염료식물 종류별 특성

1) 쪽식물

(1) 특성

◦ 쪽은 그 잎에 다량의 남색물질(indican)을 함유하고 있어 이것을 채취하여 물감으로 쓰는데 이 물질은 분해되어 청남(indigotin), 남홍(indirubin)이란 색소가 된다.

<그림 1> 쪽색소 구조식

(2) 성상

◦ 쪽의 원산지는 아시아 온대 지방이라 한다. 그 기원 은 알 수 없으나  예로부터 인도에서 염료로 사용하였다고 하며, 중국에서는 염료류로 재배하였다. 쪽은 그 잎에 다량의 남색물질(indican)을 함유하고 있어 이것을 채취하여 물감으로 쓰는데 이 물질은 분해되어 청남(indigotin), 남홍(indirubin)이란 색소가 된다. 또한, 藍汁은 치통의 진정제로 쓰이고, 종실은 독충의 해독제로도 쓰인다.

◦ 여뀌과 에 속하는 1년생 초목으로 초장은 60～100cm 내외이며, 잎은 엽병이 짧고 란형 또는 끝이 뾰족하고 남색 물질을 함유하는데, 아래 마디의 잎이 그 함량이 더 많다. 8월경에 꽃대가 나와 홍색의 작은 꽃이 이삭모양으로 군생한다. 종실은 삼각형이며 성숙하면 광택이 있는 흑갈색이 된다. 1ℓ 중은 550g 이고, 1,000립중은 2g이다.

◦ 이것에는 적화종과 백화종이 있는데, 적화종은 뿌리 가까이 에서 분지가 많아지고 조생하며, 제 1회 수확이나 제2회 수확이 다같이 수량이 많다. 백화종은 적화종에서 분리한 것으로서 적화종에 비하여 약간 만생이고, 병충해에 대한 저항성이 강하고 수량도 많으며 품질도 좋다.

◦ 묘상 시기는 따듯하고 이식 후에는 고온이고  일조량이 많으며, 생육기에는 강우가 충분하고, 다시 일조량이 많은 것이 좋다. 토양은 비옥한 사질양토로서 경토가 깊고 배수가 잘 되어야 한다. 습기가 많은 것이 좋다.

(3) 재 배 

◦ 3～4월에 묘상 10평에 깻묵가루6～7ℓ과 흙을 잘 섞어서 파종한다. 그 위에 곱게 친 퇴비40～60ℓ를 뿌린 후 모래를 약간 덮어 주면 20일 전후로 발아한다. 발아가 끝나면 솎기와 제초를 2회쯤 하여 포기사이를 1～2cm로 하여준다. 이 때에 수시로 액비를 시용 하는 동시에 관수도 해 준다. 묘가 15～20cm 자랐을 때 이식을 하는데, 맥간작이나 단작으로 한다. 이식할 때의 포기사이는 30～45cm로 하여 1 그루에 2～3본을 심는다.

◦ 이식 후 2～3 일간은 매일 발로 그루주위를 밟아 주고 관수 한다. 이식 2～ 3일 후면 제1회 추비를 주는데 수확까지 4～5회 준다. 비료는 3요소 중 질소질 비료를 많이 요하는데, 이것은 잎을 수확의 목적으로 하기 때문이기도 하다. 비료는 기비로 인분, 퇴비를 주고 추비로 속효성비료를 시용 하는 것이 이상적이다.

(4)수확

◦ 수확의 적기는 함유성분이 최대성분이 초대에 도달한 시기라야 하는 데, 그 판단은 곤란하다. 꽃대가 나오기 바로 전 이식 후 70～75일인 7월 상순이다. 두 번 수확할 경우에는 첫 번째는 빠르게, 두 번째는 8월 상, 중순에 한다.

◦ 쪽의 수량 및 품질은 시비량 및 시비시기에 크게 영향을 받는다. 특히, 속효성비료를 약 6회에 나누어 줌으로써 수확기에 한층 더 많이 흡수할 수 있도록 하는 것이 좋다. 10a당 생줄기와 잎의 수량은 1번잎 3,000kg내외, 2번잎이 1,500 내외이다.

◦ 종실은 잎을 수확한 뒤에 나온 가지에 9월 중순～10월 상순에 개화하여 종실이 등숙하므로 10월 중순～11월 중순에 선명한 빛깔을 띤 꽃잎이 아직도 남아 있을 무렵에 잘라서 잘 건조한 후 털어서 채종한다

◦ 우리나라에서는 청대, 청화쪽 등으로 불리다가 쪽으로 변음 된 이 식물을 약제 또는 염료로 오래 전부터 이용한 것 같다. 고구려 벽화에 쓰인 도료 중에 藍이 끼어 있는 것을 보아도 오래되었다는 것을 알 수 있다. 

(5)염료 제조 및 특성

 o 쪽 추출물의 주성분인 인디고는 청람, 남전, Indigotin, Indigoblue라고도 불리며 오래전부터 쓰여지고 있었던 식물계의 천연염료로서 각종 쪽의 잎에서 얻어진다.

 o 식물중에는  Indican이라고 하는 배당체가 있는데 이것을 수분과 온도를 주어 발효를 시키면 가수분해하여 Indoxyl이 생성되며 Indoxyl이 공기와 접촉하여 산화되면 푸른 불용성의 Indigo가 된다.

 o Indigo는 물에 불용성이기 때문에 그대로는 염색이 어려우므로 일반적으로 환원제와 알칼리를 병용하여 leuco화하여 염색을 하게된다. 이 leuco화합물의 알칼리염은 섬유에 친화력이 있기 때문에 용액속에서 섬유를 침적하여 흡수시킨뒤 산화시키면 원래의 불용성 염료가 재생되어 섬유에 고착이 된다. 

 o 환원제로는 Na₂S₂O₄를, 알칼리로서는 NaOH가 일반적으로 사용되고 있으나 특수한 경우에는 환원제로 포도당, dextrine, 황산제1철, 염화제1주석, 수산화제1주석, 산성아황산소다, 아연말등이 쓰이고 알칼리로서 탄산소다, 석회등이 사용되는 경우도 있다.

 o 쪽 주성분은 염료분류상 vat염료로 분류되며 vat염료는 다음과 같은 특징을 지니고 있다.

 . 낮은 온도에서 염색을 하지만 일반적으로 염색속도는 매우 빠르다

 . 평형에서의 염료고착율이 매우 높다

 . 염색속도가 빨라 초기 strike성이 매우커서 ring dyeing이 일어나는 경우가 많다

 . 빠른 염색속도에 고착율이 높아 균염성이 매우 낮다.

 o vat염료의 특성상 상당한 농도로 알칼리와 환원제와 같은 전해질이 염욕에 포함되기 때문에 염의 첨가에 의한 염색성의 조절이 어렵다.

 o Indigo 염색도 leuco형의 염료가 섬유내부로 확산하여 셀룰로우스에 흡착함으로서 염착이 되는 것은 직접염료와 동일하지만 셀룰로우스에 대한 직접성이 부족하기 때문에 일반적인 침염에 의해서는 진하게 염색되지 않는다.  따라서 Indigo의 염색은 dipping-squeezing-atmospheric oxidation을 수회 반복함으로써 심색화가 가능하다.

 o 쪽 추출색소를 이용한 면직물염색에서 추출색소의 농도가 증가하면 할수록 염착량은 증가하며 dipping을 반복함에 따라 염착량도 약간 증가하지만 색소농도에 비하여 염착량의 증가에 미치는 영향은 작다.

 o 쪽 추출색소의 알칼리 환원욕에서 면직물을 염색할 때 중성염(Na2SO4)을 첨가하면 염착량이 상당히 증가하며 dipping을 반복할 경우에도 중성염의 첨가에 의하여 뚜렷한 염착량의 증가 효과를 볼 수 있다.

 o 일반적인 쪽염색은 생쪽으로부터 발효시켜 염색하기 때문에 시기에 따라 재현성이 부족하며 노동의 생산성이 떨어진다.  건조한 쪽을 사용하여 염색을 함으로서 재현성이 향상되고 수요에 따른 계획적인 염색이 가능하다.     

 o dipping을 반복하면 염착량의 증가효과를 기대할 수 있지만 마찰에 대한 견뢰도가 낮게되며 Indigo염색물은 표준 염색시 3정도의 일광견뢰도를 나타낸다. 일광조사시 분해된 염료는 황색을 가지며 따라서 염색물은 녹색을 띄게된다.  황  색분해물은 수용성이기 때문에 세탁을 하면 염색물은 다시 blue를 회복하며 일반적으로 세탁 후 일광견뢰도는 6정도로 높아진다.

◦ 한편, 인도에서 시행하였던 남청 제조법은 다음과 같다. 즉, 여름에 남초가 꽃피려 할 때 이를 거두어들여 큰 용기에 넣고 물을 부어 놓아두면 발효를 일으키어 거품이 생기면서 10~15시간만에 용액이 황색을 띠게 된다. 이것을 다른 용기에 옮겨 1~3시간 적으면 청남이 완전히 침전되므로 2~3시간 더 방치하였다가 상등액을 따르고 청색 침전을 얻어낸다. 이 앙금을 물에 풀어 끓인 후 걸러 낸 다음 압착하여 덩어리를 얻게 되는데, 이것을 적절히 잘라놓아 승화시키면 정제된 자홍색 결정이 되며 구리와 같은 광택이 난다.

◦ 이것을 포도당. 가성알카리 및 에틸알콜과 혼합하여 밀폐한 병속에 방치하면 환원되어 백색으로 변하는데, 이것을 白藍이 라고 한다.

◦ 이 백남의 용액으로 견. 모를 처리한 다음 공기에 노출시켜 청색이 나타나게 한다. 그런데, 인도에서 남청을 제조한 원료는 동양에서 썼던 남초가 아니라 콩과식물에 속하는 재물감싸리 와 관계에 있는 열대식물로서 관목이다.

◦ 인디고의 주성분은 인디고틴(indigotin)이며, 이것은 물에 녹지 않고 직물의 섬유에도 그대로 만만하게 앉혀지지 않는다. 그러므로, 인디고는 우선 그 산소를 탈리시켜 거의 무색이지만 가용성인 백색(leuco indigo)으로 환원시키지 않으면 안 된다. 백색의 용액에 섬유를 담가 공기에 노출시키면 白藍은 다시 산소를 흡수하여 섬유 속에서 파랗게 변한다.