KR100995367B1 - 청색 발색을 위한 염색 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 청색 발색을 위한 염색 방법은, 염료를 원단에 염착시키는 원염료 염착 단계, 상기 원염료 염착 단계를 거친 원단에 철매염을 수행하는 철매염 단계, 황혈염을 물에 용해시켜 황혈염 용액을 제조하는 황혈염 용액 제조단계, 상기 철매염 단계를 거친 원단을 상기 황혈염 용액 제조단계에서 제조된 용액에 넣고 원하는 색감의 청색이 발현될 때까지 숙성시키는 청색 발색 단계를 포함하여 구성되어, 청색의 발현이 어려운 천연 염색재를 사용하면서도, 청색 계열의 염색을 수행하고자 하는 원단에 용이하고 안정적인 염색이 가능하도록 한다.

Description

청색 발색을 위한 염색 방법 {DYEING METHOD FOR RAISING BLUE COLOR}

본 발명은 염색 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 천연 염료를 사용하여 청색을 발색하기 위한 염색 방법에 관한 것이다.

염색이라는 것은, 염료를 사용하여 실이나 천을 특정한 색상으로 물을 들이는 것을 뜻하는 것으로서, 천연 상태에서 얻어진 재료로만 염색을 할 수 있였던 과거와는 달리, 현대에는 다양한 색상의 인공 합성 염료를 이용함으로써 다양한 색상을 낼 수 있기 때문에, 근래 대부분의 염색 공정은 이러한 인공 합성 염료를 포함하여 이루어지고 있다.

상상할 수 있는 거의 모든 색상을 표현할 수 있는 기술의 개발은 물론, 염료 염착성 향상과 관련한 재료 및 공정의 다양한 개발 역시 이루어져 왔으므로, 이러한 면에서 인공 합성 염료를 이용한 염색 공정의 장점이 크게 부각되고 있기는 하나, 색감의 자연스러움, 천연 섬유 소재 제품과의 궁합, 친환경적 재료로 인한 인체의 무해성 측면 등에서 천연 염료를 이용한 염색 공정 역시 독자적인 위치를 확보하고 있다.

천연 염료를 이용한 염색의 경우, 천연으로부터 채취한 염료의 염착성 문제 로 인하여 매염 공정을 포함하게 되는 것이 일반적인데, 매염이란 섬유에 대하여 염착성을 가지고 있지 않거나 염착성이 약한 염료로 염색할 때, 그 염료와 결합하여 불용성 유색화합물을 생성하는 약제로 섬유를 처리하는 조작을 말한다.

그러나, 이러한 매염 공정을 거친다 하더라도, 천연 염료를 사용한 염색의 경우 색상의 표현에 한계가 있을수 밖에 없는데, 이는 천연 상태에서 채취할 수 있는 재료 자체의 색상이 한정되어 있는 것에 더하여, 매염 공정 등을 거친다 하더라도 실이나 천에 염착 가능한 재료 역시 한정되어 있기 때문이다.

천연 염료로 표현이 어려운 대표적인 색상으로는 청색을 들 수 있다. 즉, 전통적으로 사용되는 천연 염료에는 청색 계열의 염료가 희귀할 뿐 아니라, 염착력 등의 문제로 인하여 청색 계열 염색이 어려운 실정이다.

따라서, 전술한 장점들에도 불구하고 천연 염료를 이용한 염색의 경우 전통적인 몇몇 색상에 한정되어 있으며, 청색 계열을 나타내기 위한 염색 방법과 관련한 적절한 염료의 선택 및 염색 공정의 개발이 이루어지지 못하고 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 천연 염료 등을 이용하면서도 다양한 청색 계열의 염색이 가능한 청색 발색을 위한 염색 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 청색 발색을 위한 염색 방법은, 염료를 원단에 염착시키는 원염료 염착 단계, 상기 원염료 염착 단계를 거친 원단에 철매염을 수행하는 철매염 단계, 황혈염을 물에 용해시켜 황혈염 용액을 제조하는 황혈염 용액 제조단계, 상기 철매염 단계를 거친 원단을 상기 황혈염 용액 제조단계에서 제조된 용액에 넣고 원하는 색감의 청색이 발현될 때까지 숙성시키는 청색 발색 단계를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 염료의 원재료는, 감, 꼭두서니, 치자, 밤, 자초, 오배자, 아나토, 예덕나무, 아카시아, 대황, 백단향, 석류, 아선약, 와인 중 1 이상일 수 있다.

이때, 상기 철매염 단계는, 철매염제를 상온의 물에 넣고 용해시키는 철매염제 용해 단계, 상기 철매염제 용해 단계를 거친 용액에 상기 원염료 염착 단계를 거친 원단을 넣는 원단 함침 단계, 상기 원단 함침 단계 후 용액의 온도를 50 내지 100℃ 까지 서서히 상승시키는 용액 가열 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

더욱이, 상기 철매염 단계에 사용되는 철매염제는, 황산제일철(FeSO₄)일 수 있다.

더욱이, 상기 철매염 단계에 사용되는 황산제일철은, 상기 원단 100중량%에 대하여 1 내지 20 중량%일 수 있다.

한편, 상기 황혈염 용액 제조단계에서 사용되는 황혈염은, 상기 원단 100중량%에 대하여 1 내지 20중량%일 수 있다.

상기한 바와 같은 구성에 의해, 본 발명에 따른 청색 발색을 위한 염색 방법은, 청색의 발현이 어려운 천연 염색재를 사용하면서도, 청색 계열의 염색을 수행하고자 하는 원단에 용이하고 안정적인 염색이 가능하도록 한다.

또한, 원염료의 선택 및 함침 시간 등을 적절하게 선택, 조절함으로써, 같은 청색 계열이면서도 다양한 색감을 줄 수 있는 청색 염색을 가능하게 한다.

이하, 전술한 본 발명에 따른 청색 발색을 위한 염색 방법의 구성을 보다 상세히 설명하며, 이를 뒷받침하는 실험예 및 첨부 도면 등을 통해 발명의 구성을 보다 명확히 한다.

본 발명에 사용되는 용어 중 '원단'이라는 용어는, 염료에 의해 염색이 되는 대상물을 뜻하는 것으로서, 각종 실, 천 등 염색 가능한 대상물인 이상 특별히 한정되지 않는다.

본 발명의 주된 목적은, 천연 염료를 사용하면서도 염착력이 우수한 청색 염색을 가능하게 하는 것이기 때문에, 본 발명에 사용되는 염료는 천연 상태에서 직접적으로 채취할 수 있는 염료가 주가 될 것이나, 본 발명의 경우, 후에 상술하는 바와 같이 본 발명만의 특수한 부차적 과정을 거쳐 청색 발색이 가능하도록 구성되어 있기 때문에, 본 발명의 기술적 범주 내에서 천연 상태로부터 1차적으로 가공된 것이나, 일반적으로 사용되는 통상의 염료가 다양하게 적용될 수도 있다.

따라서, 본 발명에 적용될 수 있는 염료를 한정할 필요는 없으나, 천연 염료 위주로 본 발명에 적용될 수 있는 염료를 나열할 경우 다음과 같이 예시될 수 있다.

① 감(감즙)

감은 감나무에서 열리는 열매로서, 포도당과 과당의 함유량이 많은데, 떫은맛을 내는 디오스프린이라는 타닌 성분을 포함하고 있으며, 그 밖에 펙틴, 카로티노이드 등도 함유하고 있다. 감물을 이용하여 염색할 경우, 고동색 계열의 색상이 발색된다.

② 꼭두서니

가삼자리, 갈퀴잎이라고도 하며, 연한 노란색 꽃이 피는 꼭두서니과의 여러해살이 덩굴식물로서, 주로 뿌리가 염색 재료로 쓰인다.

③ 치자

치자 나무 역시 꼭두서니과의 상록관목으로서, 통상 그 열매를 치자라고 부르는데, 과거부터 음식물의 착색제 등으로도 사용되어 왔다.

④ 밤

밤나무의 열매로서, 탄수화물, 단백질, 각종 지방, 칼슘, 비타민 등이 포함되어 있으며, 껍질에서 얻은 타닌이 염색이나 피혁가공 등에 쓰인다.

⑤ 자초

자초는 쌍떡잎식물 통화식물목 지치과의 여러해살이풀인 지치의 뿌리로서, 한방에서는 약재로 쓰이기도 하며, 과거부터 자주색 염료로서 사용되어 왔다.

⑥ 오배자

매미목 진딧물과의 오배자면충이 옻나무과의 붉나무(오배자나무)의 잎에 기생하여 만든 벌레혹을 일컫는 것으로서, 타닌 성분을 50∼60% 함유하고 있어 타닌제를 비롯하여 염모제나 잉크의 원료가 되기도 한다.

⑦ 아나토

잇꽃 나무의 씨를 이용하여 만든 향신료로서, 잇꽃 나무의 씨 껍질을 물이나 기름에 녹여서 나온 빨간색이 주로 착색료로 이용된다.

⑧ 예덕나무(비당나무)

쌍떡잎식물 이판화군 쥐손이풀 대극과의 낙엽 소교목으로서, 나무껍질에 다량의 타닌 성분이 함유되어 있다.

⑨ 아카시아

쌍떡잎식물 장미목 콩과의 한 속으로서 상록수이며, 타닌 성분을 함유하고 있는데, 식물 염료의 일종인 카테큐(catechu)를 추출하여 지사제, 염료, 수렴제 및 타닌재 등으로도 이용하며, 이것을 약으로 쓸 때 후술할 아선약이라고도 한다.

⑩ 아선약

한방에서 아선약나무, 카테큐나무의 속이나 아카시아, 미모사 따위의 잎이나 가지를 졸여 만든 약을 일컫는다. 약재로서 해열제, 소화제, 지혈제 등으로 사용되기도 하는데, 밤색 물감의 원료 및 가죽 공업에도 사용되어 왔다.

⑪ 대황

쌍떡잎식물 이판화군 마디풀목 마디풀과의 여러해살이풀로서, 한방에서는 6~7년 경과한 원뿌리의 껍질과 우엉 모양을 한 잔뿌리들을 제거하여 그대로 또는 통째로 썰어서 말린 약재를 일컫는다. 연한 황토색 색상을 낸다.

⑫ 백단향

백단향 나무로부터 물로 추출하여 백단향 색소를 얻을 수 있으며, 산성에서는 적색, 알칼리성에서 자색을 나타낸다.

⑬ 석류

석류나무의 열매로서, 포도당, 과당, 시트르산 등이 들어있으며, 껍질에는 타닌, 종자에는 천연식물성 에스트로겐이 들어있기도 한데, 예로부터 그 과즙은 빛깔이 고와 음식, 술 등의 색상을 내는 데에도 사용되었다.

⑭ 와인

포도나 포도즙을 발효시켜 만든 과실주로서, 주로 적색이나 자색 계열의 색상을 가진다.

본 발명은, 염료를 원단에 염착시키는 원염료 염착 단계로 시작되는데, 전술 한 바와 같은 다양한 염료들이 본 발명의 원염료 염착 단계의 염료로서 사용될 수 있으며, 이때에는 종래의 염착 방법에 따라 각 염료의 특성에 맞는 적합한 염색 과정을 선택하여 원단을 1차적으로 염색시킨다.

다음 단계는, 철매염 단계로서, 상기 원염료 염착 단계를 거친 원단에 철매염을 수행하는 단계이다.

철매염이라는 것은 전술한 매염의 일종으로서, 철염의 염기성 매염제인 철매염제를 사용하여 수행되는 매염을 뜻한다. 예로부터 주로 무명, 비단을 물들이는 데 사용되었는데, 이 과정을 거칠 경우 원단의 색상은 검은색이나 회색 등 어두운 계열의 색상을 띄게 된다.

철매염제로서는, 황산제일철(FeSO₄), 염화제일철(FeCl₂), 목초산철 (Fe(CH₃COO)₂) 등이 있으며, 이 중 황산제일철은 녹반이라고도 하는데, 연한 녹색의 결정 형태이며 물에 대한 용해성이 좋기 때문에 흔하게 사용되는 철매염제이다.

철매염의 경우 매염 시간이 오래 지속될 경우 섬유를 취화시키기 때문에 짧은 시간에 비교적 적은 양을 사용하여 수행하도록 하는 것이 바람직한데, 이를 위해 본 발명에서는 철매염제를 원단 중량에 대하여 1 내지 20중량%의 범위로 사용함과 더불어, 철매염 공정에 가열 단계를 포함시켜 매염 공정이 신속하고 정확하게 수행될 수 있도록 한다.

즉, 원단의 1 내지 20중량%, 바람직하게는 3 내지 5중량%의 철매염제를 상온 의 물에 넣고 용해시킨 후, 상기 용액에 원염료 염착 단계를 거친 원단을 함침시키고, 용액의 온도를 50 내지 100℃ 까지 서서히 상승시킴으로써, 바람직한 철매염 결과를 얻을 수 있다.

원염료 염착 단계를 거친 원단에 철매염 단계를 수행함으로써, 원단의 색상은 검은색 또는 회색의 색상을 띄게 되며, 이로 인해 원염료에 의한 밝은 색상은 눈으로 식별 가능하지 않은 정도가 되나, 원염료에 의한 색상의 차이는 후에 발색되는 청색에 미묘한 색감의 차이를 부여하게 된다.

본 발명의 청색 발색 단계에 사용되는 황혈염 용액 제조 단계에 사용되는 황혈염의 정식 화합물명은 헥시아노철(II)산칼륨(K₄[Fe(CN)₆])이며, 황혈칼륨이라고도 하는데, 예로부터 보석과 같은 광물에 청색을 내기 위한 성분으로 사용되기도 하였다.

즉, 본 발명의 주요 목적인 천연 염료를 사용한 원단의 청색 발색에 있어서 주된 이론적 근거는, 황혈염에 의한 광물의 청색 발색에서와 같이 철매염을 거친 원단의 철원소 성분 등과 황혈염이 상호 작용에 의해 청색을 발색하는 메커니즘에 있는 것으로 해석되며, 따라서, 상기 황혈염 용액에 의한 청색 발색 단계는 본 발명의 특징적인 주요 구성요소가 된다.

황혈염을 용해시킨 용액에 상기 철매염 단계를 거친 원단을 함침시킨 경우, 시간의 경과에 따라 원단이 청색으로 변하는 것을 확인할 수 있는데, 함침 시간에 따라 청색의 농도가 달라지므로, 전술한 원염료의 선택과 더불어 상기 함침 시간이 염색되는 청색의 색감, 농도 등을 결정하는 요인이 될 수 있다.

상기한 바와 같은 단계를 거침으로써, 천연 염료를 사용하여 종래에는 얻기 어려웠던 청색 계열로 염색된 원단을 얻을 수 있으며, 안정적인 착색 효과를 얻을 수 있다.

이하에서는 전술한 천연 염료 중 일부 염료를 이용한 염색 과정 및 그 결과에 대한 실험예를 기재한다.

<실험예>

천연 염료를 이용한 청색 발색 염색

1) 염료의 선택

본 실험에서 선택된 염료는 다음 표 1과 같다.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
아나토	오배자	예덕나무 (비당나무)	아카시아	대황	백단향 (적색)	꼭두서니	석류	아선약	감즙

2) 원염료 염착 단계

상기 각 천연 염료를 이용하여, 각 염료에 따른 일반적인 방식에 따라 원단을 염색하였다.

3) 철매염 단계

사용된 원단 100중량%에 대하여 황산제일철을 3~5중량% 비율로 준비하여 물에 용해시킨 후, 30℃ 정도의 해당 용액에 상기 원염료 염착 단계를 거쳐 염색된 원단을 넣고 용액의 온도를 80℃ 정도까지 상승시켰다. 이때의 시간은 30~40분 정도 소요되었다.

4) 황혈염 용액 제조 단계

사용된 원단 100중량%에 대하여 황혈염을 3~5중량% 비율로 찬 물에 균일하게 섞이도록 잘 풀어주었다.

5) 청색 발색 단계

상기 철매염 단계를 거쳐 회색 계열을 띈 원단을 상기 황혈염 용액에 함침시켰다. 함침된 원단이 청색을 나타내기까지 걸리는 시간은 수 분 내이며, 1분 이전에 청색을 발현하기도 하였다. 이때 원하는 색감을 얻기 위해 상기 시간은 1분 ~ 20분 정도의 사이에서 조절되었다.

6) 결론

상기 단계를 거친 결과를 다음 표 2에 표시하였다.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
아나토	오배자	예덕나무	아카시아	대황	백단향	꼭두서니	석류	아선약	감즙
도 1	도 2	도 3	도 4	도 5	도 6	도 7	도 8	도 9	도 10

도면에 도시된 원단의 경우, 상부의 것이 본 발명에 따라 전술한 모든 단계를 거쳐 청색 계열의 색상이 발현된 상태이며, 하부의 것은 철매염을 거치기 전 원염료에 의한 염색 색상을 나타내는 것으로서, 다양한 색상을 지닌 원염료 염색 상태와는 무관하게 모두 청색 계열로 염색 되며, 그 색감이 미묘하게 달라지는 것을 확인할 수 있었다.

이상과 같이 본 발명을 바람직한 실험예 및 도면 등에 의해 설명하였으나, 본 발명은 도시되고 설명된 실험예에 의한 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

도 1 내지 도 10은, 본 발명에 따른 단계를 거쳐 염색된 상태를 나타내는 사진으로서, 각각 아나토, 오배자, 예덕나무, 아카시아, 대황, 백단향, 꼭두서니, 석류, 아선약 및 갑즙을 원염료한 원단에 대한 염색 상태를 나타낸 사진이다.

Claims (6)

1. 염료를 원단에 염착시키는 원염료 염착 단계;

   상기 원염료 염착 단계를 거친 원단에 철매염을 수행하는 철매염 단계;

   황혈염을 물에 용해시켜 황혈염 용액을 제조하는 황혈염 용액 제조단계;

   상기 철매염 단계를 거친 원단을 상기 황혈염 용액 제조단계에서 제조된 용액에 넣고 원하는 색감의 청색이 발현될 때까지 숙성시키는 청색 발색 단계;를 포함하여 구성된, 청색 발색을 위한 염색 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 염료의 원재료는, 감, 꼭두서니, 치자, 밤, 자초, 오배자, 아나토, 예덕나무, 아카시아, 아선약, 대황, 백단향, 석류, 와인 중 1 이상인 것을 특징으로 하는, 청색 발색을 위한 염색 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 철매염 단계는,

   철매염제를 상온의 물에 넣고 용해시키는 철매염제 용해 단계;

   상기 철매염제 용해 단계를 거친 용액에 상기 원염료 염착 단계를 거친 원단을 넣는 원단 함침 단계;

   상기 원단 함침 단계 후 용액의 온도를 50 내지 100℃ 까지 서서히 상승시키는 용액 가열 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는, 청색 발색을 위한 염색 방법.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 철매염 단계에 사용되는 철매염제는, 황산제일철(FeSO₄)인 것을 특징으로 하는, 청색 발색을 위한 염색 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 철매염 단계에 사용되는 황산제일철은, 상기 원단 100중량%에 대하여 1 내지 20 중량%인 것을 특징으로 하는, 청색 발색을 위한 염색 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 황혈염 용액 제조단계에서 사용되는 황혈염은, 상기 원단 100중량%에 대하여 1 내지 20중량%인 것을 특징으로 하는, 청색 발색을 위한 염색 방법.

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