[논문]아선약의 염색성과 기능성(제2보) -단백질섬유에 대한 염색성-

남기연; 이정순

doi:10.5934/kjhe.2010.19.4.709

아선약의 염색성과 기능성(제2보) -단백질섬유에 대한 염색성-
Dyeability and Functionality of Catechu(Part II) -Dyeing Properties of Protein Fiber with Catechu- 원문보기

한국생활과학회지 = Korean journal of human ecology, v.19 no.4, 2010년, pp.709 - 717

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigated the properties and functions of wool and silk dyed with Catechu by examining the effects of dying conditions such as dye concentration, dying temperature, dyeing time, pH level and pre-mordants. These conditions were examined in relation to dye uptake and color changes, washing fastness, light fastness, ultraviolet-cut ability and antimicrobial ability of the dyed fabrics. Catechu showed good affinity to silk fiber. Langmuir adsorption isotherm was obtained, and so it was considered that ionic bondings are formed between Catechu and protein fiber. As the dyeing time and temperature is increased, the dyeability of both silk and wool fabrics also increases. At high temperatures the color of dyed fabrics changes from Y and YR to R. Wool is effective in using Al, Cu, Fe mordant, while silk is effective only in using only Cu mordants. The dyeability was shown to be improved at low pH levels. Additionally, both washing fastness and light fastness were shown to be low. However, the fabric color gradually changed to red was due to mailard reaction of catechol tannin causingby repeated washing and sunlight. The ultraviolet-cut ability was improved for cotton fabric dyed with Catechu. Also, dyed fabric with Catechu showed very good antimicrobial abilities at 99.9%.

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

pH변화에 따른 시료의 염색성을 살펴보기 위해 욕비 1:50, 염액농도 0.5%(o.w.b), 염색시간 30분, 염색온도를 80℃ 조건으로 고정하였고 염색 횟수는 1회로 하여 pH 만 조절하여 염색하였다. pH의 변화범위를 pH 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10으로 조절하여 실험한 결과 K/S값의 변화량은 <표 4>에 나타내었다.
자외선 차단율 측정용 시료는 매염제자체가 자외선 차단효과에 미치는 영향을 제한하고 아선약 염료 직물의 자외선 차단효과를 살펴보기 위해 대조포와 무매염 시료만 사용하였다. 농도에 따른 자외선 차단성의 차이를 비교하기 위해 염액 농도 0.5%, 1%(o.w.b), 염색시간 30분으로 하였다. 염색온도는 80℃로 염색한 후 수세, 건조하여 실험하였고, 자외선 차단율은 다음과 같이 계산하였다.
이를 위해 염료의 농도, pH, 시간, 온도 등의 염색조건이 염착량에 미치는 영향, 매염제가 염착량과 색상에 미치는 효과 등을 조사하였다. 또한 세탁견뢰도, 일광견뢰도를 측정하여 염색견뢰도를 평가하였고 자외선차단성, 항균성을 측정하여 기능성을 평가하였다.
매염시료의 매염제 처리는 농도0.3%(o.w.b), 실온에서 30분간 선매염(매염-수세-건조)을 실시하였다. 일광견뢰도는 KS K ISO 105 B02:2005기준법에 의하여 XENON-ARC LAMP를 20시간 조광하여 GRAY SCALE로 측정하였으며, 일광견뢰도 시험용 시료는 세탁견뢰도 실험용 시료와 같은 조건으로 염색하였다.
선매염에 따른 시료의 염색성을 알아보기 위해 욕비 1:50, 염액농도 0.5%(o.w.b), 염색시간 30분, 염색온도 80℃에서 염색하였으며 염색 및 매염 횟수는 1회로 하였다. [그림 4]는 매염제의 종류에 따른 선매염의 K/S 값을 나타낸 것이다.
세탁온도 40±2℃, 세탁시간 30분, 0.5%의 ISO SOAP 표준세제를 사용하였다.
아선약 색소의 특성과 면섬유의 염색성에 대한 제 1보(남기연, 이정순, 2010)에 이어 단백질섬유인 모, 견 섬유에 대한 염색성과 기능성을 살펴보았다. 이를 위해 염료의 농도, pH, 시간, 온도 등의 염색조건이 염착량에 미치는 영향, 매염제가 염착량과 색상에 미치는 효과 등을 조사하였다.
아선약의 모, 견에 대한 천연염색을 실시하여, 염액농도, 염색시간, 염색온도, pH, 매염법과 매염제 종류에 따른 염색성의 변화를 조사하였고 색상변화, 염색견뢰도(세탁 및 열광 견뢰도), 자외선 차단성과 항균성을 측정하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
2) 염색시간에 따른 염색성

염색시간에 따른 염색성을 알아보기 위해 욕비 1:50, 염색온도 80℃, 염액농도 0.5%, 염색횟수 1회로 하여 염색시간을 30, 60, 90, 120분에서 각각 염색하였다. 염색시간에 따른 염색성은 [그림 2]에 나타내었다.
3) 염색온도에 따른 염색성

염색온도에 따른 시료의 염색성을 알아보기 위해 욕비 1:50, 염액농도 1%(o.w.b), 염색시간 30분, 염색횟수 1회로 하여 염색온도를 40, 60, 80, 100℃에서 각각 염색하였다.
염액농도에 따른 염색성을 알아보기 위해 농도 0.01, 0.02, 0.03, 0.05, 0.1, 0.3, 0.5, 1, 2, 3%(o.w.b)로 변화시켜 욕비 1:50, 염색온도 60℃, 염색시간 30분, 염색횟수 1회로 하여 염색하였다. 염액농도에 따른 염색성은 [그림 1]에 나타내었다.
욕비 1:50에서 색소농도, 온도, 시간, pH, 매염제, 매염법을 변화시키면서 고온고압 염색기(Infrared Dyeing Machine-ACE- 6000T, ACE Corp.)를 사용하여 염색하였으며 매염제를 사용하여(이하 Al, K, Cu, Fe라 한다.) 욕비 1:30, 농도 0.3%(o.w.b), 매염시간 30분, 매염온도는 실온에서 실시하였고 매염방법은 선매염을 실시하여 색차계(Color-JS 555)로 400nm에서 피염물의 표면반사율, Hunter의 L, a, b, Munsell의 H, V, C를 측정하였으며 다음의 Kubelka-Munk식에 의해 K/S값을 계산하여 이를 염착량 평가의 척도로 삼았다.
아선약 색소의 특성과 면섬유의 염색성에 대한 제 1보(남기연, 이정순, 2010)에 이어 단백질섬유인 모, 견 섬유에 대한 염색성과 기능성을 살펴보았다. 이를 위해 염료의 농도, pH, 시간, 온도 등의 염색조건이 염착량에 미치는 영향, 매염제가 염착량과 색상에 미치는 효과 등을 조사하였다. 또한 세탁견뢰도, 일광견뢰도를 측정하여 염색견뢰도를 평가하였고 자외선차단성, 항균성을 측정하여 기능성을 평가하였다.
항균성을 측정하기 위해 황색포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538)과 폐렴균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)을 공시균으로 하여 KS K 0693:2006에 준하여 시험편과 대조편에 공시균을 배양하여 18시간 후 생균수를 측정하고 균 감소율을 측정하여 표시하였다. 항균성 측정을 위해 견섬유를 사용하였고 염액농도 5%(o.

대상 데이터

실험에 사용한 직물은 100% 모, 견, 평직 백포를 정련하여 사용하였으며 시료의 특성은 과 같다.
염료는 시중 한약재상에서 구입한 인도산 수입 고형 아선약을 증류수에 녹여 여과한 후 감압 농축하여 건조시킨 후 사용하였고 매염제로는 백반(Al₂(SO₄)₃, 무수탄산칼륨(K₂CO₃), 황산구리(CuSO₄), 황산제1철(FeSO₄)등 1등급 시약을 사용하였으며 pH 조절용 시약은 수산화나트륨(NaOH), 아세트산(Acetic acid)을 사용하였다.
5%의 ISO SOAP 표준세제를 사용하였다. 염색견뢰도 실험용 시료는 무매염 시료와 매염시료를 사용하였고 염액농도 1%(o.w.b), 염색시간 30분, 염색온도는 80℃에서 염색하였다.
자외선 차단율 측정용 시료는 매염제자체가 자외선 차단효과에 미치는 영향을 제한하고 아선약 염료 직물의 자외선 차단효과를 살펴보기 위해 대조포와 무매염 시료만 사용하였다. 농도에 따른 자외선 차단성의 차이를 비교하기 위해 염액 농도 0.

이론/모형

세탁견뢰도는 Launder-O-meter를 사용하여 KS K ISO 105 CO1:2007에 규정된 조건으로 시험하여 측정하였다. 세탁온도 40±2℃, 세탁시간 30분, 0.
b), 실온에서 30분간 선매염(매염-수세-건조)을 실시하였다. 일광견뢰도는 KS K ISO 105 B02:2005기준법에 의하여 XENON-ARC LAMP를 20시간 조광하여 GRAY SCALE로 측정하였으며, 일광견뢰도 시험용 시료는 세탁견뢰도 실험용 시료와 같은 조건으로 염색하였다.
자외선 차단성 측정을 위해 섬유의 자외선 차단율 시험방법인 KS K 0850:2009에 의하여 KS K IOS 139의 표준 상태에서 4시간 이상 방치한 후 Xenon Arc 광원을 이용하여 자외선(290nm~400nm)을 최소한 5nm 파장 단위로 주사하면서, 시료의 자외선(UV-R)투과율을 측정하였다.

성능/효과

1. 아선약 색소는 특히 견섬유에서 높은 염착량을 보였으며, 단백질계 섬유인 견, 모섬유에 대하여 Langmuir의 등온흡착곡선과 유사한 형태로 나타나 주로 이온결합에 의해 염착이 이루어지는 것으로 보인다.
2. 염색시간이 증가함에 따라 염색성은 증가하였고 처리온도가 높아짐에 따라 시료의 염색성은 증가하여 온도의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 온도변화에 따른 색상의 변화는 염색온도가 높아짐에 따라 Y, YR 계열에서 R계열에 가까운 적색을 나타냈다.
3. 매염에 따른 염색성을 살펴본 결과, 모섬유의 경우 Al, Cu, Fe 매염에서, 견의 경우 Cu매염을 했을 경우 K/S값이 증가하였다. pH에 따른 염색성은 pH가 낮을수록 염색성이 우수한 것으로 나타났다.
4. 세탁견뢰도와 일광견뢰도는 낮게 나타났으나 아선약 주색소인 카테콜 탄닌의 갈변화 현상으로 붉은색 기미는 오히려 증가하여 K/S값은 증가하였다.
5. 아선약으로 염색된 모섬유와 견섬유의 자외선 차단성은 증가하였고, 아선약으로 염색된 견섬유의 항균성은 황색포도상구균에 대한 감소율이 99.9%로 항균성이 매우 우수한 것으로 나타났다.
또한 pH가 높아지면 카르복실기(-COOH^-)가 음이온으로 해리되므로 섬유와 색소간의 음이온의 반발력이 크게 작용하여 염색성이 매우 낮아진다고 볼 수 있다(김경선, 2004). pH에 따른 색상변화를 살펴보면 염착량은 감소하였으나 모섬유와 견섬유 모두에서 pH가 높아질수록 a값이 증가하고 b값은 감소하여 적색기미가 증가함을 알 수 있으나 그다지 큰 변화를 나타내지는 않았다.
매염에 따른 염색성을 살펴본 결과, 모섬유의 경우 Al, Cu, Fe 매염에서, 견의 경우 Cu매염을 했을 경우 K/S값이 증가하였다. pH에 따른 염색성은 pH가 낮을수록 염색성이 우수한 것으로 나타났다.
b)로 하여 무매염한 견염색포에 대한 균 감소율 실험결과를 나타낸 것이다. 견의 황색포도상구균에 대한 균 감소율이 99.9%로 항균성이 매우 우수한 것으로 나타났으며, 폐렴균에 대한 항균성 실험결과 정균감소율은 99.7%로 나타났다.
그러나 을 살펴보면 20시간 자외선 조사 후의 일광견뢰도 실험을 한 시료들의 K/S값이 현저히 증가함을 확인할 수 있으며 시료들의 색상이 오히려 짙어졌음을 확인할 수 있었다.
그러나의 세탁전․후의 색상의 변화를 살펴보면 세탁견뢰도 실험 후의 시료의 색상은 Y계열로 가까워졌고 a값이 크게 증가하여 적색기미가 강해짐을 확인할 수 있다.
일반적으로 양모섬유의 경우 표면에 scale이 존재하기 때문에 저온에서는 팽윤이 느리므로 낮은 온도에서는 낮은 염착성은 나타낸다. 단백질 섬유의 아선약 염색은 견섬유의 광택과 양모섬유의 팽윤이 일어나지 않은 범위의 높은 온도가 효과적인 것으로 나타났다.
먼저 모섬유를 살펴보면 대조포의 UV-A 차단율 73.8%, UV-B 차단율 85.1%에서 0.5%, 염색포의 경우 UV-A 차단율 92.4%, UV-B 차단율 94.5%로 나타났다.
<표 2>에 나타낸 염색온도 변화에 따른 시료별 색상을 살펴보면, 견의 경우에는 염색온도 40℃에서 0.884Y, 염색온도 100℃에서 1.653YR로 노랑계열에서 완전히 적색을 띄는 결과를 보였으며 염색 온도의 변화에 따른 색상변화가 크게 나타났다. 모의 경우도 마찬가지로 염색온도가 40℃일 때는 노랑기미를 띄는 9YR에 가까운 값에서 염색온도가 높아짐에 따라 적색계열의 색상으로 변함을 볼 수 있으며 염색온도가 높아짐에 따라 노랑기미에서 적색기미로 변하게 됨을 알 수 있다.
<표 5>는 아선약으로 염색된 모섬유와 견섬유의 세탁견뢰도 결과를 나타낸 것이다. <표 5>의 세탁견뢰도 결과를 살펴보면 오염견뢰도는 무매염, 선매염 시료 모두 4-5등급으로 매우 우수한 것으로 나타났으나, 변퇴색 견뢰도 결과는 1-2등급으로 낮게 나타났다. 그러나<표 6>의 세탁전․후의 색상의 변화를 살펴보면 세탁견뢰도 실험 후의 시료의 색상은 Y계열로 가까워졌고 a값이 크게 증가하여 적색기미가 강해짐을 확인할 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	염착되는 염색은 어떻게 발견되었는가?	오래 전부터 야생동물을 비롯한 인간은 식물을 병을 치유하는 용도로 사용하여 왔으며 몸의 상처나 화상을 치유하기 위해 자연물에서 약을 취하는 과정에서 즙으로 내거나 끓이는 과정에서 염착되는 염색이 발견되었다고 보고 있다. 염료로 사용되는 식물은 과학적으로 성분이 완전히 밝혀진 것은 아니지만 질병 치료에 효과가 있다는 것으로 알려져 있다(이종남, 2004).
	염료로 사용되는 식물은 어떤 효과가 있다고 알려져 있는가?	오래 전부터 야생동물을 비롯한 인간은 식물을 병을 치유하는 용도로 사용하여 왔으며 몸의 상처나 화상을 치유하기 위해 자연물에서 약을 취하는 과정에서 즙으로 내거나 끓이는 과정에서 염착되는 염색이 발견되었다고 보고 있다. 염료로 사용되는 식물은 과학적으로 성분이 완전히 밝혀진 것은 아니지만 질병 치료에 효과가 있다는 것으로 알려져 있다(이종남, 2004). 약용식물에는 다양한 성분이 포함되어 있으며 생리활성도 다양하다.
	질병치료 시 약용식물이 부작용이 적은 이유는 무엇인가?	이는 약용 식물에 포함된 성분들의 상호작용으로 치료효과를 높이고 독성을 낮추기 때문인 것으로 알려져 왔다(박민희 외, 2004; 박민희 외, 2008; 안덕균, 2003; 채영암, 김성민, 2007).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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