[논문]최근 섬유 가공기술 동향

용광중; 손성군

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문제 정의

본고에서는 섬유가공기술을 물리적 가공기술, 화학적 가공기술, 물리화학적 복합가공기술로 나누어 최근 개발되어지고 있는 기술이나 제품에 대하여 소개하고자 한다(Fig. 1).
이미 오래전부터 잘 알려진 공정이기 때문에 최근 이슈가 되고 있는 나노 가공제 처리에 관한 내용을 간단히 소개한다. 실리콘 유연제나 발수제를 나노화시킨 가공제를 섬유소재에 처리하는 것은 일반 가공제보다 섬유조직 내부 침투가 가능하기 때문에 Softness와 Draft 특성 또는 발수·발유성 등이 우수하고 내구성 또한 기존 가공제보다 우수하여 적용사례가 점차 증가하고 있다.

제안 방법

Gold fiber의 경우 PET를 Base로 Cu와 Ni 층을 코팅한 후 그 위에 Gold를 코팅하였고, Silver fiber 역시 PET base에 Ni와 Cu 층 코팅 후 Silver를 코팅하는 방법으로 제조하였다. 그밖에 Sn과 Ni-Sn fiber 외에 각종 Metal fiber 상에 Carbon을 코팅한 Conductive fabric과 Conductive cushion 등을 소개하였다(Fig. 12).
시키보(일본)가 건강 쾌적기능으로 항 곰팡이 기능을 갖는 새로운 섬유 「ノーサム(nosum)」을 개발하고 항곰팡이 SEK 마크를 획득하였다고 발표하였다(Fig. 5). Nosum은 다양한 종류의 곰팡이에 특히 효과가 있고 세탁 내구성이 우수하며 경구독성과 피부 자극성이 없을 뿐 아니라 후가공 기법에 의해 기능성 부여가 가능하기 때문에 모든 소재에 적용이 가능하다라고 한다.
오하라파라듐화학(일본)이 최근 PFOS(perfluorooctane sulfonic acid)와 PFOA(perfluorooctanoic acid)를 함유하지 않은 발수발유가공제 「Paragium ECO-360」을 개발해 본격 시판에 나섰다.
오하라파라듐화학(일본)이 최근 팜유와 천연 다당류인 Hyaluronic acid와 Trehalose 등의 천연다당류 식품과 화장품의 보수․보습성 유화제로 사용하는 천연식물 유래 물질을 이용한 무독성 유연제 「Parasoftener-SN」시리즈를 개발하였다.
유니티카 텍스타일(일본)이 최근 태양광의 근적외선을 효과적으로 흡수하는 적외선 흡수제를 응용한 축열보온소재 「LXS(룩스)」를 개발하였다(Fig. 6).
유니티카(일본)가 저온플라즈마 가공기술을 이용한 고내구성 기능가공소재 「Nanophase」(나노페이스)를 개발하였다. 나노페이스는 유니티카 독자의 저온 플라즈마 가공기술을 응용하여 폴리에스터 섬유표면을 나노수준으로 개질함으로서 제균성과 소취성 등 다양한 기능성 가공제를 그라프트 중합이 가능하게 한 것으로, 기존 제품과는 달리 우수한 세탁 내구성과 유연한 촉감을 발현하는 것이 특징이다.
물리화학적 처리에 의한 코팅가공은 전자빔이나 플라즈마, 자외선, 적외선 등의 물리적 에너지를 이용하는 방법이 주류이다. 최근에는 화학적 개질방법과 구분 없이 사용하는 경향이 있으나 본고에서는 이를 구분해 별도로 정리하였다.

대상 데이터

아사히그라스(일본)가 불소수지(PTFE)계 신제품으로 유화제 PFOA(Perfluoro Octanoic Acid) 화합물(암모늄염)을 함유하지 않는 친환경 불소수지 「Fluon® PTFE E series」를 개발하고 본격 시판에 나섰다.

성능/효과

. 유리섬유에 알루미나 전구체 코팅을 행함으로서 알칼리 내성을 향상시킨 결과 콘크리트 보강재로의 사용이 가능함을 확인하였으며, 각종 유기섬유에도 Sol-gel 코팅법으로 콘크리트와의 친화성을 높여줌으로서 콘크리트 보강재로써의 기능이 발현됨도 확인하였다. 그밖에 알루미나 전구체 코팅용액에 프레임으로 고정한 PAN계 탄소섬유에서 2~6배의 강도향상을 보였으며, 내마모성 폴리에스터 섬유 등에서도 세라믹 막을 형성시킴으로서 폴리에스터 내마모성을 향상시켜 블라인드의 수명을 대폭 향상시킬 수 있었다(Fig.
이 가공은 다공질의 용암을 나노크기로 분쇄한 후 특수가공으로 면섬유에 부착시킨 것으로, 면소재의 쾌적성과 용암성분에 의한 축열성 및 원적외선 효과로 고효율의 열에너지 변환에 의해 미처리 제품에 비해 지속적으로 1~2℃ 정도 상승하는 것으로 나타났다.
이 발수발유제는 특수 왁스계로 폴리에스터와 나일론 섬유용 고 내구성의 발수성과 발유성 가공제로 불소계 발수제보다 저가이며 Soft 촉감을 동시에 부여할 수 있고, 열처리 온도도 130~140℃로 낮아 에너지 절감도 실현할 수 있다.

후속연구

가공 후 촉감이나 소재특성 등의 저해가 없고 염색성도 우수할 뿐 아니라 후가공기법에 의한 추가적인 기능성 가공도 가능하여 다양한 섬유소재와의 복합으로 각종 용도로 적용이 확대될 것으로 기대하고 있다.
이상에서 언급한 섬유가공기술을 살펴본 바와 같이 향후에는 환경에 대한 높은 관심과 규제에 대응하기 위한 친환경 소재를 이용한 가공기술과 친환경 공정의 가공기술에 대한 기초 연구가 많이 진행될 것이며, 그리고 고기능 및 고내구성에 대한 수요를 충족하기 위하여 나노기술 또는 나노기술과 융합된 기술, 2종 이상의 기술이 복합된 융복합기술이 적용된 가공제품이 계속 출현될 것으로 생각된다.
현재 15~50m/min의 속도로 현장화 생산이 가능하다. 지난 2007년 ITMA에서 처음 소개된 후 아직 그렇다할 현장적용 소식이 들리지 않고 있으나 향후 유망기술이 될 것으로 생각된다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

섬유소재의 물리적 가공에는 어떤 것들이 있는가?

섬유소재의 물리적 가공은 기모나 표면광택, 해연 등 섬유표면 가공이나 섬유 집합구조를 변화시키는 가공이 대부분으로 Raising, Pitch skin, Calendering, Chintz, Loose(elastic finishing) 등이 있다.

화학처리기술이란 무엇인가?

화학처리기술이란 유연제나 발수제 등의 기능 가공제를 섬유에 처리함으로서 원하는 기능성을 발휘시키는 가공기술을 의미하는 것으로 Padding process, Gravure process, Spray process, Rotor dumping 등이 있다.

마이크로 피치스킨은 Powder pitch skin, Diamond pitch skin 가공이라고도 하는데 그 이유는 무엇인가?

마이크로 피치스킨은 Powder pitch skin, Diamond pitch skin 가공이라고도 한다. 개발초기 다이아몬드 세라믹 Roll에 의한 마이크로 피치가공방법을 사용하였기 때문에 다이아몬드 피치가공이라고도 하고 파우더상의 분유나 밀가루와 유사한 촉감이 난다고 해서 Powder pitch skin 가공으로도 알려져 있다.

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