의류 내 냄새 원인물질인 아이소발레르산 탈착에 관한 연구

Abstract

본 연구는 의류 세탁의 주된 이유가 오구가 아닌 착용 후 냄새에 의한 습관적 세탁임에 초점을 맞추어 기존 세탁이 아닌 냄새 제거를 통해 기존의 물세탁 및 건조 방식을 대체하여 의류의 물세탁 주기를 연장할 수 있게 하는 방법을 모색하는 관점에서 실험을 계획하였다. 그 중 인체 악취인 땀 냄새를 탈취 대상으로 선정하였고 땀의 성분에 해당하는 암모니아, 아세트산, 아이소발레르산을 기체 상태로 직물에 입혀 냄새나는 직물 시료를 만든 후 탈취실험에 이용하였다. 탈취 메커니즘과 일상생활 속 기기 접근성을 고려하여 스팀, 열풍, 은 콜로이드 용액, 섬유탈취제, 자외선을 탈취 수단으로 선택하여 다양한 조건으로 적용하였다. 탈취 평가는 IRB 승인을 받아 후각으로 직접 원단 냄새를 맡는 관능 평가법과 GC/MS를 이용한 정량분석법을 통해 이루어졌다. 흡착 실험을 통해 아이소발레르산을 대표 냄새 원인물질로, 양모직물을 대표 직물로 선정하였으며, 대표 직물을 통해 각 탈취방법의 효과를 분석하였다. 스팀은 수증기 입자의 작용에 유리하여 20 cm 거리에서 50 mL의 물양을 5 mL/min의 속도로 약하게 분사하는 조건에서 가장 좋은 탈취 효과를 보였다. 양모섬유로부터 도출한 최적 스팀 탈취 조건을 일상생활에서 많이 입는 의류 소재인 면과 폴리에스터 섬유에 적용하였을 때 각 방법과 악취 직물 간 상호작용이 친수성/소수성 섬유별로 달라 탈취 효과에 차이가 있었다. 열풍은 기체분자 확산 속도 요인에 의해 80℃로 1분간 가하는 조건에서 가장 좋은 탈취 효과를 보였다. 열풍의 세기에 의한 탈취 효과의 차이는 없었으며, 시간을 조절하여 고온일 때와 비슷한 에너지를 사용하면 상대적 저온에서도 탈취 효과를 높일 수 있어 고온에 의한 직물 손상을 줄일 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 땀 냄새는 미생물과 관련이 없어 UV, 은 용액에 의한 탈취 효과는 거의 없었고 섬유탈취제는 더 강한 향기로 악취를 완전히 덮은 효과를 보였다. 스팀과 열풍 각각에 의해 1등급 미만으로 악취를 줄이는 조건이 없어 스팀과 열풍을 조합하였고 실험을 통해 도출한 최적 조합 조건에서는 모든 섬유에서 악취를 1등급 미만으로 효과적으로 줄였다. 최적 조합 조건으로 처리된 직물의 GC/MS 분석을 통해 얻은 아이소발레르산의 함량으로 제거율을 계산하여 감각적인 측면 뿐 아니라 실제로 제거가 됨을 확인하였으며, 야외 방치하는 경우 1등급 이하 도달에 7시간이 걸린 것에 비추어봤을 때 본 연구의 탈취법은 매우 효과적인 방법이라고 할 수 있다. 또한 앞서 도출한 방법으로 탈취 처리를 한 전도성 직물에 대해 기존 세탁을 거친 전도성 직물을 비교하였을 때 두 조건 모두 0등급을 만들지만 탈취된 시료에서는 외관 및 전도 성능의 저하가 거의 일어나지 않았음을 확인하였다. 세탁이 꼭 필요하지 않은 상황에 본 연구에서 제시하는 최적 조건을 이용한 탈취방법은 세탁 주기를 늘리며 기존 세탁과 비교하여 물과 에너지 사용량을 줄이는 방향으로 도움이 될 수 있다. 또한 스마트 의류와 같이 물세탁 과정의 이화학적 요인에 의해 기능성이 저하되는 고기능성 텍스타일 제품에 대한 하나의 관리 방법이 되어 제품의 기대 수명을 연장할 수 있을 것으로 기대된다. ;This study focuses on the fact that the main reason for washing clothes after wearing are odors, rather than pollutants; therefore, it is possible to extend the washing cycle of clothes by replacing the existing washing and drying methods by odor removal methods. The experiment was designed from the perspective of determining a way to achieve it. The odor of sweat, which is a human odor, was selected as a deodorization target, and ammonia, acetic acid, and isovaleric acid reagents, which are components of sweat, were coated on the fabric in a gaseous state to produce smelly fabric samples and then used for the deodorization experiment. Considering the deodorization mechanism and accessibility of devices in daily life, steam, hot air, silver colloidal solution, textile deodorant, and UV light were selected as deodorizing means and applied under various conditions. A sensory evaluation method of directly smelling fabric using the sense of smell and quantitative analysis using GC/MS(Gas Chromatography/Mass Spectrometry) were used to evaluate deodorization. Isovaleric acid was selected as the representative reagent and wool fabric as the representative fabric using the adsorption experiment, and the effect of each deodorization method was analyzed using the representative fabric. Within the experimental conditions set by us, steam showed the best deodorizing effect under the condition that 50 mL of water was sprayed at a speed of 5 mL/min from a distance of 20 cm. The hot air showed the best deodorization effect under the condition that the hot air was blown at 80 ℃ for 1 min. The derived optimal deodorization conditions were applied to cotton, wool, and polyester fabrics, which are the frequently used clothing materials in daily life. The interaction between each method and each fiber was different; therefore, the deodorization effect was different. Under the optimal combination of steam and hot air, odor was effectively reduced in all types of fibers. In addition, it was confirmed that almost no deterioration in appearance and conductivity occurred in the deodorized conductive fabric compared to the washed conductive fabric. The deodorization method using the optimal conditions derived from this study is an alternative to reducing water and energy consumption compared to conventional washing, and it is expected to extend the life expectancy of high-performance textile products, such as smart clothes, whose functionality is deteriorated by physical and chemical factors in the washing process.