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문제 정의
- 이와 같이 현재까지 곰보배추에 대한 연구는 약품 및 식품 분야에서 항산화 및 항염 등이 주류를 이루고 있으며, 그 염색성 및 기능성 등에 대한 연구는 거의 이루어져 있지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 피부질환에 효과가 있는 곰보배추 추출물로 염색한 면직물의 표면색차와 세탁, 땀, 마찰 및 일광에 대한 염색견뢰도 그리고 자외선 차단율, 소취성 및 항균성에 관하여 알아보고자 한다.
- 본 연구는 피부질환에 효과가 있는 곰보배추의 추출액으로 염색한 면직물의 염색견뢰도와 자외선 차단율, 소취성 및 항균성에 대하여 고찰한 것으로, 연구결과의 요약 및 결론은 다음과 같다.
제안 방법
- 그런 다음, 면직물 무게의 5%에 해당하는 국산 콩가루(승진식품 제조)를 액비 1:30의 물에 풀어 두 즙을 만들었다. 30~35℃의 두즙에 면직물을 20분 동안 담근 다음, 구김이 생기지 않도록 반듯하게 널어서 건조시켜 두즙 처리 과정을 마쳤다.
- 삼각플라스크에 건조된 곰보배추 1g을 넣고, 메탄올 100ml를 첨가하여 상온에서 24시간 추출, 여과하여 UV-VIS spectrum 분석용 시료로 사용하였다. UV-VIS spectrum 측정은 Ultraviolet-Visible/Near Infrared spectrophotometer(Varian Cary 5000)를 사용하여 파장범위 190~800nm에서 실시하였다.
- 곰보배추 추출물로 염색된 면직물의 소취성 측정은 가스검지관법을 응용하여 온도 24℃, 습도 43% R.H.의 시험 환경 속에서, 암모니아 가스 1L를 넣은 밀폐순환장치에 10×10cm(2.7g)의 시료를 넣고 시험가스의 농도 500ppm를 주입한 후 밀폐 순환 장치에 남아있는 암모니아 가스의 농도를 측정하여 다음 식을 이용하여 소취율을 측정하였다.
- 곰보배추 추출액으로 염색한 면직물은 측색계(CM-2600d 분광색차계)를 사용하여 CIE L*, a*, b* 및 Munsell의 H, V, C를 측정하였다.
- 면직물을 염색하기 전, 염색성을 높이기 위하여 전 처리 과정으로 풀기 제거 및 두즙 처리를 실시하였다. 먼저 면직물을 미지근한 물에 3시간 정도 담근 다음, 10분 동안 끓여서 면직물의 풀기를 제거하였다.
- 건조한 곰보배추를 잘게 분쇄하고 액비 1:30, 60~80℃에서 30분 동안 추출, 여과한 액을 염액으로 사용하였다. 명반을 사용하여 매염처리를 하였는데, 액비 1:30, 60℃에서 20분 동안 실시한 다음 수세, 건조하였다. 매염처리 농도는 3%로 하였다.
- 삼각플라스크에 건조된 곰보배추 1g을 넣고, 메탄올 100ml를 첨가하여 상온에서 24시간 추출, 여과하여 UV-VIS spectrum 분석용 시료로 사용하였다. UV-VIS spectrum 측정은 Ultraviolet-Visible/Near Infrared spectrophotometer(Varian Cary 5000)를 사용하여 파장범위 190~800nm에서 실시하였다.
- 세탁견뢰도는 KS K ISO 105-C06:2012 A2S호(40±2℃), 30분, ECE세제로 실험을 진행하였다.
- 염색포를 각각 건조시킨 다음, 변퇴 및 첨부백포의 오염 정도를 각각 변퇴색용 표준 회색 색표 및 오염용 표준 회색 색표와 비교하여 그 견뢰도를 판정하였다(“Color Fastness to Perspiration”, 2016).
- 일광견뢰도는 염색포가 일광 등에 노출되었을 때 퇴색되지 않고 견디는 성질을 말하며, 일광견뢰도 측정은 염색포가 일광의 노출에 의하여 변퇴되는 정도를 측정하는 것이다. 염색포와 L1-L8의 8종류의 표준청색염포를 준비하여 일광시험기에 규정된 조건에서 조사시킨 다음, 염색포가 표준퇴색에 도달될 때 표준청색염포와 비교하여 일광급수를 판정한다. 수치가 클수록 광에 대한 저항성이 강하다(“Color Fastness to Light”, 2016).
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 시료는 시중에서 판매되는 면직물을 정련하여 사용하였으며, 그 특징은 Table 1과 같다.
- 1과 같이 배추 잎과 비슷하고, 울퉁불퉁하게 생긴 꿀풀과의 식용식물이다. 본 실험에서는 경기도 화성시 봉담읍 최루백로 72 협성대학교 산학협력관 101호에 소재한 상호명 약초명가에서 300g 단위의 포장된 건조한 곰보배추를 구입하여 사용하였다(Fig. 2).
이론/모형
- 곰보배추 추출물로 염색된 면포의 항균성 측정은 Staphylococcus aureus ATCC 6538(황색포도상구균)과 Klebsiella pneumoniae ATCC 4352(폐렴균)를 공시균으로 사용하였으며, KS K 0693:2011에 의거하여 실시하였다. 균 감소율은 다음의 식으로 계산하였다.
- 곰보배추의 FT-IR Spectrum은 Fourier Transform Infrared Spectrometer(Bruker TENSOR27)를 사용하여 측정하였으며, 그 측정 조건은 Table 2와 같다.
- 일광견뢰도는 KS K ISO 105-B02:2010 Xenon arc(수냉식, 방법3:표준 표준청색염포에 의함)법으로 실험을 진행하였다. 마찰견뢰도는 KS K 0650:2011 크로크미터법(Crockmeter method)으로 실험을 진행하였다. 크로크미터법(Crockmeter method)은 건조 및 습윤 백면포를 하중 900g인 크랭크에 부착된 지름 1.
- 일광견뢰도는 KS K ISO 105-B02:2010 Xenon arc(수냉식, 방법3:표준 표준청색염포에 의함)법으로 실험을 진행하였다. 마찰견뢰도는 KS K 0650:2011 크로크미터법(Crockmeter method)으로 실험을 진행하였다.
- 자외선 차단율을 측정하기 위하여 KS K 0850:2014에 의거하여 290~400nm에서 시험을 진행하였으며, 사용된 기기는 UV Transmittance Analyzer(Labsphere Co., USA)이다. 자외선 차단율은 다음의 식으로 계산하였다.
성능/효과
- 땀견뢰도는 인체에서 배출되는 땀액에 의한 염색포의 변색 또는 이염의 정도를 측정하는 시험으로, 인체에 접촉되는 제품, 즉 셔츠, 내의 및 양말 등에 주로 적용된다(“Color Fastness to Perspiration”, 2016). Table 5에서 보듯이 곰보배추 추출액으로 염색한 면직물의 땀 견뢰도는 산성, 알칼리성 모두 변퇴색이 3-4등급, 오염이 4-5등급으로 대체로 우수하게 나타났다.
- Table 6에서도 알 수 있듯이 곰보배추 추출액으로 염색한 면직물의 경우, 자외선 차단지수가 50+으로 뛰어난 자외선 차단효과를 나타내었다. 그리고 UV-A 및 UV-B 모두 99.6%로 우수한 자외선 차단율을 나타내었다. 이는 곰보배추에 함유되어 있는 플라본 성분이 식물세포의 원형질을 자외선에 의해서 파괴되는 것을 막아주기 때문인 것으로 생각된다(Joen, 2008).
- 넷째, 일광견뢰도는 염색포가 일광의 노출에 의하여 변퇴되는 정도를 측정하는 것으로, 곰보배추 추출액으로 염색한 면직물은 2등급으로 다른 대부분의 천연염색물의 결과와 마찬가지로 비교적 낮게 나타났다. 마찰견뢰도는 염색포가 마찰에 의하여 다른 천으로 오염되는 정도를 측정하는 것으로, 곰보배추 추출액으로 염색한 면직물은 건조 상태에서는 4~5등급, 습윤 상태에서는 4등급으로 모두 우수하게 나타났다.
- 다섯째, 곰보배추 추출액으로 염색한 면직물의 자외선 차단지수는 50+으로 뛰어난 자외선 차단효과를 나타내었다.
- 둘째, 곰보배추의 적외선 흡수스펙트럼 분석을 통하여, 2700~3100cm-1에서 C-H 신축, 1600~1900cm-1에서 C=O 신축, 1670~1500cm-1에서 C=C 신축, 1350~1500cm-1에서 CH2, 방향환 신축, 1100~1300cm-1에서 C-O 신축 및 C-C 신축, 900~1100cm-1에서 C-O 신축 등의 특성 피크가 나타났다. 이는 플라본 구조식을 뒷받침하는 것으로, 곰보배추에 플라본 화합물이 함유되어 있음을 추정할 수 있었다.
- 3의 플라본 구조식을 뒷받침한다. 따라서 곰보배추에 함유된 화합물이 플라본 성분임을 확인할 수 있었다.
- 세탁견뢰도는 염색포가 세탁에 의하여 그 본래 색상이 변하거나 다른 원단으로 오염되는 정도를 측정하는 것으로, 곰보배추 추출액으로 염색한 면직물의 변퇴색은 1~2등급으로 낮으나 오염견뢰도는 4~5등급으로 우수하게 나타났다. 땀 견뢰도는 염색포의 땀에 의한 색의 변화와 다른 천으로 오염되는 정도를 측정하는 것으로, 곰보배추 추출액으로 염색한 면직물의 산성 및 알칼리성에 의한 변퇴색은 3~4등급, 오염은 4~5등급으로 비교적 우수하게 나타났다.
- 셋째, 면직물에 두즙 처리를 한 다음, 곰보배추로 염색한 면직물의 Munsell 표색계의 색상은 2.63Y, 명도는 7.18, 채도는 5.49로 나타났다. 그리고 CIE 표색계의 L*값은 73.
- 여섯째, 곰보배추 추출액으로 염색한 면직물의 소취성은 시간이 경과할수록, 즉 30분에서 120분으로 시간이 지나갈수록 소취율이 97%에서 99% 이상으로 증가하였음을 알 수 있었다.
- 일곱째, 곰보배추 추출액으로 염색한 면직물의 항균성은 staphylococcus aureus ATCC 6538에 대해서 99.6%의 뛰어난 항균효과를 나타내었으며, Klebsiella pneumoniae ATCC 4352에 대해서도 71.4%의 항균효과를 나타내었다.
- 첫째, 곰보배추 메탄올 추출물의 UV-Vis Spectrum은 285nm 및 337nm에서 흡수피크를 나타냈으며, 이를 통하여 곰보배추에 함유된 화합물이 플라본 성분임을 추정할 수 있었다.
후속연구
- 7에 곰보배추 추출액으로 염색한 면직물의 두 가지 균주-Staphylococcus aureus ATCC 6538 및 Klebsiella pneumoniae ATCC 4352-에 대한 항균성의 측정 결과를 나타내었다. Table 8에서도 알 수 있듯이 염색포는 staphylococcus aureus ATCC 653B에 대해서 99.6%의 항균효과를 나타내었는데, 후속연구로 아토피, 부스럼, 종기, 습진, 타박상 등의 피부질환에 대하여 약효성이 있는 것으로 알려져 있는 부평초를 곰보배추와 복합 염색하여 99.9%의 항균성을 증가시키고자 한다.
- , 2008; Lee & Jang, 2010)와도 유사한 결과이다. 추후 Fe, Cu 및 Al 등과 같은 매염제의 종류와 선 매염, 후 매염 및 동시매염 등의 매염 방법이 염색견뢰도에 영향을 미치므로 매염제의 종류 및 매염 방법을 달리하여 일광견뢰도 등의 염색견뢰도 향상에 관한 연구가 필요할 것으로 생각된다.
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