높은 일광견뢰도를 갖는 황백을 이용한 염색방법{Method for dyeing using Amur Cork Tree having good light fastness}
본 발명은 높은 일광견뢰도를 갖는 황백을 이용한 염색방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 황백을 이용한 염색시에 매염제 처리 및 탄닌산과 토주석으로 후처리함으로써 일광견뢰도가 높은 염색물을 얻는 방법에 관한 것이다. 환경에 대한 세계적인 관심이 높아짐에 따라 천연염재에 대한 관심이 고조되고 있으나 일반적으로 천연염재는 각종 견뢰도가 낮아 상업화가 진행되지 않고 있는 실정이다. 최근 각종 천연염재에 대한 연구가 많이 진행되고 있고, 그에 따른 여러 연구 결과가 나오고 있으나 아직은 천연염재의 단점을 개선하기 위한 심층적인 연구에는 미치지 못하고, 대부분의 연구가 천연염재의 추출과 분말화, 염색성과 염색조건 확립에 대한 것들에 한정되어 있다. 한편, 황색을 발현하는 대표적인 염재 중의 하나인 황백(黃柏, Amur Cork Tree)은 운향과에 속하는 낙엽 활엽 교목인 황경피나무(또는 황백, 황벽나무)의 나무껍질을 말하며 일본, 중국, 한국(전남, 충북을 제외한 전국) 등지에 분포한다. 수피에는 베르베린 (Berberine), 펠로덴드린(Phellodendrine), 자트로리진(jatrorhizine),메그노플로린(Magnoflorine) 등을 함유하고 있다. 한방원료로 쓰이며 소화, 이뇨, 건위, 항균 작용 등의 효능이 있고 위장약의 원료로 많이 사용되고 있다. 천연염재로도 사용되며 밝은 연두빛 노란색을 내고자 할 때 쓰여 임산부용 속옷이나 유아용 기저귀감 등 일광에의 영향을 많이 받지 않는 용도로 이용되고 있으나, 현재는 일부 기능 전수자에 의한 전통염색이 명맥을 잇고 있을 뿐이다. 이러한 황백에 대한 연구는 대부분이 염재를 추출하고 염색을 실시하는 단계에 그치고 있다. 일례로 염색 농도를 향상시키고 견뢰도를 증대시키기 위하여 일반적인 전통 염색법인 반복 염색을 실시하고 있는데, 이러한 단순한 반복 염색으로는 색의 농도는 높일 수 있으나, 섬유상에 염료가 많이 염착되어 수세 등의 과정에 의해 다량 탈착되거나, 양이온을 띄는 황백의 색소체와 양모 섬유의 음이온성기들이 형성하는 이온결합은 일광에 의해 쉽게 끊어지기 때문에 일광견뢰도를 높이는 방법으로는 타당하지 못하다. 또한, 각종 매염재를 이용하여 일광견뢰도를 향상시키려는 연구에서도 3급 이상의 일광견뢰도를 얻지 못했다. 이는 황백이 매염제와 컴플렉스를 형성하여 섬유상에 염착이 되지만, 일광에 불안정하여 그 결합을 지속적으로 유지하지 못하기 때문에 색소를 퇴색시키는 광에너지를 분산시키지 못하므로 이러한 처리만으로는 높은 일광견뢰도를 기대하기 어렵다.
이에 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 황색을 발현하는 천연염재인 황백으로 섬유원단을 염색함에 있어서 섬유원단의 촉감을 손상시키지 않고 높은 일광견뢰도를 가지는 피염물을 얻을 수 있는 염색방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 황백을 이용한 염색방법은 10 내지 20%의 황백추출물에 섬유원단을 투입하여 30 내지 80℃에서 30 내지 90분간 염색하는 단계, 상기 염색된 원단을 매염제를 용해시킨 염욕에 투입하여 후매염하는 단계, 상기 매염된 원단을 탄닌산을 용해시킨 염욕에 투입하여 30 내지 120℃에서 10 내지 90분간 처리하는 단계 및 상기 탄닌산 처리된 원단을 토주석을 용해시킨 염욕에 투입하여 30 내지 80℃에서 10 내지 60분간 후처리하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 황백을 이용한 염색방법은 매염제를 용해시킨 염욕에 섬유원단을 선매염하는 단계, 10 내지 20%의 황백추출물에 상기 매염된 원단을 투입하여 30 내지 80℃에서 30 내지 90분간 염색하는 단계, 상기 염색된 원단을 탄닌산을 용해시킨 염욕에 투입하여 30 내지 120℃에서 10 내지 90분간 처리하는 단계 및 상기 탄닌산 처리된 원단을 토주석을 용해시킨 염욕에 투입하여 30 내지 80℃에서 10 내지 60분간 후처리하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 상기 섬유원단은 면, 마, 견 또는 양모인 것이 바람직하며, 상기 매염제는 크롬, 구리 및 철로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나인 것이 좋다. 상기 탄닌산의 농도는 섬유원단에 대하여 1 내지 20중량%이고, 상기 탄닌산을 용해시킨 염욕의 pH는 7 내지 10으로 조절되는 것이 바람직하다. 상기 토주석의 농도는 상기 탄닌산 농도의 30 내지 60%인 것이 바람직하다. 이하에서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명은 황백을 이용한 섬유원단의 염색시에 황백추출액을 사용한 염색 및 매염처리 후에 일광에 안정한 컴플렉스를 형성하여 광에너지를 분산시킬 수 있도록 탄닌산 및 토주석으로 후처리함으로써 높은 일광견뢰도를 갖도록 하는데 그 특징이 있다. 본 발명에 따른 황백을 이용한 염색방법은 먼저, 메탄올로 추출한 황백추출물을 이용하여 30 내지 90℃에서 30 내지 90분간 염색한다. 염욕은 염색하고자 하는 섬유원단의 중량 대비 10 내지 100배로 준비하고, 염액 100㎖당 10 내지 20㎖의 황백추출물에 나머지 물을 첨가하여 제조한다. 염색은 pH가 증가할 수록 색상이 진해지나 알칼리 조건에서는 섬유원단이 심하게 손상되므로 중성욕에서 염색하는 것이 바람직하다. 상기 염색 후 매염제을 이용하여 매염을 실시한다. 상기 매염제는 섬유원단에 대하여 1 내지 10중량% 첨가하여 30 내지 80℃에서 30 내지 90분간 중성욕에서 매염처리한다. 염욕은 섬유원단의 중량 대비 10 내지 100배의 물을 첨가하고 매염제를 완전히 녹여 준비한다. 이때 사용되는 매염제는 크롬, 구리 및 철로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하며, 특히 중크롬산 칼륨, 아세트산구리 또는 황산철인 것이 좋다. 상기 매염처리 후 섬유원단의 미고착물을 제거하기 위하여 물로 수세한 후 탄닌산 처리 및 토주석 처리를 거침으로써 피염물의 높은 일광견뢰도를 얻을 수 있다. 탄닌산은 매염제로 사용되는 것이 일반적이나 본 발명에서는 매염제로서가 아닌 별개의 후처리 공정에 사용하였으며, 섬유원단과 매염제 뿐 아니라 염료와 일광에 안정한 컴플렉스를 형성하여 색소를 분산시키는 광에너지를 분산시키는 역할을 하는 것으로, 본 발명에서는 분자량 1701인 고분자량 탄닌산과 분자량 322인 저분자량의 탄닌산 모두 사용할 수 있으며, 이들은 모두 상용되는 것들이다. 상기 탄닌산은 탄닌산의 처리 농도가 진해질 수록 명도가 낮아져 탄닌산의 처리 농도가 낮을 수록 색상변화가 작아지므로, 바람직한 탄닌산의 사용량은 섬유원단의 1 내지 20중량%이며, 1 내지 10중량%인 것이 보다 바람직하다. 탄닌산의 양이 1중량%보다 낮은 경우에는 높은 일광견뢰도를 얻을 수 없으며, 20중량%를 넘을 경우에는 오히려 일광견뢰도가 떨어지는 경향을 보여 바람직하지 못하다. 상기 탄닌산이 첨가된 염욕은 섬유원단 중량 대비 10 내지 100배의 물을 첨가하여 완전히 녹여서 준비하며. 염욕의 pH를 7 내지 10으로 조절한 후 섬유원단을 투입하여 30 내지 120℃에서 10 내지 90분간 처리한다. 상기 염욕이 강산이나 강알칼리성의 가혹한 pH 조건일 경우에는 섬유원단의 손상을 가져오므로 바람직하지 못하다. 또한 탄닌산의 처리 온도 및 시간은 매염제의 종류에 따라 달라질 수 있으나, 대부분 처리 시간이 길수록 그 효과가 커지며, 저온의 경우에는 장시간 탄닌산 처리를 해주는 것이, 고온일 경우에는 단시간 처리해 주는 것이 보다 높은 일광견뢰도를 얻을 수 있다. 상기 탄닌산 처리된 섬유원단에 마지막으로 토주석 처리를 행한다. 염욕은 토주석 농도를 상기 탄닌산 처리 농도의 30 내지 60%에 해당하는 농도로 하고 섬유원단 중량 대비 10 내지 100배의 물을 첨가하여 완전히 녹여서 준비한다. 이 염욕에 탄닌산 처리까지 완료한 원단을 투입하여 30 내지 80℃에서 10 내지 60분간 처리하는 것이 바람직하다. 상기 토주석 후처리는 탄닌산 처리와는 달리 사용된 매염제의 종류와는 관계없이 동일한 조건하에서 처리해 주면 된다. 토주석 처리 후 수세하고 건조하여 섬유원단에 남은 미고착물을 제거한다. 본 발명에 따른 황백을 이용한 염색방법에 있어서, 상기 황백추출액에 의한 염색 전에 선처리단계로 매염단계를 거친 후에 염색과 탄닌산 처리 및 토주석 처리를 거쳐도 염색후의 매염처리, 탄닌산 처리 및 토주석 처리를 거친 것과 마찬가지로 일광견뢰도의 향상을 가져올 수 있다. 또한, 상술한 처리과정을 연속적으로 진행하는 것이 좋으나, 부득이 연속적으로 처리할 수 없는 경우 직사광선을 피하여 그늘에서 건조시켜야 하며, 토주석 처리까지 완료되지 않은 상태에서는 건조 후 일광에 노출된 부분만 변색하게 되므로 주의해야 한다. 이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명할 것이다. 그러나, 이하의 실시예는 단지 예시를 위한 것이므로, 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어서는 안 될 것이다. [실시예1] 메탄올 700㎖ 당 100g의 황백을 넣고 67℃에서 1시간동안 환류하고 여과하는 과정을 2회 반복하여 황백추출액을 얻었다. 이 황백추출액를 염액 100㎖당 15㎖를 준비하고 물을 첨가하여 염색하고자 하는 양모의 중량 대비 50배의 염욕을 준비한 후, 염색하고자 하는 양모를 투입하여 70℃에서 60분간 중성욕에서 염색하였다. 염색 후 매염제로 중크롬산 칼륨을 상기 양모의 3중량%를 사용하여 50℃에서 60분간 매염 처리한 후 물로 수세하였다. 저분자량 탄닌산을 상기 양모의 중량 대비 5%를 준비하고, 양모의 50배의 물을 첨가하여 완전히 녹여 pH7로 맞춘 후 상기 양모를 투입하여 80℃에서 60분간 처리하였다. 토주석은 상기 양모의 2.5중량%로 준비하고 양모의 50배의 물을 첨가하여 용해시킨 후 상기 양모를 투입하여 60℃에서 30분간 처리한 다음 물로 수세하고 건조하였다. 염색이 완료된 피염물의 일광견뢰도를 일광견뢰도 측정기를 이용하여 KS K 0700의 방법에 따라 측정하여 그 결과를 하기 표1에 나타내었다. [실시예2] 탄닌산을 고분자량 탄닌산을 사용한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 염색을 완료하였다. 염색이 완료된 피염물의 일광견뢰도를 실시예1과 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 하기 표1에 나타내었다. [실시예3] 매염제로 아세트산 구리를 사용하여 염색 전에 선매염을 실시하고 탄닌산을 고분자량 탄닌산으로 사용한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 염색을 완료하였다. 염색이 완료된 피염물의 일광견뢰도를 하기 표1에 나타내었다. [비교예1] 메탄올 700㎖ 당 100g의 황백을 넣고 67℃에서 1시간동안 환류하고 여과하는 과정을 2회 반복하여 황백추출액을 얻었다. 이 황백추출액를 염액 100㎖당 15㎖를 준비하고 물을 첨가하여 염색하고자 하는 양모의 중량 대비 50배의 염욕을 준비하였다. 준비된 염욕에 상기 양모를 투입하여 70℃에서 60분동안 중성욕에서 염색하였다. 염색이 완료된 피염물의 일광견뢰도를 실시예1과 동일한 방법으로 측정하여 하기 표1에 나타내었다. [비교예2] 비교예1과 동일한 방법으로 염색한 후 매염제로 중크롬산 칼륨을 상기 양모의 3중량%를 사용하여 50℃에서 60분간 매염 처리한 후 물로 수세하여 염색을 완료하였다. 염색이 완료된 피염물의 일광견뢰도를 하기 표1에 나타내었다. [비교예3] 비교예1과 동일한 방법으로 염색한 후 고분자량의 탄닌산을 상기 양모의 중량 대비 5%를 준비하고, 양모의 50배의 물을 첨가하여 완전히 녹여 pH7로 맞춘 후 상기 양모를 투입하여 50℃에서 40분간 처리하여 염색을 완료하였다. 염색이 완료된 피염물의 일광견뢰도를 하기 표1에 나타내었다. [비교예4] 비교예2와 동일한 방법으로 염색 및 크롬을 이용한 후매염 처리를 거친 후 고분자량의 탄닌산을 상기 양모의 중량 대비 5%를 준비하고, 양모의 50배의 물을 첨가하여 완전히 녹여 pH7로 맞춘 후 상기 양모를 투입하여 80℃에서 60분간 처리하여 염색을 완료하였다. 염색이 완료된 피염물의 일광견뢰도를 하기 표1에 나타내었다. [표1] 상기 실시예에 따라 염색과 매염제 처리 후 탄닌산과 토주석으로 처리한 경우에는 저분자량 탄닌산을 사용한 경우(실시예1)와 고분자량 탄닌산을 사용한 경우(실시예2, 3) 모두 이러한 후처리를 거치지 않고 황백염색만 실시한 경우(비교예1), 염색 및 매염제 처리만 한 경우(비교예2), 매염제 처리없이 탄닌산 처리만 한 경우(비교예3) 및 염색, 매염제 처리 및 탄닌산 처리까지만 거친 경우(비교예4)보다 일광견뢰도가 훨씬 향상되었음을 알 수 있다. 상기 실시예에서 섬유원단으로 양모를 사용하여 높은 일광견뢰도를 얻은 예만을 제시하였으나, 양모 이외의 면, 마 또는 견섬유 등의 다른 천연섬유를 본 발명에 따른 방법으로 황백 염색하여도 우수한 일광견뢰도를 얻을 수 있다. 일광견뢰도 4급은 상업적으로 사용되는 의복과 섬유제품의 일광견뢰도에 해당하는 것으로 본 발명에 따라 매염처리 및 자외선 흡수제 처리를 거친 피염물은 다양한 제품으로 이용가능하다.
본 발명에 따르면 염색 및 매염 후에 탄닌산과 토주석으로 후처리함으로써 황색을 발현하는 천연염재인 황백을 이용하여 섬유원단의 촉감을 손상시키지 않고 높은 일광견뢰도를 갖는 피염물을 얻을 수 있다. 또한, 상기 방법으로 황백염색을 함으로써 황백의 항균성, 방취성 등의 기능성을 이용하여 고부가가치 상품의 생산에 기여할 수 있으며, 고일광견뢰도의 실현으로 외의용이나 커튼 등에도 황백 염색이 응용될 수 있어 황백 염색의 적용 범위를 넓혀 주는 효과가 있다. 이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이다. |
