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[섬유염색] 나일론 기능성 신소재

작성자
화인Tnc
작성일
2019-01-30 17:22
조회
166
예로부터 섬유소재로 마(魔), 양모(羊毛), 면(綿), 견(絹) 등의 천연소재는 장기간에 걸쳐서 사용되어 왔다. 마는 8,000년 전에 이집트에서, 양모는 6,000년 전에 메소포타미아에서, 면은 5,000년 전에 인더스에서, 실크는 4,700년 전에 중국에서 이미 사용되었다고 알려지고 있다.

수천년 이상의 역사를 갖고 있는 이러한 천연섬유에 비해, 나일론 및 폴리에스터 등의 합성섬유는 약 50년, 레이온 등의 재생섬유는 약 100년의 짧은 역사를 갖고 있다. 합성섬유는 여러 종류의 특징을 갖고 있음에도 불구하고, 천연섬유에 오랜 세월동안 길들여져 온 인간에게 있어서 그 결점은 우려되는 것이다.

합성섬유의 역사는 그 특징을 가능한 한 살리면서 결점을 해소하는, 즉 천연섬유의 특징을 부가하는 과정이었다. 그 작업은 지금도 계속되고 있으며, 여러 종류의 기능을 부가시켜 감으로써 합성섬유에 큰 변화가 일어나고 있다. 그것은 합성섬유의 특징을 늘리면서 합성섬유류밖에 할 수 없는 제품을 만들려고 하는 움직임이다.

그 중 하나는 의류용을 중심으로 한 기능성 소재의 개발이다. 기능성 소재에 대해서는 쾌적상품, 위생ㆍ건강상품, 오락상품 등이 각광을 받고 있다.

그에 대해 간략히 소개하면 다음과 같다.

최근 폴리머로 만든 섬유가 많이 개발되고 있고, 고차가공기술, 그 중에서도 특히 염색.마무리공정에서의 기능부여 기술을 구사한 신상품의 비중이 커지고 있다. 염색, 마감공정에서 기능성을 부여한다고 하는 것은, 원사에는 없고 텍스타일이 그 대상이 되는 것이 많다. 텍스타일에서 요구되는 기능으로서는 제전성, 오염방지성, 방수성, 발수성, 발색성 등이 대부분이고, 이러한 고기능화가 향후에도 요구되어질 것으로 보인다. 한편, 새로운 흐름으로서 쾌적성 및 위생.건강을 추구하는 가공, 소비생활의 윤택함을 반영한 가공도 있다.

기능성 소재의 기능을 쾌적.편리성.위생.건강.안전성.감성.심미성.내구성 기타의 5가지로 분류하여 <표 1>에 정리했다.

<표1> 기능성 소재

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쾌적,편리성 기능 | 오염방지,흡수(땀),흡온,방수, 투습, 통기,발수,발유,보온,축열, 방풍,향기
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위생,건강기능 | 진드기방지,항균방취,소취(냄새제거), 자외선차단,피부염방지
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안전성기능 | 제전, 도전,난연, 방염,마찰난용융, 내압,내한
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감성,심미성기능 | 외관,광택,발색성,가역변색,볼륨,드레이프,터치,스트레치,구김
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내구성, 기타 | 항필,구김방지,접착성
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1. 첨단 축열,보온섬유

축열,보온섬유는 열에너지를 축적시킨 후 이를 인체로 재방사하여 온도의 상승을 가져오게 함으로써 따뜻함을 느끼게 하는 동시에 인체의 充血작용을 통해 생체리듬을 활성화시키는 소재이다.

국내에서 최초로 개발된 축열섬유인 "솔라리나"는 태양광을 섬유가 흡수, 축적시킨 다음, 이를 열에너지로 전환, 인체에 방사하는 신소재이다. 축열보온섬유는 태양열을 흡수, 체온의 적외선 단열효과 등으로 일반직물에 비해 4∼5도 정도의 보온효과를 부여하게 된다.

그 이론적 배경은 다음과 같다.

의류용에 적용할 수 있는 원적외선 세라믹은 불투명하여 빛의 통과는 거의 없고 일부는 반사하며, 나머지는 흡수하여 재방사하는 특성을 가지고 있다. 이중 효율이 아주 우수한 것을 선택하는데, 이에 대한 척도는 방사율로 나타내며, 실용적으로 쓸 수 있는 것들은 방사율이 90이상이 되는 것으로 알려져 있다.

특히 축열용으로 많이 사용되는 지르코늄(ZrC)은 태양광의 95%인 적외선, 가시광선 이상의 단파정 영역에서는 흡수율이 높은 이상적인 물질로 알려져 있다. 축열현상은 일반적으로 광의 95%를 의복에서 흡수, 에너지 변환을 하여 원적외선으로 방사하게 되는데, 이 원적외선 영역에서는 반사율이 높아 의복내에서 에너지가 축열되는 현상이 일어나게 된다.

또한 사람의 인체는 10㎛ 부근의 원적외선을 방사하는데, 이때 같은 파장을 내는 물체를 가까이 했을 때에는 공명현상이 일어나게 된다. 그때 열이 발생되고 인체에는 혈액을 증진시키기도 한다.

⊙ 방사율 ; 전체 받은 양의 빛이 100이라 할 때 10은 통과, 30은 반사되고 나머지 60은 흡수되었 다가 재방사 되었다면 방사율은 60이 된다.

2 도전성 합성섬유

두 종류의 물체를 마찰시킬 때, 정전기가 발생한다는 것은 오래 전부터 잘 알려져 왔다. 양모, 견, 면과 같은 천연섬유에도 정전기가 발생한다는 사실은 알고 있었지만, 섬유에 있어서 대전의 문제가 중시되게 된 것은 최근 소수성 합성섬유가 의류로서 널리 사용되면서부터이다. 이에 섬유자체에 도전성을 부여해 마찰에 의한 정전기를 방전, 전기적으로 중성상태를 유지시키는 도전성 합성섬유를 개발한 바 있다.

효성의 "에코론"은 정전기를 방지할 수 있는 개질제를 방사공정 중 투입하여, 섬유자체에 도전성 부여는 물론 영구도전성을 부여하고, 합성섬유의 단점인 정전기 발생을 억제한 기능성 섬유이다. 안감지, 란제리, 특수작업복(무진의), 무진장갑, 무진언더웨어, 카페트 제전 백필터 등에 사용되고 있다.

3. 보온성 및 경량감이 뛰어난 중공섬유

고도의 일반방사기법에 의해 경량ㆍ보온소재인 나일론 중공사를 개발한 바 있다. 중공섬유의 단면은 섬유의 밀도를 낮추어 무게를 20%까지 줄일 수 있으며, 줄인 무게는 공기로 대체되어 우수한 보온 효과를 나타내줄 뿐만 아니라, 비중 1 이하의 제품전개가 가능해 나일론 최초의 물에 뜨는 신제품 전개가 가능해졌다.

나일론 중공사는 경량, 보온성 소재로 특유의 볼륨감과 은은한 광택을 특징으로 한다. 즉, 중공사는 원사의 중심이 비어 있으므로 겉보기 섬도에 비해 중공율만큼 가볍고(10∼60%) 중공 형성부분을 단열성이 뛰어난 Dead Air로 채우고 있기 때문에 열차단 효과가 뛰어나 높은 보온력을 지니게 된다. 또한 외력에 대해 불규칙적으로 변형되기 때문에 굽힘감성을 가지고, 중공터널로 인해 난반사에 의한 은은한 광택을 나타낸다

섬유 시장의 최근 추세가 기능성을 강조하는 패션 경향으로 변하면서 일본업계를 중심으로 일고 있는 경량ㆍ보온소재 개발은 초기에는 겨울용 보온소재 용도가 주를 이루었으나, 점차 스포츠의류 및 언더웨어 분야로 그 용도가 확대되어 가고 있다.

--Daum café”아름다운 세탁”에서 퍼온글입니다.--