섬유의 기초 강좌(81)
일본섬유뉴스 – 2007년 5월 8일 (화요일)
부직포용 웹의 결합 제조법〈하〉
(3) 니들 펀치
양모를 대표로 하는 짐승의 털에서는 섬유 끼리 마찰하면, 서로 얽혀 펠트가 되지만 표면이 매끄러운 합성 섬유에서는 마찰만으로는 펠트화되지 않는다. 거기서 생각해 낸 것이, 가시가 있는 니들로 웹을 찌르기를 반복함으로서 꿰매어지도록 섬유 끼리 얽히게 하여, 펠트화하는 방법이다. 주로 섬유 매트류의 제조에 이용된다.
(4) 水流交絡
니들을 사용하는 대신에, 스틸 판에 미세한 구멍을 뚫은 노즐로부터 고압의 물줄기를 제트 분사해 웹을 관통시켜, 스크린이나 펀칭 메탈에 닿아 반사되는 에너지로 섬유 끼리 얽히게 해 결합하는 방법이다. 고압 물줄기로 섬유를 치는 세면 효과도 있어, 위생용품에 이용되는 것이 많다. 워터제트본드, 워터니드링, 워터펀치, 水流絡合과 여러 가지 호칭이 있지만, 최초의 개발 메이커의 상표인 스펀 레이스가 명칭으로 일반화하고 있다.
섬유의 기초 강좌(82)
2007년 5월 9일 (수요일)
부직포 제조에 있어서의 사용하는 섬유
부직포의 제조 기술이 아니고, 설계 기술로서 매우 중요한 것이 원재료의 선정이다.
섬유의 가공업인 부직포 제조는, 섬유 설계를 어떻게 할까? 로서 상품 가치가 정해진다고 해도 과언은 아니다. 그만큼 다양한 원재료를 이용할 수 있는 것이 부직포의 하나의 특징이라고도 말할 수 있다.
동식물 섬유, 합성 섬유, 재생섬유, 광물 섬유, 합성 폴리머 칩이나 pellet등으로부터 얻을 수 있는 섬유 형태의 것이나 섬유화할 수 있는 것은, 거의 대부분이 원료로서 이용할 수 있다. 부직포의 제조법에 따라, 굵은 섬유는 수백 데시텍스에서부터 가는 것은 멜트 브로우의 100분의 1 데시텍스까지 있어, 앞으로는 나노 섬유의 발전에 따라 한층 더 가는 섬유의 부직포가 생길 것으로 예상된다.
섬유 길이는, 스판본드 법의 엔드리스 필라멘트로부터 습식 초지법의 1밀리미터 이하의 것까지와 매우 폭 넓은 원료 섬유를 사용할 수 있다.
이 원료의 다양성과 제조 공정이 적음에 따라 상품개발의 기간을 단축할 수 있기 위해서, 새로운 기능성 섬유가 개발되면, 제일 먼저 부직포에 응용되는 것이 많아지고 있다.
현재의 일반적인 부직포 제조에서는, 폴리에스텔을 대표로 하는 합성 섬유가 이용되어 천연 섬유 등은 특수한 용도에 한정된다. 습식 부직포에서는 레이온, 펄프, 합성 섬유의 톳드 화이버가, 방사 직결형에서는 폴리프로필렌과 폴리에스텔이 많이 이용되고, 그 외의 단섬유 부직포에서는 합성 섬유를 중심으로 여러 가지 섬유가 이용되고 있다.
섬유의 기초 강좌(83)
2007년 5월 10일 (목요일)
부직포의 용도(1) /토목·건축 용도
부직포는 여러 가지 용도로 이용되고, 그것 만으로도 1권의 책이 생길 정도의 분량이 있기 때문에, 한정된 지면에서는 모든 것을 망라할 수 없다. 여기에서는 부직포의 주요했던 용도와 주목 받는 제품을 소개한다.
연약한 지반의 개량, 도로나 철도 밑의 가로 배수 시트, 깊은 연못의 바닥 물 막는 시트, 빌딩 옥상의 방수 루핑, 만국 박람회 등의 이벤트 개최에 앞서, 주변의 논이나 밭을 일시적으로 주차장으로서 이용하고, 이벤트 종료 후에 복원하기 위한 보호 매트 등에 니들 펀치 부직포가 이용되고 있다.
도로의 중앙 분리대나 도로 가장자리에는 스판본드 부직포가 풀이 나지않게 하는 목적으로 이용되고 있다. 매설관 보강재는 오래되어 금이 간 토관 등의 보수 때문에, 호스 형태의 부직포를 기계로 뒤집어가면서 토관 내부로 밀어 넣어, 침투시킨 수지를 고온의 스팀으로 굳혀버린다. 수지와 부직포에서 되기 때문에, 가지로 나뉘는 분기 부분에서도 간단하게 잘라내 접합할 수 있다. 건축 용도에서는, 결로방지를 위한 하우스 랩은 플래시 방사 부직포에 의한 용도 개발이 최초로, 지금도 제일 많이 사용되고 있지만, 여러 가지 부직포를 복합해, 후발 메이커가 뒤쫓고 있다. 언덕 보호용의 식물 키우는 매트는 가볍게 한 부직포에 잡초의 종묘와 비료, 배양토를 넣을 수 있어 절개지의 원상복구나 성토 언덕 면의 녹화를 실시하는 것이다.
시베리아의 툰드라 지대에서 가스 파이프라인이 여름철의 지표면 고인물의 부력으로 뜨는 것을 막는 파이프라인 보호 매트도 부직포이다. 띠 모양의 광대한 면적을 커버하기 위해서 부직포의 끝단과 끝단을 개솔린 토치램프로 가열한 후, 끝단 끼리를 겹쳐, 고무 장화로 밟아 열 접착하는 육체적 노동도 현장의 지혜이다
섬유의 기초 강좌(84)
2007년 5월 11일 (금요일)
부직포의 용도〈2〉/농업용
제일 유명한 것은 폴리프로필렌 스판본드에 의한 전체를 덮는 시트일 것이다. 무게가 15~20그램의 얇은 시트로 초봄에 보온과 서리 방지를 위해서 밭두둑을 덮는다. 필자는 폴리에스텔 부직포 전체를 덮는 시트를 개발했지만, 강풍으로 시트가 뜯어져 날려 버려져서 실패했다. 연구실에서는 폴리프로필렌 부직포보다 강력이 있었지만, 실제로는 폴리에스텔은 뜯어지고, 폴리프로필렌은 부드럽기 때문에 늘어나서 구멍은 뚫어져도 말뚝에 매달려 있었다. 현장이 소중하다고 하는 것의 실제로 증명된 사례이다.
목장의 나무 그늘 만들기에도 플래시 紡絲法의 부직포가 이용되고 있다. 일본의 여름은 찌는 듯이 덥기 때문에, 부직포를 천정으로 하고, 소를 모으는 텐트마을을 만든다. 최근, 시코쿠의 메이커가 코튼의 낙면을 이용하여, 모심기가 되지 않는 논에 씨앗도 뿌려 부착시키는 시트를 펼치는 방법을 사업화했다. 필자는 그것보다 수년 빨리 후쿠이현에서 레이온 스팬 레이스를 이용해 같은 실험을 했다. 못자리 농법은 아니고 직파 농법의 한층 더 진화판이다. 이른 벼(早稻), 晩生, 북반구, 남반구라고 생각하면 일년내내 씨앗 뿌리는 시트가 팔리겠지라고 분발했지만….
그 외에, 못자리용 시트, 원예 planter, 온실의 보온, 차광막, 결로방지와 여러 가지가 있다.
섬유의 기초 강좌(85)
2007년 5월 14일 (월요일)
부직포의 용도〈3〉/공업용
필터 분야가 부직포의 특징을 살릴 수 있는 큰 용도이다. 에어 필터, 버그 필터, 액체 필터, 청소기 필터, 공기 청정기용 필터, 필터 프레스 등등이 있다. 그 외에 공업용으로서는, 복사기의 클리닝 재료나 인쇄기의 클리너, 연마재, 흡유재, 내열 쿠션, 단열재, 방음 방진제, 전기 재료, 셀 수가 없을 정도로 시작하면 끝이 없다. 활성탄소섬유의 부직포는 냄새제거 뿐만이 아니라, 흡수 탈착 속도가 큰 것을 이용해 용제의 회수 장치에 이용되고 있다.
초음파 가습기에 대신하는 흡수증발 산포형 가습기에 사용되는 증발체도 부직포이다. 일본 고속철도 신간센의 차체에도 소음 흡수과 단열을 목적으로 하여, 카본 계통의 부직포가 이용되고 있다. 빌딩 옥상의 공기 조절용 실외기(냉각 타워)로 물이 뛰기는 것을 방지하는 부직포 매트가 이용된다. 특수한 용도로서 폴리 아크릴레이트 섬유의 흡수 펠트가 해저 케이블을 보호하는 물을 박는 止水層이 되거나, 바닷물 중의 귀금속 회수에 그래프트 중합 부직포가 이용되고 있다. 또, 부직포 그 자체가 접착제가 된다. 거미집 모양의 핫 멜트(Hot Melt) 부직포가 다리미 접착으로 사용된다. 새로운 수요가 있는 곳은, 剛性이 강해서 부직포로서는 매우 만들기 어려운 탄화규소계나 질화 규소계라고 하는 내열성 부직포가 디젤 엔진의 배기가스 처리용으로 연구되고 있다.