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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 폴리에스터/스판덱스 편성물을 다양한 세탁조건으로 반복 세탁하여 스트레치성 편성물의 형태안정성과 역학적 특성 및 태 변화를 분석하고 비교함으로써 최적의 세탁조건을 도출하고자 한다.
제안 방법
- 0의 직교회전을실시하였으며, Table 4의 9가지 세탁조건이 도출되었다. 9가지세탁조건으로 가정용 드럼세탁기(SEW-HAR149AUW, 삼성전자, 한국)를 사용하여 세탁하였다. 이때 세탁은 20분, 운전률50%, 세탁 후 탈수안함 코스로 설정하고, 25회 반복 세탁하였다.
- KES-FB system(Kawabata Evaluation System, Kato Tech. Co. Ltd., Japan)을 이용하여 인장, 굽힘, 전단, 표면, 압축특성 등의 역학적 특성치 및 hand value(H.V)를 산출하였다. 이때 H.
- KS K 0506에 따라서 미처리, 1회, 5회, 10회, 25회 세탁한편성물 등 각 5매의 두께를 측정하였다.
- KS K 0514에 따라서 미처리, 1회, 5회, 10회, 25회 세탁한편성물 각 3매를 칭량병에 넣어 표준상태(RH 65%, 20oC)의 항온 항습기에서 24시간 방치한 후 각 시료의 무게를 측정하였다.
- 이때 세탁은 20분, 운전률50%, 세탁 후 탈수안함 코스로 설정하고, 25회 반복 세탁하였다. 더미를 이용하여 세탁물의 무게를 맞추었고, 세탁 후 자연건조하였다.
- 미처리 및 25회 세탁한 편성물의 변화를 관찰하기 위하여 입체현미경(Video microscope system ICS-305B, Sometech co.,한국)을 이용하여 편성물의 표면을 관찰하였다.
- 반복세탁과 세탁조건에 따른 폴리에스터/스판덱스 편성물의 역학적 특성은 Table 6과 같다. 미처리, 1, 5, 10, 25회 반복세탁한 시료의 역학적 특성을 측정하였으나, 세탁횟수에 따른 역학적 성질의 변화가 적어 미처리와 25회의 측정값만 제시하였다. 신장성(Extension, EM)이 클수록 잘 늘어남을, 단위면적당 인장 에너지(Tensile energy, WT)가 클수록 변형이 잘되고 작을수록 인장이 용이하지 않으며, 인장 레질리언스(Tensile resilience, RT)가 클수록 인장에 대한 회복성이 우수함을 의미한다(Roh & Oh, 2015).
- 반복세탁과 다양한 세탁조건에 따른 폴리에스터/스판덱스 편성물의 형태안정성, 역학적 특성과 태 평가를 실시하였으며, 그결과는 다음과 같다.
- 반복세탁과 세탁조건에 인한 폴리에스터/스판덱스 편성물의 태평가치를 얻기 위하여 KES-FB system에 의해 측정한 역학 특성치를 이용하여 KOSHI(stiffness, 강연도), NUMERI(smoothness,유연도), FUKURAMI(fullness and softness, 풍유도)와 T.H.V를 산출하였다(Table 7). KOSHI는 소재를 손으로 쥐었을 때 느끼는 반발성·탄성·레질리언스를 종합해서 표현되며, 굽힘특성·전단특성·두께·무게의 영향을 받는다.
- 반복세탁에 의한 폴리에스터/스판덱스 편성물의 형태안정성에 영향을 미치는 세탁요인을 파악하기 위하여, 세제, 경도, 온도, RPM에 따른 웨일과 코스 방향의 변형률 변화를 살펴보았다(Fig. 2). 그 결과, 세제로 인한 편성물의 변형률에서 차이가 가장 큰것으로 나타났다.
- 50×50cm의 시험편 안에 35cm 간격으로 네 지점에 마크하고, 두 지점사이를 이등분한 위치에 중간 지점에 또 마크하였다. 세탁 후웨일과 코스 방향의 각 두 점 간의 거리를 각각 측정한 후, 다음 식에 따라 변형률을 계산하였다.
- , 2010; Roh & Kim, 2010). 세탁기의 표준 코스를 기준으로선정하고, 각 인자의 단계를 세분화시켰다. 세제는 시판하는 세제를 사용하였으며, 세제의 성분은 Table 3과 같다.
- 폴리에스터/스판덱스 편성물의 반복세탁에 의한 표면상태의변화를 관찰하기 위하여 입체현미경을 사용하였다. 그 결과, Fig.
대상 데이터
-
1. 시료
시판하는 폴리에스터/스판덱스 위편성물을 사용하였으며, 시료 특성은 Table 1과 같다
.
데이터처리
- 측정된 데이터는 SPSS 18.0을 사용하여 기술통계, ANOVA, Duncan의 다중범위검증을 사용하여 분석하였다.
이론/모형
- ISO 3759 (Textieles-Preparation, making and measuring of fabric specimens and garments in test for determination of dimensional change)에 준하여 형태안정성을 평가였다. 50×50cm의 시험편 안에 35cm 간격으로 네 지점에 마크하고, 두 지점사이를 이등분한 위치에 중간 지점에 또 마크하였다.
성능/효과
- 미처리 편성물의 웨일 방향 EM, WT와 RT가 코스 방향의 값들보다 더 크게 나타나서, 편성물의 신장 및 회복성은 웨일 방향으로 우수함을 보여준다. 25회 반복세탁 후 코스 방향의 EM, 웨일 및 코스 방향의 WT와 RT가 감소하여, 세탁 후 인장 변형이 잘 안되고 인장 회복도가 저하됨을 보여준다.
- 반복세탁으로 미처리 시보다 WC는 미세하게 감소하였으나, 세탁인자에 따른 차이는 거의 나타나지 않았다. RC는 세탁 후 증가하여 압축회복성이 증가하였으며, 세제에 의한 차이가 나타났다. 알칼리 및 중성세제로 세탁 시 압축회복도가 약간 증가하였고, 기능성 세제로 세탁 시 증가폭이 적었다.
- 알칼리 세제로 세탁 시 KOSHI는 증가하고 FUKURAMI와 NUMERI가 감소하며, 중성세제와 알칼리 세제는 반대 경향을보였다. 경도도 미세하게 영향을 주고 있었으며 경도가 높을수록 NUMERI가 감소하였다.
- 폴리에스터/스판덱스 편성물의 반복세탁에 의한 표면상태의변화를 관찰하기 위하여 입체현미경을 사용하였다. 그 결과, Fig. 1과 같이 반복세탁에 따른 편성물의 큰 표면 변화는 관찰되지 않았으나, 미처리 시보다 루프의 불균형 및 헝클어짐이 관찰되었다. 이는 세탁 시 가해주는 기계적인 힘과, 섬유의 팽윤 및 건조 과정에서 루프의 변형이 발생한 것으로 보인다.
- Kim and Chung(2007)은 면 편성물과 면/스판덱스 편성물은 반복세탁으로 표면 마찰과 거칠기가 증가한다고 하였다. 그러나 본 연구에서는 웨일 방향의 SMD는 미세하게 증가하고 코스 방향의 SMD는 감소하여, 반복세탁으로 코스 방향으로 평활함이 증가함을 보여준다. 이는 앞서 Fig.
- 세탁조건에 따른 EM, WT와 RT의 차이를 살펴본 결과, 경도, 온도, RPM에 의한 큰 차이는 나타나지 않았으나, 세제에 따른 차이가 관찰되었다. 기능성 세제로 25회 세탁 시 웨일 방향의 EM과 WT가 감소하여 인장변형이 잘 안되었으나, 중성세제로 세탁 시 다른 세제로 세탁 시보다 웨일 방향으로 변형이 잘됨을 보여준다. 반면에 코스 방향으로는 기능성 세제로 세탁시 인장변형이 용이하고, 알칼리 세제로 세탁 시 인장변형이 용이하지 않음을 보여준다.
- 코스 방향의 SMD는 중성세제로 세탁 시에만 감소하여 평활해짐을 보여준다. 또한 경도가 낮을 때, RPM이 높을 때 평활함이 증가함을 보여준다.
- 1회 세탁으로 미세하게 수축한 이후, 점차적으로 웨일 방향으로 신장되었다. 또한 다른 세탁인자들보다도 세제 종류에 따라서 형태안정성에서 차이가 나타났으며, 세탁이 반복될수록 알칼리 세제와 중성세제에 의한 변형률보다 기능성 세제에 의한 변형률이 증가되었다.
- 알칼리 및 중성세제로 세탁 시 웨일과 코스 방향으로 전단강성이 미세하게 증가하였으나, 기능성 세제로 세탁 시에는 미처리시와 유사하였다. 또한 알칼리 세제로 세탁 시 웨일과 코스 방향의 전단 회복력이 가장 크게 저하되었다.
- 신장성(Extension, EM)이 클수록 잘 늘어남을, 단위면적당 인장 에너지(Tensile energy, WT)가 클수록 변형이 잘되고 작을수록 인장이 용이하지 않으며, 인장 레질리언스(Tensile resilience, RT)가 클수록 인장에 대한 회복성이 우수함을 의미한다(Roh & Oh, 2015). 미처리 편성물의 웨일 방향 EM, WT와 RT가 코스 방향의 값들보다 더 크게 나타나서, 편성물의 신장 및 회복성은 웨일 방향으로 우수함을 보여준다. 25회 반복세탁 후 코스 방향의 EM, 웨일 및 코스 방향의 WT와 RT가 감소하여, 세탁 후 인장 변형이 잘 안되고 인장 회복도가 저하됨을 보여준다.
- 굽힘이력(Hysteresis of bending, 2HB)은 굽힘 변화에 대한 회복되는 정도는 나타내며, 수치가 클수록 굽힘 변형 후, 회복이 어려움을 의미한다(Roh & Oh, 2015). 미처리 편성물의 웨일 방향의 B와 2HB가 더 작게 나타나서 웨일 방향으로 더 유연하고 회복력이 큼을 보여준다. 25회 반복세탁 후에는 편성물의 웨일과 코스방향으로 B와 2HB가 증가하였으나, 세탁조건에 의한 차이는 거의 나타나지 않았다.
- Kim and Chung(2007)은 면 편성물과 면/스판덱스 편성물은 반복세탁으로 압축은 용이해지나, 회복력은 감소한다고 하였다. 반면에 본 연구에서 반복세탁으로 폴리에스터/스판덱스 편성물은 세탁 후 압축은 잘되고, 압축회복력이 약간 증가하였음을 보여주어 섬유 종류에따른 압축특성의 차이를 알 수 있다.
- 반복세탁 후 편성물의 인장 에너지 및 인장 레질리언스의 감소로 변형이 잘 안되고 회복도도 저하되었으며, 굽힘강성 및 굽힘 히스테리시스는 증가하여 뻣뻣함이 증가되고 회복력은 저하되었다. 전단강성의 증가로 변형이 어려워지고 회복성도 감소하였으며, 특히 알칼리 세제 사용 시 유연성 저하가 두드러졌다.
- 반복세탁에 의해 평활해졌으며, 경도가 낮을 때, RPM이 높을 때 평활함이 증가하였다. 반복세탁 후에 압축에서 큰 변화가 없었으나, 알칼리 세제로 세탁 시 압축회복도가 약간 증가하고, 기능성 세제로 세탁 시에는 낮아졌다.
- 반복세탁에 의한 형태안정성의 차이를 검정한 결과, 웨일과코스 방향에서 유의한 차이가 나타났으며, 25회에서 가장 크게 신장되었다. 폴리우레탄 열가소성 탄성체는 분자 간 화학결합이 아닌 물리적 결합에 의해, 열경화성 탄성체의 가교점 역할을 하는 domain을 형성함으로써 탄성을 발현한다.
- 전단강성의 증가로 변형이 어려워지고 회복성도 감소하였으며, 특히 알칼리 세제 사용 시 유연성 저하가 두드러졌다. 반복세탁에 의해 평활해졌으며, 경도가 낮을 때, RPM이 높을 때 평활함이 증가하였다. 반복세탁 후에 압축에서 큰 변화가 없었으나, 알칼리 세제로 세탁 시 압축회복도가 약간 증가하고, 기능성 세제로 세탁 시에는 낮아졌다.
- 반복세탁으로 KOSHI는 증가하고 FUKUFAMI는 감소하였으며, 세제와 경도 등이 감각 평가치에 영향을 미치고 있었다. 알칼리 세제로 세탁 시 KOSHI는 증가하고 FUKURAMI와 NUMERI가 감소하며, 중성세제와 알칼리 세제는 반대 경향을보였다.
- 반복세탁으로 NUMERI가 미세하게 증가하였으며, 세탁조건에 의한 차이가 나타났다. 알칼리 세제로 세탁 시 NUMERI는 감소하고, 중성세제나 기능성 세제로 세탁 시 NUMERI가 증가하였다.
- 반복세탁으로 미처리 시보다 FUKURAMI가 감소하여 부피감과 부드러움이 감소하였다. 알칼리 세제로 세탁 시 FUKURAMI가 가장 많이 감소하였으나, 기능성 세제로 세탁시 FUKURAMI 값이 감소가 적게 나타났다.
- 반복세탁으로 미처리 시보다 KOSHI가 증가하여 뻣뻣한 감각이 증가함을 보여준다. 세탁조건에 의한 KOSHI에 미세한 차이가 나타났다.
- 미처리 편성물의 웨일 방향의 MMD와 SMD가 작아 웨일 방향으로 평활함을 보여준다. 반복세탁으로 편성물의 MMD의 차이는 거의 없으나, SMD의 웨일과 코스 방향으로 변화가 나타났다. Kim and Chung(2007)은 면 편성물과 면/스판덱스 편성물은 반복세탁으로 표면 마찰과 거칠기가 증가한다고 하였다.
- 반복세탁으로 폴리에스터/스판덱스 편성물의 형태안정성과 역학적 특성과 태 평가에서 변화가 관찰되었으며, 세제와 기계적인 힘이 가해지면서 물리적·화학적 변화가 나타났다.
- (2006)은 스판덱스와 면 혼방 편성물은 반복세탁으로 표면에 빠져나온 섬유로 인해 보풀이 발생한다고 했다. 본 연구에서는 매끄럽고 평활하며 길이가 긴 필라멘트사의 사용으로 보풀 발생은 없으나, 루프 변형에 의해 표면변화가 생긴 것으로 판단된다.
- 반복세탁으로 폴리에스터/스판덱스 편성물의 형태안정성과 역학적 특성과 태 평가에서 변화가 관찰되었으며, 세제와 기계적인 힘이 가해지면서 물리적·화학적 변화가 나타났다. 세제의 영향이 다른 세탁인자들보다 형태안정성과 역학적 특성에 영향을 크게 미침을 보여주었다. 기능성 세제는 다른 세제들보다 형태안정성에 영향을 주어 웨일 방향으로 내구성이 저하되어 신축성이 떨어진다.
- 세탁조건에 따른 EM, WT와 RT의 차이를 살펴본 결과, 경도, 온도, RPM에 의한 큰 차이는 나타나지 않았으나, 세제에 따른 차이가 관찰되었다. 기능성 세제로 25회 세탁 시 웨일 방향의 EM과 WT가 감소하여 인장변형이 잘 안되었으나, 중성세제로 세탁 시 다른 세제로 세탁 시보다 웨일 방향으로 변형이 잘됨을 보여준다.
- 1(b)에서 보듯이, 반복세탁으로 인한 루프의 불균형 발생으로 인해실의 단단함이 감소하여 코스 방향으로 표면이 평활하게 평가된 것으로 보인다. 알칼리 및 중성세제로 세탁 시 웨일 방향의 SMD는 증가하나, 기능성 세제로 세탁 시에는 미처리 시보다 감소하였다. 코스 방향의 SMD는 중성세제로 세탁 시에만 감소하여 평활해짐을 보여준다.
- 반복세탁으로 미처리 시보다 FUKURAMI가 감소하여 부피감과 부드러움이 감소하였다. 알칼리 세제로 세탁 시 FUKURAMI가 가장 많이 감소하였으나, 기능성 세제로 세탁시 FUKURAMI 값이 감소가 적게 나타났다. 다른 세탁요인에 의한 차이는 거의 없었다.
- 반복세탁으로 KOSHI는 증가하고 FUKUFAMI는 감소하였으며, 세제와 경도 등이 감각 평가치에 영향을 미치고 있었다. 알칼리 세제로 세탁 시 KOSHI는 증가하고 FUKURAMI와 NUMERI가 감소하며, 중성세제와 알칼리 세제는 반대 경향을보였다. 경도도 미세하게 영향을 주고 있었으며 경도가 높을수록 NUMERI가 감소하였다.
- 반복세탁으로 NUMERI가 미세하게 증가하였으며, 세탁조건에 의한 차이가 나타났다. 알칼리 세제로 세탁 시 NUMERI는 감소하고, 중성세제나 기능성 세제로 세탁 시 NUMERI가 증가하였다. 또한 경도가 클 때 매끄러움이 감소하였다.
- 그 결과, 세제로 인한 편성물의 변형률에서 차이가 가장 큰것으로 나타났다. 알칼리 세제와 중성세제에 의한 변형률보다 기능성 세제에 의한 변형률이 반복 세탁할수록 증가하였다. 경도 250ppm일 때 편성물의 웨일 방향으로 미세하게 더 신장되었으며, 세탁온도와 RPM에 의한 차이는 거의 없었다.
- 반복세탁 후 편성물의 인장 에너지 및 인장 레질리언스의 감소로 변형이 잘 안되고 회복도도 저하되었으며, 굽힘강성 및 굽힘 히스테리시스는 증가하여 뻣뻣함이 증가되고 회복력은 저하되었다. 전단강성의 증가로 변형이 어려워지고 회복성도 감소하였으며, 특히 알칼리 세제 사용 시 유연성 저하가 두드러졌다. 반복세탁에 의해 평활해졌으며, 경도가 낮을 때, RPM이 높을 때 평활함이 증가하였다.
후속연구
- 그러나 본 연구에서는 시판하는 세제와 폴리에스터/스판덱스 혼방 편성물을 사용하여 평가함으로, 세제 성분의 영향과 다양한 애슬레저 의류시장에 사용되는 스판덱스 혼방 소재에 대한 형태안정성과 객관적 태 변화를 파악하는데 한계가 있다. 그러므로 이에 대한 정량적 연구 및 다양한 소재에 대한 접근이 진행된다면 보다 효과적인 세탁방법을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.
- 그러나 본 연구에서는 시판하는 세제와 폴리에스터/스판덱스 혼방 편성물을 사용하여 평가함으로, 세제 성분의 영향과 다양한 애슬레저 의류시장에 사용되는 스판덱스 혼방 소재에 대한 형태안정성과 객관적 태 변화를 파악하는데 한계가 있다. 그러므로 이에 대한 정량적 연구 및 다양한 소재에 대한 접근이 진행된다면 보다 효과적인 세탁방법을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.
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