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전통 염료의 추출과 그 이용에 관한 연구
Ⅰ. 탐구 동기
오늘날은 각종 공해와 심한 수질 오염으로 인한 피해가 매우 심각하다. 따라서 예로부터 우리 조상들이 사용했던 자연의 색소를 이용한 전통 염료를 얻은 방법과 염색 방법의 개발과 보급이 절실히 필요하다. 화학 염료와 달리 우리 몸에 해가 없고 공해 물질을 거의 배출하지 않으며, 정답고 부드러운 느낌을 주는 천연 색소를 자연에서 얻을 수 있는 방법과 천연 염료를 이용한 천과 한지의 염색 방법을 찾아 실제 우리 생활에서 다양하게 활용하는 방법과 전통 염색의 방법을 널리 보존하는 방법을 찾고자 본 연구를 하게 되었다.
Ⅱ. 탐구 방법
1. 탐구 기간: 1999. 8.2～1999.8.20(18일간)
2. 기초 조사
가. 홍화: 풀밭에서 자라는 엉겅퀴와 같은 1～2년생 풀로서 양지에서 자라고, 꽃은 7～8월에 분홍색으로 피고 붉은 색과 노란 색의 원료이고 독은 없고 맛은 맵다.`
나. 소목: 열대 지방에서 자라는 나무로서 키는 4～5cm이고 꽃은 황색이나 나무의 색깔은 붉은 갈색이고, 붉은 색의 염료이고 독은 없고 맛은 달고 짜다.
다. 황련: 나무 밑의 습기가 많은 곳에 자생하는 다년생 풀로서 뿌리에서 노란 색소를 얻으며 독성은 없고 맛은 쓰다.
라. 치자: 꼭두서니과의 상록수의 주황색의 열매를 말린 것으로서 노란색의 색소를 얻으며 독성은 없고 맛은 쓰다.
마. 쪽: 마디풀과의 1년생 풀로서 잎과 줄기에서 파란색의 색소를 얻으며 독성은 없고 맛은 짜다.
바. 칡: 콩과에 속하는 여러해살이 나무의 뿌리로서 갈색의 색소를 얻으며 독성은 없고 맛은 달다.
사. 먹: 회색의 색소를 얻으며 독성은 없고 맛은 담백하다.
아. 검은콩: 회색의 색소를 얻으며 독성은 없고 맛은 담백하다.
자. 커피: 갈색의 색소를 얻으며 맛이 쓰다.
3. 준비물
* 홍화, 쪽, 소목, 커피, 먹, 검은콩, 치자, 황련, 칡
* 촉매제, 착색제: 백반, 소금, 소다, 재…(생략)
, 식초, 조개가루
* 천: 삼베, 모시, 면, 명주, 인조, 레이온
* 한지
4. 탐구 내용
가. 촉매체, 착색제를 이용하여 천연 염료를 추출하였다.
나. 천연 염료를 이용하여 천과 한지를 염색하였다.
다. 염색된 천과 한지의 이용을 알아보았다.
5. 가설의 설정
가. 염색을 여러 차례 반복할수록 진한 염색을 할 수 있을 것이다.
나. 끓여서 염색을 하면 끓이지 않은 것보다 염색이 더 진하게 될 것이다.
다. 촉매제나 착색제를 넣으면 색이 잘 들지만 넣지 않은 것은 흐리거나 탈색이 될 것이다.
6. 탐구 방법
가. 끓여서 물들인 것과 끓이지 않고 물들인 것을 비교해 본다.
나. 염색을 2차까지 해서 1차때와 비교한다.
다. 촉매제를 넣은 것과 넣지 않은 것을 비교한다.
라. 여러 종류의 천을 염색하여 염색이 잘 되는 천과 잘 되지 않는 천을 알아본다.
마. 한지도 천과 같은 반응을 보이는지 비교하기 위하여 2차까지 한다.
Ⅲ. 탐구 결과 및 해석
<실험1> 소목
*잿물을 넣은 것
색의 추출; 소목 약 300g을 물 약 2L에 넣고 1시간 쯤 가열한 후 소목을 건져내고 잿물 약 100g을 넣어서 붉은 색 계통의 색소를 얻는다.
염색; 6가지 천과 한지를 넣고 30분간 담그면서 젓거나 주물럭거린다. 그런 후에 물에 씻어 말린다.
* 잿물대신 소다를 넣은 것
색의 추출; 소목 약 300g을 물 약 2L에 넣고 1시간 쯤 가열한 후 소목을 건져내고 잿물 약 10g을 넣어서 붉은 색 계통의 색소를 얻는다.
염색; 6가지 천과 한지를 넣고 30분간 젓거나 주물럭거린다. 염색을 끝낸 후 천과 한지를 물에 씻어 말린다.
결과: 소다를 넣어 염색을 한 천과 한지는 잿물 넣은 것보다 진하게 염색되었다.
* 소목 소다, 잿물 모두 넣지 않고 소목만 넣은 것
색의 추출; 소목 약 300g을 물 약 2L에 넣고 1시간 쯤 가열한 후 소목을 건져낸다.
염색; 6가지 천과 한지를 넣고 30분간 젓거나 주물럭거린다.염색을 끝낸 후 천과 한지를 물에 씻어 말린다.
결과: 소다와 잿물을 넣고 염색한 것보다 훨씬 흐리게 나오고 씻으면 씻을수록 색소가 빠져 나가서 흐려지는 것으로 보아 착색제를 넣지 않으면 탈색된다는 것을 알 수 있다.
<실험2> 홍화
* 홍화의 노란 색소
색의 추출; 1. 마른 홍화에 물을 부어 주물러 노란 색소를 뺀다.
2. 홍화 꽃잎과 액을 주머니에 넣는다.
3. 주머니에 물을 부어가며 노란 색소를 우려낸다.
염색; 우려 놓은 노란 추출액에 6가지 천과 한지를 물들인다.
*홍화의 붉은 색소
색의 추출; 1. 노란 색소를 미리 빼낸 붉은 색이 든 주머니에 잿물을 넣는다.
2. 잿물에 넣어 붉은 색소를 주물러 우려내어 짜낸다.
3. 짜낸 염료에 식초를 넣으면 거품이 일어난다.
염색: 천과 한지를 불 위에서 끓이며 물들이고 식초를 한 방울 넣은 물에 헹구어 말린다.
결과: 명주와 면이 가장 붉게 염색되었고 레이온이 가장 흐리게 물들었지만 다른 재료의 염색에 비해 가장 레이온이 물이 잘 드는 것으로 보아 홍화는 염색이 대체로 쉽고 잘 된다는 것을 알 수 있었다.
* 침전물로 염색
홍화 붉은 색을 추출하고 물들일 때 가라앉은 침전물을 걸러내 염색을 해 보니 훨씬 자연스럽고 은은한 빛깔이 나왔다. 레이온은 염색이 전혀 되지 않았다.
<실험3> 쪽
색의 추출; 1. 쪽 키가 60cm정도 일 때 벤다.
2. 벤 쪽을 항아리에 담고 물을 붓는다.
3. 15일 쯤 지난 뒤 쪽을 쪽물에 조개 가루를 넣고 거품이 일 때까지 젓는다.
4. 하루 뒤 맑은 물을 버리고 앙금에 잿물을 넣고 짙은 파란색이 될 때까지 젓는다.
염색: 쪽 물에 6가지 천과 한지를 넣고 30분간 주물럭거린다. 염색이 끝난 후 물에 씻어 말린다. 4차 밖에 못해서 진한 색이 나오지 못했지만 여러 차례 반복하면 진한 남색이 나올 수 있을 것이다.
<실험4> 칡
*1차 염색?추출 방법; 칡은 물에 넣고 끓여 칡을 우려 낸 물에 잿물을 넣고 30분 간 천과 한지를 넣고 젓거나 주물럭거린다. 이 때는 2차까지 해서 1차와 비교할 수 있어야 하므로 천과 한지를 2배를 넣은 후 말리고 그 중 한지 1장과 천의 종류마다 1개씩 골라 다시 한 번 염색을 해야 2차를 할 수 있다. 여러 차례 반복할 때도 마찬가지이다.
2차 염색?추출: 칡 물에 다시 넣고 젓는다.
결과: 1차 염색과 2차 염색의 차이는 한지는 2차가 약간 진하지만 천은 차이가 심하게 난다. 이것을 보아 계속 반복을 한다면 더 진한 갈색을 얻을 수 있을 것이다. 칡은 염색이 쉽게 되지 않아서 이 칡 염색은 5차례 반복하여 얻은 것이다.
<실험5> 황련
* 가열하지 않은 것
색의 추출: 황련 300g을 물 약 2L에 넣고 1시간 쯤 가열한 후, 황련을 건져 낸 용액에 잿물을 100g 넣어서 노란색 색소를 얻는다.
염색; 6가지 천과 한지를 넣고 젓는다.
결과: 가열하여 염색한 것이 훨씬 진하게 물들었지만 물에 담근 황련 염료의 색깔이 더 자연스럽다.
<실험6> 검은 콩
*백반을 넣지 않은 것
색의 추출: 검은 콩 300g을 물 약 2L에 넣고 1시간 쯤 가열한 후 건져낸다.
염색; 천 6장과 한지를 추출액에 넣고 30분간 젓는다.
*백반을 넣은 것
색의 추출: 검은 콩 300g을 물 약 2L에 넣고, 백반을 10g을 넣은 후, 1시간 쯤 가열한다.
염색; 천 6장과 한지를 추출액에 넣고 30분간 젓는다.염색이 끝난 후 물에 씻어 말린다.
결과: 백반을 넣은 것이 훨씬 진하게 물들었다. 염색할 때는 꼭 착색제를 넣어야 한다는 것을 알았다. 이 염색은 여러 차례 반복한 것이다. 여러 번 할수록 검은 색에 가까워질거라고 생각했는데 점점 갈색에 가까워졌다.
<실험 7> 치자
* 물에 담근 것
색의 추출: 치자 300g을 물 약 1L에 2일 쯤 물에 담근 후 치자를 건져내고 노란 색 색소를 얻는다.
염색: 6가지 천과 한지 1장을 치자 염료에 넣고 30분 간 담그면서 주물럭거린다.
* 가열한 것
추출: 치자 300g을 물 약 1L에 넣고 30분 쯤 가열한 추 치자를 건져내고 노란색 색소를 얻는다.
염색; 6가지 천과 한지를 넣고 30분 간 담그면서 주물럭거린 후 천과 한지를 꺼내 물에 씻어 말린다.
결과: 가열한 것이 진하게 나오기는 했어도 물에 담근 것이 자연스러운 빛깔을 낸다. 치자 염색은 착색제를 넣지 않아도 탈색이 되지 않고 레이온도 아주 조금이지만 가열한 것은 물이 들었다.
<실험8> 커피
* 잿물만 넣은 것
색의 추출: 커피 100g을 물 1L에 넣고 20분 쯤 가열한 후 잿물을 넣지 않고 백반만 10g을 넣어서 갈색의 색소를 얻는다.
염색: 천과 한지를 넣고 저어 염색이 끝나면 천과 한지를 물에 씻어 말린다.
*잿물, 백반 모두 넣은 것
추출: 커피 100g을 물 1L에 넣고 20분 쯤 가열한 후 잿물을 가하고 백반을 넣어서 갈색의 색소를 얻는다.
염색: 천과 한지를 넣고 저은 후 꺼내 씻어 말린다.
결과: 잿물에 따라 색이 많이 차이가 난다. 한지의 색도 많이 차이가 났다.
<실험9> 먹
* 소금 안 넣은 것
염색?추출: 물 500g 먹물 10g을 넣고 20분쯤 가열하여 검은 색소를 얻는다. 이 색소에 천과 한지를 넣고 염색하여 물에 씻어 말리면 회색을 얻게 된다.
*먹 소금 넣은 것
염색?추출: 물 500g에 먹물 10g과 소금 10g을 넣고 20분 쯤 가열하여 검은 색소를 얻는다. 그 색소에 천과 한지를 염색하면 소금을 넣지 않은 염색보다 진하게 물 들일 수 있다.
Ⅳ. 천연 염료의 이용
1. 색상의 비교
가. 노란색
같은 양의 염료의 농도는 황련>치자>홍화(노란색)의 순서이고, 같은 노란색이라도 황련은 짙고 무거운 느낌이고 치자는 연한 노란색이며 홍화(노란색)는 밝은 노란색이었다.
나. 빨간색
같은 양의 염료의 농도는 소목>홍화의 순서이고 같은 붉은 색이어도 소목은 붉은 분홍색이고 홍화는 주황색 계통이었다.
다. 파란색
같은 쪽 염료를 이용하였을 때 염색하는 회수에 비례하여 무색-연한 옥색-옥색-하늘색 순서로 짙어져 갔다.
횟수/천
삼베
모시
명주
면
인견
레이온
1회
연한노란색
연한노란색
노란색
노란색
노란색
거의 무색
2회
연한노란색
연한노란색
노란색
노란색
노란색
연한 노란색
3회
노란색
노란색
노란색
노란색
노란색
연한노란색
2. 천의 염색되는 정도(황련)
3. 천연 염료의 이용
가. 천연 염료
추출된 여러 가지의 염료는 무공해의 좋은 천연염료로서 천, 실, 한지, 벽지, 포장지 등의 염색에 쓰일 수 있다.
나. 물감
추출된 여러 가지 염료는 한국화나 수채화 물감의 좋은 재료이다.
다. 식용 색소
염색을 할 수 있는 재료는 한약방에서 약재로 쓰이고 있으므로 인체에 무해하므로 빵?떡?밀가루?술 등에 넣어 색깔을 낼 수 있고, 화장품에도 이용할 수 있다.
Ⅴ. 결론
1. 천연 염료는 염색하는 회수가 많을수록 더 농도가 짙어졌다.
2. 천연 염료의 추출은 원료의 가격차가 심하고 과정이 복잡하고 변질이 쉬운 것들이 많았다.
3. 천연 염료는 착색제의 선택이 중요하였고 여러 가지 자연스러운 색으로 다양하게 개발할 수 있고, 수질 오염을 막을 수 있다.
4. 천연 염료 중 쪽은 여름, 가을에만 염색이 가능했고 시중에서 구입할 수 없어서 재배해야 했다.
5. 천연 염료로 한지도 여러 색으로 염색할 수 있었고, 한지는 그늘에서 세워 말리는 방법이 좋았다.
6. 천연 염료는 다음과 같이 여러 가지로 이용될 수 있을 것이다.
가. 추출된 여러 가지 염료는 무공해의 좋은 천연 염료로서 천, 실, 한지, 벽지, 포장지 등의 염색에 쓰일 수 있다.
나. 추출된 여러 가지 염료는 한국화나 수채화 물감의 좋은 재료이다.
다. 염색을 할 수 있는 재료는 한약방에서 약재로 쓰이고 있으므로 인체에 무해하다. 따라서 빵?떡?밀가루?술 등에 넣어 색깔을 낼 수 있고 외국과 같이 화장품에도 색소로 이용할 수 있다.
7. 전문 지식이 부족하여 탐구 계획을 세우고 탐구를 하는 과정이 매우 힘들었지만 매우 보람이 있었다. 앞으로 더 많은 실험으로 천연 염료의 우수성을 확인하고 싶다.
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