[논문]더블라셀파일 원단의 열처리조건에 따른 물리적 특성 변화에 관한 연구

손은종; 박홍원; 황영구

doi:10.5764/tcf.2019.31.4.288

더블라셀파일 원단의 열처리조건에 따른 물리적 특성 변화에 관한 연구
A Study on the Physical Properties of Double Raschel Pile Fabric according to Heat Treatment 원문보기

韓國染色加工學會誌 = Textile coloration and finishing, v.31 no.4, 2019년, pp.288 - 297

손은종 (부천대학교 섬유패션비즈니스과) , 박홍원 (한국섬유소재연구원) , 황영구 (덕산엔터프라이즈(주))

Abstract ▼ AI-Helper

The specimens were heat treated at 180℃, 190℃, 200℃, 210℃ and 220℃ to observe the change of the physical properties of the double raschel pile fabric. The density, tensile strength, weight, elongation, dyeing characteristics, fabric surface morphology and cross sectional shape were observed by heat treatment temperature. Compared with untreated samples, weight, density and tensile strength were increased with increasing heat treatment temperature. No increase was observed at 220℃. In the case of elongation, it increased to 190℃ but thereafter it could not be observed. In the case of uprightness of brushed hair, it was observed that the gap between the yarns was narrowed and the density was increased and the straightness of the yarn and pile yarn was improved by widening the heat treatment temperature. As a result, it was observed that the uprightness was remarkably improved and the bulky properties was increased. It was also observed that the increase of the dyeability was observed with increasing the heat treatment temperature.

주제어

표/그림 (16)

표 Table 1. Double raschel knitted fabrics used in experiments
표 Table 2. Sample treated condition
그림 Figure 1. Marking of fabrics specimens.
표 Table 3. Tensile strength measurement condition
표 Table 4. Determination of dimensional change in washing and drying
표 Table 5. Survey item of double raschel pile fabric prototypes
그림 Figure 2. Change of weight according to heat treatment temperature.
그림 Figure 3. Change in density according to heat treatment temperature.
그림 Figure 4. Change of tensile strength with heat treatment temperature.
그림 Figure 6.Change of shrinkage rate according to heat treatment temperature.
그림 Figure 5. Change of elongation according to heat treatment temperature.
그림 Figure 7.Changes in the dyeability depending on the heat treatment temperature.
그림 Figure 8. Surface electron microscope photographs by heat treatment temperature.
그림 Figure 9. Cross sectional electron microscope photographs by heat treatment temperature.
그림 Figure 10. Uprightness of brushed hair according to heat treatment temperature.
그림 Figure 11. Survey results of double raschel pile fabric prototypes.

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

열처리온도증가에 따라 미세하게나마 염착율의 증가를 관찰할 수 있었고, 열처리온도증가에 따른 입모성의 향상은 표면사진, 단면사진, 입모성 각도측정에서 향상됨을 관찰할 수 있었다. 또한 천연모피와 본 시제품에 대한 비교 설문평가를 통해 본 연구시 제품의 천연모피대체 가능성과 품질특성을 확인하여 보았다.
본 연구에서 천연모피 소재 대체용으로 PET 경편파일 소재기반의 인조모피 제품을 개발하는데 중요한 공정으로 판단되는 열처리 공정에 대하여 분석하여 나타내었다. 이에 더블라셀 경편시료의 온도의 증가에 따라서 발생하는 중량, 밀도, 인장강도와 신도, 세탁치수변화율, 입모성, 염착성, 표면사진을 통한 표면의 형태 등을 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻게 되었다.
열처리온도에 따라서 소재의 터치와 외관에 영향을 줄 수 있는 중량, 밀도, 인장강도, 입모성, 신도, 염착특성, 원단표면형태 등에 대한 각각의 요소를 관찰하고 분석하였다. 이를 바탕으로 천연모피터치감와 유사한 느낌의 PET 경편파일 소재기반의 인조모피 개발을 위한 기초 데이타 축적과 최적 조건 제시가 본 연구의 목적이라고 할 수 있다.
이에 본 연구에서는 천연모피 특유의 감성을 구현하 는데 중요한 영향을 미치는 열적인 특성을 관찰하고 소재의 물성에 대한 변화를 파악하였다. 먼저 열처리온도에 따른 물리적 특성을 관찰하였다.

제안 방법

먼저 열처리온도에 따른 물리적 특성을 관찰하였다. 각각의 시료를 180℃, 190℃, 200℃, 210℃, 220℃ 등에서 열처리를 하였다. 열처리온도에 따라서 소재의 터치와 외관에 영향을 줄 수 있는 중량, 밀도, 인장강도, 입모성, 신도, 염착특성, 원단표면형태 등에 대한 각각의 요소를 관찰하고 분석하였다.
이에 본 연구에서는 천연모피 특유의 감성을 구현하 는데 중요한 영향을 미치는 열적인 특성을 관찰하고 소재의 물성에 대한 변화를 파악하였다. 먼저 열처리온도에 따른 물리적 특성을 관찰하였다. 각각의 시료를 180℃, 190℃, 200℃, 210℃, 220℃ 등에서 열처리를 하였다.
천연모피 2종과 본 연구에서의 개발시제품원단 2종을 선정하여 총 5개의 설문항목으로 구성하여 설문결과를 나타내었다. 설문은 5점 척도법으로 단순화 구성하여 산술적으로 표현하였다. 외관에 관한 설문결과는 응답자의 81%가 천연모피 대비 우수함을 답하였고, 입모성에 관한 설문은 응답자의 78%가 개발 시제품원단이 천연모피에 비해 우수함을 나타내었다.
시료는 실험실용 텐터기(DaelimStarletCo.,Korea)를 사용하여 180℃, 190℃, 200℃, 210℃, 220℃에서 각각 2분간 열처리하여 사용하였다. Table 2에 열처리조건을 나타내었다.
각각의 시료를 180℃, 190℃, 200℃, 210℃, 220℃ 등에서 열처리를 하였다. 열처리온도에 따라서 소재의 터치와 외관에 영향을 줄 수 있는 중량, 밀도, 인장강도, 입모성, 신도, 염착특성, 원단표면형태 등에 대한 각각의 요소를 관찰하고 분석하였다. 이를 바탕으로 천연모피터치감와 유사한 느낌의 PET 경편파일 소재기반의 인조모피 개발을 위한 기초 데이타 축적과 최적 조건 제시가 본 연구의 목적이라고 할 수 있다.
원단의 중량측정은 KS K0514:2017에 의하여 표준상태(20±2)℃, 상태습도(64±4)%에서 24시간 시험편을 방치하고 수분평형에 도달 후 5편의 시편을 채취, 중량평균 계산하였다.
본 연구에서 천연모피 소재 대체용으로 PET 경편파일 소재기반의 인조모피 제품을 개발하는데 중요한 공정으로 판단되는 열처리 공정에 대하여 분석하여 나타내었다. 이에 더블라셀 경편시료의 온도의 증가에 따라서 발생하는 중량, 밀도, 인장강도와 신도, 세탁치수변화율, 입모성, 염착성, 표면사진을 통한 표면의 형태 등을 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻게 되었다.
입모성 측정은 영상현미경(Sometech Co., Korea) 사용하여 40배율로 측정하였고, 모의 기울어짐을 측정하였다.
Figure 11은 시료의 천연모피대체 가능성과 품질특성을 소비자와 섬유패션종사자 60명을 대상으로 설문조사를 통한 결과를 나타내었다. 천연모피 2종과 본 연구에서의 개발시제품원단 2종을 선정하여 총 5개의 설문항목으로 구성하여 설문결과를 나타내었다. 설문은 5점 척도법으로 단순화 구성하여 산술적으로 표현하였다.

대상 데이터

본 시료는 실제로 인조모피에 적용되는 더블라셀 경편기를 이용하여 덕산엔터프라이즈(주)에서 편성한 시료를 사용하였다. 더블라셀 경편조직을 구성하는 그라운드 조직과 파일 조직에 사용하는 섬도가 다른 소재를 적용하여 편성한 개발 시편을 공급받아 실험하였다. Table 1에 실험에 사용한 원사의 사용을 나타내었다.
본 시료는 실제로 인조모피에 적용되는 더블라셀 경편기를 이용하여 덕산엔터프라이즈(주)에서 편성한 시료를 사용하였다. 더블라셀 경편조직을 구성하는 그라운드 조직과 파일 조직에 사용하는 섬도가 다른 소재를 적용하여 편성한 개발 시편을 공급받아 실험하였다.
시료의 천연모피대체 가능성과 품질특성을 소비자와 섬유패션종사자 60명을 대상으로 설문조사를 통하여 결과를 서술하였다. 설문항목은 Table 5에 나타내었다.
원단의 흡진특성 측정에 사용한 염료는 경인양행의 SE type(Synolon Red SE-3B 3%owf)을 사용하였다. 염료에는 분산제 1g/L, 초산 0.
5g/L도 함께 섞어 사용하였다. 측정기자재는 Dye-o-meter 실시간 분산염료 흡진거동 분석장치를 사용하여 평가하였다.

이론/모형

시험편을 세탁할 때의 조건을 Table 4에 나타내었다. 세탁 및 건조 후 시험편은 KS K ISO 3759의 규정된 절차에 따라 치수 변화를 계산하였다.
원단의 세탁 치수변화 측정에 필요한 시험편의 조건은 Figure 1에 나타내었다. 세탁 치수변화율 측정은 KS K ISO 6330:2011, 8B에 따라 시험편을 세탁 및 건조하였고, 시험편을 건조할 때는 C 절차에 따라 수평망 건조(flat dry)를 시행하였다. 시험편을 세탁할 때의 조건을 Table 4에 나타내었다.
원단의 밀도 측정은 KS K 0512:2012에 의하여 최소 5곳 이상 상이한 곳에서 시료를 채취하여 평균치를 구하였다.
원단의 인장강도, 인장신도 측정은 정속 인장식 시험기(C.R.E) KS K 0642 : 2013, 8.14.1, B법에 따라 측정하였다. 측정에 필요한 시험편의 조건과 측정 방법에 대해 Table 3에 나타내었다.

성능/효과

중량은 온도의 증가에 따라서 더블라셀을 구성하는 폴리에스터 소재의 용융현상이 발생하여 약간씩 증가하다가 220℃이상의 높은 온도에서는 전체적으로 용융이 더 진행되면서 오히려 감소하는 경향을 나타내었다. 밀도는 열처리온도증가에 따라 코오스방향은 190℃까지는 증가하다 200℃이상에서는 감소가 있었고, 웨일방향에서는 온도증가에 따라 초기 감소하다 일정하게 유지함을 관찰할 수 있었다. 인장강도에 있어서는 열처리온도증가에 따라 코오스방향은 190℃까지는 인장강도의 감소가 있었고, 200℃ 이상에서는 더 이상의 감소는 없었다.
열처리온도증가에 따른 신도는 웨일방향은 미처리시료보다신도감소가 있었고, 코스방향에서는 급격한 신도 증가를 관찰할 수 있다. 수축율에 있어서는 열처리온도증가에 따른 웨일방향의 수축율이 감소하고, 반면에 코오스방향의 수축율은 적은 범위에서 일정하게 나타남을 관찰할 수 있었다. 열처리온도증가에 따라 미세하게나마 염착율의 증가를 관찰할 수 있었고, 열처리온도증가에 따른 입모성의 향상은 표면사진, 단면사진, 입모성 각도측정에서 향상됨을 관찰할 수 있었다.
Figure 3는 열처리온도에 따른 밀도의 변화를 관찰하였다. 열처리 온도증가에 코오스(course)방향은190℃까지는 밀도의 증가가 있었으나, 200℃ 이상에서는 오히려 약간의 밀도의 감소가 있음을 확인할 수 있다. 웨일(wale)방향의 경우는 열처리전 시료보다 열처리 온도증가에 따라 초기 감소하다 일정하게 밀도를 유지함을 관찰 할 수 있다.
Figure 2는 열처리온도에 따른 중량의 변화를 관찰하였다. 열처리온도증가에 따라 200℃까지는 미처리시료보다 중량의 증가가 있었으나, 210℃ 이상에서는 오히려 중량의 감소가 있었음을 관찰할 수 있었다. 이는 열처리온도증가에 따른 경편물의 수축에 따라 단위면적당 소재중량이 증가하나 220℃ 이상의 온도에서 열처리시 용융에 의한 중량이 감소하는 것으로 판단된다.
수축율에 있어서는 열처리온도증가에 따른 웨일방향의 수축율이 감소하고, 반면에 코오스방향의 수축율은 적은 범위에서 일정하게 나타남을 관찰할 수 있었다. 열처리온도증가에 따라 미세하게나마 염착율의 증가를 관찰할 수 있었고, 열처리온도증가에 따른 입모성의 향상은 표면사진, 단면사진, 입모성 각도측정에서 향상됨을 관찰할 수 있었다. 또한 천연모피와 본 시제품에 대한 비교 설문평가를 통해 본 연구시 제품의 천연모피대체 가능성과 품질특성을 확인하여 보았다.
Figure 6는 열처리온도에 따른 수축율의 변화를 관찰하였다. 열처리온도증가에 따라 미처리시료에 비하여 웨일방향의 수축율이 감소하는 경향이 나타났고, 반면에 코오스방향의 수축율은 적은 범위에서 일정하게 나타남을 관찰할 수 있었다. 이는 열처리 온도증가에 따른 웨일방향으로의 수축이 상대적으로 크고 코오스방향으로의 수축율의 변화는 적을 것으로 판단되었다.
Figure 5는 열처리온도에 따른 신도의 변화를 관찰하였다. 열처리온도증가에 따라 웨일방향은 미처리시료보다 신도감소가 관찰되었고, 코스방향에서는 급격한 신도증가를 관찰할 수 있었다. 이는 열처리온도증가에 따른 웨일방향으로의 수축으로 상대적으로 코오스 방향으로의 신도증가가 이루어 진 것으로 판단되었다.
웨일방향의 인장강도는 열처리온도 증가에 따라 인장강도가 증가하는 경향을 보였다. 열처리온도증가에 따른 신도는 웨일방향은 미처리시료보다신도감소가 있었고, 코스방향에서는 급격한 신도 증가를 관찰할 수 있다. 수축율에 있어서는 열처리온도증가에 따른 웨일방향의 수축율이 감소하고, 반면에 코오스방향의 수축율은 적은 범위에서 일정하게 나타남을 관찰할 수 있었다.
설문은 5점 척도법으로 단순화 구성하여 산술적으로 표현하였다. 외관에 관한 설문결과는 응답자의 81%가 천연모피 대비 우수함을 답하였고, 입모성에 관한 설문은 응답자의 78%가 개발 시제품원단이 천연모피에 비해 우수함을 나타내었다. 파일 털빠짐에 대해서는 응답자의 63%가 천연모피에 비해 털빠짐이 덜하다는 설문결과를 나타내었다.
인장강도에 있어서는 열처리온도증가에 따라 코오스방향은 190℃까지는 인장강도의 감소가 있었고, 200℃ 이상에서는 더 이상의 감소는 없었다. 웨일방향의 인장강도는 열처리온도 증가에 따라 인장강도가 증가하는 경향을 보였다. 열처리온도증가에 따른 신도는 웨일방향은 미처리시료보다신도감소가 있었고, 코스방향에서는 급격한 신도 증가를 관찰할 수 있다.
외관에 관한 설문결과는 응답자의 81%가 천연모피 대비 우수함을 답하였고, 입모성에 관한 설문은 응답자의 78%가 개발 시제품원단이 천연모피에 비해 우수함을 나타내었다. 파일 털빠짐에 대해서는 응답자의 63%가 천연모피에 비해 털빠짐이 덜하다는 설문결과를 나타내었다.
회복성에 관한 설문결과는 응답자의 83%가 본 개발 시제품이 회복성이 우수함의 설문결과를 나타내었고, 부드러움에 관한 설문에서는 응답자의 92%가 천연모피에 비해 우수함을 나타내어 전체적으로 천연모피대 체 가능성을 높이는 효과와 향후 보완해야할 품질특성 항목을 확인할 수 있었다.

후속연구

본 기초데이터를 기반으로 천연모피터치감과 유사한 느낌의 인조모피개발이 가능할 것으로 판단되고 관련 유사분야의 향후 기초데이타로의 활용도 가능할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	열처리온도증가에 따라 미처리시료에 비하여 웨일방향의 수축율과 코오스 방향의 수축율은 어떻게 관찰 되는가?	Figure 6는 열처리온도에 따른 수축율의 변화를 관찰하였다. 열처리온도증가에 따라 미처리시료에 비하여 웨일방향의 수축율이 감소하는 경향이 나타났고, 반면에 코오스방향의 수축율은 적은 범위에서 일정하게 나타남을 관찰할 수 있었다. 이는 열처리 온도증가에 따른 웨일방향으로의 수축이 상대적으로 크고 코오스방향으로의 수축율의 변화는 적을 것으로 판단되었다.
	합성섬유소재의 한계점은 무엇인가?	합성섬유소재의 인조모피 염색과 가공 공정은 과거 다량의 용수 및 화학물질을 사용하여 왔으나, 최근 환경부하를 경감시키는 공정으로 변화하고 있다. 그래서 천연모피의 문제점들을 해소할 수 있는 대체소재로 오래 전부터 주목받아 왔으나, 천연소재 특유의 질감 및 감성 재현이 매우 까다로워 고급소재로의 적용에는 한계가 가지고 있었다.
	PET 경편파일 소재는 무엇인가?	PET 경편파일 소재는 기존의 환편 단면, 양면 파일 소재에 비하여 형태안정성, 경량성, 그리고 내구성이 우수하며, 고밀도의 파일생성이 가능한데, 특히 더블라셀 경편성물은 소재 및 후가공 기술을 접목하여 고품질의 의류 및 생활용 인조 모피제품 개발에 적합한 소재이다1-14). 합성섬유소재의 인조모피 염색과 가공 공정은 과거 다량의 용수 및 화학물질을 사용하여 왔으나, 최근 환경부하를 경감시키는 공정으로 변화하고 있다.

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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)
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