KR100575280B1 - 염료의 결착력이 개선된 황토염료 및 이를 이용한 천연직물 염색방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인공적인 화학약품을 사용하지 않고, 복잡한 전처리단계 등이 필요 없으면서도 결착력이 개선된 황토염료 및 이를 이용한 염색방법에 관한 것이다.

본 발명의 황토염료는 수비법을 이용하여 제조된 황토입자 및 왕겨와 찰볏짚을 사용하여 얻어지는 약알칼리수를 혼합하여 얻어진다.

본 발명의 황토염색은 화학약품은 전혀 사용하지 않고 천연재료만 사용하면서도 종래의 황토염색과 비교하여 염료의 결착력이 향상되므로 염색 상태가 우수해지며, 황토로 인한 다양한 효과를 천연 직물에 부가할 수 있다.

Description

염료의 결착력이 개선된 황토염료 및 이를 이용한 천연 직물 염색방법 {Loess dye having improved adhension property and dyeing method of natural fabrics using the same}

본 발명은 황토염료 및 이를 이용한 천연 직물 염색방법에 관한 것으로, 구체적으로는 종래 알려져 있는 황토염료와 비교하여 그 결착력이 보다 개선되고, 그 제조방법이 보다 간단한 황토염료 및 이를 이용한 천연직물의 염색방법에 관한 것이다.

황토는 태양에너지를 오래 받은 규소성 광물로서 주변에서 매우 쉽게 접할 수 있으며, 예로부터 우리 조상들은 이를 건축 자재, 약재, 의복 등의 분야에서 널리 사용하여 왔으며, 최근에는 알려지지 않은 여러 효능들이 밝혀지면서 그 사용범위가 점점 더 넓어지고 있다. 예를 들어 황토는 스스로의 습도조절능력이 우수하고, 원적외선을 방사하므로 인체에 매우 유익하며, 다양한 무기물과 효소의 작용에 의해 수질 및 토양의 개선 및 치료, 미용효과 등의 다양한 효과가 발견되고 있어 그 용도가 더욱 다양해지고 있다.

특히 황토를 이용한 직물의 염색방법은 예로부터 알려져 왔으며, 그 방법은 단순히 황토를 물에 개어 분산시킨 상태에서 천이나 옷에 황토색을 물들이는 것으로 대단히 원시적인 방법이었다. 이러한 방법에 의해 염색된 직물은 단순히 황토가 표면에 피착된 상태로서 그 염색상태가 대단히 불량하여 균일한 염색을 얻기가 곤란하고 세탁 등에 의해 탈색이 심하게 발생하는 등의 문제가 있었다. 이러한 문제점으로 인해 그 사용범위는 점점 감소되어 왔으며, 산업화가 진행됨에 따라 화학 염료에 의해 완전히 그 자리를 잃게 되는 지경까지 이르게 되었다.

그러나 황토의 유익한 성질이 알려지면서, 황토를 이용한 염색방법도 새롭게 관심을 받고 있다. 예를 들어 한국특허공개 99-38571호에는 종래의 고전적인 황토 염색방법의 문제점인 탈색과 얼룩이 발생하지 않는 염색효과를 제공하고자 미세한 황토분의 현탁액을 사용하는 황토염욕을 통해 섬유를 염착시키고, 이를 물:수분산성 유기 점착재에 침적시키는 황토분을 이용한 섬유의 염색방법이 개시되어 있다. 그러나 이와 같은 방법은 단순한 황토분을 섬유상에 물리적으로 결합시킨 것에 불과하며, 황토분을 물에 현탁시킨 현탁액을 천연섬유와 함께 가열하였다고 하여 근본적인 염색이 이루어졌다고 보기도 어렵다. 이와 같은 방법에 의해서만 얻어진 황토 염색직물은 일반 염색방법과 달리 황토가 섬유에 완전히 결착되어 있지 않으며, 따라서 이와 같은 문제점을 극복하고자 화학성분인 섬유 점착재를 사용하고 있다. 이와 같은 인공재료를 사용함으로써 천연 황토를 사용함으로 인해 얻을 수 있는 효과를 반감시키고 있다.

한국특허공개 99-65741호에는 원단을 양이온화 전처리하여 마이너스 전하를 갖는 황토입자와의 흡착률을 증가시키고, 흡착된 황토입자를 면섬유 고착제에 의해 화학적으로 고착시킴으로써 세탁 견뢰도의 변퇴정도를 증가시킨 염색방법을 제공하고 있다. 그러나 이와 같은 방법은 그 처리 단계가 복잡하고, 인공재료인 화학약품을 사용하고 있으므로 마찬가지로 천연물질에 대한 기대효과를 반감시키고 있다.

한국특허공개 2001-37307호에는 섬유고착재를 사용하지 않고, 전처리단계가 불필요하며 황토 자체의 염착력을 향상시키는 방법으로서, 겔상태의 황톳물과 약알칼리수의 혼합물을 사용하는 황토 염료를 개시하고 있다. 그러나 이 경우에도 황토를 겔화시켜야 하는 복잡한 제조공정을 필요로 하며, 콩대잿물을 약알카리수로 사용하므로써 여전히 황토염료의 섬유에 대한 결착력이 부족하다는 문제점을 가지고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인공적인 화학약품을 사용하지 않고, 복잡한 전처리단계 등이 필요없으면서도 결착력이 개선된 황토염료를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 황토염료를 이용하는 천연 직물의 염색방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여,

황토입자와 약알칼리수를 포함하는 황토염료에 있어서,

상기 황토입자가 물과 황토의 혼합물을 수비법(水飛法)으로 미세분말화시켜 얻어지고,

상기 약알칼리수가 왕겨와 찰볏짚에 물을 혼합시킨 후 20 내지 80℃의 온도범위에서 3 내지 10일 동안 방치시킨 후 여과하여 얻어지는 것임을 특징으로 하는 황토염료를 제공한다.

상기 황토염료에 있어서, 황토입자와 약알칼리수의 함량비는 황토입자 100중량부에 대하여 약알칼리수 50 내지 200중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 물과 황토의 혼합물에서 그 함량비는 물 100중량부에 대하여 황토 50 내지 200중량부인 것이 바람직하다.

상기 황토입자의 미세분말화 과정에서 사용되는 수비법은 1 내지 10회 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 왕겨와 찰볏짚을 물에 혼합시킨 혼합물에서 그 함량비는 물 100중량부에 대하여 왕겨 10 내지 200중량부 및 찰볏짚 10 내지 200중량부인 것이 바람직하다.

상기 약알칼리수의 pH는 8 내지 10인 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여,

(a) 상기 황토염료에 직물을 침지하여 염색하는 단계;

(b) 염색된 직물을 20 내지 80℃의 온도범위에서 방치하는 단계;

(c) 상기 직물을 자연건조하는 단계; 및

(d) 은행잎 추출액을 물에 2 내지 10배로 희석시킨 용액으로 상기 건조된 황토염색 직물을 세탁하는 단계를 포함하는 천연직물의 염색방법을 제공한다.

상기 (a) 단계에서 황토염료에 직물을 침지하는 시간은 1분 내지 10분이 바 람직하다.

상기 (b) 단계에서 염색된 직물의 방치 시간은 1 내지 100시간이 바람직하다.

이하 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 황토염료는 인공재료인 화학 약품을 전혀 사용하지 않고, 제조공정이 간단하고 직물에 염색시 염료의 결착력을 보다 증가시킨 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 황토염료는 물과 황토의 혼합물을 수비법(水飛法)으로 미세분말화시켜 얻어진 황토입자를, 왕겨와 찰볏짚에 물을 혼합시킨 혼합물을 방치 또는 교반한 후 여과하여 얻어지는 약알칼리수와 혼합하여 얻어진다.

황토는 태양에너지를 오래 받은 규소성 광물로서 석영 40~80%, 장석과 운모 10~20%, 탄산염광물 5~35%, 실트 2~4%등의 조성으로 이루어진 광물로, 붉은색을 띄고 있고, 화학성분은 실리카가 50~60%, 알루미나는 8~12%, 3가 산화철은 2~4%, 2가 산화철은 0.8~1.1%, 산화칼슘은 4~16%, 산화마그네슘은 2~6%, 약 0.5%의 산화티탄과 산화망간으로 구성되어 있으며, 수분함량이 10~15%정도로 이루어진 것을 지칭한다. 이와 같은 황토는 자연상태에서는 모래, 식물 성분 등이 포함되어 있을 뿐만 아니라 그 입도가 다양하여 균질한 상태의 염색을 얻기가 곤란하므로 이를 미세분말화시킬 필요가 있다.

본 발명에서 사용되는 황토의 미세분말을 얻기 위하여 사용하는 수비법은 약재학에서 많이 사용되는 방법으로서 이 방법은 재료를 약갈이에 넣어 약공이로 보 드랍게 갈고 여기에 적은 양의 물을 넣고서 계속 갈아 풀같은 상태로 되게 한 다음 물을 더 넣고 저어서 현탁액을 만들어 다른 그릇에 따라 일정한 시간 놓아두었다가 밑에 가라앉은 매우 보드라운 가루를 얻는 방법이다. 이와 같은 수비법을 황토에 적용시 매우 미세한 분말을 얻는 것이 가능하며, 필요시 여러차례 반복하여 미세 입도를 갖는 황토입자를 얻는 것이 가능하다. 1회 내지 10회의 수비법을 수행할 수 있다. 이와 같이 미세분말화된 황토입자는 얼룩없이 보다 균질한 상태의 염색을 얻을 수 있도록 해주며, 직물의 올 사이로 잘 침투해 상기 황토염료의 결착력을 증가시키는 역할을 수행한다.

이와 같은 수비법을 사용하여 황토의 미세분말을 얻음으로써 종래 사용되어 온 겔화공정이 필요치 않으므로 그 제조공정이 보다 단순화되어 경제성이 증가한다.

본 발명의 황토염료는 상기 황토입자 이외에도 약알칼리수를 포함한다. 본 발명에서 사용되는 약알칼리수는 왕겨와 찰볏짚을 1:1로 혼합 한 후 물을 넣어 20 내지 80℃의 온도범위에서 3 내지 10일 동안 방치 또는 교반한 후 여과하여 얻어지며, 필요시 적절하게 교반을 행할 수 있다. 이와 같이 얻어지는 약알칼리수는 pH 8 내지 10의 범위를 가지며, 황토입자의 천연직물에 대한 결착력을 증가시키는 역할을 수행한다.

약알칼리수를 사용하는 황토염료는 직물에 대한 결착력을 증가시키는 원리는, 약알칼리성의 용액에서는 황토가 부유하기 때문에 가라 앉아 응집되어 있는 황토분말상태에 넣고 교반시키는 것보다는 황토가 염료에 골고루 분포되어 있는 상태 에 직물을 넣고 염색시키는 것이 염료의 결착성이 증가한다고 알려져 있다.

그러나 상기 약알칼리수를 제조하기 위하여 종래 사용되어온 재료로서는 콩대, 깻대 또는 이들을 불에 태운 재를 사용해 왔으나 본 발명의 왕겨 및 찰볏짚을 사용할 경우 그 염료의 결착력이 보다 증가되는 것으로 확인되었다.

상기 본 발명의 약알칼리수를 제조하기 위하여 사용되는 왕겨는 벼의 겉겨를 지칭하며 값이 싸고 가벼우며 재료를 구하기 쉽고 폐기물 문제가 발생하지 않는 장점이 있다. 찰볏짚은 찰벼의 낟알을 떨어낸 줄기로서 상기 왕겨와 마찬가지로 주변에서 손쉽게 구할 수 있다.

상기와 같이 얻어진 황토입자 및 약알칼리수를 혼합하여 황토염료를 제조하게 되며, 그 함량비는 황토입자 100중량부에 대하여 약알칼리수 50 내지 200중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 약알칼리수의 함량이 50중량부 미만인 경우에는 본 발명에서 얻고자 하는 염료의 결착력을 얻기가 곤란하며, 200중량부를 초과하는 경우에는 황토 염색이 불충분해진다는 문제점을 가지므로 바람직하지 않다.

이와 같이 얻어진 황토염료는 천연 직물의 염색에 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로 다음과 같다.

우선 상기와 같이 얻어진 황토염료에 천연 직물을 침지하여 염색을 수행하게 된다. 이때 천연직물은 통상 염색이 곤란할 정도의 불순물이 많으므로 락스 및 세제를 이용하여 고온에서 수십분간 미리 삶아줌으로써 불순물을 미리 제거한 후 사용하는 것이 염색의 질을 보다 높일 수 있으며, 염료의 결착력도 증가시킬 수 있다.

염색이 행해진 직물은 이어서 약 20 내지 80℃의 온도범위에서 방치하는 단계를 거치게 된다. 이와 같이 고온에서 방치함으로써 황토염료가 직물 사이에 완전히 침투하게 되어 결착력을 강화시키게 된다.

다음으로는 상기 직물을 자연상태에서 충분히 건조한 후, 은행잎 추출액을 물에 2 내지 10배로 희석시킨 용액으로 상기 건조된 황토염색 직물을 세탁하는 단계를 수행한다. 이 과정은 본 발명에서 매우 중요한 단계로서 종래 고착제로서 화학 약품을 사용하는 것과 달리 상기 은행잎 추출액을 사용함으로써 직물 사이에 스며 든 황토 입자가 보다 완전히 고착됨으로써 염료의 결착력이 대폭 향상되는 결과를 얻을 수 있게 된다.

이렇게 은행잎 추출액으로 세탁이 행해진 후 건조함으로써 본 발명의 황토염색방법은 마무리된다.

이하 본 발명을 실시예 및 비교예를 들어 보다 상세히 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 황토 염료의 제조

지표상에서 채취한 황토 100중량부를 수비법을 사용하여 미세분말화 시켰다. 수비법은 절구에 황토를 넣은 후 물을 가하면서 공이로 갈아준 후 황토를 침지시켜 미세분말을 분리하는 과정을 말하며, 이 과정을 3회 반복하여 황토의 미세분말 90중량부를 수득하였다.

이와 별도로 왕겨 100중량부와 찰볏짚 100중량부를 물 200중량부에 넣은 후 온도를 30℃로 유지한 상태에서 5일간 방치 후 여과하여 약알칼리수를 제조하였다. 방치과정에서 하루에 3회씩 교반해주었다. pH 미터로 측정한 pH는 8.5이었다.

상기 황토입자 50중량부 및 약알칼리수 50중량부를 혼합하여 목적하는 황토염료를 제조하였다.

실시예 2: 황토염색

상기 실시예 1에서 얻어진 황토염료를 이용하여 면직물의 염색을 실시하였다.

우선 락스와 세제를 4:6으로 희석한 물에 넣고 면직물을 90℃의 온도에서 30분간 삶았다. 삶아진 면직물을 황토염료 1000중량부에 5분간 넣고 교반하였다. 이어서 50℃의 온도에서 2시간 동안 방치하였다.

염색된 원단을 충분한 시간 동안 자연상태에서 건조하였다.

이어서 은행잎 추출액과 물을 4:6의 비율로 혼합한 용액 1000중량부에 상기 건조된 황토염색 면직물을 넣어 염색된 황토분이 안정이 될 때까지 세탁후 건조하여 목적하는 염색을 완료하였다.

비교예 1

콩대를 흰잿가루가 되도록 태운 후 상기 재를 걸러낼 수 있도록 짚을 얽어 용기 위에 깔고 그 위에 재를 얹고 70℃의 물을 가하여 콩대잿물 6리터를 얻었다. 여기에 황토와 물을 8:2로 혼합한 황톳물을 분쇄기로 미세하게 갈아 겔상태로 만든 황톳물 4리터를 가하여 황토염료를 제조하였다.

비교예 2

가성소다와 과산화수소수를 3:7의 중량비로 혼합한 용액에 면직물을 넣고 100℃의 온도에서 30분간 삶은 후 세척하고 건조하였다. 이후에 건조된 면직물을 다시 백반물에 넣고 선매염하여 다시 건조하였다. 이때 백반물은 물 1리터에 백반 0.3 내지 0.5중량% 투입한 것을 사용하였다.

얻어진 면직물을 상기 비교예 1에서 얻어진 황토염료와 함께 교반기에 넣고 염색하였다. 황토염료가 염착된 면직물을 교반기에서 꺼내 찜통에 넣고 수증기로 찌는 단계를 3회 반복하였다. 이를 다시 세탁하여 황토염색을 완료하였다.

상기 실시예 2와 비교예 2에서 얻어진 면직물에 대하여 염색 후 황토 농도와 세탁 후 물빠짐 정도를 측정한 결과 실시예 2에서 얻어진 면직물이 염색 후 황토 농도가 육안으로 확인시 더욱 진했으며, 세탁후 물빠짐에 있어서도 실시예 2의 경우가 물빠짐의 정도가 훨씬 감소함을 확인하였다.

이처럼 본 발명은 황토입자가 천연섬유의 올사이사이에 견고하게 고착되므로 세탁견뢰도가 일반염색방법에 의해 크게 뒤지지 않으며, 황토입자를 골고루 많은 양이 섬유 올사이에 분포되어 있으므로 본 발명에 의해 제조된 천연섬유는 습도조절및 원적외선 방사등과 같은 황토고유의 효과를 기대할 수 있는 것이다.

본 발명의 황토염색은 화학약품은 전혀 사용하지 않고 천연재료만 사용하면서도 종래의 황토염색과 비교하여 염료의 결착력이 향상되므로 세탁신뢰도가 일반염색방법에 비해 크게 뒤지지 않으며, 황토로 인한 다양한 효과, 예를 들어 습도조절 및 원적외선의 방사 등과 같은 효과를 천연 직물에 부가할 수 있다.

Claims (9)

1. 황토입자와 약알칼리수를 포함하는 황토염료에 있어서,

   상기 황토입자가 물과 황토의 혼합물을 수비법(水飛法)으로 미세분말화시켜 얻어지고,

   상기 약알칼리수가 왕겨와 찰볏짚에 물을 혼합시킨 혼합물을 20 내지 80℃의 온도범위에서 3 내지 10일 동안 방치 후 여과하여 얻어지는 것임을 특징으로 하는 황토염료.
2. 제1항에 있어서, 황토입자와 약알칼리수의 함량비는 황토입자 100중량부에 대하여 약알칼리수 50 내지 200중량부인 것을 특징으로 하는 황토염료.
3. 제1항에 있어서, 상기 물과 황토의 혼합물에서 그 함량비는 물 100중량부에 대하여 황토 50 내지 200중량부인 것을 특징으로 하는 황토염료.
4. 제1항에 있어서, 수비법은 1 내지 10회 수행되는 것을 특징으로 하는 황토염 료.
5. 제1항에 있어서, 상기 왕겨와 찰볏짚에 물을 혼합시킨 혼합물에서 그 함량비는 물 100중량부에 대하여 왕겨 10 내지 200중량부 및 찰볏짚 10 내지 200중량부인 것을 특징으로 하는 황토염료.
6. 제1항에 있어서, 상기 약알칼리수의 pH가 8 내지 10인 것을 특징으로 하는 황토염료.
7. (a) 청구항 1의 황토염료에 직물을 침지하여 염색하는 단계;

   (b) 염색된 직물을 20 내지 80℃의 온도범위에서 방치하는 단계;

   (c) 상기 직물을 자연건조하는 단계; 및

   (d) 은행잎 추출액을 물에 2 내지 10배로 희석시킨 용액으로 상기 건조된 황토염색 직물을 세탁하는 단계를 포함하는 천연직물의 염색방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 황토염료에 직물을 침지하는 시간은 1분 내지 10분인 것을 특징으로 하는 염색방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 염색된 직물의 방치 시간은 1 내지 100시간인 것을 특징으로 하는 염색방법.