안료
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1. 개요
안료는 선사 시대부터 사용된 물질로, 빛을 흡수하고 반사하여 색상을 나타낸다. 고대에는 광물과 점토를 기반으로 한 안료가 주로 사용되었으며, 산업 혁명 이후에는 다양한 합성 안료가 개발되었다. 안료는 크게 무기 안료와 유기 안료로 나뉘며, 무기 안료는 내후성, 내열성이 우수하고, 유기 안료는 색상이 선명하다는 특징이 있다. 안료는 회화, 인쇄, 플라스틱, 화장품 등 다양한 분야에 응용되며, 카본 블랙은 고무의 강도를 높이는 데 사용되기도 한다. 안료 산업은 경제적으로 중요한 위치를 차지하며, 환경 및 안전 문제와 관련하여 중금속, 유해 물질 사용에 대한 규제가 이루어지고 있다.
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| 안료 | |
|---|---|
| 안료 | |
| 정의 | 색을 띠거나, 무색이거나, 형광성을 띠는 유기 또는 무기 미립자 고체로, 일반적으로 용매에 불용성이며, 혼합된 매질에 의해 화학적으로 영향을 받지 않는 물질. |
| 염료와의 차이점 | 염료는 적용 과정에서 용해되거나 용액으로 들어가 빛을 선택적으로 흡수하여 색을 부여하는 반면, 안료는 용해되지 않고 매질 속에 분산되어 색을 나타냄. |
| 역사 | 10만 년 전으로 거슬러 올라가는 예술 작업실에서 발견된 흔적으로 보아 안료는 매우 오래전부터 사용되어 왔음. |
| 구조와 성질 | 입자 크기, 모양, 결정 구조, 표면 특성에 따라 색상 및 기타 특성이 달라짐. |
| 응용 분야 | 페인트 잉크 플라스틱 화장품 섬유 기타 다양한 제품의 색상 부여 |
| 종류 | 유기 안료 무기 안료 |
| 유기 안료 | |
| 설명 | 탄소를 기반으로 하는 복잡한 분자 구조를 가진 안료. |
| 예시 | 프탈로시아닌 아조 안료 퀴나크리돈 |
| 무기 안료 | |
| 설명 | 금속 산화물, 황화물, 셀렌화물과 같은 무기 화합물로 구성된 안료. |
| 예시 | 이산화 티타늄 산화철 카드뮴 황화물 크롬산 납 |
| 산업 | |
| 시장 조사 | 안료 시장에 대한 연구가 활발히 진행되고 있음. |
2. 역사
안료는 선사 시대부터 사용되었으며, 초기 인류는 신체 장식과 같은 미적 목적으로 페인트를 사용했다. 잠비아 루사카 근처 트윈 리버스의 동굴에서는 35만 년에서 40만 년 전의 안료와 안료 분쇄 장비가 발견되기도 했다.[7] 적토(옥사이드)가 최초의 페인트 색이었다.[8]
광물과 점토를 기반으로 한 안료는 종종 원래 채굴된 도시나 지역의 이름을 따서 명명되었다. 로우 시에나와 번트 시에나는 이탈리아 시에나에서, 로우 엄버와 번트 엄버는 움브리아에서 유래했다. 이러한 안료들은 합성하기 가장 쉬운 안료 중 하나였으며, 화학자들은 원래 안료를 기반으로 현대적인 색상을 만들었다. 이것들은 원광에서 채굴된 색상보다 더 일관성이 있었지만, 지명은 그대로 남았다. 많은 구석기 시대와 신석기 시대 동굴 벽화에서 발견되는 것은 적색 옥사이드(무수물 Fe₂O₃)와 수화된 황색 옥사이드(Fe₂O₃·H₂O)이다.[9] 숯—또는 카본 블랙—도 선사 시대부터 검은색 안료로 사용되어 왔다.[9]
최초로 알려진 합성 안료는 이집트 블루이며, 기원전 3250년경 이집트의 나카다 III 시대(Naqada III)의 석고 그릇에서 처음 발견되었다.[10][11] 석영 모래, 석회, 유약 및 말라카이트와 같은 구리 원료를 혼합하여 가열하여 만들었다.[12] 로마 시대의 탁월한 청색 안료였으며, 그 예술 기술적 흔적은 중세 동안 사라졌다가 이집트 원정과 폼페이와 헤르쿨라네움 발굴의 맥락에서 재발견되었다.[14]
청금석의 높은 가격 때문에, 대용품이 종종 사용되었다. 최초의 현대 합성 안료인 프러시안 블루는 1704년 우연히 발견되었다.[18] 19세기 초에는 합성 및 금속성 청색 안료에 프랑스 울트라마린(합성 청금석 형태)이 포함되었고, 다양한 형태의 코발트 블루와 세룰리안 블루도 소개되었다. 20세기 초에는 합성 금속 유기 안료인 프탈로 블루가 제조되었다.
1856년 최초의 아닐린 염료인 마우베인의 발견은 아조 및 디아조 화합물과 같은 수백 가지의 합성 염료와 안료의 개발의 전조였다. 이러한 염료는 색소의 체계적인 설계를 포함한 유기 화학의 발전을 가져왔고, 이는 무기 안료에 대한 의존도를 감소시켰다.[19]
페루 원주민들은 기원후 700년 이후로 직물을 위한 코치닐 염료를 생산해 왔지만,[21] 유럽인들은 이전에는 그 색을 본 적이 없었다. 스페인이 현재 멕시코인 곳의 아즈텍 제국을 침략했을 때, 그들은 새로운 무역 기회를 위해 그 색을 빠르게 이용했다. 카민은 은 다음으로 이 지역에서 두 번째로 가치 있는 수출품이 되었다. 코치닐 곤충에서 생산된 안료는 가톨릭 추기경들에게 그들의 생생한 로브를, 영국의 "레드코트"들에게 그들의 독특한 유니폼을 제공했다. 안료의 진정한 근원—곤충—은 18세기에 생물학자들이 그 근원을 발견할 때까지 비밀로 유지되었다.[22]
요하네스 페르메이르는 그의 생생한 그림에서 카민과 인디언 옐로우와 함께 청금석을 아낌없이 사용했다.
2. 1. 한국의 안료 역사
한국에서는 삼국시대부터 단청, 벽화 등에 천연 안료를 사용한 흔적이 발견된다. 고려시대에는 불화에 금니, 은니와 같은 금속 안료가 사용되었으며, 청자 상감 기법에도 안료가 활용되었다. 조선시대에는 오방색을 기본으로 한 다양한 천연 안료가 사용되었으며, 민화와 같은 회화 작품에도 널리 사용되었다.일제강점기에는 일본을 통해 서양의 합성 안료가 유입되면서 전통 안료의 사용이 점차 줄어들었다. 해방 이후, 화학 공업의 발전과 함께 다양한 합성 안료가 생산되면서 한국의 안료 산업도 현대화되었다. 최근에는 친환경, 고기능성 안료에 대한 수요가 증가하면서 천연 안료에 대한 연구와 개발이 다시 활발하게 이루어지고 있다.
3. 안료의 종류
진한 색채를 가진 광물은 안료로 사용할 수 있다. 안료 가루를 기름에 개어 튜브 속에 넣은 것이 유화용 그림물감이다. 그림물감의 색은 광물에 의한 것과 유기물에 의한 것이 있다. 유약이나 동굴 벽화에서도 찾아볼 수 있는데, 천연 광물성 안료는 유기 안료에 비해 무겁고, 내후성, 내약품성, 내광성이 우수하다.
합성 안료 개발과 광물 안료 추출 기술이 정교해지기 전에는 색 배합이 종종 일치하지 않았다. 현대 색상 산업 발전과 함께 제조업체와 전문가들은 색상 식별, 생산, 측정 및 테스트를 위한 국제 표준을 만들기 위해 협력했다. 1905년에 처음 출판된 먼셀 색체계는 색상, 명도(밝기), 채도(색 순도)의 3차원으로 색을 설명하는 객관적인 방법을 제공했다. 20세기 중반에는 안료 화학에 대한 표준화된 방법이 이용 가능해졌으며, 국제 표준화 기구(ISO)는 안료와 염료 제조에 대한 기술 표준을 개발했다.
3. 1. 무기 안료
무기 안료는 금속 산화물, 황화물, 탄산염 등 무기 화합물을 주성분으로 하는 안료이다. 유기 안료에 비해 무겁고, 내후성, 내약품성, 내광성이 우수하다.[49] 유약이나 동굴 벽화에서도 찾아볼 수 있다.무기 안료에는 유기 착색 물질에 있는 발색단이나 조색단이 없다. 대신 무거운 금속을 함유하고 있는데, 금속 원자(이온)는 탄소에 비해 원자핵을 둘러싼 전자의 수가 압도적으로 많다. 예를 들어 3가 철 이온은 26개, 코발트 이온은 27개의 전자를 가지고 있다. 전자가 원자핵 주위를 둘러싸는 상태는 전자의 수가 많아질수록 바깥쪽 궤도로 들어가게 되고, 각 궤도로 들어간 전자는 특정한 에너지를 가지며 인접한 궤도 간 에너지 차이는 바깥쪽 궤도일수록 작아진다. 즉, 전자는 비교적 쉽게 궤도 간 차이만큼의 에너지를 받거나 버려 하나의 궤도에서 다른 궤도로 이동한다. 이러한 원인으로 철이나 코발트 원자는 에너지가 낮은 가시광선을 흡수하여 발색이 된다.
황산구리는 결정수를 함유한 상태에서는 청색이나, 건조시키면 백색이 된다. 이는 결정수의 유무가 구리 이온의 전자 상태에 작용하여 흡수되는 빛의 파장을 바꾸기 때문이다. 가정용 건조제 실리카 겔이 청색에서 적색으로 변하는 것도 몰리브덴 염이 물의 유무에 따라 색이 변하는 것을 응용한 것이다. 무기 안료는 금속 이온 자체의 색이므로 매우 안정적이다. 고대 벽화가 변색되지 않고 남아 있는 것도 이 때문이다. 원료가 싸고 제법도 간단하여 가격이 저렴하지만, 색의 종류나 선명도는 유기 안료에 미치지 못한다.
백색 안료로는 산화티탄, 산화아연, 황화아연, 황산바륨, 산화납(연백) 등이 있다. 과거 화장용 분에는 산화납이 사용되었으나, 피부에 해로워 사용이 금지되었다. 적색 안료로는 철단(鐵丹일본어)이 대표적이다. 갈색 안료로는 청분이 있다.[48] 황색 또는 오렌지색 안료로는 크롬산납, 크롬산아연, 황화카드뮴, 황산화철(수산화철) 등이 있다. 녹색 안료로는 산화크롬, 수산화크롬 등이 있으며, 청색 안료로는 감청(紺靑), 군청(群靑), 보라색 안료에는 망간자가 있다.[49]
합성 안료와 광물 안료 추출 기술 발전 이전에는 색 배합이 불일치하기도 했다. 현대 색상 산업 발전과 함께 국제 표준이 만들어졌다. 먼셀 색체계는 색상, 명도, 채도의 3차원으로 색을 설명한다. 국제 표준화 기구(ISO)는 안료 및 염료 제조 기술 표준을 개발하며, 주요 표준은 다음과 같다:
| 표준 | 내용 |
|---|---|
| ISO-787 | 안료 및 충전제 일반 시험 방법 |
| ISO-8780 | 분산 특성 평가 방법 |
국제 색상 색인(CII)은 안료를 식별하는 표준으로, 각 안료는 일반적인 색인 번호를 갖는다. 예를 들어, 프탈로시아닌 블루 BN은 PB15 또는 PB16으로 표기된다.
안료의 적합성을 결정하는 속성은 다음과 같다:
- 내광성 및 자외선 손상 민감도
- 내열성
- 독성
- 착색력 및 착색력
- 분산 (헤그만 게이지로 측정)
- 불투명도 또는 투명도
- 알칼리 및 산 내성
- 안료 간 반응 및 상호 작용
무기 안료는 크게 천연 광물 안료와 합성 무기 안료로 분류된다. 일본공업규격(JIS)에서는 생산량이 많은 12품목을 규정하고 있다.
과거에는 그을음을 사용한 흑색을 제외하고는 광물을 분쇄한 것이 주류였다. 검댕은 현재 카본 블랙으로 불리며, 먹의 고급품은 유연(램프 블랙)을 사용하지만, 일반적으로는 천연가스나 석유를 불완전 연소시킨 퍼니스 블랙이 사용된다. 그림물감에서는 식물성 검정이나 뼈숯도 사용된다. 라피스라줄리를 사용한 울트라마린이나 공작석을 사용한 녹청은 고급 그림이나 장식품에 사용되었다. 적색은 벤가라(천연 산화철 적색)이나 주사(황화수은)가 사용되었다.
현재는 암버나 션나 같은 천연 토양 유래 갈색 안료, 탄산칼슘(백색), 카올린(점토, 담색) 등이 많다. 담색 또는 무색 안료는 담색 도색이나 레이크 안료 제조에 사용된다. 백색 운모를 분쇄하여 사용하는 펄 안료(진주와 같은 광택)도 있다.
합성 무기 안료는 1704년 독일에서 합성된 프러시안 블루(프로이센 청) 이후 다양하게 개발되었다. 백색 안료는 오늘날 티탄 백색(이산화티탄)이나 아연화(산화아연)가 사용되며, 옛날부터 분에 많이 사용되어 중독을 일으켜 문제가 되었던 연백은 유화 물감 이외에는 사용되지 않게 되었다. 대표적인 합성 무기 안료로는 그 외에 합성 산화철 적색, 카드뮴 황색, 니켈 티탄 황색, 스트론튬 황색, 수화 산화크롬, 산화크롬, 알루민산 코발트, 합성 울트라마린 블루 등이 있다. 무기 안료는 일반적으로 유기 안료에 비해 발색력, 선명도, 투명도가 부족하지만, 내광성이 좋기 때문에 도료 등에 많이 사용된다. 은색이나 금색(은색을 황색으로 착색한 것이 많다)의 도료나 잉크에 사용되는 알루미늄 분말도 무기 안료이다. 도자기에 사용되는 세라믹 안료도 무기 화합물이면서 안료이므로, 무기 안료이다.
일본공업규격으로 규정된 안료는 다음과 같다:
- 백색 안료: 아연화, 연백, 리토폰, 이산화티탄, 침강성 황산바륨 및 바라이트 분
- 적색 안료: 연단, 산화철 적색
- 황색 안료: 황단, 아연황(아연황 1종, 아연황 2종)
- 청색 안료: 울트라마린 블루, 프러시안 블루(페로시안화철 칼륨), YInMn 블루
- 흑색 안료: 카본 블랙
3. 1. 1. 한국의 전통 무기 안료
한국에서는 전통적으로 다양한 천연 광물 안료를 사용해왔다. 주요 안료로는 붉은색을 내는 석간주(산화철)와 황토, 흰색을 내는 백토와 호분(조개껍질), 녹색을 내는 석록(공작석), 푸른색을 내는 석청(남동석) 등이 있다.[49]특히, 단청에는 붉은색의 주사(황화수은)와 연단(산화납) 같은 유해 중금속 안료도 사용되었다.[49] 그러나 이러한 안료들은 안전 문제로 인해 현재는 사용이 제한되고 있다.
3. 2. 유기 안료
유기 안료는 탄소 화합물을 주성분으로 하는 안료이다. 색상이 선명하고 착색력도 크지만, 내광성과 내열성이 떨어지고, 유기 용지에 녹아서 색이 번질 수 있다는 단점이 있다.[49]식물의 녹색은 클로로필이라는 색소 때문인데, 클로로필 분자는 마그네슘 주위를 유기화합물이 둘러싼 구조를 하고 있으며, a와 b 두 종류가 있다. 바깥쪽 유기 부분은 공역 이중결합(共役二重結合)으로 연결된 특수한 원자단인 포르피린환(porphyrin 環)이다. 혈액의 붉은 색소인 헤모글로빈도 클로로필과 비슷한 분자 구조를 가지며, 중앙에 철 이온이 배열된 포르피린환을 가지고 있다.
대표적인 합성 색소로는 프탈로시아닌류가 있으며, 포르피린환과 구조가 매우 비슷하다. 프탈로시아닌류의 색은 중앙에 배위하는 금속에 따라 달라지는데, 납이 들어간 것은 황록색, 니켈, 코발트, 구리가 들어간 것은 심청색을 띤다. 프탈로시아닌류는 안정성과 내후성이 뛰어나다는 점에서 무기 안료와 비교된다. 이 외에도 쪽의 알리자린과 알루미늄의 매더 레이크 등 다양한 레이크 안료가 있다.
유기 안료는 화학 구조에 따라 아조 안료와 다환 안료로 분류되지만, 색상이나 불용성 색소, 레이크 안료 등으로 분류하기도 한다.
유기 안료는 구조 내에 불포화 이중 결합을 가지고 있어 빛으로부터 공명 에너지를 흡수하여 안정화된다. 이 흡수 파장 영역이 가시광선 영역(380-780 nm)에 있으면, 안료를 통과하거나 결정에서 반사된 빛은 다른 파장으로 구성된 색깔을 띤다.
주로 다환 안료와 아조 안료 두 종류가 있으며, 일반적으로 아조 안료는 다환 안료에 포함되지 않는다. 유기 안료는 고분자화되면 내구성이 높아지지만, 비용이 비싸지고 분산성이 낮아지는 단점이 있다. 따라서 저분자이면서도 내구성이 높고 선명한 안료를 개발하기 위한 연구가 진행되고 있다.
아조 안료는 중심 질소 간 결합으로 선명한 화합물을 생성하지만, 내구성이 낮아 내구성을 높이는 구조를 도입하는 연구가 진행되고 있다.
식물에서 유래한 쪽이나, 마더 레이크를 대표하는 안트라퀴논 레이크 안료와 같이 식물이나 동물에서 채취한 염료를 레이크화한 안료도 있다. 그러나 현재 사용되는 유기 안료는 대부분 석유에서 유래한 원료를 석유화학적으로 가공하여 제조하며, 이는 광물을 정제하여 제조하는 무기 안료와 대조적이다.
3. 2. 1. 레이크 안료
레이크 안료는 수용성 염료를 금속염과 반응시켜 물에 녹지 않는 침전물로 만든 안료이다. 염료의 선명한 색상을 유지하면서도 내수성, 내광성을 향상시킬 수 있다. 이러한 과정을 레이크화 또는 불용화라고 한다.카보니움 염료와 같이 염색에 사용되는 유기 화합물인 수용성 색소도 레이크화하여 안료로 사용될 수 있다. 과거에는 퀘르시트론 레이크와 같이 동식물에서 유래한 염료를 불용화하여 만든 레이크 안료도 있었다.
레이크 안료는 짙고 선명한 색상을 가진 것이 많으며, 적색의 레이크 레드 C, 워추잉 레드 등이 대표적이다. 이러한 안료는 인쇄 잉크에 사용된다. 알리자린 레이크는 그림물감에 사용되는데, 일반적인 결착제와 굴절률이 비슷하여 투명도가 매우 높다. 이러한 특징 때문에 알리자린 레이크는 독특한 색조와 높은 투명성을 선호하는 수요층에게 인기가 많다. 잉크젯 프린터에서 마젠타 색상에 사용되는 키나크리돈 안료보다도 굴절률이 낮아 투명성이 더 높다.
3. 3. 기능성 안료
기능성 안료는 광택, 형광, 축광, 온도 감응 등 특수한 기능을 가진 안료이다. 펄 안료(진주 광택), 형광 안료, 축광 안료, 온도 감응 안료 등이 있으며, 화장품, 잉크, 플라스틱, 섬유 등 다양한 산업 분야에서 활용된다.
형광 안료는 주로 광여기루미네선스에 의해 발색한다.
유기 형광 안료는 수지(고분자)에 형광염료를 고정시켜 미세화한 것이다. 안료화를 통해 형광염료에는 없는 내광성, 내약품성, 내용제성, 내열성, 내색이동성(내마이그레이션성, 내블리딩성, 내오염성), 발색성(잉크화 시 전색제의 종류에 영향을 받지 않음), 은폐성 등을 갖는다. 일반적인 빛 아래에서는 노란색, 주황색, 분홍색, 녹색, 파란색, 흰색 등 각 색상으로 선명하게 발색하고, 블랙라이트 등 UV 광 아래에서는 더 강하게 발광한다. 이러한 유기 형광 안료는 네온 컬러(범용 형광 도료 및 형광 잉크)의 색소로 사용된다.[31] 일반 안료보다 더 선명하게 보이는 이유는 일반적인 반사 외에 광여기루미네선스로 발색하기 때문이다. 일반적인 빛 아래에서는 무색이고 블랙라이트 아래에서 각 색상으로 발색하는 잠재 유형도 있다.
무기 형광 안료는 (무기) 형광체라고 불리며, 희토류원소를 도핑한 금속 산화물 등이 있다. 물·기름에 불용성이며 미세 분말로 안료로 해석된다. 주로 브라운관, 형광등, 냉음극관, 백색 발광 다이오드 등의 형광 발광 물질로 사용된다. 일반적인 빛 아래에서는 무색(주로 불투명하고 흰색)이며 블랙라이트 등의 단파장 광 아래에서 각 색상으로 발색한다(루미나이트 인쇄). 유기 형광 안료에 비해 일반적으로 가격이 비싸고 내구성이 높다. 넓은 의미로는, 광 조사를 중지해도 잔광 발광하는 무기 여기체(인광)도 포함된다.
4. 안료의 물리적, 화학적 특성
안료는 특정 파장의 가시광선만을 흡수하고 나머지를 반사하여 색을 나타낸다. 물질의 결합 특성에 따라 빛 흡수 파장과 효율이 결정되며,[6] 반사된 빛의 스펙트럼이 우리가 보는 색이 된다.
안료의 외관은 광원에 영향을 받는다. 태양광은 높은 색온도와 균일한 스펙트럼을 가져 백색광의 표준으로 쓰이지만, 인공 광원은 덜 균일하다. Lab 색 측정은 별도 명시가 없으면 D65 광원("주광 6500K", 태양광의 색온도와 유사)을 기준으로 한다.
안료의 채도나 명도 등은 바인더, 충전제와 같은 첨가 물질에 의해 영향을 받을 수 있다.
다환 안료는 여러 고리가 결합된 융합 고리 화합물로, 아조 안료보다 내구성이 좋은 경우가 많다. 대표적인 다환 안료인 프탈로시아닌 계열은 구리를 포함한 유기 화합물로, 선명한 청색을 띠며 내광성이 우수하다. 퀴논 구조를 가진 알리자린(Alizarin)은 레이크화하여 안료로 사용되며, Pigment Red 177과 같이 레이크화가 필요 없는 안트라퀴논 안료도 있다.
색상별 다환 안료는 다음과 같다.
| 색상 | 종류 |
|---|---|
| 황색 | 이소인돌리논, 이소인돌린, 아조메틴, 안트라퀴논, 안트론, 크산텐 |
| 등색 | 다이케토피롤로피롤, 페릴렌, 안트라퀴논(안트론), 페릴논, 퀴나크리돈, 인디고이드 |
| 적색 | 퀴나크리돈, 다이케토피롤로피롤, 안트라퀴논, 페릴렌, 페릴논, 인디고이드 |
| 자색(자홍색) | 다이옥사진, 퀴나크리돈, 페릴렌, 인디고이드, 안트라퀴논(안트론), 크산텐 |
| 청색 | 프탈로시아닌, 안트라퀴논, 인디고이드 |
| 녹색 | 프탈로시아닌, 아조메틴, 페릴렌 |
레이크 안료는 염료와 같이 수용성 유색 물질을 이온화하여 금속 이온과 결합시켜 불용성으로 만든 것이다. 이를 레이크화 또는 불용화라고 한다. 카보니움 염료 등도 레이크화하여 안료로 사용되며, 퀘르시트론 레이크와 같이 동식물 유래 염료를 불용화한 것도 레이크 안료이다.
레이크 레드 C, 워추잉 레드 등은 농도가 높고 색상이 선명하여 인쇄 잉크에 사용된다. 알리자린 레이크는 굴절률이 낮아 투명성이 높아 그림물감에 사용되며, 잉크젯 프린터의 마젠타 잉크에도 쓰인다.
4. 1. 발색 원리
안료는 특정 파장의 빛을 흡수하고, 나머지 파장의 빛을 반사하여 색을 나타낸다. 물질의 결합 특성은 빛 흡수의 파장과 효율을 결정하며,[6] 반사된 빛의 스펙트럼이 우리가 보는 색을 결정한다.
안료의 외관은 광원에 민감하다. 태양광은 높은 색온도와 균일한 스펙트럼을 가지며 백색광의 표준으로 간주되지만, 인공 광원은 덜 균일하다. Lab 색 측정은 달리 명시되지 않는 한, D65 광원("주광 6500K", 태양광의 색온도와 거의 일치)에서 기록되었다고 가정한다.
채도나 명도와 같은 색의 다른 특성은 안료와 함께하는 바인더, 충전제와 같은 다른 물질에 의해 결정될 수 있다.
무기 안료는 유기 착색 물질과 달리 발색단이나 조색단이 없지만, 무거운 금속을 함유하고 있다. 금속 원자(이온)는 탄소보다 전자의 수가 많아, 전자가 바깥쪽 궤도로 들어가게 된다. 인접한 궤도 간의 에너지 차이는 바깥쪽 궤도일수록 작아져, 전자는 비교적 쉽게 궤도 간 이동을 하며 에너지를 주고받는다. 이러한 이유로 철이나 코발트 원자는 낮은 에너지의 가시광선을 흡수하여 발색한다. 황산구리가 결정수를 함유하면 청색, 건조시키면 백색이 되는 것처럼, 금속과 화합한 다른 원소도 전자 상태에 영향을 주어 흡수되는 빛의 파장을 바꾼다. 무기 안료는 금속 이온 자체의 색이기 때문에 매우 안정적이며, 고대 벽화가 변색되지 않고 남아있는 이유이기도 하다.
유기 안료에는 식물의 클로로필이나 혈액의 헤모글로빈처럼 금속과 유기화합물이 결합된 레이크 안료가 있다. 대표적인 합성 색소인 프탈로시아닌류는 포르피린환과 구조가 유사하며, 중앙에 배위하는 금속에 따라 색이 달라진다. 납이 들어간 것은 황록색, 니켈·코발트·구리가 들어간 것은 심청색이 되며, 안정성과 내후성이 좋다.
4. 2. 입자 크기 및 분산성
안료는 분말 상태로 사용되는 경우가 거의 없고, 도료, 잉크, 그림물감, 크레파스 (크레용), 컬러 마커 등의 형태로 사용된다. 이들은 안료를 물, 기름, 용제, 수지, 밀랍 등의 바인더와 혼합한 것이다. 안료는 사용 목적에 따라 바인더에 대한 분산성이 요구된다. 분산이 제대로 되지 않으면 발색이 저해되어 탁한 색조가 되거나 불명확하게 발색된다. 또한 바인더와의 상성에 따라 점도가 높아져 취급하기 어려워지는 경우도 있다. 분산성을 제어하기 위해 안료의 표면을 개량하여 분산성을 향상시키는 기술이 알려져 있다.[1]4. 3. 내구성
안료는 빛, 열, 화학 물질 등에 대한 저항성을 가져야 한다.- 내광성: 안료가 빛에 노출되었을 때 색상이 변하지 않는 정도를 나타낸다. 일반적으로 무기 안료가 유기 안료보다 우수하다. 유기 안료는 햇빛이나 자외선에 약해 야외에서 색이 바래기 쉽다. 예를 들어, 오랫동안 야외에 게시된 포스터 사진이 푸르스름하게 변하는 것은 이러한 이유 때문이다. 내광성은 촉진 시험기로 평가하며, 블루 스케일(Blue Scale)을 사용하여 8단계로 수치화한다.[30]
- 내열성: 안료가 고온에서 변색되거나 분해되지 않는 정도를 나타낸다. 무기 안료는 고온에서도 안정적인 경우가 많다. 도자기 채색이나 플라스틱 착색, 레토르트 팩 인쇄 등에는 높은 내열성이 요구된다.
- 내화학성: 안료가 산, 알칼리, 용제 등 화학 물질에 노출되었을 때 변색되거나 용해되지 않는 정도를 나타낸다.
- 내후성: 주로 도료 도막에 햇빛을 쪼여 탈색 정도를 평가하는 것으로, JIS 그레이 스케일(JIS Gray Scale)로 5단계 평가한다. 내광성과 달리 비와 화학 물질의 영향도 고려한다.[30]
- 내용제성: 유기 안료는 용매에 다소 녹을 수 있으므로, 사용 용도에 따라 내용제성이 요구된다. 특정 용매에 일정 시간 담근 후 용출된 색의 정도로 평가한다.[30]
그 외에도 내수성, 내유성, 내알칼리성/내산성(내약품성) 등 다양한 내구성이 사용 목적에 따라 요구된다.[30]
5. 안료의 응용 분야
안료는 회화, 플라스틱 착색 등 다양한 분야에서 활용된다. 회화에서는 유화, 수채화, 아크릴화와 같은 서양화뿐만 아니라 동양화 등에도 사용된다. 플라스틱 착색에는 생활용품, 가전제품, 자동차 부품 등 다양한 플라스틱 제품에 안료가 사용되며, 최근에는 항균, 난연, 전기 전도성 등의 기능을 가진 안료도 개발되고 있다.
5. 1. 회화
안료는 유화, 수채화, 아크릴화, 동양화 등 다양한 회화 재료에 사용된다. 유화용 그림물감은 안료 가루를 기름에 개어 튜브에 넣은 것이다. 그림물감의 색은 광물이나 유기물에 따라 달라진다. 백색 안료로는 산화티탄, 산화아연, 황화아연, 황산바륨, 산화납 등이 있다. 적색 안료로는 철단(산화철)이 잘 알려져 있다. 갈색 안료로는 청분이,[48] 황색 또는 오렌지색 안료로는 크롬산납, 크롬산아연, 황화카드뮴, 황산화철 등이 있다. 녹색 안료로는 산화크롬, 수산화크롬 등이 있으며, 청색 안료로는 감청, 군청, 보라색 안료에는 망간자 등이 있다.[49]한국화에서는 전통적으로 천연 안료를 사용하였으나, 현대에는 합성 안료도 널리 사용된다.
5. 2. 플라스틱
플라스틱 착색에는 다양한 안료가 사용되며, 생활용품, 가전제품, 자동차 부품 등 광범위한 플라스틱 제품에 적용된다. 최근에는 플라스틱의 기능성을 높이기 위해 항균, 난연, 전기 전도성 등의 기능을 가진 안료도 개발되고 있다.6. 안료 산업의 경제적 영향
2006년에는 전 세계적으로 약 740만 톤의 무기, 유기 및 특수 안료가 판매되었다.[4] 2018년 4월 블룸버그 비즈니스위크(Bloomberg Businessweek) 보고서에 따르면, 세계 안료 산업의 추정 가치는 300억달러이다. 많은 제품의 흰색 광택을 높이는 데 사용되는 이산화티타늄의 연간 가치는 132억달러로 평가되었으며, 페라리(Ferrari) 레드 색상은 연간 3억달러로 평가되었다.[5]
7. 안료 관련 환경 및 안전 문제
무기안료와 유기안료 대부분은 유럽연합의 위험물질지침에 해당하지 않는다. 그러나 비소, 납, 카드뮴 등 중금속을 사용한 안료나 첨가물에 문제가 있는 경우가 있어, 현대에는 이러한 물질들이 규제되고 있다.[45]
고서 분야에서는 18~19세기에 제작된 독성이 강한 비소 화합물 함유 녹색 인공 안료(셰일 그린, 파리 그린)가 문제가 되고 있다.[46][47]
7. 1. 중금속 안료
대부분의 무기안료와 유기안료는 유럽연합의 위험물질지침에 해당하지 않는다. 그러나 과거부터 사용된 안료 중에는 비소, 납, 카드뮴 등의 중금속을 사용한 안료가 있어 문제가 된다. 첨가물에 문제가 있는 경우도 있다. 현대에는 건강에 대한 연구가 진척되면서 중금속, 아민, 폴리염화비페닐(PCB), 다이옥신 등이 규제되고 있다.[45]고서 분야에서는 18~19세기에 제작된 독성이 강한 비소 화합물을 포함하는 녹색 인공 안료(셰일 그린, 파리 그린)가 문제가 되고 있다.[46][47]
7. 2. 유기 안료의 환경 문제
대부분의 무기안료와 유기안료는 유럽연합에서 정한 위험물질지침에 해당하지 않는다. 그러나 오래전부터 사용되어 온 안료 중에는 비소를 비롯하여 납이나 카드뮴 등 중금속을 사용한 안료도 존재하여 문제가 된다. 첨가물에 문제가 있는 경우도 있다. 건강에 대한 연구가 진척된 현대에는 중금속, 아민, 폴리염화비페닐(PCB) 및 다이옥신 등은 규제되고 있다.[45]고서 분야에서는 18~19세기에 제작된 독성이 강한 비소 화합물을 포함하는 녹색 인공 안료(셰일 그린, 파리 그린)가 문제가 되고 있다.[46][47]
7. 3. 안료 관련 안전 문제
무기 안료와 유기 안료 대부분은 유럽 연합에서 정한 위험물질지침에 해당하지 않는다. 그러나 오래전부터 사용되어 온 안료 중에는 비소를 비롯하여 납, 카드뮴 등 중금속을 사용한 안료도 존재하여 문제가 된다. 첨가물에 문제가 있는 경우도 있다. 건강에 대한 연구가 진척된 현대에는 중금속, 아민, 폴리염화비페닐(PCB), 다이옥신 등은 규제되고 있다.[45]고서 분야에서는 18~19세기에 제작된 독성이 강한 비소 화합물을 포함하는 녹색 인공 안료인 셰일 그린, 파리 그린이 문제가 되고 있다.[46][47]
참조
[1]
서적
Dyes and Pigments
Springer
[2]
백과사전
Pigments, Inorganic
2006
[3]
뉴스
Artifacts indicate a 100,000-year-old art studio
https://www.latimes.[...]
2011-10-14
[4]
학술지
A review on Natural Dye: Gift from bacteria
https://www.ijbio.co[...]
2016-09-01
[5]
뉴스
The Quest for the Next Billion-Dollar Color
https://www.bloomber[...]
2018-04-18
[6]
서적
Light: Its Interaction with Art and Antiquities
Springer
[7]
서적
The Secret Lives of Colour
John Murray
[8]
뉴스
Earliest evidence of art found
http://news.bbc.co.u[...]
2000-05-02
[9]
웹사이트
Pigments Through the Ages
http://webexhibits.o[...]
[10]
간행물
The Color Blue as an 'Animator' in Ancient Egyptian Art
Gorgias Press
[11]
서적
Colour: Why the World Isn't Grey
https://archive.org/[...]
Princeton University Press
[12]
학술지
The invention of blue and purple pigments in ancient times
https://pubs.rsc.org[...]
2007
[13]
학술지
The production technology of Egyptian blue and green frits from second millenium BC Egypt and Mesopotamia
https://www.scienced[...]
2008
[14]
학술지
Trace compounds in Early Medieval Egyptian blue carry information on provenance, manufacture, application, and ageing
2021
[15]
웹사이트
Lead white
http://colourlex.com[...]
[16]
서적
The Secret Lives of Colour
John Murray
[17]
웹사이트
History of Indian yellow
http://www.webexhibi[...]
[18]
웹사이트
Prussian blue
https://colourlex.co[...]
[19]
서적
Mauve: How One Man Invented a Color That Changed the World
https://archive.org/[...]
Faber and Faber
[20]
서적
The Colors of The New World
The Getty Research Institute
[21]
학술지
Dye Analysis of Pre-Columbian Peruvian Textiles with High-Performance Liquid Chromatography and Diode-Array Detection
The American Institute for Conservation of Historic &
[22]
서적
A Perfect Red: Empire, Espionage, and the Quest for the Color of Desire
https://archive.org/[...]
HarperCollins
2005-04-26
[23]
웹사이트
Johannes Vermeer, The Milkmaid
http://colourlex.com[...]
[24]
웹사이트
Dictionary of Color Terms
http://www.gamma-sci[...]
Gamma Scientific
[25]
웹사이트
Color Appearance
http://helloartsy.co[...]
2013-09-02
[26]
웹사이트
Chromatic Adaptation
http://www2.cmp.uea.[...]
cmp.uea.ac.uk
[27]
서적
Engineer Manual 1110-2-3400 Painting: New Construction and Maintenance
https://www.publicat[...]
1995-04-30
[28]
서적
あれもカガク、これもカガク サクッと錯体
株式会社 化学同人
2024-08-20
[29]
웹사이트
Market Study: Pigments
http://www.ceresana.[...]
Ceresana Research
[30]
서적
有機顔料ハンドブック
カラーオフィス
2024-10-22
[31]
웹사이트
SINLOIHI 蛍光塗料・蛍光顔料
http://www.sinloihi.[...]
[32]
학술지
顔料の色の話
日本化学会
1980
[33]
웹사이트
小学館
[34]
서적
色と顔料の世界
三共出版
[35]
웹사이트
[36]
서적
Dyes: From Sea Snails to Synthetics
https://books.google[...]
21st century
2003-02-06
[37]
서적
Athenaeus, The Deipnosophists
Harvard University Press
1941
[38]
서적
Blue: The History of a Color
Princeton University Press
2001-10-01
[39]
학술지
Dye Analysis of Pre-Columbian Peruvian Textiles with High-Performance Liquid Chromatography and Diode-Array Detection
http://links.jstor.o[...]
The American Institute for Conservation of Historic &
[40]
서적
A Perfect Red: Empire, Espionage, and the Quest for the Color of Desire
HarperCollins
2005-04-26
[41]
웹사이트
Pigments Through the Ages
http://webexhibits.o[...]
2007-10-18
[42]
서적
Colour: Why the World Isn't Grey
Princeton University Press
[43]
서적
Mauve: How One Man Invented a Color That Changed the World
Faber and Faber
2000
[44]
웹사이트
The bug that changed history
http://www.gcrg.org/[...]
2006-06-26
[45]
학술지
最新顔料講座（第ＩＩ講）顔料の安全な使用と法規制
http://www.jstage.js[...]
2010
[46]
뉴스
古書表紙の「ヒ素」顔料にご注意、国内でも約２０冊確認…触れたり粒子吸い込んだりすると中毒の恐れ
https://www.yomiuri.[...]
2024-12-25
[47]
학술지
Identification, transformations and mobility of hazardous arsenic-based pigments on 19th century bookbindings in accessible library collections
https://linkinghub.e[...]
2023-07
[48]
문서
금청분. 철에 생기는 녹으로, 철단과 동일한 산화철이지만 만드는 법에 의해 색을 변화시킬 수 있다
[49]
백과사전
안료
글로벌 세계 대백과
[50]
뉴스
The Quest for the Next Billion-Dollar Color
https://www.bloomber[...]
2018-04-18
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