KR101821371B1

KR101821371B1 - 함초를 이용한 직물의 염색방법

Info

Publication number: KR101821371B1
Application number: KR1020150150263A
Authority: KR
Inventors: 김상률
Original assignee: 목포대학교 산학협력단
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2018-01-23
Also published as: KR20170049189A

Abstract

함초를 이용한 직물의 염색방법이 개시된다. 상기 함초를 이용한 직물의 염색방법은 함초 성분을 함유하는 염액을 제조하는 단계(염액 제조 단계) 및 상기 염액에 직물을 침지시켜 상기 직물을 염색하는 단계(염색 단계)를 포함한다.

Description

함초를 이용한 직물의 염색방법{Method of dyeing fabric using Salicornia bigelovii}

함초를 이용한 직물의 염색방법이 개시된다.

해양은 지구 표면적의 약 70%나 차지하고 있을 뿐만 아니라 지구에 사는 전동물종의 약 80%가 해양에서 사는 해양생물로서 그 종류는 약 50여만종에 달하고 있다. 해양생물중 우리의 실생활과 가장 밀접한 분야는 해조류분야로서 해조류는 대부분 식용물 등으로 활용되어 그 사용에 제한적이었으나 최근 해조류 등의 수산식품이 동맥경화, 심근경색, 고혈압, 협심증, 뇌졸중, 당뇨병 등 성인병의 예방과 치료에 효과적이란 사실이 과학적으로 입증되면서 수산식품의 생리활성을 이용한 기능성식품개발 및 제약화에 많은 관심과 연구가 집중되고 있다.

즉, 해조류는 오래전부터 한국을 비롯한 극동지역에서 식용화되어 왔다. 특히, 한국에서 김, 미역 및 다시마는 대량으로 생산되고 널리 사용되는 해조류로서 식품화에 대한 연구뿐만 아니라 최근에는 항균성 및 항염증성을 이용한 신물질의 개발, 심장질환의 예방과 치료, 비만억제제 및 항암제 등 기능성 식품개발 및 제약화에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구 동향은 소득 수준의 향상으로 인해 식생활 형태가 서구화되어감에 따라 동물성 단백질과 지방의 섭취가 급증하고, 비만, 당뇨, 담석 등의 대사성 질환, 변비 및 장암 등의 질환이 급증하고 있는 실정에 따른 것이다. 그러나, 지구 전동물종의 약 80%인 해양생물 중 해조류를 제외한 기타 해양생물의 다양한 분야에의 응용을 위한 연구는 아직 미진한 편이다.

천연염료는 합성염료와는 달리 은은하고, 차분하며, 깊이가 있고, 미려하며, 감성적인 색감을 발현할 수 있다. 또한, 천연염료는 인체에 해가 없고 환경오염을 유발하지 않는 친환경적 염료로서 소취, 항균, 항알레르기성 등의 기능성을 부여할 수 있는 장점을 가지고 있어서, 최근 다양한 연구와 실용화에 대한 관심이 고조되고 있다. 천연염색은 그 동안 전통적 염재들을 중심으로 하는 연구가 주로 이루어져 왔으나, 최근에는 참소리쟁이, 라벤다, 벚나무, 감초, 감국, 까마중 등 새로운 염재 개발 및 전통적인 염재를 확대 응용하고자 하는 연구 등이 보고되고 있으며 천연색소의 대량생산 및 산업화가 가능한 물질에 대한 탐구 또한 활발하다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0067969호(2013. 06. 25)에 개시되어 있다.

본 발명의 일 구현예는 함초를 이용한 직물의 염색방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면은,

함초 성분을 함유하는 염액을 제조하는 단계(염액 제조 단계); 및

상기 염액에 직물을 침지시켜 상기 직물을 염색하는 단계(염색 단계)를 포함하는 것을 특징으로 하는 함초를 이용한 직물의 염색방법을 제공한다.

상기 염액 제조 단계는 함초 분말을 액체 매질에 분산시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 액체 매질은 물, 메탄올, 에탄올, 에틸아세테이트, 아세톤 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

상기 직물은 견직물, 면직물, 마직물, 모직물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

상기 염색 단계는 욕비 1:100, 색소농도 50~300% (o.w.f.), 염색시간 20~120분, 염색온도 40~90℃ 및 pH 2~11의 조건하에서 수행될 수 있다.

상기 염색 단계는 욕비 1:100, 색소농도 300% (o.w.f.), 염색시간 100분, 염색온도 90℃ 및 pH 3의 조건하에서 수행될 수 있다.

상기 함초를 이용한 직물의 염색방법은 상기 염색 단계 이전에 상기 직물을 매염제로 처리하는 단계(선매염 단계)를 더 포함할 수 있다.

상기 함초를 이용한 직물의 염색방법은 상기 염색 단계 이후에 상기 직물을 매염제로 처리하는 단계(후매염 단계)를 더 포함할 수 있다.

상기 매염제는 명반(AlK(SO₄)₂), 황산구리(CuSO₄·5H₂O), 황산제1철(FeSO₄·7H₂O) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

상기 함초를 이용한 직물의 염색방법은 상기 직물을 황색, 청색 또는 황록색으로 착색시킬 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 함초를 이용한 직물의 염색방법은 염색성, 각종 견뢰도, 항균성 및 자외선 차단 특성이 우수하고, 다양한 색상을 갖는 천연염색 직물을 제공할 수 있다.

도 1은 색소의 농도에 따른 총 염착량(K/S)의 변화를 도시한 그래프이다.
도 2는 염색 온도에 따른 총 염착량(K/S)의 변화를 도시한 그래프이다.
도 3은 염색 시간에 따른 총 염착량(K/S)의 변화를 도시한 그래프이다.
도 4는 염욕의 pH에 따른 총 염착량(K/S)의 변화를 도시한 그래프이다.
도 5는 선매염 방법에 의할 경우 매염제의 농도에 따른 총 염착량(K/S)의 변화를 도시한 그래프이다.
도 6은 후매염 방법에 의할 경우 매염제의 농도에 따른 총 염착량(K/S)의 변화를 도시한 그래프이다.

이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 함초를 이용한 직물의 염색방법을 상세히 설명한다.

상기 함초를 이용한 직물의 염색방법(이하, 간단히 「염색방법」이라고 함)은 함초 성분을 함유하는 염액을 제조하는 단계(염액 제조 단계) 및 상기 염액에 직물을 침지시켜 상기 직물을 염색하는 단계(염색 단계)를 포함한다.

본 명세서에서, 「함초(Salicornia bigelovii)」는 맛이 몹시 짜다 하여 중국의 옛 의학책인 「신농본초경」과 일본의 「대화본초」에 함초(鹹草) 또는 염초(鹽草)라고 기록되어 있고, 몹시 희귀하고 신령스러운 풀이라 하여 신초(神草)라고도 지칭되었으며, 퉁퉁하고 마디마디 튀어나온 풀이라 하여 우리말로는 「퉁퉁마디」라고도 지칭되는 쌍떡잎식물 중심자목 명아주과의 한해살이풀을 의미한다. 함초는 예로부터 민간요법으로 많이 이용되었던 자원 식물로서 암, 축농증, 관절염, 고혈압, 요통, 비만증, 치질, 당뇨병, 갑상선염, 천식, 기관지염 및 간 질환 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 함초는 한국 서해안이나 남해안, 제주도, 울릉도 및 백령도 등 섬지방의 바닷물이 닿는 해안이나 갯벌 그리고 염전주위에 무리지어 자생한다. 함초의 생리활성 기능에 대한 연구가 많이 진행되고 있으나, 패션제품의 염색에 함초를 이용하는 연구는 거의 없는 실정이다.

상기 염액 제조 단계는 함초 분말을 액체 매질에 분산시키는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 염액은 함초 분말과 액체 매질의 혼합물의 의미한다. 본 명세서에서, 용어 「염액」은 「염욕」으로도 지칭된다.

상기 함초 분말은 미가공 함초에 에탄올과 같은 유기용매를 첨가하여 함초 성분을 추출한 다음, 여과, 농축 및 동결건조하여 제조될 수 있다.

본 명세서에서, 「욕비」란 직물의 중량 대 염액(또는 매염제 용액)의 중량을 의미하고, 「색소 농도」란 염액 중 함초 성분의 농도를 의미한다. 또한, 색소농도의 단위에서 「o.w.f.」는 「on the weight of fiber」의 약어로서 직물의 중량 기준이라는 의미이다.

예를 들어, 상기 염색 단계는 욕비 1:100, 색소농도 300% (o.w.f.), 염색시간 100분, 염색온도 90℃ 및 pH 3의 조건하에서 수행될 수 있다.

상기 염색방법은 상기 염색 단계 이전에 상기 직물을 매염제로 처리하는 단계(선매염 단계)를 더 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 염색방법은 상기 염색 단계 이후에 상기 직물을 매염제로 처리하는 단계(후매염 단계)를 더 포함할 수 있다.

상기 선매염 단계 및 상기 후매염 단계는 각각 욕비 1:100, 매염제 농도 1~5% (o.w.f.), 매염시간 20~120분 및 매염온도 40~90℃의 조건하에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 선매염 단계 및 상기 후매염 단계는 각각 욕비 1:100, 매염제 농도 5% (o.w.f.), 매염시간 40분 및 매염온도 40℃의 조건하에서 수행될 수 있다.

상기 염색방법은 상기 직물을 황색, 청색 또는 황록색으로 착색시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 염색방법이 상기 선매염 단계를 포함하는 경우, 명반은 상기 직물을 황색으로 착색시키고, 황산구리 및 황산제1철은 각각 상기 직물을 청색으로 착색시킨다. 대안적으로, 상기 염색방법이 상기 후매염 단계를 포함하는 경우, 명반 및 황산제1철은 각각 상기 직물을 황색으로 착색시키고, 황산구리는 상기 직물을 황록색으로 착색시킨다.

이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.

시료 및 시약

시판 견직물을 정련하여 시료로 사용하였으며, 그 특성은 하기 표 1과 같았다. 함초는 시중에서 구입하여 사용하였으며, 매염제인 명반(AlK(SO₄)₂12H₂O), 황산제1철(FeSO₄7H₂O), 황산구리(CuSO₄5H₂O) 및 기타 시약 등은 1급 시약을 그대로 사용하였다.

직물 종류	직물 밀도 (threads/inch)	무게 (g/㎡)	두께 (㎜)	섬유 함량
평직	72×60	10±1	0.16	실크 100%

염료의 제조

함초 300g에 1L의 에탄올을 가하여 상온(약 25℃)에서 72시간 동안 추출한 다음, 여과, 농축 및 동결건조하여 분말로 제조한 후 염료로 사용하였다.

염색

함초 추출색소로 견직물에 욕비 1:100, 색소농도 50~300% (o.w.f.), 염색시간 20~120분, 염색온도 40℃~90℃, pH 2~11로 변화시켜가면서 IR염색기(Daelim Starlet Engineering, Model DL-6000)를 사용하여 염색한 다음 염착량(K/S)을 비교 분석하여　색소농도, 염색온도, 염색시간 및 pH의 영향을 평가하였다.

매염

매염제로 명반(AlK(SO₄)₂), 황산구리(CuSO₄·5H₂O) 또는 황산제1철(FeSO₄·7H₂O)을 사용하여, 욕비 1:100, 40℃에서 20분간 선매염 또는 후매염하였다. 매염제 종류, 매염제 농도 1~5% (o.w.f.) 또는 매염법에 따른 염착량을 평가하였다.

염착량 및 표면색 측정

핸디형 색차계(Color System Co., Model JX 777)를 사용하여 400㎚ 내지 700㎚의 범위에서 10㎚ 간격으로 표면 반사율을 측정한 후 하기 수학식 1(Kubelka-Munk 식)에 의해 K/S 값을　구하고 색의 변화 요인을 배제하기 위해, 상기 측정된 K/S 값들의 합(Total K/S)을 비교하였다.

[수학식 1]

K/S = (1-R)²/2R

식 중, R: 표면반사율, K: 흡광계수, S: 산란 계수

또한, 염색 조건, 매염제의 종류 및 매염제의 농도에 따른 색상의 변화는 색차계(Color System Co.,　Model JX 777)를 사용하여 CIELAB 표색계의 L^*, a^*, b^* 값과 색상(Hue), 명도(Value), 채도(Chroma) 값을 측정함으로써 평가하였다.

견뢰도 평가

세탁 견뢰도는 론더오미터(Launder-O-Meter)를 사용하여 KS K ISO 105 C06:2007 A2S법에 의해 평가하였고, 일광 견뢰도는 페이드오미터(Fade-O-Meter)를 사용하여 KS K ISO 105 B02:2005법에 의해 평가하였으며, 마찰 견뢰도는 크로크미터(Crock-Meter)를 사용하여 KS K 0650법에 의해 평가하였으며, 땀 견뢰도는 AATCC perspiration tester를 사용하여 KS K 0715법에 의해 평가하였으며, 드라이클리닝 견뢰도는 론더오미터(Launder-O-Meter)를 사용하여 KS K ISO 105 D01:2005법에 의해 평가하였다.

항균성 평가

항균성은 KS K 0693: 2001에 의하여 공시균으로 Staphylococcus aureus(ATCC 6538)와 Klebsiella pneumoniae(ATCC 4352)을 사용하여 세균 감소율(bacteria reduction rate)을 측정하여 평가하였다.

자외선 차단특성 평가

미처리 견직물, 함초 추출색소로 염색한 견직물 및 매염처리한 견직물의 UV-A 및 UV-B의 투과율을 UV-VIS-NIR Spectrophotometer(Varian, CARY 5000)를 사용 측정하였다. 이후, 하기 수학식 2 및 3을 이용하여 UV 투과율 및 UV 차단율을 각각 계산하였다.

[수학식 2]

UV투과율(%)= (T/B) × 100

식 중, T: 시료를 통과한 UV투과량, B: 공기를 통과한 UV투과량

[수학식 3]

UV차단율(%)= 100-UV투과율(%)

평가 결과

<색소농도에 따른 총 염착량(K/S)의 변화>

욕비 1:100, 염색시간 60분, 염색온도 80℃ 및 pH 3의 조건에서 염색하였을 때 색소농도에 따른 총 염착량(K/S)의 변화를 도 1에 나타내었다.

도 1을 참조하면, 총 염착량(K/S)은 색소농도가 증가함에 따라 증가하고, 색소농도 300% (o.w.f.)에서 최대값을 갖는 것으로 나타났다. 이는 염욕에서의 색소농도가 증가할수록 더 많은 염료들이 견직물로 이동하여 염착되기 때문인 것으로 판단된다.

<염색온도에 따른 총 염착량(K/S)의 변화>

욕비 1:100, 색소농도 300% (o.w.f.), 염색시간 60분 및 pH 3의 조건에서 염색하였을 때 염색온도에 따른 총 염착량(K/S)의 변화를 도 2에 나타내었다.

도 2를 참조하면, 염색온도가 증가할수록 총 염착량(K/S)이 증가하여 90℃의 염색온도에서 최대값을 나타내었다. 이는 염색온도가 증가할수록 색소분자들의 응집체가 감소하여 색소들이 섬유 내부로 빠르고 용이하게 확산하기 때문인 것으로 판단된다.

<염색시간에 따른 총 염착량(K/S)의 변화>

욕비 1:100, 색소농도 300% (o.w.f.), 염색온도 80℃ 및 pH 3의 조건에서 염색하였을 때 염색시간에 따른 총 염착량(K/S)의 변화를 도 3에 나타내었다.

도 3을 참조하면, 염색시간이 증가할수록 총 염착량(K/S)이 증가하여 100분의 염색시간에서 최대값을 나타내고, 염색시간이 그 이상으로 증가할 경우에는 총 염착량(K/S)이 오히려 약간 감소하는 것으로 나타났다. 이는 견직물내에 염착될 수 있는 함초 추출색소의 양이 염색시간 100분에서 포화상태에 이르고, 그 이상의 염색시간에서는 오히려 함초 추출색소의 탈착이 일어나기 때문인 것으로 판단된다. 즉, 색소의 음이온과 견섬유의 아민기(-NH²) 사이의 이온 결합이 100분까지는 지속적으로 형성되어 총 염착량(K/S)이 증가하였으나, 그 이후에는 총 염착량(K/S)이 단분자형의 흡착곡선 형태와 유사하게 평형상태에 도달하여 염색시간이 증가하더라도 총 염착량(K/S)이 더 이상 증가하지 않는 것으로 판단된다.

<염욕의 pH에 따른 총 염착량(K/S)의 변화>

욕비 1:100, 색소농도 300% (o.w.f.), 염색온도 80℃ 및 염색시간 60분의 조건에서 염색하였을 때 염욕의 pH에 따른 총 염착량(K/S)의 변화를 도 4에 나타내었다.

도 4를 참조하면, 염욕이 산성으로 변함에 따라 총 염착량(K/S)이 증가하여 pH 3에서 최대값을 나타내었다. 이는 염욕이 산성으로 변함에 따라 견섬유 표면의 양이온기(+)가 증가하고, 이렇게 증가된 양이온기(+)와 함초 추출색소의 음이온기() 간의 결합이 활발해지기 때문인 것으로 판단된다.

<매염제의 종류, 매염제농도 및 매염방법에 따른 총 염착량(K/S)의 변화>

매염제의 종류, 매염제 농도 및 매염방법에 따른 총 염착량(K/S)의 변화를 도 5 및 도 6에 나타내었다.

도 5는 선매염한 견직물의 총 염착량(K/S)의 변화를 나타낸 그래프이다. 이 경우, 염색조건은 함초 색소농도 300% (o.w.f.), 염색온도 80℃, 염색시간 60분 및 pH 3이었다. 명반에 의한 선매염의 경우, 총 염착량(K/S)은 매염제의 농도에 따라 크게 변화하지 않았으나, 4% (o.w.f.)에서 최대값을 나타내었다. 황산구리에 의한 선매염의 경우, 3% (o.w.f.)의 매염제 농도에서 총 염착량(K/S)이 최대값을 나타내었다. 황산제1철에 의한 선매염의 경우, 매염제 농도가 증가함에 따라 총 염착량(K/S)이 증가하는 경향을 나타내어 4% (o.w.f.)에서 최대값을 나타내었다.

도 6은 후매염 처리한 경우의 총 염착량(K/S)의 변화를 나타낸 그래프이다. 이 경우, 염색조건은 함초 색소농도 300% (o.w.f.), 염색온도 80℃, 염색시간 60분 및 pH 3이었다. 명반에 의한 후매염의 경우, 5% (o.w.f.)의 매염제 농도에서 총 염착량(K/S)이 최대값을 나타내었다. 황산구리에 의한 후매염의 경우, 3% (o.w.f.)의 매염제 농도에서 총 염착량(K/S)이 최대값을 나타내었다. 황산제1철에 의한 후매염의 경우, 5% (o.w.f.)의 매염제 농도에서 총 염착량(K/S)이 최대값을 나타내었다.

<매염제의 종류, 매염제 농도 및 매염방법에 따른 표면색의 변화>

함초 추출색소로 염색한 견직물에 대하여 매염제 종류, 매염제 농도 및 매염방법에 따른 표면색의 변화를 하기 표 2 및 표 3에 나타내었다. 하기 표 2는 선매염한 경우를 나타내며, 하기 표 3은 후매염한 경우를 나타낸다. 하기 표 2 및 표 3에서, L^*는 명도를 나타내고, +a^* 방향은 적색으로의 색상 변화를 나타내고, -a^*방향은 녹색으로의 색상 변화를 나타내고, +b^* 방향은 황색으로의 색상 변화를 나타내고, -b* 방향은 청색으로의 색상 변화를 나타내고, E^* _ab는 색차를 나타내고, H는 색상(Hue)을 나타내고, V는 명도(Value)를 나타내고, C는 채도(Chroma)를 나타낸다. 또한, 하기 표 2 및 표 3에서, Al은 명반을 나타내고, Cu는 황산구리를 나타내고, Fe는 황산제1철을 나타낸다.

		L^*	a^*	b^*	E^* _ab	H	V/C
무매염		78.73	3.07	19.90	22.90	3.83Y	7.73/3.36
매염제	농도(%,o.w.f.)
Al	1	79.65	2.63	20.90	22.79	4.11Y	7.82/3.50
	2	79.49	2.89	20.74	22.95	3.92Y	7.81/3.46
	3	79.40	2.91	20.52	22.96	3.91Y	7.80/3.45
	4	77.92	3.19	20.42	23.85	3.74Y	7.65/3.44
	5	79.05	3.06	20.43	23.04	3.82Y	7.76/3.45
Cu	1	74.84	1.87	18.68	24.92	4.84Y	7.33/3.10
	2	73.89	1.86	18.93	25.84	4.83Y	7.23/3.14
	3	73.72	1.84	19.21	26.13	4.97Y	7.22/3.18
	4	74.29	1.78	19.13	25.67	4.87Y	7.27/3.17
	5	74.82	1.69	19.12	25.19	4.81Y	7.33/3.16
Fe	1	66.53	0.83	0.83	30.52	6.44Y	6.48/2.57
	2	63.45	1.12	1.12	33.47	5.93Y	6.19/2.59
	3	63.40	1.17	1.17	33.60	5.90Y	6.17/2.63
	4	61.48	1.33	1.33	35.44	5.63Y	5.98/2.64
	5	61.76	1.25	1.25	35.19	5.73Y	6.01/2.62

상기 표 2를 참조하면, 명도(L ^* )의 경우, 모든 매염제에 대하여 선매염한 견직물이 미처리 견직물(즉, 무매염 견직물)에 비하여 감소하여 색상이 어두워져서 색상이 진해지는 것으로 나타났다. 색감각지수(a ^* )의 경우, 명반에 의한 선매염시에는 매염제 농도가 증가함에 따라 약간씩 증가하여 적색을 띠는 경향이 증가하는 것으로 나타났으나 매염제의 농도에 따라서는 큰 변화가 보이지 않았다. 색감각지수(a ^* )의 경우, 황산구리에 의한 선매염시에는 무매염 시료보다 큰 폭으로 저하하여 녹색을 띄는 경향이 뚜렷했으며 매염제의 농도 증가에 의해서 그와 같은 경향이 조금 증가하는 것으로 나타났다. 색감각지수(a ^* )의 경우, 황산제1철에 의한 선매염시에도 무매염 시료보다 큰 폭으로 저하하여 녹색을 띄는 경향이 뚜렷했으며 매염제 농도 증가에 의해서 그와 같은 경향이 조금 감소하는 것으로 나타났다. 색감각지수(b ^* )의 경우, 명반에 의한 선매염시에는 무매염시에 비하여 황색을 띄는 경향이 증가하였으며, 황산구리 및 황산제1철에 의한 선매염시에는 청색을 띄는 경향이 증가하였으며, 특히 황산제1철에 의한 선매염시에는 그와 같은 경향이 매우 뚜렷하였다. 색상은 모든 매염제에 대하여 Y계열의 색상을 보였다.

		L*	a*	b*	E^* _ab	H	V/C
무매염		78.73	3.07	19.90	22.90	3.83Y	7.73/3.36
매염제	농도(%,o.w.f.)
Al	1	81.91	1.95	20.23	20.78	4.54Y	7.98/3.30
	2	81.75	1.84	20.78	21.48	4.60Y	7.83/3.36
	3	81.18	1.45	21.00	21.69	4.92Y	8.06/3.40
	4	79.75	1.14	21.91	23.51	5.22Y	8.04/3.59
	5	78.29	1.10	22.17	24.67	5.38Y	7.68/3.62
Cu	1	77.03	-2.34	19.56	23.65	9.69Y	7.43/3.17
	2	75.85	-2.45	19.41	24.61	9.95Y	7.55/3.16
	3	75.39	-2.78	18.60	24.67	0.38GY	7.39/3.05
	4	76.13	-2.74	18.61	23.84	0.33GY	7.46/3.06
	5	77.59	-2.67	19.06	22.70	0.19GY	7.61/3.10
Fe	1	70.22	0.76	14.10	26.68	6.83Y	6.86/2.43
	2	68.65	0.85	14.59	28.41	6.48Y	6.70/2.48
	3	67.05	1.02	14.80	30.71	6.26Y	6.54/2.52
	4	64.95	1.05	15.29	31.79	5.96Y	6.33/2.60
	5	64.15	1.47	16.90	32.64	5.58Y	6.25/2.81

상기 표 3을 참조하면, 명도(L ^* )의 경우, 명반에 의한 후매염시에는 미처리 견직물에 비하여 증가하여 색상이 밝아지는 경향을 나타냈으나, 황산구리 및 황산제1철에 의한 후매염시에는 감소하여 색상이 어두워지는 경향을 보였다. 색감각지수(a ^* )의 경우, 후매염시 저하하여 녹색을 띄는 경향의 증가를 나타냈으며 황산구리에 의한 후매염시에는 녹색을 띄는 경향이 더욱 뚜렷해지는 것으로 나타났다. 색감각지수(b ^* )의 경우, 황산구리에 의한 후매염시에는 미처리 견직물에 비하여 큰 변화가 없었으며, 명반에 의한 후매염시에는 황색을 띄는 경향이 약간 증가하였으며, 황산제1철에 의한 후매염시에는 가장 뚜렷한 청색을 띠는 경향이 증가하였다. 색상의 경우, 명반 및 황산제1철에 의한 후매염시에는 Y계열의 색상을 보였으며, 황산구리에 의한 후매염시에는 GY계열의 색상을 보였다.

<후매염시 매염제의 종류에 따른 각종 견뢰도의 평가>

후매염시 매염제의 종류에 따른 각종 견뢰도를 하기 표 4에 나타내었다. 하기 표 4는 함초 색소농도 300%(o.w.f.), 염색시간 60분, 염색온도 80℃의 조건과, 견직물은 고산성 용액에서는 섬유가 손상될 수도 있으므로 함초 염액 추출시의 산도인 pH 6의 조건으로, 무매염 염색 견직물, 및 선매염보다 염착성이 우수한 후매염법을 사용하여 염색후 최대값의 총 염착량(K/S)을 보인 매염제 농도인 명반 5%, 황산구리 3%, 황산제1철 5% (o.w.f.)로 40℃에서 20분간 후매염한 견직물의 각종 견뢰도를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 하기 표 4에서, Al은 명반을 나타내고, Cu는 황산구리를 나타내고, Fe는 황산제1철을 나타낸다.

실크	일광	드라이클리닝			세탁			마찰		땀
		변퇴색	오염		변퇴색	오염		마찰		산성			알칼리성
			실크	코튼		실크	코튼	건식	습식	변퇴색	오염		변퇴색	오염
			실크	코튼		실크	코튼	건식	습식	변퇴색	실크	코튼	변퇴색	실크	코튼
무매염	4	4-5	4-5	4-5	4	4-5	4-5	4-5	4-5	4-5	4-5	4-5	4-5	4-5	4-5
Al	4	4-5	4-5	4-5	2-3	4-5	4-5	4-5	4-5	4-5	4-5	4-5	4-5	4-5	4-5
Cu	3	4-5	4-5	4-5	1	4-5	4-5	4-5	4-5	3	3-4	4-5	3	4-5	3-4
Fe	2	4-5	4-5	4-5	2	4-5	4-5	4	4	2	4-5	4-5	2	4-5	4-5

상기 표 4를 참조하면, 일광 견뢰도의 경우, 함초 추출색소를 이용한 무매염 염색 견직물은 4등급인 것으로 나타나 기타 천연염재로 천연염색한 경우와 비교하여 매우 높은 일광 견뢰도를 나타내었다. 명반에 의한 후매염시에는 무매염시와 동일한 일광 견뢰도를 나타내었으며, 황산구리 및 황산제1철에 의한 후매염시에는 매염에 의한 일광 견뢰도의 향상이 나타나지 않았다. 드라이클리닝 견뢰도의 경우, 변퇴색 및 오염이 무매염시 및 모든 매염제에 대하여 후매염시 4~5등급으로 나타나 큰 변화를 보이지 않았다. 세탁 견뢰도는 변퇴색의 경우 무매염시에는 4등급이었으나 후매염시에는 등급이 저하되었으며, 오염의 경우는 4~5등급의 견뢰도를 보여 후매염에 의한 세탁 견뢰도의 향상은 관찰되지 않았다. 마찰 견뢰도는 4~5등급으로 매염 여부 및 매염제에 따라 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 땀 견뢰도는 산성욕/황산구리 및 황산제1철/변퇴색의 경우, 무매염 염색시의 4~5등급으로부터 2~3등급으로 저하되었으나, 명반에 의한 후매염시에는 4~5등급으로 변화가 없는 것으로 나타났다. 한편, 알칼리성 욕/황산구리 및 황산제1철/변퇴색의 경우, 무매염시의 4~5등급으로부터 2~3등급으로 저하되었으나, 명반에 의한 후매염시에는 4~5등급으로 변화가 없는 것으로 나타났다. 땀 견뢰도는, 오염의 경우에는 무매염 염색, 명반 및 황산제1철에 의한 후매염시에는 4~5등급으로 나타났으며, 황산구리에 의한 후매염시에는 3~4등급으로 나타나 매염 여부 및 매염제에 의한 변화가 크지 않았다.

<후매염시 매염제의 종류에 따른 항균 효과의 평가>

후매염시 매염제의 종류에 따른 항균 효과를 하기 표 5에 나타내었다. 하기 표 5는, 무매염 염색 견직물의 항균 효과, 및 함초 색소농도 300%(o.w.f.), 염색시간 60분, 염색온도 80℃, pH 6의 조건으로 염색한 후, 매염제 농도, 즉 명반 5%, 황산구리 3%, 황산제1철 5% (o.w.f.)로 40℃에서 20분간 후매염한 견직물의 항균 효과를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 하기 표 5에서, 세균 감소율(Bacteria reduction rate)은 세균투여 18시간 이후의 항균성을 나타낸 것이다. 또한 하기 표 5에서, Al은 명반을 나타내고, Cu는 황산구리를 나타내고, Fe는 황산제1철을 나타낸다.

실크	세균 감소율(%)
실크	황색포도상구균	폐렴간균
무염색	46.4	42.0
무매염	77.0	0
Al	99.9	99.9
Cu	99.9	99.9
Fe	99.7	99.1

상기 표 5를 참조하면, 무매염 견직물(즉, 염색만 실시한 견직물)은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 및 폐렴간균(Klebsiella pneunmoniae)에 대하여 각각 77.0% 및 0%의 세균 감소율을 나타내어, 황색포도상구균에만 약간의 항균효과를 나타내었으며 폐렴간균에 대해서는 항균효과를 나타내지 않았다. 명반 및 황산구리에 의한 후매염의 경우는 무매염 염색의 경우에 비해 항균성이 뚜렷하게 향상되어 99.9%의 항균성을 보였으며, 황산제1철에 의한 후매염의 경우에는 항균성이 약간 저하되었다. 상기 결과로부터, 함초 추출색소만의 염색에 의해서는 충분한 항균효과를 제공할 수 없고, 후매염에 의해 항균효과가 증가함을 알 수 있다.

<후매염시 매염제의 종류에 따른 자외선 차단 효과의 평가>

후매염시 매염제의 종류에 따른 자외선 차단 효과를 하기 표 6에 나타내었다. 하기 표 6은, 무매염 염색 견직물의 자외선 차단 효과, 및 함초 색소농도 300%(o.w.f.), 염색시간 60분, 염색온도 80℃, pH 6의 조건으로 염색한 후, 매염제 농도, 즉 명반 5%, 황산구리 3%, 황산제1철 5% (o.w.f.)로 40℃에서 20분간 후매염한 견직물의 자외선 차단 효과를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 하기 표 6에서, Al은 명반을 나타내고, Cu는 황산구리를 나타내고, Fe는 황산제1철을 나타낸다.

실크	자외선 차단율			UPF
실크	UV-R(%)	UV-A(%)	UV-B(%)	UPF
무염색	64.1	63.5	76.8	4
무매염	83.2	80.8	90.9	8
Al	86.8	84.8	93.3	11
Cu	90.9	89.1	96.9	22
Fe	95.9	95.4	97.5	35

UV-R: 290~400nm, UV-A: 315~400nm, UV-B: 290~315nm, UPF: 자외선 차단지수

상기 표 6을 참조하면, 자외선 UV-A의 차단율 시험에서 무매염 염색시에는 무염색 견직물의 경우인 63.5%보다 높은 80.8%로서 함초 추출색소에 의한 자외선 차단특성의 부여를 확인할 수 있었으며, 명반에 의한 후매염시에는 무염색시의 63.5%에서 84.8%로 증가하였으며, 황산구리에 의한 후매염시에는 무염색시의 63.5%에서 89.1%로 증가하였으며, 황산제1철에 의한 후매염시에는 95.4%로서 후매염에 의해 UV-A 차단 특성이 증가하였다. UV-B의 차단율은 무매염 염색시에는 무염색시의 76.8%보다 높은 90.9%로서 차단 성능이 증가함을 확인하였으며, 후매염시에는 93.3~97.5%의 차단율을 보였다. 자외선 차단지수(UPF)는 무매염 염색 또는 후매염 직물의 경우에는 무염색 직물의 경우인 4보다 높은 8 이상이었으며, 황산제1철에 의한 후매염시에는 35로서 탁월한 차단특성을 부여함을 확인할 수 있다. 상기 결과로부터, 함초 추출색소의 염색 및 황산구리 및 황산제1철에 의한 후매염시 매우 우수한 자외선 차단특성이 부여될 수 있음을 확인할 수 있다.

상기 결과로부터, 패션소재 제조용 천연염료로서의 함초의 사용가능성을 확인할 수 있으며, 함초를 패션의류제품 제작용 직물 염색에 응용하는 방식으로 패션의류제품개발에 적극 활용함으로써 기능성이 부여된 패션직물 개발에 기여할 수 있으리라 기대된다.

이상에서 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 구현예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 구현예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims

함초 성분만으로 이루어진 염료를 함유하는 염액을 제조하는 단계(염액 제조 단계); 및
상기 염액에 직물을 침지시켜 상기 직물을 염색하는 단계(염색 단계)를 포함하고,
상기 염액 제조 단계는 함초 분말을 액체 매질에 분산시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 함초를 이용한 직물의 염색방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 액체 매질은 물, 메탄올, 에탄올, 에틸아세테이트, 아세톤 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 함초를 이용한 직물의 염색방법.
제1항에 있어서,
상기 직물은 견직물, 면직물, 마직물, 모직물 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 함초를 이용한 직물의 염색방법.
제1항에 있어서,
상기 염색 단계는 욕비 1:100, 색소농도 50~300% (o.w.f.), 염색시간 20~120분, 염색온도 40~90℃ 및 pH 2~11의 조건하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 함초를 이용한 직물의 염색방법.
제5항에 있어서,
상기 염색 단계는 욕비 1:100, 색소농도 300% (o.w.f.), 염색시간 100분, 염색온도 90℃ 및 pH 3의 조건하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 함초를 이용한 직물의 염색방법.
제1항에 있어서,
상기 염색 단계 이전에 상기 직물을 매염제로 처리하는 단계(선매염 단계)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 함초를 이용한 직물의 염색방법.
제1항에 있어서,
상기 염색 단계 이후에 상기 직물을 매염제로 처리하는 단계(후매염 단계)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 함초를 이용한 직물의 염색방법.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 매염제는 명반(AlK(SO₄)₂), 황산구리(CuSO₄·5H₂O), 황산제1철(FeSO₄·7H₂O) 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 함초를 이용한 직물의 염색방법.
제1항에 있어서,
상기 직물을 황색, 청색 또는 황록색으로 착색시키는 것을 특징으로 하는 함초를 이용한 직물의 염색방법.