히비스커스 추출분말과 쪽 분말염료의 복합염색 견직물의 색채특성과 염색견뢰도

염색용 직물로는 시판되는 백색의 견직물을 구입하여 정련한 후 사용하였다. 견직물의 특성은 다음 <표 1>과 같다.

<표 1>

염색용 직물의 특성

천연염재로는 히비스커스 추출분말과 쪽 분말염료를 사용하였다. 천연염료의 분말화는 색상 재현성과 더 나아가 표준화의 문제를 해결하는데 필요 불가결하므로(최민 외, 2012), 본 연구에서는 시판 히비스커스 추출분말(폴란드 제조)과 발효 쪽 분말염료(인도산)를 사용하였다. 쪽 염료의 환원제로는 환원효과가 좋은 sodium hydrosulfite(Na₂S₂O₄)를 사용하였으며, 매염제로는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 철(Fe)을 사용하였다.

① 히비스커스 추출분말 염색

히비스커스 추출분말을 50%(o.w.f.), 100%(o.w.f.), 200%(o.w.f.)의 농도로 증류수에 각각 용해하여 염액으로 사용하였다. 염색은 IR 염색기(HS-277F, 한원)를 사용하여 염색하였다. 염색조건은 선행연구(조임선, 이정숙, 2015)를 참고하여 액비 1:100, 온도 40℃에서 30분으로 설정하였다. 염색된 직물은 수차례 수세한 후 실내에서 자연적으로 건조시켰다.

② 쪽 분말염료 염색

복합염색시 쪽 염액의 농도가 강하게 되면 바탕의 색을 덮어 버리므로(배정숙, 2009), 예비실험을 통하여 쪽 농도를 약하게 조절하였다. 증류수 1ℓ에 쪽 분말염료 1.0g을 용해시키고 sodium hydrosulfite 1.0g을 사용하여 60℃에서 30분 동안 환원하여 염액으로 사용하였다. 염색은 IR 염색기(HS-277F, 한원)를 사용하여 액비 1:100, 온도 50℃에서 30분 동안 중성 염액에서 실시하였다. 염색된 직물은 수차례 수세한 후 실내에서 자연적으로 건조시켰다.

복합염색의 순서에 따라 색채특성과 염색견뢰도가 차이가 있는지를 알아보고자 다음과 같이 두 가지 방법으로 복합염색을 실시하였다. 첫째, 히비스커스를 염색한 후 쪽으로 다시 염색하였다(히비스커스 → 쪽). 둘째, 쪽으로 염색한 후 히비스커스로 염색하였다(쪽 → 히비스커스). 염색조건은 단독염색 조건과 동일하게 하였다. 복합염색시 히비스커스는 200%(o.w.f.) 농도로 1회, 2회, 3회 반복염색을 하였고, 쪽 염액의 농도는 1.0g/ℓ이었다.

히비스커스 추출분말을 사용하여 세 가지 농도, 즉 50%, 100%, 200%(o.w.f.)에서 온도 40℃, 30분간 염색한 견직물의 색채특성을 측정한 결과는 <표 2>와 같다. 히비스커스 추출분말로 염색된 견직물의 색상은 모두 주황(YR)을 나타내었으나, 히비스커스 추출분말의 농도에 따라 색채특성은 다소 차이를 보였다. CIELAB 색채특성을 살펴보면, 히비스커스 추출분말을 50%(o.w.f.) 농도로 염색한 견직물의 색채 값은 71.62(L^*), 11.09(a^*), 9.65(b*)이었다. 즉 L^*값이 커서 비교적 밝은 색채를 구현하였으며, a^*값(빨강-초록 지수)은 양(+)의 값을 나타내어 빨간 기미를 보였고, b*값(노랑-파랑 지수) 또한 양(+)의 값을 나타내어 노란 기미를 보였다. Munsell 색채 시스템으로 살펴보면, 색상은 주황(4.97 YR)을 나타내었고, 고명도(7.01)와 저채도(2.71)이었으며, light grayish 톤으로 분류되었다. 히비스커스 농도가 증가함에 따라 L^*값은 감소하였으나, a^*값과 b*값은 증가하는 경향을 보여, 약간 어두워지고 빨간 기미와 노란 기미가 증가한 것을 알 수 있었다. 또한 히비스커스 추출분말의 농도에 상관없이 염색된 직물의 색상은 모두 주황(YR)을 나타냈으며, 농도가 증가함에 따라 명도는 감소하였고 채도는 약간 증가하는 경향을 보여, soft 톤으로 변화하였다. 한편, 염착량을 나타내는 K/S값은 농도가 증가함에 따라 1.30 (50% o.w.f.), 1.69(100% o.w.f.), 3.54(200% o.w.f.)로 증가하였다. 히비스커스 농도가 증가함에 따라 염착량이 증가한 것은 선행연구 결과(조임선, 이정숙, 2015)와 일치했으나, 히비스커스 꽃 추출액으로 염색한 직물의 색상은 빨강(R)을 나타내었다는 결과와 달리 본 연구에서는 주황(YR)을 나타내었다. 이 같은 색상 차이는 천연염료는 색소를 추출하는 방법에 따라 염색물의 색상이 달라질 수 있으므로(배정숙, 2014), 본 연구에서는 시판 히비스커스 추출분말을 사용하였기 때문인 것으로 풀이된다.

<표 2>

히비스커스 추출분말의 농도에 따른 견직물의 색채특성

히비스커스 추출분말을 사용하여 견직물에 반복염색시 색채특성을 살펴보고자 200%(o.w.f.) 농도로 1회, 2회, 3회 반복염색한 견직물의 색채특성을 <표 3>에 나타내었다. 히비스커스 추출분말을 200%(o.w.f.) 농도로 1회 염색한 견직물의 CIELAB 색채특성을 살펴보면, 60.28(L^*), 15.42(a^*), 11.70(b*)으로 나타났다. Munsell 색채 시스템으로 살펴보면, 색상은 주황(2.27 YR)을 나타내었고 중명도(5.85)와 저채도(3.58)이었으며 soft 톤으로 분류되었다. 히비스커스 추출분말의 염색횟수가 증가함에 따라 L^*값과 a^*값은 약간 감소한 반면, b*값은 약간 증가하는 경향을 보였다. 또한 Munsell 색채 시스템으로 살펴보면, 반복염색시 색상은 모두 주황(YR)을 나타냈으나, 명도와 채도는 약간 감소하여 2회와 3회 반복염색시 dull 톤으로 분류되었다. 한편, 염착량을 나타내는 K/S값은 염색횟수가 증가함에 따라 3.54(1회), 5.53(2회), 7.06(3회)으로 증가하였다. 따라서 히비스커스 추출분말을 사용하여 반복염색한 견직물은 약간 어두워지며 빨간 기미가 줄어들고 노란 기미가 증가하였고 염색횟수가 증가함에 따라 염착량이 증가한 것을 알 수 있었다.

<표 3>

히비스커스 추출분말의 반복염색에 따른 견직물의 색채특성

히비스커스 추출분말로 염색시 매염제 종류와 매염방법에 따른 견직물의 색채특성을 살펴본 결과는 다음 <표 4>와 <표 5>와 같다.

<표 4>는 선매염한 견직물에 히비스커스 추출분말 200%(o.w.f.)로 염색한 경우의 색채특성을 나타낸 것이다. 선매염한 후 히비스커스로 염색한 경우 매염제의 종류에 관계없이 색상은 모두 주황(YR)을 나타내었다. CIELAB 색채특성을 살펴보면, 무매염 견직물에 비해 Al로 선매염시 L^*값은 적은 수치이지만 감소하였으나 Cu와 Fe로 선매염시 약간 증가하였다. a^*값과 b*값은 Cu로 선매염시와 달리 Al와 Fe로 선매염시 감소하였는데, 특히 Fe 매염제 사용시 a^*값과 b*값은 더 감소하는 것으로 나타났다. Munsell 색채 시스템으로 살펴보면, Al로 선매염시 염색직물의 명도와 채도는 변화가 거의 없었고 Cu 매염제의 경우에는 명도와 채도가 약간 증가한 반면, Fe로 선매염시 명도는 약간 증가하고 채도는 감소하였다. 이와 같이 히비스커스 추출분말로 염색시 선매염한 매염제의 종류에 따라 염색한 견직물의 톤은 차이를 보여, Al과 Cu로 선매염시 무매염 직물과 같이 soft 톤을 나타낸 반면, Fe로 선매염시 light grayish 톤을 나타내었다. 한편, Al로 선매염한 염색직물의 K/S값은 무매염 염색직물의 값과 거의 유사한 반면, Cu와 Fe로 선매염한 염색직물의 K/S값은 미미하게 감소하였다. 따라서 선매염한 견직물에 히비스커스 추출분말로 염색시, Al과 Cu 매염제 처리시 무매염 염색직물과 유사한 색채특성을 나타낸 반면, Fe 매염제 처리시 색상, 채도 및 톤의 차이를 보여, 매염제의 종류에 따라 색채특성은 다소 다르게 나타난다는 것을 알 수 있었다.

<표 4>

히비스커스 추출분말 염색시 매염제 종류에 따른 색채특성(선매염)

<표 5>는 히비스커스 추출분말 200%(o.w.f.) 농도로 염색한 견직물을 후매염한 경우, 매염제 종류에 따른 색채특성을 나타낸 것이다. 먼저 CIELAB 색채특성을 살펴보면 후매염시 매염제의 종류와 상관없이, 무매염 견직물에 비해 L^*, a^*, b*값 모두 감소하였는데, 특히 Al과 Fe로 후매염한 염색직물의 경우, 이러한 값들이 더 감소하였다. 또한 Al과 Fe로 후매염한 염색직물은 –a^*값을 나타내어 미미하나 초록빛 기미를 나타내고 노란 기미가 많이 줄어든 것으로 나타났다. Munsell 색채 시스템으로 살펴보면, 후매염을 한 경우 매염제의 종류에 따라 구현되는 색상은 차이를 보였다. 무매염 견직물은 주황(YR)을 나타내었으나, Al과 Fe로 후매염한 견직물은 연두(GY)를 나타내었으며, Cu로 후매염한 견직물은 노랑(Y)을 나타내었다. 무매염 직물과 비교해 볼 때, 히비스커스 추출분말로 염색하고 후매염한 견직물의 명도는 유사한 반면, 채도는 무매염 직물에 비해 감소하였다. 히비스커스 추출분말로 염색하고 후매염한 견직물의 톤은 매염제의 종류에 따른 차이를 보여 Al과 Cu 매염제는 light grayish 톤을, Fe 매염제는 grayish 톤을 나타내었다. 따라서 히비스커스 추출분말로 염색한 견직물을 후매염한 경우 매염제의 종류에 따라 구현되는 색채특성은 차이를 보인다는 것을 확인할 수 있었다. 한편, K/S값은 후매염 처리에 의해 감소하는 경향을 보여, 염착량이 감소하고 있음을 알 수 있었는데, 선매염에 비해 더 감소한 것으로 나타났다. 이는 견섬유와 화학적 결합을 형성치 않고 단순히 흡착상태를 유지하던 염료가 후매염 처리과정에서 매염제와 결합되면서 용출되었기 때문이라고 생각된다(권민수 외, 2004).

<표 5>

히비스커스 추출분말 염색시 매염제 종류에 따른 색채특성(후매염)

이상과 같은 결과를 종합해 보면, 히비스커스 추출분말로 견직물에 염색시 매염제와 매염순서 등 매염방법에 따라 색채특성은 차이를 나타내었으며, 특히 선매염에 비해 후매염에서 색채특성의 차이가 크게 나타났다. 따라서 히비스커스 꽃 추출액은 다색성 염료인 것으로 생각된다는 선행연구결과(조임선, 이정숙, 2015)와 일치한다.

히비스커스 추출분말과 쪽 분말염료를 사용하여 복합염색시 염색 순서에 따른 색채특성을 측정한 결과는 다음 <표 7>과 같다. 복합염색시 히비스커스 추출분말의 농도는 200%(o.w.f.)로 1회, 2회, 3회 반복염색을 하였고, 쪽 염액의 농도는 1.0g/ℓ이었다.

<표 7>

히비스커스 추출분말과 쪽 분말염료로 복합염색한 견직물의 색채특성

히비스커스(1회)를 염색한 후 쪽으로 복합염색한 견직물의 색채특성을 살펴보면 다음과 같다. CIELAB 색채특성을 살펴보면 62.32(L^*), 1.94(a^*), 3.45(b*)이었고 Munsell 색채 시스템으로 살펴보면, 색상은 노랑(7.56 Y)을 나타내었고 중명도(6.06), 저채도(0.91)를 나타내었다. 히비스커스의 염색횟수가 증가함에 따라 L^*값은 59.75(2회), 54.37(3회)로 감소한 반면, a^*값(4.19/2회, 6.02/3회)과 b*값(7.18/2회, 7.62/3회)은 증가하는 경향을 보였다. 즉 먼저 염색한 히비스커스의 염색횟수가 증가함에 따라 쪽으로 복합염색한 견직물의 색상은 점차 어두워졌으며 빨간 기미와 노란 기미가 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 히비스커스를 반복염색한 후 쪽으로 복합염색한 견직물의 색상은 1.86 Y(2회), 9.37 YR(3회)을 나타내어 반복횟수가 증가할수록 노랑(Y)에서 주황(YR)으로 변화하였으며, 미미한 수치이지만 명도는 감소하고 채도는 증가하였다. PCCS 톤으로 분석해 보면 light grayish 톤(1회, 2회)에서 grayish 톤(3회)으로 변화되었다. 한편, K/S값은 히비스커스 1회 염색 후 쪽으로 복합염색한 견직물은 2.19이었으나, 2회 반복염색시 3.55, 3회 반복염색시 5.09로 나타나서 히비스커스 염색횟수가 증가할수록 점차 염착량이 증가하였다. 이 같은 결과는 반복염색에 의해 염색시간이 길어져서 염료가 섬유 내부 깊숙한 곳으로 침투하기 때문이라 생각된다.

쪽으로 염색한 후 히비스커스(1회)로 복합염색한 견직물의 색채특성을 살펴보면 다음과 같다. CIELAB 색채특성을 살펴보면 54.79(L^*), 5.42(a^*), -0.13(b*)이었고, Munsell 색채 시스템으로 살펴보면, 색상은 주황(3.99 YR)을 나타내었고 중명도(5.31)와 저채도(0.78)를 나타내었다. 복합염색한 히비스커스의 염색횟수가 증가함에 따라 L^*값은 49.08(2회), 48.49(3회)로 감소하였으나, a^*값(5.54/2회, 6.94/3회)과 b*값(3.22/2회, 5.72/3회)은 증가하는 경향을 보였다. 즉 복합염색한 히비스커스의 반복횟수가 증가함에 따라 견직물의 색상은 점차 어두워졌으며, 빨간 기미와 노란 기미가 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 쪽으로 염색한 후 복합염색한 히비스커스의 염색횟수가 증가함에 따라 견직물의 색상은 1회 염색한 색상과 마찬가지로 주황(7.82 YR, 7.05 YR)을 나타내었으며, 미미한 수치이지만 명도는 감소하고 채도는 증가하였다. PCCS 톤으로 분석해 보면 히비스커스의 염색횟수에 관계없이 모두 grayish 톤을 나타내었다. 한편, K/S값을 살펴보면, 쪽으로 염색한 후 히비스커스 1회 복합염색한 견직물은 3.05이었으나, 2회 염색시 5.34, 3회 염색시 6.76으로 염착량이 증가하였다.

이러한 결과를 종합해 보면, 히비스커스와 쪽을 사용하여 복합염색시 염색순서에 따른 색채특성은 다소 차이가 있음을 알 수 있었다. 히비스커스 염색 후 쪽으로 복합염색시 히비스커스 1회 염색과 2회 반복염색한 경우 견직물의 색상은 노랑(Y)을, 히비스커스를 3회 반복염색한 경우에서는 주황(YR)을 나타내었다. 반면, 쪽을 염색한 후 히비스커스를 복합염색한 경우에는 히비스커스 염색횟수에 상관없이 모두 주황(YR)을 나타내었다. 하지만 복합염색시 히비스커스와 쪽의 염색 순서에 관계없이 견직물의 색상은 모두 중명도와 저채도, light grayish 톤과 grayish 톤이었다. 이러한 결과는 히비스커스 꽃 추출액과 감물을 이용하여 복합염색한 견직물의 경우 감물의 침지 후 색상이 점점 탁해지는 느낌으로 변화하는 것을 관찰하였다는 결과(조임선, 이정숙, 2015) 및 쪽으로 선 염색한 후 괴화로 복합염색시 채도가 낮게 나타나 모두 탁한 색상을 띠었다고 보고한 결과(신영준, 2012)와 유사한 경향을 보였다. 따라서 히비스커스 추출분말과 쪽 분말염료의 복합염색을 통하여 현대적이고 도시적인 감성의 회색 띤 톤의 색상 구현이 가능할 것으로 생각된다.

히비스커스 추출분말과 쪽 분말염료를 사용하여 견직물에 복합염색시 매염제 종류에 따른 색채특성을 측정한 결과는 <표 8>과 같다. 복합염색시 염착성 향상에 초점을 두어 선매염을 실시하였으며, 히비스커스 추출분말은 200%(o.w.f.) 농도로 1회 염색하였고 쪽 분말염료의 농도는 1.0g/ℓ이었다.

<표 8>

선매염한 매염제의 종류에 따른 복합염색 견직물의 색채특성

히비스커스를 염색한 후 쪽으로 복합염색한 견직물(히비스커스 → 쪽)의 색채특성을 살펴보면 다음과 같다. 복합염색한 견직물의 CIELAB 색채특성은 매염제의 종류에 따라 다소 차이를 나타내었다. 무매염 복합염색 견직물의 L^*값은 62.32를 나타냈으며, 선매염한 후 복합염색시 61.44(Al), 59.42(Cu), 56.09(Fe)의 변화된 값을 보였다. 이로써 히비스커스를 염색한 후 쪽으로 복합염색한 견직물은 선매염 처리에 의해 L^*값이 약간 감소하여 어두워지는 것을 알 수 있었다. 무매염 복합염색 견직물의 a^*값은 1.94를 나타내어 빨간 기미를 보였는데, 선매염시 2.12(Al), 1.59(Cu), -0.95(Fe)로 나타나서 Cu와 Fe 매염제 처리시 a^*값이 감소하여 빨간 기미가 감소하였다. 무매염 복합염색 견직물의 b*값은 3.45를 나타내어 노란 기미를 보였는데, 선매염시 -0.53(Al), -4.60(Cu), -0.26(Fe)으로 나타나서 파란 기미를 나타내었다. 이로써 무매염 복합염색 직물에 비해 Fe 매염제 처리는 빨간 기미를 감소시키고, Cu 매염제 처리는 파란 기미를 증가시킨다는 것을 알 수 있었다. Munsell 색채 시스템으로 살펴보면, 히비스커스를 염색한 후 쪽으로 복합염색한 견직물의 색상은 매염제의 종류에 따라 다소 차이를 나타내었다. 무매염 복합염색 견직물의 색상은 노랑(Y)을 나타내었으나, 선매염시 연두(Al), 파랑(Cu), 초록(Fe)을 나타내었다. 그러나 복합염색한 견직물의 명도와 채도는 매염제 처리나 매염제의 종류에 관계없이 유사하여 중명도(5.44∼6.06)와 저채도(0.42∼0.91)를 나타내었다. PCCS 톤으로 분석해 보면, 무매염 복합염색 및 Al, Cu 선매염한 견직물의 색채는 light grayish 톤으로 분류되었고, Fe 선매염한 견직물의 색채는 grayish 톤으로 분류되었다. 이로써 히비스커스를 염색하고 쪽으로 복합염색한 견직물의 경우, 구현되는 색상은 다소 차이를 보였으나 색채 톤은 유사한 것을 알 수 있었다. 한편, K/S값을 살펴보면, 무매염 복합염색 견직물은 2.19이었으나, Al과 Cu 선매염시 각각 1.95, 1.86을 나타내어 염착량이 약간 감소하였으나 Fe 선매염시 2.43으로 약간 증가하는 것으로 나타났다.

쪽으로 염색하고 히비스커스로 복합염색(쪽 → 히비스커스)한 견직물의 색채특성을 살펴보면 다음과 같다. 복합염색한 견직물의 CIELAB 색채특성은 매염제의 종류에 따라 다소 차이를 나타내었다. 무매염 복합염색 견직물의 L^*값은 54.79를 나타내었으나, 선매염시 45.31(Al), 49.33(Cu), 43.78(Fe)의 값을 보였다. 이로써 쪽으로 염색하고 히비스커스로 복합염색한 견직물은 선매염에 의해 L^*값이 약간 감소하여 어두워지는 것을 알 수 있었다. 무매염 복합염색한 견직물의 a^*값은 5.42를 나타내어 빨간 기미를 보였는데, 선매염시 2.37(Al), 3.70(Cu), 2.16(Fe)으로 나타나서 a^*값이 감소하여 빨간 기미가 감소한 것으로 나타났다. 무매염 복합염색 견직물의 b*값은 –0.13을 나타내어 미미한 파란 기미를 보였는데, 선매염시 -3.53(Al), -1.53(Cu), -3.31(Fe)로 나타나서 –b*값이 증가한 것으로 나타났다. 이로써 무매염 복합염색 직물에 비해 세 종류의 매염제는 모두 빨간 기미를 감소시키고 파란 기미를 증가시킨다는 것을 알 수 있었다. Munsell 색채 시스템으로 살펴보면, 복합염색 견직물의 색상은 선매염한 매염제의 종류에 따라 다소 차이를 나타내어, 무매염 복합염색 직물은 주황(YR)을 나타낸 반면, 선매염시 파랑(Al), 주황(Cu), 파랑(Fe)을 나타내었다. 그러나 쪽으로 염색한 후 히비스커스로 복합염색한 견직물의 명도와 채도는 매염처리나 매염제의 종류에 관계없이 유사하여 중명도(4.24∼5.31)와 저채도(0.16∼0.68)를 나타내었다. PCCS 톤으로 분석해 보면, 선매염한 매염제 종류에 관계없이 모두 grayish 톤으로 분류되었다. 따라서 쪽으로 염색한 후 히비스커스로 복합염색한 견직물의 경우, 선매염한 매염제의 종류에 따라 구현되는 색상은 다소 차이를 보였으나 색채 톤은 동일한 것을 알 수 있었다. 한편, K/S값을 살펴보면, 무매염 복합염색 견직물은 3.05이었으나 선매염시 4.21(Al), 3.69(Cu), 4.44(Fe)를 나타내어 K/S값이 약간 증가하는 것으로 나타났다.

이러한 결과를 종합해 보면, 선매염한 매염제의 종류에 따라 히비스커스와 쪽으로 복합염색한 견직물의 색채특성은 다소 차이를 보였다. 히비스커스로 염색한 후 쪽으로 복합염색한 견직물의 색상과 톤은 Al 선매염시 light grayish 톤의 연두(GY), Cu 선매염시 light grayish 톤의 파랑(B), Fe 선매염시 grayish 톤의 초록(G)을 나타내었으나, 쪽으로 염색한 후 히비스커스로 복합염색한 견직물의 색상은 Al과 Fe 선매염시 grayish 톤의 파랑(B), Cu 선매염시 grayish 톤의 주황(YR)을 나타내었다. 따라서 히비스커스와 쪽으로 복합염색시 선매염한 매염제의 종류에 따라 구현되는 색상은 다양하다는 것을 알 수 있었다.