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[의복재료 2] 2015년 5월 12, 13일 참고: 교과서 p.384～397, 135～140
제18장 7절 주목되는 신소재
1. 신소재의 생산: 공정 단계별 개질방법
┌───────────────┐────────┐
│ ↓ ↓
단량체
(monomer)
중합→ 고분자
(polymer)
방사 연신→
섬유 (fiber)
제사
→ 실
(yarn)
제직
→
염색 가공의복재료 (fabric)
디자인 재단
→
봉제
의복 (apparel)
↑ ↑ ┘────────┘(1) Polymer
(중합공정) :- 화학적 조성 (Graft 중합, 고성능, 고기능성 혹은 고감성 고분자재료 중합) - 중합도조절
- 고분자용액에 난연, 내열, 항미생물제 첨가 가능, 원액염색
(2) Spinning
(방사기술) :- 섬유의 형태조절가능 (단면형, 측면형, 굵기, 길이, 권축)
- 이형단면사, 복합섬유, 중공섬유, 초극세섬유 ⇒초경량보온소재, 발열내의 - 내부구조변경 (배향성, 결정성, 분자간의 인력)
(3) Yarn processing
(방적기술/제사기술) : 실의 굵기, 꼬임, 복합사, 텍스츄어링, 이수축혼섬사피복사
코아방적사
스트레치소재 (p.387)
(4) Textile fabrication (제직) :
밀도(고밀도직물), 두께
(5) Dyeing-Finishing (염색가공) :
염료, 염색조건, 가공제, 가공조건- 2 -
2. 신소재의 분류와 종류
(1) 고성능 섬유재료 : (High Performence Mechanical and Morphological Characteristics) - 고강력, 고탄성, 고강인성, 고초기탄성율의 섬유재료
- 고분자개질, 방사기술, 연신기술에 의해 고성능 부여
① 탄소섬유
② 아라미드 섬유 (Kevlar, Nomex)
③ 고강도 폴리에틸렌 섬유
④ 유리 섬유
⑤ 세라믹 섬유 등
(2) 고감성 섬유재료 : (Feeling, "Shin-Gosen") - 전 제조공정에 걸쳐 고감성부여
(고분자개질, 방사․연신기술, 실의가공․제직기술, 염색가공기술)
① 촉감섬유: 초벌키 고혼섬재료, 초극세섬유, 초피복성섬유, 형태변화소재
② 시각섬유: 빛, 온도, 액체에 의한 변색성섬유, 심색효과섬유
③ 후각섬유: 방향섬유, 방향성이중구조섬유, 항균방취섬유
④ 청각섬유
⑤ 신합섬 (1988-1992) : 폴리에스터 장섬유를 주축으로 극세사 또는
천연섬유풍의 소재(피치스킨류, 뉴실크풍, 레이온풍, 소모풍)
⑥ 신신합섬 (1992- ) : 단섬유 방적사 소재위주
(3) 고기능성 섬유재료 (Functional Fibers)
① Electrical-Electronic: 제전성, 도전성섬유
② Optical: 자외선, 적외선, 전자파차단섬유
③ Acoustic-Vibration: 흡음재(음파의 흡수소멸), 소리차음재(소리의 투과방지로 차단)
④ Thermal: 난연성섬유, 축열보온섬유, 감온변색섬유
⑤ Physiology related: 항균소취소재, 정신조절섬유
⑥ Separation-Adsorption: 이온교환
⑦ Hydrophilic-Lipophilic: 고흡수성섬유, 투습발수소재, 고흡유섬유, 흡한속건소재
3. 신소재의 종류와 특징
신소재란 새롭고, 일반적이지 않은 소재, 또는 진보된 첨단기술을 이용하여 생산된 의복재료를 말하 며, 소재의 성질에 따라 고성능 의복재료, 고감성 의복재료, 고기능성 의복재료로 크게 구분할 수 있다.
신소재의 개발에 따라 일반적인 의복재료나 뿐만 아니라, 극단적인 자연환경에 노출되는 스포츠웨어, 우 주항공산업이나 전자공업분야와 같은 곳에서 착용하는 첨단산업용 작업복이나, 인체를 유해한 환경으로 부터 차단할 수 있는 보호복에 이르기까지 섬유의 용도가 확대되었다.
(1) 고성능 의복재료
고강력, 고탄성, 고강인성, 고초기탄성율의 성질이 부여된 섬유재료로 탄소섬유, 아라미드(Aramid) 섬 유, 고강도 폴리에틸렌 섬유, 유리 섬유, 세라믹 섬유 등이 이에 해당된다.
- 3 - ① 탄소섬유 : 탄소섬유는 강도와 탄성률이 월등하고 불연 성 섬유이므로 우주항공과학 시대에 신소재로 주목받게 되었 다. 또한 도전성섬유이기 때문에 정전기발생이 없으므로, 정전 기발생이 많은 합성섬유와 혼방해서 사용하면 정전기 발생을 현저히 줄일 수 있다. 최근 반도체산업이 급속도로 발전하면 서, 먼지와 정전기를 띄지 않아야 하는 청정룸에서 착용하는 무진복에 많이 이용되고 있다.
② 아라미드 섬유 : 아라미드 섬유를 상품화한 대표적인 것으로는 미국 듀폰(Du Pont)사의 케블라 (Kevlar)와 노멕스(Nomex)가 있다. 케블라는 강도와 탄성률이 월등히 커서 방탄복에 쓰이고 있다. 노멕스 는 강도와 신도가 나일론과 비슷하나 열안정성이 대단히 좋아서 내열용 보호복의 의복재료로 적당하며, 현재 소방복의 근접복으로 이용되고 있다.
(2) 고감성 의복재료
의류소재가 만들어지기까지의 전과정, 즉 고분자개질, 방사․연신기술, 실의 가공․제직기술, 염색가공기 술 등의 한 제조공정 중에 고감성이 부여된 섬유재료이다. 다양한 고감성 의복재료들을 구분하여보면, 촉감섬유(초벌키 고혼섬재료, 초극세섬유), 시감섬유(빛, 온도, 또는 액체에 의한 변색성섬유, 심색효과섬 유), 후감섬유(방향섬유, 방향성이중구조섬유)가 상품화되어 사용하고 있으며, 청감섬유와 미감섬유는 개 발 중에 있다. 또한 천연섬유풍의 소재인 신합섬(피치스킨류, 뉴실크풍, 레이온풍, 소모풍) 역시 상품화되 어 주목받는 고감성 의복재료이다.
① 인조스웨이드 (초극세섬유, p.389) : 천연섬유 중에서 가장 가는 섬유로는 견섬유 로써 1 데니어(denier)의 굵기이며, 인조섬유 역시 일반적인 방사법으로 가장 가늘게 뽑 을 수 있는 섬유의 굵기는 1 데니어 이다. 그런데 특수한 방사법이나 첨단 기술을 이용 하여, 현재 0.0001데니어까지 생산이 가능하다. 0.3 데니어 이하의 가는 섬유를 초극세사 섬유라고 부르며, 현재 의복재료로는 인조 스웨이드로 가장 많이 이용되고 있으며, 천연 스웨이드와 흡사한 외관과 부드러운 촉감을 지니고 있다.
② 온감변색소재 (빛, 온도, 또는 액체에 의한 변색성섬유, p.391) : 특수가공기법과 약제를 응용한 프 린트소재로서, 실내에서는 무늬 색이 나타나지 않다가 자외선이나 태양광선을 접하면 발색하게 되는 일 광발색소재, 어두운 곳에서만 프린트무늬가 나타나는 축광발
색소재(야광소재), 물에 젖었을 때만 무늬가 표현되는 부분발 수소재, 온도에 따라 색상이 변하는 변온변색소재 (카멜레온소 재)가 있다.
현재 아동복, 내의, 수영복, 스키복에 이용되고 있다.
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③ 방향섬유 (p.393) : 마이크로 캡슐에 원하는 향료를 넣어 섬유표면에 코팅한 것으로, 사용 중에 물 리적인 마찰에 의하여 캡슐이 깨지면서 향기가 퍼져 나오는 섬유이다. 향료로는 꽃향기나 삼림욕을 즐 기는 듯한 나무의 향기가 사용된다. 현재에는 침구류제품에 많이 사용되며, 여성복, 스카프, 넥타이 등에 이용.
④ 발광섬유:
(3) 고기능성 의복재료
일반섬유에 특정한 기능이 부여된 섬유로써, 전기적기능(제전성, 도전성섬유), 광학적기능(자외선, 적 외선, 전자파차단섬유), 열적기능(난연성섬유, 축열보온섬유), 수분기능(고흡수성섬유, 투습발수소재, 흡한 속건소재), 위생적기능(항균방취섬유) 등을 들 수 있다.
① 자외선 차단 소재 (p.395) : 최근 자연환경오염으로 인한 대기의 오존층 파괴는 지구상에 도달하 는 태양광선 중에 자외선의 양이 증가되었다. 여름 옷감 중 희고 얇은 것은 자외선을 투과시키므로, 피 부에 색소침착이나 피부노화 등을 초래할 수 있다. 그러므로 자외선을 흡수 또는 확산시키는 물질을 부 여한 자외선차단섬유는 여름의복이나 태양광선에 노출되는 스포츠웨어에 적당한 의복재료이다.
② 축열보온 소재 (p. 392) : 태양열을 흡수하여 빛(가시광선) 에너지를 열(적외선) 에너지로 바꾸어 의복내부로 방출하고, 인체에서 나오는 체온열 역시 반사시켜 의복 밖으로 나가지 못하도록 차단시켜 의복내의 온도를 상승시키는 이중의 보온 효과를 지닌다. 스포츠웨어나 방한복에 유용한 의복재료이다.
③ 투습방수포 (p.384) : 통기성과 투습성을 유지하면서 방수성이 있는 소재를 말한다. 이는 종전의 방수성만 가진 소재에 비해, 인체의 습도를 낮추어 쾌적감을 준다. 등산복이나, 스키복과 같은 스포츠의 류나, 레인코트에 이용된다. 미국 듀퐁사에서 개발한 고어텍스(Gore-tex)가 상품화한 대표적인 제품으로 잘 알려져 있다. 투습발수가공포의 다공성 피막과 고밀도 제직에 의해 생산된다.
④ 항균방취섬유: 내복이나 양말, 유아복, 노인복, 환자복 등과 같은 의류에는 땀, 침, 피, 피부세포, 우유 등이 흡착되어, 미생물이 번식하기 좋은 생활환경을 제공하므로, 미생물의 증식에 따라 인체나 의 복에 악영향을 미치며, 미생물의 배설물은 악취를 풍겨 불쾌감을 초래한다. 이때 항균성화합물을 섬유에 첨가함으로써, 미생물의 활동을 저지하거나, 살균작용을 발휘하게 되어 건강하고 쾌적한 생활을 누릴 수 있게 된다.
