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문제 정의
- 이번 연구는 오디를 사용하여 실크에 천연염 색하기 위하여 안토시아니딘의 추출에 농축하 하여 추출하는 복잡한 방법을 금속착염을 이용하여 간단하게 추출함으로서 천연염색시에 매염과 동시에 천연염색이 가능하도록 하는 간편한 방법으로 염색이 가능하도록 하기 위하여 연구하였다.
제안 방법
- 일반염색은 각각의 추출액용액을 Japan INTEC CO. LTD (model sec. 36 no. SP-15) 실험실염색기를 이용하여 교반속도 50회/분으로 작동하여 80℃의 온도에서 염색을 실시하였다.
- 고체물질이 생성되는 시점에서 필터링한 용액의 하등액을 염색하는 과정은 10% 초산구리 용액을 가한 후 고체생성시 필터링한 초록색의 하등액과 충분히 반응 후 침전한 물질을 필터링하여 건조한 고체를 이용하는 방법으로 나누어 실험하였다9).
- 예비실험에서는 오디를 구입하여 80℃에서 오디무게 1kg과 동일한 증류수량을 가하여 4 시간 추출한 후에 필터링하여 1차 추출용액으로 하였고, 이 용액에 다시 2kg의 물을 넣어서 다시 4시간 추출한 액을 2차 추출용액, 3차 추출용액, 4차 추출용액으로 하였다.
- 용액의 제조시에 과량의 초산구리를 가한 용액에서 염색한 시료는 염색후에 수세시에 노란 색의 물질이 배출되는 것을 확인하였다. 이것은 과량의 구리 용액이 분리하여 배출되는 것으로 추정되어, 비커에서 충분히 수세하여 수세한 용액을 상온에서 방치한 후 노란색의 구리 입자로 추정되는 침전물을 확인하였다. 과량의 초산구리를 가한 용액은 노란색의 물이 배출되지 않을 시까지 충분히 수세를 하여야 한다.
- 오디를 천연염색하기 위하여 추출액을 이용하여 천연염색시에 산지와 염재의 성질 등에 따라서 색소추출량이 많은 차이가 있다. 이러한 문제점을 제거하기 위하여 오디액에 구리와 같은 금속 물질을 첨가하여 먼저 고체물질의 착화합물을 만들어서 염색하는 방법을 연구하 였다.
대상 데이터
- 오디는 상주시에서 식용 (뽕나무 품종: 한울 2호)으로 생산하여 1kg으로 포장되어 -20℃에서 냉동 보관하여 판매하는 품종을 구입하여 사용하였다. 수의용 상주실크는 상주함창 허씨 비단에서 생산하여 평직으로 제직한 직물을 정련한 것을 구입하여 사용하였다.
- 오디는 상주시에서 식용 (뽕나무 품종: 한울 2호)으로 생산하여 1kg으로 포장되어 -20℃에서 냉동 보관하여 판매하는 품종을 구입하여 사용하였다. 수의용 상주실크는 상주함창 허씨 비단에서 생산하여 평직으로 제직한 직물을 정련한 것을 구입하여 사용하였다.
- 직물의 주요특성으로는 경사 150D, 위사 90D이고, 직물의 두께 0.195mm, 밀도는 경위사 106×67/inch2, 직물의 폭 37.5cm, 1m 직물의 무게 31.5206g/m의 평직물이며, 시험에 사용한 시료의 크기는 15cm × 37.5cm이다.
- 착화합물의 구리용액은 국내에서 생산한 大 井化金(株)사의 Copper(Ⅱ) Acetate Monohydrate[Acetic Acid Copper Salt (C4H6CuO4·H2O) = 199.65]의 chemical pure 등급을 사용하였다.
이론/모형
- 6830 Color Matching system을 사용하여 K/S, Lab값을 측정하였다. 세탁견뢰도는 KSK ISO 105-C 06 법에 의거하여 AIS법으로 40℃ 에서 30분간, 4g/L 비누액에 150ml, 구슬 10개를 사용하여 측정하였고, 일광견뢰도는 KSK ISO 105-B 02 법에 의거하여 크세논아크광을 이용하여 웨더오메타를 사용하였다.
성능/효과
- Table 1은 오디 추출물과 구리로 첨가하여 필터링 후의 초록색 하등액, 2g의 구리착화합 물로 염색한 직물의 색차 값을 나타냈다. 색차 값을 측정한 결과 Sample No. 179는 2차추출액 오디원액 400g으로 시험한 결과이며, Sample No. 181은 상단은 구리첨가 후 침전액을 필터링한 후 초록색의 하등액 400g에 염색한 것이고, Sample No. 180은 2g 고체물질에 증류수를 사용하여 총량을 400g으로 하여 염색한 시료이다.
- 오디의 추출물에 초산구리를 가하여 흑색의 침전물인 안토시아니딘의 금속착화합물이라고 추정되는 고체의 화합물을 이용하여 염색한 결과는 오디 추출액으로 염색한 시료보다 일광견 뢰도, 내세탁성은 대단히 우수하였다.
- 용액의 제조시에 과량의 초산구리를 가한 용액에서 염색한 시료는 염색후에 수세시에 노란 색의 물질이 배출되는 것을 확인하였다. 이것은 과량의 구리 용액이 분리하여 배출되는 것으로 추정되어, 비커에서 충분히 수세하여 수세한 용액을 상온에서 방치한 후 노란색의 구리 입자로 추정되는 침전물을 확인하였다.
- 천연염색시 실시하는 금속매염을 착화합물의 금속이 매염의 효과를 발휘하고, 염색시에 섬유의 고착을 위해서 매염을 실시하는 불편함을 제거하였다.
- 안토시아닌계 염료는 빛에 의해서 염료가 민감하게 분해가 일어나는 것으로 추정된다13). 초록색의 하등액을 이용하여 염색한 시료와 고체 생성물질을 이용하여 시험한 일광견뢰도의 결과는 4등급으로 나타났다. 이것도 구리의 착화합물이 60℃에서 분리된 구리가 실크에 매염제로서 결합하고 염료가 섬유에 부착하여 염료가 안정화되어 세탁견뢰도가 증가한 것으로 추정된다.
후속연구
- 약제나 식용으로 사용되고 있는 천연염색 재료를 이용하여 천연 염색함으로서 화학염료로 인한 염료에 의한 인체에 미치는 독성이나 알르레기에 대한 문제점을 극복할 수 있을 것이라 판단된다. 천연염색은 이러한 문제점을 극복하기 위한 가장 간편하게 극복할 수 있는 대안 중의 하나라고 판단된다2-3).
- 이러한 현상은 과량의 고체 물질을 넣어서 염색한 후에도 용액에 남아 있는 금속착화합물은 다시 건조하여 사용이 가능함으로 오염이나 염료의 손실이 적을 것으로 판단된다. 오디의 색소가 구리에 의해서 금속착화합물을 어떠한 구조로 형성되는지는 충분한 계속적인 연구가 필요할 것이라 생각한다. 하지만 색상의 변화가 오디 추출액은 적색이며, 초산구리용액은 청색이며, 생성된 고체의 물질은 검은색의 고체 물질이므로 확인이 가능하며, 처음 추출한 오디추출액을 상온에 방치하면 붉은 색의 침전 물이 생긴다.
- 과량의 초산구리를 가한 용액은 노란색의 물이 배출되지 않을 시까지 충분히 수세를 하여야 한다. 충분히 수세를 실시한 후에는 염색한 시료의 색상에는 영향이 없는 것으로 추정되지만 지속적인 연구가 필요할 것이라 사료된다.
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