극세 폴리에스터가 싱글 저지 편직 구조에 미치는 영향

1. 서 론

다양한 종류의 인조섬유 개발은 섬유 및 의류 뿐만 아니라 관련 응용 분야에 이르기까지 큰 진전을 이루었고, 지난 몇 년간 섬유 제조업체들은 부가가치 및 물성의 향상을 위한 제품들을 개발해왔다. 합성 섬유는 섬유 제품에 고성능이 요구되면서 지속적으로 개발되어왔다. 그 중 가장 중요한 개발 중 하나는 극세 섬유 및 나노 섬유라 불리는 매우 가는 섬유의 생산이라고 할 수 있다. 일본의 섬유 제조업체는 1970년대에 최초로 극세 섬유 제품을 선보였고, 1980년대에는 유럽에서, 1990년대에는 미국에서 관련제품이 출시되었다. 현재 극세 섬유 제조에는 PET와 폴리아미드가 주로 사용되는데, 극세 섬유는 매우 우수한 유연성(flexibility)을 가지며, 제조된 실은 우수한 균일성 및 신도를 갖기 때문에 일반 섬유로 편직한 편물보다 우수한 부드러움(softness), 드레이프성(drape), 안정성(stability) 및 위킹성(wicking)을 갖는 원단을 만들 수 있어 매우 우수한 물리적 특성 및 쾌적성을 보장한다. 비스코스 및 아크릴 섬유로 된 극세 섬유 또한 곧 개발될 것으로 보여진다. 오늘날 극세 섬유에 대한 명확한 정의는 없지만, 일반적으로 1 dtex 혹은 1 데니어 이하일 경우 극세 섬유로 여겨진다. 1 dtex 폴리에스터 섬유의 직경은 약 10 μm 이지만, 나노기술에서 나노는 100 나노미터 (0.1 μm) 이하를 의미한다. 이러한 섬유를 제조하는 공정에는 하나의 굵은 섬유를 다량의 가는 섬유로 분할시키는 방법을 포함하여 여러 가지 방법의 공정들이 사용될 수 있다. 오늘날에는 극세 섬유에서부터 매우 복잡한 원단까지 스포츠웨어에 효과적으로 사용되고 있다.

2. 본 론

- 방 법

0.8 dtex, 36 mm의 극세 섬유와 1.4 dtex, 36 mm의 일반 섬유로 제조한 Ne 30 링방적사로 싱글 저지 편물을 제조하고 <표 1>과 같이 물성을 평가하였다.

<표 1> 물성 평가 항목 및 시험 규격

<표 2>는 극세 섬유 및 일반 PET 섬유로 제조된 싱글 저지 편물의 물리적 특성을 나타낸 것으로 섬유 섬도로 인해 일반 PET 섬유 편물보다 극세 섬유 편물의 편환 밀도와 커버 팩터 값이 더 우수하다는 것을 볼 수 있다. 극세 PET 섬유 편물의 커버 팩터 값이 우수하므로 강도, 내구성 및 태가 좋아질 것이다.

<표 2> 물리적 특성

- 사행도

<표 3>에서 극세 섬유로 편직한 편직물의 사행도가 일반 섬유의 편직물보다 우수한 것을 알 수 있다. 이는 방적 공정에서의 연계수가 낮기 때문이다.

<표 3> 사행도                 

- 드레이프성

<표 4>는 극세 PET 섬유로 편직한 원단이 일반 PET 섬유로 편직한 원단보다 드레이프 계수가 우수하다는 것을 보여주며, 이는 굽힘 강도가 낮고, 커버 팩터가 높으며 섬도가 낮기 때문이다.

<표 4> 드레이프성

- 파열강도

<표 5>는 일반 비스코스와 극세 섬유로 편직한 원단의 파열강도를 나타낸 것으로, 극세 섬유로 편직한 원단은 방적사 단면에 포함하고 있는 섬유의 개수가 더 많기 때문에 일반 섬유로 편직한 원단보다 비교적 파열강도가 높다.

<표 5> 파열강도

- 위킹성

<표 6>은 위킹성을 나타낸 것으로 극세 섬유로 편직된 원단의 팩킹 특성(packing coefficient)으로 코스 방향뿐만 아니라 웨일 방향에서도 일반 섬유로 편직된 원단보다 성능이 좋다. 극세 섬유로 이루어진 방적사의 모세관 직경이 더 작고 모세관 압력이 증가하므로 방적사의 모세관으로의 수분의 이동이 빠르게 이루어지게 된다.

<표 6> 위킹성

- 원단 흡수성

극세 섬유의 표면적이 더 크기 때문에 일반 섬유로 편직된 원단 보다 극세 섬유로 편직된 원단에서 물방울이 보다 더 빠르게 퍼져나간다(<표 7> 참고).

<표 7> 원단 흡수성

  - 원단 건조 속도 및 총 흡수성

<표 8>에 나타낸 바와 같이, 극세 섬유로 편직된 원단은 노출되어 있는 표면적이 더 넓기 때문에 원단에서 수분이 빠르게 건조되는 것을 돕는다. 또한 극세 섬유로 편직된 원단이 <표 9>에서처럼 수분을 함유하는 성능이 향상되었음을 확인할 수 있다. 이는 극세 섬유 방적사는 넓은 표면적을 가지므로 많은 수분이 전달될 수 있고, 방적사 단면내 많은 섬유들이 물을 가지고 있기 때문이다.

<표 8> 건조율

<표 9> 총 흡수성 시험

3. 결 론

PET 극세 섬유로 제조된 의류는 점차 세계적으로 대중화되고 있다. 이러한 수요 증가는 비교적 낮은 비용으로 보다 쾌적함을 느낄 수 있기 때문이다. 극세 섬유 PET로 편직된 원단은 일반 편물에 비해 물리적 특성 및 쾌적성과 같은 다양한 방면에서 더 우수함을 나타냈다. 또한 드레이프성 및 파열강도, 사행도, 위킹성 및 흡수율과 같은 물성이 우수하고, 일반 섬유로 편직된 원단에 비해 루프 변형이 적어 매우 안정적인 특성을 갖는다. 이러한 극세 섬유의 우수한 특성은 새로운 의류제품을 제작하고 그것을 최적화하는데 있어서 도움을 주며, 특히 스포츠 웨어에서 소비자의 쾌적성 향상에 부응할 수 있는 기회를 제공한다. 극세 섬유를 통한 신제품의 개발은 궁극적으로 사용자의 편안함을 향상시키고, 스포츠 시장에서의 새로운 혁신의 길을 열어 줄 것이다.

♠ Melliand International 2/2017