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문제 정의
- '시킬 수 있을 것으로 추측된다. 그러나 SMP를 전처리제로 사용한 연구는 보고된 바가 없어 SMP가 면직물의 물성에 미치는 영향을 검토하여 과학적인 데이터를 확립하고자 한다.
- 따라서 본 연구에서는 천연염색시 면섬유의 염색성을 향상시키기 위하여, 친환경적이며 간편한 방법으로 처리할 수 있는 탈지분유(Skim Milk Powder 이하 SMP)를 전처리하여, 면직물에 미치는 물성을 검토하고자 한다.
- 본 연구에서는 천연염색시 염색성을 향상시키기 위하여 친환경적이며 간편한 방법으로 처리할 수 있는 SMP를 전처리제로 선정하여 SMP가 면직물의 물성에 미치는 영향과 염색성을 검토하고자 하였다. 면직물에 SMP 전처리시 최적농도를 설정하기 위해 SMP 처리농도에 따른 면직물의 표면관 찰, 물성측정 및 SMP-C 의 구조를 분석하였고 SMP의 아미노산 분석 및 점도를 측정하였다.
제안 방법
- SMP 농도변화에 따른 SMP-C의 부착량에 따른 표면 형태 변화를 보기 위하여 미처리 면직물과 SMP-C 를 골드 코팅한 후 주사전자 현미경(Jeol JSM-5410, Jeol. Co. 이하 SEM)을 사용하여 표면형태를 관찰하 였다. SMP의 부착률은 다음식에 의해 계산하였다.
- SMP의 농도 및 열처리에 의한 점도변화를 측정하기 위해 디지털 진동식 점도계(SV-10, AND, Co.) 를 사용하여 SMP의 점도를 측정하였다. 이때 측정 온도는 20°C 였다.
- 1과 같이 하였다. SMP의 농도(5, 7, 9, 10, 15, 30% (w/v))를 변화시켜 상온에서 액비 1:20으로, 면직물을 20분간 침지후, pick up율 200%가 되도록 균일하게 탈수 후한 후 6(TC에서 20분간 건조하여, 120°C에서 90초간 큐어링하여 수세 과정을 거치지 않고 SMP-C를 제조하였다.
- SMP의 아미노산 분석은 HPLC(Hewlett Packard 1100)를 사용하여 유리 아미노산을 분석하였다. 이때 실험에 사용된 column은 Waters Symmetry C18이며, column oven의 온도는 46°C, detector는 254nm에 서 실시하였다.
- 으로 하였 다. 결과는 HPLC chromatogram-2] 피크영역을 standard에 기준하여 산출하였다.
- 계피 농축액을 이용한 미처리포와 SMP-C 9%(w/v) 염색시 염색은 예비실험을 통해 적정조건으로 설정 한 액비 1:60, 염색온도 80°C에서 염색시간 50분 동안 염액 농도(5, 10, 15, 20, 25%(w/v))를 변화시켜 염색하였다. 매염은 A1 을 3%(o.
- 실험방법으로는 면직물에 SMP 전처리시 최적농 도를 설정하기 위해 SMP 처리농도에 따른 면직물의 표면관찰 및 부착률, 백강연도, 공기투과도 수분율, 흡수성을 측정하고 탈지분유 전처리된 면 직물(이하 SMP-C)의 구조를 분석하였다. 또한 염색성 및 염색 후의 탈락률, 염색견뢰도를 측정하여, SMP의 아미노산 분석 및 점도를 측정하였다.
- 면직물에 SMP 전처리시 최적농도를 설정하기 위해 SMP 처리농도에 따른 면직물의 표면관 찰, 물성측정 및 SMP-C 의 구조를 분석하였고 SMP의 아미노산 분석 및 점도를 측정하였다. 또한 염색성 및 염색견뢰도를 측정하여, SMP가 면직물에 미치는 영향을 비교 . 분석한 결과 다음과 같은 연구결과를 얻었다.
- 계피 농축액을 이용한 미처리포와 SMP-C 9%(w/v) 염색시 염색은 예비실험을 통해 적정조건으로 설정 한 액비 1:60, 염색온도 80°C에서 염색시간 50분 동안 염액 농도(5, 10, 15, 20, 25%(w/v))를 변화시켜 염색하였다. 매염은 A1 을 3%(o.w.f) 농도로 액비 1:60, 60°C 에서 30분간 후 매염하였다.
- 본 연구에서는 천연염색시 염색성을 향상시키기 위하여 친환경적이며 간편한 방법으로 처리할 수 있는 SMP를 전처리제로 선정하여 SMP가 면직물의 물성에 미치는 영향과 염색성을 검토하고자 하였다. 면직물에 SMP 전처리시 최적농도를 설정하기 위해 SMP 처리농도에 따른 면직물의 표면관 찰, 물성측정 및 SMP-C 의 구조를 분석하였고 SMP의 아미노산 분석 및 점도를 측정하였다. 또한 염색성 및 염색견뢰도를 측정하여, SMP가 면직물에 미치는 영향을 비교 .
- 실험방법으로는 면직물에 SMP 전처리시 최적농 도를 설정하기 위해 SMP 처리농도에 따른 면직물의 표면관찰 및 부착률, 백강연도, 공기투과도 수분율, 흡수성을 측정하고 탈지분유 전처리된 면 직물(이하 SMP-C)의 구조를 분석하였다. 또한 염색성 및 염색 후의 탈락률, 염색견뢰도를 측정하여, SMP의 아미노산 분석 및 점도를 측정하였다.
- 미처리 면직물과 SMP-C의 강연도는 KS K 0539 캔티레버법에 준하여, 드레이프 강연도와 플렉스 강연도를 경 . 위사 방향으로 각각 5회씩 측정하여 평균값을 취하였다.
- 황변 정도는 C.C.MJJX777, Japan)으로 미처리 면직물과 SMP-C의 백도를 측정, 비교하였다.
대상 데이터
- SMP는 시판 탈지분유((주)서울우유) 를 사용하였 다. SMP의 평균입도는 94.
- 염재는 계피(중국산)를 분쇄하여 사용하였다. 매염제로는 백반(Duksan pure chemical Co. 이하 Al)을 사용하였다.
-
2.1 시료
시험포는 KS K 0905에 규정된 백면포를 정련후 사용하였다. 시험포의 특성은 Table 1과 같다.
- 0um 이며, 주성분 구성은 Table 2와 같다. 염재는 계피(중국산)를 분쇄하여 사용하였다. 매염제로는 백반(Duksan pure chemical Co.
이론/모형
- SMP-C의 Al 매염처리후의 염색견뢰도는 세탁견뢰도는 Launder-O-Meter(AATCC Standard Instro- meter)를 사용하여 KS K 0430, 건습마찰견뢰도는 Crockmeter(AATCC Atlas Electric Device)로 KS K 0644, 땀견뢰도는 Perspiration Tester(AATCC Atlas Electric Device)를 사용하여 KS K 0715, 일광견뢰도 는 Fade-O-Meter(AATCC Atlas Electric Device) 를 사용하여 KS K 0700에 준하여 측정하였다.
- 미처리 면직물과 SMP-C를 KBr법에 의하여 적외선 분광분석기 (FT/IR-670 plus, Jasco, Japan)로 진동피크를 측정하였다.
- 미처리 면직물과 SMP-C의 강연도는 KS K 0539 캔티레버법에 준하여, 드레이프 강연도와 플렉스 강연도를 경 . 위사 방향으로 각각 5회씩 측정하여 평균값을 취하였다.
- 미처리 면직물과 SMP-C의 공기투과도는 KS K 0570 프레지어법에 준하여, 각각 5회씩 측정하여 평균값을 취하였다.
- 미처리 면직물과 SMP-C의 수분율은 KS K 0220 오븐법에 준하여, 흡수성은 JIS L-1096 에 규정된 측정방법 중적하법에 준하여 각각 5회씩 측정하여 평균값을 취하였다.
- 염색포의 염착농도(K/S)는 C.C.M0X777, Japan) 을 사용하여, 각 시료의 표면반사율을 Y filter로 측정한 후, Kubelka-Munk식에 의하여 산출하였다.
성능/효과
- SMP 9%(w/v)농도에서는 열처리 후 점도의 변화가 일어나지 않았고, 30% ("고농도에서는 점도가 크게 증가한 것으로 나타났다. 이는 SMTF] 존재하는 단백질 및 탄수화물이 가열에 의해 변성 을 일으켜, 30%(w/v)농도에서는 응집이 9%(w/v)농 도보다 활발히 일어나 분자크기가 커졌기 때문이다.
- 부착률, 백도, 강연도, 공기투과도, 흡습성, 흡수성, 염색성을 측정한 결과, SMP의 적정 사용농도 는 섬유표면에 균일하게 흡착되고 물성의 저하가 적은 처리농도 9%(w/v) 이하가 바람직한 것으로 나타났다. FT-IR 측정결과 SMP 전처리시 면직물 에 아미노기와 카복시기가 도입된 것으로 확인되 었다. 아미노산과 점도측정 결과 SMP의 과잉농도에서는 단백질의 변성과 함께 탄수화물 .
- 3은 SMRC의 SMP 부착률을 나타낸 것이다. SEM 사진에 나타난 바와 같이 SMP의 농도가 증가 함에 따라 직물의 표면에 SMP의 부착량이 증가하 는 것을 확인할 수 있다.
- (A)는 미처리, (B)〜(G)는 SMP의 농도에 따른 표면형태이다. SEM 사진에 나타난 바와 같이 미처리 면직물의 표면은 매끈한데 비하여, SMRC의 표 면은 SMP가 표면에 부착되어 있는 것을 확인할 수 있다. 또한 SMP 5.
- 5 및 6은은 미처리 면직물과 전처리시 SMP처 리농도에 따른 드레이프 강연도와 플렉스 강연도 를 측정한 결과이다. SMPC가 미처리 면직물에 비해 직물의 유연성이 감소하여 강연도가 증가한 것으로 나타났다. 이는 면직물의 표면에 단백질 및 탄수화물 등이 부착됨으로서 직물의 유연성이 감소하여 강연도가 증가하였기 때문이다.
- SMP에는 glutamate, glycine등의 함량이 높은 것으로 나타났으며, 열처리시 9%(w/v)농도에서는 아미 노산의 총량이 증가하였으나 30%(w/v)농도에서는 오히려 감소한 것으로 나타났다. 이는 SMP가 열처 리에 의해 단백질의 3차 구조가 풀어지고 2차 구조가 파괴되어 변성, 분해되면서 SMP 속에 유리 아미 노산 형태의 함량이 증가한다는 보고와 일치하는 결과이다.
- 11은 본 실험에 사용한 SMIT] 점도를 측정한 결과이다. SMP의 점도가 염색성에 미치는 영 향을 검토하기 위해, SMP 처리 최적조건인 SMP 9%(w/v)농도와 과다농도인 30%(w/v)농도의 점도를 선행연구에서 사용한 염색조건인 염색온도 80°C로 승온시켜 50분간 유지시킨 후 SMP의 점도변화를 나타낸 결과이다.
- 지방 등 이 응집된 것으로 나타났다. 면직물에 SMP 처리 시 염색성이 크게 향상되는 것으로 나타났다. 일 광견뢰도를 제외한 염색견뢰도는 대부분 우수한 것으로 나타났다.
- 12는 미처리 면직물과 SMRC에 계피색소의 염색성을 알아보기 위하여, 염액농도를 변화시켜 염 색한 후 면직물의 염착농도(K/S)를 나타낸 결과이다. 미처리 면직물과 SMP 9%(w/v) 농도로 전처리된 SMP-C의 염색성은 미처리 면직물보다 높게 나타났다. 한편, 염액농도가 염색성에 미치는 영향은 그림에 나타난 바와 같이 염액농도가 증가 할수록 염착농도는 증가하였다.
- 부착률, 백도, 강연도, 공기투과도, 흡습성, 흡수성, 염색성을 측정한 결과, SMP의 적정 사용농도 는 섬유표면에 균일하게 흡착되고 물성의 저하가 적은 처리농도 9%(w/v) 이하가 바람직한 것으로 나타났다. FT-IR 측정결과 SMP 전처리시 면직물 에 아미노기와 카복시기가 도입된 것으로 확인되 었다.
- 땀견뢰도는 산성땀액에서보다는 알카 리 땀액에서 낮은 등급을 나타내었다. 산성땀액에 서 변퇴는 5급, 오염은 매염처리시 4-5급 이상으로 우수한 견뢰도를 나타냈으며, 견보다는 면에서 오염이 덜되는 것으로 나타났다. 알카리 땀액에서 변퇴는 2-3급이상으로 낮았고, 오염은 매염처리시 4-5 등급 이상으로 우수한 견뢰도를 나타냈다.
- 표에 나타난 바와 같이 매염처리시 견뢰도가 다소 상승한 것으로 나타났다. 세탁견뢰도 는 변퇴에서 3-4급 이상, 오염에서 면, 견 모두 5급으로 우수한 견뢰도를 보였다. 마찰견뢰도는 건 .
- 마찰견뢰도는 건 . 습마찰시 매염 처리로 견뢰도가 다소 상승한 것으로 나타났다. 땀견뢰도는 산성땀액에서보다는 알카 리 땀액에서 낮은 등급을 나타내었다.
- 이는 SMP가 열처 리에 의해 단백질의 3차 구조가 풀어지고 2차 구조가 파괴되어 변성, 분해되면서 SMP 속에 유리 아미 노산 형태의 함량이 증가한다는 보고와 일치하는 결과이다. 이러한 결과를 통해 볼 때 SMP 전처리 9%(w/v)농도에서는 열처리후 유리 아미노산의 함량이 증가되어 면섬유에 계피색소의 친화성이 커져 염색성이 향상될 것으로 생각된다. 그러나 30%(w/v) 농도에서는 SMP의 과도한 농도로 인해 열처리시 단백질의 변성과 함께 탄수화물, 지방 등이 응집되어 오히려 색소와의 친화성이 떨어져 염색성이 현저하게 저하되는 원인으로 작용되리라 생각한다.
- 면직물에 SMP 처리 시 염색성이 크게 향상되는 것으로 나타났다. 일 광견뢰도를 제외한 염색견뢰도는 대부분 우수한 것으로 나타났다. 따라서 면직물에 SMP 전처리에 의해 친수기인 아미노기와 카복시기가 도입되어 염색성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
- 미처리 면직물과 SMP 9%(w/v) 농도로 전처리된 SMP-C의 염색성은 미처리 면직물보다 높게 나타났다. 한편, 염액농도가 염색성에 미치는 영향은 그림에 나타난 바와 같이 염액농도가 증가 할수록 염착농도는 증가하였다. 이는 Freundlich형 등온 흡착곡선과 유사한 형태로 염액 농도가 증가함에 따라, 평형 염착량이 증가하였기 때문이다.
후속연구
- 일 광견뢰도를 제외한 염색견뢰도는 대부분 우수한 것으로 나타났다. 따라서 면직물에 SMP 전처리에 의해 친수기인 아미노기와 카복시기가 도입되어 염색성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
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