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염색 [染色, dyeing]  염색 [染色, dyeing] --------------------------------------------------------- 염료를 사용하여 직물·실 등에 색소를 침투·정착시키는 일. --------------------------------------------------------- 〈고대 염색〉 일반적으로 직물은 변질되기 쉽기 때문에 유물로 남아 있는 고대 직물로부터 그 시대의 염색이 어떠한 물질을 사용하여 어떤 방법으로 이루어졌는가를 조사하기는 어렵다. 그러나 이집트의 고분에서 발견된 유물 및 그리스·로마의 문헌에 의하면 BC 2000년 혹은 그 이전부터 이집트에서 염색이 상당한 규모로 실시되었던 것으로 추정된다. 사용된 염료는 동식물성의 천연염료로서 지중해산 조개류에서 얻은 보라색의 티리언 퍼플(Tyrian purple)이 가장 대표적인 염료였다. BC 1000년경 페니키아의 타이어 및 시돈 지방은 이의 발견과 사용으로 번영을 이룩하였다고 한다. 로마 동방정복시대에는 티리언 퍼플과 같은 귀중한 염료는 서민의 사용을 금하고, 황제의 전유물로 되었다. 그러므로 염료의 생산과 염색기술은 이 시대에 현저하게 쇠퇴하였다. 날염(捺染)은 무명의 원산지인 인도에서 비롯하여 이집트로 전래되었다고 추정된다. 〈중·근세 염색〉 고대의 염색에 대하여 상세히 기술한 로마의 프리니우스 이후 13세기경까지는 염색에 관한 기록을 거의 찾아볼 수 없다. 그 동안에는 염색기술은 유대인의 비전(秘傳)이 되었고, 13세기에 이르러 비로소 이탈리아인에게 전해졌다. 시칠리아·피렌체·베네치아 등 이탈리아 여러 도시에 염색업자들의 길드(guild)가 결성된 것은 13세기의 일이다. 15세기에는 유럽에 염색이 보급되었으며, 1540년 최초의 염색 서적이 G.V.보세티에 의해서 기술되었다. 이 무렵부터 천연염료의 종류도 다양해졌고, 색상의 농담 조절도 자유로이 할 수 있게 되었다. 대청(大靑)·웰드(weld)·매더(madder) 등의 식물성 염료에 의한 염직이 보급되고, 인도로부터 인디고의 수입도 증가하였다. 아메리카대륙 발견 후 코치닐(cochineal) 및 로그우드(logwood)가 유럽으로 수입·사용되었다. 그러나 천연염료의 종류는 풍부하게 되었다고는 해도 거기에는 한계가 있었고, 염색기술자의 고민은 어떻게 매염제(媒染劑:백반·녹반·타닌 등)를 잘 사용함으로써 결핍된 천연염료의 색상의 종류를 풍부하게 하고, 조화를 개선할 수 있을까에 있었다. 매염제란 그 자체만으로는 염색되지 않는 조제(助劑)이지만, 섬유상에서 직접 염료와 결합하여 염착과 발색(發色)을 시키는 역할을 한다. 〈산업혁명과 염색〉 삼과 무명은 정련표백을 하지 않으면 그대로는 염색할 수 없다. 따라서 정련표백은 염색의 준비 작업으로서 중요하다. 그런데 정련표백의 공정은 고대 이래 진보가 없었고, 유럽에서는 네덜란드의 정련표백업이 17세기까지 거의 독점하였다. 방법은 ‘잿물에 침지시키기’와 ‘햇빛에 노출시켜 바래기’를 여러 번 반복하고 젖산과 비누로 처리하여 천이 희게 될 때까지 이들 작업을 되풀이하는, 수 개월이나 걸리는 공정이었다. 산업혁명에 의한 직물생산의 격증은 자본의 회전을 빠르게 하기 위하여 표백공정을 빨리 하는 화학적 방법을 필요로 하게 만들었다. 1754년 F.홈(1719∼1813)이 발견한 상한 우유 대신 묽은 황산을 사용하는 방법은 우선 산처리 공정을 수분의 일로 단축했다. 프랑스에서 발견된 염소의 표백작용을 근거로 하여 1798년 영국 표백업자인 C.테난트(1768∼1838)가 발명한 표백분은 표백업계에 혁명을 가져왔다. 염색분야에서는 방직부문에서 1820년대에 완성된 산업혁명에 대응할 만한 기술의 진보는 없었다. 천연염료를 대체할 만한 유기화학의 진보가 아직 뒤따르지 못했기 때문이다. 그러나 천연섬유에 무기물질을 작용시키는 시도는 끊임없이 이루어져, 인디고에 발연황산을 작용시켜 얻어지는 파랑·초록의 색소(1746년 J.C.바르트가 발견)와 황색염료인 피크르산(1771년 P.울프가 발견)이 발견되었다. 피크르산은 최초의 인공 유기염료이다. 날염기술도 면직물의 발달과 더불어 진보하고, 형틀날염 ·롤러날염의 기계기술과 함께 발염(拔染)·방염(防染)의 화학적 기술이 18세기 말에는 영국에서 완성되었다. 그 결과 그 때까지 2년 이상 필요로 했던 무명 사라사(sara??a)의 무늬를 불과 수주일 동안에 끝마쳤다고 한다. 그러나 날염은 기계적 작업이 중심이어서, 결정적인 기계화는 정교한 직물을 전통적으로 생산했던 프랑스에서 이루어졌다. 염색 이론의 탐구는 프랑스 왕립 염색 매뉴팩처에서 착수되었다. 검찰관이었던 J.엘로(1685∼1765)는 1740년 염착 메커니즘에 관한 기계설을 제창했다. 엘로의 후계자 베르트르는 91년 이에 반대하여 화학설을 주장했다. 이와 같은 이론의 옳고 그름은 별도로 하더라도 이것들을 뒷받침하려고 했던 많은 실험은 그 후 염색화학의 기초가 되었다. 〈19세기 후반 이후 염료합성〉 19세기 중반 독일에서 J.F.리비히를 선두로 유기화학이 성립되었는데, 리비히의 문하생인 A.W.호프만은 1845년 영국에 초대되어 콜타르의 분류 성분에서 여러 유도체를 생성하는 연구를 진행했다. 1856년 그의 제자인 퍼킨도 아닐린으로부터 말라리아 특효약인 키니네의 합성을 목표로 실험하던 중, 아닐린의 산화로 검고 끈적끈적한 물질을 얻었는데, 이것을 알코올에 용해시킨 결과 붉은 보라색이 되었다. 이 붉은 보라색의 색소가 양모와 명주를 염색하는 데 사용할 수 있다는 사실을 알았고, 이듬해 그 염료의 제조에 들어갔다. 처음 그 색소의 이름을 고대의 보라색의 이름 그대로 티리언 퍼플이라고 명명했으나, 사람들의 반대로 인하여 아닐린 퍼플(Anylin purple)로 바꾸었다. 그러나 나중에 이 염료는 프랑스에서 모브(mauve:식물명)라는 이름으로 흔히 사용되었기 때문에 모브라고 하였다. 계속해서 프랑스에서 두번째 붉은 염료인 마젠타가 제조되었고, 그 후 다양한 색상의 염료가 영국·프랑스 등지에서 속속 발명되었다. 이 때까지는 경험적으로 발견되어 왔으나, F.A.케쿨레가 탄소의 원자가 이론을 세워 1865년 벤젠의 6각형 구조식을 제창한 뒤부터 염료의 합성은 이론적으로 유기화학과 불가분의 관계에 놓이게 되었다. 1868년 K.그레베와 K.T.리베르만은 알리자린이 안트라센의 하나의 유도체인 것을 발견하고, 안트라센으로부터 알리자린을 합성하는 데 성공하였다. 1858년 J.P.그리스가 발견한 디아조 화합물의 구조는 1876년 명확하게 되었다. 그 후 디아조화 반응은 오늘날 염료의 최대 부분을 차지하고, 또한 천연으로는 없는 아조염료의 합성이 이루어지게 되었다. 또한 화학구조가 결정됨에 따라 유기화합물의 구조와 색이나 염착성이 어떤 관계에 있는가 하는 문제가 1876년경부터 해명되었고, 천연으로는 없는 뛰어난 염료가 구조화학상으로 만들어지기 시작했다. 1865년 호프만의 귀국 후 세계 염료공업의 중심은 독일로 옮겨졌다. 제법 특허의 확립, 외국화학제품에 대한 고율관세의 적용, 연구기관의 충실화, 장치 제작 기술자의 양성 등의 적극적인 화학공업 발전책에 따라, 1860∼1870년대에 걸쳐 여러 회사가 창립되면서(이들은 뒤에 모두 대염료회사가 되었다), 염료 합성을 개시하였다. A.F.바이어는 1865년부터 인디고의 구조를 연구하여 이를 결정하였고 1880년 타르에서 얻어지는 톨루엔으로부터 합성하는 방법을 발견했다. 이 방법은 그 후 오랜 세월에 걸친 꾸준한 연구 결과로, 1897년부터 바스프사(BASF 社)에 의하여 인디고의 대량생산이 이루어지게 되어, 영국이 독점했던 인도의 천연산 인디고를 완전히 구축하였다. 이와 같이 중요한 염료는 20세기 초에는 천연의 것과 완전히 동일할 뿐만 아니라 그보다 훨씬 양질의 물질이 인공적으로 제조되기에 이르렀다. 그리고 합성염료의 생산은 유·무기의 양 방면에 걸치는 원료적 수단과 고도의 과학적 노동을 필요로 하고, 또한 부산물의 다각적인 이용으로부터 타르 유도 방향족 합성을 중심으로 화학 종합기술체계를 출현시켰다. =========== 염색의 방법 =========== 섬유를 염색하는 데는 첫째 정련과 표백에 의하여 우선 섬유를 깨끗이 할 필요가 있다. 정련이란 섬유에 부착되어 있는 불순물을 제거하는 공정이며, 비누·합성세제·수산화나트륨·탄산나트륨 등을 가하여 가열하거나, 또 녹말질의 풀은 디아스타아제로 발효·제거하는 것이 보통이다. 다음에 표백분·아염소산나트륨·과산화수소 등의 묽은 용액을 사용하여 섬유를 표백한다. 오늘날은 표백을 완전하게 하기 위해 형광표백제도 병용하고 있다. 염색방법은 침염(浸染)과 날염으로 크게 구별된다. 침염은 염료와 조제를 적당한 농도로 용해한 염욕에 섬유를 침지(浸漬)하여 전체를 같은 빛깔로 염색하는 방법이다. 침염에서는 불균염이 되지 않고 균일한 농도로 염색되도록 하는 것이 중요하다. 날염은 염료를 물에 녹여 점도가 높은 날염풀을 만들고, 날염기나 틀을 사용하여 천에 색을 차례차례 날염하여 무늬를 내는 것이다. 염색에서는 첫째, 각각의 섬유에 알맞은 종류의 염료를 선택하는 일이 필요하고, 둘째 여러 염색조제를 알맞게 이용하는 것이 바람직하다. 다음에 염색이 끝난 것은 후처리를 충분히 하여 색상을 좋게 하고 염색을 견뢰하게 하는 것이 중요하다. 일반적으로 소핑(soaping:비누액으로 가열하는 것)을 해서 섬유 표면에 부착된 염료를 세척해 내고, 또 섬유 속에 염착된 염료를 결정(結晶)시켜서 빛깔을 좋게 하는 동시에 견뢰하게 한다. 날염에서는 스티밍(steaming:증기처리)을 하여 염착과 발색을 완전하게 한다. 때로는 화학적 후처리(크롬처리 등)를 실시하여 색을 고착시킨다. 최근에는 수축 방지를 위한 샌포라이즈 가공, 구김 발생을 방지하기 위한 수지가공, 주름을 잡기 위한 프레스 가공 및 방수가공 등을 하며, 용도에 따라 다양한 후처리 가공을 한다. =========== 염색 이론 =========== 물에 염료를 녹이고, 여기에 섬유를 침지하여 가열하면 염료는 섬유 표면뿐만 아니라 섬유 내부에까지 침투하여 결국 섬유의 분자와 염료의 분자는 가까이 서로 섞이게 된다. 이것을 염색되었다고 하며, 가능한 한 빨리 그러한 상태로 접근시키는 일이 염색기술이다. 섬유는 종류에 따라서 분자배열이 다르고 또한 분자 간격이 다르며 분자 자신의 화학구조나 성질도 다르다. 염료도 가지각색이어서 수용성인 것과 불수용성인 것이 있으며, 색소이온도 음이온의 것과 양이온의 것이 있다. 이처럼 섬유와 염료가 모두 고체상이고, 물을 매개로 하여 서로 결합하는 것이 염색이라고 보면, 그 과정에는 아주 복잡한 화학·물리적인 작용이 따르기 때문에 염색 현상을 간단한 이론으로 설명하기는 곤란하다. 예컨대 물에 분산된 염료이온·분자 콜로이드 등이 어떻게 섬유 속에 침투하며, 어떤 힘으로 섬유에 고착되는가를 생각하는 것이 필요하다. 양모는 단백질섬유로서, 염기성이 강하기 때문에 산성염료의 색소이온과 염을 만들어 결합한다. 셀룰로오스계 섬유는 본질적으로 중성이어서 조염성(造鹽性)은 없으나, 셀룰로오스 분자에는 많은 수산기(－OH)가 존재해서 이것이 염료 분자와 수소결합을 한다. 그 결합력은 약하기 때문에 견고하지는 않다. 합성섬유는 대부분 소수성(疎水性)이어서 물의 침투가 어렵기 때문에, 물에 잘 녹지 않는 염료를 물 속에 분산시켜 가온하면 염료 분자가 섬유 속에 녹아 들어가서 염색된다. =========== 염색의 종류와 방법 =========== 염색종류 및 방법은 다음과 같다. ⑴ 직접염법(直接染法):직접염료·염기성염료·산성염료 등과 같은 수용성염료를 물에 용해하여 가열하면 염료가 섬유에 염착되는 것과 같이, 매염을 하지 않아도 직접 염색되는 것으로서 가장 간단한 방법이다. 이들 염료는 수용성이어서 세탁하면 빠지기 쉽고 햇빛에도 퇴색되기 쉽다. 직접염료 분자 중에 구리나 크롬 분자를 집어 넣어 보다 견뢰하게 한 것도 있다. ⑵ 매염염법(媒染染法):염료가 물에는 용해되지만 색상이 약하고 섬유에 견고하게 염착되기 어려운 경우에 매염제를 사용하면 이것이 염료와 결합하여 불수용성인 견고한 염색을 할 수 있는 경우가 있다. 알리자린에 의한 매더염색 등이 대표적인 예이다. 산성매염염료에 크롬을 매염제로 사용하는 것은 양모의 염색에서 중요하다. ⑶ 환원염법(還元染法):인디고나 인단트렌과 같은 배트염료 또는 황화염료 등은 물에 전혀 용해되지 않으므로 그대로는 염색되지 않는다. 그러나 알칼리성 하이드로설파이드 또는 황화나트륨의 수용액으로 환원하면 염료는 녹아서 섬유에 염색되게 된다. 염색된 섬유를 공기 속에 방치하면 염료는 산화되어 원래의 상태로 돌아가고, 섬유 속에서 불용성염료가 된다. 따라서 세탁에도 견뢰하며 대부분은 햇빛에도 강해서 실용성이 높다. ⑷ 발색염법(發色染法):불용성염료 중에는 환원하면 색소가 분해하여 나중에 공기 중에서 산화시켜도 원상태로 회복되지 않는 것이 있는데, 이 경우에는 색소가 되기 이전의 중간물질을 차례로 섬유에 배어들게 해서 섬유 속에서 색소를 합성하는 방법이다. 아닐린블랙이나 나프톨 염색은 이러한 예이다. 색소는 물에 녹지 않으므로 세탁견뢰도 및 일광견뢰도가 높다. ⑸ 분산염법(分散染法):물에는 녹기 어려우나 알코올·에스테르에 녹기 쉬운 염료를 물 속에 미세하게 분산 가열하면 아세테이트·나일론·폴리에스테르와 같은 합성섬유에 흡수되어 염색이 가능하다. 대부분의 합성섬유는 소수성이기 때문에 수용성염료로는 염색이 어려워 분산염법을 사용한다. 가장 염색하기 어려운 폴리에스테르 등에는 가압하에서 120℃까지 가열하는 방법도 있다. =========== 염색 조제 =========== 섬유의 정련·표백·염색·후처리·마무리 등의 공정에는 염료 이외에도 많은 약품이 필요하게 되는데, 이러한 약품을 넓은 의미로 염색조제(染色助劑)라고 한다. 좁은 의미로는 염욕에 첨가하는 약제를 말한다. 정련에는 각종 세제와 호발제(糊拔劑) 등이 필요하고, 표백에는 표백제가 필요하다. 염색에는 염착을 촉진시키는 촉염제, 염착을 지연시키는 완염제 또는 균염제·분산제·유연제(柔軟劑) 등의 유제(油劑)가 여러 용도로 사용된다. 마무리 공정에는 각종 호제(糊劑)·수지가공제·방수제 등이 사용된다. --- 염색기계 ---------------------------------------------- 염색 기계는 피염물의 형태, 즉 천(보통 직물·파일직물·크레이프·편성물), 실(콥·치즈·타래실·정경사), 솜 등에 따라 다르다. 염색 기계를 또 염색 방법에 따라 나누면 침염기·날염기로 대별되며, 형식에 따라 습식과 건식, 피염물 운동식과 염액 운동식, 개방식과 밀폐식, 연속식과 비연속식 등으로 구분할 수 있다. =========== 침염식 염색기 =========== 침염식 염색기에는 실 염색기와 천 침염기가 있다. ① 실 염색기:양모 섬유는 수용액 중에서 격심한 기계 조작을 받으면 축융이 심하게 일어나므로, 염색에서는 소규모라도 기계를 사용하는 일이 많다. ② 천 침염기:천은 부피가 크기 때문에 천이 움직이는 식의 침염기가 많이 사용된다. =========== 날염 기계 =========== 날염은 수공날염과 기계날염으로 크게 나눌 수 있는데, 기계날염에 사용되는 기계에는 롤러 날염기와 스크린 날염기가 있다. 스크린 날염기는 다시 평판 스크린을 사용하는 평판 자동 스크린 날염기와 로터리형 스크린을 사용하는 로터리 스크린 날염기로 나누어진다. 날염은 인쇄와 아주 흡사한 방식으로 이루어진다. 즉 인쇄에서는 종이에 인쇄기로 잉크를 사용하여 인쇄하는데, 날염은 날염풀을 사용하여 직물상에 무늬를 내는 것이므로 날염기의 작동원리는 인쇄기와 비슷하다. 조각 롤러는 일반적으로 구리로 만들어져 있으며, 부식법, 직접 조각, 사진 감광법 등에 의하여 조각되어 있다. 출처:네이버 백과사전 http://100.naver.com/100.nhn?docid=113255