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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 제 1보7)에 이어 문화적 유산인 우리의 한지에 버려지는 양파 껍질을 활용해 다양한 색상을 얻을 수 있는 방법을 찾고 열화와 내구성을 향상시킬 수 있는 염색 방법을 모색하여 각종 염색 공예품 및 지류 문화재와 같은 문화적 유산을 보존, 보수 하는데 유용하게 활용될 수 있는 천연 색상을 제공하고자 한다.
- 본 연구의 목적은 폐기 대상인 양파 껍질의 색소를 추출한 후 매염제 별로 한지에 염색했을 때, 어떠한 색상으로 염색되고, 한지에 착색된 색상은 강제 열화 조건에서 어떠한 양상으로 퇴색되어지고 강도변화가 나타나는지를 파악하는 것이다. 그 결과는 다음과 같이 요약할 수 있었다.
제안 방법
- 2 2에 넣고 1시간 동안 자비해 색소를 추출했다. 그리고 상온 상태에서 pH를 측정하고 각각 2.3 항목과 같은 조건으로 매염제를 조제해 중매염 처리해 염색 했다.
- 내후성 시험기인 Weather-o-meter(S3000, ATLAS, USAX 이용해 온도 50±2℃, 습도 16.2± 0.1%, Xenon lamp power 1.5 의 조건에서 조사량(irradiance): 0.23±0.01W/m2로 72시간동안 조사 했다.
- 하루동안 시료를 실온에서 음건한 후 조습조건((20 ±1℃, 65±5%)에서 염색한 한지를 분광측색계(JX- 777, JUKI, Japan)를 이용해 Hunter L, a, b 값을 10회 반복 측정해, 이를 산술 평균했다. 그리고 그 해석은 전보7)에서와 같은 방법으로 실시했다.
대상 데이터
- )3 . 18H2O), 황산저 11 철(iron sulfate, FeSO4 . 7H2O), 황산구리 (copper sulfate, CuSO4 . 5H2O), 중크롬 산나트륨(sodium dichromate, Na2Cr2O7), 과망간산칼륨(potassium permanganate, KMnO4), 염화칼슘(Calcium Chloride, CaCl2 . 6H2O) 등은 500 ml의 증류수에 포 화용액을 만들어 사용하였고, 명반(alum, K2SO4 . A12(SO4)2 .
- 닥나무 인피섬유(백피)를 수산화나트륨으로 자숙하고 차아염소산나트륨으로 표백, PAM(polyacry- lamide)을 이용해 초지한 공예용 한지를 17.0x73.5 cm의 크기로 재단해 이용했다.
- 백합과의 여러해살이 풀인 양파 (A/Zium cap a L.) 껍질을 이용했다.
성능/효과
- 1) 한지에 착색된 색상은 매염제에 따라 달랐다. 주로 황갈색으로 착색되었고, 황금색, 카키색으로도 착색되었다.
- 2) 퇴색성은 심하지 않아 대체적으로 열화에 강한 색소임을 알 수 있었다.
- 3) 내구성은 황금색으로 염색된 한지가 가장 양호했고, 매염제 중 황산알루미늄, 황산제1철과 중 크롬산나트륨은 내구성이 떨어져 매염제로는 적합하지 않았다.
- 횟수차가 가장 적은 명반을 매염제로 이용한 한지가 가장 저하율이 낮아 염색 후와 고온 열화 후에도 가장 낮은 저하율을 보여 열에 가장 안정하다고 볼 수 있었다. 가장 고온 열화에 약한 경향을 보인 중크롬산 나트륨 매염제를 이용해 염색한 한지는 원지에서 염색 후의 내절강도가 69.58%의 저하율을 보여 원지를 구성하고 있는 섬유들이 매염제의 영향을 받아 급격히 내절강도가 감소하는 경향을 나타내 단순한 양파 껍질에 의한 염색이 그 주 요인이 아니고 매염제에 의한 한지 구성 섬유의 손상이 원인이 된 것으로 생각되어 내구성을 고려한 매염제의 선택을 우선적으로 고려 해야할 대상임을 보여준 결과였다. 즉, 단순한 퇴색성 만을 고려하게되면 이용 시 문제점이 야기될 수 있다는 것이고 작업시에도 강도가 약해 응용의 한계점을 가져올 수 있으므로 반드시 내구성을 고려할 필요성이 있다는 것이다.
- 52를 나타내 유일하게 미미한 녹색기미를 갖고 있으며 상대적으로 황색기미가 가장 적게 내재되어 있는 색상임을 알 수 있었다. 결론적으로 양파껍질은 명반을 매염제로 이용했을 때는 황금색을 얻을 수 있었으며 황산 제 1철을 매염제로 사용하면 카키색을 얻을 수 있었다. 그 외의 매염제는 황갈색의 색상을 얻을 수 있었다.
- 5 항목과 같이 열화 시험을 실시한 후 그 변화를 내구성의 한 지표를 나타내는 강도 시험 중 내절강도를 이용해 그 경향을 살펴보면 Table 2와 같이 매염제에 따라 많은 차이를 나타내고 있다. 그 특징은 원지 상태에서 염색이 이루어지면 강도적 성질이 떨어지는 경향을 일률적으로 나타냈으며 그 정도는 매염제의 특성에 따라 16.25 % 감소에서부터 최대 69.58% 까지 감소하는 경향을 나타냈다. 그 이유는 매염제를 사용함으로서 섬유의 산화속도가 초기에 빠르게 나타났기 때문인 것으로 사료된다.
- 66 만큼 띠고 있어 가장 높았다. 그리고 아세트산 철을 매염제로 사용했을 때의 염액의 pH는4.56으로 약산성을 나타냈으며 색상은 L, a, b 값이69.85, +6.67, +35.53을 나타내 약간 연한 황갈색인데 내재된 색상은 적색기미를 +6.67 정도를 나타내 약산성 영역에서는 가장 높은 적색기미를 나타냈으나 황색 기미는 +35.53을 나타내 가장 낮은 황색기미를 나타냈다. 황갈색 색상 중 황산 알루미늄을 매염제로 사용했을 때의 염액의 pH는 5.
- 그 이유는 매염제를 사용함으로서 섬유의 산화속도가 초기에 빠르게 나타났기 때문인 것으로 사료된다. 그리고 염색 후 고온에서 72시간 처리한 후의 내절강도는 전체적으로 최하 4.48%에서 최고 19.79%의 감소를 보여 양파껍질로 염색한 한지는 높은 온도에서도 강한 내구성을 보이는 것으로 나타났다. 횟수차가 가장 적은 명반을 매염제로 이용한 한지가 가장 저하율이 낮아 염색 후와 고온 열화 후에도 가장 낮은 저하율을 보여 열에 가장 안정하다고 볼 수 있었다.
- 만약 한지가 섬유간의 결합이 불량하고 섬유가 약한 상태 였다면 그 열화 정도는 심하게 나타났을 것으로 사료되었다. 그리고 중크롬산나트륨(NaerQ?)을 매염제로 이용해 연한 황갈색으로 염색된 한지는 Hunter L, a, b 값이 71.59, +3.43, +37.67을 나타냈으나 72시간 열화 후 L, a, b 값이 79.05, +5.57, +29.51을 나타내 강제 열화 되면서 L 값이 7.46 만큼 증가해 본래의 연한 황갈색에 보다 더욱 밝아지는 경향을 나타냈으며, a 값은 2.14 만큼 증가하면서 적색 기미현상이 더욱 나타나는 경향을 보였다. 그리고 +b 값은 8.
- 이러한 현상은 양파 껍질의 색소가 중크롬산나트륨을 매염제로 이용했을 때는 착색도가 약간 떨어지는 경향을 나타냈으나 열화 측면에서는 우려할 만큼의 퇴색 현상은 나타나지 않았다. 따라서 양파껍질을 이용해 한지에 염색한 색상의 퇴색성 AE 값이 5.24~9.72의 범위를 나타내 불량한 퇴색성을 나타내지 않아 대체적으로 열화에 강한 색상들임을 알 수 있어 양파 껍질이 천연 염료의 소재로서 적합하다는 것을 알 수 있었다.
- 즉, 단순한 퇴색성 만을 고려하게되면 이용 시 문제점이 야기될 수 있다는 것이고 작업시에도 강도가 약해 응용의 한계점을 가져올 수 있으므로 반드시 내구성을 고려할 필요성이 있다는 것이다. 실제적으로 내절강도의 저하율과 공예 용으로 이용시 작업에 어려움을 느낄 정도의 내절강도의 저하율은 원지의 60~70%정도가 저하되는 강도 값임을 알 수 있었다. 따라서 매염제로 이용한 황산알 루미늄, 황산제1철, 중크롬산나트륨은 퇴색성이 우수하다고 해도 매염제 선택의 고려 대상이 되어야 했다.
- 316을 나타내는 카키색임을 알 수 있었다. 이외의 매염제에는 약간씩의 색상차를 보이면서 모두 황갈색을 나타냈는데 중크롬산나트륨을 매염제로 사용했을 때는 염액의 pH가 4.97을 나타내 명반 매염제와 같은 약산성을 나타냈지만 색상은 L, a, b 값이 71.59, +3.43, +37.67을 나타내 연한 황갈색이며 내재된 색상은 적색기미를 +3.43 만큼 미미하게 띠고 있으면서 황색 기미를 중간 정도인 +37.67 만큼 띠고, 채도 9.066을 보이는 황갈색임을 알 수 있었다. 염화칼슘을 매염제로 사용했을 때의 염액의 pH는 4.
- 29 만큼 증가해 퇴색해가면서 황색기미가 증가하는 경향을 나타냈다. 전체적인 의미 에서의 퇴색도 4E 값은 5.24를 나타내고, 채도에서도 9.406에서 9.418로 변해 거의 변화가 없는 것으로 나타나 명반을 매염제로 이용했을 때 양파 껍질은 가장 열화에 강한 색상을 얻을 수 있었음을 알 수 있었다. 이러한 원인은 강제 열화 조건이 아주 취약한 조건이 아닌데도 원인이 있겠으나 양파 껍질의 색소가 적정 pH 조건에서 명반과 반응해 나타난 색소가 한지의 구성 섬유인 강인한 닥나무 인피섬유와 결착되었거나 닥섬유 세포벽에 침착되어 열화.
- 양파 껍질에서 추출한 염액을 매염제를 달리해 한지 에 염색한 결과와 열화 처리후의 색상 변화 결과는 Table 1과 같다. 즉, 증류수로 양파 껍질에서 색소를 추출한 후 각 매염액을 혼합해 염액을 조성한 후 pH 를 측정한 결과 4.01~6.68까지 약산성에서 약알칼리 영역을 나타냈으며 염색된 주 색상은 황갈색이었으며 명반과 황산제1철의 경우만 각각 황금색과 카키색으로 염색되었다. 이를 색상별로 구분해 분석해보면 먼저, 황금색을 나타낸 명반의 경우 pH가 4.
- 53을 나타내 가장 낮은 황색기미를 나타냈다. 황갈색 색상 중 황산 알루미늄을 매염제로 사용했을 때의 염액의 pH는 5.50으로 약산성을 나타냈으며 색상은 L, a, b 값이 46.23, -0.95, +24.52를 나타내 유일하게 미미한 녹색기미를 갖고 있으며 상대적으로 황색기미가 가장 적게 내재되어 있는 색상임을 알 수 있었다. 결론적으로 양파껍질은 명반을 매염제로 이용했을 때는 황금색을 얻을 수 있었으며 황산 제 1철을 매염제로 사용하면 카키색을 얻을 수 있었다.
- 79%의 감소를 보여 양파껍질로 염색한 한지는 높은 온도에서도 강한 내구성을 보이는 것으로 나타났다. 횟수차가 가장 적은 명반을 매염제로 이용한 한지가 가장 저하율이 낮아 염색 후와 고온 열화 후에도 가장 낮은 저하율을 보여 열에 가장 안정하다고 볼 수 있었다. 가장 고온 열화에 약한 경향을 보인 중크롬산 나트륨 매염제를 이용해 염색한 한지는 원지에서 염색 후의 내절강도가 69.
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