[논문]일욕 정련 염색에 따른 정련성 및 염색성 연구

김주혜; 권미연; 최은경; 이숙영

문제 정의

이와 같은 공정으로 처리하였을 경우 면의 흡수성은 알칼리 정련한 시료와 유사한 흡수성을 보인다. 본연구에서는 이러한 효소 정련의 장점을 살리고 경제적인 측면에서도 경쟁력을 증대시키기 위하여 효소 정련과 염색을 일욕에서 연속 또는 동시에 수행하는 일욕 정련-염색방법을 모색하였다. 이를 위해서 우선 염색에 사용하는 염료 및 조제가 효소 활성에 미치는 영향을 검토하였고 여러가지 조건에서 정련과 염색을 일욕에서 수행함으로써 일욕 정련-염색의 가능성을 제시하고자 하였다.
본연구에서는 이러한 효소 정련의 장점을 살리고 경제적인 측면에서도 경쟁력을 증대시키기 위하여 효소 정련과 염색을 일욕에서 연속 또는 동시에 수행하는 일욕 정련-염색방법을 모색하였다. 이를 위해서 우선 염색에 사용하는 염료 및 조제가 효소 활성에 미치는 영향을 검토하였고 여러가지 조건에서 정련과 염색을 일욕에서 수행함으로써 일욕 정련-염색의 가능성을 제시하고자 하였다.

제안 방법

염료를 이용하여 염색하였다. 먼저 염료가 용해된 염액(액비 1:20)에 시료를 넣고 60℃로 승온 후 60g/L 의 중성염을 30분에 걸쳐분할 투입한 후 다시 30분 반응시키고 그 다음 20g/L의 가성소다를 30분에 걸쳐 분할 투입하였다. 가성소다 투입 후 다시 60분간 60℃에서 염색 완료 후 소핑, 건조하였다.
미정련 시료 및 알칼리 또는 효소 정련한 시료를 위의 염료를 이용하여 염색하였다. 먼저 염료가 용해된 염액(액비 1:20)에 시료를 넣고 60℃로 승온 후 60g/L 의 중성염을 30분에 걸쳐분할 투입한 후 다시 30분 반응시키고 그 다음 20g/L의 가성소다를 30분에 걸쳐 분할 투입하였다.
시료의 감량은 정련 후에 측정하는 것이 일반적이나 본 실험의 경우 정련과 염색을 동시에 수행하였으므로 염색 후에 측정하였고, 정련과 염색을 이 욕에서 진행한 시료의 경우에도 역시 염색 후의 중량을 측정하여 비교하였다(Fig. 4). 그림에서 보는 바와 같이 시료의 중량감소는 알칼리 정련한 시료가 가장 크게 나타났으며 효소 정련한 시료 중에는 이 욕에서 따로 정련한 시료가 가장 높은 값을 나타내었다.
연속정련-염색(continuous scouring-dyeing)의 경우효소정련 후 정련욕을 그대로 사용하여 염색을 하였고 동시 정련-염색 (simultaneous scouring-dyeing)의 경우에는 효소정련과 염색을 동시에 수행하였다. 수세는 염색 후 소핑제(ILTOL SRI) lg/L, 액비 1:20으로 90℃에서 20분간 처리하였다.
3). 이 결과에 따라 효소 정련의 효율성을 증가시키고자 동시 정련-염색 시 중성염의 투여는 효소와 염료가 완전히 직물에 흡착된 후에 투여하기로 하였다.
이들 두 공정은 다시 후처리가 있는 공정과 후처리가 없는 공정으로 나누어 수행함으로써 일욕정련-염색 시 후처리의 효과를 검토하였으며 자세한 공정은 Fig. 1에 나타내었다.
일욕 정련-염색은 연속 일욕 정련-염색(continuous scouring and dyeing in a single bath) 과 동시 일욕정 련-염색 (simultaneous scouring and dyeing in asingle bath)의 두 가지 공정으로 나누어서 수행하였다. 이들 두 공정은 다시 후처리가 있는 공정과 후처리가 없는 공정으로 나누어 수행함으로써 일욕정련-염색 시 후처리의 효과를 검토하였으며 자세한 공정은 Fig.
피염물의 염색성은 Ck>lor-eye 3100(Macbeth/ USA) 을 이용해 K/S value를 측정하였고, 흡수성은 Gravimetric Absorbency Testing System(GATSz M/K System Inc. USA)으로 측정하였다.
효소 정련은 0.1% 침투제가 함유된 정련욕에 시료를 넣고 Scouzyme L 0.5%o.w.f.를 첨가한 후 60℃에서 30분간 처 리하고 정 련욕을 85℃로 승온하여 10분간 처리한 후 수세하였다. 모든 실험은 IR 염색기에서 이루어졌으며 욕비는 1:20이었다.

대상 데이터

모든 실험에는 미정련된 면포(100% Cotton Knitted, 160g/m)< 사용하였으며 정련용 효소로는 Novozymes 의 Scouzyme L을, 침투제로는 국내 D유화의 DGA-W 를 사용하였다 염색 시 필요한 알칼리(NazCCb) 및 중성 염(NazSQ) 등의 시약은 모두 시판되는 1급 시약을 사용하였으며 염료는 국내。사의 반응성 염료3종 (SUNFIX N/B SB, SUNHX Red S3R, SUNFIX Yellow S3R)과 Gba Chemicals사의 Black염료(Ciba-cron Black RWZ Yellow HRN, Red HB)를 사용하였다.
사용하였으며 염료는 국내。사의 반응성 염료3종 (SUNFIX N/B SB, SUNHX Red S3R, SUNFIX Yellow S3R)과 Gba Chemicals사의 Black염료(Ciba-cron Black RWZ Yellow HRN, Red HB)를 사용하였다.

성능/효과

2). 그러나 중성염은 농도가 증가함에 따라 정련성이 크게 감소하는 경향을 보여주었는데, 특히 40g/L보다 높은 농도에서 그 감소 효과가 두드러지는 것으로 나타났다(Fig. 3). 이 결과에 따라 효소 정련의 효율성을 증가시키고자 동시 정련-염색 시 중성염의 투여는 효소와 염료가 완전히 직물에 흡착된 후에 투여하기로 하였다.
않게 된다. 실험결과 염료는 2%o.w.f. 정도의 낮은 농도에서는 효소 정련 시 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며 black의 경우 22%o.w.f.의 높은 농도에서도 정련성이 크게 저하되지 않는 것이 관찰되었다(Fig. 2). 그러나 중성염은 농도가 증가함에 따라 정련성이 크게 감소하는 경향을 보여주었는데, 특히 40g/L보다 높은 농도에서 그 감소 효과가 두드러지는 것으로 나타났다(Fig.
5-8에 시료의 K/S값으로 나타내었다. 염색포의 K/S 값은 red염료의 경우에 이욕에서 효소 정련을 하고 염색한 시료에서 가장 높게 나타났으며, 그 밖의 색상에 대해서는 염색이 균일하게 이루어지지는 않았지만 미정련한 시료를 염색한 시료가 가장 높은 값을 나타내었다. 이욕에서 효소 정련 후염색한 시료는 알칼리 정련 후 염색한 시료와 거의 유사한 K/S값을 보이는 반면 일욕으로 정련-염색한 시료들은 대체적으로 낮은 K/S값을 나타내었다.
일반적인 바이오 정련 공정에서는 효소 반응 후 일정한 온도에서 후처리가 정련성을 높여주는데 결정적인 역할을 하는 것으로 나타났으나일욕 정련-염색법에서는 후처리가 반드시 정련성을 높여주는데 큰 역할을 하지 않는 것으로 나타났다. 피염물의 색농도는 이욕에서 정련하고 염색한 시료가 높게 나타났으며 담색의 경우에는 그 차이가 육안으로 관찰될 정도로 큰 차이를 보였으나 농색의 경우에는 육안 식별이 어려울 정도로 거의 같게 나타났다.
일욕 정련-염색은 정련과 염색을 순차적으로 일욕에서 진행하는 연속 일욕 정련-염색법과 정련과 염색을 동시에 수행하는 동시 일욕 정련-염색이 가능한데, 실험 결과로 볼 때 동시보다는 연속방법이 정련성과 염색성 두 측면에서 우수한 것으로 나타났다. 일반적인 바이오 정련 공정에서는 효소 반응 후 일정한 온도에서 후처리가 정련성을 높여주는데 결정적인 역할을 하는 것으로 나타났으나일욕 정련-염색법에서는 후처리가 반드시 정련성을 높여주는데 큰 역할을 하지 않는 것으로 나타났다.
흡수성은 효소에 의해 정련한 시료가 알칼리로 정련한 시료보다 높게 나타났다. 일욕에 의한 효소 정련 및 염색한 시료 중에서는 연속공정에 의해 정련 및 염색한 시료(cont. I&U)가 동시 공정(sinm I&U)으로 수행한시료보다 높은 흡수성을 보여주었으며 연속 공정 시는 후처리가 있는 것(cont. I)이, 그리고 동시 공정에서는 후처리가 없는 것(sim II)이 높은 흡수성을 보여주었다.)
알칼리 정련의 경우에는 알칼리가 섬유를손상시킬 수 있으므로 중량감소가 반드시 정련 정도를 나타내어 주는 것은 아니나 효소 정련의 경우 효소가 섬유에 영향을 미칠 수 없으므로 중량감소는 정련 정도를 나타내 준다고 할 수 있다. 일욕에서 정련과 염색을 동시에 진행한 시료는 정련을 따로 수행한 시료에 비해 정련성이 약간 떨어지는 것을 확인할 수 있었으며 미정련 시료의 경우에도 중량감소를 보이는 것으로 나타나 염색 중에도 어느 정도의 불순물은 제거되는 것으로 사료된다.
일반적인 바이오 정련 공정에서는 효소 반응 후 일정한 온도에서 후처리가 정련성을 높여주는데 결정적인 역할을 하는 것으로 나타났으나일욕 정련-염색법에서는 후처리가 반드시 정련성을 높여주는데 큰 역할을 하지 않는 것으로 나타났다. 피염물의 색농도는 이욕에서 정련하고 염색한 시료가 높게 나타났으며 담색의 경우에는 그 차이가 육안으로 관찰될 정도로 큰 차이를 보였으나 농색의 경우에는 육안 식별이 어려울 정도로 거의 같게 나타났다. 일반적으로 담색의 경우 대부분의 현장에서 반드시 직물을 표백하고 염색하므로 일욕 정련-염색법은 큰 의미가 없으며 오직 농색의 경우에만 정련을 거치게 되므로 일욕 정련-염색법은 농색 계열의 염료를 사용할 경우 적용이 가능하리라 사료된다.

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