반응성 염료 타입에 따른 교직물 염색의 탄소 저감 연구

지구 온난화로 인한 이상 기후와 최근 30년 사이 평균 온도가 1.4℃ 상승하며, 온난화 경형이 더욱 심해지고 있다. 이에 국제 사회는 기후변화 문제의 심각성을 인식하고 이를 해결코자 2030년까지 이산화탄소 배출량을 2010년 대비 최소 45% 이상 감축하고, 2050년에는 탄소중립(Net Zero) 달성을 목표로 내걸었다.

섬유패션산업의 염색 과정에서 탄소 배출량을 줄이기 위해서는 친환경 소재를 사용, 천연염색을 활용해 에너지 효율을 높이는 방법, 염색 공정 자체를 개선해 물 소비량, 전기 사용량, 화학물질 사용량을 줄이는 기술개발이 이루어지고 있다.

교직물 같은 복합 소재는 소재별 기능성의 보완이나 패션 소재로의 장점 등으로 인한 고부가가치 의류용 소재로 널리 상용되고 있다. 린넨/노일 실크 교직물 염색은 린넨(Linen)은 ‘반응성 염료’, 노일 실크(Noil-silk)는 ‘산성염료’를 사용해 ‘이욕법(2 Bath dyeing)’으로 염색하는 것이 일반적이다.

린넨/노일 실크의 교직에서 린넨은 마(麻)섬유의 ‘아마사’를 말하며, 노일 실크는 견방 공정 중에 생기는 단섬유로 표면에는 방사 특유의 마디나 반점을 볼 수 있다. 

노일 실크는 빗질해 만든 누에고치의 짧은 섬유로 만들어지며, 울의 느낌과 부드러운 면의 느낌 그리고 실크의 고급스러움이 느껴진다. 실의 굵기가 고르지 못해 내추럴하면서 캐주얼한 느낌을 표현하는 의류용 소재로 주로 많이 사용된다.

■ 연구 방법

본 연구에서는 혼용 교직물을 반응성염료로 염색했을 때 반응성 염료 타입에 따른 K/S갑과 Lab값을 분석해 의류용 소재로 사용 시 반응성염료 타입 선정으로 탄소 배출량 감소에 도움이 되고자 한다.

시료는 린넨(50)/노일 실크(50)의 혼용률 교직물을 사용했으며, 염료는 반응성 염료로 O사의 Suncion Blue H-ERD(MCT-type), Sunfix Blue SBR(Bi-functional-type), Sunzol Blue R(Vinyl Sulfon-type)으로 3가지 타입을 사용했다.

액비는 1:20, 조제는 Na2SO4 Na2CO3 균염제를 함유한 염욕에서 염료 타입에 따라 온도는 80℃, 60℃로 60분간 염색했다. 염색 시험농도는 0.25, 0.5, 1.0, 2.0owf 염색 후 소핑해 린넨(50)/노일 실크(50) 혼용률 교직물의 위경사 올을 풀어서 CCM을 활용해 K/S값과 Lab값을 분석했다.

■ 결과

① 먼저 린넨(2.0owf 기준)의 경우 염색온도를 비교한 결과 MCT-type과 Bi-functional은 온도 상승 시 오히려 K/S값이 약간 감소하거나 유지됐으며, Vinyl Sulfon-type은 80℃에서 발색이 더 우수했다.

② 노일 실크(2.0owf 기준)의 모든 염료 타입에서 80℃보다 60℃에서 발색이 조금 더 우수했으며, 특히 Vinyl Sulfon-type은 60℃에서 매우 우수한 K/S값을 유지했다.

③ L(밝기)는 염도 농도가 높아질수록 전반적으로 감소하며, 이는 ‘색이 더 진해졌다’는 의미다. a, b는 염색 농도 및 온도에 따라 변하지만 전반적으로 청색 영역에서 (음의 b) 염료 농도가 높을수록 더 강한 블루 성분을 보였다.

④ 린넨에는 MCT-type이 적합하며, 온도에 민감하지 않거나 고온에서 감소했다. ⑤ 노일 실크는 Vinyl Sulfon-type이 적합하나 고온에서 염색성이 감소해 60℃에서 더 좋은 발색이 됐다.

⑥ MCT-type은 경사(린넨)와 위사(노일 실크) 간의 색상 차이(△E) 및 채도(K/S값) 차이가 커서 명확한 멜란지 효과가 나타났다. ⑦ Bi-functional-type과 Vinyl Sulfon-type은 비교적 색상 차이가 적어 멜란지 효과가 약하거나 솔리드에 가까운 색상 구현도 가능하다.

※ Lab값은 색상을 수치로 나타내는 표색계(색공간)의 한 종류로, Lab값을 통해 색상을 표현하며, L은 명도(밝기), a는 빨강-초록의 정도, b는 노랑-파랑의 정도를 나타낸다.

■ 결론

린넨(50)/노일 실크(50) 혼용률 교직물을 반응성 염료로 3가지 타입별로 염색한 시료의 K/S값과 Lab값을 살펴보면, 린넨은 MCT-type과 Bi-functional-type 염료보다 높았고, 노일 실크에서는 Vinyl Sulfon-type 염료가 MCT-type과 Bi-functional-type 염료보다 K/S값이 높았다.

린넨과 노일 실크 교직물은 Bi-functional-type 염료와 Vinyl Sulfon-type 염료가 K/S값이 비슷하고 MCT-type보다 높았다. 이에 의류용 소재로 린넨/노일 실크 교직물을 사용하고자 한다면 린넨/노일 실크의 혼용률에 따라 반응성 염료 타입을 선정해 염색한다면 탄소중립 및 탄소저감을 위한 대응과 보카시 또는 솔리드 효과를 나타낼 수 있을 것으로 보인다.

코리아패션뉴스닷컴

www.koreafashionnews.com