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1 ISSN(Print) ISSN(Online) X Textile Coloration and Finishing Vol.27,No.1 연구논문 ( 학술 ) 환삼덩굴과복숭아나무전정가지추출액을이용한견직물의복합염색 하영갑 이정숙 경상대학교의류학과 Combination Dyeing of Silk Fabrics with Extracts from Humulus japonicus and the Pruned Branches of Prunus persica Tree Young Kab Ha and Jeong Sook Lee Department of Clothing and Textiles and Engineering Research Institute, Gyeongsang National University, Jinju, Korea (Received: March 2, 2015 / Revised: March 16, 2015 / Accepted: March 18, 2015) Abstract: In this study, the properties such as color, dye uptake and antibacterial function were examined through the application of combination dyeing and mixed dyeing with extracts from Humulus japonicus(hwansam) and the pruned branches of Prunus persica(peach) tree. In terms of dye uptake and surface color changes subject to the kind of mordants, methods and mixing ratio of dye, it was found that fabrics dyed by the pre-mordanting method with CuSO 4 showed the red green yellow group colors, which were not seen in fabrics dyed with hwansam only. Color fastness was found strong at grade 4-5 with 96.3% of UV protection ratio. While the fastness to light was as fair as grade 3, it showed an excellent result of 99.9% bacteria reduction rate against Staphylococcus aureus with fair 58% deodorization rate and 21.2% antibacterial rate against Klebsiella pneumoniae. As stated above, the combination and mixed dyeing resulted in the meaningful outcomes with regard to color variations, dye uptake, color fastness and functional properties. Keywords: antibacterial function, combination dyeing, Humulus japonicus, mordants, pruned branches of prunus persica tree 1. 서론 인간의삶은자연과함께해왔기에색 ( 色 ) 의역사도같을것이라추정한다. 1800년대중반염료가합성되기전까지인류는의 식 주에필요한색들을자연에서추출한색에의존하였다 1). 최근환경오염이건강에미치는영향이커짐에따라천연염색에관한관심이다시대두되고있다 2). 편안한감성을지닌천연염색은색상이유순하고다양한색조를지니며어느색과도조화가잘된다는매력을갖고있다 3). 뿐만아니라화학염색에비해천연색소자체가방충, 항균, 아토피피부질환예방, 소취, 보습, 자외선차단등의좋은점을가지고있으며환경친화적이어서웰빙이트렌드화된 Corresponding author: Jeong Sook Lee (jslee@gnu.ac.kr) Tel.: Fax.: c2015 KSDF /2015-3/80-95 요즘많은사람들의관심을받고있다 4). 그러나천연염색은원료의채취가제한적이고, 염료추출과정이복잡하며염색조건에따라색상이다르게염색되어재현성이낮고합성염료에비해다양한색상표현이어려우며 5), 일광견뢰도가낮은문제점 6) 등이있다. 최근이러한천연염색의단점을보완하기위하여천연염재의다양한복합화가시도되고있다 7). 천연염색의복합염연구에서는치자, 오배자, 오미자, 소목염재에황토와의복합염색으로견뢰도 ( 세탁, 땀, 일광 ) 향상에유의한결과가있으며 8) 단삼과소목을이용한견직물의복합염색에서는복합염색을통해다양한톤의색상발현과소취성향상의결과를보고하였다 5). 환삼덩굴 (Humulus japonicus Sieboid & Zucc.) 9) 은최근연구에서발굴한염재로농촌의전 답주위는물론산기슭이나하천 유휴지에늦은봄부터늦가 80

2 환삼덩굴과복숭아나무전정가지추출액을이용한견직물의복합염색 81 을까지상시채취하여염료로사용할수있으며, 염재가격도매우저렴한편이다. 또한천연염색염료로서의활용범위도일반자연염재에서얻을수있는기능성을대부분갖추고있기때문에비싸다고인식되고있는천연염색제품의가격을낮출수있는장점이있다. 그러나저조한폐렴균감소율, Y계열과매염제에의한 G계열에한정된색상발현등보완되어야할문제점이있다 10). 복숭아 (Prunus persica (L.) Batsch) 는장미 (Rosaceae) 과, 벚나무 (Prunus) 속의과실로 11) 복숭아나무에는고무질, 안식향산등을함유하고있어민간에서는치통에사용되어왔고 12), 동의보감에서는부인의음부가헐어서벌레가무는것처럼가렵고아픈것의치료에사용하였으며 13), 중약대사전에는황달, 토혈, 코피등을치료한다고기록되어있다 14). 또한야생개복숭아나무가지에서추출한 EtOAc 엑스 (Ethylacetate extracts) 가우수한항산화와항염증효과및강력한지질산패억제효과가있음을밝혀낸연구결과도있다 15). 이러한복숭아나무가지는고른수형과원활한개화및착과를유도하기위한목적으로연중동절기에한차례전정작업후뚜렷한사용처가없이대부분농장이나길가에버려지거나방치되고있는것이현실이다 16). 그러므로버려지는복숭아나무전정가지를천연염색등에활용할필요가있다. 특히겨울철에는천연염색현장에서상대적으로가격이비싼한약재에의존한염색이이루어지고있어서복숭아나무전정가지를이용하면경제성이있을것으로기대된다. 천연염재로서복숭아나무전정가지의이용성에관한선행연구로는천연염료자원으로서상품성이있다는연구가거의유일하며색상변화를검토한결과 ph에대한견뢰도및일광견뢰도가비교적좋은염재로밝혀졌다 17). 따라서본연구에서는우리나라전역에서자생하여저렴한값으로염재수급이용이한환삼덩굴과동절기에활용가치가낮은복숭아나무전정가지를이용하여천연염재의염료자원으로활용범위를확대하기위한목적으로복합염색을실시하였으며, 구체적인세부연구목적은다음과같다. 환삼덩굴단독염색의보완점인항균성에서낮은폐렴균감소율을향상시키고, 환삼덩굴단독염색보다다양한톤의색상변화를얻기위해매염방법과매염제종류를달리하여염색성을검토하고자 하였다. 이때환삼덩굴추출액과복숭아나무전정가지추출액의혼합비율을달리하여각각의염색특성을알아보고자하였다. 한편복숭아나무전정가지추출액에의한염색도환삼덩굴추출액과의복합염색을통해여러가지염색특성을향상시키고자하였다. 또한염색성과세탁견뢰도, ph 및일광처리에따른견뢰도에한정된복숭아나무전정가지의염색에관한선행연구 17) 를보완하고발전시키기위하여천연염색의기능성인자외선차단율및소취성과항균성에대한검토와환삼덩굴과복숭아나무전정가지와의복합염색시변화된견뢰도 ( 세탁, 드라이클리닝, 땀, 일광, 마찰 ) 와자외선차단율및소취성과항균성의기능성을각각검토하였다. 2.1 시료및시약 시료 2. 실험 본연구에사용된시료는견직물 100%( 솜베사, 카리스소프트 ) 를사용했으며, 시료의특성은 Table 1과같다. Table 1. Characteristics of fabrics Fabric content Silk 100% Weave plain Thickness(mm) 0.12 Fabric count Warp 51 Weft 41 Weight(g/ m2 ) 53 ± 시약 매염재로사용한염화제1주석 (SnCl ), 알미늄명반 (Alk(SO ) 12H O), 황산구리 (CuSO 5H O), 황산제1철 (FeSO 7H O) 은 1급의시약을사용했다. 2.2 염액추출 환삼덩굴염액 염재로사용한환삼덩굴은 2014년 12월진주시내동면희망교아래유휴지에서지상부 104KG을채취하여선행연구를참조후생초를사용하였다 10). Textile Coloration and Finishing, Vol. 27, No. 1

3 82 하영갑 이정숙 (a) luteolin (b) quercitrin Figure 1. Chemical structure of luteolin(a) and quercitrin(b). 염액추출에사용한물은천연염색현장에서사용하고있는진주시상수도물 ( 진양호상수원, 경도 47~48mg/L, 진주시상하수도사업소 ) 을그대로사용하였다. 염액추출은환삼덩굴 104KG과물 320L를 4 회 ( 환삼덩굴 26KG 물 80L 4 회 ) 로나누고, 염액추출기 ( 스텐레스, 반석기계, 양산 ) 를이용하여 100 에서 12시간중불로끓여각각추출한염액을혼합한 96L 를농도 100% 염액으로임의로정하여사용하였다. 환삼덩굴추출액의주요색소성분은 luteolin과 quercitrin 등의 flavonoid 화합물이며, 구조식은 Figure 1과같다 복숭아나무전정가지염액 염재로사용한복숭아나무전정가지는경남진주시금곡면소재복숭아과수원에서 2015년 1월전정된절지 700KG을수거하여절단기로 10~15cm 길이로잘라서그대로사용하였다. 염액추출은염액추출기를이용하여복숭아나무전정가지 140KG, 물 400L를 5회 ( 복숭아나무전정가지 28KG 물 80L 5 회 ) 로나누어 100 로 12시간동안중불로끓여각각추출한염액을혼합한 82L를농도 100% 염액으로임의로정하여사용하였다. 염액추출에사용한물은천연염색현장에서사용하고있는진주시상수도물을그대로사용하였다. 복숭아나무전정가지추출액의주요성분은 rutin, hyperoside 등의 quercetin계화합물과 (+)-catechin, prunin, 기타 flavonol 유도체등으로구성되며 19) 색소의주성분인 quercetin 구조식은 Figure 2와같다. 2.3 염재의특성분석 환삼덩굴과복숭아나무전정가지에서추출한두 Figure 2. Chemical structure of quercetin. 염액의흡광성질을알아보기위하여부유물을종이필터로각각제거한후증류수로 100배희석하여 250nm~800nm 파장범위에서자외 가시부분광광도계 (S-3100, UV-Vis Spectrophotometer, Scinco) 로측정하였다. 2.4 염색및매염처리환삼덩굴염색 ( 이하 H라칭함 ) 과복숭아나무전정가지염색 ( 이하 P라칭함 ) 을각각단독으로염색하고, 환삼덩굴과복숭아나무전정가지염액혼합비율 50%:50% 를동시에혼합염색 ( 이하 H+P라칭함 ) 하여염착량을알아보고자염색온도와염색시간을변화시켜액비 1:100에서실시하였다. 복합염색은염색순서에따른염착량을알아보고자매염제를처리하여환삼덩굴염색 복숭아나무전정가지염색 ( 이하 H P라칭함 ) 과복숭아나무전정가지염색 환삼덩굴염색 ( 이하 P H라칭함 ) 을실시하였다 (Table 2). 한국염색가공학회지제 27 권제 1 호

4 환삼덩굴과복숭아나무전정가지추출액을이용한견직물의복합염색 83 염액혼합비율 (%) 에따른표면색의변화를알아보고자선매염 수세 건조 환삼덩굴과복숭아나무전정가지염액혼합비율 (0%:100%, 25%:75%, 50%:50%, 75%:25%, 100%:0%), 염색 수세 건조순의염색방법 (A) 와복숭아나무전정가지와환삼덩굴염액혼합비율 (0%:100%, 25%:75%, 50%:50%, 75%:25%, 100%:0%), 염색 수세 건조 후매염 수세 건조순의염색방법 (B) 을실시하였다. 이때염색조건은온도 90, 시간 40분, 액비 1:100에서염색하였고, 매염처리는염화제1주석 (SnCl ), 알미늄명반 (Alk(SO ) 12H O), 황산구리 (CuSO 5H O), 황산제1철 (FeSO 7H O) 을사용하여온도 60, 시간 20분, 액비 1:100, 매염농도 5% (o.w.f.) 의조건으로 IR염색기 (KSL-24Perfect, 고려화학 ) 에서염색하였다 (Table 3). 2.5 표면색측정 Computer Color Matching System을사용하여표면염착량은최대흡수파장인 400nm에서염색한시료의표면반사율을측정한후 Kubelka-Munk식에의해 K/S값을구하였다. K/S값은다음의식 (1) 과같다. K/S = (1-R) /2R (1) where K : Absorbance coefficient of dyed material S : Scattering coefficient of dyed material R : Reflectance 염색한시료의표면색측정은 Computer Color Matching System(UltraScan PRO, Hunter Lab, USA) 으로 x, y, z 값을측정하고, Munsell 표색계변환법으로 H, V/C, CIE Lab 색차에의한 L*, a*, b*, ΔE*, K/S를측정하였다. 2.6 염색견뢰도측정 세탁견뢰도 세탁견뢰도는 KS K ISO 105-CO1:2012(40±2, 30분, 0.5% ISO SOAP) 에의거한 Launder O meter 를사용하여측정하였다 드라이클리닝견뢰도 드라이클리닝견뢰도는 KS K ISO 105-D01:2010, 용제퍼클로로에틸렌, Launder O meter를사용하여측정하였다. Table 2. Descriptions of dyeing method Sample abbreviation H P H+P H P P H Description Dyeing of Humulus japonicus extract Dyeing of Prunus persica tree extract Dyeing of Humulus japonicus extract and Prunus persica tree extract simultaneously Dyeing of Humulus japonicus extract and Prunus persica tree extract sequentially Dyeing of Prunus persica tree extract and Humulus japonicus extract sequentially Table 3. Conditions of dyeing and mordanting Combination type A B Description Mordanting followed by simultaneous dyeing with Humulus japonicus extract and Prunus persica tree extract(pre-mordanting, H+P) Simultaneous dyeing with Humulus japonicus extract and Prunus persica tree extract followed by mordanting(post-mordanting, H+P) Textile Coloration and Finishing, Vol. 27, No. 1

5 84 하영갑 이정숙 일광견뢰도 일광견뢰도는 KS K ISO 105-B02:2010에준하여 Xenon Arc( 수냉식 ) 광원으로측정하였다 마찰견뢰도 마찰견뢰도는 KS K 0650:2011에준하여 Crockmeter 법에의해측정하였다 땀견뢰도 땀견뢰도는 KS K ISO 105-E04:2010(37±2, 4 시간 ) 에준하여각각의변퇴색판정용그레이스케일 (Gray scale for color change) 과이염판정용스케일 (Chromatic transference scale) 로평가하였다. 2.7 기능성측정 소취성 소취성측정은암모니아 (NH 3) 가스검지관법에준하여시료포각각의 10cm 10cm 크기에무매염으로시험환경온도 22, 습도 52% 와 1000mL의용기에암모니아농도 500μg /ml를주입하여 30분, 60분, 90분, 120분의시간대별로실험후각각의소취율을측정하였다. 소취율의계산식은다음의식 (2) 과같다. Deodorization rate(%) = 100 (2) 여공시균황색포도상구균 (Staphylococcus aureus, ATCC 6538) 과폐렴균 (Klebsiella pneumoniae, ATCC 4352) 이며, 균감소율의계산식은다음의식 (4) 과같다. Bacteria reduction rate(%) = 100 (4) where A : the number of microbe in blank, after 18hours B : the number of microbe in specimens, after 18hours 3. 결과및고찰 3.1 자외 가시부흡수스펙트럼 Figure 3은환삼덩굴및복숭아나무전정가지에서추출한두염액을각각증류수로 100배희석하여측정한자외선-가시선흡수스펙트럼의결과를나타낸것이다. 환삼덩굴과복숭아나무전정가지두염액모두에서 nm 영역의흡수띠가관찰되었다. 특히 b에서와같이복숭아나무전정가지추출액의경우 282nm에서상대적으로강한흡수띠가관찰되었다. 이는이시료에포함된방향족화합물의원형인벤젠의 π-π * 전이에해당되는 256nm의파장이방향족치환기에의한조색단효과에의해장파장이동이일어난것으로판단된다. where A : Gas concentration of blank B : Gas concentration under specimen existence 자외선차단율자외선차단율을측정하기위하여 UV Transmittance Analyzer(Labsphere Co., USA) 를사용하여 KS K 에따라 Xenon Arc 광원으로 290~400nm 에서자외선투과량을측정하였다. UV-A 투과량은 315~400nm 파장범위에서측정하고, UV-B는 290~315nm 의파장범위에서측정하였다. 자외선차단율의계산식은다음의식 (3) 과같다. UV protection(%) = 100-UV transmittance(%) (3) 항균성 항균성측정은 KS K 의방법에의거하 Figure 3. UV-Vis spectra of Humulus japonicus extract (a) and Prunus persica tree extract (b) in aqueous solution. 한국염색가공학회지제 27 권제 1 호

6 환삼덩굴과복숭아나무전정가지추출액을이용한견직물의복합염색 85 가시광선영역에서는특별한흡수띠는관찰되지않으나환삼덩굴과복숭아나무전정가지추출액의염액 (100%) 에서는단파장영역에서빛이흡광되어염색시 Y, YR계열의색이나타나고, 여러가지매염제처리에의해서다양한색상이나타났다. 3.2 단독염색과혼합염색의염색성환삼덩굴 (H) 와복숭아나무전정가지 (P) 각각의단독염색과환삼덩굴과복숭아나무전정가지의염액혼합비율 50%:50%(H+P) 염색의염착량을알아보기위해액비 1:100, 20분 ~120분까지 20분간격의염색시간변화와염색온도 20, 40, 60, 80, 90, 100 의변화를주어 K/S 값으로평가하였다 단독염색과혼합염색의온도에따른염색성 Figure 4는 H, P, H+P를액비 1:100, 염색시간 40 분, 염색온도 20, 40, 60, 80, 90, 100 의변화를주어실험한 K/S값을나타내었다. H, P, H+P 모두 20 ~40 까지는 K/S값이다소증가하였으나, 40 ~60 에서는 H와 P는미세하게감소하였고, 이후 H는 100 까지꾸준히 K/S값이증가하였다. P의경우 80 ~90 사이에서염착률이가장높게나타났고, 100 에서는 90 와거의유사한값을나타내었다. 이는선행연구에서양파껍질색소인 quercetin을이용한견섬유의최적염색조건은 80~90 인결과 19) 와복숭아나무전정가지의색소 quercetin 과의염착성이일치되는결과라고사료된다. H+P는 40 ~90 까지 H와같은경향으로나타나, 염착량이서서히증가하다가 90 ~100 사이에가장큰폭으로증가하였다. H, P, H+P 모두 20 ~90 까지는온도의증가에따른염액내색소성분의분자활동이활발해짐에따라견직물과의 Vanderwaals힘에의한물리적흡착이증가하여대체적으로염색온도와염착량이비례하는염색거동을나타낸다. 그러나 100 가되면흡착과동시에탈착의가역반응과견직물의광택및강도저하등의물성변화가나타나이후실험에는단독염색과혼합염색에서높은염착성을나타낸최적의염색온도 90 에서진행하였으며, 이상의결과로혼합염색은단독염색보다염착량이약간향상된것을알수있었다 20) 단독염색과혼합염색의시간에따른염색성 Figure 5는액비 1:100, 염색온도 90, 염색시간은 20~120분까지 20분간격으로변화를주어 H, P, H+P의염착량을 K/S값으로나타내었다. H, P, H+P의시간에따른염착량의변화를보면 20분에서 40분사이에서 H, P, H+P 모두염착량증가의폭이가장크게나타났다. H와 P의경우 40분에서 120분까지완만한상승이있었으나 K/S값의차이는크지않았고, H+P의경우 40분에서 120분까지 K/S값의증가가거의없어비슷하게나타났다. Figure 4. Effect of dyeing temperature on the K/S values of silk fabrics dyed with Humulus japonicus extract, Prunus persica tree extract and mixed dyes of Humulus japonicus extract and Prunus persica tree extract(40min). Figure 5. Effect of dyeing time on the K/S values of silk fabrics dyed with Humulus japonicus extract, Prunus persica tree extract and mixed dyes of Humulus japonicus extract and Prunus persica tree extract at 90. Textile Coloration and Finishing, Vol. 27, No. 1

7 86 하영갑 이정숙 이처럼염색시간이길어져도염착량의증가폭이적은것은실크나양모섬유에대한산성염료의 Langmuir 흡착형태의등온협착곡선과유사하게나타나서 40분에서거의염착평형상태에도달한것으로사료되며차후실험은에너지효율과실용성을고려하여 40분으로고정하였다. 3.3 매염처리와염액혼합비율에따른혼합염색포의표면색변화 환삼덩굴과복숭아나무전정가지의혼합염색에서의염액혼합비율 0%:100%, 25%:75%, 50%:50%, 75%:25%, 100%:0% 로변화를주어매염제종류 (Sn, Al, Cu, Fe 4종 ) 와선매염처리 (A) 와후매염처리 (B) 에따른표면색변화를알아보고자액비 1:100, 매염농도 5%(o.w.f.), 온도 90, 시간 40분으로염색하여 L*, a*, b*, H, V/C, ΔE*, K/S 값으로나타냈다 선매염처리와염액혼합비율에따른혼합염색포의표면색변화 (A) Table 4는선매염처리를한다음환삼덩굴과복숭아나무전정가지의염액혼합비율에변화를달리한혼합염색포의표면색을나타냈다. L* 은명도를나타내며 +a 방향은 red, -a 방향은 green 색상으로의변화를, +b 방향은 yellow, -b 방향은 blue 색상으로의변화를, H는색상 (Hue), V는명도 (Value), C는채도 (Chroma) 를나타낸다 21). 환삼덩굴과복숭아나무전정가지의염액혼합비율에따른선매염처리의혼합염색에서무매염보다 Sn과 Al 선매염포에서 L* 값이증가하여밝은색상으로발현되었고 Cu와 Fe선매염포에서는 L* 값이현저히낮아져어두운색상으로발현되었다. 색감각지수 a*, b* 의경우환삼덩굴의염액혼합비율이높아질수록 a* 값은낮아지고, b* 값은대체로증가하여 yellowish한색상이나타났다. 반면복숭아나무전정가지의염액혼합비율이높아질수록, 색감각지수 a* 값은높아지고 b* 값은대체로감소하여 reddish한색상이발현되었다. 이는각각의염액혼합비율이높아지면환삼덩굴의경우주된황색색소인 luteolin에의해 yellowish한색상으로 22) 복숭아나무전정가지의경우주된황색또는적황색색소를지닌 quercetin에의해 reddish 한색상발현에영향을미치는것으로생각된다 23). 염액혼합비율에따른선매염처리포의 K/S값은무매염포에비해전체적으로높은 K/S값을나타내었고후매염처리포에비해선매염처리포의 Sn 매염제에의해상대적으로높게나타났으며, Al 매염제는선매염처리와후매염처리의염액혼합비율에따른혼합염색에서무매염과유사하거나오히려감소하는 K/S값을나타냈다. 혼합비율또한매염제종류에따른표면색의변화를보면 Cu 선매염처리포의경우 ΔE* 값과 K/S값이 H, P보다염액혼합비율에서높은염착량을나타냈고, 그중 H25%:P75% 염액혼합비율의선매염처리포에서염착량및 a* 값이가장높게관찰되어 reddish하고염착량이높은혼합염색은 H25%:P75% 염액혼합비율이적합하다고사료된다 후매염처리와염액혼합비율에따른혼합염색포의표면색변화 (B) Table 5는환삼덩굴과복숭아나무전정가지의염액혼합비율에변화를달리하여염색한다음후매염처리를한혼합염색포의표면색을나타냈다. 염액혼합비율을달리한선매염처리포에비해후매염처리포의경우 L* 값은 Sn, Al 후매염처리포보다 Cu, Fe 후매염처리포가현저히낮아어두운색상으로발현되었다. 염액혼합비율에따른후매염처리포는매염제종류에따라 K/S값의차이가크게나타났다. 특히 Cu, Fe 후매염처리포의 ΔE* 값과 K/S값은대체로높은염착량이나타났는데 Al 후매염처리포는무매염에비해오히려감소하여환삼덩굴과복숭아나무전정가지와의혼합염색에서는상대적으로다소염착량이높은 Sn 매염제를이용하여밝은색상을유도하는것이바람직하다고사료된다. 색감각지수 a*, b* 의경우환삼덩굴의염액혼합비율이증가할수록 a* 값은낮아지고, b* 값은높아져황색으로나타났으며, 이와반대로복숭아나무전정가지의염액혼합비율이증가할수록, a* 값은높아지고, b* 값은낮아져적색으로나타났다. 염액혼합비율에따른후매염처리포에서는선매염처리포와비교해다양한색상을얻을수가있었는데특히 Fe 후매염처리포의경우 H 값은 YR, Y로나타났으며낮은 a* 와 b*, C 값으로인해육안으로어두운 khaki계열의진한다갈색으로발현됨을확인할수있었다. 한국염색가공학회지제 27 권제 1 호

8 환삼덩굴과복숭아나무전정가지추출액을이용한견직물의복합염색 87 Table 4. The Values of H, V/C, ΔE*, K/S and L*, a*, b* of silk fabrics dyed with mixed dyes by pre-mordanting (Type : A) Mordants Combination ratio (H : P) L* a* b* H V/C ΔE* K/S 0: YR 5.68/ : YR 5.8/ None 50: YR 5.74/ : YR 5.91/ : Y 5.6/ : YR 6.47/ : YR 6.23/ Sn 50: YR 6.11/ : YR 5.98/ : YR 5.75/ : YR 6.14/ : YR 6.01/ Al 50: YR 5.93/ : YR 5.9/ : YR 5.67/ : YR 4.81/ : YR 4.61/ Cu 50: YR 4.83/ : YR 4.91/ : YR 5.69/ : YR 5.24/ : YR 5.33/ Fe 50: YR 5.25/ : YR 5.37/ : YR 5.68/ Textile Coloration and Finishing, Vol. 27, No. 1

9 88 하영갑 이정숙 Table 5. The Values of H, V/C, ΔE*, K/S and L*, a*, b* of silk fabrics dyed with mixed dyes by post-mordanting (Type : B) Mordants Combination ratio (H : P) L* a* b* H V/C ΔE* K/S 0: YR 5.68/ : YR 5.8/ None 50: YR 5.74/ : YR 5.91/ : Y 5.6/ : YR 6.18/ : YR 6.16/ Sn 50: YR 6.25/ : YR 6.13/ : Y 5.95/ : YR 6.12/ : YR 5.99/ Al 50: YR 6.05/ : Y 5.94/ : Y 5.91/ : YR 4.56/ : YR 4.35/ Cu 50: YR 4.47/ : YR 4.6/ : YR 4.84/ : YR 3.96/ : YR 3.97/ Fe 50: Y 3.93/ : Y 3.65/ : Y 4.05/ 한국염색가공학회지제 27 권제 1 호

10 환삼덩굴과복숭아나무전정가지추출액을이용한견직물의복합염색 매염처리에따른혼합염색과복합염색의염색성 환삼덩굴과복숭아나무전정가지의염액혼합비율 50%:50%(H+P) 혼합염색과환삼덩굴선염색후복숭아나무전정가지후염색 (H P) 과복숭아나무전정가지선염색후환삼덩굴후염색 (H P) 의복합염색시매염방법 ( 선매염처리, 후매염처리 ) 과매염제종류 (Sn, Al, Cu, Fe 4종 ) 에따른염착량의 K/S값을검토하였다. 염색조건은액비 1:100, 매염농도 5%(o.w.f.), 온도 90, 시간 40분으로실시하였다 선매염처리에따른혼합염색과복합염색의염색성 Figure 6은 H P, P H, H+P의선매염처리에따른매염제종류의염착량을나타냈다. 무매염의경우염착량은 H P P H H+P의순으로나타났고, 무매염보다 H P, P H, H+P 모두선매염처리후염착량이현저히상승했으며 Sn 선매염처리에서가장높은 K/S값이나타났다. Al 선매염처리의경우대체로다소낮은염착량을나타냈다. 따라서선매염처리에따른혼합염색과복합염색의경우 H P, P H, H+P 모두견뢰도향상을위해바람직하고그중에서도염착량이높은색상발현은 Sn 선매염처리가적당하다는것을알수있었다 후매염처리에따른혼합염색과복합염색의염색성 Figure 7은 H P, P H, H+P의후매염처리에따른매염제종류의염착량을나타냈다. H P, P H, H+P의무매염과비교하여매염제의종류에따라다양한양상을보이고있는데, Cu, Fe 후매염처리의 K/S값은무매염에비해매우높은염착량을나타냈다. Sn, Al 후매염처리의경우 H P, H+P는무매염에비해현저히낮은염착량이나타나고 P H는높은염착량을나타냄으로 P H를제외한 H P, H+P는 Sn, Al 후매염처리보다는 Cu, Fe의후매염처리가염착량향상을위해바람직하다고사료된다. 3.5 복합염색포의매염처리에의한표면색변화 환삼덩굴과복숭아나무전정가지복합염색을환삼덩굴선염색후복숭아나무전정가지후염색 (H P) 방법과복숭아나무전정가지선염색후환삼덩굴후염색 (P H) 방법으로액비 1:100, 매염농도 5%(o.w.f.), 염색온도 90, 염색시간 40분간실시하여선매염과후매염의매염방법과매염제종류 (Sn, Al, Cu, Fe 4종 ) 에의한표면색의변화 ( 무매염, 매염제종류및선매염처리, 후매염처리 : 총 9종의시료 ) 를색도공간에나타냈으며이때시료수가많아서특징있는시료만설명을표기했다. Figure 6. Effect of dye pre-mordanting on the K/S values of silk fabrics dyed with Humulus japonicus extract and Prunus persica tree extract sequentially, Prunus persica tree extract and Humulus japonicus extract sequentially and mixed dyes of Humulus japonicus extract and Prunus persica tree extract. Figure 7. Effect of dye post-mordanting on the K/S values of silk fabrics dyed with Humulus japonicus extract and Prunus persica tree extract sequentially, Prunus persica tree extract and Humulus japonicus extract sequentially and mixed dyes of Humulus japonicus extract and Prunus persica tree extract. Textile Coloration and Finishing, Vol. 27, No. 1

11 90 하영갑 이정숙 H P 복합염색포의매염처리에의한표면색변화 Figure 8은 H P 복합염색의선매염처리및후매염처리포에의한표면색을나타냈다. Fe 매염처리포를제외한무매염과복합염색포의경우대체로 b* 값이높은것으로나타나 yellowish 한색상으로발현되었고, Cu 후매염처리포의경우 a* 값이비교적높게나타나 reddish한색상으로, Fe 후매염처리포에서는 a*, b* 값이모두낮게나타나상대적으로 greener한색상이각각관찰되었다. 따라서위와같은 H P 복합염색의매염처리포에의한 a*, b* 값의결과로 Y계열의색상과염착량이높은복합염색은 Sn 후매염처리로, R계열의색상과염착량이높은복합염색은 Cu 후매염처리로, G계열의색상과염착량이높은복합염색은 Fe 후매염처리로실시하는것이바람직한것으로나타났다 P H 복합염색포의매염처리에의한표면색변화 Figure 9는 P H 복합염색의선매염처리및후매염처리포에의한표면색을나타냈다. Figure 8과같이 P H 복합염색포는 H P 복합염색포와유사한색도공간에서관찰되었으나 P H 복합염색포가 a*, b* 축에서좀더넓은공간에나타났다. Fe 선매염처리포와 Fe 후매염처리포가유사한 greener한색상으로, Cu 선매염처리포와 Cu 후매염처리포는색차가매우흡사한 reddish한색상으로발현되었다. 따라서위와같은 P H 복합염색의매염처리포에의한 a*, b* 값의결과로 Y계열의색상과염착량이높은복합염색은 Sn 후매염처리로, R계열의색상과염착량이높은복합염색은 Cu매염에서매염방법과관계없이선매염및후매염처리로, G계열의색상과염착량이높은복합염색은 Fe 후매염처리로실시하는것이바람직한것으로나타났다. 3.6 염색견뢰도환삼덩굴 (H) 과복숭아나무전정가지 (P), 환삼덩굴과복숭아나무전정가지의염액혼합비율 50%:50% (H+P) 로염색한시료의염색견뢰도를알아보기위해액비 1:100, 매염농도 5%(o.w.f.), 염색온도 9 0, 염색시간 40분, 무매염의조건으로 2회반복염색을실시하여측정하였고결과는 Table 6에나타내었다. 세탁견뢰도는 H에서는변퇴색 4-5급으로우수하였고, P와 H+P의변퇴색은 4급으로우수하였으며, 오염정도는 H, P, H+P 모두 4-5급으로우수하 Table 6. Colorfastness of silk fabrics dyed with Humulus japonicus extract, Prunus persica tree extract and mixed dye of Humulus japonicus extract and Prunus persica tree extract Fastness Dyeing condition H P H+P Washing Dry cleaning Color change Staining Color change Staining Light fastness Rubbing Perspiration(acidic) Perspiration(alkalin) Dry Wet Color change Staining Color change Staining 한국염색가공학회지제 27 권제 1 호

12 환삼덩굴과복숭아나무전정가지추출액을이용한견직물의복합염색 91 Figure 8. CIE L*, a*, b* chromaticity diagram of silk fabrics by mordants sequentially dyed with Humulus japonicus extract and Prunus persica tree extract(h P). Figure 9. CIE L*, a*, b* chromaticity diagram of silk fabrics by mordants sequentially dyed with Prunus persica tree extract and Humulus japonicus extract(p H). Textile Coloration and Finishing, Vol. 27, No. 1

13 92 하영갑 이정숙 였다. 드라이클리닝견뢰도에서는변퇴색과오염정도가 H, P, H+P 모든염색시료에서 4-5급으로우수하였다. 일광견뢰도를알아보면 H는 3급, P는 2-3급, H+P는 3급으로양호하였으며, 마찰견뢰도는건조시 H, P는 4급, H+P는 3-4급으로양호하였다. 습윤마찰은 H는 4-5급, P와 H+P는 4급으로우수하였다. 땀견뢰도는 H, P, H+P 모두산성변퇴색에서는 4-5급으로, 오염정도는 4급으로나타나우수하였고, 알칼리에서는변퇴색일경우 H는 4-5 급, P는 4급, H+P는 4-5급으로우수하였고, 오염정도는 H, P, H+P의모든시료에서 3-4급으로나타나양호하였다. 위와같은결과는환삼덩굴과복숭아나무전정가지추출액으로염색한단독및혼합염색시료에서대체로견뢰도가우수하게나타나복합염색으로적절한염재라고사료된다. 3.7 기능성 환삼덩굴 (H) 와복숭아나무전정가지 (P), 환삼덩굴과복숭아나무전정가지의염액혼합비율 50%:50% (H+P) 로염색한시료의기능성인소취성, 자외선차단율, 항균성을알아보기위해액비 1:100, 매염농도 5%(o.w.f.), 염색온도 90, 염색시간 40분, 무매염처리조건으로 2회반복염색을실시하여평가하였다 소취성 Table 7은 H, P, H+P의시간에따른소취성에대한결과를나타내었다. H 시료의 99% 높은소취율에비해상대적으로 P 시료의소취성은매우낮게 Table 7. Deodorization rate of silk fabrics dyed with Humulus japonicus extract, Prunus persica tree extract and mixed dye of Humulus japonicus extract and Prunus persica tree extract Deodorization Time(min) Untreated fabrics Deodorization rates(%) Dyed fabrics H P H+P 나타났고 H+P 시료에서도소취율이낮게나타났다. 그러나시간이경과함에따라 P와 H+P의시료에서소취율이상승되는것을관찰할수있었다. P의염액혼합비율보다 H의염액혼합비율을높이거나 P H 방법으로복합염색시소취율은향상될것으로사료된다 자외선차단율 Table 8은 H, P, H+P의자외선차단효과에대한결과를나타낸것이다. 미처리시료에비해 H, P, H+P 모든시료에서 96% 이상의자외선차단율을나타났으나, H는 98%, P는 UV-A와 UV-B 각각 96.3%, 96.7%, H+P는 UV-A와 UV-B 각각 96.4%, 97.0% 로나타났다. 이와같은결과를통해 H보다 P는다소낮은차단율을나타내지만 H+P에서는 P보다다소향상된차단율을나타내어 P는 H와의혼합염색을통해자외선차단율이보완되는것을알수있었다. Table 8. UV protection of silk fabrics dyed with Humulus japonicus extract, Prunus persica tree extract and mixed dye of Humulus japonicus extract and Prunus persica tree extract Dyed fabrics UV-cut UV-A (315~400nm) UV protection(%) UV-B (290~315nm) Untreated fabrics 항균성 H P H+P Table 9는 H, P, H+P의공시균인황색포도상구균 (Staphylococcus aureus) 과폐렴균 (Klebsiella pneumoniae) 에대한균감소율을나타낸것이다. 가장흔한피부감염에서부터심하면생명에위험을초래할수있는질병들인폐렴, 골수염, 심내막염, 뇌수막염이나패혈증등을일으키는황색포도상구균 24) 에는 H, P, H+P 모든시료에서 99.9% 의매우우수한감소율을나타냈으나, 세포내에기생하는그람음성박테리아로서호흡기질환 ( 폐렴, 기관지염, 부비동염 ) 등의원인균인폐렴균 25) 에는 한국염색가공학회지제 27 권제 1 호

14 환삼덩굴과복숭아나무전정가지추출액을이용한견직물의복합염색 93 H는 17.9%, H+P는 21.2% 로다소낮은감소율을나타내었으나 P는 40.9% 로상대적으로감소율이높게관찰되었다. 그러므로 H의염액혼합비율보다 P의염액혼합비율을높이거나 H P의방법으로복합염색시폐렴균감소율은다소향상될것으로사료된다. Table 9. Bacteria reduction rate of silk fabrics dyed with Humulus japonicus extract, Prunus persica tree extract and mixed dye of Humulus japonicus extract and Prunus persica tree extract Antibacterial activity Dyed fabrics Bacteria reduction rate(%) Staphylococcus aureus Klebsiella pneumoniae H P H+P 결론 본연구는최근연구에서새로발굴된환삼덩굴추출액과동절기에활용가치가낮은복숭아나무전정가지의추출액을복합염색하여견직물의염착량을향상시키고다양한색상발현과기능성을검토하고자하였으며다음과같은결과를도출하였다. 1. 환삼덩굴과복숭아나무전정가지추출액의자외 가시부분광도의최대흡수파장및흡광성질의특성에의하여자외선영역의파장을흡수하는것으로나타났으며, 여러가지매염제처리에의해서가시광선쪽으로발색이다양하게나타나는것을알수있었다. 2. 환삼덩굴과복숭아나무전정가지추출액을이용하여각각염색한단독염색보다환삼덩굴과복숭아나무전정가지염액혼합비율 50%:50% 의혼합염색은액비 1:100의조건에서염색온도와염색시간의변화를준결과견직물에대한염착량이상승하였으며, 염색온도 90, 염색시간 40분이최적의염색조건으로나타났다. 3. 매염처리와환삼덩굴과복숭아나무전정가지의염액혼합비율에따른혼합염색포의표면색변화에서는선매염처리후염액혼합비율에따른혼 합염색 A방법의표면색은각각의염액혼합비율이높아질수록환삼덩굴의경우주된황색색소인 luteolin에의해 Y계열의색상으로복숭아나무전정가지의경우주된황색또는적황색색소를지닌 quercetin에의해 R계열의색상이발현되었다. 또한 A방법의매염제종류에따른표면색의변화를보면 Cu 선매염처리포의경우복숭아나무전정가지의염액혼합비율이높아질수록 ΔE* 값과 K/S값이증가하여염착량이우수하였고, 그중에서 H25%:P75% 의염액혼합비율은 reddish하고염착량이높은혼합염색에적합하다고사료된다. 반면염액혼합비율에따른혼합염색후후매염처리한 B방법에서는 A방법과비교해다양한색상을얻을수가있었는데 Fe 후매염처리포의경우어두운 khaki 계열의진한다갈색으로발현된특징을확인할수있었다. 4. 환삼덩굴과복숭아나무전정가지의염액혼합비율 50%:50%(H+P) 혼합염색과환삼덩굴선염색후복숭아나무전정가지후염색 (H P) 과복숭아나무전정가지선염색후환삼덩굴후염색 (H P) 의복합염색시매염방법 ( 선매염처리, 후매염처리 ) 과매염제종류 (Sn, Al, Cu, Fe 4종 ) 에따른염착량은 H P, P H, H+P의모든선매염처리에서무매염보다현저히상승하였다. 밝은색상에서염착량이높은염색을얻고자한다면 H P, P H, H+P 모두 Sn 선매염처리가적당하다. 반면 H P, P H, H+P의후매염처리에따른염착량은 Sn, Al 후매염처리의경우 P H는높은염착량을나타내었으나 H P, H+P는무매염에비해현저히낮은염착량이나타남에따라 H P, H+P는 Cu, Fe의후매염처리가염착량향상을위해바람직하다고사료된다. 5. H P, P H 복합염색의매염처리포에의한표면색변화는색도공간에나타난 H P와 P H의복합염색포에서유사한결과를관찰할수있었으나 Y계열의색상과염착량이높은복합염색은순서에관계없이 Sn 후매염처리로, R계열의색상과염착량이높은복합염색은 Cu에서매염방법과관계없이선매염및후매염처리로, G계열의색상과염착량이높은복합염색은순서와관계없이 Fe 후매염처리로나타났다. 6. H, P, H+P 시료의견뢰도평가에서는일광견뢰 Textile Coloration and Finishing, Vol. 27, No. 1

15 94 하영갑 이정숙 도를제외한세탁견뢰도, 드라이클리닝견뢰도, 마찰견뢰도, 땀견뢰도에서는 3-4급이상의모든시료에서관찰되었고, 일광견뢰도는 H는 3 급, P는 2-3, H+P는 3급으로천연염색제품에서대체로이용할수있는결과를나타내었다. 7. H, P, H+P 시료의기능성인소취성, 자외선차단율, 항균성을검토한결과소취성에서는 H의경우 99% 의높은소취율에비해 P와 H+P는저조하였으나시간이경과함에따라비례하며상승하였다. 자외선차단율은 H와 P는다소낮은차단율이나타나지만 H+P에서는 P보다다소향상되었으며매우우수한 96% 이상의차단율을나타냈다. 항균성은 H는 17.9%, P는 40.9%, H+P 는 H보다다소향상된 21.2% 의감소율을나타내었다. 이상과같은결과에서환삼덩굴과복숭아나무전정가지추출액의복합염색에서는염착량이향상되었고, 매염처리에의해다양한톤과색상이발현된큰장점이있었으며, 환삼덩굴의항균성이다소보완된결과를볼수있었다. 또한복숭아나무전정가지의염색성은환삼덩굴과의복합염색으로색상과기능성이보완될수있었다. 그러나새로운염재와의복합염색을통해일광견뢰도보완및항균성중폐렴균감소에대한연구가지속적으로이루어져야할것이라사료된다. 감사의글 이논문은 2012년도정부 ( 미래창조과학부 ) 의재원으로한국연구재단기초연구사업의지원을받아수행된연구임 (No. 2012R1A ). References 1. S. U. Han, A Study on Garments and Design Development Using Bamboo Leaves Dyeing, M.S. Thesis, Chonbuk National University, S. J. Eum, Natural Dyeing with Gardenia Extracts, M.S. Thesis, Kyungpook National University, Y. J. Shin and M. K. Yun, Dyeability of the Hanji- Fabric by Yellow Natural Dyestuffs, J. of Korea Design Forum, 45, 73(2014). 4. K. O. Lee, A Deveopment of Jacquard Textile Material Which Using Natural Dying Based on Eco Friendly Material, Ph.D. Thesis, Dankook University, J. R. Nam and J. S. Lee, Combination Dyeing of Silk Fabrics with Dansam and Sappan Wood, Textil Coloration and Finishing, 25(4), 314(2013). 6. S. M. Lee and W. S. Song, Dyeability and Color Fastness to Light of Cotton Fabric in Natural Dyeing-Pretreatment with Chito-Colla and FFC Mordant, Textile Coloration and Finishing, 16(6), 23(2004). 7. A. N. Sa, H. J. Choi, and J. S. Lee, Combination Dyeing of Juniperus Chinensis and Terminalia Chebula Retzius, J. of the Korean Society of Clothing and Textiles, 38(3), 415(2014). 8. E. H. Noh and E. K. Yu, The Research of Compound Dyes from Natural Dyes, J. of The Korea Society of Art and Design, 5(1), 87(2002). 9. B. C. Yoo, Phytochemical Constituent from Humulus japonicus, M.S. Thesis, Sungkyunkwan University, Y. K. Ha and J. S. Lee, Natural Dyeing of Silk Fabrics with Humulus Japonicus Extract, Textile Coloration and Finishing, 26(3), 263(2014). 11. D. H. Kim, Effects of Different Basal Medium and Plant Growth Regulators on Immature Embryo Culture of Early-ripen Peach, M.S. Thesis, Kyungpook National University, J. H. Park, Flower and Crude Drug, Shinil Books, Seoul, p.125, J. Heo, Donguibogam, Namsandang, Seoul, C. M. Kim, M. G. Sin, D. G. An, and G. S. Lee, Translation in Full Jungyak an Unabridged Dictionary, Jeongdam, Seoul, p.1354, B. C. Cha and E. H. Lee, Antioxidant and Antiinflammation Activities of Prunus persica Tree Extracts, Korean Society of Medicinal Crop Science, 12(4), 289(2004). 16. H. G. Jang, T. C. Kim, Y. S. Park, J. Y. Cho, C. K. Kim, B. G. Heo, and Y. J. Park, Utilization of Pruned Pear Branch as a Potential Natural Dye Material, Korean J. of Horticultural 한국염색가공학회지제 27 권제 1 호

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