소목 천연염색에서 잿물의 매염특성에 관한 연구

Abstract

Natural dyeing using Caesalpinia sappan was carried out by employing ash solution as mordants prepared based on traditional methods. The modern applications and perspectives of the traditional mordanting methods will be presented via quantitative analyses of the mordanting characteristics of the ash solutions and systematic studies on the characteristics. Firstly, we investigated the effect of the component differences of the ash solutions on the color changes if dyed fabrics after mordanting using camellia ash solution and rice straw ash solution. The experimental result revealed that the mordanting effect of ash solution does not originate from the metallic ions included in the ash solution. The mordanting effect is mainly due to the strong alkalinity of the ash solution. Therefore the expression, "the alkaline mordanting by ash solution", would not be adequate. Secondly, we investigated the effect of mordanting by adding synthetic aluminum compounds in the straw ash solution with differing concentration levels. This approach would present foundations of the harmonious orchestration of the traditional dyeing methods and modern dyeing methods. Based on experimental results, it was revealed that the manifestation of reddish color by the ash straw solution was not due to the mordanting action of the metallic ions. It was found that the reproduction of the traditional ash solution mordanting effect is possible via modern methods without the strong alkaline condition of traditional solution. Thirdly, simultaneous mordanting method was implemented, which employed the process of mixing the ash solution and Caesalpinia sappan solution. The effect of dyeing procedures were compared and reviewed based on the changes in dyeing mechanisms of pre-mordanting by ash solution and of simultaneous mordanting. Unexpected phenomenon was induced in the simultaneous mordanting since the dye liquor and the strong alkaline ash solution were mixed, which was not observed in the pre-mordanting method. As a result, the method is desirable in view of the selective emphasis of the reddish color of the Caesalpinia sappan. At the same time, we investigated the effect of chitosan on the dyeing system by adding small amount chitosan acetic acid solution. We were able to obtain peculiar color development effect of reddish color and yellowish color simultaneously via the synergic effect of simultaneous dyeing and chitosan.;예로부터 전통적으로 천연염색에 사용되어 왔던 매염제는 볏짚, 석회, 잿물 등의 천연 매염제가 있고, 현재에는 철, 알루미늄, 구리, 주석 등의 합성 매염제가 주로 쓰이고 있다. 화학 매염제의 사용이 천연염색의 환경 친화적이고 인체 안정적인 취지에서 크게 벗어난다는 점에서 천연 매염제에 관한 과학적 연구는 전통의 계승과 현대 발전적인 차원에서 매우 필요하다. 뿐만 아니라 고전적인 매염법은 합성 매염법이 보여줄 수 없는 고유하고 복합적인 색상을 표출하고 있기 때문에 고전적인 매염법의 특성에 대한 체계적인 연구와 검증이 필요하다. 천연 매염제 중에서 식물체에서 얻어지는 잿물은 매염작용이 우수한 것으로 알려져 있다. 그러나 재의 종류가 혼용되기 쉬운 문제점을 제거하고 정확하고 정량적인 염색결과를 얻기 위해서는 잿물의 제조과정에 동일한 방법이 적용되어야만 한다. 따라서 천연 매염제에 대한 정량적인 분석과 매염작용에 대한 정확한 고찰은 단순히 고전적인 매염법을 전수하는 차원에서 나아가 과학적 이론을 바탕으로 현대 염색법과 조화롭게 융합시키고 발전적 측면에서 활용할 수 있는 계기가 될 것으로 사료된다. 이에 본 연구에서는 전통적으로 알루미늄 매염제로 전해져 오는 잿물을 고전의 방법으로 재현하여 과학적 방법을 접목하여 다양한 각도로 염색실험 하였다. 천연 염료로서 적색 계열의 다색성 염료이며 매염염료인 소목을 선택하여 전통적인 방법으로 직접 추출하여 면직물과 견직물의 염색에 이용하였다. 잿물을 매염제로 사용하는 소목의 천연염색에 있어 다음과 같은 세 단계의 과정으로 나누어 단계적으로 염색실험을 진행하였다. 1. 소목염색에 사용되는 동백나무 잿물과 볏짚 잿물의 매염특성 본 연구에서는 전통 매염제인 잿물의 매염특성을 밝히기 위한 첫 번째 단계로서 식물성 염료에 대한 매염제로 가장 널리 사용되어 왔던 동백나무 잿물과 볏짚 잿물을 고전적인 방법으로 제조하여 이를 소목염색의 매염제로 사용하였다. 성분과 조성이 다른 두 잿물의 매염처리에 따른 염색실험을 통하여 성분차이에 따른 매염 효과를 비교하였다. 또한 잿물의 액성 변화가 염색에 미치는 영향을 조사하기 위하여 오미자 추출액 또는 탈이온수를 사용하여 잿물의 pH를 조절하였다. pH 변화에 따라 발현되는 염색물의 색상변화를 살펴보고 염착기구에 영향을 미치는 요소를 분석하였다. 그 결과로 소목의 염착특성에 영향을 미치는 잿물의 특성은 잿물 속의 구성성분보다는 잿물의 강알칼리성이라는 사실이 밝혀졌다. 잿물의 pH 변화에 따라서 염착기구가 변화되고 있으며, pH 변화는 염착량 자체를 좌우하기보다는 소목염료 속에 포함되어 있는 특정 색소의 선택적인 흡착을 좌우하고 있다. 따라서 잿물의 알칼리 매염이라 함은 엄밀히 말해 단순한 강알칼리에 의한 사전처리에 불과하므로 일반적으로 인정되고 있는 금속 이온에 의한 화학적 매염작용과는 차별화된다. 이에 본 연구를 통해 “잿물에 의한 알칼리 매염”이라는 기존의 표현을 확인 수정하는 성과를 얻었다. 2. 볏짚잿물 매염에 의한 소목염색에서 명반 첨가가 미치는 영향 잿물에 포함되어 있는 Al보다는 강한 알칼리 특성이 소목의 염색특성에 더욱 영향을 미친다는 1차적 연구결과의 정량적 보완이 필요하다. 이에 두 번째 단계로서 볏짚 잿물에 합성 알루미늄 화합물을 첨가하여 매염효과를 조사하였다. 그에 앞서 매염제로 사용된 잿물에 과연 매염작용을 보여줄 수 있는 Al 이온이 포함되어 있는지, 또는 포함되어 있지 않은지에 대한 정량적인 확인을 위해 우선 동백나무 잿물과 볏짚 잿물의 구성성분을 분석하였다. 그 결과로 잿물 속에 Al 이온이 포함되어 있지 않다는 성분분석 결과를 감안할 때 잿물 매염에 의해서 발현되는 붉은 색상은 금속이온에 의한 매염작용이 아니라는 사실이 증명되었다. 또한 잿물과 합성 알루미늄 화합물의 접목을 통해 전통적인 잿물 매염과 동일한 효과를 얻기 위해서 전통 잿물의 조건인 강알칼리를 사용하지 않고도 현대적으로 충분히 재현 가능하다는 중요한 사실이 밝혀졌다. 3. 잿물첨가에 의한 동시매염 시 pH 변화와 chitosan 첨가의 영향 앞서 두 단계에서는 선매염을 적용시킨 데에 반해 선행 연구1)2)에 따르면 좀더 우수한 붉은 색상의 발현을 위해서는 선매염보다 동시매염이 더욱 유리하였다는 연구결과가 보고된 바 있다. 이에 따라 본 연구의 세 번째 단계로서 볏짚 잿물을 소목 염액과 혼합하여 염색하는 동시 매염법을 시험하여 잿물에 의한 선매염과 동시 매염간의 염착기구 변화에 따른 염색 효과의 차이를 서로 비교하였다. 동시매염의 경우는 염액과 강알칼리 성분의 잿물이 서로 혼합되므로 선매염에서 볼 수 없었던 예상 밖의 현상이 유발되었다. 즉 잿물의 직접적인 첨가로 인하여 염액의 pH가 급격히 변화되고 있다. 잿물의 pH가 7 또는 8로 유지되는 경우는 선매염에 비해서 a^(*)값은 더욱 크며 b^(*)값은 낮아지게 된다. 그 결과 붉은 색상의 선택적인 강조 측면에서 매우 바람직한 것으로 평가된다. 이러한 선택적인 붉은 색상 강조의 발현 효과는 이제까지 소목 염색에서 얻을 수 없었던 결과이다. 이때 chitosan 초산수용액을 매염액에 미량 첨가하여 염색시스템에 가해진 chitosan이 미치는 영향을 조사하였다. 동시매염과 chitosan 첨가에 따른 상승효과로 붉은 색상과 노랑 색상이 동시에 짙게 발현되는 독특한 색상 발현의 효과를 얻을 수 있었다.