초 흡수성 섬유의 활용
<그림 1> SAF 섬유
1. SAF
1993년에 설립된 영국 Technical Absorbents Ltd.(TAL)사는 초 흡수성 섬유(SAF: super absorbent fiber) 제조에 주력하고 있다. TAL사는 섬유뿐만 아니라 다운스트림쪽에도 진출하여 다양한 산업용 및 응용 분야에 적합한 소재를 개발하여 직접 또는 전문 컨버터를 통해 공급하고 있다.
TAL사의 SAF 제품은 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 고분자 제품으로, 폴리아크릴레이트는 독성 평가 및 유해성 관련 규제가 엄격한 적용 분야에서도 적합성을 인정받은 물질이다. SAF는 자체 중량의 최대 200배의 탈염수(demineralized water), 자체 중량의 최대 60배의 염수(saline water)를 빠르게 흡수할 수 있다. SAF는 백색의 무취의 섬유이며, 일반적인 텍스타일 섬유와 같은 외관과 촉감을 가지고 있다. 따라서 다양한 공정 방법을 사용하여 여러 가지 실이나 원단 구조로 제조할 수 있고, 다양한 합성 섬유 및 천연 섬유와 혼합할 수도 있다.
TAL사는 흡수성 수준이 다른 여러 종류의 초흡수성 섬유를 제조할 수 있으며, 제조 공정을 조절하여 중량이나 두께 등을 다양화한 제품도 생산할 수 있다. SAF 부직포뿐만 아니라 직물(woven fabric)도 생산하고 있으며, 라미네이팅, 본딩 및 표면 가공과 같은 추가 가공도 가능하다. 자체 개발 및 상업용 니들펀칭 부직포 라인을 갖추고 있어 최대 2.0 m 폭의 소재를 생산할 수 있다.
SAF는 다양한 종류의 섬유와 혼합하여 특화된 소재를 생산할 수 있다. 80 % SAF 함유 웹의 경우 보통 150 g/㎡부터 1,000 g/㎡까지 다양한 중량의 제품을 생산한 수 있다. 또한 SAF는 모든 상업용 에어 레이드 부직포 생산 장비에 적합하다. 6 mm 짧은 단섬유 등급의 섬유는 일반적으로 목재 펄프 및 열 융착 섬유와 혼합하여 사용한다. 약 80 % SAF 함유 에어 레이드 웹의 경우 50 g/㎡에서 1,000 g/㎡까지 다양한 중량의 제품으로 생산할 수 있다. SAF는 다양한 섬유와 혼합하여 부직포 성형을 위한 표준 카딩(carding) 시스템을 적용할 수 있다. 95 % SAF를 함유한 웹은 20 g/㎡에서 2,000 g/㎡까지 다양한 중량의 제품으로 생산할 수 있다. SAF는 대부분의 스테이플 섬유 방적 시스템을 적용할 수 있으며, 폴리에스터, 폴리아미드, 셀룰로오스 및 아라미드와 같은 합성 섬유와 혼방할 수 있다.
<그림 2> SAF 에어 레이드 부직포
2. SAF의 활용
(1) 의료용
의료 분야에서 SAF는 상처의 삼출물을 효과적으로 흡수하고 보유할 수 있어 습식 창상 피복제(moist wound dressing)용 부직포로 활용할 수 있다. 그 외에도 약물 전달재료(경피용), 치과용 패드, 일회용 및 세탁용 침대 매트, 소변 패드 등으로 활용가능하다.
(2) 케이블용
전력 및 광섬유 케이블 분야에서 SAF로 제조한 실은 케이블 제조 시 비용대비 효과적인 방수 기능(water-blocking)을 제공하는 재료로 사용할 수 있다. 다른 기술을 적용하기에는 공간적인 한계가 있는 중심부 도체 영역이나 완충용 튜브 부분에서 적용할 수 있다.
(3) 의류용
의류 분야에서는 SAF로 제직한 원단은 물을 흡수하여 쿨링 작용을 하는 기능성 재료로서 의복에 적용할 수 있다. 착용자가 SAF를 적용한 의복을 물에 적신 후 착용하면 물이 증발하면서 증발 냉각을 통해 체온을 떨어뜨리는 작용을 한다. 2017 년에는 세탁이 가능한 새로운 SAF 원단 기술이 개발되어 위생 분야 및 의류 분야에서 많은 관심을 받고 있다. 그 외 개인용 보호복(PPE), 화학 보호복, 스포츠웨어, 세탁 가능한 요실금 내의 등으로 활용 가능하다.
(4) 필터용
필터 산업에서 SAF 부직포는 항공 연료, 자동차 디젤 또는 유압 오일에서 수분 오염을 매우 낮은 ppm 수준으로 제거하도록 설계된 다양한 필터의 핵심 구성 요소로 사용할 수 있다.
<그림 3> SAF 적용 제품의 예
♠ Technical Textiles 4/2017
Technical Absorbents Ltd. 홈페이지
