KR101183958B1

KR101183958B1 - 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법 및 해조류 염색 섬유 제품

Info

Publication number: KR101183958B1
Application number: KR1020120066502A
Authority: KR
Inventors: 이봉호; 김영숙
Original assignee: 한밭대학교 산학협력단
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2012-09-19

Abstract

본 발명은 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법 및 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법으로 제조되는 해조류 염색 섬유 제품에 관한 것이다.
본 발명은 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법에 있어서, 염색용매로 물을 사용하지 않고 알콜을 사용함으로써 해조류의 색상만을 섬유에 염색하는 것이 아니라 해조류의 생리활성 기능이 섬유에 투입되어 항염증 및 항산화 기능성을 가지며 열 안정성이 높은 섬유를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명은 해조류 추출물 또는 해조류 추출 생리활성 분획물 자체를 천연염료로 사용함으로써 아토피 등과 같은 피부 알러지성 질환이 있는 사람이나 민감한 피부를 가진 사람에게 전혀 무해할 뿐 아니라 우수한 세탁견뢰도를 가지면서, 염색 시 중금속 등과 같은 유해물질이 발생하지 않아 친환경적이면서 직물에 항염증 및 항산화 기능성을 부여하여 기능성 의류소재에 응용할 수 있는 효과를 가져올 수 있다.

Description

해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법 및 해조류 염색 섬유 제품 {Dyeing method using algae extract and textile products and algae dyed textile products}

본 발명은 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법 및 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법으로 제조되는 해조류 염색 섬유 제품에 관한 것이다.

의복은 착용 과정 중에 인체로부터 땀, 피지, 피부 분비물 및 배설물에 의해 오염되며, 외부로부터는 공기 중의 매염과 먼지, 생활환경에 따른 식품, 화장품, 문방구 등은 미생물에 의해서 오염되어 비위생적이 된다.

미생물은 광의로 원생동물류(protozoa), 조류(algae), 곰팡이, 효모 등의 진핵생물과 세균, 방선균 등의 원핵생물을 의미하나 협의로는 균류(bacteria), 진균류(fungi), 바이러스(virus)가 포함된다. 균류는 의류에서도 영양을 섭취하여 번식하고 있으므로, 섬유상에 부착된 많은 균은 경우에 따라서는 저항력이 약한 노인과 어린아이에게 질환을 유발할 수도 있다. 또한 섬유제품에 균이 서식하면 섬유가 미생물에 의해 가수분해되어 취화가 촉진될 뿐 아니라, 섬유에 부착되어 있는 가공물 또는 오염물에 의해 균이 더욱 빨리 증식되어 섬유는 변색되며 악취도 발생하게 된다. 오염물이 부착된 섬유제품에는 악취가 발생함과 더불어 보온성 이나 통기성이 저하되기 때문에 착용감이 나빠진다.

이에 따라 섬유류에 항균성을 부여한 유래는 천연식물을 이용하여 미라를 감는 포를 처리한 기원전 4000년 이전으로 거슬러 올라가게 된다. 그러나 항균제를 사용하여 섬유에 항균성을 부여한 것은 세계대전 중 군인의 부상시 2차 감염을 줄이기 위하여 군복에 제4급 암모늄염을 처리한 것이 시효라고 할 수 있다. 섬유에 처리한 항균제로는 무기계인 은 및 구리 등의 금속염, 제4급 암모늄염 또는 구아니딘 등의 유기화합물과 천연물에서 추출한 키토산 등이 있다.

최근 환경 친화적인 천연염료에 대한 관심이 높아지면서, 이와 같이 최근 각종 화학 첨가제가 첨가된 인스턴트 식품이나 화학섬유의 범람으로 아토피성 피부질환이 성행하면서 이에 대한 방어 수단으로 다양한 연구개발이 시도되고 있으며, 보다 미려한 색상을 추출하기 위한 많은 연구가 진행 중이다. 즉 천연염료는 환경오염 방비, 독성이 거의 없는 우아한 색조 게다가 항균, 항미, 정장과 심신을 안정시키는 것 등의 약효를 지녀, 합성염료가 가지지 못하는 환경친화성과 기능성 등의 이점을 지니고 있다. 대한민국 공개특허 제 2012-0048829호에는 편백나무 잎과 대나무 잎을 이용하여 천연 염료를 제조하고 항 아토피 피부염의 개선 용도로 사용하는 기술이 공지되어 있고, 대한민국 등록특허 제 0574440호에는 국화추출물을 사용하여 치질치료 효과를 갖는 천연염료 제조 및 그 천연염료가 염색된 화장지에 대한 기술이 공지되어 있다.

상기한 바와 같이 천연염료는 동물, 광물, 식물로 구분할 수 있으나 실제로 식물이 대부분이다. 널리 사용되는 식물로는 쪽, 치자나무 외에도, 오배자, 오리나무, 뽕나무, 감나무, 황벽나무, 정향나무, 밤나무, 도토리, 소목, 홍화, 쑥, 울금, 꼭두서니, 닭의장풀, 지초, 양파 등 수종들이 사용되고 있다. 이처럼 현존하는 식물들은 다양한 색소를 가지고 있어 염료로 사용가능하다. 최근 개인의 자기만을 표현하려는 소비추세와 생활의 웰빙 추세와 맞물려 천연염색 제품 수요가 꾸준히 늘고 있으며, 또한 항균, 항산화, 소취, 대전방지 기능을 나타내는 기능성 천연염색 섬유제품에 대한 수요가 꾸준히 증가하고 있다.

합성 섬유에 대한 천연염색은 염재에 따라 항균, 소취, 방충, 방향, 알레르기 방지, 신경안정 효과 등의 기능성을 가져 건강한 생활을 할 수 있게 한다.

우리나라의 총 섬유산업 종사자 수는 280만명, 총 회사 수는 17,000개, 총 섬유산업 생산량은 약40조원이나 된다. 이러한 섬유산업을 천연염색제를 사용하여 고부가가치화 할 수 있다면 이에 따른 경제적 가치는 실로 막대하다 할 수 있다.

천연염료의 세계시장 규모는 약 5조원, 국내 시장 규모는 5,000억원이며, 현재는 거의 수입에 의존하고 있고, 천연염료를 이용한 의류 등 상품시장은 200억원을 조금 상회하고 있다.

해조류를 비롯한 미이용 자생식물 자원을 이용한 천연염료의 개발은 새로운 색소성분의 도입과 자원의 부가가치를 높이는 효과가 있다. 화학염료의 알레르기, 피부염 유발 등 인체 유해성과 염색폐수의 수질 오염으로 인한 각종 규제가 엄격해지는 관계로 수출용 원자재로 공급 및 직접 수출이 가능하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 환경부대 비용이 발생하지 않고 일정부분 기술력을 확보하고 있는 천연염료를 이용한 염색 생산 기술개발이 꼭 필요한 실정이다.

대한민국 공개특허 제 2012-0048829호 (2012.05.16) 대한민국 등록특허 제 0574440호 (2006.04.20)

상기한 바와 같은 한계점을 해결하기 위해 본 발명에서는 해조류로부터 분리한 추출물 또는 생리활성 분획물을 천연염료로 사용하여 직물을 염색함으로써 직물의 항산화기능, 항염기능 및 세탁견뢰도를 부여할 수 있는 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법 및 상기 염색방법으로 제조되는 해조류 염색 섬유 제품을 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 해조류를 이용하여 해조류 고유의 색상 및 생리활성을 가지는 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법을 제공한다.

본 발명에 따른 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법은 (a) 해조류에 추출용매를 가하여 추출하는 단계; (b) 상기 (a)단계로부터의 추출물을 여과 및 농축하여 해조추출 농축액을 수득하는 단계; (c) 상기 해조추출 농축액을 C1 내지 C4의 저급 알콜에 투입하여 섬유를 1차 염색 하는 단계; (d) 상기 1차 염색이 완료된 섬유를 수세 및 건조하는 단계; 및 (e) 상기 수세 및 건조된 섬유를 2차 염색 하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 있어서 상기 해조류는 감태(Ecklonia cava), 모자반(Sargassum fulvellum) 또는 이들의 혼합인 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단계(c)의 1차 염색은 50 내지 70℃의 온도에서 수행되고 상기 단계(e)의 2차 염색은 pH 6 내지 7의 조건에서 수행될 수 있으며, 상기 단계(c)의 1차 염색에 있어서 해조추출 농축액은 상기 C1 내지 C4의 저급 알콜 100중량부에 대하여 5 내지 30 중량부를 투입될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단계(c) 내지 단계 (e)의 1차 염색 및 2차 염색은 쪽, 홍화, 치자, 감, 아선약, 가자, 오배자 및 자초에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합 천연추출물을 더 포함하여 수행될 수 있으며, 상기 천연추출물은 생리활성 분획물 100부피부에 대하여 0.3 내지 0.5 부피부로 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법은 상기 (b)단계 후 상기 해조추출 농축액을 분획하여 생리활성 분획물을 수득하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 해조추출 농축액의 분획은 용매 분획으로써 상기 생리활성 분획물은 극성 용매 분획물일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 해조류의 추출용매는 메탄올, 에탄올, 에틸아세테이트, 아세토니트릴, 아세톤 및 물에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있고, 상기 단계(a)의 추출은 상기 해조류에 대하여 3 내지 8배의 추출용매를 가하여 2 내지 7일 동안 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법에서 사용되는 섬유는 면, 마, 모, 실크, 레이온, 나일론, 폴리에스테르, 아크릴 또는 스판덱스일 수 있다.

본 발명은 또한 상기 염색방법으로 제조되는 해조류 염색 섬유 제품을 제공한다.

본 발명은 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법에 있어서, 염색용매로 물을 사용하지 않고 알콜을 사용함으로써 해조류의 색상만을 섬유에 염색하는 것이 아니라 해조류의 생리활성 기능이 섬유에 투입되어 항염증 및 항산화 기능성을 가지며 열 안정성이 높은 섬유를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명은 해조류 추출물 또는 해조류 추출 생리활성 분획물 자체를 천연염료로 사용함으로써 아토피 등과 같은 피부 알러지성 질환이 있는 사람이나 민감한 피부를 가진 사람에게 전혀 무해할 뿐 아니라 우수한 세탁견뢰도를 가지면서, 염색 시 중금속 등과 같은 유해물질이 발생하지 않아 친환경적이면서 직물에 항염증 및 항산화 기능성을 부여하여 기능성 의류소재에 응용할 수 있는 효과를 가져올 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 염색방법으로 제조되는 해조류 추출물 염색 섬유 제품의 세탁견뢰도 및 일광 견뢰도 시험성적서이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

상기 감태 또는 모자반은 채취한 것 또는 시판되는 것 등 제한 없이 사용할 수 있으며, 증류수로 세척하여 이물질을 제거 및 건조한 후에 이를 파쇄 하여 본 발명에 사용될 수 있다. 상기 건조는 음지건조를 하는 것이 해조류 각각의 고유의 색을 유지하는데 좋다.

본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 해조류의 추출은 초음파 추출법, 여과법 및 환류추출법 등 당 분야에서 누구나 알수 있는 통상적인 추출법을 사용할 수 있다.

보다 상세하게는 메탄올, 에탄올, 에틸아세테이트, 아세토니트릴, 아세톤 및 물에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 용매로 사용하여 추출할 수 있고, 더욱 상세하게는 상기 해조류에 대하여 3 내지 8배의 메탄올 또는 에탄올을 가하여 실온에서 2 내지 7일 동안 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 해조류의 추출은 1회 수행할 수도 있고, 추출물의 수율을 높이기 위해 2회 이상 반복수행하여 추출물을 수득할 수 있으며, 다회 추출 수행 시 각각 다른 추출용매를 사용할 수 있다.

상기 수득된 추출물은 여과 및 농축을 통하여 해조추출 농축액으로 제조될 수 있다. 상기 여과는 추출액 내의 잔류물을 제거하고 순수한 추출액만을 수득하는 과정으로써, 본 발명의 일 실시예에 있어서는 원심분리하여 잔사를 제거하는 방법으로 여과단계를 수행할 수 있다.

본 발명은 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법에 있어서, 염색용매로 물을 사용하지 않고 알콜을 사용함으로써 해조류의 색상만을 섬유에 염색하는 것이 아니라 해조류의 생리활성 기능이 섬유에 투입되어 항염증 및 항산화 기능성을 갖는 섬유를 제조할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 일 실시예에 있어서 1차 염색과정은 상기 제조된 해조추출 농축액을 C1 내지 C4의 저급 알콜에 투입하여 수행할 수 있으며, 보다 상세하게는 해조추출 농축액을 50 내지 70℃의 메탄올 또는 에탄올에 투입하여 수행할 수 있다.

상기 해조추출 농축액은 상기 C1 내지 C4의 저급 알콜 100중량부에 대하여 5 내지 30 중량부 투입되어 1차 염색과정에 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 1차 염색과정은 매염제를 더 첨가하여 수행할 수 있다. 본 발명에 기재된 상기 매염제는 염색 전후에 피염물에 처리하여 발색과 고착을 위하여 진행되는 매염에 사용되는 물질을 말하며, 상기 매염제를 더 포함시킴으로써 염색 색상이 더 선명해지고 견뢰도가 우수해지는 효과를 가져온다. 일반적으로 천연염색에 있어서는 염색단계를 통해 섬유에 색소를 염착시킨 후에 매염시키는 후매염 방법 또는 염색단계 전에 매염제로 피염물을 먼저 매염하는 선매염 방법을 많이 사용하고 있으나, 본 발명에 따른 염색방법은 매염단계를 따로 수행하지 않고 염색과정에 매염제를 혼합하여 투입하는 혼합매염 방법으로 수행하는 바, 염색공정이 간단해지면서도 염색 색상의 선명도와 견뢰도를 향상시키는 효과를 가져올 수 있다. 상기 매염제는 일반적으로 천연염색에 사용되는 천연매염제 및 화학매염제 등 구분없이 사용이 가능하며, 구체적인 예로는 잿물, 볏짚, 철장액, 명반, 소석회, 초산, 구연산, 황산구리, 아세트산구리, 황산제1철, 질산철, 아세트산철, 황산알루미늄, 아세트산알루미늄, 염화알루미늄 및 탄산칼륨에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 매염제의 투입량은 염색을 원하는 섬유의 중량에 따라 결정할 수 있으며, 매염제의 양이 적은 경우에는 매염효과가 줄어들어 연하고 은은한 색상의 섬유를 제조할 수 있으나, 매염제의 양이 너무 많은 경우에 염색효과가 증가하는 것은 아니므로 적정량을 투입하여 사용하는 것이 좋고, 바람직하게는 상기 해조추출 농축액 100 중량부에 대하여 1내지 5중량부를 첨가하는 것이 더 좋다.

본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 해조추출 농축액, 매염제 및 염색용매로써 C1 내지 C4의 저급 알콜이 혼합된 1차 염료물의 양은 염색을 원하는 섬유가 충분히 잠길 수 있는 양으로, 바람직하게는 섬유 전체 부피에 대하여 5 내지 10 부피부를 사용하여 섬유를 침지시킴으로써 1차 염색단계를 수행할 수 있다.

상기 1차 염색이 완료된 섬유는 수세 및 건조하여 곧바로 2차 염색단계에 사용될 수도 있고, 1차 염색단계를 반복적으로 수행하여 섬유의 색상 및 항산화, 항염 등의 기능성을 조절할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 1차 염색단계 후 수세 및 건조 단계를 마친 섬유는 2차 염색하는 단계로 투입될 수 있다.

상기 2차 염색단계는 염색용매로 물을 사용할 수 있으며, 염색용매인 물과 해조추출 농축액을 5:5 내지 7:3의 부피비로 혼합하고, pH 6 내지 7의 조건으로 산도를 조절함으로써 2차 염료물을 제조하여 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 산도는 초산을 투입하여 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 섬유의 염색방법에 있어서 상기 1차 염색 및 2차 염색은 원하는 색상의 염색을 위해 쪽, 홍화, 치자, 감, 아선약, 가자, 오배자 및 자초에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합 천연추출물을 더 포함하여 수행될 수 있고, 상기 천연추출물은 상기 생리활성 분획물 100부피부에 대하여 30 내지 50 부피부 포함하여 염색단계에 사용될 수 있다.

본 발명 따른 섬유의 염색방법은 천연염색으로 인공염색과는 달리 염색된 섬유의 색이 곱고 은은하며, 해조류 고유의 색을 섬유에 염색시킬 수 있으며, 천연추출물을 더 포함함으로써 원하는 색상의 제조가 용이하다.

또한, 본 발명은 1차 염색단계의 염색용매로 물을 사용하지 않고 알콜을 사용함에 따라 해조류의 색상만을 섬유에 염색하는 것이 아니라 해조류의 생리활성 기능이 섬유에 투입되어 항염증 및 항산화 기능성을 갖는 섬유를 제조할 수 있는 효과를 가져올 수 있다.

본 발명에 있어서 상기 해조추출 농축액은 상기 염색방법과 같이 해조추출 농축액 그대로를 염색단계에 투입하여 사용할 수도 있고, 해조류의 생리활성 농도를 높여 기능성 섬유를 제조하기 위하여 상기 해조추출 농축액을 분획하여 수득된 생리활성 분획물을 염색단계에 투입하여 사용할 수도 있다. 상기 해조추출 농축액의 분획은 용매 분획으로써 극성용매와 비극성용매를 이용하여 극성의 차이에 따라 분획하는 것을 의미하며, 본 발명의 용매분획에 따라 수득된 생리활성 분획물은 극성용매 분획물일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 해조추출 농축액의 분획은 극성용매와 비극성용매의 혼합용액에 해조추출 농축액을 용해시켜 용해되지 않는 물질을 1차적으로 제거하고, 극성용매와 비극성용매를 사용하여 비극성용매 용해층을 제거하는 방법으로 수행하여 극성용매 분획물을 수득할 수 있고, 상기 용매분획은 2회 이상 반복 수행하여 생리활성 분획물을 수득할 수 있으며, 각각의 용매분획마다 극성용매와 비극성용매를 달리 선택하여 사용할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서 사용되는 극성용매는 물, 메탄올 및 에탄올에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합용액을 사용할 수 있고, 비극성용매는 헥산, 시클로헥산, 펜탄, 벤젠, 톨루엔, 이소프로필에테르, 클로로포름 및 클로로메탄에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합용매를 사용할 수 있다.

본 발명은 또한 상기 해조추출 농축액을 용매분획을 통하여 생리활성 분획물을 수득하고, 수득된 생리활성 분획물을 염색단계에 사용함에 따라 해조류의 생리활성효능, 상세하게는 항산화효능 및 항염증효능이 강화된 기능성 섬유를 제조할 수 있는 장점을 가질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 섬유는 면, 마, 모시 등과 같은 식물성 섬유, 모, 실크 등과 같은 동물성 섬유의 천연섬유 뿐 아니라 나일론, 폴리에스테르, 아크릴, 스판덱스 등과 같은 화학섬유에 이르는 모든 섬유를 포함하며, 이들 섬유의 원사 및 원단을 모두 포함하는 개념이다.

본 발명에 따라 제조된 해조류 염색 섬유 제품은 섬유 자체에 항산화 및 항염증의 기능성을 가지고 있으며, 상기 해조류 염색 섬유로 제작된 속옷, 팩, 의복 등을 착용함으로써 아토피, 여드름 등 현대인들에게 흔히 발생하는 피부질환 증상을 완화시켜주는 효과를 가질 수 있다.

이하 본 발명을 하기 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 어떤 의미로든 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

[실시예 1] 감태 추출물 이용 섬유의 염색

(1) 추출

채취하여 음건한 뒤에 잘게 분쇄한 10 kg의 감태를 15 L의 둥근 바닥 플라스크에 넣고 실온에서 8L의 에탄올로 12시간 동안 천천히 교반하여 진한 갈색의 추출물을 얻었다. 이러한 과정을 5회 반복하였고, 총 65 L의 에탄올을 사용하여 추출하였다. 그 다음, 원심분리기(2K15, Sigma)를 이용하여 10,000 rpm의 속도로 원심분리하여 잔사를 제거하였고 회전증발농축기(JP/N-IN, EYELA)를 40℃ 조건으로 사용하여 에탄올을 제거하여 감태 추출 농축액을 수득하였고, 수득된 농축액의 양은 768 g이었다.

(2) 1차 염색

용기에 상기 공정(1)에서 수득한 감태 추출 농축액 150 g, 에탄올 1.8 L을 혼합하고, 매염제로 묽은 아세트산(10% 수용액) 10 mL과 백반 결정 60 g을 넣고 60℃의 온도를 유지하여 110cm × 540cm의 면 직물을 넣은 후 20분간 침지한 후 1차 염색이 완료된 직물을 맑은 물로 3회 수세하여 볕이 잘 드는 곳에서 건조하였다.

(3) 2차 염색

용기에 40℃의 물1L와 상기 공정(1)에서 수득한 감태 추출 농축액 400mL를 혼합하여 10% 아세트산액 수용액을 사용하여 pH 6.5로 조절한 다음 상기 공정(1)에서 1차 염색을 마친 면직물을 넣고 20분간 침지한 후 맑은 물로 3회 수세하여 볕이 잘 드는 곳에서 건조하여 흑갈색의 감태 염색 섬유를 제조하였다.

[실시예 2] 감태 추출물 이용 섬유의 염색

(1) 추출

상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

(2) 분획

상기 공정(1)에서 수득한 감태 추출 농축액을 20L의 에틸아세테이트에 용해시킨 후에 여과하여 농축하였고, 용해되지 않은 잔사를 제거하여 여과된 감태 추출액을 농축하였다. 90%의 메탄올 수용액 10L에 녹이고 비극성용매로 헥산을 10L 사용하여 1차 용매분획을 실시하였다. 1차 용매분획 후 헥산층을 제거하여 수득된 메탄올 수용액층을 농축하고, 농축된 메탄올 수용액 층에 다시 30%의 메탄올 수용액 10 L와 이소프로필에테르 10 L를 사용하여 2차 용매 분획하였다. 2차 용매분획 후 이소프로필에테르층을 제거하여 수득된 메탄올 수용액층을 농축하고, 다시 40%의 메탄올 수용액 10 L와 클로로포름 10 L를 사용하여 3차 용매분획을 실시 및 클로포름층을 제거하고 수득된 40%의 메탄올 수용액 층을 감압 건조하여 285 g의 감태 생리활성 분획물을 얻었다.

(3) 1차 염색

감태 추출 농축액 대신에 상기 공정(2)에서 수득된 감태 생리활성 분획을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1의 (2) 1차 염색 공정과 동일하게 수행하였다.

(4) 2차 염색

감태 추출 농축액 대신에 상기 공정(2)에서 수득된 감태 생리활성 분획을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1의 (3) 2차 염색 공정과 동일하게 수행하여 흑갈색의 감태 염색 섬유를 제조하였다.

[실시예 3] 모자반 추출물 이용 섬유의 염색

감태 대신에 모자반을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 제 (1) 공정인 추출공정 후 모자반 추출 농축액 632 g을 수득하였고, 제 (3) 공정인 2차 염색 후 황갈색의 모자반 염색 섬유를 제조하였다.

[실시예 4] 모자반 추출물 이용 섬유의 염색

감태 대신에 모자반을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하였다. 제 (1) 공정인 추출공정 후 모자반 추출 농축액 632 g을 수득하였고, 제 (2) 공정인 분획공정 후 165 g의 모자반 생리활성 분획물을 수득하였으며, 제 (4) 공정인 2차 염색 후 황갈색의 모자반 염색 섬유를 제조하였다.

[비교예 1]

1차 염색 공정에서 염색용매로 에탄올 대신에 물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 흑갈색의 감태 염색 섬유를 제조하였다.

[비교예 2]

1차 염색 공정에서 염색용매로 에탄올 대신에 물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일하게 수행하여 황갈색의 모자반 염색 섬유를 제조하였다.

[시험예 1] 항염 활성 측정

하기 표 1과 같이 상기 실시예 1 내지 4, 비교예 1 내지 2에서 제조된 염색 섬유를 5 × 5cm로 잘라 에탄올 5 mL에 5시간 침지하여 섬유 내에 존재하는 감태 추출물을 수득하고, 이를 농축한 것을 시료로 하여 COX-2 시험법에 따른 함염활성을 측정하였다. U937 세포주를 배양한 다음 24-well plate에 세포들을 분주하였다. Well당 배양 량(incubation volume)은 500 μL로 맞추고 지질다당류(lipopolysaccharide)(1㎍/mL)와 각각의 시료 5 μL(in DMSO)를 첨가한 다음 24-48시간 동안 같은 조건으로 배양하였다. 36시간 후 각 well에 칼슘 운반체(calcium ionophore)와〔1-¹⁴C〕아라키돈산(arachidonic acid) 1 μL(in EtOH, 0.1 μCi/mL)를 첨가 후 같은 조건으로 10분간 배양하였다. 배양 후 각 well에 시트르산(citric acid)를 첨가하여 pH를 3.5로 맞추어 흔들어 준 다음 각 배양액을 500 μL취하여 마이크로 원심 시험관(microcentrifuge tube)에 분주한 다음 에틸아세테이트 700 μL를 첨가하여 10분 동안 진탕 추출하였다. 아세테이트 층을 500 μL 취하여 진공 건조기(speed vacuum dryer)를 이용하여 20분 동안 농축한 다음 농축된 잔사는 20 μL 아세테이트로 녹인 다음 TLC plate에 표준물질(authentic standard)과 함께 실시하였다. 방사성 고리(Radioactive band)는 에이코사노이드 표준물질(authentic eicosanoid standards)로 확인하며 확인된 고리의 방사능은 BAS 2000 bio-imaging analyzer를 통하여 측정하였다.

대조군으로는 다이메틸설폭사이드(DMSO), 상기 실시예 1의 공정(1)에서 제조된 감태 추출 농축액 및 상기 실시예 3의 공정(1)에서 제조된 모자반 추출 농축액을 대조군으로 하여 동일한 방법으로 활성을 측정하였고, DMSO의 측정값 대비 %로 환산하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

상기 표 1의 결과에서 알 수 있듯이, 상기 감태 추출물과 모자반 추출물은 항염활성 효능이 좋은 것으로 나타났으며, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 해조류 추출물 함유 염색섬유는 항염 활성 기능이 염색 전의 추출물 또는 분획물과 비슷한 수준으로 높게 나타나고, 염색용매로 물을 사용하여 제조된 해조류 추출물 함유 염색섬유보다도 월등한 항염기능을 가지는 효과를 가질 수 있게 된다.

[시험예 2] 항산화 활성 측정

하기 표 2와 같이 상기 실시예 1 내지 4, 비교예 1 내지 2에서 제조된 염색 섬유를 5 × 5cm로 잘라 에탄올 5 mL에 5시간 침지하여 섬유 내에 존재하는 감태 추출물을 수득하고, 이를 농축한 것을 시료로 하여 블로이스(Blois) 방법에 따라 1,1-디페닐-2-피크릴히드라질(DPPH)의 라디칼 소거 활성에 따른 항산화 활성을 측정하였다.

DPPH 20 ㎎을 에탄올 150 mL에 용해시켜 DPPH 용액을 제조하고, 이 용액 600 μL에 디메틸설폭사이드(DMSO) 250 μL를 가하고 에탄올 100 mL를 첨가 및 희석시켜 10초 동안 진탕시킨 후에 517 ㎚에서 대조군의 흡광도가 0.94에서 0.97이 되도록 맞춘다. 이때, 사용된 대조군으로는 가존의 항산화제로 사용되는 디부틸히드록시톨루엔(BHT)을 사용하였다. 동일한 방법으로 흡광도가 0.94에서 0.97인 DPPH 용액 각각 1 mL에 각각의 시료 20 ㎍을 넣고 완전히 혼합한 후에 10분 동안 반응시켜 흡광도를 측정하여 대조군의 감소한 흡광도 값을 100으로 하여 상대적인 흡광도 감소 값을 DPPH 라디칼 소거활성으로 하여 항산화 활성도를 측정하였고, 또 다른 대조군으로는 실시예 1의 공정(1)에서 제조된 감태 추출 농축액, 실시예 2의 공정(2)에서 제조된 감태 생리활성 분획물, 실시예 3의 공정(1)에서 제조된 모자반 추출 농축액 및 실시예 4의 공정(2)에서 제조된 모자반 생리활성 분획물을 대조군으로 하여 항산화 활성도를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

상기 표 2의 결과에서 알 수 있듯이, 상기 감태 추출 농축액 및 모자반 추출 농축액은 높은 항산화 효과를 나타내고, 분획을 통해 수득된 감태 생리활성 분획물 및 모자반 생리활성 분획물은 분획을 거치지 않은 각각의 추출 농축액보다 월등한 항산화 효과를 나타내었으며, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 해조류 추출물 함유 염색섬유는 염색용매로 물을 사용하여 제조된 해조류 추출물 함유 염색섬유보다도 항산화 활성 기능이 월등히 높은 것으로 나타났다.

[시험예 3] 열 안정성 평가

하기 표 3과 같이 상기 실시예 1 내지 2, 비교예 1에서 제조된 염색 섬유를 5 × 5cm로 잘라 각각 40, 60, 80, 100℃의 물에 2시간 침지시키고 건조한 후, 에탄올 5 mL에 5시간 침지하여 섬유 내에 존재하는 감태 추출물을 수득하고, 이를 농축한 것을 시료로 10 ㎍을 사용하여 상기 시험예 2와 동일한 방법으로 항산화 활성을 측정하였고, 상기 실시예 1의 결과를 100으로 기준삼아, 측정된 활성을 비율로 환산하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

상기 표 3의 결과에서처럼, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 해조류 추출물 함유 염색섬유 내의 항산화 효과는 뛰어난 열 안전성을 가짐으로써 열에 의해서도 해조류에서 추출된 항산화 기능성이 유지됨을 알 수 있다.

[시험예 4] 견뢰도 평가

염색한 직물의 견뢰도 시험은 FITI 시험연구원에 의뢰하였으며, 의뢰 항목은 세탁 및 일광 견뢰도 시험으로 두 가지이다. 시료 #1은 상기 실시예 1에서 제조된 감태 염색 섬유(감태 추출 농축액 사용 염색 섬유)이고 시료 #2는 상기 실시예 3에서 제조된 모자반 염색 섬유(모자반 추출 농축액 사용 염색 섬유)이다. 그 결과를 하기 도 1에 나타내었다. 하기 도 1의 결과로 알 수 있듯이, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 해조류 추출물 함유 염색섬유는 세탁 견뢰도와 일광 견뢰도가 우수한 것으로 나타났다.

Claims

(a) 해조류에 추출용매를 가하여 추출하는 단계;
(b) 상기 (a)단계로부터의 추출물을 여과 및 농축하여 해조추출 농축액을 수득하는 단계;
(c) 상기 해조추출 농축액을 C1 내지 C4의 저급 알콜에 투입하여 섬유를 1차 염색 하는 단계;
(d) 상기 1차 염색이 완료된 섬유를 수세 및 건조하는 단계; 및
(e) 상기 수세 및 건조된 섬유를 2차 염색 하는 단계;를 포함하는 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법.
제 1항에 있어서,
상기 해조류는 감태(Ecklonia cava), 모자반(Sargassum fulvellum) 또는 이들의 혼합인 것을 특징으로 하는 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법.
제 1항에 있어서,
상기 단계(c)의 1차 염색은 50 내지 70℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법.
제 1항에 있어서,
상기 단계(e)의 2차 염색은 pH 6 내지 7의 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법.
제 1항에 있어서,
상기 해조추출 농축액은 상기 C1 내지 C4의 저급 알콜 100중량부에 대하여 5 내지 30 중량부를 투입되는 것을 특징으로 하는 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법.
제 1항에 있어서,
상기 단계(c) 내지 단계 (e)의 1차 염색 및 2차 염색은 쪽, 홍화, 치자, 감, 아선약, 가자, 오배자 및 자초에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합 천연추출물을 더 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법.
제 6항에 있어서,
상기 천연추출물은 해조추출 농축액 100부피부에 대하여 30 내지 50 부피부 포함되는 것을 특징으로 하는 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법.
제 1항에 있어서,
상기 (b)단계 후 상기 해조추출 농축액을 분획하여 생리활성 분획물을 수득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법.
제 8항에 있어서,
상기 해조추출 농축액의 분획은 용매 분획인 것을 특징으로 하는 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법.
제 8항에 있어서,
상기 생리활성 분획물은 극성 용매 분획물인 것을 특징으로 하는 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법.
제 1항에 있어서,
상기 추출용매는 메탄올, 에탄올, 에틸아세테이트, 아세토니트릴, 아세톤 및 물에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법.
제 1항에 있어서,
상기 단계(a)의 추출은 상기 해조류에 대하여 3 내지 8배의 추출용매를 가하여 2 내지 7일 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법.
제 1항에 있어서,
상기 섬유는 면, 마, 모, 실크, 레이온, 나일론, 폴리에스테르, 아크릴 또는 스판덱스인 것을 특징으로 하는 해조류 추출물을 함유하는 섬유의 염색방법.
제 1항 내지 제 13항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 염색방법으로 제조되는 해조류 염색 섬유 제품.