Proceedings of the Korean Society of Dyers and Finishers Conference
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2011.03a
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pp.34-34
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2011
PET/면, 나일론/PET, 나일론/면 등 다양한 복합섬유소재를 염색하기 위해서는 복합섬유소재를 구성하는 각각의 섬유소재에 따라 적합한 염료를 선정하고 그에 맞는 염색방법을 사용하여 진행되고 있다. 하지만 이런 경우 색상과 견뢰도 등의 물성을 맞추기 위한 복잡한 염색공정 및 긴 염색시간에 의한 생산비용 상승 등 여러 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 하나의 염료를 이용하여 다양한 섬유를 염색하는 방법에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 새로운 염료합성의 경우 섬유와 결합할 수 있는 반응기를 분산염료구조에 도입하여 염색조건에 따라 다양한 섬유를 염색할 수 있는 universal dye의 개발에 초점이 맞추어져 있다. 반응성염료와 분산염료의 특성을 동시에 만족시키기 위한 일환으로서 염료의 분자 구조 내에 상기의 염료특성을 동시에 발휘하는 소위 "반응성 분산염료"의 개발이 이에 속한다. 본 연구의 목적은 화학구조가 다른 네 종류의 sulphatoethylsulphone기를 갖는 반응성분산염료들을 합성하고 이들의 나일론, PET, 면 및 교직물에 대한 염색성을 분석하는 것이다. 면 섬유에 대한 Dye 1~4의 염색온도에 따른 염색성을 살펴보면, 각 염료들의 염색성은 염색온도에 따라 큰 영향을 받고 있음을 알 수 있으며, Dye 1, 4는 염색온도가 높을수록 K/S 값이 증가하고 Dye 2, 3은 염색온도가 낮을수록 K/S 값이 증가함을 알 수 있다. Nylon에 대한 Dye 1의 염색속도는 pH 4 > pH 5 > pH 8 > pH 7 > pH 6의 순서로 나타나 pH 6에서의 염착 평형이 pH 4보다 40분 정도 늦게 도달하였다. 나일론과 PET의 동욕염색에 있어 Dye 1은 나일론의 경우 초기부터 빠른 흡착을 보이며 $100^{\circ}C$가 되는 60분에는 K/S값이 16에 도달하여 염착 평형에 근접한 것을 알 수 있으며, PET는 $100-200^{\circ}C$ 사이에서 염색속도가 빨라지며 본격적으로 흡수하였다. N/C 교직물에 대한 Dye 2, 3의 빌드업성은 두 염료 모두 염료농도의 증가에 따라 K/S 값 역시 선형적으로 증가하는 것으로 나타났다. 나일론 섬유는 네 가지 염료로 우수하게 염색되었고, 면 섬유는 수용성기를 가진 Dye 2와 3, 그리고 PET 섬유는 소수성이 높은 Dye 1과 4가 적합하였다. N/P 및 N/C 교직물의 염색에 있어 나일론 성분으로 염료가 더 많이 흡착하여 나일론섬유가 더 진하게 염색되지만 교직물의 직물조직에 의하여 표면과 이면은 각각 거의 동색으로 보였다.
The adsorption characteristics of quinoline yellow by granular activated carbon were investigated experimently in the batch adsorber and packed column. The adsorptivity of activated carbon for quinoline yellow were largely improved by acidic pH and higher temperature. When the pH was 3 at $60^{\circ}C$, quinoline yellowcould be removed 97 percent of initial concentration(10 mg/L). It was estabilished that the adsorption equilibrium of quinoline yellow on granular activated carbon was successfully fitted by Freundlich isotherm equation in the temperature range from $25^{\circ}C$ to $60^{\circ}C$. The estimated values of k and ${\beta}$ are 38.71~166.60, 0.380~0.490, respectively. The breakthrough curve of activated carbon-packed column depends on the design variables such as initial concentration, bed height, and flow rate.
The adsorption of Rhodamine-B dye using granular activated carbon from aqueous solution was investigated. Adsorption experiments were carried out as a function of the adsorbent dose, pH initial concentration, contact time and temperature. The equilibrium adsorption data showed a good fit to Langmuir isotherm model. Based on the estimated Langmuir separation factor ($R_L$ = 0.0164~0.0314), our adsorption process could be employed as an effective treatment method. The kinetics of adsorption followed the pseudo first order model. Also, the negative values of Gibbs free energy (-4.51~-13.44 kJ/mol) and positive enthalpy (128.97 kJ/mol) indicated that the adsorption was spontaneous and endothermic process. The isosteric heat of adsorption increased with increase in the surface loading indicating lateral interactions between the adsorbed dye molecules.
The functional nanomaterials of fluorescent dye-doped silica nanoparticles(NPs) are applied to bio applications such as bio-labeling of DNA micro-array, and bio-imaging. Organic dye-doped fluorescent silica NPs exhibit excellent bio-compatibility, non-toxic, and highly hydrophilic properties. In this study, organic fluorescent dyes were dissolved in ethanol, and deionized(DI) water. Organic fluorescent dyes were physically adsorbed to silica NPs and chemically doped to silica NPs. The fluorescence characteristics(FLC) was investigated by UV lamp irradiation of 365 nm wavelength. As results, the FLC of dye-doped silica NPs exhibits better than dye-adsorbed silica NPs and the FLC was improved with the increase of concentration of doped-dyes. The fluorescent organic dyes were well dissolved in ethanol than DI water. The photostability of dye-doped silica NPs was superior than pure fluorescent organic dye. The FLC of optimized dye-doped silica NPs would be applied to agent of non-invasive fluorescence bio-imaging in live cell and in vivo.
The results for decolorization of various dyes by Geotrichum candidum (KCTC 6195) showed that optimal initial pH, temperature and glucose concentration were 6, $30^{\circ}C$, and 30g/L. Light had no effect on the cell growth and decolorization efficiency. All the dyes - dispersive dyes, acid dyes and reactive dyes - used on the solid medium were also decolorized in a liquid medium, although the decolorizing rates varies depending on the dye structure. An energy source was essential for cell growth or decolorization because textile dyes did not support growth. The percentage of decolorization of Acid orange 10 was shown to be 91% for initial conc. 100ppm and 84% for initial conc. 500ppm. The biomass could adsorb the dyes such as Acid red 1;19.8%, Acid red 88; 73%, Acid orange 10; 12.1% Reactive blue 19; 14.6%. The dye removal was due to the sorption of dye to the fungal biomass as well as some extracellular enzymes. Color removal was enhanced up to 97% within 3 days by the addition of glucose after 2 days incubation.
A study on dyeing-rate for single and mixture dyeing of silk with acid dyes was carried out. Single and mixture dyeings were performed with levelling and milling dyes at 7$0^{\circ}C$ and at pH 3, pH 4 and pH 5, respectively. The results of this study were summerized as follows : 1. C. I. Acid Orange 7. A) At pH 3, dyeing-rate was more fast in the single dyeing than in mixture dyeing at the beginning of dyeing process. B) At pH 4 and 5, dyeing-rates tend to get very similar in single and mixture dyeing. 2. C. I. Acid Blue 138 A) At all pH value, dyeing-rates were more fast in the mixture dyeing than single dyeing at the beginning of dyeing. B) As the time increased, the difference of dyeing-rate and adsorption amounts between single and mixture dyeing was not shown.
Adsorption of brilliant blue FCF dye from aqueous solution using coconut shell based activated carbon was investigated. Batch experiments were carried out as function of adsorbent dose, initial concentration, contact time and temperature. The equilibrium adsorption data were analyzed by Langmuir and Freundlich model. The results indicate that Freundlich model provides the best correlation of the experimental data. Base on the estimated Freundlich constant (1/n=0.129~0.212), this process could be employed as effective treatment method. Adsorption kinetics experimental data were modeled using the pseudo-first-order and pseudo-second-order kinetic equation. It was shown that pseudo-second-order kinetic equation could best describe the adsorption kinetics. Base on the negative Gibbs free energy value (-4.81~-10.33 kJ/mol) and positive enthalpy value (+78.59 kJ/mol) indicate that the adsorption is spontaneous and endothermic process.
Adsorption characteristics of erythrosine dye onto the activated carbon has been investigated in a batch system with respect to initial concentration, contact time and temperature. Kinetic studies of the adsorption of erythrosine were carried out at 298 K, using aqueous solutions with 100, 250 and 500 mg/L concentration of erythrosine. The adsorption process followed a pseuo second order model, and the adsorption rate constant (k2) decreased with increasing the initial concentration of erythrosine. The equilibrium process can be well discribed by Freundlich isotherm in the temperature range from 298 to 318 K. Free energy of adsorption (${\Delta}G^o$), enthalpy (${\Delta}H^o$), and entropy (${\Delta}S^o$) change were calculated to predict the nature the adsorption. The estimated values for ${\Delta}G^o$ were -3.72~-9.62 kJ/mol over the activated carbon at 250 mg/L, indicated toward a spontaneous process. The positve value for ${\Delta}H^o$ indicates that the adsorption of erythrosine dye on activated carbon is an endothermic process.
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