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문제 정의
- 염색하였다. 단백질섬유염색에 대한 색상과 견뢰도를 중심으로 기초자료를 제시하여 실용 가능성을 타진하고자 한다. 염색할 때 pH에 대한 안정성을 검토하고 매염제에 대한 반응성과 염색 후 세탁, 일광, 땀에 대한 견뢰도를 시험하였다.
- 선매염한 염색포가 발색이 되지 않을 경우, 키토산을 전처리하여 매염을 하면 염착량의 향상과 더불어 금속 매염제에 의한 특유의 색상을 발현시킨 예가 보고된 바 있다5,6). 본 연구에서는 이러한 예를 토대로 하여 양모포에 키토산처리를 도입하여 염색의 효과가 우수하게 나타난 후매염 염색된 시험포와 염색성을 비교하였다. 측정결과를<Table 8>에 비교하여 제시하였다.
제안 방법
- 0.7%(w/w)농도의 초산수용액에 키토산을 완전 용해시켜 1%(w/w)농도의 키토산수용액을 제조하였다. 키토산수용액에 양모포를 상온에서 24시간 침지 시켰다가 Mangle Rol!er(Typ-Nr, HVF 29092, Wener Mathis AG, Swiss)로 wet pick up율이 130%가 되도록 처리하였다.
- 다시 염재에 10배의 증류수를 넣고 2차 추출과 동일한 조건으로 3차 염액을 추출하였다. 1차, 2차, 3차 염액을 모두 합하여 염재의 25배에 해당하는 염액이 되도록 하였다. 추출된 염액은 pH6.
- Spectrophotometer(COLOR-EYE 3100, Gretag Macheth, USA)1 이용하여 2°관찰자와 D65 광원으로 고정하여 원포와 시험포의 X, Y, Z값을 측정한 후 Himter표색계에 의한 L*, a, b*값으로 변환하여구하였다. ZJE는 대조시료와 시험시료간의 색 차로서 다음과 같이 계산된다.
- 객관적 색명을 제시하고자 먼셀표색계에 의한 H V/C를 제시하였다. 분광광도계(Minolta 800i)를 이용하여 2°관찰자와 C광원으로 고정하여 X, Y, Z값을 구한 후 표색계 변환식에 의하여 H V/C값을 측정하였다.
- 따라서 본 연구에서는 루테인 색소의 수율이 매우 높은 아프리칸 매리골드의 꽃잎만을 채취하여 순수한 색소용액을 추출하고 단백질섬유인 양모와 견 포를 염색하였다. 단백질섬유염색에 대한 색상과 견뢰도를 중심으로 기초자료를 제시하여 실용 가능성을 타진하고자 한다.
- 제시하였다. 분광광도계(Minolta 800i)를 이용하여 2°관찰자와 C광원으로 고정하여 X, Y, Z값을 구한 후 표색계 변환식에 의하여 H V/C값을 측정하였다.
- <Tale 9>세탁, 산성 땀, 일광에 대한 견뢰도를 등급으로 판정하여 제시하였다.
- 염색이 완류된 시험포는 자연 건조시켰다. 염색은 1회 실시하였다.
- 단백질섬유염색에 대한 색상과 견뢰도를 중심으로 기초자료를 제시하여 실용 가능성을 타진하고자 한다. 염색할 때 pH에 대한 안정성을 검토하고 매염제에 대한 반응성과 염색 후 세탁, 일광, 땀에 대한 견뢰도를 시험하였다. 예비실험 결과 선매 염 염색에서 발색이 이루어지지 않음에 따라 이를 개선하고자 양모섬유에 키토산 전처리를 도입하여 염색하고 키토산의 작용과 함께 매염제에 따른색상변화룔 검토하였다.
- 염색하였다. 염액의 액성을 산성, 중성, 알칼리성으로 조절하여 염색하였다. 추출된 중성의 염 액을 그대로 사용하거나(pH6.
- 염색할 때 pH에 대한 안정성을 검토하고 매염제에 대한 반응성과 염색 후 세탁, 일광, 땀에 대한 견뢰도를 시험하였다. 예비실험 결과 선매 염 염색에서 발색이 이루어지지 않음에 따라 이를 개선하고자 양모섬유에 키토산 전처리를 도입하여 염색하고 키토산의 작용과 함께 매염제에 따른색상변화룔 검토하였다.
- 예비실험 결과 선매염 염색에서 매염제에 따른 색상변화가 일어나지 않음에 따라 비교실험을 하였다. 선매염한 염색포가 발색이 되지 않을 경우, 키토산을 전처리하여 매염을 하면 염착량의 향상과 더불어 금속 매염제에 의한 특유의 색상을 발현시킨 예가 보고된 바 있다5,6).
- 염액의 액성을 산성, 중성, 알칼리성으로 조절하여 염색하였다. 추출된 중성의 염 액을 그대로 사용하거나(pH6.5~7.0), 초산을 넣어 산성(pH3.0~3.5)로 조절하였으며, 암모니아수를 미량 첨가하여 염기성(PH10.5~ 11.0)으로 조절하였다. 염색이 완류된 시험포는 자연 건조시켰다.
- 측정결과를에 비교하여 제시하였다.
- 키토산을 전처리한 양모포는 선매염을 하였고, 키토산을 처리하지 않은 양모 및 견포는 후매염 하였다. 매염처리 조건은<Table 3>에 제시하였다.
대상 데이터
- KS K 0905, JIS L 0803에 규정된 염색견뢰도 시험용 표준 백색 양모 시험포를 사용하였다. 실시험포는 시중에서 가공되지 않은 생지를 구입하여 사용하였다.
- 본 연구에서 사용된 염재는 아프리칸 매리골드 품종으로 꽃의 크기가 크고 반구형태의 대륜종인 오렌지 보이(Orange Boy)로서 11월 하순경 주변의 화단에서 생화를 채취하여 사용하였다.
- 실시험포는 시중에서 가공되지 않은 생지를 구입하여 사용하였다. 시험포의 특성은 <Table 1>과 같다.
이론/모형
- Spectrophotometer(COLOR-EYE 3100, Gretag Macheth사, USA)를 이용하여 각 시료별로 가시 광원의 흡수파장인 400~700nm범위 내에서 최대흡수 파장 max를 측정하고 최대흡수파장에서의 분광반사율을 측정한 후 다음에 제시되는 Kubelka-Munk식에 의해 K/S값을 구하였다.
- 땀견뢰도는 KS K ISO 105-E4 염색물의 땀 견뢰도시험 방법에 따라 산성과 알칼리성땀에 대한견뢰도를 실험하였다.
- 세탁견뢰도는 KS K ISO 105-(:이 세탁에 대한 염색견뢰도 시험방법에 따라 합성세제농도 5g/2, 4 0℃에서 30분간 실험하였다.
- 일광견뢰도는 KS K ISO 105-B02 섬유-염색견뢰도 시험방법-B02부:인공광원에 대한 염색견뢰도: 크세논 아크 법에 따라 인공광원기(Xenon weather-O- meter, Ci4000, Atlas, USA)를 사용하여 실험하였다.
성능/효과
- 1. 아프리칸 매리골드 추출물로 염색한 양모포와 견 포는 Y~YR계열의 다양한 색조의 황색으로 염색되었다. 주석매염에서 중명도 고채도로 발색이 가장 뛰어났다.
- 2. 양모포와 견포 모두 중성영역에서 염색 효과가 우수하여 염액의 pH를 조절할 필요가 없다.
- 3. 양모포는 전체적으로 균일하고 높은 4E값으로 염색성이 우수하나 견포보다 저명도로 염색되었다. 양모포는 무매염에서도 높은 4E값을 보이고 있어 매염제 없이도 염색이 가능하였다.
- 4. 양모섬유 염색에서 후매염할 때는 키토산 전처리가 필요치 않으나 선매염할 패는 키토산 전 처리로 다양한 발색을 유도할 수 있었다. 키토산 미처리 후 매염 염색포에 비해 염착농도가 낮아 옅지만 명도와 채도가 높은 맑은 색상으로 발색되었다.
- 5. 견포는 알루미늄, 주석, 구리매염에서 양모포보다 염착량은 작으나 색차가 크게 나타나 매염제에 대한 반응성이 뛰어났다.
- 6. 세탁, 땀, 일광에 대한 염색견뢰도는 양모포보다 견포가 우수하며 구리와 철매염에서 우수하였다.
- 키토산 처리포의 주석, 구리매염에서 염착량이저하되었고 명도가 높아져 키토산 미처리포에 비해 옅게 염색되었다. 그러나 선매염 염색한 양모포에서 매염제의 적용에도 불구하고 모든 선매염 염색 포가 거의 무색이었던 예비실험 결과에 비해 a*값과 b*값이 상승에 의한 발색이 눈에 띄게 나타났다. 키토산 처리 포는 무매염은 물론 매염제에 의한 발색을 유도할 수 있는 것으로 파악된다.
- 철매염에서는 저명도, 저채도의 무채색에 가까운 황색계열로 측색되었다. 따라서 양모 염색포의 색상 경향은 대체로 중간명도, 중간채도 이하의 어두운 황색계열로 나타났으며 주석매염에서만 고채도의 등색계열로 발색되었다.
- 키토산 처리-선매염-염색 양모포는 키토산을 미처리-후매염-염색 양모포보다 염착량은 낮으나 명도와 채도가 높은 밝은 색상으로 발색되는 것을 관찰할 수 있었다. 따라서 양모포에 키토산을 전처리 하여 발색을 유도하였을 뿐만 아니라 매염제에 의한 특유의 색상으로 발색시킬 수 있었다.
- 땀에 대한 견뢰도는 오영포는 4, 4-5로 나타났고, 변퇴색은 철과 구리보다 주석과 알루미늄 매염에서 더 크게 관찰되어 중급정도로 판정되었다
- 주석매염에서 중 명도 고채도의 YR계열로 염색되어 매리골드 꽃과 유사한 색상으로 발색되었다. 무매염과 알루미늄 매염에서는 중 명도의 중간채도로 약간 탁한 황색계열, 구리매염은 저명도, 저채도인 어두운 황색계열로 발색되었다. 철매염에서는 저명도, 저채도의 무채색에 가까운 황색계열로 측색되었다.
- 주석매염에서 가장 큰 a*값과 b*값이 측정되어 색 차가 크게 나타났다. 무매염과 주석, 구리매염에서는 a*값이 작고 b*값이 크게 측정되어 황색으로 발색 되었으며 철매염은 낮은 L* a*, b*값의 무채색계열로 발색 되었다. 양모포는 전체적으로 중명도 이하의 어두운 색조로 염색되었다.
- 천연염색에서 일관성 있는 염색경향은 매우 중요한 특성으로 색상의 재현성을 높이고 실용화하는데 매우 바람직한 현상이라고 할 것이다. 본 연구 결과 매리 골드추출물은 다양한 쓰임새78910)와 함께 천연염료로서의 가치도 매우 우수한 것으로 평가된다. 결론을 요약하면 다음과 같다.
- 아프리칸 매리골드 꽃의 주색소인 루테인 (C40H56O2)은 이중결합의 수가 1개이며 긴 선형구조로 되어 있어 염착능이 뛰어나다. 섬유소 섬유에 대한 염색성을 전보1)에서 검토한 결과 매염제에 대한 반응성이 뛰어나 다양한 황색계열로 발색되었다. 뿐만 아니라 천연염색의 단점으로 지적되고 있는 견뢰도 측면에서 볼 때 일광과 땀에 대한 견뢰도는 매우 우수하며 세탁견뢰도 또한 3-4등급 이상으로 실용 가능성을 제시한 바 있다.
- 세탁견뢰도는 양모와 견 모두 오염포에서 4-5 또는 5등급으로 우수하였다. 변퇴색은 구리와 철매염이 4, 4-5등급으로 우수하였고 주석매염은 3등급으로 판정되었다.
- 견 포는 양모포에 비해 알루미늄, 주석, 구리매염에서 b* 값의 변화가 매우 커서 밝고 선명한 황색계열의 색상이 나타나고 있다. 알루미늄, 주석, 구리매염에서 양모보다 색차가 크게 나타나 실크에서의 발색이 더욱 우수한 것으로 평가된다. 염욕의 pH에 따른 변화보다 매염제에 따른 변화가 더 크게 나타나 매염제와 반응성이 뛰어난 것으로 평가된다.
- 양모포는 매염제 간의 염착농도차이가 크지 않으나 견포는 알루미늄과 철 매염에서 현저히 낮게 측정되었다. 양모와 견포의 색차와 염착농도의 상관관계를 살펴보면 색차는 견포에서 더욱 크게 나타났으나 염착농도는 양모에서 더 높게 나타나 견포에서 염착량은 낮으나 발색이 더 잘 이루어진 것으로 판단된다.
- 알루미늄, 주석, 구리매염에서 양모보다 색차가 크게 나타나 실크에서의 발색이 더욱 우수한 것으로 평가된다. 염욕의 pH에 따른 변화보다 매염제에 따른 변화가 더 크게 나타나 매염제와 반응성이 뛰어난 것으로 평가된다. 매염제에 따른 색상경향은 양모포와 유사하게 나타났다.
- 일광견뢰도는 견포가 더 우수한 결과를 보였는데 무 매염과 주석은 5등급, 알루미늄, 구리, 철 매염에서는 7등급으로 나타났다. 양모직물의 무매염과 주석매염에서는 3등급으로 낮은 결과를 보였다.
- 1>에 양모와 견포의 염착농도를 측정하여 그래프로 제시하였다. 전반적으로 양모가 견 포보다 큰 값으로 측정되었고 pH에 따라서는 중성>산성>알칼리성의 순으로 높게 측정되었다. 매염제에 따라서는 양모와 견포는 약간 다른 거동을 보이고 있다.
- 양모직물의 무매염과 주석매염에서는 3등급으로 낮은 결과를 보였다. 전체적인 염색견뢰도를 종합해 보면 견이 양모포보다 우수하며 구리와 철매염에서 상대적으로 우수한 견뢰도를 보였다.
- 양모섬유 염색에서 후매염할 때는 키토산 전처리가 필요치 않으나 선매염할 패는 키토산 전 처리로 다양한 발색을 유도할 수 있었다. 키토산 미처리 후 매염 염색포에 비해 염착농도가 낮아 옅지만 명도와 채도가 높은 맑은 색상으로 발색되었다.
- 키토산 처리 포는 무매염은 물론 매염제에 의한 발색을 유도할 수 있는 것으로 파악된다. 키토산 처리-선매염-염색 양모포는 키토산을 미처리-후매염-염색 양모포보다 염착량은 낮으나 명도와 채도가 높은 밝은 색상으로 발색되는 것을 관찰할 수 있었다. 따라서 양모포에 키토산을 전처리 하여 발색을 유도하였을 뿐만 아니라 매염제에 의한 특유의 색상으로 발색시킬 수 있었다.
- 키토산 처리포는 무매염과 알루미늄매염에서는 미처리포와 유사한 염색거동을 보이고 있으나 주석, 구리매염에서 다소 다른 경향을 보이고 있다. 키토산 처리포의 주석, 구리매염에서 염착량이저하되었고 명도가 높아져 키토산 미처리포에 비해 옅게 염색되었다. 그러나 선매염 염색한 양모포에서 매염제의 적용에도 불구하고 모든 선매염 염색 포가 거의 무색이었던 예비실험 결과에 비해 a*값과 b*값이 상승에 의한 발색이 눈에 띄게 나타났다.
- 키토산은 본 연구실에서 제조된 것으로서 GPC분석 결과 중량평균분자량(Mw)이 174, 000으로 측정되었으며 수평균분자량에 대한 중량평균분자량의 비율인 poly-에spersity(Pd)는 2.181이다. 탈 아세틸화 도는 93.
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