Taguchi L16(4^4) 직교 디자인을 사용한 지속 가능한 전통 풀천 섬유 염색

Oct 14, 2023

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 13833(2022) 이 기사 인용

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수세기 동안 전통적인 풀옷감은 중국에서 가정용 직물의 중요한 원료로 사용되어 왔지만 색상을 통합함으로써 시장을 확대할 수 있습니다. 본 연구에서는 Reactive Red 2(R2), Reactive Blue 194(B194) 및 Reactive Orange 5(O5)를 사용하여 산업용 염색 방법을 사용하여 지속 가능한 전통 잔디 섬유의 염색 거동을 탐색했습니다. 처음에는 L16(4^4) 직교 디자인을 개략적으로 적용하여 염색 공정을 진행하였으며, B194 염료의 총 염료 고착율(T%)이 세 염료 중 가장 우수한 것으로 판단되었다. 이에 B194의 염색 공정 변수(염 농도, 고착 시간, 고착 온도, 용액 pH)를 최적화하기 위해 통계적 다구치 기법을 더 큰 규모로 분석했는데, 이 때 용액 pH가 염색 공정 달성에 가장 큰 영향을 미치는 요인인 것으로 나타났다. 가장 높은 T%. 이 현상은 또한 분산 분석(ANOVA)을 사용하여 검증되었으며, 여기서 용액 pH가 가장 큰 기여자(50%)이고 통계적으로 유의미한 것으로 나타났습니다(p < 0.05). 마지막으로 최적화된 조건에서 확인 테스트를 진행한 결과, 초기 조건(48.40%)에 비해 더 높은 T%(53.18%)가 확인되었습니다. 이후 FTIR(Fourier Transform Infrared) 분광법과 SEM(Scanning Electron Microscopy)을 이용하여 구조적 특성을 분석한 결과 풀옷감은 화학적으로 안정한 반면 표면에는 끈적끈적한 물질이 여전히 관찰되어 디지털 사진에서도 확인됐다. 전체적으로 색좌표 및 견뢰도 특성도 만족스러웠습니다.

샤부(Xiabu)라고 불리는 전통적인 풀천은 6000여년 전 중국1에서 유래되었으며, 주로 상복, 관, 모자 ​​등에 사용되었습니다. 전통적인 풀천은 모시 고무를 손으로 인위적으로 엮어 만든 직물로, 거칠고 뻣뻣한 촉감과 우수한 통기성, 친수성 및 항균성을 나타냅니다2,3. 전통 풀천은 중국인의 오랜 역사와 미적 감성을 담고 있기 때문에 중국 직물의 발전사에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 그 결과, 2008년 중국 정부는 이 역사적 직조 방식을 국가무형문화유산목록에 등재했습니다. 기계화 생산의 급속한 발전은 전통적인 생산 방식에 큰 변화를 가져왔고, 그 결과 국내 전통 풀옷 생산은 전례 없는 어려움에 직면해 있습니다. 현재 전통적인 잔디 천은 커튼, 플레이스 매트, 쿠션 등과 같은 장식용으로 여전히 시장에서 판매됩니다.1. 다양한 색상의 잔디 천을 생성할 수 있다는 것은 제품을 마케팅하고 잔디 천 전통에 대한 인식을 제고하는 데 탁월한 권장 사항입니다. 오늘날 다양한 색상의 잔디 천은 시장에서 거의 볼 수 없기 때문입니다4.

잔디 천은 주로 ​​헤미셀룰로오스, 펙틴, 리그닌을 포함한 셀룰로오스 섬유와 고무질 재료로 구성됩니다5,6. 가는 모시 원사의 생산을 위해서는 탈검이 필요하며, 각 모시 공정의 개별 요구 사항에 따라 화학적 탈검, 바이오 탈검, 생화학 결합 탈검7,8,9 등 다양한 처리 방법을 활용할 수 있습니다10. 반면, 고무질 소재는 거칠고 견고한 성능7을 제공하며, 전통 풀천의 가장 중요하고 특징적인 측면인 전통 풀천의 독특한 질감에 기여합니다. 게다가 자외선 조사11, 초음파12, 마이크로파 조사13, 감마선 조사14, 플라즈마 처리15 등 일부 최신 도구를 적용하여 표면 특성과 염색 성능을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 이러한 도구는 비용이 많이 들고 환경적으로 불쾌하며 확장 가능성이 부족합니다.