1. 인조섬유의 발전과 전망 가. 인조섬유의 역사

• 1928년경 : 미국의 듀퐁社의 캐로더즈(W.H.Carothers)가 시초
• 1937년 : 미국에서 최초로 나일론 연구 완성
• 1939년 : 본격적인 나일론 생산
• 1941년 : 폴리에스터의 제조 특허
• 1944년 : 아크릴 섬유의 제조
• 1959년 : 탄성섬유 라이크라(Lycra) 생산
• 1962년 : 방향족 폴리아미드인 노멕스(Nomex) 생산
• 1971년 : 파라계 방향족 폴리아미드섬유(Kevlar) 생산
• 1980년 : 전방향족 폴리에스터섬유(Vectran) 생산

나. 우리나라의 인조섬유 공업의 현황

• 1959년 : 미진화학 섬유공업사가 폴리비닐알코올섬유 최초 생산(일산 2톤)
• 1962년 : 경제개발 5개년 계획으로 국내 섬유산업 성장
• 1963년 : 한국나이롱(Kolon)에서 나일론 6 생산(2.5톤/일)
• 1966년 : 흥한화섬에서 비스코스레이온 생산(15톤/일) 원진레이온:1993년 공장 폐쇄
• 1967년 : 한일합섬에서 아크릴섬유 생산⇒한일합섬,태광산업(1992):539톤/일
• 1968년 : 대한화섬에서 Staple Fiber 생산,1년후 Filament사 생산
• 1970년대 : 수출 드라이브 정책의 전략산업으로 육성
• 1980년대 : 많은 합성섬유 공장 설립
• 1992년 : 일산 4,182톤 생산으로 세계 6위 인조섬유 생산국

다. 인조섬유의 분류 ① 유기질 섬유

• - 천연고분자(재생섬유)
  • · 다당류:알긴산섬유,키틴섬유
  • · 셀룰로오스계:아세테이트,비스코스레이온
  • · 단백질:우유 단백질섬유
  • · 고무섬유
• - 합성고분자
  • · 축합중합고분자
    • · 폴리아미드계:지방족(나일론),방향족(아라미드)
    • · 폴리에스터계:PET,PBT,전방향족폴리에스터
    • · 폴리우레탄계:스판덱스(spandex),라이크라,바이렌
  • · 부가중합고분자
    • · 폴리아크릴계:아크릴,모다크릴
    • · 폴리비닐알콜계:비닐론
    • · 폴리염화비닐리딘계:사란,베론,크레하론
    • · 폴리올레핀계:폴리프로필렌(파이렌,메라크론),폴리에틸렌(파이렌E)
    • · 폴리비닐알코올계

② 무기질 섬유

• - 유리섬유
• - 금속섬유
• - 탄소섬유

라. 인조섬유공업의 장래 ① 섬유 응용분야의 비율

• - 의류:50%
• - 일상용품용 재료(커텐,인테리어,침구류 등):30∼35%
• - 산업용 재료(포장,Felt,벨트,타이어코드,그물류 등):10∼15%

② 산업용 섬유재료(유럽)

• - 수송용 섬유(Moble textile):차량,우주선,선박,
• - 토목용 재료(Geotextile):토목,농업,임업,어업,도로구조물,수로공사
• - 공업용 재료(Industrial textile):기계,전기,전자,화공분야
• - 건축용 재료(Construction textile):빌딩,공장,설비물,육교,발전소,여가시설
• - 의료용 재료(Medile textile):치료,건강,위생시살
• - 안전용 재료(Safety textile):방호복,위장물

2. 인조섬유의 기본적인 성질 가. 섬유형성능 고분자 조건

• - 연쇄상 고분자로서 어떤 크기 이상의 길이를 가지고 있을 것
• - 적당한 작용기를 가지고 있을 것
• - 결정성일 것
• - 분자가 적당한 굴곡성을 가지고 있을 것

나. 결정화도 및 배향도 - 결정화도를 구하는 방법

• · X선회절법
• · 밀도법
• · 적외선흡수법
• · 핵자기공명법
• · 열중량법

다. 섬유의 굵기 및 형태

• - 데니어
• - 꼬임
• - 모노 필라멘트
• - 스테이플
• - 토우(Tow)

라. 기계적 성질

; 인장,신장,탄성,압축,굽힘,전단 및 비틀림 등

마. 열적 성질

• - 유리전이온도(Tg):물질 내의 분자의 운동 상태가 급격히 변화하는 온도
• - 융점(Tm):열에 의해서 용융하는 온도

바. 물리.화학적 성질

• - 흡습성
• - 젖음성:고체와 기체의 계면이 고체와 액체의 계면으로 바뀌는 현상

3. 인조섬유의 제조원리 가. 재생 및 합성섬유의 제조과정

• - 재생섬유:고분자화합물의 물리적인 형태의 변형
• - 합성섬유:고분자회합물의 물리,화학적인 형태의 변형

나. 합성섬유용 고분재료의 중합 ① 개념

• - 단량체(Monomer):고분자의 합성원료(탄소원⇒석탄,석유가스,천연가스 등)
• - 중합체(Polymer):단량체를 얻은 분자량이 큰 물질의 고분자

② 중합반응의 원리

• - 저분자화합물로부터 고분자를 합성하기 위해서는 서로 반응하여 고분자가 될 수있는 작용기 (Functional group)를 적어도 2개 가지고 있어야 한다
• - 작용기를 O와X로 나타내고 반응에 의해 생성된 공유결합을 -OX-로 나타냄
• - 중합에 이용되는 작용기들과 그로부터 생성되는 결합

중합에 이용되는 작용기들과 그로부터 생성되는 결합

작용기 A	작용기 B	반응형식	생성되는 결합
-NH2(아미노기)	-CI	축합반응(단계반응)	-NH-	폴리아민
-OH(히드록시기)	-CI/td>	"	-O-	폴리에터
-COOH(카르복시기)	-OH	"	-COOH-	폴리에스테르
-COOH	-NH2	"	-CONH-	폴리아미드
-NCO	-OH	부가반응(연쇄반응)	-NHCOO-	폴리우레탄
	-NH2	"	-NHCONH-	폴리우레아

③ 중합방법 및 중합장치

• - 중합방법의 분류

  중합방법의 분류

  중합방법	반응 전 계의 상태		반응 후 계의 상태
  기상중합	균일상		균일계중합
  액상중합	현탁중합 (분산중합) 유화중합	불균일상	중합체가 단량체 또는 용매에 용해되어 있음 불균일계중합
  	용액중합 (침전중합) 괴상중합 (무용매중합)	균일상	중합체가 단량체 또는 용매에 용해하지 않으며 석출됨
  고상중합	균일상

• - 중합장치의 작업방식 선정기준

  중합장치의 작업방식 선정기준

  작업방식	경 제 면		기 술 면	중 합 법
  배치식	다품종		반응조건 복잡	모든 중합법
  	소량생산		발열량 작음
  반배치식	다품종	반응조건 복잡	모든 중합법
  	소량생산			발열량 큼 반응속도 큼 축합반응에 적합
  	조식	소품종	반응조건 단순	괴상,용액
  		다량생산	발열량 큼 반응속도 클 때 적합
  연속식	탑식	소품종	반응조건 단순 발열량 큼	유화중합
  		다량생산	반응속도 큼 균일상에 적합	괴상,용액중합

4. 유기 고분자의 섬유화 가. 섬유화의 원리 ① 섬유화의 과정

• - 고분자의 유동화:방사법(용융,습식,건식)
• - 방사구(Nozzle)로부터의 압출
• - 고화:연신공정(분자배향도의 결정화)
• - 권취
• - 용융,건식,습식 방사법의 내용과 특징

용융,건식,습식 방사법의 내용과 특징

방사법	용융방사	건식방사	습식방사
방사원액의 상태	용융액	용액	용액 또는 변성제용액
원액의 점성도 (포아즈)	1,000-10,000	200-4,000	20-2,000
방사구의 크기(㎜)	0.1-0.8	0.02-0.2	0.01-0.1
고화 매체	냉각공기	가열공기	응고액
고화 기구	냉각	용매의 증발	탈용매
권취속도,방사구 수, 용매회수	대,소-중,불필요	중,소-중,필요	소,소-대,필요
대표적인 실용 예	Nylon,PET, 폴리프로필렌	아세테이트, 스판텍스 아크릴 일부	비닐론, 비스코스레이온, 아크릴 일부

나. 용융방사(Melt Spinning) ① 개요

• - 중합공정에서 제조된 가방성(Spinnability)을 갖는 중합체를 그 융점 이상의 온도에서 용융시키고 방사구의 세공으로부터 압출하고 냉각시켜 가늘고 긴 모 양의 고체로 하여 권취하는 공정
• - 용융방사 후의 가늘고 긴 모양의 고체는 아직 섬유로서의 물성을 갖추고 있 지 못하여 미연신사 (Undrawn yarn)라 한다.
• - 미연신사를 다시 가늘게 세화시켜 분자의 배향을 증가 시키는 공정을 연신 이라 한다.

※ 건조, 혼합공정

• - 건조온도는 중합물의 2차전이점과 융착온도 사이에서 결정된다
• - 칩(Chip)은 밀폐된 용기에 보관되어 다음 공정으로 보내진다

※ 용융공정

• - 스크루(Screw)와 바렐(Barrel)로 구성된 압출기(Extruder)가 사용된다

② 방사속도의 특징

방사속도의 특징

방사속도	내 용	특 징
1,000m/min	미연신사	분자의 배향이 전혀 않됨
3,000-4000	POY (partially oriented yarn)	부분적인 분자쇄가 배향되는 구조
5,000-6,000	FOY (fully oriented yarn)	1차 항복점 사라지고, 신장도 80% 이하 최대 강도(4-5g/d)를 갖는 섬유
7,000m/min		신장도 5% 이하,강도 약간 감소

③ 연신과 열처리공정에서의 구조변화

• 연신에서의 구조변화
  • - 완전한 섬유를 얻기위해서는 적당한 온도에서 연신을 해야한다
  • - 미연신사를 원래 길이의 2-4배 연신하면 분자는 섬유축에 평행하게 배열하고 필라멘트의 굵기는 감소하며 결정화되기 때문에 밀도는 약간 증가한다
  • - 미연신사를 연신하면 변형은 1-2mm의 좁은 범위 내에 국한하여 일어나는데 이를 네킹(Necking)이라 한다
  • 열고정
    - 내재하는 불안정구조를 없애고 열적으로 안정화시킬 목적으로 행해진다

다. 건식방사(Dry Spinning) ① 순서와 목적

순서와 목적

공 정	목 적	장 치
용해	고분자의 용해	교반 용해기,반죽기
여과	미세불순물의 제거	필터,프레스
탈포	기포의 제거	정치 탱크,박막탈포기
방사	섬유모양으로 성형	기어 펌프,방사구,방사동,권취기
용매회수	용매의 회수,재사용	흡수탑,흡착조,증류탑
연신	배향,결정화로 섬유 성능 향상	연신기

② 기본공정

• - 방사구로부터의 토출 건조공정
• - 토출사의 건조공정
• - 섬유의 권취 건조공정

라. 습식방사(Wet Spinning)

1. ① 고분자 또는 그 유도체를 적당한 용매에 용해시켜 방사원액을 만들어 응고 욕 중의 방사구를 통하여 압출하여 필라멘트로 만든다
2. ② 가열하면 용융되지 않고 분해되는 고분자가 휘발하기 어려운 용매에 용해되거나 고온에서 불안정한 용매에 용해되는 경우에 습식방사를 한다
3. ③ 공정이 복잡하고 시설투자가 크고 방사속도가 낮다

마. 새로운 특수 방사법 ① 고강도.고탄성률 섬유

• ※ 액정방사
  • - 합성고분자의 액정용액으로 최초로 방사의 성공적인 제품은 1970년의 케블라 제품이다
  • - 케블라(Kevlar) 섬유는 고강도,고탄성률의 산업용섬유에 적용
  • - 액정방사는 고강력,고탄성률 섬유의 제조에 이용
  • - 액정은 異方性(anisotropy)을 갖는 용융액 또는 용액
  • - 강직한 분자쇄를 갖는 합성고분자의 이방성(異方性)을 갖는 액정용액
  • - 강직한 고분자:방향족 폴리아미드,폴리에스터 등은 적당한 농도와 온도에서 액정상태를 나타냄
  • - 방사법:사조는 방사구를 떠나 먼저 공기중으로 토출되어 짧은 거리(1㎝)를 지난후 응고욕으로 들어가는 반건반습 방사법 채택, 사조와 응고욕 사이의 마찰이 줄게되어 고속권취(400m/min) 가능
  • - 액정 폴리에스터의 섬유화 특징
  • - 분자량이 작은 것으로 용융방사 하여 고배향,고탄성률 섬유 제조
  • - 열처리로 배향을 유지한 채 고상중합하여 고강력,고탄성률 섬유 제조
• ※ 겔방사(Gel Spinning)
  • - 케블라 보다 우수한 강도를 가진 방사법
  • - 기존방사와의 차이는 방사원액의 성질이 특수하고 중합체의 구조와 분자량에 의존,굴곡성 고분자 등으로 별도로 취급함
  • - 겔방사 기술:고분자의 겔상태를 경유하여 섬유화되는 방사법
  • - 고분자의 조건:완전 배향,구조적 무결함,고중합도,고분자량
  • - 과정:고분자용액(용매:나프탈렌,광물유,파라핀유)→송출펌프→방사구→냉각추 출욕→오븐(oven) →미연신사→고배율 연신→고강도,고탄성률 섬유
  • - 폴리에틸렌섬유:고강도,내충격성,내후성,내약품성 우수(고성능로프,복합재료)

② 혼합.복합방사와 극세섬유

• - 기존 합성섬유를 이용하여 새로운 촉감 및 물성을 보유한 섬유를 개발하여 혼,복합방사 기술을 응용
• - 혼,복합방사 기술로 초극세사의 신합섬(shingosen) 제품 생산
• - 복수 개의 고분자를 함께 방사하여 초극세사와 촉감을 개선
• - 용도:의류용 및 산업용 섬유
• - 복수성분의 혼합방사:비상용성 성분(이용),상용성 성분(공업적 미성공)

※ 비상용성 성분간의 혼합방사

• - 서로 다른 2개의 성분을 혼합하여 방사하는 법(그림 2-31)
• - 인공피혁 응용:나일론과 폴리프로필렌의 혼합섬유로부터 나일론을 용해시키고 얻어진 폴리프로필렌은 초미세섬유의 집합체로서 천연피혁 구성

※ 복합방사

• - 복수성분의 고분자를 각각 독립적으로 토출량을 조절하면서 하나의 세공을 통하여 방사하는법
• - 복수성분의 고분자의 흐름을 하나의 세공을 통하여 제어하면서 압출하므로 방사구의 구조가 정교한 것을 사용할 필요가 있다
• - 종래:잠재권축 부여,현재:초극세섬유나 특수기능의 섬유 생산
• - 복합상태의 분류
  • · 사이드 바이 사이드형(side-by-side):2성분이 부착되어 있는 상태
  • · 심초형(sheath-core):한 성분은 심으로,다른 섬유는 이를 둘러싸고 있 는 상태
  • · 다(多)-심초형(multi-sheath-core):한 성분이 다수의 심을 형성하고 타성분이 이를 둘러싸고 있는 상태
  • · 다층 사이드 바이 사이드형(multi-side-by-side):2성분이 교호로 접합되어 있는 형식으로 복합되어 있는 상태
  • ·축방향복합형(軸方向複合形):복합성분 고분자가 섬유축 방향으로 교호로 적층,배치된 상태

cf) 복합섬유 기능의 목적

• - 잠재 권축성 부여
• - 섬유의 굴곡강성,인장강성,탄성회복성 등 물리적 성질 개량
• - 복합성분간의 분리를 이용하여 섬유의 피브릴화,극세섬유 제조
• - 복합성분간의 용매에 대한 용해성의 차를 이용하여 한 성분을 용해,제거하여 초극세섬유 제조
• - 복합성분간의 융점차를 이용하여 적절한 열처리를 하여 섬유상호간의 열 접착 이용
• - 표면구조의 변화등에 의해 흡습성,촉감,내마모성을 변화

※ 혼섬방사

• - 복수성분의 단사로 된 필라멘트를 방사하는 것
• - 하나의 방사구와 복수개의 방사구를 이용하는 방법
• - 제조되는 필라멘트사
  • ◎ 이색혼섬사:광택,색상 등이 다른 섬유를 단사로 하는 멀티 필라멘트사
  • ◎ 수축차 혼섬사:수축차를 주어 천의 두께를 증가하는 필라멘트사
  • ◎ 이형단면사:견과 같은 광택감을 부여하는 3각 단면 필라멘트사

③ 이형단면사의 방사

• - 인조섬유의 원형 단면을 세공의 모양을 바꾸어 다른 단면으로 변화시켜 섬유간의 마찰증가, 겉보기 체적 증가로 광택성 부여
• - Staple fiber:방적성 향상,Filament:실간의 미끄러짐을 방지
• - 중공섬유:복수개의 세공에서 토출된 방출사를 서로 융착시켜 융착된 것들이 변형된 단면을 갖도록 제조

바. 텍스쳐 가공

• - 천연섬유의 섬세한 권축을 필라멘트사에 부여하는 가공법
• - 특징 : 우수한 촉감,벌키성,신축성,필라멘트사 특유의 강도 등

5. 인조섬유의 구조와 성질 가. 섬유고분자의 분자구조 1) 고분자사슬의 구조규칙성

1. - 분자 내에서 결합의 상대적 공간배열을 말하는 것
2. - 고분자사슬을 펼쳐진 길이에 따라서 동일 평면상에 지그재그 형태로 둘 때 화학적, 입체적으로 규칙적 구조를 가짐
3. - 구조규칙성을 갖는 고분자는 결정성이나 배향성이 높다
   1. ① 반복단위 규칙성
      • - 고분자사슬을 따라서 반복단위가 규칙적으로 나타나는 것
      • - 비대칭구조의 단량체로 중합된 고분자에서 나타남
      • - 비닐계 단량체는 대부분 비대칭구조임
      • - 비닐단량체의 이중결합을 (꼬리)CH₂=CHX(머리)로 표시하면 단량체로 중합된 고분자는 머리-꼬리,머리-머리,꼬리-꼬리형으로 결합됨
   2. ② 입체규칙성
      • - 이중결합을 갖는 화합물의 구조 이성체는 시스-트란스 이성체가 있음
      • - 치환기 X의 주쇄탄소들의 배열에 따라
        • ◎ 동일배열(isotatic):동일방향의 아래쪽이나 위쪽으로 배열된 고분자
        • ◎ 교대배열(syndiotactic):평면의 아래와 위로 교대로 배열된 고분자
        • ◎ 혼성배열(atactic):불규칙적으로 배열된 고분자
        • ◎ 입체규칙성(입체특이성):동일배열이 많고, 교대배열은 적다
   3. ③ 고분자는 어느정도 입체규칙성을 가지며, 불규칙성은 결정화를 방해함
   4. ④ 입체구조 측정법은 핵자기공명법을 이용한다

2) 고분자사슬의 입체구조

• - 고분자 사슬은 단일결합의 회전으로 공간에서 여러 형태의 배열을 나타냄
• - 다른 배열을 하는 것을 사슬배좌(Chain conformation)라 한다

나. 섬유고분자의 결정구조와 배향구조 1) 고분자의 결정

• - 고체상태에서 결정화된 고분자의 결정은 미결정(crystallite)임
• - 고분자의 결정은 사슬의 구조규칙성과 관련이 있다 (동일배열,교대배열 고분자는 결정 가능,혼성배열 고분자는 결정 불가능)
• - 대부분 불규칙 공중합체는 비결정성이다
  1. ① 결정의 단위격자
     • - 결정 내에서 분자사슬의 배열과 팩킹을 나타내는 가장 기본단위
     • - 결정계와 격자상수

     결정계와 격자상수

     정 계	격 자 상 수	적 용 원 사
     삼사정(trilinic)	a≠b≠c α=β≠ r=90°	Nylon 66,Polyester
     단사정(monoclinic)	a≠b≠c α=β, r=90°	Nylon 6
     사방정(orthogonal)	a≠b≠c α=β= r=90°
     정방정(tetragonal)	a=b≠c α=β=r=90°
     육방정(hexagonal)	a=b≠c α=β=90°,r=120°
     삼방정(rhombohedral)	a=b=c α=β=r≠90°
     입방정(cubic)	a=b=c α=β=r=90°

  2. ② 결정구조의 측정
     • ◎ 단위격자 내에서 X선 회절를 이용하여 파장(산란)을 측정
     • ◎ 고분자 결정구조 측정시는 결정성 고체의 분말을 이용
  3. ③ 고분자결정의 형태학적 구조
     • ◎ 고분자를 고체 또는 용융상태에서 결정화시킬때 구형의 모양을 보임
     • ◎ 결정화 초기:구정이 구형 유지,결정 성장:경계부분 직선이나 쌍곡선, 최종:전체에 걸쳐 구정구조 분포
  4. ④ 결정화도의 측정
     • ◎ 결정성 고분자에서 전체 고분자에 대한 결정영역의 분율을 결정화도라 한다
     • ◎ 대부분 고분자는 용융상태에서 고분자사슬이 얽혀 결정화 과정에서 전부가 결정화되는 것이 불가능하다
     • 밀도측정법
       • ◎ 고분자가 결정 상태에서는 용융상태나 비결정상태보다 높은 밀도를 가짐을 이용하여 결정화도를 측정
       • ◎ 결정과 비결정영역의 밀도와 시료의 밀도를 구하여 측정
       • ◎ 고분자시료의 밀도는 밀도구배관를 이용하여 측정
       • ◎ 밀도구배관:서로 다른 밀도를 갖는 두 액체의 혼합물이 채워진 관
     • X선 회절법
       • ◎ 고분자 결정에 의한 X선 회절의 산란강도 분포곡선를 구하여 측정
       • ◎ 결정화도 측정에 가장 널리 쓰이는 방법
     • 열분석법
       • ◎ 일정 무게의 고분자시료가 융점에서 결정이 녹을 때 생기는 엔탈피의 변화 가 결정영역의 분율에 비례하는 것을 이용하여 측정
       • ◎ 시차주사열량계(DSC)를 이용

2) 섬유고분자의 배향구조

1. ① 섬유고분자사슬의 배향
   • - 고분자사슬은 연신을 하면 변형의 방향으로 평행하게 배열됨
   • - 배향도는 섬유고분자사슬이 섬유축에 나란한 정도를 말함
   • - 천연섬유의 고분자사슬의 배향은 고정되어 변화시키기 어려움
   • - 합성섬유는 연신에 의해 배향도의 조절이 가능함
   • - 섬유고분자의 배향도의 증가에 따른 구분
     • ·등방성(iso-tropic):배향이 방향에 관계없이 성질이 일정함
     • ·이방성(anisotropic):배향이 섬유축과 섬유직경 방향의 성질이 다름
2. ② 배향도의 측정
   • X선 회절법
     • ◎ 결정에 존재하는 고분자사슬의 배향도 측정
     • ◎ X선 산란에 의한 원의 형태를 측정
   • 복굴절법(birefringence)
     • ◎ 배향된 섬유의 이방성(異方性)을 측정
     • ◎ 복굴절:섬유축과 섬유직경 방향의 빛의 굴절률의 차이
     • ◎ 배향도는 복굴절이 분자사슬의 배향에 따라 증가하는 것을 이용하여 측정
     • ◎ 편광현미경을 이용
3. ③ 섬유의 미세구조
   • - 섬유는 결정영역과 비결정영역이 존재하여 미결정이 섬유축 방향으로 배향 되어 섬유구조를 형성한다
   • - 배향과 결정화의 정도는 연신비,연신온도 및 고분자의 결정화 등에 따라 달라진다

다. 섬유고분자의 구조와 성질 1) 고분자사슬의 분자간 인력

1. ① 고분자물질이 높은 기계적 강력을 갖는 것은 강한 분자간 결합,즉 2차 분자 결합력에 기인된다
2. ② 2차 분자결합력의 크기: 0.5∼10 Kcal/mole 정도
3. ③ 1차 공유결합 에너지:50∼200 Kcal/mole

2) 고분자의 화학구조와 융점

1. ① 고분자의 융점(Tm)에 미치는 분자 구조적 인자로는 분자간 인력,주쇄의 유연성,치환기의 효과 등이 중요하다
2. ② 분자간 인력이 강하면 일반적으로 높은 전이온도를 나타낸다

3) 분자량과 고분자의 성질

1. ① 분자량에 따른 성질변화는 분자간 인력의 변화이다
2. ② 사슬이 길이지면 분자의 표면적이 넓어져 분자간 인력이 증가한다
3. ③ 분자량 증가에 따라 성질의 증가가 급격히 일어나다가 어떤점에서 증가세가 둔화된다
4. ④ 분자간 인력이 큰고분자는 낮은 중합도로 고분자 성질이 나타난다

라. 합성섬유의 단면구조와 성질 1) 이형단면사 제조 방법

• ▣ 이형단면
  1. ① 용융방사법에 의해 원형단면을 비원형단면으로 제조
  2. ② 합성섬유:나일론,폴리에스터 등의 원형단면을 삼각단면 제조
  3. ③ 재생섬유:레이온(습식방사),아세테이트(건식방사)는 독특한 이형단면 형상
  4. ④ 천연섬유:불규칙 단면과 굵기를 가짐
• ▣ 이형단면사의 제조 방법
  1. ① 용융방사에 의한 방사구의 형상을 달리하는 방법
  2. ② 방사구 바로 아래에서 몇 개의 필라멘트를 융착시키는 방법
  3. ③ 후처리에 의해 단면을 변형하는 방법
• ▣ 이형단면섬유의 특징.
  1. ① 목적 : 견과 유사한 감촉(인자:마찰계수)을 갖는 섬유 제조
  2. ② 단면이 복잡해질수록 정마찰계수는 증가하고 동마찰계수와의 차가 큼
  3. ③ 단면의 이형화는 염착속도의 증가, 부드러운 광택,색의 선명 등 효과

2) 중공섬유

• ▣ 제조 방법

  ; 방사구 바로 아래에서 용융고분자를 융착시키는 방법이 사용

• ▣ 특징
  1. ① 가볍고 부품성이 풍부
  2. ② 함유공기가 많아 단열효과 및 보온성이 우수
  3. ③ 중공부의 빛의 난반사 효과 때문에 불투명감이 높음
  4. ④ 중공부의 모세관 작용에 의해 흡수성,투수성이 우수
• ▣ 방사구를 이용한 중공사의 제조
• ▣ 용도

  ; 인테리어, 카핏, 일반 의복용, 산업용, 의료용 섬유 등

3) 복합방사섬유(Conjugate)

; 두가지 성분 이상을 독립된 층이 되게 동일한 방사구로 방출하여 복합화한 섬유

• ▣ S/S(side-by-side)형 복합방사섬유
  1. ① 합성섬유의 내부구조에 의한 영구적 권축(crimp)을 부여
  2. ② 성분면:2종의 아크릴,2종의 나이론,폴리에스터/개질 폴리에스터섬유
  3. ③ 특징:신축성,탄력성,부피감이 풍부한 섬유
  4. ④ 용도:부드러운 편직물,스타킹 등에 이용
• ▣ S/C(sheath-core)형 복합방사섬유
  1. ① 심부분을 형성하는 성분의 주위에 다른 성분이 둘러싸고 있는 형태
  2. ② 심부분 위치
     • - 동심형:섬유개질이 목적(제전성,흡수성,난연성,도전성등 기능성 부여 물리,화학적 약한 성분 보호
     • - 편심형:섬유특성의 개질과 비상용성 고분자를 이용한 권축섬유 제조 응용
  3. ③ 단면형상:원형단면,이형단면,혼합형
• ▣ 다분산형(matrix-fibril) 복합방사섬유
  1. ① 두 성분이 섬유축 방향으로 서로 배열하고 있는 구조
  2. ② 고분자 상호배열체 섬유
     • - 분할형 복합섬유
       • ◎ 물리적으로 서로 박리시켜 극세섬유 제조에 응용
         • ◎ 성분:폴리에스터/나일론,폴리에스터/개질폴리에스터 등이 사용
     • - M/F형 복합섬유
       • ◎ 한 성분의 매트릭스에 다른 성분의 피브릴형으로 존재하는것
       • ◎ 피브릴 성분을 용해시키면 미세다공질섬유 제조에 응용
       • ◎ 성분:비용해(폴리에스터,나이론) 용해(이용성의 폴리에틸렌,폴리프로필렌,폴리스티렌,폴리에틸렌글리콜 등)