니람의 환원 조건에 따른 견직물의 염색성 = The Research of Silk Dyeing Property Caused by Different Dyeing Conditions in Using Niram

국문 초록 (Abstract)

중국과 일본, 우리나라에서 많이 재배되는 일년생 식물인 쪽(Polygonum tinctorium Lour)과 콩과 식물로 인도로부터 동남아의 열대, 아열대 지방에 널리 분포하는 인디고페라틴토리아(Indigofera tinctoria)가 있다. 쪽은 우리나라에서 쪽 풀이라고도 불리며 중국이나 일본에서는 요람(蓼藍), 영어 이름은 polygonum indigo 또는 indigo로, 독일어로는 Indigo pflanze이다.
인디고 색소를 갖는 식물들의 잎은 모두 녹색으로 인디칸(indican; C14H17O6Nㆍ3H2O)이라는 물질이 있다. 인디칸은 식물체 내에서 배당체의 일종으로 무색의 수용성 물질로, 물로 추출하면 자연가수분해 되어 인독실(indoxyl; C8H7ON)이 되고, 이것이 산화되면 푸른색의 불용성인디고(indigo=indigotin; C16H10O2N2) 및 인디루빈(indirubin, indigo의 이성체)성분을 많이 생성한다. 잎 중에 있는 인디칸(indoxyl-3-β-glucoside)을 활용해 인디고 색소를 만들어 낼 수 있는 식물이 인디고 식물이다.
염료 측면에서 쪽(인디고) 색소는 불용성으로 알칼리 액에서 환원시켜 염색을 해야 한다. 그런데 알칼리성의 염액은 식물성 섬유의 염색에는 문제가 없지만 동물성 섬유의 염색에서는섬유가 탈색과 변색 등의 견뢰도 저하와 섬유의 축융, 취화현상, 염착성저하 등의 손상을 입게 된다. 대부분의 천연염색은 염색 후 수세 과정을 거쳐 사용하는데 비해 쪽색소로 동물성 섬유를 염색할 때는 염색 후 중화 처리를 거쳐야 한다.
따라서 첨가제인 에탄올은 동물성 섬유를 염색할 때 쪽 색소의 용해도를 높이면서 중성이나 약산성을 유지하는데 도움이 되는 것으로 알려져 있으나 쪽과 환원제 종류 및 직물에 따른 적정 첨가량에 대한 연구는 거의 없는 실정이다.
한편, 쪽 색소의 환원제인 하이드로설파이트(hydrosulfite, sodidum dithionite)는 환원 효과는 좋으나 염색과정에서 가스 발생과 폐수로 환경오염을 일으키는 문제점이 있다. 이 문제점을 보완하기 위해 유기환원제인 글루코오스(Glucose)의 적용도 하나의 대안이 될 수 있을 것으로 판단되지만 이 부분에 대한 연구 또한 거의 없는 실정이다.
본 연구의 목적은 첫째, 우리나라 전통 쪽의 계승과 활용성 증대 측면에서 견직물에서의 니람의 최적 염색 조건을 규명하였다. 둘째, 친환경과 지속가능한 (Sustainable production)에 대한 관심을 반영하여 하이드로설파이트의 대체 환원제로서 글루코오스의 환원성과 적용성을 조사하였다. 셋째, 쪽 염료 염색 후 직물의 중화처리를 최소화하고, 섬유의 견뢰도 향상을 위해 알칼리성 물질 대신 염액의 중성을 유지하면서 색소의 용해도를 높일 수 있는 첨가제 에탄올에 대한 연구를 시도하였다. 에탄올의 첨가량은 0%, 10%, 20%, 30%, 40%로 구분하여 실시하였으며, 염액의 pH는 7.5, 12.0 으로 조정하였다. 온도는 25℃, 35℃, 50℃에서 5분간 염색 하였다.
연구결과 니람 염액을 하이드로설파이트로 환원시켜 pH7.5로 염색 시 색상은 PB계열을 나타냈다. 염색성은 50℃, 에탄올함유량 10%, 20%에서 우수했다. 글루코오스환원 시 pH7.5에서 니람 염색의 색상은 P계열을 나타냈다. 니람 염액을 하이드로설파이트환원 시 pH12.0에서 염색의 색상은 PB계열을, 글루코오스에서는 P계열을 나타냈다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

China and Japan it is known as "Yo-ram," while in German it is called Indigopflanze. It is widely known as indigo or Polygonum india in English. Indigofera tinctoria is the typical plants that contain indigo, which is leguminous plants that grows in Southeast Asia.
All the indigo plants have green leaves that contain the compound of indican (C14H17O6N3H2O.). Indican, which is one of the glycosides in the plant, is colorless, water soluble, and hydrolysis yields indoxyl (C8H7ON.) Then the oxidation of indoxyl yields a lot of indigo(=indigotin;C16H10O2N2), which is blue and insoluble, as well as indirubin(C16H10O2N2,anisomerofindigo).
Therefore, an indigo plant is a plant in which indigo pigment can be generated by utilizing indican(indoxyl-3-β-glucoside) from the leaves.
In order to actually use such plant for dyeing, a massive amount of indigo is needed.
It should be noted that while an alkali solution does not cause any problem for vegetable fabrics, it damages animal fabrics. In most cases of natural dyeing, the dyed fabric has to be washed. Yet when it comes to indigo dyeing, the dyed fabric must be neutralized because it uses an alkali solution.
Dyeing with the alkali solution causes the color fastness to be lower in the form of bleaching or discoloration, not to mention brominating of fabric. Thus, in order to dye with animal fibers, the solution needs to be maintained neutral or slightly acidic. However, indigo does not dissolve well in water when the solution is neutral or slightly acid. For this reason, it requires an additional agent to increase solubility in water while maintaining the solution at neutral or slightly acidic. Using ethanol as an additional agent in the dyeing solution is a method known to maintain the solution to be neutral and increases the solubility of the indigo pigment. However, it has not been researched much in the past regarding the adequate amount of ethanol for indigo depending on the origination or textile.
As for a reducing agent in indigo dyeing, hydrosulfite is often used. Although it is good as a reducing agent, it is bad for the environment because it contains a substance that pollutes water. It also adversely affects human health because it generates gas during the course of dyeing. Unfortunately, there are not enough study between type of Fabric and agent about dyeing.
First the purpose of this research is as follows: the dyeing property of Niram. Also, Niram was chosen for the purpose of inheriting the Korean traditional dyeing. Second, to compare the dyeing properties between hydrosulfite and glucose as reducing agents, while aiming to pursue environmental friendliness and sustainable production. Third, to attempt to study the effects of ethanol as an additional agent for the process of indigo dying in order to minimize the neutralization process and improve the fabric's color fastness. Ethanol was used to replace the alkali solution for research. In the procedure, the amount of ethanol was controlled to 0%,10%, 20%, 30%, and 40%; pH of each dyeing solutions was controlled to 7.5 and 12.0; the temperature was each 25℃, 35℃, and 50℃; all trials were 5 minutes.
In the case of silk, Niram showed PB color when they were dyed after the reduction in hydrosulfite and with the pH of the solution adjusted to 7.5. The dyeing property of this case was excellent when 10 % and 20% of ethanol were added. However, when Niram was dyed in pH 7.5 using glucose as the reducing agent, it turned into P color. In pH 12.0, Niram 's color was PB in hydrosulfite and P in glucose.

목차 (Table of Contents)

• Abstract
• 국문초록
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 본론
• Ⅲ. 실험
• Ⅳ. 측정 및 분석
• Ⅴ. 결과 및 고찰
• Ⅵ. 결론
• 참고문헌

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