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문제 정의
- 이상의 실험 결과, 리넨에 혼방 편성 시 폴리에스터보다 대나무 섬유를 혼방함으로써 필링저항성 및 드레이프성 등의 외관적 특성이 개선되었으며, 리넨 섬유의 쾌적성이 대나무 섬유 혼방 후에도 유지 및 향상되었다. 본 실험을 통해 소재 특성에 맞는 편성물 제조를 위한 자료를 제시함으로써, 쾌적성이 향상된 새로운 니트 소재의 가능성을 확인하였다.
- 이에 본 연구의 목적은 리넨/대나무 혼방 편성물을 기존 리넨/폴리에스터 편성물과 비교함으로써, 리넨/대나무 혼방 니트웨어 소재 개발을 위한 물성 및 외관과 쾌적성 데이터를 제공하고 친환경 쾌적 소재인 리넨 원사에 대나무 섬유를 혼방한 편성물의 춘하용 고부가가치 니트 소재로서의 가능성을 확인하고자 한다.
제안 방법
- 공기투과도는 단위시간에 단위면적을 통과하는 공기량으로, KS K 0570에 준해 Air Permeability Tester(Sung-shin Testing M.C. Co., Korea)를 사용하여 5회 측정 후, 평균값을 구하였다.
- 리넨 원사에 대나무 섬유를 혼방하여 새로운 춘하용 니트웨어 소재를 개발하고자 리넨에 대나무 원사를 합사 후 편직하여 기존의 리넨/폴리에스터 니트와 비교한 결과는 다음과 같다.
- 리넨 혼방 편성물의 기본 특성을 평가하기 위해 코스 방향과 웨일 방향의 밀도, 커버팩터, 편환 길이, 시료의 단위무게, 두께를 측정하였다. [Table 3]은 시료의 기본 특성을 나타낸 것이다.
- 리넨 혼방 편성물의 물성은 기공도, 파열강도를 측정하여 평가하였다.
- 리넨 혼방 편성물의 외관 및 내구성은 신장회복률, 드레이프성, 필링저항성을 측정하여 평가하였다.
- 리넨 혼방 편성물의 쾌적성은 공기투과도, 접촉냉온감, 열전도도, 수분율 및 투습도를 측정하여 평가하였다.
- )을 사용하여 시료의 표면온도보다 높은 유한 열량의 열원판을 시료에 접촉시킨 후 초기에 생기는 순간적인 열흡수량의 최대치인 qmax를 측정하여 냉온감의 척도로 하였다. 본 측정에서는 시료 표면의 온도를 20oC로 유지하였고, 피부온도와의 차이를 고려하여 열원판과 시료의 온도차를 10oC로 하였다. 시료에 대한 열원판의 접촉압은 10gf/cm2로 일정하게 하였으며, 각 시료에 대하여 10회 측정하여 평균값을 구하였다.
- 본 측정에서는 시료 표면의 온도를 20oC로 유지하였고, 피부온도와의 차이를 고려하여 열원판과 시료의 온도차를 10oC로 하였다. 시료에 대한 열원판의 접촉압은 10gf/cm2로 일정하게 하였으며, 각 시료에 대하여 10회 측정하여 평균값을 구하였다.
- 5]는 리넨 혼방 편성물의 편성 시 섬유 종류와 편성조직에 따른 공기투과도 측정 결과이다. 싱글편은 공기투과도 값이 측정 범위 밖에 있는 것으로 나타나 측정이 불가능하였으므로 제외하고, 더블편의 공기투과도만 측정하여 비교하였다. 공기투과도 값은 LB > L = B> LP > BP > P의 순으로 나타나 LB가 가장 우수하였고 P의 공기투과도가 가장 낮았다.
- 연구내용은 시료 편성을 위한 원사로 리넨 100%, 대나무 100%, 폴리에스터 100% 원사를, 리넨/대나무 50/50%, 리넨/폴리에스터 50/50%, 대나무/폴리에스터 50/50%로 합사하여 사용하였다. 편성물의 조직은 싱글편, 더블편 두 가지로 편직 후 외관과 쾌적성 중심의 물성 비교를 통해 고급 니트 소재로서의 가능성을 평가하였다.
- 열전도도의 측정은 KES-F System(Thermo Labo II; Kato Tech Co., LTD.)을 사용하여 2매의 동판 즉, 열원판과 냉각 배스 사이에 시료를 삽입하여 온도를 일정하게 유지시켰다. 이 때 열원의 일정 온도 유지를 위해 필요한 열량과 시료 양면의 온도차를 측정하여 [Eq.
- )을 사용하여 2매의 동판 즉, 열원판과 냉각 배스 사이에 시료를 삽입하여 온도를 일정하게 유지시켰다. 이 때 열원의 일정 온도 유지를 위해 필요한 열량과 시료 양면의 온도차를 측정하여 [Eq. 5]에 의해 열전도도를 구하였다.
- 접촉냉온감은 KES-F System(Thermo Labo II; Kato Tech Co., LTD.)을 사용하여 시료의 표면온도보다 높은 유한 열량의 열원판을 시료에 접촉시킨 후 초기에 생기는 순간적인 열흡수량의 최대치인 qmax를 측정하여 냉온감의 척도로 하였다. 본 측정에서는 시료 표면의 온도를 20oC로 유지하였고, 피부온도와의 차이를 고려하여 열원판과 시료의 온도차를 10oC로 하였다.
- 연구내용은 시료 편성을 위한 원사로 리넨 100%, 대나무 100%, 폴리에스터 100% 원사를, 리넨/대나무 50/50%, 리넨/폴리에스터 50/50%, 대나무/폴리에스터 50/50%로 합사하여 사용하였다. 편성물의 조직은 싱글편, 더블편 두 가지로 편직 후 외관과 쾌적성 중심의 물성 비교를 통해 고급 니트 소재로서의 가능성을 평가하였다.
대상 데이터
- 편사의 특성은 [Table 1]과 같다. 시료 제작 시 리넨 100%(리넨 2올, 이하 L), 대나무 100%(대나무 4올, 이하 B), 폴리에스터 100%(폴리에스터 4올, 이하 P), 리넨/대나무 50/50%(리넨 1올/대나무 2올, 이하 LB), 리넨/폴리에스터 50/50%(리넨 1올/폴리에스터 2올, 이하 LP), 대나무/폴리에스터 50/50%(대나무 2올/폴리에스터 2올, 이하 BP)으로 합사하여 사용하였다.
- 시료 제작 시 편성물의 조직은 [Table 2]에 나타난 바와 같이 싱글편과 더블편 두 가지로, 싱글편은 평편(이하 S)으로, 더블편은 리브편(이하 D)으로 편직하였다. 시료 제작을 위한 편기는 12GG의 V-bed knitting machine (SYC.
- 시료 제작을 위한 원사는 리넨 100%, 대나무 100%, 폴리에스터 100% 방적사를 합사하여 편직에 사용하였고, 리넨 1올은 대나무 원사 2올, 폴리에스터 원사 2올과 동일한 굵기였다. 편사의 특성은 [Table 1]과 같다.
- 시료 제작 시 편성물의 조직은 [Table 2]에 나타난 바와 같이 싱글편과 더블편 두 가지로, 싱글편은 평편(이하 S)으로, 더블편은 리브편(이하 D)으로 편직하였다. 시료 제작을 위한 편기는 12GG의 V-bed knitting machine (SYC., Korea)을 사용하였다. 싱글편의 편성장력은 gauge dial 7, 더블편의 편성장력은 gauge dial 5로 고정하였다.
- 반면 폴리에스터는 쾌적성이 낮고 생분해되지 않아 환경친화적이지 않은 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 새로운 리넨 혼방 니트 소재를 제안하기 위해 최근 친환경 쾌적 소재로 환영받는 대나무 섬유를 니트 원사 소재로 선정하였다. 대나무 섬유는 비스코스나 모달 같은 재생섬유로서 부드러운 촉감, 우수한 드레이프, 높은 통기성, 흡습성 등의 장점을 가지고 있다(Chidambaram et al.
데이터처리
- 커버팩터는 KS K 0815에 준해 산출하였다. 두께는 KS K 0506에 준하여 0.01mm까지 식별이 가능한 Thick-ness gauge(Mitutoyo, Japan)로 5회 측정 후, 평균값을 구하였다.
- 드레이프성은 KS K 0815에 준해 Drape Tester(Sung-shin Testing M.C. Co., Korea)를 사용하여 시험편의 앞뒤에 대한 드레이프 계수를 산출[Eq. 4]하여 그 평균값을 구하였다.
- 수분율은 Moisture Analyzer(Mettler-Toledo LTD., Swi-tzerland)를 사용하여 10회 측정 후, 평균값을 구하였다.
이론/모형
- 기공도는 KS K 0815에 준해 [Eq. 2]에 따라 소수점이하 첫째 자리까지 산출하였다.
- 밀도는 KS K 0512에 준하여 5cm 내 코스 수와 웨일 수를 5회 측정하여 평균값을 구한 후, 1cm 내의 코스 수와 웨일 수로 환산하였다. 무게는 KS K 0815에 준하여 측정하였다. 편환 길이는 KS K 0815에 준하여 적당 구간의 실을 5가닥 이상 풀어서 초하중을 가하여 길이를 측정한 후, [Eq.
- 밀도는 KS K 0512에 준하여 5cm 내 코스 수와 웨일 수를 5회 측정하여 평균값을 구한 후, 1cm 내의 코스 수와 웨일 수로 환산하였다. 무게는 KS K 0815에 준하여 측정하였다.
- 신장회복률은 KS K 0815 중 A법(일정신장법)에 준해 Tensile Testing Machine(Asia Test Machine Co., Korea)을 사용하여 30% 인장 후 1분 동안 방치한 다음 동일 속도로 신장 전 위치로 회복하고 하중을 제거하여 3분 동안 방치하는 조작을 일정 횟수 되풀이하여, [Eq. 3]에 따라 계산하였다.
- 커버팩터는 KS K 0815에 준해 산출하였다. 두께는 KS K 0506에 준하여 0.
- 투습성은 KS K 0815에 준해 Upright cup method로 측정하여 [Eq. 6]에 따라 계산하였다.
- 파열강도는 KS K 0351에 준해 Pressure Bursting Te-ster(Sungshin Testing M.C. Co., Korea)를 사용하여 5회 측정 후, 평균값을 구하였다.
- 무게는 KS K 0815에 준하여 측정하였다. 편환 길이는 KS K 0815에 준하여 적당 구간의 실을 5가닥 이상 풀어서 초하중을 가하여 길이를 측정한 후, [Eq. 1]에 따라 편환 길이를 계산하여 그 평균값을 소수점 이하 둘째 자리까지 표시하였다.
- 필링저항성은 KS K ISO 12945-1에 준해 Pilling Re-sistance Tester(Sungshin Testing M.C. Co., Korea)를 사용하여 16,000회 회전한 후, 필링상태를 표준 사진과 비교하여 판정 · 평가하였다.
성능/효과
- 1. 기공도는 리넨 100%에 비해 대나무, 폴리에스터의 혼방으로 갈수록 낮아졌다.
- 2. 드레이프성은 싱글편과 더블편 모두 대나무 섬유가 우수하였으며, 혼방 시에는 대나무 섬유 혼방 시료가 우수하였다. 필링저항은 싱글편의 경우 리넨 100%와 대나무 100%가 우수하였고, 더블편은 리넨 100%의 필링 저항이 우수하였으며, 혼방 시에는 리넨/대나무 혼방 시료가 우수하였다.
- 3. 공기투과도는 리넨/대나무 혼방 시료가 가장 컸으며, 접촉냉온감은 대나무 섬유가 혼방됨에 따라 높아졌다. 열전도도는 싱글편과 더블편 모두 리넨 시료가 가장 높았으며 혼방 시에는 리넨/폴리에스터보다 리넨/대나무의 열전도도가 높게 나타났다.
- 싱글편의 경우 B는 90% 이상의 높은 값을 나타냈다. L은 가장 낮은 신장회복률을 나타냈으나 LB 및 LP는 향상된 신장회복률을 보여주었으며, 이 결과는 리넨에 폴리에스터나 대나무 섬유를 혼방할 경우 신장회복률이 개선되는 효과를 기대할 수 있을 것으로 생각된다.
- 공기투과도 값은 LB > L = B> LP > BP > P의 순으로 나타나 LB가 가장 우수하였고 P의 공기투과도가 가장 낮았다.
- 대나무와 폴리에스터 혼방 시 B > BP > P로 나타나, 대나무보다 폴리에스터의 기공도가 낮은 것으로 나타났다.
- 대나무와 폴리에스터 혼방 시 B > BP > P로 나타나, 대나무보다 폴리에스터의 기공도가 낮은 것으로 나타났다. 더블편은 싱글편에 비해 기공도가 작은 경향을 보이나 LP의 경우 더블편이 싱글편보다 기공도가 큰 것으로 나타났다. 이는 다른 시료에 비해 싱글편과 더블편의 두께 차가 크게 나기 때문으로 생각된다(Table 3).
- 더블편의 기공도는 리넨에 대나무 혼방 시 L > LB > B의 순으로 나타나 대나무 함량이 높아질수록 낮아졌으며, 리넨에 폴리에스터 혼방 시 L > LP> P의 순으로 나타나 폴리에스터 함량이 높아질수록 기공도가 낮아지는 것으로 나타났다.
- 편환 길이는 유의한 차이 없이 비슷하게 나타났다. 무게는 폴리에스터가 혼방된 시료에서 높은 것으로 나타났으나 유의한 차이는 아니었으며, 두께는 평편에 비해 리브편이 현저히 두꺼운 것으로 나타났다. 이는 표환과 이환이 중첩되는 리브편의 특성과 관련되는 것으로(Yea & Song, 2011), 리넨 100% 시료인 LS와 LD에서 싱글편과 더블편의 두께차가 가장 큰 것으로 나타났다.
- 본 실험 결과, 리넨에 혼방 편성 시에는 폴리에스터보다는 대나무 섬유를 혼방함으로써 리넨의 높은 열전도도를 유지하는 쾌적한 편성물을 제조할 수 있을 것으로 생각된다.
- 본 실험 결과, 리넨에 혼방 편성 시에는 폴리에스터보다는 대나무 섬유를 혼방함으로써 흡수성이 높아 쾌적한 편성물을 제조할 수 있을 것으로 생각된다.
- , 2000). 본 실험에서 폴리에스터는 편환 길이가 길어 엉성한 포를 형성하고 있으며 파열강도가 큰 것으로 나타났다. 이 결과는 섬유의 종류와 편성물의 조밀도에 기인하는 것으로 생각되며, 편성물의 필링은 포의 밀도와 관련된다고 보고한 Busiliene et al.
- 열전도도는 싱글편과 더블편 모두 리넨 시료가 가장 높았으며 혼방 시에는 리넨/폴리에스터보다 리넨/대나무의 열전도도가 높게 나타났다. 수분율은 싱글편과 더블편 모두 폴리에스터에 비해 대나무 시료의 수분율이 높았다.
- , 2000). 시료의 커버팩터는 평편과 리브편 모두 섬유 조성에 따른 차이가 크지 않은 것으로 나타났다.
- 8]은 리넨 혼방 편성물의 편성 시 섬유 종류와 편성조직에 따른 수분율 측정 결과이다. 싱글편과 더블편 모두 B의 수분율이 높게 나타났으며 LB와 L의 수분율 값은 B보다 낮게 나타났고, P의 수분율은 가장 낮은 것으로 나타났다. 수분율이 적은 섬유로 만든 피복은 세탁 후 쉽게 마르고 형체 안정성이 대체로 좋아서 다림질을 필요로 하지 않는 등 관리상 편리한 점이 있는 반면, 흡습성과 투습성이 낮아 위생상 좋지 못하다(Kim, 2009).
- 7]은 리넨 혼방 편성물의 편성 시 섬유 종류와 편성조직에 따른 열전도도 측정 결과이다. 싱글편과 더블편 모두 L의 열전도도가 가장 높았고, B, P의 순으로 낮았으며 리넨에 혼방 편성 시 LP보다 LB의 열전도도가 더 높은 것으로 나타났다. 이는 공기투과도와 같은 경향으로, 일반적으로 섬유의 열적 특성은 섬유 자체의 열전도율에 영향을 받기 때문에 열전도율이 큰 섬유가 시원하지만, 포의 열전도도는 열전도가 매우 낮은 공기를 함유하는 함기율에 영향을 받기 때문으로 생각된다(Kim, 2009).
- 접촉냉온감은 대나무 섬유가 혼방됨에 따라 높아지는 경향을 나타냈으며, 이는 대나무 섬유가 혼방됨에 따라 포가 조밀하고 표면헤어가 감소하였기 때문이다. 싱글편과 더블편의 냉온감 차이는 B와 LP에서 크게 나타났으며, LB의 경우 편성조직에 관계없이 고르게 나타났다. 이 결과로 리넨에 혼방 시 폴리에스터보다 대나무 섬유를 혼방함으로써 편성물의 냉온감을 높여주어 쾌적성을 높일 수 있을 것으로 생각된다.
- (2011)의 결과와 일치한다. 싱글편과 더블편의 필링저항은 모두 편환 길이가 짧은 것으로 나타난 L, LB, B가 높게 나타나고 편환 길이가 길게 나타난 P가 낮게 나타났다. 편환 길이가 짧아지고 포의 조밀도가 증가할 때 필링저항이 증가한다고 보고한 Gykyte et al.
- 싱글편의 기공도는 L > B ≥ P의 순으로 감소하여, 리넨 100%가 가장 우수하였고 폴리에스터 100%가 가장 낮았다.
- 공기투과도는 리넨/대나무 혼방 시료가 가장 컸으며, 접촉냉온감은 대나무 섬유가 혼방됨에 따라 높아졌다. 열전도도는 싱글편과 더블편 모두 리넨 시료가 가장 높았으며 혼방 시에는 리넨/폴리에스터보다 리넨/대나무의 열전도도가 높게 나타났다. 수분율은 싱글편과 더블편 모두 폴리에스터에 비해 대나무 시료의 수분율이 높았다.
- 이 결과는 폴리에스터가 혼방된 편성물은 통기성이 좋지 않음을 보여주는 것이므로, 리넨에 혼방 시 폴리에스터보다 대나무 섬유를 혼방하는 것이 편성물의 쾌적성을 좋게 만들 것으로 생각된다.
- 싱글편과 더블편의 냉온감 차이는 B와 LP에서 크게 나타났으며, LB의 경우 편성조직에 관계없이 고르게 나타났다. 이 결과로 리넨에 혼방 시 폴리에스터보다 대나무 섬유를 혼방함으로써 편성물의 냉온감을 높여주어 쾌적성을 높일 수 있을 것으로 생각된다.
- 이상의 결과, 리넨 혼방 편성물 제조 시, 리넨에 대나무 섬유 혼방은, 리넨에 폴리에스터를 혼방하는 경우에 비해 필링저항이 높아 외관적 성능이 우수한 제품을 제조할 수 있을 것으로 생각된다.
- 이상의 실험 결과, 리넨에 혼방 편성 시 폴리에스터보다 대나무 섬유를 혼방함으로써 필링저항성 및 드레이프성 등의 외관적 특성이 개선되었으며, 리넨 섬유의 쾌적성이 대나무 섬유 혼방 후에도 유지 및 향상되었다. 본 실험을 통해 소재 특성에 맞는 편성물 제조를 위한 자료를 제시함으로써, 쾌적성이 향상된 새로운 니트 소재의 가능성을 확인하였다.
- 드레이프성은 싱글편과 더블편 모두 대나무 섬유가 우수하였으며, 혼방 시에는 대나무 섬유 혼방 시료가 우수하였다. 필링저항은 싱글편의 경우 리넨 100%와 대나무 100%가 우수하였고, 더블편은 리넨 100%의 필링 저항이 우수하였으며, 혼방 시에는 리넨/대나무 혼방 시료가 우수하였다.
- 필링저항은 편성조직과 관계없이 L > LB > B > LP ≥ BP > P의 순으로 나타나 리넨 100%와 대나무 100%의 필링저항이 매우 우수한 반면, 폴리에스터와 혼방 시 필링저항이 낮아지는 것으로 나타났고 폴리에스터 100%인 P의 필링 저항성이 가장 낮았다.
후속연구
- , 2011). 따라서 대나무 소재는 리넨과 혼방 사용 시, 기존의 리넨/폴리에스터 니트의 한계를 보완할 수 있을 것으로 기대된다.
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