[논문]천연염료를 이용한 건축내장용 색 펄프 제조 -색 펄프로 제조한 벽지의 적합성-

고인희; 남현주; 최태호; 신유수

[국내논문] 천연염료를 이용한 건축내장용 색 펄프 제조 -색 펄프로 제조한 벽지의 적합성-
Manufacturing of natural dyed pulp for interior materials -Estimation of wallpaper properties mach from natural dyed pulp- 원문보기

고인희 (충북대학교 문화재과학협동과정) , 남현주 (충북대학교 문화재과학협동과정) , 최태호 (충북대학교 목재종이과학과) , 신유수 (농촌진흥청)

Recently increasing eco-efficiency of natural dyeing has become an important topic. The purpose of this study was to manufacture colored pulp for interior materials by combining color therapy and natural dyeing. For this purpose, through experiments with water-bleed, K/S value and chroma changes of samples in pulp for interior materials.

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문제 정의

천연염료의 특징은 안전성이 높아 신뢰성이 있고 대부분 식품의 성분이기 때문에 모든 식품의 착색에 활용 가능하며 천연염료가 가지는 방부성, 방충성, 항균성 및 항산화성 때문에 다양한 기능성 색 펄프의 제조가 가능하다. 이 연구에서는 환경경제효율성적으로 대체하려는 시도로 환경경제효율성 증진에 기여할 수 있는 건축내장용 벽지를 항염, 항아토피성 성분을 함유하고 있는 닥나무를 원료로 하여, 밀가루 풀로만 시공이 가능한 친환경벽지를 제조하고자 하였다.

제안 방법

염색한 벽지의 색상을 파악하기위해 Color-eye 7000A 분광광도계를 사용하였다. 색상은 CIE Lab 색공간에 따른 L^* , a^* , b^*값과 X, Y, Z, Mumsell HV/C, minimum wavelength, 반사율을 측정하였다.
염색한 벽지의 색상을 파악하기위해 Color-eye 7000A 분광광도계를 사용하였다. 색상은 CIE Lab 색공간에 따른 L^* , a^* , b^*값과 X, Y, Z, Mumsell HV/C, minimum wavelength, 반사율을 측정하였다. 염착량 (K/S) 값은 Minimum wavelength에서의 반사율 R 값을 사용하여 다음의 Kubelka-Munk 식에 의해 K/S값을 구하였다.
촉진노화시험기 (QUV/SE)를 이용하여 ISO 5630/3의 규정에 의거하여 온도 60℃, UVA-340, 자외선 조사량 0.77 W/m²/nm의 조건으로 천연염색한 한지를 24시간, 48시간, 72시간 촉진노화 처리하였고 2.5의 동일한 방법으로 색상 및 색차를 측정하여 색상의 견뢰도를 분석하였다.
0.1 mL의 물방울을 마이크로 피펫을 사용하여 직각으로 2 mm떨어진 높이에서 투하 하여 색 펄프가 물을 얼마나 흡수하는지 30분 간격으로 확인하여 벽지에 적합도 여부를 평가하였다.
펄프의 천염염색을 이용해 벽지를 제조하였다. 조금 더 손쉽게 직접염료와 같이 염료를 그대로 물에 녹여 가열된 용액 중에서 직접 염색하는 염색방법처럼 벽지를 제조하는 방법을 위하여 펄프에 직접염료와 같이 천연염색이 적용가능하며 제조된 천연염색 벽지의 성능 평가를 위하여 물 번짐 실험과 자외선열화, 색차 측정을 실시하였다. 실험 결과 황색인 울금 염색이 자외선열화와 물 번짐 실험에서 가장 우수한 성능을 나타내 었다.

대상 데이터

펄프는 천양제지에서 제공받은 국산닥 표백 펄프를 사용하였다.
매염액은 명반(AlK(SO4)2·12H2O), 아세트산구리(Cu(CH3COO)2·H2O), 염화제1철 (FeCl2·nH2O)을 0.5% 수용액으로 제조하여 사용하였다.
5% 수용액으로 제조하여 사용하였다. 홍화염색을 위해 탄산칼륨 (K₂CO₃)과 구연산(C₆H₈O₇)을 사용하였다.
청대와 홍화를 제외한 염재는 600 g에 증류수 1 L로 약탕기로 염액을 추출하였다. 추출액은 evaporator를 이용해 농축하여 동결건조 후 사용하였다.
추출액은 evaporator를 이용해 농축하여 동결건조 후 사용하였다. 청대는 약재상에서 구입하여 사용하였고 홍화는 황색색소를 제거하여 자연건조 시킨 것을 사용하였다. 염액온도는 상온으로, 염색시간은 30분, 매염시간 10분, 세척 1분씩 3회를 거듭하여 염색하였으며 염료의 o.
펄프의 천염염색을 이용해 벽지를 제조하였다. 조금 더 손쉽게 직접염료와 같이 염료를 그대로 물에 녹여 가열된 용액 중에서 직접 염색하는 염색방법처럼 벽지를 제조하는 방법을 위하여 펄프에 직접염료와 같이 천연염색이 적용가능하며 제조된 천연염색 벽지의 성능 평가를 위하여 물 번짐 실험과 자외선열화, 색차 측정을 실시하였다.

이론/모형

색상은 CIE Lab 색공간에 따른 L^* , a^* , b^*값과 X, Y, Z, Mumsell HV/C, minimum wavelength, 반사율을 측정하였다. 염착량 (K/S) 값은 Minimum wavelength에서의 반사율 R 값을 사용하여 다음의 Kubelka-Munk 식에 의해 K/S값을 구하였다. 이 식에서 R은 반사율, K는 흡광계수, S는 산란계수를 의미한다.

성능/효과

건축내장용 색 펄프는 여러 가지 조건 중에서도 자외선과 수분에 의한 손상에 강해야 한다. 자외선열화 실험의 결과로 황색 울금 염색, 주황색인 황련과 치자 염색, 청색의 청대 염색은 자외선에 대한 열화정도가 상대적으로 안정함을 확인할 수 있었다. 또한 물번짐 실험의 결과로는 황색의 울금 염색, 녹색의 청대와 괴화의 복합염색, 자색의 소목 염색이 벽지에 사용되기 상대적으로 안정함을 확인할 수 있었다.
자외선열화 실험의 결과로 황색 울금 염색, 주황색인 황련과 치자 염색, 청색의 청대 염색은 자외선에 대한 열화정도가 상대적으로 안정함을 확인할 수 있었다. 또한 물번짐 실험의 결과로는 황색의 울금 염색, 녹색의 청대와 괴화의 복합염색, 자색의 소목 염색이 벽지에 사용되기 상대적으로 안정함을 확인할 수 있었다.
조금 더 손쉽게 직접염료와 같이 염료를 그대로 물에 녹여 가열된 용액 중에서 직접 염색하는 염색방법처럼 벽지를 제조하는 방법을 위하여 펄프에 직접염료와 같이 천연염색이 적용가능하며 제조된 천연염색 벽지의 성능 평가를 위하여 물 번짐 실험과 자외선열화, 색차 측정을 실시하였다. 실험 결과 황색인 울금 염색이 자외선열화와 물 번짐 실험에서 가장 우수한 성능을 나타내 었다.

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