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문제 정의
- 따라서 본 연구의 목적은 면직물에 키토콜라 전 처리 및 FFC 후 매염 처리를 통하여, 염색성 및 내일 광성 향상을 위한 효과적인 방법을 찾고자 한다.
- 본 연구에서는 천연염색시 면직물에 키토콜라 전 처리 및 FTC로 후매염하여, 염색성 및 내일 광성 향상을 위한 효과적인 방법을 찾고자 하였다. 이를 위하여 키토 콜라 전 처리시, 적정 조건을 설정하기 위하여 키토콜라의 처리 농도에 따른 표면 형태 및 백도 강연도를 측정하여 적정 조건을 설정하였다.
제안 방법
- 계피 100g을 분쇄하여 증류수 1, 에 넣고 "C에서 1시간씩 3회에 걸쳐 색소 추출 후 회전증발 농축기(Evaporator, Yamato, Japan)를 사용하여 100g로 농축 하였다
- 계피 농축액을 이용한 염색시 적정 조건을 구하기 위하여 키토콜라미 처리 면포의 염색은 액비 1:60, 염색온도 60E에서 염색시간(20, 30, 40, 50, 60분), 염액 농도(5, 10, 15, 20, 25, 30%(Mv))를 변화시켜 염색하였다,
- 이를 위하여 키토 콜라 전 처리시, 적정 조건을 설정하기 위하여 키토콜라의 처리 농도에 따른 표면 형태 및 백도 강연도를 측정하여 적정 조건을 설정하였다. 또한, Al, FFC로 후매염하여 염착농도(K/S) 및 표면색을 비교하고 염 색견뢰도를 확인하였다. 이상의 결과를 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 매염은 Al, FFC를 3%(o.w.f) 농도로 액비1:60, 60℃ 에서 30분간 후 매염하였다. FTC는 염화철(H), 염화철(IH)을 1:1 비율로 혼합하여 조제하였다.
- 키토콜라 농도 변화에 따른 처리포의 강연도는 KS K 0539 캔티레버법에 준하여, 경.위 위사 방향으로 각각 5회씩 측정하여 평균값을 취하였다.
- 본 연구에서는 천연염색시 면직물에 키토콜라 전 처리 및 FTC로 후매염하여, 염색성 및 내일 광성 향상을 위한 효과적인 방법을 찾고자 하였다. 이를 위하여 키토 콜라 전 처리시, 적정 조건을 설정하기 위하여 키토콜라의 처리 농도에 따른 표면 형태 및 백도 강연도를 측정하여 적정 조건을 설정하였다. 또한, Al, FFC로 후매염하여 염착농도(K/S) 및 표면색을 비교하고 염 색견뢰도를 확인하였다.
- 그러므로 활성산소가 존재하는 경우, 자동산화의 억제 정도를 측정하여 효능을 평가하는 것이다. 즉, 매염제를 피로갈롤 수용액에 첨가한 후 피로갈롤의 자동산화를 감소시키는 효과를 측정한 것이다. 측정 결과 Fig.
- 키토콜라 농도 변화에 따른 처리 포 표면의 미세 구조 변화를 관찰하기 위하여 주사전자현미경(Scanning electron microscope, Jeol JSM-5410, Jeol. Co. 이하 SEM)으로 표면 형태를 비교 관찰하였다.
- 키토콜라 농도 변화에 따른 처리포의 황변 정도를 관찰하기 위하여 C.C.M.(Computer Color Matching System, JX777, Japan)으로 백도를 측정, 비교하였다.
- 키토콜라 전처리는 가교제(NR5-B) 5%(w/v)로 고정시킨 후, 액비1:60으로 키토 콜라(NR5-A3)의 농도(3, 5, 7, 9%(w/v))를 변화시켜, 면직물을 1시간 침지후, pick up율 110%, 60℃에서 30분 건조, 120℃에서 90초간 열처리하였다.
대상 데이터
- 견뢰도 측정용으로는 염화나트륨(Junsei Chemical Co.), 젖산(Duksan pure chemical Co.), L-히스티딘 모노 하이 드로클로 라이 드(Junsei Chemical Co.), 인산일수소나트륨(Dibasic, Duksan pure chemical Co.)> 탄산암모 늄(Duksan pure chemical Co.)을 사용하였으며, 이상의 모든 시약은 1급 이상을 사용하였고, 세제는 KS M 2704에 준한 세탁비누를 사용하였다.
- 매염 제로는 백반(Duksan pure chemical Co. 이하 Al), 제일염화철(Duksan pure chemical Co.), 제이염화철 (Junsei Chemical Co.)을 사용하였다.
- 75그러나 키토산은 직물처리 시 촉감에 있어 빳빳해지는 문제점 이8) 있다. 본 연구에서는 이를 보완하기 위해, 면직물에 전처리제로 키토콜라를 선정하였다. 키토콜라는 키토산과 보습효과가 있는 콜라겐을 중합한 천연원료로서, 염색성향상 및 키토산 처리 시 직물이 빳빳해 지는 문제를 보완할 수 있는 화합물이다.
- 염재는 계피(중국산)를 분쇄하여 사용하였다. 시험포는 KS K 0905에 규정된 백면포를 정련 후 사용하였다. 시험포의 특성은 표 1과 같다.
- 염재는 계피(중국산)를 분쇄하여 사용하였다. 시험포는 KS K 0905에 규정된 백면포를 정련 후 사용하였다.
- 키토콜라와 가교제는 일본이화(주)에서 제조된 것으로 키토 콜라는 NR5-A3를 사용하였으며, 가교제는 NRSB를 사용하였다. 이때 키토 콜라에 사용된 키토산의 탈아세틸화도는 78~85%, 점도는 5~20cps이다.
- 활성산소 소거능력을 측정하기 위하여, 트리스(하 이드록시메틸)아미노메탄(Acres organics Co.), 에틸렌디 아민아세트산(Duksan pure chemical Co.), 피로갈롤 (Acros organics Co.), 염산(Duksatm pure chemical Co.)을 사용하였다.
이론/모형
- 매염제의 활성산소 소거능력 측정은 SOD(Supe- roxide dismutase) 유사 활성 측정 방법에 의해 매염제 0.2㎖에 50mM 트리스와 lOOmM 에틸렌디아민아세트산 혼합액 3㎖를 첨가하였다. 여기에 피로갈롤 02㎖를 가하여 25 ℃ 에서 10분간 방치, 1N 염산으로 반응을 정지시킨 후 4201OT에서 흡광도를 측정하여, 다음과 같이 계산하였다.
- 염색포의 염착농도(K/S)는 C.C.M(Computer Color Nfatching System, JX777, Japan)을 사용하여, 각 시료의 표면 반사율을 Y filter로 측정한 후 Kubelka-Munk식 에 의하여 산출하였다. 표면색은 C.
- 키토콜라 처리 유무에 따라 A1 및 FTC 매염처리 후의 세탁견뢰도는 Launder-O-Meter(AATCC Standard Inst- rometer)를 사용하여 KS K 0430, 건습마찰견 뢰도는 Qnckmeter(AATCC Atlas Electric Device)로 KS K 0644, 땀견뢰도는 PsspiTan Tester(AATCC Atlas Electric Device)를 사용하여 KS K 0715, 일광견뢰도는 Fad- e-O-Meter(AATCC Atlas Electric Device) 를 사용하여 KS K 0700에 준하여 측정하였다.
성능/효과
- 1. 키토콜라 처리시 농도 변화에 따른 표면 형태 및 백도, 강연도를 측정한 결과, 키토콜라의 적정 사용 농도는 섬유 표면에 균일하게 흡착되고 섬유의 빳빳함을 감소시킬 수 있는 처리 농도 5%가 최적인 것으로 나타났다.
- 2. 계피 염색시 적정 조건은 액비 1:60, 염색온도 60℃, 염색시간 40분, 염액 농도 25%이며, 키토콜라 처리시 염액 농도는 5%이며, 키토콜라 처리포의 염착농도는 미처리에 비해 크게 향상되었다.
- 3. FFC의 활성산소 소거능력은 약 70%로 FFC는 A1 매염 제보다 높은 활성산소 소거능력이 있는 것으로 확인되었다.
- 4. 키토콜라 처리 전후에 관계없이 control과 A1 매염의 경우 모두 Esh한 yellow 계열이며, FFC 매염 시에는 모두 dark한 yellow 계열로 나오는 것을 알 수 있다
- 5. 염색견뢰도는 대부분 우수한 것으로 나타났고, 일광견뢰도는 FFC 매염 제 사용 시 미처리에 비해 2등급 이상 향상되었다. 따라서 면직물에 계피를 이용한 염색시키 토콜라 전처리 및 FFC 후 매염에 의해 유연성, 염색성 및 내일 광성 향상에 가능성이 기대된다.
- 또한 키토콜라 처리포의 L*a*b*값에서도 FTC의 경우 AE*값의 차이가 크게 나타났다. L값과 L*값은 약간의 차이를 보였는데, 미처리 시 명도 지수가 높아 bright하였으며, 키토콜라 처리에 의해 명도는 낮은 값을 나타내어 dark한 경향을 보였다. 색상은 키토 콜라 처리 전후에 관계없이 control과 Al 매염의 경우 모두 redish한 yellow 계열이며 FFC 매염 시에는 모두 dark한 yellow 계열로 나타났다.
- 미처 리포의 Lal값을 매염제 A1과 FFC의 종류에 따라 비교한 결과, Al의 경우 색상에 큰 영향을 미치지 않아 AE값의 변화가 적은 반면, FTC의 경우 색상 변화 의 차이가 크게 나타났다. 또한 키토콜라 처리포의 L*a*b*값에서도 FTC의 경우 AE*값의 차이가 크게 나타났다. L값과 L*값은 약간의 차이를 보였는데, 미처리 시 명도 지수가 높아 bright하였으며, 키토콜라 처리에 의해 명도는 낮은 값을 나타내어 dark한 경향을 보였다.
- 미처 리포의 Lal값을 매염제 A1과 FFC의 종류에 따라 비교한 결과, Al의 경우 색상에 큰 영향을 미치지 않아 AE값의 변화가 적은 반면, FTC의 경우 색상 변화 의 차이가 크게 나타났다. 또한 키토콜라 처리포의 L*a*b*값에서도 FTC의 경우 AE*값의 차이가 크게 나타났다.
- L값과 L*값은 약간의 차이를 보였는데, 미처리 시 명도 지수가 높아 bright하였으며, 키토콜라 처리에 의해 명도는 낮은 값을 나타내어 dark한 경향을 보였다. 색상은 키토 콜라 처리 전후에 관계없이 control과 Al 매염의 경우 모두 redish한 yellow 계열이며 FFC 매염 시에는 모두 dark한 yellow 계열로 나타났다.
- 이상의 결과로부터 면직물에 전처리시키 토콜라 농도는 5%로 염색적정 조건은 염액 농도 5%, 시간 40분, 온도 60 ℃ 이다.
- 이는 fteundHch 형 등온 흡착곡선과 유사한 형태로 염 액농도가 증가함에 따라 평형염착량이 증가하였기 때문이다. 이상의 결과로부터 자원과 에너지의 절약 차원에서, 면직물에 계피를 이용한 염색시 적정 염색 조건은 염액 농도 25%, 염색시간 40분, 염색온도 60℃가 바람직한 것으로 생각한다.
- 일광견뢰도는 A1 매염의 경우 키토콜라 처리전은 향상되지 않았으며, 키토콜라 처리 후 1등급 정도의 향상을 보였는데, FFC 매염의 경우 미처리에 비해 키토콜라 처 리전후 모두 2등급 이상 향상하였다. 이는 선행연구와 일치하는 경향으로 염화철(Ⅱ)과 염화철(Ⅲ)의 화합물인 FTC가 Fig.
- 즉, 매염제를 피로갈롤 수용액에 첨가한 후 피로갈롤의 자동산화를 감소시키는 효과를 측정한 것이다. 측정 결과 Fig. 7에 나타난 바와 같이 FTC가 약 70%로 A1에 비해 높은 활성산소 소거 능력을 갖는 것으로 나타났다. 이는 수지안료로 염색한 견과 면에 있어서 FFC 첨가로 광조사에 의한 퇴색이 억제됐다13)는 보고와 일치하는 것으로 /를 매염제로 사용 시 염색물의 퇴색을 방지할 수 있을 것으로 생각된다.
- 3, 4는 키토콜라 농도에 따른 드레이프 강연도와 플렉스 강연도를 측정한 것이다. 키토콜라 처리시 미 처리에 비해 직물의 유연성이 증가하여 강연도가 감소한 것으로 나타났다. 이는 키토산 단독 처리 시 빳빳해진다51는 보고와 비교해볼 때, 키토산과 콜라겐 단백질의 중합 원료를 이용함으로써 친수기 #와 -CX3OH기가 면직물에 도입되어 직물의 유연성이 증가하여 강연도가 감소된 것으로 생각한다.
- Table 3은 키토콜라 처리 전후 및 매염제의 종류에 따른 염색견뢰도 측정 결과이다. 키토콜라 처리전후 및 매염제의 종류에 관계없이 세탁 견뢰도는 변퇴에서 S4급 이상, 오염에서 면, 견 모두 5급으로 우수한 견뢰도를 보였다. 마찰 견뢰도는 건습 마찰시 4급 이상으로 견뢰도가 높게 나타났다.
후속연구
- 염색견뢰도는 대부분 우수한 것으로 나타났고, 일광견뢰도는 FFC 매염 제 사용 시 미처리에 비해 2등급 이상 향상되었다. 따라서 면직물에 계피를 이용한 염색시키 토콜라 전처리 및 FFC 후 매염에 의해 유연성, 염색성 및 내일 광성 향상에 가능성이 기대된다.
- 5에 나타난 바와 같이 활성산소 억제 능력이 우수하여 염색물이 일광에 의해 퇴색되는 것을 방지하였기 때문으로 생각된다. 따라서 천연염색시 FFC 후 매염에 의해 효과적으로 일광견뢰도를 향상시킬 수 있으리라 생각된다.
- 또한 염색물의 일광견뢰도 저하 원인 중 하나로 염색물이 빛의 산화작용에 의해 알데히드를 생성하고, 알데히드의 환원성에 의해 염색물이 퇴색되는데 활성산소가 원인이 된다는 보고가 있다. 따라서 활성산소에 의한 산화작용의 억제 기능을 갖는 염화철(Ⅱ)과 염화철(Ⅲ)의 화합물(이하 FFQ인 FFC'즈를 매염제로 적용 시, 염료의 산화를 방지하여 염색물의 일광견뢰도를 증진시킬 수 있을 것으로 기대된다.
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