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문제 정의
- chitosan/PU 혼합액을 면포에 도포하고 열curing시 키는 경우는 열이 가해짐으로써 chitosan 자체의 가 교가 어느 정도 진행될 뿐만 아니라 chitosan과 cellulose 분자간에 물리적 결합력도 어느 정도 형성되는 것으로 알려져 있다. 지금까지의 chitosan 후가공에서 열curing 이 도입되고 있는 이유 중의 하나가 바로 chitosan 자체 의 열변성(열가교에 의 한 불용화)과 chitosan과 cellulose 간의 결합력을 상승시키기 위한 목적으로 해석된다. 또한 열curing에 의해서 키토산과 PU 간의 결합력도 상승 될 것으로 예상된다.
제안 방법
- KES-FB system(Kato Tech. Co., Ltd., Japan)을 사" 용하여 인장 특성, 굽힘 특성, 전단 특성, 압축 특성, 표면 특성 및 두께와 무게에 해당하는 6개 그룹의 역 학적 특성 항목에 대하여 16종류의 측정치를 구하였 다(Kawabata, 1980). 이방성이 고려되는 인장, 굽힘, 전단 및 표면 특성은 경 .
- 0.25% 농도의 chitosan 초산 수용액 500mZ 에 각각 PU solution(solid content 25%) 1.25g, 2.5g, 5g, 10g 을 혼합시켜서 chitosan/PU의 비율이 1:0, 1:0.25, 1: 0.5, 1:1, 1:2로 유지되는 chitosan-PU 혼합 용액을 제 조하였다.
- 25cmx25cm 크기의 면, PET, Nylon 직포를 chitosan /PU 혼합 용액 속에 40분 간 침지시켰다가 mangle을 이용하여 wet pick-upo] 120%가 되도록 패딩시켰다. 상온에서 72시간 동안 자연건조시켜 가교처리 대상 시료를 제조하였다.
- Air Permeability Tester(Textest FX3300)를 사용하 여 125Pa의 조건 하에서 chitosan/PU 혼합 용액으로 처리된 포의 공기 투과도를 측정하였다.
- MEN'S SUMMER DRESS SHIRT를 기준으로 하 여 역학적 특성에 의한 K.E.S.분석을 시행하였고 이 로부터 KN-202-DS(SUMMER)의 변환식을 사용하여 H.V(Hand Value)를 측정 하였다. KN-303-DS-SUMMER 의 변환식을 사용하여 T.
- 가공 처리된 직물에 대하여 물리적 변화를 측정 하고 이를 바탕으로 하여 태의 변화를 검토하였다. chitosan과 PU* 각각 1 : 0, 1 : 0.25, 1 : 0.5, 1 : 1, 1 :2 의 비율로 혼합하여 직물을 도포한 후 열curing 시키는 과정을 통하여 가공포를 얻고 이를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
- ① 면, PET, 나일론 직물에 키토산을 '적용시킴으로써 제반 물성 변화를 측정 , 비교하였다. 키토산 가공에 따 른 태의 변화를 객관적으로 평가하기 위하여 Kawabata Evaluation System으로 기본 태 값(Hand Value, H.
- 본 연구에서는 chitosan과 PU(Polyurethane) 혼합물 의 조성을 변화시켜 가면서 면, PET, Nylon 직물을 처 리하였다. 가공 처리된 직물에 대하여 물리적 변화를 측정 하고 이를 바탕으로 하여 태의 변화를 검토하였다. chitosan과 PU* 각각 1 : 0, 1 : 0.
- 본 연구에서는 chitosan과 PU(Polyurethane) 혼합물 의 조성을 변화시켜 가면서 면, PET, Nylon 직물을 처 리하였다. 가공 처리된 직물에 대하여 물리적 변화를 측정 하고 이를 바탕으로 하여 태의 변화를 검토하였다.
- 25cmx25cm 크기의 면, PET, Nylon 직포를 chitosan /PU 혼합 용액 속에 40분 간 침지시켰다가 mangle을 이용하여 wet pick-upo] 120%가 되도록 패딩시켰다. 상온에서 72시간 동안 자연건조시켜 가교처리 대상 시료를 제조하였다.
- ① 면, PET, 나일론 직물에 키토산을 '적용시킴으로써 제반 물성 변화를 측정 , 비교하였다. 키토산 가공에 따 른 태의 변화를 객관적으로 평가하기 위하여 Kawabata Evaluation System으로 기본 태 값(Hand Value, H.V.)과 종합 태 값(Total Hand Value, T.H.V.)을 측정했으며 공 기 투과도를 측정 하였다.
대상 데이터
- 0905 표준 시험용 백포로서 백색의 100% cotton, PET, nylon 직물을 사용하였다. 25x25cm 크기로 재단하여 사용하였으며 면포는 정련한 후 사용하였는 데 정련방법은 다음과 같다.
- 7%, 분자량 50만으로 측정된 chitosan(KR-008132, 1997; KR-0125233, 1997; KR-190723, 1999)과 PU solution(solid content 25%) 을 사용하였다. chitosan의 용매로서는 l%(w/w) 농도 의 초산 수용액을 사용하였다.
- 본 연구에서는 천연섬유인 면포와 합성섬유인 PET 와 나일론을 대상으로 하여 분자량 50만에 해당하는 비교적 고분자량의 chitosan이 가공에 사용되었다.
- 본 연구에서는 한국의류시험연구원(KATRI)에서 구 입한 KS K. 0905 표준 시험용 백포로서 백색의 100% cotton, PET, nylon 직물을 사용하였다. 25x25cm 크기로 재단하여 사용하였으며 면포는 정련한 후 사용하였는 데 정련방법은 다음과 같다.
- 키토산을 이용하는 후가공에서 가공 대상 섬유는 면, 나일론, PET(polyester) 등이다. 면섬유에 키토산 이 처리되는 경우는 촉감이 변화되어 마와 유사한 촉 감이 나타나고 있어서 의마가공에 응용되고 있다.
- 한국산 홍게 (Chionoecetes opilio)의 건조갑각으로 부터 제조된 탈아세틸화도 98.7%, 분자량 50만으로 측정된 chitosan(KR-008132, 1997; KR-0125233, 1997; KR-190723, 1999)과 PU solution(solid content 25%) 을 사용하였다. chitosan의 용매로서는 l%(w/w) 농도 의 초산 수용액을 사용하였다.
데이터처리
- 이방성이 고려되는 인장, 굽힘, 전단 및 표면 특성은 경 . 위사 방향별로 평균값을 구 하였다.
이론/모형
- V(Hand Value)를 측정 하였다. KN-303-DS-SUMMER 의 변환식을 사용하여 T.H.V.(Total Hand Value)도 측정 하였다.
성능/효과
- 10. PET와 나일론에서는 키토산/PU 혼합용액으로 처리될 때, 키토산과의 결합은 약한 반면 PU와의 결합력이 크기 때문에 면 섬유만큼 공기투과도가 상승되지 않는다.
- 2. 가공의 효과를 변화시키게 되는 섬유의 화학적 조성 차이는 섬유의 극성 차이로부터 초래되고 있다. 키토산 산성 수용액은 극성이 크기 때문에 면섬유와 의 결합력이 큰 반면 PU와는 결합력이 크지 않다.
- 3. 면섬유의 경우 키토산/PU 혼합 용액이 적용되는 경우 키토산과 주로 결합되고 PU와의 결합력은 낮기 때문에 PU의 혼합 비율이 증가되어도 PU가 보여줄 수 있는 효과가 크게 나타나지 않는다.
- 4. 면섬유에서는 키토산/PU 혼합 용액 처리에 의하 여 굽힘 강도가 2배 이상 상승되며 공기 투과도도 상 승되기 때문에 의마가공, 또는 청 량쾌적 가공에 적합 한 것으로 평가된다.
- 6. 나일론과 PET에서는 키토산/PU 혼합 용액이 적 용되는 경우 키토산 보다는 PU와의 결합이 우세하여 키토산의 처리 .효과는 거의 나타나지 않으며 PU의 처리에서 기대되는 효과가 우세하게 발현되고 있다.
- 7. PET에서는 키토산만으로 처리되었을 때 KO SHI, HARI가 가장 우수하며 FUKURAMI도 비교적 우수하기 때문에 키토산만으로 처리하는 것이 가장 우수한 처리 조건으로 판단된다.
- 8. 나일론에서는 chitosan만으로 처리되었을 때 KO SHI, HARI, SHARI가 가장 우수해지며 FUKURAMI는 chitosan : PU=1 : 0.5의 조성에서 가장 우수하다.
- 9.면 포의 경우 chitosan만으로 처리되었을 때 공기투과도가 현저히 상승되어 45-70% 정도 상승된다. 면포에서 키토산 처리에 의한 공기 투과도 의 상승은 키토산과 면 섬유 간의 강한 결합력에 의하여 유발되는 것이다.
- PET에서는 키토산보다 PU에 대한 친 화성이 우수하여 PU의 첨가 효과가 너무 강하게 나 타나고 있다. 결과적으로 PU의 첨가는 키토산의 처 리 효과를 반감시키고 있다는 점에서 바람직하지 않 은 것으로 평가된다.
- chitosan으로 직물을 가공 처리하는 경우 고점성을 갖는 고분자 화합물이 직포 위에 도포되므로 공기 투 과도가 현저히 저하될 것으로 예상되어 왔다. 분자량 이 큰 chitosan일수록 용해되었을 때 점성이 커지므 로 도포되었을 때 공기 투과도를 크게 저하시킬 것으 로 예상되었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 가 공에 사용되는 chitosan은 분자량을 적절히 저하시켜 서 사용하는 방향으로 연구가 진행되 어 왔다.
- 전체적인 경향으로 볼 때 PET에서는 키토산과의 친화성 이 낮고 PU와의 친화성 이 크기 때문에 키토산 의 효과보다는 PU의 효과가 강하게 나타나고 있다.
- 5에 서는 HARI값과 SHARI값이 가장 우+하며 KOSHI값 도 비교적 높게 유지되고 있기 때문에 우수한 처리 조 건으로 평가된다. 종합적인 태 평가의 측면에서 볼 때 chitosan : PU = 1 : 0.5에 해당하는 처리 조건이 가장 우 수한 것으로 평가된다.
후속연구
- 5. 면섬유의 키토산 가공에서는 PU가 소량 첨가됨 으로써 키토산만으로 처리되었을 때의 단점(너무 강 직하거나 뻣뻣해 지는 현상, 세탁 내구성의 불량함) 을 보완해 줄 수 있을 것으로 기대된다. PU 첨가에 의 하여 KOSHI와 HARI가 현저히 향상되고 있다.
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