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진성 종
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1 한국염색가공학회지 Vol. 1, No., pp. (9. 8) 연구논문 ( 학술 ) 생쪽잎분말의염색성및저장성 (Ⅱ) - 열풍및상온건조방법 - 신윤숙 손경희 류동일 1 전남대학교의류학과 / 생활과학연구소, 1 전남대학교응용화학공학부 Dyeing Properties and Storage Stability of Leaf Powder Prepared from Dyerʹs Knotweed(Ⅱ) - by Hot Air and Room Temperature Drying Methods - Younsook Shin, Kyunghee Son and Dong Il Yoo 1 Dept. of Clothing & Textiles / Human Ecology Research Institute, 1 School of Applied Chemical Engineering, Chonnam National University (Received: April, 9/Revised: June 5, 9/Accepted: June, 9) Abstract The objective of this study is to investigate the efficacy of leaf powder colorants as substitutes for traditional indigo dyeing. Leaf powder colorants were prepared by hot air(5 ) and room temperature(5 ) drying methods from fresh leaves. The presence of indigo in the leaf powder colorants was confirmed by UV/Visible absorption spectra. All the powder colorants showed broad absorption at nm as same as synthetic indigo. Dyeing was done by reduction method with sodium hydrosulfite and sodium hydroxide. Leaf powder colorants produced blue color on silk fabrics, showing similar color to the one dyed traditionally with fresh juice extract. The powder colorants prepared at room temperature drying were more stable for long term storage than that prepared by hot air drying. Thus, the powder colorants prepared by room temperature drying was reduced and dyed in one-step process without sodium hydroxide in the dyebath for further investigate dyeing properties. K/S value of the fabric dyed without sodium hydroxide was much higher than one dyed with sodium hydroxide. Regardless of the addition of sodium hydroxide, rubbing fastness was fairly good showing above rating. Fastness to dry cleaning and light of the fabrics dyed without sodium hydroxide were more higher than that dyed in alkaline condition. Keywords: leaf powder colorant, indigo dyeing, hot air drying, room temperature drying, storage stability 1. 서론 쪽은다른식물성염료에비하여세탁및일광견뢰도가우수하고의학적효능이있어청색계열을대표하는천연염재로알려져있다 1). 쪽잎에는색소의주성분인인디고 (indigo) 의전구체에해당하는인디칸 (indican) 의형태로존재한다. 전통쪽염색에서는쪽잎에서인디칸을추출하고가수분해에이어산화하면인디고구조가얻어지는방법이사용되고있다 ). 천연인디고염색은합성인디고의등장과함께급격히쇠퇴하였으나최근웰빙, 로하스열풍과함께재조명을받고있다. 전통인디고염색은크게쪽잎에서생즙을내어바로섬유에염색하는방법과쪽색소의전구체를추출액이나착체형태 ( 니람, すくも등 ) 로얻고이를발효 ( 환원 ) 시켜섬유에염색하는방법으로구분할수있다 ). 첫번째방법은저온에서효과적으로염색이가능하며쪽에서색소를추출하여즉시염색하는방법이다. 두번째방법은색소를추출하여즉시염색하는과정, 색소를저장가능한형태로변환하여염색하는과정이모두가능하다. 한국의경우, 저장가능한형태로변환하는과정은전라도지방의니람에의한염색기법이전해지고있다. 이는니람에잿물을부어따뜻한조건에서수일동안발효 ( 환원 ) 하여염색 Corresponding author. Tel.: ; Fax.: ; .: yshin@chonnam.ac.kr J. of the Korean Soc. of Dyers and Finishers, Vol. 1, No. ⅠⅠ

2 신윤숙 손경희 류동일 하는방법으로, 쪽색소를얻고염색하는과정이까다롭고어렵다. 지금까지의연구흐름을정리하면전통염법은인간문화재에의해계승발전하도록하면서현대염법에가장가까운방식으로산업화전략을병행하는쪽으로나아가고있다고판단한다. 그러나쪽염색의현대화를위해서는쪽색소분말의대량생산 ), 기계화가가능한염색방법의개발, 그리고색소저장성과공정간편성에대한검증이전제되어야한다. 최근쪽염색의현대화를다룬국내연구들로서쪽염색의단점개선을위해굴껍질가루를수산화칼슘으로대체하여쪽색소를얻는방법 5-8), 천연인디고에대해잿물발효를대신하여포도당과수산화나트륨을사용하는방법 5), 합성인디고의염색에사용하는하이드로설파이트, 수산화나트륨, ph 완충용액등을적용한환원염법에의한염색 -8) 등이있다. 쪽염색의산업화를목표로유럽지역에서수행된연구로서생잎의저장온도에따라인디칸의함량은 오븐건조 > 상온건조 > 동결건조의순서로높게나타난다는연구보고가관심을끌고있다 9). 또한색소추출전수확한쪽잎의저장기간과저장방법또한인디고함량과염색한직물의색특성에영향을주는것으로보고되고있다 ). 현재까지생즙을내어염색하는경우를제외하고는쪽잎자체에대한염색효율성을높이려는연구는아직수행된바없다. 현재까지수행된쪽염색현대화에관련한연구흐름을바탕으로본연구에서는생쪽잎을건조한염료의제조와이를이용한효과적인염색기술의개발을목표로삼았다. 이전논문 1) 에서는생잎을다양한방법으로동결건조하여생쪽잎분말을제조하였으며, 얻어진분말로견직물에저온염색하는경우기존의생즙염색을대체할수있음을제시하였다. 이연구에서는생쪽잎을열풍건조및상온건조하여얻은분말을사용하여견섬유에하이드로설파이트와수산화나트륨을사용한환원염법에의한염색을바탕으로염색성과저장성을평가하고자한다. 이를위하여제조한분말의 UV-Vis 흡수스펙트럼측정과함께염색한견직물의표면반사율, 염착량, 색특성을측정하여건조방법에따른차이를비교하고, 분말의저장시간에따른안정성을확인하였다. 또한상온건조한분말의경우수산화나트륨을사용하지않고하이드로설파이트만사용하여염색성과염색견뢰도를조사하였다..1 시료및시약. 실험 견직물 (plain, 1 98/inch, g/m,.11mm) 은표준시험포를사용하였다. 쪽은전남나주에서 월말파종하여재배한 Dyer's knotweed(polygonum tintorium) 을 8 월 8 일에수확하여사용하였다. Na S O, NaOH, CH COOH 는 1 급시약을사용하였다.. 생쪽잎분말의제조 분말의제조에는바로베어낸쪽풀에서생잎만손으로분리하여사용하였다. 분리한생쪽잎은열풍건조기 (Mechanical Circulation Oven, 11, Dongyang Science Co., Korea) 를이용하여 5 에서 일동안열풍건조 (hot air drying) 하거나 5 에서 일동안상온건조 (room temperature drying) 하였으며, 건조한생잎은분쇄기 ( 후드믹서, DA8-, ( 주 ) 대성아트론, 한국 ) 로곱게분쇄한후체 (ISO mesh μm ) 로걸렀다. 제조한각분말은냉동고 (-15 ) 에저장하여안정성을조사하였다.. 염색 수산화나트륨을사용하는환원염법으로서, 비커에액비 1:5 으로상온 ( ) 의증류수 5mL 에생잎분말 g/l, 환원제 (Na S O ) g/l, 알칼리 (NaOH) 1g/L 를사용하여 15 분동안환원시킨후직물을침지하여 15 분동안염색하였다. 염색후공기중에서산화발색하고.1% 아세트산수용액으로 1 분간중화하고수세, 건조하였다. 단저장에따른안정성조사를위한환원염색조건은생잎분말 8g/L, Na S O g/l, NaOH g/l 이었다. 안정성이좋은상온건조생잎분말의염색성을더조사하기위하여수산화나트륨을사용하지않은환원염법으로서, Na S O 만사용하여적외선고압염색기 (Ahiba Nuance, Datacolor International, USA) 로염색하였다. 액비 1:1 에서생잎분말 g/l 를사용하여온도 (~ ), 시간 (5~min) 그리고 Na S O 농도 (~1g/L) 를변화시켜가면서환원과염색을 1 단계 (one-step) 로행하였다. 염색성비교를위해전통적인쪽염색의방식인생즙 (fresh juice) 염색과니람 (niram) ) 을이용한환원염색을행하였다. 생즙염색은전보의방법 1) 으로 의생즙 1mL 를사용하여액비 1:1 으로 분동안저온염색을행하였다. 또한니람을이용한환원염색 ⅠⅠ 한국염색가공학회지제 1 권제 호

3 생쪽잎분말의염색성및저장성 (Ⅱ) 은건조하여분말화한니람분말 g/l, Na S O g/l, NaOH 1g/L 인조건에서생잎분말과같은방법으로행하였다.. UV-Vis 분광분석 합성인디고 (Indigo, Vat Blue 1, Aldrich, Germany) mg, 합성인디루빈 (Indirubin, Alexis, USA) 1mg, 그리고제조한생잎분말각.1g를 5mL의 tetrahydrofuran(thf, Merck, USA) 용매로추출하여 UV/VIS spectroscope (Agilent 85, Agilent Technologies, Waldbronn, Germany) 로가시영역전범위의흡광도 (absorbance) 를측정하였다. 이때제조한분말의추출용액은일정시간방치하여얻은상층액을 배희석하여 UV/Vis 분광분석에사용하였다..5 염착량및색특성측정 색차계 (Color-Eye 1, Macbeth, Germany) 를사용하여 D5 광원, 1 시야조건에서피염물의표면반사율을측정하였고, 최대흡수파장에서의 K/S 값으로염착량을평가하였다. 색채변화는 CIELAB 표색계에의한명도 L * 와색좌표지수 a *, b * 를측색하고, 염색하지않은직물을기준으로하여색차 ΔE * 를산출하였다. 또한 Munsell의 H V/C 값을측정하였다.. 염색견뢰도측정 세탁견뢰도는세탁시험기 (Launder-Ometer) 를사용하여 AATCC Test Method A에따라측정하였으며, 세제는표준세제대신시판중성세제를사용하였다. 드라이클리닝견뢰도는 AATCC Test Method 에따라측정하였으며, 세탁및드라이클리닝후변퇴색판정용그레이스케일과오염판정용스케일을사용하여등급을평가하였다. 일광견뢰도는 AATCC Test Method 1- Option 에준하여 Xenon Test Chamber(Q-SUN, Xe-1-B, Q-Panel Lab Products, USA) 를사용하여 5, 1,, 시간광조사후색차계를이용하여 ΔE * 를산출하였으며, 등급은 시간광조사후그레이스케일을기준으로한 ΔE * 값으로평가하였다. Table 1. Powder yield and color. 결과및고찰.1 생쪽잎분말의수율과색상 저장성이좋은쪽색소의제조를위하여생쪽잎을건조 (air-drying) 한다음분쇄하여분말을얻었다. 건조는열풍건조기를이용하여 5 ( 열풍건조 ) 및 5 ( 상온건조 ) 에서완전히건조하였으며, 사용한생잎과얻어진분말의무게및수율은 Table 1 에나타내었다. 분말제조에사용한잎의무게는임의로정하였으며, 분말종류는건조방법의약호를사용하여열풍건조분말은 HA, 상온건조분말을 RT 로구분하였다. 여기에서건조온도에따른수율차이는크지않았으며, 분말색상은모두 GY 로녹색에가까운연두계열이었다.. 제조한생쪽잎분말의 UV-Vis 흡수스펙트럼 Fig. 1 은제조한생쪽잎분말의인디고색소함유여부를확인하기위한합성인디고와인디루빈그리고열풍건조 (HA) 및상온건조 (RT) 분말추출용액의 UV-Vis 흡수스펙트럼이다. 합성인디고는 nm, 인디루빈은 5nm 부근에서넓은피크를보이고있다. HA 와 RT 는모두 nm 에서인디고피크가나타났으며인디루빈피크는보이지않았다. 쪽의청색색소인인디고는전구체인인디칸의가수분해와산화로얻어진다. Absorbance nm 5nm nm Indigo Indirubin HA RT nm Wavelength (nm) Fi g. 1. UV/Visible spectra of indigo, indirubin and prepared leaf powders. Powder code Fresh leaves(g) Powder colorant(g) Yield(%) H V/C HA, GY.7/1. RT, GY 5./1. J. of the Korean Soc. of Dyers and Finishers, Vol. 1, No. Ⅰ5Ⅰ

4 신윤숙 손경희 류동일 즉생잎에존재하던인디칸이열풍및상온건조과정에서인독실을거쳐인디고로변한것으로판단된다. 이와관련하여 Ushida 등은생쪽잎을대기중에서건조 (air-drying) 할때시간이경과함에따라인디칸함량은계속감소하면서생잎상태에서는존재하지않았던인디고가생성되며, 건조 1 일후에는인디칸이모두인디고로변함을보고한바있다 11). 생잎을동결건조하여얻은분말에서는인디고피크를관찰할수없다는것도알려져있다 1). 또한 RT 의흡광도가 HA 의흡광도보다더높은것으로부터열풍건조에비하여상온건조의경우더많은인디고가생성되는것으로판단된다. HA 와 RT 생잎분말에서만나타나는 nm 와 nm 의흡수피크는녹색색소인클로로필 (chlorophyll) 로동정된다 1).. 염색특성 Fig. 는전통적인방법으로생즙염색한직물 (fresh juice) 과침전법으로얻은니람의분말로환원염색한직물 (niram), 그리고제조한생잎분말 HA 와 RT 로환원염색한직물의표면반사율곡선이다. 최대흡수파장은염색방법이나분말의종류에상관없이모두 nm 로나타났으나, HA 와 RT 분말로염색한직물의표면반사율곡선은니람분말보다는생즙으로염색한직물의곡선에가까웠다. 즉열풍및상온건조생잎분말로환원염색한견직물의표면색상은전통적인염색방법중생즙염색한직물의색상과더유사할것으로예상된다. Fig. 은생즙염색그리고니람, HA, RT 분말로환원염색한직물들의 K/S 값이다. 염색방법및염료의원료상태가서로다르지만본연구의염색조건에서는생즙염색 > 니람 > RT > HA 순으로염착량을얻었다. 수율을고려할경우실제염색에소요된생잎량 (HA; 1.1g, RT; 1.g) 은큰차이는없었으나, RT 분말염색이 HA 경우보다더높은염착수준을보였다. 이는 RT 분말의인디고함량이 HA 분말보다더많은때문으로판단된다 (Fig. 1). 즉생잎을열풍건조하기보다는상온건조하여분말을얻는것이원료효율성측면에서좀더유리한방법으로볼수있다. 생즙과니람분말그리고 HA 와 RT 분말로염색한직물들의 Munsell 색특성을 Fig. 에나타내었다. 생즙과니람분말로염색한직물의명도 (value) 와채도 (chroma) 는비슷한값을보이고있으며, HA 와 RT 분말은더낮은염착량으로인해명도는높게채도는더낮게나타났다. 또한 HA보다더높은염착량을보인 RT 분말염색이명도는낮지만채도는커서더진하고선명한색상으로염색되었음을알수있다. Reflectance (%) 1 8 Fresh juice Niram HA RT Wavelength (nm) Fi g.. Reflectance curve of the fabrics dyed with fresh j ui ce, ni ram, HA and RT. K/S value(nm) Fresh juice Niram HA RT Fi g.. K/S value of the fabrics dyed with fresh juice, niram, HA and RT Chroma PB 5PB 1B B 1 Hue 1BG 1 Value 5BG Fi g.. H V/C of the fabrics dyed with fresh juice, niram, HA and RT. Fresh juice Niram HA RT ⅠⅠ 한국염색가공학회지제 1 권제 호

5 생쪽잎분말의염색성및저장성 (Ⅱ) 색상 (hue) 의경우생즙염색한직물은 5.B, 니람분말로환원염색한직물의색상은.PB, 그리고 HA 와 RT 분말로환원염색한직물의색상은.B 와 7.9B 로나타났다. 즉니람분말로염색한직물의색상과비교할때제조한생잎분말로염색한직물들의색상은생즙염색한직물의색상과같은 B 계열임을알수있다. 이는 Fig. 에서 HA 와 RT 분말로염색한직물의표면반사율곡선형태가생즙염색한직물의곡선형태와더유사한경향과일치한다. 이결과로부터생쪽잎을열풍및상온건조하여환원염색하는경우전통적인생즙염색에해당하는색상을얻을수있음을확인하였다. 이전연구 1) 에서생잎을동결건조하여얻은분말로저온염색을한경우전통적인생즙염색색상을얻을수있었으나, 환원염색한경우에는그효과를볼수없었다. 이번연구에서는열풍및상온건조하여제조한분말을환원염색이외에생즙염색에서와같은저온염색을시도하였다. 두분말모두최대흡수파장은 5nm 에서나타났으며 Munsell 색상도 5.5BG, 5.7BG 로나타나전통적인염색에서얻을수있는 B 나 PB 계열색상을얻을수없었다. 즉열풍및상온건조한분말을이용한저온염색은견직물염색에효과적인염색방법이아님을확인하였다. 인디고색소는물에불용이고섬유와친화력이없기때문에알칼리성환원제를처리하여섬유에염착되는소듐 - 류코염 (Na-leuco) 유도체로만들고이를섬유내부에침부시킨다음다시공기산화에의해처음의불용성인디고로발색시켜염색한다 (Scheme 1). 합성인디고의소듐 - 류코염유도체는견섬유에대해서수소결합, van der Waals 인력에의한결합을하여직접성이나타나는것으로알려져있다 1). Hidaka 는 van der Waals 인력은아주약하며, π 형수소결합을한다고보고하였다 1). 생잎을열풍및상온건조하여제조한생잎분말은 Fig. 1 에서확인한바와같이분말상태에서인디고색소를함유하고있다. 이분말을환원시키면분말중에존재하는인디고는소듐 - 류코염유도체로되어견섬유에염착하고공기중에산화하여 B 계열색상으로발색을하는것으로생각된다.. 저장에따른염색성 열풍및상온건조하여제조한생잎분말은생즙염색에비해정량이가능하여재현성있는색상을부여할수있으며, 계절에상관없이사용할수있을것으로생각되므로, 이를위하여저장기간에따른염색성을살펴보았다. Table 는각분말을냉동고 (-15 ) 에일정기간저장한후환원염색하여측정한염착량과색특성변화이다. 열풍건조한 HA 분말의경우저장시간이 일로길어짐에따라염착량이 1% 까지감소하였으며, 염착량의감소로인해명도 L * 값은계속증가하였다. a * 는적색과녹색을나타내는값으로음의절대값이클수록녹색이증가함을, b * 는황색과청색을나타내는값으로음의절대값이클수록청색이깊어짐을의미한다. 저장기간이길어짐에따라 a * 와 b * 크기가감소하였으며, 특히 일저장에서청색기운의 Indigo Ionic form of Leuco-indigo (sodium salt shown) Scheme 1. The principle of dyeing with sodium hydrosulfite and sodium hydroxide Table. Effect of storage days on K/S value and color Leaf powder HA RT Storage (days) K/S value ( nm) L * a * b * H V/C ΔE * B 7./ B 7.1/ B 7./ B.8/ B.7/ B.8/.5.5 J. of the Korean Soc. of Dyers and Finishers, Vol. 1, No. Ⅰ7Ⅰ

6 신윤숙 손경희 류동일 감소가많이나타났다. 색상도 7.5B 에서 5.B,.1B 로그변화가심하였다. 색차 (ΔE * ) 또한저장시간이길어짐에따라계속감소하였다. 한편, 상온건조한 RT 분말은저장기간에따른염착량의변화가거의없으며, L *, a *, b * 값의변화도크지않음을알수있다. Munsell 색상은 7.8B 에서 7.B 범위로변하였으나색차의변화는매우작게나타났다. 이러한결과를종합할때상온건조분말의저장성이열풍건조분말에비하여매우우수하다고판단된다. 이전연구 1) 에서저장안정성이좋지않았던분말들은오랜시간의저장으로분말색상이많이변화하였으나대기중에서건조한 HA 와 RT 두분말은모두저장기간에따른분말의색상에는거의변화가없었다. 이는상온건조에비하여열풍건조로생성된인디고색소성분이더불안정하여시간이경과함에따라쉽게변형또는분해되는때문으로여겨지나결론을내리기위해서는보완연구가필요한실정이다..5 상온건조분말로환원제만사용한염색 생쪽잎을상온건조하여제조한생잎분말은염료제조방법이간단하여대량생산이가능할뿐만아니라저장성도우수하므로전통적인생즙염색을대체할수있는효율적인인디고염료라할수있다. 여기에좀더간편하고효과적인염색기술이적용된다면쪽염색의산업화에많은도움을줄것으로생각된다. 이에우리는 NaOH 를쓰지않고 Na S O 만사용하여자동염색기로 1 단계환원 / 염색하고견직물의염색성을살펴보았다. Fig. 5 는환원 / 염색온도에따른염착량의변화이다. 최대흡수파장은 nm 로같았다. 상온 ( ) 에서의 K/S 값은.88 로매우낮으나온도가증가함에따라계속증가하여 5 에서는 5.7 까지증가하였으며, 이후 염색에서는감소하였다. Na S O 는 55 부터서서히분해되기시작하므로 15), 에서는환원이불안정하여염착량이오히려감소한것으로보인다. Munsell 색상은 에서는 1.B, 그리고온도가 1 씩증가함에따라각각.8B, 5.B,.8B,.B 로모두생즙염색 (5.B) 과같은 B 계열색상으로나타났으며, 염착량이감소한 를제외하고는환원 / 염색온도가높아질수록청색기운이강한색상을얻을수있었다. 염착량과색상으로보아환원 / 염색온도는 5 가적당하였다. Fig. 은환원 / 염색시간에따른염착량의변화이다. 처음 1 분까지의염착량증가가매우크며 분까지는조금씩증가하다가이후에는감소하였다. Munsell 색상은.9B~.8B 범위로모두 B 계열이었다. 염료흡착은주로염색초기에이루어지는것으로생각되며, 적절한환원 / 염색시간은 분으로하였다. Fig. 7은 Na S O 농도에따른염착량의변화이다. Na S O 농도 g/l까지는염착량의증가가매우적으나, 8g/L까지는급격한증가를보였으며이후에는큰변화를보이지않았다. Na S O 농도에따른 Munsell 색상은농도 g/l부터각각.7bg, 7.5BG,.B,.8B,.7B, 그리고.9B로, 염착량이낮은 g/l까지는 BG계열로나타났으나, g/l 이상의농도에서는모두 B계열의색상을보였다 (Fig. 8). 특히포화염착량을나타낸 8g/L 이상에서는색상범위가.7~.9B로변화가크지않으므로, 8g/L가적당한환원제농도로여겨진다. 한편, Fig. 의 NaOH를함께사용한경우에는 Na S O 농도 g/l에서도 Munsell 색상이 7.9B로나타나생즙염색효과를보였다. K/S value (nm) Reduction/dyeing temp. ( o C) Fi g. 5. Effect of reduction/dyeing temperature on the dye uptake of fabrics dyed without sodium hydroxide(rt powder g/l, sodium hydrosulfite 8g/L, min). K/S value (nm) Reduction/dyeing time (min) Fi g.. Effect of reduction/dyeing time on the dye uptake of fabrics dyed without sodium hydroxide(rt powder g/l, sodium hydrosulfite 8g/L, 5 ). Ⅰ8Ⅰ 한국염색가공학회지제 1 권제 호

7 생쪽잎분말의염색성및저장성 (Ⅱ) K/S value (nm) 5 ph Na S O (g/l) Fi g. 7. Effect of sodium hydrosulfite concentration on the dye uptake of fabrics dyed without sodium hydroxide(rt powder g/l, 5 /min). 1 1PB 5PB 1 1B 1 5B 8 1BG Chroma Y Na S O Conc. 5BG Hue 1G g/l g/l g/l 8g/L 1g/L 1g/L 5G 1GY 5GY Fi g. 8. Hue and chroma of fabrics dyed without sodium hydroxide according to the sodium hydrosulfite concentration(rt powder g/l, 5 /min). 즉, NaOH 가없는상태에서 Na S O 만사용하여생즙염색효과를얻기위해서는 NaOH 를함께사용한염색에비하여더많은양의환원제가필요함을알수있다. Fig. 9 는 Na S O 농도에따른염욕의 ph 이다. 제조한분말은매우고운입자로증류수에잘분산되었으며, 여기에환원제를녹여바로측정한 ph 는.~. 으로 Na S O 농도가증가함에따라조금씩증가하였으나농도에따른큰차이는없었다. 환원 / 염색후에측정한 ph 는모두낮아지는경향을보였다. 특히 Na S O 농도 g/l 에서의 ph 는.9 로가장낮았으며 Na S O 농도가증가함에따라 ph 가증가하여포화염착량을보인 8g/L 농도에서는 5. 까지증가하였으나이후에는큰변화를보이지않았다. 이는 Fig. 5 의 Na S O 농도에따른염착량변화와같은경향으로, 환원 / 염색후염욕의 ph 가견직물염색성에관여하며특히 ph 5. 부근에서충분한환원과염색이이루어지는것으로생각된다. Table 에같은 RT 분말농도와환원제농도에서 before reduction/dyeing after reduction/dyeing Na S O (g/l) Fi g. 9. ph of before and after reduction/dyeing according to sodium hydrosulfite concentration without sodium hydroxide in the dye bath(rt powder g/l, 5 /min). NaOH 사용에따른직물의염착량과색특성을나타내었다. NaOH 를사용하지않고염색한시료가 NaOH 를함께사용한경우에비하여훨씬높은염착량을지니고있으며, 녹색과청색기운이더깊은 B 계열색상을보이고있다. 이결과에따르면 Na S O 만사용한 1 단계환원 / 염색이견직물에더유용한염색방법으로판단된다. 또한알칼리사용에의한견섬유취화를방지할수있다는점에서이방법은전통적인생즙염색을대체할수있는염색공정이라하겠다. 인디고카보닐기 (>C=O) 는 Na S O 의환원작용에의해수소와결합해서산성 (acid) 의비이온 (non-ion) 류코화합물 (>C-OH) 이된다. 비이온류코 - 화합물은환원된인디고의한형태 1) 이며, 이것이견직물에흡착되고이후공기산화에의해청색색상으로발색한것으로보인다 (Scheme ). Table 에나타낸염착량으로볼때비이온류코 - 화합물의형태가이온형태인소듐 - 류코염유도체 (Scheme 1) 에비하여견섬유에대한친화력이더큰것으로생각된다. 일반적으로 NaOH 를사용한환원 / 염색에쓰이는용액의색상은노란색계열이다. NaOH 를사용하지않은경우가용정도는환원 / 염색조건에따라달라진다. 예를들어상온염색은가용상태가불안정하여그색상이초록색계열이며염착량도낮은반면, 적정온도 (~5 ) 염색은완전히가용한상태를나타내며용액의색상도노란색계열로서염착량또한높게나타난다. 본연구에서얻은염색결과는육안으로보아불균염현상은없었으며, 색특성도측정부위에따라거의차이가나지않았다. 이로부터, Na S O 를사용하는경우적정환원 / 염색조건에서의가용성은 NaOH 를사용하는공정과비교하여큰차이가없다고판단된다. J. of the Korean Soc. of Dyers and Finishers, Vol. 1, No. Ⅰ9Ⅰ

8 신윤숙 손경희 류동일 Table. K/S value and color properties according to the sodium hydroxide(rt leaf powder g/l, sodium hydrosulfite 8g/L, bath ratio 1:1) NaOH(g/L) ph K/S value ( nm) H V/C a * b * ΔE * B.8/ B 7.1/ B 7./ B 7./ Indigo Non-ionic form of Leuco-indigo Scheme. The principle of dyeing with sodium hydrosulfite Table. Colorfastness according to the addition of sodium hydroxide Washing Dry cleaning Rubbing Dyeing K/S Irradiation condition value Color Stain Color Stain Dry Wet (hr) change First Second change First Second with NaOH / 5 5 /5 /5 1 without NaOH 5.7 1/ /5 /5 / 5 5. 염색견뢰도 Table 는상온건조생잎분말로염색한견직물의세탁, 드라이클리닝, 그리고일광견뢰도로, NaOH 사용유무에따른견뢰도를비교하였다. 그리고각견뢰도측정전과후시료의 H V/C 값을 Table 5 에제시하였다. 세탁견뢰도는 NaOH 를함께사용하여염색한경우의견뢰도가약간더좋으나, 드라이클리닝견뢰도는 NaOH 를사용하지않고염색한경우에 1 등급더높은견뢰도를보였다. 두방법모두세탁견뢰도보다드라이클리닝견뢰도가더우수하였으며, 이염현상은거의나타나지않았다. 또한세탁한직물의색상은모두 B 계열에서보라기운이가미된 PB 계열로변하였으나드라이클리닝한직물의색상은파란기운의감소만있을뿐 B 계열색상을유지하였으며, 채도값의감소정도도세탁한시료에비하여더적게나타났다 (Table 5). 이로부터염색된제품의올바른관리는드라이클리닝임을알수있다. 마찰견뢰도는두방법모두건조와습윤시차이가없었으며, NaOH 를함께사용한경우가.5 등급더높은 /5 등급으로나타났다. 일광견뢰도는 NaOH 를함께사용하지않은경우에더나은견뢰도를보였다. 일광조사후색상변화도 NaOH 를함께사용한경우에는 8.5BG 로크게변하였으나 NaOH 를함께사용하지않은경우에는같은 B 계열색상을유지하였다. Fig. 1 에서보는바와같이일광노출시간에따른색차에서 NaOH 를함께사용한경우앞면과뒷면의색차차이가거의없는반면, NaOH 를사용하지않은경우에는이면에대한색차가앞면보다더적게나타났다. 기존연구에따르면진한색상으로염색된직물일수록염료회합이커서일광견뢰도가더우수하다 ). Color difference (ΔE ) 18 with NaOH - face with NaOH - back without NaOH - face 15 without NaOH - back Irradiation time (hr) Fi g. 1. Effect of irradiation time on the color difference according to the addition of sodium hydroxide. ⅠⅠ 한국염색가공학회지제 1 권제 호

9 생쪽잎분말의염색성및저장성 (Ⅱ) Table 5. Change of H V/C of the dyed fabrics after washing, dry cleaning, and irradiation Dyeing condition before Colorfastness test after Colorfastness test Washing Dry cleaning Irradiation(hr) with NaOH 7.8B.8/.5.1PB 7./. 5.8B 7./.1 8.5BG 7.9/1. without NaOH.8B.8/5.9.PB 5./.8 5.1B 5./5. 5.1B 5.7/. 즉, NaOH 를함께사용하지않은 1 단계환원 / 염색이더높은염착량과더나은일광견뢰도를나타내었다. 본연구결과를보완하는후속과제로서반복염색이나염료농도에따른염착량및견뢰도 ( 드라이클리닝과일광견뢰도 ) 증진을고려하고있다. 이과제는쪽염색이산업화를지향하는데필수적인내용으로서체계적인연구수행을필요로하는것으로판단한다.. 결론 생쪽잎을열풍건조및상온건조하여얻은분말로 Na S O 와 NaOH 를사용한견섬유염색을행하였다. 제조한분말의 UV-Vis 흡수스펙트럼측정과함께염색한견직물의표면반사율, 염착량, 색특성을측정하여건조방법에따른차이를비교하였으며, 분말의저장시간에따른안정성을확인하였다. 또한상온건조분말은 NaOH 가존재하지않는상태에서하이드로설파이트만사용하여염색성을조사하고염색견뢰도를평가하였다. 1. UV-Vis 흡광분석으로부터열풍및상온건조한생잎분말에인디고색소가함유되어있음을확인하였다.. 열풍및상온건조분말로환원염색한직물의표면반사율곡선은전통적인생즙염색에의한표면반사율곡선형태와같았으며, 모두생즙염색과같은 B 계열색상을나타내었다.. 상온건조분말이열풍건조분말에비하여수율과염착량이더높았으며, 색소저장성도더우수하였다.. 상온건조분말로 Na S O 만사용하여 1 단계환원 / 염색하는경우에는생즙염색과같은 B 계열색상을지니면서도 NaOH 를함께사용한경우보다더높은염착량을나타내어전통적인생즙염색을대체할수있는효과적인염색방법임을확인하였다. 5. 드라이클리닝및일광견뢰도는 Na S O 만사용한 1 단계환원 / 염색의경우그리고세탁및마찰견뢰도는 NaOH 를사용한환원염색의경우에더높게나타났다. 감사의글 이논문은정부 ( 과학기술부 ) 의재원으로한국과학재단의지원을받아수행된연구임 (No. ROA ). 연구에쓰인쪽풀은정관채국가염색장이재배한것을구입하여사용하였음. 참고문헌 1. S. Ushida and Y. Kohama, Various color dyeing using fresh leaves of japanese indigo plant, Bull. Mukogawa Women s Univ. Sci., 9, 55-58(1).. K.G. Stoker, D.T. Cooke, and D.J. Hill, An Improved method for the large-scale processing of woad (Isatis tinctoria) for possible commercial production of woad indigo, J. Agric. Eng. Res., 71, 15-(1998).. 조경래, 문광희, 대안스님, 전통염색의이해, 보광출판사, 부산, pp.5-5,.. T. Bechtold, A. Turcanu, S. Geissler, and E. Ganglberger, Process balance and product quality in the production of natural indigo from Polygonum tinctorium Ait. applying low-technology methods, Bioresource Technology, 81, (). 5. I.M. Jung, S.W. Nam, and I.H. Kim, A study on the silk dyeing with natural indio extracted from Polygonum tinctorium; on the fermentation dyeing, Korean J. Seric. Sci., (1), 78-85(1998).. J.Y. Kang and H.S. Ryu, Natural indigo dyeing on wool fibers(Ⅰ), J. Korean Soc. Dyers & Finishers, 1(), 15-(1). 7. Y.J. Jung, M.H. Lee, H.W. Choi, and E.P. Lee, A study on the dyeing properties of natural indigo complex powder and synthetic indigo with natural fiber, J. Korean Soc. Dyers & Finishers, 1(), 1-(). 8. I.M. Chung and S.O. Woo, Effect of reducing agent, sodium hydrosulfite on the natural indigo J. of the Korean Soc. of Dyers and Finishers, Vol. 1, No. Ⅰ1Ⅰ

10 신윤숙 손경희 류동일 dyeing of silk fabric, Korean J. Seric. Sci., (), 9-98(). 9. C. Oberthur, H. Graf, M. Hamburger, The content of indigo precusors in Isatis tinctoria leaves; a comparative study of selected accessions and post-harvest treatments, Phytochemistry, 5, 1-8(). 1. Y. Shin, K. Son, and D.I. Yoo, Dyeing properties and storage stability of leaf powder prepared from dyer's knotweed (I): by freeze drying method, J. Korean Soc. Dyers & Finishers, 1(1), 1-(9). 11. S. Ushida and M. Kawasaki, Storage of leaves of an indigo plant without a decrease in indican and their application to dyeing, J. Japan Soc. of Home Economics, 5(1), 75-79(1). 1. C. Socaciu, Food colorants: chemical and functional properties, CRC press, Lincoln, p.1, 김노수, 염색화학, 교문사, 서울, p.11, H. Hidaka, あい染ぬの理論と實際, 染色加工, 7(9), 8-(1985). 15. R.J. Lewis, Hawley's condensed chemical dictionary(1th Ed.), Van Nostrand Reinhold, J.N. Etters and M. Hou, Equilibrium sorption isotherms of indigo on cotton denim yarn: Effect of ph, Textile Research Journal, 1(1), 77-77(1991). ⅠⅠ 한국염색가공학회지제 1 권제 호

< DBDC5C0B1BCF72E687770>

< DBDC5C0B1BCF72E687770> 한국염색가공학회지 Vol. 21, No. 1, pp.1 2(29. 2) 연구논문 ( 학술 ) - 동결건조방법 - 신윤숙 손경희 류동일 1 전남대학교의류학과, 1 전남대학교응용화학공학부 Dyeing Properties and Storage Stability of Leaf Powder Prepared from Dyerʹs Knotweed (I) - by Freeze