쪽을 이용한 천연염색 시 조건에 따른 면직물의 염색성에 관한 연구

Abstract

최근 산업전반에 걸쳐 메가트렌드로 나타나는 친환경, 윤리적 에코가 자리 잡기 시작하면서 친환경적인 것에 대한 일반인들의 관심이 높아지며, 천연염색 제품의 개발에 대한 관심도 점차 커지고 있다. 이는 슬로우 패션(Slow Fashion)이라고 하는 개념을 만들어냈으며 느린 속도, 지속가능한 삶, 오래도록 질리지 않는 가치를 지향하는 느리게 사는 라이프스타일의 화두가 빚어낸 말이기도 하다. 천연염색 제품은 합성염료 제품에 비하여 공해 없는 염색공정, 편안하고 은은한 자연색감, 천연섬유의 이용, 대량생산되는 기성품이 흉내 낼 수 없는 아름다움으로 인해 관심이 집중되고 있다. 자연주의가 패션에서 부상하고 기능성과 편안함, 실용성을 추구하는 경향으로 변화하며, 인체친화성이 우수하고 환경 친화적인 천연섬유와 천연염료에 의한 의류소재의 색상발현에 관심이 고조되고 있다. 천연염색 제품의 개발은 주로 전통적으로 사용되어 오던 염재와 염색법을 재현하고 현대에 맞게 적용하여 발전시키는 과정으로 진행되고 있다. 쪽 염색은 환원염법을 이용하는 염색이므로 일반적인 천연염색과는 다른 메커니즘에 의하여 이루어지고 있으며, 전통적으로 사용되는 천연 인디고 염색의 경우 염료의 제조 방법 및 제조된 날수에 따라 변화하므로 더욱 재현성 있는 염색이 어렵다. 뿐만 아니라 염색 조건에 따른 색상의 변화에 대한 전체적인 분석이 부족하며 특히 면직물 등의 셀룰로오스계에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 이와 같은 쪽 천연염색을 정량화하고 재현성 있게 하기위하여 셀룰로오스계 섬유인 면직물의 정확한 염색법을 확립함과 동시에 전통적인 염색법을 개량하여 염색방법을 확대하고 쪽 염색을 다양하게 활용하고자 환원 온도 및 시간, 환원제 농도, 염색 온도 및 시간, NaOH 농도, 반복염색 횟수 등에 따라 염색성 및 색상의 변화를 비교 고찰하여, 천연 염색을 기획, 개발하는데 있어 원하는 색상의 발현에 최적인 염색 방법에 대하여 연구하고자 한다. 본 연구에서 쪽 천연염색 시 환원온도가 높아질수록 염착률이 증가하였으며 환원온도 50℃에서 최대 염착률을 나타내다가 그 이후부터 염착률이 감소하였다. Na₂S₂O₄ 농도 1g/ℓ일 때 염착률이 거의 없었으나 2g/ℓ에서 염착률이 급격히 증가하였으며, 농도가 증가할수록 염착률도 증가하여 Na₂S₂O₄ 3g/ℓ에서 최대 염착률을 나타내었다가 그 이후부터 염착률이 감소하였다. 환원시간은 증가할수록 염착률이 증가하였으며 환원시간 30분에서 최대 염착률을 나타내었다가 그 이후부터 염착률이 감소하였다. 염색온도가 25℃에서 30℃로 높아질수록 염착률이 미세하게 증가하였으며 환원온도 30℃에서 최대 염착률을 나타내었다가 그 이후부터 염착률이 감소함을 나타내었다. NaOH 농도가 1g/ℓ에서 최대 염착률을 나타내다 그 이후 NaOH 농도가 높아질수록 염착률이 감소하였으며 염색시간이 증가할수록 염착률이 증가하였으며 염색시간 30분에서 최대 염착률을 나타내었다. NaOH 농도별 반복염색 횟수와 염색시간별 반복염색 횟수에 따라 △E값이 커지면서 색차는 커지고 명도는 낮아져 색이 진하게 나타나며 채도는 향상되어 선명한 색상을 나타내었다. 전반적으로 염착농도가 높아짐에 따라 염색물의 표면색상은 purple계열로 조금씩 이동하였으며 명도는 감소하는 것으로 나타났다. 공기투과도는 원포에 비하여 상당히 저하되었으며 NaOH 농도와 환원온도, 환원시간, 환원제 농도, 염색온도에 따라 염색 조건과의 특별한 상관관계가 나타나지 않았다. 공기투과도의 수치가 거의 유사하게 나타났으며, 그 중 염색시간에 따른 공기투과도를 보면 염색시간이 증가함에 따라 공기투과도의 수치가 미세하게 감소하는 것으로 나타났다. 염색시간별, NaOH농도별 반복염색 횟수에 따른 공기투과도는 반복염색 횟수가 증가함에 따라 면섬유의 분자쇄에 염료분자가 다량 흡착되어 공기투과도의 수치가 감소한 것으로 나타났다. 세탁견뢰도 오염의 경우 Nylon 4급, Wool 3-4급을 나타내고 나머지는 모두 4-5급으로 우수한 견뢰도를 나타냈으며 염색시간이 증가할수록 염착량은 높아지나 오염의 정도는 동일하게 우수한 것으로 나타났다. 마찰견뢰도는 염색시간에 따라 5, 15, 30분에서 염색시간이 경과함에 따라 건 마찰견뢰도가 3급, 2-3급, 2급 순으로 떨어지는 것으로 나타난다는 사실을 확인하였다.;The interest from the public are getting also bigger in development of natural dye products while the public are getting interested more in environment friendly things as having settled down environment friendliness and ethical eco that recently appear as a megatrend over the whole industry. This created the concept of Slow Fashion, which is also a terminology composed out of the topic on the style of slow life aiming at slow speed, sustainable life, and the value not tired of for a long time. Comparing to synthetic dye products, natural dye products draw the attention from the public because of pollution free dyeing process, comfortable and delicate quality of natural color, use of natural fabric, and the beauty that cannot be imitated by ready-made products that are mass-produced. While naturalism emerges among fashion and the trend changes toward pursuance of functionality, comfortableness, and practicality, the public are getting interested in color development of clothing materials by natural fabric and natural dye that are excellent anthropophy and environment friendly. Development of natural dye products is progressing mainly into the process that develops by reproducing the dye materials and dyeing methods that have been used traditionally and appropriately applying to the modern times. Polygoum tinctoria dye is the one using the method of reducing dyeing, and so is made by the mechanism different from natural dye in general, and the reproductive dye is more difficult because it varies in accordance with manufacturing method and days being manufactured in case of natural indigo dye that has been used traditionally. In addition, overall analysis is short of color changes in accordance with natural dyeing condition and barely none of the research for cellulose system such as cotton in particular. Accordingly, this study tries to research on the natural dyeing method optimal for color development that is desirable in designing and development of natural dyeing as comparing and contemplating the change of dyeing quality and color in accordance with reduction temperature and time, reductant quantity, dyeing temperature and time, NaOH quantity, and dyeing repetition times in order to expand dyeing methods and use variously polygoum tinctoria by improving traditional dyeing methods as well as to establish exact dyeing method of cotton which is a fabric of cellulose system in order to make such polygoum tinctoria quantificated and reproductive. In this study, the higher reduction temperature gets, the more color yield increased; and the color yield reached the maximum at 50 ℃ of reduction temperature but decreased after that. The color yield barely appeared at 1g/ℓ of concentration of Na₂S₂O₄(sodium hydrosulfite) but swiftly increased at 2g/ℓ, and the more the concentration increased, the more the dye yield increased and reached the maximum at 3g/ℓ of Na₂S₂O₄ but reduced after that. The more reduction time increased the more dye yield increased; and the dye yield reached the maximum at 30 minutes of reduction time and reduced after that. The more the dyeing temperature is getting increased from 25℃ to 30℃ the more the dye yield minutely increased; and the dye yield reached the maximum at 30℃ of reduction temperature and reduced after that. The dye yield reached the maximum at 1g/ℓ of concentration of NaOH and the more the concentration of NaOH increased the more the dye yield decreased; and the more the dyeing time increased, the more the dye yield increased and reached the maximum at 30 minutes of dyeing time. While △E value increased in accordance with the frequency of repetitive dyeing by concentration of NaOH and the frequency of repetitive dyeing by dyeing time, color difference got bigger, the brightness got lower, the color appeared deep, and the chroma got improved and appeared clear. Overall, the more dyeing concentration got higher the more the surface color of dyeing materials bit by bit moved to purple series, and the brightness got reduced. Air permeability got lowered significantly comparing to the original fabric and didn't show any correlation in particular with the dying condition in accordance with the quantity of NaOH(sodium hydroxide), reduction temperature, reduction time, reductant quantity, and dyeing temperature. Among others, the value of air permeability appeared very similar, and the air permeability showed the value reducing minutely in accordance with the dyeing time. The air permeability in accordance with the frequency of repetitive dyeing by dyeing time and the concentration of NaOH appeared to be reduced on the value as dye particles are absorbed in large quantities onto particle binders of cotton fabric in accordance with the increased frequency of repetitive dyeing. In terms of colorfastness to washing, nylon showed 4 level, wool showed 3-4 level, and others showed all 4-5 level which are excellent colorfastness for staining, and the more dyeing time increased the more the dyeing yield got higher, but the degree of staining appeared excellent altogether. A fact was confirmed that in terms of colorfastness to rubbing the colorfastness to rubbing respectively decreased by 3 level, 2-3 level and 2 level in accordance with dyeing time going by at 5, 15, and 30 minutes.