황토염료의 제조방법과 황토염료를 이용한 염색방법{Producing method for yellow soil dyestuff and dyeing method using yellow soil dyestuff}
본 발명은 황토염료의 제조방법과 황토염료를 이용한 염색방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 황토로 부터 추출된 염액을 이용하여 직물지(각종 섬유제품이나 실)에 염색함으로서 인체에 유익한 영향을 미칠 수 있도록 한 것이다. 염색은 염료를 이용하여 직물지나 실 등에 색소를 침투시켜 다양한 색상을 표현할 수 있도록 하는 것으로서, 일반적으로 염색을 위해서는 표현하고자 하는 무늬를 찍어서 다양한 색상을 표현하도록 하는 것은 날염(捺染)이라 하고, 피염물을 염색용액에 담구어 전체를 동일한 색상으로 염색하는 것을 침염(浸染)이라 한다. 이러한 날염이든 침염이든 현재의 염색에 사용되는 염료는 화학적인 재료에 의하여 제조된 것이기 때문에 인체에 유익함을 주기 보다는 화학적인 성분에 의한 피부알레르기를 일으키는 원인이 되는 등의 문제점들이 발생하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 근자에 들어서는 천연염료를 이용하여 염색하는 방법들이 널리 보급되고 있으며, 그 중 많이 이용되는 것이 황토를 원료로 하여 얻어지는 염액을 이용하여 염색하는 경우가 많다. 이러한 황토는 풍화잔류토로서 석영과 장석, 점토광물, 산화철광물 등의 여러가지 광물들로 구성되어 있으며, 이 중 점토광물의 함량이 가장 많으며 이의 종류로는 버미큘라이트, 고령석광물, 일라이트, 스멕타이트 등의 종류가 포함된다. 황토에 함유되는 점토광물의 함량은 30∼70％에 이르고 이러한 점토광물은 주변환경에 대한 반응성이 매우 높은 물질이기 때문에 황토에서 유익하게 나타나는 물리화학적 특징은 점토광물의 영향에 기인하는 것이다. 상기와 같은 황토의 구성화학성분에 있어서는 주로 산화실리카와 산화철, 산화알미늄, 산화칼슘, 산화나트륨, 산화칼륨, 산화망간, 산화마그네슘, 이산화티탄, 오산화인등이 주류를 이루고 있으며, 그 외 소량의 미량성분들이 포함하고 있다. 이러한 점토광물의 특성인 미립성, 가소성, 이온교환성, 흡착성, 촉매성, 현탁성 등에 의하여 그 성질이 여러가지 다르게 나타나기 때문에, 스스로의 습도조절능력이나 원적외선의 방사로 인한 인체활성화에 기여하고, 다양한 무기물과 효소의 작용에 의하여 수질과 토질개선 및 치료에 탁월하다. 특히, 천연염색재로 사용할 경우 피부 알레르기나 기타 피부질환을 예방할 수 있게 되고, 피부와의 마찰에 의하여 언급한 원적외선의 방사로 인한 신진대사 의 활성과 더불어 피부각질의 제거와 노폐물의 제거 등의 효과를 가지는 것으로 입증되어 다양한 방법으로 염색하는 기술들이 속속 개발되고 있는 실정이다. 종래의 황토염료와 이를 이용한 염색방법의 대표적인 예로서는, 콩대를 태워 얻어진 알카리성 잿물과 황토물을 혼합하여 황토염료를 얻고, 이를 피염물과 교반하여 염색하고 다시 염색과정의 항토염료가 피염물에 참투하여고착될 수 있도록 피염물을 찜통에 넣어 찌고, 쪄진 피염물을 건조한 후 피염물을 세탁하여 완성하고 있다. 이러한 종래의 기술에서는 황토염료를 만들기 위하여 재배량이 적은 콩대를 사용하기 때문에 황토염료를 원활하게 제조할 수 없게되는 것은 물론, 염색과정이 복잡하여 생산성이 저하되고 순수한 황토와 같은 단일색으로만 염색이 이루어지는 등의 단점들이 있다.
본 발명에서는 황토를 이용하여 보다 쉽게 직물지와 실과 같은 섬유제품의 염색을 수행할 수 있도록 새로운 황토염액의 제조방법으로 얻어진 황토염료를 이용하여 황토염료와 피염물 및 기타 첨가제나 음이온이 방사되는 옥,게르마늄, 토투마린분말과 색상표현을 위한 안료를 함께 투입하여 통상적인 염색기계를 이용하여 염색하도록 함으로서 염색공정을 단축시켜 효율적인 염색이 가능하도록 하면서도 염색상태가 우수하도록 하여 황토염색의 효율성과 염색 후 품질을 높이도록 하는 데 목적이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 황토염료의 제조방법과 제조된 황토염료를 이용한 염색방법을 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 황토염료는 황토 120㎏을 1,2,3차로 분쇄기로 부드럽게 분쇄하고, 분쇄된 황토를 믹스기를 이용하여 재 분쇄한 후 황토를 세척하여 황토에 함유된 불순물을 제거한다. 불순물이 제거된 황토는 다시 믹스기에서 90℃의 온도를 유지한 상태에서 2∼6시간동안 수중분쇄를 행한다. 수중분쇄가 끝난 후 3∼5시간동안 침전시켜 상등수를 버리고 침전물을 30㎛체를 통과한 입자만을 액체파쇄기로 2∼5시간 동한 파쇄한다. 파쇄가 끝난 후 다시 30㎛체를 통과한 입자를 염액통에 투입하여 분산제를 리터당 3ｇ을 투입하여 믹스기에서 2시간을 돌린 후 침전시켜 발생하는 상등수를 1㎛까지 추출하여 1,000ℓ의 황토염액을 얻는다. 상기와 같이 얻어진 황토염액을 이용하여 염색하고자 할 경우에는 상압로터리나 지거, 원치 및 고압염색기와 같은 범용성의 염색기를 이용하여 황토염료와 피염물 및 바인더를 함께 투입하여 염색을 행하게 되는 데 이하 바람직한 실시예를 통하여 살펴보면 다음과 같다. 실시예 1. 일반적인 염색기에 피염물과 피염물의 중량과 동일한 황토염료 및 바인더를 함께 투입하여 20∼30분동안 초기 가동한 후 온도를 60∼95℃까지 서서히 올려 원하고자 하는 색상이 표현될 때까지 가동시킨다. 가동이 끝난 후에는 온수수세와 상온수 수세를 차례로 거친 후 건조하면 염색이 완료되며, 보다 진한 색상을 표현하고자 할 경우에는 염색과정에서 맹글머신(Mangle Machine)을 경유하도록 하면된다. 상기 바인더는 황토염료 100％에 대하여 3∼5％를 투입하여 황토염료가 피염물에 충분히 침투하여 고착될 수 있도록 하고, 터치성을 향상시키고자 할 경우에는황토염료 100％에 대하여 5％의 유연제나 소금 10∼20㎏을 더 첨가하여 함께 염색하면 된다. 상기와 같이 피염물과 황토염료 100％를 혼합하여 염색할 경우에는 순수한 황토색으로 연하거나 진하게 염색되었다. 실시예 2. 일반적인 염색기에 피염물과 피염물의 중량과 동일한 황토염료와 바인더 및 표현하고자 하는 색상의 안료를 색상의 연하고 진함에 따라 그 비율을 가감하여 적정량 투입하여 20∼30분동안 초기 가동한 후 온도를 60∼95℃까지 서서히 올려 원하고자 하는 색상이 표현될 때까지 가동시킨다. 가동이 끝난 후에는 온수수세와 상온수 수세를 차례로 거친 후 건조하면 염색이 완료된다. 상기와 같이 염색이 완료된 상태에서는 일반적인 안료를 함께 사용함으로서 황토 고유의 색상으로 부터 벗어나 다양한 색상의 표현이 가능하였다. 실시예 3. 일반적인 염색기에 상온수를 투입하여 염색수위를 조절한 후 피염물과 피염물의 중량에 대하여 황토염료를 50∼70％와 함께 인체에 유익성을 증대시키기 위하여 음이온이 방사되는 옥이나 게르마늄, 토투마린분말 중 하나를 피염물의 중량에 대하여 30∼50％와 바인더를 함께 투입하여 20∼30분 동안 초기 가동한 후 온도를 60∼95℃까지 서서히 올려 원하고자 하는 색상이 표현될 때까지 가동시킨다. 가동이 끝난 후에는 온수수세와 상온수 수세를 차례로 거친 후 건조하면 염색이 완료된다. 상기와 같이 본 발명은, 염색된 피염물을 토대로 황토성분의 검출여부를 3개의 시료를 통하여 시험한 결과 3개의 시료 모두에서 산화실리카(SiO 2 )와 산화알미늄(Al 2 O 3 ), 이산화티탄(TiO 2 ), 산화철(Fe 2 O 3 ), 산화칼륨(K 2 O), 오산화인(P 2 O 5 )이 그대로 검출되어 황토의 성분을 그대로 가지고 염색된 것임을 알수 있었다. 그리고, 세탁 견뢰도와 땀 견뢰도, 일광 견뢰도 시험에서도 모두가 우수한 상태임을 알 수 있으며, 소취성 시험에서는 약 63％이상 악취나 냄새를 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 항균성 시험결과에서는 99.9％이상의 정균과 살균감소율을 보여 황토염색이 이루어진 원단에는 균자체의 서식이 불가능한 것으로 판명났다. 원적외선 시험결과도 실내온도 40℃의 Blank Body 대비 FT-1R로 측정한 결과 원적외선 방사율(파장 5∼20㎛)일때 0.88, 원적외선 방사에너지(W/㎡ ㎛ 40℃) 355.72로 매우 좋은 것으로 나타났으며, 자외선 차단 시험에서도 역시 우수한 결과를 얻고 있음을 알 수 있다. 이러한 본 발명은 황토와 함께 음이온이 방사되는 옥, 게르마늄 또는 토투마린분발이 가지는 고유의 특성을 피염물에 그대로 존재하게 함으로서 피염물로 만들어진 피복류 및 침구류를 착용하거나 사용하는 사용자에게 신체활성화와 더불어 세균의 박멸과 항균성등으로 인한 피부알레르기나 피부염등이 발생되지 않게 함으로서 항상 쾌적한 상태를 유지할 수 있게된다.
이상과 같은 본 발명은 새로운 황토염액의 제조방법으로 얻어진 황토염료를 이용하여 황토염료와 피염물 및 기타 첨가제나 음이온이 방사되는 옥, 게르마늄, 토투마린분말 및 색상표현을 위한 안료를 함께 투입하여 통상적인 염색기계를 이용하여 염색하도록 함으로서 염색공정을 단축시켜 효율적인 염색이 가능하도록 하면서도 염색상태가 우수하도록 하여 황토염색의 효율성과 염색 후 품질을 좋게하여 사용자들에게 유익함을 줄 수 있는 등의 효과를 가진다. |
