염색공정을진행하여섬유에흡착시킨후산화에의하여섬유상에서원래의불용성염료로복귀시켜염색목적을달성하는염료이다따라서이러한불용성인화학적특성으로말미암아세탁견뢰도에있어서매우우수한특성을나타낸다 J. of the Korean Soc. of Dyers and Finishers, Vol. 19, No. 3(2007. 6)

한국염색가공학회지제 19 권제 3 호 (2007. 6) 박영민정우영김수호윤석한손영아

인디고의합성섬유염착특성 이실험에서는인디고배트염료의우수한세탁견뢰도특성이종류의합성섬유에적용에있어서도만족할만한수준의견뢰도특성을나타내는지를확인하고자하였다인디고염색에의한폴리에스테르와교직물대한세탁견뢰도는법에의거하여번연속적인반복세탁실험을실시하여견뢰도특성을에나타내었다에서와같이인디고배트염색을통한폴리에스테르와교직물의세탁견뢰도특성은번의반복세탁실험에있어서급으로전체적으로우수한견뢰도특성을나타내는것을확인할수가있었다이는배트염료의불용성인화학적특성에의하여합성섬유에의적용에있어서우수한견뢰도특성을얻을수있을것으로이야기할수있다 결 론 본실험에서는인디고배트염료를이용하여합성섬유에대한염착특성을확인해보았다염색온도에따른염착거동은폴리에스테르와교직물에있어서는온도의범위가최종염색물의색상강도의변화에중요한변수가됨을확인할수있었다산성류코에의한폴리에스테르및교직물섬유에있어서는염욕의조건과사용된산의종류에따라서염착정도의차이를다소확인할수가있었다이러한산성류코성분은소수성성질이높기때문에합성섬유에대한염착관점에서다소유리하다고판단된다또한인디고배트염료를이용한종의합성섬유염색시료에있어서번의반복적인세탁견뢰도실험에서도급수준의만족할만한견뢰도특성을얻을수있었다 감사의글 본연구는산업자원부의지역혁신인력양성사업의연구결과로수행되었습니다본연구는산업자원부지역산업기술개발사업의지원을받아수행되었으며이에감사드립니다 참고문헌 J. of the Korean Soc. of Dyers and Finishers, Vol. 19, No. 3(2007. 6)