배트 염료 염색과정은 기본적으로 염료의 환원으로 강력한 환원제가 사용됩니다. 염색은 면섬유에 높은 친화력을 나타나게 됩니다. 산화 과정을 통해서 다시 원래의 불용성 염료 구조로 되돌리게 됩니다. 후세정은 단순 표면흡착 염료를 제거하는 과정을 통해서 배트 염료 염색 공정이 이루어 지게 됩니다. 아래 글에서 배트 염료 염색과정, 염료의 환원, 염색, 산화, 후세정 염색 공정 알아보겠습니다.
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배트 염료 염색과정
배트 염료에 의한 염색은 기본적으로 염료의 환원 염색 산화 후세정의 공정으로 이루어지게 됩니다. 이 때 환원공정을 배팅 이라고 합니다. 배트 염료의 경우 원래의 상태로는 완전불용성 으로서 섬유에 대한 염착성이 없으며 환원제와 알칼리를 사용하여 수용성의 류코형으로 전환한 후 섬유에 염착시키고 이를 다시 섬유상에서 산화시키고 원래의 염료로 되돌리고 염색을 완료하는 과정으로 구성됩니다.
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염료의 환원
차아황산나트륨과 같은 강력한 환원제 사용
배트염료의 환원에는 일반적으로 차아황산나트륨과 같은 강력한 환원제가 사용됩니다. 이 환원제는 배트염료의 케톤기 부분을 환원시키는데 불용성의 염료를 수용성의 환원제만으로 물속에서 효율적으로 신속하게 환원시키는 것은 사실상 불가능 합니다. 수산화 나트륨과 같은 강력한 알칼리로 환원된 부분을 염 형태로 바꾸어줍니다. 염의 형태로 되면 물속에서 이온화될 수 있으며 물에 용해가 가능해 집니다.
염료분자가 뭉쳐져 입자상태로 존재
불용성의 배트염료는 물속에서 수많은 염료분자가 뭉쳐져 있는 입자상태로 존재합니다. 환원제와 알칼리의 작용으로 염료입자의 바깥쪽 부분이 수용성이 되어 물에 용해되면 내부에 있는 염료도 지속적으로 환원이 일어날 수 있게 됩니다. 결과적으로 모든 배트염료가 수용성의 환원된 상태 즉 류코형의 염료로 변형됩니다. 이 류코형의 염료상태에서는 염료의 발색계가 완전히 변형되므로 본래의 염료의 색상은 사라지게 됩니다.
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염색
류코형 염료의 경우 물에 용해될 뿐만 아니라 면섬유의 높은 친화력을 나타내므로 섬유에 흡착이 일어나게 됩니다. 이 흡착의 경우 저온에서도 속도가 매우 빠른 특징이 있습니다. 다른 종류의 염료에 비해서 상대적으로 단시간에 섬유에 염착이 진행됩니다. 이런 특성으로 인해서 표면염착 현상이 발생하며 표면에 많이 염착된 염료가 마찰에 대한 내구성이 약합니다. 청바지와 같은 탈색효과를 가능하게 합니다. 염착과정에서 일반적으로 황산나트륨과 같은 중성염이 필요한 경우가 많습니다.
산화
원래의 불용성 염료 구조로 되돌림
환원된 상태의 류코형 염료가 섬유에 충분히 염착된 후에 산화공정을 통해서 다시 원래의 불용성 염료 구조로 되돌리는데 이 때 산화제가 사용되는 것 입니다. 배트염료의 산화과정은 아주 쉽게 일어나서 공기 중에 몇 분간 노출시키는 것 만으로도 공기중의 산소에 의해서 산화되어 원래의 염료로 되돌아 갑니다.
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산화제를 이용하여 산화
공업적으로는 대량의 섬유를 공기중에 균일하게 산화시키는 것은 불가능한 부분이므로 과산화수소와 같은 산화제를 이용하여 산화시키게 됩니다. 이때 염료의 색상도 원래의 염료 고유의 색상이 발현되며 산화가 진행되면 섬유상에서 원래의 불용성염료가 재형성되었으므로 세탁 시 염료가 용해되어 빠지는 현상은 발생하지 않지만 표면염착의 결과로 세탁 시 가해지는 마찰에 의해서 염료가 떨어져 나오는 현상은 충분히 발생할 수 있습니다.
공기중 산소에 의해서도 쉽게 산화
류코형의 배트 염료는 공기 중의 산소에 의해서도 쉽게 산화되므로 염색과정중에 염욕내로 공기가 들어가는 것을 최소화 할 수 있습니다. 염욕이 공기 중에 노출된 상태에서 가혹한 교반이 이루어지게 되면 공기 중의 산소가 염욕의 표면을 통해서 지속적으로 염욕 내부로 들어가게 됩니다. 염착이 진행되는 중에 염료가 산화가 일어나서 원래의 불용성 염료가 생성되어 버리므로 염착이 충분히 이루어질 수 없을 뿐만 아니라 염색에서도 많은 문제를 일으킬 수 있습니다.
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후세정 염색 공정
산화 공정을 마친 후의 면섬유는 섬유의 내부뿐만 아니라 섬유의 표면에도 원래의 불용성 배트 염료가 남아 있을 가능성이 있습니다. 이들 단순한 표면흡착염료를 제거시킬 필요가 있습니다. 후세정 공정으로 반응성염료에서와 유사한 쇼핑과정으로 후세정을 실시하는데 이때 섬유내분에 완전히 염착된 섬유는 물에 불용성이기 때문에 소핑 과정에서 사실상 빠져나오지 않습니다. 배트염료의 경우 소핑과정에 의해서 섬유내부에 염색된 염료의 재결정화가 이루어져 견뢰도 특성이 더욱 좋아진다고 알려져 있습니다.
배트 염료 염색과정, 염료의 환원, 염색, 산화, 후세정 염색 공정 마무리
배트 염료 염색과정은 염료의 환원 염색 산화 후세정 으로 이루어지게 됩니다. 원래의 상태로는 완전 불용성이며 섬유에 대한 염착성이 없습니다. 환원제와 알칼리를 이용하여 수용성의 류코형으로 전환한 후 섬유에 염착시키고 다시 산화시켜서 염색을 마치는 과정입니다.
산화공정을 마친 면섬유는 내부와 표면에 원래의 불용성 배트염료가 남아 있을 가능성이 있으므로 단순 표면흡착 염료를 제거시킬 필요성이 있습니다. 소핑과정에서 섬유내부에 염색된 염료의 재결정화가 이루어져 견뢰도가 더욱 좋아지는 특성이 있습니다.