KR20030051562A - 황칠천연염료 제조방법 및 황칠천연염료를 이용한천연섬유염색방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천연섬유를 황칠천연염료를 이용하여 천연염색 하는 것이다.

매우 우수한 염색견뢰도를 가지며, 복잡한 전처리 및 후처리 단계를 거치지 않아 염색이 용이한 황칠천연염료 제조방법 및 황칠천연염료를 이용한 천연섬유염색방법을 제공할 수 있는 것이다.

우리나라의 남해안 도서 및 해안에서 자생하는 황칠나무로부터 염료성분을 추출하여 천연염료를 제조하는 방법과 이 천연염료를 이용하여 염색견뢰도를 향상시키기 위한 것으로, 황칠나무의 잎, 가지를 이용하여 천연염료를 만드는 단계, 상기 황칠천연염료를 이용하여 천연섬유를 염색하되 황칠천연염료 자체의 염착력을 향상시키는 방법에 의해 화학약품인 섬유고착제를 사용하지 않고도 완벽한 황칠천연염료에 의한 천연염색이 가능하도록 하는 단계이다.

이처럼 본 발명은 황칠천연염료의 염색견뢰도가 우수하며, 또 황칠천연염료의 염색공정을 단순화할 수 있으며, 의복이나 침구 등을 제조할 경우 황칠의 효과와 같은 황칠천연염색섬유에서만 얻을 수 있는 건강증진 효과를 누릴 수 있는 것이다.

Description

황칠천연염료 제조방법 및 황칠천연염료를 이용한 천연섬유염색방법{omitted}

본 발명은 황칠천연염료 제조방법 및 황칠천연염료를 이용한 면섬유나 면천, 면직물, 모나 실크 및 종이(이하 천연섬유라 통칭)를 천연염색하기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 화학약품인 섬유고착제를 사용하지 않고도 매우 우수한 염색견뢰도를 가지며, 복잡한 전처리 및 후처리 단계를 거치지 않아 염색이 용이하도록 하는 황칠천연염료 제조방법 및 황칠천연염료를 이용한 천연섬유염색방법에 관한 것이다.

오래전부터 전래되어 내려오던 황칠천연염색은 황제의 색깔인 황금색으로 염색이 가능하여 아주 고귀한 가치를 지니고 있었다. 200여 년 전만 하여도 널리 재배하여 우리 조상들이 어렵지 않게 구할 수 있는 염색재료였으나, 안타깝게도 관리들의 수탈이 심해지자 백성들이 심기를 꺼려하여 차츰 맥이 끊겨버렸다. 근래에 들어 전통황칠을 다시 살리기 위한 연구가 활발하다. 그러나 아직 황칠천연염료를 이용한 천연염색에 관한 연구는 전무한 상태이다.

황칠나무는 상록활엽교목으로 학명은 Dendro-panax Morbifera Nakai이며, 최저기온 2℃이상, 연평균 기온 14℃이상의 한반도 남해 도서와 해안지역에 분포하고, 수직적으르는 50∼700m에 나타나고 있다. 주로 토양습도가 높고 비옥한 산복(山腹)하부와 계곡부에 자생한다. 잎은 서로 어긋나며 타원형이고, 어린가지의 잎은 끝이 3∼5개로 갈라진다. 꽃은 7∼9월에 단산형화서(umbel type) 또는 복산형화서(umbellulae type)로 피고 백색이다. 열매는 장과(漿果)로서 11∼12월에 검은색으로 성숙하며, 한 열매당 4∼5개의 종자가 들어있다. 6∼8월에 수피에 상처를 내면 노랑색 수액이 흘러나오는데, 이 수액을 황칠(黃漆)이라고 하여 황금색을 내는 염료로 사용한다. 이 나무에는 국내 식물 중에서는 유일하게 '수평수지구(水平樹脂溝)'라는 세포가 있는 것이 특징이다.

황칠은 일종의 정유(精油)성분으로서 주성분은 세스키테르펜(sesqui-terpene)계의 덴드로-파녹시드(dendro-panoxide)이며, 그 외에 물, 검(gum), 알코올 및 에스테르등이 함유되어있다.

황칠의 효능으로는 거풍습(擧風濕 : 풍-신경마비, 습-신경통), 활혈(活血 : 혈액순환), 생리불순 및 위장장애에 효과가 있으며, 전자파 차단기능 및 머리를 맑게 하고 기분을 상쾌하게 해주는 '베타큐버빈'이라는 방향성 정유성분의 향 발산을 통한 aroma-therapy효과가 있고, 항암제로도 사용되는 약용성분과 모기 등 각종 해충을 퇴치하는 독특한 향을 지니고 있다.

따라서 상기와 같은 효과를 갖는 황칠을 활용하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있으나, 황칠을 천연염료로 제조하여 천연섬유에 염색해 황칠 고유의 순기능을 그대로 살릴 수 있는 황칠천연염색에 대한 연구는 전무한 실정이다.

기존의 천연염색들이 화학성분인 섬유고착제를 사용하므로 자연에 가장 가까워야할 천연염색으로부터 산출되는 폐단들을 없애고, 일반염색제품에 상응하는 높은 염색견뢰도를 실현하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명자는 상기한 명맥이 끊어진 황칠천연염색을 위한 연구와 실험을 해왔으며, 상기한 황칠천연염료와 황칠천연염색 방법 역시 본 발명자가 이미 연구와 실험을 마친 방법으로, 기존의 천연염색들은 환경친화적인 천연염색이 아니라는 결론을 내리고, 다시 연구를 거듭한 결과 화학성분의 인공재료를 포함하지 않는 황칠천연염료를 제조할 수 있었으며, 또한 이를 이용하여 천연섬유에도 진정한 의미의 천연염색다운 황칠천연염색을 할 수 있게 하였다.

먼저 본 발명 황칠천연염료(이하 염액으로 통칭) 제조방법은 다음과 같다. 황칠천연염료의 제조를 위한 재료로는 황칠나무의 새순에서 돋아난 잎, 낙엽이 되어 마른 잎, 새순의 가지, 가지치기를 통한 2년생 이상의 가지, 원줄기, 껍질, 뿌리, 황칠나무의 수피를 천공하여 채취한 수액 등(이하 염재로 통칭)을 이용한다. 그러나 황칠나무의 수액은 그 양이 소량이고 고가의 염재이므로 쉽게 쓰기 힘든 실정이다. PH값이 8∼9정도의 약알칼리수를 제조하는 단계와, 염재과 물을 2:1의 중량비로 혼합하는 단계와, 상기 혼합된 염액을 걸러내는 단계와, 상기 혼합된 염액을 상온(20∼30℃)으로 발효한 후 걸러내는 단계와, 걸러낸 염액과 약알칼리수를 3:7의 중량비로 혼합하는 단계로 구성된다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 황칠천연염료라는 개념조차 없던 바닥상태에서 황칠천연염료를 개발하기 위하여 무수한 실험을 반복한 결과, 물과 염재의 혼합만으로는 염료로써의 기능을 충족시키지 못한다는 것을 인식하게 되었고, 결국 천연재료로부터 얻는 PH값이 8∼9정도인 약알칼리수(약알칼리성 잿물)를 혼합하여 사용한 황칠천연염료가 천연섬유에 가장 뛰어난 염착력을 갖는다는 것을 알게 되었다. 약알칼리성 잿물 중에서도 콩대를 태운 재에서 얻어진 약알칼리성의 잿물을 사용한 황칠천연염료가 염액의 염착력이 가장 우수하였다. 콩대 외에도 깨대, 찹쌀볏짚, 찹쌀왕겨 등의 재료가 있으나, 특히 노란콩 콩대가 가장 바람직하였다.

염액의 제조방법은 다음과 같다.

1. 생잎을 짓찧어서 물에 불려 채와 입자가 고운 천을 사용하여 걸러낸 액을 이용한다.

2. 마른 잎을 짓찧어서 물에 불려 채와 입자가 고운 천을 사용하여 걸러낸 액을 이용한다.

3. 새순의 가지를 짓찧어서 물에 불려 채와 입자가 고운 천을 사용하여 걸러낸 액을 이용한다.

4. 2년생 이상의 가지를 짓찧어서 물에 불려 채와 입자가 고운 천을 사용하여 걸러낸 액을 이용한다.

5. 원줄기를 짓찧어서 물에 불려 채와 입자가 고운 천을 사용하여 걸러낸 액을 이용한다.

6. 껍질을 짓찧어서 물에 불려 채와 입자가 고운 천을 사용하여 걸러낸 액을 이용한다.

7. 뿌리를 짓찧어서 물에 불려 채와 입자가 고운 천을 사용하여 걸러낸 액을 이용한다.

8. 상기 1∼7까지의 염재를 볶아 짓찧어서 물에 불려 채와 입자가 고운 천을 사용하여 걸러낸 액을 이용한다.

이상에서 모든 경우 염재와 물의 욕비를 2:1로 한다.

9. 상기 1∼8까지의 과정이후 남은 찌꺼기와 물의 욕비를 4:1로 하여 항아리에서 상온(20∼30℃)으로 발효시킨 후 짓찧어서 물에 불려 채와 입자가 고운 천을 사용하여 걸러낸 액을 이용한다.

10. 상기 1∼8까지의 염재를 물과 2:1의 욕비로 항아리에서 상온(20~30℃)으로 발효시킨 후 채와 입자가 고운 천을 사용하여 걸러낸 액을 이용한다. 발효 중에는 수시로 저어주는 과정이 필요하다. 잘 저어야 염재에서 염액이 잘 추출이 되고, 발효과정에서 나는 악취가 해소된다.

11. 가지 및 원줄기, 껍질 등의 염재를 태워서 숯으로 만들어 물에 담궈 식물성 기름기를 완전히 제거한 후 분쇄기에 갈아서 이용한다. 숯을 만드는 과정은 염재를 고온으로 태우는 중 목질부가 완전히 재로 변하기전 벌겋게 달아올랐을 때 물에 담궈 급속냉각 시키면 숯에서 식물성 기름기가 다량 제거되고, 이를 흐르는 물에 7∼15일간 방치하면 완전히 식물성 기름기가 제거된다.

12. 수액과 물의 욕비를 1:50으로 하여 그 액을 이용한다.

13. 수액 희석액을 항아리에서 상온(20∼30℃)으로 발효하여 이용한다.

마지막 단계로 상기의 1∼13까지의 염액을 약알칼리수와 3:7의 중량비로 혼합하여 황칠천연염료로 사용한다.

상기와 같이 제조된 황칠천연염료로도 황칠천연염색은 가능하나, 상기한 본 발명 황칠천연염료 제조방법의 마지막 단계에서 혼합된 약알칼리수와 염액, 즉 황칠천연염료를 상온(20~30℃)에서 6일정도 잘 저어주면서 발효시키는 단계를 거치면 황칠천연염료의 색상이 더욱 진해지고, 따라서 염색 후 보다 색상이 고운 황칠천연염색섬유를 얻을 수 있다.

이렇듯 PH가 8∼9정도로 잘 조절된 콩대잿물에 염액을 혼합하였을 때 염액의 입자가 콩대잿물에 골고루 부유(浮游)하는 현상을 보인다. 또한 가성소다(NaOH)와 같은 화학성분의 알칼리성 액제를 물과 혼합하여 PH를 조절하여 약알칼리수를 제조할 수도 있으나, 이는 황칠천연염색을 목적으로 하는 염료의 재료로는 바람직하지 못하다. 그러나 본 발명에서 청구하는 특허청구범위에 포함되는 것은 당연하다.

따라서 상기와 같이 화학성분을 가지는 재료가 아닌 자연에서 얻을 수 있는 천연재료를 이용하여 제조한 약알칼리수를 사용하여 제조한 황칠천연염료는 황칠천연염색에도 매우 뛰어난 효과를 보였으며, 이는 약알칼리성의 용액에서는 염액이 부유하기 때문에 가라앉아 응집되어있는 염액을 넣고 교반시키는 것보다는 염액이 부유하여 골고루 분포되어있는 상태에 섬유를 넣고 교반시키는 것이 염착이 골고루 분포되게 하는 것은 당연하기 때문이다.

다음 본 발명 황칠천연염료를 이용한 천연섬유염색방법은 다음과 같다.

약알칼리수와 염액을 혼합하여 황칠천연염료를 제조하는 단계와, 상기 황칠천연염료와 이의 염착력을 높일 수 있도록 전처리된 천연섬유를 교반기에 넣고 교반시켜서 염색하는 단계와, 상기 염색된 천연섬유를 치대는 단계와, 상기 염색된 천연섬유를 찜통에 넣고 수증기로 찌는 단계와, 이를 꺼내 건조시키는 단계와, 상기 건조된 천연섬유를 잿물에 후처리하는 단계와, 상기 건조된 천연섬유를 세탁하는 단계로 구성된다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 황칠천연염료를 제조하는 단계는 상기한 염액의 제조방법과 동일하며, 이 염액의 염착력을 높일 수 있도록 전처리를 한 천연섬유를 교반기에 넣고 교반시켜 황칠천연염색을 하는데, 이때 천연섬유의 전처리 방법은 다음과 같다.

천연섬유의 전처리는 여러 가지 방법이 있을 수 있으나 후기한 본 발명 전처리 방법에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

즉 본 발명에서는 천연섬유의 표백과 천연섬유에 함유되어있는 유지분과 기타 불순물을 제거하기위한 것으로, 잿물과 과산화수소수(H₂O₂-0.03%)를 1:4∼2:3의 중량비로 혼합한 용액에 천연섬유를 넣고 100℃의 온도에서 10∼30분간 삶는 방법을 사용하였다. 이때 삶는 시간은 천연섬유의 무게와 양, 종류에 따라 달라질 수 있다. 잿물은 표백 및 불순물 제거의 역할을 하고, 과산화수소수(H₂O₂)는 천연섬유의 살균 역할을 한다. 이상을 1차 전처리라 한다.

상기의 삶아진 천연섬유를 꺼내 물세척후 건조시킨다. 건조된 천연섬유를 다시 백반물에 넣어 선매염하고 다시 건조하게 되는데, 이때 백반물은 물 1ℓ에 백반 0.4~0.6중량%정도 투입한 것을 사용한다. 이때 백반(A1K(SO₄)₂·12H₂O)의 역할은 백반이 물에 녹으면서 양이온화 하여 약한 음이온의 성질을 띠는 황칠입자를 천에 흡착 또는 응집시키는 작용을 하게 되므로 염착력을 향상시키는 기능을 하게 된다. 이상을 2차전처리라 한다.

이처럼 1차 및 2차 전처리가 된 천연섬유를 황칠천연염료와 함께 교반기에 넣어 교반시키는 것이 천연염색의 1차 공정이다. 1차 공정 후 염색된 천연섬유는 교반기에서 꺼내 치대는 과정을 거친다. 천연염색섬유를 치대는 과정은 황칠입자가 골고루 천연섬유에 고착되게 하기 위해서이다. 이렇게 치대는 과정이 2차 공정이다. 2차 공정을 마친 천연섬유는 찜통에 넣고 수증기로 찌는 단계를 거치게 된다. 이 찌는 단계에서 염색정도가 완전히 결정된다고 할 수 있다. 1차 및 2차 공정만으로는 염료가 완전히 섬유에 고착되지 못하기 때문이다. 이는 천연섬유를 고온의 수증기로 찌게 되면 천연섬유의 올이 팽창되면서 올과 올 사이의 공간이 확장되고, 황칠천연염료와의 교반단계에서 올의 표면에 묻어있던 입자들이 그대로 올과 올 사이에 스며들어 올이 수축하였을 때 단단히 고착되는 원리를 이용하기 때문이다. 이때 찌는 시간은 천연섬유의 무게와 양, 종류에 따라서 달라질 수 있다. 이렇게 찌는 단계가 3차 공정이다. 1차∼3차 공정이 끝난 천연섬유는 건조대에서 건조시킨다. 이것이 4차 공정이다.

상기의 천연섬유의 1∼4차 공정을 1set로 해서 이 set공정을 2∼5회 정도 반복하는 것이 좋다. 이는 여러 번 반복할수록 황칠천연염료의 염착력이 좋아지기 때문이고, 또 반복되는 횟수에 의해 색상의 농도를 조절할 수 있기 때문이다.

상기의 2∼5회의 set공정을 거친 천연섬유의 완성단계인 세탁단계는 일반적인 세탁방법으로 구성될 수도 있으나, 다음과 같은 단계에 의해 세탁되는 것이 바람직하다. 2∼5회의 set공정을 거친 천연섬유를 100℃의 끓는 물에 넣고 직접 삶는 단계와, 이를 꺼내 다시 건조하는 단계와, 건조된 천연섬유를 잿물을 이용하여 후처리 하는 단계와, 후처리 후 깨끗하게 세탁하는 단계와, 마지막으로 건조하는 단계로 구성된다.

상기 세탁단계 중 천연섬유를 끓는 물에 직접 삶는 단계는 염색된 천연섬유에 묻어있는 불순물과 비교적 크기가 큰 황칠입자 및 불안정하게 염착된 황칠입자들을 제거하기 위한 것이다. 상기 삶아진 천연섬유를 꺼내 건조한 다음 다시 잿물로 후처리를 하고 깨끗하게 세탁하여 건조하면 황칠천연염색이 최종 완성되는 것이다.

이처럼 본 발명은 화학약품은 전혀 사용하지 않고 천연재료만 사용하면서도 종래의 천연염색과는 비교할 수 없을 정도로 황칠천연염료의 염착정도가 우수하여 얼룩이 지거나 세탁할 때의 물 빠짐 등이 거의 없고, 또 황칠천연염료를 섬유에 고착하기 위한 전처리나 후처리 같은 공정이 필요하지 않게 되어 염색공정을 단순화할 수 있으며, 본 발명을 이용하여 의복이나 침구 등을 제조할 경우 황칠입자들의 거풍습(擧風濕 : 풍-신경마비, 습-신경통), 활혈(活血 : 혈액순환), 전자파 차단기능 및 머리를 맑게 하고 기분을 상쾌하게 해주는 '베타큐버빈'이라는 방향성 정유성분의 향 발산을 통한 aroma-therapy효과가 있고, 항암제로도 사용되는 약용성분과 모기 등 각종 해충을 퇴치하는 효과와 같은 황칠천연염색섬유에서만 얻을 수 있는 건강증진 효과를 누릴 수 있는 것이다. 특히 황칠나무의 재배를 통해 농가대체작물로의 전환이 가능하고, 농가소득의 증진에도 기여할 수 있다.

Claims (5)

1. 황칠천연염료의 제조를 위한 재료로 새순에서 돋아난 잎, 낙엽이 되어 마른 잎, 새순의 가지, 가지치기를 통한 2년생 이상의 가지, 원줄기, 껍질, 뿌리, 황칠나무의 수피를 천공하여 채취한 수액 등(이하 염재로 통칭)을 이용하는 단계와, PH값이 8∼9정도의 약알칼리수를 제조하는 단계와, 염재과 물을 2:1의 중량비로 혼합하는 단계와, 상기 혼합된 염액을 걸러내는 단계와, 상기 혼합된 염액을 상온(20∼30℃)으로 발효한 후 걸러내는 단계와, 걸러낸 염액과 약알칼리수를 3:7의 중량비로 혼합하는 단계와, 염액과 약알칼리수 혼합액을 발효하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 황칠천연염료 제조방법.
2. 제 1항에 있어서 상기 약알칼리수는 PH8~9의 콩대잿물인 것을 특징으로 하는 황칠천연염료 제조방법.
3. PH값이 8∼9정도의 약알칼리수를 제조하고 상기 약알칼리수와 염액을 혼합하여 황칠천연염료를 제조하는 단계와, 상기 황칠천연염료와 이의 염착력을 높일 수 있도록 전처리된 천연섬유를 교반기에 넣고 교반시켜서 염색하는 단계와, 염색된 천연섬유를 치대는 단계와, 상기 염색된 천연섬유를 찜통에 넣고 수증기로 찌는 단계와, 이를 꺼내 건조시키는 단계와, 상기 건조된 천연섬유를 잿물에 후처리하는 단계와, 후처리까지 마친 천연섬유를 세탁하고 건조하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 황칠천연염료를 이용한 천연섬유 염색방법.
4. 제 3항에 있어서 상기 천연섬유의 전처리는 잿물과 과산화수소수(0.03%)를 1:4∼2:3의 중량비로 혼합한 용액에 천연섬유를 넣고 100℃의 온도에서 10∼30분간 삶아진 천연섬유를 꺼내 물세척후 건조시킨 1차 전처리의 단계와, 건조된 천연섬유를 다시 백반물(물 1ℓ에 백반 0.4∼0.6중량%정도 투입한 것)에 넣어 선매염하고 다시 건조하는 2차 전처리의 단계를 특징으로 하는 황칠천연염료를 이용한 천연섬유 염색방법.
5. 제 3항에 있어서 상기 1,2차 전처리 및 2∼5회의 set공정을 거쳐 건조된 천연섬유의 세탁 단계는 천연섬유를 100℃의 끓는 물에 넣고 직접 삶는 단계와, 이를 꺼내 다시 건조하는 단계와, 건조된 천연섬유를 잿물을 이용하여 후처리하는 단계와, 마지막으로 깨끗하게 세탁 후 건조하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 황칠천연염료를 이용한 천연섬유 염색방법.