[논문]양모용 염료의 염모제 적용성 연구

채다은; 이은교; 김예원; 서동완; 오나현; 고준석

doi:10.5764/tcf.2020.32.1.27

양모용 염료의 염모제 적용성 연구
Application of Wool Dyes for Hair Dyeing 원문보기

韓國染色加工學會誌 = Textile coloration and finishing, v.32 no.1, 2020년, pp.27 - 37

채다은 (건국대학교 유기나노시스템공학과) , 이은교 (건국대학교 유기나노시스템공학과) , 김예원 (건국대학교 유기나노시스템공학과) , 서동완 (건국대학교 유기나노시스템공학과) , 오나현 (건국대학교 유기나노시스템공학과) , 고준석 (건국대학교 유기나노시스템공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Low temperature dyeing properties of wool with reactive dyes and acid dyes were investigated for the feasibility study of their application to hair dyeing. The low temperature(30℃, 40℃) dyeing achieved light depth of shade in wool dyeing and reactive dyeing exhibited relatively higher color strength and chroma values than acid dyeing. Leveling agent slightly improved the levelness of the wool dyeing and the leveling properties of dyed wool at low temperature were good to excellent, irrespective of the dyes applied. Color loss during the repeated shampooing was in the range of 9.6~22.2% for reactive dyes and -7.4~31.5% for acid dyes and in some cases, the color fastness to shampooing was reasonable level. The overall experimental results showed that the application of low temperature wool reactive dyeing to hair dyeing is sufficiently feasible in terms of dyeability and color fastness to shampooing.

주제어

표/그림 (16)

그림 Figure 1. Dye penetration pathway in hair dyeing²⁾.
그림 Figure 2. Chemical reaction of permanent hair dyeing.
그림 Figure 3. Temporary/semi-permanent hair dyes (a) Disazo acid dye, (b) Anthraquinone dye.
그림 Figure 4. Acid dyeing principles in wool dyeing.
그림 Figure 5. Reactive dyeing mechanism of wool dyeing⁶⁾.
표 Table 1. Chemical structures of reactive dyes and acid dyes used in this study
그림 Figure 6. Dyeing profiles and shampooing profile; (a) reactive dyeing profile, (b) acid dyeing profile, (c) shampooing profile.
그림 Figure 7. Dyeing temperature effect on dyeing properties of wool fibers(2.0%omf dyeing); (a) reactive dyeing, (b) acid dyeing.
그림 Figure 10. CIELAB color coordinates(a* and b*) of the dyed wool fibers with reactive dyes and acid dyes; (a) reactive dyeing, (b) acid dyeing.
그림 Figure 8. Chemical structure of typical leveling agent in wool dyeing⁶⁾.
표 Table 2. Dyeing temperature effect on dyeing properties of wool fibers
그림 Figure 9. Leveling agent effect on dyeing properties of wool fibers(2.0%omf dyeing); (a) yellow reactive dye, (b) yellow acid dye, (c) red reactive dye, (d) red acid dye, (e) blue reactive dye, (f) blue acid dye.
그림 Figure 11. Chroma values(C*) of the dyed wool fibers with reactive dyes and acid dyes.
표 Table 3. Colorimetric data and visual appearance of dyed wool fibers with reactive dyes and acid dyes
그림 Figure 12. Leveling agent effect on leveling properties of wool fibers(2.0%omf dyeing); (a) yellow reactive dye, (b) yellow acid dye, (c) red reactive dye, (d) red acid dye, (e) blue reactive dye, (f) blue acid dye.
그림 Figure 13. Color fastness to repeated shampooing of dyed wool fibers; (a) yellow reactive dye, (b) yellow acid dye, (c) red reactive dye, (d) red acid dye, (e) blue reactive dye, (f) blue acid dye.

AI 본문요약
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문제 정의

이번 연구에서는 섬유산업에서 양모 섬유 염색에 사용하고 있는 반응성 염료와 산성 염료를 사용하여 저온에서의 양모의 염색성과 샴푸에 대한 색 내구성을 비교해 봄으로써 이들 염료의 염모제로서의 적용 가능성을 고찰해 본 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
이번 연구에서는 양모 섬유 염색에 사용되고 있는 반응성 염료와 산성염료를 염모제로서의 적용 가능성을 알아보고자 하였다. 모발과 유사한 구조를 가진 양모에 대해 저온 염색 조건으로 사용했을 때의 염색성, 균염성 및 샴푸에 대한 내구성 등을 평가하였다.

가설 설정

또한, 염색 온도가 높은 경우가 균염성이 다소 낮은 결과를 나타냈는데, 이는 고온에서 많은 양 염료가 흡진되면서 양모의 급격한 흡착으로 인해 염료의 균일한 분포가 이루어지지 않았기 때문으로 해석된다. 균염성 측면에서의 양모의 반응성 염색과 산성 염색간의 유의미한 차이는 관찰되지 않았다.
또한, 염색 온도가 높은 경우가 균염성이 다소 낮은 결과를 나타냈는데, 이는 고온에서 많은 양 염료가 흡진되면서 양모의 급격한 흡착으로 인해 염료의 균일한 분포가 이루어지지 않았기 때문으로 해석된다. 균염성 측면에서의 양모의 반응성 염색과 산성 염색간의 유의미한 차이는 관찰되지 않았다.

제안 방법

30℃와 40℃의 온도 조건에서 반응성 염료와 산성 염료로 각각 염색된 양모에 대해 5회의 샴푸를 실시하는 과정에서 탈색에 의한 색 강도 저하 정도를 비교 평가하였다(Figure 13). Reactive Yellow 염료와 Acid Blue 염료를 제외하고는 모두 첫 번째 샴푸 후 색 강도 저하가 가장 크게 나타났고 이후 2회~5회까지는 색 강도 저하가 크지 않았다.
3종의 반응성 염료에 대해 염색 온도의 영향과 균염제의 영향을 각각 살펴보기 위한 염색 실험을 진행하였다. 40ml의 염액(액비 1:20)에 Ethyl lactate(0.
3종의 산성 염료에 대해 염색 온도의 영향과 균염제의 영향을 각각 살펴보기 위한 염색 실험을 진행하였다. 40ml의 염액(액비 1:20)에 망초(10%omf), Albegal SET(1.
염색 온도 조건은 염모제의 현실적인 사용 온도를 감안하여 30℃와 40℃의 두 가지 온도에서 실시하였다. 또한, 이 염료들의 염모제 적용 가능성을 확인하기 위하여 통상적인 양모 반응성 염색 온도인 80℃ 조건에서의 염색과 통상적인 양모의 산성 염색 온도인 98℃ 조건에서의 염색을 각각 실시한 결과와 함께 비교하였다(Figure 7, Table 2). 반응성 염료와 산성 염료 모두 통상적인 염색 온도 조건에서 염색한 경우에 비해 30℃와 40℃에서의 염색성은 매우 낮은 수준이었으나 육안으로 보기에 파스텔 톤 수준의 염색이 가능한 것을 확인할 수 있었다(Table 2).
이번 연구에서는 양모 섬유 염색에 사용되고 있는 반응성 염료와 산성염료를 염모제로서의 적용 가능성을 알아보고자 하였다. 모발과 유사한 구조를 가진 양모에 대해 저온 염색 조건으로 사용했을 때의 염색성, 균염성 및 샴푸에 대한 내구성 등을 평가하였다.
세 가지 염색 온도 조건에서 반응성 염료와 산성 염료 각 3종으로 2.0%omf 농도로 염색했을 때의 염색성을 비교 평가하였다. 염색 온도 조건은 염모제의 현실적인 사용 온도를 감안하여 30℃와 40℃의 두 가지 온도에서 실시하였다.

대상 데이터

5의 조건을 맞추어 사용하였다. 균염제로는 반응성 염색에는 Albegal B, 산성염색에서는 Albegal SET을 한국생산기술연구원으로부터 제공 받아 각각 사용하였다. 샴푸 견뢰도 시험을 위하여 시중에서 판매하는 올뉴TS 샴푸(TS Trillion Co.
반응성 염료는 Lanasol Yellow 4G(C.I. Reactive Yellow 39), Lanasol Red 6G(C.I. Reactive Red 84), Lanasol Blue 3G(C.I. Reactive Blue 69)의 3종을 사용하였으며 산성 염료는 Lanaset Yellow 2R(C.I. Acid Yellow 220), Lanaset Red G,Lanaset Blue 2R(C.I. Acid Blue 225)의 3종을 각각 사용하였다(Table 1).
피염물로는 염색견뢰도 시험용 첨부백포(KS K 0905)를 사용하였다.

이론/모형

균염성 시험은 염색한 피염물의 24곳을 편중되지 않도록 측색한 후, Yang 등이 제안한 균염성 파라미터(Levelness parameter, L)를 계산하여 평가하였다¹⁰⁾. 다만, 견뢰도 등급과 마찬가지로 최대값이 5로 한정될 수 있도록 L값 계산방법을 보완하여 사용하였다.

성능/효과

3. 반응성 염색을 한 경우가 산성 염색을 한 경우에 비해 대체로 유사하거나 다소 높은 채도를 나타냈으며 염색 온도가 높을수록 높은 채도에 도달하였다
0의 값을 나타냄으로써 염색온도 및 염료의 종류에 상관없이 대체로 우수한 결과를 나타내었다. 다만, 실험실 규모의 염색 조건에서 염색 시험인 관계로 큰 차이는 아니지만, 균염제를 사용한 경우가 균염제를 사용하지 않은 경우에 비해 약간 높은 균염성 값을 나타냄으로써 양쪽성 계면활성제가 균염성 향상 측면에서 어느 정도 효과를 발휘하는 것으로 확인되었다. 또한, 염색 온도가 높은 경우가 균염성이 다소 낮은 결과를 나타냈는데, 이는 고온에서 많은 양 염료가 흡진되면서 양모의 급격한 흡착으로 인해 염료의 균일한 분포가 이루어지지 않았기 때문으로 해석된다.
0의 값을 나타냄으로써 염색온도 및 염료의 종류에 상관없이 대체로 우수한 결과를 나타내었다. 다만, 실험실 규모의 염색 조건에서 염색 시험인 관계로 큰 차이는 아니지만, 균염제를 사용한 경우가 균염제를 사용하지 않은 경우에 비해 약간 높은 균염성 값을 나타냄으로써 양쪽성 계면활성제가 균염성 향상 측면에서 어느 정도 효과를 발휘하는 것으로 확인되었다. 또한, 염색 온도가 높은 경우가 균염성이 다소 낮은 결과를 나타냈는데, 이는 고온에서 많은 양 염료가 흡진되면서 양모의 급격한 흡착으로 인해 염료의 균일한 분포가 이루어지지 않았기 때문으로 해석된다.
1. 반응성 염료와 산성 염료 모두 통상적인 염색 온도 조건에서 염색한 경우에 비해 30℃와 40℃에서의 염색성은 낮은 수준이었으나 육안으로 보기에 파스텔 톤 수준의 염색이 가능한 것을 확인할 수 있었다. 40℃ 염색 조건에서의 반응성염료가 Yellow와 Blue에서 산성 염료보다 다소 높은 색강도를 나타내었다.
또한, 이 염료들의 염모제 적용 가능성을 확인하기 위하여 통상적인 양모 반응성 염색 온도인 80℃ 조건에서의 염색과 통상적인 양모의 산성 염색 온도인 98℃ 조건에서의 염색을 각각 실시한 결과와 함께 비교하였다(Figure 7, Table 2). 반응성 염료와 산성 염료 모두 통상적인 염색 온도 조건에서 염색한 경우에 비해 30℃와 40℃에서의 염색성은 매우 낮은 수준이었으나 육안으로 보기에 파스텔 톤 수준의 염색이 가능한 것을 확인할 수 있었다(Table 2).
실험 결과 반응성 염색에서는 같은 염색 온도 조건에서 균염제를 첨가하는 경우가 균염제를 첨가하지 않은 경우와 비교하여 대체로 색강도가 증가하는 반면, 산성 염색에서는 균염제첨가시 오히려 색강도가 감소하는 경향을 나타내었다.
이상과 같이 섬유산업에서 양모 섬유의 염색에 사용하고 있는 반응성 염료와 산성 염료 저온 염색성과 샴푸에 대한 색 내구성을 시험해 본 결과 반영구 염모제로서의 적용 가능성을 확인할 수 있었다. 다만, 실제 모발에 적용하기 위해서는 염색 조제 사용이나 열처리 방법 등에 의한 색강도 개선 연구와 더불어 인체 유해성 평가 및 상업화를 위한 염색용 제제 포뮬레이션 개발 등이 추가적인 연구 과정이 선행되어야 할 것으로 판단된다.

후속연구

이상과 같이 섬유산업에서 양모 섬유의 염색에 사용하고 있는 반응성 염료와 산성 염료 저온 염색성과 샴푸에 대한 색 내구성을 시험해 본 결과 반영구 염모제로서의 적용 가능성을 확인할 수 있었다. 다만, 실제 모발에 적용하기 위해서는 염색 조제 사용이나 열처리 방법 등에 의한 색강도 개선 연구와 더불어 인체 유해성 평가 및 상업화를 위한 염색용 제제 포뮬레이션 개발 등이 추가적인 연구 과정이 선행되어야 할 것으로 판단된다.

참고문헌 (12)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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