텐셀직물의 유연성 및 외간에 미치는 셀룰라아제 처리효과 = Effect of Cellulase Treatment on Softness and Surface Appearance of Tencel Fabrics
저자
발행사항
光州 : 전남대학교 대학원, 1998
학위논문사항
학위논문(박사)-- 전남대학교 대학원: 가정학과 1998
발행연도
1998
작성언어
한국어
주제어
KDC
592.11 판사항(4)
발행국(도시)
광주
형태사항
xiii, 129 p. : 삽도 ; 26 cm .
소장기관
본 연구의 목적은 텐셀직물의 유연성 및 표면개질에 대한 셀룰라아제 처리효과를 알아보기 위한 것이며, 부가적인 목적은 셀룰라아제 처리의 효율성에 대한 NaOH 전처리 및 피브릴레이션 처리효과를 살펴보는데에 있다. 셀룰라아제 처리된 텐셀직물의 감량율과 건조 및 습윤시의 인장강도를 측정하였으며, 셀룰라아제 처리에 의한 결정구조 변화를 알아보기 위해 X-선 회절분석 및 수분율과 K/S 값의 측정을 행하였다. 처리된 직물의 형태학적 변화를 고찰하기 위해 SEM 분석을 행하였으며, 가수분해의 영향을 알아보고자 셀룰라아제 처리된 직물의 중합도와 동가를 측정하였다. 그리고 피브릴레이션/셀룰라아제 처리된 텐셀직물에 더 나은 태를 부여하기 위해 유연제를 처리하였다. NaOH 전처리, 피브릴레이션, 셀룰라아제, 그리고 유연제 처리가 직물의 태에 미치는 효과를 평가하기 위해 KES-FB 시스템으로 역학적 성질을 측정한 후 숙녀용 중후지의 기본태인 KOSHI, NUMERI, FUKURAMI, SOFUTOSA 및 종합태의 변화를 살펴보았다.
동일한 셀룰라아제 처리조건에서 피브릴레이션 처리시간이 길수록, 동일한 피브릴레이션 처리시간에서는 셀룰라아제 처리농도 및 처리시간이 증가함에 따라 감량율은 증가하고 인장강도는 감소하였다. 비슷한 감량율에서 NaOH 전처리한 직물이 NaOH 전처리하지 않은 직물보다 상대적으로 향상된 인장강도유지율을 보였으며, 이는 NaOH 전처리에 의해 보다 균일한 효소작용을 받기 때문이다.
X-선 회절분석 결과, 셀룰라아제 처리에 의한 결정구조 및 결정화도의 변화는 나타나지 않은 반면에 셀룰라아제 가수분해가 진행될수록 피브릴에 의한 비표면적의 증가로 인해 수분율과 K/S 값은 조끔씩 증가하였다. SEM 분석 결과, 피브릴레이션과 셀룰라아제 가수분해가 진행됨에 따라 피브릴 발생으로 인해 섬유의 깊은 부분까지 침해되었고, 단면 사진으로부터 섬유 표면부터 상해를 받음을 알 수 있었다. 중합도는 효소가수분해 초기에는 저하되고 이후에는 일정한 값을 유지하였으며, 동가는 효소가수분해 초기에는 급격히 증가하다가 점차 감소하였다. NaOH 전처리한 직물이 NaOH 전처리하지 않은 직물에 비해 동일한 셀룰라아제 처리조건에서 결정화도, 중합도, 수분을, 그리고 K/S 값은 더 높게, 동가는 더 낮게 나타났다. 이는 NaOH 전처리로 비결정영역의 상대적으로 짧은 분자쇄들이 용출되며, 남아 있는 비결정영역 또한 상대적으로 열린 구조로 되기 때문이다.
피브릴레이션, 셀룰라아제, 그리고 유연제 처리가 진행됨에 따라 굽힘 및 전단특성이 모두 감소하여 처리된 직물에 유연성과 탄력성이 부여되었으며, 특히 피브릴레이션 처리는 압축선형도, 압축에너지 및 두께를 증가시켜 처리 직물의 볼륨감을 크게 하였다. 반면에 피브릴레이션 처리시 발생된 섬유 표면의 피브릴로 인하여 표면특성은 증가하나 이후 셀룰라아제 처리에 의한 피브릴의 제거로 매끄러운 표면개질효과가 부여되었다. 단계별 가공처리가 진행됨에 따라 KOSHI를 제외한 NUMERI, FUKURAMI, SOFUTOSA 및 종합태가 모두 증가하여 처리 직물이 더욱 유연해지고 매끄러워지며 탄력적으로 되었으며, 특히, NaOH 전처리는 텐셀직물에 우수한 SOFUTOSA를 부여하였다.
이상의 연구 결과로부터, NaOH 전처리는 효소 처리의 효율성을 증가시키며, 셀룰라아제 단독처리보다는 피브릴레이션 처리 후 셀룰라아제 처리를 행하는 경우가 보다 우수한 태를 부여함을 알 수 있었다. 셀룰라아제 처리에 의해 유연성과 표면개질효과가 부여된 텐셀직물은 기존의 레이온을 대체하는 패션 소재로서 그 용도가 더욱 다양하게 될 것으로 기대 된다.
향후 보다 다양한 태를 지닌 텐셀제품을 생산하기 위한 공정개발과 함께 피브릴화 정도를 객관적으로 평가할 수 있는 방법에 대한 후속 연구가 필요하다.
The purpose of this study was to investigate effect of cellulase treatment on softness and surface appearance of Tencel fabrics. It was our additional goal to determine NaOH pretreatment and mechanical prefibrillation on efficiency of cellulase treatment. The cellulase-treated Tencel fabrics were evaluated for weight loss and tensile strength at dry and wet conditions. X-ray diffraction method, moisture regain, and K/S value were used to elucidate crystalline structural changes occurred by cellulase treatment. Degree of polymerization and copper number of the cellulase-treated fabrics were also measured to estimate effect of hydrolysis. SEM analysis was carried out to study morphological change of the treated fabric. Softener was applied to improve hand of the treated Tencel fabrics after prefibrillation and cellulase treatment, Kawabata's Evaluation System for Fabrics(KES-FB) was used to evaluate effects of NaOH pretreatment, prefibrillation, and cellulase and softener treatments on fabric hand of the treated fabrics. Primary hand values of women's medium-thick fabrics such as KOSHI, NUMERI, FUKURAMI, and SOFUTOSA, and total hand values were evaluation parameters in the KES-FB study.
Results indicated that increase in prefibrillation time increased weight loss and decreased tensile strength retention of the treated Tencel fabrics at the same cellulase treatment condition. Increases in concentration and time of cellulase treatment increased weight loss and decreased tensile strength retention of the treated fabrics at the same prefibrillation treatment time, At a similar weight loss, tensile strength retentions of the NaOH-pretreated fabrics were better than those of the fabrics without NaOH pretreatment because of more uniform hydrolysis by cellulase in NaOH-pretreated fabrics.
X-ray diffraction studies showed that crystalline structure and degree of crystallinity were not much changed by cellulase treatment. On the other hand, as cellulase hydrolysis progressed, moisture regain and K/S value increased slightly due to increase of specific surface area by fibrils. SEM analysis indicated that with progress of prefibrillation and cellulase hydrolysis, fibrils were produced and damage occurred deep into the fiber. Cross-sectional micrographs indicated that the damage of the fibers by cellulase occurred from the outside first. The degree of polymerization initially decreased with cellulase hydrolysis and then levelled off. Copper number increased, however, to a great extent at an initial stage of cellulase hydrolysis and decreased gradually.
The NaOH-pretreated fabrics resulted in higher degree of crystallinity, degree of polymerization, moisture regain, and K/S value, but lower in copper number than those of the fabrics without NaOH pretreatment at the same cellulase treatment conditions. These results were attributed to extraction of short molecular chains from amorphous region during NaOH pretreatment and amorphous region became open-up structure.
As the treatments of prefibrillation, cellulase, and softener progressed, values in bending and shearing properties decreased and softness and elasticity were imparted to the treated fabrics. Specifically, compressional linearity, compressional energy, and thickness of the treated fabrics increased by prefibrillation, providing bulkiness to the treated fabrics. Values indicating surface properties increased owing to fibril formed by prefibrillation treatment, but removal of fibrils by cellulase treatment enhanced smoothness. As the fabrics were exposed to various treatments such as NaOH pretreatment, prefibrillation, and cellulase and softener treatments, all the KES-FB parameters, i.e., NUMERI, FUKURAMI, SOFUTOSA, and total hand values, increased with the exception of KOSHI. Consequently, the treated fabrics became softer, smoother, and more elastic. Especially, the NaOH pretreatment provided superior SOFUTOSA to Tencel fabrics.
As a conclusion, NaOH pretreatment increased efficiency of cellulase treatment on Tencel fabrics, and prefibrillation prior to cellulase treatment provided superior hand than cellulase treatment only. It is expected that Tencel fabrics with improved softness and surface appearance by cellulase treatment will diversify its uses as fashion materials which can substitute for rayon. Finally, a further study would be needed to develop a technology in producing Tencel fabrics with various hand properties and an objective method in evaluation of the degree of fibrillation.
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