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문제 정의
- 본 연구에서는 여러 천연 염색재료에 대한 나일론 염색의 가능성을 타진하기 위하여 염색재료에 따라 물로 염액을 추출할 수 있는 재료, 분말 염료로 제조하기 쉬운 재료. 용매로 추출할 수 있는 재료로 구분하여 염색하였다.
- KS K 0693 직물의 항균도 시험방법으로 체온과 유사한 37℃ 의장 시간 접촉 환경에서의 항균성을, Shake Flask Method로 25'C 정도의 상대적 저온에서 1시간이라는 단시간에서의 항균성을 평가하였다. 생육 억제 즉면에서 정균 및 정진균성 (bacteristads or fungista配)과사멸 효과를 가리는 살균 및 살진균성 (bacteriddal or fu瑚cid&l)을 검토하여 천연염색포의 활용 가능성을 다양한 측면에서 검토하였다. 각각 접촉 후 균수를무가공 나일론 직물의 균수와 비교하여 정균성을, 접촉 초기의 균수에 대해 일정한 접촉 시간 경과 후 생균 수를 비교하여 살균성을 평가하였다.
제안 방법
- 12压0)과갈릭산(C7H6O5, 3, 4, 5-Trihydroxybenzoic acid) 으로선매염하였으며 농도 1%의 수용액으로 1:30의 액비로 60℃에서 20분 간 실시하였다.
- 실험실에서 분양받아 사용하였다. KS K 0693 직물의 항균도 시험방법으로 체온과 유사한 37℃ 의장 시간 접촉 환경에서의 항균성을, Shake Flask Method로 25'C 정도의 상대적 저온에서 1시간이라는 단시간에서의 항균성을 평가하였다. 생육 억제 즉면에서 정균 및 정진균성 (bacteristads or fungista配)과사멸 효과를 가리는 살균 및 살진균성 (bacteriddal or fu瑚cid&l)을 검토하여 천연염색포의 활용 가능성을 다양한 측면에서 검토하였다.
- 생육 억제 즉면에서 정균 및 정진균성 (bacteristads or fungista配)과사멸 효과를 가리는 살균 및 살진균성 (bacteriddal or fu瑚cid&l)을 검토하여 천연염색포의 활용 가능성을 다양한 측면에서 검토하였다. 각각 접촉 후 균수를무가공 나일론 직물의 균수와 비교하여 정균성을, 접촉 초기의 균수에 대해 일정한 접촉 시간 경과 후 생균 수를 비교하여 살균성을 평가하였다.
- 일반적으로 물로 쉽게 염 액을 추출할 수 있는 쑥(임명은 외 2인 1997, 박영희외 2 인 2000), 염색재료 중 당을 거의 지니고 있지 않아 분말 염료 제조가 쉬운 재료 중에서는 밤 외피(유혜자 외 2인, 19囲)를. 그리고 용매로 추출하는 재료 중에는 자초(최희 외 1인, 2000X 선택하여 나일론에 염색하여 염색성을 살펴보았다. 쑥은 병원성 세균 저해 성분을 함유하고 있는 것으로 밝혀졌으며 (이영근 외 3인 1999, 박종철 외 1인 1994) 염색제품이 아토성 피부염에 좋은 재료(임명은 외 2인 1997, 박영희 외 2인 2000)로 알려졌다.
- 나일론 스타킹의 염색은 선매염하여 2회 반복 염색하여 나일론 직물과의 염색성을 비교하였다.
- 냉긱■기, 온도 조절장치와 mechanical stirrer를 설치한 2/ 둥근 3구 플라스크에 자초를 50g을 넣고 메탄올 500cc 넣어 메탄올의 비등점에서 추출하였으며 추출 시간은 120분으로 하였다. 추출이 끝난 후 다시 한번 동량의 메탄올을 넣은 후 같은 시간 추출하여 고운 망체로 거르고 갈아 앉혔다.
- 밤 외피 분말염료를 20% 농도로 제조한 밤외피염액, 그리고 메탄올과 아세톤 각각으로 추출한 염액에 동량의 물을 혼합한 염액, 각각에 초산을 가하여 pH 를 4로 맞춘 후 염색하였다. 염색은 그림에서와 같이 40℃ 에서 시작하여 15분 후 80’C 가 된 후 20분간 염색하고 50분 후 50℃에서 염색이 끝나는 80℃ 프로그램의 자동 염색기로 염색하였다(Fig.
- 선매염 후 염색한 과정을 1회 염색으로 하였으며 이를 반복하여 2회, 3회, 4희, 염색하여 염색성을 비교하였다.
- 염색된 직물들은 매염처리하지 않은 시료와 명반으로 매염처리한 시료들에 대해 세탁견뢰도와 일광견뢰도를 측정하였다. 세탁견뢰도는 KSK 0皿0에 준하여 LaunderO-meter로 하되 나일론 직물임을 감안하여 중성세제로 25℃에서 실험하였고 일광견뢰도는 KS K 0700에 준하여 Carbon arc Fade-O-meter 로 측정하였으며 grey scale로 판정하였다.
- 쉬운 재료. 용매로 추출할 수 있는 재료로 구분하여 염색하였다. 일반적으로 물로 쉽게 염 액을 추출할 수 있는 쑥(임명은 외 2인 1997, 박영희외 2 인 2000), 염색재료 중 당을 거의 지니고 있지 않아 분말 염료 제조가 쉬운 재료 중에서는 밤 외피(유혜자 외 2인, 19囲)를.
- 자초 추출 성분도 그람 양성세균류와 진균류에 항균 및 항진균 활성을 나타낸다는 보고(이영근 외 3인 1999, 박종철 외 1인 1994, 박수남 외 1인, 1995)가 있다. 천연 염 재로 쓰인 오배자 등 페놀화합물의 항균성은 이미 보고 (이영근 외 3인 1999)된 바 있어 폴리페놀류인 탄닌을 함유하고 있는 밤피 염색포의 항균 활성을 조사하여 염색된 나일론 직물의 항균성을 살펴보았다.
- 천연염색 재료는 물로 추출한 쑥과 분말염료로 제조 한밤 외피, 그리고 용매로 염액을 추출한 자초였으며 이들을 나일론에 염색하여 염색성, 염색견뢰도 그리고 항미생물성을 조사하였다.
- 최근 고부가가치 소재개발에 대한 요구가 증대되고 있는 가운데 피부친화적인 고기능성 나일론 소재를 얻고자 나일론에 천연염색을 실시하였다. 천연염색 재료는 물로 추출한 쑥과 분말염료로 제조 한밤 외피, 그리고 용매로 염액을 추출한 자초였으며 이들을 나일론에 염색하여 염색성, 염색견뢰도 그리고 항미생물성을 조사하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 밤외피와 쑥은 우리 주변에 서구 하여 사용하였으며 자초는 한약재 상으로부터 구입하여 사용하였다.
- 시료포 중 100% 나일론직물은 의류 시험검사소에서 구입한 표준 시험포를 사용하였고 나일론 스타킹은 남영나일론(주)에서 제공한 것으로 20%의 폴리우레탄이 함유된 시료를 사용하였으며 시료의 규격은과 같다.
- 항균성측정에 사용된 미생물은 그람양성세균인 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)과 진균인 칸디다 알비칸스(Gamdida albicans)로 제주대학교 의과대학미생물 실험실에서 분양받아 사용하였다. KS K 0693 직물의 항균도 시험방법으로 체온과 유사한 37℃ 의장 시간 접촉 환경에서의 항균성을, Shake Flask Method로 25'C 정도의 상대적 저온에서 1시간이라는 단시간에서의 항균성을 평가하였다.
이론/모형
- 색은 분광측색계 (JS555 (주) Color Techno System 日 本)를 사용하여 각 시험포에 대한 Hunter L, a, b 를 구하고 Mtmsell표색계 변환법으로 색의 삼속성 H, V/C, K/S를 측정하여 염색 결과를 평가하였다.
- 측정하였다. 세탁견뢰도는 KSK 0皿0에 준하여 LaunderO-meter로 하되 나일론 직물임을 감안하여 중성세제로 25℃에서 실험하였고 일광견뢰도는 KS K 0700에 준하여 Carbon arc Fade-O-meter 로 측정하였으며 grey scale로 판정하였다.
성능/효과
- 대부분 균이 증가했다. (Shake Flask Method>는쑥에서 만 약 50%의 살균 효과가 나타났고 나머지양(+)의 값을 보이는 감균률은 무염색 나일론포도 90% 이상의 사멸되는 자연 감소가 수반되는 환경이었으므로 균 생육이 좋은 환경에서도 이러한 살균력을 나타낼 수 있을 것이라고는 볼 수는 없었다.
- , 전체적으로 나일론은 분자구조가 천연 섬유인 견직물이나 모직물과 유사한 아미노기와 아마이드기, 카르복실기를 다량 함유하고 있어 높은 염색성을 나타내고 있다. 이러한 결과는 나일론이 견직물과
- 두에서 균이 증가하였으며 (Shake Flask Method>에서는 무가공 대조 시료의 균이 50% 증가하는 상황에서도 81%~97%의 살균력을 나타냈다.
- 또한 천연염색의 특성 중 하나로 염색 횟수에 따라 염색성이 증가하였으며 3회 반복염색을 한 경우 K/S가 배수로 증가되었으며 이는 염색성을 향상시키는 방법이 횟수를 증가시키는 것으로 보고된 것과 같은 결과를 나타내었다.
- 매염의 효과는 염색에서는 크게 나타나지 않아 무 매염 염색포와 같거나 유사한 색차를 나타내었으며 매염 중에서는 선매염의 경우가 후매염의 경우보다 약간 더 높아 효과적으로 나타났다(Fig. 2). 이는 후매염의 경우 매염액에 염색포에서 염액이 추출되어 나오는 데서 기인한다.
- 메탄올과 아세톤으로 용매를 달리 추출하여 염색한 결과 염색성의 차이가 크게 나타나 1회 염색에서 메탄올로 추출한 염액으로 염색한 염색포의 염색성이 아세톤으로 추출한 염액으로 염색한 염색 포의 염색성의 약 1.5배를 넘는 것으로 나타났다. 그러나 반복 염색을 함으로서 그 간격은 좁혀졌으며 4 회 염색에서는 유사한 결과를 나타내었다.
- 무매염 밤피 염색에서 으로 측정한 경우 오히려 무염색 나일론포보다 균의 성장이 활발했고 최대 30배로 균이 증가하여 체온과 유사한 균 생육 최적 환경에서 장시간 접촉시는 염색포의 항균성의 발현이 어렵다고 사료되었다.
- 1회 염색한 것보다는 4회 염색한 직물의 경우 우수하였다. 무매염의 경우도 아주 우수하여 자초의 특이성을 알 수 있었으며 명반으로 처리한 경우보다 갈릭산으로 처리한 경우 더욱 높은 일광견뢰도를 나타낸 것이 돋보이는 결과였다. 따라서 천연 염색의 일광견뢰도가 낮은 결점이 해결되는 결과로 여겨진다.
- 가장 많이 쓸 수 있는 용매가 메탄올과 아세톤이다. 본 연구에서는 용매에 따라 색상의 차이를 나타낼 것으로 판단하고, 자초를 메탄올과 아세톤으로 각각 추출하였으며 예비조사결과 물과 용매의 상용성이 50 : 50에서 가장 우수한 것으로 나타나 물과 용매를 50 : 50 으로 혼합하여 염색하였다. 염색한 결과는<표 6>, <그림 4>와 같다.
- 매염은 중금속 매염제의 사용을 피하고 명반과 갈릭 산 만을 사용하였으므로 염색성에서는 큰 효과는 나타내지 못하였다. 세탁견뢰도에서는 전체적으로 쑥 염색포에서는 탈색도가 4~5급에서 5급, 오염도가 4급에서 5급으로 나타났으며 밤외피 염색 포에서는 탈색도가 3~4급에서 4급, 오염도가 4급에서 5 급으로, 자초 염색포에서는 탈색도, 오염포 모두에서 4급에서 5급으로 나타나 전반적으로 우수하였으며 이는 자동염색기로 염색한 때문으로 보인다. 그러나 매염효과는 찾아보기 어렵다.
- 쑥, 자초로 염색한 나일론 직물은 Staphylococcus aureus and Candida albicans에 대해 우수한 정균력이발현되어 고부가가치 속옷 소재로 사용할 수 있음을 알 수 있었다.
- 검사방법의 차이는 염색포가 영양, 습도, 온도 등 다른 환경에서 항균력을 발현을 예측하는 자료로 이용할 수 있다. 쑥과 자초 염색은 저온, 장기간 균 접촉 환경에서 두 균주 모두에 대해 정균력이 우수했고 세탁이나 위생적인 관리를 수반한 환경에서는 항균효과가 더 증가할 것으로 기대된다. 천연연료를 나일론 소재에 염색함으로서 고부가가치 속옷 소재의 생산에 기여할 수 있으며 균 생육이 활발한 환경에서 살균력까지 발현시키기 위해서는 추후 연구가 지속되어야 할 것으로 보인다.
- 쑥으로 염색한 나일론직물의 색상은 Munsell Value로 노랑으로 나타났으며 육안으로는 노랑색이많이 가미된 연두색이었다<;표 2>.
- 쑥으로 염색한 나일론직물의 일광견뢰도는 무 매염의 경우와 명반 매염의 경우 매우 낮아 매염 효과가 없었으나 갈릭산의 경우는 효과가 있어 2급, 3 급을 나타내었다. 반복 염색에 따른 일광견뢰도의
- 염색견뢰도 중 세탁견뢰도는 탈색도가 4~5급에서 5급으로, 오염도가 4급에서 5급으로 우수하였다. 그러나 세탁견뢰도에서의 매염효과는 그다지 두드러지지 않았다.
- 자초로 염색한 나일론 직물의 세탁견뢰도는 탈색 도와 오염도 모두에서 4급에서 5급으로 나타나 우수하였다. 아세톤으로 추출한 자초염액으로 염색한 직물은 알칼리 세제에 의한 세탁으로 인해 붉은 계열의 보라색에서 약간 푸른 계열의 보라색으로 변화된 것이 특징이다.
- 자초로 염색한 나일론 직물의 일광견뢰도는 반복염색을 하여 짙어질수록 일광견뢰도가 좋은 것을 알 수 있다. 1회 염색한 것보다는 4회 염색한 직물의 경우 우수하였다.
- 쑥, 밤외피. 자초의 나일론 직물에 대한 염색성은 모직물이나 견직물에 비길만큼 높았으며 반복 염색을 할수록 염착성이 향상되는 결과를 나타내었다. 매염은 중금속 매염제의 사용을 피하고 명반과 갈릭 산 만을 사용하였으므로 염색성에서는 큰 효과는 나타내지 못하였다.
후속연구
- 이와 같이 합성섬유이면서 속옷재료와 스타킹으로 많이 쓰이고 있는 나일론이 천연 염색에 대해 우수한 염색성과 항균성을 나타낸 결과로 볼 때 고부가가치 나일론 소재로의 개발 가능성이 높다고 판단된다.
- 쑥과 자초 염색은 저온, 장기간 균 접촉 환경에서 두 균주 모두에 대해 정균력이 우수했고 세탁이나 위생적인 관리를 수반한 환경에서는 항균효과가 더 증가할 것으로 기대된다. 천연연료를 나일론 소재에 염색함으로서 고부가가치 속옷 소재의 생산에 기여할 수 있으며 균 생육이 활발한 환경에서 살균력까지 발현시키기 위해서는 추후 연구가 지속되어야 할 것으로 보인다.
- 비해 뚜렷하지 않았다(그림 5, 6, 7, 8). 친 환경성은 인공 및 화학적 조작 없이 진행될수록 증가되므로 본 실험에서 무매염 염색포의 항균성이 떨어지지 않았다는 결과는 긍정적으로 평가되어야 할 것이다. 검사방법의 차이는 염색포가 영양, 습도, 온도 등 다른 환경에서 항균력을 발현을 예측하는 자료로 이용할 수 있다.
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