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 트리아세테이트와 흡한속건성 PET 합연사로 구성된 혼방직물의 염착량 증진 및 두 원사 간 동일한 색상의 발현을 위하여 E-type 분산염료에 S-type 분산염료를 혼합하여 1욕 혼합염색에서 염색온도, 염색시간, 염료의 혼합비율이 흡진율과 염착율에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 트리아세테이트와 흡한속건성 PET 혼방직물의 겉보기색상 변화와 색차를 측정하여 동일한 색상의 발현을 위한 최적 혼합염색 조건을 고찰하였다.
제안 방법
- 각 시료는 염색 전에 합성섬유용 정련제(Sunmal SS-30, Nicca Korea) 2g/L로 70℃에서 20분간 전처리하였다. 실험에 사용된 분산염료는 이화산업(주)에서 판매하는 E-type의 Scarlet E-2GH 150 (C.
- 모든 염색시료는 70℃에서 20분간 1: 50의 액비로 NaOH 2g/L, Na2S2O4 2g/L의 조건으로 환원세정 후 증류수로 수세하고 상온 건조하였다. 두 섬유의 동일 색상 발현 및 염착량 증진을 위한 혼합염색에서는 염료의 중량에 따라 E-type의 Scarlet E-2GH 150과 S-type의 Red S-BLF의 혼합 비율을 각각 30:70, 50:50, 70:30으로 설정하여 염색하였다.
- 따라서 본 연구에서는 트리아세테이트와 흡한속건성 PET 합연사로 구성된 혼방직물의 염착량 증진 및 두 원사 간 동일한 색상의 발현을 위하여 E-type 분산염료에 S-type 분산염료를 혼합하여 1욕 혼합염색에서 염색온도, 염색시간, 염료의 혼합비율이 흡진율과 염착율에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 트리아세테이트와 흡한속건성 PET 혼방직물의 겉보기색상 변화와 색차를 측정하여 동일한 색상의 발현을 위한 최적 혼합염색 조건을 고찰하였다.
- 본 연구에서는 트리아세테이트와 흡한속건성 PET 합연사로 구성된 복합직물의 염착량 증진 및 원사 간 동일 색상의 발현을 위하여 E-type 분산염료(C.I.disperse red 50)에 S-type 분산염료(C.I. Disperse red 92)를 혼합하여 1욕 혼합염색으로 염색온도, 염색시간, 염료의 혼합비율에 따른 염색직물의 흡진율, 염착율, 색상 및 색차를 측정하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 염색 전ㆍ후의 염액의 흡광도는 Spectro Colorimeter (Model JS555, Color Techno System Corporation, Tokyo, Japan)을 사용하여 측정하였다. Disperse Red 50은 520nm, Disperse Red 92는 540nm에서 최대 흡광도를 나타내었으며, 복합 염액은 각각 Red50과 Red92를 30:70의 비율로 혼합한 염액은 550nm에서, 50:50의 비율로 혼합한 염액은 510nm에서, 70:30으로 혼합한 염액은 550nm에서 최대 흡광도를 나타내었다.
- 염색은 1% (o.w.f)의 농도로 2가지 분산염료를 사용하여 I.R. Dyeing Machine (Han Won Testing Machine Co.)으로 step dyeing 실시하였다. 분산제 (Sunsolt RM 340, Nicca Korea) 0.
대상 데이터
- )으로 step dyeing 실시하였다. 분산제 (Sunsolt RM 340, Nicca Korea) 0.3% (o.w.f)를 사용하였으며 아세트산(Acetic acid)을 이용하여 pH 4.5로 맞추었으며 액비는 1 : 30으로 하였다. 염색 개시온도는 50℃였으며, 80℃까지는 승온속도 2℃/min, 80℃에서 120℃까지는 승온속도 1℃/min으로 조절하여 120℃에서 40분 동안 염색 후 70℃까지는 감온속도 2℃/min으로 냉각하였다.
- )으로 step dyeing 실시하였다. 분산제 (Sunsolt RM 340, Nicca Korea) 0.3% (o.w.f)를 사용하였으며 아세트산(Acetic acid)을 이용하여 pH 4.5로 맞추었으며 액비는 1 : 30으로 하였다. 염색 개시온도는 50℃였으며, 80℃까지는 승온속도 2℃/min, 80℃에서 120℃까지는 승온속도 1℃/min으로 조절하여 120℃에서 40분 동안 염색 후 70℃까지는 감온속도 2℃/min으로 냉각하였다.
-
1. 시료 및 시약
시료는 경ㆍ위사 모두 트리아세테이트(75d)와 흡한 속건성 PET (75d)의 합연사(1300T/M, Z twist)를 사용하여 혼방직물을 제직하였다
. 각 시료의 특성은 Table 1과 같다. - 각 시료는 염색 전에 합성섬유용 정련제(Sunmal SS-30, Nicca Korea) 2g/L로 70℃에서 20분간 전처리하였다. 실험에 사용된 분산염료는 이화산업(주)에서 판매하는 E-type의 Scarlet E-2GH 150 (C.I. Disperse Red 50)과 S-type의 Scarlet E-2GH 150 (C.I. Disperse Red 50)과 S-type의 Red S-BLF (C.I. Disperse red 92) 을 사용하였으며 각 염료의 구조는 Table 2와 같다.
이론/모형
- 색 측정은 Munsell의 표색계 변환법으로 색의 3속성 값 색상 H (Hue), 명도 V (Value), 채도 C (Chroma)를 산출하여 염색직물의 표면 색을 살펴보았으며 CIE Lab 표색계에 의하여 명도지수 L*, 색좌표 지수 a*, b*를 측정하여 나타냈다.
- 색차는 KS K 0205 (Korean Agency for Technology and Standards, 2008)에 의해 E-type 염료로 단독 염색한 직물을 기준으로 다음의 식에 의하여 계산하였다.
- 염착율은 광원 D65, 관측시야 10°에서 염색직물을 4겹으로 하여 최대 흡수파장(550nm) 에서 표면 반사율을 측정하여 Kubellka-Munk의 식에 의해 K/S 값을 산출하였다.
성능/효과
- E-type과 S-type 염료의 비율에 따른 ΔE값의 결과 값을 이용하여 회귀 분석한 결과 색상 차 ΔE값이 1.5에 해당되는 혼합비율을 추정한 결과 E-type이 65.4%일 때로 E-type의 염료 혼합비율 65.4%까지는 E-type의 염료와 색상차이 없이 염착량을 증진시킬 수 있을 것으로 예상된다.
- Table 8은 E-type과 S-type염료의 혼합비율에 따른 트리아세테이트와 흡한속건 PET 복합직물의 염색특성을 알아보기 위하여 120℃에서 40분간 염색한 직물의 색 특성 결과이다. E-type과 S-type염료의 혼합 비율을 달리하여 염색한 직물을 단독 염색한 직물과 비교해보면 L* 값이 큰 밝은 색상의 S-type염료 혼합 비율이 높아질수록 L* 값이 크게 나타났다. 그러나 K/S 값을 살펴보면 E-type과 S-type 염료를 30:70비율로 혼합할 경우에는 단독 E-type 염료 염색직물보다는 낮게 나타났으나 50:50과 70:30의 비율로 혼합하여 염색된 직물의 K/S 값은 단독염색의 경우보다 모두 높게 나타났다.
- E-type과 S-type염료의 혼합비율에 따른 트리아세테이트와 흡한속건 PET 복합직물의 색특성은 E-type과 S-type 염료를 70:30의 비율로 혼합한 염료로 염색된 직물은 선명한 Red의 색상을 나타내는 E-type 염료의 색상과 차이가 없고 섬유 간 동일한 색상을 나타내며 염착량이 증대되었다.
- 염색온도에 따라 K/S값이 증가하였으며 100℃ 이후에는 K/S값이 크게 증가 하지 않아 100℃에서 염착평형이 일어난 것을 확인할 수 있다. 그러나 육안으로 관찰된 염색직물의 외관은 낮은 온도에서 불완전한 흰색잔류 현상이 나타났고 염색온도가 증가할수록 이 현상이 감소되었다. 이에 염색된 직물을 전자현미경으로 80배 확대하여 관찰한 결과 Table 3과 같이 낮은 염색온도에서 혼방 직물 내의 트리아세테이트와 PET 섬유의 색상차를 확인하였고, 겉보기 색상 차이의 정도를 살펴 보기위하여 각 염색된 직물의 K/S 값의 표준편차를 계산하여 Table 4에 나타냈다.
- 5에서 보는 바와 같이 K/S값은 염색 온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타냈으며 이는 앞에서 염색 온도에 따른 흡진율의 결과와 일치하는 경향을 나타냄을 알 수 있었다. 두 염료 모두 염료 흡진율의 염착평형상태가 관찰되었던 100℃를 기준으로 직물 표면의 염착량을 비교해보면 E-type과 S-type 모두 130℃에서 가장 높은 K/S 값을 나타냈다. 이러한 결과는 온도 증가에 따라 직물의 섬유 내에 염착되는 염료의 양이 증가하였다고 보고한 선행연구(Jung et al.
- 그러나 K/S 값을 살펴보면 E-type과 S-type 염료를 30:70비율로 혼합할 경우에는 단독 E-type 염료 염색직물보다는 낮게 나타났으나 50:50과 70:30의 비율로 혼합하여 염색된 직물의 K/S 값은 단독염색의 경우보다 모두 높게 나타났다. 따라서 E-type과 S-type염료의 혼합비율을 적절히 조절할 경우 염착량을 증대시킬 수 있다는 것을 확인하였다.
- 4%까지는 E-type의 염료와 색상차이 없이 염착량을 증진시킬 수 있을 것으로 예상된다. 따라서 두 가지 원사를 합연하여 제직한 복합직물의 염색 시 E-type과 S-type 염료를 적절한 비율로 혼합하여 사용할 경우 색상의 차이 없이 염착량을 증진시킬 수 있었다.
- Table 4를 보면 염색온도가 증가할수록 K/S 값의 표준편차가 줄어들어 트리아세테이트와 PET 섬유소재간의 겉보기 색상차이가 줄어드는 것이 확인되었다. 또한 선명한 붉은 색상인 E-type의 염료를 기준으로 볼 때 S-type 염료를 적절히 혼합했을 때 K/S 값의 표준편차가 줄어들어 균일한 색상을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 한편 130℃에서 염색한 직물은 수축이 많이 되어 가능한 수축율을 줄이면서 트리아세테이트와 흡한속건성 PET 간의 동일한 색상 염색이 가능한 온도는 120℃로 판단된다.
- Table 6과 7에서 볼 수 있듯이 염색시간이 길어질수록 트리아세테이트와 PET 섬유소재간의 겉보기 색상차이가 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 또한 선명한 붉은 색상인 E-type의 염료를 기준으로 볼 때 S-type 염료를 적절히 혼합했을 때 혼방직물 내의 트리아세테이트와 PET 섬유의 겉보기 색상차이가 줄어들어 염색시간이 길수록 그리고 혼합염료를 사용할 경우 균일한 색상을 얻을 수 있었다.
- 염색 시간 증가에 따른 혼합염료 흡진율과 염착량의 변화는 크게 나타나지 않았으나 염색시간이 길수록 그리고 혼합염료를 사용할 경우 균일한 색상을 얻을 수 있었다.
- 11은 시간변화에 따른 피염물의 K/S값을 나타낸 것이다. 염색시간의 증가에 따라 K/S값이 다소 감소하는 경향을 보이나 단일염료, 혼합염료 모두 큰 변화 없이 일정한 값을 나타내는 것을 볼 수 있다. 이는 처리시간의 증가로 흡진율의 증가로 섬유 내에 흡착되는 염료의 양은 증가하나 염착이 불안정한 상태로 완전 고착이 되지 않아 환원세정 및 세탁의 과정에서 탈락된다는 것을 의미한다.
- 6은 혼합염료의 염색온도에 따른 염색 직물의 K/S 값을 나타낸 결과이다. 염색온도에 따라 K/S값이 증가하였으며 100℃ 이후에는 K/S값이 크게 증가 하지 않아 100℃에서 염착평형이 일어난 것을 확인할 수 있다. 그러나 육안으로 관찰된 염색직물의 외관은 낮은 온도에서 불완전한 흰색잔류 현상이 나타났고 염색온도가 증가할수록 이 현상이 감소되었다.
- 이상의 결과로부터 트리아세테이트와 흡한속건성 PET 혼방직물의 균염성과 염착량 증진을 위해서는 E-type 염료와 S-type 염료를 적절한 비율로 혼합하여 사용하는 것이 효과적인 것으로 사료된다. 그러나 본 연구의 결과는 E-type 염료의 색상을 기준으로 한 결과로 염색의 목적에 따라 승화견뢰도나 균염성을 고려하여 적절한 염료를 선택해야 한다.
- 트리아세테이트와 흡한속건 PET 합연사로 구성된 직물의 염색온도에 따른 염색성을 살펴본 결과 혼합 염색의 염착평형은 100℃에서 일어났으나 염색된 직물의 K/S 값과 겉보기 색상을 비교해보았을 때 트리아세테이트와 흡한속건성 PET의 색이 동일한 색으로 발현되는 최적온도는 120℃로 판단된다.
- 3에 나타난 바와 같이 혼합염료의 흡진율은 염색 온도가 높아짐에 따라 지속적으로 증가하여 E-type과 S-type의 염착평형 온도인 100℃ 이후에서도 흡진율이 꾸준히 증가하는 것으로 관찰되었다. 혼합 비율에 따라서는 낮은 온도에서도 비교적 높은 흡진율을 보인 E-type 의 비율이 높을 경우 100℃ 이하에서는 높은 흡진율을 나타냈으며 높은 온도에서 흡진율이 큰 S-type의 비율이 높을 경우 100℃ 이후에서 큰 흡진율을 보여 E-type의 염료가 S-type의 염료에 비해 더 낮은 온도에서 먼저 섬유에 흡착함을 알 수 있으며, 이는 염료의 분자량이 S-type 보다는 E-type이 작기 때문에 섬유 내 염료의 확산 속도가 빨라 저온에서 염색되기 시작하는 염료의 특성이 그대로 반영됨을 알 수 있다.
- 12는 E-type과 S-type 염료의 혼합비율을 달리하여 염색한 직물의 E-type 염료의 Red 색상 발현의 정도를 살펴보기 위해 E-type 염료로 단독 염색한 직물을 기준으로 E-type과 S-type 염료의 혼합비율을 달리하여 염색한 직물, S-type 염료 단독 염색 직물과의 색차 (△E)값을 나타낸 것이다. 혼합 염색 시 가장 높은 염착율을 나타낸 E-type과 S-type 염료를 70:30 비율의 혼합 염색직물의 △E값이 0.95로 나타났다. 일반적으로 ΔE값이 1.
후속연구
- 이상의 결과로부터 트리아세테이트와 흡한속건성 PET 혼방직물의 균염성과 염착량 증진을 위해서는 E-type 염료와 S-type 염료를 적절한 비율로 혼합하여 사용하는 것이 효과적인 것으로 사료된다. 그러나 본 연구의 결과는 E-type 염료의 색상을 기준으로 한 결과로 염색의 목적에 따라 승화견뢰도나 균염성을 고려하여 적절한 염료를 선택해야 한다. 또한 혼방직물을 일욕으로 염색하고자 할 때는 혼방되는 각 섬유의 염색성을 고려하여 혼합염료를 선택하고 염색조건을 제어하여 염색해야 할 것이다.
- 그러나 두 가지 이상의 소재로 이루어진 복합사의 경우 염색과정에서 발생되는 미세한 색차는 심미성을 추구하는 소비자의 감성을 충분히 만족시킬 수 없다. 본 연구에서는 E-type과 S-type의 red 계열 혼합염료를 사용하여 최적혼합염색 조건을 설정하였으나 다양한 색상으로 확대하여 소비자 감성에 맞춘 기능성 섬유제품을 개발하는 것이 필요하다.
- 또한 혼방직물을 일욕으로 염색하고자 할 때는 혼방되는 각 섬유의 염색성을 고려하여 혼합염료를 선택하고 염색조건을 제어하여 염색해야 할 것이다. 이밖에도 본 논문은 삼원색(Red, Yellow, Blue) 중 Red에 한정하여 실험하였기에 추후 실질적인 상용화 가치를 위하여 Yellow, Blue에 대한 최적화 연구가 진행되어야 할 것이다.
- 트리아세테이트와 흡한속건 PET 복합직물의 염색 온도와 처리시간에 따른 흡진율과 염착율은 어느정도 비슷한 경향은 있으나 차이가 나타나는 것은 흡진이 100%라도 K/S값으로 표현되는 직물 표면의 염착량이 반드시 크다고 볼 수 없다는 선행 연구로도 설명할 수 있으며(Kim et al., 2014), 사용된 염료의 절대량 및 순도가 다르므로 이에 따른 피염물의 색농도 측정값으로부터 단순히 염료 간의 염착성을 비교하는데 무리가 따른다는 것을 볼 때 염료의 염착율은 직물의 표면색과 염료의 흡진율을 종합하여 판단하여야 할 것으로 사료된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.