아로니아 추출물에 의한 의류소재의 천연염색 연구

Abstract

본 연구에서 사용한 아로니아는 노화방지용 건강식품이면서 항산화물을 다량 함유하고 있으며, 오래전부터 식용 색소로 이용되고 있다. 아로니아에 있는 안토시아닌(anthocyanin)은 Cyanidin계의 고유의 색을 지닌 Chrysanthemine으로 물에 쉽게 용해되는 수용성 성분이다. 본 연구는 아로니아 염액을 38℃와 60℃에서 각각 추출하여 면직물 및 견직물에 염색하여 매염제의 효과를 파악하고, pH농도(3.5, 7.0, 10.5)에 변화를 주면서 염색하여 염색성과 Spectrum을 비교 분석하였다. 본 실험을 통해 얻을 수 있는 결과는 다음과 같다. 염색물의 색차(ΔE)의 값은 면직물의 경우 매염처리 여부에 상관없이 전체적으로 pH3.5 염액에서 염색했을 때 색차값이 높게 측정되었으며, 견직물의 경우 무매염 처리를 하였을 때는 pH3.5 염액에서 색차값이 높게 측정되었다. 매염처리하였을 경우에는 pH7.0 염액에서 색차값이 높게 측정되었다. 견직물 성분 중 아미노산이 안토시아닌의 일부와 결합하여 푸른 색상을 내기 때문에 염색물의 먼셀 색상 값이 R, YR, Y, PB, P, RP 등을 포함하는 매우 다양한 색상이 나타났다. Spectrum분석은 400-700nm 파장 범위에서 흡광도를 측정하였다. 면직물은 추출온도와 매염처리 여부에 상관없이 pH3.5 염액에서는 붉은색을, pH7.0 염색에서는 짙은 갈색을, pH10.5 염액에서는 옅은 갈색을 나타내었다. 면직물은 전반적으로 매염처리하였을때 최대흡광파장에서의 흡광도가 높게 나타났다. 견직물은 무매염일 경우 pH3.5 염액에서는 붉은색을, pH7.0 염색에서는 짙은 갈색을, pH10.5 염액에서는 옅은 갈색을 나타내었으며, 매염 처리일 경우 pH3.5 염액에서는 붉은색을, pH7.0 염색에서는 청색을, pH10.5 염액에서는 옅은 녹색을 나타내었다. 세탁견뢰도는 면직물에서 매염처리 여부와 추출온도에 상관없이 변퇴색은 1급과 3급 사이로 낮은 값을 나타냈으나 오염도는 3-4급과 4-5급 사이로 높은 값을 나타냈다. 이로써 면직물은 매염처리 여부와 추출온도에 상관이 없음을 알 수 있다. 견직물의 변퇴색은 면직물보다 우수하였는데 1급과 5급 사이로 다양한 급을 나타내고 있었으며, 오염도는 면직물보다 좋지 못한 결과를 나타내었는데 1-2급과 2-3급 사이의 값이 나타났다. 일광견뢰도는 pH3.5 염액에서는 면직물과 견직물 모두에서 견뢰도가 낮게 측정되었는데 추출온도와 매염처리 여부에 상관없이 모두 1급으로 나타났다. pH7.0 염액에서도 pH3.5 염액에서와 비슷한 결과로 면직물과 견직물 모두에서 매염처리 여부에 상관없이 1급과 1-2급 사이로 낮게 나타났다. pH10.5에서는 2급에서 4급으로 pH3.5 와 pH7.0에서의 일광견뢰도보다 우수한 것으로 나타났다. 아로니아 천연염색의 단점인 견뢰도를 향상하기 위한 체계적인 후속 연구가 필요할 것으로 생각된다. ;This study examined the dyeing characteristics of Aronia extracted solution on cotton and silk. Aronia contains anthocyanin, polyphenol, flavonoid and tannin and shows such unique colors as red, purple and blue. As Aronia contains abundant antioxidant materials, it becomes popular health food and has been used for food coloring for a long time. The color of Aronia fruit pigment is highly affected by pH, and the color changes from red, purple and blue in acidic, neutral and alkaline solutions respectively. The pigment, however, is decomposed in strong alkaline solution. On this basis, this study analyzed the dyeing characteristics of Aronia extracted solutions in line with pH. Dyed cotton and silk fabrics regardless of the extraction temperature. CIE L*(Whiteness), a*(Redness), b*(Yellowness) and ΔE values were determined by measuring the dyed fabric specimens with NCS Color Matching Device. The brightness of dyed cotton fabrics increased with increasing pH from pH3.5 to pH10.5 regardless of the mordant treatment and the extraction temperature. Cotton fabric specimens exhibited purple, red, and yellow colors at pH3.5, pH7.0, and pH10.5, respectively. The brightness of dyed silk fabrics increased with increasing pH from pH3.5 to pH10.5 regardless of the mordant treatment and the extraction temperature. Silk fabrics of various colors with Munsell color system of R, YR, RP, Y, PB, P were obtained by Aronia solutions. This is because protein moleculars of silk fabrics contain several –NH₂ groups or –COOH groups which show high dyeing affinity with dyeing solution in their molecular structure. Anthocyanins are highly influenced by the pH values of solutions. In the measurement of H system in Munsell values, acidic dye solution(pH3.5) exhibited red with RP, neutral solution(pH7.0) exhibited purple with PB, P, RP, and alkalinity solution(pH10.5) exhibited yellow with R, YR, and Y. Through spectrum analysis, mordant cotton fabrics showed the high absorption values at maximum absorption wavelength. On the other hand, in the case of unmordanted silk fabrics, the high absorption values at maximum absorption wavelength. By measuring the color fastness to washing, fading showed low figures between 1 and 3 grade, and staining of cotton fabrics showed high figures between 3-4 and 4-5, regardless of the mordant treatment and the extraction temperature. Fading of silk fabrics showed the diversity of grades from 1 to 5, and this is superior compared to cotton fabric’s result. Staining degree of silk fabrics was lower than cotton fabric’s grade, showed the figures between 1-2 grade and 2-3 grade. According to the measurement of color fastness to light, the fastness of the silk fabrics showed 1 grade at pH3.5 solution, 1 grade at pH7.0 and between 1 grade to 2 grade at pH3.5 solution. These results are similar regardless of mordant. Light fastness was generally superior at pH10.5 compare to pH3.5 and pH7.0. It seems to need further study on dye temperature, mordant density etc. in the future.