선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 속옷과 기능성 직물에 많이 사용되고 있는 나일론과 인체에 이로운 천연직물인 견직물에 항산화성과 탄닌이 우수한 커피 추출액을 이용하여 염색한 후 매염에 따른 다양한 염색성과 자외선 차단성를 검토하여 고부가가치 친환경 섬유 개발에 기여하고자 하였다.
- 본 연구는 속옷과 기능성 직물에 많이 사용되고 있는 나일론과 천연직물인 견직물에 항산화성과 탄닌이 우수한 커피 추출액을 이용하여 염색한 후 매염에 따른 다양한 염색성과 세탁 및 드라이클리닝 견뢰도, 자외선 차단성를 검토하여 고부가가치 친환경 섬유 개발에 기여하고자 연구하였으며, 결과는 다음과 같다.
가설 설정
- 특히 단백질섬유가 가지고 있는 amino 기(-NH2)와 커피의 수산기(-OH)가 이온화하여 이온결합을 형성해서 더 강한 흡착력을 형성한 것으로 생각된다. 따라서 모든 직물의 염색 온도는 90℃로 정하였다.
제안 방법
- ISO 105-D01-2005에 의거하여 면직물 자루에 스테인리스강 디스크와 시험편을 넣어 퍼클로로에틸렌 용제에 교반시킨 다음 꺼내어 여분의 용제를 짜거나 원심 탈액시킨 후 뜨거운 공기에 건조시켜 변퇴색용 표준 회색 색표와 비교하여 변퇴색을 측정하였다. 시험이 끝난 후 필터링을 거친 시험용제와 사용하지 않은 용제에 빛을 투과시켜 오염용 표준 회색 색표를 사용하여 용제의 색상 변화를 판정하여 시험편의 변퇴색과 용제의 오염에 대한 판정 급수를 결과에 표기하였다.
- 2〉에서 보는 바와 같이 견은 60 min에서 최대로 증가하다 이후 소량의 증가를 보였고, 나일론은 60 min에서 K/S값이 6에서 7로 증가하다 그 이후 시간의 증가와 함께 아주 소량의 증가량을 보였다. 따라서 염색시간이 길어지면 염착량은 증가하지 않고 섬유의 취화만 일어날 것으로 예상되어 모든 직물의 최적 염색시간을 60 min으로 정하였다.
- 또한, 매염제 처리에 의한 색상 변화 및 염색견뢰도 시험 후의 염색물의 색상 변화를 3자극치 X, Y, Z를 측색한 후 Munsell 표색계 H V/C, CIELAB 표색계의 L*, a*, b*로부터 △E*ab를 산출하였다.
- Al, Cu, Fe 등의 3종류를 매염제로 사용하였다. 매염방법은 후매염, 매염제 농도는 5%(o.w.f)로 하고, 욕비 1:20으로 50℃에서 30분간 처리하여 수세한 후 자연 건조하였다.
- 분광광도계(Spectrophotometer CM-500 series, Minolta, Japan)를 이용하여 D65광원 10° 시야에서 표면반사율을 측정하고 Kubelka-Munk식으로부터 표면염착농도(K/S)를 계산하였다.
- ISO 105-D01-2005에 의거하여 면직물 자루에 스테인리스강 디스크와 시험편을 넣어 퍼클로로에틸렌 용제에 교반시킨 다음 꺼내어 여분의 용제를 짜거나 원심 탈액시킨 후 뜨거운 공기에 건조시켜 변퇴색용 표준 회색 색표와 비교하여 변퇴색을 측정하였다. 시험이 끝난 후 필터링을 거친 시험용제와 사용하지 않은 용제에 빛을 투과시켜 오염용 표준 회색 색표를 사용하여 용제의 색상 변화를 판정하여 시험편의 변퇴색과 용제의 오염에 대한 판정 급수를 결과에 표기하였다.
- ISO 105-C04-2002에 의거하여 평가하였다. 시험편은 1종 또는 2종의 첨부 백포에 부착되어 일정시간 및 일정온도 조건의 비누액 중에서 기계적으로 교반하여 헹굼과 건조 공정을 거친 후 실험하였다. 시험편의 변퇴색과 첨부 백포에 대한 오염 평가는 표준 회색 색표에 의거하여 평가하였다.
- 염색시간에 따른 직물의 염착량을 살펴보기 위해 30 min, 60 min, 90 min, 120 min 동안 처리한 후 K/S값을 나타내었다.〈Fig.
- 염색온도에 따른 직물의 염색성을 알아보기 위하여 온도를 30℃, 60℃, 90℃로 설정하고 욕비 1:50, 염색시간을 30분으로 처리하였다.〈Fig.
- 추출방법에 따른 최적 염색온도와 염색시간을 알아보기 위하여 커피 추출물을 욕비 1:50으로 온도별(30℃, 60℃, 90℃), 시간별(30 min, 60 min, 90 min, 120 min)로 염색한 후 수세하여 자연 건조시켰다.
- 표준상태에서 실시하며 분광광도계를 흡수 밴드 필터로 자외선 파장용 필터인 홀뮴옥사이드 필터(Holmium Oxide Filter)를 사용하여 파장을 보정하고 투과성 전해질 막(electrolytically perforated screens)을 이용하여 투과선형성을 보정한다. 파장 290～400nm를 최소한 5nm 파장 단위로 주사하면서, 시료의 자외선(UV-R) 투과율을 측정하고 다음 식에 의거하여 계산하였다.
- 섬유제품의 자외선 차단율 및 차단지수 시험은 KS K 0850에 의거하여 실시하였다. 표준상태에서 실시하며 분광광도계를 흡수 밴드 필터로 자외선 파장용 필터인 홀뮴옥사이드 필터(Holmium Oxide Filter)를 사용하여 파장을 보정하고 투과성 전해질 막(electrolytically perforated screens)을 이용하여 투과선형성을 보정한다. 파장 290～400nm를 최소한 5nm 파장 단위로 주사하면서, 시료의 자외선(UV-R) 투과율을 측정하고 다음 식에 의거하여 계산하였다.
대상 데이터
- Al, Cu, Fe 등의 3종류를 매염제로 사용하였다. 매염방법은 후매염, 매염제 농도는 5%(o.
- 매염제로는 AlK(SO4)2·12H2O, CuSO4·5H2O, Iron(II) Chloride(FeCl2·4H2O) 등으로 모두 1급 시약을 사용하였다.
- 본 연구에 사용된 시료는 아라비카(arabica)종 콜롬비아 커피로 시중에서 구매한 후 분쇄하여 사용하였다.
- 직물 시료는 시중에서 구매한 100% 나일론과 KSK 0905 100% 견 백포를 사용하여 제작하였다. 시료의 특징은〈Table 1〉과 같다.
이론/모형
- ISO 105-C04-2002에 의거하여 평가하였다. 시험편은 1종 또는 2종의 첨부 백포에 부착되어 일정시간 및 일정온도 조건의 비누액 중에서 기계적으로 교반하여 헹굼과 건조 공정을 거친 후 실험하였다.
- 섬유제품의 자외선 차단율 및 차단지수 시험은 KS K 0850에 의거하여 실시하였다. 표준상태에서 실시하며 분광광도계를 흡수 밴드 필터로 자외선 파장용 필터인 홀뮴옥사이드 필터(Holmium Oxide Filter)를 사용하여 파장을 보정하고 투과성 전해질 막(electrolytically perforated screens)을 이용하여 투과선형성을 보정한다.
- 시험편은 1종 또는 2종의 첨부 백포에 부착되어 일정시간 및 일정온도 조건의 비누액 중에서 기계적으로 교반하여 헹굼과 건조 공정을 거친 후 실험하였다. 시험편의 변퇴색과 첨부 백포에 대한 오염 평가는 표준 회색 색표에 의거하여 평가하였다.
성능/효과
- 1. 커피 추출액으로 염색한 나일론과 견직물의 염색 최적온도는 모두 90℃로 측정되었고, 염색 최적시간은 모든 직물에서 60 min으로 측정되었다.
- 2. 염색 후 Al, Cu, Fe의 후매염 처리에 따른 견직물과 나일론 직물의 표면색 변화는 견직물인 경우 Al 후매염에서 명도지수가 33.01, a*값은9.21, b*값은 18.54로 yellowish한 red인 밝은 갈색 측정되었고, Cu 후매염에서 명도지수가 24.84이었고 a*값은 4.16, b*값은 10.50으로 나타나 Al 매염보다 명도가 더 낮은 진한 밤색인 것을 알 수 있었다. 나일론 직물인 경우 Fe 후매염에서 명도지수가 45.
- 〈Fig. 2〉에서 보는 바와 같이 견은 60 min에서 최대로 증가하다 이후 소량의 증가를 보였고, 나일론은 60 min에서 K/S값이 6에서 7로 증가하다 그 이후 시간의 증가와 함께 아주 소량의 증가량을 보였다. 따라서 염색시간이 길어지면 염착량은 증가하지 않고 섬유의 취화만 일어날 것으로 예상되어 모든 직물의 최적 염색시간을 60 min으로 정하였다.
- 3. 세탁 견뢰도와 드라이클리닝 견뢰도에서 견직물과 나일론 직물 모두 4～5등급으로 측정되었다.
- 4. 자외선A(UV-A: 315～400nm)의 차단율 중 견직물은 Al 매염에서 76% 이상 그 외 모든 매염제에서는 82% 이상의 자외선 차단율이 측정되었고, 나일론의 자외선A 차단율은 무매염포, 매염포 모두에서 90% 이상으로 높게 측정되었다.
- 견직물의 경우 세탁 견뢰도는 4, 4～5등급의 결과를 보여주고 있고, 드라이클리닝 견뢰도에서도 4～5등급으로 측정되었다. 나일론 직물의 세탁 견뢰도는 4, 4～5등급으로 측정되었고, 드라이클리닝 견뢰도에서도 4, 4～5등급으로 우수한 결과가 측정되었다.
- 〈Table 6〉은 염색물의 자외선 차단율을 측정한 것으로 염색물의 자외선A(UV-A: 315～400nm)의 차단율 중 견직물은 Al 매염에서 76% 이상으로 측정되었고, 그 외 모든 매염제에서는 82% 이상의 자외선 차단율로 측정되었다. 또한, 나일론의 자외선A 차단율은 무매염포, 매염포 모두에서 90% 이상으로 높게 측정되었다. 이상의 결과 모든 섬유에서 높은 자외선 차단성을 보였는데, 이는 식물성 염재에 모두 함유되어 있는 Flavone계 색소들이 식물세포의 원형질을 자외선에 의해서 파괴되는 것을 막아준다는 연구와 일치하는 것이다.
- 또한, 나일론의 자외선A 차단율은 무매염포, 매염포 모두에서 90% 이상으로 높게 측정되었다. 이상의 결과 모든 섬유에서 높은 자외선 차단성을 보였는데, 이는 식물성 염재에 모두 함유되어 있는 Flavone계 색소들이 식물세포의 원형질을 자외선에 의해서 파괴되는 것을 막아준다는 연구와 일치하는 것이다. 또한, polyphenol성 탄닌 화합물은 260～280nm에서 자외선을 강력하게 흡수한다는 결과와도 일치하는 것으로 보여진다13).
후속연구
- 또한, polyphenol성 탄닌 화합물은 260～280nm에서 자외선을 강력하게 흡수한다는 결과와도 일치하는 것으로 보여진다13). 따라서 천연 염재로 탄닌을 함유하여 자외선 차단율이 있는 커피 염재는 우수한 친환경 고부가가치 소재가 될 것이라고 사료된다.
- 본 연구는 커피 추출액에 따른 직물의 염색성과 자외선 차단성을 알아본 것으로 나일론과 견직물의 염색성과 자외선차단성이 우수한 것으로 나타났지만 염재의 실용화를 위한 염료의 정량성은 연구되지 않았다. 따라서 후속연구로 염료의 정량화 연구가 필요하다고 생각한다. 또한, 커피숍에서 커피를 추출한 후 많이 생성되는 커피 잔여물을 재활용하여 직물의 염색성을 연구한다면 커피 잔여물 재활용에도 큰 도움이 될 것으로 생각되어 후속 연구로 커피 잔여물에 따른 직물의 염색성과 기능성 연구가 필요할 것이라 사료된다.
- 따라서 후속연구로 염료의 정량화 연구가 필요하다고 생각한다. 또한, 커피숍에서 커피를 추출한 후 많이 생성되는 커피 잔여물을 재활용하여 직물의 염색성을 연구한다면 커피 잔여물 재활용에도 큰 도움이 될 것으로 생각되어 후속 연구로 커피 잔여물에 따른 직물의 염색성과 기능성 연구가 필요할 것이라 사료된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.