KR100930885B1 - 보리잎 분말 천연염료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건조분쇄된 보리잎 분말을 주성분으로 하는 천연염료에 관한 것으로서, 길이 20-30㎝의 월동한 어린 보리잎을 채취하여 물로 3-4회 세척하여 이물질을 제거하는 단계와; 상기 세척한 보리잎의 물기를 완전히 제거하기 위해 3-4일 그늘에서 자연 건조하는 단계 또는 -20℃의 진공동결건조기에서 3-4일 건조하는 단계와; 상기 음건 또는 동결건조된 보리잎을 100-400 메쉬(mash) 크기의 입자로 분쇄하는 단계를 포함하여 제조되는 천연염료로 이루어진다. 또한, 상기 건조된 보리잎 10-30 중량%에 용매 70-90 중량%를 가하여 70-100℃에서 4-8시간 정도 용액을 추출하는 단계와; 상기 추출액을 감압농축하고 -20 내지 -10℃에서 동결건조하는 단계와; 상기 동결건조된 농축액을 100-400 메쉬(mash) 크기의 입자로 분쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연염료 제조방법을 제공한다.

따라서, 본 발명에 의하면 분말 형태의 천연염료를 사용함으로써 염색액을 제조하는 공정이 간단하고, 천연성분을 함유함으로 인체에 무해하며 피부에 대한 안전성이 높을 뿐만 아니라 염색직물에 염료입자가 고르게 분포되어 은은하고 고급스러운 광택을 띠며 견뢰도가 우수하여 자연스러운 색상 발현이 가능하다.

보리잎, 천연염료, 견뢰도, 분말, 매염제

Description

보리잎 분말 천연염료의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF NATURAL DYES USING POWDER OF BARLEY-LEAVES}

본 발명은 천연염료에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 어린 보리잎을 건조시킨 후 분쇄한 분말을 포함하는 천연염료로서 직접 직물에 염색함으로써 견뢰도를 높이고 보리잎에 함유된 성분의 특유의 기능성이 나타날 수 있도록 제조된 인체에 무해한 친환경적인 천연염료의 제조방법에 관한 것이다.

천연염료는 식물성 염료, 동물성 염료 및 광물성 염료로 나눌 수 있으며, 우리 조상들은 천연의 식물이나 광물에서 색소를 추출하여 헤아릴 수 없이 많은 우리 고유의 색을 창출했음을 현재 남아 있는 유물이나 문헌으로부터 알 수 있다. 그러나 19세기 말부터 합성염료가 보급되면서 번거롭고 비능률적인 작업과정을 거쳐야 하는 재래의 식물염색은 점차 쇠퇴하게 되었다.

오늘날 사람들은 값싼 합성염료 덕분에 원하는 거의 모든 색상의 옷을 입을 수 있게 되었고, 이러한 합성염료는 섬유의 성질에 관계없이 얼룩이 없는 선명한 색을 나타낼 수 있다. 그러나 합성 염료의 이러한 다양한 장점에도 불구하고 최근에 천연 염색에 관한 관심이 대두되고 있다. 자연의 색을 찾는 천연 염색은 화학 염색에 의한 색상과는 달리 다양한 성분이 복합되어 나온 색상이기 때문에 세탁하면서 조금씩 색이 사라지면서 고유의 색을 즐길 수 있고, 염색 과정 중 세탁시 나오는 악 성 폐수를 방지할 수 있다.

합성염료에 의한 색상이 비교적 탁한 데 비해 천연염료로 염색한 색상은 맑고 투명한 느낌을 주며 자연스럽고, 대부분 주변의 식물을 이용함으로 재료를 구하기 쉽고, 염색 과정 전체에 화공약품을 사용하지 않으므로 친환경적인 염색 방법으로, 합성염료에 비하여 염료 성분이 인체에 미치는 악영향이 적으며, 환경오염을 적게 유발시키고, 폐수처리에 과다한 비용이 소요되지 않는다는 등의 많은 장점들이 있음에도 불구하고, 천연염료는 그 생산량이 제한적이고, 염색시 견뢰도가 낮으며, 염료가 고루 분포되지 않아 염색 얼룩이 생기기 쉬운 단점 등이 있어, 현재는 제한적인 특수 용도를 제외하고는 그 이용이 많지 않은 실정이다. 또한, 천연염료에 의한 염색은 염료의 산지, 생육환경, 영양상태, 채취시기 등의 여러 가지 다양한 환경요인에 따라 염료의 성분 함량이 달라지므로 염색 직물의 색상이 색소의 추출방법, 염색방법 등에 따라 달라져 대량생산에 부적합한 면이 있다.

일반적으로 식물성 염료는 단색성 염료와 다색성 염료로 분류할 수 있으며, 단색성 염료는 한 종류의 염료로 한 가지 색상을 내는 것을 지칭하며, 다색성 염료는 한 가지 염료라도 다양한 매염제를 사용함에 따라 여러 가지 다른 색으로 염색이 가능한 염료를 말한다.

식물성 직접성 염료는 염료에서 가용성 색소를 추출하여 그 추출액에 섬유를 담궈 염색하는 염료로 치자, 황백, 샤프란, 울금 등이 여기에 속한다.

건염염료는 대부분 인돌유도체를 주성분으로 가진 염료로 대부분 쪽(남,藍) 이 여기에 해당한다. 주로 불용성인 색소를 알칼리로 환원, 추출한 후 염색하고, 공기 중에서 건조시켜 산화시키는 방법을 사용한다.

염기성 염료에 속하는 것은 황벽, 황련 등의 염료이며, 다른 염료와 혼합시 침전을 일으키는 경우가 많으며, 동물성 섬유에는 쉽게 염색이 되지만 식물성 섬유에는 탄닌산 매염 등의 처리를 해야만 제대로 된 염색이 가능하다.

화염계 염료로는 홍화, 봉선화, 압척초, 딸기 등의 주로 꽃을 사용하는 염료이며 주로 매염제를 사용하여 염색한다.

식물염료의 대부분이 다색성 염료에 해당하며, 꼭두서니, 치자, 밤, 지초, 도토리, 억새, 계장초, 괴화, 복목, 양파, 양매, 노목, 상수리나무, 석류, 매실나무, 떡철쭉, 감, 홍로, 호도, 소방목, 동백, 솔나무, 쑥, 차, 강황 등이 이에 속한다.

현대사회는 소득수준 및 생활수준이 향상되면서 환경친화적인 의식주에 대한 관심이 증폭되고 있다. 이러한 참살이(웰빙)에 대한 관심의 증가와 함께 화학합성물을 사용하지 않는 다양한 천연염료에 대한 개발이 요구된다. 최근 천연염료의 수요는 증가하는 추세에 있으며, 가격 대비 염색효과가 우수한 경제적인 천연염료 생산을 위한 기술 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 장기간에 걸친 보리잎을 이용한 천연염료에 관한 연구실험을 통하여, 종래의 합성염료가 지닌 환경오염의 문제점을 극복할 수 있는 친환경적인 천연염료의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

현재까지 천연염색은 기계에 의한 대량생산 과정보다는 수공업적 방법에 의하여 생산되고 있는 추세이므로, 인건비 증가에 따른 생산비가 많이 들고, 얼룩이 심하고, 세탁 견뢰도가 떨어져 대중화를 위한 실용적인 가치가 낮은 편이었다.

이에 본 발명은 염색 색상이 선명하고 얼룩이 생기지 않으면서 세탁 견뢰도가 우수한 친환경적인 천연염료의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

일반적으로 식물성 직접성 염료는 염료식물의 해당 부위를 잘게 부수어 물에 달여서 염료성분을 추출하여 염색하는 경우가 대부분이므로, 합성염료에 비하여 염료의 제조과정이 번거롭고, 물의 양, 달이는 시간 등에 따라 추출액의 농도가 달라져 상시 동일한 색상을 발현하는 염료를 제조하는 것이 곤란하였다.

본 발명은 보리잎을 건조시켜 분말로 분쇄하여 제조한 천연염료이므로 염료성분을 추출해 내기 위하여 염료식물을 직접 물에 넣고 장시간 달이는 번거로운 제조과정을 거치지 않고도 간편하게 천연 염색에 사용할 수 있는 분말형태의 천연염료를 제공한다.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 보리잎 분말 천연 염료의 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 염료의 재료로 보리잎 분말 또는 보리잎 추출액 분말을 사용함으로써 염료를 제조하는 공정이 간단하여 전문가뿐만 아니라 일반인들도 손쉽게 천연 염색 작업을 할 수 있다.

본 발명은 천연 염료제를 사용함으로써 인체에 무해할 뿐만 아니라 섬유결 사이사이에 입자들이 골고루 침투하여 고른 색상이 발현되며, 염료제가 섬유에 견고하게 부착되어 견뢰도가 우수함으로 세탁 및 건조과정에서 쉽게 변색이 일어나지 않으므로 염색효과도 우수하다.

또한, 본 발명은 특히 면직물이나 견직물에 염색하는 경우 자연스럽고 은은한 광채를 띠는 진한 초록색을 발현하므로 그 색상이 곱고 화려하여 실용적인 직물제품뿐만 아니라 고급 의류제품 제작에도 적합하여 그 활용도가 다양하다.

본 발명의 보리잎 분말은 보리잎에 함유된 각종 효소, 비타민 및 미네랄 등의 활성성분들이 파괴되지 않도록 처리하여 제조하는 것이 중요하다.

본 발명의 천연염료의 제조방법은 길이 약 20-30㎝ 정도의 월동한 어린 보리잎을 채취하여 물로 3-4회 정도 세척하여 이물질을 제거하는 단계와; 상기 세척한 보리잎의 물기를 완전히 제거하기 위하여, -20℃의 진공동결건조기에서 3-4일 건조하는 단계와; 상기 건조된 보리잎을 100-400 메쉬(mash) 크기의 입자로 분쇄하는 단계와; 상기 분쇄된 보리잎 입자와 아세트산 알루미늄, 염화알루미늄, 황산알루미늄칼륨 중 선택된 하나의 매염제를 고운 가루로 분쇄하여 0.1-10 중량%로 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 천연염료는 길이 약 20-30㎝ 정도의 월동한 어린 보리잎을 채취하여 물로 3-4회 정도 세척하여 이물질을 제거하는 단계와; 상기 세척한 보리잎의 물기를 완전히 제거하기 위해 3-4일 정도 그늘에서 자연 건조하는 단계와; 상기 건조된 보리잎 10-30 중량%에 용매 70-90 중량%를 가하여 70-100℃에서 4-8시간 정도 용액을 추출하는 단계와; 상기 추출액을 감압농축하고 -20 내지 -10℃에서 동결건조하는 단계와; 상기 동결건조된 농축액을 100-400 메쉬(mash) 크기의 입자로 분쇄하는 단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

상기 보리잎은 월동한 어린 보리잎을 사용하는 것이 바람직하다. 겨울을 지난 어린 보리잎을 동맥이라고 하며 간기능 개선, 당뇨, 고혈압, 피로회복, 빈혈예방, 염증치료, 증혈작용, 탈모예방, 성인병 예방효과가 있어 한방이나 민간에서 귀중한 약재로 사용한다. 상기에서 제조된 보리잎 분말에는 항산화제 SOD, 비타민C, 비타민E, β-카로틴, 사포나린, 효소, 엽록소 등 영양소가 풍부하고 효소가 많아 소화를 잘되게 하며 신진대사를 촉진하는 작용을 한다. 또한 보리잎 분말에는 단백 질, 아미노산, 칼슘, 마그네슘, 철, 아연 등의 미네랄뿐만 아니라 비타민 B1은 우유의 30배, 비타민 C는 시금치의 33배, 카로틴은 시금치의 6.5배나 들어 있는 영양식품이기도 하다.

상기 보리잎 성분을 추출하는 단계에서, 추출온도가 70℃미만이면 유효성분의 효율적인 추출이 어렵고 100℃를 초과하게 되면 보리잎에 함유된 유효성분이 손실될 우려가 있으므로 70-100℃가 바람직하고 추출시간이 4-8시간이면 유효성분이 충분히 추출될 수 있다. 상기 보리잎에 가해지는 용매로는 증류수를 사용할 수 있으며, 증류수와 알콜을 1:4 비율로 혼합하여 추출용매로 사용할 수도 있다.

상기 분쇄단계에서 분말의 입자크기는 100-400 메쉬 정도가 바람직한데, 이는 염색작업을 하기 위하여 천연염료를 물에 혼합할 경우 보리잎 또는 동결건조된 보리잎 농축액의 분쇄입자 크기가 100-400 메쉬 정도의 고운 가루로 만들어졌을 때 침전물없이 용해가 용이하고 염색시 염색직물에 고르게 분포되어 얼룩이 생기지 않으며 견뢰도가 우수하여 은은하고 광택이 나는 진한 초록색 색상이 발현된다.

또한, 본 발명은 상기 분쇄된 보리잎 분말 또는 보리잎 농축액 분말을, 아세트산 알루미늄, 염화알루미늄, 황산알루미늄칼륨 중 선택된 하나의 매염제를 고운 가루로 분쇄하여 0.1-10 중량%로 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 천연염료로 이루어진다.

천연 염색에 사용되는 매염제의 역할은 염착성이 약한 섬유와 염료를 결합시켜 섬유에 염료를 흡착시키고, 섬유에 흡착된 염료가 잘 떨어지지 않도록 고착시킬 뿐만 아니라 염료의 발색을 좋게 한다.

본 발명에 사용되는 매염제는 천연 매염제로 알루미늄 성분이 함유된 아세트산 알루미늄(aluminum acetate, Al(CH₂COO)₃), 염화알루미늄(AlCl₃·6H₂O) 또는 황산알루미늄칼륨(명반, 백반, KAl(SO₄)₂·12H₂O)을 주로 사용한다. 알루미늄 매염제는 전통적으로 널리 이용되어 온 안전한 매염제로서 전반적으로 색상을 밝게 해주며 쉽게 구할 수 있다.

아세트산 알루미늄은 흰색 가루로, 침염할 때에는 섬유 중량의 4-5%를 따뜻한 물에 잘 녹여 사용한다. 물의 온도가 30℃ 이상이 되면 흰 침전이 생기므로 가열해서는 안 되고 침전이 생겼을 때에는 윗물만 사용한다. 염화알루미늄은 무색 결정으로 따뜻한 물에 녹여 사용한다. 일반적으로 쉽게 구할 수 있는 것은 명반이며 물에 잘 녹지 않으므로 소량의 물에 넣어 투명해지도록 끓인 다음 적당량의 물을 추가해 사용한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하도록 한다.

(실시예 1)

길이 20-30cm의 월동한 어린 보리잎을 채취하여 물로 3회 세척한 후, 물기를 완전히 제거할 수 있도록 그늘에서 4일 동안 자연건조한 다음, 건조된 보리잎 100g을 300 메쉬로 분쇄하여 천연염료를 제조하였다.

(실시예 2)

길이 20-30cm의 월동한 어린 보리잎을 채취하여 물로 3회 세척한 후, -20℃의 진공동결건조기에서 3일 동안 동결건조한 다음 건조된 보리잎 100g을 300 메쉬로 분쇄하여 천연염료를 제조하였다.

(실시예 3)

길이 20-30㎝ 정도의 월동한 어린 보리잎을 채취하여 물로 4회 정도 세척하여 이물질을 제거하고 상기 세척한 보리잎의 물기를 완전히 제거하기 위해 4일 정도 그늘에서 자연 건조한 다음 상기 건조된 보리잎 300g에 증류수 700g을 가하여 70-100℃에서 5시간 동안 용액을 추출하여, 상기 추출액을 감압농축하고 -10℃에서 동결건조한 농축액을 300 메쉬 크기의 입자로 분쇄하여 천연염료를 제조하였다.

(실시예 4)

길이 20-30㎝ 정도의 월동한 어린 보리잎을 채취하여 물로 4회 정도 세척하여 이물질을 제거하고 상기 세척한 보리잎의 물기를 완전히 제거하기 위해 4일 정도 그늘에서 자연 건조한 다음 상기 건조된 보리잎 300g에 증류수와 알콜을 1:4비율로 혼합한 용매를 700g 가하여 70-100℃에서 5시간 동안 용액을 추출하여, 상기 추출액을 감압농축하고 -10℃에서 동결건조한 농축액을 300 메쉬 크기의 입자로 분쇄하여 천연염료를 제조하였다.

(실시예 5)

길이 20-30cm의 월동한 어린 보리잎을 채취하여 물로 3회 세척한 후, 물기를 완전히 제거할 수 있도록 그늘에서 4일 동안 자연건조한 다음 건조된 보리잎 500g 을 300 메쉬로 분쇄한 후 고운 가루로 분쇄된 명반 5g을 혼합하여 천연염료를 제조 하였다.

(실시예 6)

길이 20-30㎝ 정도의 월동한 어린 보리잎을 채취하여 물로 4회 정도 세척하여 이물질을 제거하고 상기 세척한 보리잎의 물기를 완전히 제거하기 위해 4일 정도 그늘에서 자연 건조한 다음 상기 건조된 보리잎 300g에 증류수와 알콜을 1:4비율로 혼합한 용매를 700g 가하여 70-100℃에서 5시간 동안 용액을 추출하여, 상기 추출액을 감압농축하고 -10℃에서 동결건조한 농축액 500g 을 300 메쉬로 분쇄한 후 고운 가루로 분쇄된 명반 5g을 혼합하여 천연염료를 제조하였다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 의해 한정되는 것이 아니다. 따라서 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능함은 당업자에게 있어 자명한 것이며, 이러한 치환, 변형 및 변경이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

본 발명은 어린 보리잎 또는 추출액 분말을 천연염료의 재료로 사용함으로써 일반인들이 손쉽게 천연 염색 작업을 할 수 있도록 사용방법이 간단한 염료를 상품화하여 천연 염색을 널리 보급하고 일반화하는데 기여할 수 있다.

Claims (3)

1. 길이 20-30㎝의 월동한 어린 보리잎을 채취하여 물로 3-4회 세척하여 이물질을 제거하는 단계와;

   상기 세척한 보리잎의 물기를 완전히 제거하기 위해 -20℃의 진공동결건조기에서 3-4일 건조하는 단계와;

   상기 동결건조된 보리잎을 100-400 메쉬(mash) 크기의 입자로 분쇄하는 단계와,

   상기 분쇄된 보리잎 입자와 아세트산 알루미늄, 염화알루미늄, 황산알루미늄칼륨 중 선택된 하나의 매염제를 고운 가루로 분쇄하여 0.1-10 중량%로 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연염료의 제조방법.
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