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문제 정의
- 우리는 이 연구에서 포도당을 환원제로 사용하되 효과적인 염색을 위해 환원과 염색조건을 같게 설정하였다. 또한 중간 정도로 pH를 고정하고 온도와 시간을 달리하여 최적 환원조건을 얻고자 하였다. 먼저 우리는 현미경 관찰을 통하여 인디고 분말색소에 박테리아가 존재하지 않으며 전적으로 환원제에 의해 환원이 발생하는 것을 확인하였다(Fig.
- 이 연구는 포도당에 의한 환원조건을 발효과정에서처럼 약알칼리 조건인 소석회를 선택하여 온도, 시간, 포도당과 소석회 농도 등을 변수로 한 마와 견직물에 대한 인디고 염료의 염착을 고찰하고자 한다. 이와 별도로 저자들은 포도당 농도에 따른 염착의 차이, 환원제 선택에 따른 염색성의 차이, 수산화나트륨과 소석회 등 알칼리의 세기에 따른 차이를 고찰하였으며 그 일부를 이미 보고한 바 있다13).
제안 방법
- 두 직물 모두 50℃ 이하에서는 염색이 이루어지지 않았으며, 60℃와 70℃에서는 50분 그리고 80℃에서는 30분에 최대 K/S 값을 나타냈으며 시간이 경과하면서 K/S 값은 감소하였다. 70℃에서 50분 염색했을 때 가장 좋은 K/S 값을 나타냈으나 색상이 탁해져서 최적 조건을 60℃, 50분으로 정하였다. 여기에서 염색한 마직물과 견직물의 최대 흡수파장은 각각 660nm와 620nm이었다.
- 구체적으로 쪽-염 분말을 환원하는데 포도당과 소석회(calcium hydroxide)를 사용하여 환원과정 및 염색과정을 1단계로 다룰 때의 적정 조건을 조사하였다. 알칼리 조건으로서 강알칼리인 수산화나트륨이 일반적이나11,12) 이 연구에서 소석회를 선택한 이유는 발효과정에서의 환원조건(pH 10~11)1)을 포도당 환원에 적용하기 위함이다.
- 그리고 Xenon Test Chamber (Q-Sun Xe-1-b, USA)를 사용하여 KS K 0218에 따라 20시간 광조사 후 일광견뢰도 등급을 평가하였고, 색차계를 이용하여 ΔE*를 산출하였다.
- 생 쪽의 줄기와 잎을 액비 1:50으로 27℃에서 2일 동안 침지하여 색소를 추출하였다. 추출액에 소석회 2g/L을 사용하여 색소를 침지시켜 니람을 만든 후 50℃ 오븐에서 건조하여 분말 색소를 얻었다.
- 드라이클리닝견뢰도는 AATCC Test Method 132-1989에 따라 측정하였으며, 마찰견뢰도는 AATCC Method 116-1989에 따라 측정하였다. 세탁 및 드라이클리닝 후 변퇴색 판정용 그레이 스케일과 오염 판정용 스케일을 사용하여 등급을 평가하였다.
- 염색한 직물은 색차계(Color-Eye 3100, Macbeth)를 이용하여 최대흡수파장에서 얻은 K/S 값을 염착량으로 평가하였으며, 색의 특성분석을 위하여 Munsell의 H V/C 값을 측정하였다.
- 천연 인디고 염색조건으로서 염색온도, 시간과 함께 인디고 및 환원제 농도를 고려하여야 한다. 우리는 이 연구에서 소석회, 포도당과 함께 인디고 농도를 변수로 선택하였다.
- . 우리는 이 연구에서 포도당을 환원제로 사용하되 효과적인 염색을 위해 환원과 염색조건을 같게 설정하였다. 또한 중간 정도로 pH를 고정하고 온도와 시간을 달리하여 최적 환원조건을 얻고자 하였다.
- 우리는 인디고 분말을 소석회와 포도당에 의해 여러 환원/염색 조건에서 얻은 마직물과 견직물의 염색성과 견뢰도를 조사하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 인디고 분말과 환원제로서 포도당/소석회를 넣은 용액과 전통 발효조건이 적용된 용액을 광학현미경(Olympus CH-2)으로 1000배 확대하여 미생물의 존재 여부를 관찰하였다.
- 추출액에 소석회 2g/L을 사용하여 색소를 침지시켜 니람을 만든 후 50℃ 오븐에서 건조하여 분말 색소를 얻었다. 환원 및 염색은 적외선고압염색기를 사용하여, 온도(60~80℃), 시간(30~60min), 소석회 농도(2~10g/L), 분말 색소 농도(4~20g/L), 그리고 포도당 농도(2~20g/L) 등을 달리하여 액비 1:100으로 행하고 공기 중에서 산화 발색 후 수세하였다.
대상 데이터
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2.1 시료 및 시약
시료는 KS K 0905에 규정된 정련 표백된 100% 견직물과 시중에서 판매하는 마직물(모시)을 정련하여 사용하였다. 쪽은 전라남도 나주에서 재배된 마디풀과에 속하는 요람(Polygonum tintorium)을 8월 중순에 수확하였다.
- R0A2206-000-10441-0). 연구에 쓰인 쪽 풀은 정관채 국가염색장이 재배한 것을 구입하여 사용하였음.
- 이 연구는 국내에서 재배되는 천연 인디고 소재인 쪽의 염색 현대화를 도모하는 과제의 일부로서 포도당을 환원제로 선택하였다.
- 시료는 KS K 0905에 규정된 정련 표백된 100% 견직물과 시중에서 판매하는 마직물(모시)을 정련하여 사용하였다. 쪽은 전라남도 나주에서 재배된 마디풀과에 속하는 요람(Polygonum tintorium)을 8월 중순에 수확하였다. 포도당과 소석회(Ca(OH)2)는 모두 1급 시약을 사용하였다.
이론/모형
- 염색한 직물의 세탁견뢰도는 세탁시험기(LaunderOmeter)를 사용하여 AATCC Test Method 61-1989 1A에 따라 측정하였으며, 세제는 표준 세제 대신 시판 중성세제를 사용하였다. 드라이클리닝견뢰도는 AATCC Test Method 132-1989에 따라 측정하였으며, 마찰견뢰도는 AATCC Method 116-1989에 따라 측정하였다. 세탁 및 드라이클리닝 후 변퇴색 판정용 그레이 스케일과 오염 판정용 스케일을 사용하여 등급을 평가하였다.
- 염색한 직물의 세탁견뢰도는 세탁시험기(LaunderOmeter)를 사용하여 AATCC Test Method 61-1989 1A에 따라 측정하였으며, 세제는 표준 세제 대신 시판 중성세제를 사용하였다. 드라이클리닝견뢰도는 AATCC Test Method 132-1989에 따라 측정하였으며, 마찰견뢰도는 AATCC Method 116-1989에 따라 측정하였다.
성능/효과
- 1. 마직물과 견직물 모두 60℃ 이상에서 염색이 가능하였다. 마직물은 모든 온도와 시간 조건에서 PB 계열의 색상을 나타냈으나 견직물은 온도에 따라 B, BG, G 계열의 색상을 나타내어 색상의 차이를 보였다.
- 2. 인디고 염료와 포도당 농도에 상관없이 마직물은 소석회가 8g/L일 때, 견직물은 소석회가 4g/L일 때 최대 K/S 값을 나타냈다. 그러나 소석회의 농도가 증가하면 색상이 탁해지는 문제가 발생하여 최적 마직물의 소석회 농도를 6g/L, 견직물은 4g/L로 정하였다.
- 3. 마직물과 견직물의 견뢰도는 마찰견뢰도를 제외하면 전반적으로 낮게 나타났으며 K/S 값이 커질수록 모든 견뢰도가 향상되었다.
- 즉, 인디고 농도가 어느 정도에 이르면 포도당의 환원력은 한계에 달하여 중색 이상의 색상을 얻을 수 없었다. 또한 포도당 농도가 어떤 한계를 지나면 염착이 도리어 감소하고 색상도 B 계열 쪽으로 이동하는 경향을 보였다.
- 마직물과 견직물 모두 60℃ 이상에서 염색이 가능하였다. 마직물은 모든 온도와 시간 조건에서 PB 계열의 색상을 나타냈으나 견직물은 온도에 따라 B, BG, G 계열의 색상을 나타내어 색상의 차이를 보였다. 60℃에서 50분 염색했을 때, B 계열의 맑고 선명한 색상을 나타냈다.
- 마직물의 세탁견뢰도는 2/3등급(담색)~3/4등급(중색)으로서 중색이 담색보다 우수하였으며 이염(migration) 현상은 나타나지 않았다. 한편 견직물은 1/2등급(담색)~3등급(중색)을 보였으며 이염은 없었다.
- 또한 중간 정도로 pH를 고정하고 온도와 시간을 달리하여 최적 환원조건을 얻고자 하였다. 먼저 우리는 현미경 관찰을 통하여 인디고 분말색소에 박테리아가 존재하지 않으며 전적으로 환원제에 의해 환원이 발생하는 것을 확인하였다(Fig. 1).
- 마직물은 포도당 농도 8~10g/L, 견직물은 10~12g/L에서 최대 K/S 값(대략 5~6 범위)을 보여주고 있다. 우리는 이 결과를 바탕으로 기준 인디고 농도로는 뚜렷이 대비되는 K/S 값을 나타내면서 작은 농도를 선택하였다(4g/L, 10g/L). 견직물의 경우 전반적으로 B 계열에 속했지만 인디고 농도가 20g/L일 때는 PB 계열의 색상을 나타내었다.
- 일광조사 시간에 따라 마직물과 견직물은 광조사 시간이 증가함에 따라 색차가 증가하였으며, 특히 20시간 광조사시 현저한 색차를 보였다(Fig. 10). 두 직물 모두 중색 보다 담색에서 색차가 크게 나타나고 있다.
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