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작성일 : 08-01-18 11:31

나일론

글쓴이 : Admin

① 합성 섬유의 파이오니아

나일론은 공업화에 성공한 합성 섬유로는 최초이다. 1938년 미국의 듀폰사가 이제까지 캐로서스 박사를 중심으로 연구를 계속하여온 합성 섬유를 나일론으로 명명하고 공업화에 나선 것이다.

전에는 섬유는 면, 마, 견, 모 등 천연 섬유가 대부분이었으나 비로서 인간의 손에 의해 섬유를 만들어 낸 것이다. 특히 유럽에서는 견의 동경 때문에 인조의 견에 해당하는 아세테이트의 연구가 진행되었고 더불어 레이온 제조에까지 도달하게 되었다.

계속된 노력으로 큐프라와 아세테이트 등도 만들어지게 되었으나 또 다른 쪽에서는 이들 섬유와 전혀 다른 원료로 천연의 섬유소를 사용치 않고 견의 단백질에 가까운 물질에서 섬유를 합성하는 연구도 이루어졌다. 그 결과 탄생한 것이 나일론이다.

원래 섬유를 형성하고 있는 것은 고분자라는 물질이다. 면과 마 등의 섬유소와 견과 모 등의 단백 섬유도 고분자로 되어있다. 천연의 섬유소를 원료로 한 레이온과 아세테이트 등도 마찬가지이다. 이러한 고분자를 화학적으로 합성하여 섬유로 만든 것이 합성 섬유이다.

화학이 발달하면 할수록 여러 가지 고분자를 만들어 낼 수 있다. 이것을 기초로 원하는 섬유를 만들 수 있다. 이것이 합성 섬유의 특징이다. 나일론은 이렇게 하여 견의 가장 가까운 고분자를 석탄과 물과 공기에서 만들어 낸 최초의 합성 섬유이다.

② 거미줄보다 가늘고 강철보다 강하다.

듀퐁사는 개발당시 <석탄, 공기와 물에서 만든 거미줄보다 가늘고, 견보다 아름답고,강철보다 강한>섬유로 선전 하였다. 이 캐치프레이스는 전혀 새로운 개념의 섬유 <나일론>을 단적으로 나타낸 것으로 잠깐 사이에 그 이름을 알려지게 하였다. 무엇보다도 석유화학의 발달과 함께 석탄, 공기와 물을 대신하여 석유화학으로의 제법 전환이 이루어졌다.

코스트 절감이라는 입장에서 나일론을 포함한 합성 섬유 공업 전반에 걸쳐 나타난 현상이다. 석유로부터 얻어진 중간 원료를 카프로락탐(간단히 락탐이라고도 부른다)이라 부른다. 카프로락탐을 중합(저분자를 다수 반응시켜 고분자를 만드는 것)하여 폴리카프라아미드라는 고분자 불질을 만들고 이 물질을 방사하여 섬유로 한 것이 나일론이다.

나일론의 방사는 용융방사로 가열 용융한 원액을 노즐을 통하여 공기 중으로 압출하여 냉각하면서 잡아 늘린 것이다. 그 후 상온에서 연신 하여 섬유로서의 특성을 부여하는데 이 처리를 냉연신이라 하며 나일론 제조상 특유의 중요한 공정이다.

나일론에는 필라멘트와 스테이플이 있다. 필라멘트에는 멀티필라멘트사와 모노필라멘트사가 있으며 그 외에 공업용 모노필라멘트도 있다.

멀티필라멘트사는 모노필라멘트가 몇 본이 모여 1본의 실이 된 것으로 가는 것은 의류용에 굵은 것은 어망 등의 산업용에 쓰이고 있다. 의류용에는 벌키 가공한 텍스춰드 얀이 많이 쓰이고 있다.

모노필라멘트사는 1본의 단섬유로 되어 있는데, 가는 것은 스타킹용으로, 굵은 것은 공업용 모노필라멘트로 라켓용 컷드 등에 사용된다.

스테이플은 연신과 동시에 권축이 가하여져 혼방대상에 따라 데니어컷트로 가공된다. 또 방사전의 나일론 칩을 녹여 형태를 만든 기어, 베어링 등의 성형품을 만들 수 있다.

③ 여러 가지 타입의 나일론

나일론에는 여러 가지 제조 방법이 있어 나일론 - 6, 나일론 -66, 나이론 -610, 나일론 -11등 의 종류가 있다. 나일론의 6이나 66은 화학적 조성이 다름을 나타내는 부호로 완성된 제품의 성질은 거의 유사하다.

그 중 중요한 것은 6과 66타입은 한국, 일본, 유럽 등에서 66타입은 주로 미국과 영국 등에서 많이 생산하고 있다. 양 타입의 성능은 거의 같지만 단지 내열성에서 약간의 차이가 있어 6타입은 융점이 215°C, 66타입은 250°C 로 66타입이 35°C 높지만 실용성에서는 문제가 없다. 한편 6타입은 원료의 제조 및 정제가 용이하여 코스트면에서 유리하며, 모두 의류용, 산업용으로 쓰이고 있다.

④ 3대 합섬의 하나

나일론은 폴리에스터, 아크릴과 나란히 3대 합섬의 하나이다. 그만큼 생산량도 많고 성능도 우수하여 대중화 되어 있다. 이러한 보급의 원동력이 된 섬유의 특징을 살펴본다.

♧ 아주 강하다.

1950년대에 우리나라에서 유행하던 양말을 예로 보자. 이 예는 여성 스타킹으로 견을 추방한 나일론 스타킹이다. 여러 섬유 중에0서 가장 강한 섬유 중의 하나로 면의 약 100배의 마찰강도를 갖고 있으며, 강도는 젖어도 변화가 없다.

♧ 가볍다.

비중은 1.4로 생산의 80% , 면의 70%로 가볍고, 대량으로 쓰이고 있는 섬유 중에서는 가장 가벼운 섬유이다. 우리는 가벼운 의류를 라이트 웨어라 하는데 그 소재로 많이 사용되고 있다. 이와 같은 이유는 비중이 가벼운 합성 섬유이기 때문이다. 또 의류용 뿐만 아니라 산업용 용도로도 가벼움과 강도 때문에 많이 사용하고 있다.

♧ 탄력성이 풍부하다.

다른 섬유에 비하여 탄력성이 좋고, 직물로 만들어도 구겨지지 않는다.

♧ 열가소성이 있다.

열가소성 때문에 적정한 세트를 행하면 신축성이 있고, 형태도 그대로 유지된다. 또 그 성질을 이용하여 텍스춰드 얀을 만들 수 있다.

♧ 약품, 기름 등에 강하고 좀, 벌레의 해도 없다.

일반의 약품과 기름에 강하여 드라이 크리닝도 자유롭고, 미생물에 강하여 취급이 간편하다.

♧ 염색이 잘된다.

합성 섬유 중에서 가장 염색성이 좋은 편으로 자유롭게 염색 할 수 있다. 이처럼 나일론은 어떠한 천연 섬유를 능가하는 강도와 가벼움 등 아주 유니크한 섬유라 할 수 있다. 그러나 한편으로는 흡습성이 나빠 정전기가 발생하여 먼지가 달라 붙기 쉬운 등 합성 섬유의 일반적인 단점도 갖고 있다. 그러나 이런 점들은 가공기술의 진보에 따라 개선, 개량이 이루어지고 있다.

♧ 텍스춰드 얀으로 용도 확대

나일론은 그 우수한 성능을 살려 팬티 스타킹과 어망, 타이어 코드 등에 많이 쓰이고 있다.
그러나 보다 넓은 용도의 확대를 위하여는 아직 본래의 가진 성능으로는 충분치 못하다.
그래서 여러 가지 개선노력이 병행되어 장점은 더욱 살리고 단점은 보완하는 노력이 이루어지고 있다.

♧ 텍스춰드 얀

나일론의 열가소성을 이용하여 필라멘트사에 울과 같은 외관과 촉감을 부여한 것이다. 가공방법은 필라멘트에 꼬임 또는 지그재그로 만든 다음 열고정하여 꼬임과 지그재그를 풀어 권축이 생기도록 한 것이다.

1950년대에 양말, 메리야스 속옷 등에 폭발적인 인기를 얻었으며 계속하여 저지로도 용도 확대 되었으며 현재는 그 독특한 신축 특성을 살려 팬티스타킹, 스포츠웨어 등에 많이 사용되고 있다. 또 직물에서는 스트레치 직물로 수영복과 스키팬츠 등에 쓰이고 있다.

또한 텍스춰드 가공을 원사제조와 동시에 행하는 것으로 프로듀서스 텍스춰드 얀(PTY)이라 하여 품질면에서 특징 부여와 코스트 면에서 세사로 많이 사용되고 있다. 게다가 벌키 효과를 가진 실로 복합사가 있다. 이 복합사는 수축성이 다른 2종의 폴리머를 동시에 방사하여 영구 권축성을 부여한 것이다.

♧ 실키 효과

나일론은 견과 같은 아름다움이 있으며 또 다른면에서는 견보다 우수하다. 그러나 섬유가 찬감이 있으면 질감이 좋지 않다는 점에서는 견의 감촉에 미치지 못한다. 말하자면 미끄러운 감촉 등을 말하는 것으로, 피부감촉이 나쁘고, 땀을 흘리면 흡습성이 좋지 않아 훨씬 더 불쾌감을 느끼게 된다.

이것은 나일론의 절단면이 원형으로 표면이 미끄럽기 때문이다. 따라서 견과 같은 3각형의 단면으로 하기 위하여 노즐의 구멍 모양을 바꾸는 방법이 취해져, 이렇게 얻어진 화학섬유를 이형 단면사(異形斷面絲)라 부른다. 단지 촉감을 위하여 라면 텍스춰드 얀으로 충분히 그 목적을 달성 할 수 있으나 이형 단면사는 빛의 반사에 의해 견과 같은 광택을 얻도록 하는데 그 목적이 있다.

또한 후가공이 아닌 고분자를 형성하기 전의 원료단계에서 실키성을 부여하려는 개질가공도 많은 발전을 보이고 있다. 그 외 정전기가 발생하여 먼지가 붙는 결점 제거를 위한 대전 방지 가공, 또 흡습성을 부여하고 때가 잘 타지 않도록 하는 흡한 방오가공 등이 이루어져 보다 좋은 섬유를 추구하여 나가려는 노력이 계속되고 있다.

♧ 부가가치 경쟁의 시대

앞에서 언급한 가공 외에도 새로운 나일론을 추구하는 다양한 개질가공이 이루어지고 있다.
이것은 나일론의 품질이 안정되고 당분간 그 이상의 합성섬유의 출현이 없을 것으로 예상되기 때문에 개질가공 등을 통하여 부가치의 향상을 추구하고 있는 것이다. 사정은 다른 폴리에스터, 아크릴에서도 마찬가지다. 이런 의미에서 합성 섬유는 개발 경쟁시대에서 부가 가치 경쟁시대에 들어와 있다고 할 수 있다.

오늘날의 상황은 소비자의 취향에 따라 대단히 다양한 상품이 전개되고 있다. 용도는 크게 나누어 의류용과 인테리어 제품, 어업용, 공업용 기타 잡화류 등으로 나눌 수 있다. 의류용은 니트제품과 직물로 태피터, 데신, 트윌, 크레이폰 등이 있다. 특히 스트레치 직물의 스키팬츠, 수영복 등은 나일론 특유의 분야이다.

그 외 점퍼, 코트 등에도 사용 될 수 있으며 보자기, 이불 등에도 상당한 수요가 있다. 또 카페트와 모켓 등에도 사용되며 카페트는 나일론 메이커에 의한 (BCF나일론) 공동 캠페인도 이루어지고 있다. BCF는 Bulked Continuous Filament의 첫 글자를 딴 것으로 벌키 가공 장 섬유만을 의미 한다.

어업용은 어망이 중심이다. 강하고 오랫동안 해수 중에서도 썩지 않고 강력이 저하되지 않는 등의 특징 때문에 면, 마를 대신하여 많이 사용된다.

낚시줄도 과거의 천연제품이나 인조 낚시줄에 비하여 훨씬 강하고 투명하기 때문에 현재는 거의 대부분 나일론이 쓰이고 있다.

공업용은 각종의 여과포(Filter Cloth) , 소방 호스, 공업용 벨트, 로프, 브러쉬 등인데 특히 자동차의 증가에 따라 타이어 코드의 신장이 두드러지고 있다.

그 외 잡화류로 라켓 컷트, 키타, 바이올린의 현(弦), 헤어 브러쉬, 치솔, 장화, 자루, 등산용 로프 등이 있다. 또 나일론은 내수성의 특징 때문에 양산, 낚시 복, 스키 웨어, 골프 웨어 등에 많이 사용되고 있다.