[논문]복합 천연염색한 면직물의 밀도 및 강도 변화

박영미

doi:10.5764/tcf.2023.35.4.189

복합 천연염색한 면직물의 밀도 및 강도 변화
The Change of Density and Tensile Strength on Cotton with Complexed Natural Dyeing 원문보기

韓國染色加工學會誌 = Textile coloration and finishing, v.35 no.4, 2023년, pp.189 - 195

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, as one of the eco-friendly dyeing methods, indigo, Phellodendron amurense and Caeasapinia sappan were complexed dyed on cotton fabric. For complexed dyeing, the cotton that was pre-dyed 5 times with indigo was dyed 1 ~ 2 times repeatedly with Phellodendron amurense and Caeasapinia sappan. Then the color, tensile strength, density, and color fastness of complexed dyed sample were analyzed and the following analysis results could be obtained. As a result of color difference measurement, the L* value was 22.7 in the sample in which the cotton was dyed 5 times and then the Phellodendron amurense was dyed 1 time, and the K/S value was 15 or higher in all samples. As a result of measuring the strength, cotton fabrics tended to have a slight decrease in tensile strength when complexed dyeing. As a result of measuring the density, the density decreased by 15 ~ 20% in all samples at the warp and increased by 20 ~ 30% in the weft due to the complexed dyeing of cotton fabric. Moreover, the fastness to washing and drycleaning showed good results of 2 ~ 3 or higher, and the light fastness was 4 or higher.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Characteristics of used fabrics
표 Table 2. Cotton dyed with indigo, Phellodendron amurense, and Caeasapinia sappan as different dyeing conditions
표 Table 3. The color value as CIE and Munsell of cotton with complexed natural dyeing
표 Table 4. The tensile strength of cotton complexed dyed with natural dyeing
표 Table 5. The density of cotton complex dyed with natural dyeing
표 Table 6. The colorfastness to washing and drycleaning of cotton complexed dyed with natural dyeing

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 친환경적인 방법을 모색하기 위해 쪽을 기본으로 하는 면직물에 대한 복합염색에 관해 알아보았다. 복합염은 쪽 5회 초벌염색한 면직물을 황벽과 소목으로 1 ~ 2회 반복염색하거나 쪽, 황벽, 소목을 함께 염색하여 쪽염색 단독일 때와 복합염색일 경우에 따라 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

제안 방법

복합염색을 통한 심색(沈色) 표현을 위한 초벌염으로 쪽염을 선택하였다. 먼저 면직물에 쪽염색을 5회 반복하였으며, 복합염색을 하기 위한 기본 시료로는 5회의 쪽염색한 직물에 황백, 소목을 각 염재별로 2회씩 반복하여 염색하였고, 마지막으로 5회의 쪽염색 직물에 황백 1회, 소목 1회씩을 순차적으로 염색하였다.
Table 2는 사용된 염재와 염색방법을 나타낸 것이다. 먼저 쪽을 면직물에 5회 반복염색하였으며, 복합염은 쪽 5회를 선염한 직물에 황백 1회와 2회, 쪽 5회를 선염한 후 소목 1회와 2회, 쪽 5회를 선염하여 황백 1회 후 소목 1회를 단계별로 복합염색하여 총 6종의 복합염색한 직물을 얻을 수 있었다.
밀도는 시료의 규격을 5 × 5cm로 하여 규격 내의 경사와 위사의 수를 측정하였다.
복합염색에 따른 색상변화를 알아보기 위해 표준광원으로 C광원, 2°시야법으로 명도, 채도, 색상 등을 측정하고, CIE-Lab 색차식에 따라 명도지수 L, 색좌표 지수 a, b값으로 표시하였다
본 연구는 심색의 재현을 위한 복합염색의 재료를 쪽, 황벽, 소목으로 제한하고, 면직물에 한정해 실험한 한계가 있었고, 쪽을 대체하기 위한 연구 방법으로 5회의 기본염을 하였으나 그 차이가 미미하였다. 다만 심색의 재현을 위해 추후 연구에서는 초벌염에 대한 다양한 염재 및 소재에 대한 적용이 필요할 것으로 사료된다.
쪽염을 5회 염색한 선염 직물을 물에 적셔 wet-pick up율 60% 탈수한 후, 위와 같은 방법으로 황백염색을 1회를 한 후, 소목염색을 1회 염색하였다.
쪽염을 5회 염색한 선염 직물을 물에 침지하여 wet-pick up율 60% 탈수한 후 소목을 추출한 염액을 욕비 1:30인 염욕에서 60℃의 온도로 20분간 복합염색하였다. 2회째도 같은 조건에서 소목염색을 반복하여 복합염색한 후, 60℃의 물에 명반을 넣고 녹인 후 30분간 매염하였다.
E, 그래브법(Grab Method)으로 실시하였다. 측정기는 만능재료 시험기(Instron: C.R.E)를 사용하여 단사를 잡아당기는 파괴강도를 측정하였다.
황벽은 셀룰로오스계의 직물에 대한 염착률이 낮으므로 염착력을 높이기 위해 선염 직물을 탄닌산으로 선매염을 한 후 황벽을 복합염색하였다. 쪽염을 5회 염색한 선염직물을 물에 적셔 wet-pick up율 60%로 탈수 후, 탄닌산(10%/o.

이론/모형

R. E, 그래브법(Grab Method)으로 실시하였다. 측정기는 만능재료 시험기(Instron: C.
드라이클리닝 견뢰도는 변퇴색 및 오염의 판정을 위해 KS K ISO 105-D01 : 2010에 규정된 변퇴색 판정기준에 따라 실험 전후의 실험편의 색채와 변퇴색용 표준 회색 색표간의 색차를 비교하여 각각 판정하였다.
또한 염색물의 염착 농도는 KS K0205 : 2008에 따라 분광측색계 Spectrophotometer, Minolta 3700D, Japan)를 사용하여 D65 광원, 10°시야에서 염색물의 표면반사율을 측정하고, Kubelka-Munk 식(1)으로부터 표면염착농도(K/S)를 측정하여 염착량을 평가하였다.
염색견뢰도는 모든 시료 분석 시 표준상태 KS K ISO 105인 20±2℃의 온도, 상대습도 65±2%에서 이루어졌다. 세탁견뢰도는 KS K ISO 105-C06 : 2007에 의하여 실험하였다. 실험기는 Launder-Ometer(Atlas Eliectric Devices Co, USA)를 사용하여 측정하여 변퇴색과 첨부백포에 대한 오염을 표준회색표에 의거하여 판정하였다.
세탁견뢰도는 KS K ISO 105-C06 : 2007에 의하여 실험하였다. 실험기는 Launder-Ometer(Atlas Eliectric Devices Co, USA)를 사용하여 측정하여 변퇴색과 첨부백포에 대한 오염을 표준회색표에 의거하여 판정하였다.
일광견뢰도는 Xenon-Arc Lamp KS K ISO 105 B02 : 2010에 준하여 Fade-O Meter기와 변퇴색용 표준회색색표(KS K 0911)를 사용하여 판정하였다.

성능/효과

또한 쪽염 후 1회 황벽염색한 시료 2는 경사는 300N, 위사는 200N으로 인장강도가 각각 조금씩 감소하였으며, 쪽염과 2회 황벽염색한 시료 3은 경사는 300N으로 감소하였으나, 위사는 220N으로 변화가 없는 것으로 나타났다. 또 쪽과 소목을 각각 1, 2회 복합염색한 시료 4와 5는 미염색 면직물보다 경사와 위사가 조금씩 감소했지만 황벽에 비해 그 차이가 크지 않은 것을 확인할 수 있다. 한편 쪽과 황벽 그리고 소목을 순차적으로 복합염색한 시료 6의 경사강도는 270N, 위사강도는 210N으로 가장 큰 폭으로 감소한 것을 알 수 있다.
또한 모든 시료의 ΔE는 68.2 ~72.2로 나타나 대부분 선명하게 염색되는 것을 알 수 있었고, 특히 쪽과 황벽을 1회만 복합염색한 경우가 72.2로 2회 염색한 68.2보다 약간 높지만 대체로 쪽이 복합염색의 초벌염에 사용될 경우 색차가 크다는 것을 확인할 수 있었다.
본 실험에서 복합염색한 면직물의 밀도를 측정한 결과는 Table 5와 같다. 면섬유의 밀도는 경사에서 모든 시료에서 15 ~ 20% 정도 감소하였고, 위사에서는 시료 1에서 10% 감소하였으며, 그 외의 모든 시료는 20 ~ 30%가 증가하였다. 이처럼 셀룰로스계 섬유인 면직물의 위사의 밀도가 증가한 이유는 반복된 염색에 의해 인장력이 줄어 경사방향의 수축으로 인하여 위사 밀도가 증가하였으며, 경사의 밀도가 감소한 것은 쪽의 알칼리성에 의해 셀룰로스가 팽윤되어 밀도가 감소된 것으로 추측된다.
면직물을 복합염색한 시료의 드라이클리닝 견뢰도를 측정한 결과는 오염포에서 3등급 이상으로 양호하거나 우수한 것을 알 수 있다. 염색물의 변퇴색에 대한 드라이클리닝 견뢰도는 각 염색방법에 따라 다른 결과를 확인할 수 있다.
인장강도를 측정한 결과, 면직물은 복합염색 시 인장강도가 다소 줄어드는 경향이 있었다. 밀도를 측정한 결과 면직물의 복합염색으로 밀도는 경사에서 모든 시료에서 15 ~ 20% 정도 감소하였고, 위사에서는 20 ~ 30% 정도 증가하였다.
Table 3은 면 염색직물의 색상과 색차를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 본 실험에 사용한 면직물의 측색 결과, 시료 1은 쪽을 5회 반복염색한 결과로 L이 27.0, a는 0.2, b는 －18.9이며, 먼셀에 의한 H는 5.5PB로 저채도의 남색을 띠었으며, V는 2.6, C는 4.4로 나타났다.
색차측정 결과는 면직물을 쪽 5회를 선염한 후 황벽 1회를 복합염색한 시료에서 L값이 22.7로 상대적으로 어두운 색으로 나타났고, 표면 염착농도를 측정한 결과에서는 면의 염착농도는 모든 시료가 15 이상으로 높았다. 인장강도를 측정한 결과, 면직물은 복합염색 시 인장강도가 다소 줄어드는 경향이 있었다.
결과와 같이 모든 시료의 오염포에서 3 ~ 4급으로 나타난 것을 알 수 있다. 염색직물의 변퇴색에 대한 견뢰도는 각 염색방법에 따라 다른 결과를 나타냈는데 쪽염색한 시료 1은 4등급 이상으로 우수하였고, 쪽과 소목을 2회 복합염색한 시료 5는 3급으로 양호하게 나타났으나, 그 외의 시료는 2 ~ 3급 이하로 낮았다. 이는 천연염색이 가지는 낮은 염색견뢰도라는 문제점을 해결할 수 있는 대안으로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
이상의 결과로부터 면직물에 대한 복합염색 결과 인장강도는 모든 시료에서 대부분 감소하였는데, 이는 반복염색에 의한 세탁과 마찰 등에 의한 것으로 판단된다.
7로 상대적으로 어두운 색으로 나타났고, 표면 염착농도를 측정한 결과에서는 면의 염착농도는 모든 시료가 15 이상으로 높았다. 인장강도를 측정한 결과, 면직물은 복합염색 시 인장강도가 다소 줄어드는 경향이 있었다. 밀도를 측정한 결과 면직물의 복합염색으로 밀도는 경사에서 모든 시료에서 15 ~ 20% 정도 감소하였고, 위사에서는 20 ~ 30% 정도 증가하였다.
일광견뢰도를 측정한 결과도 면직물을 쪽과 황벽 및 소목으로 복합염색한 경우 모든 시료가 4등급 이상으로 우수하게 나타난 것을 알 수 있다. 이는 쪽을 초벌염색하는 것이 일광견뢰도 저하에 기여하는 것으로 볼 수 있으며, 대부분의 천염염색 직물이 일광에 취약한 점을 개선할 수 있는 좋은 사례가 될 것으로 사료된다.

후속연구

본 연구는 심색의 재현을 위한 복합염색의 재료를 쪽, 황벽, 소목으로 제한하고, 면직물에 한정해 실험한 한계가 있었고, 쪽을 대체하기 위한 연구 방법으로 5회의 기본염을 하였으나 그 차이가 미미하였다. 다만 심색의 재현을 위해 추후 연구에서는 초벌염에 대한 다양한 염재 및 소재에 대한 적용이 필요할 것으로 사료된다.
본 연구는 쪽염색을 5회 반복하여 염색한 후, 황벽 및 소목과 단계적으로 염색하여 복합 염색을 통한 염색성의 다양화를 조사하고 염색견뢰도, 강도, 밀도, 항균성의 기능성 평가를 통해 의류 및 침구 뿐만 아니라 도배지, 바닥재, 유리, 자동차, 목재 등 다양한 1차 및 2차 산업에의 융합과 소비자의 선택폭 확장에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
일광견뢰도를 측정한 결과도 면직물을 쪽과 황벽 및 소목으로 복합염색한 경우 모든 시료가 4등급 이상으로 우수하게 나타난 것을 알 수 있다. 이는 쪽을 초벌염색하는 것이 일광견뢰도 저하에 기여하는 것으로 볼 수 있으며, 대부분의 천염염색 직물이 일광에 취약한 점을 개선할 수 있는 좋은 사례가 될 것으로 사료된다.
염색직물의 변퇴색에 대한 견뢰도는 각 염색방법에 따라 다른 결과를 나타냈는데 쪽염색한 시료 1은 4등급 이상으로 우수하였고, 쪽과 소목을 2회 복합염색한 시료 5는 3급으로 양호하게 나타났으나, 그 외의 시료는 2 ~ 3급 이하로 낮았다. 이는 천연염색이 가지는 낮은 염색견뢰도라는 문제점을 해결할 수 있는 대안으로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
하지만 천연염재 중 가장 많이 사용되고 견뢰도가 높은 염재로 알려져 있는 쪽(Indigo, 니람, 청대)은 대부분 수입에 의존하고 있어 대책이 필요한 실정이다. 이에 쪽을 제외한 기타 낮은 견뢰도의 천연염료의 견뢰도를 상승시킬 수 있는 방법으로 쪽 염료의 사용량을 줄임으로서 수입대체 효과와 낮은 견뢰도 때문에 시도되지 못했던 다양한 색상의 염료를 재현함으로써 천연염색 시장의 다변화가 형성되어 천연염색 전체시장의 구매력을 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.

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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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