[논문]황백을 이용한 양피에의 천연염색

김상률

doi:10.12940/jfb.2016.20.5.76

황백을 이용한 양피에의 천연염색
Natural Dyeing of Sheep Leather with Amur Cork Tree 원문보기

패션비즈니스 = Fashion business, v.20 no.5, 2016년, pp.76 - 86

Abstract ▼ AI-Helper

In this research, the dyeing properies of Amur cork tree on sheep leathers were evaluated. The proper dyeing conditions were identified with K/S values depending on the colorant concentration, dyeing time, dyeing temperature and dye bath pH. For the proper conditions, the changes of color for different mordants(Al, Cu and Fe) were observed as $L^*a^*b^*$ coordinates and H V/C values. The color fastnesses were also examined, and the antimicrobial properties were examined. The results were as follows: For the sheep leather, the optimized dyeing conditions were 300% o.w.f., 40 min., $40^{\circ}C$, and pH 5. The leather color was yellow in the dyeing and mordanting. Although the $L^*a^*b^*$ changed with the mordants and mordanting methods, the overall hue was yellow. The colorfastness to light was reduced compared to original(untreated) sheep leather. The rubbing fastness was generallry satisfactory as 4-5 rating. The dry-cleaning fastness(stain) of leathers were generally at the 4-5 level, but dry-cleaning fastness(fade) was a little reduced compared to original sheep leather. The dyed and pre-mordanted and dyed sheep leather showed excellent antimicrobial properties.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

합성염료로 염색한 피혁의 경우에는 무두질 공정이 끝난 후, 중화 및 염색과 가지 공정 등에서 급속히 항균성이 저하되므로 일반적으로 의류소재 생산시 화학약품에 의한 항미생물가공을 통하여 가죽소재에 항균성을 부여하는 것으로 알려지고 있다 (Shim, 1996). 그러나 화학약품을 이용한 항균성 부여는 본 연구의 목적에 부합되지 않으므로 염색에 사용한 황백 추출물에 의한 항균성 부여 가능성을 확인하였다.
그러나 천연염색에 이용하는 염재의 다양화에 비하여 섬유 및 직물의 소재는 대부분 면이나 견 소재에 한정되어 피염물의 다양화는 아주 미미하다. 따라서 본 연구에서는 피염물의 다양화를 위한 연구의 일환으로 가죽인 양피를 선택하여 황백을 이용한 천연염색을 행하였다.
본 연구는 현대의 다양한 패션 트렌드에서도 인류가 의복을 입기 시작했을 때부터 어떤 섬유보다도 가장 먼저 인간과 함께 시작하여 오늘날까지도 사랑받고 있는 소재인 가죽중 양피에 황백을 이용, 천연염색하여 염색 및 매염조건에 따른 염색성 및 표면 색의 변화 견뢰도 및 항균성 등을 고찰하여 천연염 ,색한 양피의 고부가가치 패션소재로서의 사용 가능성을 타진하였다.

제안 방법

)을 변화시켜 염색하였다 염색은 염색기 . Infra-red (Daelim Starlet Engineering, Model DL-6000)를 이용하여 염색하고 염색성(K/S)을 비교 분석하여 염료농도 , 염색시간, 염색온도 및 염욕 pH의 영향을 고찰하였다.
3) 매염

매염제인 Al, Cu, Fe등을 이용, 1:80의 욕비로 선매염 및 후매염을 40로 20분간 행하고 욕비1:80 , ℃, 색소 농도300% o.w.f., 40℃ 에서 40분간 염색을 실시하였다 매염의 적정조건 확립을 위해 매염제의 종류 매염제농도 및 , (1, 2, 3, 4, 5% o.w.f.) 매염법에 의한 염착량(K/S)을 비교 고찰하였다 .
매염조건는 1:80의 욕비 1~5% o.w.f. 농도, 매염온도 40℃의 매염제의 매염시간 20분으로 하여 선매염 및 후매염을 행하였다.
염색성은 400에서 700nm사이를 10nm간격으로 표면반사율을 Colorimeter(Color System Co. Model JX 777) 를 이용하여 측정하고 Kubelka-Munk식에 의한 염착성(K/S )값을 산출하였다.
한편 염색 조건, 매염제의 종류 및 농도에 따른 표면색상의 변화는 색차계(Color System Co. Model JX 777)를 사용하여 CIELab L 표색계의 * , a*, b* 값과 색상(H), 명도(V), 채도(C) 값을 측정하여 표면색의 변화를 고찰하였다.
황백 추출 색소를 이용한 양피의 염색성을 연구하기 위하여 염색조건 (색소농도, 염색시간, 염색온도, pH )매염제 종류 및 농도, 매염시의 방법에 따른 염착량 및 표면색의 변화, 각종 염색견뢰도 (일광 마찰 드라이클리닝 견뢰도) 와 항균성 등을 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
황백 추출색소로 색소농도 300% o.w.f., 염색온도 40℃ 염색시간 40분 염욕 pH5의 염색조건과 매염 및 염색시 색상의 큰 변화를 초래하지 않는 Al 매염제를 사용하여 선매염법으로 매염후 염색한 양피의 일광 마찰 드라이클리닝견뢰도를 측정하여 Table 4 에 나타내었다.
황백에서 추출한 색소분말을 사용하여 액비 1:80으로 염색시의 온도 (40, 50, 60, 70 )℃와 염료농도(50, 100, 150, 200, 250, 300%, o.w.f.)을 변화시켜 염색하였다 염색은 염색기 . Infra-red (Daelim Starlet Engineering, Model DL-6000)를 이용하여 염색하고 염색성(K/S)을 비교 분석하여 염료농도 , 염색시간, 염색온도 및 염욕 pH의 영향을 고찰하였다.

대상 데이터

염색에 이용한 양피는 무두질한 은면이 양호한 등 부분을 이용하였으며 두께는0.7mm 이었다 황백은 한약 약재시장에서 구입하였으며, Al 매염제 (AlK(SO₄)₂․12H₂O), Fe 매염제(FeSO₄7H₂O), Cu매염제(CuSO₄5H₂O) 및 기타 시약은 1등급의 시약을 그대로 사용하였다.
황백 추출색소를 이용한 매염제의 종류 및 농도매염법에 의한 양피의 염색성을 고찰하기 위하여 염색조건 실험결과에서 도출된 색소농도 300% o.w.f., 염색온도40℃ 염색시간 40분 pH 5로 염색을 행하였다 매염제로는 Al, Cu및 Fe을 사용하였으며 . 매염조건는 1:80의 욕비 1~5% o.

이론/모형

Fade-o-meter를 이용한 일광견뢰도는 KS K ISO 105 B02:2005 법에 의하여, crock-meter를 사용하여 마찰견뢰도는 KS K 0650법으로, launder-o-meter를 사용한 드라이클리닝견뢰도는 KS K ISO 105 D01:2005에 의해 측정하였다.
Staphylococcus aureus(ATCC 6538)와 Klebsiella pneumoniae(ATCC 4352)을 공시균으로 사용, 정균감소율(bacteria reduction rate)을 KS K 0693: 2001 에 의하여측정 평가하였다.

성능/효과

양피에서 견뢰하지 못했다 양피의 항균성은 . 99.9%로 아주 우수한 항균성을 나타내었다.
Al 매염제로 선매염한 경우 염색성(K/S)은 매염제의 농도가 증가함에 의해 높아지는 경향을 보여 3% o.w.f.에서 최대 K/S를 보였으며 Cu매염에서는 4% o.w.f.에서 최대 염착성을, Fe매염처리시 3% o.w.f.농도에서 최대 염착량을 보였으며 모든 매염제에서 최대 염착량을 보인 특정 농도이상에서는 점차적으로 감소하는 경향을 보였다.
매염제농도에서 나타났다. 그러나 선매염과 달리 후매염시 매염 양피는 무매염 양피보다 K/S낮게 나타나 염착량의 효과는 약간 감소하는 것을 알 수 있었다 및 . Figure 5 및 Figure 6의 결과에서 후매염의 경우 보다 선매염의 경우에서 더 높은 염색성을 나타내는 경향을 보임을 알 수 있었다 선매염시 무매염보다 염착량(K/S)이 높은 이유는 금속매염제가 양피에 흡착, 매염이 더욱 잘되 , 어 염착량이 증가하기 때문이라고 생각된다(Han, & Lee, 2009 ; Shin, Cho, & Yoo, 2009).
양피를 이용, 황백으로 추출한 색소분말을 사용하여 염료농도별 염색특성을 알아보기 위해 염료농도를 등으로 50, 100, 150, 200, 250, 300% o.w.f 변화시켜 염색하였다 염색은 욕비1:80, 염색온도40 ℃, 염색시간 40분으로 하였으며 염료농도에 따른 염색성의 변화를 Figure 1에 나타내었다 결과로부터 염색시 첨가하는 황백 추출 염료의 농도가 증가할수록 염색한 양피의 K/S값 즉 염착량이 증가하는 것을 볼 수 있으며 300% o.w.f농도에서 최대 K/S 값을 나타내었다.
염색견뢰도에서 마찰견뢰도는 4급으로 우수하게 나타났고 드라이클리닝견뢰도는 변퇴색에서 원피는 3-4 급 염색 및 선매염 염색 양피의 경우에는 2-3급으로 낮았으며 오염정도는 대부분 4-5급으로 우수하였다 일광견뢰도는 모든 염색 및 매염후 염색 . 양피에서 견뢰하지 못했다 양피의 항균성은 .
.이상에서는 적색 기미가 증가하였다 Al 매염제 및 Cu매염제를 사용했을 때 b*값은 약간 감소하거나 증가하여 큰 변화를 보이지 않았으며 Fe 매염 시에는 저하하여 청색 기미가 증가함을 나타내었다 선매염과 마찬가지로 색상(H)은 무매염 매염 모두에서 노랑색(Yellow)을 나타내었으며 색차( E∆* ab)는 무매염 양피에 비해 매염 양피의 경우 감소하였는데 이는 Figuure 6 결과로 부터 확인 할 수 있듯이 염색성의 감소에 기인한 것으로 생각된다.
일광견뢰도는 원피의 경우 3급을 나타냈으나 염색, 선매염후 염색한 양피 모두에서 2급으로 견뢰도가 낮아 일광견뢰도를 보다 증진시킬 수 있는 후속의 연구가 필요하다고 생각되었다 마찰견뢰도는 건 습 마찰 모두에서 4급 이상의 견뢰도를 나타내 우수하였다 드라이클리닝 견뢰도는 변퇴색에서 원피는 3~4급이었으나 염색 및 선매염 염색 양피의 2~3경우에는 급으로 낮았다 오염정도는 면에 대한 매염후 염색한 양피를 제외하고 모든 시험 양피가 4~5급으로 우수하였다 .
Figure 5, 6은 매염제의 종류와 매염방법에 의한 염착성(K/S)의 결과로 Figure 5는 Al, Cu및 Fe 매염제로 먼저 매염을 행하고 염색을 행한 선매염의 경우이다. 전체적으로 매염 양피에서 무매염 양피의 K/S 값 6.9보다 높은 7.0이상의 값을 나타내 매 염시 염착량이 높아짐을 알 수 있었다. Al 매염제로 선매염한 경우 염색성(K/S)은 매염제의 농도가 증가함에 의해 높아지는 경향을 보여 3% o.
황색포도상구균은 식품에서 증식시120℃, 20 분동안 가열하는 것에 의해서도 분해가 어려운 내열성의 독소(enterotoxin) 를 생산하는 균이며 (Min, Shin, Jo, & Kim, 2008), 폐렴간균은 면역계가 저하된 사람에게 감염도가 높은 병원균으로 그람 음성 간균이다 (Choi, 2004). 항균성 실험에서 미처리 양피 (원피)는 33.2%의 균감소율을 보인 반면, 황백 추출색소로 염색, 선매염후 염색한 양피 모두 99.9%의 항균성을 보여 황백 추출색소처리에 의해 항균특성이 부여됨을 알 수 있었다.
황백 추출 색소로 양피를 염색시 적정 염색조건은 색소농도300% o.w.f., 염색온도 40 ℃염색시간 40분 염욕 pH 5이었다 매염제 종류에 따른 염착량은 선매염시 Al <Fe <Cu 순으로 높았으며 후매염시에는 Al <Cu <Fe순이었으며 선매염법이 후매 염법보다 염색성이 좋았다 표면색의 색상변화는 색 감각지수 a*, b*의 변화는 있었으나 매염제 종류, 매염제 농도 및 매염법에 관계없이 계열의 Yellow 색상으로 발현되었다.

후속연구

, 40℃에서 40분간 염색하였을 때 염색욕의 pH에 의한 염색성의 변화를 보인 것이다 증류수로 추출하였을 때 황백 추출액의 산도는 pH 5부근이었으며, K/S 값은 알칼리성으로 염욕이 변함에 따라 증가하는 경향을 나타내어 pH 11에서 최대 염색성을 나타내었다. 그러나 pH5이상의 염욕 즉 pH 7-11에서 염색하였을 때 양피는 매우 딱딱해지는 경향을 나타내어 pH5부근이 적정 산도로 판단되었다 염색 시의 염액에서 알칼리성이 강해질수록 양피가 딱딱해지는 이유는 견 양모와 같은 단백질 섬유는 알칼리에 약하다는 섬유특성과 같이 가죽 또한 단백질로 조성되어 있기 때문에 알칼리에 의해 취하되는 현상과, 가죽을 건조시키기 전에 가죽의 섬유 또는 섬유 속 사이사이에 유지분을 넣어주어 섬유 사이에서 윤활제로 작용하게 함으로써 건조후에도 가죽이 적당한 부드러움을 유지할 수 있게 하는 가지 (fatliquoring)처리한 성분의 용출에 의해서 양피가 경화되지 않는가 하는 추론을 하고 있으나 이에 대한 후속연구가 필요하다고 사료된다.
이상과 같이 황백 색소를 이용하여 양피에 염색한 결과, 양피에의 황백 추출색소의 천연염료로서의 사용 가능성을 확인 할 수 있었으나, 실용화를 위해서는 일광견뢰도 평가에 대한 후속연구가 필요하다고 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	황백의 특성은 무엇인가?	내건성과 내조성은 약한 편이지만 공해에 대한 저항 성은 크다 황경피나무 황벽 황목 벽목 산도라고 . , , , , 도 불리 운다 주된 색소 성분 (Cho & Kang, 2000).
	황백이란 무엇인가?	황백은 단색성 염료로서 황색을 띠는 색소이며 학 명은 Phelloderon amurense Rupr. (Han & 이다 Choi, 2000).
	천연염료의 장점은 무엇인가?	합성염료가 개발되기 전에 염색은 주로 천연염료 에 의존해 왔다 수질오염 및 염색 폐수의 피해를 . 줄일 수 있는 천연염료는 인체 친화적이며 합성염료 와는 다른 색감을 창출할 수 있고 항균성 소취성 , , , 항알레르기성 등 각종 기능성을 가지고 있는 물질을 함유하므로 환경 친화적인 재료로서 의류제품의 부 가가치화 환경보호 천연자원의 활용 등의 장점을 , , 가지고 있다(Kwak & Lee, 2008).

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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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