천연염료를 이용한 한지염색에 관한 연구
천연염료를 이용한 한지염색에 관한 연구
  • 광양넷
  • 승인 2006.11.15 23:04
  • 호수 187
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전북도청 산림환경연구소 연구원
본 연구는 천연염료를 자색계 자근, 청색계 쪽, 적색계 잇꽃, 소목, 황색계 치자, 황벽, 울금, 녹색계 쑥, 흑색계 오배자, 회색계 도토리, 기타색계 양파, 밤, 정향나무, 매화나무로 염재를 구분해 염액을 추출한 후 매염제를 달리해 닥섬유에 염색한 후 초지한 한지의 색상을 파악하고, 그 색상의 열화에 대한 내구성을 실용성 차원에서 파악하고자 강제열화시험 후, 퇴색정도와 물성적 특성을 평가해 최적의 매염제와 염색방법을 찾는 것을 목표로 했다. 연구 결과 자색계의 자초는 염색시 염재를 닥펄프 습윤 중량과 동일한 양을 추출해 사용해야 채도를 높일 수 있었고 초산알루미늄 매염제를 이용해 pH 8.0에서 L*, a*, b* 값이 53.19, +10.15, +3.75인 자주색으로 염색할 수 있었고, 잿물 매염제를 이용해 pH를 9.16으로 조정해 염색하면 L*, a*, b* 값이 55.43, +7.52, +1.31인 청자색을 얻을 수 있었다.

또한 공시 조건으로 강제 열화시켰을 때의 색상은 각각 밝은 자주색(L*, a*, b*값이 55.43, +7.52, +1.31)과 밝은 청자색(L*, a*, b* 값이 54.62, +7.82, +1.84)으로 퇴색되었으며 염색후 내절도의 감소율은 각각 80.65%와 85.44%였다.

가용성 금속 성분을 달리해 매염제로 사용하면 다양한 색상을 얻을 수 있는 것이 특징이나 황산제1철과 중크롬산나트륨은 매염제로는 부적합한 것으로 나타났다.

청색계의 쪽 생잎으로 한지에 착색된 색상은 pH가 높아짐에 따라 PB의 중앙값인 5.0PB에 가깝게 착색시킬 수 있으며 소석회를 매염제로 사용하면 색상과 채도 값이 높은 청색계로 착색되었다.

밝은 청색계를 얻기 위해서는 잿물 매염제가 적당했다. 일광견뢰도는 차아황산나트륨, 잿물, 소석회 모두 양호한 것으로 나타나 일광에는 강한 경향을 나타냈다.

적색계에 속하는 홍화는 황색과 홍색을 추출할 수 있다는 장점은 있으나 퇴색이 쉽게 되고 대량으로 색소를 추출하기가 어려웠다.

공시염색 조건으로 염색해 얻은 홍색은 pH 6.50에서 L*, a*, b* 값이 93.62, -4.54, +24.38인 홍색이었고, 열화 후 강도적 성질이 36.59% 감소해 양호한 편이었으나 색상 변화가 심해 한지에 적용하기에는 부적합한 염재로 판단 되었다.

그리고 소목을 이용해 자색 계열을 얻고자할 경우에는 황산제1철과 황산구리 매염제를 이용하면 가능하나 퇴색도가 심해 적당하지 않았고, 잿물 매염제를 사용하면 L*, a*, b* 값이 78.60, +4.08, +33.05인 황색으로 염색할 수 있었으며, 퇴색도 심한 편은 아니었다. 그 외의 매염제는 소목에는 적합하지 않았고, 중크롬산칼륨 매염제는 염색시간에 따라 색도 차가 명확한 것이 특징이었다.

그리고 천연 매염제에서는 지하수로 추출한 염액이 짙은 색상으로 염색되었고, 합성매염제에서는 증류수를 이용해 추출한 것이 밝은 색상으로 염색되었다. 황색계의 치자나무는 매염제의 영향을 크게 받지 않았고, 열화에 강한 특징을 보여 주고 있었다.

그리고 비교적 색상도 짙게 염색되기 때문에 한지 염색에 적합했다. 반면에 황벽은 짙은 색상으로는 염색이 되지 않았고 퇴색도가 가장 적었던 수산화칼슘 매염제는 pH 4.31에서(L*, a*, b* 값이 87.46, -1.79, +5.48인 연한 황색으로 착색되었다.

내절도의 감소율은 보통 수준이었으나 퇴색이 심해 바람직스러운 한지 염색용 염재라고는 할 수 없었다. 다만 방충용으로 유용하기 때문에 아주 연한 황색으로 염색해 사용하고자 할 경우에는 적합했다. 울금은 황산알루미늄 매염제를 사용해 염색한 색상이 pH 2.07에서(L*, a*, b* 값이 88.32, -7.66, +25.39인 밝은 황색이었으나 강도 저하율은 반대로 가장 높았다.

따라서 강도적 성질이 우선되는 용도에는 부적합하나 열화측면에서는 적합한 염재로 판단할 수 있었다. 녹색계의 쑥 매염제 중 황산제1철 매염제의 경우만 퇴색도가 약간 떨어지는 편이나 독특한 국방색을 얻을 수 있어 한지에 적용할만한 매염제라고 생각되었고 쑥을 이용해 밝은 노랑과 옅은 녹색계열의 색상을 얻을 수 있는 염색법이 있으나 색상이 연해 효용성이 없는 것으로 판명되었다.

그리고 증류수가 밝은 색상으로 염색되는 경향을 나타냈다.

그리고 흑색계인 오배자를 이용해 한지를 염색할 경우에는 생석회를 매염제로 이용하는 것이 가장 퇴색도를 낮출 수 있었고 기타의 매염제는 착색된 색상이 연해 효용성이 없었다. 오배자 역시 특별한 경우를 제외하고는 열화에는 취약한 조건이 많아 닥펄프 염색용으로는 적절하지 않은 것으로 판단되었다. 회색계의 도토리 매염제 중 황산구리 매염의 경우만 퇴색도가 불량한 편이었고 나머지는 대체로 열화에 강한 매염제임을 알 수 있었다. 열화처리 후의 강도적 성질의 저하율이 평균 40%정도로서 다른 염료보다는 약간 낮은 결과를 나타냈다.

기타색계로 구분해 염색한 양파 껍질은 매염제에 따라 최소 3가지(황갈색, 카키색, 황금색)의 색상으로 염색할 수 있으며 퇴색성도 심하지 않아 대체적으로 열화에 강한 색소를 갖고 있음을 알 수 있었고 내구성 측면에서도 염화칼슘과 중크롬산나트륨 매염제를 제외 하고는 한지 염색에 유용하게 이용할 수 있었다.

그리고 밤 껍질은 pH는 4.0~4.5 영역에서 살색 계열로 염색되었고 과망간산칼륨과 황산제1철, 명반+황산제1철 매염제를 제외하고는 퇴색도가 양호한 편이어서 한지 염색에 적합한 것으로 나타났으며, 특히 철매염제와 명반매염제를 이용하면 회색 계열의 색상을 얻을 수는 있으나 퇴색도가 나쁜 편이었다.

정향나무 염색에 지하수와 초산알루미늄 매염제를 이용하면 정자색(엷은 황갈색)을 얻을 수 있었다. 매염제 모두 심한 강도 저하의 원인이 되어 한지 염색에서 해결해 나가야 할 문제점으로 지적되었다.

매화 매염제 중 알루미늄과 철 매염 모두 퇴색도는 양호한 편이나 색상이 아주 연해 연한 색을 얻고자 할 경우를 제외하고는 효용성이 없는 것으로 판명되었다. 특별한 경우를 제외하고는 열화에 취약하므로 닥펄프 염색용으로는 적절하지 않은 것으로 판단되었다.