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1. 염색의 원리
: 염색은 섬유 내 섬유소에 수많은 세포라 할 수 있는 염좌(의자) 가있다. 이 염좌에 매염제, 조제약품, 각종 조건(온도, 시간, pH, 매염 및 조제량 등)을 부여하고 이들의 특성을 살려 섬유에 염료를 흡착 시키고 고착 시키는 과정을 말한다.
대부분 식물염색에 편중되어 염색이 개발되었지만 최근에는 광물염색에 대한 개발이 활발하게 진행되어 천연염색 시장을 지배하고 있는데 이는 가격, 품질, 기능성, 염재보급 등 여러 가지 차원에서 식물보다 유리한 상황이 되고 있기 때문이다. 식물염색은 주로 매염제 중의 금속과 염료 간에 화학반응에 의해 진행이 되며 광물염색은 무기광물로 광물에 입자를 나노형태로 유지하고 섬유에 부착시킬 수 있는 조건을 부여해 염색을 진행하고 있어, 식물염색과 광물염색의 차이로 볼 수 있다.
섬유에 염색이 잘 되게 하기 위해서는 몇 가지 필수조건이 필요하다.
1) 충분한 전처리가 필요하다.
(섬유자체의 1차 불순물과 재직 등에 함유된 2차 불순물을 제거해야만 염료와 섬유 간에 친화력이 생겨, 흡착, 얼룩, 농염 등에 유리하다.)
2) 염색할 섬유와 염료, 매염제, 조제 등의 특성을 파악한다.
염색 진행에 필요한 염료와 섬유 등의 성질과 특성을 파악 상호관계를 이용하면 염색을 잘 할 수 있다.
(염색온도, 시간, pH, 염료량, 욕비 매염 및 조제량 등 주변 환경의 팩터 조정)
3) 각종 용구 및 도구 사전 준비
염색에 필요한 모든 도구 및 용구는 사전에 충분히 검토하여 염색 량에 맞춰 적절하게 준비해야만 염색을 체계적으로 진행 할 수 있다. 반응도중 도구나 용구를 준비하지 못해 제때 사용을 하지 못하고 우왕좌왕 한다면 얼룩 등 문제를 발생할 수 있다.
2. 염색용구 및 도구
전문 염색업소나 전문공방 등이 아닌 개인으로써 소량의 염색을 진행할 때는 주변의 생활용구나 주방도구를 사용 할 수 있으므로 염색 전 염색의 특성에 맞춰 준비하도록 하고 염색에 사용한 용구나 도구는 타 용도로 사용을 하지 않도록 주의를 요한다.
1) 염색통
– 되도록 스테인리스 제품을 사용한다. (화학변화 예방 차원)
– 용기의 크기는 피염물(염색하고자 하는 원단, 실)의 30배 이상 선정
– 범랑제품일 경우 표면은 유리질처리가 잘 되어야 한다. 범랑층의 표면이 벗겨지면 철분이 녹아 나와 식물염색의 매염제 역할을 할 수 있다.
2) 폴리 바게트
– 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP) 제가 좋다.
– 염색보관용으로 내약품성이 좋아야 되며, 열에도 강해야 한다.
3) 저울
두가지로 구분하여 사용하면 효과적이다.
– 원단, 원사용 : 일반 전자저울 정도이면 적당하다. (오차범위 10g～100g 까지 측정 가능한 저울)
– 약품용 : 오차범위 0.1g까지 측정한 전자저울을 사용한다. 약품용으로 정확성과 약품의 오염방지를 위 한 조처를 하고 사용한다.
4) 비이커
폴리계통의 재질과 유기 재질 다 사용이 가능하지만 유리계통의 계량용 비이커라면 (경질 2급 이상) 불에 직접 가열이 가능하므로 약품 용해 등에 편리하고 정확하다.
5) 약품용 스픈
플라스틱 계통의 스푼과 스텐레이스 약품용 스픈 모두 가능하다.
6) 비닐 또는 고무장갑
조제 약품의 계량, 염색 시 손의 보호 차원에서 사용하므로 안전한 제품을 준비한다.
7) 염색봉, 집게
염색 진행 중 사용을 해야 하므로 스테이레스 재질의 봉, 집게를 준비하면 되고, 대나무 재질도 유용하다.
8) 온도계
유리막대로 된 알코올 온도계, 수은온도계, 등이 있는데 알코올 온도계의 품질이 떨어지는 경우가 많으나 품질관리를 잘하여 되도록 알코올 온도계를 사용하도록 한다. 수은온도계는 정확성은 있으나 사용 중 파괴되면 많은 오염과 위험성이 따르게 되므로 사용을 하지 않는다.
9) 법랑 또는 스테인리스제 사발
약품을 용해하거나 소량염색 등에 필요하며 여러 가지 크기로 준비하면 적절하게 사용할 수 있다.
10) 가스레인지
가정용 또는 업소용 등 염료추출, 온수사용, 매염 등의 공정 시 사용할 수 있는 것이면 가능하다.
11) 기타
약포지, 비닐, 종이컵, 가위, 라이터, 작업복 등 개인적으로 필요한 것들을 준비한다.
3. 염색용수 (물)
: 염색은 물에서 시작 물에서 끝나는 작업으로 물은 중요한 팩터 중 한가지다. 물은 크게 경우와 연수로 구분하며, 지하구, 하천수 대부분은 경수로써 총경도 150PPM 이상이 된다. 수돗물, 빗물은 연수로써 총경도 150PPM 미만이다. 총경도라 함은 물속에 함유된 칼슘(Ca++)과 마그네슘(Mg++) 의 총 함유량으로 많으면 많을수록 염색 용수로써는 부적절하다. 이외에 철분(Fe++)등이 있고 이러한 알칼리토금속류는 염색의 색상을 변화시키고, 견뢰도 저하와 얼룩을 유발시킬 수 있는 물질로 염색 사전에 충분한 검토를 한 후 사용한다. 수돗물 사용은 개인이 염색 시 가장 안전한 용수로 볼 수 있어 사용이 가능하지만 염소성분이 가끔 대량 함유될 수 있으므로 냄새로써 유. 무를 확인하고 대량의 염소이온이 확인되면 염색을 보류 하거나 물을 받아서 하루정도 방치 후 사용하면 탈염소된 용수를 사용할 수 있다.
4. 염색조제
: 염색이나 매염과정에 직․간접적인 보조제 역할로 흡착, 고찰, pH조절, 중화 등 다양한 성질과 특성을 가진 약품을 염색조제라 한다.
1) 주석영 : 양모 염색 시 알루미늄 매엽제의 흡착력을 높여주고 색상을 밝게 하며 모를 유연하게 해준 다. (젖산도 유사한 용도로 사용할 수 있다.)
2) 수산 : 수영이나 대황에 포함되어 있는 유독물이며 석매염제의 흡착력을 높여주는 역할을 한다.
3) 탄닌산 : 식물의 수피에 많이 함유되어 있으며, 식물염료가 면에 흡착되기 어려울 때 선매염 처리를 해서 염색을 하면 염착이 잘 이루어진다.
4) 초산 : 식물염료 중 일부에서 색상을 밝게 운영해준다. 보통 음식용 식초는 초산함량이 4～6% 포함 되어 있으며 초산으로 처리해서 발색시킨 섬유는 수돗물에 닿으면 변색의 우려가 있으므로 식 초를 찬물로 헹구기(수세)를 해야 한다.
5) 개미산 : 크롬매염제의 흡착을 활성화 한다. 초산과 비슷한 화합물로 역한 냄새가 있다.
6) 암모니아 : 염액의 pH를 알칼리로 전환하는 역할을 한다. 소량으로도 색상의 변화가 크다. 그러므로 암모니아에 민감한 염료일 경우 탈색될 수 있으므로 pH 변화에 민감한 염료에 사용했을 경우 주의를 요한다.
7) 구연산 : 염액의 산도(pH)를 조절하며, 홍화 염색에 사용한다.
5. 섬유소재
: 크게 천연섬유와 화학섬유로 구분되나 천연섬유의 선호도가 높다. 이는 천연소재 끼리의 어울림에 비중이 더 있다 할 수 있다. 섬유에는 자체가 가지고 있는 1차 불순물과 방적 및 직조과정의 오염물인 2차 오염물이 있는데 이 불순물은 얼룩의 원인이 되므로 염색 전 탈지, 탈유, 세정이 충분토록 정련 및 전처리로 각종 오염물을 제거해야한다.
1) 식물섬유
– 면 : 목화를 이용하므로 종자모 섬유라고 한다. 원면을 방적가공하면 면사가 된다. 원면의 주 원료 는 셀루로오즈이지만 펙틴, 왁스, 색소 등 천연의 불순물이 약 6%정도 함유되어 있어 yellow 미를 띤다. 전분(풀)이 처리되어 있어 정련을 반드시 해야만 염색의 문제가 없어진다. 섬유자 체가 부드러우며 흡습성과 보온성이 우수하다.
– 마 : 보통 줄기섬유, 엽맥섬유라고 하며 마닐라삼, 아마, 대마, 황마(Jute), 저마(Ramie) 등이 있으며 우리나라에서는 대마(Hemp), 아마(Linen)를 많이 사용하며 줄기섬유라 한다. 면보다 염색성이 뛰어나고 흡습성, 항균성이 있는 섬유로 최근에는 제조방식의 발달에 따라 면방적과 같은 방 적사로 공급이 되기도 하여 다양한 제품을 생산할 수 있게 되었다. 하지만 우리가 진행하는 소량생산의 천연염색에서는 대부분 과정이 전통방식을 따라하고 있는 것이다.
2) 동물섬유
– 실크 : 천연섬유에서 가장 염색성이 뛰어난 섬유이며, 촉감이나 광택이 가장 우수한 섬유이다.
누에고치에서 뽑아낸 동물성 응고 섬유로서 피브로인과 세리신이 주성분으로 되어있다. 유 렵과 중국지역에서는 최고급섬유로 대단한 인기를 누렸으며, 현재에도 어느 섬유보다 고급 섬유로서 인정을 받고 선호하고 있는 섬유이다.
저온에서도 염색이 잘되기 때문에 홍화나 꼭두서니 같은 끓이지 않아도 될 염료의 염색에 는 아주 좋은 섬유이다.
알칼리에 저항력이 떨어져 가성소다 정련보다는 알칼리성이 낮은 잿물이나 중성비누, 탄산 칼슘이 적당한 정련제이다.
-모 : 케라틴이라는 단백질 성분의 일종으로 타 섬유에 비해 1차불순물인 납질, 지방, 스윈트를 다량 함유하고 있어 방적하기 전 원모단계에서 정련이 필요하다.
모섬유는 급격한 온도변화에 변성되거나 수축이 심한 섬유이며 알칼리에 대한 저항력이 매우 떨어져 중성비누, 탄산칼륨 등의 약품으로 정련을 하는 것이 안전하다.
3) 화학섬유
: 천연염색을 하기 위한 섬유로는 먼저 정서적으로 맞지 않는 섬유이지만 염색이 안 되는 것은 아니다. 나일론섬유는 염착성이 염재에 따라 매우 양호한 편이며, 폴리에스테르 섬유의 경우 필라멘트DTY등 일반적인 섬유에는 염착성이 떨어지지만 폴리극세사와 같은 섬유는 염착성이 좋은 편이다.