한국염색가공학회지 Vol. 2, No. 6, pp.51 62(28. 12) 연구논문 ( 학술 ) 견직물의자초염색시합성탄닌의매염효과 박아영 송화순 김인영 숙명여자대학교생활과학부의류학전공 Effect of Tannin Mordanting on Gromwell-dyed Silk Fabric Ah Young Park, Wha Soon Song and In Young Kim Dept. of Textile & Clothing, Sookmyung Women's Univ. (Received: September 1, 28/Revised: October 1, 28/Accepted: November 27, 28) Abstract The purpose of this study was to check color change depending on dyeing conditions when silk fabrics was dyed with gromwell and to investigate mordant effect when synthetic tannin was used as a mordant. First, when silk fabrics were dyed with gromwell, the change of color, brightness and chroma were examined by measuring value, a, b value, L value and C value depending on dyeing condition. Second, color, brightness and chroma differences which appeared after mordanting with synthetic tannin were investigated and muti-functional mordanting effect was confirmed with dyeing fastness, antibiosis. As a result of color analysis of gromwell, it was proved that the main pigment of gromwell was shikonin. Color was red purple at ph 3 when silk fabrics were dyed with gromwell. But It became greenish and bluish as temperature rose and time passed by. And it grew reddish and yellowish as concentration level reached higher. The color became purple at ph 5 and purple blue at ph 7. Both at ph 5 and ph 7, it became greenish and yellowish, as temperature went up and time ran by. And it became reddish with concentration increasing. Brightness and chroma decreased with temperature and concentration increasing as well as time passing by. After mordanting with synthetic tannin, the color became less reddish at ph 3 and reddish-yellowish at ph 5 and ph 7. The brightness increased and the chroma decreased. At all ph, the color, the brightness and the chroma became similarly by synthetic tannin mordanting. Dyeing fastness of synthetic tannin mordanted fabric was higher than that of non-mordanted fabric. Especially, wet fastness at ph 3 improved from 1 grade before synthetic tannin mordanting to 3~4 grade after tannin mordanting. Antibiosis was improved by gromwell dyeing and synthetic tannin mordanting. Keywords: Gromwell, synthetic tannin, mordanting, silk, antibiosis, wet fastness 1. 서론 자초는지치과의다년초로, 학명은 Litho- spermum erythrorhizon Sieb.et zucc. 이다. 염재로사용되는뿌리는지치, 자근, 자초근이라하며짙은자주색을띤다. 강한항균력이있어한방에서는위장약, 피부약, 화상 동상및수포등의소독약으로사용되고민간에서는해열, 이뇨등에사용된다. 자초색소의주성분은나프토퀴논계 (naphthoquinone) 유도체인 shikonin, acethyl shikonin, isovaleryl shikonin, α-methyl-n-buthyl shikonin 등이고 1) 매염제에따라색상이다양하게변화하는다색성염료에속한다. 자초에관한선행연구는색소분석에관한연구 2-5), 값측정에의한염색조건설정에관한연구, Al, Fe, Cu 매염제사용시염색견뢰도에대한연구 4,6-7), 항균성에관한연구 9-11) 등으로, 현재합성염료의매염제로사용되고있는합성탄닌에의한매염효과에대한연구는거의보고된바없다. 이에본연구에서는견직물의자초염색시염색조건이색상에미치는영향을구체적으로검토하고, 합성탄닌매염에의한다기능성매염효과를확인하고자한다. 연구내용은첫째, 견직물의자초염색시 ph, 염색온도, 염색시간, 자초농도에따른 값, a, b 값, L 값및 C 값을측정하였고, 둘째, 합성탄닌매염후 값, a, b 값, L 값및 C 값의변화와염색견뢰도, 항균성을측정하였다. Corresponding author. Tel.: +82-2-71-9462; Fax.: +82-2-71-9462 ; e-mail: Inyoung@sookmyung.ac.kr J. of the Korean Soc. of Dyers and Finishers, Vol. 2, No. 6Ⅰ51Ⅰ
박아영 송화순 김인영 2.1 시료 2. 실험 본연구에사용된시료는시판견직물로, 정련후수세 건조하여사용하였다. 시료의특성은 Table 1 과같다. Table 1. Characteristics of fabric Fiber Fabric counts Weave (%) Warp Weft Weight (g/ m2 ) Thickness ( mm ) silk 1 satin 14 8 64.13 2.2 염재및시약 자초 ( 중국산 ) 는시중한약재상에서구입하여사용하였다. 염액추출을위한용매는에탄올 (C 2 H 5 OH, Duksan Pure Chemical Co., Ltd) 을사용하였고, 자초염색시 ph 는구연산 (C 6 H 8 O 7 H 2 O, Duksan Pure Chemical Co., Ltd) 과탄산나트륨 (Na 2 CO 3, Duksan Pure Chemical Co., Ltd) 을사용하여조절하였다. 항균성시험은 Nutrient Agar(DIFCO Lab.), Nutrient Broth Agar (DIFCO Lab.), Brain Heart Infusion Agar (DIFCO Lab.), Tryptone Glucose Extract Agar(DIFCO Lab.), Sodium Chloride(NaCl, Duksan Pure Chemical Co., Ltd), Sodium Phosphate Monobasic(NaH 2 PO 4 2H 2 O, Duksan Pure Chemical Co., Ltd), Sodium Phosphate Dibasic 12-water(Na 2 HPO 4 12H 2 O, Duksan Pure Chemical Co., Ltd) 를사용하였다. 매염제는합성탄닌 (C 76 H 52 O 46, Duksan Pure Chemical Co., Ltd) 을사용하였다. 이상의시약은모두 1 등급을사용하였다. 2.3 실험방법 2.3.1 색소추출및농축자초색소추출은자초 1g 을에탄올 1 ml에넣고상온에서 6 분간 3 회에걸쳐행하였다. 색소추출액은 Evaporator(Rotary Evaporator Re 2, Yamamoto, Japan) 를사용하여 1 ml로감압농축하여사용하였다. 2.3.2 UV 에의한색소분석 UV 에의한색소분석은자초 25g 을에탄올 2 ml에넣고 1 시간동안온도 (2, 3,,, 6 ) 를변화시켜염액추출후, UV-Vis Spectrometer(UV- 121 Spectrometer, Shimadzu) 을사용하여 38~7 nm에서흡광도를측정하였다. 2.3.3 IR 에의한색소분석 IR 에의한색소분석은자초 25g 을에탄올 2 ml에넣고상온에서추출한자초염액의진동피크를 ATR 법에의하여적외선분광분석기 (Spectrum one FT-IR Spectrometer, Perkinemer) 를사용하여측정하였다. 2.3.4 염색및매염자초를이용한견직물염색시적정염색조건을설정하기위하여자초염액의 ph(3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), 온도 (,, 6, 7, 8 ), 시간 (2, 3,,, 6min), 농도 (, 8, 12, 16, 2, 2%, o.w.f) 를변화시켜염색하였다. 이때액비는 :1 로하였고각농도의에탄올농축액에증류수를혼합하여액비를맞추었다. 자초염색견직물의합성탄닌매염은액비 6:1, 6, 시간 3 분, 농도 1%(o.w.f) 에서후매염법으로하였다. 2.3.5 값측정 값은 Computer Color Matching System(JX777, Japan, 이하 CCM 이라함 ) 을사용하여염색시료의표면반사율을측정한후, Kubelka-Munk 식에의해산출하였다. = (1 R) 2R K : Absorption coefficient S : Scattering coefficient R : Reflectance coefficient 2.3.6 표면색측정표면색은 CCM 을사용하여시료의 X, Y, Z 값을측정하고 Munsell 의표색계변환법에의하여채도 (C) 를구하였다. 또한 CIE Lab 색차에의하여 L*, a*, b* 값을측정하였다. 2.3.7 염색견뢰도측정세탁견뢰도는 Launder-O-meter(Koa Shokai Ltd, Kyoto, Japan) 를사용하여 KS K ISO 15-C1 에준하고, 드라이클리닝견뢰도는드라이클리닝시험기 (Sungshin Testing M.C Co, Korea) 를사용하여 KS K ISO 15-D1 에준하여측정하였다. 2.3.8 항균성측정항균성시험의공시균은 Staphylococcus aureus ( 황색포도상구균, ATCC6538) 를사용하였고, 자초염색및합성탄닌매염견직물의항균성은균수 2 Ⅰ52Ⅰ 한국염색가공학회지제 2 권제 6 호
견직물의자초염색시합성탄닌의매염효과 측정법으로, 합성탄닌매염액의항균성은한천확산법으로측정하였다. 3.1 색소분석 3. 결과및고찰 3.1.1 UV-Vis spectrometer 에의한색소분석 Fig. 1 은에탄올에의한자초추출물의추출온도 (2, 3,,, 6 ) 에따른 UV-Vis 스펙트럼을나타낸것이다. 추출온도에따른최대흡수파장은모두 52 nm였고 52nm 에서흡광도는추출온도가증가함에따라점차적으로증가하였다. 이는선행연구최와신 5) 의연구결과와같은결과이다. 3.1.2 FT-IR spectrometer에의한색소분석 Fig. 2는상온에서에탄올추출한자초추출액의 FT-IR 스펙트럼을나타낸것이다. Fig. 2에나타난바와같이 3335cm -1 부근에서넓은흡수피크를보이고있는데이는색소구조에존재하는 OH의신축진동이며 2974cm -1 다중흡수피크는 CH의신축진동에의한것이다. 138cm -1 주변의흡수피크는 CH 2, CH 3 Methyl 그룹을, 13~ 1cm -1 와 7~69cm -1 사이의흡수피크는 C-H 굽힘진동피크를나타내어자초에함유된색소가나프토퀴논유도체임을알수있으며이는시코닌색소의구조와일치한다 5,13). 3.2 염색조건이색상에미치는영향 자초에의한견직물염색시염색조건이색상에미치는영향은 ph(3~9), 온도 (~8 ), 시간 (2~9 분 ), 농도 (~2%, o.w.f.) 를변화시켜염색후 값, a 값, b 값, L 값, C 값을측정하여확인하였다. ABS 3.5 3. 2.5 2. 1.5 1..5. 2 3 6 -.5 3 4 5 6 6 7 7 8 W avelength(nm ) Fi g. 1. UV-Vis spectrum of Gromwell color extracted by et hanol. %T 11 1 9 8 7 6 3 138.56 (CH) 879.51 (CH) 187.4 (CH) 1648.41 2885.13 (CH) 2974.9 3335.59 (CH) (-OH) 141.94 (CH) 1 1 2 2 3 3 cm-1 Fi g. 2. FT-IR spectrum of Gromwell color extracted by ethanol. 3.2.1 ph 에따른영향 Table 2, Fig. 3~6 는자초에의한견직물염색시액비 :1, 온도 6, 시간 3 분, 농도 16%(o.w.f.) 의조건에서자초추출염액의 ph(3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) 를변화시켜염색후, 값, a 값, b 값, L 값, C 값의측정결과이다. Table 2 에나타난바와같이 ph 3, 4 의경우, 값은 52nm 에서최대값을나타내었다. 52nm 는자초고유의주색소인시코닌의최대흡수파장이다. 그러나 ph 5~9 의경우 56nm 에서최대 값을나타내었다. 이는 ph 5~9 에서자초고유의색상과는다른색으로염색됨을의미한다. Fig. 3 에나타난바와같이 a 값은 ph 가산성에서알칼리성으로바뀜에따라 (+) 범위에서점차적으로감소하고, b 값은 (-) 범위에서점차적으로감소하였다. 따라서 ph 가산성에서알칼리성으로바뀜에따라색상은점차 greenish & bluish 해져산성에서는 red 에, 중성에서는 red-blue 에, 알칼리성에서는 blue 에가까운색상을띄는것을알수있다. 이는 ph 가증가함에따라빨강색계열이감소하고파랑색계열이증가한다는선행연구결과 8) 와도일치하는결과이다. 또한자초추출물을 4 개의분획물로나뉘어흡수파장을알아본결과 52nm 에서 578nm 로흡수피크가변화하며, 분획물 F1 과 F2 는빨강색, F3 은빨간자주색, F4 는파란자주색으로나타난다고보고된 5) 바있다. Fig. 4 에나타난바와같이 L 값은 ph 가산성에서중성으로바뀜에따라감소하여명도가낮아지지만중성에서알칼리성으로변화하면다시증가하여명도가증가하였다. Fig. 5 에나타난바와같이 C 값은 ph 3~6 의범위에서는점차감소하다가 ph 7~9 의범위에서는다시증가하였다. Fig. 6 을통해서견직물자초염색시색상은 ph 가산성에서알칼리성으로바뀜에따라점차 greenish & J. of the Korean Soc. of Dyers and Finishers, Vol. 2, No. 6Ⅰ53Ⅰ
박아영 송화순 김인영 Table 2. Effect of ph on value of Gromwelldyed silk fabric ph 3 52 4.21 4 52 4.37 5 56 4.55 6 56 4.47 7 56 4.85 8 56 4.77 9 56 4. (Dyeing condition ; temp. 6, time 3min., conc. 16%, o.w.f) (-a) (+b) 5 1 15 2 25 A (+a) C value 5.4 5.2 5. 4.8 4.6 4.4 3 4 5 6 7 8 9 ph Fi g. 5. Effect of ph on C value of Gromwell-dyed silk fabric.(dyeing condition ; temp. 6, time 3min., conc. 16%, o.w.f) -4 B -8-12 C -16 E F D -2 G (-b) A ph 3 B ph 4 C ph 5 D ph 6 E ph 7 F ph 8 G ph 9 Fi g. 3. Effect of ph on a and b value of Gromwelldyed silk fabric.(dyeing condition ; temp. 6, time 3mi n., conc. 16%, o.w.f ) Fi g. 6. Effect of ph on color of Gromwell-dyed silk fabric.(dyeing condition ; temp. 6, time 3min., conc. 16%, o.w.f) L value 45 35 3 이에본연구에서는견직물의자초염색시견직물을손상시키는알칼리성 ph 를제외한 ph 3~7 중에서자초고유의 red purple 색상으로염색되는 ph 3, purple 로염색되는 ph 5, purple blue 로염색되는 ph 7 을선택하여각 ph 에서얻어지는 3 가지색상이염색온도, 염색시간, 자초농도에어떠한영향을받는지살펴보고자한다. 3 4 5 6 7 8 9 ph Fi g. 4. Effect of ph on L value of Gromwell-dyed silk fabric.(dyeing condition ; temp. 6, time 3min., conc. 16%, o.w.f) bluish 해져, 산성에서는 red 에가깝게, 중성에서는 red-blue 에가깝게, 알칼리성에서는 blue 에가까운색상으로염색되고, 명도와채도도 ph 가산성에서중성으로바뀌면서색이어두워지고탁해지지만, 알칼리성으로바뀌면서색이다시밝아지고선명해지는것을확인하였다. 3.2.2 온도에따른영향 Table 3, Fig. 7~1 은자초에의한견직물염색시액비 :1, 시간 3 분, 농도 16%(o.w.f.) 의조건에서 ph(3, 5, 7), 온도 (,, 6, 7, 8 ) 를변화시켜염색후, 값, a 값, b 값, L 값, C 값을측정한결과이다. Table 3 에나타난바와같이 ph 3 에서 값은,, 6 의경우 52nm 에서최대값을, 7, 8 의경우각각 56nm, 58nm 에서최대값을나타내었다. 이와같이 ph 3 에서염색온도에따라 최대값을나타내는 nm 가달라지는것은염색온도에따라다른색상으로염색되는것을의미한다. 이는에탄올로 Ⅰ54Ⅰ 한국염색가공학회지제 2 권제 6 호
견직물의자초염색시합성탄닌의매염효과 Table 3. Effect of ph and temperature on value of Gromwell-dyed silk fabric Temp. ( ) ph 3 ph 5 ph 7 52 2.6 56 3.3 56 3.99 52 3.2 56 3.69 56 4.22 6 52 4.21 56 4.55 56 4.85 7 56 5.18 58 5.19 58 4.65 8 58 7.21 58 7.53 58 5.3 (Dyeing condition ; time 3min., conc. 16%, o.w.f) (-a) (+b) 4 8 12 16 2 24 28 a b c -4-8 -12-16 -2-24 (-b) 5 E D e 4 C 3 B d A 1 2 (+a) abcde ph 3 12345 ph 5 ABCDE ph 7 a-1-a b-2-b c-3-c 6 d-4-d 7 e-5-e 8 Fi g. 7. Effect of ph and temperature on a and b value of Gromwell-dyed silk fabric.(dyeing condition ; time 3mi n., conc. 16%, o.w.f ) L value 6 55 45 35 3 6 7 8 Temperature( ) - - ph 3 - - ph 5 - - ph 7 Fi g. 8. Effect of ph and temperature on L value of Gromwell-dyed silk fabric.(dyeing condition ; time 3min., conc. 16%, o.w.f) C value 8 7 6 5 4 3 2 6 7 8 Tem perature( ) - - ph 3 - - ph 5 - - ph 7 Fi g. 9. Effect of ph Gromwell-dyed silk and temperature on C value of fabric.(dyeing condition ; time 3min., conc. 16%, o.w.f) Fi g. 1. Effect of ph and temperature on color of Gromwell-dyed silk fabric. (Dyeing condition ; time 3min., conc. 16%, o.w.f) J. of the Korean Soc. of Dyers and Finishers, Vol. 2, No. 6Ⅰ55Ⅰ
박아영 송화순 김인영 추출한자초의적색소는 55 이상에서변색이일어나므로상온저장이안정하다는연구 13) 결과와자초주색소인 shikonin 은저온과상온에서보관할때색소잔존율이높고고온일수록낮아진다는보고 5) 와일치한다. ph 5, 7 에서 값은,, 6 의경우 56nm 에서최대값을나타내고 7, 8 의경우 58nm 에서최대값을나타내어 ph 5, 7 에서도 ph 3 에서와마찬가지로염색온도가높아지면색상이변하는것을알수있다. Fig. 7 에나타난바와같이 ph 3 에서 a 값은염색온도가높아짐에따라 (+) 범위에서점차적으로감소하였고 b 값은염색온도가 에서 로상승시 (+) 범위에서감소하고 6 이상에서는 (-) 범위에서점차적으로감소하였다. 이결과로부터 ph 3 에서색상은염색온도가높아짐에따라 greenish & bluish 해지는것을알수있다. ph 5 와 ph 7 에서도 a 값은온도가높아짐에따라 (+) 범위에서점차적으로감소하고, b 값은 (-) 범위에서점차적으로증가하였다. 따라서 ph 5, 7 에서색상은염색온도가높아짐에따라 greenish & yellowish 해지는것을알수있다. Fig. 8 에나타난바와같이 L 값은 ph 3, 5, 7 의경우모두염색온도가높아짐에따라점차적으로감소하여 에서최대값을, 8 에서최소값을나타내었다. 이결과로부터명도는염색온도가높아질수록낮아지는것을알수있다. 한편 ph 3 의그래프기울기는 ph 5 와 7 의그래프보다경사지게나타났고, ph 5 의그래프기울기는 ph 7 의그래프보다경사지게나타났다. 따라서명도는 ph 3 에서염색온도의영향을가장많이받고, ph 7 에서가장작게영향받는것을알수있다. Fig. 9 의 C 값은 ph 3, 5, 7 모두온도가높아짐에따라점차적으로감소하는것으로나타나, 채도도염색온도가증가함에따라낮아지는것을확인하였다. Fig. 1 을통해서색상은 ph 3 에서 red purple 을, ph 5 에서 purple 을, ph 7 에서 purple blue 를나타내며모든 ph 에서염색온도가높아짐에따라색상은 bluish 해지고어두워지고탁해지는것을확인하였다. 3.2.3 시간에따른영향 Table 4, Fig. 11~14 는자초에의한견직물염색시액비 :1, 온도 6, 농도 16%(o.w.f.) 의조건에서 ph(3, 5, 7), 시간 (2, 3,,, 6 분 ) 을변화시켜염색후, 값, a 값, b 값, L 값, C 값을측정한결과이다. Table 4 에나타난바와같이 ph 3 에서 값은 2, 3,, 분의경우 52nm 에서, 6 분의경우 5 nm 에서최대값을나타내었다. 이와같이염색시간에 따라 최대값을나타내는 nm 가달라지는것은 ph 3 에서염색시간에따라다른색상으로염색되는것을의미한다. ph 5 에서 값은염색시간에관계없이 56nm 에서최대값을나타내어, 염색시간에관계없이동일한색으로염색됨을알수있다. 염색시간에따른 값은 3 분에서현저히증가하지만그이후에는큰차이가없는것을알수있다. ph 7 에서 값은 2, 3 분의경우 56nm, 분의경우 57nm,, 6 분의경우 58nm 에서최대값을나타내었다. 이는 ph 3 에서와마찬가지로염색시간에따라색상이다르게염색되는것을의미한다. Fig. 11 에나타난바와같이염색시간에따른 a 값, b 값은 ph 3 에서염색시간이길어짐에따라 a 값은 (+) 범위에서 b 값은 (-) 범위에서감소하였다. 따라서 ph 3 에서색상은처리시간이길어짐에따라 greenish & bluish 해지는것을알수있다. ph 5, 7 에서 a 값은염색시간이길어짐에따라 (+) 범위에서감소하고, b 값은 (-) 범위에서증가하였다. 따라서 ph 5, 7 에서색상은처리시간이길어짐에따라 greenish & yellowish 해지는것을알수있다. Table 4. Effect of ph and time on value of Gromwell-dyed silk fabric Time (min) ph 3 ph 5 ph 7 λmax 2 52 3.39 56 3.98 56 4.48 3 52 4.21 56 4.55 56 4.85 52 4.44 56 4.6 57 5.6 52 4. 56 4.64 58 4.59 6 5 4.69 56 4.75 58 4.45 (Dyeing condition ; temp. 6, conc. 16%, o.w.f.) (+b) 4 8 12 16 2 24 (-a) c ab (+a) -4 e d -8-12 -16-2 -24 (-b) E D C B 5 4 3 2 A 1 abcde ph 3 12345 ph 5 ABCDE ph 7 a-1-a 2min b-2-b 3min c-3-c min d-4-d min e-5-e 6min Fi g. 11. Effect of ph and time on a and b value of Gromwell-dyed silk fabric.(dyeing condition ; temp. 6, conc. 16%, o.w.f) Ⅰ56Ⅰ 한국염색가공학회지제 2 권제 6 호
견직물의 자초 염색 시 합성탄닌의 매염 효과 48 46 C value L value 44 42 38 36 1 2 3 6 7 8 9 1 6. 5.8 5.6 5.4 5.2 5. 4.8 4.6 4.4 4.2 4. 3.8 3.6 3.4 2 T im e (m in u te s ) - - ph 3 3 6 T im e ( m in u t e s ) - - ph 5 - - ph 7 - - ph 3 Fig. 12. Effect of ph andtime on L value of Gromwelldyed silk fabric.(dyeing condition ; temp. 6, conc. 16%, o.w.f.) - - ph 5 - - ph 7 Fig. 13. Effect of ph and time on C value of Gromwelldyed silk fabric.(dyeing condition ; temp. 6, conc. 16%, o.w.f.) Fig. 14. Effect of ph and time on color of Gromwell-dyed silk fabric. (Dyeing condition ; temp. 6, conc. 16%, o.w.f) Fig. 12에 나타난 바와 같이 L값은 ph 3, 5의 경우 염색시간이 길어짐에 따라 점차적으로 감소하여 2 분에서 최대값을, 9분에서 최소값을 나타내었다. 이 결과로부터 명도는 염색시간이 길어질수록 낮아 지는 것을 알 수 있다. 또한 ph 3의 그래프 기울기는 경사지고, ph 5의 그래프 기울기는 완만하게 나타나 명도는 ph 3에서 ph 5보다 염색시간에 영향을 많이 받은 것을 알 수 있다. ph 7에서 L값은 염색시간이 증가하여도 큰 변화가 없는 것으로 나타나 명도는 염색시간에 따른 영향을 거의 받지 않는 것을 알 수 있다. Fig. 13에 나타난 바와 같이 C값은 ph 3, 5, 7 모두 염색시간이 증가함에 따라 감소하여 채도는 염색시간이 증가함에 따라 낮아지는 것을 알 수 있다. Fig. 14를 통해서 염색시간이 길어짐에 따라 색상은 bluish해면서 어두워지고 탁해지는 것을 확인하였다. 3.2.4 자초 농도에 따른 영향 Table 5, Fig. 15~18은 자초에 의한 견직물 염색 시 액비 :1, 온도 6, 시간 3분의 조건에서 ph(3, 5, 7), 농도(, 8, 12, 16, 2, 2%, o.w.f)를 변화시켜 염색 후, 값, a값, b값, L값, C값 측정 결과이다. Table 5에 나타난 바와 같이 값은 ph 3에서 염액농도 %의 경우 56nm에서, 8%의 경우 5nm 에서, 12, 16, 2, 2%의 경우 52nm에서 최대 J. of the Korean Soc. of Dyers and Finishers, Vol. 2, No. 6Ⅰ57Ⅰ
박아영 송화순 김인영 Table 5. Effect of ph and concentration on value of Gromwell-dyed silk fabric Conc. (%) ph 3 ph 5 ph 7 56 1.45 56 1.62 58 1.58 8 5 2.38 56 2.45 58 3. L value 55 45 12 52 3.19 56 3.77 58 3.58 16 52 4.21 56 4.55 56 4.85 2 52 4.61 56 4.71 56 5.9 2 52 5.11 56 4.89 56 5.65 (+b) 4 8 12 16 2 24 28 f (-a) de (+a) -4-8 -12-16 -2 (-b) A a b c 6 1 2 5 34 B E F C D abcdef ph 3 123456 ph 5 ABCDEF ph 7 a-1-a % b-2-b 8% c-3-c 12% d-4-d 16% e-5-e 2% f-6-f 2% Fi g. 15. Effect of ph and concentration on a and b value of Gromwell-dyed silk fabric.(dyeing condition ; temp. 6, time 3min.) 35 1 1 2 2 Concentration(% ) - - ph 3 - - ph 5 - - ph 7 Fi g. 16. Effect of ph and concentration on L value of Gromwell-dyed silk fabric.(dyeing condition ; temp. 6, time 3min.) C value 6 5 4 3 2 1 1 1 2 2 Concentration(% ) - - ph 3 - - ph 5 - - ph 7 Fi g. 17. Effect of ph and concentration on C value of Gromwell-dyed silk fabric.(dyeing condition ; temp. 6, time 3min.) Fi g. 18. Effect of ph and concentration on color of Gromwell-dyed silk fabri c. (Dyeing condition ; temp. 6, time 3min.) Ⅰ58Ⅰ 한국염색가공학회지제 2 권제 6 호
견직물의자초염색시합성탄닌의매염효과 값을나타내었다. ph 5 에서 값은모든농도의경우 56nm에서최대값을나타내었고염색농도가증가함에따라점차적으로증가하였다. ph 7에서 값은염액농도, 8, 12% 의경우 58nm에서, 16, 2, 2% 의경우 56nm에서최대값을나타내었다. 이결과로부터 ph 3, 7에서는염액농도에따라다른색상으로염색되는것을알수있다. Fig. 15에나타난바와같이 ph 3에서 a값은염액농도가증가함에따라 (+) 범위에서증가하였다. b값은염액농도 ~2% 의경우 (-) 범위에서점차적으로증가하였고 2% 는 (+) 범위에서증가하였다. 따라서색상은염액의농도가높아짐에따라점차적으로 reddish & yellowish 해지는것을알수있다. ph 5와 7에서 a값은 (+) 범위에서점차적으로증가하였고, b값은 16% 까지는 (-) 범위에서감소하다가 2% 이상에서다시점차증가하였다. 따라서 ph 5와 7에서염색시색상은염액농도 16% 까지점차 reddish & bluish해지다가 2% 이상에서 reddish & yellowish해지는것을알수있다. Fig. 16에나타난바와같이 L값은 ph 3, 5, 7 모두염액농도가증가함에따라점차적으로감소하여 % 에서최대값을, 2% 에서최소값을나타내었다. 이결과로부터명도는염액농도가높아질수록낮아지는것을알수있다. 또한 L값의기울기는 ph 3, 5, 7 모두비슷하게나타나염액농도에영향을받는정도가유사함을알수있다. Fig. 17에나타난바와같이 C값은 ph 3, 5, 7 모두염액농도가증가함에따라증가하여채도가높아지는것을알수있다. Fig. 18을통해서염색농도가증가함에따라색상은 bluish해지면서밝고선명해지는것을확인하였다. 3.3 합성탄닌매염이색상에미치는영향 Table 6, Fig. 19~22 는견직물의 ph(3, 5, 7) 를변화시켜온도 6, 시간 3 분, 농도 2%(o.w.f) 의조건에서자초염색시, 액비 6:1 에서온도 6, 시간 3 분, 합성탄닌농도 1%(o.w.f) 의매염조건으로후매염후, 값, a 값, b 값, L 값, C 값을측정한결과이다. Table 6 에나타난바와같이합성탄닌매염시 값은 ph 3 의경우 5nm 에서, ph 5 의경우 5nm 에서, ph 7 의경우 56nm 에서최대값을나타내어합성탄닌매염후 ph 에따라다른색상을나타냄을확인하였다. 또한매염후 값은매염전에비해감소하였다. Fig. 19 에나타난바와같이합성탄닌매염시 ph 3 의경우 a 값은 (+) 범위에서감소하고 b 값은매염전과유사하게나타나적색이감소하였고, ph 4, 7 의경우 a 값은 (+) 범위에서증가하고 b 값은 (-) 범위에서증가하여색상이 reddish-yellowish 졌다. 따라서무매염시나타나는 ph 에따른색상차이는합성탄닌매염에의해현저히감소하여모든 ph 에서유사한색상을나타내었다. Fig. 2, 21 에나타난바와같이합성탄닌매염시모든 ph 에서 L 값은무매염에비해증가하고 C 값은감소하여, 명도는밝아지고채도는감소하였음을알수있다. 매염처리후 L 값과 C 값은모든 ph 에서유사한값을나타내었다. 이상의결과는 Fig. 22 을통해서확인되었다. 3.4 염색견뢰도 Table 7 은견직물을 ph(3, 5, 7) 를변화시켜온도 6, 시간 3 분, 농도 2%(o.w.f) 의조건에서자초염색후, 액비 6:1 에서온도 6, 시간 3 분, 합성탄닌의농도 1%(o.w.f) 의매염조건에서후매염시세탁 드라이클리닝견뢰도의측정결과이다. Table 6. Effect of dyeing ph and tannin mordanting on value of Gromwell-dyed silk fabric ph λmax None Tannin 3 5 5.11 3.19 5 5 4.89 2.59 7 56 5.65 2.74 (Dyeing condition ; temp. 6, time 3min., conc. 2%, o.w.f) (-a) (+b) 4 8 12 16 B 2 24 b 2 a -4-8 -12-16 -2-24 (-b) A 1 ab ph 3 12 ph 5 AB ph 7 (+a) a-1-a None b-2-b Tannin Fi g. 19. Effect of dyeing ph and tannin mordanting on a and b value of Gromwell-dyed si lk f abri c.(dyei ng condition ; temp. 6, time 3min. conc. 2%, o.w.f ) J. of the Korean Soc. of Dyers and Finishers, Vol. 2, No. 6Ⅰ59Ⅰ
박아영 송화순 김인영 L value 6 55 45 35 3 25 2 15 1 5 ph 3 ph 5 ph 7 None Tannin Fi g. 2. Effect of dyeing ph and tannin mordanting on L value of Gromwell-dyed silk fabric.(dyeing condition ; temp. 6, time 3min. conc. 2%, o.w.f) C value 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 ph 3 ph 5 ph 7 None Tannin Fi g. 21. Effect of dyeing ph and tannin mordanting on C value of Gromwell-dyed silk fabric.(dyeing condition ; temp. 6, time 3min. conc. 2%, o.w.f) 세탁 드라이클리닝견뢰도는모두 ph 3, 5, 7 모든조건에서합성탄닌매염시무매염보다향상되었고특히, ph 3 세탁견뢰도는무매염시 1 급에서합성탄닌매염시 3~4 급으로현저히향상되었다. 이결과를자초염색견직물의세탁견뢰도의경우, Sn 매염시변퇴 3~4 급, Al 매염시변퇴 2~3 급, 드라이클리닝 Fi g. 22. Effect of dyeing ph and tannin mordanting on color of Gromwell-dyed silk fabric.(dyeing condition ; temp. 6, time 3min., conc. 2%, o.w.f) 견뢰도의경우, Sn, Al 매염시모두변퇴 4 급, 오염 4~5 급으로나온선행연구 9) 와비교해볼때합성탄닌매염에의해서도 Sn, Al 매염과유사한효과를얻을수있음을알수있다. 3.5 항균성 Table 8 은 ph 3, 5, 7 에서자초염색및합성탄닌매염한견직물의항균성을균수측정법으로측정한결과이다. Table 8 에나타난바와같이항균성은견백포 %, 무매염포 99.9%, 합성탄닌후매염포 99.9% 로나타났다. 무매염포의항균성 99.9% 는자초의항균성에기이한것으로, 자초염색견직물의경우염착량증가에의해균감소율이증가되었다는선행연구 1) 와도일치하는결과이다. 합성탄닌후매염포의항균성 99.9% 는자초의항균성과함께합성탄닌의항균성때문으로생각된다. 이에합성탄닌액의항균성을한천확산법으로측정한결과, Fig. 23 에나타난바와같이합성탄닌액은 4mm 이상의균저지대를형성함을확인하였다. 선행연구 14) 결과, 저지대의폭 1.5~2.mm 는 weakly positive, 3.mm 는 strong positive, 4.mm 이상은 Table 7. Effect of dyeing ph and tannin mordanting on wet/dry cleaning fastness of Gromwell-dyed si lk f abri c Wet cleaning fastness Dry cleaning fastness ph fade stain stain fade silk cotton silk cotton None Tannin None Tannin None Tannin None Tannin None Tannin None Tannin 3 1 3~4 3 4 4 4~5 4 4~5 4~5 4~5 4 4~5 5 3 3~4 4 4 4~5 4~5 3~4 4~5 4~5 4~5 4 4~5 7 3 4 4 4 4 4~5 4 4~5 4~5 4~5 4~5 4~5 Ⅰ6Ⅰ 한국염색가공학회지제 2 권제 6 호
견직물의자초염색시합성탄닌의매염효과 Table 8. Antibiosis of Gromwell-dyed and tannin -mordanted silk fabric Mordanting Antibiosis (%) ph 3 ph 5 ph 7 Untreated None 99.9 99.9 99.9 Tannin 99.9 99.9 99.9 Fi g. 23. Antibiosis of tannin solution. respectable 로보고된바있다. 이때 respectable 은 excellent 를의미하는것으로생각되며, 따라서합성탄닌의항균성은우수한것을알수있다. 4. 결론 본연구에서자초에의한견직물염색시, 염색조건이색상에미치는영향과합성탄닌매염에의한매염효과에대하여분석한결과, 다음과같은결론을얻었다. 자초추출물의색소분석결과, 시코닌색소임을확인하였다. 자초추출물에의한견직물염색시 ph 3의경우, 색상은 red purple이고, 온도가높아지고시간이증가하면 greenish & bluish, 농도가높아지면 reddish & yellowish해졌다. ph 5의색상은 purple, ph 7의색상은 purple blue로,ph 5, 7 모두온도가높아지고, 시간이증가하면 greenish & yellowish 농도가높아지면 reddish 해졌다. 명도와채도는온도, 시간, 농도가증가함에따라낮아졌다. 합성탄닌매염시색상은 ph 3의경우적색이감소하였고, ph 5, 7의경우 reddish & yellowish졌다. 모든 ph에서명도는높아지고채도는감소하였다. 합성탄닌매염에의해모든 ph에서유사한색상, 명도, 채도를나타내었다. 세탁 드라이견뢰도는모든 ph에서합성탄닌매염시향상되었다. 특히, ph 3 합성탄닌매염시세탁견뢰도는무매염 1급에서도 3~4급으로 현저히향상되었다. 항균성은자초염색및합성탄닌매염에의해향상되었다. 참고문헌 1. Myeong Hee Han, The Dyeability and Antibacterial Deodorization Activity of Silk Fabrics by Gromwell Extracts, J. Korean Soc. Dyers and Finisers, 12(5), 29-35(2). 2. Kyung Rae Cho, Studied on the natural dyes (Ⅰ)-extraction and UV, VIS spectrum of coloring matter of gromwell-, J. Korean Soc. Clothing and Textiles, 11(3), 325-332(1987). 3. Kyung Rae Cho, Studied on the natural dyes (Ⅱ)-Dyeing of silk fibers by Gromwell color matter-, J. Korean Soc. Clothing and Textiles, 13(4), 37-379(1989). 4. Young Joo Chu and Hwang Oak Soh, The Study on the Mordanting and Dyeing Properties of Polygenetic Natural Dyes(Part Ⅰ)-Lithodpermum officinale-, J. Korean Soc. Clothing and Textiles, 25(8), 1484-1492(21). 5. Hee Choi and Youn Sook Shin, Analysis of Characteristics and Dyeing Properties of Gromwell Colorants(Part Ⅰ)-Components and Characteristics of Greomwell Colorants-, J. Korean Soc. Clothing and Textiles, 24(7), 181-187(2). 6. Hee Choi and Youn Sook Shin, Analysis of Characteristics and Dyeing Properties of Gromwell Colorants(Part Ⅲ)-Dyeing Properties of cotton with Gromwell Colorants-, J. Korean Soc. Clothing and Textiles, 26(3/4), 422-43(22). 7. Young Joo Chu and Hwang Oak Soh, The effect of color fastness on agent in the Gromwell Dyeing), J. Korean Soc. Costume, 14(), 133-145 (199). 8. Hee Choi and Youn Sook Shin, Analysis of Characteristics and Dyeing Properties of Gromwell Colorants(Part Ⅱ)-Dyeing Properties of Silk on Gromwell Colorants-, J. Korean Soc. Clothing and Textiles, 26(1), 124-132(22). 9. Young Hee Park and Youn Ja Nam, The Antibacterial Activity and Deodorization of Fabrics Dyed with Lithospermi Radix Extract, J. Korean Soc. Clothing and Textiles, 27(1), 6-66(23). J. of the Korean Soc. of Dyers and Finishers, Vol. 2, No. 6Ⅰ61Ⅰ
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