繊維中の染料の濃度分布のコンピューターシミュレーション

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染色物に要求される最も重要な性質である均染性や配合染色における相容性の指標である拡散速度を知るために繊維中の染料の拡散挙動を簡単に測定出来る2〜3のパラメーターを用いてコンピューターシミュレーションにより予測する方策を探ることを目的として以下の研究を行った。1)まず、実際の染色系を何らかの数式により表現するために吸着挙動が比較的単純な単分子層吸着モデルで記述できる直接染料-セルロース系を取り上げ、実験によりこの系の吸着の平衡関係を調べた。その結果、低染料濃度ではLangmuirの吸着式、また広い濃度域に瓦ってFreundlich吸着式で記述出来ることが確認され、LangmuirプロットおよびFreundlichプロットによる直線の勾配からLangmuir定数EKおよびFreundlich定数γをもとめた。2)次に、この系における染料の拡散挙動を表すために染料の拡散の経時変化を調べた。これを記述する式として最近報告された並列拡散式を用い、この式の妥当性を検討すると共に拡散係数を求めた。3)1)の平衡吸着式を表すのに用いた2〜3のパラメーターを用いて、2)の拡散式により繊維中での染料の濃度分布をコンピューターでシミュレートした。その結果、ポア中の染料濃度に対する吸着した染料濃度の比が大きいとき実験から得られた濃度プロフィールは拡散式の解によく一致することが明らかとなった。