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본 실험에 사용한 황색계 공시염재는 괴화, 대황, 치자, 황벽으로 각 염료의 특성을 Table 1에 나타냈다.

괴화 분말 염료를 광열화, 건식열화, 습식열화 처리하여 펠릿으로 제작하고 색상변화와 열화 특성을 분석한 결과를 Fig. 1과 Table 4에 나타냈다.

Fig. 1. 
Color change of S. japonica dyestuff powder by accelerated aging.

괴화 분말 염료의 열화 전 색상은 먼셀 표색계의 YR계열을 나타냈으며, 광열화의 경우 72시간까지 YR계열이 유지되었으나 144시간 이후부터 Y계열로 변화되었다. 건식열화의 경우 288시간까지 YR계열로 유지되었으며, 습식열화의 경우 144시간까지 YR계열이 유지되었으나 288시간 이후 RP계열로 변화되었다.

열화 전 괴화 염료 분말의 L^*값은 48.16–51.86, a^*값은 6.76–7.46, b^*값은 21.01–23.78의 범위로 측정되었다. 광열화 시 L^*값은 49.06-54.18의 범위로 72시간 열화까지는 변화가 미미했으나, 144시간 이후부터는 증가하여 색상이 밝아지는 경향을 나타냈다. a^*값은 6.6-8.34의 범위로 열화시간이 증가할수록 미미하게 적색도가 감소하였다. b^*값은 21.85-24.97의 범위로 열화시간이 증가할수록 황색도가 소폭 증가하였다. 열화시간이 경과함에 따라 광에 의해 백색 및 적색 유래 물질이 분해되어 갈변이 발생하였다.

건식열화 시 L^*값은 40.37-43.04의 범위로 측정되었으며, 144시간 열화까지 감소하였다가 그 이후부터 증가하였다. a^*값은 8.85-9.69, b^*값은 15.12-18.35의 범위로 측정되었으며, 열화시간에 따른 a^*값과 b^*값의 변화는 미미하게 나타났다. 열화 전과 비교해 L^*값과 b^*값이 감소하여 어두운 갈색을 띠었다. 백색 및 황색성분이 감소되고, 적변이 발생하였다.

습식열화 시 L^*값은 28.98-41.96, a^*값은 1.47-9.38, b^*값은 0.25-17.84의 범위로 측정되었다. L^*, a^*, b^*값 모두 열화시간이 증가할수록 크게 감소하였으며, 288시간 열화 후에는 어두운 갈색에서 청색계열으로 변색되었다. 습식열화의 경우 갈변, 적변, 황변 현상이 모두 발생되었다.

열화 처리에 의한 색상 견뢰도 및 반사율 변화를 측정한 결과를 Fig. 2에 나타냈다.

Fig. 2. 
Color fastness and reflectance spectra of S. japonica dyestuff powder by accelerated aging.

촉진열화 처리에 의한 괴화 분말 염료의 색상 견뢰도는 광열화에서 가장 우수하였다. 광열화 시간 증가에 따른 색상 및 색차의 변화는 미미하였으며 열화 전 시료와 유사한 반사율을 나타냈다. 건식열화의 경우 초기 24시간 열화까지의 색상 및 색차의 변화가 크게 나타났으나 이후 열화시간 증가에 따른 변화는 미미하여 안정화되는 경향을 나타냈으며, 반사율 또한 동일한 경향을 나타냈다. 괴화 분말 시료의 색상 견뢰도는 습식열화에서 가장 불량한 것으로 나타났다. 열화시간이 증가할수록 색상 및 색차의 변화가 지속적으로 커지는 경향을 나타냈으며, 반사율 또한 144시간 이후부터 다른 색상 계열을 띠는 것으로 나타났다.

광열화, 건식열화, 습식열화 처리한 대황 분말 염료 시료를 펠릿으로 제작하여 색상변화와 열화 특성을 분석한 결과를 Fig. 3과 Table 5에 나타냈다.

Fig. 3. 
Color change of R. undulatum dyestuff powder by accelerated aging.

열화 전 대황 분말 염료의 색상은 먼셀 표색계의 YR계열로 나타났으며, 건식 및 습식열화 시 288시간까지 YR계열을 유지하였다. 광열화의 경우 48시간까지 R계열로 변화되었다가 72시간 이후부터는 YR계열로 변하는 특징을 나타냈다.

열화 전 대황 분말 염료의 L^*값은 27.41–28.75, a^*값은 3.60–5.35, b^*값은 1.63–4.51의 범위로 측정되었다. 광열화 시 L^*값은 28.18-29.44의 범위로 열화가 진행됨에 따른 변화는 미미하게 나타났다. a^*값은 3.22-4.91의 범위로 열화 72시간까지는 감소하였으나 72시간 이후부터는 미미하게 증가하였다. b^*값은 1.78-4.23의 범위로 열화 144시간까지 감소하였으나 144시간 이후 증가하여 황색도가 증가하는 경향을 나타냈다.

건식열화 시 L^*값은 34.31-35.67, a^*값은 7.78-8.42, b^*값은 11.22-12.61의 범위로 측정되었으며, L^*, a^*, b^*값 모두 열화 전보다 소폭 증가하였으나, 열화시간에 따른 변화는 미미하였다.

습식열화 시 L^*값은 29.10-34.90, a^*값은 2.56-6.29, b^*값은 2.06-11.04의 범위로 측정되었다. L^*, a^*, b^*값 모두 열화 144시간까지는 증가하였으나 144시간 이후부터는 감소하여 짙은 갈색으로 변하였다. 대황 분말 염료는 촉진열화 종류 및 열화시간 증가에 따른 색상변화는 미미한 것으로 나타났다.

열화 처리가 색상 견뢰도 및 반사율 변화에 미치는 영향을 분석한 결과를 Fig. 4에 나타냈다.

Fig. 4. 
Color fastness and reflectance spectra of R. undulatum dyestuff powder by accelerated aging.

촉진열화 처리에 의한 대황 분말 염료의 색상 견뢰도는 광열화에서 가장 우수하였다. 광열화 시간 증가에 따른 색상 및 색차의 변화는 미미하였으며 열화 전 시료와 유사한 반사율을 나타냈다. 건식열화 시의 색상 견뢰도가 가장 불량한 것으로 나타났으나 열화시간 증가에 따른 색상과 색차 및 반사율의 변화는 미미하였다. 습식열화 시 열화시간 증가에 따른 색상 견뢰도는 광열화 및 건식열화와 유사한 경향을 나타냈다. 대황 분말 염료의 색상 견뢰도는 괴화, 치자, 황벽의 분말 염료에 비해 우수하였으나 건식열화에서 가장 불량한 것으로 나타나 습식열화에서 가장 불량한 경향을 나타낸 다른 분말 염료와는 차이를 나타냈다.

치자 분말 염료 시료를 광열화, 건식열화, 습식열화 처리하여 펠릿으로 제작하고 색상변화와 열화 특성을 분석한 결과를 Fig. 5과 Table 6에 나타냈다.

Fig. 5. 
Color change of G. jasminoides dyestuff powder by accelerated aging.

치자 분말 염료의 열화 전 색상은 먼셀 표색계의 YR계열로 나타났으며, 광열화 및 습식열화 시 288시간까지 YR계열을 유지하였다. 습식열화의 경우 색상변화가 심하여 72시간까지 YR계열을 유지하였으나 144시간 열화처리 시 R계열, 이후 288시간 열화처리 시 B계열로 변하는 특징을 나타냈다.

열화 전 치자 분말 염료의 L^*값은 49.02-52.22의 범위, a^*값은 33.96-34.32, b^*값은 41.86-48.19의 범위로 측정되었다. 광열화 시 L^*값은 39.21-54.34의 범위로 열화가 진행됨에 따라 72시간까지는 감소하였다가 이후 증가하는 경향을 나타냈다. a^*값은 15.40-33.47의 범위로 열화 48시간까지는 감소하였으나 이후부터는 증가하여 적색도가 증가하는 경향을 보였다. b^*값은 23.83-51.43의 범위로 열화 48시간까지는 감소하였으나 이후 증가하여 황색도가 증가하는 경향을 나타냈다.

건식열화 시 L^*값은 37.5-41.61, a^*값은 13.54-18.19, b^*값은 19.70-28.95의 범위로 측정되었으며, L^*, a^*, b^*값 모두 열화 전보다 감소하였으며, 열화시간이 증가함에 따라 지속적으로 감소하는 경향을 나타냈다. 백색 및 황색 성분이 감소되고 적변이 발생하였다.

습식열화 시 L^*값은 22.38-33.33, a^*값은 0.51-10.94, b^*값은 0.06-15.12의 범위로 측정되었다. L^*, a^*, b^*값 모두 열화 288시간까지 열화시간이 증가함에 따라 지속적으로 감소하였으며, 특히 a^*, b^*값이 크게 감소하는 경향을 나타냈다. 치자 분말 염료는 건식열화에 비해 습식열화의 색상변화가 크게 나타났으며, 습식열화 144시간 이후 황색도와 적색도 모두 큰 폭으로 감소하여 청색계열로 변색되었다.

치자 분말 염료 시료의 열화 처리가 색상 견뢰도 및 반사율 변화에 미치는 영향을 분석한 결과를 Fig. 6에 나타냈다.

Fig. 6. 
Color fastness and reflectance spectra of G. jasminoides dyestuff powder by accelerated aging.

촉진열화 처리에 의한 치자 분말 염료의 색상 견뢰도는 광열화에서 가장 우수하였다. 광열화 시간 증가에 따른 색상 및 색차의 변화는 미미하였으며 열화 전 시료와 유사한 반사율을 나타냈다. 습식열화 시의 색상 견뢰도가 가장 불량한 것으로 나타났으며, 열화시간이 증가함에 따라 지속적으로 색차가 증가하는 경향을, 색상 값 및 반사율은 감소하는 경향을 나타냈다. 건식열화 시 색상 견뢰도와 색상 및 반사율 변화 특성은 습식열화와 유사한 경향을 나타냈으나 변화 정도는 광열화와 습식열화의 중간을 나타냈다.

황벽 분말 염료 시료를 광열화, 건식열화, 습식열화 처리하여 펠릿으로 제작, 색상변화 및 열화 특성을 분석한 결과를 Fig. 7과 Table 7에 나타냈다.

Fig. 7. 
Color change of P. amurense dyestuff powder by accelerated aging.

열화 전 황벽 분말 염료의 색상은 먼셀 표색계의 Y계열을 나타냈다. 광열화의 경우 288시간까지 Y계열을 나타내지만, 건식 및 습식열화에서는 288시간까지 YR계열을 유지하였다.

열화처리 전 황벽 분말 염료의 L^*값은 58.15-61.81, a^*값은 4.82-5.42, b^*값은 41.43-45.76의 범위로 측정되었다. 광열화 시 L^*값은 57.42-60.74의 범위로 열화처리에 따른 감소는 미미하였다. 열화시간이 증가함에 따라 a^*값은 4.57-5.81의 범위로 적색도가 증가하였고, b^*값은 43.64–44.56의 범위로 황색도가 감소하는 경향을 나타냈다.

건식열화 시 L^*값은 44.17-53.57, a^*값은 12.6-13.35, b^*값은 28.38-35.05의 범위로 측정되었다. 열화시간이 증가함에 따라 L^*값과 b^*값이 감소하였으며, 특히 b^*값의 감소가 크게 나타나 황색도의 감소가 컸던 반면, a^*값은 크게 증가하여 적색도가 증가하였다.

습식열화 시 L^*값은 32.81-41.62, a^*값은 8.14-11.59, b^*값은 8.83-22.83의 범위로 측정되었다. 열화시간이 증가함에 따라 a^*값이 증가하여 적색도는 증가한 반면, L^*값과 b^*값이 크게 감소하여 명도와 황색도의 감소가 크게 나타났다. 황벽 분말 염료는 광열화에 의한 색상변화는 미미한 반면, 건식 및 습식열화에 의한 색상변화가 매우 큰 것으로 나타났다.

황벽 분말 염료의 열화 처리가 색상 견뢰도 및 반사율 변화에 미치는 영향을 분석한 결과를 Fig. 8에 나타냈다.

Fig. 8. 
Color fastness and reflectance spectra of P. amurense dyestuff powder by accelerated aging.

촉진열화 처리에 의한 황벽 분말 염료의 색상 견뢰도는 광열화 시 반사율, 색상 및 색차의 변화가 열화 전 시료와 유사한 값을 나타내어 가장 우수한 것으로 나타났다. 습식열화 시의 색상 견뢰도가 가장 불량한 것으로 나타났으며, 열화시간이 증가함에 따라 색차가 증가했다가 감소하는 경향을, 색상 값 및 반사율은 감소하는 경향을 나타냈다. 건식열화 시 색상 견뢰도와 색상 및 반사율 변화 특성은 열화시간이 증가함에 따라 지속적으로 감소하는 경향을 나타냈으나 변화 정도는 습식열화보다 작게 나타냈다.