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문제 정의
- 본 연구에서는 천연염색이 가능한 직물 이외의 패션소재를 개발하기 위하여 우피에의 코치닐의 천연염색을 통한 천연염색 가능성 확보와 더욱 확실한 항균성 측정을 통한 고부가가치 가죽 소재 개발에 관한 기초자료를 제공하여 우피의 패션소재로서의 활용영역 확대에 기여코자 한다. 따라서 본 연구는 현대패션의 다양한 트렌드 속에서도 인류가 의복을 사용했을 때부터 어떠한 섬유보다도 제일 먼저 인간의 생활과 시작하여 오늘날까지도 사랑을 받고 있는 소재인 가죽을 천연염료의 고유색상을 구현하면서도 더욱 다양한 색상발현이 가능한 가죽제품 소재를 코치닐로부터 추출한 천염염료를 이용한 천연염색을 활용하여, 염색 및 매염조건에 따른 염색성 및 표면색의 변화, 각종 견뢰도 및 기능성 등을 고찰하여 천연염색한 우피의 패션소재로서의 사용 가능성을 타진하였다.
제안 방법
- 매염은 선매염 및 후매염을 적용하였으며, 매염제의 농도는 AI, Cu 및 Fe 1~5%(o.w.f.)에서 액비는 1:80, 40℃로 20분간 매염하였다.
- 원피와 코치닐 추출색소로 염색한 우피 염착성(K/S)와 표면색 및 색차는 측색계(Colorimeter, JX 777, Japan)를 사용하여 측정하였다.
- 측정시료는 코치닐 추출색소로 색소농도 300% o.w.f.,염색시간 40분, 염색온도 40℃, pH 5에서의 염색조건에서 염색하였으며, 코치닐의 고유색상을 가능한 유지하기 위해 Al 매염제 5% o.w.f.의 조건으로 40℃에서 20분 선매염한 다음 동일조건으로 염색하였다.
- 코치닐 추출색소를 이용하여 우피에 염색하였을 때, 염색조건(색소농도, 염색시간, 염색온도, pH)에 따른 염색성, 매염제 종류(Al, Cu, Fe) 및 매염방법(선매염, 후매염)에 의한 염착량 및 표면색의 변화, 각종 견뢰도(일광, 마찰, 드라이클리닝) 및 항균성 등을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 코치닐으로 추출한 색소분말을 사용하여 염색 실시는 액비 1:80으로 염색온도(40, 50, 60, 70℃)와 염료농도(50, 100, 150, 200, 250, 300%, o.w.f.)를 변화하면서 실행하였다. 염색 후 염착농도(K/S)는 측색계(Colorimeter, JX 777, Japan)를 활용하여 측정한 후 K/S 값을 Kubelka-Munk 식에 의해 구하였다.
대상 데이터
- 실험에 사용한 우피는 무두질한 은면이 양호한 등 부분을 이용하였으며, 두께는 0.9mm이었다. 코치닐은 약제상에서 구입한 것을 사용하였으며, AlK(SO4)2․ 12H2O(AL 매염제), FeSO4․7H2O(Fe 매염제), CuSO4․ 5H2O(Cu 매염제), 기타의 시약 등은 1급의 시약을 그대로 사용하였다.
- 9mm이었다. 코치닐은 약제상에서 구입한 것을 사용하였으며, AlK(SO4)2․ 12H2O(AL 매염제), FeSO4․7H2O(Fe 매염제), CuSO4․ 5H2O(Cu 매염제), 기타의 시약 등은 1급의 시약을 그대로 사용하였다.
이론/모형
- 공시균인 Staphylococcus aureus(ATCC 6538)와 Klebsiella pneumoniae(ATCC 4352)을 사용하여 KS K 0693: 2001에 의하여 정균감소율(bacteria reduction rate)을 평가, 항균성을 측정하였다.
- 마찰 견뢰도는 Crock-meter로 KS K 0650법에 의해, 드라이클리닝 견뢰도는 Launder-o-meter를 활용하여 KS K ISO 105 D01:2005으로, 일광 견뢰도는 Fadeo-meter를 이용하여 KS K ISO 105 B02:2005법에 준하여 측정하였다.
- )를 변화하면서 실행하였다. 염색 후 염착농도(K/S)는 측색계(Colorimeter, JX 777, Japan)를 활용하여 측정한 후 K/S 값을 Kubelka-Munk 식에 의해 구하였다.
- 우피 원피, 염색 우피와 Al 선매염한 우피의 유연성은 ST-300 Leather Softness Tester(Atlas, England)를 이용 KS M ISO 17235 : 2013 법으로 분석하였다.
성능/효과
- [Fig. 5] 및 [Fig. 6]의 결과로부터 알 수 있듯이, 후매염을 실시한 경우보다 선매염을 실시하였을 때 더 높은 염색성을 나타내는 경향을 보임을 알 수 있었다.
- 습마찰 견뢰도에서는 염색 또는 선매염 염색 시 3등급 및 3~4등급을 나타내 건마찰 견뢰도에 비해 더 저하하는 경향을 보였다. 드라이클리닝 견뢰도는 변퇴색 및 오염 모두에서 원피와 비교, 염색 또는 선매염 염색 모두에서 동일하여 큰 변화가 없음을 알 수 있었다.
- 마찰 견뢰도에서 건마찰 견뢰도는 원피와 동일하거나 약간 저하하였으며, 습마찰 견뢰도는 원피와 비교했을 때 건마찰 견뢰도에 비해 더 저하하는 경향을 보였다. 드라이클리닝 견뢰도는 변퇴색 및 오염 모두에서 원피와 비교하여 염색 또는 선매염 염색 모두에서 동일하여 큰 변화가 없음을 알 수 있었다.
- 이상과 같은 연구결과에 의하여 우피에의 코치닐 염색에 대한 기초자료들을 제안하였으며, 적절한 염색조건과 매염조건의 선택 및 항균성 부여 등에 의해 우피의 고부가가치 패션 소재로서의 활용가치가 확보될 것으로 사료된다. 따라서 본 연구결과를 기초로 하여 지금까지 대부분 직물 등을 대상으로 적용되어온 천연염료들을 가죽염색에 이용하면 의류소재로서의 이용과 함께 인테리어 제품 및 공예 제품 등 다양한 용도에의 적용 가능성도 확인되었다고 생각된다.
- 본 연구에서는 천연염색이 가능한 직물 이외의 패션소재를 개발하기 위하여 우피에의 코치닐의 천연염색을 통한 천연염색 가능성 확보와 더욱 확실한 항균성 측정을 통한 고부가가치 가죽 소재 개발에 관한 기초자료를 제공하여 우피의 패션소재로서의 활용영역 확대에 기여코자 한다. 따라서 본 연구는 현대패션의 다양한 트렌드 속에서도 인류가 의복을 사용했을 때부터 어떠한 섬유보다도 제일 먼저 인간의 생활과 시작하여 오늘날까지도 사랑을 받고 있는 소재인 가죽을 천연염료의 고유색상을 구현하면서도 더욱 다양한 색상발현이 가능한 가죽제품 소재를 코치닐로부터 추출한 천염염료를 이용한 천연염색을 활용하여, 염색 및 매염조건에 따른 염색성 및 표면색의 변화, 각종 견뢰도 및 기능성 등을 고찰하여 천연염색한 우피의 패션소재로서의 사용 가능성을 타진하였다.
- 5% 이상 저하하는 경향을 보였다. 따라서 코치닐 추출 색소농도 300% o.w.f.,염색시간 40분, 염색온도 40℃, pH 5의 적정 염색조건(K/S, 11.185) 이상에서의 염색조건에서는 더 높은 염착성을 나타내므로 우피는 딱딱해지는 즉 강직해지는 것이 확인되었다. 이와 같은 현상은 우피에의 황련염색(Cho & Kim, 2012) 및 울금염색(Bai, 2011)에서도 보고된 바 있다.
- 일광 견뢰도의 경우, 우피 원피에 비해 염색만 한 경우 및 선매염 후 염색의 경우 모두에서 약간 저하하는 경향을 나타내었다. 마찰 견뢰도에서 건마찰 견뢰도는 원피와 동일하거나 약간 저하하였으며, 습마찰 견뢰도는 원피와 비교했을 때 건마찰 견뢰도에 비해 더 저하하는 경향을 보였다. 드라이클리닝 견뢰도는 변퇴색 및 오염 모두에서 원피와 비교하여 염색 또는 선매염 염색 모두에서 동일하여 큰 변화가 없음을 알 수 있었다.
- [Table 2]는 염색한 다음 후매염하였을 때의 경우로 명도는 Al 또는 Cu 매염제로 매염했을 때 일반적으로 염색만 실시한 우피에 비하여 증가하여 색상이 밝아지는 경향을 나타냈다. 매염 시 색감각지수 a* 값은 저하하여 녹색을 띄는 경향의 증가를 나타냈으며, 색감각지수 b* 값의 경우도 미처리 우피에 비해 저하하여 청색방향으로 이동하여 청색이미지의 증가를 보임을 알 수 있었다. 색상은 Al 및 Cu 매염제에서는 RP 계열의 색상을, Fe 매염제에서는 P계열의 색상을 보였다.
- 색감각지수 a*의 경우, 모든 매염제에서 a* 값은 저하하여 녹색방향으로의 이동이 증가하는 경향을 나타냈다. 색감각지수 b*의 경우에도 저하하여 매염 처리한 우피는 청색을 띄는 경향이 증가함을 나타냈으며, 색상은 Al 및 Cu 매염제에서는 RP 계열의 색상을, Fe 매염제에서 P 계열의 색상을 보였다.
- , 염색시간 40분, 염색온도 40℃, pH 5가 적정 염색조건이었다. 선매염 시 매염제 농도에 따른 염색성은 Al 5%, Cu는 3%, Fe는 1%에서 최고의 K/S 값을 나타냈으며, 후매염의 경우에 Al 5%, Cu 5%, Fe는 4%에서 최대 K/S 값을 나타내고, 일반적으로 선매염이 후매염 경우보다 염색성이 좋았다. 색상은 모든 매염제에서 P 및 RP 계열의 색상을 보였다.
- 마찰 견뢰도에서 건마찰 견뢰도는 우피 원피의 4~5등급에 비해 염색 또는 선매염 염색 시 4등급으로 원피와 동일하거나 약간 저하하였다. 습마찰 견뢰도에서는 염색 또는 선매염 염색 시 3등급 및 3~4등급을 나타내 건마찰 견뢰도에 비해 더 저하하는 경향을 보였다. 드라이클리닝 견뢰도는 변퇴색 및 오염 모두에서 원피와 비교, 염색 또는 선매염 염색 모두에서 동일하여 큰 변화가 없음을 알 수 있었다.
- 우피 원피의 유연성은 5.6mm이었으나, 염색(K/S, 11.185) 또는 Al 1%로 선매염 후 염색(K/S, 12.041)에 의해 우피 원피에 비해 12.5% 이상 저하하는 경향을 보였다. 따라서 코치닐 추출 색소농도 300% o.
- 일광 견뢰도의 경우, 우피 원피는 4등급으로 우수하였으나, 염색만 한 경우 2등급, 선매염 후 염색의 경우 3등급으로 염색에 비해 매염 시 1등급이 향상됨을 알 수 있었다. 마찰 견뢰도에서 건마찰 견뢰도는 우피 원피의 4~5등급에 비해 염색 또는 선매염 염색 시 4등급으로 원피와 동일하거나 약간 저하하였다.
- 일광 견뢰도의 경우, 우피 원피에 비해 염색만 한 경우 및 선매염 후 염색의 경우 모두에서 약간 저하하는 경향을 나타내었다. 마찰 견뢰도에서 건마찰 견뢰도는 원피와 동일하거나 약간 저하하였으며, 습마찰 견뢰도는 원피와 비교했을 때 건마찰 견뢰도에 비해 더 저하하는 경향을 보였다.
- , 40℃ 에서 40분간 염색을 실시했을 때 염색욕의 pH에 의한 염색성의 변화 경향을 나타낸 것이다. 증류수로 추출하였을 때 추출액의 산도는 pH 5 부근이었으며, K/S 값은 산성 염욕으로의 진행에 따라 상승하는 경향을 나타내어 pH 2에서 최대의 염색성을 보였다. 그러나 pH 5 이하의 염욕 즉, pH 2~3에서 염색하였을 때 우피는 매우 딱딱해지는 경향을 나타내어 pH 5 부근이 적정 산도로 판단되었다.
- 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 및 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae)에 대한 항균성 실험에서 미처리 우피(원피) 및 코치닐 추출색소로 염색 및 선매염한 다음 염색한 경우, 모두에서 99.9%의 항균성을 보여 항균특성은 큰 변화가 없음을 알 수 있었다.
- 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 및 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae)에 대한 항균성은 미처리 우피(원피) 및 코치닐 추출색소로 염색 및 선매염한 다음 염색한 경우 모두에서 99.9%의 항균성을 보여 탁월한 항균특성을 보였다.
후속연구
- 이상과 같은 연구결과에 의하여 우피에의 코치닐 염색에 대한 기초자료들을 제안하였으며, 적절한 염색조건과 매염조건의 선택 및 항균성 부여 등에 의해 우피의 고부가가치 패션 소재로서의 활용가치가 확보될 것으로 사료된다. 따라서 본 연구결과를 기초로 하여 지금까지 대부분 직물 등을 대상으로 적용되어온 천연염료들을 가죽염색에 이용하면 의류소재로서의 이용과 함께 인테리어 제품 및 공예 제품 등 다양한 용도에의 적용 가능성도 확인되었다고 생각된다.
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