최근 인간의 삶의 질이 향상됨에 따라 개인의 정신적·육체적 건강은 물론 지속 가능성과 지구환경 보전을 추구하는 로하스(LOHAS) 라이프스타일이 확산되었다. 이러한 경향은 위생적이며 건강지향의 기능성 섬유제품 개발에 영향을 주었으며, 나아가 기능적, 감성적 특성을 지닌 친환경 천연염색제품 시장전망의 증대로 연결되었다. 천연염색은 자연에서 얻어지는 염료로 염색하는 것이므로 환경 친화적이나, 섬유고분자와 결합력이 약하기 때문에 섬유와 염료간의 물리적 결합력을 촉진시키기 위하여 금속 매염제를 사용한다. 이들은 대부분 중금속이므로 인체에 유해하게 작용할 수 있으며, 과량의 매염제 사용 시 사질 손상이나 변퇴색 혹은 반점 발생 등 섬유 물성을 저하시키게 된다. 뿐만 아니라 염색 후 버려지는 폐수로 인하여 환경오염이 야기될 수 있다.

따라서 본 연구에서는 친환경 소재이며 한약재로 이용되는 황련을 사용하여 면과 양모직물에 염색함으로써 천연염재로서의 활용 가능성과 천연물의 생리활성 작용에 의한 기능성 부여를 살펴보고자하였다. 먼저 황련을 열수 추출하여 염재 특성 성분을 분석하고 면직물과 양모직물에 대한 염착성을 파악하여 적정 염색조건을 설정하였다. 다음으로 천연염료의 염착 효율을 높이기 위하여 섬유와 염료 모두 친화성이 좋으며 천연고분자인 키토산과 견뢰도 향상을 위해 탄닌을 처리한 후, 염료의 고착과 색상 변화를 위해 매염제 종류와 매염 방법에 따른 염착량과 표면색을 비교하였다. 아울러 황련 염색 직물의 염색견뢰도를 살펴보고, 황련의 생리활성 작용을 기대할 수 있는 항균성, 소취성, 자외선 차단율을 검토하여 기능성이 발현되는 친환경 소재 개발의 토대를 마련하고자 하였다.

황련 추출액의 주 색소 성분은 베르베린이었으며, 면직물보다 양모직물에의 염착성이 우수하여 yellow(Y)계열의 염기성 염료임을 확인할 수 있었다. 황련 추출액을 이용하여 면과 양모직물에 염색 시 적정 염색 조건은 염착량과 섬유 손상 및 경제성 등을 고려하여 염액 농도를 5%(o.w.b)로 하고 온도 80℃에서 90분간 처리하는 것이었다. 그런데 염색전에 천연고분자인 키토산과 견뢰도 향상을 위한 탄닌 처리 결과, 2배 정도의 염착성 향상을 보인 것은 면직물은 키토산 단독 처리한 경우이며, 양모직물은 키토산과 탄닌 처리한 경우이므로 면직물의 염착성 향상에 키토산 처리가 효과적임을 알 수 있다.

매염 처리에 의한 염색성은 후매염보다 선매염 시 K/S 값이 커서 염착량 증가에 선매염이 효과적이었다. Fe 매염의 경우 염착량이 가장 많이 증가하였으며, 다음이 Cu 매염 순이었다. 표면색은 Sn과 Cu 매염시 yellow(Y)계열의 황련 염색 직물이 reddish yellow(YR)계열로 변화하였고, reddish 경향은 Sn 선매염 시 가장 크게 나타났다. Fe 매염의 경우, greenish blue 계열의 색상으로 변하였고 명도도 크게 저하되어 표면색이 가장 많이 변화하였다. 매염제 처리에 따른 염색 직물의 표면색은 Sn과 Fe 매염 시 변화가 뚜렷하였고, Al과 Cu 매염 시에는 표면색 변화가 크지 않아 다양한 색상의 발현은 기대하기 어려웠다.

두 직물의 염색견뢰도 평가에서 세탁, 마찰, 땀 견뢰도 측면에서 비교적 양호한 견뢰도를 나타내었으며, 일광견뢰도는 Fe 매염 시 다소 향상되었으나 전반적으로는 취약한 편이었다. 황련 염색 직물의 항균성은 매우 우수하였으며, 소취성과 자외선 차단율도 우수한 편으로 나타났다. 이상의 결과로 직접 염착성이 없는 면섬유에 키토산 처리로 염기성 염료인 황련의 염색이 가능해졌으며, 염착성이나 견뢰도 향상을 위한 금속 매염제를 사용하지 않고 친환경 소재인 키토산과 탄닌 처리만으로 황련 염색 직물의 염색성을 향상시켰다. 또한, 항균성, 소취성, 자외선 차단율 등 천연물의 생리활성 작용에 의한 기능성이 확인되었으므로 생리 위생용품이나 피부에 직접 닿는 의류제품 등 인체친화적인 친환경 소재 개발을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.