면 제품의 고품위화 기술 개발 동향 1.새로운 처리 기술이 증가하고 있다. 세계 섬유 공업에서 코튼 의류 제품의 염색 마무리 가공의 고급화를 목표로 하는 노력이 눈에 띤 다. 미국의 Nextec Application사는 코튼 패브릭에 얇은 폴리머 실리콘 필름을 패브릭 내에 정확 하게 배치하는 캡슐화 프로세스를 개발하였다. 이러한 프로세스는 용제를 사용하지 않는다. 패브릭의 촉각성에 거의 영향을 미치지 않고 패브릭 의 성능을 향상시키는 특허를 확립하고 있다. 다음에 주목해야 하는 것은 데님(코튼제)의 염색 가 공의 금후 동향이다. 세계적으로 데님 제품의 수요는 많다. 데님 염색용 인디고의 소비량은 연간 약 20,000 t으로 추정 되고 있다. 일본, 구주에서는 염색 폐수의 법률에 의한 규제가 엄하게 되어 있기 때문에, 금후 다른 지역에서 도 염색 폐수 중의 화학 물질 규제는 엄하게 되어 갈 것이라고 예상되기 때문에 그의 타개책이 필 요하게 된다. BASF가 연구 개발한 사전 환원형 인디고는 최신의 기술 개발로써 주목해야 할 것이다. 이 방법은 Dystar사가 이어 받아 에콜로지 대책, 비용 대책으로써 무시할 수 없는 방법의 하나가 되어 가는 것은 틀림이 없다. 최근, 「일본염직경제」신문사가 세계적으로 발신하고 있는 인터넷 “텍스타일인포”에서 소개한 타래사 실켓 장치에 대하여 세계 각지의 염색 공장에서 e메일로 상세를 알고 싶다고 묻는 건수가 늘어나고 있다. 특히, 질문이 많은 것은 중국이다. 파키스탄에서도 많다. 최근, 캐나다에서도 문의 가 있었다. 왜, 타래사 실켓 가공에 관심이 강한 것일까?, 그 이유는 이렇다. 코튼 직물의 머서라이즈 가공에 비하여 타래사에 의한 머서라이즈 가공 효과가 크게 다르기 때문이다. 결국, 직물의 머서라이즈 가공에 비하여 차이를 나타낼 수 있기 때문이다. 그러한 희망을 머서라이즈 가공으로 구하고 싶다 는 등의 섬유 공장이 늘어가고 있다고 하는 이유이다. 2. 캡슐화에 의한 면의 고성능화 면 제품 고성능화의 시도가 선진국에서 늘고 있다. 캡슐화에 의한 다목적 마무리 가공의 일례를 소개하고 싶다. 코텍 아시아 2001에서 소개된 내용의 상세는 다음과 같다. 여기에서 논술하는 머티어리얼은 텍스 타일 의류 제품에 대한 고객의 견해와 그 일상 사용하는 습관을 바꾼 것만의 가능성을 구비하고 있다. 또, 그것은 면의 최종 사용 범위를 지금까지 없었던 우수한 머티어리얼을 제공할 수 있는 곳까지 확대하는 것이다. 이 제품은 텍스타일 공업으로써 이것은 면의 촉감을 유지하면서 합성 섬유 이상의 성능과 보호성 을 가지는 첫 면 제품이다. 그 성질은 극히 내구성이 우수하여 50회 이상의 세탁에 견딘다. 그뿐만 아니라 수용성 오염을 통과시키지 않고 방풍성/방수성이고, 또 흡습성이 매우 낮고, 트랩 수(차가울 때)의 증발에 의한 불쾌감이 없고, 마모/닳아끊김/파열 등에 대한 저항성이 있기 때문 에 원단의 수명이 길다. 배 경 텍스타일 공업에 있어서는 패브릭의 성능 향상을 요구하는 논의가 이어지고 있다. 흥미 있는 성질 은 방수성, 발수성, 내화성, 쾌적성에 대한 접착 성능 등이다. 진보한 성능을 위한 두 가지 코스는 역사적으로 새로운 파이버의 개발과 현존 패브릭의 표면 개질 이다. 새로운 파이버의 개발에는 비용이 들고 그 제품 제조법을 바꾸어 연구하기도 하고 또는 다른 재료 를 다시 세공하기도 할 필요가 있다. 표면 개질은 최소의 변화로 자사의 프로세스에 대한 최소의 부담 증가로 희망하는 성질을 얻기 위 한 하나의 시도이다. 이러한 캡슐화 프로세스는 기존 머티어리얼의 표면 개질을 목표로 한 것이 다. 머티어리얼의 표면 개질을 탐구하는 이유는 많이 있으나, 여기에서 가장 중요한 이유의 하나는 기 본 파이버와 파이버의 기계적 성질을 저하시키지 않는 소량의 머티어리얼에 의하여 부여된 다른 표면성에 의하여 가해진 구조(결국 패브릭)의 기계적 성질을 얻는 것이다. 이와 같은 이유는 기본 파이버가 개질제보다 고가는 아니라고 하는 경제적 견지에서도 말할 수 있 다. 표면 개질로부터 나오기 어려운 것은 내구성과 경제적 가능성 및 환경에 쉬운 프로세스가 포 함된다. 다음은 Nextec Application사의 특허 캡슐화 기술에 대한 토의이다. 표면 개질에는 기본적인 세 가지의 다른 물리적 타입이 있다. 그 최초의 타입으로, 개질제는 기질재(피염물, 피처리물)의 표면에 공유 결합한다. 이것은 축합 또 는 하이 에너지 부가 반응에 의하여 기질의 표면을 화학적으로 그래프트 한다든가 또는 표면의 공 유 결합을 분리하여 기질재를 산화한다든가 등에 의하여 달성할 수 있다. 공유 결합 개질제는 보 통 가장 내구성이 있는 표면 개질이지만 이들의 개질을 얻는 데 요구되는 조건은 일반적인 텍스타 일 프로세스에는 도입하기 어려운 것이 보통이다. 표면 개질의 제2타입은 개질하는 분자(또는 분자의 부분)를 기질재와 회합 시킨다든가 또는 기질 재로 채우는 것이다. 이러한 개질제 분자와 기질재의 공혼합에는 “반델발스 힘”, 쌍극자/쌍극자 상호 작용, 수소 결합 등과 같은 분자 인력이나 개질제를 기질재 속이나 위에 유지하기 위하여 입체 인자가 사용된다. 이러한 타입의 반응에 영향하는 인자는 서모졸 염색 또는 브루밍을 일으키는 것과 같은 것이다. 표면 개질의 제3타입은 개질제가 기질재에 유지되는 것을 포함하는데, 그것은 개질제와 기질재의 사이 및 개질제 자신 간에 각각의 접착력 및 응집력 만에 의한 것이다. 이것은 텍스타일 분야에서 표면 개질의 가장 일반적인 타입으로 박막 캡슐화와 침착의 이러한 기술이 극적인 차이를 일으키 는 것이다. 서 론 종래의 일반적인 텍스타일 기술 중에서 이용되는 전통적인 마무리 가공이라 함은 본디 한계가 있 다. 이들의 전통적인 마무리는 침지, 코팅, 라미네이트를 포함한다. <;침지법>; 침지법은 100% 고체, 용제에 용해한 고체, 또는 수성 에멀젼을 사용하여 그들이 들어 있는 욕조 에 원단을 통과시킨다. 100% 고체를 응용하는데는 저분자량 재료(그 점도는 가공에 적합한 낮은 것)를 사용하는 것이 일 반적으로써 그 개질은 기계적 성질이 나쁘다. 분자랴이 큰 재질도 사용할 수 있으나 이들 물질은 보통 점도가 높고 원단에 대한 침투가 불충분하게 된다. 용제 프로세스는 환경 문제나 경제적인 문제가 있어 그것에는 용제 제거, 휘발성 유기 화합물 (VOCs)로써의 숙명, 더욱 더 어렵게 되는 비용 한계 등이 있다. 표면 장력(a)이 피처리제보다 낮 은 개질재(예를 들면, Durable Water Repellant, DWR)를 사용하는 용제 및 에멀젼 가공은 습윤력 이 낮기 때문에 표면 피복이 불충분하게 된다(영 접촉각 θ보다 크다). 개질제에 의하여 기질재 표면이 습윤하여도 용제 또는 수성 매체를 제거할 필요가 있고 그것은 폴 리머 네트워크로 불완전함을 일으키게 되어 개질제/기질재 조합한 기계적 성질이 저하하고 있는 것이 확실하다. <;코팅법>; 코팅법은 계획적으로 실시할 수 있다든가 또는 기질재에 대한 침투가 나쁜 침지법으로 실시된다. 코팅은 편면 또는 양면이 가능하지만 원단의 Z방향으로 단계적으로 구배의 프로세스(코팅재 중에 서 불연속)가 되기 쉽다. 그것은 균질 구배 또는 연속 구배와 반대이다. 이러한 단계 구배는 본질 적으로 불리한 점을 가지고 있다. 접착은 대체로 표면력에 유래한 것이다. 이것은 최적의 기계적 인터록킹을 의미하는데, 때로는 개질제가 응집력이 강할 때 적다. 제2로 아 주 다른 물질의 머티어리얼이 함께 구성되어 있기 때문에 복합 재료의 결과로써 알 수 있는 성질 (즉, 태, 드레이프성 등)은 기포와 현저히 다른 것이 보통이다. <;라미네이션>; 라미네이션은 필름을 원단 표면에 접촉시키기 위한 점착성 “타이코트”를 사용한다. 이 프로세스 의 한계는 접착제의 환경 문제(필름 준비 프로세스의 다른 부분도 마찬 가지)로써 코팅과 같은 문 제이다. 더욱 곤란한 문제는 기질재, 접착제, 필름 사이에 기계적 성능 차이가 원단 내의 Z방향으 로 단계적 구배에 의하여 일어나게 되는 것이라고 할 수 있다. 예를 들면, 세 가지 머티어리얼의 어느 것인가의 수축이 다른 머티어리얼의 어느 쪽에도 그 초기 항복 응력을 통과하면 변형이 있어 극한 인장을 초래하면 복합 재료의 층 분리가 일어나게 된다. 최종 재료의 코팅과 라미네이션 성능 모두 첨가 층에 의한 것이 있으면 만일 원단이 코팅 또는 라 미네이션 실시 전에 물을 흡수하는 경향이 있으면, 그 원단은 코팅 또는 라미네이션 후에도 물을 흡수한다. 원단에 의한 흡수에 의하여 물이 증발하면 그 착용자에게 불쾌감을 주는 머티어리얼을 만들게 되는 것이다. 불쾌감의 메커니즘은 증발에 의한 열 손실에 의하여 체열을 잃는 것이다(냉 장고 효과). 3. 셀룰로스 섬유에 1/f 요동을 뇌속 혁명(春山茂雄 博士著)이라고 하는 책이 1995년에 일본에서 출판되어 300만부를 초과한 베 스트 셀러가 되었다. 그 속에서 春山茂雄은 원자나 분자의 운동이나 생명의 탄생에 이르기까지 1/f 요동이 관계하고 있다고 하고, 또 소리의 주파수와 파우어가 반비례하고 그의 구배는 45도를 나타냈다. 이와 같은 특성을 나타내는 직선상에 물결형의 중심(그림1)이 오르는 템포나 리듬을 갖 는 음악은 사람을 즐겁게 하고 자율 신경의 안정을 돕는 것을 알았다. 단, 개인 차이가 있어 누구나 같은 반응을 한다는 것은 아니다. 나의 경우에는 α파를 인출하는 400 여 패턴을 준비하고 있다고 설명하고 있다. 일본 섬유 산업은 지금까지 착용감이 좋은 것의 연구 개발과 생산을 아울러 행하고 있는데, 이들 은 주로 눈으로 보고 아름다운, 만져보아 촉감이 좋은, 또는 착용감이 좋다고 하는 감각만의 것이 었다. 그러나 日淸紡績(株) 美合 공장 연구소의 기술자들은 그들 감각적인 것을 과학적으로 결부하고 싶 다고 하는 바라는 마음에서 α파와 실 생산의 관계를 추적하여 α파를 발생시키는 1/f 요동을 컴퓨 터를 매개로 섬유 생산에 결합시키면 α리듬을 섬유에 표현한 고부가가치 제품이 창조될 수 있는 것은 아닐까라고 하는 추론을 세웠다. 日淸紡績은 그 후에도 武者利光(東京工業大學 명예 교수)과 공동 연구를 추진하여 특허를 출원하 는 데 이르렀다. 연구의 기초 컨셉은 다음과 같다. “1/f 요동”을 셀룰로스계 텍스타일 생산에 응용하는 신기술 [기본 컨셉] * 수제품의 맛을 공업 생산화하였다 日淸紡績이 다룬 것은 인간 감각 중의 “편안함”으로써 정보 처리에 의하여 공학적 모델을 추구하 여 그것에 기초하여 방적, 직ㆍ편성 방식의 혁신 기술이다. 예를 들면, 컴퓨터 지령에 의한 실 인장 속도의 조절 등으로 새로운 텍스타일 만들기를 실현 시키 는 데 개발의 특징이 있다. * 1/f 요동은 인간에게 쾌적성을 준다 1/f 요동은 자연계에 널리 존재하는 현상으로써 자연의 리듬이라고도 할 수 있는 일정한 리듬을 가 지고 있다. 사람에게 편안감을 주는 불규칙성의 리듬을 말한다. 이러한 불규칙성에는 마음에 좋은 것, 그렇지 않는 것이 있다. 그것을 그래프로 나타내면 (그림2) 와 같은 얼핏 보아 복잡하고 법칙성이 없는 요동 파형이 된다. 그림 2 요동 파형 그러나 그것을 분석하면, 그림3과 같이 크기와 진단순한 파의 조합인 것을 알 수 있다. 그림 3 요소 파형 1/f 요동의 f는 frequency(진동수)로써 1/f라 함은 파의 크기와 진동 수가 반비례 한다는 점, 결국 진 동수가 큰 요동일수록 요동의 폭이 작다는 것을 나타낸다. 바꾸어 말하면, 작은 요동은 빈번하게 나타나지만 큰 요동은 드문드문 밖에 일어나지 않는다고 하 는 의미가 된다(그림 2)의 요동 파형은 1/f의 요동으로 되고 있다. 우리를 둘러 싸고 있는 여러 가지 자연 환경, 예를 들면 진공관을 흐르는 전류, 개천을 흐르는 시 냇물 소리, 심장의 고동, 아름다운 음악 등에도 1/f 요동이 존재하는 것을 알고 있다. 이러한 1/f 요 동이 인간에게 쾌적성을 주는 것이다. * 1/f 요동의 응용 기술과 제품 日淸紡績이 앞서의 武者利光과 방적, 연사, 에어 교락, 직ㆍ편성 분야에서 공동 연구한 결과, 1/f 요동 방적사, 1/f 요동 빈 바디 직물 등이 만들어 졌다. 예를 들면, 1/f 요동 방적사는 종래 얼룩사 제조에 사용된 수법(예를 들면, 에이프런 압력을 약하 게 하기도 하고 프런트 롤러를 간헐 운동 시킨다)으로는 1/f 요동 제어는 불가능하였으나, 日淸紡 에서는 드래프트 롤러 회전을 자유롭게 제어 할 수 있는 특수 방적 기계를 개발함에 따라서 그것 을 가능하게 하였다. 이러한 1/f 요동 방적사에 의하여 예를 들면 태번수에 의한 커튼, 타월, 세번수에 의한 셔츠감, 손 수건 등을 상품화하고 있다. 제품들은 에어를 불어 넣어서 두 올의 실을 부분적으로 개섬하여 얽 는 방법으로 만든 空羽 직물로써 이것에는 이색상사 2올을 사용함에 의하여 색상 변화를 1/f 요동 으로 할 수 있다. 日淸紡은 이들 외에 여러 가지 1/f 요동 응용 제품을 시험 제작 중이라고 설명하고 있다. 이 외에 합섬 메이커로써 세계적으로 알려져 있는 일본 데이진도 1/f 요동을 텍스타일 프린트로 표 현하는 무샤 프린트라고 하는 상품을 1994년에 시험적으로 발표하였다. 이 무샤 프린트는 기하학 모양의 등 간격으로 반복하는 것이 아니고 적당한 불규칙성을 가지고 배치한 자연을 느끼는 무늬 로 마무리되어 있는 것이 특징이다. * β파의 발생을 방지하는 방모기 가공 이것은 모기를 매체로 한 병을 방지하는 텍스타일 가공법으로써 일본의 (株)大和川染工所에서 행 하고 있다. 일본어로 모기가 접근할 수 없는 것을 의미하는 “카모콘”이라고 하는 웃음을 자아내는 상품명 그것이 α파를 유발하고 있다. 또, 그 명칭이 재미있다고 하여 가공 주문하는 상사가 일본 에는 많다. 가공 대상인 섬유 머티어리얼은 면 100%, 폴리에스터/면이다. 용도는 서머 셔츠, 웨어, 커버 등이 다. 또, “카모콘” 가공은 무취성이지만 거기에서 방출되는 은은한 가스가 흡혈 곤충이나 충해를 계속 적으로 제거하는 것이 흥미깊다.