섬유공학(자료정리)

본문내용

, 용융방사법이 있음.
. 섬유는 대부분 모노필라멘트로 생산된다.
④ 성질
(a) 역학적 성질
. 신도는 500～800%, 강도는 1g/d 이하
. 탄성회복성은 50% 신장시 95～99% 회복.
(b) 열적 성질
. 하드세그멘트의 영향 때문에 비교적 높은 융점을 갖는다.
. 연화점; 170～175℃
융점; 200～250℃
(c) 물에 관한 성질
. 공정수분율; 0.3～1.3%
(d) 염색성
. 분자구조로 볼 때 대부분의 염료와 결합할 수 있슴. 산성염료, 분산염료로 염색.
(e) 화학약품에 대한 성질
. 산과 알칼리에 잘 견딘다. 드라이클리닝 용매에도 강함
. 염소계 표백제에 의해서 황변을 일으킴. 염소 소독을 하는 실내 수영장에서 장기간 착용하면 물성이 감소
(f) 기타
. 비중이 1.2로 가벼우며 내 일광성이 우수하다.
⑤ 용도
. 신축성이 요구되는 분야.
. 운동복, 파운데이션 가먼트, 수영복, 양말, 스타킹, 바지
. 섬유의 굵기가 20～2,000 데니어.
(5) 올레핀 섬유(olefin fiber)
① 개요
. 올레핀(olefin); 오일(oil)을 의미하는 라틴어 oleum에서 유래.
. 올레핀 섬유; 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 섬유가 있음.
. 다른 합성섬유에 비하여 가격이 싸고 가벼움.
. 폴리에틸렌 섬유; 산업자재용
폴리프로필렌섬유; 의류용, 가정용품
② 화학구조
폴리에틸렌 섬유 [CH2]n
폴리프로필렌 섬유 [CH2CH]n
｜
CH3
③ 원료 및 섬유의 제조
(a)원료
* 폴리에틸렌섬유
CH2=CH2 ----→ [CH2CH2]n
(에틸렌)
. 에틸렌에는 저밀도(低密度) 폴리에틸렌(LDPE, low density poly ethylene)과 고밀도(高密度) 폴리에틸렌(HDPE, high density polyethylene)이 있음. 섬유의 제조는 고밀도 폴리에틸렌 사용.
* 폴리프로필렌섬유
CH2=CH2 -------→ [CH2=CH]n
｜ ｜
CH3 CH3
(b) 섬유화
. 용융방사법으로 섬유를 제조. 연신하여 강도 증가.
④ 성질
(a) 역학적 성질
. 초기탄성률은 나일론과 폴리에스테르 섬유의 중간.
(b) 열적성질
. 융점;
폴리에틸렌; 130℃
폴리프로필렌; 170℃
. 융점이 낮은 단점. 그러나 오히려 부직포의 접착섬유로 사용됨.
(c)물에 관한 성질
. 공정수분율; 0 %. 물에 침지시켜도 수분율이 0.1% 이하.
. 소수성을 띰.
(d) 염색성
. 염색이 불가능하다. 안료를 고분자에 분산시키는 원착사로 제조.
(e) 화학약품에 대한 성질
. 대부분의 산과 알칼리에 안정.
. 유기용매에는 잘 견딤. 퍼클로로에틸렌과 같은 드라이클리닝 용매에는 약한 편.
(6) 할로겐 섬유(halogen fiber)
①개요
. 할로겐섬유; 불소섬유, 염화비닐(일명 PVC)섬유, 염화비닐리덴 섬유.
. 내열성이 매우 우수, 난연성이 우수 --> 산업자재 분야에 사용.
(a) 불소섬유
분자구조 [CF2-CF2]n
. 테프론(Teflon, tetrafluoro ethylene) 섬유.
. 고온과 저온에서 섬유의 성질을 유지.
. 내열, 내한성이 요구되는 분야에 쓰임.
. 생체적합성이 우수 --> 인공혈관에 적합
. 불소 고분자 필름; 미세한 다공질을 형성, 투습발수직물의 코팅가공에 유용하게 쓰임.
(b) 염화비닐섬유(polyvinylchloride fiber)
분자구조 [CH2CHCl]n
. 염화비닐이 주성분. PVC섬유.
. 비니온(Vinyon) 또는 테빌론(Tevilon)은 이 섬유의 상품명.
. 65℃에서 수축이 발생, 100℃가 되면 수축률 50% 정도.
. 난연성이 요구되는 분야에 사용. LOI 37
(c) 염화비닐리덴섬유(polyvinylidenechloride fiber)
분자구조 [CH2CHCl2]n
. 사란(Saran)은 이 섬유의 상표명.
. 염화비닐리덴을 85%, 염화비닐을 13%, 아크릴로니트릴을 2% 공중합시킨 섬유.
. 내열성은 염화비닐섬유보다 떨어지지만 내연소성이 우수
(7) 기타 합성섬유
폴리비닐알콜섬유(polyvinylalcohol fiber)
분자구조 [CH2CHOH]n
. PVA 섬유
. 섬유화는 습식, 건식, 용융방사 모든 방법으로 가능.
. 강도는 4～12g/d로 높다.
. 흡수성은 3～5%, 비중은 1.3
(8) 무기섬유(無機纖維 inorganic fiber)
① 석면(石綿 asbestos)
. 사문석에서 얻는 유일한 천연광물성 섬유.
. <그림 4.23>은 석면의 단면 및 측면 사진.
. 공해문제, 암발생 문제 때문에 최근 급격하게 감소.
. 뛰어난 내열성과 절연성, 보온성, 내약품성을 가짐
. 주요 생산국은 캐나다, 구 소련, 아프리카이며, 캐나다가 세계생산량의 80%를 생산.
② 암면(岩綿 rock wool)
. 화산암(규소성분을 다량 함유한 현무암, 사암, 사문암)이나 석회암을 용융시킨 후 원심력을 이용한 방사방법이나 압축공기를 이용한 방사방법에 의해서 섬유로 만듦.
. 금속제련시의 부산물인 슬래그(slag)를 원료로 제조할 수도 있다.
. 보온재로 쓰이며, 섬유표면이 다공질이어서 흡음성도 우수하다.
. <그림 4.22> 암면의 측면구조
③ 유리섬유(glass fiber)
. 유리를 원료로 하여 만든 섬유.
. 강도; 9～15g/d이고 신도는 3%이며 비중이 2.5.
. 불연성이며 내열성 우수.
④ 세라믹섬유(ceramic fiber)
. 무기물을 고온으로 열처리 만듦
. 보론섬유, 실리콘 카바이드 섬유 등이 있다.
. 우주항공용 소재나 스포츠 용구에 사용.
⑤ 금속섬유(metal fiber)
(a) 금은박사(金銀薄紗)
. 플라스틱 필름 위에 금속을 증착시켜서 제조
. 주로 금속섬유는 얇은 알루미늄박(0.01mm)에 폴리에스테르나 아세트산-부틸산 셀룰로오스 필름(아세테이트)을 입히고 적당한 넓이로 쪼갠 것.
. 장식효과를 내는 분야에 사용.
. 루렉스(Lurex), 라메(Lame)는 상품명.
(b) 스텐인레스 섬유(stainless fiber)
. 스테인레스 철사를 연신하여 제조.
. 우주항공분야와 공업용도에 쓰임
. 섬유를 소량 혼방하면 직물의 정전기 방지에 탁월한 성능을 발휘.

키워드

섬유공학,   합성섬유,   인조섬유