Analysis of Degradation Products in Madder Dyed Fabrics in Selective Degradation Conditions

The purpose of this investigation was to investigate the degradation products of the dye component extracted from madder dyed fabrics using the GC-MS analysis and to evaluate the change of color due to degradation treatment. Four different degradation protocols were used in this study,; refrigeration at $7^{\circ}C$ (LT), room temperature (RT), oven treatment at $100^{\circ}C$ (OV), and $H_2O_2/UV(PER)$ method. Degradation times for each thermal system were 6 hour, 24 hour, 48 hour, 1 week, 2 week, 4 week. Alizarin was detected from the control and degraded samples of both alizarin dyed and madder dyed fabrics. Benzoic acid, 2, 4-di-tert-butylphenol, phthalic anhydride were detected as the degradation products for both alizarin dyed and madder dyed fabrics. The result suggest that these products can be used as the fingerprints of GC-MS analysis for the identification of madder dye in archaeological textiles. Both alizarin dyed and madder dyed samples became less red and less yellow after degradation. In the PER degradation system madder dyed sample showed the greatest color difference even after 1 week of degradation treatment. Further research is necessary for investigating the color change in the exhumed textiles, which is caused by the dual action of dye fading and the staining of organic matters in the soil.

퇴화조건에 따른 꼭두서니 염색물의 퇴화물 연구

본 연구는 꼭두서니와 그 표준 색소인 알리자린으로 염색한 직물에 조건적 퇴화를 유도하고, 가스 크로마토그라피 질량분석기(GC-MS)를 이용해 퇴화물을 분석하여 이를 선행연구에서 밝혀진 표준 알리자린 색소의 퇴화물과 비교함으로써 대조구로서의 꼭두서니 염료의 정보를 완성하는데 그 목적을 둔다. 아울러 퇴화 전후 염직물의 색차를 측정하여 조건퇴화에 따른 색의 변화를 조사하였다. 퇴화조건은 상온 (RT), 저온$(7^{\circ}C)$ (LT), 고온$(100^{\circ}C)$(OV)의 세 종류의 온도 조건과 염료 폐수처리 용도로 활용되고 있는 $H_2O_2/UV$법 (PER)을 사용하였다. 퇴화시간은 6시간, 24시간, 48시간, 1주, 2주, 4주 각각을 측정하였다. 꼭두서니와 알리자린 염직물 모두 퇴화 전후의 시료에서 alizarin(10.1분)이 검출되었다. 꼭두서니와 알리자린 염직물 모두 퇴화 후 benzoic acid(4.7분), 2,4-di-tert-butylphenol(6.8분), phthalic anhydride(5.8분)가 검출되었다. 꼭두서니와 알리자린 염직물 모두 퇴화 후 붉은색과 노란색이 감소하였다. 꼭두서니 염직물보다 알리자린 염직물의 경우 퇴화 전후의 색차가 더 심하였다. 그러나 가장 퇴화조건이 강한 PER퇴화조건 하에서는 꼭두서니 염직물의 색차가 1주 경과 후에도 매우 심하게 나는 것을 볼 수 있었다. 본 연구의 결과꼭두서니와 그 표준 색소로 염색한 직물이 퇴화할 경우에도 선행연구에서 밝혀진 알리자린의 퇴화물인 benzoic acid, 2,4-di-tert-butylphenol, phthalic anhydride가 검출됨을 확인하였다. 따라서 이들 화합물은 갈변되어 고유의 색을 알 수 없는 출토복식의 염료를 판정할 때 꼭두서니 염료의 사용여부를 확인할 수 있는 대조구 화합물로 사용될 수 있을 것으로 사료된다. 퇴화 전후의 색차에 대한 측정결과는 퇴화에 따른 염료의 색 변화에 대한 결과이다 출토복식의 갈변현상은 염료의 변색과 더불어 토양 유기물에 의한 착색도 기인하므로, 출토복식의 색상 변화를 실질적으로 조사하기 위해서는 본 연구의 결과와 함께 토양유기물에 의한 착색에 대한 연구가 병행되어야 할 것으로 본다