스크랩 섬유의 기초 강좌(화학 섬유). 제1화~제40화

[무한질주]

 

섬유의 기초 강좌(화학 섬유) 

 제1화 화학 섬유의 탄생 1/반합성 섬유, 재생섬유

　1884년 프랑스의 샤르돈네(Chardonnet) 백작은, 플라스틱 성형재의 셀룰로이드의 원료로 사용되고 있던 질산 셀룰로오스를 용해제에 녹여, 가는 노즐로부터 밀어냄에 따라 비단과 같이 아름다운 광택이 나고, 비단의 감촉에 잘 닮은 섬유를 얻을 수 있는 것을 찾아냈다. 인류가 스스로의 손으로 만들어 낸 최초의 섬유이며, Artificial silk(인조 견사)로 불려 고급 드레스도 만들어졌다고 한다.

　질산 셀룰로오스는 화학 구조가 면 화약에 지극히 가깝기 때문에, 의복에 이용하는 것은 위험이 극히 없는 것이어, 오래 가지는 않았던 것 같지만, 그 후의 비스코스 레이온이나 큐프로의 출현을 가져오는 발단이 된 것으로 중요한 의의가 있었다.

　1892년 영국의 크로스와 베반 비들에 의해서 가성 소다와 이황화 탄소의 혼합액에 셀룰로오스가 녹여, 그 용액으로부터 비단을 닮은 아름다운 광택을 가진 실을 얻을 수 있는 것이 찾아져, 1901년에 비스코스 레이온이 공업화되었다.

　독일의 Schweitzer는 1857년에 산화 구리 암모니아 용액에 여과지가 녹아 버리는 것을 실험할 때에 우연히 찾아내었다. 19세기말에 비스코스 법이 주목받기 시작하면서, 이 발견이 재평가되어 1899년에 구리 암모니아 인견(큐프로)의 공업 생산이 시작되었다.

　비스코스 레이온이나 큐프로도, 용해할 때에 화학변화를 수반하지만, 섬유가 될 때에 다시 원래의 셀룰로오스로 돌아오므로 재생 셀룰로오스로 불리고 있다. 이것에 대해서, 니트로 셀룰로오스 섬유나 1910년 즈음에 미국에서 공업화된, 초산 셀룰로오스를 원료로 하는 아세테이트 섬유는, 방사된 다음에도 셀룰로오스가 화학적으로 변성된 채로 그대로이므로, 반합성 섬유로 분류된다.

제2화 화학 섬유의 탄생 2/합성 섬유

　천연의 고분자를 원료로 하지 않고, 작은 분자로부터 순화 학문적으로 제조된 고분자(폴리머)의 최초의 예는, 베이크랜드에 의해서 1907년에 발명된 Bakelite라고 하는 플라스틱이다.

　세계 최초의 합성 섬유는, 미국 듀퐁사의 캐로더스(Carothers)박사가 발명한 나일론인 것은 유명하다. 1938년「석탄과 물과 공기로부터 만들어져 강철보다 강하고, 거미의 실보다 가늘고, 뛰어난 탄성과 광택을 가진 합성 섬유」라고 하는 유명한 캐치프레이즈와 함께 발표된 나일론 섬유(나일론 66)는, 미국에서는 비싼 값의 비단 양말을 대신하는 싼값에 튼튼한 스타킹을 만들어 내는 대인기를 얻어, 우리 나라에서는 당시 최대의 수출상품인 비단의 강적의 출현이라고 받아 들여져, 국회에서도 논의를 할 정도의 큰 소란을 일으켰다.

　캐로더스의 시대에는 고분자의 개념은 아직 확립되어 있지 않았지만, 그는 슈터우딩거의 고분자 설을 근거로, 방대한 조합을 하나 하나 실험하며 나아갔다고 한다. 고난의 연속인 어느 날, 우연히 冷延伸 현상, 즉, 당겨 늘리면 용이하게 수배로 늘어나며 그 후에 뛰어난 탄성을 나타내는 것을 찾아냈다. 이 연신 과정에 의해, 線狀 고분자는 섬유축 방향으로 잘 배열되어 처음으로 실로서의 힘과 유연함을 나타내게 되는 것으로 알려져 합성 섬유 공업의 발전을 결정 짓는 지극히 중요한 발견이었다. 그러나, 나일론의 발표보다 2년 빨리, 캐더로스는 41세로 생명을 스스로 끊었다. NYLON 이란, 니힐(허무)한 그의 닉네임이었던 NYL에 유래한다라는 일설도 있다.

제3화 화학 섬유의 탄생 3/고분자의 개념

　19세기말에는 질산 셀룰로오스나 아세테이트 등의 반 합성 고분자가 공업 생산에 들어가, 1907년에는 순 합성 고분자인 bakelite도 탄생하였지만, 고분자라는 것은 분자량의 매우 큰 분자이다, 라고 하는 기본적인 개념이 확립한 것은, 그것보다 훨씬 후의 1935년 즈음이다.

　그 이전으로부터도󰡒고분자 물건󰡓이라고 하는 말은 사용되고 있었지만, 이것이 분자량이 큰 거대한 분자인가, 그렇지 않으면 통상의 크기의 분자의 몇 개인가가 약한 응집력에 의해서 집합 상태를 취하고 있는 것(콜로이드)인가를 둘러싸고, 과학 사상에 예를 볼 수 없을 만큼의 대 논쟁이 계속되었다.

　취리히 공업 대학교수의 슈타우딩거는, 1920년에 논문 중에서 처음으로 고분자 설을 제창해, 그 중에 예를 들면 천연 고무는 이소프렌이 길게 연결된 구조에서 된다고 하는 생각을 나타내고, 이러한 분자에 대해 거대 분자(Makromolekul)라고 하는 이름을 제창했다.

　1937년에는 저분자 이론자와의 논쟁 중에서, 전분의 분자량이 메틸化나 아세틸化 등의 화학 수식을 실시해도, 또 용매를 바꾸어 측정해도 변화하지 않음에 따라, 저분자 화합물의 응집설에서는 설명이 통하지 않는 것을 논하게 됐다.

　슈타우딩거의 고분자 설이 베이스가 되어 태어난 것으로, 카로자스에 의한 첫 합성고무(듀퐁사의󰡒네오 푸렌󰡓)와 나일론 66, ICI사에 의한 폴리에틸렌 등이 있다.

　「선상 고분자 화합물의 연구」로, 슈타우딩거가 노벨상을 수상한 것은 1953년이다

제4화 화학 섬유의 탄생 4/화학 섬유를 형성하는 고분자

　식물 섬유의 셀룰로오스나 동물 섬유의 단백질은 천연으로 생성되는 고분자이지만, 합성 섬유의 경우는, 저분자 화합물을 화학반응에 의해서 수백으로부터 수천 개를 연결하여 고분자를 만든다. 고분자를 구성하는 단위가 되는 저분자 화합물을 모노머(단량체) 라고 하여, 모노머를 연결해 고분자로 하는 화학반응을 중합(polymerization), 중합에 의해서 얻을 수 있는 고분자를 폴리머라고 한다.

　1개의 폴리머에 연결하고 있는 모노머의 수를 중합도 라고 하여, 중합도가 커지는 만큼 분자 상호의 응집력이 커져, 그 집합체인 섬유의 힘이나 내열성이 향상한다.

　분자량 1만 이상의 화합물을 일반적으로 고분자라고 한다.

　섬유는 선 상태의 고분자가 규칙이 올바르게 배열하여 결정을 형성하고 있는 부분(結晶 領域)과 무질서한 상태로 존재하는 비결정 부분(非晶領域), 그 중간의 여러 가지 상태의 영역이 섞여 있다고 생각할 수 있어 결정화 정도가 높아질수록 섬유의 힘이나 내열성이 향상되고, 신장율, 유연성, 흡습성, 염색성 등은 저하한다.

　천연 섬유와 달리, 일반적인 화학 섬유의 경우는 1개의 사슬이 꺾어 접어지면서 배열해, 분자 사슬의 말단이나 일부가 흐트러져 비정영역을 만드는 접어 쌓는 구조가 오늘의 정설이 되고 있다.

　이러한 구조의 최소의 존재 단위가 되는 것을 미크로 피브릴 이라고 하여, 수십 개의 분자 사슬이 응집해 구성하고 있어, 미크로 피브릴이 응집해 피브릴을 형성하고, 피브릴의 집합체가 섬유를 형성하고 있다.

제4화 화학 섬유의 탄생 5/紡絲의 기본 원리 　방사의 기본은, 다음의 4개의 요소로부터 된다. 1. 원료가 되는 폴리머를 용매에 용해하든지, 또는, 가열에 의해서 유동성이 있는 액체로 하고,  2. 노즐(방사 꼭지쇠의 세밀한 구멍)로부터 밀어 내고, 3. 잡아늘여 가늘게 하면서 용매를 제거 하든가, 또는, 냉각에 의해서 고체화시켜, 4. 한층 더 잡아늘여 분자를 섬유축 방향으로 배열시켜, 필요에 따라서 열처리를 실시하여 결정화시킨다. 　일반적으로, 방사 직전의 액체를 방사 원액 또는 방사액, 이것을 노즐로부터 밀어내는 것을 방출, 방출된 가늘고 긴 실 상태인 것을 絲條(실 형태)라고 부른다. 섬유를 잡아늘이는 것을 연신 이라고 하여, 연신에 의해서 분자가 섬유축 방향으로 배열하는 것을 配向이라고 한다. 배향에 의해서 結晶化하기 쉬워져, 적당한 배향과 결정화에 의해서, 힘이나 내열성, 부드러움 등을 갖춘 섬유를 얻을 수 있다. 　그림은 일반적인 굴곡성 고분자의 섬유 형성 과정에 있어서의 분자 형태의 변화를 모델로 나타내 보인 것이다. 방사 원액에서는 랜덤으로 구부러지고 있던 고분자가, 방사에 의해서 가는 실의 형태가 된 단계에서는 분자 사슬은 조금은 규칙성을 가지지만, 배향이 불충분하기 때문에 강도가 낮고 용이하게 길게 늘어나는 상태(未延伸 섬유)를 거치고, 연신에 의해서 섬유축 방향으로 배향해 강도, 탄성 등이 태어난다.　 　방사법은 습식 방사, 건식 방사, 용해 방사로 크게 나눈다. 그 중에 특수한 기술로서 액정 방사나 겔 방사가 있어, 이러한 경우에는 분자 형태의 변화의 과정은, 위에 이야기 한 것과는 많이 다른 것이 된다.

제6화 화학 섬유의 탄생 6/습식 방사, 건식 방사 (1) 습식 방사 　원료가 되는 폴리머(고분자)를 용매로 용해하여, 응고액(또는 凝固浴)안으로 방출해 잡아 늘인다. 응고액은 용매와는 서로 섞이지만, 폴리머를 녹일 수 없기 때문에, 실 형태 속의 용매가 응고액 속으로 확산하고, 반대로 응고액이 실 형태 속으로 침투함에 따라, 실 형태 속에서 폴리머가 나뉘어 나와, 서로 응집해 입자가 되고, 길게 늘어져 섬유장의 고체가 된다. 이것을 응고라고 한다. 응고의 과정에서 연신되어 분자 사슬의 배향이 진행된다. 　습식 방사의 대표적인 섬유로서 레이온, 리요셀, 큐프로, 아크릴, 비닐론 등이 있고, 방사 속도는, 통상 수십 밀리/분부터, 100미터/분대까지이다. 　습식 방사의 일종에 건습식 방사(에어 갭 방사라고도 한다)가 있다. 이것은, 방사 노즐과 응고욕의 액면과의 사이에 수 밀리 - 수십 센티의 공간을 마련하는 방사법이며, 이 공간부분에서는 응고액 속과 같은 저항이 없기 때문에, 실 형태는 부드럽게 가늘어지고, 섬유의 표면은 매끄럽고 광택이 강한 것이 된다. 방사의 고속화에도 유리하고, 리요셀이나 아크릴의 일부, 액정 방사 등에서 이용되고 있다. (2) 건식 방사 　폴리머를 휘발성의 용매로 용해해, 고온의 기류 안으로 방출해, 용매를 증발시킴에 따라, 고체화시키면서 잡아늘여 섬유화한다. 대표적인 섬유로서 폴리우레탄과 아세테이트가 있다. 방사 속도는 수백~천 수백 미터/분이다.

제7화 화학 섬유의 탄생 7/용해 방사-방사․연신법, 스핀드로

(3) 용해 방사

　폴리머를 가열 용해 시켜 고온의 끈끈한 액체 상태로 한 것을, 차가운 분위기(통상은 찬 공기) 속으로 방출해 잡아늘여, 고체화시켜 섬유로 한다. 습식이나 건식에 비해 공정이 간소하고, 방사 속도도 현격히 빠르게 할 수 있지만, 약 300℃이하에서 용해되는 폴리머에 한정된다. 대표적인 섬유에는 폴리에스텔, 나일론, 폴리프로필렌, PTT, 폴리 유산 등이 있다.

　용해 방사는, 이렇게 4개의 방식으로 분류된다.

○1. 방사․연신법

　未延伸絲(UDY：undrawn yarn)를 만드는 방사 공정과 이것을 연신하는 연신 공정으로 나누어 실시하는 방식이다. 미연신사란, 섬유의 형태를 하고 있지만, 분자 사슬의 배향도가 낮고, 3-4배까지 용이하게 늘릴 수 있어 원래대로 돌아가지 않는 실을 말하고, 통상 2,000미터/분 정도 이하의 방사 속도로 제조된다. 연신 공정에서는, 미연신사를 수배로 연신하여 분자 사슬을 적당히 배향시켜, 필요에 따라서 열처리를 실시해 결정화시켜, 연신사(DY：drawn yarn)로 한다.

○2. 直延伸法(스핀드로)

　방사와 연신을 연결하여 1공정으로 실시하는 방식으로, 의류용 필라멘트의 경우는, 연신된 실의 감는 속도는 5,000 - 6,000미터/분이 일반적이다. 공정 생략이 가능하여, 부가 작업의 자동화 등에도 유리하고, 필라멘트의 제조에 넓게 이용되고 있다.

제8화 화학 섬유의 탄생 8/溶解 紡絲-POY, 초고속 방사

○3․POY－DTY법

　용해 방사의 방사 속도가 빨라지면, 방사중의 실 형태에 가해지는 장력에 의해서, 분자 사슬이 조금 配向하여 未延伸絲의 강도가 증가하고, 그 만큼 다음에 연신할 수 있는 여지가 작아진다. 예를 들면, 폴리에스텔로 3,000 - 4,000밀리/분의 방사 속도로 제조한 연신하지 않은 실의 경우는, 적절한 연신 배율은 1.4 - 1.8 정도이며, 이 정도의 낮은 배율의 연신이라면, 仮撚가공과 동시에 실시할 수 있다. 이 경우에  늘리지 않은 실을 POY(partially oriented yarn：부분 배향사) 라고 하여, 가공사를 DTY(draw-textured yarn：연신가연사)라고 한다. 폴리에스텔이나 나일론으로 행해지고 있다.

 ○4․초고속 방출사

　방출사를 한층 더 고속화해, 예를 들어 폴리에스텔로 약 6,000밀리/분을 넘기면, 연신 공정을 거치지 않아도, 연신사와 같이 사용하는 것도 가능해진다. 이 방법은 초고속 방출사로 불려 폴리에스텔 필라멘트를 중심으로, 실시되고 있다. 일반적인 연신사에 비해, 열수축율이 작은, 염색하기 쉬운, 감촉이 부드러움 등의 특징이 있고, 가공 특성이 다르므로, 용도에 따라서는 적합하지 않는 경우도 있지만, 초고속 방출사의 특징이 활용되는 분야를 중심으로 전개되고 있다. 스테이풀의 경우는, 섬유를 수십만개를 혼합한 연신하지 않은 실의 다발(토우)을 연신해, 捲縮(감아 수축함)을 부여한 후에 적용하는 방적의 방식으로 적절한 섬유 길이로 절단한다.

제10화 화학 섬유의 탄생 10/겔 방사

(5) 겔 방사

　통상의 습식 방사나 건식 방사에서는, 방출된 실 형태의 표면 근처는 응고가 빠르게 진행되어, 내부의 응고는 그것보다 늦기 때문에, 구조가 불균일한 상태가 생긴다. 이러한 불균일한 상태로 연신되면 단면은 변형되고, 또한, 높은 배율로 연신하는 것은 어려워진다.

　겔 방사란, 용매를 포함한 채로 겔 상태로 굳어진 균일 구조의 미 연신사를 만드는 방사법이며, 이것을 초고배율로 연신하는 것에 의해서 강도가 뛰어난 섬유를 얻을 수 있다.

　굴곡성이 풍부한 고분자는 용액 중에서 분자간 및 분자내의 뒤엉킴에 의해서 삼차원의 그물 구조를 형성한다. 뒤엉키는 점의 밀도가 별로 높게 되지 않도록, 적당하게 희박한 폴리머 용액을 만들어, 이것을 방사 원액으로서 냉매 안으로 방출해, 급속히 냉각하면, 그물에 용매를 수중에 넣은 상태로 겔 상테로 굳어진 미 연신사를 얻을 수 있다. 이 미 연신사는 구조가 균일하고, 노즐이 원형의 경우는 미 연신사의 단면도 거의 원에 가까운 형태가 된다.

　이러한 미 연신사로부터 용매를 제거해 겔 구조를 풀면서 연신을 실시하면, 초고배율의 연신을 실시할 수 있어 고분자량의 폴리머를 원료로서 이용하면, 인장 힘이나 탄성률이 지극히 뛰어난 섬유를 얻을 수 있다.

　공업화되고 있는 것으로, 초고분자량(초고강력) 폴리에틸렌 섬유(󰡒다이니마󰡓)와 신방사법에 의한 비닐론(쿠라론 K­Ⅱ)이 있다.

제9화 화학 섬유의 탄생 9/液晶 紡絲 (4) 액정 방사 　고분자 안에는, 분자끼리가 강한 인력으로 응집해 막대 모양이나 판 모양의 형태를 만들어, 가열해도 용해되지 않고, 용매에 용해하는 것도 할 수 없는 것이 있다. 이것들은 강직성 고분자로 불려 일반적으로는 방사는 곤란하지만, 그 중에는 온도나 농도 등의 특정의 조건이 모이면, 분자 사슬이 많은 부분이 평행으로 배열해 결정을 형성하고 있으면서, 전체적으로는 유동성이 있는 액상을 나타내는 일이 있다. 이러한 상태를 액정이라고 한다. 　액정 상태의 고분자 액을 방출하면, 결정 부분이 섬유 축으로 평행으로 배열해 노즐을 통과한다. 방출 직후에는 약간 흐트러지지만, 그 후의 장력에 의해서 배열이 회복되어, 그 상태로 고체화되어 섬유가 된다. 그 때문에 특별한 연신 공정을 거치지 않고 분자 사슬의 배향과 결정화가 고도로 발달한 섬유를 얻을 수 있다. 결정화를 보다 진행하기 위해서, 통상, 긴장 상태로 고온의 열처리를 실시한다. 인장 힘, 탄성률(인장 저항도), 내열성, 난소성, 내약품성, 전기 절연성 등에 지극히 뛰어난, 이른바 슈퍼 섬유가 된다. 　이 방사법을 액정 방사라고 하여, 듀퐁사의 여성 연구자 S.쿠오레크가 1968년에 발명해, 파라계의 아라미드 섬유(aramid fiber)(케브러)가 태어났다. 　현재는, 이 밖에 PBO 섬유와 폴리아릴레이트 섬유가 있다. 일반적인 폴리에스텔 섬유와의 비교로 나타내면, 인장 힘에서는 4-8배, 탄성률에서는 8-17배이며, 모두 산업용도에 있어서의 첨단적인 재료로서 중요한 역할을 담당하고 있다.  제11화 화학 섬유의 특징 1/레이온 (1) 레이온(비스코스 레이온)：레이온은 목재 펄프를 원료로 해, 목재 중의 셀룰로오스(섬유소)를 꺼내고, 화학적 수단을 이용해 섬유에 재생한 것이다. 천연의 셀룰로오스인 상태로 사용되는 면이나 마에 비해 중합도가 1자릿수 작고, 結晶化度도 낮다. 섬유 단면은 요철이 많은 복잡한 형태를 하고 있어, 섬유의 표면 근처는 조직이 치밀하지만 내부는 엉성하고, 이른바 스킨․코어 구조로 되어 있다. 이 때문에, 면이나 마보다 흡습성․흡수성이 풍부하여 잘 염색된다. 또, 섬유 표면의 미세한 요철 구조에 따르는 빛의 난반사 효과에 의해서 독특한 실키-광택과 깊은 색깔 성질을 발휘한다. Rayon의 Ray는 빛을 의미한다. 부드럽고, 장식 주름성에도 뛰어나다. 　한편으로는, 강력이 낮고, 특히 濕潤 상태에서는 강력이 거의 반에 가깝게까지 낮아져, 세탁하면 천이 줄어들기 쉽고, 구겨지기 쉬운 결점도 안고 있다. 　부인․아동복지, 레이스․끈 등의 자재류, 부직포 등 그 외에, 키친․키토산을 이용한 항균 방취 타입도 제공되어 용도가 다양화하고 있다. 　제조법： 알칼리 처리한 셀룰로오스를 고온의 공기로 산화해 중합도를 약 300으로 내려, 수산화나트륨과 2황화 탄소를 이용해 셀룰로오스를 알칼리 가용성의 폴리머로 변성시키고, 수산화나트륨의 희박 수용액으로 용해해, 방사 원액(비스코스)을 만든다. 산이나 염류를 포함한 응고액 중에서 섬유 형성과 화학변화를 동시에 진행시켜 셀룰로오스에 재생시킨다. 　섬유 형성 과정으로의 표면과 내부와의 응고 상태의 차이가, 연신에 의한 단면의 변형이나 스킨․코어 구조를 낳는다. 제12화 화학 섬유의 특징 2/재질 개량 레이온 (2) 강력 레이온, HWM, 폴리노직： 목적은 조금씩 다르지만, 공통되는 기본 원리는 셀룰로오스의 중합도를 조금 높게 조정해, 응고가 단면 전체에 걸쳐서 균일하게 진행되도록 응고 속도를 완만하게 해, 스킨 층을 두껍게 하는 것이다. 다만, 그것을 위한 조건 조정에 의한 코스트 업은 피하지 못하고, 현재 국내에서는 강력 레이온의 일부 이외는 생산되고 있지 않다. ●강력 레이온： 의류용의 스테이풀과 타이어 코드나 벨트 등에 사용되는 필라멘트가 있다. 의류용의 경우는, 방사 후의 정련(섬유에 부착하고 있는 약제의 제거와 건조․습도 조절)에 큰 설비와 장시간의 처리를 필요로 하고 있지만, 타이어 코드의 경우는, 의류용만큼 꼼꼼한 정련은 필요없기 때문에 방사p서부터 마지막 마무리까지를 연속해 실시하는 연속식 방사법이 적합하다. ●HWM 레이온： 레이온 직물의 수축성이 섬유의 膨潤度와 濕潤時의 신장 탄성률(모쥴러스)에 기인하는 것에서부터, 이 점을 개선할 목적으로 개발된 것으로, 하이웨트 모쥴러스 레이욘의 약자이다. ●폴리노직： 고중합도(450~700), 높은 결정, 높은 배향을 목표로 한 것으로, 위의 2가지보다 2황화 탄소를 다량으로, 여기에 균일하게 결합한 방사 원액을 이용하여 방출 후의 재생을 지연시켜, 셀룰로오스 유도체 상태로 높은 연신을 거친 후에 재생시킨다. 섬유 단면은 거의 원형으로 조직은 균일하다. 건, 습 강력 비율은 다른 레이온계 섬유에 비해 높다. 제13화 화학 섬유의 특징 3/리요셀 (3) 리요셀： 원료의 목재 펄프를 有機계통의 용매로 용해해, 습식 방사에 의해서 만드는 재생 셀룰로오스 섬유이다. 같은 목재 펄프로부터 만드는 레이온에 비해, 인장의 힘이 크고, 특히 濕潤에 의한 강력 저하가 적다. 다만, 1개의 섬유가 세로로 갈라져 다수의 소섬유(피브릴) 로 분리하기 쉽다고 하는 결점이 있다. 　용매로서 이용하는 NMMO(N―메틸 모르포린 N―옥사이드)의 농후 수용액은 용해력이 크기 때문에, 레이온의 경우보다 중합도의 높은 셀룰로오스를 직접 용해하여 방사 원액을 만들고, 같은 NMMO의 희박 수용액 중에서 응고시켜 섬유화한다. 화학적 변성을 거치지 않기 때문에 레이온에 비해 공정 전체가 큰 폭으로 심플하게 된다. 　리요셀은, 배향도가 매우 높은 셀룰로오스 분자가 응집해 마이크로 피브릴을 형성해, 그 마이크로 피브릴이 응집하여 피브릴이 되었지만 집합체이다. 이 때문에, 섬유 축방향에는 매우 강하지만, 수직 방향의 분자 사슬의 뒤엉킴이 부족하기 때문에 세로로 갈라지기 쉽다. 특히, 습윤 상태에서는 피브릴 간의 수소결합이 물분자에 의해서 절단되어 피브릴 간의 연결이 끊어지므로 분리하기 쉬워진다. 　피브릴 화하면 희게 보이므로, 이 결점을 보충하기 위해서, 염색 전에 비벼서 피브릴 화시켜, 발생하는 마이크로의 보풀을 효소로 용해하여 제거함에 따라 감촉을 부드럽게 하는 방법도 있다. 제14화 화학 섬유의 특징 4/큐프로 (4) 큐프로： 면화를 채취한 후의 면 열매의 표면에 조밀하게 난 2-6밀리의 섬유(콧튼 린터)를 원료로서 銅 암모니아 용액에 용해해, 습식 방사에 의해서 만드는 재생 셀룰로오스 섬유이다. 단섬유의 섬도는 매우 가늘어서 평균 1.5 데시텍스 정도이며, 단면 형상은 완전한 원에 가깝고, 구조가 균일하고 스킨․코어는 없다. 드레이프 성으로, 비단과 같이 부드러운 감촉과 광택, 흡습성이 뛰어나 선명하게 물이 든다. 내의, 스카프, 안감 등의 그밖에 합성 섬유나 울 등과 복합해 흡,방습성과 접촉하면 차가운 감촉이 뛰어난 아우터 소재로서도 사용되고 있다. 　깔때기 속을 흘러내리는 물(紡水)속에 방출된 실 형태는, 물의 흐름을 타서 길게 늘어지면서, 서서히 응고하여 섬유가 형성된다. 응고가 완료되기 전에 충분히 연신되도록 응고 속도가 제어되므로, 가늘어서 구조의 균일한 섬유가 된다. 방사 원액에서는, 셀룰로오스에 동 암모니아가 결합한 錯 이온이 되어 물에 녹아 있지만, 응고 과정에서 동 암모니아가 흐르는 물 속으로 확산해, 한층 더 응고된 실 형태를 황산 수용액으로 처리해 동이나 암모니아를 완전하게 제거한다. 　방사로부터 정련, 건조, 권취까지를 연결하여 실시하는 연속 방사가 주로, 매분 1,500미터라고 하는 습식 방사으로서는 다른 예의 고속 방사도 실용화되고 있다. 스테이풀은 적고, 필라멘트가 주체이다. 　습식에서는 유일하게 장섬유 부직포도 생산되고 있어, 셀룰로오스의 특성과 장섬유의 린트 프리성을 겸비해 메디칼 분야나 공업용 와이퍼 등에 이용된다. 제15화 화학 섬유의 특징 5/아세테이트 (5) 아세테이트： 아세테이트 섬유는 목재 펄프를 주원료로 하여 목재에 함유되어 있는 셀룰로오스의 히드록시 基(－OH)에 초산을 결합시켜 초산 에스텔(아세테이트：－OCOCH3)으로 바꾼 것을 휘발성의 유기용매로 용해하여, 건식 방사로 제조한다. 천연의 고분자에 화학물질을 결합시켜 질을 개량하고 있으므로 반 합성 섬유로 분류된다. 히드록시 基의 바뀌는 율이 74-92% 미만의 것을 디-아세테이트 또는 단순 아세테이트라고 하며, 92% 이상의 것을 트리 아세테이트라고 한다. 　섬유의 단면은 클로버-의 잎사귀 형상으로, 측면에는 여러 형태의 주름이 있고, 그 표면은 매끄럽다. 피부에 접하는 면적이 적기 때문에 소프트한 감촉을 주어 빛의 난반사 효과에 의해서 깊이가 있는 실키-광택의 느낌과 발색성을 나타내, 섬유간의 틈새가 가져오는 모세관 현상에 의해서 흡수 속건성을 발휘한다. 　친수성의 히드록시 基가 감소하고 있으므로 수분율은 레이온보다 적어지고, 또, 수소결합이 감소해 분자간의 응집력이 약해지므로, 섬유의 강도가 낮아지는 것과 동시에 열가소성이 나타나, 셀룰로오스 계이면서도 플리츠 가공이 가능해진다. 　디-아세테이트는 주로 쓰이는 안감 이외에 침장, 선물 상자의 내장, 의류의 품질 표시 라벨 등으로, 트리 아세테이트는 폴리에스텔 등과 복합시켜, 겉 옷감 소재로서 고급 여성복 등에 사용된다. 의류용에는 필라멘트가 이용되어 디-아세테이트의 스테이풀은 담배 필터의 주력 소재이다. 제16화 화학 섬유의 특징 6/폴리에스텔(PET)―1 　(6) 폴리에스텔(PET)－1：폴리에스텔이라는 것은 주된 사슬이 주로 에스텔 결합(―CO․O―)으로 연결된 폴리머의 총칭이며, PET, PTT, PBT, 폴리 유산, 전체의 방향제인 폴리아릴레이트 등의 섬유가 포함되지만, 통상 폴리에스텔이라고 하면, PET(폴리에틸렌 텔레프탈레이트)를 의미한다. 　PET 섬유는 역학 특성이나 내열성, 내약품성 등의 기본적인 특성이 뛰어나 의류, 인테리어․침구, 장식, 산업 자재 등 모든 분야에서 폭넓게 이용되고 있어 세계적인 생산량과 그 신장율은 화학섬유 중에서는 단연 높고, 면화의 생산량을 초과하고 있다. 필라멘트와 스테이풀이 거의 같은 량씩이 생산되고 있다. 　의류용으로서는 1. 신장 탄성률이 크기 때문에 탄력이 뛰어나 주름이지지 않고, 2. 열가소성으로 더욱 내열성이 뛰어나므로, 부피 크게 하는 가공이나 플리츠 세팅 등 각종의 열가공을 고온으로 실시할 수 있어서 안정된 세팅을 얻을 수 있고, 3. 고온․고농도의 수산화 나트륨 수용액으로 섬유의 일부를 분해해 제거함에 따라, 천에 장식 주름성이 뛰어난 부드러운 감촉을 줄 수 있고, 4. 면․마․울․레이온 등 다른 소재와 잘 어울리므로, 혼방사나 복합 소재로서 상대 소재의 장점을 살려 결점을 보완하고, 5. 각종의 이형단면 섬유나 초극세 섬유, 한층 더 폴리머의 품질 개량을 포함한 각종의 고기능 섬유를 만들 가능성이 크고 끝이 없는 것 등의 강점을 가져, 범용 제품으로부터 천연 섬유를 넘는 고급품에 이르기까지, 지극히 폭넓은 상품 분야에 전개되고 있다. 제17화 화학 섬유의 특징 7/폴리에스텔(PET)―2 　(7) 폴리에스텔(PET)－2：폴리에스텔의 결점의 하나는, 흡습성이 낮고, 또 그 때문에 정전기가 발생하기 쉬운 것이다. 다만, 이 결점은 세탁해도 늘어나거나 줄어들지 않고 금방 건조되어, 다리미질도 필요하지 않는 것이나, 성능이 뛰어난 흡수 속건성 섬유를 만들기 쉽다는 장점과 정반대의 관계에 있다. 　둘째는 염료와의 화학적 친화성이 부족한 것이다. 이 때문에, 통상적으로는 분산 염료의 미립자를 열로 섬유 내부에 확산시켜 염색하지만, 일반적인 선명성이 뛰어나지 않고, 또 염색 후에 가열되면 염료가 섬유 표면으로 이동해, 오염이나 색의 번짐을 일으키는 일이 있다. 　셋째로서는 클리닝 중에 다른 섬유로부터 떨어져 나온 기름때가 폴리에스텔에 부착(꺼꾸로 오염)하기 쉬운 것을 들 수 있다. 　폴리에스텔 섬유의 주된 용도는 의류용에서는 피부에 직접 접하는 것을 제외하고 거의 모든 제품, 인테리어․침구 장식 관계로는 커튼이나 방석용 솜, 산업용으로는 타이어 코드, 벨트, 호스, 텐트, 여과용 천 등, 그 외의 용도로서 재봉실, 양산, 인공 피혁 등등이 있다. 　제조법： 폴리머는 텔레프탈산(일부에는 디메틸 텔레프탈레이트)과 에틸렌글리콜과의 重縮合에 의해서 제조하지만, 제3 물질인 共重合에 의한 폴리머의 다양화도 발달해, 고기능화에 기여하고 있다. 　방사는 용해 방사이며, 필라멘트의 경우는, 일본에서는 스핀드로(곧 연신)를 주로 해, 방사․연신의 2 스텝 방식, POY―DTY 방식, 초고속 방사 등이 병용되고 있다 제18화 화학 섬유의 특징 8/나일론-6, -66 (8) 나일론 6(N6), 나일론 66(N66)：나일론이란, 듀퐁사가 발표한 세계 최초의 합성 섬유(N66)에 붙였던 상품명이었지만, 오늘날에서는 脂肪族 폴리아미드(Polyamide)를 가리키고, 섬유에서는 N6와 N66가 중심이다.  N66이 내열성이 뛰어나 산업용에는 유리한 면이 많지만, 그 외에서는 큰 차이는 없다. 세계적으로는 N66이 많지만, 일본 국내의 생산은 N6가 중심이다. 필라멘트가 대부분을 차지하고 스테이풀은 적다. 　나일론의 큰 특징은 강력이 뛰어나 비교적 부드럽고, 탄력성이 풍부하고, 마모나 접거나 구부림에 강하고, 주름이 지기 어려운 것이어서, 이 때문에 카페트, 자동차용 에어백, 가방용 직물, 테니스 줄, 낚싯줄 등에는 최적의 소재이다. 게다가 흡습성이 의류용 합성섬유 중에서는 가장 높고, 捲縮Bulky가공 등의 열가공성이 양호해서, 스타킹이나 각종 스포츠 웨어, 란제리 등에 넓게 이용된다. 근년에는 吸放濕섬유나 高中空率의 장․단섬유가 나오기 때문에 의류나 가방용 직물 등으로 하여서 기능성을 높이고 있다. 또, 일본의 N66 타이어 코드의 성능은 세계적으로도 높게 평가되고 있다. 나일론의 염색성은 양호하지만, 아미드 결합(―CO․NH―)을 포함한 섬유에 공통의 현상으로서 햇볕에 장시간 쬐면 서서히 누렇게 변해 脆化(취화)한다. 　N6는ε―카프로락텀에서부터, N66는 헥사메치렌지아민과 아디핀산으로부터 폴리머가 합성되어 용해 방사로 섬유화 된다. 폴리에스텔의 경우와 같게 스핀드로가 중심이 되고있다. 제19화 화학 섬유의 특징 9/아크릴 (9) 아크릴： 아크릴 섬유는, 극히 예외의 소량을 제외하고는, 거의 전량이 스테이풀이며, 방적사로서 사용된다. 비중이 1.14 - 1.17로 섬유 그 자체가 가볍고(양모는 1.32), 열가소성을 이용한 거대성이 풍부한 방적사를 만들 수 있어 예쁘게 염색할 수 있다. 이 때문에 울 혼방의 스웨터, 모포, 카페트 등에 많이 이용된다. 　또, 내광성은 모든 섬유 중에서 가장 뛰어나므로, 커튼이나 이벤트용을 포함한 각종의 깃발 제작에도 이용된다. 　결점은 흡습성이 낮아 그 때문에 정전기 발생이 쉬운 것, 80 - 90℃에서 軟化해, 다리미질을 하면 생지가 못 쓰게되거나 감촉이 없어지므로 직물에는 적합하지 않는 것 등이다. 한편, 정전기 제거나 도전성, 항균 방취, 소취, 흡습 발열 등의 기능을 갖춘 타입도 나오고 있다. 　원료인 폴리머는, AN(아크릴로 니트릴)를 중합해 만들지만, AN만에서는 딱딱해서 용매에 녹지 않고 염색성에도 빠지므로, 폴리머의 곳곳에 분자간을 펼치기 위한 제3의 물질로 염료와 친화성이 있는 물질(통상적으로는, 양이온 염료와 이온 결합하는 산성 물질)을 共重合한다. 양쪽을 합쳐 AN에 대해 약 10% 정도이다. 가정용품 품질표시법에서는, AN가 중량 85%미만으로 35%이상인 것은「아크릴계 섬유」로서 구별된다. 이 중에는, 염화 비닐계를 공중합 성분으로 하는 難燃性, 유연성이 뛰어나는 것이 있다. 모다 크릴이라고도 한다. 　아크릴 섬유의 방사는, 유기계통 혹은 무기 수용액 계통의 용매를 이용해, 이 용매의 希薄 수용액 중에서 응고시키는 습식 방사가 주종이다. 제20화 화학 섬유의 특징 10/폴리우레탄 (10) 폴리우레탄：400 - 800%까지 용이하게 늘어나고, 힘을 빼면 순식간에 거의 원래 상태에 회복하는 탄성을 나타낸다. 폴리머의 골격은, 자유롭게 움직일 수 있는 부분(소프트 세그먼트(soft segment))과 분자끼리가 강하게 응집해 결정에 가까운 구조를 형성하고 있는 부분(하드 세그먼트(hard segment))이 상호 연결하고 있다. 　폴리머의 화학 구조에는 여러 종류가 있어, 거기에 따라 방사법도 섬유의 성질도 다르지만, 건식 방사로 제조되는 것이 대부분을 차지하고, 습식 방사나 용해 방사에 의하는 것도 일부 생산되고 있다. 인장 강도는 약 1 cN/dtex로 작지만, 고무보다는 강해서 劣化하기 어렵다. 통상, 2 - 3개의 단섬유가 모아져 부분적으로 접착되어 1개의 실을 구성하고 있어, 단섬유의 섬도는 최소로 10 데시텍스 정도이다. 　다른 섬유와 조합시켜 커버드사(Covered yarn), 코어 스팬사(Core spun yarn), 프라이사(Flied yarn) 등으로 해서 이용하는 것 외에, 폴리우레탄 섬유 100%의 실(베어 얀)도 이용되지만, 제품으로서 폴리우레탄 섬유 100%를 사용한 것은 없다. 　용도는 아우터, 내의, 스포츠, 레그 등의 의류용, 자동차의 시트나 슈즈 등의 자재용, 써포터, 테이핑(Taping) 등의 메디칼 용 등 다방면으로 이용된다. 염소의 작용으로 누렇게 변해 脆化하므로, 염소계 표백제가 들어간 세제의 사용을 피하는 것, 늘린 상태로 다림질을 하지 않는 것 등에 주의할 필요가 있다. 미국에서는 spandex가, 서구에서는 elastan가 일반 명칭으로서 사용되고 있다. 제21화 화학 섬유의 특징(11) PTT 섬유 　(11) PTT(폴리 트리메치렌 테레후타레이트) 섬유 　PTT 섬유는 텔레프탈산과 TMG(트리메치렌 글리콜)로부터 폴리머를 합성해, 용해 방사에 의해서 만드는 신종의 폴리에스텔 섬유이며, 다음과 같은 큰 특징을 가진다. ① 낮은 應力으로 늘어나며, 더욱 회복력이 뛰어나다. ② 염색 온도는 110 - 120℃이 제일 적당한 것으로 여겨지지만, 98℃에서도 아름답게 염색된다. ③ 열 세팅성, 형태 안정성이 뛰어나 주름 발생이나 형태가 무너져 세탁에 의한 치수 변화 등이 생기기     어렵다. ④ 耐光性은 PET 섬유에 맞먹으며, 나일론보다 뛰어나다. ⑤ 沸水 수축율 14%, 유리 전달온도 51℃, 융점 230℃이며, 熱的 특성도 의류용 섬유로서 밸런스가 잡힌     치수를 나타낸다. 　PTT 섬유의 연구의 역사는 오래되었지만, 1990년대가 되어 TMG의 값싼 제조법이 확립되고 개발이 활발해졌다. 현재, 폴리머는 미국의 Shell와 Du Pont의 2개 회사로부터 공급되어 세계의 수십개 회사에서 섬유화 되고 있다. 　TMG는 Shell와 Degussa의 2개 회사에서, 모두 유기 합성으로 제조되고 있지만, Du Pont사에서는 옥수수를 원료로 하는 발효법의 연구도 행해지고 있다. 　일본에서는 PTT 단독 혹은 다른 소재와 복합하고, 스트레치성을 살린 의류용도를 중심으로 전개되고 있지만, 해외에서는 카페트 용의 개발도 행해지고 있다. 제22화 화학 섬유의 특징 12/폴리 유산(PLA) 섬유 (12) 폴리 유산(PLA) 섬유： 옥수수를 발효시키고 유산을 만들어, 이것을 중합하고 폴리 유산으로 해, 용해 방사법으로 섬유화한다. 폴리에스텔 섬유의 1종이며, 합성 섬유로 분류되지만, 원료가 식물이므로 일반의 합성 섬유보다 化石 자원의 소비가 적고, 또한, 식물로서 살아서 자라는 중에는 대기중의 이산화탄소를 흡수하므로, 라이프사이클을 통해서 에너지로서 사용되는 것을 제외하고, 환경 속에 이산화탄소를 증가시키지 않는다. 　유산에는 2가지의 입체 형태가 있어, 합성법으로는 양자가 거의 같은 량씩 생성하지만, 발효법에서는 한쪽 밖에 생성하지 않기 때문에, 얻을 수 있는 폴리머는 입체 규칙성이 높고, 결정성에서 융점이 비교적 높은(보도된 문헌에서는 170 - 175℃가 많다) 것으로, 섬유형 성능이 우수하다. 　폴리 유산은 생분해성이지만, 원래 자연계에 존재하고 있던 물질은 아니기 때문에, 이것을 분해하는 미생물은 자연계에는 적고, 자연환경 중에서의 분해는 은밀하지만, 60℃이상의 컴포스트(compost, 퇴비) 중에서 80% 이상의 고습도, pH8 이상의 알칼리성의 조건하에서 加水分解를 촉진해, 분자량을 일정 이하로 내려 주면, 이후에는 미생물에 의한 분해가 가속되어 전체적으로 약 45일간으로 분해가 완료한다고 말해진다. 　원예 자재나 쓰레기봉지 등의 외에도, 의류 분야로의 전개도 되고 있지만, 내열성 면에서의 의류에 대하여는, 염색 온도나 다림질 온도에 주의가 요하는 것으로 여겨지고, 또한, 염색의 건마찰 견고도가 낮기 때문에, 텀블러 건조는 피하는 것 등이 지적되고 있다. 　원료 폴리머의 폴리 유산은, 미국의 카길사로부터 세계의 각국에 공급되고 있다 제23화 화학 섬유의 특징 13/폴리프로필렌 　(13) 폴리프로필렌(PP)：폴리프로필렌은 탄소와 수소만의 화합물이기 때문에 염색을 하지 못하고, 색이 들어간 것은 안료에 의한 원액 착색에 의하지 않으면 안 되는 것이나, 융점이 160 - 170℃으로 내열성이 충분하지 않음에 따라, 의류용에는 거의 이용되지 않지만, ① 비중이 0.91로, 모든 섬유 중에서 가장 가볍고, ② 흡습․흡수성이 전혀 없고, 산․알칼리 등의 약품에 대해서도 안정되고, ③ 낮은 융점인 것으로 열 융착성이 좋은 등의 특징이 있어, 산업 자재 분야에서 이용되고 있다. 　또, 융점이 낮고 재가공하기 쉽기 때문에, 리사이클(재생)에 적절하여, 열 분해에 의해서 燃料油로서 회수하는 것도 가능해서, 최근에는 지구 환경 보전의 입장에서 PP가 재검토되는 분위기도 있다. 　멀티 필라멘트는, 카페트, 선박의 계류 로프, 건설공사 현장의 양생 그물(넷)․메쉬 등으로, 모노 필라멘트는 망 창문이나 여과포 등으로, 스테이풀은 부직포 용도가 비율이 가장 높고, 그 중에서도, 심지에 PP, 커버링에 폴리에틸렌(융점 130℃)을 배치한 芯鞘섬유는 열 융착 섬유로서, 위생 자재용을 중심으로 하는 서멀 본드(Thermal bond) 부직포에 넓게 이용되고 있다. 　용해 방출사로 제조되어 결정화하기 쉬운 폴리머이며, 방출성은 뛰어나다. 글라스 전달 온도가 마이너스 20℃로 낮기 때문에, 연신 온도는 꽤 폭넓게 선택할 수 있다. 　1953년, 치글러․낫터 촉매의 개발에 따라, 입체 규칙성이 있어 높은 분자량으로 결정성의 높은 폴리프로필렌을 얻을 수 있게 되어, 섬유화가 가능해졌다. 제24화 화학 섬유의 특징 14/비닐론 (14) 비닐론： 일본 기술에 의해서 세계에서 처음으로 공업화된 섬유이다. 濕熱 안정성과 염색성의 문제 때문에 의류용으로는 적합하지 않지만, 강력․탄성률, 내 알칼리성, 고무나 시멘트와의 접착성, 親水性, 內候性 등이 뛰어나 제조 기술의 진보와 함께, 산업용으로서 견실하게 성장하고 있다. 용도는, 호스․벨트류, 아스베스토(asbestos)의 대체로서의 시멘트 보강, 구부려도 파괴되지 않는 아주 질긴 성질의 시멘트 복합재의 보강, 電池 세퍼레이터 등이 있고, 최근 개발된 수용성 비닐론은 방적사의 코어로 사용해, 뜨거운 물로 녹여내어, 울이나 면 100%로 경량성이 풍부한 中空 방적사로 하거나, 마와 혼방한 후에 수용성 비닐론을 녹여냄에 따라, 방적이 어려운 마의 세번수사를 만드는 용도 등에 이용되고 있다. 　PVA 수용액을 유산염 수용액 중에서 응고시키는 습식 방사법으로 생산이 시작되었지만, 첨가제 등을 이용해 겔(gel)화 시킨 후, 겔 구조를 풀면서 연신하면 극도로 높은 연신 배율을 얻을 수 있는 것을 알아내, 중요한 방사 법식은 겔 방사로 바뀌어 생산하였다. 최신의 방식은, 용매, 응고액과도 유기용제를 이용하는 새로운 겔 방사(쿠라론 K­Ⅱ)이다. 원료 PVA의 시방을 변경하여, 초고강력 타입이나 용해 온도가 다른 여러 종류의 수용성 타입이 만들어져 있다. 이 섬유의 단면은 거의 완전 원형으로 용해 방사되어 섬유에 가까운 형태를 가진다. 　최근, 용해 성형이 가능하고, 여기에 수용성의 신규 PVA계 폴리머(「에크세바르」)가 개발되어 신규 섬유 제품 등의 개발이 진행되고 있다. (화학 섬유) 제25화 고기능 섬유 1/이형단면 섬유 　화학 섬유의 외관이나 감촉의 개량은, 비단이나 양모의 형태를 모방하는 것에서 시작되어, 오늘에서는 복수의 효과를 가지는 고감성, 고기능 섬유가 많이 나오게 되었다. 이러한 것 중에 주된 것에 대하여 요점을 해설한다. (1) 異型斷面 섬유： 합성 섬유의 높은 感性化의 지향은, 비단의 우아한 광택과 보드라운 촉감을 목표로 하고, 브라이트 폴리머의 삼각 단면 섬유의 개발로부터 시작되었다. 초기의 것은, 1개의 실 중에 어느 필라멘트를 매우 단면의 형상이나 크기는 같고, 균일성이 지극히 높은 것이었지만, 1980년대가 되면서, 비단의 자연스러운 얼룩에 모방해 단섬유 1개마다 형태도 크기도 다르도록 치밀하게 설계된 것이 나오게 되었다. 　이형단면 섬유의 특징으로서 실키 - 광택감이나 보드라운 감촉 외에, 섬유간의 틈새에 많은 공기를 포함함에 따라 보온성과 경량성, 섬유간의 틈새가 가져오는 모세관 현상에 의한 흡수 확산성, 피부와의 접촉 면적이 작음에 따른 끈적거림을 적게 느끼게 한 것 등이 있다. 오늘날에는 이러한 특징을 보다 강조한 개성이 있는 이형단면 섬유가, 경량․보온성 섬유나 흡수성 섬유 등으로 해서 다수 나오고 있다　(후에 추가 설명). 　폴리에스텔 직물의 알칼리 감량 가공은, 고온․고농도의 수산화나트륨 수용액으로 섬유의 표면을 용해시켜, 20 - 30%을 감량함에 따라, 장식 주름성이 뛰어난 유연성을 주는 가공이며, 가공 후의 섬유의 단면은 요철이 뒤얽히는 이형이 되는 것이 많다. 제26화 고기능 섬유 2/異收縮混纖絲 (2) 이수축혼섬사： 견에는, 누에가 ∞자 모양으로 뱉어내기 위해서 형성되는 천연의 捲縮이 있어, 부드러운 부풀은 감촉을 주고 있다. 　이수축혼섬사란, 열수축율이 다른 2가지의 필라멘트를 혼합하여 1개로 한 실이며, 주로 직물 상태로의 열처리에 의해서, 고수축 섬유는 실의 중심부로 모여지고, 저수축 섬유는 그 주변으로 부풀기를 형성해 부드러운 터치를 준다. 열 수축성이 다른 2가지의 폴리머를 동일한 방사 노즐에서 방출해 한꺼번에 복합사를 만드는 방법과 폴리머가 다른 실, 혹은 동일 폴리머로 熱의 履歷이 다른 실을 따로 따로 만들고, 후속 공정에서 복합하는 방법이 있다. 일반적인 폴리에스텔(PET)과 수축성이 큰 共重合 PET와의 편성이 많다. 　저수축 섬유에는 극세섬유를 이용해 부드러움을 강조하거나, 열처리에 의해서 늘어나는 실(자발적으로 늘어나는 실)을 이용해 부풀기를 크게 하는 등의 연구를 하고 있다. 　폴리머 기술과 후 가공과의 조합에 의해서, 저수축 섬유의 표면에 미세한 피브릴을 형성시켜, 비단 섬유 표면과 같이 미세한 요철을 형성한 것도 있어, 섬세하고 부드러운 감촉과 빛의 난반사 효과에 의한 深色性이 표현되고 있다. 　고수축 섬유로서는, 실에 탄성을 갖게 하기 위해서 단섬유가 굵은 실이나 높은 반발성의 스트레치사를 이용한 예도 있다. 최근, 저수축 성분, 고수축 성분 모두 다른 종류 폴리머를 붙여 맞춘 콘쥬게이트사를 이용한 것이 발표되고 있다. 제27화 고기능 섬유 3/콘쥬게이트 섬유 (3) 사이드 바이 사이드형 콘쥬게이트 섬유 　콘쥬게이트 섬유란, 1개의 단섬유가 2개 이상의 폴리머로 구성되어 있는 것을 말하고, 몇 개의 종류로 나누어지지만, 처음에 개발된 것은 양모의 콘쥬게이트의 2相 구조로 배운 사이드 바이 사이드형(바이메탈형이라고도 한다)이며, 열 수축성이 다른 2종류의 폴리머를 병렬로 배합한 것이다. 열처리에 의해서 고수축 성분이 안쪽에, 저수축 성분이 바깥쪽에 위치한 스파이럴 형상의 권축이 발현한다. 이 기술의 실용화에 최초로 성공한 것은 1959년의 DuPont사의 아크릴이었지만, 곧 일본에서도 나일론으로 개발되어 아크릴, 폴리에스텔에서도 생산되게 되었다. 　2종류의 폴리머는 수축성 차이가 크고, 한편, 수축차이가 생겨도 서로 떨어지지 않게, 양쪽의 친화성이 강함이 필요하다. 이 때문에 같은 계통의 폴리머의 편성이 주가 되어, 오늘에서는 폴리에스텔 끼리의 편성이 많아, 저수축 측에는 레귤러의 PET를, 고수축 측에는 제3의 성분을 도입한 폴리머를 이용하는 것이 많다. 최근, PET와 PTT를 조합한 것도 나오고 있다. 　후 가공에 의해서 권축을 만드는 것이 아니라, 섬유의 본질적인 특성에 의해 권축이 발현하는 것이므로, 잠재 권축성 섬유라고도 한다. 　이 2相 복합화 기술이 기본으로 되고, 芯鞘形, 海島形, 分割形 등 각종의 복합섬유가 태어나고, 그것을 분할하여 초극세 섬유로서 활용하는 기술도 개발되어, 새롭게 전개되는 것을 보게 되었다. 제28화 고기능 섬유 4/초극세 섬유 (4) 초극세 섬유： 초극세 섬유의 정의는 명확하지 않지만, 일반적인 개념으로서는, 0.1 - 0.3 데시텍스 이하의 섬유를 가리키며, 한편, 나노 섬유는 포함되지 않은 것이 많다. 초극세 섬유의 특징의 하나인 부드러움을 살린 제품으로서 0.1 데시텍스 클래스의 섬유를 주요 소재로 하는 인공 피혁이나, 보다 가는 섬유로 구성된 피치 스킨 풍조 혹은 누박크 풍조의 직물 등이 있다. 또, 가늘어서 比表面積이 큼에 따라 흡착성능을 살린 제품에는, 공업용 와이퍼나 렌즈 클리너 등에 이용되는 부직포나 직물이 있고, 최근에는 세안용으로서도 많이 사용되게 되었다. 　초극세 섬유의 제조법에는, 크게 나누어 직접 방사, 해도형, 분할형의 3종류가 있다. 해도형은 1개의 필라멘트에 대하여, 海成分이 되는 용해성의 폴리머 안에, 島成分으로서 다수의 초극세 섬유가 배열된 섬유를 만들어, 텍스타일화 한 후에 해성분을 용해하여 제거하는 방법이 주가 된다. 폴리스티렌(海)과 폴리에스텔의 조합을 주로 하지만, 水溶性과 溶融 成形性을 겸비하는 폴리머와 폴리에스텔과의 조합에 의한 신종의 해도 섬유도 나오고 있다. 분할형은, 相溶性이 부족한 2종류의 폴리머에서 되는 각종의 형상의 多分割型 복합섬유를 만들어, 텍스타일화 한 후의 열처리나 비비는 효과에 의해서 양쪽의 성분을 분리시키는 방법이며, 나일론 6으로 폴리에스텔의 조합이 많다. 이 안에서, 국화꽃 형의 분할 섬유로부터 0.06 데시텍스의 쐐기형태의 폴리에스텔이 분리하여 직물 표면에 부풀기를 형성하는 타입이 잘 알려져 있다. 제29화 고기능 섬유 5/폴리에스텔 섬유의 높은 發色化 (5) 폴리에스텔 섬유의 높은 발색화　 ①양이온(카치온) 可染폴리에스텔 섬유： 폴리에스텔 섬유의 분자에는, 염료와 화학적으로 결합하는 원자단(그룹)이 존재하지 않기 때문에 선명히 물들이기 어렵지만, 酸性基를 가지는 화합물을 서로 중합하여, 양이온 염료의 알칼리성基와 이온 결합을 형성시키는데 따라, 선명한 염색을 얻을 수 있도록 설계한 섬유가 있어, 양이온 가염폴리에스텔이라고 칭해지고 있다. ②초 마이크로 크레이터 섬유： 물체에 비추어 들어간 백색의 빛은, 각종 파장의 빛을 동일한 정도로 포함하므로 무색이지만, 그 일부가 염료 그 외에 흡수되어지면 남은 빛에 색이 들고, 이 빛의 내부 반사광이 물체색을 느끼게 한다. 따라서, 표면에서 반사하는 빛이 많은 경우에는, 얇고, 흰 색이 된다. 초 마이크로 크레이터 섬유는, 표면에 가시광선의 파장(380 - 780나노미터) 이하의 아주 작은 요철을, 1 평방 센티미터 당 약 50억개를 형성시킨 섬유이다. 　섬유 표면에서 반사되어 퍼진 빛의 일부는 다른 표면에 닿아, 일부는 흡수되고 일부는 반사 퍼지게 된다. 이 반사되어 퍼진 빛의 일부가 한층 더 다른 표면에 닿아 같은 현상을 반복한다. 이에 따라, 평활한 표면의 경우에 비해, 백색광인 상태로 섬유 표면으로부터 반사되는 비율이 적게 되어, 특정 파장의 빛이 효율적으로 흡수되어 沈色性을 가져온다. 부인용 블랙 정장 등에 이용되고 있다. 야간 돌아다니는 나방이나 모기의 눈의 표면은, 약 0.2 미크론 간격의 규칙 바른 작은 돌기로 덮여 있고, 야간의 조금이지만 빛을 효과적으로 흡수하는 역할을 보여주고 있는 것과 제30화 고기능 섬유 6/光干涉 發色 纖維 (6) 광간섭 발색 섬유：2가지 빛의 물결의 파장과 位相이 일치하고 있는 경우는 서로를 강하게 합쳐지고, 위상이 반대의 경우는 약한 합쳐지는 현상을 간섭이라고 한다. 콤팩트 디스크에는 빛의 파장 정도의 홈이 다수 만들어지고, 서로 이웃이 되는 홈에서 반사된 빛은 서로 간섭하며 색을 내어, 전복 등의 어패류 껍질은, 광물질로 극히 얇은 막이 쌓이게 되어 있어, 1장 1장의 층이 빛을 반사해, 반사된 다수의 빛이 서로 간섭하며 색을 낸다. 보는 각도에 따라서 파장이 다르므로 복잡하고 깊이가 있는 색조와 광택이 나타난다. 남미에 생식하는 몰포 나비의 날개의 鱗紛은 직각으로 선 얇은 돌기물로 덮여 있어 돌기물의 양측은 80나노미터 두께의 단백질 층과 140-160나노미터 두께의 공기층이 교대로 쌓여진 선반 구조를 가져, 그 박막 간섭하는 색이 투명한 메탈릭인 광택의 블루이라고 하고 있다. 　섬유에서는, 열 수축율이 다른 2가지의 폴리에스텔을 접착시킬 수 있던 평평한 복합섬유로, 열처리에 의해서 직물 표면에서 뒤틀림(0.2 - 0.3밀리 주기)이 생기고 섬유가 나란히 선 수직부에서는 간섭 효과에 의해서 진한 색이 되어, 평행부에서는 광택이 강해지고, 그 콘트라스트가 깊은 색조를 나타내나, 편평 단면의 섬유 내부에 나일론 6과 폴리에스텔을 61층으로 쌓여져 있어, 각층으로부터의 반사광의 간섭에 의해서, 염료나 안료 등을 이용하지 않고도 발색하는 것이 나오고 있다. 층의 두께를 얇게 하는 만큼의 짧은 파장의 색이 나타나 두께 76나노미터에서는 파랑, 83나노미터에서는 초록이며, 보는 각도에 따라서 다른 파장의 색이 나타난다. 제31화 고기능 섬유 7/가벼운․보온성 섬유 (7) 가벼운․보온성 섬유： 인체로부터 나오는 열을, 의복 내에 막고 있는 정지된 공기로 차단하여 외부로의 방출을 막아, 보온하는 섬유. 　공기의 열전도율은 섬유보다 1자릿수 작기 때문에, 보온성을 높이려면 막는 정지 공기의 양을 늘리는 것이 큰 효과를 가져온다. 이 때문에는, 높은 공간율을 얻을 수 있는 中空 구조나 이형단면이 효과 있고, 이러한 수단은, 동시에 경량화에도 연결된다. 　높은 중공율인 폴리에스텔 필라멘트나 많은 돌기형의 나일론 필라멘트, 흡수 속건성과 유연성도 구가한 안경형 폴리에스텔 필라멘트 등, 여러 가지 것이 이전부터 나오고 있다. 　비교적 새로운 것으로는, 해도 섬유의 텍스타일화 후에 수용성의 섬유성분을 용해해 多孔 中空 구조인 폴리에스텔 직물로 하는 것이나, 나일론 66의 芯鞘形의 단섬유 및 장섬유로 단독 혹은 면 등의 다른 소재와 복합해 텍스타일화한 후에 코어 성분을 녹여 내어 중공화하는 것, 수용성 비닐론을 코어로 사용하고, 그 주위를 면이나 울로 둘러싼 방적사를 만들어, 실 혹은 천 상태에서 코어의 비닐론을 뜨거운 물로 용해해 중공 방적사 소재로 하는 것 등이 있다. 이것들은 가공 공정에 있어서의 속이 빈 부분이 부서짐을 막아, 경량․보온․탄력성이 풍부한 직물을 얻는데 유리하고, 녹아 나오는 성분은 생분해성이므로 환경 대책도 비교적 용이하다. 제32화 고기능 섬유 8/흡, 방습성 섬유 (8) 흡, 방습성 섬유： 흡습라는 것은 공기중의 수증기를 흡수하는 능력을 나타내, 흡, 방습섬유와는 환경의 습도에 따라 흡습하는 량이 크게 변화하도록 설계된 섬유로, 피부에 가까운 높은 습도쪽에서는 적극적으로 흡습하여, 반대측의 낮은 습도쪽에서는 방습을 촉진하여, 의복 내에 습도가 낮게 되도록 하여, 증발을 막는다. 예로서 다음과 같은 섬유가 나오고 있다. 　○ 1 나일론 6 섬유의 내부에 높은 흡습성 폴리머를 균일하게 혼합한 것으로, 면에 가까운 흡습성과 나일론의 강도나 내마찰성을 겸비한다고 말하고 있다. 최근에는 단면 형상을 연구하여 섬유간의 틈새의 모세관 현상에 의한 흡수성이나, 무기 입자 첨가에 의한 자외선을 가리는 기능을 겸비하는 것 등으로 많은 기능화가 되고 있다. 　○ 2 코어를 특수흡수 폴리머의 그물매듭 구조를 가져, 커버링이 되는 나일론 6으로부터 완성되는 코어 커버링 구조의 섬유로, 코어 부의 그물매듭에 保水해, 그 保水力이 적당히 컨트롤되고 있으므로 습도가 낮은 바깥 공기 쪽으로의 방습이 촉진된다. 최근 폴리에스텔 版도 제공되고 있다. 　○ 3 코어가 폴리에스텔로 커버링이 에바르(에틸렌과 비닐 알코올의 共重合에 의한 친수성 폴리머)로부터 완성되는 코어 커버링 구조의 섬유로, 커버링 성분의 적당한 흡습성에 의해서 흡 방습성을 발휘한다. 최근에는, 코어 부에 나노 레벨이 깊은 홈 구조를 가진 것이 개발되어 이에 따라, 서로 非相溶의 에바르와 폴리에스텔 사이에 剝離가 방지되고, 또한 폴리에스텔로부터의 표면 반사가 억제되어 깊이가  있는 발색성을 가져온다고 말하고 있다. 제33화 고기능 섬유 9/흡수성 섬유 (9) 흡수성 섬유： 흡수성과는 액체상의 물을 흡수하는 능력을 나타낸다. 물과 친하지 않은 합성 섬유로도, 섬유 표면만 물과 친하게 해 두면, 모세관 현상에 의해서 섬유의 속이 빈 부분이나 섬유간의 틈새에 물을 빨아들일 수 있다. 주로 폴리에스텔로 만들어지고 땀 등의 빨아 들여진 물은 신속히 확산해, 의복의 넓은 면적에서부터 증발하므로 속건성이 있어, 주위로부터 증발, 남은 열을 빼앗아 피부에 청량감을 준다. 스포츠 의류 등에 매우 적합하다. 면이나 큐프로와 복합하여 흡습성을 겸비하는 천으로서 이용하는 것이 많다. 하기에 대표적인 예를 나타낸다.① - ④는 폴리에스텔 필라멘트이고, ⑤는 아크릴 스테이풀. 　(1) 中空 폴리에스텔 섬유로 측벽에는 속이 빈 부분으로 통하는 무수한 미세 구멍이 있는 것. 　(2) 편평 W자형 단면에서, 흡습 속건성과 부드러움을 특징으로 하는 것. 섬유 표면에 미세한 홈을 만들어 흡수성을 한층 더 높인 것도 나오고 있다. 　(3) 변형 십자형이나 Y형의 단면에서, 흡수성과 가벼움, 피부에의 접촉 면적 감소에 의한 끈적거리는 감촉을 낮추는 것. (4) 이형단면 섬유의 표면에, 미세한 홈을 형성하는 한편, 뒤틀림을 더함에 따라, 흡수 확산성과 드라이한 감을 갖게 한 것. 　(5) 아크릴 섬유로, 습식 방사에 있어서의 응고 과정의 제어에 의해서, 섬유 내부에 보이드를, 섬유 표면에 깊은 주름을 형성시킨 것. 제34화 고기능 섬유 10/制電性 섬유, 導電性 섬유 (10) 제전성 섬유, 도전성 섬유： 다른 종류의 물체를 문질러서 합하면 마찰열이 발생해 양자간에 전자의 이동이 생겨, 電荷의 밸런스가 무너져 정전기가 발생한다. 천연 섬유는 수분을 풍부하게 포함하므로, 발생한 전기는 수중으로 전해져 확산해, 공기중의 수분 등으로 빠져나가지만, 親水性이 아닌 합성 섬유의 경우에는 전기가 빠져나가기 어렵기 때문에 帶電이 남아, 먼지의 부착이나 의복의 정전기에 의한 부착 등의 장해가 일어난다. 　○1 제전성 섬유： 폴리에스텔, 나일론, 아크릴 등 친수성이 아닌 합성섬유의 내부에 친수성인 폴리머를 줄무늬 모양으로 넣은 섬유로, 공기중의 수분을 흡수해, 그 수분을 통해서 전기를 확산시킨다. 환경의 상대습도가 30 - 40%이하가 되면 제전효과는 떨어지지만, 일상의 생활에 문제가 되는 것은 적어지고, 내의, 안감, 코트 등에서 넓게 이용되고 있다. 　○2 도전성 섬유： 금속 섬유나 탄소섬유는, 그 자체가 도전성이지만, 도전성의 합성 섬유로서는, 금속, 카본, 도전성 세라믹 등의 미립자를, 커버링 섬유의 코어부에 배합한 섬유가 주로, 도전성 물질을 통해서 전자가 이동해, 공중으로의 적은 방전의 반복(코로나 방전)에 의해서 帶電을 막는다. 수분이 관계되지 않기 때문에, 습도 영향을 받는 것이 없다. 　일렉트로닉스 공업, 정밀 기기, 의약품 공업 등에 있는 방진 옷이나 화학 플랜트에서의 방폭 작업복 등으로 해서 넓게 사용된다. 통상, 0.1 - 5%의 도전성 섬유를 혼용하는 것으로 필요한 성능을 얻을 수 있다. 제34화 고기능 섬유 11/항균 냄새 방지 섬유․制菌섬유 (11) 항균 냄새방지 섬유․제균섬유： 땀 등의 인체로부터의 분비물을, 황색 포도상구균 등 인간의 피부에 서식하고 있는 세균이 섭취해, 분해물을 배설하고 악취를 낸다. 항균 냄새방지 섬유란, 섬유상의 세균 증식을 일정한 레벨 이하로 억제함에 따라, 이 악취의 발생을 방지하는 섬유이며, 제균섬유란, 섬유상의 균 증식, 그 자체를 억제하는 섬유이다. 섬유 제품 신기능 평가 협의회에 의해서 기준이 정해지고, 이것에 합격하면 SEK 마크의 표시가 인정된다. 항균성을 부여하는 방법으로서 항균제를 섬유에 투과하는 방법과 천에 고착시키는 방법이 있다. 여기에서는 앞의 것의 대표적인 예를 소개한다. 　○ 1. 은(또는 동, 아연) 이온을 無機계통의 多孔性 입자에 넣어 가지게 하여, 섬유의 제조 공정으로 정련한다. 나일론, 폴리에스텔 등의 용해 방사계통의 섬유에도 적용이 가능하다. 녹아 나오는 적은 량의 금속 이온의 직접 작용과 금속 이온의 작용으로 생겨 나오는 활성 산소가 균의 세포를 파괴한다고 생각할 수 있다. 　○ 2. 게의 등껍데기 등에서 추출한 키친을 알칼리 처리하여 70%정도를 키토산으로 전환한 것을 습식 방사의 방사 원액에 첨가한다. 키토산에는, 항균성 외에 흡습성도 있으므로, 아크릴 섬유 등 친수성이 아닌 섬유에 적용하면, 흡습성․제전성도 부가된다. 아크릴에 키토산 혹은 키토산과 아세테이트의 혼합체를 정련한 것이나, 키친․키토산으로부터 비스코스를 만들어, 이것을 레이온의 방사 원액에 혼합해 섬유화한 것이 있어, 내의, 양말, 침장, 베이비 용품 등에 이용되고 있다. 산화 티탄 광촉매에 대해서는, 냄새제거의 항목에서 이야기하겠다. 제36화 고기능 섬유 12/냄새제거 섬유 (12) 냄새제거 섬유： 소변이나 땀의 암모니아 냄새, 썩은 물고기의 트리메틸아민 냄새, 썩은 알의 황화수소 냄새, 썩은 양파의 메틸 멜캅탄 냄새를 4가지의 큰 악취라고 한다. 이러한 악취를 무취화하는 기본 기술로서, ○1. 악취 물질을 제올라이트 등의 다공성 입자에 흡착시켜 봉합하고, ○2. 섬유에 결합시킨 구리, 알루미늄 등의 금속 이온이나 섬유 분자중 酸性基에 보다 악취 물질을 화학적으로 포착하고, ○3. 생체내의 효소에 유사한 합성 화학물질에 의해 악취 물질을 산화 분해하고, ○4. 산화 티탄 광촉매에 의해 악취 물질을 완전 분해하는, 등이 있다. 여기에서는 ○4.에 대해 해설한다. 　산화 티탄의 미립자에 자외선이 맞으면 전자와 正孔(전자의 빠져나갈 구멍)이 생성한다. 이것이 주위의 물이나 산소 등과 반응해, 히드록실 래디칼(―OH)이나 슈퍼 옥사이드 음이온(O2―)등의 활성 산소를 생성한다. 이러한 활성 산소는 매우 반응성이 강하고, 특히 히드록실 래디칼은 유기 화합물의 어느 결합보다 큰 에너지를 가지고 있으므로, 균이나 악취 물질 등을 물과 이산화탄소로까지 분해한다. 따라서, 항균․제균․냄새제거제로서 뛰어나, 일반의 항균이나 냄새제거제와 달리, 반응에 포화점이 없다. 다만, 자외선 쏘임을 멈추면 반응은 정지하므로, 화학적 냄새제거제와 함께 쓰는 것이 많다. 또, 섬유 자신의 분해를 막기 위해, 산화 티탄 입자와의 직접적인 접촉을 피할 수 있도록, 입자 표면에 연구가 어루워지고 있다. 정련하여 넣는 식은 폴리에스텔, 레이온, 아크릴에서 행해지고 있다. 덧붙여 토요타 중앙연구소에서는, 세계에 앞서, 가시광선 응답형 광촉매의 개발에 성공하고 있다  제37화 고기능 섬유 13/자외선 차단 섬유 (13) 자외선 차단 섬유： 태양으로부터 나오는 에너지 중 파장 300나노미터 이하의 자외선은, 대기권의 상층부에서 파장이 짧은 것부터 순서대로 산소 원자, 산소 분자, 오존에 흡수되어 지상 부근에 도달하는 것은 가시광선과 적외선이 주가 된다. 자외선 속에서 양적으로 가장 많은 A파(380-320나노미터)는 인체 투과성이 강하고, 썬탠, 주근깨, 피부의 노화를 가져오고, B파(320-290나노미터)는 급성 염증이나 암 발생을 촉진한다. C파(290-100나노미터)는 지극히 유해하지만, 오존층에서 흡수되어 지표에는 거의 도달하지 않는다. 　자외선 차단 섬유란, 자외선을 흡수 또는 반사시키는 물질을 섬유 내부에 넣든지, 또는 가공으로 고착시켜, 자외선의 차단율을 향상시킨 섬유를 말한다. 자외선을 흡수해 미소한 열에너지로 변환하는 것은 芳香族 계통의 유기 화합물이며, 자외선을 흡수도 하지만 흐트러뜨리는 효과를 주로 하는 것은 산화 티탄이나 산화 아연 등의 미립자이며, 섬유내부로 넣는 것에는 후자가 사용된다. 　커버링 구조의 폴리에스텔 섬유의 코어 부분에, 자외선을 흡수, 반사하는 세라믹 입자를 5-10%을 넣은 무기 입자에 의한 실에 닿는 부분의 재료의 손상을 막기 위해, 코어 부분은 통상적인 폴리에스텔로 한 것이 많이 이용되고 있다. UV케어 외에, 열 차단에 의한 쿨링 효과, 투과 방지, 주름 성향의 향상 등의 효과도 있다. 제38화 고기능 섬유 14/초고강력․고탄성율 섬유-1 (14) 초고강력, 고탄성율 섬유-1：첨단 섬유 기술을 구사해 만들어지는 하이테크 섬유 가운데, 역학 특성이 특히 우수한 것은 슈퍼 섬유라고도 불려 매우 딱딱한 강직성의 폴리머로부터 액정 방사에 의해서 제조하는 것과 고분자로서는 매우 부드럽게 굴곡하기 쉬운 폴리머로부터 겔 방사-초연신에 의해서 제조하는 것으로 나누어진다. 방사법의 원리에 대해서는 이미 해설했으므로, 여기에서는 각 섬유의 주된 특징에 대해 간단히 이야기한다. 　○1. 액정 방사계통： 액정 방사계통의 3가지 섬유는, 耐熱性, 難燃性, 전기 절연성, 진동 감소 특성 등에도 뛰어나, 공통적인 용도로서 방탄 조끼, 소방관 옷, 광파이버 케이블의 텐션 멤버, 아스베스토(asbestos) 대체용(단열재, 브레이크 자재 등), 고무나 콘크리트의 보강재, 각종 스포츠 용구의 보강재 등이 있다. 　파라계통 아라미드 섬유(aramid fiber)：아라미드는 芳香族 폴리아미드에 붙여진 명칭으로, 액정 방사 섬유의 제1호인 듀퐁사의 케브러가 유명하다. 원료 폴리머의 PPTA(폴리 파라페니렌 테레후타라미드)를 100%황산에 용해해 폴리머 농도 약 20%의 액정을 만들어, 유동성이 가장 좋아지는 80℃정도에서 건습식으로 방사한다. 　PBO 섬유： 원료를 폴리 인산 용매 중에서 중합해 얻을 수 있는 PBO(폴리 파라페니렌․벤조․나사 옥사졸)의 액정을 건습식에서 방사한다. 유기계통 중에서는 발군의 고성능을 가져, 용도의 상당수는 다른 액정 방사 섬유와 공통되지만, 강력이나 탄성률이 높기 때문에, 사용량을 절감 할 수 있다. 제39화 고기능 섬유 15/초고강력․고탄성율 섬유-2 (15) 초고강력․고탄성율 섬유-2 　폴리아릴레이트 섬유(全芳香族 폴리에스텔 섬유)：전방향족 폴리에스텔을 가열에 의해서 액정 상태로 해, 통상적인 용해 방사기로 액정 방사를 실시한 후, 고온으로 열처리해 폴리머를 固相 重合시킨다. 아라미드에 비해, 耐酸性, 耐濕熱性이 뛰어나다. 또, 액정 방사 섬유는, 섬유 축에서 수직인 방향의 분자 사슬의 뒤엉킴이 적기 때문에, 일반적으로 내마모성이 뒤떨어지지만, 폴리아릴레이트는 330℃에서 용해되는 유연성이 있으므로, 다른 것에 비하여 내마모성이 뛰어나다. NASA의 화성 탐사기 말스패스 화인더(Mars Pass Finder)의 에어백에 사용되었다. 　초고분자량 폴리에틸렌 섬유： 분자량이 수백만이라고도 말하는 초고분자량의 폴리에틸렌을 원료로 하여, 연신에 필요한 최소 한도의 뒤엉킴이 생기는 정도의 희박한 용액을 방사 원액으로서 겔 방사-초연신에 의해서 제조한다. 밀도가 0.97그램/입방 센치로 가볍고, 내약품성이나 내충격성도 뛰어나다. 다만, 분자 구조상, 내열성이나 難燃性은 뛰어나지 않다. 경량성을 살려, 선박 계류 로프, 각종 옥외용 그물, 制震 보드, 헬멧이나 스포츠 용구의 보강재 등에 이용된다. 제40화 고기능 섬유 16/탄소섬유 (16) 탄소섬유： 무기 섬유의 대표격으로서 탄소섬유, 유리 섬유, 금속 섬유, 세라믹 섬유 등이 있지만, 여기에서는, 일본 메이커의 독무대인 탄소섬유에 대해 해설한다. 　탄소섬유는 가볍고 강하고, 뛰어난 치수 안정성과 내열성, 내화학 약품성을 가져, 전기를 잘 통하게 한다. 합성수지나 콘크리트의 보강 섬유로서 항공기의 구조재료나 빌딩의 벽, 골프 샤프트 등 각종의 스포츠 용품 등에 이용되고, 천연가스 자동차용의 CNG(압축천연가스) 탱크나 대형 풍력 발전의 브레이드 등도 새로운 용도로서 주목받고 있다. 항공기의 구조재료에 탄소섬유 복합재료를 이용하면, 알루미늄 합금에 비해 부위에 따라 15 - 25%의 경량화를 달성할 수 있다고 알려져 큰 에너지 절약 효과를 가져온다. 탄소섬유의 약 90%를 차지하는 PAN계는, 아크릴 섬유를 공기 중에서 산화해 耐炎化한 후, 불활성 기체 중에서 1000 - 1500℃, 목적에 따라서는 이보다 높은 2000 - 3000℃의 고온에서 구어, 결정체의 성장을 촉진해, 탄성률의 향상을 도모한다. 최근 항공기 용도에 대량 사용이 결정되는 등, 대폭 증가가 계속 되고 있다. 　피치계통은, 석유계 또는 석탄계의 피치를 그대로 방사 하든가, 혹은 350 - 500℃에서 열처리한 후, 액정 방사에 의해서 섬유화 하여, PAN계의 경우와 거의 같이 처리해 만든다. 炭素收率은 PAN계보다 높고, 액정 방사에서 스타트하는 것은, 탄성률 높은 것을 얻을 수 있지만, 强伸度的으로 구조재료로서는 PAN계에 뒤떨어지기 때문에 생산량은 적다. 다만, 내열성이 특히 높은 특성을 이용하고, 우주 위성의 안테나 용도에 활용되고 있다. (끝)