[논문]효모를 사용한 한지직물의 천연인디고 염색 : 효모농도와 반복염색 효과

손경희; 신윤숙; 류동일

doi:10.5764/tcf.2021.33.4.191

효모를 사용한 한지직물의 천연인디고 염색 : 효모농도와 반복염색 효과
Natural Indigo Dyeing of Hanji Fabric using Baker's Yeast: Effect of Yeast Concentration and Repeat Dyeing 원문보기

韓國染色加工學會誌 = Textile coloration and finishing, v.33 no.4, 2021년, pp.191 - 201

손경희 (전남대학교 의류학과) , 신윤숙 (전남대학교 의류학과) , 류동일 (전남대학교 고분자공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, an eco-friendly indigo reduction system(scale up reduction, use of buffer solution, and pH control) using baker's yeast(Saccharomyces cerevisiae) was applied for natural indigo(Polygonum tinctorium) dyeing of Hanji fabric and Hanji-mixture fabric(Hanji/Cotton, Hanji/Silk). The effect of concentration of baker's yeast, repeat dyeing, and bath reuse was investigated in terms of dye uptake indicating reduction power. And the oxidation-reduction potential(ORP) was monitored. We also evaluated color properties and colorfastness according to the color strength. The yeast concentration did not significantly affect the maximum reduction power. However, the highest yeast concentration was effective in improving the initial dye uptake, and its the reduction retention power was the most excellent. Even on the last reduction day, the effect of increasing the dye uptake by repeat dyeing was observed. And it was confirmed that the reduction bath could be reused for up to 30 days by supplementing yeast at the end of reduction. For all the fabrics used, deeper and darker PB color were obtained by repeat dyeing. As dyeing was repeated, purplish tint got stronger on the Hanji/Silk fabric compared to other fabrics. Regardless of the composition of Hanji fabrics and color strength, washing and dry cleaning fastness were relatively good with above rating 4-5, and fastness to rubbing and light were acceptable with a rating 3-4 ~ 4-5. The eco-friendly natural indigo dyeing process using niram and baker's yeast would offer global marketability and diversity of Hanji product as a sustainable high value-added material.

주제어

표/그림 (10)

표 Table 1. Characteristics of the fabrics used
표 Table 2. Comparison of reducing activity according to the concentration of baker's yeast
그림 Figure 1. Change of ORP and K/S values of hanji fabric with the elapsed time depending on the concentration of yeast.
그림 Figure 2. K/S values of hanji fabric with repeat dyeing(yeast amount: (a) 6.25g/L, (b) 12.50g/L, and (c) 25.00g/L).
표 Table 3. The changes in K/S and ORP values with elapsed time after supplementing yeast
표 Table 4. Comparison of reducing activity according to the dyed fabrics
그림 Figure 3. K/S values of hanji fabric, hanji/cotton fabric, and hanji/silk fabric with the elapsed time(repeat dyeing: (a) 1st, (b) 2nd, and (c) 3rd).
그림 Figure 4. K/S values of hanji fabric, hanji/cotton fabric, and hanji/silk fabric with repeat dyeing at day 9.
표 Table 5. Color properties and maxium absorption wavelength of dyed fabrics with repeat dyeing at day 9
표 Table 6. Effect of color strength of dyed fabrics on colorfastness

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 우리나라 전통적인 인디고염료(니람, Polygonum tinctorium)를 사용하여 섬유조성을 달리한 3종의 한지직물(한지, 한지/면, 한지/견)에 효모를 사용한 친환경 인디고 염색공정(scale-up, 완충용액 사용, 염욕 pH 유지)을 적용하고 효모농도와 반복염색 효과를 살펴보았다. 또한 경과일에 따른 환원력의 지속성, 염욕 재활용, 색의 농담에 따른 색 특성 및 염색견뢰도를 함께 검토하였다.

제안 방법

본 연구에서는 우리나라 전통적인 인디고염료(니람, Polygonum tinctorium)를 사용하여 섬유조성을 달리한 3종의 한지직물(한지, 한지/면, 한지/견)에 효모를 사용한 친환경 인디고 염색공정(scale-up, 완충용액 사용, 염욕 pH 유지)을 적용하고 효모농도와 반복염색 효과를 살펴보았다. 또한 경과일에 따른 환원력의 지속성, 염욕 재활용, 색의 농담에 따른 색 특성 및 염색견뢰도를 함께 검토하였다. 환원력은 염욕의 상등액으로 염색한 한지직물의 표면염착량으로 평가하였으며 산화환원전위(oxidation/reduction potential, ORP)와 pH도 함께 모니터링하였다.
본 연구에서는 섬유조성을 달리한 3종의 한지직물에 효모를 사용한 친환경 천연인디고 염색공정(scale-up, 완충용액 사용, 염욕 pH 유지)을 적용하고 효모농도와 반복염색 효과를 살펴보았다. 또한 경과일에 따른 환원력의 지속성, 염욕 재활용, 색의 농담에 따른 색 특성과 염색견뢰도를 함께 검토하였다. 환원력은 염욕의 상등액으로 염색한 한지직물의 표면염착량으로 평가하였으며 ORP와 pH도 함께 모니터링 하였다.
본 연구에서는 섬유조성에 따른 색상발현을 살펴보기 위해 100% 한지직물과, 한지와의 혼용율이 비슷하게 교직된 한지/ 면직물, 한지/견직물 2종을 선택하여 효모농도 12.5g/L에서 일욕으로 3회 혹은 6회까지 반복하여 염색하고 염착량과 색 특성을 살펴보았다.
본 연구에서는 섬유조성을 달리한 3종의 한지직물에 효모를 사용한 친환경 천연인디고 염색공정(scale-up, 완충용액 사용, 염욕 pH 유지)을 적용하고 효모농도와 반복염색 효과를 살펴보았다. 또한 경과일에 따른 환원력의 지속성, 염욕 재활용, 색의 농담에 따른 색 특성과 염색견뢰도를 함께 검토하였다.
천연인디고 니람에 대한 효모의 환원능을 알아보기 위해 효모를 첨가하지 않거나(control), 효모를 6.25, 12.50, 그리고 25.00g/L 농도로 첨가하여 환원실험을 행하였다. 높은 환원력을 오랫동안 유지하기 위해 염욕의 pH를 10.
또한 경과일에 따른 환원력의 지속성, 염욕 재활용, 색의 농담에 따른 색 특성과 염색견뢰도를 함께 검토하였다. 환원력은 염욕의 상등액으로 염색한 한지직물의 표면염착량으로 평가하였으며 ORP와 pH도 함께 모니터링 하였다.
또한 경과일에 따른 환원력의 지속성, 염욕 재활용, 색의 농담에 따른 색 특성 및 염색견뢰도를 함께 검토하였다. 환원력은 염욕의 상등액으로 염색한 한지직물의 표면염착량으로 평가하였으며 산화환원전위(oxidation/reduction potential, ORP)와 pH도 함께 모니터링하였다. 니람과 효모를 사용한 친환경 천연인디고 염색공정은 한지직물에 기능성과 전통성의 상승효과를 부여하여 지속가능한 고부가가치 소재로의 용도 확대를 기대할 수 있을 것이다.
1%(w/w) 아세트산 용액에서 10분 동안 중화하고, 수세, 건조하였다. 효모를 재첨가하여 환원시킨 경우에는 5일 간격으로 3회까지 반복염색하여 환원력을 평가하였다.

대상 데이터

2.1 시료 및 시약

시료는 쌍영방적(주)에서 제직하여 시판되고 있는 한지직물들 중 평직으로 제직된 100% 한지직물과 섬유 혼용율이 비슷한 2종의 한지교직물을 구입하여 사용하였다. 한지교직물의 경우 위사는 모두 한지사이며 경사는 각각 면사와 견사로 구성되어 있고, 면사와의 교직물은 한지/면직물로 견사와의 교직물은 한지/견직물로 표기하였다.

이론/모형

단, 세제는 표준세제 대신 시판 중성세제를 사용하였다. 드라이클리닝 견뢰도는 AATCC Test Method 132-1989 1A에 준하여 퍼클 로로에틸렌 200㎖를 사용하여 30℃에서 30분 동안 시료를 처리하였다. 세탁과 드라이클리닝 견뢰도는 염색시료의 변퇴색과 첨부 백포의 이염 등급을 평가하였다.
세탁과 드라이클리닝 견뢰도는 염색시료의 변퇴색과 첨부 백포의 이염 등급을 평가하였다. 마찰견뢰도는 AATCC Test Method 8-1989에 준하여 마찰견뢰도시험기(Crockmeter, DacLim Engineering, DL-2007, Korea)를 사용하여 건조 및 습윤 조건에서 각각 10회(하중 900g/1.5ϕ cm)씩 마찰을 행하고 백면포의 이염 등급을 평가하였다. 일광견뢰도는 AATCC Test Method 16-2004 Option 3에 준하여 내광시험기(Xenon Test Chamber, Q-SUN, Xe-1-B, USA)를 사용하여 20시간 광조사한 후 염색시료의 변퇴색 정도를 평가하였다.
세탁견뢰도는 세탁시험기(Launder-O-Meter, Hanwon Soway Co., Ltd, Korea)를 사용하여 AATCC Test Method 61-1989 1A에 준하여 40℃에서 45분간 세탁하였다. 단, 세제는 표준세제 대신 시판 중성세제를 사용하였다.
염색견뢰도는 세탁견뢰도, 드라이클리닝견뢰도, 마찰견뢰도, 그리고 일광견뢰도를 평가하였으며, 각각의 견뢰도 등급 판정에는 변퇴색 판정용 그레이 스케일(gray scale)과 이염 판정용 스케일(chromatic transference scale)을 사용하였다.
5ϕ cm)씩 마찰을 행하고 백면포의 이염 등급을 평가하였다. 일광견뢰도는 AATCC Test Method 16-2004 Option 3에 준하여 내광시험기(Xenon Test Chamber, Q-SUN, Xe-1-B, USA)를 사용하여 20시간 광조사한 후 염색시료의 변퇴색 정도를 평가하였다.

성능/효과

Figure 4는 반복염색에 따른 각 시료들의 K/S값이다. 4회 반복염색까지는 한지/견직물의 염색성이 가장 우수하였고, 한지/면직물은 4회 염색까지는 한지직물과 비슷한 염색성을 보였으나 5회 이상의 염색에서는 염착량 증진 효과가 가장 좋아 한지/견직물보다 높은 염착량을 보였다. 6회까지 반복염색하여 얻은 K/S값을 살펴보면 한지/면직물(25.
환원염색도 효모농도에 상관없이 모두 2일째 시작되었으며 9일째 최대 염착량을 보인 후에는 모두 환원력이 감소하는 경향을 보였다. 높은 효모농도(25.00g/L)는 최대 환원력에 큰 영향을 주지 않았으나 초기 염착량 증진에는 효과적이었고 환원유지력도 가장 우수하였다. 최종 환원일에도 반복염색에 의한 염착량 증진 효과를 얻을 수 있었으며, 환원이 종료된 시점에서 효모를 첨가하여 30일 이상 염욕의 재사용이 가능함을 확인하였다.
16) 순으로 1회 염색에 비해 매우 진하게 염색되 었다. 세 직물 모두 염색횟수가 증가할수록 밝은 파랑에서 어두운 남색으로 점차 변하였으며, 최대흡수파장은 단파장 쪽으로 이동하여 4.5PB에서 7.0PB까지 보라기운이 더 강한 색상으로 염색되었고 이러한 경향은 한지/견직물에서 가장 크게 나타 났다.
00g/L)는 최대 환원력에 큰 영향을 주지 않았으나 초기 염착량 증진에는 효과적이었고 환원유지력도 가장 우수하였다. 최종 환원일에도 반복염색에 의한 염착량 증진 효과를 얻을 수 있었으며, 환원이 종료된 시점에서 효모를 첨가하여 30일 이상 염욕의 재사용이 가능함을 확인하였다.
한지직물의 종류 및 색의 농담에 상관없이 세탁과 드라이클리닝 견뢰도는 4-5 ~ 5등급으로 우수하였고 마찰과 일광견뢰도는 3-4 ~ 4-5등급으로 좋은 편이었다.
효모농도에 상관없이 ORP는 환원 초기에 급격한 감소를 보였다가 환원 종료시점 부근에서 조금씩 증가하였으며 효모농도가 높을수록 같은 경과일에 더 낮은 전압을 유지하였다. 환원염색도 효모농도에 상관없이 모두 2일째 시작되었으며 9일째 최대 염착량을 보인 후에는 모두 환원력이 감소하는 경향을 보였다. 높은 효모농도(25.
효모농도 12.50g/L의 환원염욕에서 6회까지 반복염색하여 얻은 K/S값은 한지/면직물(25.19), 한지/견직물(24.65), 그리고 한지직물(22.16) 순으로 1회 염색에 비해 매우 진하게 염색되 었다. 세 직물 모두 염색횟수가 증가할수록 밝은 파랑에서 어두운 남색으로 점차 변하였으며, 최대흡수파장은 단파장 쪽으로 이동하여 4.
효모농도에 상관없이 ORP는 환원 초기에 급격한 감소를 보였다가 환원 종료시점 부근에서 조금씩 증가하였으며 효모농도가 높을수록 같은 경과일에 더 낮은 전압을 유지하였다. 환원염색도 효모농도에 상관없이 모두 2일째 시작되었으며 9일째 최대 염착량을 보인 후에는 모두 환원력이 감소하는 경향을 보였다.

후속연구

본 연구에서와 같은 니람과 효모를 사용한 친환경 천연인디고 염색공정은 세계시장에서 한지직물의 상품성과 한지제품의 다양성 증진을 가능하게 할 뿐만 아니라, 이미 알려진 한지와 천연인디고의 기능성과 전통성의 상승효과를 부여하여 지속가능한 고부가가치 소재로의 용도 확대에 기여할 수 있을 것이다.

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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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