천염섬유 셀룰로오스 면 염색, 반응성 염료 흡착과정, 고착과정

천염섬유 셀룰로오스 면 염색 방법으로 가장 중요한 반응성 염료라고 할 수 있습니다. 반응성 염료는 화학결합 가운데 가장 강한 공유 결합을 면섬유와 형성하므로 견뢰도가 아주 우수합니다. 흡착과정은 공유결합을 이루기 전에 최대한 섬유에 흡착시켜야 할 필요가 있습니다. 고착과정은 섬유에 흡착된 염료의 반응성기가 면섬유의 수산기와 공유결합을 형성하는 것입니다. 아래 글에서 천염섬유 셀룰로오스 면 염색, 반응성 염료 흡착과정, 고착과정 알아보겠습니다.

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천염섬유 셀룰로오스 면 염색, 반응성 염료 흡착과정, 고착과정

천염섬유 셀룰로오스 면 염색

면섬유 셀룰로오스 섬유 염색

천연섬유 가운데 가장 많은 사용량을 보이고 있는 섬유의 경우 면섬유 입니다. 이는 화학적 으로는 셀룰로오스로 구성되어 있습니다. 셀룰로오스섬유로 분류되며 셀룰로오스 섬유에는 마섬유 그리고 레이온과 같은 재생섬유도 포함됩니다. 특히 면섬유를 염색하는 가장 중요한 염료는 반응성 염료 입니다. 다음으로는 청바지 처럼 염색하는 환원염료의 경우도 있습니다.

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직접염료, 황화염료의 면섬유 염색

이외에도 직접염료와 황화염료가 사용되는 경우도 있습니다. 직접염료의 경우 세탁견뢰도가 불량하여 특수한 경우가 아니면 현재는 거의 사용되지 않고 있습니다. 황화염료의 경우 견뢰도 특성은 우수하지만 색상의 선명도가 떨어지며 다른 염료를 능가할 만큼의 장점이 없으므로 특별한 경우를 제외하고는 사용량이 상당히 적은 특성이 있습니다.

반응성 염료에 의한 염색 방법

반응성 염료의 경우 화학섬유 가운데 가장 강한 공유결합을 면섬유와 형성하게 됩니다. 따라서 견뢰도가 상당히 우수한 특징이 있습니다. 면섬유의 염색에서 가장 중요한 염료라고 할 수 있습니다. 반응성염료의 섬유에 대한 반응 메커니즘은 친핵치환반응과 친핵부가반응 두 가지 중 하나의 과정에 의해서 이루어지게 됩니다. 반응성염료 염색의 경우 기본적으로 흡착의 과정과 고착과정의 두 단계로 진행되게 됩니다.

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흡착과정

공유결합 일으키기 전 섬유에 흡착 필요성

흡진과정 이라고도 하며 반응성염료의 경우 섬유와 화학적으로 공유결합을 한번 형성하게 되면 기본적으로 염료분자의 이동이 불가능하게 됩니다. 균일한 염색과 최대의 염착을 효율적으로 이루기 위한 방법으로 공유결합을 일으키기 전에 최대한 섬유에 흡착해야 할 필요성이 있습니다. 이런 과정에서 흡착과정이라고 하는데 이 때 망초라고 불리는 황산나트륨과 같은 중성염이 다량 필요합니다.

음이온 상태의 염료의 접근과 흡착의 용이

중성염의 역할을 두가지로 설명할 수 있는데 면섬유는 물속에서 표면이 음의 전하를 약간 띠게 되며 반응성 염료 또한 수용성기로 인해서 음전하를 띠게 됨으로써 반응성염료가 면섬유의 표면으로의 접근이 힘들게 됩니다. 이 때 황산나트륨과 같은 중성염의 경우 나트륨의 양이온이 면섬유의 표면에 흡착하여 표면의 음전하를 상당히 중화시키게 됨으로써 음이온 상태의 염료의 접근과 흡착이 보다 용이해 지는 원리 입니다.

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섬유 표면에 흡착이 증가하는 현상

염료의 용해도 감소 효과는 염료에 비해서 용해도가 혅저히 큰 중성염이 몰에 녹게 될 경우 반응성염료의 용해도가 약간 감소하게 되며 이때 염료분자는 물속에서 배제 되려는 경향성을 가지게 됩니다. 이로 인해서 섬유 표면에 흡착이 증가하는 현상이 일어나게 됩니다.

고착과정

염료의 고착을 위한 알칼리 필요

반응성염료의 고착이란 섬유에 흡착된 염료의 반응성기가 면섬유의 수산기와 공유 결합을 형성하는 것을 이야기 합니다. 고착이 일어난 후에는 염료의 이동은 불가능합니다. 색상의 수정은 할 수 없습니다. 반응성염료가 고착이 일어나기 위한 방법으로는 일반적으로 탄산나트륨과 같은 알칼리가 필요합니다. 이 알칼리는 다양한 역할을 합니다.

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수산기의 음이온 형태가 유리

반응성 염료가 면섬유의 수산기와 결합하기 위한 방법으로 수산기의 음이온 형태가 되면 유리합니다. 알칼리가 수산기로 부터 수소이온을 제거시킴으로써 수산기 음이온의 형성을 크게 촉진할 수 있기 때문입니다. 주로 친핵부가반응을 하는 ses 형의 반응성 염료의 경우에는 섬유에 반응할 수 있는 vs형으로 염료가 전환되는 것을 촉진하는데 필요하기도 합니다.

친핵치환반응 강산성의 부산물 생성

이외에도 친핵치환반응을 하는 경우에는 염색과정에서 강산성의 부산물이 생성되기도 합니다. 이를 중화시켜서 고착반응을 촉진하는 효과도 동시에 가지게 됩니다. 반응성염료의 염색은 알칼리를 투입하기 전에 염료의 흡착을 충분히 일으키는 과정을 진행한 후 흡착이 완료되었다고 판단되는 시점에서 알칼리를 투입하여 염료를 고착시키는 과정이 분리되어 있습니다.

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천염섬유 셀룰로오스 면 염색, 반응성 염료 흡착과정, 고착과정 마무리

천연섬유 셀룰로오스 면섬유 염색 방법으로 가장 선호되는 염색 방법으로 반응성염료 염색 방법 이라고 할 수 있습니다.

반응성 염료는 화학결합 가운데 가장 강한 공유 결합을 면섬유와 형성하고 있습니다. 따라서 견뢰도가 매우 우수한 염색물이 얻어지고 면섬유의 염색 가운데 가장 중요한 염료이라고 할 수 있습니다.