KR101045353B1 - 천연재 염료를 이용한 염색 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 떡갈나무 또는 억새잎의 천연재료를 이용한 염색제조방법에 관한 것으로서, 플라보노이드계인 떡갈나무 잎과 억새잎을 천연재료로 이용하여 면 직물과 마 직물에 염색하기 위해 첫째, 면과 마섬유는 염색이 잘 되지 않아 그대로 염포로 사용할 수 없기 때문에 그 이유를 규명하여 염포로 사용함으로써 환경친화적이면서도 고부가가치의 염색료를 제공할 수 있도록 하고, 둘째, 천연염재인 떡갈나무잎, 억새잎을 천연염재로서 염색된 직물이 자외선 차단성, 소취성, 항균성을 갖는 기능성과 환경친화적인 천연 염색 재료를 제공할 수 있도록 한 것을 본 발명은 지금까지 염색재료로 사용할 수 없었던 떡갈나무 잎, 억새잎을 이용하여 면과 마섬유에 염색성과 기능성을 갖도록 함으로 자연적인 색깔을 연출할 수 있도록 한 천연재 염료를 이용한 염색 방법에 관한 것이다.

Description

천연재 염료를 이용한 염색 방법{The method of dyeing using natural dye}

본 발명은 떡갈나무 또는 억새잎의 천연재료를 이용한 염색제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지금까지 염색재료로 사용되지 않았던 플라보노이드계인 떡갈나무잎, 억새잎의 색소를 원포에 염색하여 염색성 증진과 기능성을 개선하여, 면과 마 섬유의 염색이 잘 이루어지도록 하는 동시에 염색된 직물이 자외선 차단성, 소취성, 항균성을 갖는 기능성과 환경친화적인 천연 염색 재료를 제공할 수 있도록 한 천연재 염료를 이용한 염색 방법에 관한 것이다.

종래에도 자연에서 채취되는 천연 염색원료를 이용한 염색방법이 다양한 형태로 전해져 염색이 실시되었다.

이와 같이 실시되는 직물 염색은 천연재료의 성질에 따라서 염색재료로 사용될 수도 있고, 사용하지 못하는 경우도 있다. 즉, 천연재료중에서, 자외선차단기능과 항균기능, 냄새를 제거하 는 가능을 갖는 떡갈나무잎과 억새잎은 그 성질이 플라보노이드계이므로 염색이 잘 이루어지지 않는 문제점이 있다. 또한 천연재료를 이용할 경우 염색공정이 복잡하고 번거로운 문제점으로 인하여 현재에는 화학염료인 합성염료를 이용한 염색이 이루어지고 있는 실정이다.

합성염료는 색이 선명하고 원하는 색깔을 자유롭게 제공받을 수 있다는 장점은 있으나, 환경오염과 생태계 파괴 및 건강 등에 문제점이 많기 때문에 자연스러운 색상의 발현과 기능성 및 건강유익 등을 추구하게 되었고, 환경공해 문제에 따른 여러 가지 요인에 따라 다시 천연염료에 대한 관심이 고조되고 있다

이와 같이 현대에는 건강과 환경에 대하여 많은 관심을 갖게 됨으로 약간의 번거로움보다는 건강에 이롭고 색상을 자연색상으로 발현할 수 있는 천연재료에 더욱 관심을 갖게 됨에 따라 본 발명은 지금까지 실시되지 않은 플라보노이드계인 떡갈나무 잎과 억새잎을 천연재료로 이용하여 염색을 연구하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플라보노이드계인 떡갈나무 잎과 억새잎을 천연재료로 이용하여 면과 마섬유에 염색하기 위해 첫째, 면과 마섬유는 염색이 잘 되지 않아 그대로 염포로 사용할 수 없기 때문에 그 이유를 규명하여 염포로 사용함으로써 환경친화적이면서도 고부가가치의 염색료를 제공하는 목적과, 둘째, 천연염재인 떡갈나무잎, 억새잎을 천연염재로서 염색된 직물이 자외선 차단성, 소취성, 항균성을 갖는 기능성과 환경친화적인 천연 염색 재료를 제공할 수 있도록 함을 목적으로 한 천연재 염료를 이용한 염색 방법에 관한 것이다.

본 발명은 떡갈나무 또는 억새잎의 천연재료를 이용한 염색제조방법에 관한 것으로서, 먼저 8월 중순에 채취한 떡갈나무 잎과 억새잎을 선별하여 깨끗이 세척한 후 물기를 건조하는 단계와;

상기 물기가 건조된 떡갈나무 잎과 억새잎 중 어느 하나를 선택하여 곱게 분말화하는 단계;

상기 떡갈나무잎 또는 억새잎 중 어느 하나를 선택한 분말과 물, 탄산칼륨 1:100:0.5이 비율로 혼합하여 95℃에서 60분간 교반한 후 여과기로 여과하는 단계;

상기 여과된 염료에 초산을 넣어 PH 5.5∼6.0으로 조절하여 천연염료를 준비하는 단계;

메주콩에 물을 넣고 6시간 이상 불린 후, 불린 콩에 2배의 물을 넣고 믹서기로 분쇄한 다음 여과기로 여과하여 콩즙을 준비하는 단계;

염색할 면직물을 물, 수산화나트륨, 비누를 녹인 90℃의 물에 120분간 담근 후 수세하는 호발과정, 호발된 면직물을 다시 물, 수산화 나트륨, 탄산나트륨, 비누를 녹인 90℃의 물에 120분간 담궈 불순물을 완전히 제거하는 정련 과정과, 정련이 끝난 면직물을 물, 과산화수소, 수산화나트륨을 녹인 90℃의 물에 60분간 담구어 색소물질을 제거하는 표백 과정으로 이루어지는 단계와;

상기 표백한 면직물을 준비된 콩즙에 물 2배를 넣어 희석한 30℃의 콩물에서 60분간 콩즙이 잘 스며들도록 주무른 후 이를 그늘에 건조하여 직물에 염색 전처리하는 단계;

상기 염색 전처리된 면 직물을 40℃의 물에 10분간 담궈 팽윤시킨 후 이를 건져 상기 준비된 천연 염료를 가열하여 80℃로 유지한 염료에 60 분간 담가 염색을 실시한 후 이를 흐르는 물에 세척한 다음 건조하는 단계;

상기 건조된 염색직물을 40℃의 물에 10분간 팽윤시킨 후 이를 알루미늄, 구리, 철을 용해시킨 60℃의 물에 30분간 담근 후 그늘에 건조시켜 매염하는 단계;

상기 직물을 염색, 건조, 매염하는 과정을 1회로 하여 4회 반복실시하여 염색하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 된 본 발명은 직물을 플라보노이드계인 떡갈나무 잎 또는 억새잎의 천연재료를 이용하여 염색함으로 자연색을 표출할 수 있도록 하는 동시에 염색된 직물의 자외선 차단성, 소취성, 항균성을 갖는 기능성과 환경친화적인 천연 염색 재료를 제공하여 기존의 플라보노이드계에서 염색이 이루어지지 않던 것을 해결할 수 있도록 한 천연 재 염료를 이용한 염색 방법에 관한 것이다.

이와 같이 된 본 발명은 지금까지 염색재료로 사용할 수 없었던 떡갈나무 잎, 억새잎을 이용하여 면과 마섬유에 염색성과 기능성을 갖도록 함으로 자연적인 황색무늬를 연출할 수 있도록 하는 동시에 자외선차단성, 소취성, 향균성을 갖게 됨으로 환경친화적인 기능성 직물을 제공하는 효과를 갖다.

도1은 본 발명의 천연 재 염료를 이용한 염색 방법 공정도.
도2는 본 발명의 면과 마직물에 콩즙 전처리하여 실시한 염색포(a)와 무 콩즙 처리한 염색포(b)를 나타낸 사진.
도3은 본 발명 의 시강과 PH변화에 따른 염색성 표면염색농도 그래프.
도4는 본 발명의 덕갈나무 잎 염색포의 반복 염색 표면염색농도 그래프
도5는 본 발 명의 억새잎 염색포의 반복 염색 표면농도 그래 프
도6은 본 발명의 떡갈나무 잎의 반복매염 염색포 색도 결과 예시도.
도7은 본 발명의 억새 잎의 반복매염 염색포 색도 결과 예시도.
도8은 본 발명의 떡갈나무 자외선 가시부 흡수 스팩트럼 그래프.
도9는 본 발명의 억새잎 자외선 가시부 흡수 스팩트럼 그래프.
도10은 본 발명의 떡갈나무 잎 면염색포 황색포도상구균 항균성 시험결과 예시도.
도11은 본 발명의 떡갈나무잎 면염색포 폐렴균 항균성 시험 결과 예시도.
도12는 본 발명의 떡갈나무잎의 마염색포 황색포도상균 항균성 시험 결과 예시도.
도13은 본 발명의 떡갈나무잎 마염색포 폐렴균 항균성 시험 결과 예시도.
도14는 본 발명의 억새잎 면염색포 황색포도상구균 항균성 시험결과 예시도.
도15는 본 발명의 억새잎 면염색포 폐렴균 항균성 시험결과 예시도.
도16은 본 발명의 억새잎 마염색포 황색포도상구균 항균성 시험결과 예시도.
도17은 본 발명의 억새잎 마염색포 폐렴균 항균성 시험결과 예시도.

이하 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예에 따른 염색방법을 고정별로 살펴보면 다음과 같다.

제1공정: 떡갈나무 잎과 억새잎을 채취 단계

8월 중순에 산과 들에 야생하는 떡갈나무 잎과 억새잎을 채취하여 선별한 후 깨끗하게 세척한 다음 물기를 건조한다.

이때 채취되는 떡갈나무 잎과 억새 잎은 녹색으로서 수분이 가장 많은 시기이다.

제2공정: 떡갈나무 잎과 억새잎으로부터 염료를 추출하는 단계

제1공정에서 준비된 물기가 건조된 떡갈나무 잎과 억새잎 중 어느 하나를 선택하여 곱게 분말화한다.

상기 떡갈나무 잎 또는 억새잎의 분말화 상태는 통상의 멸차가루와 동일한 입자형태로 분말화한다.

상기 분말화된 떡갈나무잎 또는 억새잎 분말 중 어느 하나를 선택한 분말과 물, 탄산칼륨을 1:100:0.5의 비율로 혼합하여 95℃에서 60분간 가열하면서 교반한 후 여과기로 여과하여 떡갈나무 잎 또는 억새 잎의 염료를 추출한다.

이때 분말과 물, 탄산칼륨을 1:100:0.5의 비율로 혼합한 후 95℃에서 60분간 가열시 가열온도가 높아지거나 낮아지지 않도록 일정하게 유지한 상태에서 지속적 으로 교반을 실시하여 여과기로 염료를 추출한다.

제3공정: 추출된 염료 pH 조절단계

상기 제2공정에서 떡갈나무 잎 또는 갈대 잎을 추출한 염료는 알카리성 또는 산성의 상태이므로 차후 직물에 착색이 잘 이루어지도록 하기 위해서는 추출된 천연염료에 초산을 넣어 pH 5.5∼6.0으로 조절하여 준비한다.

제4공정: 면직물 또는 마직물의 불순물제거 전처리단계

가. 콩즙 준비

떡갈나무 잎 또는 갈대 잎으로부터 추출된 염료를 이용하여 면직물과 마직물에 염색시 염착성을 증진시키기 위해 콩즙에 침지시키게 되는데 이의 콩은, 메주콩을 물을 넣고 6시간 이상 불린 후, 불린 콩에 2배의 물을 넣고 믹서기로 분쇄한 다음 여과기로 여과하여 맑은 콩즙을 추출하여 준비한다.

상기와 같이 콩즙을 준비한 후에는 염색 대상물인 면직물과 마직물에 염색하기 위해 직물에 묻어있는 불순물과 색상을 제거하는 과정을 진행한다.

또한, 셀롤로오스계에 들어있는 펙틴질, 헤미셀롤로오스, 왁스 및 색소 등의 불순물을 제거하기 위해 면과 마를 호발, 정련, 표백의 순서로 다음과 같이 전 처리한다.

나. 호발과정

면직물의 호발과정은 제직할 때 첨가된 호료를 제거하는 공정으로 물, 수산화나트륨, 비누를 녹인 물에 면직물과 마직물을 침지 및 수세하였다.

이를 구체적으로 살펴보면, 본 발명인은 실험에 있어서 면직물의 호발과정은 물 5ℓ에 수산화나트륨(NaOH) 1g과 비누 15g을 녹인 후 미지근한 물에 담궈 두었던 면직물 100g을 넣고 온도 90℃ 정도에서 2시간 침지시킨 다음 수세하였다.

또한, 마직물의 호발과정은 물 5ℓ에 수산화나트륨(NaOH) 2g과 비누 15g을 녹인 후 미지근한 물에 담궈 두었던 마직물 100g을 넣고 온도 90℃ 정도에서 2시간 처리한 다음 수세하였다.

다. 정련과정

상기 호발과정을 마친 면직물의 정련과정은 상기 실험과정의 연속으로 섬유에 함유되어 있는 불순물을 제거하는 공정으로 물 5ℓ에 수산화나트륨(NaOH)3g, 탄산나트륨(Na2CO3) 5g과 비누 15g을 녹인 후 호발이 끝난 면직물을 담궈 온도 90℃ 정도에서 2시간 처리한 다음 수세하였다.

또한, 마직물의 정련과정은 물 5ℓ에 수산화나트륨(NaOH)2g 탄산나트륨(Na2CO3) 3g을 녹인 후 호발이 끝난 마직물을 담궈 온도 70℃ 정도에서 1시간 처리한 다음 수세하였다.

라. 표백과정

상기 정련과정을 거친 면직물의 표백과정은 정련만으로는 제거되지 않는 색소물질을 분해 제거하는 공정으로 물 5ℓ에 과산화수소(H2O2)수 10cc와 수산화나트륨(NaOH) 1g을 녹인 후 정련이 끝난 면직물을 담궈 온도 90℃ 정도에서 1시간 처리한 다음 수세하였다.

또한, 마직물의 표백과정은 물 5ℓ에 과산화수소수 10cc와 수산화나트륨(NaOH) 1g을 녹인 후 정련이 끝난 마직물을 담구어 온도 90℃ 정도에서 1시간 30분간 처리한 다음 수세한 후 건조하였다.

상기와 같은 선 연구의 결과와 같이 본 연구의 실험에서 면과 마의 전처리 과정을 통하여 면과 마에 함유되어 있는 불순물을 모두 제거하였다.

제5공정: 면직물 또는 마직물 콩즙 전처리 단계

상기 표백후 건조한 면직물 또는 마직물을 40℃의 물에 10분간 담가 팽윤시킨 다음, 준비된 콩즙에 물 2배를 넣어 희석한 후 30℃의 콩물에 팽윤된 면직물 또는 마직물을 30℃의 희석된 콩물에 담가 잘 스며들도록 20분 정도 주무른 후 이를 가볍게 짜서 그늘에 건조하였다.

본 공정의 콩즙 전처리 과정은 떡갈나무 잎 또는 갈대 잎을 이용한 염색에 있어서 사전에 면직물과 마직물에 콩즙 전처리를 실시한 것이 콩즙 전처리를 안한 것보다 염착성이 더 뛰어남을 알 수 있었다.

즉, 콩즙처리를 할 경우 물과 섬유, 콩즙의 분량은 적정수준일때 정상 염착되어 얼룩이 생기지 않음을 알수 있었으며, 무콩즙처리시 색소성분의 염착이 잘이루어지지 않은을 알 수 있었다.

제6공정: 염색 단계

상기 콩즙 전처리과정을 실시한 면직물 또는 마지물을 40℃의 물에 10분간 담가 팽윤한 후 상기 제2공정에서 염료 추출물, 물, 탄산칼륨을 1:100:0.5의 비율로 혼합하고 제3공정에서 초산을 넣어 pH를 조정한 염료에 면직물 또는 마직물을 넣고 80℃로 60분간 가열하여 염색한 후 흐르는 물에 세척한다.

제7공정: 매염단계

상기 제6공정에서 염색된 면 직물 또는 마직물을 40℃의 물에 10분간 담궈 팽윤시킨 후 이를 건져 알루미늄, 구리, 철을 용해시킨 60℃의 물에 30분간 담근 후 그늘에 건조시켜 매염실시하였다.

상기 매염 실시에 있어서 본 발명인은 실험시 시료의 혼합비율을 물 5ℓ, 알루미늄 5g, 구리 3g, 철1g을 혼합하여 매염을 실시하였다.

제8공정: 반복공정

상기 면직물 또는 마직물에 염료의 착색이 잘 이루어지도록 상기 제6공정 과 상기 제7공정으로 실시되는 염색, 건조, 매염하는 과정을 1회로 하여 4회 반복실시하여 염색을 실시하여 착색을 완료하였다.

본 발명에서 실시되는 떡갈나무 잎과 갈대 잎의 특성을 살펴보면 다음과 같다.

<떡갈나무(Daimyo Oak 학명:Quercus dentata)의 특성 >

떡갈나무는 참나무과의 낙엽 교목으로 가랑잎 나무과라고도 하며, 산지에서 자라면서 동아시아 지역에서 널리 분포한다. 우리나라에서는 경기도, 강원도, 황해도에서 특히 많이 자라고 있다. 떡갈나무는 경제적, 생태적 수종들이 포함되어 있어 유용한 목재 등 다양한 용도를 지닌다.

우리나라에서는 참나무과에 속하는 떡갈나무, 상수리나무, 신갈나무, 굴참나무 등이 생산되며 참나무류 목재의 최대생산국은 미국으로 동부지역은 전체 산림면적의 약 절반이 참나무 또는 참나무류의 혼효림이며, 산림축적의 약 23%, 활엽수림의 약 35%를 점하고 있으며, 목재생산량도 전체의 약 1/4, 활엽수재의 약 40%에 달한다. 우리나라의 약 30% 정도의 산림은 참나무속의 수종과 관계가 있을 것으로 추정되어 경제성은 아주 미약하나, 활엽수 중에서 국산재 사용량의 약 80%는 참나무류로 조림되어 매년 800~1,000ha 정도씩 이루어지고 있다(Nam, 2009). 따라서 떡갈나무의 경제성과 염재자원도 점점 증가될 것으로 추정된다.

떡갈나무의 높이는 20m, 지름은 80cm에 달한다. 길이 5~42cm로 떡갈잎은 두꺼우며, 거꾸러진 달걀모양이다. 잎 끝이 둔하고 밑은 귀밑 모양으로 둔하며, 가장자리에는 커다란 톱니가 있다. 잎 뒷면에는 굵은 성모(星毛)가 밀생하여 거칠다. 꽃은 1가화(1家花)이고 5월에 피며, 열매인 도토리는 10월에 익으며, 긴 타원형으로 길이 10~27mm이다. 나무껍질(樹皮)의 탄닌성분은 3.70~14.44%가 탄닌원료로 쓰이는데, 목질부 추출물 함량은 4~10%이고 약 50%가 페놀성 물질인 탄닌과 플라보노이드이며 탄수화물이 비슷한 비율을 차지하는 것으로 보고하였다(Zmsrlf, 2009).

도토리열매는 100g당 단백질4.4g, 당질44.5g, 섬유2.2g, 인0.84mg, 철0.6mg 비타민9mg 등이 포함되어 있으며 묵의 원료로 사용되어 왔다(Food, 2009). 조선 세종 때에는 구황식품으로 지정된바 있으며 한방에서는 수렴제, 후장위(厚腸胃), 소식지리(小食止利) 등의 목적으로 사용하고 있다.

<떡갈나무잎의 천연색소성분과 구조>

떡갈나무잎은 색소성분 뿐만 아니라 성분에는 피톤치드(Phytoncide), 테르펜(Terpene)등이 있다.이 물질은 식물이 내뿜는 살균물질이 해로운 병원균을 없애주며, 나쁜 냄새를 상쇄하는 작용과 방부제 역할을 하는 등 항균, 항산화기능을 가진 Terpene류 임을 보고하였다(sekrihart, 2006). 또한 숲속에 있는 살균물질인 Phytoncide는 유해한 병균발생을 억제하고 수목이 방출하는 Terpene은 여러 가지 약리작용을 하고 있이 여러 문헌에 의해 알려져 있다.

자연계에 있어서 식물의 꽃, 잎, 줄기, 뿌리, 열매 등에 황색이나 등색을 부여하는 색소의 대부분은 플라보노이드에 해당된다. 이들은 특수한 식물의 표피세포에 많이 포함되어 있으며, 자외선을 흡수하여 내부조직을 보호하는 역할을 하면서 대개가 황색의 결정으로 추출되어 진다.

紫田, 永井(1915)에 의하면, 생리학 및 생태학적 의의에 대해서 플라본은 자외선의 흡수력이 강하므로 세포액 중에 용존 하는 플라본이 태양광선 중의 자외선을 흡수하게 되어 세포의 원형질이 자외선에 의하여 손상되는 것을 막아준다고 하였다.

떡갈나무잎은 플라보노이드계로서 주된 색소성분은 트리신(tricin)으로 flavone류에 속하며 에락형으로 탄닌계 색소가 함유되어있다. 플라본의 화학구조는 플라보노이드 골격의 기본이 되며 플라보놀은 플라본의 3-위치의 수소원자가 수산기와 치환한 형태로, 그 색의 강약은 색소가 갖는 수산기의 수 및 상호 위치에 따라서 정해진다고 알려져 있다.

<억새(Eulalia, 학명:Miscanthus sinensis Andersson)의 특성>

억새는 우리나라, 일본, 중국 등에서 분포하고 있는데, 우리나라에서 면성산, 민둥산, 화왕산. 신불산, 천관산, 재약산, 장안산, 제암산, 오서산, 무등산 등에서 군락을 이루면서 자생하고 있다(Nong, 2009).

억새의 계절별 생산량은 6월에서 8월 사이에 급격한 증가를 보이고 10월에는 최고에 달하였으며, 생산성은 7월에 가장 높았고 그 후 점차 감소하였다(Lee, 2008). 국내 자생종은 잎줄기에서 ha당 30-40톤이 생산되는데 무안, 낙동강, 수도권매립지에 심어 거대 억새 1,2,3호를 개발하고 있다.

생산은 농업자원용(염색용), 연료활용, 가축사료용 등으로 사용된다. 억새를 미래에너지 활용방법으로 2000억원의 생산액과, 농가소득 820억원, 1톤당 2.2톤의 이산화탄소 발생절감 등으로 대체생산기술 투자를 하여 생산을 확대 하고 있다.

우리나라에서는 자생하는 억새를 미적가치가 높고 분포범위가 넓으며 변종개발 가능성이 높은 참억새(Miscanthus sinensis)와 수크령(Pennisetum purascens)을 중심으로 종 개발 및 생산성과 품질향상을 위한 체계적 연구를 가속화 시키고 있다.

이와 같은 억새의 개발로 인해 차후 억새의 경제성과 염재자원은 점차 증가될 것으로 추정된다. 억새는 외떡잎식물의 벼목 여러해살이풀로 벼과(Gramineae)에 분류된다. 다년초로서 굵은 뿌리줄기가 옆으로 퍼지며 높이 1~2m이다. 잎은 길이 40~70cm의 줄 모양으로, 나비 1~2cm로 가장자리에 딱딱한 잔 톱니가 있어 날카롭다. 맥은 여러 개인데, 가운데 맥은 희고 굵다. 밑동은 긴 잎집으로 되어 있으며 털이 없거나 긴 털이 난다. 뒷면은 연한 녹색 또는 흰빛을 띠고 잎혀는 흰색 막질(膜質:얇은 종이처럼 반투명한 상태)이며 길이 1~2mm이다. 꽃은 9월에 줄기 끝에 부채꼴차례로 달리며 작은 이삭이 촘촘히 달린다. 꽃차례 길이는 10~30cm이고 가운데 축은 꽃차례 길이의 절반 정도이다. 길이 4.5~6mm의 작은 이삭은 노란빛을 띠며 바소 모양에 길고 짧은 자루로 된 것이 쌍으로 달린다. 밑동의 털은 연한 자줏빛을 띠고 길이 7~12mm이다. 제1포영(苞潁:작은 이삭 밑에 난 1쌍의 포) 윗부분에 잔털이 나고 5~7개의 맥이 있으며 제2포영은 3개의 맥이 있다. 끝이 2갈래로 갈라진 호영(護潁:화본과 식물 꽃의 맨 밑을 받치고 있는 조각)에서 길이 8~15mm의 까끄라기가 나온다. 내영(內潁:화본과 식물의 꽃을 감싸는 포 중 안쪽에 있는 것)은 길이 약 1.5mm로서 작으며 수술은 3개이다. 뿌리는 약으로 쓰고 줄기와 잎은 가축사료나 지붕 잇는 데 쓴다. 억새는 생약명으로 망경초(芒莖草)라 하며 다른 이명으로는 두영(杜榮)이라고 한다. 전국 산이나 들 어디에서나 잘 자라며 약효는 뿌리에 있고 9월부터 이듬해 3월까지 뿌리를 캐어 날것으로 쓰거나 햇볕에 건조하여 쓴다. 성미는 달며 평온하다. 독성은 없고 많이 먹어도 무방하다. 옆으로 뻗는 짧고 굵은 뿌리줄기에서 줄기가 무리지어 돋으며 이 뿌리를 망근(芒根)이라고 하는데, 사방용, 관상용, 약용으로 이용된다. 약용으로는 주로 부인과, 호흡기 질환 등을 다스린다. 억새는 습기가 없는 산의 정상이나 물이 별로 없는 척박한 땅에서도 잘 자라며 참 억새의 변종이다.

<억새잎의 천연색소성분과 구조>

억새잎은 플라본류이다. 플라본류는 수용성으로 꽃뿐만 아니라 나무의 잎이나 뿌리, 나무껍질에도 다량 함유되어 있다(片山, 1991). 플라본은 일반적으로 담색이고, 꽃과 잎에 다른 색소와 섞여 있기 때문에 추출을 한 후 색을 알 수 있는데, 황색 꽃보다 흰색 꽃에 포함되어 있는 경우가 많다. 억새의 염색에는 잎을 사용하는데, 화수(花穗)가 나오기 시작할 즈음 채취하여 사용한다.

플라보노이드계를 함유한 식물로 염색하면 뜨거운 물에서 색소를 용출할 때 공존하는 탄닌이 동시에 용출하기 때문에 혼합염색이 되는 경우가 보통이다(片山, 1987). 억새잎의 염료는 물에 거의 용해하지 않으나 그의 배당체가 물에 용해하여 섬유에 흡착하고 매염으로 고착시키는데, 억새잎의 염료 색소는 황색색소가 주류를 이룬다.

플라보노이드계 색소는 화학적으로 안전하여 염료로 이용되나 플라본에서 pH나 빛 등에 의해 변색하기 쉽다고 업계에 보고되고 있다.

억새는 예부터 황색염색 및 쪽과의 복합 염색에 의해 녹색으로 염색하는데 사용하였다. 아름다운 황색으로 염색하기 위해서는 건조된 잎에 황록색이 확실히 남아있는 재료를 선택해야 하며, 녹색이 없어져 갈색으로 변한 재료는 염색이 잘되지 않는다. 이 황색을 이용하여 알루미늄, 구리, 철 등의 매염에 의해 염색할 수 있다고 문헌상에 기재되었다.

억새의 주된 색소배당체인 루테오린은 홍화, 쑥갓, 피망(Lee, 2008), 물푸레나무의 전초(全草), 신초(藎草), 억새 종자 등에 많이 함유되어 있다(Cho, 2000).

억새는 플라보노이드계로 주된 색소성분은 루테오린(luteolin)이고, 그 외에 알드락신(arthraxin)이 함유되어 있으며, 플라본(flavone)류에 속한다고 밝혔다(Nam, 2000). 플라본의 화학구조는 플라보노이드 골격의 기본이 되며 플라보놀은 플라본의 3-위치의 수소원자가 수산기와 치환한 형태다.

<화학구조에 플라보노이드(flavonoid)계 색소>

천연염료를 화학적 구조에 따라 분류하면 플라보노이드(flavonoid)계, 카로티노이드(carotenoid)계, 탄닌(tannin)계, 퀴논(quinone)계, 인돌(indol)계 등으로 나뉘어 진다. 플라보노이드계는 자연계에 있어서 식물의 꽃, 잎, 줄기, 뿌리, 열매 등, 황색에 부여하는 색소의 대부분은 플라보노이드에 해당된다.

이들은 식물의 표피세포에 포함되어 자외선을 흡수하여 내부조직을 보호하는 역할을 하며 대개가 황색의 결정으로 추출되어 진다. 플라보노이드류의 색소는 플라본(flavone), 플라보놀(flavonol), 안토시아닌(anthocyanin), 칼콘(chalcon), 아우론(aurone) 등 5종류로 분류할 수 있다.

이들 색소는 생체내에서 당과 결합한 배당체(glycoside)로 존재하는 일이 많으며 당을 제거한 색소 본체를 아글리콘(aglycone)이라고 부르며, 떡갈나무, 억새 등은 플라본류에 속하고 은행잎은 플라보놀에 속하는 것으로 문헌에 기재되었다.

플라보노이드계의 대표적인 색으로는 플라본(flavon)계 색소와 안토시안(anthocyan)계 색소가 있다.

플라본계 색소는 황색과 크림색을 나타내고, 안토시안계 색소는 꽃잎의 적청자색을 나타낸다.

플라본계는 구조적으로 안정하여 염료로 널리 이용되고 있으나 안토시안계는 빛이나 pH에 따라서 변색하는 것 등으로 불안정하여 염료로 이용하기에 적합하지 않으며, 주로 식물의 꽃, 잎, 열매에 포함되어 있다.

<셀룰로오스 섬유의 특성>

의류 섬유로서 가장 수요가 많은 셀룰로오스(cellulose) 섬유는 두 종류로 대별할 수 있다. 그중 하나는 천연(天然)셀룰로오스 섬유로 면, 마류(아마, 저마, 대마, 황마)가 있고, 다른 하나는 재생(再生)셀룰로오스 섬유로는 비스코스, 레이온, 동암모니아 레이온 등이 있다. 이들 종류의 섬유를 염색할 때 염색거동은 때로는 다를 수 있으나 각 부속 염료에 대한 기본적인 염색성은 유사하다. 본 발명에서는는 이 중에서 면과 마를 사용하여 플라보노이드계인 떡갈나무잎과 억새잎의 색소를 추출하여 염색하였다.

<자외선의 특징>

자외선의 특징에 관련된 기록은 여러 문헌에서 알 수 있으며 이를 발취하여 살펴보면, 1801년 독일의 화학자 J.W.리터가 자외선이 가지는 사진작용[感光作用]에서 처음 발견하였다. 자외선은 파장이 약 397∼10nm인 전자기파의 총칭으로서 빛은 전자파의 형태로 전파된다(Naver, 2009). 태양복사의 범위는 99%가 가시광선파장(0.4~0.7μm~0.15~4.0μm)의 범위에 걸쳐 분포하고 있다. 지구상에 도달하는 빛은 파장에 따라 태양에너지의 약 45% 정도가 가시광선에, 나머지 약 46%는 적외선 부분에 들어있으며 나머지 9%는 자외선 부분에 들어가 있다(Manfred, 1993)

자외선은 파장 200nm~400nm 영역의 태양광으로 파장에 따라 UV-A는 자외선 315(320)~400nm 사이, UV-B는 자외선 280~315(320)nm 사이, UV-C는 자외선 200~280nm 로 나눌 수 있고(Manfred, 1993;Song, 2003), 자외선은 핵산인 DNA와 RNA에 손상을 주어 유전학적인 반응에 의해(Smith,1966) 피부암을 일으킨다(Urabach,1969).

성층권 오존층은 UV를 모두 흡수하는 것이 아니라 일부분을 흡수한다.

UV-A는 오존층에 흡수되지 않는다. 파장영역이 0.32~0.40㎛에 해당하는 자외선 UV-A는 피부를 그을려 피부를 자극시키고 피부 깊숙이 침투할 뿐만 아니라, 피부 면역 체계에 작용하여 탄력감소와 피부 조기노화 등에 따른 장기적 피부 손상을 일으킬 수 있다. UVA는 계절과 시간에 관계없이 항상 존재한다(Donald et al., 1987).

UV-B는 대부분 오존층에 흡수되지만, 일부는 지표면에 도달한다. 지구에 극소량이 도달하는 UV-B는 파장영역이 0.28~0.32㎛에 해당하는 자외선이다.

UV-B는 표피층에 작용하여 피부를 태우고 피부반응을 일으켜 홍반, 부종, 발열 등을 일으키고 약 90%의 피부암을 일으킨다(Lee, 2001). 또한 만성 노출 시 피부주름 및 피부암을 유발한다(Donald et al., 1987).

UV-C는 오존층에 완전히 흡수된다. 그러나 파장영역이 0.20~0.29㎛인 자외선 중 UV-C는 세포와 세균을 파괴하는 힘이 매우 강하다. 그러나 파장이 짧아 침투력이 미약해 오존층과 성층권에서 대부분 흡수되므로 생물학적 큰 의미는 없다. 다만 환경오염으로 오존층이 손상되면 파괴력이 강한 UVC가 지상까지 도달, 피부 노화는 물론 피부암을 유발시킬 수 있으므로 안심할 수만은 없다. 자외선은 전자기 스펙트럼으로 측정할 수 있으며, 나노미터(nm)로 표시한다.

자외선 차단에 효과적으로 알려진 플라보노이드계(flavonoid)색소성분 (Annika Nilsson, 2000)을 함유하고 있는 떡갈나무잎, 억새잎, 은행잎 염색포가 자외선 UV-A(320~400nm), UV-B(280~320nm), UV-C(200~280nm)에 속함(Manfred, 1993;Song, 2003)으로 자외선 차단뿐만 아니라 플라보노이드계인 것이 입증되었다.

본 발명은 상기와 같은 특성을 갖는 플라보노이드계로 플라본과 플라보놀이 풍부한 떡갈나무잎, 억새잎을 이용하여 천연염료를 추출하고 이를 이용 하여 면직물과 마직물에 상기 본발명의 염색방법에 의해 실험을 아래와 같이 실시하였다.

<실험>

가. 먼저 준비된 떡갈나무잎, 억새잎을 분쇄한 후 분쇄한 떡갈나무 염색색소분과 갈대 잎 염색색소분을 각각 별도의 용기에 염료 100g과 물3ℓ, 탄산칼륨 1g을 혼합한 후 95℃로 60분간 가열하면서 저어주어 염료 추출액을 제조하였다.

상기 제조된 염료 추출액의 pH를 조정하기 위해 측정기를 이용하여 pH를 측정하여 5.5∼6.0으로 조절하여 염료 추출액을 준비하였다.

나. 상기 염료추출액을 준비한 후에는 면직물과 마직물을 중량 100g의 사각형 직물을 준비하였다.

본 발명의 실험에 사용할 시험포는 한국의류시험연구원에서 구입한 100% 국산 면직물로 표준포 KS K 0905를 사용하였고, 마직물은 시판직물 1종을 구입하여 실험재료로 사용하였으며 그 특성은 다음의 표1과 같다.

상기와 같이 준비된 면직물과 마직물에 착색이 잘 이루어지도록 하기 위해 먼저 면직물과 마직물의 불순물과 색상 등을 제거하여야 하며, 상기 직물들의 불순물을 제거하기 위해서는 호발과정과 정련과정, 표백과정을 아래와 같이 실시한다.

1) 호발 과정은 별도의 용기에 면직물과 마직물을 각각 호발할 수 있도록 준비하되 면직물의 용기에는 물5ℓ, 수산화나트륨 1g, 통상의 세탁비누 15g 넣어 30℃로 가열하여 녹인 후 물의 온도를 90℃로 가열하여 2시간 동안 침지시킨 다음 수세하였다.

마직물은 물5ℓ, 수산화나트륨 2g, 통상의 세탁비누 15g 넣어 30℃에서 녹인 후 이의 물에 준비된 마직물을 넣고 90℃에서 2시간 동안 침지시킨 후 수세하였다.

2) 상기 호발과정을 실시한 후에는 다시 정련과정을 실시하였다.

면직물의 정련과정은 물 5ℓ에 수산화나트륨(NaOH)3g, 탄산나트륨(Na2CO3)5g과 비누 10g을 녹인 후 호발이 끝난 면직물을 담궈 온도 90℃에서 1시간 30분 처리한 다음 수세하였다.

마직물의 호발과정은 마직물 100g을 미지근한 물에 담궈 놓은 후 물 5ℓ에 수산화나트륨(NaOH) 2g과 비누 10g을 녹인 후 미지근한 물에 담궈 두었던 마직물을 넣고 90℃ 정도에서 1시간 처리한 다음 수세하였다.

마직물의 정련과정은 물 5ℓ에 수산화나트륨(NaOH)2g 탄산나트륨(Na2CO3) 3g을 녹인 후 호발이 끝난 마직물을 담궈 온도 70℃ 정도에서 1시간 30분 처리한 다음 수세하였다.

3) 면과 마직물의 표백과정은 정련만으로는 제거되지 않는 색소물질을 분해 제거하는 공정으로 물 5ℓ에 과산화수소(H2O2)수 10cc와 수산화나트륨(NaOH) 1g을 녹인 후 정련이 끝난 면직물을 담궈 온도 90℃ 정도에서 1시간 30분 처리한 다음 수세하였다.

상기와 같이 호발, 정령, 표백 과정을 실시한 면직물과 마직물은 불순물이 거의 빠진 상태로 색상이 표백된 상태로 변하였다. 그러나 마는 수세할 때 늘어나는 경향이 있어 마직물의 정련은 1시간 이내로 하는 것이 바람직한 갓으로 실험결과 알 수 있었다.

다. 콩즙 전처리과정

면직물과 마직물은 불순물을 제거하는 호발과정, 정련과정, 표백과정을 실시한 후에는 염색시 착색이 잘이루어지도록하기 위해 각 직물에 콩즙을 이용하여 전처리작업을 실시한다.

본 발명에서 콩즙 전처리공정을 실시하기 위해 아래와 같은 과정을 실시하였다.

⑴ 콩즙 만드는 법

국산 메주콩 50g에 물 2ℓ를 넣어 6시간 이상 불린 후 불린 콩의 2배가량의 물을 넣고 믹서로 곱게 분쇄한 콩즙을 베헝겊으로 여과하여 실험하였다.

⑵ 콩즙 처리 방법

상기 생콩 즙은 콩즙 양의 2배 정도 물로 희석한 콩즙을 옷감 무게의 2배를 준비한 다음 먼저 정련된 면과 마섬유를 40℃ 증류수에 10분간 담가 팽윤시킨 후 희석한 콩물에 담가 30℃의 온도에서 20분 동안 콩즙이 잘 스며들도록 주물러서 가볍게 짜서 건조하였다.

⑶ 콩즙 전처리의 염착성 규명

본 발명의 콩증전처리 과정은 반드시 실시하는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 본 실험에서 염색을 함에 있어서 면직물과 마직물에 콩즙 전처리를 실시한 것과 실시하지 않은 직물 2가지 형태를 준비하여 본원발명의 염색제조방법에 의해 염색을 실시한 결과 콩즙을 처리하지 않은 직물의 염색성을 실험한 결과 1차 염색부터 낮은 염색성을 나타냈으며, 콩즙 전처리 과정을 실시한 직물은 1차 염색부터 선명하게 염색되어 염색성이 높게 나타났다.

이와 같은 결과는 도2의 (a)와 (b)의 색상 비교에서 알 수 있다.

도2는 본 발명의 면직물과 마직물을 염색함에 있어서 (a)는 콩즙 전처리과정을 실시한 후 염색처리한 것을 나타낸 것이며, (b)는 콩즙 전처리과정을 실시하지 않은 상태에서 염색을 실시한 상태를 나타낸 것이다.

도2에서 확인할 수 있듯이 면직물과 마직물에 염료를 이용하여 염색시 콩즙 전처리 과정을 실시한 후 염색을 실시하는 것이 염착성이 월등히게 높은 것으로 나타났다.

또한 도2의 (a)(b)의 가운데 엷은 연두색은 은행잎 염료 를 사용하여 염착한것으로 본원 발명에서는 떡갈나무 잎과 억새잎에서 추출한 염료를 소재로하는 것이므로 은행잎 염료에 대한 설명은 생략하겠습니다.

라. 염색

상기에서 물과 희석한 콩즙으로 전처리한 면직물과 마직물 염색하기 전에 40℃에서 10분간 팽윤시킨 후, 상기 물과 희석하고 초산을 넣어 pH 5.5~6.0로 조절한 염료 추출물, 물, 탄산칼륨을 1:100:0.5의 비율 혼합한 염료를 온도 80℃로 가열하여 30분간 염색 후 수세건조 하였다.

본 실험에서 시간별로의 염색 실험하되 시간은 30, 60, 90분간 염색시간을 달리하여 떡갈나무잎 염료, 억새잎 염료를 각각 80℃에서 실험하였고, pH 실험은 pH 4, 6, 9로 초산과 탄산칼륨으로 pH를 맞추어 온도 80℃로 30분간 염색하였다.

이때 온도를 갑자기 높여서 염색한 은행잎 염포는 녹색이 탈색 변색되었다.

본 실험에서는 1차 예비실험에서의 결점을 보완으로 탄산칼륨 첨가를 1g으로 하고, 떡갈잎과 억새잎은 온도를 95℃로 조절하여 재실험하였다.

이와 같이 실험한 결과 염색시간이 지남에 따라 떡갈잎과 억새잎은 염착성이 점점 높아져서 연한 황색계통에서 진한 황색(Y)으로 염착성이 높아졌다.

마. 매염

상기와 같이 염색한 후 색상을 증착시키기 위해 반복염색매염은 염색과정을 염색-건조-매염처리를 1회로 하여 4회까지 반복처리 하였고, 떡갈잎, 억색잎 염색은 온도 80℃로 60분간 염색하였다. 매염의 농도를 Al 5% , Cu 3% , Fe 1%로 하여 40℃에서 20분간 매염하여 실험하였다.

이와 같은 실험결과 시간별의 염색은 90분에서 최적의 염착성을 나타내었으나 더 이상은 염착의 효과가 거의 없어서 90분으로 염색시간을 마감하였고, 점차시간이 증가함에 따라 염착성이 증가하였다. pH실험은 pH가 9로 높을수록 명도가 높아져서 염착성이 낮아서 원하는 염색을 할 경우 pH를 조절하여 염색할 것을 파악하게 되었다.

그리고 Fe을 1%로 하여 40℃에서 20분간 매염하였더니 떡갈나무잎과 억새잎의 황색과 은행잎의 녹색이 너무 진한 회색계통으로 염색되어 본래의 색이 가감되어 Fe을 0.5%로 하향 조정하여 매염하였더니 본래의 색은 나타났으나 약간 옅은 회색감이 있었으나 본 실험에서는 본래의 색을 살리기 위해서 Fe을 0.5%로 실험하였다.

이와 같은 실험에서 면과 마의 전처리, 염재에서 색소추출, 최적의 염색조건, 반복염색매염의 염착성 등을 실험하였으며 결과는 매우 양호하게 염색되었다.

<떡갈나무잎, 억새잎, 은행잎의 염색시간, pH , 반복염색매염의 조건별 염색성과 자외 가시부의 분광학적 평가>

본 발명에 있어서, 시간별 염색은 떡갈나무잎, 억새잎, 은행잎의 염색시간으로 이 염재의 추출액을 온도 80℃에서 30, 60, 90분간 염색시간을 달리하여 면과 마의 염색성 변화를 실험한 결과 표2와 같이 염색시간변화에 따른 염색성변화를 알 수 있었다.

< pH 변화에 따른 염색성>

본 발명의 실험에서는 떡갈나무잎, 억새잎 추출액이 pH의 염색성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 pH 4, 6, 9로 초산과 탄상칼륨으로 pH를 맞추어 온도 80℃로 30분간 면직물과 마직물에 염색하여 염색성을 아래 표3과 같이 비교하였다.

(1) 표면염색농도(k/s)의 측정

도3은 떡갈나무 잎, 억새잎, 기타 잎(은행잎)은 면 직물과 마직물의 pH에 따른 K/S의 변화를 나타낸 것이다. 이때 면직물과 마직물은 pH가 9로 높을 수록 명도가 높아 옅은 색을 나타냈고, pH가 4로 낮을수록 명도가 낮고 채도가 높기 때문에 짙게 염착되었다. 따라서 도3에 알 수 있듯이 pH4 부근에서 최대 흡착량을 나타내었다.

<본 발명의 염색성 평가>

1) 표면염착농도 측정(K/S)

염색된 각각의 시료에 대해 computer color matching system(Minolta 3700d. JAPAN)을 사용하여 각 염료별로 가시광선 흡수파장인 400nm에서 광원 D₆₅, 시야 10^o 의 조건에서 측정된 최대흡수 파장의 반사율로부터 염색포의 표면반사율을 측정하여 쿠베르크 뭉크(Kubelka-Munk)식에 의하여 표면염착농도(K/S)를 아래와 같이 산출하였다.

R : 표면반사율(Reflectance of monochromatic light)

K : 염색포의 흡광계수(Absorption coefficient)

S : 산란계수(Scattering coefficient)

2) 표면색차 측정(ΔE 라고 칭함)

Computer color matching system(Minolta 3700d. JAPAN)을 광원 D65, 시야 10^o(CIE-D1065)의 조건으로 색의 밝기를 나타내는 L, 색도를 나타내는 a, b 값을 측정하였다. 여기에서 나타난 L, a, b값을 기준으로 Munsell표색 변환계를 이용하여 색상 H(Hue)을, 명도 V(Value)를, 채도 C(Chroma)를 측정하였다. ΔE는 다음 식에 의하여 산출하였다.

3) 염색견뢰도 측정

떡갈나무잎, 억새잎 추출물로 시료를 염색-건조-매염과정을 1회로 하여 4회 반복처리한 염색 직물을 가지고 염색성의 견뢰도를 일광, 드라이클리닝, 세탁, 땀견뢰도를 측정하였다(도4 및 도5 참조).

⑴ 일광견뢰도 측정(KS K 0700 : 2008)

본 측정은 염색후 색의 변퇴여부를 측정하는 것으로 Fade-O-Meter(Test method for color fastness to light : Cabon-Arc-method U.S.A)를 사용하여 KS K 0700 : 2008에 준하여 카본 아크램프(Cabon-Arc)로 표준퇴색시간 20시간을 조광하였다. 조광이 끝난 시험편(40mm100mm)의 변퇴 정도와 표준청색(1m²당 약 200g 평직물을 염료로 염색한 것) 염포의 변퇴색용 KS K 0911을 비교하여 시험편의 변퇴색을 등급으로 판정하였다. 일광견뢰도는 1-4등급으로 측정하였다.

⑵ 드라이클리닝견뢰도 측정(KS K ISO 105 D01 : 2005)

본 측정은 드라이크리닝시 세제에 의해 탈액정도를 측정하는 것으로 Launder-O-meter(Model : M228AA, SDL Atlas : U.S.A)를 사용하여 KS K ISO 105 D01 : 2005에 준하여 측정하였고 이때 드라이클리닝 용제는 에틸렌 용제 200ml에 30± 2℃에서 30분간 천 사이에 넣고 여분의 용제를 탈액 시킨 후 60℃ 공기 중에서 건조시켜 변퇴색용 표준회색 색표(KS K 0911)와 비교하여 변퇴색을 판정하였다. 여과된 용제와 사용하지 않은 용제를 유리시험관에 넣고 오염용 표준회색 색표와 비교하여 오염정도를 판정한다. 드라이클리닝 견뢰도는 1-5등급으로 측정하였다.

⑶ 세탁견뢰도 측정(KS K ISO 105 - C06 : 2007)

본 측정은 세탁기에 의해 세탁시 행굽등의 마찰에 의해 탈색 유무를 측정하는 것으로 세탁견뢰도는 Launder-O-meter(Model : M228AA, SDL Atlas : U.S.A)를 사용하여 KS K ISO 105-C06 : 2007에 준하여 측정하였다.

일정한 온도, 알칼리도, 표백, 마찰작용에서 세탁, 헹굼, 건조를 한다. 마찰효과를 얻기 위하여 스테인리스 구술을 이용하고, 4g의 표준세제를 1L 물에 용해시켜 40℃의 온도에서 100mL의 물로 1분 동안 2회 행군다. 표준 회색색표를 이용하여 변퇴색과 첨부 백포의 6가지 오염을 최종 평가하였다.

⑷ 땀견뢰도 측정(KS K ISO 105 E04 : 2005)

본 측정은 사람이 착용함으로 땀이나 기타 조건에 의해 변질 퇴색 정도를 측정한 것으로 AATCC Perspiration Tester(PR-1, Atlas Electric Devices Co : U.S.A)를 사용하여 KS K ISO 105 E04 : 2005에 준하여 측정하였다.

알칼리 땀액은 용액 1L에 0.5g의 L-히스티딘 염산염, 5g의 염화나트륨과 5g의 인산수소나트륨을 포함하고, 0.1 mol/ℓ 수산화나트륨 용액으로 pH가 8(용액비 50:1)이 되도록 하였다.

산성땀액은 1L에 0.5g의 L-히스티딘 염산염, 5g의 염화나트륨과 2.2g의 인산2수소나트륨을 포함하고, 0.1 mol/L 수산화나트륨 용액으로 pH가 5.5가 되도록 하였다.

산과 알칼리 인공 땀액의 시험편을 바닥이 평활한 접시에 놓고 용액을 부어 완전히 적신 후 30분간 상온에 놓아둔 후 시험편을 각각 2개의 유리판 사이에 끼워 예열된 시험기에 끼운다. 시험편을 37℃의 건조기로 4시간 동안 건조시킨다. 각각시험편의 변퇴와 첨부 백포의 오염 정도를 변퇴색용 표준회색 색표와 오염용 표준회색 색표와 비교하여 1-5등급으로 견뢰도를 판정하였다.

<기능성 측정>

1) 자외선 차단량 측정

Perkin Elmer Lambda 950(double beam type)을 이용하여 KS K 0850의 표준상태에 의해 자외선 차단율을 측정하였다. 시료는 평편한 상태로 50mm50mm의 크기로 분광광도계의 광 입사구를 충분히 덮을 수 있게 한다. 분광광도계는 자외선 파장용 필터인 홀뮴 옥사이드 필터(Holmium Oxide Filter)를 사용하여 파장단위 290~400nm를 최소한 매 5nm 파장 단위로 주사하면서 시료의 자외선 투과율을 측정하였다. 그 식은 다음과 같이 자외선 차단율을 계산하였다.

자외선 투과율(%)=(S/B100)

자외선 차단율(%)=100-자외선 투과율(%)

S : 투과한 자외선량

B : 직물을 투과시키지 않은 자외선량

2) 소취성 측정

탈취성능 측정은(JAFET, Japan) 검지관법이 제시된 시험방법을 사용하여 가스농도를 측정한다. 시험방법은 시료 10cm10cm를 시험용기인 5L의 테드라백에 시료 1.0g를 넣고, 초기농도로 조정한 암모니아(NH3)가스 3L를 주입한 후 2시간 후 가스농도를 검지관으로 측정한다. 소취율(%)은 다음과 같은 식에 의하여 산출하였다.

감소율=([공시험의 측정치-시료의 측정치]/공시험의 측정치)100

3) 항균성 측정

공시균은 KS K 0693 : 2006에 의하여 사용한 균은 황색포도상구균 (Staphylococcus aureus:ATCC 6538)과 폐렴균(Klebsiella pneumoniae: ATCC 4352) 균주를 접종시킨 시료를 비이온 계면활성제 TWEEN 80(0.05%)을 사용하여 실시하였다.

배지는 영양제(Peptone(단백질) 5g, 쇠고기즙 3g, 증류수 1000mL) 성분에 한천 15g을 첨가하고 가열 용해시키고, 0.1 mol/L 수산화나트륨으로 pH를 6,8± 0.2(25℃)로 조절한다. 이것을 100 mol/L씩 삼각 플라스크에 20mL 씩 나누어 넣고 고압 살균기에 1055g/cm²의 증기 압력과 온도(120± 2)℃로 20분 동안 살균한다. 항균성 판정은 시료에 성장하는 공시균의 발육정도로서 다음 기준에 따라 계산한다.

정균감소값(S):log Mb -log Mc(무가공시료에 대한 가공시료 생균수 차)

정균감소율(%) : (Mb-Mc)×100/Mb

감소값으로 표시할 경우, 다음과 같이 시험편에 의한 세균의 살균 감소값과 정균 감소값을 계산한다.

Ma : 대조편의 접종 직후(초기) 생균수

Mb : 대조편의 18시간 배양 후 생균수

MC : 시험편의 18시간 배양 후의 생균수

<결과 및 고찰>

염색 조건에 따른 염색성

1) 시간 변화에 따른 염색성

떡갈나무잎, 억새잎 추출액을 온도 80℃에서 30, 60, 90분간 염색시간을 달리하여 면과 마의 염색성 변화를 나타내었다(표2 참조).

⑴ 표면염색농도(K/S)의 측정

본 발명의 도면 도3에서 알 수 있는 바와 같이 떡갈나무잎, 억새잎(실험에서는 은행잎을 함께 실시하였으나 본원 발명에서는 설명을 생략함)의 면과 마 염색포의 K/S의 값은 염색포(시료)들의 반사율을 이용하여 시간에 따른 K/S의 변화를 나타낸 것이다. 30~90분에서 염색포의 염색시간을 달리하여 얻은 염착량 중에서 30~60분까지는 온전하게 점차 염색성이 증가하다가 60~90분까지는 크게 염색성이 증가하였고, 90분이 초과하면서 염착량의 증가가 둔해지거나 거의 없는 것으로 나타났다. K/S값은 시간이 지나면서 점차 증가함을 알 수 있었다.

⑵ 표면색(ΔE 라고 칭함) 측정

상기 표2에 나타난 결과와 같이 떡갈나무잎 면 염색포의 경우, 염색포의 염색시간이 증가할수록 L값이 62.11에서 52.38로 감소하여 점차 어두워 졌으며, a값에서는 4.71에서 6.75로, b값은 23.38에서 25.19로 증가하여 처리시간이 증가할수록 연한 황색이 점차 진해지다가 90분에서 진한 황색계통으로 변화하였다.

떡갈나무잎 마 염색포의 경우, 염색시간이 증가할수록 L값이 53.42에서 41.18로 감소하여 점차 어두워 졌으며, a값에서는 5.86에서 6.78 로, b값은 21.16에서 23.57로 증가하여 처리시간이 증가할수록 연한 황색이 점차 진해지다가 90분에서 진한 황색계통으로 변화하였다.

억새잎 면 염색포의 경우, 염색시간이 증가할수록 L값이 59.61에서 54.06으로 감소하여 점차 어두워 졌으며, a값에서는 4.74에서 5.74로, b값은 23.11에서 23.77로 증가하여 처리시간이 증가할수록 연한 황색이 점차 진해지다가 90분에서 진한 황색계통으로 변화하였다.

억새 마 염색포는 염색시간이 증가할수록 L값이 50.70에서 46.25로 감소하여 낮아졌으며, a값은 5.97에서 6.42로, b값은 21.05에서 23.46로 증가해 처리시간이 증가할수록 연한 황색이 점차 진해지다가 90분에서 진한 황색계통으로 변화하였다.

상기 표2에 나타난 결과와 같이 떡갈나무잎, 억새잎의 면 마 염색포는 염색시간이 증가함에 따라 L값이 감소하고 a값과 b값이 증가하여 떡갈나무잎, 억새잎은 연한 황색이 점차 진해지다가 90분에서 진한 황색계통으로 변화하였다.

표6에서 Munsell의 값은 Y값에서 진한 Y값으로 이동하면서 V값은 감소하고 C값이 증가하므로 명도는 감소하고 채도는 증가하였다. 색차값(ΔE)에서 염색시간이 증가함에 따라 염색이 점차 진해짐을 알 수 있는데 이는 색차값(ΔE)과 K/S의 값이 점차 증가하여 염착량이 증가하기 때문이라고 판단된다. 따라서 떡갈나무잎, 억새잎의 면 염색포 마 염색포는 염착량에 따라서 점차 진한 색으로 발색되는 정도와 색상에 영향을 받고 있음을 알 수 있었다.

2) pH 변화에 따른 염색성

떡갈나무잎, 억새잎, 은행잎 추출액이 pH의 염색성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 pH 4, 6, 9로 초산과 탄산칼륨으로 pH를 맞추어 온도 80℃로 30분간 면과 마직물에 염색하여 염색성을 비교하였다(표3 참조). 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

⑴ 표면염색농도(K/S)의 측정

도3은, 떡갈나무잎, 억새잎(은행잎은 도시되었으나 설명 생략)의 면과 마 염색포를 pH에 따른 K/S의 변화를 나타낸 것으로서, 면과 마직물은 pH가 9로 높을 수록 명도가 높아 옅은 색을 나타냈고, pH가 4로 낮을 수록 명도가 낮고 채도가 높기 때문에 짙게 염색되었다.

이러한 결과는 도3에서 시간(좌)과 pH(우)변화에 따른 염색성 표면염색농도(K/S)의 그래프를 살펴보면 알 수 있다.

⑵ 표면색(ΔE 라고 칭함) 측정

도3에 관한 설명은 상기 표면색측정에서도 설명하였으나 이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

표3에 나타난 결과와 같이 떡갈나무잎 면 염색포의 경우, pH가 증가할수록 L값이 59.53에서 64.47로 증가하여 점차 밝아졌으며, a값은 4.42에서 3.59로, b값은 21.84에서 21.39로 감소하여 pH가 높아질수록 황색이 점차 연해지다가 pH9에서 연황색계통으로 변화하였다.

떡갈나무잎 마 염색포의 경우, pH가 증가할수록 L값이 46.68에서 55.90로 증가하여 점차 밝아졌으며, a값은 6.42에서 6.04로, b값은 22.57에서 21.20로 감소하여 pH가 높아질수록 황색이 점차 연해지다가 pH9에서 연황색계통으로 변화하였다.

억새잎 면 염색포의 경우, pH가 증가할수록 L값이 69.95에서 76.03로 증가하여 점차 밝아졌으며, a값은 2.99에서 2.45로, b값은 22.19에서 20.57로 감소하여 pH가 높아질수록 황색이 점차 연해지다가 pH9에서 연황색계통으로 변화하였다.

억새잎 마 염색포의 경우, pH가 증가할수록 L값이 55.24에서 64.33로 증가하여 점차 밝아졌으며, a값은 4.46에서 4.10로, b값은 25.22에서 24.08로 감소하여 pH가 높아질수록 황색이 점차 연해지다가 pH9에서 연황색계통으로 변화하였다.

결과적으로 떡갈나무잎, 억색잎의 면과 마 염색포의 경우 pH가 증가함에 따라서 L값이 증가하여 점차 밝아졌으며, a값과 b값이 감소하여 pH가 높아질수록 황색이 점차 연해지다가 pH9에서는 연황색계통으로 변화하였다. 은행잎의 면과 마 경우 pH가 증가함에 따라서 L값이 증가하여 점차 밝아졌으며, a값과 b값이 감소하여 pH가 높아질수록 녹색이 점차 연해지다가 pH9에서는 연녹색계통으로 변화하였다.

Munsell 값으로 V값은 증가하고 C값이 감소하므로 명도는 증가하고 채도는 감소하는 결과가 나타났는데 이는 pH가 증가함에 따라 염착량이 감소하기 때문이라고 판단된다. 따라서 실험결과 pH 농도와 염착량에 따라 짙은 색으로 발색되는 정도와 색의 영향을 받고 있음을 알 수 있었다.

결과적으로 면 직물과 마 직물은 pH4에서 염착량이 가장 높게 나 Flavonol계 색소는 pH4쪽으로 가까울수록 염착량이 가장 높게 나타났다는 결과를 얻었다.

3) 반복 염색과 매염에 의한 염색성

떡갈나무잎, 억새잎 염액에 면과 마의 시료를 염색-건조-매염처리의 과정을 1회로 하여 4회까지 반복처리(4차 반복처리분) 하였다. 떡갈나무잎과 억새잎은 온도를 80℃로 하고, 은행잎은 60℃로 하여 60분간 염색하여 수세 건조 후 염료의 농도를 Al 5% , Cu 3% , Fe 0.5% 로 하여 매염제를 40℃에서 20분간 매염하여 반복염색성의 변화를 나타낸 것이다(도3참조).

이하 떡갈나무 잎과 억새잎의 연색성을 각각 살펴보면 다음과 같다.

⑴ 떡갈나무잎 염색성

① 표면염색농도(K/S)

도4는 떡갈나무잎의 면과 마 염색포인 Al, Cu, Fe의 반복횟수에 따른 K/S의 변화를 나타낸 것이다.

1회에서 4회로 반복 염색횟수가 점차 늘어남에 따라 염착성이 점차 증가하여 4회 반복 염색에서 K/S값이 가장 높은 것으로 나타났다. 염색횟수가 늘어남에 따라 염착성이 향상되는 것으로 나타났다. 각 매염제에 따른 염착량을 보면 매염처리 한 시료의 염착량이 무매염처리 시료보다 높게 나타나 매염처리 염색포의 염착 증진 효과를 알 수 있었다. 면의 경우 Al, Cu가 Fe보다 염착량이 높고, 마의 경우 Fe이 Al, Cu 보다 염착량이 높은 편이다.

② 표면색 측정

상기 표4는 떡갈나무잎을 4회 반복 염색한 후 매염제 종류별로 염색포의 표면색을 측정한 결과이다.

떡갈나무잎의 면 염색포 Al 경우, 반복 횟수가 증가할수록 L값이 61.43에서 53.18로 감소하여 점차 어두워 졌으며, a값은 2.10에서 4.27로, b값은 20.13에서 23.77로 증가하여 연한 황색(Y)이 점차 진한 황색계통이 되었다. Cu경우 L값이 62.99에서 42.29로 감소하여 낮아졌으며, a값은 2.46에서 5.63로, b값은 20.92에서 22.79로 증가하여 연한 황색이 점차 진하게 되었다. Fe도 L값이 감소하여 낮아졌으며, a값과, b값은 증가하여 연한 황색이 진하게 되어 흑황색계통이 되었다.

떡갈나무의 마 염색포 Al 경우 반복 횟수가 증가할수록 L값이 60.05에서 45.41로 감소하여 점차 어두워 졌으며, a값에서는 4.51에서 5.22로, b값은 22.35에서 23.82로 증가하여 연한 황색(Y)이 점차 진한 황색계통이 되었다.

Cu경우 L값이 50.93에서 42.09로 감소하여 어두워 졌으며, a값에서는 3.10에서 4.92로, b값은 19.26에서 21.78로 증가하여 연한 황색(Y)이 진하게 되었고, Fe의 경우도 L값이 감소하고, a값과 b값은 증가하여 연한 황색이 점차 진하게 되어 흑황색계통이 되었다.(도6참조)

⑵ 억새잎 염색성

① 표면염색농도(K/S)

도5는 억새잎의 면과 마 염색포인 Al, Cu, Fe의 반복횟수에 따른 K/S의 변화를 나타낸 것이다.

억새잎의 면과 마 염색포의 경우 1회에서 4회로 반복 염색횟수가 점차 늘어남에 따라 염착성이 점차 증가하여 4회 반복 염색에서 K/S값이 가장 높은 것으로 나타났다. 염색횟수가 늘어남에 따라 염착성이 향상되는 것으로 나타났다. 면의 경우 Fe이 Al, Cu 보다 염착량이 높고, 마의 경우 Al, Cu, Fe 모두 염착량이 비슷한 편이었다. 억새잎으로 염색매염처리 한 염포의 염착농도가 무매염포에 비해 높은 염착증진 효과를 보였다.(도7참조)

② 표면색 측정

상기 표5는 억새잎 4회 반복 염색후의 매염제 종류별 염색포의 표면색을 측정한 결과이다.

억새잎의 면 염색포 Al경우, 반복 횟수가 증가할수록 L값이 68.82에서 53.20로 감소하여 점차 어두워 졌으며, a값에서는 2.10에서 4.27로, b값은 20.13에서 23.77로 증가하여 연한 황색(Y)이 점차 진한 황색계통이 되었다.

Cu경우, 반복 횟수가 증가할수록 L값이 71.59에서 57.81로 감소하여 점차 어두워 졌으며, a값에서는 1.27에서 1.96로, b값은 20.50에서 22.60로 증가하여 연한 황색(Y)이 점차 Al보다 다른 진한 황색계통이 되었다.

Fe 경우도, 반복 횟수가 증가할수록 L값이 감소하여 낮아 졌으며, a값과 b값은 증가하여 연한 황색이 점차 진하게 되어 흑황색계통이 되었다.

억새잎의 마 염색포 Al경우, 반복 횟수가 증가할수록 L값이 58.89에서 51.56으로 감소하여 점차 어두워 졌으며, a값에서는 3.74에서 4.10로, b값은 23.31에서 24.72로 증가하여 연한 황색(Y)이 점차 진한 황색계통이 되었다.

Cu경우, 반복 횟수가 증가할수록 L값이 58.59에서 46.31로 감소하여 점차 어두워 졌으며, a값에서는 1.20에서 3.11로, b값은 20.87에서 23.37로 증가하여 연한 황색(Y)이 점차 Al보다 다른 진한 황색계통이 되었다.

Fe 경우도, 반복 횟수가 증가할수록 L값이 감소하여 낮아 졌으며, a값과 b값은 증가하여 연한 황색이 점차 진하게 되어 흑황색계통이 되었다.

결론적으로 ΔE값과 K/S의 값이 점차 증가함을 보여주고 있음은 반복횟수가 증가함으로써 염착량이 증가하기 때문이라고 판단된다. 따라서 떡갈나무잎, 억새잎의 면염색포 마염색포는 염착량에 따라서 점차 진한 색으로 발색되는 정도와 색상에 영향을 받고 있음을 알 수 있다.

4) 자외 가시부 흡수 스펙트럼

떡갈나무잎, 억새잎 색소추출액의 분광학적 특성을 파악하기 위하여 자외가시부 분광광도계인 실험기기(UV-vis-NIR Spectrophotometer : Cary 5000(Varian))로 측정하였다.

떡갈나무잎, 억새잎의 색소추출은 90℃에서 각각 추출하고 은행잎은 실온에서 각각 색소를 추출하여 메탄올에 녹인 후에 침전물을 여과하였다.

떡갈나무잎, 억새잎 색소추출액은 1ml에다 메탄올(methanol)50ml로 50배 희석하고, 은행잎 색소추출액은 1ml에다 메탄올(methanol)100ml로 100배 희석하였다.

이를 각각 3ml를 취해 10mm10mm 셀(quartz cell)에 담아 baseline에 고정시킨 후 60, 80, 100분으로 200~800nm의 범위에서 UV-vis스펙트럼으로 나타내었다(도8, 도9 참조).

상기 도8 및 도9에서 떡갈나무잎, 억새잎 색소추출액의 최대 흡수(Absorbance) 파장(Wavelenght(nm))을 200~800nm의 범위에서 UV-vis스펙트럼으로 나타난 실험결과에서 시간에 따른 흡수 파장은 60분에서 100분까지 순차적으로 높은 피크를 보였다. 떡갈나무잎은 80분에서 281(Abs(흡수) : 4.017)nm로 가장 높은 피크를 형성하였고, 억새잎은 60분에서 273(Abs(흡수) : 1.233)nm로 가장 높은 피크를 형성하였으며, 은행잎은 100분에서 271(Abs(흡수) : 1.518)nm로 가장 높은 피크를 형성하였다. 이들의 높은 피크 형성은 60분에서 100분까지 근소한 차이를 보였다.

도 8 및 도9에 나타난 결과와 같이 떡갈나무잎, 억새잎 색소추출액의 최대 흡수 파장은 추출온도(90℃, 실온)나 시간, 추출용액에 관계없이 271nm ~ 350nm 부근에서 공통적으로 나타났다.

Flavonoid 흡수영역은 일반적으로 240~400nm에서 나타나는 band로 떡갈나무잎, 억새잎는 Flavonoid 흡수 영역에서 벗어나지 않음을 알 수 있었다.

<염색 견뢰도>

상기에서 언급하였던 본원발명의 염료 추출물인 떠갈나무 잎과 억새잎을 시료한 염색견뢰도를 상세히 설명하면 아래와 같다.

1) 염색포에 따른 염색성 견뢰도

본 연구에서는 떡갈나무잎, 억새잎의 면 염색 포와 마 염색포를 4차 반복처리

분 염색포에 적합한 일광견뢰도, 드라이클리닝, 세탁견뢰도, 땀견뢰도의 측정을 도11에 나타내었다.

⑴ 떡갈나무잎 염색포의 견뢰도

상기 표6의 결과와 같이 일광견뢰도는 일광의 노출에 대한 시료의 색변퇴 정도를 측정하는 것으로 Al의 경우 일광견뢰도는 면2, 마2 등급으로 일광에 약했으며, Cu의 경우 면과 마4 등급으로 일광에 좋은 편이고, Fe의 경우 면2, 마4 등급으로, 면은 대조 무매염에 비해 일광에 약했으며, 마는 면에 비하여 좋은 편이었다. 대조 무매염은 면과 마 모두 4등급으로 Al의 면 염색포 및 마 염색포와 Fe의 면보다 일광견뢰도가 더 좋은 편이었다.

이와 같은 결과의 등급으로 볼 때, Al을 제외한 나머지 매염 처리한 떡갈나무잎 염색포에 있어서 일반적인 천연염색 일광견뢰도에 비해 좋은 편이라고 할 수 있다. Al의 염색포는 그늘에서 일광할 것을 시사하고 있다. 떡갈나무잎 염색포의 일광견뢰도는 1-4등급으로 측정하였다.

드라이클리닝 변퇴색은 떡갈나무잎의 4차 염색포의 면 마 경우와 드라이클리닝의 용액을 가한 염색포의 견뢰도 경우는 모두가 4등급으로 좋은 상태의 결과로 나타났으므로 떡갈나무잎의 염색포를 드라이크리닝 하는 데는 안전하다고 할 수 있다. 또한 대조 무매염과 매염 염색포 모두 4-5등급으로 나타나 드라이클리닝 견뢰도가 우수하게 나타났다

세탁견뢰도는 세탁할 때 발생할 수 있는 염료의 저항성을 측정하는 것으로 면과 마포의 세탁에 대한 변퇴 정도와 오염정도를 측정하였다. 떡갈나무잎 염색포의 색상 변퇴색 중, Al의 면 마와 Fe의 면과 대조 무매염의 면 마는 4등급 정도로 세탁견뢰도는 좋은 편이나 Cu의 면 염색포 마염색포와 Fe의 마는 2등급으로 약한 편이다. 떡갈나무잎의 염색포 Al, Cu, Fe 세탁견뢰도의 오염정도는 4-5등급으로 우수하였다.

상기 표7과 같이 땀견뢰도의 산성조건과 알칼리성 변퇴색은 떡갈나무잎 염색포의 Al, Cu, Fe의 면 염색포 마 염색포 경우와 대조 무매염의 면섬유 포 마 섬유포의 경우 땀 견뢰도는 4-5등급으로 우수한 편이며, 이 땀 견뢰도 시험은 1-5등급으로 측정하였다.

⑵ 억새잎 염색포의 견뢰도

상기 표8와 같이 억새잎 염색포의 일광견뢰도 Al의 경우 일광견뢰도는 면2, 마3 등급으로, Cu의 경우 면과 마 4등급으로, Fe의 경우 면2, 마3 등급으로, 대조 무매염은 면과 마 4등급으로 등급 되었다. Al의 면과 Fe의 면이 일광에 약한 편이었으며, 그 외의 염색포들은 보통 또는 우수 등급을 나타냈으며 일광견뢰도는 1-4등급으로 측정하였다.

드라이클리닝 색상변색은 억새잎 염색포인 면과 마의 Al, Cu, Fe경우와 드라이클리닝의 용액을 가한 면과 마의 Al, Cu, Fe 견뢰도 경우는 모두가 4등급으로 우수한 편이었다. 또한 대조 무매염과 매염염색포도 모두 4-5등급으로 우수하게 나타났다.

세탁견뢰도 색상변색은 억새잎 염색포의 Al과 대조 무매염에서 정상의 등급을 받았으나 면과 마의 Cu과 Fe경우는 2등급으로 세탁견뢰도가 약한 편으로 나타났다. 오염정도는 억새잎 염색포인 면 마의 Al, Cu, Fe 경우는 4-5등급으로 우수하게 나타났다.

상기 표9와 같이 땀 견뢰도 산성조건과 알칼리성 조건 모두에서 색상변색은 억새잎 염색포인 면 마의 Al, Cu, Fe 경우와 대조 무매염의 면 마 경우는 정상 또는 정상이상으로 나타났으며, 오염정도는 면 마의 Al, Cu, Fe에서 4-5등급으로 나타났다. 무매염의 오염은 면에서 5등급을 마에서는 4-5등급으로 나타났다.

<기능성 측정>

1. 자외선 차단

시험기기 UV-vis(VISIVBLE-NIR) Spectrophotometer(Perkin Elmer Lambda 950)을 이용하여 KS K 0850의 표준상태에 의해 자외선 파장용 필터(Holmium Oxide Filter)를 사용하여 분광광도계의 파장 단위를 검사하였다. 파장단위는 파장 290~400nm를 최소한 매 5nm 파장 단위로 주사하면서 시료의 자외선 투과율을 측정하였다. 시험조건에서 광원은 CIE에서 규정하는 인공태양광인 제논 아크램프(Xenon Arc Lamp)를 사용하였다. 차단율 UV-A는 자외선 파장이 315 ~ 400nm 사이의 차단율을, UV-B는 자외선 파장이 290~315nm 사이의 차단율을 나타낸다.

UPF ~	자외선 차단 지수
14-24 ~	good
25-36 ~	very good
≥40 ~	excellent
UV-A ~	자외선 315 ~ 400nm 사이의 차단율
UV-B ~	자외선 280 ~ 315nm 사이의 차단율
시험조건~	광원-제논 아크램프(Xenon Arc)
시험기기~	UV-VISIBLE NIR Spectrophotometer

1) 떡갈나무잎 염색

떡갈나무잎을 가지고 염색한 염색횟수는 UVA, UVB 차단율에 영향을 미쳤으며, 반복 염색횟수가 증가할수록 자외선 차단율이 지속적으로 증가하여 4차 반복처리분 염색포에서는 가장 높은 자외선 차단율을 나타냈는데, UV 차단율이 가장 높은 4차 반복처리분 염색포의 데이터를 분석해 보면 다음과 같다.

떡갈나무잎 염포인 면의 Al 경우 UVA가 93.6%, UVB가 93.7%로 나타났고, Cu의 경우 UVA가 99.8%, UVB가 99.0%로 나타났으며, Fe의 경우 UVA가 99.1%, UVB가 98.3%로 나타났다. 대조군 무염포 면은 UVA가 68.8%를, UVB는 73.1%로 나타났고, UVA와 UVB에서는 Cu, Fe, Al, 무매염 순으로 나타났다.

평균적으로 면 염색포에서 UVA의 Al, Cu, Fe 경우 평균 약 97.5%를, UVB의 Al, Cu, Fe 경우 평균 약 95.7%의 우수한 자외선 차단효과를 나타내었다.

떡갈나무잎 염색포인 마 의 Al 경우 UVA가 93.3%, UVB가 93.5%로 나타났고, Cu의 경우 UVA가 93.4%, UVB가 93.6%로 나타났으며, Fe의 경우 UVA가 87.8%, UVB가 88.1%로 나타났다. UVA와 UVB에서는 Cu, Al, Fe, 순으로 나타났으며, 평균적으로 마 염색포에서 UVA의 Al, Cu, Fe 경우 평균 약 91.5%를, UVB의 Al, Cu, Fe 경우 평균 약 91.7%의 우수한 자외선 차단효과를 나타내었으나 반면 무염포 마는 UVA가 87.0%를, UVB는 89.2%로 나타났다.

떡갈나무잎 염색포인 Al, Cu, Fe들의 UVA, UVB 차단율이 대조군 무염포에 비해 높게 나타났다. 따라서 떡갈나무잎 염색이 자외선 차단율에 유의한 영향을 주는 것으로 나타났으며, 전체적으로 떡갈나무잎 염색포의 자외선 차단율이 증가한 것을 알 수 있었다.

2) 억새잎 염색

억새잎 염색포에서 반복염색횟수가 증가할수록 자외선 차단율이 지속적으로 증가하여 4차 반복처리분 염색포에서 가장 높은 자외선 차단율을 보여 다음과 같이 분석해 보기로 하였다.

억새잎의 면 염색포인 Al 경우 UVA가 98.9%, UVB가 99.1%로 나타났고, Cu의 경우 UVA가 99.0%, UVB가 99.1%로 나타났으며, Fe의 경우 UVA가 99.2%, UVB가 99.3%로 나타났다. UVA와 UVB에서는 Fe, Cu, Al, 대조군 무매염 순으로 나타났으며, 평균적으로 UVA의 Al, Cu, Fe 경우 평균 약 99.03%를, UVB의 Al, Cu, Fe 경우 평균 약 99.17%로 매우 우수한 자외선 차단효과를 나타내었다. 반면, 대조군 무염포 면은 UVA가 66.2%를, UVB는 70.3로 면의 Al, Cu, Fe 경우보다 UVA와 UVB가 크게 낮았다.

억새잎의 마 염색포의 Al 경우 UVA가 94.2%, UVB가 99.1%로 나타났고, Cu의 경우 UVA가 99.0%, UVB가 99.1%로 나타났으며, Fe의 경우 UVA가 99.2%, UVB가 99.3%로 나타났다. UVA와 UVB에서 자외선 차단효과는 Cu, Al, Fe, 대조군 무염포의 순으로 나타났으며, 평균적으로 UVA의 Al, Cu, Fe 경우 평균 약 93.4%를, UVB의 Al, Cu, Fe 경우 평균 약 93.6%로 우수한 자외선 차단효과를 나타내었다. 반면, 대조군 무염포 마는 UVA가 81.0%를, UVB는 83.4로 마의 Al, Cu, Fe 경우보다 UVA와 UVB가 낮았다.

억새잎 염색포의 Al, Cu, Fe경우 UVA, UVB 차단율이 무염포에 비해 높아 억새잎 염색이 자외선 차단에 유의한 영향을 주는 것으로 나타났으며, 전체적으로 억새잎 염색포의 자외선 차단율이 증가한 것을 알 수 있었다.

결론적으로 떡갈나무잎, 억새잎은 1차 염색포에서 낮았던 UV 차단율이 4차 반복처리분 염색포에서는 UV 차단율이 높아졌다. 이는 염색횟수가 증가할수록 UV 증가폭이 높아진다고 판단된다. 4차 반복처리분 염색포가 대조군 무염포보다 자외선 차단율이 높았고, 면과 마 염색포는 UVA와 UVB에서 자외선 차단율이 모두 높았다. 이는 3가지 염재 추출액에 함유되어 있는 유기화합물인 플라보노이드계 화합물 등이 유기계 자외선 차단제 역할을 하기 때문인 것으로 판단된다.

플라보노이드의 중축합물인 카카오색소의 내광성을 검토하기 위하여 색소의 수용액을 pH 3.0~8.0으로 조정한 후 자외선을 조사시킨 결과 광조사 전후에 변화가 나타나지 않았다는 것과, 이 색소를 PE, PP, PVC와 같은 필름에 착색시킨 경우 300nm부근까지의 자외선을 차단한다는 사실을 밝혔다.

억새잎 연구자료에 의하면, 억새색소성분의 흡수된 파장색 스팩트럼은 274nm~332nm에서 흡수피크가 나타났고, Kim(2008)은 땅콩껍질 색소성분에 들어있는 케르세틴(quercetin)의 최대흡수파장은 287~291nm에서 나타났다고 보고 하였다.

Flavonoid계 색소성분을 메탄올과 에탄올로 자외선 범위에서 스펙트럼으로 나타낸 결과 트리신은 λmax : 250, 269nm(에탄올)과 244, 269, 299, 350(메탄올)의 파장이 형성되었고, 루데오린은 λmax : 255, 350nm(에탄올)과 349(메탄올)의 파장이 형성되었으며, 케르세틴은 λmax : 255, 374nm(에탄올)을, 케르시트린은 λmax : 256, 265, 301, 350nm(메탄올)부근에서 최대 흡수파장이 형성되었다(Cho, 2000). 따라서 Flavonoid의 흡수영역은 240~400nm에서 나타난 band로 트리신 색소성분인 떡갈나무잎과, 루데오린 색소성분인 억새잎 색소들은 Flavonoid 영역에서 벗어나지 않음을 알 수 있었다.

2. 소취성

소취성 시험방법은 시험용기인 5L의 테드라백에 시료 1.0g를 넣고, 초기농도로 조정한 암모니아(NH3)가스 3L를 주입한 후 2시간 후 가스농도를 검지관으로 측정하였다. 소취성 시험은 4차 반복처리분 염색포를 가지고, 암모니아(농도:PPM) 초기농도 100에서 2시간 후의 떡갈나무잎의 면 염색포 Al, Cu, Fe 소취율은 각각 99.9%이고, 마 염색포는 Al과 Fe이 각각 99.9%이며, Cu는 90.7을 나타냈다.(표12, 표13 참조)

억새잎의 면과 마 염색포의 Al, Cu, Fe 소취율은 각각 99.9%를 보여 3가지 면과 마 염색포 모두 매우 우수한 소취성을 나타냈다. 반면, 3가지 평균 무염포 면은 38.1%를, 마는 80.3%의 감소율을 나타내어 이들 염색포보다 소취성이 크게 낮았으며, Kwon(2005)의 무염포 마가 85%의 감소율을 보여 본 연구와 비슷하였다.

이와 같이 실시된 본 발명의 면 염색포와 마염색포가 우수한 소취성을 가지는 것은 섬유 표면에 부착된 떡갈나무잎, 억새잎이 소취성 물질인 NH3 가스 등의 취기 물질을 냄새가 나지 않는 다른 화학적 물질로 변화시키거나 취기 물질을 화학적, 물리적 등으로 염착하기 때문인 것으로 판단된다. 대부분 플라보노이드계 등으로 염색한 섬유는 소취성 기능 외에 다른 기능도 여러 가지 포함하고 있다.

3. 항균성

떡갈나무잎, 억새잎에 대한 항균성 실험 (KS K 0693 : 2006)

떡갈나무잎, 억새잎에 대하여 염색포와 무염포 항균시험을 KS K 0693 : 2006에 의해 항균성을 검증한 결과는 다음의 표14, 표15, 표16, 표17과 같다.

떡갈나무잎, 억새잎의 4차 반복처리분 염색포인 면과 마의 Al, Cu, Fe와 대조군 무염포의 항균성을 알아보기 위하여 황색포도상구균과 폐렴균에 대한 균 감소율을 초기균수(대조편의 접종 직후)(Ma), 대조편의 18시간 배양 후의 생균수(Mb), 시험편의 18시간 배양 후의 생균수(Mc), 정균감소값, 정균감소율(%)을 측정한 결과를 다음과 같이 나타내었다(표14 내지 표17참조).

가. 떡갈나무잎 항균성

떡갈나무잎의 면염색포 Al경우는 황색포도상구균과 폐렴균의 감소율이 각각 99.9%를, Cu경우는 황색포도상구균과 폐렴균의 감소율이 각각 99.9%를, Fe경우, 황색포도상구균과 폐렴균의 감소율이 각각 99.9%로 매우 우수한 균감소율(%)이 나타났다(도11, 도12참조).

떡갈나무잎의 마염색포 Al 경우 황색포도상구균과 폐렴균의 감소율이 각각 99.9%를, Cu경우 황색포도상구균과 폐렴균 감소율이 각각 99.9%를, Fe 경우, 황색포도상구균과 폐렴균 감소율이 각각 99.9%로 매우 우수한 균감소율이 나타났다(도11, 도12 참조). 반면, 무염포 면과 마는 황색포도상구균이 각각 95.0%와 83.8%, 폐렴균은 34.3%와 54.3%로 나타났다. Al, Cu, Fe 경우 보다 황색포도상구균과 폐렴균 감소율이 낮았다.

⑵ 떡갈나무잎 마염포의 18시간 배양 후 항균성 현미경 결과

나. 억새잎 항균성

억새잎 면염색포의 Al경우는 황색포도상구균과 폐렴균의 감소율이 각각 99.9%를, Cu경우는 황색포도상구균과 폐렴균의 감소율이 각각 99.9%를, Fe경우, 황색포도상구균과 폐렴균의 감소율이 각각 99.9%로 매우 우수한 균감소율로 나타났다.

억새잎 마염색포의 Al경우 황색포도상구균과 폐렴균의 감소율이 각각99.9%를, Cu경우 황색포도상구균과 폐렴균의 감소율이 각각 99.9%를, Fe 경우 황색포도상구균과 폐렴균의 감소율이 각각 99.9%로 매우 우수한 균감소율이 나타났다(Fig. 21~22). 억새잎 면과 마염포의 Al, Cu, Fe 경우, 황색포도상구균과 폐렴균의 감소율이 각각 99.9%로 매우 높은 균감소율을 나타낸 반면, 무염포 면과 마는 황색포도상구균이 각각 93.8%와 66.3%이고, 폐렴균은 각각 17.1%와 0.0%로 억새잎 면과 마염포의 Al이다.

이상에서 설명한바와 같이 본 발명은 떡갈나무잎, 억새잎의 염색포인 면과 마의 Al, Cu, Fe이 황색포도상구균과 폐렴균에서 각각 99.9%의 매우 높은 균감소율을 나타내어 균이 거의 없는 항균성을 나타낸 반면, 대조 무염포 면과 마는 떡갈나무잎, 억새잎의 염색포인 면과 마의 Al, Cu, Fe보다 균감소율이 낮아 황색포도상구균에서는 낮은 항균성을, 특히 폐렴균에서는 매우 저조한 항균성을 보였다.

또한 본 발명은 상시 실험에 의해 떡갈나무잎, 억새잎의 색소추출액을 이용하여 자외 가시부의 분광학적 특성을 파악하고, 면직물과 마직물을 대상으로 염색성, 기능성을 검토하고자 GMG:DA700-G, UV-vis-NIR, Minolta, Jafet, Cabon-Arc, SDL Atlas, PR-1 등의 기기를 사용하였다. 면직물과 마직물의 호발, 정련, 표백의 전처리과정에 의한 불순물 제거와 콩즙처리의 염착성, 염색시간, pH, 반복염색 매염횟수 등으로 조건을 달리한 염색적 특성, 염색물의 견뢰도를 평가하고 기능성을 규명한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. 면직물은 4~5%, 마직물은 15~30% 정도의 불순물이 호발, 정련, 표백의 전처리과정에 의하여 불순물이 제거 되었으며, 이를 옥도처리결과로 불순물이 100% 제거되었음을 밝혔다.

2. 콩즙 전처리과정은 물과 콩즙을 희석(2:1)하여 콩즙의 분량이 초과하 였을 때 마와 면섬유에 구김의 선 등이 많이 발생하여 얼룩이 발생하였다. 또한 콩즙 전처리과정 없이 염색한 염색포는 연속 염색을 하여도 낮은 염색성을 나타나고 있은을 알 수 있었다.

3. 떡갈나무잎, 억새잎 색소추출액의 최대 흡수(Absorbance) 파 장(Wavelenght(nm))을 200~800nm의 범위에서 UV-vis스펙트럼으로 나타난 실험결과에서 시간에 따른 흡수 파장은 60분에서 100분까지 순차적으로 높은 피크를 보였다. 떡갈나무잎은 80분에서 281(Abs(흡수):4.017)nm로 가장 높은 피크를 형성하였고, 억새잎은 60분에서 273(Abs(흡수): 1.233)nm로 가장 높은 피크를 형성하였다. 이들의 높은 피크 형성은 60분에서 100분까지 근소한 차이를 보였다.

떡갈나무잎, 억새잎, 은행잎 색소추출액의 UV-Vis 광선의 최대 흡수 파장은 271nm ~ 350nm 부근에서 공통적으로 나타났다.

4. 떡갈나무잎, 억새잎에서 추출한 색소의 염색성 변화는 염색시간, 반복염색횟수, pH를 염색조건을 달리하여 흡착활동을 실험한 결과 염착시간은 90분이 초과하면서 흡착량의 증가가 둔해 졌으며, 반복염 색횟수가 증가할수록 염착량이 증가 하였다.

면과 마직물은 pH가 9로 높을수록 옅은 색을 나타냈고, pH가 4로 낮을 수록 짙게 염착되었다. pH 4부근에서 최대 흡착량을 나타내었다.

5. 떡갈나무잎, 억새잎, 은행잎 색소성분으로 반복염색매염(Al, Cu, Fe) 한 면과 마염색포의 K/S값(표면염색농도)과 E값(표면색)에서 반복염색매염 횟수가 증가할수록, 온도가 높아갈수록 염착성이 증가하여 커졌으며, Y에서 YR(GR)계열로 나타났다. 반복염색매염처리는 염착량이 무매염처리 시료보다 높게 나타났으며, 90분에서 최대로 나타났다.

면과 마염색포의 표면색(E값)의 L값은 온도가 높아갈수록, 염색시간이 길수록(반복염색매염횟수가 증가할수록) 낮아진 반면, a값과 b값은 온도가 높아 갈수록, 염색시간이 길수록 증가하여 색차가 커졌다. 3가지 염색포 모두 반복염색매염횟수가 증가할수록 Y에서 YR(GR)계열로 나타났으나, Fe의 yellow지수가 Al, Cu 매염제보다 가장 낮게 나타났다.

6. 떡갈나무잎의 면과 마 염색포의 일광견뢰도는 2~4등급이고 드라이클리 닝은 모두가 4등급이며, 세탁견뢰도는 색상 변퇴색 중 면과 마는 2~4등급이고, 세탁견뢰도의 오염정도는 4-5등급이며, 땀 견뢰도는 모든 조건에서 4-5등급으로 우수하였다.

억새잎의 면과 마 염색포의 일광견뢰도는 2~3등급으로 일광에 약한 편 이었으며, 그 외의 염색포들은 4등급을 나타냈다.

드라이클리닝 색상변색은 Al, Cu, Fe의 경우와 용액을 가한 Al, Cu, Fe의 경우 모두가 4등급으로 우수한 편이었다.

세탁견뢰도 색상변색은 Al에서 정상 등급을 받았으나 Cu, Fe의 경우에 서는 2등급으로 세탁견뢰도가 약한 편으로 나타났다. 오염정도는 모두 4-5등급으로 우세한 편이다. 땀 견뢰도는 모든 조건에서 색상변색은 정상 이상으로, 오염정도는 4-5 등급으로 우수하다.

은행잎의 면과 마염색포의 일광견뢰도는 모두 1등급을 받아 일광견뢰도에 약했으며, 드라이클리닝 색상변색은 마의 Al과 Fe경우는 정상급이고, 나머지는 2등급으로 약했으며, 용액에서는 Al, Cu, Fe의 경우 드라이클리닝 견뢰도가 4~5등급으로 우수하였다.

세탁견뢰의 색상변색은 면의 Al을 제외한 면과 마의 Cu, Fe의 경우 2등급으로 세탁견뢰도의 변색에 약했으며, 오염정도는 Al, Cu, Fe 모두 4~5등급으로 우수하였다. 땀 견뢰도는 모든 조건에서 우세하게 나타났으며, 오염정도는 모두 4~5등급으로 우수하였다.

무매염의 면과 마는 모든 염색포의 일광견뢰도, 드라이클리닝, 세탁 견뢰도, 땀견뢰도에서 4~5등급으로 우수하였다.

7. 떡갈나무잎의 면 염색포는 UVA의 Al, Cu, Fe 경우 평균율이 약 97.5% 를, UVB의 경우 평균율이 약 95.7%로 우수한 자외선 차단효과를, 대조군 면의 무염포는 UVA가 68.8%을, UVB는 73.1로 면염색포 보다 낮게 나타났다. 떡갈나무잎의 마 염색포는 UVA의 Al, Cu, Fe 경우 평균율은 약 91.5%를, UVB의 경우 평균율은 약 91.7%를, 대조군 마의 무염포는 UVA가 87.0%를, UVB는 89.2로 마염색포 보다 UVA, UVB 차단율이 낮게 나타났지만 무염포 면보다 무염포마의 자외선 차단율이 더 높았다.

억새잎의 면 염색포는 UVA의 경우 평균율은 약 93.5%를, 대조군 무염포 면은 UVA가 66.2%를, UVB는 70.3로 면 염색포보다 UVA와 UVB가 크게 낮았다.

억새잎의 마 염색포는 UVA의 Al, Cu, Fe 경우 평균율은 약 93.4%를, UVB의 경우 평균율은 약 93.6%를, 무염포 마는 UVA가 81.0%를, UVB는 83.4로 마 염색포보다 UVA와 UVB가 낮았다.

8. 소취성 시험은 떡갈나무잎, 억새잎의 면과 마염색포의 Al, Fe 경우 소취율은 각각 99.9%이다. 떡갈나무잎 마의 Cu는 90.7%를 나타내었으나 무염포는 이들 염색포보다 낮은 소취성을 나타내었다.

9. 항균성검사에서 사용한 균은 황색포도상구균과 폐렴균 균주의 균감소 율을 측정하여 평가하였다. 떡갈나무잎, 억새잎의 염색포인 면과 마의 Al, Cu, Fe는 각각 99.9%의 매우 높은 균 감소율을 나타내어 균이 거의 없는 매우 최우수한 항균성을 나타낸 반면, 무염포 면과 마는 균 감소율이 낮아 다른 염색포보다 황색포도상구균에서는 낮은 항균성을 나타냈고, 특히 폐렴균에서는 매우 저조한 항균성을 보였다.

이와 같이 된 본 발명은 떡갈나무잎, 억새잎의 염색포를 여러 조건에서 분광계(UV-Vis Spectrom)방식법으로 과학적으로 확인하였으며, 플라보노이드계에 속함도 확인하였다. 또한 셀롤로오스계의 면과 마섬유에 염색 증진을 위하여 전처리과정을 실시하여 불순물 제거를 규명하였고, 염재의 색소추출방법개발, 염색의 최적의 조건규명, 반복염색과 매염처리 염색성규명, 기능성검증 등을 과학적으로 검증하였는 바,

본 발명은 지금까지 염색재료로 사용되지 않았던 플라보노이드계인 떡갈나무잎, 억새잎의 색소를 원포에 염색하여 염색성증진과 기능성을 개선하여, 면과 마 섬유의 염색이 잘 이루어지도록 하는 동시에 염색된 직물이 자외선 차단성, 소취성, 항균성을 갖는 기능성과 환경친화적인 천연재 염료를 이용한 염색 방법을 제공할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 8월 중순에 채취한 떡갈나무 잎과 억새잎을 선별하여 깨끗이 세척한 후 물기를 건조하는 단계와;
   상기 물기가 건조된 떡갈나무 잎과 억새잎 중 어느 하나를 선택하여 곱게 분말화하는 단계;
   상기 떡갈나무잎 또는 억새잎 중 어느 하나를 선택한 분말과 물, 탄산칼륨 1:100:0.5이 비율로 혼합하여 95℃에서 60분간 교반한 후 여과기로 여과하여 염료를 추출하는 단계;
   상기 염료 추출물에 초산을 넣어 PH 5.5∼6.0으로 조절하여 천연염료를 준비하는 단계;
   메주콩에 물을 넣고 6시간 이상 불린 후, 불린 콩에 2배의 물을 넣고 믹서기로 분쇄한 다음 여과기로 여과하여 콩즙을 준비하는 단계;
   염색할 면직물을 물, 수산화나트륨, 비누를 녹인 90℃의 물에 120분간 담근 후 수세하는 호발과정, 호발된 면직물을 다시 물, 수산화 나트륨, 탄산나트륨, 비누를 녹인 90℃의 물에 120분간 담궈 불순물을 완전히 제거하는 정련 과정과, 정련이 끝난 면직물을 물, 과산화수소, 수산화나트륨을 녹인 90℃의 물에 60분간 담구어 색소물질을 제거하는 표백 과정으로 이루어지는 단계와;
   상기 표백한 면직물을 준비된 콩즙에 물 2배를 넣어 희석한 30℃의 콩물에서 60분간 콩즙이 잘 스며들도록 주무른 후 이를 그늘에 건조하여 직물에 염색 전처리하는 단계;
   상기 염색 전처리된 면 직물을 40℃의 물에 10분간 담궈 팽윤시킨 후 이를 건져 상기 준비된 천연 염료를 가열하여 80℃로 유지한 염료에 60 분간 담가 염색을 실시한 후 이를 흐르는 물에 세척한 다음 건조하는 단계;
   상기 건조된 염색직물을 40℃의 물에 10분간 팽윤시킨 후 이를 알루미늄, 구리, 철을 용해시킨 60℃의 물에 30분간 담근 후 그늘에 건조시켜 매염하는 단계;
   상기 직물을 염색, 건조, 매염하는 과정을 1회로 하여 4회 반복실시하여 염색하는 것을 특징으로 하는 천연재 염료를 이용한 염색 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 호발과정은 면직물은 물 5ℓ에 수산화나트륨(NaOH) 1g과 비누 15g을 녹인 후 미지근한 물에 담궈 두었던 면직물 100g을 넣고 온도 90℃ 정도에서 2시간 침지시킨 다음 수세하고, 마직물은 물 5ℓ에 수산화나트륨(NaOH) 2g과 비누 15g을 녹인 후 미지근한 물에 담궈 두었던 마직물 100g을 넣고 온도 90℃ 정도에서 2시간 처리한 다음 수세하는 것을 특징으로 하는 천연재 염료를 이용한 염색 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 정련과정은 면직물에 함유되어 있는 불순물을 제거하기위해 물 5ℓ에 수산화나트륨(NaOH)3g, 탄산나트륨(Na2CO3) 5g과 비누 15g을 녹인 후 호발이 끝난 면직물을 담궈 온도 90℃ 정도에서 2시간 처리한 다음 수세하며,
   마직물은 물 5ℓ에 수산화나트륨(NaOH)2g 탄산나트륨(Na2CO3) 3g을 녹인 후 호발이 끝난 마직물을 담궈 온도 70℃ 정도에서 1시간 처리한 다음 수세하는 것을 특징으로하는 천연재 염료를 이용한 염색 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 표백과정은 정련만으로는 제거되지 않는 색소물질을 분해 제거하는 공정으로 물 5ℓ에 과산화수소(H2O2)수 10cc와 수산화나트륨(NaOH) 1g을 녹인 후 정련이 끝난 면직물을 담궈 온도 90℃ 정도에서 1시간 처리한 다음 수세하며,
   마직물은 물 5ℓ에 과산화수소수 10cc와 수산화나트륨(NaOH) 1g을 녹인 후 정련이 끝난 마직물을 담구어 온도 90℃ 정도에서 1시간 30분간 처리한 다음 수세한 것을 특징으로 하는 천연재 염료를 이용한 염색 방법.
5. 제1항에 있어서,
   생콩 즙은 콩즙 양의 2배 정도 물로 희석한 콩즙을 옷감 무게의 2배를 준비한 다음 먼저 정련된 면과 마섬유를 40℃ 증류수에 10분간 담가 팽윤시킨 후 희석한 콩물에 담가 30℃의 온도에서 20분 동안 콩즙이 잘 스며들도록 주물러서 가볍게 짜서 건조하는 것을 특징으로 하는 천연재 염료를 이용한 염색 방법.

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