나노 테크놀로지란 무엇인가? 섬유업계에서는 지금 나노 테크놀로지를 사용한 개발이 이어지고 있다. 나노 테크놀로지는 어떠 한 기술일까? 마이크로 테크놀로지와 나노 테크놀로지의 결정적인 차이는 원자나 분자의 배열을 자유 자재로 제어하는 기술에 있다. 원자나 분자의 배열이 가지는 에너지 법칙인 양자 역학에 지 배되는 나노의 세계는 단순히 작은 세계는 아니다. 나노 세계에서는 빛은 입자와 파동 양쪽의 성질을 갖는데, 다른 물질에서도 매크로한 세계에서는 볼 수 없는 성질이나 현상이 나타난다. 어떠한 물질에 어떠한 현상이 나타나는가는 미지의 부분 이 많다. 생각하지도 않는 초기능 소재 개발의 가능성도 있다. 또, 원자 3, 4개를 배열한 길이가 1 나노(10억분의 1)미터에 필적하기 때문에 나노 테크놀로지에 의한 원자 하나씩을 조합하기도 하 고 조작하는 일도 가능하게 된다. 원자의 배열이나 결합이 변하면 어떻게 되는 것일까?. 예를 들면 다이아몬드와 흑연(그라파이트) 은 탄소 원자의 결합만으로 만들어져 있는데, 결합의 방법이 다르기 때문에 전혀 성질이 다르다. 이러한 탄소의 동소체(원소가 같은 것)가 주목되는 동기가 된 카본 나노 튜브도 포함된다. 카본 나노 튜브는 최강의 화학 결합인 탄소 원자를 6각형으로 결합한 구조를 이루고 있다. 그 때문 에 다이아몬드보다도 강하고 철의 수백 배의 강도가 된다. 이렇게 원자나 분자의 배열을 제어할 수 있으면 바라는 기능을 발현하는 소재를 개발할 수 있다. 원자 배열 그 자체를 바꿔 버리는 나 노 테크놀로지는 아직 앞의 이야기이지만 현재도 이미 개발된 나노 테크놀로지로써 기능성 소재 가 개발되고 있다. 이제부터 소재 메이커의 나노 테크 상품을 소개한다. 도레이/자기 조직화로 나노 막 도레이는 단섬유 한올 한올에 나노 스케일의 분자 집합체로 구성된 기능 재료 피막을 형성하는 나 노 매트릭스라고 하는 기술을 개발하여 여성의 셔츠나 아우터, 스포츠 의류에 응용하고 있다. 발수, 발유성을 가진 나노 테크 가공은 일반적이지만, 이러한 기술은 아직 나노 테크 가공은 아니 다. 조건을 임의로 정비함으로써 섬유에 피막하는 기능 재료를 자동적으로 형성시킨(자기 조직화) 다고 하는 기술을 사용하고 있다. 결국, 온도나 압력 등의 조건을 정비하면 분자가 스스로(자동적 으로) 최적 상태로 정렬한다고 하는 성질을 이용한 고도한 나노 테크. 자기 조직화주)는 IT, 바이 오 분야 등에서도 첨단 나노 기술로써 연구되고 있는 것이다. 이러한 기술을 사용하여 친수성과 소수성을 갖는 오염 제거제를 섬유에 피막시킨 여성 의류 소 재 “루즈 옵”을 05 추동용으로 발매한다. 입술 연지 등이 의류에 부착하여도 세탁으로 간단히 탈락 시켜 버린다. 착용시에는 소수 기능이 원단 표면을 덮어서 오염이 부착하는 것을 방지하고 세탁시 의 물 속에서는 친수 기능이 원단 표면을 덮는 플립플록 현상이 일어나 오염을 효과적으로 제거 할 수 있다. 나노 메트릭스는 다른 기술과 조합함에 의하여 통상의 발수, 발유 가공으로는 얻을 수 없는 높은 효과가 천연이나 화섬과의 복합 소재에서도 기능을 유지한다. 일보 앞선 나노 테크 연구를 적극적 으로 물건 만들기에 도입하고 싶다고 생각한다. 帝人파이버/몰포나비 날개의 나노 구조를 섬유에 데이진 파이버는 염료를 사용하지 않고 빛의 발색 간섭만으로 색을 표현하는 불가사의한 섬유 “몰 포텍스”를 개발하여 세계를 놀라게 하였다. 몰포 나비의 날개는 빛의 간섭에 의하여 아름다운 청 색으로 보인다. 이러한 원리를 응용하여 紫, 靑, 綠, 赤을 표현하는 기술을 확립하였다. 학술적으 로도 높은 평가를 얻고 있다. 몰포 나비 날개의 표면은 삼나무가 빽빽이 심어져 있는 듯한 복잡한 요철 구조로 되어 있다. 이러 한 삼나무 가지 부분의 두께가 80nm, 가지와 가지 사이의 공기층이 140nm라고 하는 구조로 되어 있다. 가지 부분(단백질)과 공기의 굴절률의 차이로부터 반사광이 간섭 작용을 일으켜 아름다운 청색의 파장으로 된다. 나비의 날개에서 일어나고 있는 박막 간섭을 굴절률이 다른 폴리머 2종류를 조합함으로써 실현할 수는 없는 것일까? 시행 착오의 결과, 특수한 폴리에스터와 나일론을 수십 nm의 두께로 61층을 겹 침으로써 이에 성공하였다. 층의 두께를 69nm로 하면 紫, 76nm에서는 靑, 83nm에서 綠, 101nm에서 赤으로 된다. 빛의 파장 은 자주가 가장 짧고 靑, 綠, 黃과 虹의 순으로 길게 되어 빨강이 가장 길다. 자주의 파장이 430nm 이고 靑의 파장은 480nm이다. 50nm 밖에 파장이 다르지 않기 때문에 10nm 파장이 변하면 눈에 보 이는 색의 차이가 알 수 있을 정도로 변화한다. 층의 두께를 미묘하게 바꾸는 것만으로 색이 변해 버린다. 나노 오더의 제어에 힘이 들어 상품화를 단념한 것도 있었다. 힘들여 완성한 몰포텍스는 보는 각도에 따라서 색이 없어지기도 하고 미묘하게 변화하는 궁극의 나노 상품의 하나라고 할 수 있다. 구라레 소피스터는 원재료가 나노 소재 기능성 섬유 중에는 알려지지 않은 나노 상품이 상당히 있다고 하는 것은 인공적으로 나노 사이즈 로 가공하지 않아도 원래 나노 사이즈이기 때문에 높은 특성을 지닌 재료가 있기 때문이다. 접촉 냉감을 지닌 구라레의 소피스터는 원재료(에틸렌 비닐 알코올 공중합체+EVOH) 그것의 분 자 구조가 나노 사이즈의 상분리 구조로 되어 있다. EVOH는 높은 생체 적합성을 갖는데, 이것은 원재료 수지 그 자체의 특성에 기인한다. 친수성 부분과 소수성 부분이 나노 사이즈로 상분리 구조를 형성하고 있기 때문에 물에도 기름에 도 잘 어울린다. 이 때문에 사람의 피부나 장기에 유사한 성질을 나타낸다. EVOH는 인공 투석기 의 막 재료로도 사용되는 것은 이 때문이다. 또, 물과 같은 수산기(-OH)를 가지고 있기 때문에 피 부에 매우 마일드 하게 작용하는 것이라고 추측하고 있다. 동사는 현재, 이러한 생체 적합성을 더 욱 높인 고순도의 EVOH 섬유의 상품화를 추진하고 있다. 피부에 우수한 특징을 살려 아토피 환 자 등 피부에 질환이 있는 사람에게도 안심하고 착용할 수 있는 상품을 개발 중이고 05 가을의 상 품화를 목표한다. 합섬 메이커에서 나노를 부르짖는 것을 삼가하는 경우가 있다. 나노 사이즈의 물건을 소재에 도입 하는 기술은 10년 전부터 보통으로 사용되어 왔기 때문이다. 합섬 메이커가 가리키는 나노 테크라 고 하는 것은 실이 나노 사이즈라든던가 나노 사이즈의 물질을 정밀하게 제어함에 의하여 새로운 기능을 발현시키는 등의 고도한 기술이다. 그 때문인지 소피스터도 특히 나노 상품의 위치 부여 는 하고 있지 않는다고 한다. 유니티카 그룹/분자로부터 설계하는 Nano-Tex 유니티카 그룹은 미국 나노텍스사로부터 기술 도입하여 국내의 기술 라이센스를 취득하였다. 나 노텍스사는 섬유에 나노 테크를 적용하는 기술 개발을 하는 회사이다. 미국에서는 GAP, 나이키 등의 대형 브랜드가 이 기술을 사용한 상품을 전개한다. 동 기술의 특징은 자연계에 존재하지 않는 분자를 분자 설계에 의하여 조립한 것이다. 발수, 발유 가공인 Nano-Pel 기술로는 물과 기름 양쪽을 퉁기고 섬유에 결합하기 쉬운 구조를 가진 분자를 만들었다. 대량 생산 가능한 수계 가공으로써 섬유 자체에 화학 결합시켜 발수, 발유성 기능을 가 진 분자는 섬유의 표면에 균일하게 코팅된다. 화학 결합되어 있기 때문에 세탁 등에 의하여 기능 이 손상되지 않는다. 면, 모, 견 등의 천연 섬유, 폴리에스터, 나일론 등의 합성 섬유와 모든 원단 에 응용할 수 있고 수계 가공이기 때문에 기존 설비를 사용할 수 있다. 분자로부터 조립되는 보톰 업 기술은 물질의 개선을 실현시킬 수 있는 매력 있는 기술이지만 비용 이 든다고 하는 과제도 있다. 수년 후에는 온도 조절하면 편리하게 분자가 섬유상에 늘어서는 기 술도 실용화할 수 있을지도 모른다고 나노 테크놀로지의 발전에 기대를 한다. 유니티카는 Nano-Tex의 상표로 스포츠 어패럴, 코트, 팬츠 등의 의류용 소재의 개발, 판매를 하 고 있다. 현재는 발수, 발유 가공, 친수 속건 가공, 태의 가공, 형태 안정, 방오 가공 등의 4가지 기 술을 도입하고 있다. 금후, 소취, 정전기 방지 등의 새로운 기술을 도입하여 상품 용도도 넓혀 간 다. 日淸紡/나노 사이언스 시리즈 日淸紡은 나노 테크 가공 시리즈 나노 사이언스를 전개하고 있다. 기술 부문에서 나노 테크 가공 이 몇 가지가 있는데 시리즈화하면 어떨까라는데 힌트를 얻어 탄생하였다. 나노 사이언스는 ① 나 노펠 가공 약제를 사용하고 있다 ② 나노 영역을 제어한다 ③ 나노 수준에서 코튼을 개질한다고 하는 3가지의 사고 방법이 축이 된다. 코튼은 소재 특성으로써 수nm의 구멍이 다수 있다. 여기에 나노펠 약제가 들어가 고착하기 때문 에 바인더가 필요하지 않고 태가 유지된다. 예를 들면, 에이지 프레시는 4nm의 은 미립자를 부착 시킨 소재이다. 은의 소취 효과가 세탁하여도 탈락하지 않는다는 호평이다. 나노의 영역을 제어하는 기술로써는 셀룰로스 고분자쇄에 구석구석까지 수지를 결합시켜 가교 구 조로 하는 기술이 있다. 거기에 더하여 독자 기술로 약제를 작용시킴에 의하여 결합을 균일한 가 교 구조로 한다. 그 결과, 면 100%에서도 주름이 생기기 어려운 형태 안정 소재를 만들 수 있다. 면을 나노 수준으로 개질하는 기술은 나노 테크가 주목을 모으기 이전부터 행해져 왔다. 액체 암 모니아 가공이 그것이다. 셀룰로스 결정 영역과 비결정 영역의 비율을 변경함으로써 보통의 면보 다 수분량이 많게 된다. 피부에 우수한 소재로써 보슬보슬한 터치 등으로 조합시킨 피부 케어 제 품에 응용되고 있다. 금후에도 나노 테크를 다른 기술과 조합함으로써 상품 개발에 역할하고 싶다고 상품 개발 센터의 한 연구원은 나노 테크의 확대에 의욕을 보이고 있다. 시키보/화분증 대책 소재에 주목 시키보는 나노 스타일 시리즈로 나노 상품을 전개한다. 원래는 성능을 향상시키는 기술로써 나노 테크놀로지를 사용하였으나 나노가 유행하는 말이 되었기 때문에 하나로 묶었다고 한다. 소프트한 태의 테크노 스커트, 화분 대책 소재 카운터 페인 P, 촉촉한 보습 원단 메르마, 담배 방 취 가공 니오네이드 등에서는 나노 수준의 입자를 섬유에 부여한다. 속건 소재인 룸 드라이, 소취 효과가 높은 슈퍼 아니엘 9 등에는 분자 수준으로 반응을 콘트롤하는 나노 테크가 사용되고 있다. 모든 상품이 호조이다. 금년에는 꽃가루가 대량으로 날린다고 예측되기 때문에 최근 카운터 페인 P의 거래가 급속히 늘었다고 한다. 카운터 페인 P는 나노 입자로 섬유 표면을 피막하고 있기 때문 에 꽃가루 부착 방지 효과가 높다. 또, 꽃가루 알레르겐 베리어 성분인 천연 미네랄을 섬유에 고착 시킴으로써 꽃가루에 함유되어 있는 알레르겐을 불활성화하는 효과도 있다. 더블 효과로 화분증 을 방지하는 것이 이 섬유의 판매물이다. 니오네이드는 섬유 표면을 나노 코트로 덮어 원단에 담배 냄새가 침투하지 않도록 하고 있다. 종 래의 담배 소취 가공과는 달리 그 효과를 코로 느낄 수 있다. 슈퍼 아니엘 9는 땀 냄새나 가령취를 없앤다. 알칼리, 산, 노네날(가령취)의 3가지 냄새를 없애기 때문에 각각에 효과가 높은 소취 성분을 나노펠로 섬유에 결합시키고 있다. 日本毛織/양모의 최첨단 나노 테크 日本毛織은 양모에 나노 기술을 시행한 나노 미라클 시리즈를 전개 중이다. 05 추동용으로는 동 시리즈인 신소재 비큐트, 울 웜을 사용한 제품이 상점에 진열되었다. 섬유에 사용되는 나노 테크는 주로 2가지이다. 나노 입자를 섬유에 부착시키는 것과 분자 구조를 나노 수준으로 바꾸어 버리는 것이다. 면이나 합섬에는 없는 복잡한 구조를 가진 양모인 경우, 어 느 쪽의 기술을 사용하여도 다른 소재에는 없는 노고가 있었다고 한다. 비큐트는 생체 친화형이 높은 인지질(피부에 우수한)을 섬유에 부착시키고 있다. 동 인지질을 부 착시킨 면, 합섬 소재는 이미 개발되어 있으나 양모인 경우는 어려웠다. 양모 표면은 물을 퉁기는 구조로 되어 있기 때문에 나노 입자도 함께 퉁겨 버린다. 섬유 중에 입자를 넣는 연구가 필요하였 다. 울 웜으로는 나노 수준에서 분자 구조를 개질하는 기술이 사용되고 있다. 분자 구조에 친수기를 가진 양모는 흡습 발열성이라고 하는 특성이 있다. 이것을 더욱 향상시키기 위하여 보다 많은 친 수기를 나노 테크로 분자에 결합시키고 있다. 이러한 결과, 양모 본래의 따뜻함에 플러스 1℃의 쾌 적함을 더하는 데 성공하였다. 더욱 연구를 추진하면 합섬의 흡습 발열 소재를 현저하게 상회하 는 따뜻한 소재를 만들 수 있다고 한다. 천연 소재가 가지는 양호함을 두드러지게 하는 나노 테크 는 양모의 진화에 금후에도 공헌할 것이다.