2006년도 특수분야 하계직무연수

생활속에 천연염색 활용교육을 위한 교원 연수



천연염색에서 매염제



(재)나주시천연염색문화재단

나주시천연색문화관장 농학박사 장홍기



  식물염료를 이용한 천연염색뿐 만 아니라 염색을 하는 모든 공정에서 매염처리가 없는 천연염색은 있을 수 없다는 전문가 의견도 많다. 매염처리가 천연염색을 결정 짖는 것이라 말해도 과언은 아니다. 매염처리에는 여러 가지 매염제가 사용되고, 다양한 방법이 있지만 우선적으로 매염제는 어떤 역할을 하는가를 아는 것이 중요하다.



1. 매염제의 역할



  ◦섬유에는 면, 마와 같은 식물성섬유와 실크, 양모 등과 같은 동물성섬유가 있다. 동물성섬유의 성분은 단백질이고 식물성섬유의 성분은 셀루스이다.

  ◦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.

  ◦그림 1에 나타낸 것 같이 섬유에 부착한 염료(색소)를 고착시켜 떨어지지 않게 하거나 억지로 섬유에 집어넣는 역할을 하는 것이 매염제의  역할 중 하나이다. 이것을 " 염료의 고정"이라 한다.

  ◦또 하나의 역할은 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.

  

동물성 섬유



식물성섬유

그림 1. 동물성섬유와 식물성섬유의 염료과정 비교



  ◦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.



2. 매염제의 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.  

표 1. 매염제의 종류

분      류매       염       제금속염

매염제알루미늄(Al)

철(Fe)

크롬(Cr)

동(Cu)

주석(Sn) 명반, 염기성 명반, 초산알루미늄

황산제1철, 염화제1철, 목초산철

중크롬산칼륨, 초산크롬, 크롬명반

황산구리, 초산구리

염화제1주석, 주석산나트륨 알칼리 매염제 탄산칼륨, 탄산나트륨, 수산화나트륨,

산화칼슘, 수산화칼슘 산 매염제 초산, 구연산, 탄닌산, 주석산 전통 매염제 회즙, 석회, 오미자, 미초, 매초, 철장





1) 알루미늄 매염제

  알루미늄 매염제는 색상을 밝게 해준다.



(1) 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.



(2) 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.



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

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



2) 철 매염제

  철 매염제는 색상을 회색, 흑색 등 어두운 색조를 띠게 한다.



(1) 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.



(2) 염화제1철(ferrous chloride, FeCl2․nH2O)

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



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

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



3) 크롬 매염제

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



(1) 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.



(2) 초산크롬(chrome acetate, Cr2(C2H2O2)3)

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



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

  ◦물에 용해하여 진한 녹색의 용액이 된다.



4) 구리 매염제

  구리 매염제는 색상을 탁하게 하며, 진한 색조를 띠게 한다.



(1) 황산구리(copper sulfate, CuSO4․5H2O)

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



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

  ◦녹황색으로 수용성이지만, 따뜻한 물에 용해시켜 사용하는 것이 좋다.

5) 주석 매염제

  주석 매염제는 밝고 선명한 색상을 띠게 한다.



(1) 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.



(2) 주석산나트륨(sodium stannate, Na2SnO3․3H2O)

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



6) 알칼리 매염제

(1) 탄산칼륨(potassium carbonate, K2CO3)

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



(2) 산화칼슘(calcium oxide, CaO)

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



(3) 수산화칼슘(calcium hydroxide, Ca(OH)2)

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

(4) 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.



(5)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.



7) 산 매염제

(1) 초산(acetic acid, CH3COOH)

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



(2) 구연산(citric acid, C6H8O7․H2O)

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



(3) 탄닌산(tannic acid, C14H10O9)

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



(4) 주석산(tartaric acid, C6H9O7)

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

3. 손으로 만드는 매염제



  ◦시판되는 대표적인 매염제를 알아보았는데 이번에는 자신이 직접 만들어 사용할 수 있는 법을 알아보면 다음과 같다. 재료를 우리의 주의에서 쉽게 구할 수 있는 것을 이용할 수 있다. 매염제를 직접 만드는 것도 천연염색 과정 중에 새로운 즐거움이 될 수도 있다. 또한, 천에 염색을 하기 전부터 정성과 시간을 내서 만들어야 하기 때문에 만들기 전부터 특별한 마음가짐이 없어서는 좋은 염색 작품을 기대하기 힘들다. 왜냐하면 조그마한 변수에도 매염제가 변하여 최종적으로 얻고 싶은 색이 나오지 않기 때문이다.

  ◦일본에서는 오래전부터 토양중의 철분과 탄닌 성분을 추출하여 매염제로 사용하기도 하였다. 지금도 이 기술을 이용하여 전통적인 맥을 이어오고 있는 "오오시마(大島)의 도로소매(진흙염색)"이 바로 그 유명한 염색방법이다. 이 염색방법은 수백여년 전까지 만해도 일본에서는 염재 구입이 용이하고 염색기술이 부족하여 이 방법으로 전국어디에서나 논에 있는 철분을 사용하여 매염처리를 하였다고 전해지고 있다.



1) 철장



  ◦일본에서는 메이지(明治)시대 중기까지는 결혼한 여성은 치아를 검게 염색하는 풍습이 있었다. 상류여성 사이에서 유행하였으며 한때는 궁중에 근무하는 남자들 사이에서도 유행했었다. 헤이안(平安)시대에는 귀족 여성들이 치아를 검게 염색하여 자기만의 신분을 표현하기도 하였는데 이것을 "오하구로(齒黑)"하였는데 이것은 지금 염색할 때 매염제로 사용되는 철장을 이용하였다.



(1) 만드는 방법

  ◦입구가 넓은 병이나 페트병에 녹슨 못이나 낡은 철 조각 500g 넣고 소금을 종이컵으로 한 컵, 밀가루를 종이컵으로 1/2컵을 넣는다. 뜨거운 물을 미리 준비하여 10컵 정도 넣고 잘 섞이도록 혼합시킨 다음, 5-10일간 정도 그대로 방치해두면 색이 변해가는 것을 알 수 있으면 색의 정도에 따라 사용자가 이용하는 것이 좋다. 매염제로 사용할 때는 천이나 여과지에 여과시켜서 오물이나 못, 철 조각을 제거 한 다음 여과액을 다른 병에 옮겨 사용하거나 보관하는 것이 좋다. 제거된 철 조각은 다음에 만들 철장재료로 사용하는 것이 바람직하다. 사용자에 따라서 약 6-7개월 정도 계속해서 사용하여 자기만의 좋은 철장매염재가 만들어 진다. 재사용된 철장은 사용기간 및 유저에 따라서 자기만의 철장매염제가 만들어 지는데 이 액에 다른 식물성 재료를 첨가하여 독특한 매염제를 만들어 사용하는 경우도 있다.



그림 2. 철장 매염제 만드는 방법

  ◦상술한 일본  "오하구로(齒黑)"는 철장 매염제에 정향나무의 열매 등을 넣어서 매염효과를 극대화 시켜서 사용하기도 하였다.



2) 회즙(灰汁)



  ◦글자 그대로 재속에 물을 통과시킨 물인데, 통과한 물속에는 재에 포함되어 있는 칼륨(K)를 용해시켜서 "회즙"이 만들어 진다.



  ◦불특정 식물을 태운 재를 물로 우려낸 액체로서 잿물이라고도 한다. 회즙의 재료로는 볏집, 콩깍지, 노린재나무, 동백나무, 명아주, 쪽대, 잇대, 소나무 등이 사용되었다.



  ◦잿물에는 알루미늄, 탄산칼륨, 알칼리, 규산염 등의 여러 가지 성분이 함유되어 있다. 매염제로 사용할 경우에는 pH 10-12 정도로 하여 사용한다.



(1) 볏집재

  ◦완전히 연소한 흰색재가 아닌 불꽃이 남아있는 검은 재에 약 10배의 물을 부어 저어준다. 며칠동안 침전시켜 위의 맑은 액을 사용한다.



(2) 콩깍지재

  ◦콩깍지재를 태워 불이 꺼지기 전에 시루에 담고, 물을 부어 잿물을 내린다. 홍화 염색 시 콩깍지재가 가장 좋다.



(3) 노란재(黃灰)

  ◦노린재나무의 잎과 껍질에서 황색 및 적색색소를 채취하여 염재로도 사용하였다. 이들을 태우면 재가 날리지 않으며, 잿물도 많이 나온다.



(4) 동백나무재

  ◦동백나무 가지나 잎을 태워 백색의 재가 되면 보관하였다가 사용하기도 하고, 즉시 잿물을 만들기도 한다.



(5) 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.



(6) 만드는 방법

  ◦상기의 재, 또는 불이 빨갛게 달아올랐을 때 물을 뿌려서 식힌 다음 준비한 물통 안에 재를 넣어서 1-2일정도 그대로 방치해 둔다. 이것을 천이나 여과지에 걸려서 시용하면 된다. 오래 동안 보존되지 않기 때문에 그때그때 사용분량만을 만들어 사용하는 것이 좋다.





그림 3. 회즙 만드는 방법



3) 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.



4) 석회

  굴, 고막, 조개껍질을 태운 재를 일컫는다.



그림 4. 전남 무안군소재의 조개껍질 전용 가마



4. 조제



  ◦식물성섬유에 인위적으로 단백질을 가공하는 것을 "조제"라고 한다. 이와 같은 조제 방법으로 가장 쉽고 적합한 방법은 "콩즙"이다. 우유의 단백질성분도 사용하고 있지만, 우유는 단백질의 고착도가 좋지 않기 때문에 만들기가 번거롭더라도 콩즙을 사용하는 것이 바람직하다. 면, 마와 같은 식물성 섬유에 염색을 할 때에는 염색하기 전에 미리 조제된 콩즙에 가공하고 완전히 건조한 다음 염색에 들어가는 것이 무엇보다도 중요하다.



1) 콩즙

  ◦콩 1컵 정도를 물에 담가서 1일정도 그대로 놓아둔다. 콩이 불어나면 물과 함께 그대로 믹서기에 교반시킨 다음 천이나 여과지에 여과 시켜서 사용한다. 만들어진 하얀 콩물을 " 콩즙"이라 한다. 사용할 때에는 1(콩즙):10(물)정도로 풀어서 사용하고 염색할 천을 30분 정도 넣은 다음 완전히 건조시킨 다음 염색에 들어간다. 이때 콩즙이 잘 스며들도록 잘 주물려 주는 것도 중요하다.



그림 5. 조제 방법

5. 매염제의 농도와 량



  ◦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.



6. 남은 매염제 처리



  ◦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.