[국내논문]매리골드 식물체 추출액 및 분말 색소가 견과 면직물의 염색성과 항균성에 미치는 영향 Effects of Marigold Extracts and Powdered Colorant on the Dyeability and Antifungal Activity of Silk and Cotton Fabrics원문보기
This study was carried out to make a search for the usefulness of marigold plants (Tagetes erecta) as a natural dye. And we have also examined into the dyeability and antifungal activity of silk and cotton fabrics dyed with 2% powdered colorant and 1% liquid colorant. Almost surface colors of silk a...
This study was carried out to make a search for the usefulness of marigold plants (Tagetes erecta) as a natural dye. And we have also examined into the dyeability and antifungal activity of silk and cotton fabrics dyed with 2% powdered colorant and 1% liquid colorant. Almost surface colors of silk and cotton fabrics dyed with 2% powdered colorant and that dyed with 1% liquid colorant except for that treated Cu and Fe with mordants were shown by Y-level. $L^*$ values of silk fabrics dyed with 2% powdered colorant were 66.2 to 86.39, those $a^*$ values were -1.97 to 6.09, and those $b^*$ values were 13.69 to 35.97. And $L^*$ values of cotton fabrics dyed with 2% powdered colorant were 78.97 to 89.62, those a values were -3.39 to 0.38, and those $b^*$ values were 5.63 to 15.61 $L^*$ values of silk fabrics dyed with 1% liquid colorant were 34.37 to 85.57, those a values were -7.79 to 12.33, and those $b^*$ values were 15.13 to 82.91, And $L^*$ values of cotton fabrics dyed with 1% liquid colorant were 44.12 to 87.90, those $a^*$ values were -8.37 to 6.18, and those $b^*$ values were 11.65 to 78.87. Colorfastness of silk fabrics against light treated nothing with mordants and that dyed with 1% liquid colorant decreased for a little by second grade, however, that against washing, rubbing, perspiration and dry cleaning were increased over fourth grade. Colorfastness of cotton fabrics in terms of rubbing, light, and dry cleaning, except for washing and perspiration, were shown by over third grade, when that was treated nothing with mordants. Antifungal activities of silk fabrics treated nothing with mordants and dyed with 1% liquid colorant of marigold extracts were shown by 28.9% against Staphylococcus aureus. However, those of Al, Ca, Cu and tartaric acid mordanting were more than 25.5% against Staphylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae.
This study was carried out to make a search for the usefulness of marigold plants (Tagetes erecta) as a natural dye. And we have also examined into the dyeability and antifungal activity of silk and cotton fabrics dyed with 2% powdered colorant and 1% liquid colorant. Almost surface colors of silk and cotton fabrics dyed with 2% powdered colorant and that dyed with 1% liquid colorant except for that treated Cu and Fe with mordants were shown by Y-level. $L^*$ values of silk fabrics dyed with 2% powdered colorant were 66.2 to 86.39, those $a^*$ values were -1.97 to 6.09, and those $b^*$ values were 13.69 to 35.97. And $L^*$ values of cotton fabrics dyed with 2% powdered colorant were 78.97 to 89.62, those a values were -3.39 to 0.38, and those $b^*$ values were 5.63 to 15.61 $L^*$ values of silk fabrics dyed with 1% liquid colorant were 34.37 to 85.57, those a values were -7.79 to 12.33, and those $b^*$ values were 15.13 to 82.91, And $L^*$ values of cotton fabrics dyed with 1% liquid colorant were 44.12 to 87.90, those $a^*$ values were -8.37 to 6.18, and those $b^*$ values were 11.65 to 78.87. Colorfastness of silk fabrics against light treated nothing with mordants and that dyed with 1% liquid colorant decreased for a little by second grade, however, that against washing, rubbing, perspiration and dry cleaning were increased over fourth grade. Colorfastness of cotton fabrics in terms of rubbing, light, and dry cleaning, except for washing and perspiration, were shown by over third grade, when that was treated nothing with mordants. Antifungal activities of silk fabrics treated nothing with mordants and dyed with 1% liquid colorant of marigold extracts were shown by 28.9% against Staphylococcus aureus. However, those of Al, Ca, Cu and tartaric acid mordanting were more than 25.5% against Staphylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae.
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문제 정의
이와 같은 배경에서 본 연구는 폐기되는 매리 골드 식물체로부터 얻어진 분말염료의 염색성과 항균성을 조사하기 위하여 실시하였다.
제안 방법
항균성 시험은 KS K 0693(한국표준협회, 2001)의 직물의 항균도 시험방법을 기본으로 하여 Heo(2006)의 방법에 의하여 실시하였더], 각각의 접종균 농도는 1.0x10'개/mL로 하였으며, 액은 37P에서 18시간동안 배양시킨 뒤 생균수를 확인하여 "항균(정균)율=MbM / Mb X 100, Mb: 대조 구의 18시간 배양 후의 생균수, Ma: 시험구의 18시간 배양 후의 생균수" 공식에 의해 항균성을 평가하였다.
0, 농도는 분말 2%액과 추출액 1%를 이용하여, 8 0P에서 60분간 침염을 실시하였다. 매염제는 실험용 시약 1급인 A1|A12(SO4)3), Cu(CuSO4|, Fe (FeSQi}, NaOH, Ca(Ca(OH)2), Ta(tartaric acid) 2%액을 이용하여 60분간 실시하였다. 선매 염은 경우 직물을 염색 전에 매염한 다음 건조시켜 이용하였으며, 후매염의 경우 염색이 끝난 직물을 수돗물로 가볍게 씻은 다음 매염처리를 하였다.
3. 염색과 매염
염색 기본조건은 욕비 1:50, 염액의 pH는 7.0, 농도는 분말 2%액과 추출액 1%를 이용하여, 8 0P에서 60분간 침염을 실시하였다. 매염제는 실험용 시약 1급인 A1|A12(SO4)3), Cu(CuSO4|, Fe (FeSQi}, NaOH, Ca(Ca(OH)2), Ta(tartaric acid) 2%액을 이용하여 60분간 실시하였다.
0)로 이물질을 씻어냈다. 이물질을 제거한 식물체는 천연염료 추출조(Yoojin Co., Korea)에 넣은 다음 매리 골드가 충분히 잠기도록 수돗물을 붓고, 100P 에서 120분간 열 추출하였다. 추출액(염액)은 직경이 0.
직물의 표면색은 색차계(JX-777:Color Techno System Corporation, Japan)를 이용하여 명도지수 L*, 색좌표 지수 a*, b* 값을 조사하였으며, Munsell 표색계 HV/C 값은 색차계를 이용하여 얻어진 L*, a*, b*로부터 산출하였다. 피염물의 염색 전후와 염색조건에 따른 색차인 JE 값은 z/E=[(z/L*)2+ 3a*)2+(4b*)2]S 식으로 구하였다.
천연염료로서 매리골드(72getes erecfa)의 이용성 탐색을 위하여 견직물과 면직물에 대한 분말 염료 2%액과 추출액 1%의 염색성과 항균성을 조사하였다. 매리골드 분말염료로 염색한 견과 면직물의 표면색상은 모두 Y계열이었으며, 추출물로 염색한 것은 Cu와 Fe 매염 처리구를 제외하고는 모두 Y계열이었다.
, Korea)에 넣은 다음 매리 골드가 충분히 잠기도록 수돗물을 붓고, 100P 에서 120분간 열 추출하였다. 추출액(염액)은 직경이 0.5㎛인 여과기(Yoojin Co., Korea)를 이용해 1 회 여과한 다음 감압농축기(Yoojin Co., Korea)로 20배를 농축한 다음 스프레이건조기(Yoojin Co., Korea)에서 150P 로 건조하여 분말화 하였다.
추출액의 농도 조정은 농축액을 스프레이 건조기(Yoojin Co., Korea)에서 150P 로 건조한 분말 색소를 농도별로 회석한 다음 굴절계(Atago PR-32, Japan)로 측정하여 환산표를 만든 후 이를 기준으로 하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용한 매리골드("zgefes erecta)는 2005년 전남 나주시 소재 화단용에 식재 해 둔 것을 9월 초순경에 채취하여 이용하였다. 염료의 제조는 추출물의 경우 매리골드를 채취해서 뿌리 부분과 꽃을 제거한 다음 수돗물(pH 7.
견과 면직물은 시험포 KS K0905에 규정된 염색견뢰도 시험용 첨부 백포 견과 면을 사용했으며, 특성은 Table 1과 같다. 표면색은 무염색 견직물의 경우 Hunter value에서 L*값은 97.
시험 균종은 황색 포도상구균(Staphylococcms aureus ATCC 6538), 대장균(Escheric/iia coli ATCC 11105), 살모넬라균(Saltyphimurium KCTC 14028) 및 폐렴 간균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4532)을이용하였다. 항균성 시험은 KS K 0693(한국표준협회, 2001)의 직물의 항균도 시험방법을 기본으로 하여 Heo(2006)의 방법에 의하여 실시하였더], 각각의 접종균 농도는 1.
실험에 사용한 추출액은 농축액을 1%로 조정한 것이었으며, 분말염료는 2%를 희석한 것이었다. 추출액의 농도 조정은 농축액을 스프레이 건조기(Yoojin Co.
데이터처리
zMean separation within colunms by Duncan's multiple range test at 5% level.
이론/모형
5% 비누액) 방법에 의해 실시하였다. 마찰견뢰도는 KS K 0650:2001 크로크미터방법에 의해, 땀견뢰도는 KS K 0715: 1997(37+ rc, 4시간) 방법에 의해 조사하였다. 일광견뢰도는 KS K 0218 Xeon arc (6.
세탁견뢰도(洗濯堅牢度)는 KS K 0430:1996 A-1 (40±2P, 30분, 0.5% 비누액) 방법에 의해 실시하였다. 마찰견뢰도는 KS K 0650:2001 크로크미터방법에 의해, 땀견뢰도는 KS K 0715: 1997(37+ rc, 4시간) 방법에 의해 조사하였다.
염착량은 색차계 (JX-777, Color Techno System Corporation, Japan)로 λmax에서 피염물의 표면 반사율을 측정하여 Kubelka-Munk식에 의해 염착량 (K/S value)을 산출했는데, 그 식은 K/S=(l-R)2/ 2R 이었다. 여기서 K는 염색물의 흡광계수(absorption coefficient)이며, S는 염색물의 산란계수(scattering coefficient) 이고, Re 표면반사율(reflectance) 이었다.
마찰견뢰도는 KS K 0650:2001 크로크미터방법에 의해, 땀견뢰도는 KS K 0715: 1997(37+ rc, 4시간) 방법에 의해 조사하였다. 일광견뢰도는 KS K 0218 Xeon arc (6.5kw 수냉식, 직사법, 제 1조광법: 표준청색염포) 방법에 의해 조사하였으며, 드라이클리닝견뢰도는 KS K 0644 (용저): 퍼클로로에틸렌) 방법에 준하여 조사하였다.
성능/효과
61 이었는데, 선매염의 경우 A1과 Cu 매염시에, 동시 매염에서는 Fe 매염시에, 후매염시에는 Cu를 제외한 모든 매염 처리구에서 높았다. 그러므로 b*값을 높게 하려면, 즉 황색정도를 강하게 염색하려면 Cu는 선매염을, Fe는 동시매염을, Al, Ca, tartaric acid는 후매염을 하는 것이 효과적일 것으로 판단된다. 색차값은 선매염의 경우 Al, Cu, Fe 매염에서, 동시매염에서는 Fe 매염어)서, 후 매염에서는 Al, Fe 및 tartaric acid 매염 처리시 무 매염 보다 높게 나타났다.
7%의 감소율을 나타냈는데, 이는 천연염색시 Cu 등은 매염제 자체가 균의 증식을 억제하는 효과가 있다고 한 Lee(1995)의 보고와 일치하였다. 기회감염, 특히 요도 및 호흡기 감염의 주요한 원인균으로 특정 물질의 항균성 검사에 자주 이용되는 세균(Lee 2004)인 폐렴간균에 대한 항균성은 무 매염 시에 0.0%였으나 Cu 매염시는 59.1%, Ca 매염시는 48.5%, tartaric acid 매염시는 32.8%, A1 매염시는 25.5%의 감소율을 나타냈다.
매리골드 분말염료로 염색한 견과 면직물의 표면색상은 모두 Y계열이었으며, 추출물로 염색한 것은 Cu와 Fe 매염 처리구를 제외하고는 모두 Y계열이었다. 분말염료로 염색한 견직물의 L*값은 66.
매리골드 식물체 추출액 1%로 80℃에서 60분간 염색한 후 Al, Cu 및 Fe 2%액으로 매염 처리한 견직물의 견뢰도는 Table 6과 같이 매염제 및 견뢰도 항목에 따라 상당한 차이가 있었는데, 무 매염 견직물은 일광견뢰도가 2등급으로 나타난 것 외에는 전 항목에서 4둥급 이상으로 우수하게 나타났다. A1 매염 처리구는 세탁견뢰도, 마찰 견뢰도, 드라이클리닝 견뢰도는 4둥급 이상이었으나 땀견뢰도의 산성 변퇴색에서 3-4등급과 알칼리성 변 퇴색에서 2등급이었고, 일광견뢰도도 3등급으로 다소 낮았다.
매리골드 추출물 1%액으로 8(TC에서 60분간 염색한 견직물의 항균성은 Table 8에서와 같이 황색포도상구균은 무매염시 28.9%의 항균성을 나타냈으며, A1 매염시는 92.2%, Cu는 매염시 49.2%, Ca 매염시는 42.2%로 무매염시에 비해 항균성이 더욱 증진됨을 관찰할 수 있었다. 부패균으로서 살모넬라균 등과 함께 식중독을 유발하기도 하는 대장균은 무염색은 물론 무매염시 0.
87이었다. 매리골드 추출액으로 염색한 견직물의 염색 견뢰도는 무매염시 일광견뢰도가 2 등급으로 다소 낮았으나 세탁, 마찰, 땀 및 드라이클리닝 견뢰도는 4등급 이상으로 우수하였다. 면직물은 무매염시 세탁견뢰도와 땀견뢰도를 제외한 마찰, 일광 및 드라이클리닝 견뢰도는 3등급 이상이었다.
면직물의 견뢰도는 무매염 처리구의 세탁 견뢰도의 변퇴색 항목에서 1등급, 땀견뢰도 산성 항목의 2등급을 제외하면 모두 3등급 이상으로 나타났다(Table 7). 이 중 무매염에서 1등급으로 나타난 세탁견뢰도는 드라이클리닝 견뢰도가 4등급 이상이므로 드라이클리닝으로 대체하면 될 것으로 판단되며, 땀견뢰도의 경우 장식용 소재로 활용할 경우 땀과 접촉기회가 작은 만큼 큰 문제가 되지 않을 것으로 생각된다.
69 이상으로 나타나 맑은 황색을 띄었다. 색차값은 동시 매염 처리구의 Ca 매염과 후매염의 tartaric acid 매염 처리 구를 제외하면 대조구와 색상 차이가 큰 것으로 나타났다. 일반적으로 후매염은 색소를 염착시킨 후에 매염제를 처리하는 것으로 색소분자와 매염제의 금속이온과의 배위결합에 의해 색조가 변화하고 동시에 안정화하는 고착이 이루어진다 (Cho 2000).
그러므로 b*값을 높게 하려면, 즉 황색정도를 강하게 염색하려면 Cu는 선매염을, Fe는 동시매염을, Al, Ca, tartaric acid는 후매염을 하는 것이 효과적일 것으로 판단된다. 색차값은 선매염의 경우 Al, Cu, Fe 매염에서, 동시매염에서는 Fe 매염어)서, 후 매염에서는 Al, Fe 및 tartaric acid 매염 처리시 무 매염 보다 높게 나타났다. 반면 견직물의 동시 매염에서 /E값이 무매염에 비해 다소 높게 나타난 Ca 매염 처리구의 면직물은 /E값이 6.
동시매염의 경우는 무매염에 비해 Ca과 tartaric acid 매염시에 z/E값이 크게 나타났다. 염착량은 Fig. 1과 같이 Al, Ca, Cu 및 Fe는 무매염시에 비해 모두 높게 나타난 가운데 tartaric acid는 선매염과 동시매염시에 크게 증가한 것으로 나타났다.
즉, Ale 동시매염에서, Ca는 선매염에서, Cu는 후 매염에서, Fe는 동시매염과 후매염에서, tartaric acid는 선매염에서 가장 높게 나타났다. 염착량은동시 매염 처리구에서 염착량이 높은 Cu 매염 처리 구를 제외하고는 모두 선매염, 동시매염, 후 매염 순으로 높게 나타났다(Fig. 4).
이상의 결과를 요약하면 매리골드 분말 염료 및 추출액을 이용한 천연염색시 견직물과 면직물의 표면색은 매염제에 관계없이 대부분이 Y 계열로 나타났다. Suh와 Jung(1997) 및 Chu와 Nam (1997)에 의하면 천연염색에서 매염처리는 견뢰도 중진 외에 색상의 다양화를 목적으로 한다고 했는데, 본 연구에서는 매염제 종류에 따른 색상표현이 뚜렷하지 않아 색상을 다양화하기 위해서는 매염제 처리 보다는 복합염색(Jeong 1997; Jung & Sul, 2002) 등의 대책이 있어야 될 것으로 생각된다.
이상의 결과를 종합해 보면 황색포도상구균만이 무매염시에도 28.9%의 감소율 나타내어 매리 골드 추출액은 황색포도상구균에 대한 항균 성이 인정되었으며, 그 외의 일부 균주에서는 매염제에 따라 항균성을 나타내었는데, 이는 매리 골드추출액 자체에 의한 항균효과와 각각의 매염제 자체의 항균효과가 더욱 상승작용을 한 것으로 생각되었다.
색차값은 매염제 종류와 매염 시기의 복합적인 요인에 따라 큰 차이를 나타냈다. 즉, Ale 동시매염에서, Ca는 선매염에서, Cu는 후 매염에서, Fe는 동시매염과 후매염에서, tartaric acid는 선매염에서 가장 높게 나타났다. 염착량은동시 매염 처리구에서 염착량이 높은 Cu 매염 처리 구를 제외하고는 모두 선매염, 동시매염, 후 매염 순으로 높게 나타났다(Fig.
50으로 낮게 나타났다. 채도를 나타내는 C값은 Al, Cu 매염 처리구의 경우 매염 시기에 관계없이 무염색구의 3.52에 비해 높아 맑은 것으로 나타났으며, 특히 A1 매염시는 9.69 이상으로 나타나 맑은 황색을 띄었다. 색차값은 동시 매염 처리구의 Ca 매염과 후매염의 tartaric acid 매염 처리 구를 제외하면 대조구와 색상 차이가 큰 것으로 나타났다.
후속연구
나타났다. Suh와 Jung(1997) 및 Chu와 Nam (1997)에 의하면 천연염색에서 매염처리는 견뢰도 중진 외에 색상의 다양화를 목적으로 한다고 했는데, 본 연구에서는 매염제 종류에 따른 색상표현이 뚜렷하지 않아 색상을 다양화하기 위해서는 매염제 처리 보다는 복합염색(Jeong 1997; Jung & Sul, 2002) 등의 대책이 있어야 될 것으로 생각된다.
어느 경우이든 매리 골드 꽃이 이용되고 난 후 잎이나 줄기는 폐기되는데, Yamazaki(1995)는 매리골드 꽃과 신선한 식물체뿐만 아니라 건조된 식물체에서도 황색 염료를 추출할 수 있으므로 천연염료로서 이용 가치가 높다고 하였으며, Heo(2006)는 매리골드 식물체염료로 화훼장식용 망사잎 및 라그라스를 염색한 결과 상품성이 인정되었다고 하였다. 그러므로 화단에 식재되어 관상용으로 이용되거나 꽃을 닭 사료용으로 이용하기 위하여 재배된 후 폐기되는 식물체를 친환경적인 천연염료(Ata & Kim 2001; Lim et al. 1997; Seo & Kim, 1998)로 활용한다면 폐기에 대한 노력과 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 생산성을 높이고 재배면적의 확대도. 유도할 수 있을 것이다.
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