The Effect of Repeated Laundering on the Softness and Smoothness of Terrycloth assessed by sound spectrum analysis

Abstract

촉감은 의류제품을 선택함에 있어 아주 중요한 인자이지만, 개인 또는 문화적인 차이에 따라 촉감에 대한 선호도가 다르기 때문에, 촉감을 정의하고 평가하는 것은 쉽지 않다. 그렇게 때문에 촉감에 관한 연구에 있어 주관평가가 주로 사용되어져 왔고, 이런 주관평가와 연관성이 높은 직물의 특성을 파악하여 촉감을 평가하는 객관적 평가버 또한 많이 고안되어 왔다. 옷감의 촉감을 평가함에 있어 Kawabata Evaluation System (KES)이 널리 사용되고 있지만, 여전히 많은 연구자들이 촉감을 간편하게 평가할 수 있는 방법을 고안하고자 하는 시도를 하고 있다. 최근 Textile Softness Analyzer (TSA)라는 촉감 평가 시스템이 고안되었는데, 이는 직물 표면에 블레이드를 회전시켰을 때 발생하는 소리로부터 직물의 촉감을 평가하는 방법이다. TSA는 소리 스펙트럼의 두 가지 피크를 이용하여 직물의 부드러움(softness)과 매끄러움(smoothness)를 표현하고 있다. 이 중 TS7은 직물 표면의 마이크로 구조에서 전달되는 부드러움(softness)를 나타내고, TS750은 직물 표면의 매크로 구조에서 오는 매끄러움(smoothness)으로 정의된다. 여기에서 두가지 값이 작을수록 부드럽고 매끄럽다는 것을 의미한다. 테리직물로 된 수건이 본 연구에서는 사용되었는데, 이는 소비자가 수건을 선택함에 있어 촉감이 수분흡수와 함께 가장 중요한 인자이기 때문이다. 위생적인 목적으로 수건을 사용하고 관리하는 과정에서 기계적 또는 이화학적 자극과 높은 온도에 노출되어 피브릴레이션과 같은 섬유 표면에서의 변화 뿐 아니라 직물조직에서의 변화도 겪게 된다. 따라서 본 연구에서는 TSA라는 간편한 촉감 평가 방법을 이용하여, 세탁기의 종류, 건조방식, 세탁온도, 섬유유연제의 사용 네가지를 달리하였을 때, 10회의 관리 과정 중 수건의 촉감이 어떻게 달라지는지를 평가하고, 초기의 촉감을 오래 유지할 수 있는 방안에 대해 고민해 보았다. 세탁이 10회 반복되는 동안 TS7과 TS750의 값은 커져, 수건이 점점 거칠어지는 것을 알 수 있었다. 전자동세탁기와 드럼세탁기를 비교하였을 때, 드럼세탁기를 사용한 경우 더 높은 TS7과 TS750을 나타내었는데, 이는 상대적으로 적은 양의 물로 세탁하여 더 쉽게 마찰에 노출되기 때문으로 생각되었다. 또한 드럼세탁기의 높은 탈수속도와 리프터를 이용한 세탁 방식이 수건의 촉감을 저하시킨 것으로 생각된다. 자연건조와 건조기를 이용한 건조를 비교하였을 때, 건조기를 사용한 경우 초기의 촉감을 잘 유지하는 것으로 나타났는데, 이는 세탁과정에서 수건의 파일들이 뭉쳐진 부분이 자연건조에서는 풀리지 않지만, 건조기를 이용한 건조에서는 열과 텀블링에 의해 뭉쳐진 부분이 풀려 낮은 TS7과 TS750을 나타낸 것으로 생각된다. 냉수, 40℃, 60℃의 세탁온도를 이용하여 비교하였을 때는 촉감 변화에 있어 유의한 차이를 나타내지 못하였다. 섬유유연제의 사용은 수건이 원래의 촉감을 유지하는데 도움을 주는 것으로 나타났는데, 기계식 건조에 섬유유연제를 사용하는 것보다, 세탁과정에서 섬유유연제를 사용하는 것이 그 효과가 더 큰 것으로 나타났다. 이는 건조용 섬유유연제의 1회 사용량이 상대적으로 적고, 그 형태 또한 시트형으로 되어 있기 때문에 액체형으로 침투되는 세탁용 섬유유연제의 효과보다 작았던 것으로 생각된다. 본 연구의 실험조건 내에서 전자동세탁기와 건조기를 사용하고 세탁과정에서 섬유유연제를 사용하는 것이 수건의 촉감을 초기와 같이 유지하기에 유리한 것으로 나타났다. ;The two most important properties of textile hand are softness and smoothness but softness in general is difficult to define and quantify and, as a human perception, it varies from person to person, making evaluation of textiles softness a difficult task. In early researches about textile softness, evaluation was made by a human panel to judge the difference in softness of textiles, but due to the subjective nature of human evaluation, researchers have additionally used objective methods to evaluate softness by using instruments that measure the fabric properties that can be correlated to the human perception. Since its invention in the 60s the most popular method has been the Kawabata Evaluation System. Although there are many studies about fabric handle and the evaluation of softness, measuring softness is still complex, therefore, researchers are still looking for accurate methods to measure fabric softness and in recent years, a new evaluation instruments have been introduced, the Textile Softness Analyzer (TSA) evaluates textiles softness using the sound spectrum derived from rotating a set of blades over the fabric surface. For this study, terrycloth fabric was selected to measure softness as per according to studies, softness together with absorption are the main aspects that influence customers decision when selecting a towel. Independently of the quality of the towels, they must withstand multiple laundering processes during their life cycle and when textiles are washed they are subjected to aggressive chemicals, mechanical agitation and high temperatures that can cause damage, in particular, cellulose textiles are exposed to swelling during washing which can change pore structure, produce fibrillation and surface changes. During laundering there are many parameters that can affect the softness of a textile, hence, this study was designed to evaluate the effect that washing machine type, drying method, washing temperature and the use of softener have on the softness of terrycloth by evaluating samples washed repeatedly up to 10 cycles and testing the softness after each cycle with the TSA machine. When evaluating the samples with the TSA, results show the values of the sound spectrum generated with two peaks that can be correlated with the softness and the smoothness of the fabric. The TS7 peak evaluates the softness or micro-variations on the surface of the sample, while the TS750 peak evaluates the smoothness or macro-variations on the surface of the samples. The higher the values, the lower the softness and the smoothness of the samples tested. After washing samples 10 times, results show that washing have a negative effect on softness and smoothness of terrycloth as per both TS7 and TS750 values increased gradually after each washing cycle. When washing terrycloth, using a front-loading washing machine increased the TS7 and TS750 values more than using a top-loading washing machine, because the amount of water used during washing is lower on the front-loading machine, fabric is subjected to higher friction, additionally the spin speed of the front-loading machine and the mechanism that include paddles against which the fabric is constantly hit can also reduce the softness and smoothness of terrycloth. Terrycloth that was line dried had higher TS7 and TS750 values than samples that were tumble dried, suggesting that tumble drying is beneficial to maintain the softness and smoothness of terrycloth reducing the clustering of the loops that was observed when samples were line dried, therefore creating a much smoother surface. When washing the samples at three different temperatures, the results showed no significant difference in softness or smoothness of terrycloth. The use of softener reduced both the TS7 and TS750 values, therefore, resulting in softer and smoother terrycloth towels, but the use of softener in the washing machines showed the greatest effect in reducing TS7 and TS750 values when samples were line dried. On the other hand, the use of softener during tumble drying reduced the TS7 and TS750 values slightly lower than the values obtained by the untreated samples, but the effect was not as evident as the one caused by using softener on the washing machine, this is not surprising as per softener dryer sheet do not release all the softener they content while drying the fabric. When evaluating softness and smoothness by a TSA machine, it was concluded that to maintain terrycloth softness and smoothness under similar washing conditions is preferable the use of a top-loading washing machine and tumble dry the fabrics after washing and in the case terrycloth is to be line dry, the use of softener during the wash is essential to maintain softness and smoothness.