선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 폴리에스테르 직물의 심색을 구현하기 위해서 색채의 물리적인 성질과 염료의 광학적 감산혼합 원리를 이용하여 여러 가지 염료들 중 명도가 낮고 균일한 반사율을 만들며 광원에 따른 색상변화인 메타머리즘을 최소화하기 위해 각 염료의 흡광도와 염색물의 반사율을 측정하여 매칭알고리즘을 작성, 기존에 현장에서 주로 사용하는 염착성 좋은 염료들로 칼라매칭을 시도해 보았고, 매칭에 따른 각 염료의 조합으로 이루어지는 심색의 결과를 고찰하였다.
- 산업현장에서는 심색화를 위해 10% 이상의 고농도로 염색하는 경우가 있으나, 본 연구의 목표는 광학적 매칭을 이용한 심색화에 있기에 염료의 최대 사용농도를 5%를 제한하여 실험하였으며, 농도 5%까지의 염료별, 농도별로 염색한 직물의 반사율을 측정하여 파장별 K/S 값을 구하였다.
제안 방법
- Fig. 2에서 C.I. Disperse Red 60 염료의 최대 흡수파장에서 농도별 흡광도를 나타낸 것으로, 흡광도는 염료농도에 비례하며 최소자승법으로 fitting된 직선의 기울기로부터 흡광계수를 구하였다.
- 고농도에서의 칼라매칭은 저농도에서와는 달리 ΔE값과 메타머리즘의 영향이 적어지므로 두 방법이 모두 큰 차이를 갖지 않을 것이며, 따라서 본 연구에서는 이후부터 두가지 매칭을 상호보완적으로 사용하였다.
- 농도별로 염색된 직물에 사용한 염료의 양에 대해 실제 염착되어 있는 염료의 양을 확인하여 최적의 염료농도를 구하기 위하여 염색된 폴리에스테르 직물을 2회 수세한 후에 페놀 100%용액에 용해시켜 용해액을 UV/Visible 분광광도계를 사용하여 흡광도를 측정하여 정량하였다.
- 따라서 염료의 흡광도를 알기 위해 증류수 100cc에 각각의 염료를 0.001, 0.002, 0.005, 0.009, 0.01, 0.012, 0.015%의 단계별로 용해시킨 뒤 염색조건과 같이 pH를 4~4.5로 맞추고, 염료가 잘 분산될 수 있도록 분산제를 1g/ℓ를 첨가하여 UV/Vis Diode array 분광광도계로 측정하여 각각의 염료의 흡광도를 구하였다.
- 메타머리즘의 영향을 최소화하기 위하여 매칭시 red 염료보다는 blue 염료가 많아지도록 유도하여 결과를 도출하였다. 또한 C.I. Disperse Blue 79는 앞의 결과에서 4%이상의 농도를 가하여도 명도에 미치는 영향이 적으므로 가능한 한 4%이상이 넘지 않도록 매칭작업을 수행하였다.
- 또한, 여러 가지 심색화방법 중에서 직물에 물리적인 가공 즉, 감량을 하거나 기모를 시킨 직물, 후가공기술인 저굴절화를 사용하여 변화를 관찰하였다.
- Table 4는 Basic Color를 사용하여 매칭한 결과로 염료의 조합비와 농도, 조합된 염료로 염색된 직물의 반사율에 따른 명도를 나타내었다. 메타머리즘의 영향을 최소화하기 위하여 매칭시 red 염료보다는 blue 염료가 많아지도록 유도하여 결과를 도출하였다. 또한 C.
- 반사율 측정은 CCM에서 사용되는 분광반사율측정기(Color Graph, Milton Roy Co., U.S.A.)를 이용하여 농도별로 측정하였다.
- 본 연구에서는 분산염료를 농도별, 색상별로 반사율을 측정하고 K/S값을 계산한 뒤 색채 혼합 이론을 적용하여 폴리에스테르 직물의 심색화를 위한 칼라매칭알고리즘을 제작하고, 매칭을 시도하여 짙은 검은색의 염색조합비를 만들었으며 폴리에스테르 시험직물에 염색하여 심색화 결과를 관찰하였다. 그 과정에서 다음과 같은 결론을 얻게 되었다.
- 심색염료를 조합하는데 있어서 주로 사용되는 A광원과 D65광원 간의 메타머리즘 색차를 감소시키기 위해 Red계열의 염료보다는 Blue 계열의 염료농도를 높여서 조합하는 것이 좋으며, 따라서 심색염료에 가장 많은 영향을 주는 C.I. Disperse Blue 79의 특성에 대하여 좀 더 관찰하였다.
- 염료는 그 염료만이 가지는 고유파장에서 빛을 흡수하여 사람에게 다른 자극을 주며 보여지게 되는데 이러한 염료의 흡광특성은 각 염료의 고유값인 흡광계수로써 알 수 있다. 염료의 최대흡수파장과 각 파장에서의 흡광계수를 구하기 위해 반사율 측정에 비해 감도와 분해능이 높은 UV/Visible 분광광도계를 사용하고, 이때 자외선에 의한 영향은 무시하였다.
- 염료의 특성분석에 해당하는 흡광도 시험과 달리 직물의 색상과 심색도를 평가하기 위해 반사율 측정이 필요하며, 칼라매칭을 위한 사전작업으로서 염료별, 농도별로 염색된 직물의 반사율을 측정하고 K/S 값을 구하였다.
- 흡광도를 이용한 칼라매칭은 실제 산업현장에서 적용되지 않는 것이나, 염색될 물질의 상태(예, bright type, semi-dull type 등)에 관계없이 분산염료의 흡광특성을 이용한 예상값을 추정해 볼 수 있는 장점이 있어 실험하였다. 이를 위해 각 염료가 나타내는 최대흡수 파장 뿐만 아니라 가시광선 전영역에서의 흡광계수를 구하여 실험에 적용하였다.
- 폴리에스테르 직물염색에 주로 사용되는 염료를 사용하여 명도를 최대한 낮추고, 가시광선영역의 빛을 균일하게 흡수하여 편평한 반사율 곡선을 갖도록 하기 위해서, 염료별로 농도를 0.01~5.0%(o.w.f)까지 여러 단계로 구분하여 염색시험을 실시하였다.
- 흡광도를 이용한 칼라매칭은 실제 산업현장에서 적용되지 않는 것이나, 염색될 물질의 상태(예, bright type, semi-dull type 등)에 관계없이 분산염료의 흡광특성을 이용한 예상값을 추정해 볼 수 있는 장점이 있어 실험하였다. 이를 위해 각 염료가 나타내는 최대흡수 파장 뿐만 아니라 가시광선 전영역에서의 흡광계수를 구하여 실험에 적용하였다.
대상 데이터
- 본 실험에서 사용된 염료는 분산염료로 각 계열별 염료들의 type과 그 염료만이 가지는 최대흡수파장(λmax)을 Table 1에 나타내었다.
- 는 명도값으로 각각 폴리에스테르직물의 명도값을 의미한다. 시료 1은 본 실험의 기초 데이터작업시 사용된 직물이며, 시료 2, 3은 일반 심색화 직물로 사용되는 것으로 최종적으로 기초 데이터작업으로 매칭한 심색의 결과를 확인하는데 이용하였다.
- 폴리에스테르 직물은 KS K 0905에 규정된 섬유제품의 염색견뢰도 시험용 백색의 폴리에스테르 표준포를 사용하였으며, 이 직물로 매칭에 이용될 기초 데이터 작업을 하였다. 보통 심색직물로는 원사개질(크랙이나 요철)직물을 사용하나 심색직물로 최상의 직물이라 규정된 것은 없고, 이러한 가공되지 않은 직물을 이용하여 매칭한 후 매칭의 결과를 원사에 물리적인 가공처리한 직물을 적용하면 더욱 더 좋은 효과를 나타내리라고 기대되기 때문에 표준백포를 사용하였다.
이론/모형
- 따라서 본 실험에서는 고농도 염색의 매칭에 적용될 Calibration식으로 다음과 같은 원점을 지나는 일원사차방적식을 함수로 사용하였다.
- 앞에서 측정한 각 염료별 흡광도를 이용하여 Lambert-Beer의 법칙을 활용하는 다음의 식 (1)에 의해 파장별 흡광계수를 계산하였다.
성능/효과
- 1. 심색의 칼라매칭에 사용되는 K/S 함수는 2%(o.w.f) 이상의 고농도에서 비선형적인 함수가 되며, 4차함수로 fitting함으로써 5%(o.w.f)까지의 적합한 calibration curve를 얻을 수 있다.
- 2. 칼라매칭 알고리즘의 설계는 메타머리즘을 최소로 할 수 있는 invariant match 방법이 conditional match에 의한 것보다 비교적 좋은 결과를 나타내었으나, 결과에서 큰 차이가 나타나지 않는다.
- 3. 염료의 농도가 25%(o.w.f)까지 증가함에 따라 분산염료의 염착성 또한 지속적으로 증가하지만, 일정 농도 이상부터는 섬유 표면에서의 빛의 흡수가 급격히 감소한다. 이로써 폴리에스테르 섬유 내부로 깊이 침투된 염료는 빛의 흡수에 관여하지 못함을 알 수 있다.
- 4. 시판중인 Black 계열의 염료 사용없이 기존의 원색 염료를 5% 이하로 제한하여 설계한 심색화 칼라매칭 방법은 비교적 좋은 결과를 나타내지만, 상업적인 정도의 심색화는 물리적인 가공방법과 시판중인 black 염료를 사용한 제품에 비해서는 다소 떨어지는 결과를 나타낸다.
- Fig. 6은 염료 Lumacron Black의 600nm 파장에서 K/S값을 구하기 위해 4차 함수 curve fitting 결과를 나타낸 것으로, 저농도(염료 2%)까지 농도의 K/S 값은 1차 함수에 대응하는 직선으로 나타내어 정확히 맞으나, 고농도인 5%까지에는 4차함수로 fitting한 것이 적합함을 알 수 있다.
- Disperse Blue 79의 명도와 흡광도를 나타낸 그림이다. 농도가 증가함에 따라 흡광도가 증가하므로, 염착량이 증가함을 알 수 있으나, 이에 반해 명도는 4%미만에서는 농도 증가에 따라 현저한 감소를 보이지만, 4%이상에서는 명도가 완만하게 감소함을 알 수 있다.
- 따라서 염료의 농도는 염착량이 증가해도 명도가 증가하지 않기 때문에 5% 이상의 고농도로 염색하는 것은 효율이 적고 견뢰도가 떨어지므로 염료조합에 의한 심색화 구현에서의 이상적인 농도는 약 4% 전후가 될 것으로 판단된다.
- 이후 매칭된 염료조합으로 폴리에스터 직물을 염색하였으며, 그 결과를 육안관찰한 결과 푸른빛을 띠는 염색물이 나타났다.
- 직물표면에 저굴절화를 시킨 것은 반사율의 저하를 보이지 않으나 원사의 물리적가공 즉, 표면을 감량가공한 것과 비표면적을 늘리기 위해 기모시킨 직물의 경우 염료의 많은 침투와 빛의 반사를 억제하여 빛의 흡수가 더욱 많아져 심색화를 증가시킴을 알 수 있다. 즉, 실험에서 기모가공한 직물을 염색하여 저굴절수지 코팅을 한 것이 가장 낮음을 알 수 있었다.
- a*는 +쪽으로 증가할수록 채도가 높은 red가 되고, -로 증가할수록 채도가 높은 green이 되며, b*에서 +는 yellow, -는 blue를 나타낸다. 채도는 원점에서부터의 거리를 의미하므로 이 염료는 농도의 증가에 따라 채도가 증가하다가 0.8% 농도부터 채도가 감소하기 시작하며, 색상이 붉은색을 나타내다가, 농도를 높일 수록 무채색인 원점을 향해 가는 것을 알 수 있다. 하지만 greenish blue에서 redish blue로 변하는 것은 전체색으로 볼 때 상당히 미비함을 알 수 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.