특수섬유

[중흥S크리닝]

복합섬유

(1) 초극세섬유(ultra fine fiber)의 역사
   ① 초창기는 미국 듀퐁사에서 여러형태의 복합형을 발표 하였다
   ② 1970년 일본 토레이(Toray)에서 초극세사를 사용한 스웨드(suede)풍 인공피혁 엑사이네
      (ecxaine) 제품의 개발로 본격화 되었다
   ③ 0.01∼0.001d 정도의 초극세사로 천연피혁과 같은 제품을 생산하는 것이다

(2) 초극세사의 종류

 1) 극세사 제조방법의 분류

   ① 다성분 섬유(섬도의 한계:∼0.001d)
     - 복합섬유:분할형 섬유,용출형 섬유
      - 혼합방사:혼합섬유
   ② 일성분섬유(섬도의 한계:0.1d)
     - 직접방사(conventional spinning)
     - 특수방사:멜트 블로우(melt-blow)법,플래시(flash)방사법,제트(jet)방사법,
                       슈퍼 드로우(super-draw)법

 2) 다성분사 방식에 의한 극세사 제조방법 분류
   ① 이층:사이드 바이 사이드,겉과 속
   ② 다층:평행형,방사형,다심형(多芯型),모자이크 상,매트리스-분산상,성운상

(3) 제조방법

 1) 다성분사가 공업적으로 실용화된 형태의 구분
   ① Side by side type
   ② 매트릭스 분산형(일명 해도형)
   ③ 용융 블렌드법

 2) 단면 형성:압출기→방사 팩(pack)→방사 구금(spinnerette) 공정에서 형성

(4)극세섬유의 기능 및 효과

 1) 구성하는 섬도가 가늘어지면서 유연해진다

 2) 극세섬유로부터 발휘되는 특성
   ① 유연성,부피감,드레이프성
   ② 섬유군간에 형성되는 미세한 공간
   ③ 극세화에 기인하는 표면적의 확대
   ④ 굴곡시의 저반발성
   ⑤ 집중응력의 분산
   ⑥ 미소선단과 그 기능성

 3) 고분자 배열체 섬유로부터 발휘되는 특성
   ① 섬유 특성 개량효과(색,광,광택 등)
   ② 극세 방사 안정화 효과
   ③ 다공중공용 원사화
   ④ 방사불능 고분자의 가방효과

(5) 극세섬유의 이용

 1) 특징
   ① 세데니어의 섬도:유연성,드레이프성
   ② 섬유간의 공간:부피감,투습성능,보온성능
   ③ 표면적 증대:터치 면적 증가
   ④ 라이팅 효과:진피효과

 2) 초극세사 섬유의 상품화 추이
    ; 인공피혁(부직포)→인공스웨드(직편물)→고밀도 직물→초발수 고밀도 직물→피치스킨조 직물
        →닦음 천→신감각소재

 3) 고밀도 직편물
   ① 태피터(후가공) : 일반은 3,000본/인치,극세사는 60,000본/인치의 고밀도가 가능
   ② 투습방수 기능과 부드럽고 독특한 촉감 부여

 4) 닦음 천
   ① 빈틈없는 접촉(sharp contact)효과,내부 트랩(inner trap) 또는 마이크로 포켓(micro pocket) 
       효과,넓은 접촉(wide contact) 효과로 먼지나 지방질 제거
   ② 안경,보석류,각종 전자제품의 먼지 제거에 이용되는 천(wiping cloth) 개발

 5) 피치 스킨조 감성 직물
   ① 실크조(silk-like),레이온조,소모조,피치 스킨(peach-skin)조 등으로 신합섬 구별
   ② 부드러운 촉감의 극세사 소재

 6) 인공피혁 및 스웨드조
   ① 제조공정:매트릭스 분산형 또는 용융 블렌드형 극세사 이용 → 3차원적 구조인 부직포 제조
                          → 섬유간 미세공은 폴리우레탄을 합침시킨다
   ② 장점:천연피혁에 비해 가벼움과 내구력의 향상,물과 접촉시 피해 감소,자유자재로 재단 용이 등

 기능성 섬유

(1) 난연성 섬유(flame-proofing fiber)

 1) 서론
   ① 목적:가연성 섬유제품을 난연화 시킴
   ② 한번 불이 붙은 다음에는 재사용이 불가능
   ③ 천연섬유나 합성섬유를 사용하여 고분자 반응과 가공의 각종 처리법 이용

 2) 고분자재료의 연소성
   ① 화염(flaming):고분자물질은 온도 상승으로 열분해를 일으켜 분해 가스가 불 꽃을 일으키며 
                            타는 현상
   ② 백열(glowing):고체생성물이 탄화와 같이 불꽃 없이 타는 현상

 3) 연소량의 영향
   ① 물질의 연소 내지 열분해는 물질의 양이 많고 적음에 따라 다른 거동을 나타낸다
   ② 물질의 온도 상승에 의해 일어나는 발화와 연소의 변화
      - 미소(micro)규모,소량(macro)규모,대량(mass)규모 등으로 구분

 4) 난연기구
   ① 난연제의 역할은 외적으로 산소를 차단하고 내적으로 가연성 기체가 나오지 못하도록 장벽을 
       형성하게 한다
   ② 응축상 기구,기상 기구,물리적 효과

 5) 난연성 섬유의 제조
   ① 난연제를 섬유에 단순히 첨가시키는 비반응성계
   ② 섬유에 난연제를 반응시키거나 그라프트를 중합시키는 반응계
   ③ 난연제와 섬유형성능이 있는 단량체를 공중합 시키는 방법

 6) 섬유의 난연성 평가법
   ① 간단한 성냥불시험
   ② 열판 시험
   ③ 불꽃의 접촉 횟수를 측정하는 방법
   ④ 한계산소지수 시험(ASTM 스탠다드로 채택된 방법)

(2) 제전성 섬유 및 도전성 섬유

 1) 서론
   ① 낮은 전기 전도성과 소수성에 기인하여 정전기가 발생
   ② 성별에 따른 정전기 감도 수준
       - 여자 : 공포(1.5∼2.5 ㎸), 충격(1.5∼3.0 ㎸)
      - 남자 : 공포(1.5∼3.0 ㎸), 충격(2.5∼6.0 ㎸)

 2) 섬유제품의 정전기 현상
   ① 마찰에 따른 정전기 발생 서열
      - (＋)양모→나일론→견→비스코스레이온→유리섬유→면→PET→유리→폴리에틸렌 (－)
   ② 정전기의 장애
      - 전기적 장애:흡인(먼지부착,오염,불쾌감),반발(집속불능,부착불능)
     - 방전 장애:전격(충격,불쾌감,피부장해),방전(인화,폭발,전자부품 파괴)

 3) 정전기 측정 원리

측 정 법	원 리	측정기구
표면전기비저항 (Ω.㎝)	(+),(-)극에 시험포를 연결하여 일정전압을 가했을 때의  전류로부터 저항치를 환산한다	Teraohm meter
마찰대전압 (V)	섬유와 섬유,또는 섬유와 이물질 사이에 마찰로 해서  정전기가 발생되며 그 때의 대전압을 구한다	Rotary static tester
반감기 (sec)	일정전기로 대전을 부여하고서 그 대전이 처음 값의 반으로  도달할 때까지의 시간을 측정한다	Static honesto tester

 4) 제전성 원사를 얻기 위한 제전화 기술
   ① 흡수성 물질을 혼합하든지,고분자에 친수성기를 도입하여 섬유의 평행수분률 을 높이는 방법
   ② 이온성기를 도입하여 정전기를 누설시키는 방법
   ③ 대전부호가 상반되는 고분자를 조합하여 대전을 중화시키는 방법
 
 5) 도전성 섬유의 제법
   ① 금속섬유화 및 금속코팅섬유:고분자를 이용한 제품이 아니므로 의복으로 사용할때 설계,촉감,
       감전 등의 문제로 사용상 제한을 받는다
   ② 도전성 탄소 섬유:카본 블랙을 이용하는 법으로 복합방사방식을 취한다

(3) 자외선 차단 섬유

 1) 자외선(UV)이 생물체에 미치는 영향
   ① 장점:살균작용에 의한 위생적인 환경조성 및 비타민 D의 합성을 촉진
   ② 단점:피부염과 피부암,백내장의 유발,각종 면역기능 저하

  2) 자외선 차단상품의 제조 방법
   ① 자외선 차단 섬유의 이용 방법:안전성과 내구성이 양호,부가기능이 가능
   ② 자외선 흡수제 등을 포에 처리하는 방법:소량 다품종 생산에 적합,차단제의 변경 사용이 용이
   ③ 자외선 차단성이 탁월한 포를 이용하는 방법:종래 기술로 가능,착용감 불량
 
  3) 자외선 차단용 섬유고분자의 선택
   ① 자외선 차단용 섬유의 제조에는 자외선 흡수성이 양호한 고분자를 선택할 필요가 있다
   ② 주요 섬유류의 자외선 차단성
            (차단성 큼) PET,양모＞면섬유,나일론,레이온 (차단성 작음)

  4) 자외선 차단성의 평가 방법
   ① 분광광도계법:파장마다 투과와 반사률을 측정
   ② 자외선 강도계법:포를 투과한 자외선 강도를 측정
   ③ SPF법:포를 사용할 때 피부에 붉은 점이 생기는 시간을 측정
   ④ 광분해법(변퇴색법):광견뢰도가 낮은 시료에 일광을 쪼여서 변색도를 측정

 5)자외선 차단 소재들의 용도

구 분		품 목
옷감	부인복,신사복	블라우스,셔츠,드레스,스커트,내의
	운동복류	골프,연식정구,게이트 볼,요트,달리기
	유니폼	농업,어업,운송,토목 등
인테리어 및 산업자재		커텐류,블라인드류,모자,천막류,자동차 커버류 등
일회용 및 기타		모자,장갑,양산,수건,양말 등

  6) 국내외 현황
   ① 자외선 차단 섬유:일본 구라레이사에서만 독보적인 기술로 제조 시판
   ② 우리나라는 합섬 메이커에서 개발 연구중임

(4) 원적외선 세라믹 섬유 제품

  1) 서론
   ① 원적외선은 열선에 해당하는 전자파로서 가열,건조에 사용되고 있다
   ② 세라믹 제품의 응용
     - 섬유용 응용:보온성 관련(방한,보온,결로 및 서리 방지,난연 등)
    - 의료용 응용:생체의료 관련(신진대사,피로회복,혈류촉진,건강증진,피부 등
     - 식품용 응용:식품 관련(과실의 생육증진,부패방지,냄새방지,향균성 등)

  2) 세라믹 미립자의 부착 방법
   ① 합성섬유 제조시 세라믹 미립자를 혼합방사하는 방법
   ② 마무리 가공에서 혼합,코팅,프린터하는 방법

 3) 제품 개발
   ① 빛을 흡수해서 발열하는 효과를 이용한 방한복류:스키복
   ② 세라믹의 원적외선 방사특성을 이용한 보온섬유 제품:이불솜
   ③ 원적외선 세라믹의 방사특성을 이용한 쾌적침구,건강의류:스포터,복대,깔창,양말,장갑,재킷 등

  4) 상온 원적외선 세라믹 섬유제품의 금후의 과제
      ; 물리적 특성:생체에 미치는 효과,비열효과,전열특성,통기도 특성 등의 연구