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문제 정의
- , 2010). 따라서 본 연구에서는 분산염료에 의한 PLA 직물과 폴리에스터 직물의 염색특성을 비교하기 위하여, [Fig. 2][Fig. 5]에서 설정한 PLA 직물의 최적 염색조건에서 PLA 및 폴리에스터 직물을 염색하였다. [Fig.
- 본 연구에서는 PLA 직물에 적합한 분산염색법을 확립하기 위하여 Disperse red 60, Disperse blue 56, Disperse yellow 54 염료를 사용하여, 온도 및 시간에 따른 PLA 직물의 최적 염색조건을 설정하고 최적 조건에서 염색된 PLA 직물의 염색견뢰도를 평가하였다. 또한 PLA 직물의 최적 염색조건에서 PET 직물의 염색성과 염료의 흡진율, K/S값 비교를 통해 PLA 직물의 분산염료에 의한 염색성을 평가하였다.
- 이에 본 연구에서는 선행연구의 고찰을 통해 폴리에스터 염색 시 가장 많이 사용되며, 균염성, 캐리어와의 상용성 등이 우수하고, 낮은 에너지 준위의 E-type으로 PLA 직물의 염색에 가장 효과적인 것으로 확인된 Disperse Red 60, Disperse Blue 56, Disperse Yellow 54 (Choi, 2003)의 세 가지 염료를 사용하여, 동일한 조건의 PLA사 및 폴리에스터사를 제직하고, 염색온도 및 염색 시간에 따른 PLA 직물의 적절한 염색조건 설정, 폴리에스터 섬유와의 색상차이, 마찰, 핫프레싱, 드라이크리닝, 일광, 세탁견뢰도 결과의 비교 · 분석을 통한 종합적인 연구를 하고자 한다.
제안 방법
- 6. Dye exhaustion of PLA and PET fabrics dyed with disperse red 60 (DR 60), disperse blue 56 (DB 56), and disperse yellow 54 (DY 54) (Dyeing conditions: 0.5% (o.w.f) of dye concentration, 90℃ of treatment temperature, 20 min of dye time for DR 60, and 60 min of dye time for DB 56, 40 min of dye time for DY 54, 30:1 of liquor ratio).
- 2. Dye exhaustion of PLA fabrics dependent on dyeing temperatures dyed with disperse red 60 (DR 60), disperse blue 56, (DB 56) and disperse yellow 54 (DY 54) (Dyeing conditions: 0.5% (o.w.f) of dye concentration, 60 minutes of treatment time, 30:1 of liquor ratio).
- 7. K/S value of PLA and PET fabrics dyed with disperse red 60 (DR 60), disperse blue 56 (DB 56), and disperse yellow 54 (DY 54) (Dyeing conditions: 0.5% (o. w.f) of dye concentration, 90℃ of treatment temperature, 20 min of dye time for DR 60, and 60 min of dye time for DB 56, 40 min of dye time for DY 54, 30:1 of liquor ratio).
- PLA 직물은 0.5%(o.w.f) 분산염료로, 액비 30:1로 온도조건(60℃, 70℃, 80℃, 90℃, 100℃, 110℃) 및 시간 조건(20분, 40분, 60분, 90분)을 달리하여 적외선 자동 염색기(Infrared ray dyeing machine, Starlet-2, Daelim Starlet Co. LTD., Korea)를 사용하여 염색하였다. 염색 후, 시료는 증류수로 수세 후 상온건조하였다.
- 이를 위하여 첫째, PLA 직물의 분산염료 염색 시, 최적 염색조건을 설정하기 위하여 안트라퀴논계 및 퀴놀린계의 세 가지 분산염료로 PLA 직물을 온도별, 시간별로 염색하여 염료 흡진율 및 K/S값을 평가하고 PLA 직물의 염색 최적 조건을 구하였다. 둘째, 최적 조건에서 염색된 PLA 직물의 다양한 염색견뢰도를 평가하여 실제 의류용으로 이용할 경우 실용성을 평가하였다. 마지막으로 기존의 폴리에스터 직물과 염료 흡진율, K/S값을 비교하고, 염색된 직물의 색상을 평가 하여 폴리에스터 염색에 우수성을 나타내는 분산염료 3종의 PLA 직물의 염색가능성을 평가하였다.
- 본 연구에서는 PLA 직물에 적합한 분산염색법을 확립하기 위하여 Disperse red 60, Disperse blue 56, Disperse yellow 54 염료를 사용하여, 온도 및 시간에 따른 PLA 직물의 최적 염색조건을 설정하고 최적 조건에서 염색된 PLA 직물의 염색견뢰도를 평가하였다. 또한 PLA 직물의 최적 염색조건에서 PET 직물의 염색성과 염료의 흡진율, K/S값 비교를 통해 PLA 직물의 분산염료에 의한 염색성을 평가하였다.
- 둘째, 최적 조건에서 염색된 PLA 직물의 다양한 염색견뢰도를 평가하여 실제 의류용으로 이용할 경우 실용성을 평가하였다. 마지막으로 기존의 폴리에스터 직물과 염료 흡진율, K/S값을 비교하고, 염색된 직물의 색상을 평가 하여 폴리에스터 염색에 우수성을 나타내는 분산염료 3종의 PLA 직물의 염색가능성을 평가하였다. 본 연구 결과는 PLA 직물의 의류소재로서 산업적 활용에 실용적 데이터로 적용될 뿐 아니라 궁극적으로 PLA 직물의 고부가가치 의류소재로의 개발에 기여할 것으로 기대된다.
- 세탁견뢰도의 경우, DR 60, DR 56, DY 54 모두 변퇴가 4급, 오염이 3~4급으로 나타났다. 섬유와 염료 사이의 결합력이 낮으면, 염색견뢰도가 낮게 나타나는데(He et al., 2009), DR 60, DB 56, DY 54 염료는 모두 불용성 염료이지만, 본 연구에서 분산염료에 의한 염색은 물을 기반으로 한 염색방법을 토대로 물속에서 섬유와 염료의 결합이 이루어졌다. 따라서 세탁 시, 직물 표면에 흡진되었으나, 안정적으로 결합이 이루어지지 않은 염료들이 섬유로부터 탈락을 해 세탁견뢰도 중 변퇴에 의한 견뢰도는 3급으로 나타난 것으로 생각된다.
- 염색 전 · 후의 염액의 흡광도는 Disperse Red 60은 560nm, Disperse Blue 56은 590nm, Disperse Yellow 54 는 430nm에서 자외선 분광분석기(UV-Vis spectrophotometer, M-3100, Scinc℃o. LTD., Korea)를 사용하여 측정하였다.
- 염색한 PLA 직물의 견뢰도는 세탁견뢰도, 드라이크리닝견뢰도, 마찰견뢰도, 핫프레싱견뢰도, 땀견뢰도로 측정하였다. 세탁견뢰도는 Lounder-O-meter (Koa Shokai Ltd.
- 염색한 PLA 직물의 표면색은 색차계를 사용하여 광원 D65, 10°의 각에서 측정한 후, Munsell의 표색계 변환법에 의해 색의 삼속성인 색상(H), 명도(V), 채도(C)를 구하였다.
- 이에 본 연구에서는 선행연구의 고찰을 통해 폴리에스터 염색 시 가장 많이 사용되며, 균염성, 캐리어와의 상용성 등이 우수하고, 낮은 에너지 준위의 E-type으로 PLA 직물의 염색에 가장 효과적인 것으로 확인된 Disperse Red 60, Disperse Blue 56, Disperse Yellow 54 (Choi, 2003)의 세 가지 염료를 사용하여, 동일한 조건의 PLA사 및 폴리에스터사를 제직하고, 염색온도 및 염색 시간에 따른 PLA 직물의 적절한 염색조건 설정, 폴리에스터 섬유와의 색상차이, 마찰, 핫프레싱, 드라이크리닝, 일광, 세탁견뢰도 결과의 비교 · 분석을 통한 종합적인 연구를 하고자 한다. 이를 위하여 첫째, PLA 직물의 분산염료 염색 시, 최적 염색조건을 설정하기 위하여 안트라퀴논계 및 퀴놀린계의 세 가지 분산염료로 PLA 직물을 온도별, 시간별로 염색하여 염료 흡진율 및 K/S값을 평가하고 PLA 직물의 염색 최적 조건을 구하였다. 둘째, 최적 조건에서 염색된 PLA 직물의 다양한 염색견뢰도를 평가하여 실제 의류용으로 이용할 경우 실용성을 평가하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 휴비스에서 75 데니어, 72 필라멘트의 PLA 사 및 폴리에스터사를 제공받아 동일한 조건으로 제직하여 사용하였다. 각 시료의 특성은 [Table 1]과 같다.
- 각 시료의 특성은 [Table 1]과 같다. 분산염료는 안트라퀴논계인 Lumacron red EFB(C. I. Disperse red 60, M. Dohmen GmbH., Germany), Lumacron blue EFB(C. I. Disperse blue 56, M. Dohmen GmbH., Germany), 퀴놀린계인 Lumacron yellow E3G(C. I. Disperse yellow 54, M. Dohmen GmbH., Germany)를 사용하였으며, 각 염료의 구조는 [Fig. 1]과 같다. 염색을 위해 분산제 2g/l(Turkey red oil, Finecenter, Korea)를 사용하였다.
- 염색을 위해 분산제 2g/l(Turkey red oil, Finecenter, Korea)를 사용하였다. 염료는 정제과정 없이 시판염료를 사용하였으며, 분산제는 1등급을 사용하였다.
이론/모형
- 염색한 PLA 직물의 표면색은 Computer Color Matching System(JX777, Japan, 이하 CCM)을 사용하여 측정하였다. K/S값은 각 시료의 표면반사율을 Y filter로 측정한 후, Kubelka-Munk식 [Eq. 2]에 의하여 구하였다.
- 염색한 PLA 직물의 견뢰도는 세탁견뢰도, 드라이크리닝견뢰도, 마찰견뢰도, 핫프레싱견뢰도, 땀견뢰도로 측정하였다. 세탁견뢰도는 Lounder-O-meter (Koa Shokai Ltd., Kyoto, Japan)를 사용하여 KS K ISO 105-C01, 드라이크리닝견뢰도는 드라이클리닝시험기(Sungshin Testing M. C. Co., Korea)를 사용하여 KS K ISO 105-D01, 마찰견뢰도는 크로크미터(Sungshin Testing M.C. Co., Korea)를 사용하여 KS K 0650, 핫프레싱견뢰도는 핫프레스기(Sungshin Testing M. C. Co., Korea)를 사용하여 KS K 0460, 땀견뢰도는 Perspiration Tester(AATCC Atlas Electric Device)를 사용하여 KS K ISO 105-E04에 준하여 측정하였다.
- 염색한 PLA 직물의 표면색은 Computer Color Matching System(JX777, Japan, 이하 CCM)을 사용하여 측정하였다. K/S값은 각 시료의 표면반사율을 Y filter로 측정한 후, Kubelka-Munk식 [Eq.
성능/효과
- 6]은 PLA 및 폴리에스터 직물의 염료 흡진율을 비교한 결과이다. DR 60, DB 56, DY 54 염료 모두 PLA보다 폴리에스터 직물에서의 흡진율이 약 3~12% 증가하였다. 즉, 동일한 염료를 동일한 조건에서 염색했을 때, 폴리에스터 직물의 염료를 흡진하는 효율이 PLA 직물보다 더 큰 것을 알 수 있다.
- K/S값은 DY 54 > DR 60> DR 56 순으로 감소하였다. DY 54 염료의 경우, 흡진율은 상대적으로 가장 낮았으나, K/S값이 가장 큰 것으로 보아, 적은 양으로도 높은 염색성을 얻을 수 있음을 확인하였다. 반면, DB 56의 경우에는 흡진율도 낮고, 염색성도 낮아 염료의 효율이 가장 저하되는 것을 확인하였다.
- 염색견뢰도는 세 가지 분산염료 모두 대부분의 염색견뢰도에서 우수하였으며, 핫프레싱, 알칼리 땀견뢰도가 5등급으로 특히 우수하였고, 세탁견뢰도, 드라이크리닝 견뢰도가 3등급, 마찰견뢰도 및 산성 땀견뢰도가 4등급이었다. PLA 및 폴리에스터 직물의 흡진율 및 K/S값 측정결과, 동일 조건에서 염색 시, PLA 직물의 염료 흡진율이 폴리에스터 직물보다 낮았으나, 흡진된 염료가 모두 염착되어 실제적으로 K/S값은 폴리에스터 직물보다 우수함을 확인하였다. 또한 동색성 측정결과, DB 56의 경우 폴리에스터 직물과 동일 색상으로 염색되었으며, DR 60, DY 54는 PLA 직물의 색이 더 진하게 염색됨을 확인하였다.
- 또한 c*값은 폴리 에스터 직물이 우수하여 폴리에스터 직물의 채도가 더 밝음을 알 수 있다. PLA 직물과 폴리에스터 직물은 유사한 a*값을 가졌지만, b*값의 차이가 있고, 폴리에스터 직물의 b*값이 더 크므로, PLA 직물보다 폴리에스터 직물이 좀 더 노란 색을 띄는 것을 확인하였다. 또한 PLA 직물 및 폴리에스터 직물의 동일 조건에서 염색 시, 동색성을 나타내는 K값을 평가한 결과, DB 56 염료의 동색성이 가장 컸으며, DR 60 및 DY 54 염료의 경우에는 PLA 직물의 색상 값이 더 크게 나타났다.
- PLA 직물의 분산염료 염색 시, 온도 및 시간을 변화시켜 흡진율 및 K/S값을 평가한 결과, 온도는 모든 염료에서 90°C, 시간은 DR 60로 염색 시 20분, DB 56은 60분, DY 54로 염색 시 40분이 적당하다.
- , 1993b). PLA 직물의 염색견뢰도 측정결과, DR 60, DB 56, DY 54로 염색 시, 대부분의 견뢰도가 우수하였으며, 이를 통해 세 가지 염료 모두 PLA 직물의 염색에 적합함을 알 수 있다.
- DR 60의 경우 20분, DB 56의 경우 60분, DY 54의 경우 40분에서 염착 평형에 도달하였다. [Fig. 4]에 나타난 바와 같이, 염료에 따른 흡진율은 DR 60이 가장 크고, 그 다음으로 DB 56, DY 54의 순으로 나타났으며, 염료별 흡진율의 차이는 약 3배로 나타났다. 이는 온도에 따른 흡진율의 결과와 유사한 경향으로, 동일한 염색시간에서 DR 60염료가 DY 54 염료보다 3~4배 높은 염착량을 보인다는 Jung et al.
- 즉, 세 가지 염료 모두 시간에 따른 영향은 없는 것으로 생각된다. [Fig. 4]의 흡진율 결과와 비교했을 때, DR 60의 경우 20 내에서 염색이 모두 이루어졌기 때문에 염색시간을 늘리는 것은 비효율적이며, DB 56의 경우, 흡진율이 60분에서 눈에 띄게 증가한 반면, 실제 K/S값은 조금씩 증가하여 60분 이상에서 가장 크게 나타났으나, 시간에 따른 차이는 크지 않았다. DY 54의 경우 40분 이상에서 흡진율이 약 10% 증가하였으며, K/S값에는 영향을 미치지 않았으나, 흡진율의 큰 증가는 염료가 섬유 내부로 깊숙이 침투했음을 나타내므로, K/S값의 큰 변화가 나타나지 않더라도, 견뢰도 등의 문제를 고려하였을 때, 40분 이상의 염색시간이 필요함을 나타낸다.
- L* 값, 즉, 명도가 감소함으로서 PLA 직물의 K/S값은 폴리에스터 직물보다 크고, c*값이 높음으로 인해 더 밝아 보이는 색상을 띄도록 염색이 되었다(Burkinshaw & Jeong, 2012). a*의 차이보다 b*의 차이가 더 크고, PLA 직물의 b*값이 더 큰 것으로 보아 유사한 붉은 색이지만, 폴리에스터 직물의 색상이 PLA 직물보다 더 푸른 기가 감도는 것을 알 수 있다. DB 56의 경우에도 PLA 직물의 명도값이 폴리에스터 직물보다 낮아서 더 진하게 염색 되었음을 알 수 있고, c*의 경우 폴리에스터 직물이 높았기 때문에 DB 56으로 염색 시, 폴리에스터 직물에서 채도가 높다는 것을 알 수 있다.
- 오염에 의한 견뢰도를 보면, 변퇴보다는 오염에 의한 견뢰도가 우수하였는데, 이는 염료 자체가 물에 불용성이기 때문에 탈락한 염료들이 분산제의 첨가 없이는 재염색이 되지 않기 때문이다. 그 중, DR 60의 세탁견뢰도 중 오염은 제1, 제2 첨부백포 모두 동일한 값을 나타냈는데, DB 56 및 DY 54의 경우 제1 첨부백포의 오염보다 제2 첨부백포의 오염 등급이 더 낮았다. 이를 통해, DB 56 및 DY 54 염료가 DR 60 염료보다 제2 첨부백포인 셀룰로스계 섬유에 대한 친화성이 더 큼을 알 수 있다.
- 세 염료의 세탁견뢰도 시험 측정결과, 염료 자체의 흡진율의 정도는 섬유의 견뢰도에 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 드라이크리닝에 의한 견뢰도는 세 염료 모두 3등급을 나타내, 드라이크리닝용제에 있어서도 변색이 일어남을 확인하였다. 분산염료는 분산제에 의해 분산되어 소수성 고분자인 폴리에스터 섬유에 착색되는(Kang et al.
- Choi and Seo(2006)에 따르면, 실제적으로 폴리에스터 섬유의 염색은 110 ℃ 이상의 온도에서 시작되었으므로, 해당 온도 이하의 온도에 서는 염색되지 않은 것으로 사료된다. 따라서 PLA 직물이 폴리에스터 직물에 비해 염료를 덜 흡진하더라도, 이미 흡진된 염료가 섬유 내부 깊숙이 침투하여 골고루 염착되었으므로, K/S값이 크게 나타났다. 따라서 분산염료로 PLA 직물을 염색 시, 흡착량은 폴리에스터 직물에 못미치지만, 실제 염착되는 색상에 있어서는 그 효과가 입증됨을 확인하였다.
- 따라서 PLA 직물이 폴리에스터 직물에 비해 염료를 덜 흡진하더라도, 이미 흡진된 염료가 섬유 내부 깊숙이 침투하여 골고루 염착되었으므로, K/S값이 크게 나타났다. 따라서 분산염료로 PLA 직물을 염색 시, 흡착량은 폴리에스터 직물에 못미치지만, 실제 염착되는 색상에 있어서는 그 효과가 입증됨을 확인하였다. 따라서 폴리에스터 직물의 실제 염색조건 이하에서도 충분히 PLA 직물은 염색이 가능함을 확인하였다.
- 따라서 온도에 따른 염색 시, 염료의 흡진율 및 직물의 K/S값을 측정한 결과, 염색 시 최적 온도는 80~90°C가 적당함을 확인하였으며, 흡진율 측정결과, DY 54 및 DR 60의 경우 80°C보다 90°C에서 염료 흡착이 잘 되었기 때문에 본 연구에서는 PLA 직물의 최적 염색 온도 조건을 90°C로 설정하였다.
- 또한 동색성 측정결과, DB 56의 경우 폴리에스터 직물과 동일 색상으로 염색되었으며, DR 60, DY 54는 PLA 직물의 색이 더 진하게 염색됨을 확인하였다. 따라서 폴리에스터 직물에 적용 가능하던 분산염료가 PLA 직물의 염색에 적합함을 확인하였다. 본 연구를 통해, 세 가지 분산염료의 최적 염색조건을 얻었으며, 실제 PLA 직물의 염색에 효과적으로 적용될 수 있음을 확인하였다.
- 따라서 분산염료로 PLA 직물을 염색 시, 흡착량은 폴리에스터 직물에 못미치지만, 실제 염착되는 색상에 있어서는 그 효과가 입증됨을 확인하였다. 따라서 폴리에스터 직물의 실제 염색조건 이하에서도 충분히 PLA 직물은 염색이 가능함을 확인하였다.
- DY 54의 경우 PLA 직물의 명도가 폴리에스터 직물보다 낮았으므로, K/S값이 크게 나타났다. 또한 DY 54의 명도차가 다른 두 염료에 비해 크게 나타났는데, 이를 통해 DY 54의 K/S값이 가장 큼을 알 수 있다. 또한 c*값은 폴리 에스터 직물이 우수하여 폴리에스터 직물의 채도가 더 밝음을 알 수 있다.
- PLA 직물과 폴리에스터 직물은 유사한 a*값을 가졌지만, b*값의 차이가 있고, 폴리에스터 직물의 b*값이 더 크므로, PLA 직물보다 폴리에스터 직물이 좀 더 노란 색을 띄는 것을 확인하였다. 또한 PLA 직물 및 폴리에스터 직물의 동일 조건에서 염색 시, 동색성을 나타내는 K값을 평가한 결과, DB 56 염료의 동색성이 가장 컸으며, DR 60 및 DY 54 염료의 경우에는 PLA 직물의 색상 값이 더 크게 나타났다. 본 연구를 통해 동일한 염료로 염색한다 하더라도, 염색되는 섬유의 특성이 다르므로, 염료가 섬유와 반응하였을 때, 색의 미세한 변화가 나타났으며, [Fig.
- PLA 및 폴리에스터 직물의 흡진율 및 K/S값 측정결과, 동일 조건에서 염색 시, PLA 직물의 염료 흡진율이 폴리에스터 직물보다 낮았으나, 흡진된 염료가 모두 염착되어 실제적으로 K/S값은 폴리에스터 직물보다 우수함을 확인하였다. 또한 동색성 측정결과, DB 56의 경우 폴리에스터 직물과 동일 색상으로 염색되었으며, DR 60, DY 54는 PLA 직물의 색이 더 진하게 염색됨을 확인하였다. 따라서 폴리에스터 직물에 적용 가능하던 분산염료가 PLA 직물의 염색에 적합함을 확인하였다.
- DY 54 염료의 경우, 흡진율은 상대적으로 가장 낮았으나, K/S값이 가장 큰 것으로 보아, 적은 양으로도 높은 염색성을 얻을 수 있음을 확인하였다. 반면, DB 56의 경우에는 흡진율도 낮고, 염색성도 낮아 염료의 효율이 가장 저하되는 것을 확인하였다. 즉, DB 56의 경우, 동일한 염색조건에서 염색이 어렵다.
- 또한 PLA 직물 및 폴리에스터 직물의 동일 조건에서 염색 시, 동색성을 나타내는 K값을 평가한 결과, DB 56 염료의 동색성이 가장 컸으며, DR 60 및 DY 54 염료의 경우에는 PLA 직물의 색상 값이 더 크게 나타났다. 본 연구를 통해 동일한 염료로 염색한다 하더라도, 염색되는 섬유의 특성이 다르므로, 염료가 섬유와 반응하였을 때, 색의 미세한 변화가 나타났으며, [Fig. 6]의 연구결과와 같이 동일 조건, 즉 저온의 조건에서 PLA 직물의 K/S값이 폴리에스터 직물보다 크게 나타남을 확인하였다.
- 따라서 폴리에스터 직물에 적용 가능하던 분산염료가 PLA 직물의 염색에 적합함을 확인하였다. 본 연구를 통해, 세 가지 분산염료의 최적 염색조건을 얻었으며, 실제 PLA 직물의 염색에 효과적으로 적용될 수 있음을 확인하였다.
- [Table 4]는 PLA 및 폴리에스터 직물의 색상 비교결과이다. 색차를 비교한 결과, PLA 및 폴리에스터 직물의 색상은 다소 차이가 있는 것으로 나타났다. 크게 H* 값을 비교했을 때에는 염색 후, 유사한 계열의 색상으로 염색된 것을 확인하였다.
- 이를 통해, DB 56 및 DY 54 염료가 DR 60 염료보다 제2 첨부백포인 셀룰로스계 섬유에 대한 친화성이 더 큼을 알 수 있다. 세 염료의 세탁견뢰도 시험 측정결과, 염료 자체의 흡진율의 정도는 섬유의 견뢰도에 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 드라이크리닝에 의한 견뢰도는 세 염료 모두 3등급을 나타내, 드라이크리닝용제에 있어서도 변색이 일어남을 확인하였다.
- 즉, 이 두 염료는 산성의 조건에서는 염료의 탈락이 DB 56보다는 용이한 것으로 생각된다. 알칼리 땀에 대한 견뢰도는 세 염료 모두 변퇴 및 오염 모두 5등급으로 나타나 알칼리성 땀에 의한 견뢰도가 우수함을 확인하였다. 이는 안트라퀴논 및 퀴놀린계의 염료가 알칼리에 대한 안정성이 우수하기 때문이다(Park et al.
- [Table 3]은 DR 60, DB 56, DY 54 염료로 염색한 PLA 직물의 염색견뢰도 결과이다. 염색견뢰도는 모든 분산염료로 염색 시, 전반적으로 우수하게 나타났다. 세탁견뢰도의 경우, DR 60, DR 56, DY 54 모두 변퇴가 4급, 오염이 3~4급으로 나타났다.
- 이상의 실험결과, PLA 직물은 Disperse red 60으로 염색 시 온도 90℃, 염색시간 20분, Disperse blue 56으로 염색 시 온도 90℃, 염색시간 60분, Disperse yellow 54 로 염색 시 온도 90℃, 염색시간 40분으로 설정하였다. 염색견뢰도는 세 가지 분산염료 모두 대부분의 염색견뢰도에서 우수하였으며, 핫프레싱, 알칼리 땀견뢰도가 5등급으로 특히 우수하였고, 세탁견뢰도, 드라이크리닝 견뢰도가 3등급, 마찰견뢰도 및 산성 땀견뢰도가 4등급이었다. PLA 및 폴리에스터 직물의 흡진율 및 K/S값 측정결과, 동일 조건에서 염색 시, PLA 직물의 염료 흡진율이 폴리에스터 직물보다 낮았으나, 흡진된 염료가 모두 염착되어 실제적으로 K/S값은 폴리에스터 직물보다 우수함을 확인하였다.
- 그 중, DR 60의 세탁견뢰도 중 오염은 제1, 제2 첨부백포 모두 동일한 값을 나타냈는데, DB 56 및 DY 54의 경우 제1 첨부백포의 오염보다 제2 첨부백포의 오염 등급이 더 낮았다. 이를 통해, DB 56 및 DY 54 염료가 DR 60 염료보다 제2 첨부백포인 셀룰로스계 섬유에 대한 친화성이 더 큼을 알 수 있다. 세 염료의 세탁견뢰도 시험 측정결과, 염료 자체의 흡진율의 정도는 섬유의 견뢰도에 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였다.
- 이상의 실험결과, PLA 직물은 Disperse red 60으로 염색 시 온도 90℃, 염색시간 20분, Disperse blue 56으로 염색 시 온도 90℃, 염색시간 60분, Disperse yellow 54 로 염색 시 온도 90℃, 염색시간 40분으로 설정하였다. 염색견뢰도는 세 가지 분산염료 모두 대부분의 염색견뢰도에서 우수하였으며, 핫프레싱, 알칼리 땀견뢰도가 5등급으로 특히 우수하였고, 세탁견뢰도, 드라이크리닝 견뢰도가 3등급, 마찰견뢰도 및 산성 땀견뢰도가 4등급이었다.
- 4]에 나타난 바와 같이 DR 60 경우 시간에 따른 염착량 변화는 크게 나타나지 않았다. 즉, DR 60의 경우 짧은 시간에 염착평형에 도달하였음을 알 수 있었으며, DB 56의 경우, 염색성은 시간에 따라 증가하다가 염색시간이 60분에서 염착평형에 도달하였다. DY 54의 경우 시간이 증가하면서 염착성은 서서히 증가하다가 40분에서 염착평형이 관찰되었다.
- DR 60, DB 56, DY 54 염료 모두 PLA보다 폴리에스터 직물에서의 흡진율이 약 3~12% 증가하였다. 즉, 동일한 염료를 동일한 조건에서 염색했을 때, 폴리에스터 직물의 염료를 흡진하는 효율이 PLA 직물보다 더 큰 것을 알 수 있다. 이는 폴리에스터 섬유에 대부분의 상업적인 분산염료에 의한 흡진율이 PLA보다 우수하다는 Yang and Huda(2003)의 연구와도 일치하는 결과이다.
- 따라서 외부의 압력이 가해졌을 때, 염착이 제대로 이루어지지 않았던 염료들이 이탈하여 변색이 나타난 것으로 판단되며, 이러한 염료들이 외부 압력에 의해 다시 오염포에 오염이 된 것으로 생각된다. 핫프레싱에 의한 견뢰도는 세 염료 모두 5등급으로 우수하게 나타나 핫프레싱에 의해서도 염료의 탈락이 이루어지지 않은 것을 확인하였다. 땀견뢰도의 경우, DR 60 및 DY 54 염료는 산성 땀에 의해 변퇴 등급이 4등급으로 나타났다.
후속연구
- 그러나 이상의 분산염료에 대한 PLA 섬유의 염색성에 대한 선행연구는 특정 분산염료에 대해 각기 다른 측정방법을 사용하여 개별적으로 연구되었기 때문에, 이들 연구결과의 산업적 활용에는 제약이 따르므로, 비교 · 분석을 통한 종합적인 연구가 필요하다.
- 마지막으로 기존의 폴리에스터 직물과 염료 흡진율, K/S값을 비교하고, 염색된 직물의 색상을 평가 하여 폴리에스터 염색에 우수성을 나타내는 분산염료 3종의 PLA 직물의 염색가능성을 평가하였다. 본 연구 결과는 PLA 직물의 의류소재로서 산업적 활용에 실용적 데이터로 적용될 뿐 아니라 궁극적으로 PLA 직물의 고부가가치 의류소재로의 개발에 기여할 것으로 기대된다.
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