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문제 정의
- 본 연구에서는 또 다른 발색의 한 방법으로 감물 발색 메카니즘이 산화발색임에 착안하여 물의 용존 산소를 활용한 발색 가능성을 검토하여 이의 결과를 보고하고자 한다.
제안 방법
- 감물의 발색 메커니즘이 산화발색이라는 것에 착안하여 물 용존산소에 의한 발색의 경향을 파악하기 위해 저장감물을 사용하여 3회 반복염색을 행하고 이를 제논광에 의한 발색정도를 대조구로 삼아 정지물발색과 순환물발색에서 발색시킨 염색직물들의 발색 효과를 검토한 결과는 다음과 같다.
- 직물을 감물 원액에 액비 1 : 40에서 10분간 전통방식으로 손으로 주물러 염색하고 흐르지 않을 정도로 짜고 처리액이 고르게 분포하도록 두드리고 편평하게 펴서 건조하였다. 같은 방법으로 2, 3회 반복 염색하였고 최종적으로 실험실에서 이틀간 건조시켜 실험에 사용하였다.
- 감물염색 직물의 발색은 산화발색이 주원인이므로 온도의 영향도 상당한 영향을 미치는 것으로서 열 발색에 대한 연구는 이미 이루어져 현장에 적용, 실용화되어 있다. 따라서 정지물발색에 있어서 온도의 영향이 상당한 영향을 줄 것으로 추정되기 때문에 이를 검토하기 위해 40, 60, 80℃의 수온을 만들고 여기에 시료를 세팅하여 소정의 시간을 발색시켰고, 이와 함께 앞에서 검토한 상온(20℃)에서 실시한 결과에 연결하여 조사한 발색성의 결과를 Fig. 3에 나타내었다. 또 제논광에 의한 발색성도 동시에 나타내어 비교를 하였다.
- 3에 나타내었다. 또 제논광에 의한 발색성도 동시에 나타내어 비교를 하였다.
- 물 발색은 실용적인 측면을 고려하여 실험실의 수돗물을 그대로 사용하였으며 상온 20℃ 온도에서와 수온의 영향을 파악하기 위하여 40, 60, 80℃의 조건에서도 실시하였고, 수류의 흐름이 없는 정지된 물 속(이후 정지물발색이라 함)에서와 순환되는 물속에서(이후 순환물발색이라 함) 실험하여 이 조건에대한 영향을 파악하였다. 시간은 12, 24, 36, 48, 60, 72시간의 정지물발색과 순환물발색의 경향을 조사하였다.
- 물 발색의 경향을 파악하기 위한 대조구로서 20℃의 온도 조건에서 제논광을 10, 20, 30, 40, 50, 50, 60, 70시간 염색 직물에 조사하여 발색시키고 발색의 정도를 조사하였다. 제논광에 의한 발색은 일광견뢰도 시험기(Fade-o-Meter, model: HS-213, Hanwon Testing Machine Co.
- 표면색과 색차를 측정하여 발색의 표면색 경향을 파악하였다. 색차계 Spectrophotometer CM-508i(Minolta, co., Ltd, Japan)를 이용하여 L*, a*, b*와 Munsell의 색의 3속성치 H, V/C를 구하였다.
- 물 발색은 실용적인 측면을 고려하여 실험실의 수돗물을 그대로 사용하였으며 상온 20℃ 온도에서와 수온의 영향을 파악하기 위하여 40, 60, 80℃의 조건에서도 실시하였고, 수류의 흐름이 없는 정지된 물 속(이후 정지물발색이라 함)에서와 순환되는 물속에서(이후 순환물발색이라 함) 실험하여 이 조건에대한 영향을 파악하였다. 시간은 12, 24, 36, 48, 60, 72시간의 정지물발색과 순환물발색의 경향을 조사하였다.
- 직육면체의 통의 저변에 20W 수중펌프를 설치하고 바닥 가까이에 시료를 세팅하여 물을 10L를 채워서 수중 펌프가 작동될 때 수류가 형성되어, 장치 내부에서 물의 순환이 계속 이루어지도록 하였으며, 수조내의 물 온도를 변화시킬 수 있도록 장치를 제작하였다. 그 모식도는 Fig.
- 표면색과 색차를 측정하여 발색의 표면색 경향을 파악하였다. 색차계 Spectrophotometer CM-508i(Minolta, co.
대상 데이터
- 감물은 착즙하여 평균온도 4℃를 유지하는 저온 창고에 10개월간 저장되어 자연발효된 것을 사용하였다. 직물을 감물 원액에 액비 1 : 40에서 10분간 전통방식으로 손으로 주물러 염색하고 흐르지 않을 정도로 짜고 처리액이 고르게 분포하도록 두드리고 편평하게 펴서 건조하였다.
- 실험에 사용한 직물은 시판 면직물을 정련 표백하여 사용하였고 그 특성은 Table 1과 같다.
이론/모형
- 발색성을 파악하기 위한 K/S 값은 염색포의 400nm에서 700nm까지의 범위에서 흡광도를 측정하여 최대 흡수 파장인 400nm에서 측정된 값을 Kubelka-Munk 식에 의하여 산출하였다.
성능/효과
- 1. 정지된 물에 의한 발색성은 발색성의 색강도가 1.81에서 6.71까지 발색되었고, 제논광에 의한 2회 반복염색 직물의 발색성과 거의 같은 수준이며, 2회 반복염색 직물은 제논광에 의한 1회 염색직물의 발색성과 동등한 발색성을 보였다. 이러한 결과는 감물의 발색 메커니즘이 산화발색임을 염두에 두고 볼 때 발색은 물에 녹아 있는 용존산소에 의해 발색되는 것으로 판단된다.
- 2. 순환물에 의한 발색성은 모두 제논광에 의한 2회 반복염색 직물의 발색성을 능가하는 결과를 나타내고 있다. 이는 물이 순환되면서 감물염색 직물의 표면에서 용존산소와의 접촉이 훨씬 원활하기 때문으로 생각된다.
- 3. 발색 표면색은 정지물발색과 순환물발색은 비슷한 추이로 발색되고, 제논광에 의한 발색에 비하여 a*, b* 값 모두가 작으며, C값의 변화폭이 좁고 2에서 3의 값을 가지고 있어서 어두운 톤으로 발색된다.
- 4. 정지물발색에서의 온도 효과는 20℃와 40℃의 차이가 적은 것으로부터 온도의 영향이 그리 크지 않고, 60℃에서는 제논광에 의한 발색성적을 능가하고 있으며, 80℃에서는 월등한 발색성을 나타내고 있어서 온도의 영향이 크게 영향을 미침을 알 수 있다.
- 5. 순환물발색에서의 온도 효과는 20℃에서도 제논광에 의한 발색성적을 능가하였고, 60℃에서는 12시간의 발색만으로도 K/S값 9.89를 보여 제논광의 60시간 발색 9.11과 같은 수준을 보였다. 80℃에서는 12시간 발색에 K/S값 13.
- 순환물발색성을 제논광에 의한 발색성과 비교하였을 때 순환물발색에 의해서 2회, 3회 반복염색 직물은 제논광에 의한 3회 반복염색 직물의 발색성보다 우위에 있으며, 1회 염색의 발색성도 제논광에 의한 2회 반복염색의 발색성을 능가하는 발색성을 보이고 있다. 결과적으로 순환물에 의한 발색성은 모두 제논광에 의한 2회 반복염색 직물의 발색성을 능가하는 결과를 나타내고 있다. 이는 물이 순환되면서 감물염색 직물의 표면에서 용존산소와의 접촉이 훨씬 원활하기 때문으로 생각된다.
- 즉 a*값의 변화가 매우 적은 것이 특징으로 나타났다. 따라서 제논광에 의한 발색보다 적색기미가 매우 작고, 황색기미도 작아져 비교적 무채색의 방향으로 발색되고 있음을 알 수 있다.
- Table 4에는 물을 20W 수중모터로 물을 순환시키고 소정의 시간 발색시킨 결과를 나타내었다. 순환물발색성을 제논광에 의한 발색성과 비교하였을 때 순환물발색에 의해서 2회, 3회 반복염색 직물은 제논광에 의한 3회 반복염색 직물의 발색성보다 우위에 있으며, 1회 염색의 발색성도 제논광에 의한 2회 반복염색의 발색성을 능가하는 발색성을 보이고 있다. 결과적으로 순환물에 의한 발색성은 모두 제논광에 의한 2회 반복염색 직물의 발색성을 능가하는 결과를 나타내고 있다.
- 이상에서 낮은 온도에서는 순환의 효과가 뚜렷하였고, 높은 온도에서는 온도의 효과가 매우 크게 작용하였다. 물의 순환효과도 이에 더하여 발휘되는 결과를 얻었다.
- 이상에서 높은 온도에서는 온도의 효과가 매우 크게 작용함을 알 수 있고, 물의 순환효과도 이에 더하여 발휘되는 결과를 얻을 수 있다. 낮은 온도에서는 순환의 효과가 뚜렷한 양상을 보이고 있다.
- 정지물발색과 순환물발색은 유사한 경로를 가지고 있지만 제논광에 의한 발색경로와는 C의 값이 낮은 분포를 하고 있고, C값의 변화폭이 좁고 2에서 3의 값을 가지고 있다. 이의 결과로서 Fig. 2에서 본 바와 같이 제논광에 의한 발색에 비하여 정지물발색과 순환물발색은 비교적 어두운 톤을 가지는 YR계 색상임을 알 수 있다.
후속연구
- 순환물발색은 모든 온도에서 상온에서의 제논광에 의한 발색보다 발색성이 우수하여서 산업적으로 햇볕 없을 때에도 가능하며, 에너지 절감의 효과가 있고, 어두운 색으로 발색되지만 이 또한 감물의 색상 다양화 차원에서 장점이기도 하여 산업적, 실용적으로 크게 활용할 가치가 있다고 생각된다.
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