Gwag, In Jun;Yoon, Kyung Sup;Kim, Ae Soon;Kim, Gong Ju
한국염색가공학회지
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제5권4호
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pp.67-78
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1993
In one bath dyeing system of silk/PET fiber blend fabric with acid/disperse dyes, adsorption behavior of disperse dyes and acid dyes on silk and PET fabrics were examined. In the dyeing of PET with C.I.Disperse Red 19(Red 19) and C.I.Disperse Red 60(Red 60) at 10$0^{\circ}C$(carrier dyeing) and 13$0^{\circ}C$, dye uptake with Red 60 was higher than that with Red 19. When the silk/PET dyed with Red 19 and Red 60 at 10$0^{\circ}C$(carrier dyeing) and 13$0^{\circ}C$, dye uptake on PET was influenced by affinity of the dye to the silk fabric dyed together. When the silk/PET dyed with Blue 80/Red 19 and Blue 80/Red 60 at 10$0^{\circ}C$(carrier dyeing) and 13$0^{\circ}C$ for 60 minutes, color of PET dyed with Red 19 and Red 60 was little influenced by Blue 80 but silk dyed with Blue 80 was influenced. Interrelation of K/S value and Munsell value was scarcely any but showed the change tendency of K/S value.
본 연구에서는 해도형 나일론 극세사 제품의 알칼리 용출 및 염색특성에 대한 고찰과 인공피혁, 스웨이드 조직 편물 등의 목적으로 함께 쓰이게 될 폴리우레탄과의 혼방 제품의 염색성 향상에 대한 연구를 진행하였다. 먼저, 해도형 나일론 극세사의 알칼리 용출거동을 확립하기 위해 NaOH 농도 및 온도에 따른 감량 특성을 확인하였으며, Red 색상의 산성염료와 반응성 염료 타입에 따른 염색특성 및 세탁 견뢰도 등을 고찰하였다. 또한, 폴리우레탄의 염착성을 향상시키기 위해 폴리우레탄 합성시 고분자 말단에 아민기를 함유하는 시료에 대한 염색성을 고찰하고, 폴리우레탄 함침 소재로서 쓰이는 인공피혁을 제조하여 염색 특성을 알아보았다. 해당 연구를 통하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 해도형 초극세사의 알칼리 용출의 경우 $90^{\circ}C$에서 30분 유지시키는 것이 가장 적절한 조건이었으며, pH에 따른 염색성의 경우 레벨링 타입 염료와 반응성 염료의 경우 4~5, 밀링 타입과 함금속 염료의 경우는 5~6정도의 pH에서 우수한 염색성을 나타내었다. 산성염료의 경우 염색온도와 시간이 증가함에 따라 초극세사에 염착된 염료들은 이면의 일반 나일론사로 이동하는 현상이 증가하였지만 반응성 염료의 경우는 이러한 이염 현상이 나타나지 않았다. 한편, 농도가 증가함에 따라 산성염료는 우수한 빌드업성을 나타내는데 반해 반응성 염료는 4% owf이상에서는 염착량이 증가하지 않았으나, 세탁 견뢰도의 경우 반응성 염료로 염색된 시료가 가장 우수한 견뢰도를 나타내었다. 그리고 앞선 모든 염색실험에 있어서 일반 나일론사보다는 초극세사의 염착률이 더 높았고, 겉보기 색농도는 낮게 나타나는 현상을 확인할 수 있었다. 한편, 나일론/폴리우레탄 혼방제품에서 쓰이는 일반적인 폴리우레탄(RPU)과 아민 함량이 높은 폴리우레탄(APU)의 염색성을 알아본 결과 APU의 염색성이 훨씬 우수하였고, RPU에서 나타나는 현상인 염색의 진행에 따른 염료의 탈리가 나타나지 않았으며 견뢰도 또한 우수하였다. 인공피혁의 염색에서는 함침에 사용된 폴리우레탄 수지의 구조에 따라 염색성이 달라지는 현상을 확인하였으며, 특히 반응성 염료를 사용할 경우 인공피혁에서 일반적으로 문제가 되는 견뢰도 저하의 현상이 나타나지 않았다.
본 연구는 PTT에 vat 염료의 염색성을 살펴보고, vat 염료로 염색된 PTT의 취화거동 및 퇴색거동을 연구하였다. PTT 소재에 vat 염료의 염착을 개선하기 위하여 pad-steam 법을 응용하였으며, 염색 중에 산 처리 효과를 살펴보았다. 염색 과정에서 산 처리는 vat 염료의 입자 크기를 작게 만들어 소재 내부 침투를 용이하게 하고 염료의 과환원을 방지하여 염색성을 향상시켰다. 여기에 pad-steam 염색법은 일반적인 침염법보다 염료의낯 고착성을 증가시켜 균염을 개선하였다. Vat 염료로 염색된 PTT의 취화와 퇴색거동은 열과 자외선에 일정시간 동안 노출시킨 후 인장강도와 K/S 값으로 분석하였다. 열과 자외선의 온도가 올라갈수록, 또 노출 시간이 증가할수록 시료의 인장강도 저하되었으나, 이러한 취화 속도는 산화방지제와 함께 분산염료로 염색된 시료보다 더 느리게 나타나서 향상된 거동을 보였다. 퇴색거동 역시 vat 염료로 염색된 시료가 자외선흡수제가 포함되고 분산염료로 염색된 시료보다 훨씬 뛰어난 특징을 나타냈다. 결과적으로 vat 염료는 pad-steam 법으로 PTT 소재에 효과적으로 적용시킬 수 있으며, 이때의 내열성과 내광성은 우수하게 나타났다.
본 연구는 우리 야생화중 비교적 대량번식이 가능한 종인 산비장이의 줄기, 꽃, 잎을 채취하여 염액을 추출하고, 다양한 염색 조건에서 견과 면 소재를 염색하여 염색거동을 살펴보고 염색된 색상에 대하여 고찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. pH에 따른 염색에서 견은 pH가 낮을수록 진하게 염색되었고 면은 pH가 중성일 때 가장 진하게 염색되었다. 2. 염색온도에 따른 염착량은 견과 면 구분 없이 큰 차이가 없었다. 3. 염색시간이 1시간에서 2시간 사이에서 급격한 Y값의 감소를 보여 이 시간대에서 많은 염착이 이루어 졌다. 4. 면은 염 첨가 농도로 높을수록 Y값이 낮아져 염이 촉염효과 역할을 하는 것으로 보여 졌으나 견의 경우 염첨가에 따른 Y의 값은 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 5. 염액 농도에 따른 염색성은 견, 면 모두 농도가 작아지면 염착량이 작아졌다. 6. 견의 경우 매염제의 대한 매염효과가 높게 나타나고 있으나 매염제 농도는 큰 영향을 미치지 않았다. 면에서 철(Fe)과 구리(Cu)에 대한 매염효과만 조금 있었다.
고급 스포츠웨어와 이너웨어 등에 많이 사용되고 있는 나일론/폴리우레탄 혼방제품은 염색에 있어서 Grin-through 현상, 인공피혁의 염료 이염 현상 등 많은 문제들이 존재한다. 본 연구의 나일론과 폴리우레탄 복합소재에서 나타나는 염색거동을 고찰하고 분석하여, 폴리우레탄 복합소재의 염색성을 개선하기 위하여 실시하였다. 폴리우레탄 복합소재는 해성분이 용출되지 않은 나일론 초극세사 소재에 폴리우레탄 수지를 함침하여 인공피혁과 같은 느낌을 주도록 직접 제조하였다. 제조된 폴리우레탄 함침 나일론 초극세사 소재의 해성분을 용출하였고, Red 색상의 밀링형 산성 염료, 함금속 염료와 반응성 염료에 따라 달라지는 염색특성 및 세탁 견뢰도 등을 고찰하였다. 본 연구를 통하여 다음과 같은 실험결과를 얻을 수 있었다. 나일론 초극세사와 폴리우레탄 수지를 준비하여 습식공정을 통해 인공피혁을 제조한 함침 소재를 알칼리 감량하였고, 감량률은 15~17% 정도로서 대부분의 해성분이 용출됨을 확인하였다. PPG와 PTMG로 구성된 폴리올을 기반으로 한 폴리우레탄 함침 피혁과 PTMG를 단독으로 사용한 함침 피혁의 염색성을 비교한 결과, PPG+PTMG 타입이 더 우수한 염색성을 나타내었다. 특히 밀링 타입과 함금속 타입 염료의 경우는 거의 2배 이상의 흡진율과 겉보기 색농도를 나타내었다. 한편, 반응성 염료의 경우는 두 종류의 폴리우레탄 필름에 거의 염착되지 않았기 때문에 앞으로의 염색실험에서 제외하였다. 견뢰도 측면에서는 각각의 피염물의 등급은 거의 유사하게 나타남을 확인하였다. 이상과 같은 결과로부터, 인공피혁 제조시 PPG+PTMG 타입의 폴리우레탄 수지를 사용하여 함침시 더 높은 색강도와 염착률을 얻을 수 있음을 알았다. 사용하는 염료의 종류를 좀 더 다양하게 하여 실험을 실시하고 폴리우레탄의 물성 및 분석 등의 추가적인 연구가 진행된다면, 인공피혁의 염색시에 발생하는 여러 가지 문제점들을 해결할 수 있을 것이다.
본 연구는 우리 야생화중 비교적 대량번식이 가능한 종인 물레나물의 줄기, 꽃, 잎을 채취하여 염액을 추출하고, 다양한 염색 조건에서 견과 면 소재를 염색하여 염색거동을 살펴보고 염색된 색상에 대하여 고찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. pH에 따른 염색에서 견이 면보다 진하게 염색되었고 pH가 중성일때 물레나물은 견 일때 가장 진하게 염색되었다. 2. 염색온도에 따른 염착량은 견과 면 구분 없이 큰 차이가 없었으나 물레나물의 경우 온도가 높아질수록 견이 면보다 약간 진하게 염색되었다. 3. 염색시간이 1시간에서 2시간 사이에서 급격한 Y값의 감소를 보여 이 시간대에서 많은 염착이 이루어 졌다. 4. 면은 염 첨가 농도로 높을수록 Y값이 낮아져 염이 촉염효과 역할을 하는 것으로 보여 졌으나 견의 경우 염 첨가에 따른 Y의 값은 끈 변화가 없는 것으로 나타났다. 5. 물레나물의 염액 농도에 따른 염색성은 견, 면 모두 농도가 작아지면 염착량이 작아졌다. 6. 견의 경우 매염제의 대한 매염효과가 높게 나타나고 있으나 농도는 큰 영향을 미치지 않았다. 면에서 물레나물은 매염효과가 전혀 없는 것으로 나타났다.
최근 환경과 건강에 대한 관심이 증대되면서, 복합기능을 갖는 다기능성 섬유에 대한 요구가 증대되고 있는 실정이다. 일반적으로 기능성은 마이크로캡슐이나 후가공제를 이용하여 일반 섬유 제품에 적용하고 있다. 마이크로캡슐이나 후가공제가 적용된 일반 섬유제품은 일상생활 속에서의 마찰 및 세탁 등으로 인해 기능 저하가 발생된다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 특수 방사 기술을 이용하여 다기능성을 갖는 섬유 제조 기술이 개발되고 있다. 다기능성 섬유소재 및 응용제품은 그 제조 공정성이 우수하고, 염색 가공 등의 후 공정 조건에 의해 기능성 저하를 초래하지 않고, 지속시간이 오래 유지해야하는 조건을 만족해야한다. 이러한 기능성 저하 문제를 해결하고 내구성 향상 및 기능성의 지속 시간을 오래 유지하기 위하여 복합 방사 기술을 이용하여 이형 단면 원사, Sheath-Core 단면 원사 등이 개발되고 있다. 개발된 기능성 원사의 경우 일반 원사와 다른 형태의 염색성을 보일 수 있으며, 염색 온도 및 염색 시간 등 염색 조건이 달라질 수 있다. 본 연구에서는 식물 등에서 추출한 천연 항균 유기물을 마이크로캡슐화하여 이형단면의 심부에 담지된 형태인 Sheath(Nylon: 50%)-Core(PP MB: 50%) 원사의 염색성 평가 시험을 실시하였다. 시험 방법은 Sheath-Core 원사와 일반 Nylon 원사와 염착 거동 시험을 통해 비교해 나타냈고, 염색 전 후의 물성을 비교해보았다. 또한 염색성 평가 시험을 토대로 기능성 원사의 염색 온도와 시간에 따른 색차 비교 시험을 통해 기능성 원사의 염색 조건을 선정하는 시험을 실시하였다.
식용색소 및 공업용 염료의 인공적 착색여부를 조사한 결과, 심황색소, 식용희석황색소, 마리골드색소, 식용황색 4호, 안나토색소, 카로틴색소는 유사한 색으로 착색되었으며 다른 색소는 착색되지 않았다. 물에 의한 추출시험에서는 참조기 색소와 식용색소황색 제4호는 물에서 용출되지 않았다. 착색 후 색소의 물성실험을 한 결과 물 젖은 가제수건이나 휴지로 색소부위 표피를 문지를 경우 참조기 색소는 표면에 전혀 묻어 나오지 않으나 인공적으로 착색된 색소의 경우에는 물에 의해 색이 뚜렷하게 묻어 나왔으며 참조기의 착색 부위 표피를 아세톤으로 추출할 경우 참조기 색소는 아세톤에 옅은 황색용액으로 추출되었다. 또한, 참조기의 색소처럼 물에 용출되지 않도록 염착이 가능한 공업적 합성염료인 반응성 염료와 분산염료의 착색거동에 대해 실험한 결과, 반응성 염료는 조기에 착색되지만 물 젖은 휴지로 착색부위를 문지를 경우 색소가 용출되었고, 아세톤에는 추출되지 않아 참조기 색소와는 쉽게 판별되었으며 분산염료는 염료가 고르게 착색되지 않고 염료가 입자를 형성하며, 물 적신 휴지로 색소부위를 문지를 경우 색소가 용출됨을 알 수 있었다. 카로틴색소(참조기 색소와 구조가 유사한 색소)와 azo염료의 산화 환원 반응에 따른 소색 반응에서는 산화반응에서 azo염료는 sodium percarbonate와 peracetic acid에서는 소색이 되지 않았으나, fenton시약에서는 1시간 후 소색되었고, sodium hypochlorite에서는 바로 소색되었다. 이에 비하여 카로틴색소는 sodium percarbonate 및 fenton시약에서는 소색되지 않았으나, sodium hypochlorite에서는 2시간 후 소색되었고, peracetic acid에서는 바로 소색되었다. 또한, sodium hydrosulfite, sodium carbonate를 사용한 환원반응시험에서는 azo염료는 소색되었으나, 카로틴색소는 소색되지 않았다. 이러한 결과를 통해 두 색소의 특징적 group을 제거할 때 나타나는 소색 결과를 토대로 진품참조기와 모조참조기의 판별에 이용할 수 있을 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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