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히알루론산과 키토산 가공을 활용한 친환경 소재기획에 관한 연구

Title
히알루론산과 키토산 가공을 활용한 친환경 소재기획에 관한 연구
Other Titles
A Study on the Environment-Friendly Textile-Planning using Hyaluronic acid and Chitosan treatment
Authors
이정민
Issue Date
2010
Department/Major
대학원 의류직물학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Doctor
Advisors
김종준
Abstract
친환경이라는 화두가 우리현대 생활에 밀접 해져있고 우리생활에서 중요한 의류산업분야에서도 인체친화적이며 환경에 유해하지 않은 상품의 소비가 확산되는 가운데 직물의 가공에서도 가공에 의한 제3의 오염을 유발하지 않는 방향으로 연구가 진행되고 있다. 국내의류산업에서는 마케팅 분야에서 두각을 나타내고 있지만 점차 생산단계에서부터 환경을 고려하는 친환경 제품이 증가되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 소재가공 단계에서 소재기획의 단계까지 의류산업 전반에 걸쳐 친환경적 접근방법을 모색하고자 한다. 이를 위한 연구방법으로 면, 견, 모시가 가지고 있는 장점을 살리면서 심미성, 착용 감, 고 감성, 인체친화성, 친환경의 가치를 부가할 수 있는 천연고분자물질인 고순도 키토산, 히알루론산을 이용하여 가공한 후 SEM 촬영과 기공분석을 통해 직물외관을 살펴보았고, 공기 투과 도와 수분율과 투 습도, 수분 보습 률을 측정하여 기능성이 있는 가공직물의 개발을 도모하였다. 의류의 실루엣은 소재의 특성이나 소재의 가공방법 변화에 따라 현저히 달라진다. 따라서 가공에 따른 역학적 특성을 측정하고 가시적인 이미지를 제시하기 위하여 측정결과를 바탕으로 가상봉제 이미지를 구성하였다. 친환경 소재개발뿐만 아니라 소비의 활성화를 위해 트렌드에 가장 민감한 20~30대를 대상으로 소비자들의 친환경 의식 및 태도, 소재에 대한 선호도를 설문•조사하여 의류산업분야에서 친환경제품의 발전 가능성에 대해 모색해보고 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 가공직물의 외관을 살펴본 결과 가공 제 상태 였 을 때는 없었던 침전물이 가공과정을 거치면서 생긴 것으로 보였다. 견직물의 경우에는 가공과정을 거치면서 직물외관이 가장 매끈하게 정리되었다. 2. 대부분의 가공소재들이 높은 공기 투과도 값을 나타내어 쾌적 성을 향상 시키는 가공법으로 적합한 것으로 보인다. 3. CCD Camera에서 획득한 화상을 ImageJ로 변환한 이미지에서는 모든 가공직물에서 기공의 크기가 변화 된 것을 관찰할 수 있었고 모시직물에서는 농도 별로 기공의 크기가 달라지는 것을 볼 수 있었다. 가공 액이 도포됨으로써 coating이 일어나지만 실과 가공 액간에 서로 결합이 형성된 후 curing되는 과정을 거침으로서 가공처리전보다 큰 기공의 변화를 보여주고 있다. 4. 수분율은 가공직물에서 모두 높은 값을 보여 히알루론산의 높은 수분율이 가공효과에 나타남을 확인할 수 있었다. 5. 투 습도와 흡수성 측정 결과 히알루론산과 키토산의 물을 보유하는 성질이 측정값에 영향을 주는 것으로 나타났다. 6. KES에 의한 분석결과는 인장특성에서 모시직물의 문제점인 형태안정성의 부족함을 향상시키기 위한 가공방법으로서 키토산과 고분자 히알루론산을 사용한 가공방법이 제시될 수 있을 것으로 판단된다. 7. 굽힘 특성에서는 우리나라의 하절기와 같이 고온 다습한 환경에서 착용하는 용도를 고려할 경우에는 굽힘 강성이 큰 소재가 신체표면에서 공간을 형성하기 용이하므로 일반적으로 바람직하다. 따라서 가장 높은 값을 나타내는 키토산처리 소재, 혹은 고분자 히알루론산 처리소재가 유리하다고 할 수 있다. 그러나 굽힘 강성을 용도에 따라 적절히 조절하는 것이 필요할 경우도 있으므로 이러한 경우에 히알루론산과 키 토산의 혼합비율을 최적화하여 처리하게 되면 원하는 굽힘 강성으로 어느 정도 조절할 수 있음을 본 실험에서 확인하였다. 8. 2HB/B값은 수치가 작을수록 굽힘 변형 시의 회복 능이 좋은 것으로 판단할 수 있다. 견직물 처리의 경우 저 분자 히알루론산 처리소재가 미처리 소재 대비 회복 능이 상당히 증가한 것을 알 수 있다. 9. 굽힘 강성 측정결과와 유사하게 하 절기 의복재료로서 사용할 경우 인체의 피부표면과 공간을 유지하기 위한 목적으로 보면 면직물소재의 경우 G값이 높은 키 토산 처리 소재와 키 토산과 저분자 히알루론산을 혼합 처리한 소재가 바람직할 것으로 보인다. 10. 2HG/G값은 가공한 모든 견직물에서 현저히 상승한 것을 알 수 있다. 이와 같은 상승은 동적인 전단변형을 고려할 때 회복이 양호한 것이므로, 의복을 착용하고 움직이는 경우 동적인 드레이프를 고려할 때 생동감이 좋을 것으로 추정된다. 11. 다양한 가공제로 가공된 직물의 외관을 봉제가상시스템인 3D CAD Image로 시뮬레이션한 결과 대부분의 가공 직물들이 더 빳빳한 형태를 보였고 가공제의 농도에 따라 다양한 드레이프를 보여줄 것으로 기대된다. 12. 환경지식과 환경관심, 그리고 환경문제에 대한 의식이 높은 소비자 일수록 친환경 행동이 중요하다고 인식하고 있었으며 친환경제품에 대한 구매의도가 높게 나타났고 여성이 남성보다 친환경행동에 대한 중요성 인식이 더 높은 것으로 나타났다. 13. 일반적으로 20~30대 소비자는 1% 농도의 가공소재보다는 그 이하의 농도의 가공에서 나타나는 촉감을 더 선호하는 것으로 나타났다. 소재의 ‘바삭거린다’라는 촉감의 특성을 높이기 위해서는 1% 정도의 가공 제 농도가 적합한 것으로 나타났다. 14. 본 연구결과에서 수분함유량과 수분증발량 측정에서는 가공소재의 측정만으로는 분석이 충분치 않은 것으로 보여짐으로 향후 이에 대한 보완연구가 필요 시 된다고 생각된다.;Environmental concerns are growing world widely and many consumers are interested in the environment-friendly or human- friendly products. As the environmental consciousness increased, many researches have been done in this area. Clothing and textiles are the closet environment to human, and therefore, there are needs to develop human-friendly textile materials for the consumers. Domestic production also needs to focus on the environment-friendly textiles and clothing because the environmental concern will be more important in the future market. In this respect, this study aims to begin the search for a paper direction towards environment-friendly approach throughout the entire range of the apparel industry from textile finishing to the textile planning stage. Hyaluronic acid treated textiles(cotton, silk and ramie) were developed and characteristics of these developed textiles were observed. Surface observation was done by SEM and pore analysis using chitosan and hyaluronic acid. Air permeability, moisture regain, moisture permeability and moisture retention were also studied. The silhouette of the clothing has turned out to vary significantly according to the characteristics of materials and change in methods of processing. Therefore, the construction of virtual needlework images were made possible through the acquired results of the measurements of the mechanical features with regard to the processing. The following conclusions were drawn based on the result of survey on the awareness of environment-friendliness and materials among people in their 20s and 30s who are known to be most sensitive to fashion trends in a bid not only to promote development of environment-friendly materials but also to invigorate the consumption. 1. The examination of the exterior of processed materials reveals that some sediment that was not existent while they are in a state of material has been created while going through the treatment. The exterior of silk materials have been smoothly done while going through the treatment. 2. Most processed specimen have shown higher air permeability value, making them appropriate for processing treatment intended to improve the comfort. 3. The observation based on the image taken by the CCD camera and the analysis using the ImageJ shows that the size of pores in all treated fabrics has changed. The size of pores on ramie fabric has changed according to the density. The curing has occurred with the finishing solution applied to the fabric, which has gone through the curing process after a mutual bond between threads and finishing solution is established, creating a more significant change in size of pores compared to prior to processing. 4. All processed fabric materials have shown to have high moisture regain, which serves as the evidence that the hyaluronic acid featuring high moisture regain has created its innate effect during the processing. 5. The result of measuring absorption and moisture permeability has revealed that the water retention property of hyaluronic acid and chitosan has affected the measurement values. 6. Based on the KES analysis, the processing that utilizes chitosan and high polymer hyaluronic acid can be presented as a viable treatment designed to enhance the form stability property, which is considered one of the weakness factors of ramie fabric. 7. When it comes to the flexibility property, the materials with flexural rigidity are considered more desirable for high-temperature and high-moisture climate environment such as summer in Korea as it is easier for materials with rigid flexural property to establish a space on the body surface. Therefore, chitosan-processed specimen or high polymer hyaluronic acid are more advantageous. However, it is also necessary to properly control the flexural rigidity depending on the use and the experiment has enabled me to verify that the fabric treatment with optimized combination of hyaluronic acid and chitosan ensures an adjustment of flexural rigidity to some extent. 8. It can be determined the less the value of 2HB/B the more the restoration of flexural transformation. In case of processing silk materials, the restoration of hyaluronic acid-processed specimen has significantly improved compared to that of control specimen. 9. For materials for summer clothing similar to the measurement of flexural rigidity, chitosan-processed cotton specimen with high G value and the combination of chitosan and low polymer hyaluronic acid are considered desirable in terms of the purpose of maintaining the skin surface and space of humans. 10. It has turned out that the 2HG/G value has significantly increased for all processed silk fabrics, which means a good restoration from dynamic transformation. Therefore, it is assumed that a person wearing the clothing made of these materials will feel lively when he or she moves around considering the dynamic drape. 11. The result of simulating the exterior of fabrics processed using a variety of processing agents through 3D CAD Image reveals that the most processed materials have shown a stiff property with prospect of having a variety of drapes according to the density of processing agents. 12. Environmental knowledge, concern, and the problems that raises awareness to consumers are important in actions resulting in a environment friendly world. With the awareness of the environment the intent to buy environment friendly products have gone up. Studies have shown that women especially show more concern for the environment than men. 13. Generally consumers in their 20's and 30's prefer the feel of the fabrics treated with less than 1% of the finishing agent. To increase the quality of the "crisp feeling of the material" it would be more suitable to use at least 1% of the finishing agent to make. 14. In measuring the amount of moisture retention and of evaporation, processing specimen itself was not enough for a proper analysis. It is thus suggested that skin measurement of a person in processed fabrics be conducted and analyzed in further research later on.
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