Development of Evaluation System for Wrinkle, Fuzz, and Color of Fabrics = 섬유집합체의 구김 및 손상평가시스템 구축에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

사람들은 보통 드라이어에서 옷을 건조시킨 후에 pilling, 수축, 촉감, 색상 등의 변화를 시각 또는 촉각으로 인지하고 옷이 손상되었다고 판단한다. 그 손상이 크다고 인식할 경우 소비자들의 드라이어의 사용은 현저하게 줄어들어 드라이어의 시장성에 심각한 타격을 줄 것이다. 따라서 드라이어를 통해 발생할 수 있는 옷감의 손상을 평가하고 그 손상메커니즘을 규명하여 드라이어에 의한 옷감 손상을 최소화하여 드라이어의 시장성에 기여하고자 한다.
그러나 기존의 평가방법은 대부분 주관적인 평가에 의존하고 있다. 구김의 경우 AATCC 또는 AHAM 법과 같이 replica와 샘플을 비교하여 판정하는 비교판정법에 의해 이루어지고, 필링의 경우 시험편과 필링판정 표준사진과의 비교판정을 행한다(JIS). 이러한 주관적인 방법은 인간의 감정과 환경변화에 큰 영향을 받는다. 이러한 방법으로는 체계적이고 과학적인 평가가 매우 힘들다. 따라서 새로운 종합평가장비를 개발하고, Visual C++를 이용한 Image Analysis프로그램을 개발하여 본 연구목적에 부합하는 객관적이고 정량적인 종합평가시스템을 구축하였다.
이러한 종합평가시스템을 이용하여 옷감 손상에 영향을 미치는 인자(건조 온도, 시간 등)의 최적화에 관한 연구를 수행하였다. 실험방법은 크게 2가지로 나누어 볼 수 있다. 첫 번째 실험은 3가지 건조 온도(high, medium, ultralow)에서 9시간 동안의 옷감 손상을 측정하였고, 두 번째 실험은 첫 번째 실험 결과에 따라 각각의 옷감 손상 측정값의 격차를 크게 하기 위해 2가지 건조 온도(high, ultralow)에서 시간을 조금 더 늘린 54시간 동안의 옷감 손상을 측정하였다. 1차 실험에서 광원의 조도가 일정하지 않아 측정값의 신뢰성이 떨어졌는데 LED를 이용하여 그 문제를 해결하였다. 비록 LED 또한 시간이 지남에 따라 조도가 떨어지는 문제점을 가지고 있지만 일정하게 떨어지므로 3시간 경과후의 측정값은 신뢰성을 가질 수 있었다. Computer와 LED를 연계하여 일정한 조도가 나올 수 있는 feedback시스템을 구축할 경우 측정값에 대한 신뢰성은 더욱 커질 수 있으나 추후에 연구할 예정이다.
옷감 손상의 평가항목은 크게 구김, 표면에 남아 있는 Fuzz 및 표면에서 이탈된 Fuzz, Color, 수축, 표면특성(KES-FB system)이었다. 구김은 FFT를 이용하여 AATCC의 Replica를 판정한 후 그 기준에 따라 샘플의 구김 등급을 객관적으로 판정하였다. 건조 온도와 관계없이 건조 시간에 따라 표면의 Fuzz 양의 변화는 거의 일어나지 않으며 초기 상태보다 약간 증가하였지만, 표면에서 이탈된 Fuzz의 양은 낮은 건조 온도보다 높은 건조 온도에서 많았다. 표면특성인 MIU와 SMD 또한 건조 온도에 관계없이 건조 시간에 따라 거의 변화하지 않았다. Y-shirts의 DSC 측정결과 Tm 및 ΔH값의 변화가 크지 않아 융점(약 250℃부근)이하의 열에 의해서는 결정구조의 변화에 영향을 주지 않음을 알았다. 반면, Color의 항목인 M.Hue, M.Brightness, M.Saturation은 건조 시간에 따라 증가하였고, M.Hue 경우 건조 온도에 따른 측정값의 격차가 있었다. 수축은 낮은 건조 온도보다 높은 건조 온도에서 더욱 많이 일어났으며 특정 시점에서 다시 이완하였다. 이로 미루어 건조 온도와 관계없이 건조 시간에 대해 표면에 남아 있는 Fuzz양의 변화는 크지 않으며 소비자들이 느끼는 옷감의 감촉에도 큰 영향을 주지 않는다. 하지만 건조 온도에 따라 색상값과 이탈된 Fuzz의 양은 차이를 보여주고 있고, 이탈된 Fuzz의 양은 수축 평가항목에서 특정시점에서 이완하는 결과에 기여할 가능성도 있다.
드라이어의 건조 온도에 의해서 표면에서 떨어져 나가는 양 및 수축, 색상에 영향을 미칠지 모르나 표면에 남아 있는 Fuzz 양의 변화에는 큰 영향을 미치지 않고 오히려 드라이어 내부와 옷의 마찰에 의한 옷감 손상이 더 크다고 할 수 있다. 따라서 소비자들이 옷감의 손상으로 느끼는 Fuzz에 초점을 맞출 경우 온도에 의한 손상은 크지 않은 것으로 보이므로 건조 온도에 영향을 미치는 인자(수축, 색상, 이탈되는 Fuzz)를 제어하여 드라이어에 의한 옷감 손상최소화를 달성 할 수 있다. 또한, 더욱 많은 건조 시간에서의 Fuzz의 변화량도 간과 할 수 없다.

목차 (Table of Contents)

• 1. Introduction = 1
• 2. Wrinkle = 2
• 2.1 Introduction = 2
• 2.2 Materials and Methods = 5
• 2.2.1 Materials = 5
• 2.2.2 Development of the wrinkle evaluation system = 6
• 2.2.3 Fourier transform = 7
• 2.3 Results and discussion = 8
• 2.3.1 FFT application for the plastic replicas = 8
• 2.3.2 Lighting direction in grading = 12
• 2.3.3 Wrinkle evaluation of clothes = 14
• 2.4 Conclusion = 12
• 3. Fuzz and Color = 17
• 3.1 Introduction = 17
• 3.2 Materials and Methods = 19
• 3.2.1 System and samples = 19
• 3.3 Results and Discussion = 22
• 3.3.1 Experiment I = 22
• 3.3.1.1 Images = 22
• 3.3.1.2 Fuzz = 27
• 3.3.1.3 Color = 29
• 3.3.1.3 Surface characteristic and shrinkage = 30
• 3.3.1.4 Light source = 31
• 3.3.2 Experimet II = 32
• 3.3.2.1 Fuzz = 32
• 3.3.2.2 Color = 34
• 3.3.2.3 surface characteristic and shrinkage = 34
• 3.3.2.4 DSC = 36
• 4. Conclusion = 36
• References = 39
• 요약 = 42