코치닐 염색시 키토산 처리포의 매염순서 차이에 따른 염색성 및 태의 변화연구

Abstract

우리나라는 예로부터 천연염색이 많이 발달되었으며, 근래에 들어서는 천연염색의 여러 가지 장점들과 환경친화적 소재 및 염색. 가공법의 중요성을 인식하여, 전통적으로 미미하게 이어온 천연염색을 부활시키려고 각처에서 연구 중이다. 현재 천연염료는 합성염료에 비해 소비량이 적지만, 환경오염의 문제가 크게 대두되면서 천연염색에 대한 관심도가 높아지고 있는 추세이다. 이런 시점에서 천염염색은 여러 가지 장점을 체계화하여 입증하고, 사용을 적극적으로 권장하기 위하여 연구개발이 필요하다. 직물의 소재로 널리 사용되고 있는 천연섬유 소재인 면직물, 실크, 양모섬유는 대부분의 천연염료에 대하여 좋은 염착성능을 나타내는 것이 알려져 있으며 키토산을 이들 직물에 처리할 경우 염착성능의 개선이 이루어 질 수 있고 천연염료에 대한 염착성능이 저열한 합성섬유 직물에 대하여 키토산을 처리하게 되면 또한 염착성능이 뚜렷이 향상되는 것을 고찰 하였다. 키토산은 분자구조 내에 -NH2기와 -OH 기를 가지고 있으므로 피 염색포를 키토산으로 처리하는 경우 염색성의 향상이 기대되고 있다. 본 연구에서는 키토산으로 사전처리 된 천연섬유인 면과 합성섬유인 아크릴포를 코치닐 염색하면서 키토산의 작용과 매염의 순서 여부가 염색에 미치는 영향을 정략적으로 조사하였다. 1. 매염과정이 도입되지 않는 경우 면포는 거의 염색이 이루어지지 않지만 아크릴포는 미염색 원포에 비하여 육안으로 식별될 정도로 색상이 발현되며 무매염 염색시 고결정성 합성섬유인 아크릴에서 천연섬유인 면포보다 염색이 용이해지고 있는 이유는 분자내부에 존재하고 있는 친수성기의 영향으로 사료된다. 2. 면섬유에서는 매염이 도입된다 할지라도 Sn 매염을 제외하고는 매염효과가 미미하며 짙은 색상으로의 염색이 불가능하다. 반면 아크릴에서는 매염제의 종류변화에 따른 색상변화가 현저하며 면섬유에서 보다 짙은 색상을 얻을 수 있으며 면포에서는 Al, Sn, Cu, Fe 등으로 먼저 매염처리 하고 그 다음 키토산처리를 하여 염색하는 경우에는 매염효과가 발현되지 않으며 단순히 키토산 사전처리만 이루어졌을 때와 동일하게 염색되고 있다. 면포보다 월등히 흡착능이 높은 키토산 부위에 주로 흡착된 코치닐 염료는 면포 위에 소량 흡착되어 있는 매염제와 배위결합을 형성하지 못하기 때문으로 설명된다. 3. 면포를 키토산으로 사전처리하고 그 다음 매염처리를 도입하면 매염제의 종류변화에 따른 색상변화가 유발되고 있다. 이는 금속이온들이 면포 위에 도포 된 키토산에 흡착되므로 염색 시 염료들이 키토산에 흡착됨과 동시에 매염의 효과가 발현되기 때문이다. 4. 아크릴에서는 매염처리와 키토산처리의 순서에 관계없이 염색결과가 동일하며 매염제의 종류변화에 따른 색상변화 효과가 발현되고 있다. 이는 아크릴섬유가 면섬유에 비해서 금속이온에 대한 흡착능이 크기 때문이며 그 결과 염색이 이루어지는 과정에서 키토산에 주로 염료의 흡착이 일어나는 면섬유에서와 달리 아크릴 섬유 자체에도 염료가 흡착되면서 배위결합이 형성되기 때문으로 사료된다. 5. 아크릴포에서 매염처리 후 키토산처리가 이루어지는 경우 염색이 완료된 후 염색 전에 비해서 오히려 공기투과도가 상승되는 경향을 보여주고 있는데 이는 단순한 키토산처리에 의한 영향으로 해석된다. 이 경우 염색포 위에 키토산, 염료, 금속이온간의 배위결합 화합물의 형성이 크지 않은 것으로 사료된다. 6. 아크릴의 경우 염색을 함으로써 B(bending rigidity)가 저하되었으나 매염제 처리를 하지 않고 키토산 처리만 한 경우엔 키토산에 의해 굽힘강성이 약간 증가하였다. 면의 경우는 모두 증가 하였으나 그 중 방법2가 월등하게 늘어났으므로 가장 많은 굽힘 저항이 발생하는 것을 볼 수 있다. 이로써 키토산의 처리가 굽힘강성을 증가하게 하는 원인으로 볼 수 있으며 키토산을 먼저 처리한 것보다(방법3) 매염제 처리 후 키토산을 처리한 것이(방법2) 섬유 내에 키토산의 잔류량이 많아 더욱더 굽힘강성이 크다고 사료된다. 7. 압축변형을 시료에 가할 때 키토산 처리 한 것보다 키토산 미처리의 경우가 보다 선형적인 저항이 강한 것을 볼 수 있으며 회복성 면에서는(RC) Acryl와 Cotton 모두 키토산 처리한 것이 키토산 미처리 포에 비해 양호한 경향을 보이고 있으며 그 중 방법 2의 경우가 가장 뛰어나다. 또한 키토산과 매염처리 여부에 상관없이 Acryl과 Cotton, 모두 SMD가 모두 감소하는 경향을 보이므로 염색에 의해 거칠기가 감소된 것으로 사료된다.;It has been known that the chitosan pre-treated fabrics can be dyed without the aid of mordanting process. It is due to the fact that chitosan treatment increases the dye uptake. However, the effect of chitosan on the dyeing mechanism has not been elucidated thus far. Following explanations have been presented regarding the action of the chitosan on the dyeing mechanisms: 1. Chitosan absorbs dyestuffs and facilitates dyeing since the chitosan itself has a good affinity toward dyestuffs. 2. Chitosan acts as a metallic mordant between the fiber molecule and dyestuff. 3. Fiber molecules and chitosan form a coordinate bond. This study aims the quantitative investigation on the effect of the chitosan and the effect of sequence of the mordanting, pre-mordanting or post-mordanting, on the dyeing of the fabrics. Cotton fabrics and acylic fabrics were pre-treated with chitosan before dyeing with cochineal dyestuffs. Method 1: Fabrics were, firstly, mordanted with Al, Sn, Cu, and Fe; mordanted fabrics were, secondly, treated with chitosan; mordanted and chitosan-treated fabrics were, thirdly, dyed. Method 2: Fabrics were, firstly, treated with chitosan; chitosan-treated fabrics were, secondly, mordanted with Al, Sn, Cu, and Fe; these were dyed then. Method 2 gave distinguished specific color development with darker shade. Apart from this, chitosan-treated fabrics yielded darker shade compared to the pre-mordanted fabrics without chitosan-treatment.cx