인피섬유의 천연염색 및 염색성 (제1보) -소목, 치자, 오배자 염액의 추출조건 및 염색성- Properties of Natural Dyeing of Bast Fiber(Part 1) -Properties of dye and extraction condition of sappan wood, gardenia and gallnut-원문보기
The bast fibers of paper mulberry were dyed by using sappan wood, gardenia, and gallnut extracted under various extraction conditions. The surface absorption rates, color, and sunlight fastness of the dyed fibers were compared to those of the dyed cotton and silk. The K/S values of silk showed the h...
The bast fibers of paper mulberry were dyed by using sappan wood, gardenia, and gallnut extracted under various extraction conditions. The surface absorption rates, color, and sunlight fastness of the dyed fibers were compared to those of the dyed cotton and silk. The K/S values of silk showed the highest values, followed by gallnut, gardenia, and sappan wood. The optimum extraction conditions of the dye materials were 20 g/L (input amount of dye materials per liter), $90^{\circ}C$ (extraction temperature), and 30 minutes (extraction time). The values of saturation were observed to increase with the increase of the amount of dye materials, extraction time, and extration temperature. However, no effect were found on the values of hue and lightness. In all samples, the developed colors dyed by sappan wood and gardenia were the series of YR, and Y, respectively. The colors of dyed cotton and bast fibers of paper mulberry by gallnut were the series of Y and the dyed silk showed the series of YR. The values of saturation of the bast fibers of paper mulberry by sappan wood and gardenia showed the highest values of saturation, followed by cotton, and silk. In the case of gallnut, cotton showed the highest values of saturation, followed by the bast fibers of paper mulberry, and silk. The sunlight fastness were not improved in all dyeing conditions.
The bast fibers of paper mulberry were dyed by using sappan wood, gardenia, and gallnut extracted under various extraction conditions. The surface absorption rates, color, and sunlight fastness of the dyed fibers were compared to those of the dyed cotton and silk. The K/S values of silk showed the highest values, followed by gallnut, gardenia, and sappan wood. The optimum extraction conditions of the dye materials were 20 g/L (input amount of dye materials per liter), $90^{\circ}C$ (extraction temperature), and 30 minutes (extraction time). The values of saturation were observed to increase with the increase of the amount of dye materials, extraction time, and extration temperature. However, no effect were found on the values of hue and lightness. In all samples, the developed colors dyed by sappan wood and gardenia were the series of YR, and Y, respectively. The colors of dyed cotton and bast fibers of paper mulberry by gallnut were the series of Y and the dyed silk showed the series of YR. The values of saturation of the bast fibers of paper mulberry by sappan wood and gardenia showed the highest values of saturation, followed by cotton, and silk. In the case of gallnut, cotton showed the highest values of saturation, followed by the bast fibers of paper mulberry, and silk. The sunlight fastness were not improved in all dyeing conditions.
염액 추출 온도별 조건은 소목, 치자, 오배자 20 g/L 을 Table 2와 같이 50, 70, 90 ℃에서 60분간 추출하였다.
염재 추출 최적 조건을 측정하기 위해 소목, 치자, 오배자 20 g/L을 50, 70, 90℃에서 60분간 추출하였다. 이 추출액을 닥섬유, 면, 실크에 온도 60 ℃에서 60분간 염색하였다.
염재 추출 최적시간을 검토하기 위하여 소목, 치자, 오배자 20 g/L을 90 ℃에서 30, 60, 90, 120, 150 분간 추출하였다. 이 추출액을 닥섬유, 면, 실크에 온도 60 ℃에서 60 분간 염색하였다.
염색 조건은 온도 60 ℃에서 60 분간 염색하였다. 염착물 표면에 염착된 염료의 염착성(K/S값)에 대하여 검토하였다.
일광 견뢰도는 Fade-O-Meter를 사용하여 KS K 0700에 의해 40 시간 염색물에 빛을 조사하고, 조사 전 후의 색차를 측정하였다.
대상 데이터
염착물은 닥섬유, 면, 실크를 사용하였다. 닥섬유는 한지공장에서 사용하는 100 % 국산 표백 닥섬유를 구입하여 사용하였다. 실크는 시판되는 정련직물을 구입하였으며, 면은 KS K 0905에 준하는 백포를 의류시험연구원에서 구입하였다.
황색류 염료는 꼭두서니과에 속하는 치자나무의 과실, 황벽나무, 황엽목, 조개풀, 금송화, 옻나무 즙액, 소태 나무 핵, 손귀나무 수피, 물푸레나무의 탄(charcoal) 등이 황색염료로 사용되었다. 백색류 염료는 흰 조가비를 구워 분쇄한 패각분을 매염제로 사용하였다. 흑색류 염료는 옻나무과에 속하는 붉나무 잎에 곤충이 기생하여 만들어진 충영(오배자), 굴참나무 수피, 밤나무 꽃, 가래나무 견과 등이 이용되었다.
본 연구에 사용된 염재는 시중 한약재상에서 판매 중인 중국산 소목, 국산 치자, 중국산 오배자를 구입 하여 공시재료로 하였다.
닥섬유는 한지공장에서 사용하는 100 % 국산 표백 닥섬유를 구입하여 사용하였다. 실크는 시판되는 정련직물을 구입하였으며, 면은 KS K 0905에 준하는 백포를 의류시험연구원에서 구입하였다.
염착물은 닥섬유, 면, 실크를 사용하였다. 닥섬유는 한지공장에서 사용하는 100 % 국산 표백 닥섬유를 구입하여 사용하였다.
오배자, 치자, 소목으로부터 추출된 염료로 염색한 닥섬유는 그 자체로 염색성을 분석하기 어렵기 때문에 KS M 7030에 의해 시트를 제조하였다. 이 시트는 종이의 형태가 아니고 단지 염착성, 색상, 견뢰도 등을 측정하기 위한 판상이므로 닥섬유에 해당된다.
이론/모형
K/S값은 Computer Color Matching System(JX777, Japan)을 사용하여 각 염색 시료의 표면 반사율을 측정한 후 Kubelka-Munk식에 의해 산출하였다.
성능/효과
1. K/S값은 염착물로는 면, 닥섬유에 비해 실크가 매우 높고, 염재별로는 오배자, 소목, 치자 순으로 높았다.
2. 닥섬유의 염색을 기준으로 소목, 치자, 오배자의 염재 추출 최적 조건은 20 g/L의 염재를 투입하여 온도 90 ℃에서 30 분 추출하는 것이다.
3. 각 염료 모두 염재 추출시 염재 투입량 및 추출 시간의 증가, 추출 온도가 높아지면 색상과 명도에는 큰 영향을 주지 않지만 채도는 높아지는 경향을 보이고 있다.
4. 소목 염료는 닥섬유, 면, 실크 모두 YR계열, 치자는 닥섬유, 면, 실크 모두 Y계열, 오배자는 닥섬유, 면이 Y계열, 실크는 YR계열의 색상이 발현되었다.
5. 염착물별 색상의 채도는 소목, 치자의 경우 닥섬유, 면, 실크의 순으로 높았고, 오배자는 면, 닥섬유, 실크의 순으로 높았다.
6. 소목, 치자, 오배자 염료로 염색된 염착물의 일광견뢰도는 2-3급으로 낮게나타났다.
K/S값은 염착물로는 면, 닥섬유에 비해 실크가 매우 높고, 염재별로는 오배자, 소목, 치자 순으로 높았다. 이런 흡착거동의 차이는 섬유에 대한 천연 염료의 친화력 차이를 의미하며, 친화력을 결정하는 요인으로는 염료의 화학 구조에 기인하는 염료의 친수성, 평면성, 직선성과 섬유의 화학 구조 등에 있으며, 특히-OH기의 수와 관계가 있다고 임 등12)은 보고하였다.
Table 4의 염액 추출에서 투입된 소목의 염재량별 염착물의 색상은 염착물 모두 YR계열이고, 염재의 투입량이 높을수록 채도는 증가되었고, 소목과 치자의 명도는 약간 낮아 졌고, 오배자는 큰 차이가 없었다. 치자는 염착물 모두 Y계열이고, 염재의 투입량이 높을수록 채도는 증가되었고 명도는 큰 차이가 없었다.
4는 소목의 염재 첨가량별, 추출 온도 및 시간 별로 추출한 염료로 염색한 염착물 표면의 색상이다. 염착물 모두 염재 첨가량이 클수록, 추출 온도가 높을수록, 추출 시간이 길수록 채도 즉 색상이 짙어지는 것을 알 수 있다. 닥섬유, 면, 실크의 색상이 YR계열이지만 실크의 색상이 짙게 염색되었다.
치자는 염착물 모두 Y 계열이고, 염재의 추출온도가 높을수록 채도는 증가되었고, 명도는큰 차이가 없었다. 오배자는 닥섬유와 면이 Y 계열이고, 실크는 YR 계열 이였으며, 추출온도가 높아져도 명도, 채도는 큰 차이가 없었다.
치자는 염착물 모두 Y 계열이고, 염재의 추출온도가 높을수록 채도는 증가되었고, 명도는큰 차이가 없었다. 오배자는 닥섬유와 면이 Y 계열이고, 실크는 YR 계열 이였으며, 추출온도가 높아져도 명도, 채도는 큰 차이가 없었다.
Table 4, 5, 6에서 염재 투입량, 추출 시간, 추출 온도의 영향에 따라 색상과 명도에는 큰 영향을 주지 않지만 채도는 높아지는 결과를 얻었다. 이 채도가 염착물과의 관계는 소목, 치자는 닥섬유, 면, 실크의 순으로 높았고 오배자는 면, 닥섬유, 실크의 순으로 높았다.
이상의 결과에서 20 g/L의 염재를 투입하여 온도 90 ℃에서 30 분간 염액을 추출하는 것이 최적 조건이라 생각된다. 한편, 오배자의 염색성에서 오배자의 염액 추출 최적 조건을 60 ℃에서 1 시간이라고 보고13) 되어 있다.
이상의 결과에서 각 염료 모두 염재 추출시 염재 투입량 및 추출 시간의 증가, 추출 온도가 높아지면 색상과 명도에는 큰 영향을 주지 않지만 채도는 높아지는 경향을 보이고 있다. 한편, 신 등15)은 소목으로 염색한 실크의 색상을 2.
Table 5의 염액 추출에서 추출 온도별 염착물의 색상에서 소목은 염착물 모두 YR 계열이고, 추출온도가 높아질수록 채도는 증가되는 경향이고, 명도는 큰 차이가 없었다. 치자는 염착물 모두 Y 계열이고, 염재의 추출온도가 높을수록 채도는 증가되었고, 명도는큰 차이가 없었다. 오배자는 닥섬유와 면이 Y 계열이고, 실크는 YR 계열 이였으며, 추출온도가 높아져도 명도, 채도는 큰 차이가 없었다.
Table 4의 염액 추출에서 투입된 소목의 염재량별 염착물의 색상은 염착물 모두 YR계열이고, 염재의 투입량이 높을수록 채도는 증가되었고, 소목과 치자의 명도는 약간 낮아 졌고, 오배자는 큰 차이가 없었다. 치자는 염착물 모두 Y계열이고, 염재의 투입량이 높을수록 채도는 증가되었고 명도는 큰 차이가 없었다. 오배자는 닥섬유, 면은 Y계열, 실크는 10-30 g/L 에서 YR계열 이였지만, 50-100 g/L에서는 Y계열 이 였다.
Table 6의 염액 추출에서 추출 시간별 염착물의 색상에서 소목은 염착물 모두 YR계열이고, 추출 시간이 길어질수록 채도는 증가되는 경향이고, 명도는 큰 차이가 없었다. 치자는 염착물 모두 Y계열이고, 추출 시간이 길어질수록 채도는 증가되었고, 명도는 큰 차이가 없었다. 오배자는 닥섬유와 면이 Y계열이고, 실크는 YR계열 이였으며, 추출온도가 높아져도 명도, 채도는 큰 차이가 없었다.
한편, 고문헌, 단행본, 논문에 기재된 천연염료 147종과 일반적으로 많이 사용되고 있는 78종을 추가하여 총 225종의 천연 염료 개발 가치에 대한 평가3)에서 1위는 쪽과 감이며, 그 외의 10종은 황토, 쑥, 양파, 홍화화, 오배자, 밤나무, 자초, 꼭두서니, 도토리, 황벽이 선정되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
우리나라에서는 예전부터 어떤 색의 염료가 많이 사용되었는가?
당시 이용된 염료는 무기체, 식물체, 동물로부터 얻은 천연색소였다. 우리나라의 경우는 적색, 청색, 황색, 백색, 흑색을 기본적으로 사용하였기 때문에 이 색상의 염료가 많이 개발되어 사용되었다. 본초강목, 임원십육지에 천연 염료, 염색방법, 산지별 염료 특성1) 등이 기록되어 있다.
염색은 어떤 방법인가?
염색은 가시광선을 선택적으로 흡수하여 고유의 색을 갖는 물질을 물과 다른 매체로 섬유 및 그 외의 소재에 흡수하여 염착시키는 방법으로 기원전 수천 년부터 적용되어 오늘에 이르고 있다. 당시 이용된 염료는 무기체, 식물체, 동물로부터 얻은 천연색소였다.
최근 시행된 한지의 천연염색에 대한 연구에는 어떤 것이 있는가?
최근, 한지공예, 닥 인형 등에 대한 관심도 높아지므로 한지의 천연염색에 대한 연구가 진행되고 있다. 안4)은 보라, 청, 적, 황, 녹, 흑, 회색계열의 한지 염색, 전 등은 황색염료와 각종 매염제5), 양파6), 쑥7)을 사용하여 한지를 염색한 후 퇴색성을 검토하였다. 조 등8)은 참식나무 추출물의 한지 염색성, 유 등9)의 괴화의 한지 염색성, 이 등10)의 안개나무 추출물의 한지 천연염색성에 대한 연구가 진행되었다.
참고문헌 (17)
상기호, 오색한지 공예. 한국의 종이 문화, 국립민속박물관. pp.148-156(1995)
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