[논문]화학처리에 의한 케나프 섬유인 물리적 특성인 변화

유혜자; 이혜자; 김정희; 안춘순; 송경헌; 한영숙

화학처리에 의한 케나프 섬유인 물리적 특성인 변화
The Change of Physical Characteristics of Kenaf Fiber by the Chemical Processes 원문보기

한국의류학회지 = Journal of the Korean Society of Clothing and Textiles, v.30 no.7 = no.155, 2006년, pp.1025 - 1033

유혜자 (서원대학교 의류학과) , 이혜자 (한국교원대학교 가정교육과) , 김정희 (서원대학교 의류학과) , 안춘순 (인천대학교 패션산업학과) , 송경헌 (배재대학교 의류학과) , 한영숙 (제주 신성여자고등학교)

Abstract ▼ AI-Helper

Kenaf bast can be obtained by decortication of Kenaf stem. Kenaf fibers are much more rough than cotton fiber because they include impurities as pectin, lignin and hemicellulose besides cellulose. The purpose of this research is to investigate the distribution of kenaf fiber length and diameter during the processes of removing impurities. To remove pectin, kenaf bast was retted chemically. A half of the retted kenaf fiber bundle were scoured and bleached. The other half one were treated with $NaClO_2$ solution to remove lignin, and were treated with sodium hydroxide solution to remove hemicellulose. Four kinds of specimens that were obtained for investigating physical characteristics. Length and diameter of 100 fibers on each specimen was measured. The tensile strength of 100 fiber bundles were measured. And also the color values of them were measured with spectrocolorimeter. The length of retted kenaf fiber was 16.97cm. Then it decreased to 11.43cm after bleaching. Kenaf fiber bundles could be finer by chemical processes that remove non-cellulosic materials. The thickness of retted fiber was $132{\mu}m$. And after undergoing the chemical processes to remove non-cellulosic materials, the thickness of kenaf fiber became finer as $73{\mu}m$. Tensile strength of the retted kenaf fiber bundles was 11.37Mpa. The retted kenaf fiber lost their strength as 22.6% by bleaching and as 18.3% by treatment for removing lignin. The retted kenaf fiber showed low whiteness as 56.48 of L*value. After bleaching, the kenaf fibers have creamy white color and their whiteness got 90.02 of L*value. After the treatment for removing hemicellulose, the kenaf fibers also have creamy white color and their whiteness got L* value of 79.02.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

물리적 특성의 변화는 반복 측정에 의해 검토하게 되는데, 통계적 고찰 뿐 아니라 좀더 세밀 한 검토를 위해 각 과정에서의 길이, 굵기, 강도 등에 대해 각각 100개씩의 측청치를 얻은 후 전체적인 분포를 고찰하였다. 본 연구를 통해 케나프 줄기의 껍 질이 섬유로 사용되기 위해 거치는 화학공정에서 여러 단계별로 얻어지는 케나프 섬유의 물리적 특성을 보다 철저히 파악함으로써 향후 균제도, 강도, 색상 등에서 보다 균일한 섬유를 얻어 품질을 향상시키기 위한 기초 자료로 삼고자 한다.
본 연구에서는 케나프 섬유번들이 레팅, 정련, 표 백, 리그닌 제거, 헤미세룰로오스 제거 등을 위한 화 학공정들을 거치면서 섬유의 길이, 굵기, 강도 등의 물리적 특성이 어떻게 변하는지, 그 변화를 살펴보고 자 하였다. 물리적 특성의 변화는 반복 측정에 의해 검토하게 되는데, 통계적 고찰 뿐 아니라 좀더 세밀 한 검토를 위해 각 과정에서의 길이, 굵기, 강도 등에 대해 각각 100개씩의 측청치를 얻은 후 전체적인 분포를 고찰하였다.

제안 방법

"4종류의 시료 A, B, C, D 각각에 대해 100개씩 측정한 섬유의 길이를 3cm에서 30cm까지의 범위에서 0.5cm 간격으로 설정한 범위에 해당되는 돗수를 산 출해서 분포도를 그려 에 나타냈다."
4종류의 시료 A, B, C, D 각각에 대해 100개씩 측정한 섬유의 굵기를 40pim에서 260um까지의 범위에서 l(mm 간격 에 해당되는 돗수를 산줄해서 분포도를 그려

각 화학적 처리를 한 케나프 섬유들의 색채를 분광 측색계를 이용하여 표면색을 측정하고 CIE 표색치인 L*, a*, b*와 Munsell Values 인 색상, 명도와 채도로 나타냈다.

레팅, 정련 표백, 리그닌 제거, 헤미셀룰로오스 제거의 화학적 처리를 거쳐 얻어진 4종류의 시료 A, B, C, D 각각에 대해 100개의 섬유의 굵기를 측정하고 그 결과를에 나타냈다.

레팅, 표백 등 화학적 처리를 거쳐 얻어진 4종류의 시료 A, B, C, D 각각에 대해 100개의 길이를 측정하고 그 결과를 에 나타냈다.

본 연구에서는 케나프 섬유번들이 레팅, 정련, 표 백, 리그닌 제거, 헤미세룰로오스 제거 등을 위한 화 학공정들을 거치면서 섬유의 길이, 굵기, 강도 등의 물리적 특성이 어떻게 변하는지, 그 변화를 살펴보고 자 하였다. 물리적 특성의 변화는 반복 측정에 의해 검토하게 되는데, 통계적 고찰 뿐 아니라 좀더 세밀 한 검토를 위해 각 과정에서의 길이, 굵기, 강도 등에 대해 각각 100개씩의 측청치를 얻은 후 전체적인 분포를 고찰하였다. 본 연구를 통해 케나프 줄기의 껍 질이 섬유로 사용되기 위해 거치는 화학공정에서 여러 단계별로 얻어지는 케나프 섬유의 물리적 특성을 보다 철저히 파악함으로써 향후 균제도, 강도, 색상 등에서 보다 균일한 섬유를 얻어 품질을 향상시키기 위한 기초 자료로 삼고자 한다.

섬유다발에서 분리된 섬유가닥을 수작업으로 시료 군마다 각각 100개씩 취하여 60cmx40cm의 검은 색 종이판 위에 놓고 양 끝을 투명테 이프로 고정시켰다. 자를 이용해 길이 (cm)를 측정 하고 소수점 이하 두 자 리로 나타냈다.

레 팅 이 완료된 케나프를 5%(owf) NaOH, l%(owf) NazSiCh와 1%(owD KS 표준비누의 수용액에서 3시간 동안 끓여서 정련하였다. 정련 처리한 케나프 섬유를 5%(owf) H₂O₂, 14%(owf) NazSiCh, 1% (owf) Triton X-100 의 혼합 수용액에서 액비 1:50으로 85℃를 유지 하면서 1시간 동안 처 리하여 표백한 후 물로 세척 하고 자연 건조하였다(이후는 시료, B, 로 지칭함).

화학적 공정은 두 종류로 분류해서 처리하였으며, 한 종류는 레팅과 표백으로 이어지는 공정이고 다른 종류는 레팅, 리그닌 제거, 헤미셀룰로오스 제거로 이 어지는 공정 이었다.

대상 데이터

제주도 제주시 삼양동 소재의 밭에서 2004년 6월 10일부터 9월23일까지 재배한 110DAP(Days after Plantation)인 케나프를 실험에 사용하였다. 수확한 케나프 줄기로부터 껍질을 벗겨서 속대를 분리해낸 후 인피(껍질)부분을 사용하였다.

데이터처리

길이, 굵기, 강도의 측정치들은 통계적으로 처리하여 평균, 표준편차, 변동계수 등을 고찰하였으며 각 측정 치들의 분포를 그래프로 그려 고찰하였다.

성능/효과

길이의 최소값과 최대값 사이를 공정별로 각각 5단 계로 분류할 경우, 각각 간격이 레팅에서는 5cm, 리그 닌을 제거하는 공정에서는 3cm, 헤미셀룰로오스를 제거하는 공정에서는 2cm, 정련 및 표백의 공정에서는 3cm로 나타났다. <Fig.

43cm로 33% 저하되었으며 굵기는 21% 정도 가늘 어졌다. 레팅 후 NaCICh로 탈리그닌 처리를 한 경우도 132um이였던 굵기가 lOlfim로 약 23% 정도 가늘어져 정련 표백을 한 경우와 비슷하게 나타났다. 탈헤미 셀룰로오스 처리 후에는 73um로 가늘어져 레팅 시료의 55%에 해당되는 굵기이다.

레팅 후 시료의 굵기의 평균은 132p_m이며 변동계 수는 41.67%로 길이의 변동계수보다 매우 크게 나타났다. 이는 섬유번들 사이의 펙틴의 제거가 불균일하기 때문으로 판단되며 이 후의 반응이 진행되면서 변 동계수는 줄어드는 것으로 나타났다.

화학공정을 거치면서 섬유들이 점차 짧아지는 것을 볼 수 있다. 레팅 후 정련, 표백이나 리그닌 제거 공정을 거친 Specimen B와 C의 경우 레팅만을 거친 Specimen A에 비해 많이 짧아졌으며 헤미셀룰로오 스 제거공정을 거친 Specimen D는 7.1cm~9.0cm 정도로 많이 짧아져 Specimen A의 반 정도로 되었다.

레팅과 리그닌 제거공정을 거친 Specimen C는 세 섬화가 많이 일어나지 않아 굵기 저하가 크게 나타나 지 않으나, 헤미셀룰로오스를 제거한 후에는 50um ~70um정도로 많이 가늘어져 세섬화가 일어나는 것을 알 수 있다. 정련 및 표백에 의해서도 균일한 굵기를 나타내 었으나 역시 세섬화는 크게 나타나지 않았다.

02로 각각 향상되고 채도도 향상되며 색상은 노란 크림색으로 변화된다. 리그닌 제거공정 은 색상에는 거의 영향을 미치지 않았으며 헤미셀룰 로오스 제거공정을 거친 후에는 백도 향상 효과가 있어 L값이 79.02로 나타났으나 정련, 표백 시료에는 미치지 못했다.

02로 각각 향상되었으며 채도도 향상되고 색상은 노란 크림 색으로 변화된다. 리그닌 제거공정은 색상변화는 거의 나타나지 않아 Specimen A와 C의 색상은 색상의 모든 값들도 비슷하게 나타났으나 헤미셀룰로오스 제거 공정을 거친 후에는 백도 향상 효과가 있어 L값이 79.02로 나타났다.

후속연구

케나프 줄기의 껍질이 섬유로 사용되기 위해 여러 단계로 화학공정을 거치게 되는데, 각 공정에서 얻어 지는 케나프 섬유들의 균제도, 강도, 색상 등의 물성 이 균일해야만 상업화를 이룰 수 있다. 따라서 케나 프 섬유의 여러 물성의 분포를 보다 세밀하게 검토한 기초 자료로서 품질 향상을 위한 기여가 될 것으로 판단된다.

본문요약 정보가 도움이 되었나요? 예 아니오

참고문헌 (18)

박종문, 김인환. (1965). Genus Hibiscuc의 품종에 관한 연구. 농사시험연구보고, 8(1), 49-55

상세보기

이혜자, 한영숙, 유혜자, 김정희, 송경헌, 안춘순. (2003). 케나프 섬유 분리에 대한 화학적 레팅 효과. 한국의류학회지, 27(9/10), 1144-1152

원문보기 상세보기

이혜자, 안춘순, 김정희, 유혜자, 한영숙, 송경헌. (2004a). 효소레팅에 의한 케나프 섬유의 분리. 한국의류학회지, 28(7), 873-881

원문보기 상세보기

이혜자, 안춘순, 김정희, 유혜자, 한영숙, 송경헌. (2004b). 케나프/레이온 혼방직물의 특성에 관한 연구. 한국의류학회지, 28(9/10), 1282-1291

원문보기 상세보기

한영숙, 유혜자, 이혜자, 이전숙, 김정희, 송경헌, 안춘순. (2003) 국내 재배 케나프를 이용한 의류소재개발연구. 한국의류학회지, 27(7), 862-871

원문보기 상세보기

Abbott, T. P. (2000). New uses for kenaf. Agricultural Research Magazine, August, 14-15

Abou-Zeid, N. Y., Higazy, A., & Hebeish, A. (1984). Gragt copolymreization of styrene, methylmethacrylate and acrylonitril onto jute fibers. Die Angewandte Makromolekuare Chemie, 121, 69-87

상세보기

Bel-Beiger, P., Hoven, T. V., Ramaswamy, G. N., Kimmel, L., & Boylston, E. (1999). Textile technlolgy-cotton/kenaf fabrics: A viable natural fabrics. The Journal of Cotton Science, 3, 60-70

Clerk T. F., Nelson G. H., Nieschlag H. J., & Wolff, I. A. (1962). A search for new fiber crops. Tappi, 45(10), 780-786

Kugler, D. E. (1990). Non-wood fiber crops: Commercialization of kenaf for newsprint, advances in new crops. Timber Press, Portland, OR, USA, 289-292

Morrison, W. H., Akin, D. E., Ramaswamy, G. N., & Baldwin, B. (1996). Evaluating chemically retted kenaf using chemical, histochemical and micro spectrophotometric analysis. Textiles Res. J., 66(10), 651-656

상세보기

Parikh, D. V., Calamari, T. A., Sawheney, E. J., Blenchard, & F. J. Screen. (2002). Improved chemical retting of kenaf fibers. Textiles Res. J., 72(7), 618-624

상세보기

Ramaswamy, G. N. & Boyd Catherine, R. (1995). Kenaf/cotton blend for textiles. Family and Consumer Sciences Research Journal, 424(2), 180-190

Ramaswamy, G. N. & Easter, E. P. (1997). Durability and aesthetic properties of kenaf/cotton blend fabrics, Textiles Res. J., 67(11), 803-808

상세보기

Ramaswamy, G. N., Ruff, C. G., & Boyd, C. R. (1994). Effect of bacterial and chemical retting on kenaf fiber quality. Textiles Res. J., 64(5), 305-308

상세보기

Ramaswamy, G. N. & Stephanie, C. (1995). Uniformity and softness of kenaf fibers for textile products. Textiles Res. J., 65(12), 765-770

상세보기

Tao, W. & Calamari, T. A. (1999). Preparing and charaterizing kenaf/cotton blended fabrics. Textiles Res. J., 69(10), 720-724

상세보기

Wang, J. & Ramaswamy, G. N. (2003). One-step processing and bleaching of mechanically seperated kenaf fibers: Effects on physical and chemical propertieds. Textiles Res. J., 73(4), 339-344

상세보기

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증