키토산으로 처리한 직물의 물성 변화에 관한 연구

Abstract

천연고분자인 키틴으로부터 탈아세틸화에 의해 유도되는 물질인 키토산은 의료, 식품, 농업, 미용, 섬유, 환경 산업의 분야에서 점차 응용범위를 확대해 나가고 있다. 특히, 섬유 산업 분야에서는 항균, 방취 특성에 기인한 위생가공 부문을 위주로 활발한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 직물의 고급화 요구에 부응하여 키토산을 이용한 직물의 질감변화를 연구하였다. 8cp, 48cp, 830cp의 상이한 점도를 가진 3종의 키토산을 사용하였으며, 저점도의 키토산은 황변을 막기 위해 고순도의 키토산을 저분자화시킴으로서 제조하였다. 직물에 처리한 키토산 용액은 1％ 아세트산 수용액에 각각 0.05％, 0.1％. 0.3％, 0.5％, 1.0％의 농도로 용해하였다. 키토산 처리, 예비건조, 중화, 수세, 건조의 과정을 거친 처리포를 Kawabata 시스템을 이용해 기계적, 물리적 변화를 측정하였으며, 통기성, 방추도, 백도, 전자현미경을 통한 표면관찰등을 통해 관련 물성을 측정하였다. 면포와 키토산의 결합 메카니즘을 규명하기 위해 면의 함량이 각기 다른 면포, 면/폴리에스터 혼방직물(65/35), 폴리에스터의 키토산 처리에 의한 질감특성을 분석하였다. 키토산 처리 면포는 인장특성에서 WT값의 감소로 쉽게 늘어나지 않으며, 전단강성, 굽힘강성, 전단이력, 굽힘이력 등의 증가로 빳빳한 감촉이 증대되며, 마와 유사한 촉감을 가지게 되었다. 표면특성은 MIU와 SMD의 값이 다소 감소하는 경향을 보여 매끄러움이 증가함을 알 수 있다. 압축특성에는 특별한 변화를 보이지 않으므로, 키토산 처리가 직물의 두께변화에 거의 관여하지 않음을 알 수 있다. 통기도는 원포에 비해 6.8％∼22.7％ 정도 감소하는 것으로 보아 다른 가공제에 비해 통기도 저하가 크지 않아 바람직하다. 방추도는 초기에는 약간 증가하는 경향을 보이나, 키토산 농도 0.3％ 수준 이상에서는 조금씩 감소하는 경향을 보인다. 미처리포에 비해 처리포의 백도가 저하하지 않기 때문에 키토산의 직물가공의 난점을 해결할 수 있음을 제시한다. SEM에서 키토산의 균일한 코팅효과에 의해 과도한 교착상태는 보이지 않는다. 면의 함량이 적은 면/폴리에스터 혼방직물이나 폴리에스터에 비해, 면포의 전단강성과 굽힘강성이 현저하게 증가함을 보임으로서 면과 키토산간의 결합은 주로 수소 결합에 의존함을 알 수 있다. 이상으로부터 키토산의 점도 및 처리 농도의 적절한 선택에 의하여 면직물의 질감을 변화시킬 수 있으며, 다른 가공제와는 달리 질감 변화에 따른 통기도나 방추도등의 제반 특성 저하가 거의 없음을 알 수 있다.;Chitosan, the bio-material derived from chitin by de-acetylation, is enlarging its application in medical, agricultural, food related, textile related, cosmetic and environmental industry. Especially, rapid development of research is shown in hygienic textile processing because chitosan has anti-bacterial charateristic. To meet the recent need for fine touch fabric, this thesis studied the tactile change of chitosan treated fabric. The viscosity of chitosan was 8 cP, 48 cP, 83OcP. To prevent yellowing usually occurred in preparation low viscosity chitosan, the low molecular weight chitosan was prepared by hydrolysis. Chitosan was dissolved in 1.0% (wt.) acetic acid solution by 0.05%, 0.l%, 0.3%, 0.5%, 1.0% chitosan concentration. Woven fabric samples were dipped, pre-dried, neutralized, and dried completely. Mechanical and physical changes were measured using Kawabata evaluation system and air permeability, crease recovery, whiteness and SEM were also measured. The binding mechanism between cotton and chitosan was defined by analyzing the tactile change of chitosan treated cotton, cotton/ polyester(65/35) and polyester. The decrease of tensile energy made chitosan treated cotton fabric not easily stretched. The increase in shear rigidity, shear hysteresis, bending rigidity and bending hysteresis gave fabric stiff touch and tactile feeling like linen. The smoothness of fabric surface was increased by the slow decrease of frition coefficient and surface roughness. chitosan treatment did not affect the thickness of fabric because compression property was invariable. The percent reduction of air permeability was 6.8%~22.7%. This rate of reduction was relatively desirable. Crease recovery showed slight increase at low concentration but diminished slowly over the concentration 0.3%. The whiteness of treated fabric is comparable to the whiteness of non-treated. This whiteness result suggested the solution of yellowing of low molecular weight chitosan treated fabric. On SEM photographs, rough chitosan-adhering to yarns was not observed because of sheath coating. The hypothesis that hydrogen bond was major binding factor between cotton and chitosan was proved by the striking increase rate of chitosan treated cotton in shear rigidity and bending rigidity. Cotton/polyester and polyester showed low increasing rate in properties. As a result, tactile feeling of fabric can be changed by treatment of chitosan without severe side-effects. In addition, the viscosity and concentration of chitosan must be considered as crucial factors.