염색

Dye
기타 용도는 염색(동음이의)을 참조하십시오.
색천건조
인디고 염료의 화학적 구조, 청바지의 푸른색.한때는 식물에서 추출되었지만, 현재는 인디고 염료가 거의 독점적으로 산업적으로 합성됩니다.[1]

염료는 그것이 도포되고 있는 기질에 화학적으로 결합하는 착색 물질입니다.이것은 염료와 그들이 색칠하는 물질에 화학적으로 결합하지 않는 색소를 구별합니다.염료는 일반적으로 수용액에 적용되며 섬유 상의 염료의 견고성을 향상시키기 위해 매염제가 필요할 수 있습니다.[2]

대부분의 천연 염료는 뿌리, 열매, 나무껍질, 잎, 나무, 곰팡이, 지의류와 같은 동물이 아닌 원천에서 유래합니다.[3]그러나, 대규모 수요와 기술적인 향상으로 인하여 현대 세계에서 사용되는 대부분의 염료는 석유화학과 같은 물질로부터 합성적으로 생산되고 있습니다.[4]일부는 곤충 및/또는 미네랄에서 추출됩니다.[5]

합성 염료는 다양한 화학물질로부터 만들어집니다.이러한 방법으로 얻는 염료의 대부분은 우수한 가격, 광학적 특성(색상) 및 복원력(내구성, 매모성) 때문에 얻어집니다.[2]염료와 색소 모두 색깔을 띠는데, 가시광선의 일부 파장만을 흡수하기 때문입니다.염료는 보통 약간의 용매에 용해되는 반면, 색소는 용해되지 않습니다.일부 염료는 호수 색소를 생성하기 위해 소금을 첨가하면 불용성으로 변할 수 있습니다.

역사

양모 염색, 1482년: 바르톨로마이오스 성공회의 프랑스어 번역본에서.

직물 염색은 신석기 시대로 거슬러 올라갑니다.역사를 통틀어, 사람들은 흔히 볼 수 있는, 현지에서 구할 수 있는 재료를 사용하여 직물을 염색해왔습니다.천연 무척추동물 염료인 티리안 퍼플과 진홍색 커메스와 같이 화려하고 영구적인 색을 내는 희귀한 염색 용품들은 고대와 중세 세계에서 매우 귀중한 사치품이었습니다.나무, 인디고, 샤프란, 마더와 같은 식물성 염료는 아시아와 유럽의 경제에서 중요한 무역 상품이었습니다.아시아와 아프리카 전역에서 레지스트 염색법을 이용하여 조각 염색한 옷감에서 색의 흡수를 조절하는 패턴 직물을 제작하였습니다.달팽이관과 통나무 나무와 같은 신세계의 염료들은 스페인 보물 함대들에 의해 유럽으로 옮겨졌고, [6]유럽의 염료들은 식민지 주민들에 의해 미국으로 옮겨졌습니다.[7]

염색된 아마 섬유는 조지아 공화국에서 36,000BP의 선사시대 동굴에서 발견되었습니다.[8][9]고고학적 증거에 따르면 특히 인도와 페니키아에서 염색이 5,000년 이상 널리 행해졌음을 알 수 있습니다.초기 염료는 동물, 식물성 또는 광물 자원에서 얻었으며, 가공이 거의 없었습니다.지금까지 염료의 가장 큰 공급원은 식물 왕국, 특히 뿌리, 베리, 나무껍질, 잎, 그리고 나무로부터 왔는데, 단지 상업적인 규모로 사용되는 것은 거의 없습니다.

초기 산업화는 스코틀랜드의 J. Pullar and Sons에 의해 이루어졌습니다.[10]최초의 합성 염료인 연보라색은 1856년 윌리엄 헨리 퍼킨에 의해 우연히 발견되었습니다.[11][12][13]모베인의 발견은 합성 염료와 일반적으로 유기 화학에서 급증을 시작했습니다.푸친, 사프라닌, 그리고 탐닉과 같은 다른 아닐린 염료들이 그 뒤를 이었습니다.그 이후로 수많은 합성 염료들이 준비되었습니다.[14][15][16]

연두색의 발견은 면역학과 화학요법의 발전으로 이어졌습니다.1863년 바이엘 AG의 전신은 독일 부퍼탈에서 설립되었습니다.1891년, Paul Ehrlich는 특정한 세포나 유기체가 특정한 염료를 선택적으로 사용한다는 것을 발견했습니다.그리고 나서 그는 염료가 다른 세포에 영향을 주지 않는다면 병원성 미생물을 죽이기 위해 충분히 많은 양을 주입할 수 있다고 추론했습니다.에를리히는 매독을 표적으로 삼기 위해 화합물을 사용하기 시작했는데, 이것은 처음으로 화학물질이 몸 안의 박테리아를 선택적으로 죽이기 위해 사용된 것입니다.그는 또한 말라리아의 원인이 되는 플라스모듐을 표적으로 삼기 위해 메틸렌 블루를 사용했습니다.[17]

독일 드레스덴 공과대학의 1만개가 넘는 염료 역사적 수집품

화학

염료의 색상은 전자기 스펙트럼(380-750 nm)의 가시 영역 내에서 빛을 흡수하는 물질의 능력에 따라 달라집니다.위트 이론으로 알려진 초기의 이론은 착색 염료가 두 가지 요소를 가지고 있다고 말했습니다. 두 가지 요소는 눈에 보이는 영역의 빛을 흡수함으로써 색을 부여하는 발색단(chromophore)과 색을 심화시키는 역할을 하는 아우조크롬(auxochrome)입니다.이 이론은 염료의 색이 가시광선에 의한 원자가 π 전자의 여기 때문이라는 현대 전자 구조 이론으로 대체되었습니다.

종류들

20세기 중반 멕시코의 RIT 브랜드 염료(Museo del Objeto del Objeto의 영구 컬렉션 중 일부)
머리 염색하는 여자

염료는 용해도와 화학적 성질에 따라 분류됩니다.[2]

산성염료는 수용성 음이온성 염료로, 중성에서 산성염료 욕조를 사용하여 실크, 양모, 나일론 및 개질 아크릴 섬유와 같은 섬유에 적용됩니다.섬유에 대한 부착은 적어도 부분적으로 염료의 음이온성 그룹과 섬유의 양이온성 그룹 사이의 염 형성에 기인합니다.산성염료는 셀룰로스 섬유에 실질적이지 않습니다.대부분의 합성 식품 색상이 이 범주에 속합니다.산성염료의 예로는 Alizarine Pure Blue B, Acid Red 88 등이 있습니다.

기본 염료는 수용성 양이온 염료로 주로 아크릴 섬유에 적용되지만 양모와 비단에 사용됩니다.일반적으로 아세트산은 염료가 섬유에 흡수되는 것을 돕기 위해 염료 욕조에 첨가됩니다.종이의 착색에도 기본적인 염료가 사용됩니다.

직접 또는 실질적인 염색은 일반적으로 염화나트륨(NaCl) 또는 황산나트륨(NaSO24) 또는 탄산나트륨(NaCO23)을 첨가하여 끓는점 또는 근처의 중성 또는 약알칼리성 염료 욕조에서 수행됩니다.직접 염료는 면, 종이, 가죽, 양모, 비단, 나일론에 사용됩니다.그들은 또한 pH 지표와 생물학적 얼룩으로 사용됩니다.

레이저 염료는 일부 레이저, 광학 매체(CD-R) 및 카메라 센서(컬러 필터 어레이)의 생산에 사용됩니다.[19]

모르던트 염료는 물, 빛, 땀에 대한 염료의 신속성을 향상시키는 모르던트(mordant)다양한 매머드가 최종 색상을 크게 변경할 수 있으므로 매머드의 선택은 매우 중요합니다.대부분의 천연염료는 매단염료이므로 염색기술을 설명하는 많은 문헌적 근거가 있습니다.가장 중요한 매염료는 양모에 사용되는 합성 매염료, 즉 크롬 염료입니다. 이것들은 양모에 사용되는 염료의 약 30%를 구성하고 특히 검은색과 남색 색조에 유용합니다.중크롬산칼륨은 후처리로 적용됩니다.특히 중금속 범주에 속하는 매염제의 경우 건강에 해로울 수 있으므로 매염제를 사용할 때는 극도의 주의를 기울여야 합니다.

부가세 염료는 본질적으로 물에 녹지 않으며 섬유를 직접 염색할 수 없습니다.그러나 알칼리성 주류의 감소는 염료의 수용성 알칼리 금속염을 생성합니다.이 형태는 무색인 경우가 많으며, 이 경우에는 류코 염료라고 불리며, 섬유 섬유에 친화력을 가지고 있습니다.이후의 산화는 원래의 불용성 염료를 재형성합니다.데님의 색상은 원래의 통 염색약인 인디고 때문입니다.

반응성 염료는 섬유 기재와 직접 반응할 수 있는 치환기에 부착된 발색단을 사용합니다.반응성 염료를 천연 섬유에 부착시키는 공유 결합은 가장 영구적인 염료 중 하나로 만듭니다.프로시온 MX, 시바크론 F, 드리마렌 K와 같은 "냉" 반응성 염료는 상온에서 바를 수 있기 때문에 사용하기 매우 쉽습니다.반응성 염료는 가정이나 미술관에서 면과 다른 셀룰로스 섬유를 염색하는 데 단연 최고의 선택입니다.

분산 염료는 원래 아세트산 셀룰로오스의 염색을 위해 개발되었으며, 물에 녹지 않습니다.염료는 분산제가 있는 곳에서 곱게 갈아서 페이스트 형태로 판매하거나, 스프레이로 건조해서 분말 형태로 판매합니다.그들의 주된 용도는 폴리에스테르를 염색하는 것이지만, 나일론, 셀룰로스 트라이아세테이트, 아크릴 섬유를 염색하는 데에도 사용될 수 있습니다.경우에 따라서는 130 °C(266 °F)의 염색 온도가 필요하며, 가압 염료 욕조가 사용됩니다.매우 미세한 입자 크기는 섬유에 의해 흡수될 수 있도록 용해를 돕는 넓은 표면적을 제공합니다.연삭 시 사용되는 분산제의 선택에 따라 염색 속도가 크게 영향을 받을 수 있습니다.

아조틱 염색은 불용성 아조 색소를 섬유 위 또는 섬유 안에 직접 생성하는 기술입니다.이는 섬유에 디아조틱 및 커플링 구성 요소를 모두 처리하여 달성할 수 있습니다.염료 목욕 조건을 적절히 조정하면 두 구성 요소가 반응하여 필요한 불용성 아조 염료를 생성합니다.이 염색 기술은 다이애조틱과 커플링 성분의 선택에 의해 최종 색상이 조절된다는 점에서 독특합니다.사용되는 화학물질의 독성 때문에 면을 염색하는 이 방법은 중요성이 떨어지고 있습니다.

유황 염료는 목화를 어두운 색으로 염색하는데 사용되는 저렴한 염료입니다.염색은 유기 화합물, 전형적으로 니트로페놀 유도체, 및 황화물 또는 폴리설파이드의 용액에서 직물을 가열함으로써 효과가 있습니다.유기 화합물은 황화물과 반응하여 직물에 달라붙는 어두운 색을 형성합니다.부피 기준으로 가장 많이 팔리는 염료인 유황 블랙 1은 화학적 구조가 잘 정의되어 있지 않습니다.

염색에 일반적으로 사용되는 염료:

베이직 염료 산성염료
사프라닌 어신
기본후신 산후신
크리스탈 바이올렛 콩고레드
메틸렌블루

식염료

염료의 사용 방식보다는 역할을 설명하는 또 다른 부류는 식용 염료입니다.식품용 염료는 식품첨가물로 분류되기 때문에 일부 산업용 염료보다 높은 기준으로 제조됩니다.식용 염료는 직접 염료, 매염 염료 및 부가 염료일 수 있으며, 그 사용은 법률에 의해 엄격하게 통제됩니다.비록 안트라퀴논과 트리페닐메탄 화합물이 녹색과 파란색과 같은 색에 사용되지만, 많은 것들이 아조 염료입니다.자연적으로 발생하는 몇몇 염료들도 사용됩니다.[20]

기타 중요염료

그 외에도 다음과 같은 다양한 클래스가 설립되었습니다.

  • 주로 모발과 모피에 대한 산화 염기
  • 레이저 염료: 로다민 6G와 쿠마린 염료.[21]
  • 가죽 염료, 가죽용
  • 섬유섬유 및 종이용 형광증광기
  • 용제 염료, 목재 염색 및 착색 옻칠 제조용, 용제 잉크, 착색 오일, 왁스.
  • 자기공명영상 촬영을 위해 주입되는 조영제 염료는 강한 상자성을 가진 물질에 결합되는 것을 제외하고는 의복 염료와 본질적으로 동일합니다.[22]
  • 외관상 수냉에 사용되는 메이헴 염료, 종종 RIT 염료 브랜드 변경

발색계 염료

발색단의 특성에 따라 염료는 다음과 같이 구분됩니다.[23]

오염

직물, 인쇄, 종이 산업에서 생산되는 염료는 강과 수로의 오염원입니다.[24]연간 약 70만 톤의 염색약이 생산되고 있습니다(1990년 자료).그 물질의 폐기는 화학적, 생물학적 방법을 사용하여 많은 관심을 받아왔습니다.[25]

활력소염료

"활력 염료" 또는 얼룩은 눈에 보이는 퇴행성 변화를 즉시 일으키지 않고 살아있는 세포나 조직에 침투할 수 있는 염료입니다.[26]이러한 염료는 특정 구조(예를 들어, 세포)를 선택적으로 착색하여 주변 조직과 구별하고 따라서 연구를 위해 더 가시적으로 보이게 하기 위해 의학 및 병리학 분야에서 유용합니다(예를 들어, 현미경 하에서).가시성은 세포나 조직을 연구할 수 있도록 하는 것이기 때문에, 일반적으로 염료가 객관적인 관찰을 방해할 수 있는 조직의 구조나 기능에 다른 영향을 미치지 않는 것이 중요합니다.

연구 전에 생물체에서 제거된 세포에 사용되도록 되어 있는 염료(추월 염색)와 생체 내에서 주사 또는 다른 방법으로 투여되는 염료(추월 염색) 간의 차이가 있습니다. 후자는 (예를 들어) 더 높은 안전 기준의 적용을 받으며, 일반적으로 다음과 같이 되어야 하기 때문입니다.연구 중인 조직뿐만 아니라 단기적으로 생화학에 악영향을 미치는 것을 피하는 것으로 알려진 화학물질.

"활력 얼룩"이라는 용어는 때때로 생체 내 얼룩과 성하 얼룩 모두와 혼용되어 사용되는데, 두 경우 모두 검사된 세포가 여전히 살아 있다는 것이 기본 개념입니다.좀 더 엄격한 의미에서, "활력 염색"이라는 용어는 "경성 염색"의 극과 극의 반대를 의미합니다.만약 살아있는 세포가 반신불수 염색을 할 때 얼룩을 흡수한다면, 그들은 "활력 염색"을 할 때 그것을 배제합니다. 예를 들어, 그것들은 부정적으로 색칠하는 반면, 죽은 세포만 긍정적으로 색칠하기 때문에, 부정적으로 염색하는 전체 세포의 비율을 세어 생존 가능성을 결정할 수 있습니다.염색약은 염색약이 반신불수인지 체외 염색인지를 결정하기 때문에, 반신불수와 생체 염색약의 조합은 세포를 다양한 그룹(예를 들어, 생존 가능한 그룹, 사망한 그룹, 사망한 그룹)으로 더 정확하게 분류하기 위해 사용될 수 있습니다.[27]

참고 항목

참고문헌

  1. ^ Steingruber, Elmar (2004). "Indigo and Indigo Colorants". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a14_149.pub2. ISBN 3527306730.
  2. ^ a b c Booth, Gerald (2000). "Dyes, General Survey". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a09_073. ISBN 3527306730.
  3. ^ Burgess, Rebecca (8 November 2017). Harvesting Color: How to Find Plants and Make Natural Dyes. Artisan Books. ISBN 9781579654252. Retrieved 8 November 2017 – via Google Books.
  4. ^ "dye - Synthetic dyes Britannica". www.britannica.com. Retrieved 2022-06-20.
  5. ^ Kassinger, Ruth (2003). Dyes : from sea snails to synthetics. Internet Archive. Brookfield, Conn. : Twenty-First Century Books. ISBN 978-0-7613-2112-5.
  6. ^ Castillejo, Marta; Moreno, Pablo; Oujja, Mohamed; et al. (15 August 2008). Lasers in the Conservation of Artworks: Proceedings of the International Conference Lacona VII, Madrid, Spain, 17 - 21 September 2007. CRC Press. ISBN 9780203882085. Retrieved 8 November 2017 – via Google Books.
  7. ^ Adrosko, Rita J. (8 November 1971). Natural Dyes and Home Dyeing (formerly Titled: Natural Dyes in the United States). Courier Corporation. ISBN 9780486226880. Retrieved 8 November 2017 – via Google Books.
  8. ^ Balter, M (2009). "Clothes Make the (Hu) Man". Science. 325 (5946): 1329. doi:10.1126/science.325_1329a. PMID 19745126.
  9. ^ Kvavadze, E; Bar-Yosef, O; Belfer-Cohen, A; et al. (2009). "30,000-Year-Old Wild Flax Fibers". Science. 325 (5946): 1359. Bibcode:2009Sci...325.1359K. doi:10.1126/science.1175404. PMID 19745144. S2CID 206520793. 지원 온라인 자료
  10. ^ 존 풀러 (1803–1878) - The Courier & Advertiser, 2016년 6월 7일
  11. ^ Hubner, K. (2006). "History – 150 Years of mauveine". Chemie in unserer Zeit. 40 (4): 274–275. doi:10.1002/ciuz.200690054.
  12. ^ Anthony S. Travis (1990). "Perkin's Mauve: Ancestor of the Organic Chemical Industry". Technology and Culture. 31 (1): 51–82. doi:10.2307/3105760. JSTOR 3105760. S2CID 112031120.
  13. ^ Eiland, Murray (1999). "Problems Associated with the Dissemination of Synthetic Dyes in the Oriental Carpet Industry". Journal of the International Committee for the History of Technology. 5: 138–59 – via academia.edu.
  14. ^ 기아, K., ed. (2003)공업용 염료.화학, 속성, 응용 프로그램.바인하임:와일리-VCH.
  15. ^ 졸링거, H. (2003)컬러 케미스트리.유기염료와 색소의 합성, 특성 및 응용, 3판바인하임:와일리-VCH.
  16. ^ Zollinger, Heinrich (2003). Syntheses, Properties, and Applications of Organic Dyes and Pigments. John Wiley & Sons. ISBN 9783906390239.
  17. ^ Burrows, A.; Holman, J.; Parsons, A.; Pilling, G.; Price, G. (2009). Chemistry³: Introducing inorganic, organic and physical chemistry. OUP Oxford. pp. 1005–1006. ISBN 978-0-19-927789-6. Retrieved February 26, 2021.
  18. ^ Bafana, Amit; Devi, Sivanesan Saravana; Chakrabarti, Tapan (2011-09-28). "Azo dyes: past, present and the future". Environmental Reviews. 19 (NA): 350–371. doi:10.1139/a11-018. ISSN 1181-8700.
  19. ^ Silfvast, William T. (21 July 2008). Laser Fundamentals. Cambridge University Press. ISBN 9781139855570. Retrieved 8 November 2017 – via Google Books.
  20. ^ Rodriguez-Amaya, Delia B (2016-02-01). "Natural food pigments and colorants". Current Opinion in Food Science. Food chemistry and biochemistry • Food bioprocessing. 7: 20–26. doi:10.1016/j.cofs.2015.08.004. ISSN 2214-7993. S2CID 93008250.
  21. ^ Duarte, F. J.; Hillman, L. W., eds. (1990). Dye Laser Principles. {{cite book}}: work=무시됨(도움말)CS1 유지 관리: 위치 누락 게시자(링크)
  22. ^ "patentstorm.us". Patentstorm.us. Archived from the original on 12 June 2011. Retrieved 8 November 2017.
  23. ^ Llewellyn, Bryan D. "Stainsfile - Dye index". Stainsfile.info. Archived from the original on 16 April 2008. Retrieved 8 November 2017.
  24. ^ Brindley, Lewis (July 2009). "New solution for dye wastewater pollution". Chemistry World. Retrieved 2018-07-08.
  25. ^ Xu, Xiang-Rong; Li, Hua-Bin; Wang, Wen-Hua; Gu, Ji-Dong (2004). "Degradation of dyes in aqueous solutions by the Fenton process". Chemosphere. 57 (7): 595–600. Bibcode:2004Chmsp..57..595X. doi:10.1016/j.chemosphere.2004.07.030. PMID 15488921.
  26. ^ https://www.merriam-webster.com/medical/vital%20dye
  27. ^ https://www.intechopen.com/online-first/78967 이 문서에는 CC BY 3.0 라이센스에 따라 사용 가능한 텍스트가 포함되어 있습니다.

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