매염제(媒染劑)

매염제(媒染劑)
대표명칭	매염제
한자표기	媒染劑

정의

• 매염제(媒染劑)에 대해 자세히 알아본다.

내용

매염제 역할

• 섬유에는 면, 마와 같은 식물성섬유와 실크, 양모 등과 같은 동물성섬유가 있다. 동물성섬유의 성분은 단백질이고 식물성섬유의 성분은 셀룰로오스이다.
• 매염제를 사용하지 않아도 실크, 양모와 같은 단백질섬유는 매우 잘 염색이 되지만, 식물성 셀룰로오스 섬유는 스며들어 염착되는 속도가 느리고 조제처리가 필요하게 된다.

조제처리는 콩물 등을 만들어 처리하는 것인데 이것은 셀루스 표면에 단백질을 인공적으로 부착키는 것으로 콩물처리를 한 다음 그 위에 염색을 하는데, 조제처리를 하더라도 식물성섬유에서는 매염처리가 필수적이다.

• 천연염료를 매염제가 가지고 있는 금속성질과 화학반응을 시켜서 발색하도록 도와주는 역할을 한다. 따라서 매염제를 천연염료에 처리하는 것에 따라서 같은 염료라도 전혀 다른 색상으로 염색(발색)되는 것이다.
• 식물에서 추출한 염료는 식물이 자라온 환경, 채취시기, 추출시기에 따라서, 색이 없는 추출액이 나오는 경우가 있다.

이때는 추출 염료에 염색하고 싶은 천을 넣어서 염료를 가열처리를 한 다음 ⇨ 매염제 처리 ⇨ 가열처리 공정을 반복하면서 원하는 색을 얻는 것이다.

이러한 공정에서 색을 염착시키고, 염료를 떨어지지 않도록 하는 것이다.

매염제와의 결합성에 따라

• 단색성 염료

한 종류의 염료로 한 가지 색만이 염색되는 식물성 염료이다.

• 다색성 염료

한 종류의 염료가 각종 매염제와의 결합을 통해 다양한 색을 발색시키는 식물성 염료로 그 성질에 따라 다시 건염염료, 직접 염료, 염기성 염료, 화염계 염료 등으로 나누어진다.

① 직접 염료

염료의 가용성 색소를 추출, 그 염액에 섬유를 담가서 염색하는 염료로 치자, 황백, 사프란, 울금 등이 해당된다.

이 염료의 염색은 대부분 염료식물의 꽃.잎,뿌리,수피,수목 심재,열매 등을 가늘게 부수고 물에 달여서 염료 추출, 염색한다.

② 건염 염료

성분이 은인 돌유도체이며, 요람, 인도남, 숭남, 대청, 유구남, 보라조개 등이 해당된다.

건염 염료 염색은 남(쪽)과 같은 불용성 색소를 알카리로 환원시켜 염색, 공기 중에서 산화 발생시켜 본래의 불용성 색소로 돌아가게 하는 견뢰도가 높은 염색방법이다.

대표적인 건염 염료로는 남(쪽)염이 있으며 견뢰도가 매우 높은 염료이다.

③ 염기성 염료

황벽이나 황련 등이 해당되며 주성분은 거의 베르베린을 함유하고 있다.

다른 염료와 혼합하면 침전을 일으키고 동물성 섬유에는 염색이 잘 이루어지는 반면 식물성 섬유에는 탄닌산 선매염 과정을 거쳐야만 염색이 잘 이루어진다.

④ 화염계 염료

봉선화, 산남, 딸기, 홍화 등이 해당되며, 그 성분은 안토시안류와 함께 산남의 경우에는 클로포필, 홍화는 칼콘 유도체 성분으로 반드시 매염제에 의해 염색이 이루어진다.

전통적으로 사용된 홍화 꽃에는 수용성의 황색색소와 불용성의 홍색색소가 함유되어 있는데 황색색소는 물에 용해되는 직접성 염료인

반면 홍색색소인 카르타민은 알카리에 의해 추출되어 색상이 변하는 다색성 색소로 다시 산에 중화시켜 염색이 이루어진다.

매염제 종류

매염제는 염료와 섬유가 결합력이 약할 경우, 염료와 섬유가 서로 염착될 수 있도록 하는 약제이다.

천연염료 중 다색성 염료는 섬유와 염착력이 부족하므로 무기․유기 매염제(알루미늄 매염제, 철 매염제, 크롬 매염제, 동 매염제, 주석 매염제, 알칼리 매염제, 산 매염제)와 전통 매염제를 사용하여 발색시킨다.

▶ 알루미늄 매염제

알루미늄 매염제는 색상을 밝게 해준다.

• 명반(alum, K2SO4․Al2(SO4)3․24H2O)

일반적으로 명반이라고 하면 칼륨알루미늄명반을 일컫는다. 명반 대신에 황산알루미늄을 사용하기도 하는데, 명반보다 효력이 강하다. 소명반(K2SO4․Al2(SO4)3)은 생명반, 카리명반이라고도 하는데, 물에 잘 용해되지 않으므로 투명해질 때까지 여린 불로 가열해준다. 명반의 1/2을 사용한다.

• 염기성 명반(basic alum, Al3(SO4)4OH)

염기성 황산알루미늄으로, 명반과 탄산나트륨의 혼합 수용액을 말한다. 뜨거운 물에 명반을 넣고 비등 상태에서 결정탄산나트륨을 4~5회 나누어 교반하면서 넣어줌으로써 염기성 명반을 만드는데, 뜨거운 물 : 명반 : 결정탄산나트륨의 혼합량은 50 : 10 : 1이다. 결정탄산나트륨 대신에 소다회를 사용할 경우에는 1/3량을 사용한다.

• 초산알루미늄(aluminium acetate, Al(OH)(CH3CO2)2)

백색의 분말로, 물에 용해되지 않는다. 뜨거운 물에 끓여 잘 교반한 후 정치한 상등액을 사용한다.

▶ 철매염제

철 매염제는 색상을 회색, 흑색 등 어두운 색조를 띠게 한다.

• 황산제1철(ferrous sulfate, FeSO4․7H2O)

녹반(copperas)이라고도 하며, 연한 녹색의 결정으로 물에 대한 용해성이 좋다. 철염은 장기간 경과시 공기 중의 산소를 전달하여 섬유를 취화(브롬화, brom 化: 어떤 물질이 브롬원자와 화합하는 것을 이르는 말)하기 때문에 많은 양을 사용하지 않도록 한다.

• 염화제1철(ferrous chloride, FeCl2․nH2O)

황회색의 결정으로, 물에 용해한 후 시간이 지나면 산화하여 매염제 효과가 약해지므로 사용하기 직전에 뜨거운 물에 용해하여 사용한다.

• 목초산철(pyrolignite of iron, Fe(CH3COO)2)

철장과 가장 가까운 아세트산의 일종으로, 올리브색을 띤 흑색의 액체이다. 황산제1철, 염화제1철보다 안전하다.

▶ 크롬 매염제

크롬 매염제는 밝고 선명한 색상을 띠게 하지만, 독성이 강하므로 인체와 접촉하지 않는 공예염색 등 특별한 용도 이외에는 사용하지 않는 것이 좋다.

• 중크롬산칼륨(potassium dichromate, K2Cr2O7)

물에 용해시키면 황색의 용액이 된다. 산화력이 강하기 때문에 3% 이상 사용하면 섬유를 손상시키므로 주의하여야 한다. 또한 독성이 강하므로 취급에 주의하여야 한다.

• 초산크롬(chrome acetate, Cr2(C2H2O2)3)

공해문제로 사용 제한을 받고 있는 중크롬산칼륨 대신 사용할 수 있다. 물에 잘 용해되지 않으므로 열을 가해 용해시킨다.

• 크롬명반(chrome alum, Cr2(SO4)3․K2SO4․24H2O)

물에 용해하여 진한 녹색의 용액이 된다.

▶ 구리 매염제

구리 매염제는 색상을 탁하게 하며, 진한 색조를 띠게 한다.

• 황산구리(copper sulfate, CuSO4․5H2O)

청색의 결정으로, 수용성이지만 온탕에서 용해하는 것이 좋으며, 일광에는 견뢰하지만 산에 약한 것이 결점이다.

• 초산구리(copper acetate, Cu(CH3COO)2․H2O)

녹황색으로 수용성이지만, 따뜻한 물에 용해시켜 사용하는 것이 좋다.

▶ 주석 매염제

주석 매염제는 밝고 선명한 색상을 띠게 한다.

• 염화제1주석(stannous chloride, SnCl2․2H2O)

무색의 결정으로, 수용성이지만 온탕에서 용해하는 것이 좋다. 용해 후 방치하면 침전되므로 사용 직전에 용해하여야 한다. 다량의 물을 첨가하면 수산화주석을 생성시켜 침전된다. 따라서 침전을 방지하기 위해서는 소량의 산을 첨가해야 한다.

• 주석산나트륨(sodium stannate, Na2SnO3․3H2O)

무색의 결정으로, 열을 가하면 흐려지므로 끓이지 말아야 한다. 알칼리성이 강하므로 견섬유의 매염제로 사용할 경우에는 산을 섞어 중화시켜서 사용한다.

▶ 알칼리 매염제

• 탄산칼륨(potassium carbonate, K2CO3)

식물의 재와 가장 비슷한 알칼리이다. 회즙과 같이 금속염을 함유하고 있지 않기 때문에 다른 매염제와 함께 사용한다.

• 산화칼슘(calcium oxide, CaO)

생석회라고도 한다. 알칼리이므로 단백질계 섬유의 매염제로 사용할 경우에는 섬유 손상을 초래하므로 사용량은 최소한으로 한다.

• 수산화칼슘(calcium hydroxide, Ca(OH)2)

소석회라고도 한다. 찬물에 잘 용해되지 않으며, 온도가 높아지면 용해도는 감소한다. 방염제로도 쓰인다.

• 탄산나트륨(sodium carbonate, Na2CO3)

10분자의 수화물인 결정탄산나트륨(Na2CO3․10H2O)과 물분자를 가지고 있지 않은 탄산나트륨(Na2CO3)이 시판되고 있다. 물분자를 가지고 있지 않은 탄산나트륨을 소다회(soda ash)라고도 한다.

• 수산화나트륨(sodium hydroxide, NaOH)

가성소다(caustic soda) 혹은 양잿물이라고도 하며, 강알칼리성을 나타낸다. 공기 중에 방치하면 공기 중의 수분과 탄산가스를 흡수하여 탄산나트륨으로 변하기 때문에 알칼리성이 약해진다.

▶ 산 매염제

• 초산(acetic acid, CH3COOH)

아세트산이라고도 하며, 자극성 냄새가 나는 휘발성 액체로서 약산성이다. 순도가 98% 이상인 것은 겨울철에 얼기 때문에 빙초산이라고 한다.

• 구연산(citric acid, C6H8O7․H2O)

무색의 결정 또는 분말로 되어 있으며, 산 매염에 사용되는데, 주로 보조적 역할을 한다. 홍화 염색에 사용된다.

• 탄닌산(tannic acid, C14H10O9)

물에 대한 용해성이 크고, 수용액은 약산성을 나타낸다. 감, 오배자에 다량 존재한다.

• 주석산(tartaric acid, C6H9O7)

유기산으로서 매염제, 날염용 조제, 견이나 레이온의 광택 유연제로 사용된다.

===손으로 만드는 매염제===

<표 1> 손으로 만드는 매염제

종류	내용
회즙(灰汁)	재속에 물을 통과시킨 물인데, 통과한 물속에는 재에 포함되어 있는 칼륨(K)를 용해시켜서 "회즙"이 만들어 진다.
볏집재	완전히 연소한 흰색재가 아닌 불꽃이 남아있는 검은 재에 약 10배의 물을 부어 저어준다. 며칠동안 침전시켜 위의 맑은 액을 사용한다.
콩깍지재	콩깍지재를 태워 불이 꺼지기 전에 시루에 담고, 물을 부어 잿물을 내린다. 홍화 염색 시 콩깍지재가 가장 좋다.
노란재(黃灰)	노린재나무의 잎과 껍질에서 황색 및 적색색소를 채취하여 염재로도 사용하였다. 이들을 태우면 재가 날리지 않으며, 잿물도 많이 나온다.
동백나무재	동백나무 가지나 잎을 태워 백색의 재가 되면 보관하였다가 사용하기도 하고, 즉시 잿물을 만들기도 한다.
목회(木灰)	아궁이나 솥의 밑바닥에 붙어있는 재를 말한다. 나뭇가지나 잎을 완전히 연소시켜 뜨거운 물을 부어 잘 휘저은 다음 하룻밤 방치한 후 윗물을 사용해도 된다.
산(酸)	오미자로 만든 오미자초, 청매실의 껍질을 벗겨 그늘에서 말린 것을 물에 담가 우려낸 매초(梅醋)와 청매를 검게 태운 매실로 만든 오매(烏梅), 쌀로 만든 미초(米醋) 등을 사용한다.
석회	굴, 고막, 조개껍질을 태운 재를 일컫는다.

조제 및 남은 매염제처리

●조제

★잿물 만들기

☆백밥 만들기

★석회 만들기

☆철장액 만들기

★오미자초 만들기

☆생콩즙 만들기

●매염제의 농도와 양

• 매염제의 량은 염색할 원사나 원단에 따라 다르기 때문에 미리 염색 할 재료를 저울에 무게를 알아 놓는 것도 중요하다. 이때 원단이나 원사의 무게가 염색하는 과정 중에 중요한 기준이 되기 때문이다. 매염제의 량을 정하는 것도 원단이나 원사무게에 기준이 되기 때문이다.
• 천의 무게의 백분율로 나타낸다면, 0.5~5%정도 사용되는데 많이 사용하는 것은 바람직하지 못하다. 왜냐하면 매염제 역시 금속성분으로 환경에는 그다지 좋지 못하기 때문이다. 이렇게 준비한 매염제는 물에 잘 녹여서 사용한다.
• 매염제의 량은 원사나 원단이 완전히 젖어들 수 있는 처리량이 필요하지만, 원단이나 원사가 매염제 위에 뜬다든가, 원단 속에 공기가 들어가 있는 상태는 좋지 못하다. 잘 넣어서 공기에 노출되지 않도록 고무장갑을 낀 손으로 눌러 주거나 상하로 뒤집어 주는 것도 좋은 방법이다.===

●남은 매염제처리

사용하고 남은 매염제는 사용하고 남은 염료, 그리고 재와 함께 용기에 넣고 2~3일 동안 그대로 놓아둔다. 아이들이나 다른 사람들이 만지지 못하도록 용기 위에 메모를 해두는 것도 좋다.

2~3일 후에 용기 속에 매염제, 염료, 재는 모두 침전되어 가라않아 있기 때문에 조심해서 상등액(맑은 물) 하수도에 버리면 된다.

남은 침전물은 쓰레기봉투에 넣어서 버리면 된다. 매염제의 량이 많거나 버려서는 안 되는 매염제는 하수도에 버려서는 절대로 안 된다.

참고문헌

• 이종남, 『우리가 정말 알아야 할 천연염색』, 현암사, 2018.