KR101519117B1

KR101519117B1 - 동식물성 천연염료와 천연무기염료를 이용한 천연염료 조성물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101519117B1
Application number: KR1020140020351A
Authority: KR
Inventors: 김민근
Original assignee: 주식회사 에루화
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2015-05-12

Abstract

본 발명은 천연염료 조성물 제조방법에 관한 것으로, 색상이 다양하면서도 세탁 견뢰도 및 일광 견뢰도가 우수한 천연염료 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 천염염료 제조방법은 식물성 염료 또는 동물성 염료로부터 추출액을 얻는 단계, 상기 추출액에 천연무기물분말을 첨가하는 단계, 상기 추출액과 상기 천연무기물분말이 혼합된 혼합액을 30 내지 70℃로 교반하여 천연염료 조성물을 생성하는 단계 및 상기 천연염료 조성물을 획득하는 단계를 포함한다.

Description

동식물성 천연염료와 천연무기염료를 이용한 천연염료 조성물 및 그 제조방법{Method for preparing natural dye and the natural dye}

본 발명은 동·식물성 천연염료와 천연무기염료를 이용한 천연염료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 공해로 인한 다양한 피부병의 유행과 함께 웰빙 및 피부 미용에 대한 관심이 높아지면서 합성염료로 색을 낸 섬유보다 인체에 유익한 천연 염료로 색을 낸 섬유가 주목받고 있다. 천연염색은 치자, 홍화, 코치닐 등과 같은 동·식물성염료를 이용하는 방법과 황토, 백토 등과 같은 천연 무기 염료를 이용하는 방법, 이렇게 두 가지로 나눌 수 있다.

그런데 동·식물성염료 및 천연 무기 염료는 각각 장·단점을 동시에 갖는다. 즉, 천연 동·식물성염료는 색상이 다양한 장점을 갖는 반면 세탁 견뢰도 및 일광 견뢰도가 낮은 단점을 가지며, 천연 무기 염료는 세탁 견뢰도 및 일광 견뢰도가 높은 장점이 있는 반면에 색이 단조로운 단점이 있다.

그래서 천연 염색한 섬유는 색상이 화려하면서도 세탁 견뢰도 및 일광 견뢰도가 우수한 장점들을 모두 갖지 못하고 있다.

본 발명의 목적은 색상이 다양하면서도 세탁 견뢰도 및 일광 견뢰도가 우수한 천연염료 조성물과 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 항균력이 우수하고, 염색 시 섬유에서 원적외선 및 음이온이 발생하는 천연염료 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 천연염료 제조방법은 식물성 염료와 동물성 염료 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 염료 추출액을 준비하는 단계, 상기 염료 추출액에 천연무기염료 분말을 첨가하는 단계, 상기 염료 추출액과 상기 천연무기염료 분말이 혼합된 혼합액을 교반하여 천연염료 조성물을 생성하는 단계를 포함한다.

여기서 상기 염료 추출액에 어성초 추출액, 대나무 죽초액 및 편백나무 추출액 중 적어도 어느 하나를 첨가하는 단계를 포함하는 것이 인체에 유익하여 바람직하다.

그리고 상기 천연염료 조성물을 분말로써 획득하는 단계를 더 포함하며, 상기 획득하는 단계는 상기 혼합액을 방치하여 상기 천연염료 조성물을 침전시키는 단계, 상기 침전된 천염염료 조성물을 수득하는 단계 및 상기 수득한 천연염료 조성물을 동결 건조하는 단계를 포함하는 것이 보다 우수한 천연염료 조성물 분말을 획득할 수 있어 바람직하다.

또한, 상기 추출액과 상기 천연무기염료 분말은 5 내지 15 대 1의 질량비로 혼합되는 것이 적절한 명도의 색상을 갖는 천연염료 조성물을 획득하는데 있어서 바람직하다.

본 발명에 따르면 색상이 다양하면서도 세탁 견뢰도, 일광 견뢰도 및 항균력이 우수하고 섬유에서 원적외선 및 음이온이 발생하도록 하여, 합성염료 못지않은 섬유의 내구성 및 미감을 달성하는 동시에 천연염료 특유의 인체에 대한 유익함을 얻을 수 있는 천연염료 조성물을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천연염료의 제조 순서도이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천연염료 조성물의 제조 순서도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 식물성 염료 및 동물성 염료 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 염료 추출액을 준비한다(S1). 여기서 식물성 염료는 치자, 홍화, 소목, 감, 야생초 등을 원료로 하는 분말을, 동물성 염료는 오베자, 코치닐, 락색소 등을 원료로 하는 분말이다. 염료 추출액은 식물성 염료, 동물성 염료 또는 식물성 염료와 동물성 염료를 혼합한 혼합 염료 추출액으로 준비될 수 있다.

이러한 동·식물성 염료 추출액은 여러 가지 동·식물성 염료 중 적어도 어느 하나를 선택한 후 그 선택된 염료 1kg을 물 30 내지 50리터가 든 가열통에 넣고 3 내지 4시간 동안 40 내지 60℃로 가열하여 얻는다. 이때, 가열통의 내부압력은 1.5atm 정도이고, 최종 농도는 1.5 내지 2%인 것이 바람직하다.

또 획득한 염료 추출액에 포함된 불순물을 제거하기 위해, 염료 추출액을 1차적으로 1500 내지 2000rpm의 속도로 원심분리하며, 2차적으로 거름종이를 이용한 필터링을 수행한다.

그리고 이렇게 얻어진 동·식물성 염료 추출액에 어성초 추출액, 대나무 죽초액 및 편백나무 추출액 중 적어도 어느 하나를 첨가한다(S2). 여기서 어성초 추출액, 대나무 죽초액 및 편백나무 추출액 모두를 첨가하는 것이 가장 바람직하다.

어성초 추출액은 말린 어성초 1kg을 물 30 내지 50리터가 든 가열통에 넣고 3 내지 4시간 동안 40 내지 60℃로 가열하여 획득한다. 여기서, 가열통의 내부압력은 1.5atm 정도이고, 최종 농도는 0.8 내지 1.2%인 것이 바람직하다. 그리고 추출액에 포함된 불순물을 제거하기 위해, 원심분리 및 필터링 작업을 실시한다.

어성초 추출액은 데카노일 알데이드(Decanoilacetaldehyd)로 잘 알려진 항생제 ‘설파민’의 4만배 정도 강한 항균작용으로 면역력 증가와 각종 염증에 탁월한 효과를 제공한다.

대나무 죽초액은 대나무를 숯가마에 넣고 400 내지 1000℃로 가열하여 제탄할 때 발생하는 연기를 수집하고, 이를 냉각장치를 통해 냉각시켜 얻는다. 그리고 죽초액에 포함된 불순물을 제거하기 위해 원심분리 및 필터링 작업을 실시한다.

대나무 죽초액은 주요 식중독균 중 그램양성균 3종과 음성균 4종의 각 균주에 대해 항균력을 나타낸다. 특히 균주 중 Stapfylococcus aureus와 Vibrio parahaemolyticus에 대하여 비교적 높은 항균력을 나타낸다.

편백나무 추출액은 가지치기 한 편백나무 잎 1kg을 물 30 내지 50리터가 든 가열통에 넣고 6 내지 8시간동안 70 내지 80℃로 가열하여 획득한다. 편백나무 추출액을 획득할 때는 편백오일과 편백 수용액이 비중의 차이로 층분리 된 상태에서 편백수용액만을 회수한다. 여기서, 가열통 내부압력은 1.5atm이고, 최종 농도는 1.5 내지 2%인 것이 바람직하다.

편백나무 추출액에 함유된 피톤치드는 스트레스 호르몬인 코티졸의 수치를 감소시켜 스트레스 완화와 불면증, 두통 등에 도움이 되며, 소취, 항균, 살균 작용이 뛰어나 아토피성 피부염, 알레르기, 기관지 천식에 효과적이다.

동·식물성 염료 추출액과 어성초 추출액, 대나무 죽초액 및 편백나무 추출액 각각의 혼합비는 15: 5: 0.2 : 0.5 정도인 것이 가장 바람직하다. 즉, 동·식물성 염료 추출액 15L에 어성초 추출액 5L, 대나무 죽초액 200ml 및 편백나무 추출액 500ml를 첨가한다.

이렇게 생성한 혼합액에 천연무기염료 분말을 첨가한다(S3). 여기서 천연무기염료 분말은 황토, 백토, 노랑토, 쑥색토, 갈색토, 분홍토, 화산석, 토르말린, 포조란, 대숯, 참숯 등을 원료로 한 분말이며, 이 중 적어도 어느 하나를 선택한다.

천연무기염료 분말의 첨가량은 제조하고자 하는 천연염료 조성물의 염색 명도에 따라 달라지는데, 그 원하는 명도에 따라 동·식물성 염료 추출액 15L를 기준으로 1 내지 3kg의 천연무기염료 분말을 첨가한다(S3).

그리고 이 혼합액을 30 내지 70℃로 10 내지 14시간 동안 교반하여 천연염료 조성물을 생성한다(S4). 이때, 교반 온도가 30℃이하일 경우에는 반응속도가 현저하게 낮고 70℃이상일 경우에는 유기질의 분자들이 분해될 수 있기 때문에 30 내지 70℃의 온도로 교반하는 것이 바람직하다.

여기서 주로 규소산화물 및 알루미늄산화물 등으로 이루어진 천연무기염료 분말의 분자는 동·식물성염료 추출액, 어성초 추출액, 대나무 추출액 및 편백나무 추출액의 분자와 같은 유기질과 화학적 반응을 하면서 그 구조가 변화되어 새로운 기능과 색상을 가진 천연염료 조성물로 변화된다. 즉, 규소 산화물, 알루미늄 산화물의 무기구조에 유기질의 이온액체가 임베디드되면서 새로운 유기-무기 복합체인 천연염료 조성물이 형성된다.

혼합액의 교반(S4)이 완료되면 천연염료 조성물을 획득한다(S5).

이를 위해, 교반이 완료(S4)된 혼합액을 10 내지 14시간 동안 방치하여 천연염료 조성물을 가라앉힌 후 가라앉아 있는 천연염료 조성물만을 회수한다. 그리고 회수한 천연염료 조성물을 -40℃이하에서 동결 건조하여 분말 형태의 천연염료 조성물을 획득한다.

본 제조방법을 통해 제조된 천연염료 조성물을 이용하여 섬유를 염색하면 높은 항균력을 발휘하는 동시에 음이온과 원적외선이 발생하여 인체에 유익한 효과를 얻을 수 있다.

아래의 표 1은 크세논 아크 램프(Xenon-Arc Lamp)를 이용한 일광견뢰도를 테스트한 것이다.

제논-아크 램프(Xenon-Arc Lamp)를 이용한 일광 견뢰도 테스트
자외선 노출 시간	일반 식물성 추출물 이용 염색	본 천연염료 조성물 이용 염색
1시간	변화 없음	변화 없음
2시간	10%	변화 없음
3시간	40%	변화 없음
4시간	80%	변화 없음
5시간	완전변색	변화 없음
6시간	완전변색	변화 없음
7시간	완전변색	변화 없음
8시간	완전변색	10%
9시간	완전변색	20%
10시간	완전변색	30%

표 1에서 알 수 있듯이, 섬유를 일반적인 식물성 염료로 천연염색한 것보다 본 제조방법으로 제조된 천연염료 조성물로 염색한 것이 두 배 이상의 일광견뢰도를 가지는 것으로 나타났다.

아래의 표 2는 세탁견뢰도를 테스트한 것이다.

세탁 견뢰도 테스트
시험물	온도		용액량	세제	세탁볼	세탁시간	결과
염색원단	℃	℉	㎖	%	개수	분	퇴색(%)	오염(%)
식물성염료	40	120	200	0.15	10	45	80	20
본 천연염료 조성물	40	120	200	0.15	10	45	10	0

표 2에서 볼 수 있듯이, 섬유를 일반적인 식물성 염료로 염색한 것보다 본 제조방법을 통해 제조된 천연염료 조성물로 염색한 것이 세탁견뢰도가 8배 이상 높은 것으로 나타났다.

Claims

동·식물성 천연염료와 천연무기염료를 이용한 천연염료 조성물의 제조방법에 있어서,
식물성 염료와 동물성 염료 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 염료 추출액을 준비하는 단계;
상기 염료 추출액에 천연무기염료 분말을 첨가하는 단계;
상기 염료 추출액과 상기 천연무기염료 분말이 혼합된 혼합액을 교반하여 천연염료 조성물을 생성하는 단계;를 포함하며,
상기 염료 추출액에 천연무기염료 분말을 첨가하는 단계에서는, 상기 염료 추출액과 상기 천연무기염료 분말은 5 내지 15 대 1의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 천연염료 조성물 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 염료 추출액에 어성초 추출액, 대나무 죽초액 및 편백나무 추출액 중 적어도 어느 하나를 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연염료 조성물 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 천연염료 조성물을 분말로써 획득하는 단계를 더 포함하며,
상기 획득하는 단계는,
상기 혼합액을 방치하여 상기 천연염료 조성물을 침전시키는 단계;
상기 침전된 천염염료 조성물을 수득하는 단계 및
상기 수득한 천연염료 조성물을 동결 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연염료 조성물 제조방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 천연염료 조성물을 생성하는 단계에서는,
상기 혼합액을 30 내지 70℃로 교반하는 것을 특징으로 하는 천연염료 조성물 제조방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 천연염료 조성물.