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문제 정의
- 따라서 감물과 아선약을 단일 및 혼합염색을 행하고 무매염과 매염, 혼합염색 방식에 따른 열발색의 효과를 검토하였다.
- 따라서 축합 타닌인 감물과 아선약의 혼합염색의 발색에 대한 연구가 미비하고 발색 특성의 차이가 있으므로 이에 대한 검토를 하고자 한다.
- 본 연구에서는 감물과 아선약을 면직물에 염색하고 혼합염색방법으로 top dyeing과 mixing dyeing을 하고 무매염과 매염직물의 발색경로를 검토하여 축합 타닌의 구성 성분이 다르기 때문에 발색의 경로가 다를 수 있는 감물과 아선약의 혼합염색을 통한 색상 다양화의 가능성을 위한 기초 연구를 하였다.
제안 방법
- 혼합염색 방법 중 감물염색 후 아선약을 top염색할 때는 아선약의 염색 온도, 시간을 적용하였고, 아선약을 염색하고 감물을 top염색할 때는 감물은 상온에서 염색하였다. 감물과 아선약의 혼합(mixing)염색에서는 감물과 아선약 염액을 1:1로 혼합하여 아선약의 염색방법을 사용하였다. 염색직물의 매염은 후 매염 방법으로 각 매염제를 사용하여 0.
- 염색된 직물을 150℃의 온도에서 10, 20, 40, 50, 60분 동안의 열처리에 의한 발색을 Flat Bed Press (Type-FB2)(Daiei Kagakuseiki Seisakusho, Ltd., Japan)를 사용하여 시행하였다(이하 열 발색이라 칭함).
- 감물과 아선약의 혼합(mixing)염색에서는 감물과 아선약 염액을 1:1로 혼합하여 아선약의 염색방법을 사용하였다. 염색직물의 매염은 후 매염 방법으로 각 매염제를 사용하여 0.1g/100ml 농도에서 60℃, 20분간 행하였다. 이후 시료는 Table 2에 규정 한대로 부르기로 한다.
- 표면색과 색차를 측정하여 발색의 경향을 파악하였다. 색차계 Color Spectrophotometer(SCINCO, Co.
- 혼합염색 방법 중 감물염색 후 아선약을 top염색할 때는 아선약의 염색 온도, 시간을 적용하였고, 아선약을 염색하고 감물을 top염색할 때는 감물은 상온에서 염색하였다. 감물과 아선약의 혼합(mixing)염색에서는 감물과 아선약 염액을 1:1로 혼합하여 아선약의 염색방법을 사용하였다.
대상 데이터
- 아선약의 염색 농도는 5%(w/v), 액비 1:40, 90℃에서 20분간 염색 후 수세 건조하였다. 감물은 제주도 감물을 사용하여 직물을 염색하였고 맹글을 사용하여 pick up율 100%로 압착하여 건조시켰다. 이 감물의 농도를 가늠하기 위해 동결 건조시켜 얻은 고형물은 35.
- 본 실험에 사용한 시료는 면직물 100%를 사용하였으며, 직물의 특성은 Table 1과 같다.
- 아선약은 인도네시아 산을 시중에서 구입하여 사용 하였고, 감물은 제주도에서 1년 전에 구입하여 냉장고에 보관한 것을 사용하였다.
- 측정은 D65광원으로 10°시야로 측정하였다.
이론/모형
- K/S값은 염색포의 400㎚에서 700㎚까지의 범위에서 흡광도를 측정하고 Kubelka-Munk 식에 의하여 다음 식(2)와 같이 계산하여 K/S값을 평가하였다. 측정은 D65광원으로 10°시야로 측정하였다.
- 발색된 시료의 일광견뢰도는 Fade-o-meter(HS-213, Hanwon testing m/c Co., Korea)를 사용하여 KS K ISO 105-B02:2005 방법에 따라 시험하였으며 20시간 광조사 후 KS K 0911법에 규정된 그레이 스케일을 사용하여 측정하였다.
- 세탁견뢰도 시험은 Laund-o-meter(ACE Instrument Industry, Korea)를 사용하여 KS K ISO 105-CO1:2007 방법에 따라 0.5%의 ISO SOAP 표준세제를 사용하였고, 온도 40±2℃, 시간 30분 조건 에서 행하였다.
성능/효과
- 각 매염별로 보면, 전반적으로 Al 매염이 가장 작은 발색을 하고 그다음 Fe매염이 크며, Cu매염은 월등한 차이로 큰 발색량을 보이고 있다. 또 세부적으로 보면 S5가 각 매염 종류 모두 가장 높은 발색을 하고 있고, Cu매염에서 가장 높은 발색량을 보이고 있다.
- 감물과 아선약을 mixing dyeing한 시료가 염착성이 가장 높았으며 열발색의 발색성도 가장 크게 나타났다.
- Cu매염에서는 초기 a*, b*값이 큰 값에서 출발하여 변화의 폭이 좁아 큰 값을 그대로 유지함에 따라 깊은 갈색을 보여 준다. 결과적으로 L*값이 낮은 값에서 출발하여 열발색 60분에서 훨씬 더 낮아지는 관계로 a*, b*값의 변화와 함께 어둡고 깊은 갈색을 나타내고 있다.
- 직물-금속이온-염료의 결합에서 Cu착체가 Fe착체 보다 더 강하기 때문에 더 깊은 색을 낼 수 있는 발색의 크기가 Figure 4에서 보이는 바와 같이 가장 큰 K/S값을 가진다. 결과적으로 혼합과 매염에 따른 열발색으로 폭넓은 깊은 색상으로 발색됨을 확인하였다.
- 결국 L*값의 초기에서 60분 발색 후의 변화량은 감물과 감물의 영향이 큰 시료는 큰 변화를 가지는 반면에 아선약은 매우 적은 값의 변화를 가져와 발색 후의 명도 변화는 아선약의 영향은 적고 감물의 영향은 크게 되는 결론을 얻을 수 있다.
- 구체적으로 각 시료의 발색량 추이를 보면, 단일염색 S1의 감물 발색량은 발색시간의 증가에 따라 꾸준히 증가하는 경향을 보인다. 또 단일 염색 S2의 발색은 발색 시간의 증가에 따라 증가폭이 좁아 수평에 가까운 경사를 보여 50분 이후 둔화가 뚜렷하다.
- 매염염색 직물의 열발색에 따른 발색변화는 Al매염이 가장 적었으며 다음으로 Fe매염이 높았고, Fe매염과 Cu매염에서 색상변화가 큰 결과를 얻었다. 특히 Cu 매염직물의 열발색을 통하여 다른 매염에 비하여 a*, b*값이 모두 크며, L*값이 작게 나타나 매염 효과가 가장 잘 나타난 결과, 색차가 큰 직물을 얻을 수 있었다.
- Figure 6에는 모든 매염에서 가장 높은 발색을 보인 S5의 시료를 각 매염별 발색과정 경과에 따른 L*값의 변화, a*-b*값의 변화를 도시한 것이다. 먼저, 열발색 공정이 진행되면서 L*값의 변화를 보면 매염하였을 때부터 L*값은 모든 매염에서 55이하의 낮은 값을 취하고 있다.
- 본 실험에서 무매염 시료는 일광견뢰도 실험에서 더 발색되는 경향을 보였고, 매염시료는 퇴색되는 과정에 있음이 확인 되었다. 일반적으로 축합타닌의 발색은 발색이 최고조에 이른 후 퇴색되는 경로를 거치게 되는 것을 보면 무매염시료는 60분의 열처리 과정을 지난 후에도 발색이 진행되는 과정에 있고, 매염시료는 발색과 퇴색이 겹쳐 진행되어 변색이 적은 과정을 거치는 시점 이라는 것을 알 수 있다.
- 감물은 열발색 과정에서 L*값이 가장 많이 낮아지고, a*, b*값의 증가변화가 가장 크게 나타난 반면, 아선약은 L*값의 변동이 적고 a*, b*값의 증가 변화도 적었다. 이로부터 복합되었을 때 발색의 경향은 L*값의 변동은 감물의 영향, 본래 가지고 있는 높은 a*, b*값의 유지는 아선약의 기여로 dark하고 깊은 갈색이 얻어지는 결과를 얻었다.
- 특히 Cu 매염직물의 열발색을 통하여 다른 매염에 비하여 a*, b*값이 모두 크며, L*값이 작게 나타나 매염 효과가 가장 잘 나타난 결과, 색차가 큰 직물을 얻을 수 있었다. 전반적으로 발색의 과정에서 a*, b*값의 변화에서 발색을 얻기보다는 L*값의 감소 변화로 얻어짐이 확인 되었다.
- 축합타닌으로 감물과 아선약은 산화발색의 특징을 가지는 점과 아울러 감물에 비해 약간의 적색 기미가 있는 아선약을 혼합하여 이들 염료로 염색한 면직물을 발색이 비교적 빠른 시간에 이루어지는 열발색의 방법으로 발색시킨다면 색 농도가 매우 큰 발색을 얻을 수 있다는 가능성을 추정하였다.
- 매염염색 직물의 열발색에 따른 발색변화는 Al매염이 가장 적었으며 다음으로 Fe매염이 높았고, Fe매염과 Cu매염에서 색상변화가 큰 결과를 얻었다. 특히 Cu 매염직물의 열발색을 통하여 다른 매염에 비하여 a*, b*값이 모두 크며, L*값이 작게 나타나 매염 효과가 가장 잘 나타난 결과, 색차가 큰 직물을 얻을 수 있었다. 전반적으로 발색의 과정에서 a*, b*값의 변화에서 발색을 얻기보다는 L*값의 감소 변화로 얻어짐이 확인 되었다.
후속연구
- 따라서 이 경우 감물의 고착정도에 따라 혼합염색의 결과는 달라질 것이기 때문에 추후 검토가 더 필요한 부분이다. S5의 경우 가장 높은 3.
- 이상에서 축합타닌인 감물과 아선약의 혼합 열발색으로 발색하는 경향을 파악하였으며, 이를 활용하여 혼합염색 직물의 색상다양화와 더불어 표준화 및 산업화가 가능할 것으로 예상한다.
- 혼합 염색법은 이종의 천연염료를 혼합하여 다색화를 시도하는 방식으로 매염을 할 수도 있지만 하지 않을 수도 있어 새로운 첨가제를 최소화할 수 있으며, 염료의 종류, 염색순서, 농도의 비율, 시간 등 물리적 염색 조건의 변화를 주어 다양한 염색효과를 볼 수 있고 새로운 기능성의 발현도 기대할 수 있으므로 꾸준한 연구가 필요하다.
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