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강성 여
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1 한국염색가공학회지제 22 권제 1 호 2010 년 연구논문 Textile Coloration and Finishing Vol. 22, No. 1, 2010 감초추출물에의한면직물의염색 이영숙 장정대부산대학교의류학과 Dyeing of Cotton fabrics by Glycyrrhizae Radix Extract Young-Sook Lee and Jeong-Dae Jang Dept. of Clothing & Textiles, Pusan National University, Busan, Korea (Received: February 18, 2010/Revised: March 9, 2010/Accepted: March 13, 2010) Abstract The purpose of this research was to investigate the color characteristic and the dyeing properties of Glycyrrhizae Radix extract on cotton fabrics. The highest absorbance of Glycyrrhizae Radix extract was obtained in 75 v/v% of ethyl alcohol in water. Pre-mordanted cotton fabrics dyed at 30 and ph 3 for 80 minutes showed the highest K/S value. According to the dyeing conditions, the colors of the fabrics varied from yellow(y) and yellowish red(yr) to greenish yellow(gy). The color fastness of the fabrics in dry-cleaning and water was 4~5 rating. The deodorization capacity and UV-cut effect of the dyed fabrics were higher than those of undyed ones. Keywords: Glycyrrhizae Radix, absorbance, K/S value, deodorization, UV-cut effect 1. 서론 감초는쌍떡잎식물장미목콩과에속하는다년생식물로주로뿌리가이용되며홍갈색또는암갈색이고맛은달고독이없으며따뜻한성질을가진다. 예로부터감초는한약재처방에빠지지않는중요한약재로서비위 ( 脾胃 ) 의부족함을도우며심화 ( 心火 ) 를쏟아내고급박증상 ( 急迫症狀 ) 을완만 ( 緩慢 ) 하게하여모든약과조화를이룬다. 약리적작용으로는항궤양작용, 항근육성작용, 진해작용, 면역억제효과등이있는것으로보고되어있다. 현재는식품첨가물로서지정고시되어있어장류, 건강기능식품, 과자류, 음료수, 주류등다양한식품제조에사용 1) 되고있다. 감초의주성분은 Glycyrrhizin, Saponin, Flavonoid 류, 다당류로서 Liqcoumarin, Glucose, Sucrose, Mannitol, Asparagine 등이분리보고되고있으며기타약간의고미질 ( 苦味質 ), 수지, 섬유등이함유되어있다 2,3). 감초의성분중에서 Flavonoid 는 Flavanone 배당체인 Liquiritin (C 21 H 22 O 9 ), Chalcone 배당체 인 Isoliquiritin(C 21 H 24 O 9 ) 과비당질배당체인 Isoliquiritigenin 이포함되어있다. 감초껍질은암갈색 ~ 적갈색이고껍질벗긴감초의바깥면은엷은황색으로서황색물질은 Flavanone 인 Chalcone 물질이고, Chalcone 은 Flavanone 의이성체이며 Flavanone 은발색단이없고무색이지만 Chalcone 류는발색이되며 4), benzacetophenone 의 hydroxy 체인황색 ~ 적색의색소로서천연에서는별로발견되지않으며주로꽃잎에존재한다. 본연구에서는여러가지약리적효능이함유된감초추출물로면직물에염색하고염색한직물의 K/S 값, 견뢰도, 소취성, 자외선차단성등을살펴보았다. 2.1 시약및재료 2. 실험 Ethanol(99.9%, Junsei Chemical Co., Japan), 감초 ( 화림제약 ), 매염제로는 AlK(SO 4 ) 2 H 2 O, CuSO 4 5H 2 O, FeSO 4 7H 2 O 를사용하였으며 Ethanol (99.9%, Junsei Chemical Co., Japan), Ammonia water 28% (Yakuri pure chemical Co, Ltd, Japan), ph Corresponding author. Tel.: ; Fax.: ; lysj37@hanmail.net Ⅰ21Ⅰ

2 Ⅰ22Ⅰ 이영숙 장정대 조정용으로는 Acetic acid(junsei Chemical Co.), Sodium hydroxide (Junsei Chemical Co.) 를사용하였다. 시료는한국의류시험검사소에서제작한 KS K 0905 규정의표준백포를사용하였으며특성은 Table 1 과같다. 2.2 자외 가시부흡수스펙트럼측정 증류수, 50%(v/v %) 에탄올, 75%(v/v %) 에탄올및 100% 에탄올에각각감초분말 10 g 을 1 시간동안 250 ml 용량의 round flask 에넣어 heating mantle 에서추출한후 200 mesh 거름용천으로두번거르고 glass filter(pyrex 17G-3) 로두번여과시켜 2 시간정치한후에감초추출액 2 μl 에감초추출용매 300 μl 로희석하여자외 가시부분광광도계 (UV-vis 2101 Scanning spectrophotometer, Shimadzu, Japan) 로흡광도를측정하였다. 2.3 색소추출및농축액제조 감초 1 kg 에 75% 에탄올 3 L 를 3 회로나누어환류냉각관을부착시킨플라스크에넣고, 85 에서 1 회에 1 시간씩 3 회반복추출한후 200 mesh 거름천으로 2 번거른다음 glass filter 로 2 번반복여과시킨후, rotary vacuum evaporator (EYELA, A-3S) 로에탄올을증발시켜서감초농축액 400 g 을제조하였다. 2.4 염색조건의변화 농축액 30 g/l 로욕비 1 : 100 으로하여온도, 염색시간을조정하여 ph 3, 5, 7 및 9 로변화시켜 K/S 값을측정하였다. 2.5 매염 매염처리는 5%(o.w.f.) 로 AlK(SO 4 ) 2 H 2 O, CuSO 4 5H 2 O, FeSO 4 7H 2 O 매염제를이용하여선매염 ( 매염 수세 건조 염색 수세 건조 ; Pre 라약칭 ), 동시매염 ( 염색, 매염 수세 건조 ; Sim 이라약칭 ), 후매염 ( 염색 수세 건조 매염 수세 건조 ; Post 라약칭 ) 하였다. 매염처리조건은염색방법과동일하게하였다. 2.6 K/S 값및색차측정 선행연구 4) 에서 IR spectrum 이 Chalcone 류의황색소커브를보이고예비실험에서감초염색직물이 400nm 에서최대흡수파장을나타내었으며, Chalcone 류인홍화의황색색소에관한연구 5) 에서도 1-5 회반복물추출하여 25, 50, 끓인염액모두흡수극대파장이근자외부인 400nm 부근의파장영역을나타내었으므로염색된시료를 KS A 0066 에의거하여분광광도계 (Spectrophotometer CM508i, Minolta, Co., Japan) 로 λ max 400 nm 에서분광반사율을측정하였으며 D 65, 관측시야 10 조건에서측정하였다. 겉보기염착량은 Kubelka-Munk 식을이용하여구하였다. K/S = (1-R) 2 /2R K : coefficient of absorption S : coefficient of scattering R : reflected light at wavelength 또한 Munsell 의색의 3 속성값 H, V, C 를구하여직물의표면색을살펴보았고, 명도지수는 L *, 색좌표지수는 a * 와 b *, 색상은 H(Hue), 명도는 V(Value), 채도는 C(Chroma) 로표시하였다. L *, a *, b * 값을측정하여이들값으로부터 E * ab 값을구하였다. E * ab [( L * )²+( a * )²+( b * )²] 1/2 2.7 염색견뢰도측정 세탁견뢰도는 KS K 0430 A-1 법에의거하여세탁시험기 (Launder- o-meter, Type D-8 Uenoyama Table 1. Characteristics of fabrics Fabric Weave Yarn counts (warp x weft) Fabric count (per 5cm) warp weft Weight (g/m 2 ) Thickness (mm) Cotton100% Plain 36s x 36s 한국염색가공학회지제 22 권제 1 호

3 감초추출물에의한면직물의염색 Ⅰ23Ⅰ kiko Co., Ltd, Japan) 에서 40±2 에서 30 분세탁후평가하였다. 드라이클리닝견뢰도는 KS K 0644 에의거하여 4 10 cm 시료를세탁시험기에서 30±2 에서 30 분간처리한후측정하였다. 물견뢰도는 KS K 0645 에의거하여시험관에서 25±2 증류수로욕비 6 : 1 로항온조에서 1 시간처리후 60 에서건조한후평가하였다. 일광견뢰도는 KS K 0218 에의거하여일광견뢰도시험기 (Fade-o-Meter, HS-213, Han Won Testing Machine Co. Korea) 를사용하여 cm 시료를크세논아크광으로 20 시간동안광조사하였다. 땀견뢰도는 KS K 0715 에의거하여 cm 시료를 Perspiration Meter(DAIEI KAGAKU SEIKI MFG Co., Ltd, Japan) 에의해산성땀과알칼리성땀으로나누어 4.54 kg 하중에서 38±1 의건조기에서 6 시간방치후평가하였다. 2.8 소취성측정 2 L 삼각플라스크내에 Ammonia water 28% 를 1 stroke 한후직독식가스채취기 (Chromogenic gas detector tubes gastec, Japan) 와가스검지관으로 100 ml 를흡입하도록조정한후 30 분 ~120 분까지 30 분간격으로 4 회소취율을측정하였다. 3. 결과및고찰 3.1 감초추출액의자외 가시부흡수 스펙트럼 증류수, 100%, 75%, 50% 에탄올 300 μl 에각용매로추출한감초추출액 2 μl 를넣어자외 가시부분광광도계에의한흡광도를측정한결과, Fig. 1 과 Table 2 에서증류수추출은 314nm 에서 0.51, 266nm 에서 1.04 이고 50% 에탄올추출은 318nm 에서 0.82 이며 75% 에탄올추출은 319nm 에서 1.31, 100% 에탄올추출은 277nm 에서 0.74 의최대흡광도를나타내었다. 75% 에탄올로추출한감초추출액에서색소농도가가장진하게추출되었고또한높은흡광도를나타내었으며, 이는신 6) 등의감초성분추출에관한연구에서와같은결과를나타내었다. 따라서본실험에사용되는감초추출액으로 75% 에탄올추출액을이용하였다. 3.2 염색온도변화에따른면직물의 K/S 값 감초농축액 30 g/l, 염색시간 60 분을기준으로온도를 20~90 까지 10 씩증가시켜서염착량을측정한결과, Fig. 2 와같이온도를증가 Dedorization(%) = [(A-B)/A] x 100 A: gas concentration of blank B: gas concentration under specimen existence 2.9 자외선차단성측정 KS K 0850 에준하여적분구가달린자외 가시부분광광도계 (UV-vis 2101 Scanning spectrophotometer, Shimadzu, Japan) 를이용하여파장범위 280~400nm 에서파장간격 5nm, Auto 방식으로측정하였다. 자외선차단율은다음식에의거하여구했다. 자외선차단율 (%) = 자외선투과율 (%) 자외선 A 투과율 = (T 315 +T T 395 +T 400 ) / 18 자외선 B 투과율 = (T 280 +T T 310 +T 315 ) / 8 여기에서 T λ : 파장 λ 에서의분광투과율 Fi g. 1. UV-vi s spectra of Glycyrrhi zae Radi x extracts from different solvents. Table 2. λ max(nm) and absorbance of Glycyrrhizae Radix extracts from different solvents Solvent λ max (nm) Absorbance Water % Ethanol % Ethanol % Ethanol Textile Coloration and Finishing, Vol. 22, No. 1

4 Ⅰ24Ⅰ 이영숙 장정대 시켜도염착량에는변화가거의없으며 60 이후에서는붉은기미의색으로변하는경향이있으므로염색온도는 30 로정하였다. 이는, 면직물에는천연염료중에서염기성염료에속하는황벽나무나직접염료에속하는치자, 울금, 샤프란등은직접성이있어염착성이좋은염료이나대부분의천연염료는염착성이아주낮으며, 봉숭아추출액에대한면직물염색은상온에서염색이잘되며 60 로온도를높여도염색성이크게향상되지않거나오히려더낮게나타난연구 7,8) 와같은결과를나타내었다. 3.3 염색시간에따른면직물의 K/S 값 염재량을 40~60 g/l 까지증가시켜서 10~ 100 분간염색하여염착량을비교한결과를 Fig. 3 에나타내었다. 염색시간이경과하면염착량은증가하며 80 분이후는 K/S 값의변화가적게나타났으므로염색시간은 80 분으로정하였다. Fig. 4 에서무매염직물의염착량은 ph 3 염액에서 1.63, ph 5 염액에서 1.62, ph 7 염액에서 1.62, ph 9 염액에서 1.33 을나타내었고, 매염방법에있어서는선매염의효과가좋으며후매염방법의염착량이적은것으로나타났다. 후매염에서염착량이저하하는것은면직물과색소의결합력이약해색소가탈락되는것으로생각된다. 이는김 10) 의면직물에대한연구결과와유사한양상으로써미염착상태로흡착되어있던염료들이후매염과정에서탈락되기때문에무매염보다오히려낮은염착량을나타내었다. 따라서염착량증진을위하여면직물가공과정이필요할것으로사료된다. 3.4 금속매염제에의한면직물의염색성 감초농축액 30 g/l, 염색온도 30, 염색시간 80 분조건에서 ph 3~pH 9 염액으로선매염, 동시매염, 후매염하여 Table 3~4, Fig. 4 에나타내었다. ph 3, ph 5 및 ph 7 염액에서는 GY, Y 계열의색상으로발색되고, ph 9 염액의무매염과선매염에서 a * 값이붉은기미를나타내는양의방향으로이동하였으며색상또한 9.8YR~4.6YR 로서 Chalcone 류가알칼리에서등적색이나홍자색이되어 9) YR 계열을띠는것으로나타났다. Fi g. 3. The effect of dyeing concentrations of Glycyrrhizae Radix extract on the K/S of the cotton fabrics dyed at 30 for different times. Fi g. 2. The effect of dyeing temperatures on the K/S of the cotton fabrics dyed with 30 g/l of Glycyrrhizae Radix extract for 60 min. Fi g. 4. Effects of dyeing ph and mordants on K/S of cotton fabrics dyed with 30 g/l of Glycyrrhizae Radix extract at 30 for 80 min. 한국염색가공학회지제 22 권제 1 호

5 감초추출물에의한면직물의염색 Ⅰ25Ⅰ Table 3. Color variations of dyed cotton fabrics as dyeing ph and mordants Mordanting method ph 3 ph 5 ph 7 ph 9 None Pre Meta Post H V C H V C H V C H V C None 2.1GY Al 9.0Y GY Y Cu 2.1GY GY Y Fe 0.4GY Y Y None 2.8GY Al 2.6GY GY GY Cu 1.3GY GY Y Fe 1.1GY GY Y None 2.0GY Al 1.7GY GY GY Cu 0.9GY Y Y Fe 9.4Y GY Y None 7.6YR Al 9.8YR Y Y Cu 4.6YR Y Y Fe 8.5YR Y Y Table 4. Changes in L *, a *, b * and E * ab for cotton fabrics with dyeing ph and mordants Mordanting Pre Meta Post method L * a * b * E * ab L * a * b * E * ab L * a * b * E * ab None ph 3 Al Cu Fe None ph 5 Al Cu Fe None ph 7 Al Cu Fe None ph 9 Al Cu Fe Table 5. Changes in color fastness of dyed cotton fabrics with mordants Pre Meta Post Perspiration Method Wash Dry cleaning Water Light Acid Alkaline None Al Cu Fe Al Cu Fe Al Cu Fe Textile Coloration and Finishing, Vol. 22, No. 1

6 Ⅰ26Ⅰ 이영숙 장정대 3.5 염색견뢰도 Table 5는 ph 3 염욕에서드라이클리닝견뢰도, 물견뢰도는 4-5급이상으로견뢰성이좋으나알칼리성땀견뢰도, 세탁견뢰도및일광견뢰도에대하여는 2급이하로서견뢰성이낮은것을알수있다. 매염방법에서는후매염방법이견뢰도가높게나타났는데이는 Fig. 4에서파악한바와같이후매염의경우매염과정에서면직물과의결합력이약한염료가탈락되어무매염이나선매염에비해염착량이낮아견뢰도실험전후의변퇴색차가적어다른매염방법에비해견뢰도등급이높게나타난것으로생각된다. 3.6 소취성 Fig. 5에서는 ph 3 염액에서염색한직물과표준백포에대한소취율로서 120분후무매염염색직물 (none) 이가장높은 79% 를나타내었고, 매염한직물에서는 67%~76% 를나타내었다. 따라서염색한직물이표준백포 (Raw) 57% 보다소취율이높아진것은면직물은다공성이므로직물자체로도소취성을가지고있으나, 식물에서추출된 Flavonoid 물질이소취제로이용되므로 11), 감초염액에함유된 Flavonoid성분이면직물에염착되어소취효과가향상된것을알수있다. 3.7 자외선차단성 Fig. 6에서는, ph 3 염액에서염색한직물과표준백포에대한자외선차단율은 UV-A는표준백포 (Raw) 가 24.12% 이고무매염직물 (none) 은 63.15% 이며매염직물은 64.85%~69.71% 이다. Fi g. 6. UV shielding effect of cotton fabrics dyed under ph 3. UV-B 는표준백포 (Raw) 는 29.66% 이고무매염직물 (none) 은 60.15% 이고매염직물에서는 64.07%~71.82% 의자외선차단율을나타내어서표준백포보다는염색한직물에서자외선차단성이좋은것으로나타났으며, 이는감초가 UV-A, UV-B 영역에서큰흡수를보인고 12) 의연구와같은결과를나타내었다. 4. 결론 예로부터한약재처방에빠지지않는중요한약재로서, 다양한식품제조에사용되고있는감초를면직물에염색하여다음과같은결론을얻었다. 1. 감초용액의자외 가시부스펙트럼에서최대흡수파장에대한흡광도는증류수, 에탄올 50%, 75% 및 100% 에서측정한결과, 75% 에탄올에서 319nm, 1.31 로서가장큰흡광도를보였다. 2. 면직물염색성은염욕온도 30, 염색시간 80 분조건에서 K/S 값이가장높고, ph 변화에의한염색직물의색상은 YR, Y, GY 계열의색이며 ph 3 염액에서염착량이가장큰것으로나타났다. 3. 감초추출액으로염색한면직물이표준백포에비하여소취성과자외선차단성이좋은결과를보였다. 참고문헌 Fi g. 5. Deodorization capacity of cotton fabrics dyed under ph T. S. Lee, Y. M. Jang, K. H. Hong, S. K. Park,d Y. K. Kwon, J. S. Park, S. K. Park, S. Y. Jang, B. S. Kim, H. S. Hwang, Y. J. 한국염색가공학회지제 22 권제 1 호

7 감초추출물에의한면직물의염색 Ⅰ27Ⅰ Han, E. J. Kim, H.J. Won, and M. C. Kim, Studies on the Determination Method of Natural Sweeteners in Foods-Licorice Extract and Erythritol, J. Food Hyg. Safety, 20(4), (2005). 2. N. J. Kim and N. D. Hong, Studies on the Processing of Crude Drug(V), Korean J. Harmacogn, 27(3), (1996). 3. M. S. Kim, J. S. Oh, and S. A. Hong, Antimuscarine-like Action Licorice Alkaloidal Fraction on Intestinal Smooth Muscle, Korean J. Pharmacology, 5, (1969). 4. Y. S. Lee and J. D. Jang, The Dyeing Properties of Glycyrrhizae Radix Extract, Textile Coloration and Finishing (J. Korean Soc. Dyers & Finishers), 16, 34-39(2004). 5. Reiko Mori, The Extraction of the Safflower (Benibana) Yellow Dye and its Dyeing Affinity to Silk Cloth, J. Home Econ. Jpn., 26(8), (1975). 6. D. H. Shin, J. S. Han and M. S. Kim, Antimicrobial Effect of Ethanol Extracts of Sinomenium acutum(thumb) Rehd. et Wils and Glcyrrhiziae glabra L. var. Glandulifera Regel at Zucc on Listeria monocytogenes, Korean J. Food Sci. Technol, 26, (1994). 7. Y. S. Shin and H. Choi, Analysis of Characteristics and Dyeing Properties of Gromwell Colorants(part III), J. Korean Soc. Clothing and Textiles, 26, (2002). 8. J. H. Kim and H. J. Yoo, Dyeability and Antibacterial Activity of the Fabrics Using Balsamine Extracts, Textile Coloration and Finishing(J. Korean Soc. Dyers & Finishers), 15, 15-22(2003). 9. Kozo Hayashi, Plant Pigments, Yokendo, p.180, H. I. Kim, Improvement of Color Depth and Wash Fastness of Fibers Dyed with Amur Cork Tree Extract, Pusan Nation University, H. J. Oh, The Dyeability Antibacterial Activity and Deordorization of Gardenia, J. Korea Home Economics Association, 40(11), (2002). 12. J. A. Koh, Studies on the Whitening Effects of Sime Natural Products in Human Skin, Seoul National University of Technology, Textile Coloration and Finishing, Vol. 22, No. 1

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< DC0D3C0BABCF728BCF6C1A4292E687770> ISSN(Print) 1229-0033 한국염색가공학회지제23권제3호 2011년 ISSN(Online) 2234-036X Textile Coloration and Finishing http://dx.doi.org/10.5764/tcf.2011.23.3.187 Vol. 23, No. 3, 2011 연구논문( 학술) 제주송이를이용한견직물의염색성및기능성 임은숙 이혜선