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ISSN : 1226-0401(Print)
ISSN : 2383-6334(Online)
The Research Journal of the Costume Culture Vol.24 No.5 pp.577-587
DOI : https://doi.org/10.7741/rjcc.2016.24.5.577

Dyeing properties and functionality of silk fabrics dyed with Salicornia bigelovii extracts

Sangyool Kim†
Dept. of Clothing & Textiles, Mokpo National University, Korea
Corresponding author : (sykim@mokpo.ac.kr)
July 12, 2016 September 12, 2016 September 20, 2016

Abstract

Natural dye extracted from Salicornia bigelovii was applied to silk fabrics by dip dyeing process. The dyeing properties and the functionalities of the silk fabrics were determined. Factors affecting the dyeing properties such as dyestuff concentration, temperature, time and pH were studied. The colorimetric parameters L*, a*, b*, and H, V/C values were measured to select the optimal mordanting conditions. The colorfastnesses of the dyed and mordanted fabrics were estimated for practical use; in addition, the antibacterial property, ultraviolet protection properties were evaluated. The dyeabilities of silk increased depending on the increasing dye concentration, dyeing time, and dyeing temperature. And optimum dyeing results were achieved when dyeing with 300% (o.w.f.) of dye concentration at 90°C for 100 minutes and at pH 3. The dyed silk fabrics without mordants produced yellow (Y) color and showed yellow (Y) or green yellow (GY) colors depending on the mordants type. The light fastness of dyed and Al mordanted silk fabrics were found to be excellent, and the drycleaning and rubbing fastness were good. The dyed silk fabrics showed no antibacterial property, but Al and Cu mordanted silk fabrics showed 99.9% reduction rate. The ultraviolet protection properties of the dyed silk fabric was improved. And the ultraviolet protection properties of mordanted samples showed very good ultraviolet protection properties.

dyeing property , color fastness , Salicornia bigelovii , bacterial reduction rate , ultraviolet protection ability

함초 추출물을 이용한 견직물의 염색성과 기능성

김 상 률†
목포대학교 의류학과

초록

염색성 , 염색견뢰도 , 함초 , 균감소율 , 자 외선 차단특성)
    Ministry of Education

    I.Introduction

    지구 표면의 70%를 해양은 차지하고 있으며, 50여만 종에 달하는 해양생물은 지 구 전 동물종의 80%를 이루고 있다. 우리의 실생활과 가장 밀접한 해양생물 분야 는 해조류 분야로 대부분 식용물 등으로 활용되어 해조류의 사용은 제한적이었다. 그러나 최근 해조류를 포함한 수산식품이 심근경색, 고혈압, 협심증, 뇌졸중, 당뇨 병, 동맥경화 등 성인병의 예방과 치료에 효과적이란 사실이 입증되면서 수산식품을 이용한 기능성 식품개 발 및 제약화에 많은 관심과 연구가 이루어지고 있다 (Kim, Kim, & Choi, 2004; Lee, Kim, Do, & Ko, 1999).

    해조류 중 김, 미역 및 다시마는 우리나라에서 대 량으로 생산되고 널리 이용되는 것으로서 식품뿐만 아니라, 비만, 당뇨 등의 대사성 질환과 항균성 및 항 염증성을 이용한 새로운 물질의 개발, 심장관련 질환 의 예방과 치료, 항암제 등 기능성 식품개발 및 제약 화에 많은 연구가 진행되어 오고 있으나(Lee, Choi, Lim, & Ahn, 2010), 해조류를 제외한 기타 해양생물의 다 양한 분야에의 응용을 위한 연구는 미흡한 편이다.

    인체에 이로우며 친환경적 염색방법인 천연염색은 미려하고 감성적인 색감을 발현할 수 있을 뿐만 아니 라, 항 알레르기성, 소취, 항균 등과 같은 기능성을 발 휘할 수 있어 연구 및 실용화에 최근 관심이 집중되 고 있다(Choi & Jung, 1997; Han, 2000). 천연염색은 연구가 주로 전통적 염재들을 중심으로 이루어져 왔 으나, 근래 감초(Lee & Jang, 2010), 참소리쟁이(Son & Shin, 2006), 까마중(Park, 2007), 라벤다(Park, 2006), 감국(Hong, Chu, & Lee, 2010), 벚나무(Yi, Yoo, Han, & Lee, 2010) 등 새로운 염색재료 개발 및 전통염재 의 응용을 확대하고자 하는 연구들이 보고되어 오고 있으며, 대량생산이 가능한 천연색소 및 산업화 가능 물질에 대한 탐구 역시 활발하다.

    함초(Salicornia herbacea)는 중국 고의학서 ‘신농 본초경’ 및 일본 의학고서 ‘대화본초’에서는 몹시 짠 맛이다 하여 함초(鹹草) 혹은 염초(鹽草)로 기록하고 있으며, 희귀하며 신령한 풀이라 하여 신초(神草)라고 하였고, 우리나라에서는 ‘퉁퉁마디’라고도 하였는데, 이는 퉁퉁하고 마디마디 튀어나온 풀이라는 의미이 다(Song, Kim, Jung, & Lee, 2007). 예전부터 함초는 민간요법에서 이용이 많았던 식물자원으로서 고혈압, 관절염, 요통, 축농증, 비만증, 당뇨병, 천식, 간 질환 및 암 등에 효능이 있다고 알려져 왔다(Amarowicz, Pegg, Rahimi-Moghaddam, Barl, & Weil, 2004; Cho, Kim, & Han, 2008; Kim et al., 2010; Mo & Kim, 2011; Russo et al., 2000). 함초는 우리나라 남해안이 나 서해안, 울릉도, 제주도 등 섬지방의 해안이나 염 전이나 갯벌 주위에 자생하는 명아주과(Chenopodiaceae) 의 일년초 식물이다(Ahn, Kim, Choi, & Kim, 2011). 체내에 축적되는 축적형 식물인 함초는 내염율이 넓 다고 보고되고 있으며(Park et al., 2009), 일본에서는 천연기념물로 지정되어 있으며, 유럽에서는 어린줄기 를 샐러드로 사용하고, 우리나라에서는 일부 지역에 서는 식용으로 이용하고 있다. 함초는 다른 식품에 비해 칼륨, 마그네슘, 칼슘 등 미네랄이 풍부하고, 반 드시 외부로부터 섭취해야 하는 체내 합성이 불가능 한 필수아미노산인 류신, 이소류신, 발린, 트레오닌, 페닐알라닌, 메티오닌, 라이신 등, 총 아미노산 함량 과 대비한 필수아미노산 함량이 약 40%를 함유한다 고 알려져 있으며, 필수지방산인 리놀레산이 지방산 중 약 50% 함유하고 있다(Kim & Hong, 2011). 풍부 한 식이 섬유로 인해 건강기능성 식품으로 매우 유용 하고(An, Hong, & Lee 2010), 항산화, 항균(Lee & An, 2002), 항암 및 중금속 제거 효과 등 생리활성이 다양한 것으로 알려져 있으며(Song et al., 2007), 항 당뇨 및 항고지혈증(Bang, Kim, & Cho, 2002; Park, Ko, Choi, & Chung, 2006) 등 다양한 생리적 효능이 보고되고 있으나, 패션제품 염색용으로서 함초의 이 용 가능성에 관한 연구는 거의 미미한 실정이다.

    본 논문에서는 해양자원식물 중 하나인 함초를 이 용, 자연 자원을 효율적으로 활용할 수 있는 새로운 천연염재로서의 가능성을 검토하고자, 견직물 염색 시 염색조건 등에 따른 염색성, 매염에 의한 염착량 과 표면색 변화, 각종 염색견뢰도, 항균 특성 및 자외 선 차단특성 등을 평가하여 패션제품 제조용 직물 염 색 시 함초의 천연염료로서의 사용가능성을 확인하 고, 합리적 공정조건을 확립하고자 한다.

    Ⅱ.Experimental

    1.Materials

    <Table 1>의 특성을 나타내는 시중 판매 견직물을 시료로 정련 사용하였으며, 함초는 시중에서 구입하 여 사용하였고, 매염제로는 Al(AlK(SO4)2․12H2O), Fe (FeSO4․7H2O), Cu(CuSO4․5H2O)는 1급 시약을, 기 타 시약 등도 1급 시약을 사용하였다.

    2.Preparation of colorant

    함초 300g에 1L의 에탄올을 가하여 상온에서 72시 간 추출하여 여과한 다음, 농축 및 동결건조 후 분말 로 제조하여 염료로 사용하였다.

    3.Dyeing methods

    함초 추출색소로 견직물에 욕비 1:100으로 하여, 색소농도(50, 100, 150, 200, 250, 300% o.w.f.), 염색 시간(20. 40, 60, 80, 100, 120분), 염색온도(40, 50, 60, 70, 80, 90℃), pH (2, 3, 5, 7, 9, 11)의 조건에서 Infra-red 염색기(Daelim Starlet Engineering, Model DL-6000)를 사용하여 염색하였다.

    4.Mordanting methods

    Al, Cu, Fe를 매염제로 사용하여 욕비 1:100에서 매 염은 40℃에서 20분간 실시하고, 염색은 염료농도 300% o.w.f., 염색시간 60분, 염색온도 80℃에서 실시하였 다. 매염 적정조건의 설정을 위하여 매염제 종류, 매 염제 농도(1, 2, 3, 4, 5% o.w.f.) 및 매염방법(선매염 또는 후매염)에 의한 염착량(K/S)을 비교 고찰하였다.

    5.Color measurement

    Colorimeter(Color System Co. Model JX 777)를 사용하여 10nm 간격으로 400~700nm의 표면반사율 을 측정한 다음, Kubelka-Munk 식에 의한 K/S 값을 구하고, 색의 변화요인을 배제하기 위해 Total K/S를 비교 고찰하였다.

    K/S= ( 1 − R ) 2 / 2 R

    • R: 표면반사율,

    • K: 흡광계수,

    • S: 산란 계수

    염색조건, 매염제의 종류 및 매염제 농도에 의한 색상의 변화를 Colorimeter를 이용하여 CIEL*a*b* 의 L*, a*, b*, 색 삼속성치 H V/C를 먼셀 표색계로 평가하여 표면색 변화를 고찰하였다.

    6.Colorfastness measurement

    Launder-o-meter를 사용 KS K ISO 105 C06:2007 A2S법에 의해 세탁견뢰도를, Fade-o-meter를 사용하 여 KS K ISO 105 B02:2005법에 의해 일광견뢰도를, Crock-meter를 이용하여 KS K 0650법에 의해 마찰 견뢰도를, AATCC perspiration tester를 사용하여 KS K 0715법에 의해 땀 견뢰도를, Launder-o-meter를 이 용한 KS K ISO 105 D01:2005법에 의해 드라이클리 닝 견뢰도를 측정 분석하였다.

    7.Antibacterial property measurement

    공시균으로 Staphylococcus aureus(ATCC 6538) 및 Klebsiella pneumoniae(ATCC 4352)을 이용, KS K 0693: 2001법을 적용하여 정균감소율을 측정, 항균성 을 평가하였다.

    8.Ultraviolet protection measurement

    처리하지 않은 견직물, 함초에서 추출한 색소로 처 리한 견직물 및 매염 처리한 견직물의 자외선 A 및 B의 투과율을 UV-VIS-NIR Spectrophotomer(Varian, CARY 5000)를 이용하여 측정, 다음과 같은 식으로 평가하였다.

    • 자외선 투과율(%)= (T/B)×100

    • 자외선 차단율(%)= 100－자외선 투과율(%)

    • T: 시료를 통과한 UV 투과량

    • B: 공기를 통과한 UV 투과량

    Ⅲ.Result and Discussion

    1.Effects of dyeing conditions

    매염을 행하지 않은 조건에서 색소농도, 염색온도, 염색시간 및 pH의 변화에 따른 염색성의 변화를 <Fig. 1>~<Fig. 4>에 나타내었다.

    함초분말 색소농도(50, 100, 150, 200, 250, 300% o.w.f.)에 의한 염색성(K/S)의 변화를 염색온도 80℃, 염색시간 60분에서 염색하여 <Fig. 1>에 나타내었다. K/S는 색소농도가 증가함에 의해 증가하였으며, 최대 K/S 값을 색소농도 300% o.w.f.에서 나타내었다. 이 같은 경향은 염색욕에서의 색소농도의 증가에 의해 더 많은 염료분자들이 견직물로 이동하여 염착함으로써 색 깊이는 더욱 강해져 염색성은 증가하였다고 생각되 며(Shin, Son, & Yoo, 2008), 결과로부터 300% o.w.f. 가 실험조건 범위에서 적정 색소농도라 판단되어졌다.

    색소농도 300% o.w.f., 염색시간 60분에서 염색하 였을 때 염색온도(40, 50, 60, 70, 80, 90℃)에 따른 염 색성의 변화를 <Fig. 2>에 나타내었다. 염색온도가 증 가할수록 염색성은 증가하여 90℃에서 최대 K/S 값 을 보였으나, 견직물이 고온에서 손상을 입을 수 있 기 때문에(Lee & Kang, 2014) 본 실험에서는 80℃로 실험을 행하였다. 색소분자들 집합체는 염색온도가 증가할수록 감소하기 때문에 색소들이 섬유 내부로 빠르고 용이하게 확산할 수 있기 때문에 염색성은 염 색 시 온도가 증가함에 의해 증가하는 것으로 생각되 어진다(Sa, Choi, & Lee, 2013).

    <Fig. 3>은 색소농도 300% o.w.f., 염색온도 80℃로 하여 염색하였을 때 염색시간(20, 40, 60, 80, 100, 120 분)에 따른 염색성의 변화로 염색시간 100분까지 함 초 분말색소들의 견직물로의 흡착은 꾸준히 진행되 어 염색성은 증가되는 경향을 보였으며, 100분 이상 의 시간에서는 조금 감소하는 경향을 나타내었다. 이 와 같은 경향은 시료 직물 내에서 염착할 수 있는 함 초 추출색소의 양이 100분에서는 포화상태에 이르게 되어, 염색시간이 더 증가할지라도 염색성(K/S)의 증 가가 나타나지 않기 때문이라고 판단되어진다. 즉, 염 색시간 100분까지는 색소의 음이온과 견섬유의 아민 기(－NH2) 사이에서의 이온결합이 지속적으로 형성 되기 때문에 염색성이 증가하였으나, 그 이후에는 염 착량(K/S)이 평형상태에 도달하여 염색시간이 증가 하더라도 더 이상의 염색성의 증가는 나타나지 않는 다고 생각된다(Sa et al., 2013). 본 실험에서는 최대 염색성을 나타내는 100분이 아닌 60분을 염색시간으 로 설정하여 실험을 진행하였는데, 이는 60분에서의 K/S 값은 9.491, 100분에서의 K/S 값은 11.107로 증 가하였으나, 긴 염색시간에 비해 에너지 효율 측면에 서도 유리하고, 60분의 염색시간으로도 충분한 색상 발현이 가능하다고 사료되었기 때문이다.

    함초 추출 분말색소농도 300% o.w.f., 60분 동안 80℃로 염색하였을 때 염색욕의 pH(2, 3, 5, 7, 9, 11) 에 따른 염색성의 변화를 <Fig. 4>에 보였다. 염색성 은 염색욕이 산성으로 변화함에 따라 증가하는 경향 을 보였으며, 최대 염색성을 pH 3에서 나타내었다. 이 같은 경향은 염색욕이 산성욕으로 변함에 따라 증 가한 견섬유 표면의 양이온기(+)와 함초 추출색소의 음이온기(－)와의 결합이 활발해지기 때문이라고 사 료된다(Lee & Jang, 2003).

    2.Effects of mordanting conditions

    매염 방법, 매염제 종류, 및 매염제의 농도에 따른 K/S의 변화를 <Fig. 5>와 <Fig. 6>에 나타내었다. <Fig. 5>는 Al, Cu 및 Fe 매염제의 농도(1, 2, 3, 4, 5% o.w.f.)를 변화시키면서 40℃, 20분간 선매염한 후 함 초 색소농도 300% o.w.f., 염색온도 80℃, 염색시간 60분으로 염색한 견직물의 K/S를 나타낸 것이다. Al 매염 시 염색성은 Al 매염제 농도에 따른 큰 변화는 관찰되지 않았으며, 4%에서 최대 염색성을 보였다. 매염제 Cu의 경우, 최대 K/S 값은 3%에서 나타났으 며, Fe 매염제는 매염 시의 농도가 증가함에 따라 K/S는 증가하는 경향을 보여 최대 K/S 값을 4%에서 나타내었다. <Fig. 6>에 <Fig. 5>와 동일한 염색 및 매 염조건에서 후매염했을 때의 K/S 값의 변화를 나타 내었으며, Al의 경우 5%, Cu의 경우 3%, Fe 매염의 경우 5%에서 높은 K/S 값을 나타내었다.

    매염 방법, 매염제 종류 및 농도에 따른 함초 추출 색소로 염색한 견직물 표면색의 변화를 <Table 2> 및 <Table 3>에 나타내었다. H(Hue)는 색상, V(Value)는 명도, C(Chroma)는 채도를 의미한다.

    <Table 2>는 선매염 후 염색한 경우로 L*의 경우, 모든 매염제에서 염색만 실시한 시료에 비하여 감소 하여 색상이 어두워지는 경향을 보였다. 색감각지수 a*의 경우, +a* 방향은 red 색상, －a* 방향은 green 색상으로의 변화를 의미하는데, Al로 매염했을 때 매 염제 농도가 증가함에 따라 약간씩 증가하여 적색을 띄는 경향의 증가를 보였으나, 매염제 농도에 따라 큰 변화는 보이지 않음을 알 수 있다. 무매염 견직물 보다 Cu 매염 시에는 크게 저하하여 녹색을 띄는 경 향이 뚜렷해졌으며, Fe 매염 시에도 큰 폭으로 저하 하여 녹색을 띄는 경향이 뚜렷했으며, 매염제 농도 증가에 의해서 그와 같은 경향이 조금 감소함을 보였 다. 색감각지수 b*의 경우, +b*는 yellow 색상, －b* 는 blue 색상으로의 변화를 의미하는데, 무매염 견직 물에 비하여 Al 매염 후 염색 처리한 견직물은 황색 을 띄는 경향이 증가하였고, Cu 및 Fe 매염제의 경우에 는 청색을 띄는 경향의 증가를 나타내었으며, Fe 매 염 시 그 같은 경향은 매우 뚜렷하였다. 모든 매염제 에서 Y 계열의 색상을 보였다.

    후매염 경우의 표면색 변화를 <Table 3>에 나타내 었으며, 명도 L*의 경우, Al 매염 시 염색만 실시한 직물과 비교했을 때 증가하여 색상이 밝아졌으나, Cu 및 Fe 매염 후에는 감소하여 색상이 어두워지는 경향을 보였다. 색감각지수 a*의 경우, 녹색을 띄는 경향이 증가함을 나타냈으며, Cu 매염 시에는 녹색 을 띄는 경향이 더욱 뚜렷해졌다. b*의 경우에는 미 처리 견직물과 비교하여 Cu 매염 시 큰 변화가 없었 으며, Al 매염 처리한 직물은 황색을 띄는 경향이 약 간 증가하였고, Fe 매염 시 청색을 띄는 경향이 가장 뚜렷하게 증가하였다. 색상은 Al 및 Fe 매염 시에 Y 계열의 색상을, Cu 매염 시에는 GY 계열의 색상을 나타내었다.

    무매염 염색 견직물과 최대 K/S를 나타내는 조건 에서 선매염 및 후매염한 견직물의 표면색을 <Table 4>에 나타내었다. 선매염 시에는 무매염 염색견직물 과 같은 Yellow 계열의 색상을, 후매염의 경우도 Green Yellow 계열을 보이는 Cu 매염을 제외하고, Yellow 계열의 색상을 보였다.

    3.Colorfastness property

    <Table 5>는 함초 색소농도 300%(o.w.f.), 염색시간 60분, 염색온도 80℃의 조건과 함초 염액 추출 시 산 도인 pH 6의 조건으로 무매염 염색한 견직물과 매염 시 최대 K/S를 보인 매염제 농도 Al 5%, Cu 3%, Fe 5%로 20분간 40℃에서 후매염한 시료의 각종 견뢰도 의 결과이다.

    일광견뢰도에서 무매염 염색 직물은 4등급으로 매 우 높은 일광견뢰도를 보여 함초 추출색소의 우수한 일광견뢰도를 나타내었다. Al 매염 시 무매염과 동일 한 일광견뢰도를 나타내었으며, Cu 및 Fe 매염 시에 는 일광견뢰도가 저하하였다. 드라이클리닝의 경우, 변퇴색 및 오염이 염색 또는 매염 시 모든 매염제에 서 4~5등급으로 큰 변화가 없었다. 세탁견뢰도의 변 퇴색에서는 무매염 시 4급이었으나, 매염하고 염색한 직물은 저하하였으며, 오염은 4~5급의 견뢰도를 보여 매염에 의한 세탁견뢰도의 향상은 관찰되지 않았다. 마찰견뢰도는 4~5등급으로 매염이나 매염제에 따른 큰 변화가 없음을 알 수 있으며, 땀견뢰도에서 산성 욕 Cu 및 Fe 변퇴색의 경우, 무매염 염색 4~5등급에 서 2~3등급으로 저하하였으나, Al 매염 시 4~5등급 으로 변화가 없음을 보였다. 한편, 알칼리욕 Cu 및 Fe 변퇴색의 경우, 매염 시 4~5등급에서 2~3등급으로 저 하하는 경향을 보이고, Al 매염은 동일등급을 나타내 었으며, 오염의 경우 무매염 염색 및 Al 및 Fe 매염 시 4~5등급, Cu 매염 시 3~4등급으로 매염에 의한 큰 변화는 나타나지 않음을 알 수 있었다.

    4.Antibacterial property

    <Table 6>은 함초 추출색소로 색소농도 300%(o.w.f.), 염색온도 80℃, 염색시간 60분, pH 6에서 염색한 직 물과 염색 후 Al 5%, Cu 3%, Fe 5%로 20분간 40℃ 에서 후매염 처리한 직물의 항균성을 평가하기 위하 여 Staphylococcus aureus(황색포도상구균)와 Klebsiella pneunmoniae(폐렴간균)을 이용, 정균감소율을 측정 한 항균성을 보인 것이다. 황색포도상구균과 폐렴간 균에 대해 염색만을 행한 직물은 77.0% 및 73.0%의 정균감소율을 보여 미처리 직물에 비해 항균성이 향 상되어 함초 추출물에 의한 항균성 부여의 가능성을 확인할 수 있었다. 함초 추출색소의 염색에 의한 항 균성의 증가는 함초에 함유되어 있다고 보고된 바 있 는 폴리 페놀성 아글리콘 화합물에 기인한 것으로 사 료된다(Lee, Kim, Kim, Oh, & Lee, 2004). 즉, 플라보 노이드로 총칭되는 폴리 페놀성 아글리콘 화합물은 항균효과가 있으며, 이들 플라보노이드 물질은 세포 내로 칩입하여 미생물이 더 이상 생육하지 못하도록 사멸시키기 때문이라고 생각된다(Kim & Song, 2001). Al 및 Cu 매염에 의해서는 무매염 염색에 비해 뚜렷 하게 항균성이 향상되어 99.9%의 항균성을 보였으 며, Fe 매염의 경우에는 약간 저하하였다. 매염제 처 리에 의한 항균성의 증가는 매염제에 의해서 양이온 으로 대전된 견직물이 미생물의 세포벽을 구성하는 시알산이나 인지질 등의 음이온 전하와 서로 흡인하 여 생육저지를 일으키기 때문으로 사료된다(Shin & Min, 1997).

    5.Ultraviolet protection property

    <Table 7>은 항균성 특성 측정용 시료 준비 시 적 용한 동일한 방법을 이용하여 염색 및 매염한 견직물 의 자외선 차단특성을 나타낸 것으로, 자외선 A의 차 단율 시험에서 염색 안한 견직물의 경우인 63.5%에 비교하여 염색한 경우 80.8%로 함초색소에 의한 자 외선 차단성의 부여를 알 수 있었으며, Al 매염 시 무 매염 직물에 비해 84.8%로 증가하였으며, Cu 매염했 을 때 무매염 염색 시의 63.5%에서 89.1%로, Fe 매염 시 95.4%로 매염에 의해 자외선 A 차단특성이 증가 하였다. 자외선 B의 차단율은 미염색 시의 76.8%에 비교하여 염색 시 90.9%로 차단성능이 증가함을 확 인하였으며, 매염 시 93.3~97.5%의 차단특성을 나타 냈다. UPF(자외선 차단지수)는 미염색 직물의 4와 비 교했을 때, 염색 또는 염색 및 매염 시 8이상이었으 며, Fe 매염 시 35로 탁월한 차단특성의 부여를 확인 할 수 있었다. 함초 추출색소의 염색에 의한 자외선 차단특성의 증가는 일반적으로 식물성 염재에 함유 되어 있다고 알려진 플라본계 색소들이 식물세포의 원형질이 자외선에 의하여 파괴되는 것을 막아주는 역 할을 하기 때문이라고 생각되며(Sa et al., 2013; Choi & Jeon, 2009), 매염에 의한 더욱 향상된 자외선 차단 특성의 증가는 <Fig. 5> 및 <Fig. 6>의 결과로부터 알 수 있듯이, 매염 시 염색성(K/S)이 더욱 증가하므로 자외선 차단율이 증가하기 때문이라고 사료된다(Sa et al., 2013). 결과로부터 함초 추출색소의 염색 및 매 염 시 매우 우수한 자외선 차단특성의 부여가 가능함 을 알 수 있었다.

    Ⅳ.Conclusion

    함초(Salicornia bigelovii)에서 추출한 색소를 이 용, 견직물에 염색 시 염색조건에 의한 염색성, 매염 에 따른 염착량 및 표면색 특성의 변화, 각종 염색견 뢰 특성의 변화, 항균특성 및 자외선 차단특성 등을 평가한 결과, 다음과 같이 결과를 얻었다.

    함초에서 추출한 색소를 이용, 견직물에 염색하였 을 때, 색소농도 300% o.w.f., 염색시간 100분, 염색 온도 90℃, pH 3에서 최대 염착량을 나타내었다. 선 매염 시 Al 4%, Cu는 3%, Fe 4%에서 최대 염착량을 나타냈으며, 후매염 시에는 Al 5%, Cu 3%, Fe 5%에 서 최대 K/S 값을 나타냈다. 선매염의 경우, Al 매염 시에는 적색을 띄는 경향이, Cu 및 Fe 매염 시에는 녹색을 띄는 경향이 증가함을 나타내었으며, Al 매염 후 염색 처리한 직물은 황색을 띄는 경향이 증가하였 다. Cu 및 Fe의 경우, 청색을 보이는 경향이 증가함을 나타내었으며, 모든 매염에서 Y계열의 색상을 보였 다. 후매염하였을 때 Al 매염 시에는 녹색 및 황색을 띄는 경향이 증가하고, Cu 및 Fe 매염제의 경우에는 녹색 및 청색을 보이는 경향이 증가하였으며, Al 및 Fe 매염 시에 Y계열의 색상을, Cu 매염 시에는 GY 계열의 색상을 나타냈다.

    또한 미매염 염색 또는 염색 후 후매염한 견직물을 이용하여 각종 견뢰도를 평가한 결과, 염색 또는 Al 매염에 의해 일광견뢰도 및 기타 견뢰도는 우수하였 으나, Cu 및 Fe 매염에 의해서는 일광견뢰도, 세탁견 뢰도(변퇴색) 및 땀견뢰도가 약간 저하하여 이들 견 뢰도의 향상이 뚜렷하게 나타나지 않음을 알 수 있었 다. 황색포도상구균 및 폐렴간균에 대해서 염색만 실 시한 직물은 미처리 직물에 비해 항균성이 향상되었 으며, 매염 시 항균성의 증가를 보였다. 또한 염색 및 매염 시 자외선 차단특성이 증가하였으며, 특히 매염 한 시료에서 탁월한 자외선 차단특성의 부여를 확인 할 수 있었다.

    본 연구의 결과로부터 함초 추출색소를 이용하여 견섬유에 염색 시 색소농도 300% o.w.f., 염색시간 60~ 100분, 염색온도 80~90℃, pH 3~5의 염색조건에서 적정 염색결과를 획득할 수 있으리라 사료된다. 또한 우수한 일광견뢰도와 항균성 및 자외선 차단특성 등 기능성을 부여할 수 있으므로 기능성 소재 제작 방법 으로서의 적용가능성을 확인할 수 있었다. 향후 본 연구결과를 기반으로 일부 매염제의 매염에 의한 견 뢰도의 저하를 방지할 수 있는 견뢰도 향상법을 수립 하고, 견직물 외 면직물, 모직물 등에의 염색성 및 기 능성에 대한 연구를 통해 친환경 및 기능성이 부여된 패션직물 개발에 기여할 수 있으리라 기대된다.

    Figure

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    Color strength(K/S) according to the colorant concentration of silk fabric dyed with Salicornia bigelovii extract powder

    RJCC-24-577_F2.gif

    Color strength(K/S) according to the dyeing temperature of silk fabric dyed with Salicornia bigelovii extract powder

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    Color strength(K/S) according to the dyeing time on K/S of silk fabric dyed with Salicornia bigelovii extract powder

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    Color strength(K/S) according to the pH of silk fabric dyed with Salicornia bigelovii extract powder

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    Color strength(K/S) according to the mordanting conditions of silk fabric dyed with Salicornia bigelovii by pre-mordanting method

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    Color strength(K/S) according to the mordanting conditions of silk fabric dyed with Salicornia bigelovii by post-mordanting method

    Table

    Characteristics of silk fabric

    L*a*b* & H, V/C values of silk fabrics dyed with Salicornia bigelovii by pre-mordanted method

    L*a** & H, V/C values of silk fabrics dyed with Salicornia bigelovii by post-mordanted method

    Color of silk fabric dyed and mordanted

    Colorfastness of silk fabric dyed with Salicornia bigelovii extract and mordanted with various mordants

    Antibacterial abilities of silk fabric dyed with Salicornia bigelovii extract and mordanted

    Ultraviolet protection ability of silk fabrics dyed with Salicornia bigelovii extract and mordanted

    UV-R: 290~400nm, UV-A: 315~400nm, UV-B: 290~ 315nm

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    Appendix

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