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문제 정의
- 열풍 및 상온건조하여 제조한 생잎분말은 생즙 염색에 비해 정량이 가능하여 재현성 있는 색상을 부여할 수 있으며, 계절에 상관없이 사용할 수 있을 것으로 생각되므로, 이를 위하여 저장기간에 따른 염색성을 살펴보았다.
- 이 연구에서는 생쪽잎을 열풍건조 및 상온 건조하여 얻은 분말을 사용하여 견섬유에 하이드로 설파이트와 수산화나트륨을 사용한 환원염법에 의한 염색을 바탕으로 염색성과 저 장성 을 평 가하고자 한다. 이를 위하여 제조한 분말의 UV-Vis 흡수스펙트럼 측정과 함께 염색한 견직물의 표면반사율, 염착량, 색 특성을 측정하여 건조방법에 따른 차이를 비교하고, 분말의 저장시간에 따른 안정성을 확인하였다.
- 수행된 바 없다. 현재까지 수행된 쪽 염색 현대화에 관련한 연구흐름을 바탕으로 본 연구에서는 생 쪽 잎을 건조한 염료의 제조와 이를 이용한 효과적인 염색 기술의 개 발을 목표로 삼았다.
제안 방법
- 생즙염색은 전보의 방법으로 6℃의 생즙 100mL를 사용하여 액비 1:100으로 30분 동안 저온염색을 행하였다. 또한 니람을 이용한 환원염색은 건조하여 분말화한 니람분말 4g/L, Na2S2O4 2g/L, NaOH Ig/L인 조건에서 생잎분말과 같은 방법으로 행하였다.
- 제조한 분말의 UV-Vis 흡수스펙트럼 측정과 함께 염색한 견직물의 표면반사율, 염착량, 색 특성을 측정하여 건조방법에 따른 차이를 비교하였으며, 분말의 저장 시간에 따른 안정성을 확인하였다. 또한 상온 건조 분말은 NaOH가 존재하지 않는 상태에서 하이드로 설파이트만 사용하여 염색성을 조사하고 염색견뢰도를 평가하였다.
- 이를 위하여 제조한 분말의 UV-Vis 흡수스펙트럼 측정과 함께 염색한 견직물의 표면반사율, 염착량, 색 특성을 측정하여 건조방법에 따른 차이를 비교하고, 분말의 저장시간에 따른 안정성을 확인하였다. 또한 상온 건조한 분말의 경우 수산화나트륨을 사용하지 않고 하이드로설파이트만 사용하여 염색성과 염색견뢰도를 조사하였다.
- 건조는 열풍건조기를 이용하여 50℃(열풍건조) 및 25℃(상온건조)에서 완전히 건조하였으며, 사용한 생잎과 얻어진 분말의 무게 및 수율은 Table 1에 나타내었다. 분말 제조에 사용한 잎의 무게는 임의로 정하였으며, 분말종류는 건조방법의 약호를 사용하여 열풍 건조 분말은 HA, 상온건조분말을 RT로 구분하였다. 여기에서 건조 온도에 따른 수율 차이는 크지 않았으며, 분말색상은 모두 GY로 녹색에 가까운 연두계열이었다.
- 색차계 (Color-Eye 3100, Macbeth, Germany)를 사용하여 D65 광원, 10 시야 조건에서 피 염물의 표면반사율을 측정 하였고, 최 대흡수파장에서 의 K/S 값으로 염착량을 평가하였다. 색채변화는 CIELAB 표색계에 의한 명도 L*와 색 좌표지수 a*, b'를 측색하고, 염색하지 않은 직물을 기준으로 하여 색차 /E*를 산출하였다.
- 염착량을 평가하였다. 색채변화는 CIELAB 표색계에 의한 명도 L*와 색 좌표지수 a*, b'를 측색하고, 염색하지 않은 직물을 기준으로 하여 색차 /E*를 산출하였다. 또한 Munsell의 H V/C 값을 측정하였다.
- 생쪽잎을 열풍건조 및 상온건조하여 얻은 분말로 NazSm와 NaOHt 사용한 견섬유 염색을 행하였다. 제조한 분말의 UV-Vis 흡수스펙트럼 측정과 함께 염색한 견직물의 표면반사율, 염착량, 색 특성을 측정하여 건조방법에 따른 차이를 비교하였으며, 분말의 저장 시간에 따른 안정성을 확인하였다.
- Na2SQ4만 사용하여 적외선고압염색기 (Ahiba Nuance, Datacolor International, USA)로 염색하였다. 액비 1:100에서 생잎분말 4g/L를 사용하여온도(20~60℃), 시간(5~60min) 그리고 NazSR, #농도(2~12g/L)를 변화시켜가면서 환원과 염색을 1단계 (one-step)로 행하였다.
- 염색성 비교를 위해 전통적인 쪽 염색의 방식인 생즙(fresh juice)염색과 니 람(niram)”을 이용한 환원염색을 행하였다. 생즙염색은 전보의 방법으로 6℃의 생즙 100mL를 사용하여 액비 1:100으로 30분 동안 저온염색을 행하였다.
- 이를 위하여 제조한 분말의 UV-Vis 흡수스펙트럼 측정과 함께 염색한 견직물의 표면반사율, 염착량, 색 특성을 측정하여 건조방법에 따른 차이를 비교하고, 분말의 저장시간에 따른 안정성을 확인하였다. 또한 상온 건조한 분말의 경우 수산화나트륨을 사용하지 않고 하이드로설파이트만 사용하여 염색성과 염색견뢰도를 조사하였다.
- 수 없었다. 이번 연구에서는 열풍 및 상온 건조하여 제조한 분말을 환원염색 이외에 생즙 염색에서와 같은 저온염색을 시도하였다. 두 분말 모두 최대흡수파장은 540nm에서 나타났으며 Munsell 색상도 5.
- 여기에 좀 더 간편하고 효과적인 염색기술이 적용된다면 쪽 염색의 산업화에 많은 도움을 줄 것으로 생각된다. 이에 우리는 NaOH를 쓰지 않고 NazSzd만 사용하여 자동 염색기로 1단계 환원/염색하고 견직물의 염색성을 살펴보았다.
- , Korea)를 이용하여 50℃ 에서 2일 동안 열풍 건조(hot air drying)하거나 25℃에서 2일 동안 상온 건조(room temperature drying) 하였으며, 건조한생 잎은 분쇄기 (후드믹서, DA282-2, (주) 대성아트론, 한국)로 곱게 분쇄한 후 체 (ISO mesh 200㎛)로 걸렀다. 제조한 각 분말은 냉동고(-15℃)에 저장하여 안정성을 조사하였다.
- 행하였다. 제조한 분말의 UV-Vis 흡수스펙트럼 측정과 함께 염색한 견직물의 표면반사율, 염착량, 색 특성을 측정하여 건조방법에 따른 차이를 비교하였으며, 분말의 저장 시간에 따른 안정성을 확인하였다. 또한 상온 건조 분말은 NaOH가 존재하지 않는 상태에서 하이드로 설파이트만 사용하여 염색성을 조사하고 염색견뢰도를 평가하였다.
- 합성 인디 고(Indigo, Vat Blue 1, Aldrich, Gemany) 3mg, 합성 인디루빈(Indirubin, Alexis, USA) Img, 그리고 제조한 생잎분말 각 0.1g를 50mL의 tetrahy- drofuran(THF, Merck, USA) 용매로 추출하여 UV/VIS spectroscope (Agilent 845, Agilent Technologies,Waldbronn, Germany)로 가시 영역 전범 위의 흡광도 (absorbance)를 측정하였다. 이때 제조한 분말의 추출용액은 일정시간 방치하여 얻은 상층 액을 3배 희석하여 UV/Vis 분광분석에 사용하였다.
대상 데이터
- 쪽은 전남 나주에서 3월 말파종하여 재배한 Dyer, s knotweed(PoZygora<m tintorium) 을 8월 8일에 수확하여 사용하였다. Na2S2O4, NaOH, CHKOOH는 1급 시약을 사용하였다.
- 견직물(plain, 160><98/inch2, 42g/m2, 0.11mm)은 표준시험포를 사용하였다. 쪽은 전남 나주에서 3월 말파종하여 재배한 Dyer, s knotweed(PoZygora<m tintorium) 을 8월 8일에 수확하여 사용하였다.
- ROA-2006- 000-10441-0). 연구에 쓰인 쪽 풀은 정관채 국가염색장이 재배한 것을 구입하여 사용하였음.
- 11mm)은 표준시험포를 사용하였다. 쪽은 전남 나주에서 3월 말파종하여 재배한 Dyer, s knotweed(PoZygora<m tintorium) 을 8월 8일에 수확하여 사용하였다. Na2S2O4, NaOH, CHKOOH는 1급 시약을 사용하였다.
이론/모형
- AATCC Test Method 61-1989 1A에 따라 측정하였으며, 세제는 표준세제 대신 시판 중성세제를 사용하였다. 드라이클리 닝 견뢰도는 AATCC Test Method 132-1989에 따라 측정하였으며, 세탁 및 드라이클리닝 후 변퇴색 판정용 그레이 스케일과 오염 판정용 스케일을 사용하여 등급을 평가하였다.
- 세탁견뢰도는 세탁시험기 (Launder-Ometer)를 사용하여 AATCC Test Method 61-1989 1A에 따라 측정하였으며, 세제는 표준세제 대신 시판 중성세제를 사용하였다. 드라이클리 닝 견뢰도는 AATCC Test Method 132-1989에 따라 측정하였으며, 세탁 및 드라이클리닝 후 변퇴색 판정용 그레이 스케일과 오염 판정용 스케일을 사용하여 등급을 평가하였다.
- 안정성이 좋은 상온건조 생잎분말의 염색성을 더 조사하기 위하여 수산화나트륨을 사용하지 않은 환원염법으로서, Na2SQ4만 사용하여 적외선고압염색기 (Ahiba Nuance, Datacolor International, USA)로 염색하였다. 액비 1:100에서 생잎분말 4g/L를 사용하여온도(20~60℃), 시간(5~60min) 그리고 NazSR, #농도(2~12g/L)를 변화시켜가면서 환원과 염색을 1단계 (one-step)로 행하였다.
- 일광견뢰도는 AATCC Test Method 16-20)4 Option 3에 준하여 Xenon Test Chamber(Q-SUN, Xe-l-B, Q-Panel Lab Products, USA)< 사용하여 5,10, 20, 40시간 광조사후 색차계를 이용하여 /E*를산출하였으며, 등급은 20시간 광조사 후 그레이 스케일을 기준으로 한 /E*값으로 평가하였다.
성능/효과
- 1. UV-Vis 흡광 분석으로부터 열풍 및 상온 건조한 생잎 분말에 인디고 색소가 함유되어 있음을 확인하였다.
- 2. 열풍 및 상온건조분말로 환원염색한 직물의 표면반사율 곡선은 전통적인 생즙염색에 의한 표면반사율 곡선형태와 같았으며, 모두 생즙염색과 같은 B 계열 색상을 나타내었다.
- 3. 상온건조분말이 열풍건조 분말에 비하여 수율과 염착량이 더 높았으며, 색소저장성도 더 우수하였다. 4.
- 상온건조분말이 열풍건조 분말에 비하여 수율과 염착량이 더 높았으며, 색소저장성도 더 우수하였다. 4. 상온건조분말로 Na2S2O4만 사용하여 1단계 환원/ 염색하는 경우에는 생즙염색과 같은 B 계열 색상을 지니면서도 NaOH를 함께 사용한 경우보다 더 높은 염착량을 나타내어 전통적인 생즙염색을 대체할 수 있는 효과적인 염색방법임을 확인하였다. 5.
- 상온건조분말로 Na2S2O4만 사용하여 1단계 환원/ 염색하는 경우에는 생즙염색과 같은 B 계열 색상을 지니면서도 NaOH를 함께 사용한 경우보다 더 높은 염착량을 나타내어 전통적인 생즙염색을 대체할 수 있는 효과적인 염색방법임을 확인하였다. 5. 드라이클리닝 및 일광견뢰도는 Na2S2C)4만 사용한 1단계 환원/염색의 경우 그리고 세탁 및 마찰 견뢰도는 NaOH를 사용한 환원염색의 경우에 더 높게 나타났다.
- NazSzd는 55℃부터 서서히 분해되기 시작하므로'V 60℃에서는 환원이 불안정하여 염착량이 오히려 감소한 것으로 보인다. Munsell 색상은 20℃에서는 L4B, 그리고 온도가 10℃씩 증가함에 따라 각각 3.8B, 5.4B, 6.8B, 6.0B로 모두 생즙염색(5.3B)과 같은 B 계열 색상으로 나타났으며, 염착량이 감소한 60℃를 제외하고는 환원/염색온도가 높아질수록 청색 기운이 강한 색상을 얻을 수 있었다. 염착량과 색상으로 보아 환원/염색온도는 50℃ 가 적당하였다.
- Na2S2O4 농도 4g/L까지는 염착량의 증가가 매우 적으나, 8g/L까지는 급격한 증가를 보였으며 이후에는 큰 변화를 보이지 않았다. Na2S2O4 농도에 따른Munsell 색상은 농도 2g/L부터 각각 4.7BG, 7.5BG, 2.6B, 6.8B, 6.7B, 그리고 6.9B로, 염착량이 낮은 4까지는 BG계열로 나타났으나, 6g/L 이상의 농도에서는 모두 B계열의 색상을 보였다(Fig. 8). 특히 포화염착량을 나타낸 8g/L 이상에서는 색상범위가 6.
- 세탁견뢰도는 NaOH를 함께 사용하여 염색한 경우의 견뢰도가 약간 더 좋으나, 드라이클리닝 견뢰도는 NaOH를 사용하지 않고 염색한 경우에 1등급 더 높은 견뢰도를 보였다. 두 방법 모두 세탁 견뢰도보다 드라이클리닝 견뢰도가 더 우수하였으며, 이염 현상은 거의 나타나지 않았다. 또한 세탁한 직물의 색상은 모두 B계열에서 보라기운이 가미된 PB 계열로 변하였으나 드라이클리닝한 직물의 색상은 파란 기운의 감소만 있을 뿐 B계열 색상을 유지하였으며, 채도 값의 감소정도도 세탁한 시료에 비하여 더 적게 나타났다(Table 5).
- 이번 연구에서는 열풍 및 상온 건조하여 제조한 분말을 환원염색 이외에 생즙 염색에서와 같은 저온염색을 시도하였다. 두 분말 모두 최대흡수파장은 540nm에서 나타났으며 Munsell 색상도 5.5BG, 5.7BG로 나타나 전통적인 염색에서 얻을 수 있는 B나 PB 계열 색상을 얻을 수 없었다. 즉 열풍 및 상온건조한 분말을 이용한 저온염색은 견직물염색에 효과적인 염색방법이 아님을 확인하였다.
- 두 방법 모두 세탁 견뢰도보다 드라이클리닝 견뢰도가 더 우수하였으며, 이염 현상은 거의 나타나지 않았다. 또한 세탁한 직물의 색상은 모두 B계열에서 보라기운이 가미된 PB 계열로 변하였으나 드라이클리닝한 직물의 색상은 파란 기운의 감소만 있을 뿐 B계열 색상을 유지하였으며, 채도 값의 감소정도도 세탁한 시료에 비하여 더 적게 나타났다(Table 5). 이로부터 염색된 제품의 올바른 관리는 드라이클리 닝 임을 알 수 있다.
- 이로부터 염색된 제품의 올바른 관리는 드라이클리 닝 임을 알 수 있다. 마찰 견뢰도는 두 방법 모두 건조와 습윤시 차이가 없었으며, NaOH를 함께 사용한 경우가 0.5등급 더 높은 4/5등급으로 나타났다. 일광견뢰도는 NaOH를 함께 사용하지 않은 경우에 더 나은 견뢰도를 보였다.
- 예를 들어 상온 염색은 가용상태가 불안정하여 그 색상이 초록색 계열이며 염착량도 낮은 반면, 적정 온도 (~50℃) 염색은 완전히 가용한 상태를 나타내며 용액의 색상도 노란색 계열로서 염착량 또한 높게 나타난다. 본 연구에서 얻은 염색결과는 육안으로 보아 불균염 현상은 없었으며, 색 특성도 측정 부위에 따라 거의 차이가 나지 않았다. 이로부터, NazSzd를 사용하는 경우 적정 환원/염색조건에서의 가용성은 NaOH를 사용하는 공정과 비교하여 큰 차이가 없다고 판단된다.
- 그리고 각 견뢰도 측정 전과 후 시료의 H V/C 값을 Table 5에 제시하였다. 세탁견뢰도는 NaOH를 함께 사용하여 염색한 경우의 견뢰도가 약간 더 좋으나, 드라이클리닝 견뢰도는 NaOH를 사용하지 않고 염색한 경우에 1등급 더 높은 견뢰도를 보였다. 두 방법 모두 세탁 견뢰도보다 드라이클리닝 견뢰도가 더 우수하였으며, 이염 현상은 거의 나타나지 않았다.
- 염색방법 및 염료의 원료 상태가 서로 다르지만 본 연구의 염색 조건에서는 생즙염색 > 니람>RT > HA 순으로 염착량을 얻었다. 수율을 고려할 경우 실제 염색에 소요된 생잎량(HA; 1.41g, RT; 1.34g)은 큰 차이는 없었으나, RT분말염색이 HA 경우보다 더 높은 염착수준을 보였다. 이는 RT 분말의 인디고 함량이 HA 분말보다 더 많은 때문으로 판단된다(Fig.
- 2에서 HA와 RT 분말로 염색한 직물의 표면반사율 곡선형태가 생즙 염색한 직물의 곡선형태와 더 유사한 경향과 일치한다. 이 결과로부터 생쪽잎을 열풍 및 상온건조하여 환원 염색하는 경우 전통적인 생즙염색에 해당하는 색상을 얻을 수 있음을 확인하였다.
- NaOHt 사용하지 않고 염색한 시료가 NaOH를 함께 사용한 경우에 비하여 훨씬 높은 염착량을지니고 있으며, 녹색과 청색기운이 더 깊은 B계열 색상을 보이고 있다. 이 결과에 따르면 NazSKe만 사용한 1단계 환원/염색이 견직물에 더 유용한 염색 방법으로 판단된다. 또한 알칼리 사용에 의한 견섬유 취화를 방지할 수 있다는 점에서 이 방법은 전통적인 생즙 염색을 대체할 수 있는 염색공정이라 하겠다.
- 4B 범위로 변하였으나색차의 변화는 매우 작게 나타났다. 이러한 결과를 종합할 때 상온건조분말의 저장성이 열풍 건조 분말에 비하여 매우 우수하다고 판단된다.
- a*는 적색과 녹색을 나타내는 값으로 음의 절대값이 클수록 녹색이 증가함을, b*는 황색과 청색을 나타내는 값으로 음의 절대값이 클수록 청색이 깊어짐을 의미한다. 저장기간이 길어짐에 따라 a*와 b* 크기가 감소하였으며, 특히 60일 저장에서 청색기운의감소가 많이 나타났다. 색상도 7.
- 9는 Na2S2O4 농도에 따른 염욕의 pH이다. 제조한 분말은 매우 고운 입자로 증류수에 잘 분산되었으며, 여기에 환원제를 녹여 바로 측정한 pH는6.04~6.36으로 Na2S2O4 농도가 증가함에 따라 조금씩 증가하였으나 농도에 따른 큰 차이는 없었다. 환원/염색 후에 측정한 pH는 모두 낮아지는 경향을 보였다.
- 최대흡수 파장은 염색방법이나 분말의 종류에 상관없이 모두 620 nm로 나타났으나, HA와 RT 분말로 염색한 직물의 표면반사율 곡선은 니람분말보다는 생즙으로 염색한 직물의 곡선에 가까웠다. 즉 열풍 및 상온 건조 생잎 분말로 환원염색한 견직물의 표면색상은 전통적인 염색방법 중 생즙염색한 직물의 색상과 더 유사할 것으로 예상된다.
- 7BG로 나타나 전통적인 염색에서 얻을 수 있는 B나 PB 계열 색상을 얻을 수 없었다. 즉 열풍 및 상온건조한 분말을 이용한 저온염색은 견직물염색에 효과적인 염색방법이 아님을 확인하였다.
- 즉, NaOH를 함께 사용하지 않은 1단계 환원/염색이 더 높은 염착량과 더 나은 일광견뢰도를 나타내었다. 본 연구결과를 보완하는 후속 과제로서 반복염색이나 염료농도에 따른 염착량 및 견뢰도(드라이클리닝과 일광견뢰도) 증진을 고려하고 있다.
- 2는 전통적인 방법으로 생즙염색한 직물(flesh juice)과 침전법으로 얻은 니람의 분말로 환원 염색한 직물(niram), 그리고 제조한 생잎분말 HAS]- RT로환원염색한 직물의 표면반사율 곡선이다. 최대흡수 파장은 염색방법이나 분말의 종류에 상관없이 모두 620 nm로 나타났으나, HA와 RT 분말로 염색한 직물의 표면반사율 곡선은 니람분말보다는 생즙으로 염색한 직물의 곡선에 가까웠다. 즉 열풍 및 상온 건조 생잎 분말로 환원염색한 견직물의 표면색상은 전통적인 염색방법 중 생즙염색한 직물의 색상과 더 유사할 것으로 예상된다.
후속연구
- 본 연구결과를 보완하는 후속 과제로서 반복염색이나 염료농도에 따른 염착량 및 견뢰도(드라이클리닝과 일광견뢰도) 증진을 고려하고 있다. 이 과제는 쪽 염색이 산업화를 지향하는데 필수적 인 내용으로서 체계적인 연구수행을 필요로 하는 것으로 판단한다.
- 여기에 좀 더 간편하고 효과적인 염색기술이 적용된다면 쪽 염색의 산업화에 많은 도움을 줄 것으로 생각된다. 이에 우리는 NaOH를 쓰지 않고 NazSzd만 사용하여 자동 염색기로 1단계 환원/염색하고 견직물의 염색성을 살펴보았다.
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