[논문]천연염료의 염색성 향상에 관한 연구

서명희

천연염료의 염색성 향상에 관한 연구
A Study on the improving Dyeing properties of Natural Dyes 원문보기

서명희 (전남도립 남도대학)

양이온화 처리에 의한 면직물의 홍차색소에 대한 염색성을 향상시키고 그 유효성을 밝히고자 양이온화제 처리조건이 염착량에 미치는 영향, 염색조건이 양이온화제 처리직물의 염착량에 미치는 영향을 조사하고, 세탁, 땀, 마찰 및 일광견뢰도를 측정하였다. 면직물은 양이온화제 전처리에 의해 염착량이 현저하게 증가하였으며, Langmuir 등온흡착곡선을 보여 주로 이온 결합에 의해 염착이 됨을 알수 있었다. 또한 면직물에 대한 홍차색소의 시간에 따른 염착량은 40분간의 염색으로 빠르게 평형염착이 이루어졌으며, 온도와 pH에 따른 염착량은 10$0^{\circ}C$, pH 5에서 최대염착량을 보였다.

Cotton fabric was treated with Cationon UK(tertiary ammonium salt) to improve the dyeability to black tea colorants. In order to investigate the efficacy of Cationon UK for improving dyeing properties of cotton fabric, the effect of Cationon UK treatment conditions and dyeing conditions on dye uptake of the cotton fabrics treated with Cationon UK were examined and the colorfastness to washing, perspiration, rubbing and light was also evaluated for practical uses. Cationized cotton treated with Cationon UK showed high dye uptake at lower dyeing concentration and shorter dyeing time, compared with untreated. Dyeing temperature did not affect significantly dye uptake and the maximum dye uptake was obtained at pH 5. Most colorfastness was relatively good, showing 4/5∼5 rating.

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문제 정의

이와 같은 낮은 염착성과 염색견뢰도, 색상의 재현성 등의 문제점을 극복하기 위하여 본 연구에서는 천연염료중 면직물에 대해 매우 낮은.친화력을 보이는 것[5]으로 알려진 홍차색소의 면직물에 대한 염색성을 향상시키고자 양이온화제(4급 암모늄)를 처리하고 그 유효성을 밝히고자 한다 양이온화제 처리조건 에 따른 염착량의 변화, 홍차색소의 농도가 염착량에 미치는 영향, 염색조건이 양이온화제 처리직물의 염착량에 미치는 영향을 조사하고, 세탁 땀 마찰 및 일 광견뢰도를 측정하여 실용성을 검토하였다.

제안 방법

4급 암모늄염(Cationon UK)에 의한 양이온화 처리를 위해 예비실험을 거쳐 적정농도인 2%(o.w.b.)의 Cationon UK, l%(o.w.b.) NaOH, 2cc/ i Clean N-15를 적량의 물과 혼합하여 처리액을 만들었다. 시료를 처리액에 10분 동안 침지한 후 패딩 맹글 (laboratory wringer: AKETCH AZ-518/3, W.
견뢰도 측정을 위하여 양이온화한 면직물의 염색은 색소농도 0.4%(o.w.b.)에서 액비 1:50으로 100℃에서 30분 동안 행하였다
색소추출 및 분말화는 홍차 70g을 3구 둥근바닥 플라스크에 넣고 증류수 700g을 가하여 100 ℃에서 40 분간 환류시켜 색소를 추출하였다. 추출액을 G5 crucible glass filter로 여과하여 감압 농축한 후 동 결건조기(FD 5505, Il Sin Engineering, Korea)로 -50 ℃이하에서 건조시켜서 분말상태의 홍차색소를 얻었다.
색차계(Macbeth, Color Eye 3100)로 Xmax에서 피염물의 K/S값을 측정하여 염착량으로 평가하였다.
) NaOH, 2cc/ i Clean N-15를 적량의 물과 혼합하여 처리액을 만들었다. 시료를 처리액에 10분 동안 침지한 후 패딩 맹글 (laboratory wringer: AKETCH AZ-518/3, W. Mathis AG, Swiss)을 사용하여 픽업 (wet pick up) 이 100〜110% 되도록 2 dips & 2 nips 방법으로 패딩 하고, 패딩한 시료는 베이킹 장치(baking apparatus : type LTF, W. Mathis AG, Swiss)를 사용하여 7 0℃에서 2분간 건조 115℃에서 3분간 열처리한 후 수세하고 40℃에서 5㎖(48%)/ℓ의 아세트산 수용액으로 중화처리한 다음 수세·건조하였다{6].
양이온화 처리에 의한 면직물의 홍차색소에 대한 염색성을 향상시키고 그 유효성을 밝히고자 양이온 화제 처리조건이 염착량에 미치는 영향 염색조건이 양이온화제 처리직물의 염착량에 미치는 영향을 조사하고, 세탁, 땀, 마찰 및 일광견뢰도를 측정하였다.
염색은 색소농도 온도, 시간, pH를 변화시키면서 적외선염색기 (AHIBA NUANCE, Data Color International, U.S.A.)를 사용하여 염색하였다.
일광에 의한 색상변화를 알아보기 위해 색차계를 이용하여 다음 CIELAB 색차식에 의하여 색차0E) 를 구하였다.
이와 같은 낮은 염착성과 염색견뢰도, 색상의 재현성 등의 문제점을 극복하기 위하여 본 연구에서는 천연염료중 면직물에 대해 매우 낮은.친화력을 보이는 것[5]으로 알려진 홍차색소의 면직물에 대한 염색성을 향상시키고자 양이온화제(4급 암모늄)를 처리하고 그 유효성을 밝히고자 한다 양이온화제 처리조건 에 따른 염착량의 변화, 홍차색소의 농도가 염착량에 미치는 영향, 염색조건이 양이온화제 처리직물의 염착량에 미치는 영향을 조사하고, 세탁 땀 마찰 및 일 광견뢰도를 측정하여 실용성을 검토하였다.

대상 데이터

5% 비누 40 ℃, 1 시간) 및 정련을 한 시판 100 % 면직물(평직, 27x24/cm2, 155g/m2)을 사용하였다 실험에 사용한 천연염료는 시판 스리랑카산 100 % 홍차를 사용하였다. 사용한 양이온화제는 4급 암모늄염 (3Tchloro-2- hydroxypropyl) -trimethyl ammonium chloride: Cationon UK, Ipposha, Japan)과 조제로 비이온성 침투제(Clean N-15, Ipposha, Japan)를 사용하였다. 기타 시약은 1급 시약을 사용하였다.
실험에 사용한 면직물은 발호(1.5% 비누 40 ℃, 1 시간) 및 정련을 한 시판 100 % 면직물(평직, 27x24/cm2, 155g/m2)을 사용하였다 실험에 사용한 천연염료는 시판 스리랑카산 100 % 홍차를 사용하였다. 사용한 양이온화제는 4급 암모늄염 (3Tchloro-2- hydroxypropyl) -trimethyl ammonium chloride: Cationon UK, Ipposha, Japan)과 조제로 비이온성 침투제(Clean N-15, Ipposha, Japan)를 사용하였다.

이론/모형

일광견뢰도는 내광시험기(Fade-Ometer, U.S.A.) 를 사용하여 KS K 0700-1990에 준하여 측정한 후 5, 10, 20, 40, 80시간 광조사한 후 색차(AE)로 평가하였고, 세탁견뢰도는 세탁시험기(Launder-Ometer, Type LHD-EF, Atlas Electric Devices Co., USA.)를 사용하여 KS K QW-1985의 A-l 법 (40±2℃, 30분에 따라 측정하였고, 드라이클리닝견 뢰도는 세탁시험기를 사용하여 AATCC Test Method 132-1989에 준하여 측정하였고, 땀견뢰도는 땀견뢰도측정기(AATCC Tester, Model PR-1, Atlas Electric Devices Co., U.S.A.)를 사용하여 AATCC Test Method 15-1989에 준하여 측정하였으며, 마찰견뢰도는 마찰견뢰도측정기 (Crockmeter, Model CM-5, Atlas Electric Devices Co., U.S.A.) 를 사용하여 AATCC Test Method 116-1989에 준하여 측정한 후 일광견뢰도를 제외한 모든 견뢰도 평가는 그레이 스케일로 평가하였다.

성능/효과

5는 pH 에 따른 염착량의 변화이다. pH 5부근에서 염착량이 최대가 되었으며 pH 5를 전후로 염착량이 감소하는 경향을 보였다
면직물은 양이온화제 전처리에 의해 염착량이 현저하게 증가하였으며, Langmuir 둥온흡착곡선을 보여 주로 이온결합에 의해 염착이 됨을 알 수 있었다. 또한 면직물에 대한 홍차색소의 시간에 따른 염착량은 40분간의 염색으로 빠르게 평형염착이 이루어졌으며, 온도와 pH에 따른 염착량은 100℃, pH 5에서 최대염 착량을 보였다
면직물은 양이온화제 전처리에 의해 염착량이 현저하게 증가하였으며, Langmuir 둥온흡착곡선을 보여 주로 이온결합에 의해 염착이 됨을 알 수 있었다. 또한 면직물에 대한 홍차색소의 시간에 따른 염착량은 40분간의 염색으로 빠르게 평형염착이 이루어졌으며, 온도와 pH에 따른 염착량은 100℃, pH 5에서 최대염 착량을 보였다

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