KR20030083027A - 숯염료, 숯염료 제조방법 및 염색방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 면섬유나 면천, 면직물, 모, 견, 마, 실크, 종이와 같은 천연섬유를 숯염색하기 위한 것으로 숯을 이용하여 천연염료를 제조하고 숯을 이용하여 천연섬유를 염색하되 숯 자체만으로 균일하게 염착을 향상시키는 방법으로서 섬유고착제를 사용하지 않고도 완벽한 숯염색이 가능. 색의 명도조절을 다양화할 수 있고 세탁시 견뢰도를 향상시키며, 복잡한 전처리·후처리 단계를 거치지 않아 염색이 용이하며,

숯의 성분·습도조절·전자파흡수·탈취항균, 음이온과 원적외선을 방출하는 효능을 인체에 최대할 수 있는 숯염료, 숯염료 제조방법 및 숯을 이용한 천연섬유 염색방법과 추가할 수 있는 단계로, 이를 천연염료와 결합시키는 염색방법을 제공할 수 있을 것이다.

Description

숯염료, 숯염료 제조방법 및 염색방법{charcoal natural Dyeing ＆ assisatant.}

본 발명은 숯염료, 숯 염료제조방법 및 숯 염료를 이용한 면섬유, 면사, 모, 실크 같은 천연섬유는 물론 종이를 염색하기 위한 방법으로 특히 숯 성분 자체가 천과의 친밀도가 약해 염착하는 성분이 없음을 극복, 유화제·침투제·고착제 등을 사용하지 않고도 우수한 세탁견뢰도를 가지며, 복잡한 과정을 거치지 아니하여도 염색이 용이한 숯염료, 숯염료 제조방법 및 숯염료를 이용한 천연섬유 염색방법에 관한 것이다.

예로부터 전래되어 내려오는 염색의 방법으로는 황토나 식물, 광물 등을 이용하는 방법들을 많이 찾아볼 수 있지만 옛 문헌을 살펴보아도 숯으로 염색하였다는 내용은 별로 찾아볼 수 없다. 단지 흑색이나 회색 등을 내기 위해서는 먹물이나 초산철 등을 이용하였음을 알 수 있다.

그러나 최근 환경오염과 공해 등의 문제로 천연물질을 이용한 연구개발이 활발해지고 건강에 대한 높은 관심으로 각종 건강보조제품들이 일반인들에게 널리 보급되고 있는데, 황토나 맥반석, 숯에 대한 이용도 다양화되고 있고, 특히 숯을 이용하여 건강을 증진시키기 위한 연구가 활발하게 진행되어 오고 있다.

일반적으로 숯은 나무를 고온에서 열분해한 재가 되기 이전의 고형탄소가 80∼90％인 탄소 덩어리로서 숯 1g의 내부 표면적은 200∼400㎡(약100평 이상)로 구멍들이 사방으로 공기를 잘 유통시키는 경향이 있다.

또한, 흙과 빛, 물의 양분을 흡수하고 자란 나무를 태워서 만든 숯은 그 자체가 자연이 만든 에너지의 집적체이다. 숯은 에너지를 모으고, 축적하며, 주위에 있는 것들에게 에너지를 공급하는 뛰어난 능력을 지녔다.

구체적으로 숯의 효능을 살펴보면, 숯은 강력한 환원작용과 에너지 상승작용에 의해 암, 아토피성 피부염, 당뇨병, 간장병, 변비, 신경통, 요통, 어깨결림, 위궤양, 더 나아가서는 대머리까지 치료하는 폭 넓은 효과가 있다. 또한 몸 전체 세포의 노화를 막아주며, 혈액이나 체액을 알칼리화하고 정화하는 동시에 체내의 독을 제거하는 작용도 한다.

첫째, 유해물질을 흡수하고 원적외선을 방출하여 인체 내부 깊숙이 작용하여 혈액순환촉진, 피로회복, 노폐물의 배설을 도와준다.

둘째, 음이온을 방출하여 오염물질을 흡착하고

셋째, 수분의 흡수와 발산으로 습도를 조절하여 주고

넷째, 전자파를 흡수하여 두뇌의 기능을 크게 향상시킬 수 있고, 각종 미생물 및 냄새를 흡착하여 부패방지 및 탈취효과가 있다.

또한 숯을 활용하는 방법 또한 다양하다.

이처럼 숯은 몸의 안팎 양쪽에서 사람을 건강하게 해준다. 따라서 위에서 언급한 효과를 갖은 숯을 천연섬유에 염색하려는 시도는 있어왔으나 숯의 성분 특성상 옷감과의 친밀도가 약해 섬유에 잘 고착되지 않는 문제점이 있어 숯의 효능에 따른 다른 분야의 이용에 비해 옷감에의 적용은 거의 없는 것으로 여겨진다.

물론, 종래에도 숯분말을 이용한 섬유의 염색방법이 안출된 바 있으나 상기의 염색방법은 숯 분말을 천에 아주 얇고 균일하게 고착시킴으로써 미세한 숯 분말이 5％이하로 함유된 염료를 천에 아주 얇고 균일하게 고착시키는 방법을 제공하는 것으로 각종 성분의 재료와 혼합시켜 날염료를 제조하는데 일반적으로 유화제, 솔벤트, 요소, 글리세린 등이 적당한 비율로 이루어진 염료 바인더와 탈색방지와 견뢰도를 증가시키는 멜라닌이나 우레탄 수지와 침투제 및 날염이 될 수 있도록 하는 소포제를 혼합한 염료를 제조하고, 이때 천을 날염하기 위해 사용되는 전체 날염료에 대한 숯 분말의 비율이 5％이하로 함유되도록 함으로서 이는 섬유에 숯분말을 섬유고착제로 고착하는 방법이라 할 수 있을 것이다.

이는 단순히 숯분말을 섬유에 날염시킨다고 해서 숯 자체가 염료화하는 것은 아니기 때문이다.

이처럼 화학약품을 사용하는 것은 천연염색을 요구하는 욕구에 미칠 수 없고 숯 자체가 인체에 미치는 유익한 효과 또한 기대하기 어려우며 시간이 흐를수록 높은 세탁 견뢰도를 유지하기 힘들다고 보는 것이다.

본 발명자는 오래 전부터 숯염색 외에도 여러 가지 천연염색을 위한 연구실험을 해왔으며, 화성성분의 인공재료를 포함하지 않은 천연숯 염료를 제조하여 천연섬유에 숯염색 다운 염색을 할 수 있도록 하였다. 또한 기존 색상의 단조로움에서 벗어나 색상을 다양화 하고 자연스럽고 깊이있는 색감을 창출하며 색상의 농도나, 견뢰도에서도 일반 염색제품에 비해 손색이 없는 염착력을 지니게 되었으며, 이를 이용하여 질병치료 및 예방효과까지 부여할 수 있는 면섬유나 면직물, 모, 실크는 물론 종이에도 염색다운 숯염색을 할 수 있도록 하였다.

본 발명에 의해 천연섬유에 숯염료를 염착하는 과정과 그 위에 식물염색을 결합하는 염색방법의 순서도이다.

본 발명의 염료 및 제조 방법은 다음과 같다.

먼저 숯을 잘게 부수어서 분쇄기에 넣고 60㎛ 이하의 미세한 분말로 갈아내는 단계와 중성수와 4:6의 비율로 혼합한 후 약 PH 8∼10의 알칼리수를 제조하는 단계와 알칼리수와 숯분말물을 7:3의 중량비로 혼합한 염료이다.

제조방법으로는 숯을 분쇄하는 단계, 숯을 중성수와 혼합하는 단계, 상기의 염료를 20∼40㎛ 이하로 걸러 미리 제조된 약 알칼리수와 숯분말물을 혼합하는 것을 특징으로 하는 단계로 구성되는 것이다.

본 발명은 숯 염료를 개발하기 위해 실험을 반복한 결과 중성수와 혼합해서 다시 PH 8％의 약알칼리수에서 혼합된 상태에서 숯염료가 천연섬유에 가장 잘 염착되는 것을 알 수 있게 되었다.

약알칼리수를 제조하는 방법은 찰볏짚이나 콩대를 태워 만든 잿물을 걸러서사용한다. 잿물은 너무 진해도 좋지 않고 너무 약해도 좋지 않다. 잿물을 손으로 만져보아 미끈미끈한 정도가 심하면 물을 더 부어서 내리고 미끄러지는 소리가 뿌드득하면 내려진 잿물을 다시한번 내려야 적당한 농도가 된다. 또는 정확한 PH 값을 원할 경우 짚을 대신하여 필터(Filter)를 사용할 수도 있다.

상기의 숯분말의 입자크기는 20∼30㎛ 이하일 때 얼룩이 생기지 않는 바람직한 최적의 상태임을 알 수 있었다.

이와 같이 제조된 숯 염료는 색상이 골고루 잘 염착될 수 있으며 식물염료와 결합했을 때 색상의 차이를 나타낼 수 있도록 숯 염료의 중량비를 조절하는 단계를 거쳐서 천연숯 염료를 얻을 수 있는 것이다.

이하 상기한 본 발명을 실시 예에 의해 상세히 설명하기로 한다.

＜실시예 1＞

먼저 1년 농사를 짓고 남은 찰볏짚이나 콩대를 태워 재를 만든다. 다음의 상기의 재를 걸러낼 수 있도록 시루바닥에 짚을 두껍게 깔고 그 위에 모아둔 재를 소복하게 담아 놓고 물을 팔팔 끓여서 그 물을 시루에 퍼서 붓는다. 잿물은 너무 진해도 좋지 않고 너무 약해도 좋지 않다. 잿물은 미리 준비해 놓아야 한다. 또한 가성소다(NaOH)와 같은 알칼리성 액제를 물과 혼합하여 알칼리수를 제조할 수도 있으나 천연재료를 이용하여 제조된 알칼리수를 사용한 숯염료가 염색에 효과가 매우 뛰어났으며, 숯 염료가 골고루 염착되는 것을 알 수 있었다.

또한 숯염료를 제조하는 단계에서 숯자체가 물에 녹지 않는 점을 감안하여 미리 분쇄기에 넣고 미세하게 갈아야 하며, 숯분말을 40∼20㎛ 이하로 걸러내야 한다. 숯분말의 입자크기가 80㎛ 이상이 되면 세탁시 견뢰도가 급격히 떨어지고 얼룩이 지기도 하며 염착시에도 숯분말이 뭉치는 등 원하는 결과를 얻을 수 없게된다.

다음으로 염색을 하기 전에 천연섬유의 풀기와 잔여물을 제거하여 염색하기 좋은 상태로 만들기 위한 전처리 과정이 필요하다. 이때 높은 온도 100∼130℃에서 세제와 함께 40분 정도 끊이는 방법과 가성소다를 넣고 100℃ 온도에서 20∼30분간 삶아 흐르는 물에 말끔히 헹구어내는데, 천연섬유의 양과 종류에 따라 삶는 시간은 달라질 수 있다.

상기 전처리된 섬유를 다시 백반물이나 초산으로 선매염한 후 다시 건조시키는데, 이때 매염제는 천중량에 따라 1∼2.5％ 정도 넣게 되는데 이는 매염제가 물에 녹으면서 양이온화하여 마이너스(-) 성질을 띄고 있는 숯 입자를 천에 흡착시켜 염착력을 향상시키는 기능을 하는 것이다.

다음으로 천연섬유를 교반기에 넣은 후 쉴새없이 잘 저어 주어야 한다. 상기 의 염색된 천을 잘 건조시켜 주어야 하는데 이때 줄에 널어서 말릴 경우 천의 위아래를 항상 교대해 주어 위아래의 색이 일정하도록 유지해 준다.

그리고 숯염료로 염색한 천을 잘 건조시켜 증열기에 넣고 100∼130℃의 수증기로 30∼40분 정도 찌는 단계를 거치는데 이 단계에서 염료가 섬유 사이 사이로 완전히 스며들어 단단히 고착되기 때문이다. 이 증열기로 찌는 단계는 천연염색에서 색의 변색을 방지하는데 매우 유용하게 사용되어진다.

이처럼 천연섬유를 숯염료에 염색한 후 찌고, 건조시키는 단계를 2∼10번 정도 반복하는 것이 바람직하며, 이는 염착력과 색상의 농도를 조절하는데 매우 중요한 역할을 하는 것이다.

이 단계에서 상기 염색된 천을 또 다른 식물염료와 결합할수 있는데 여기에서는 쪽을 사용하였다. 쪽 이외에도 치자, 울금, 밤피, 오미자, 소방목, 황토 등 천연염료면 가능하다. 먼저 1차 숯 염착이 된 천연염료를 건조, 증열 처리한 후 원하는 색상의 농도를 맞추어 미리 준비한 쪽염료에 염색한 후 꺼내어 건조시킨다. 이때 쪽염색은 증열처리를 거치지 않아도 된다. 여기서 쪽염료 제조방법은 전래되어 오는 방식을 따르고, 숯염료와 쪽염료와의 중량비는 4:6, 3:7로 한다. 이때 쪽염색을 추가하는 단계에서 색상의 다양화와 마찰력을 더욱 증가시킬 수 있다.

이때 쪽염료로 염색한 천은 건조후 60∼70℃ 물에 30분 정도 담가둔다. 그리고 찬물에 잘 헹구어서 잿물을 완전히 제거하고 건조시킨 뒤 다시 염색을 한다. 이는 천의 견뢰도를 높이는 방법이기도 하다.

상기의 염색된 천연섬유는 100℃의 끓는 물에 직접 삶는 단계를 거쳐 세제나 백반물으로 세탁하는 단계 또는 물에 담구어 두었다 꺼내는 방법 등 일반 세탁방법과 같을 방법을 이용하여 후처리 할 수 있다. 이때 초산알루미늄을 0.1∼0.2％정도 넣어주기도 하는데 이는 섬유의 정련을 위한 방편이기도 하다.

이렇게 세탁이 완료된 천연섬유를 다시 건조함으로써 숯 염료는 최종 마무리 되는 것이다. 이하 본 발명을 다음 실시 예를 통하여 더욱 구체적으로 설명해 보겠다.

＜ 실시예 2 ＞

미리 제조된 숯염료 1.5ℓ와 전처리된 천연섬유를 교반기에 넣고 30분 정도교반 후 증열기로 30분간 찌고 이를 건조하였다

＜ 실시예 3 ＞

'실시예 2'와 동일한 조건에서 숯염색된 천연섬유를 5차례 염색-건조-찌는 단계를 반복하였다.

＜ 실시예 4 ＞

'실시예 2'와 동일한 조건에서 숯염색된 천연섬유를 찐 후에 쪽염색을 하여 건조시켰다.

＜ 실시예 5 ＞

'실시예 4'와 동일한 조건에서 숯염색된 천연섬유를 증열 처리한 후 쪽염색 건조를 5차례 반복하였다.

위에서 언급한 실시예의 염색 후 농도와, 물빠짐 농도, 마찰력, 조습성 등을 ＜표 1＞에서 비교해 보았다.

이처럼 상기 실험에서 보았듯이 숯염료(참숯을 사용함)로 염착된 천염섬유는 건조단계와 찌는 단계를 반복할수록 농도는 진해지고 물빠짐이 없어 마찰력과 조습성이 높아짐을 알 수 있었다.

특히 염착된 천연섬유를 증열처리하지 않았을 경우 염착물이 상당히 빠지는 것을 알 수 있었으며, 또한 숯염료로 염착된 천연섬유에 쪽물을 결합함으로써 색을 다양화할 수 있고 천의 견뢰도를 더욱 증진시킬 수 있음을 알 수 있었다.

이처럼 본 발명은 천연염색에서도, 특히 섬유와의 친밀성이 약해 거의 사용되어지지 않던 숯이라는 재료를 이용해 숯염료를 제조하고, 천연섬유를 염색함으로써 숯염료의 고착정도가 우수하고 물빠짐이나 얼룩이 거의 없으며 실켓가공이나 소핑, 덴타가공 등의 복잡한 염색공정을 거치지 않고 또한 고착제와 같은 화학약품을 사용하지 않았으며 또다른 천연염색을 결합함으로써 숯염료라는 색의 범주를 벗어나 색상을 다양화할 수 있었다.

본 발명을 이용하여 의복 특히 내의류, 양말 침구, 커텐 등을 제조할 경우 숯입자들이 습도를 조절하여 피부를 쾌적하게 해주고 인체에 유해한 전자파를 흡수해주며, 음이온과 원적외선의 방출로 혈액순환 촉진과 피로회복을 도와주는 효과를 얻을 수 있다.

또한 쪽염료를 결합함으로써 얻을 수 있는 효과로는 방충·방균·방염의 성능이 증대됨으로써 아토피성 피부염 등 피부질환에 탁월한 효과를 인체에 직접 미치게 할 수 있도록 하여 건강을 증진시키게 된다.

Claims (5)

1. 숯을 세척 후 분쇄기에 갈아 40∼20㎛ 이하의 분말상태에서 중성수와 6:4로 혼합하여 약 알카리수와 숯분말물을 8:2, 7:3, 6:4의 중량비로 혼합한 숯염료
2. 제1항에 있어 알칼리수는 콩대나 찰볏대를 잿물로 걸러낸 것을 특징으로 하는 숯염료
3. 숯을 70㎛ 이하의 미세한 분말로 갈아내는 단계와 중성수와 6:4의 비율로 혼합한 후 약 알칼리수를 제조하는 단계와 알칼리수와 숯분말물을 7:3의 중량비로 혼합하여 상기 숯염료와 전처리된 천연섬유를 교반기에 넣고 교반시켜 염색하는 단계와 선매염 후 염착, 건조하며 또한 천연섬유에 염료를 고착시키기 위해 증열기에 넣고 100∼130℃에서 30∼40분 수증기로 찌는 단계를 반복하는 것을 특징으로 숯염료를 이용한 천연섬유 염색방법
4. 제3항에 있어 선매염은 백반이 물에 1.5∼2.5％ 함유된 것을 특징으로 하는 숯염료 제조방법
5. 제3항에 있어서 숯염료가 염착된 천의 색의 다양화와 기능성 및 견뢰도를 증진시킬 수 있도록 미리 제조한 쪽, 갈근, 소방목, 밤피, 오리나무 염료를 결합하는것을 특징으로 하는 천연염료를 이용한 천연섬유 염색방법