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문제 정의
- 에서는 Color therapy에 활용되고 있는 Super Eight Colors를 기준으로 이들 색상을 발현할 수 있는 염료 자원 식물을 선정하고, 이것을 이용한 건축내장용 천연염색 창호지 제조에 대하여 보고하였다. 본보에서는 제조된 Super Eight Colors 천연염색 창호지의 건축 내장용 재료로서의 기능성을 평가하기 위하여 물 번짐 효과, 촉진노화처리에 의한 색상 견뢰도, 투광성 등에 대하여 검토하였다.
제안 방법
- Micropipett을 Burette holder에 부착하고 증류수 0.1 mL를 취한 다음, 증류수와 접하는 면이 바닥에 닿지 않게 시료를 놓고, 2 mm 높이(거의 접촉)에서 증류수 방울을 시료표면에 떨어뜨려, 증류수 방울이 시료 표면에 닿은 후 물에 대한 번짐 상태를 30분 후 관찰하였다.
- 촉진노화 시험기(QUV/SE)를 이용하여 온도 60℃, UVA-340, 자외선 조사량 0.77 W/m2/nm의 조건으로 천연염색한 한지를 24시간, 48시간 및 72시간 촉진노화 처리하였고, 색차계(Color-eye 7000A 분광광도계) 를 이용하여 색상(L*, a*, b*) 및 색차(△E)를 측정하여 색상의 견뢰도를 분석하였다.
- Medalight사의 라이트박스(LP-1218, color temp. :5000K) 위에 천연염색 창호지를 올려놓고 색차계(Color-eye 7000A 분광광도계)를 사용하여 L*, a*, b* 및 X, Y, Z 값과 Munsell 값을 측정하였다.
- 다양한 천연염료로 염색된 창호지의 물 번짐과 물에 대한 얼룩 유무를 시험하기 위해 창호지에 0.1 mL 증류수를 떨어뜨려 30분후 그 결과를 관찰하여 평가하였다. Table 4는 Super eight color 창호지의 물 번짐 특성을 나타낸 것이다.
- 다양한 천연 염료로 염색된 창호지의 견뢰도를 시험하기 위해 72시간 동안 인공열화 한 후 색도변화 및 색차를 비교분석하였다. Table 5는 천연염색 창호지를 72시간 열화 후 색변화를 나타낸 것이다.
- 천연염료을 이용하여 Super eight color 창호지를 제조 후, 건축내장용 색한지로 사용하기 위하여 그 기능성을 평가하여 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다.
대상 데이터
- 본 실험에서 사용된 천연염색용 창호지는 C사의 시판 순지 창호지, 표백 운용창호지를 구입하여 사용하였고, 공시한지의 특성은 Table 1에 나타냈다.
- 명반[AlK(SO4)2·12H2O, 1급, 동양제철화학] 및 초산동[Cu(CH3COO)2·H2O, Extra, Junsei Chem.]을 증류수를 이용하여 각각 0.5%(wt.) 수용액을 제조하여 사용하였다.
- 본 실험에서 Super Eight Colors 천연염색 창호지 제조에 사용된 천연염료는 Table 2에서 보는 바와 같이 총 7 종류를 사용하였다.
성능/효과
- 염료 및 염색지의 종류에 따른 물 번짐 특성을 살펴본 결과, 홍화로 염색한 적색 염색지의 경우 순지 및 표백운용지에는 번짐이 발견되지 않았으며 미표백 운용지에서만 30분후 얼룩이 관찰되었다. 황련으로 염색한 주황색 염색지는 미표백 운용지에서만 얼룩이 나타났으며, 치자로 염색한 주황색 염색지는 순지, 표백 운용지, 미표백 운용지 모두 얼룩이 관찰되었다.
- 염료 및 염색지의 종류에 따른 물 번짐 특성을 살펴본 결과, 홍화로 염색한 적색 염색지의 경우 순지 및 표백운용지에는 번짐이 발견되지 않았으며 미표백 운용지에서만 30분후 얼룩이 관찰되었다. 황련으로 염색한 주황색 염색지는 미표백 운용지에서만 얼룩이 나타났으며, 치자로 염색한 주황색 염색지는 순지, 표백 운용지, 미표백 운용지 모두 얼룩이 관찰되었다. 울금으로 염색한 황색 염색지는 표백 운용지를 제외한 순지와 미표백 운용지에서 얼룩이 관찰되었다.
- 염색 원지에 따른 물 번짐 특성을 살펴보면, 순지의 경우 적색, 주황색 및 청색을 제외한 나머지 색에서 약간의 얼룩이 관찰되었고, 표백 운용지의 경우 주황색, 황색, 청색, 및 자색의 창호지를 제외한 색에서 얼룩이 발견되었다. 미표백 운용지의 경우 청색를 제외한 모든 창호지에서 얼룩이 관찰되어 물 번짐 얼룩에 가장 취약한 것으로 판단된다.
- 각 염색지들의 열화 후 색상 변화 특성을 살펴보면, 홍화로 염색한 적색 염색지의 경우 염색원지의 종류에 상관없이 L*과 b*값은 열화 후 증가되었으며, a*값은 급격히 줄어드는 것으로 나타나 적색이 황색 또는 주황색 계열의 색상으로 변하는 것으로 나타났다. 황련으로 염색한 주황색 염색지는 a*값은 증가하고 L*과 b*값은 감소되어 다소 색상이 짙어지는 경향을 나타냈으며, 치자로 염색한 주황색 염색지는 미표백 운용지 제외한 지종에서 L*과 a*값이 증가하고 b*값은 감소되어 색상이 밝아지는 경향을 나타냈다.
- 각 염색지들의 열화 후 색상 변화 특성을 살펴보면, 홍화로 염색한 적색 염색지의 경우 염색원지의 종류에 상관없이 L*과 b*값은 열화 후 증가되었으며, a*값은 급격히 줄어드는 것으로 나타나 적색이 황색 또는 주황색 계열의 색상으로 변하는 것으로 나타났다. 황련으로 염색한 주황색 염색지는 a*값은 증가하고 L*과 b*값은 감소되어 다소 색상이 짙어지는 경향을 나타냈으며, 치자로 염색한 주황색 염색지는 미표백 운용지 제외한 지종에서 L*과 a*값이 증가하고 b*값은 감소되어 색상이 밝아지는 경향을 나타냈다. 울금으로 염색한 황색 염색지의 경우 미표백 운용지 제외한 지종에서 L*과 b*값은 감소되고 a*값은 증가되어 녹색기미를 띤 황색에서 황색으로 변하였다.
- 쪽(청대)로 염색한 청색 염색지는 L*, a*, b*값 모두 증가되어 청색 계통의 색상이 감소하고 약간의 녹색기미를 띠는 것으로 나타났다. 소목으로 염색한 자색 및 심홍색 염색지의 L*과 b*값은 열화 후 증가되었으며 적색을 나타내는 a*값이 급격히 감소하여 색상 견뢰도가 매우 불량한 것으로 나타났다.
- 원지의 종류에 따른 천연염색 창호지의 색상 견뢰도를 분석한 결과, 순지는 선명한 색상을 띠는 적색과 황색에서 가장 우수한 견뢰도를 나타냈으며 미표백 운용지의 견뢰도가 가장 불량한 것으로 나타났다. 표백운용지의 경우 청색 계열인 청색과 청록색 염색지의 견뢰도가 가장 우수하였으며, 미표백 운용지는 주황색, 녹색, 자색 및 심홍색에서 가장 우수한 색상 견뢰도를 나타냈다.
- 원지의 종류에 따른 천연염색 창호지의 색상 견뢰도를 분석한 결과, 순지는 선명한 색상을 띠는 적색과 황색에서 가장 우수한 견뢰도를 나타냈으며 미표백 운용지의 견뢰도가 가장 불량한 것으로 나타났다. 표백운용지의 경우 청색 계열인 청색과 청록색 염색지의 견뢰도가 가장 우수하였으며, 미표백 운용지는 주황색, 녹색, 자색 및 심홍색에서 가장 우수한 색상 견뢰도를 나타냈다. 전반적으로 미표백 운용지의 경우 적색과 황색을 제외한 모든 색상에서 우수한 색상 견뢰도를 나타냈다.
- 소목으로 염색한 심홍색 염색지의 72시간 열화 후의 색차값이 19.67로 가장 높은 색차를 보여 견뢰도가 가장 불량한 것으로 나타났으며, 소목으로 염색한 자색 염색지, 황련과 치자로 염색한 주황색 염색지의 경우에도 높은 색차 값을 나타내어 견뢰도가 불량한 것으로 평가되었다. 반면에 쪽과 괴화의 복합 염색인 녹색 염색지와 쪽으로 염색한 청색 염색지의 색차는 각각 6.
- 67로 가장 높은 색차를 보여 견뢰도가 가장 불량한 것으로 나타났으며, 소목으로 염색한 자색 염색지, 황련과 치자로 염색한 주황색 염색지의 경우에도 높은 색차 값을 나타내어 견뢰도가 불량한 것으로 평가되었다. 반면에 쪽과 괴화의 복합 염색인 녹색 염색지와 쪽으로 염색한 청색 염색지의 색차는 각각 6.81과 7.56으로 나타나 색상 견뢰도가 매우 우수한 것으로 나타났다.
- 창호지 뒤에서 빛을 투과시켜 색차계를 사용하여 창호지의 색도를 측정한 결과, 빛을 투과시키지 않고 측정한 창호지의 색상(Table 5)과 빛을 투과시켜 측정한 창호지의 L*, a*, b*값은 큰 차이를 나타내지 않는 것으로 나타났다. 따라서 천연염색한 창호지의 투광 특성은 원지의 색상을 잘 반영하는 것으로 나타나 창호에 시공하였을 때 원지의 색감을 그대로 느낄 수 있을 것으로 사료된다.
- 1. 물 번짐에 의한 얼룩시험에서는 미표백 운용창호지가 청색을 제외한 모든 창호지에서 얼룩이 관찰되어 물 번짐 얼룩에 가장 취약한 것으로 나타났고, 염료로서는 쪽을 사용하여 염색한 청색이 순지, 표백 운용지, 미표백 운용지 모두에서 얼룩이 관찰되지 않아 물 번짐 얼룩특성에서 가장 우수한 것으로 나타났다.
- 2. 견뢰도 시험에서는 소목으로 염색한 심홍색이 가장 높은 색차를 나타내어 견뢰도가 가장 불량한 것으로 평가되었으며, 소목으로 염색한 자색, 황련 및 치자로 염색한 주황색 또한 높은 색차값을 나타내어 견뢰도가 불량한 것으로 평가되었다. 쪽과 괴화 혼합염색의 녹색과 쪽으로 염색한 청색이 가장 낮은 색차값을 나타내어 색상 견뢰도가 가장 우수한 것으로 나타났다.
- 견뢰도 시험에서는 소목으로 염색한 심홍색이 가장 높은 색차를 나타내어 견뢰도가 가장 불량한 것으로 평가되었으며, 소목으로 염색한 자색, 황련 및 치자로 염색한 주황색 또한 높은 색차값을 나타내어 견뢰도가 불량한 것으로 평가되었다. 쪽과 괴화 혼합염색의 녹색과 쪽으로 염색한 청색이 가장 낮은 색차값을 나타내어 색상 견뢰도가 가장 우수한 것으로 나타났다.
- 원지의 종류에 따른 색상 견뢰도를 분석 결과, 적색과 황색에서는 순지, 청색과 청록색에서는 표백 운용지, 주황색, 녹색, 자색 및 심홍색에서는 미표백 운용지의 견뢰도가 가장 우수하였으며, 미표백 운용지가 적색과 황색을 제외한 모든 색상에서 우수한 색상 견뢰도를 나타냈다.
- 3. 투과한 빛에 대한 천연염색 창호지의 색상은 빛을 투과하지 않은 창호지의 색상과 큰 차이를 보이지 않아 원지의 색상을 그대로 반영하는 것으로 나타났다.
후속연구
- 친환경 제품인 한지로 만든 창호지는 로하스시대에 따라 그 수요도 또한 증가할 것이다. 이러한 창호지에 천연색소의 기능성을 부여하면 고부가가치 기능성 재료로서 활용이 가능할 것이다.
- 6,7) 천연색소로 친환경 재료인 한지에 염색을 함으로써 천연색소의 다양한 기능을 한지에 부과하고 이러한 한지를 건축재료의 하나인 창호지로 사용함으로써 그 기능을 생활에 활용할 수 있을 것이다.
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