강부장's Blog

1928년 Dandridge등에 의하여 발견된 Fe-Phthalocyanine은 당시 알려져 있던 많은 염료와는 모체가 전혀 다른 새로운 것이었다. 이 계통의 대표적인 Cu-Phthalocyanine은 2가의 구리를 분자의 중심에 갖는 금속착염이며 열과 빛에 대단히 안정한 것으로서 현재까지도 모든 염료중에서 가장 안정한 화합물로 알려져 있고, 물에 불용성이며 거의 모든 유기용매에도 불용 또는 난용성이므로 유기안료로서 광범위한 용도를 가지고 있다.
Cu-Phthalocyanine 은 본래는 물에 불용성이지만, Sulfonyl radical, mercapto radical, 제4급 암모늄기등을 도입하여 음이온성 또는 양이온성을 부여하고, 다시 섬유와의 반응성기를 도입하는등 여러 가지 방법에 의하여 셀룰로오스섬유 및 폴리아크릴로니트릴계 섬유용의 견뢰한 염료가 다수 제조되었다. 물론 이러한 염료는 물에 가용성이다. 결국 물에 불용성인 Cu-Phthalocyanine은 유기안료이지만, 이것으로부터 제조되는 물에 가용성인 Cu-Phthalocyanine유도체는 염료라는 것이다. 이와 같이 거의 같은 물질이면서도 어떤 것은 염료이고, 또 어떤 것은 유기안료이다.
이와 같은 염료와 유기안료에는 어떠한 차이가 있는지 알아보자
염 료는 섬유에 친화성을 갖고 그의 목적에 따라 여러 가지 견뢰성을 갖으며, 안료는 섬유에 친화성을 나타내지 않는 색소이다. 물론 색소라는 점은 같으며 색조를 갖는 색소이기 위해서 큰 공명계가 필요하다. 바꾸어 말하면 염료와 안료의 구조의 주체는 모두 방향족 화합물이라는 것이다.
한편, 염료와 유기안료를 섬유의 염색에 응용할 수 있는가 하는 응용면에서 구분한 때도 있었다. 그러나 현재는 본래 섬유에 친화성을 갖지 않는 유기안료를 합성수지를 이용하여 물리적으로 섬유표면에 고착시켜 염색목적을 달성하는 안료수지날염법도 널리 행해지고 있어서 응용면에서의 차이는 확실하지 않게 되었다. 그러므로 최근에는 유기안료를 pigment dyes라고 부르는 사람도 있다.
이와 같이 염료와 유기안료는 점차 뚜렷이 구별되지 않게 되었으나, 현재로서는 그것을 응용할 때의 물리적 형태의 차이에 의하여 구별하는 것이 가장 타당하다고 본다.
즉, 염료는 물에 용해되어 분자분산상태로서 섬유에 결합되는 색소이며, 유기안료는 물이나 용매에 용해되지 않고 입자분산상태로 목적물에 응용되는 색소이다. 염료의 경우에는 그의 분말 내지 결정의 형태가 본질적인 문제가 되지 않으나, 유기안료의 경우에는 제조된 입자 그대로 응용되므로 입자의 형태가 본질적인 문제가 된다. 또한 유기안료는 응용과정에서 결정전이를 일으키는 것이 많고, 염료에서는 고려할 필요가 없는 많은 물리적인 인자가 관여된다.
그러므로 염료와 유기안료는 합성과정에서의 화학반응은 같다고 할 수 있으나, 실제로 제조할 때 유기안료에는 특유한 문제가 있다. 이러한 점을 고려하면 어떤 염료는 유기안료로도 응용할 수 있다. 예를 들면, 술폰산기를 갖는 어떤 산성염료는 나트륨염으로서 단백질섬유의 염색에 이용되지만, 이것을 칼슘염 또는 바륨염으로 만들어 주면 물에 난용성이 되어 유기안료로 응용할 수 있게 된다. 또한, 어떠한 염기성염료에는 침전제(tungstophosphoric acid)등의 heteropoly acid)를 첨가하여 물에 난용성으로 만들어 유기안료를 제조하기도 한다. 이와 같이 물에 가용성인 염료는 여러 가지 방법에 의하여 물에 불용성으로 만들어 제조한 유기안료를 일반적으로 lake라고 부른다.
한편, 배트염료 및 불용성 아조염료와 같이 염료 그 자체가 유기안료로서 사용되는 것도 있다. 예를 들면, 배트염료는 염색할 때 환원에 의하여 leuco화합물로 되어 그 수용액으로부터 섬유에 흡착되는 것이지만, 염료 그 자체는 본래 물에 불용성인 것이다. 그러므로 배트염료 분말은 곧바로 유기안료로서 응용될 수 있는 가능성이 있으며, 실제로 이와 같은 유기안료가 다수 알려져 있다. 그러나 최근에는 분말을 초미립자화 함으로써 그대로 섬유중에 뜨거울 때 압입하여 염색목적을 달성하는 것도 가능하게 되어 염료와 안료의 구별은 점차 뚜렷하지 않게 되었다.