천연염색 기초지식(6~9)

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천연염색 기초지식(1~5)

6. 염색조건(환경)

염색이 잘되게 하기 위해서는 염색에 관계되는 모든 조건에 대한 Factor 가 잘 운영되어야만 양질의 염색이 가능한 것이며, 여기에는 여러 가지의 Factor관리가 필요하여 다음과 같은 염색조건에 대한 요인을 관리토록 한다.

1) 기계(Machine)

: 우리 소량 천연염색에서 기계라 함은 좀 넓은 의미가 되겠지만. 소량염색에 사용하는 도구나 용구에서 말한다 염색통, 저울 등이 해당될 것이다. 앞에서 거론된 것처럼 비록 대량생산의 설비는 아니지만 염색 통이나 저울에 관한 관리사항이제대로 되지 않는다면 요구했던 색상, 농도, 품질과는 거리가 먼 결과를 가져올 것이다.

2) 재료(Material)

: 재료라 함은 주재료와 부재료로 구분할 수 있으며, 주재료는 섬유가 되겠으며, 부재료는 염료부터 시 작해서 매염제, 조제약품등이 해당된다고 볼 수 있다.

모두가 다 관리의 결과로 볼 수 있듯이 우리가 요구하고 필요한 원재료의 관리로 본다면 섬유의 사종, 인치, 밀도(목수), 번수, 편목장, 게이지, 정련 및 표백의 정도 등 재료가 지녀야 할 많은 요인들이 있으며 이들에 대한 철저한 관리는 좋은 염색제품의 결과로 이어질 것이다.

부재료로서는 매염제. 조제약품등이 있는데 특히 천연식물염색에서 매염제의 역할과 기능은 식물염색의 꽃이라 할 수 있으므로 매염제의 선택과 사용상의 관리는 매우 중요한 포인트로 이어진다고 볼 수 있으며. 부수적이지만 조제약품의 역할 또한 상당한 비중이 있으므로 모두가 다 중요한 요인들이라 할 수 있다.

3) 방법(Method)

: 여기에서 방법이라 함은 천연염색 진행의 운영체계를 말할 수 있다. 무엇을 어떻게 운영․관리 하느냐 가 관건이다. 섬유의 정련과 표백은 어떠한 약품을 사용해서 어떻게 진행하느냐, 염료추출, 염색, 매 염, 후처리방법은 모두 다 방법이다. 물론 이속에는 시간, 온도, 욕비, 염료량, 매염제종류, 매염제량, 조제량, 세척, 건조 등에 대한 선택과 관리가 중요한 요인이라 할 수 있다.

4) 사람(Man)

: 모든 과정과 공정을 운영하고 진행하는 매체는 사람이다. 아무리 좋은 재료와 설비, 레시피 등 조건만 좋다고 해서 염색이 잘 될 수 있는 것은 아니다. 물론 이와 같은 조건은 반드시 필요하다. 조건성립과 운영자의 관리가 잘 성립되어야 한다.

5) 물(Water)

: 물에 대해서는 염색용수에서 언급한바와 같이 모든 내용상의 관리는 내용에 벗어나지 않아야 하며 염 색의 조건에 다시 한 번 대두되는 것은 그 만큼 물의 비중이 크기 때문이다.

물에서 시작 물에서 끝난다 해도 과언이 아닌 염색과정에 반드시 중요한 요인으로 작용하기 때문이 다.

이러한 염색 환경 조건에서 중요한 요인으로 볼 수 있는 5가지 요인을 4M+1W 로 염색의 5대조건으로 관리하면 좋을 것이다.

지금까지 강조한 5대조건은 염색의 가장 기본이라 할 수 있으며. 개인이 간단한 소량염색 시 필요한 몇 가지 기본 개념에 대해 소개하기로 한다.

– 온도(Temperature)

․염색 진행속도와 농도에 큰 영향을 미친다.

(염료분자활동이 활발하기 때문)

․섬유에 열을 가해 온도가 상승하면 섬유소가 팽창하면서 염료분자가 섬유의 비정부위(염착될 수 있는 부위)에 쉽게 염착이 된다.

․너무 온도를 상승시켰을 경우 섬유가 구부러지나 주름이 심하게 생기며 얼룩에 위험이 따른다.

․급격한 온도 상승이나 , 고온의 염액에 일시에 원단, 원사를 침투시키면 전반적인 얼룩이 발생될 수 있다.

․온도는 저온에서 고온으로 서서히 승온시키며 온도 상승 전에는 충분한 균염을 이룬 후 온도 상승 을 시작한다.

․염색의 온도는 염료 특성에 따라 다르지만 전반적으로 60℃에서 진행하는 경우가 대부분이며 매염 온도는 40℃가 대부분 적당하다.

– 농도(%)

: 일정한 피염물(섬유)이나 용액(염액, 물)중량에 염료, 염액의 중량을 (%)로 나타내는 것

․OWF : On The Weight Of Fiber

섬유중량에 관한 염료의 중량(섬유와 염료에 대한 (예))

․OWS : On The Weight Of Solution

용액중량에 관한 용액의 중량(용액과 잿물에 대한 (예))

– 욕비(Liquor Ratio)

: 염액을 만들 때 사용되는 물의 양을 말한다. 다시 말 해 섬유와 염액의 중량 비라 할 수 있다.

예를 들어 욕비 1:10이라 했을 때 1은 피염물의 수 , 10은 물의수 라 할 수 있다. 따라서 1이 피염물 (섬유량)이라 할 때 물의 양은 10배수가 되는 것이다.

곧 섬유가 1,000g일 때 물은10,000g가 필요하다는 것이다.(1,000g×10=10,000g)

․욕비는 딱 정해져 있는 것은 아니다. 섬유의 특성과 염재, 매염제등의 특성에 따라 달리할 수 있다.

․욕비가 적으면 불균염 등의 문제 발생이 쉽고 작업에 어려움이 따를 수 있다.

․욕비가 너무 크며 염재의 양이 적다면 색상의 농도가 떨어지기 쉽다.

반대로 욕비가 작으며 염재의 양이 많으면 색상의 농도가 진하게 될 수 있다. 따라서 욕비는 염재, 섬유, 매염제등 각각의 특성에 변수가 있겠지만 수작업인 소량염색의 특성상 욕비는 대체로 1:30～50사이가 적당하다고 본다.

7. 견뢰도

: 염색이 완료된 섬유가 여러 가지 외부조건(햇볕, 땀, 비, 바람, 마찰 등)에 의해 색상이 변할 수 있는데 이와 같은 외부조건에 대해 색이 변하지 않고 견디는 힘. 즉, 저항력을 말한다.

견뢰도는 제품 품질 기준의 하나로 KSK에서는 섬유에 대한 여러 가지 견뢰도를 지정하고 이에 대한 관리를 한다.

1) 견뢰도의 종류

견뢰도의 종류에는 세탁, 땀, 마찰, 일광, 내후, 내염소성, 해수, 드라이클리닝 견뢰도 등이 있으며, 일 광 및 내후견뢰도는 1～7급까지 있으며 급이 높을수록 품질이 우수하고 나머지 견뢰도는 1～5급까지로 급이 높을수록 품질이 우수한 것으로 인정되며 변퇴와 오염 두 가지로 급을 판정한다.

일반 화학염료의 견뢰도는 대체로 양호하지만 특히 천연식물염료 염색은 전반적인 견뢰도가 3급 이하가 대체로 많다.

2) 재료식물 간 견뢰도 차

: 참억새, 매화의 건재, 사과나무 껍질, 벚나무 껍질, 뽕나무 뿌리, 달맞이 꽃종류, 누리장나무 등은 대 체적으로 높은 견뢰도를 유지하며 탄닌을 주성분으로 하는 염료는 일광견뢰도가 우수하다. 황벽나무, 울금. 홍화, 쪽의 생잎, 지치의 뿌리 등은 대체로 색상이 밝은데 이들은 빛에 의한 변퇴가 심하다.

3) 매염제에 의한 견뢰도 차

동매염 : 일광견뢰도는 가장 양호하나 마찰, 세탁, 땀견뢰도는 가장 떨어진다.

알루미늄매염 : 일광, 마찰 등은 떨어지나 세탁견뢰도는 양호하다.

철매염 : 대체적으로 중간정도의 견뢰도를 유지한다.

주석과 크롬 : 대체적으로 견뢰도가 높다.

4) 견뢰도를 높이는 방법

: 정련과 세척을 하여 불순물을 제거한 뒤 염색 진행한다. 추출한 염색액을 충분하게 침전시키고 잘 걸러내어 불순물을 제거한다. 염색이 끝나면 충분한 세척을 통해 섬유에 확실한 고착을 한 염료외 나머지 염료와 약품을 제거 후 햇볕에 잘 건조하여 자외선에 의한 반응을 촉진시킨다면 견뢰도 증진 에 도움이 될 수 있다.

8. 전처리

1) 전처리란?

: 섬유에는 성장과정에서 함유된 1차불순물과 제조과정에서 발생되는 2차 불순물이 있는데 이러한 불 순물을 제거하는 공정이라 할 수 있으며. 후 공정의 염색, 날염, 가공을 하는데 발생할 수 있는 문제점 (얼룩, 색상 차, 견뢰도, 흡착력 등)을 사전에 호발, 정련, 알칼리처리, 표백 등 다양한 과정을 거치는데 이러한 과정을 전처리라 한다.

전처리란 건물을 지을 때 기초공사로 볼 수 있는 중요한 과정으로 염색과정에서 50～70%비중을 두고 관리해야 될 것이다. 염료와의 친화력으로 견뢰도상승, 색상의선명도, 얼룩방지, 농염 등에 절대적이다. 충분한 전처리를 한 섬유는 섬유 특성에 따라 다르지만 면직물의 경우 대체로 5～7%의 불순물이 빠져 나갈 수 있다.

2) 전처리의 종류

① 호발(Disizing)

: 섬유의 호를 제거하는 공정이다. 호라 함은 직물의 경사에 전분(Starch Size)을 처리하여 원사 가 뻣뻣하게 될 때 정경을 해야만 위사 재직 시 작업이 수월하다. 그러나 이 전분은 염색작업에 저해요인이 되므로 제거를 해야 한다.

소량염색에 가능한 호발 방법은 여러 가지가 있다.

– 가정용 세탁비누를 2g/ℓ를 사용한다.

– 잿물(pH8～9사이) 30g/ℓ에 중성비누 2g/ℓ 을 혼합한다.

– 가성소다 98% 고체를 1g/ℓ에 중성비누 2g/ℓ 을 혼합한다.

– 중성비누 3g/ℓ를 사용한다.

위와 같은 약품을 염색통, 찜솥, 곰솥등 불에서 끓일 수 있는 용기를 사용하여 다음과 같이한다.

– 욕비는 섬유상황에 따라 다르게 할 수 있지만 1:30 정도 잡는다.

– 불에 올려 서서히 온도를 올리면서 저어준다.

– 100℃ 끓을 때까지 온도를 올려 약 30～40분간 호발 한다.

시간이 지나면 원단을 꺼내 최소 3회 이상 깨끗한 물로 세척을 하고 탈수 한다.

최근 산업현장에서는 효소를 이용한 다양한 호발 방법이 개발되어 운영되고 있지만 소량염색을 운영 하는 상황에서는 어려운 점이 있으며 전통방식을 이어간다는 좋은 관점으로 생각하기로 하자.

② 정련(Scouring)

: 면 등 섬유에 불순물이 조금이라도 있을 때는 후 공정에서 문제점은 반드시 있기 마련이다. 소수성의 지방질들은 가용성의 염료 침투를 방해하고 광물질은 염료의 침전을 일으켜 비정부위 염료 흡착에 방해가 되며 식물성 불순물(씨앗, 찌꺼기 등) 단백질, 기타유기물 등 모든 불순물은 제거되어야 한다.

정련은 호발보다 한 단계 위의 공정으로 보고 관리하는 것이 좋다. 그래서 약품사용량과 약품선정을 충분히 고려하여 다음과 같은 여러 가지 방법을 적용한다.

– 가정용 세탁세제 5～8g/ℓ를 사용한다.

– 가성소다 98% 고체를 2g/ℓ를 사용한다.

– 잿물(PH8～9) 50～100g/ℓ를 사용한다.

위와 같은 약품을 사용 호발공정과 같이 진행하되 정련시간은 60분 이상 한다.

③ 표백(Bleaching)

: 표백은 정련보다 한 단계 위의 전처리 공정이라 볼 수 있다.

천연섬유가 가지고 있는 여러 가지 불순물을 제거하는 공정으로 특히 색소를 파괴하여 염색에서 좀 더 밝고 깨끗한 색상을 발현시키는데 필요한 공정이다.

과거 우리 전통의 표백과정은 잿물정도의 약품을 사용 계속적으로 삶아 세탁하는 과정을 반복적 으로 해서 표백하고 사용해왔다.

현재 시중에서 판매되고 있는 직물 중에는 표백처리가 끝난 원단이 많으므로 필요에 따라 선택 사용 하면 편리할 것이다. 하지만 표백처리 원단도 후 가공제가 처리된 경우가 많으므로 반드시 특성에 맞 는 전처리를 하는 것이 좋다.

산업 현장이라면 산화, 환원, 표백 등 다양한 표백방법이 개발 사용되어지고 있으나 이 또한 소량염색에서 해결해야 할 문제이다.

– 대체적인 방법으로 설명하였으나 이 방법은 면직물등 주로 식물성 섬유에 해당이 된다.

– 실크의 정련에서는 잿물 사용이 용이하다. pH8～9 사이의 잿물을 300g/ℓ사용해서 100℃ 끓는 물에서 악 1～2시간 삶은 다음 후 공정은 면과 같이 진행한다.

– 양모의 정련은 약 40℃의 온수에 중성세제 약 10g/ℓ 를 사용해서 약 1～2시간 담갔다가 가볍 게 짜며 후 공정은 면과 같이 진행한다. 절대 강알칼리 약품은 사용해서는 안 되며 정련 과정에서 섬유가 엉키지 않도록 주의해서 진행한다.

3) 잿물 만들기

잿물의 주원료를 전통염색에서는 주변의 여러 가지 식물을 이용해서 만들어 사용했다. 주로 볏짚, 콩대, 쪽대 등을 사용해서 알칼리성의 잿물을 만들어 정련, 표백, 매염 등 천연염색 과정에서 적절하게 운영하였다.

현재의 화학적 조성으로 이뤄진 합성 가성소다 보다 알칼리는 약하지만 충분한 기계장치, 설비가 부족했던 과거로 봐서는 안정성, 피염물의 촉감 등에서 되려 이점이 많았다.

주변에서 구하기 용이한 볏짚을 사용, 잿물을 만들도록 한다.

 볏짚을 충분하게 모은다

대략 염색하고자 하는 피염물의 3～5배 정도로 준비한다.

 타고 남은 재보다 3～4배 큰 용기를 준비하여 용기에 70～80% 가량 불을 채운 다음
속불이 약간 남은 재를 넣는다.

 재를 넣고 짧게는 4～5시간, 길게는 하루 정도 방치한다.

 눈이 고운 채 또는 무명 원단 등으로 걸러낸다. (보통 pH 9.0～10.0)

 걸러낸 재를 다시 용기에 넣고 뜨거운 물을 가한다.

 하루 정도 방치 한 후 다시 거른다. (pH 8.0～9.0)

번을 1차 잿물, 번을 2차 잿물로 하여 공정특성에 따라 사용할 수 있으며,

번과 번을 혼합해서 사용할 수도 있다.

9. 침염의 기본

1) 침염이란?

: 원단, 원사를 염액 내에 넣어 물속에서 섬유와 염료가 반응하며 염색을 진행하는 염색방법으로 각종 견뢰도를 강하게 유지시켜준다.

2) 침염의 종류

① 직접염법

: 섬유와 친화력이 큰 가용성 색소염료를 물에 용해해서 섬유와 직접 결합하게 하는 염법이다.

매염처리를 대체로 하지 않는다.

② 매염염법

: 염료의 성격이 매염을 필요로 할 때 이용하는 방법으로 직접염법에 의해 색상이 옅고 견뢰도가 저 하되는 경우 매염제를 선택 사용하여 문제점을 해결할 수 있다.

③ 환원염법(VAT염법)

: 쪽, 인디고염료 염색법으로 물에 녹지 않는 불용성 염료를 가성소다, 환원제를 사용 환원시킨 다음 (Leuco화합물상태) 공기와 접촉시켜 산화 시키면 원래의 불용성 염료로 발색되는데 이를 환원염법이라 한다.