< EC3D6BCF8C8AD D33C3D6C1BEBCF6C1A4292E687770>

Size: px

Start display at page:

Download "< EC3D6BCF8C8AD D33C3D6C1BEBCF6C1A4292E687770>"

상범 요
5 years ago
Views:

1 ISSN(Print) ISSN(Online) X Textile Coloration and Finishing Vol.26,No.3 연구논문 ( 학술 ) 참등나무잎추출액을이용한단백질섬유의염색성 최순화 중부대학교패션디자인학과 Dyeability of Protein Fiber Treated with Wisteria floribunda Leaf Extract Soon Hwa Choi Department of Fashion Design, Joongbu University, Geumsan, Korea (Received: August 27, 2014 / Revised: September 3, 2014 / Accepted: September 19, 2014) Abstract: In this study, the colorants of Wisteria floribunda leaf were extracted with water. and wool fabrics have been dyed with the aqueous extract of Wisteria floribunda leaf and their dyeabilities was studied. Additionally the fastness to washing, drycleaning, light and perspiration were also investigated. and wool fabrics dyed with the extract of Wisteria floribunda leaf were colored in yellowish red tint. The optimum dyeing condition of the colorants extracted from Wisteria floribunda leaf was three repeated dyeing at 70, 95 for 1hr using post mordanting. For dyed silk and wool fabrics, the fastness to washing was improved by mordanting, and the fastness to drycleaning was very outstanding. Keywords: Wisteria floribunda, dyeability, dyeing fastness, dyeing properties, mordanting 1. 서론 인류가수천년동안경험하여발전시킨천연염색은그채취원에따라식물성, 동물성, 광물성염료로구분되고주로식물에서얻어지는식물성염료가주류를이루고있으며, 그중상당부분이민간요법의치료제나한약재로많이사용되고있다. 본연구에서사용되는참등나무의잎도중국에서는紫藤이라고하며수음병의치료제로서부종, 관절통의치료에사용하고있으며, 뿌리는약제의효능이있어이뇨제, 근골통증치료제, 부스럼약등으로도이용하며, 가지는감기, 몸살, 신경통의치료에사용되기도한다 1). 등나무 (Wisteria floribunda) 는쌍떡잎식물로참등이라고하며콩과의낙엽덩굴식물이다. 우리나라남부지방의산과들에서자생하고백색꽃이피는것을흰등이라하며 5월에는연한자주색꽃도핀다. 야생상태인것도있으나사찰과집근처에서흔히자라며, 9월에는부드러운털로덮여있는꼬투리로기부로갈수록좁아지고겉에털이있는열 Corresponding author: Soon Hwa Choi (ginkobi@hanmail.net) Tel.: Fax.: c2014 KSDF /2014-9/ 매가익는다. 줄기는섬유로가공이가능하고식용, 관상용또는세공재료로쓰이고꽃은양봉농가의밀원자원에쓰이고있다 2,3). 이러한참등나무는학교교정이나공원에식재하여여름에시원한그늘을만들어주는대표적인여름나무이다. 대부분의나무가봄에꽃이피면봄나무, 여름에꽃이피면여름나무로간주되지만등나무는봄에풍요롭게많은꽃을피우고도여름나무로대접받는다 4). 참등나무잎은잎자루하나에작은잎을여러개달고있는복엽으로복엽한개에는끝이뾰족한작은잎이 13-19개까지달려있고꽃대에는연자주색꽃이수없이많이달려있다. 이러한참등나무의어린잎이나꽃은식용나물로먹을수있으며, 특히꽃으로만든음식을등화채라고한다 4). 본연구에서는생활주변에많이분포되어있어채취가수월하고활용가능성이높은참등나무잎으로부터색소를추출하여색소에함유된성분을분석하고자한다. 또한이를단백질섬유인견및양모직물에염색한후표면색측정을통한염색효과와매염제의종류에따른색상변화및각종견뢰도를조사하여참등나무잎을이용한염색법을실용화하는데기초자료를얻고자한다. 254

2 참등나무잎추출액을이용한단백질섬유의염색성 실험 2.1 염색 시험포 염색에사용한시험포는견및양모직물의백포를사용하였으며, 그특성은 Table 1과같다 염액의조제및매염제본실험에사용한염재는경북경주시야산에서자라는참등나무잎을 9월경에채취하여건조시킨후분쇄하여사용하였다. 1L의증류수에 50g의분말을넣고 95 에서소정의시간에서추출액의비중이 될때까지추출하여 Stock Solution으로하고이추출액을증류수로비중이 1.001이되도록 1.3배묽혀염색으로사용하였다. 참등나무잎의물추출액에아세트산 (1급, 덕산화학, Korea) 과수산화나트륨 (1급, 덕산화학, Korea) 으로 ph를조정한염액을사용하여액비 50:1로조정하여염색하였다. 실험에사용한매염제는 K 2Al 2(SO 4) 4 24H 2O(Shinyo Pure Chemical Co., Japan), FeSO 4 7H 2O(Katayama Chemical Co., Japan), CuSO 4 5H 2O(Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Japan), K 2Cr 2O 7( 덕산화학, Korea) 등의 1급시약을 0.5% 의농도로액비 1:50, 매염온도 80 에서 30분간선매염과후매염법으로매염하였다. 2.2 K/ S 및표면색측정 1976년 CIE에서제정한색차식에의하여 L *, a *, b *, C *, ΔE * 값과 K/S값을 Computer Color Matching system(color Eye 3100, Macbeth, USA) 으로 D 65 광원을사용하여측정하였다. 400nm에서 700nm까지의범위에서흡광도를측정하여최대흡광도 (λmax) 400nm 의표면반사율을측정한후 Kubella Munk식에의하여 K/S값과 L *, a *, b * 값을기준으로먼셀표색변환계를이용하여색상 (H), 명도 (V), 채도 (C) 를측정 하였고색차 (ΔE * ) 는염색처리하지않은백색시료를기준으로하여측정하였다. 2.3 견뢰도측정세탁견뢰도는 KS K ISO 105 C06 : 2007, A2S에규정된조건으로측정하였으며, 드라이클리닝견뢰도는 KS K ISO 105 D01 : 2010( 퍼클로로에틸렌 ) 에의거한방법으로측정하였다. 일광견뢰도는 KS K ISO 105 B02 : 2010 XENONE-ARC-LAMP를조광하여 BLUE SCALE로측정하였으며, 땀견뢰도는 KS K ISO 105 D01 : 2010의방법으로측정하였다. 3. 결과및고찰 3.1 염색온도와시간에따른표면색의변화 참등나무잎의물추출액을염액으로하여견및양모직물을염색온도의변화에따른염색효과를알아보기위해염색온도를 50, 70, 95 로변화시켜 1시간염색한후염색포의표면색측정한결과를 Table 2에나타내었다. Table 2에나타난바와같이견및양모직물의 a *, b * 값이모두 + 값을나타내어황적색의 YR계통으로염색되었다. 견직물의 L * 값은 68.48, 64.09, 66.21로 70 에서가장낮은값을나타내고있으며, ΔE * 값은 29.23, 33.24, 29.76으로 70 에서가장높은값을나타내고있어견직물은 70 로염색하였을때표면색이가장농색임을알수있다. K/S값은 50 에서는 2.74, 70 에서는 3.68, 95 에서는 2.67을나타내어오히려 95 에서의 K/S값이감소하는현상을보이고있으므로참등나무잎의견직물염색은 70 로염색하는것이바람직할것으로사료되며이는선행연구의결과와도일치하는현상을보였다 5). 양모직물은염색온도가높아질수록 L * 값은 Table 1. Characterics of fabric Yarn count(tex) Density(thread/5 cm ) Warp Weft Warp Weft Weight (g/ m2 ) Weave Plain Plain Textile Coloration and Finishing(J. Korean Soc. Dye. and Finish.), Vol. 26, No. 3

3 256 최순화 Table 2. Effect of dyeing temperature of silk and wool fabrics dyed with Wistaria floribunda Dyeing temperature L* a* b* C* ΔE* K/S HV/C YR 6.68/ YR 6.24/ YR 6.45/ YR 6.83/ YR 6.39/ YR 6.08/ 로낮아지며, ΔE * 값은 로점차커지는경향으로나타나 50~95 로염색온도가점차높아질수록색소입자의운동성의증대와동시에섬유분자간의간격이넓어지며분자운동이활발하여염착량이증가하는것을알수있다 6). 양모직물은염색온도가 50, 70, 95 로상승할수록 K/S값이 3.16, 4.33, 4.54로점차증가하는현상을보이고있으므로양모직물의등나무잎염색은염색온도 95 로조정하여염색하였다. Table 3은견및양모직물의염색시간의변화에따른염색효과를알아보기위한것으로견및양모직물은염색시간이길어질수록 L * 값은낮아지고 ΔE * 값은커지며, K/S 값은증가되는현상을보이고있으므로더욱농색으로염색되는것을알수있다. 염색시간이길어질수록염착이잘되는것으로판단되나 1시간이후는그증가폭이미미할뿐만아니라섬유의손상이우려되므로염색시간은 1시간으로조정하는것이바람직할것으로사료된다. 3.2 염욕의 ph에따른표면색의변화참등나무잎의물추출액을염액으로하여견직물의염색온도는 70, 양모직물은 95 에서 1시간, 염욕의 ph를변화시켜염색한견및양모직물의 Table 3. Effect of dyeing time of silk and wool fabrics dyed with Wisteria floribunda Dyeing time (hour) L* a* b* C* ΔE* K/S HV/C Y 8.56/ YR 6.52/ YR 6.54/ YR 6.31/ YR 6.27/ YR 6.30/ YR 6.13/ Y 8.72/ YR 6.50/ YR 6.12/ YR 5.95/ YR 5.84/ YR 5.57/ YR 5.34/4.58 한국염색가공학회지제 26 권제 3 호

4 참등나무잎추출액을이용한단백질섬유의염색성 257 Table 4. Dyeability of non-mordanting fabrics treated with Wistaria floribunda at various ph ph L* a* b* C* ΔE* K/S HV/C YR 5.40/ YR 6.53/ YR 7.72/ YR 7.67/ YR 8.13/ YR 5.45/ YR 6.12/ Y 6.73/ Y 6.69/ Y 6.85/3.83 표면색변화를 Table 4에나타내었다. 견섬유의등전점은 ph 3.8~4.0, 양모섬유는 ph 5.0 부근으로염액의 ph가등전점보다낮은 ph에서는색소의 OH기가비이온상태로견및양모섬유에염착되지만염액의 ph가등전점보다높아지면섬유말단의 COOH기가음이온으로하전하여색소의 OH기가해리된다. 그결과단백질섬유와색소간의전기적반발력이증가하고색소와물의친화력이저하되어염착량이낮아진다. 견및양모직물은 ph 2에서 L * 값은 55.65, 으로가장낮으며, ΔE * 값은 41.03, 39.61로가장큰값을나타나는것으로보아 ph 2에서가장농색으로염색되는것을알수있다. ph가낮을수록 L * 가낮아지고 ΔE * 값은커지므로농색으로염색됨을알수있다. 견및양모직물의 K/S 값은 ph 2에서 6.51, 7.48이며, ph 4에서는 2.69, 4.66을나타내고있어 ph 2에서염착이가장잘됨을알수있다. 그러나 ph 2에서와같은강한산성용액으로염색하면섬유의강도저하와섬유의손상이염려되고 ph 6~7 이상에서는불균염의염려가있으므로견및양모직물의등나무잎염색시 ph는 4로조정하여염색하였다. 3.3 반복염색에따른염색성참등나무잎의물추출액을염액으로하여견및양모직물을무매염법으로 ph 4로조정한후견직물은 70, 양모직물은 95 에서 1시간씩 5회반 복염색한결과를 Table 5에나타내었다 Table 5에서알수있는바와같이반복염색하면 a * 값과 b * 값이모두점차증가하는경향을보였다. 견직물은반복염색하면 a * 값이 , b * 값은 로점차증가하였고, 양모직물도 a * 값이 , b * 값은 로점차증가하는현상을보이고있다. 또한견과양모직물의 L * 값은 , 로낮아지고, C * 값은 , 로점차커지는것으로보아반복염색하면더욱농색으로염색되는것을알수있다. K/S 값은반복염색횟수가증가함에따라견및양모섬유모두증가함을알수있으며, 견직물보다양모직물의 K/S 값이더욱큰것으로보아양모직물의염착량이더많음을알수있다. 견및양모섬유는분자구조중에존재하는 NH 2 기, -NH기, -COOH기가염료와의수소결합, 이온결합으로염착량이높으며특히양모섬유는같은단백질섬유인견섬유보다염료의흡착이쉬운비결정영역의양이많을뿐만아니라 -NH 2 기, -NH기, -COOH기의함유량이훨씬많으므로견직물보다양모직물이더농색으로염착됨을알수있다 7). 3.4 매염처리와매염방법에따른표면색의변화참등나무잎의물추출액을염액으로하여견직물은 70, 양모직물은 95 로염색온도를조정하고매염제종류별로선매염과후매염법으로염색한 Textile Coloration and Finishing(J. Korean Soc. Dye. and Finish.), Vol. 26, No. 3

5 258 최순화 Table 5. Effect of the repeated dyeing fabrics treated with Wisteria floribunda Repeted dyeing L* a* b* C* ΔE* K/S HV/C Y 8.56/ YR 6.55/ YR 6.05/ YR 5.88/ YR 5.46/ YR 5.14/ Y 8.72/ YR 6.04/ YR 5.60/ YR 5.24/ YR 4.85/ YR 4.68/4.61 후표면색을측정하여 Table 6에나타내었다. 견및양모직물은 Al 선매염을제외한모두가매염염색하면 L * 값은낮아지고 K/S 값이커지는것으로보아농색으로염색됨을알수있는데이는견과양모섬유의분자구조중에유리카르복시기가금속이온과조염결합을하여금속이섬유에흡수고착되어매염이잘되는것으로생각된다. Al 매염시는 a *, b * 값의변화가매우미미하여눈에띄는색상변화는나타나지않으며명도가높은데이는 Al이온이전형금속이온으로안정한 6배위착체 를형성하여색상의변화가적고색조의선명도가높은것으로알려져있다 8). Fe, Cu, Cr 매염시는 a *, b * 값이크게변화되면서 L * 값이저하하여농색으로염색되는경향을보이고있으며, 특히견과양모의 Fe 후매염은 a *, b *, L *, C * 값이모두크게저하하고 ΔE * 값은커지면서어두운색상으로나타나는일반적인현상을확인할수있었다. 이는후매염을하면매염제가섬유와염료의양쪽에서결합하여많은양이섬유에흡수되기때문이다 9,10). Figure 1. Shift of CIE's Colorimetric values of the post mordanted silk fabrics dye with Wisteria floribunda leaf. Figure 2. Shift of CIE's Colorimetric values of the post mordanted wool fabrics dye with Wisteria floribunda leaf. 한국염색가공학회지제 26 권제 3 호

6 참등나무잎추출액을이용한단백질섬유의염색성 259 Table 6. Effect of the mordanting fabrics treated with Wisteria floribunda Mordanting Method Pre Post Pre Post Mordant L* a* b* C* ΔE* K/S HV/C non-dyed Y 8.56/0.27 None YR 6.54/3.84 Al YR 6.70/3.67 Fe YR 5.95/4.08 Cu YR 6.08/3.46 Cr YR 6.23/4.01 Al YR 6.32/3.77 Fe Y 5.36/2.97 Cu Y 5.97/2.99 Cr YR 6.06/4.50 non-dyed Y 8.72/1.05 None YR 6.12/4.51 Al YR 5.63/4.85 Fe Y 4.40/3.19 Cu Y 5.57/3.67 Cr Y 5.44/5.04 Al YR 6.13/4.24 Fe Y 4.31/2.75 Cu Y 4.97/3.08 Cr YR 5.11/5.99 참등나무잎추출액의염색은염색전후매염제의종류에따라표면색이다양하게변화되는다색성염료임을알수있으며, 특히견직물은선매염보다후매염염색포의표면색변화가더다양함을알수있다 11). 일반적으로천연염색에서는견뢰도증진의목적과더불어다양한색상을얻기위해매염처리하며, 다색성염료는그구조중에카르복시기가함유되어있으므로금속매염제를사용하였을경우염료의구조중에존재하는히드록시기사이에전자배치가각기다른금속이결합하여킬레이트를형성하기때문에매염제의종류에따라서표면색이다양하게변화된다 12). 매염제의종류에따른표면색의변화를 Munsell 값으로확인해보면견직물선매염은무매염과동일한 YR계통이나 Fe와 Cu 후매염은 YR Y로변화되면서명도와채도가다소감소하는현상을 볼수있다. 양모직물은 Al 선 후매염모두무매염과유사한색상이며, Fe, Cu매염은견직물과같이 YR Y로변화되면서명도와채도가다소감소하였다. Cr 매염은매염방법에따라색상의차이가큰것을알수있다. 따라서견및양모직물의색상변화를 CIE의표색계를이용하여매염제의종류에따른 a * b * 값의변화를 Figures 1, 2에나타내었다. Figures 1, 2에서알수있는바와같이후매염한견직물과양모직물은 Al매염시무매염과유사한색상을보이고있으나 Fe, Cu, Cr매염은무매염과비교시확연한색상의차이를알수있어참등나무잎추출액으로염색시매염제의종류에따라다양한색상을얻을수있을뿐만아니라염색조건에따라색의농담을다양하게조정가능한염재임을알수있었다. Textile Coloration and Finishing(J. Korean Soc. Dye. and Finish.), Vol. 26, No. 3

7 260 최순화 Table 7. Washing, drycleaning and light fastness of silk, wool fabrics with extracts from Wisteria floribunda Washing Drycleaning Light Mordant Color change Stain Cotton Color change Test liquid Color change None Al Fe Cu Cr None Al Fe Cu Cr 견뢰도참등나무잎추출액을염액으로하여무매염과매염제의종류별로견직물은 70, 양모직물은 95 에서 1시간씩 3회반복염색한견및양모직물에대한세탁견뢰도, 드라이클리닝견뢰도, 일광견뢰도및땀견뢰도를측정하여 Table 7, 8에나타내었다. Table 7의견직물무매염세탁견뢰도는 4등급이었으나 Fe, Cu매염은등급이 3등급으로낮아지고 Cr매염은 4등급으로나타났다. 오염정도에있어서는면, 견모두 4~5등급을보여좋은결과를보이고있다. 양모직물의세탁견뢰도는무매염이염색포는 3~4등급이며, Fe매염은 3~4등급 Cu와 Cr매염은 4~5등급을보여매염으로인한세탁견뢰도의향상을보여주고있으며오염정도는면과, 양모모두 4~5등급을나타내었다. 무매염, 각종매염제를사용한견, 양모직물의드라이클리닝견뢰도는모두 4~5등급우수함을알수있었다. 일광견뢰도는견직물무매염은 1~2등급이고 Al 매염은 1등급으로오히려무매염보다일광견뢰도가저하하였으나 Fe, Cu, Cr매염은매염으로인하여일광견뢰도가개선된것을알수있으며특히 Fe매염은 4등급으로나타났다. 양모직물의일광견뢰도는무매염이 2등급, Fe와 Cu매염은 4등급을나타내고있어견및양모직물은매염제를처리하 였을때일광견뢰도가많이개선됨을알수있었다. 매염처리는천연염색의가장큰단점인일광견뢰도를개선할목적으로많이활용하고있는데참등나무잎추출액으로염색한견및양모직물도매염처리를함으로써일광견뢰도가다소향상되었음을알수있었다. Table 8의견직물의땀견뢰는 Fe매염을제외한무매염과 Al, Cu, Cr매염모두 4등급이상을나타내고있으므로참등나무잎추출액은 Fe매염을제외하고땀에대한견뢰도는비교적안정함을알수있으며, 오염은 Cu매염의알칼리땀액의면과견에서 3, 3~4등급을제외하고대부분 4, 4~5등급을나타내고있다. 양모직물의땀견뢰도는 Fe매염의 3등급을제외하고 4, 4~5등급으로대단히우수하며, 오염도 Cu 매염을제외하고전부 4~5등급으로이염현상이없이우수한것을알수있다. 4. 결론 본연구에서는체취가수월하고염색성이우수하여천연염재로활용가능성이높은참등나무잎으로부터색소를추출하고, 이를단백질섬유인견및양모직물을대상으로염색조건에따른표면색의변화와적정염색조건을평가하였으며, 각종견뢰도를측정하여다음과같은결론을얻었다. 한국염색가공학회지제 26 권제 3 호

8 참등나무잎추출액을이용한단백질섬유의염색성 261 Table 8. Perspiration fastness of silk and wool fabrics dyed with extracts from Wisteria floribunda Mordant Acidic/Alkaline Color change Stain Cotton None Al Fe Cu Cr None Al Fe Cu Cr Acidic Alkaline Acidic Alkaline Acidic Alkaline Acidic Alkaline Acidic Alkaline Acidic Alkaline Acidic Alkaline Acidic Alkaline Acidic Alkaline Acidic Alkaline 참등나무잎추출액으로염색한견및양모직물은황적색계통인 YR계열의색상으로발색되었다. 2. 참등나무잎추출액에의한견직물의염색은염색온도 70, 염색시간 1시간으로후매염법에의해 3회반복염색하는것이적정하며, 양모직물은염색온도 95, 염색시간 1시간으로후매염법에의해 3회반복염색하는것이적정한것으로판단되었다. 3. 견과양모직물은매염처리에의해세탁견뢰도가향상되었으며, 매염방법에따라서는후매염법의세탁견뢰도가우수하였으며, 드라이클리닝견뢰도는모두우수하였다. 일광견뢰도는매염에의해다소개선되었으며, 땀견뢰도는 Fe매염을제외하고견및양모직물모두 4등급이상으로우수하였다. References 1. J. Y. Bae and J. H. Park, Pharmacognostical Studies on the Folk Medicine DeungNaMu, J. of the Korean Society of Pharmacognosy, 43(2), 98(2012). 2. W. G. Oh, I. C. Jang, G. I. Jeon, E. J. Park, H. R. Park, and S. C. Lee, Antioxidative Activity of Extracts from Wisteria floribunda Flowers, J. of the Korean Society Food Science and Nutrition, 37(6), 677(2008). 3. J. W. Kim and J. W. Lim, The Bacterial Gall of Wistaria floribunda Caused by Pantoea agglomerans pv. milletiae, Research in Plant Disease, 7(3), 145(2001). Textile Coloration and Finishing(J. Korean Soc. Dye. and Finish.), Vol. 26, No. 3

9 262 최순화 4. Y. M. Lee, 100 Korean Trees, Hyeon Am Sa, Seoul, pp.83-88, Y. O. Jeong and S. S. Kim, Colorfastness of s Dyed in Dyebath Extracted from Wisteria, The Korean J. of Community Living Science, 14(2), 125(2003). 6. Y. S. Kim and S. E. Bae, Dyeabilities with Various s and Chemical Composition of Brown Colorants from Pine Bark, Fashion and Textile Research J., 15(1), 138(2013). 7. S. K. Bai, The Dyeing Properties of s with Brassica Campestris, J. of the Korean Society Clothing Industry, 7(5), 542(2005). 8. J. H. Son, M. S. Lee, and T. L. Chun, Catechins Content and Color Values of s Dyed with Korean Green Tea Extracts, Textile Coloration and Finishing(J. of Korea Soc. Dyers and Finishers), 18(1), 10(2006). 9. B. H. Kim and W. S. Song, The Dyeability and Antimicrobial Activity of Artemisia princeps Extracts, Textile Coloration and Finishing(J. of Korea Soc. Dyers and Finishers), 11(5), 308(1999). 10. K. Y. Nam and J. S. Lee, Dyeing Properties and Functionality of Hot-water Extract from Juniperus chinensis Heartwood, Textile Coloration and Finishing (J. of Korea Soc. Dyers and Finishers), 25(3), 181(2013). 11. K. Y. Nam and J. S. Lee, Dyeing Properties and Functionality of Methanol Extract from Juniperus chinensis Heartwood, Textile Coloration and Finishing (J. of Korea Soc. Dyers and Finishers), 25(3), 194(2013). 12. J. S. Bae, Y. K. Kim, and M. W. Huh, The Dyeability and Antibacterial Activity of, Rayon s Dyed with Cochineal, Textile Coloration and Finishing(J. of Korea Soc. Dyers and Finishers), 18(6), 1(2006). 한국염색가공학회지제 26 권제 3 호

레이아웃 1

레이아웃 1 한국염색가공학회지 pissn 1229-0033, eissn 2234-036X 연구논문 ( 학술 ) http://dx.doi.org/10.5764/tcf.2016.28.3.219 고구마줄기 잎추출액을이용한견직물의염색성 The Dyeability of Silk Fabrics with Sweet Potato Stem Leaf Extract *Corresponding