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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 우리나라 KS A 0011: 2003의 계통색에 나타난 칙칙한(dull), 짙은(deep), 아주 어두운(very dark) 색의 범주를 심색의 범주로 정하였으며, 일반적인 염색에서 많이 사용되는 중금속 매염제의 사용을 제한하고, 환경 친화적인 천연염재를 사용한 양모 직물의 심색에 대해 연구해 보고자 한다.
- 본 연구는 염색에서 많이 사용되는 중금속 매염제의 사용을 제한하고, 환경친화적인 천연염재를 사용하여 양모 직물을 염색하여 심색 재현성을 하고자 한 연구로 효모를 사용하여 천연염재인 쪽으로 5회 선염한 후 이를 황백과 소목을 이용하여 추가적으로 염색하는 복합 염색을 통해 심색을 재현하기 위한 연구로 중금속 매염제를 제한한 친환경적인 방법으로 실시되었다.
제안 방법
- 밀도의 측정은 시료의 규격을 5×5cm로 하여 규격 내의 경사와 위사의 수를 세어 측정하였다.
- 수세한 후 걸어서 공기 중에서 30분간 놓아두어 산화 황록색의 꽃이 피어 발색시켰으며, 본 연구는 단일 쪽염 실험포를 제작하기 위하여 쪽 염색 과정을 시험포에 5회 반복하였다. 반복염색할 때 매회 염액의 상태를 살피고 발효조건이 이루어졌는가를 확인하고 염색하였다. 수세 후 마지막 단계에서 초산(3cc/1L)에 5~10분간 담가두었다가 중화처리하여 탈수, 수세하여 자연 건조하였다.
- 변퇴색 및 오염의 판정은 KS K ISO 105-D01: 2010에 규정된 변 퇴색 판정기준에 따라 실험전후의 실험 편의 색채와 변퇴색용 표준 회색 색표 간의 색차를 비교하여 각각 판정하였다.
- 복합염에 따른 색상변화를 알아보기 위해 3자극치 X, Y, Z를 측색한 후 Munsell 표색계 H V/C, CIELAB 표색계의 L*(whiteness), a*(redness), b*(yellowness)로부터 ∆E*ab를 산출하였다. 이때, Yn은 표준광원하에서 완전확산면의 3자극치이다.
- 실험포를 5분간 염액에 넣어 염색하고 건져내어 유리판에 올려놓고 잘 펴서 얼룩을 방지하기 위하여 문질러서 펴주었다. 수세한 후 걸어서 공기 중에서 30분간 놓아두어 산화 황록색의 꽃이 피어 발색시켰으며, 본 연구는 단일 쪽염 실험포를 제작하기 위하여 쪽 염색 과정을 시험포에 5회 반복하였다. 반복염색할 때 매회 염액의 상태를 살피고 발효조건이 이루어졌는가를 확인하고 염색하였다.
- 세탁견뢰도(Color-fastness to washing)는 KS K ISO 105-C06: 2007에 의하여 실험하였다. 실험기는 Launderometer(Atlas eliectric devices Co, U.S.A)를 사용하여 측정하였으며, 변퇴색과 첨부백포에 대한 오염을 표준회색표에 의거하여 판정하였다.
- 준비된 시험포를 40℃에 1시간 이상 담가 두었다가 wet-pick up률 60%로 탈수 후 쪽 발효원액 1L에 60℃ 물 3L를 붓고, 욕비 1:30인 염욕에서 50℃~60℃의 온도를 유지하며 염색하였다. 실험포를 5분간 염액에 넣어 염색하고 건져내어 유리판에 올려놓고 잘 펴서 얼룩을 방지하기 위하여 문질러서 펴주었다. 수세한 후 걸어서 공기 중에서 30분간 놓아두어 산화 황록색의 꽃이 피어 발색시켰으며, 본 연구는 단일 쪽염 실험포를 제작하기 위하여 쪽 염색 과정을 시험포에 5회 반복하였다.
- 복합염색은 쪽으로 선염색한 시험포에 황백, 소목을 [Table 2]에서 제시한 각 시험 조건에 따라 반복하여 복합 염색하였다. 심색 표현을 위해 쪽을 5회 반복염색 한 후, 황백 1회와 2회, 쪽 5회를 선염한 후 소목 1회와 2회, 쪽 5회를 선염하여 황백 1회 후 소목 1회를 단계별로 복합 염색하여 총 6종으로 실시하였다.
- 쪽염을 5회 염색한 선염 실험포를 물에 적셔 탈수 한 후 위와 같은 방법으로 황백염색 1회를 한 후 소목 염색 1회 염색하였다.
- 쪽염을 5회 염색한 실험포를 물에 적셔 wet-pick up률 60% 탈수한 후 소목을 추출한 염액을 욕비 1:30인 염욕에서 60℃의 온도로 20분간 복합 염색 하였다. 2회째도 같은 방법의 조건에서 소목염색을 반복하여 복합 염색 후 60℃의 물에 명반(AlK(SO4)2․12H2O(1g/L))을 넣고 녹인 후 30분간 매염하였다.
- E, 그래브법(Grab method)으로 실시하였다. 측정기는 만능재료 시험기(Instron: C.R.E)를 사용하여 단사를 잡아당기는 파괴 강도를 측정하였다.
- 황백의 염착력을 높이기 위해 선염 실험포를 탄닌산으로 선매염을 한 후 황백을 복합 염색을 하였다. 쪽염을 5회 염색한 선염 실험포를 물에 적셔 wet-pick up률 60%로 탈수 후, 탄닌산(10%/o.
대상 데이터
- 복함염색을 통한 심색(沈色) 표현을 위한 쪽염 5회를 선염색하였다. 복합염색은 쪽으로 선염색한 시험포에 황백, 소목을 [Table 2]에서 제시한 각 시험 조건에 따라 반복하여 복합 염색하였다.
- 실험포의 염색에 사용된 염재는 쪽, 황백, 소목으로 쪽은 인도산 분말 쪽을, 황백과 소목은 한약재상에서 국내산 약재를 구입하였다. 본 실험에서 시약은 수산화나트륨(NaOH), 맥아당 55%, 효모(비살균제), 빙초산(C4H6O3), 0.4% 표준 가루세탁비누를 사용하였다.
- 실험포의 염색에 사용된 염재는 쪽, 황백, 소목으로 쪽은 인도산 분말 쪽을, 황백과 소목은 한약재상에서 국내산 약재를 구입하였다. 본 실험에서 시약은 수산화나트륨(NaOH), 맥아당 55%, 효모(비살균제), 빙초산(C4H6O3), 0.
이론/모형
- 또한, 염색물의 염착농도를 알아보기 위해 KS K 0205: 2008에 따라 부분광 측색계 Minolta 3700D를 사용하여 D65 광원, 10° 시야 조건에서 염색물의 표면 반사율을 측정하고, Kubelka-Munk식으로부터 표 면염착농도(K/S)를 측정하여 염착량을 평가하였다.
- 세탁견뢰도(Color-fastness to washing)는 KS K ISO 105-C06: 2007에 의하여 실험하였다. 실험기는 Launderometer(Atlas eliectric devices Co, U.
- 연구를 위해 KS K 0905에 규정된 염색견뢰도 실험용 표준포 기준을 준용하여 양모 100%의 시료를 선택하였다. 사용된 실험포의 특성은 [Table 1]과 같다.
- 인장강도 실험은 KS K 0520: 2009, C. R. E, 그래브법(Grab method)으로 실시하였다. 측정기는 만능재료 시험기(Instron: C.
- 일광견뢰도(Testing method of color fastness)는 염색물의 일광견뢰도 실험방법인 Xenon-Arc Lamp KS K ISO 105 B02: 2010에 따라 Fade-O Meter기와 변퇴색용 표준회색색표 (KS K 0911)를 사용하여 판정하였다.
성능/효과
- [Fig.2]를 살펴보면 모든 시료에서 인장장도가 매우 크게 감소하였으며, 특히 경사의 인장강도는 시료 2가 120 N의 수치를 나타난 것을 제외하고는 모두 60%-70% 정도로 감소하였다.
- 넷째, 인장강도를 측정한 결과, 양모 직물의 복합염색시 인장강도가 줄어드는 경향이 나타냈다.
- 다섯째, 밀도를 측정한 결과, 양모 직물의 밀도는 경사와 위사가 모두 증가하였다.
- 둘째, 복함염색의 방법으로 견뢰도가 높은 쪽 염료의 선염 시 효모를 이용한 발효 방법을 실시하였으며, 그 결과 중금속의 염재의 사용을 제한하는 친환경적인 방법을 통해 심색을 재현할 수 있었다.
- 둘째, 표면 염착농도를 측정한 결과, 모든 시료의 염착농도가 20 이상으로 높게 나타나 심색의 범주에 들었다.
- 물세탁에 의한 염색물의 변퇴색에 대한 견뢰도는 시료 1, 2는 3등급 이상으로 양호하였으나, 그 외 시료는 1에서 2등급으로 낮았다. 드라이클리닝견뢰도는 모든 시료의 오염포에서 4-5등급 이상으로 우수하게 나타났다. 염색물의 변퇴색에 대한 견뢰도는 시료 6에서만 2-3등급 이하로 낮게 나타났으나, 그 외의 시료들은 3등급 이상으로 나타났다.
- 드라이클리닝견뢰도를 측정한 결과, 쪽 5회를 선염한 후 황백과 소목으로 복합 염색한 시료가 2-3으로 낮게 나타났으며, 그 외의 시료의 오염포에서 3등급 이상으로 양호하거나 우수하게 나타났으며, 염색물의 변퇴색에 대한 견뢰도는 4-5등급으로 높게 나타냈다.
- 셋째, 견뢰도를 측정한 결과, 일광견뢰도는 양모 직물을 쪽 5회를 선염한 후 황백으로 2회 복합 염색한 시료가 3, 쪽 5회를 선염한 후 황백과 소목으로 복합 염색한 시료가 2-3으로 나타났으며, 그 외에는 시료는 4등급 이상으로 우수하게 나타났다. 물세탁견뢰도를 측정결과는 쪽염색 5회 반복한 시료와 쪽염색 후 황백 1회 염색한 시료가 3등급으로 나타났으며, 염색물의 변퇴색에 대한 견뢰도는 모든 시료가 3등급 이상으로 나타났다. 드라이클리닝견뢰도를 측정한 결과, 쪽 5회를 선염한 후 황백과 소목으로 복합 염색한 시료가 2-3으로 낮게 나타났으며, 그 외의 시료의 오염포에서 3등급 이상으로 양호하거나 우수하게 나타났으며, 염색물의 변퇴색에 대한 견뢰도는 4-5등급으로 높게 나타냈다.
- 셋째, 견뢰도를 측정한 결과, 일광견뢰도는 양모 직물을 쪽 5회를 선염한 후 황백으로 2회 복합 염색한 시료가 3, 쪽 5회를 선염한 후 황백과 소목으로 복합 염색한 시료가 2-3으로 나타났으며, 그 외에는 시료는 4등급 이상으로 우수하게 나타났다. 물세탁견뢰도를 측정결과는 쪽염색 5회 반복한 시료와 쪽염색 후 황백 1회 염색한 시료가 3등급으로 나타났으며, 염색물의 변퇴색에 대한 견뢰도는 모든 시료가 3등급 이상으로 나타났다.
- 셋째, 복합 염색을 하는 과정에서 반복된 세탁과 수세 과정에서 마찰 등으로 인해 시료의 인장강도가 감소하였으나, 경사와 위사 밀도는 증가하는 결과가 나타났다.
- 2]를 살펴보면 모든 시료에서 인장장도가 매우 크게 감소하였으며, 특히 경사의 인장강도는 시료 2가 120 N의 수치를 나타난 것을 제외하고는 모두 60%-70% 정도로 감소하였다. 쪽으로 반복 염색하였을 때 경사와 위사 모두 인장강도가 약간 증가하였으며, 황백과 복합염의 경우 반복염색의 차이가 그리 크지 않았고 소목과의 복합염 시료는 위사의 강도가 91 N에서 80 N으로 감소하였는데, 이러한 결과는 반복된 염색과정에서 반복된 세탁과 마찰 등에 의한 것으로 보여진다.
- 첫째, 기존의 천연염색의 단점인 낮은 견뢰도를 해결하기 위해 본 연구에서는 견뢰도가 높은 쪽을 선염한 후 황백과 소목을 복합 염색함으로써 염착농도가 높으면서도 일광견뢰도와 드라이클리닝 견뢰도, 물 세탁 견뢰도가 일부 향상된 심색을 재현할 수 있었다.
- 첫째, 색차측정 결과는 양모의 복합염에서는 쪽 5 회를 선염한 후 황백으로 2회 복합 염색한 시료의 L 값이 21.5, 쪽 5회를 선염한 후 소목과 황백을 각각 1회 복합 염색한 시료가 20.9로 어두운 심색으로 나타났다.
후속연구
- 천연염료는 경제적인 장점과 다양한 색상, 친환경적이라는 경쟁력을 가지고 있으므로 국내생산에 적합한 천연염료의 선정과 그에 따른 생산과 기술개발이 이루어진다면 합성염료의 부분적인 대체도 가능할 것(Yoon & Lim, 2005)이라고 보고된 바 있다. 그러나 현재까지 천연염색 분야는 과학적 검증보다는 전수와 경험에 의한 색 재현이 주로 이루어지고 있는 추세로 합성염색 분야에 비해 경제적이고 효율적으로 제조를 통한 대량 생산을 하기 위해서는 좀더 다양한 접근과 체계적인 연구를 통해 그 결과를 계량화하고 표준화하여 활용도를 높이는 적극적인 연구가 필요하다.
- 본 연구는 천연염재로 심색의 재현하기 위해 쪽, 황백, 소목으로 제한하여 복합 염색을 실시하였으며, 다른 요인들에 대한 조건을 제한한 한계가 있기에 추후의 연구에서는 더욱 다양한 천연염재를 사용하여, 이를 더욱 다양한 조건과 시료에 시도하는 후속 연구 가 이루어져야 할 것으로 사료된다. 또한, 미적으로 아름다운 양모 직물을 천연염료를 이용한 복합 염색을 함으로써 그린 뉴딜의 시대에 염색과 관련된 산업이 전통적이면서도 더욱 인체 친화적이고 고부가가치화되기를 기대한다.
- 이와 같이 합성염색 분야와 천연염색 분야에서 심색을 재현하기 위한 연구들을 조사한 결과, 합성염색 연구에서는 심색에 대한 연구가 비교적 많이 이루어지고 있는 반면, 과도한 염료의 사용으로 자원낭비와 자연환경파괴가 문제점으로 나타났으며, 친환경적인 천연염색 연구에서 심색화에 관한 연구는 미비한 수준으로 이에 대한 연구가 지속적으로 이루어질 필요가 있다. 또한, 천염염재가 충분히 다양한 색상을 가졌음에도 이를 복합적으로 사용한 다양한 색상의 재현에 대한 연구나 시도가 활발하게 이루어지지 않고 있어 이를 통해 고부가가치의 천연염색 상품을 위한 노력과 연구가 필요하다고 판단되었다.
- 본 연구는 천연염재로 심색의 재현하기 위해 쪽, 황백, 소목으로 제한하여 복합 염색을 실시하였으며, 다른 요인들에 대한 조건을 제한한 한계가 있기에 추후의 연구에서는 더욱 다양한 천연염재를 사용하여, 이를 더욱 다양한 조건과 시료에 시도하는 후속 연구 가 이루어져야 할 것으로 사료된다. 또한, 미적으로 아름다운 양모 직물을 천연염료를 이용한 복합 염색을 함으로써 그린 뉴딜의 시대에 염색과 관련된 산업이 전통적이면서도 더욱 인체 친화적이고 고부가가치화되기를 기대한다.
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