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문제 정의
- 과학적으로 분석.검증하고 품질이 우수한 전통한지에 적용할 수 있는지를규명함으로써 천연염색의 원천기술 확립 및 용도개발을 목적으로 실시하였다.
- 따라서 본 연구는 미 이용 임산염료 수종을 이용한 천연염료 소재의 개발 및 다변화를 목적으로, 참식나무잎, 수피, 목부를 이용하여 천연염료 추출 및 염색특성을 과학적으로 분석.검증하고 품질이 우수한 전통한지에 적용할 수 있는지를규명함으로써 천연염색의 원천기술 확립 및 용도개발을 목적으로 실시하였다.
제안 방법
- 각 조건별 염색방법은무매염으로실시하였으며 먼저, 각 시료의 열수 및 알칼리추출물은 pH 측정기 (pH/ION METERDP-88OM, DMS) 를 사용하여 pH 가각각 5.0 ~ 9.0이 되도록 조절하였다. pH를 조절한 염색액 150 ml에 한지를 침적하고 항온수조에서 80 ℃로 1 시간동안 염색하였다.
- pH를 조절한 염색액 150 ml에 한지를 침적하고 항온수조에서 80 ℃로 1 시간동안 염색하였다. 결정된 적정 pH 조건으로 조절한 염색액 150 ml 에 한지를침적하고항온수조에서 온도를 50, 60, 70, 80, 90℃의 조건으로 구분하여 1시간동안 염색하였다. 결정된 적정 pH 조건으로 조절한 염색액 150 ml에 한지를 침적하고 결정된 적정 온도조건으로 맞춘 항온수조에서 시간을 20, 30, 40, 50, 60분으로 각각 구분하여 염색하였다.
- 결정된 적정 pH 조건으로 조절한 염색액 150 ml에 한지를 침적하고 결정된 적정 온도조건으로 맞춘 항온수조에서 시간을 20, 30, 40, 50, 60분으로 각각 구분하여 염색하였다. 결정된 적정 pH 조건으로 조절한 염색액 150 ml에 한지를 침적하고 결정된 적정 온도조건 및 시간조건으로 농도를 추출원액에 대하여 5, 10, 25, 50, 100%로 각각 구분하여 염색하였다.
- 결정된 적정 pH 조건으로 조절한 염색액 150 ml 에 한지를침적하고항온수조에서 온도를 50, 60, 70, 80, 90℃의 조건으로 구분하여 1시간동안 염색하였다. 결정된 적정 pH 조건으로 조절한 염색액 150 ml에 한지를 침적하고 결정된 적정 온도조건으로 맞춘 항온수조에서 시간을 20, 30, 40, 50, 60분으로 각각 구분하여 염색하였다. 결정된 적정 pH 조건으로 조절한 염색액 150 ml에 한지를 침적하고 결정된 적정 온도조건 및 시간조건으로 농도를 추출원액에 대하여 5, 10, 25, 50, 100%로 각각 구분하여 염색하였다.
- 공시 재료의 염액추출은 열수추출과 알칼리추출 (l%NaOH)의 두 가지 방법으로 실시하였다. 먼저 열수 추출은 액상추출기를사용하여 물 15 L 에 기 건 상태의 시료 600 g을 넣은 다음 100 ℃ 로 상압에서 3시간 동안 추출 하였으며 , 알칼리 추출은 기 건 상태 의 시료 600 g을 l%NaOH 용액 15 L에 침적하고상온에서 3일 동안 추출하였다.
- 상기와 같은 방법으로 참식나무를 열수추출하여 매염제에 따른 염착량 및 색상의 변화를 측정하였다. 매염제로는 Ferrous Sulfate (FeSQr7H2O), Copper (II) Sulfate (CuSO4-5H2O), Aluminum Potassium Sulfate (A1K(SO4)・12H2O)을 사용하였고, 매염제 농도는 1 g/ L, 피염재료와매염제의 비율은 1:100의 비율로40℃ 에서 40분 동안 매염처리 하였다.
- 색차계를 이용하여 pH, 온도, 시간, 농도조건별로 염색하여 염착량 및 Munsell의 색상, 명도, 채도를 측정하였다. 염색된 한지의 최대흡수파장은 400 nm 였고 이에 해당하는 데이터를분석하여 적정 염색조건을 구명한 결과 pH는5, 온도는70℃, 시간은40분 농도는 100%에서 염색이 잘 되는 것으로 나타났다.
- 염색된 한지는 색차계(spectrophotometer CM-2600, Minolta, Japan)를 이용하여 염착량(K/S) 및 Munsell 의 색상(Hue, Value, Chroma)값을 5반복으로 측정하였으며 각 조건 에 따른 염착량 및 색상의 최적 조건을 결정하기 위하여 최대흡수파장Omax)400nm에서 측정된 수치를 비교분석하여 최종 결정하였다.
- 참식나무 추출물의 전통한지에 대한 염색특성을 구명하기 위하여 잎, 수피 및 목부로 구분하였으며 40 g/ L 의 농도로 열수 및 알칼리추출을 하여 염색액으로 사용하였다. 색차계를 이용하여 pH, 온도, 시간, 농도조건별로 염색하여 염착량 및 Munsell의 색상, 명도, 채도를 측정하였다.
대상 데이터
- 2004년 4월에 국립산림과학원 제주시험 림에서 자생하는 참식나무를 채취한 후 잎, 수피, 목부로 구분하여 실험실에서 약 1 주간 기건 한다음분쇄하였으며 피염재료는 전통방식에 의해 제조한 수초지(평량 34 g/m2, 두께 0.12 tnm)를 사용하였다.
- 매염제로는 Ferrous Sulfate (FeSQr7H2O), Copper (II) Sulfate (CuSO4-5H2O), Aluminum Potassium Sulfate (A1K(SO4)・12H2O)을 사용하였고, 매염제 농도는 1 g/ L, 피염재료와매염제의 비율은 1:100의 비율로40℃ 에서 40분 동안 매염처리 하였다. 염색은 일반적인 선매 염과 후매 염 법 및 매 염처 리를 하지 않은 무매 염 법으로 실시하였다.
성능/효과
- 부위별로는 잎의 알칼리 추출물이 가장 높았으며 목부가 가장 낮게 나타났지 만 수피와는 큰 차이를 보이지 않았다. pH 조건에서 잎의 알칼리 추출물이 pH 5 에서 가장 높은 염착량을 나타내 었고 pH가 증가할수록 급격 히 감소하는 경향을 나타내 었으며 나머지 부위는 pH 5이후로 큰 변화가 없었다. 이것은 조6) 등이 보고한 거북꼬리 추출물의 pH에 따른 염착량 변화와 비슷한 경향을 나타내었다.
- 농도조건에서는 처음 5%에서는 모두 비슷한 염착량을 나타내 었으며 농도가증가할수록 잎이 알칼리추출물이 급격히 증가하였고 나머지 부위도 증가하는 경향을 나타내 었으나 변화의 폭이 매우 작았다. 따라서 참식 나무로 한지에 염색을 할 경우 추출방법은 열수보다는 알칼리추출을 하여 염색이 잘 되며 부위별로는 잎을 이용하는 것이 염색이 더 잘되는 것으로 나타났다. 또한pH 조건은 5로 조절하고, 온도조건은 90℃에서 가장높은 염착량을 보였지만 종이 물성에 영향을 줄 수 있는 높은 온도보다는 뚜렷한 변곡점을 나타내는 70℃로 맞추는 것이 효과적 이 었다.
- 매염제 별로는 선매 염 에서 알루미늄과 철매 염 이 높게 나타났고 후매 염 에서는 구리매 염 이 높게 나타났다. 따라서 참식나무 추출물을 한지에 염색할 경우 후 매염보다는 선매염 처리를 하는 것이 좋을 것으로 사료되며 각 부위별로 후술하는 적절한 색상을 발현하는 매염제를 선택하여 염색하는 것이 좋을 것으로 생각된다.
- 따라서 참식 나무로 한지에 염색을 할 경우 추출방법은 열수보다는 알칼리추출을 하여 염색이 잘 되며 부위별로는 잎을 이용하는 것이 염색이 더 잘되는 것으로 나타났다. 또한pH 조건은 5로 조절하고, 온도조건은 90℃에서 가장높은 염착량을 보였지만 종이 물성에 영향을 줄 수 있는 높은 온도보다는 뚜렷한 변곡점을 나타내는 70℃로 맞추는 것이 효과적 이 었다. 시 간조건은 40분으로 맞추고 농도조건은40 g/ L 의 추출원액 그대로 사용하는 것이 적절한 염색조건이었다.
- 부위별로는 잎의 염착량이 가장 높게 나타났고 목부가 낮았지만 수피와는 큰 차이가 없었다. 매염제 별로는 선매 염 에서 알루미늄과 철매 염 이 높게 나타났고 후매 염 에서는 구리매 염 이 높게 나타났다. 따라서 참식나무 추출물을 한지에 염색할 경우 후 매염보다는 선매염 처리를 하는 것이 좋을 것으로 사료되며 각 부위별로 후술하는 적절한 색상을 발현하는 매염제를 선택하여 염색하는 것이 좋을 것으로 생각된다.
- 매염제별 염색에서는전체적으로선매염의 염착량이 높았으며 부위별로는 선후매염 모두 잎의 염착량이 가장 높은것으로 나타났다. 매염제는 선매염에서는 알루미늄과 철매 염이 높았고 후매염 에서는 구리매 염 이 높은것으로 나타났다. 색상은 주로 잎이 Y 계열을, 수피와 목부는 YR 계열의 색상을 나타내었다.
- 전체적인 색상은 Y 및 YR 계열을 나타내 었으며 조건에 따라서 R, RP 계열의 색상도 발현되는 것을 알 수 있었다. 매염제별 염색에서는전체적으로선매염의 염착량이 높았으며 부위별로는 선후매염 모두 잎의 염착량이 가장 높은것으로 나타났다. 매염제는 선매염에서는 알루미늄과 철매 염이 높았고 후매염 에서는 구리매 염 이 높은것으로 나타났다.
- 3YR 범위로 나타나 Y 계열에 가까워지는 경향을 보이고 있다. 수피 의 알칼리추출물의 Hue 값이 상대적으로 낮은 경향을 보였으며 pH 변화에 대하여 증감 폭은 작은 것으로 나타났다. Value 값은 전체적으로 5 이상으로 밝은 색상을 나타냈으며 Chroma 값의 경우 1 ~ 3범위로 알칼리추출물이 열수추출물보다 높은 경향을 나타냈다.
- 1과 같다. 열수추출물의 pH는 5.4 ~ 5.6으로 산성이었고 알칼리추출물은 12.4 ~ 12.6이었으며 전체적으로 잎, 수피, 목부가 비슷하였다. 추출물함량은 알칼리 추출물이 열수추출물보다 높았으며 열수 추출물에서는 잎이 가장 높았고 목부가 가장 낮았다.
- 색차계를 이용하여 pH, 온도, 시간, 농도조건별로 염색하여 염착량 및 Munsell의 색상, 명도, 채도를 측정하였다. 염색된 한지의 최대흡수파장은 400 nm 였고 이에 해당하는 데이터를분석하여 적정 염색조건을 구명한 결과 pH는5, 온도는70℃, 시간은40분 농도는 100%에서 염색이 잘 되는 것으로 나타났다. 전체적인 색상은 Y 및 YR 계열을 나타내 었으며 조건에 따라서 R, RP 계열의 색상도 발현되는 것을 알 수 있었다.
- 이것은 조6) 등이 보고한 거북꼬리 추출물의 pH에 따른 염착량 변화와 비슷한 경향을 나타내었다. 온도조건에서는 잎의 알칼리추출물이 온도가 높아질수록 큰 폭으로 증가하였으며 90℃ 에서 가장높은 염착량을 보였다 나머지 부위도60℃ 이후로 증가하는 경향을 보였지만 그 변화의 폭은 매우 작았다. 시간조건에서도 역시 잎의 알칼리추출물이 염색 시간이 길수록 점차 증가하였고40분에서 염착량이 가장 높았으며 뚜렷한 변곡점을 나타내었다.
- 2는 참식나무 열수추출물을 철(FeSOWHzO), 구리(CuSO4・5H2), 알루미늄(AIK (SO4)-12H2O) 매염제를 가지고선 매염 및후매염 처리하여 염색한 한지의 염착량을 나타낸 것이다. 전체적으로 잎의 경우 선매 염이 후매염보다높게 나타났으며 목부와수피는 비슷한 경향을 보였다. 부위별로는 잎의 염착량이 가장 높게 나타났고 목부가 낮았지만 수피와는 큰 차이가 없었다.
- 염색된 한지의 최대흡수파장은 400 nm 였고 이에 해당하는 데이터를분석하여 적정 염색조건을 구명한 결과 pH는5, 온도는70℃, 시간은40분 농도는 100%에서 염색이 잘 되는 것으로 나타났다. 전체적인 색상은 Y 및 YR 계열을 나타내 었으며 조건에 따라서 R, RP 계열의 색상도 발현되는 것을 알 수 있었다. 매염제별 염색에서는전체적으로선매염의 염착량이 높았으며 부위별로는 선후매염 모두 잎의 염착량이 가장 높은것으로 나타났다.
- 6이었으며 전체적으로 잎, 수피, 목부가 비슷하였다. 추출물함량은 알칼리 추출물이 열수추출물보다 높았으며 열수 추출물에서는 잎이 가장 높았고 목부가 가장 낮았다. 반면 알칼리추출물의 경우 모두 비슷한 함량을 나타내었으며 전체적으로 잎이 가장 많은 함량을 나타내었다.
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