안토시아닌계 천연염재의 견직물에 대한 염색성 : 블루베리와 적양배추 추출물의 비교 = Dyeing properties of natural Anthocyanins dyes on silk

국문 초록 (Abstract)

블루베리와 적양배추에 함유된 각각의 anthocyanin의 성분을 분석하고, 천연염색 고유의 기능성을 유지하면서도 색상다양화를 위하여 천연 단백질 섬유인 견직물에 염색하였을 때 염색 조건(염색 시간, 염색 온도, pH)에 따른 색상 변화와 염색성을 비교 분석 하여 연구해 보고자 한다. 실제 천연염색을 통하여 색채의 재현성을 향상시키어 다양한 색상의 염색물을 얻고 과학적인 실험에 의해 천연염료에 대한 객관적인 표준화된 데이터를 제공함으로써 천연염색 제품의 기능성 및 실용성의 신뢰도를 높이고자 한다.
본 연구에서는 두 가지 염재의 최적 추출조건을 설정하여 추출물의 흡광도를 적양배추의 최대 흡광도 값인 0.8로 농도를 동일하게 조정하였다. 먼저 염색 온도, 염색 시간을 변화하여 견직물에 염색을 하였고 각 염재 별 최적 염색조건에서 pH를 변화시키면서 염색성과 색상 변화를 살펴보고 추가로 일광견뢰도와 세탁견뢰도 실험을 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다.
HPLC와 MS를 통해 블루베리 추출물의 anthocyanin의 주요 색소 성분은 Delphinidin (303g/mol)과 Europinidin, Malvidin, Petunidin, Pulchellidin 등 이고 적양배추 추출물의 경우 Aurantinidin–O-glucoside (449g/mol) 와 Delphinidin, Cyanidin-O-glucoside, Petunidin –O- glucoside, Pulchellidin -O-glucoside로 성분의 화학적 구조에 차이가 있었다.
블루베리는 1:1의 액비로 80℃에서 4시간 동안 2회 반복 추출하였고 적양배추는 1:2의 액비로 95℃에서 40분 동안 2회 반복 추출하였다. 각각의 최적 염색조건은 각각 염색 시간 30분, 염색 온도 40℃과 염색 시간 30분, 염색 온도 80℃로 설정하였다.
블루베리의 경우 염색 온도가 저온(실온)에서 고온으로 증가할수록 K/S값은 감소하였고 적양배추의 경우 염색 온도가 증가할수록 K/S값이 증가하는 것으로 나타났다.
염색 시료의 색상을 살펴보면 전반적으로 적양배추가 블루베리보다 L*값이 높았다. CIE a*, b*값의 경우 블루베리 추출물은 염색 온도와 염색 시간이 증가할수록 a*값은 큰 차이가 없지만 b*값은 증가하는 경향을 나타내었다. 육안으로 봤을 때 전반적으로 어두운 redness와 blueness가 혼합된 red-purple색 계열에서 고온으로 갈수록 brown에 가까운 색으로 변화하였다. 적양배추 추출물은 염색온도와 염색시간이 증가할수록 a*값은 점차 감소하고 b*값은 증가하는 경향을 나타내었다. 육안으로 봤을 때 전반적으로 redness와 blueness가 혼합된 밝은 보라색으로 채도가 높은 violet이었다.
pH의 변화에 따른 K/S값의 변화는 화학적 성분의 차이로 인하여 염색했을 때 차이가 보인다. 두 염재 모두 산성조건인 pH 3에서 염색성이 가장 우수한 것을 알 수 있었다. 전반적으로 pH 3 이후부터 pH가 증가함에 따라 L*값이 증가하여 색상이 밝아지는 경향을 보였고 pH 3일 때 최저값, pH 11일 때 최대값을 나타내었다. CIE a*, b*값의 경우 블루베리 추출물로 염색한 견직물은 pH가 증가할수록 R-RP-YR의 색상으로 변화하였고 자주색 계열에 가까운 색상을 나타내었다. 육안으로 봤을 때 전반적으로 reddish한 purple색으로 나타났고 특히 높은 pH에서 염색한 시료는 거의 미색이었다. 적양배추 추출물로 염색한 견직물은 전체적으로 violet에 비슷한 red 계열의 색상을 나타내었고 pH가 증가할수록 YR-P-RP-YR의 색상으로 변화하였다.
블루베리 추출물을 이용하여 염색한 견직물 시료의 경우 세탁견뢰도에서 pH 2.3-7.5의 조건에서는 1급으로 낮은 견뢰도를 보였으나 pH 9와 11에서 각각 2-3, 3-4급의 높은 견뢰도를 나타내 일광견뢰도와 마찬가지로 pH가 증가할수록 우수한 세탁견뢰도 값이 나타났다.
적양배추 추출물을 이용하여 염색한 견직물 시료의 경우 또한 세탁견뢰도는 pH 2.3-7.5의 조건에서는 1급, pH 9에서는 1-2급으로 낮은 견뢰도를 보였으나 pH 11일 때 4급의 높은 견뢰도를 나타내 높은 pH에서 우수한 세탁견뢰도 값이 나타났다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• Ⅱ. 실 험 9
• 1. 시료 및 시약 9
• 1.1. 시료 9
• 1.2. 염재 9
• 1.3. 시약 10
• 2. 실험 방법 10
• 2.1. 견의 정련 10
• 2.2. 염액 추출 10
• 2.3. 농도 조정 11
• 2.4. 염색 13
• 3. 측정 방법 13
• 3.1. HPLC 및 MS 분석 14
• 3.2. 염색성 측정 15
• 3.3. 표면색 측정 16
• 3.4. 염색견뢰도 16
• Ⅲ. 결과 및 고찰 17
• 1. 추출성분의 화학적 구조 17
• 2. 추출물의 농도에 따른 영향 22
• 2.1. 추출물의 농도 22
• 2.2. 염색 농도 설정 24
• 3. 염색 시간과 온도에 따른 영향 26
• 3.1. 블루베리 26
• 3.1.1. 염색성 26
• 3.1.2. 표면색 28
• 3.2. 적양배추 33
• 3.2.1. 염색성 33
• 3.2.2. 표면색 35
• 4. 염색 시간과 온도에 따른 2가지 염재의 비교 40
• 4.1. 염색성 40
• 4.2. 표면색 42
• 5. 염액의 pH에 따른 영향 45
• 5.1. 블루베리 45
• 5.1.1. 염색성 45
• 5.1.2. 표면색 48
• 5.2. 적양배추 54
• 5.2.1. 염색성 54
• 5.2.2. 표면색 56
• 6. pH에 따른 2가지 염재의 비교 60
• 6.1. 염색성 60
• 6.2. 표면색 62
• 7. 염색견뢰도 65
• 7.1. 일광견뢰도 65
• 7.2. 세탁견뢰도 66
• Ⅳ. 결 론 68
• 참고문헌 72
• Abstract 77
• 부 록 80