합성섬유

합성섬유는 석유나 석탄에서 추출한 성분을 가공해 제조된 섬유이다.

개요

합성섬유는 인조섬유 중 석유, 석탄, 공기, 물 등을 출발원료로 하여 섬유를 형성하는 일련의 긴 분자를, 화학적으로 합성하여 섬유로 만든 고분자물질이다. 천연섬유, 재생섬유는 셀룰로스·단백질 등의 천연 고분자로 이루어지며, 아세테이트 섬유는 셀룰로스의 유도체이지만, 합성섬유인 경우에는 저분자물질을 연결하여 사슬 모양으로 이어 소정의 고분자 물질로 조립함으로써 만들어진다. 즉, 합성섬유란 합성고분자 섬유라는 뜻이 된다. 합성된 고분자는 용제로 녹이거나 열로 용융하여 가는 구멍으로부터 압출해서 굳히고 감는다. 방사방법에는 용융·건식·습식의 세 가지가 있다. 실 모양이 될 수 있는 고분자는 많지만, 그 중에서 염색성·내구성·촉감·내수성·내추성·내열성·강도·내마모성 등의 여러 성질이 의료용·공업용 목적에 알맞은 것만이 실용적 가치를 가진 합성섬유가 된다. 합성섬유와 플라스틱은 분자 구조상 엄격한 구별이 없으며, 합성섬유는 플라스틱이 섬유의 형태로 된 것이라고 할 수 있지만, 실 모양이 아닌 분자로 구성되는 플라스틱은 섬유화가 곤란하다. 일반적으로 합성섬유는 천연섬유에 비해 비중이 가볍고 마찰에 강하며 인장강도가 우수하다. 또한 잘 구겨지지 않고 내약품성이 있으며 방충성도 좋다. 그러나 물을 잘 흡수하지 못하고 천연섬유에 비해 염색성이 좋지 않고 열을 잘 견디지 못하는 특징이 있다. 물을 잘 흡수하지 못하기 때문에 정전기 발생이 쉽다는 특징이 있다.

역사

인조섬유가 발명된 것은 누에가 견사를 토하여 내는 것을 보고 인공적으로 섬유를 제조하게 되었기 때문이다. 1674년 영국의 박물학자이며 철학자인 로버트 후크(R. Hooke)는 저서에서 인조섬유의 가능성을 기술하였고, 1734년 프랑스의 박물학자인 레오뮈르도 점액에서 생사와 같은 섬유를 인공적으로 만들 수 있을 것이라고 예상했다. 그 뒤 화학기술의 진전으로 각종 고분자물질이 제조되었고, 1846년 독일의 크리스티안 쇤바인(C. F. Schonbein)이 면에서 초화면을 만드는데 성공하였다. 이것이 최초의 인조섬유의 원료이다. 그리고 독일의 슈바이처가 슈바이처시약에 셀룰로오스가 용해되는 것을 발견함으로써 동암모니아 인조견사의 기초가 되었다. 그 뒤 크로스와 베반 등에 의하여 셀룰로오스를 원료로 하는 동암모니아법·비스코스법·아세테이트법이 연구되었으며, 1892년 비스코스법이 공업화되었다. 1917년 미국에서 아메리칸 비스코스의 공장이 세워졌우며, 대한민국에서도 1966년 흥한비스코스회사가 설립되었다. 1979년 원진레이온이 설립되어 수요를 자급할 뿐만 아니라 수출도 하고 있다. 합성섬유는 이와 같은 인조섬유의 발전에 수반하여 셀룰로오스·단백질 등뿐만 아니라 섬유화가 가능한 합성고분자물질로 섬유를 만드는데 착안, 개발되었다. 합성고분자물질을 점액체로 할 수 있는 가능성이 있다면 합성섬유 제조가 가능하다거 기대하게 되었다. 1910년대에 폴리염화비닐에서 합성섬유를 만들게 되었으며, 1913 독일의 헤르만(Herrman,W.D.)과 훼넬(H○hnel,W.)이 폴리비닐알코올로부터 폴리비닐알코올섬유를 만드는 데 성공하여 특허신청을 하게 되었다. 그러나 이것은 수용성이었기에 의료용으로는 부적당하였다. 이것을 본격적인 피복용 섬유로 개발한 것은 국내 사람 이승기를 중심으로 한 일본 경도대학의 연구진으로, 1939년 폴리비닐알코올섬유합성 1호를 발표하였고 공업화는 1948년에 시작되었다. 1938년 미국 뒤퐁사 내 캐러더스(Carothers,W.H.)의 연구진에 의하여 폴리아미드섬유인 나일론이 개발되었다. 독일에서도 폴리아미드섬유의 연구가 이루어져서 나일론6을 합성하여 퍼얼론 엘(Perlon L)이라 명명하였다. 우리 나라에서는 1963년 한국나일론주식회사에서 나일론을 생산하기 시작하였으며, 그 뒤 여러 회사에서 생산하게 되었다. 1941년에는 폴리에스테르섬유가 영국의 CPA(Calico Printers Association)에서 성공되어 테릴린(Terylene)으로 명명되었다. 국내에서는 1968년 대한화섬에서 생산을 시작하였다. 1931년 독일에서는 아크릴섬유의 연구가 시작되었으며, 미국에서도 1948년 뒤퐁사에서 오올론(Orlon)으로 명명해 발표되었고, 1951년에는 미국의 켐스트랜드사(Chemstrand)에서 아크릴란으로 명명, 발표되었다. 국내에서는 한일합섬에서 한일론, 태광산업에서 에이스란 등을 생산하고 있다.

종류

나일론

나일론은 폴리아마이드 계열의 합성 고분자 화합물을 통칭한다.흔히 볼 수 있는 고분자 화합물의 대표적인 예이다. 나일론은 1935년에 처음 개발되었을 때, 부드러우면서 구김이 잘 가지 않고 가벼운 성질과 더불어 옷감에 손상 없이 잘 늘어나는 성질을 갖고 있어 큰 파란을 불러일으켰다. 나일론은 열가소성의 비단 비슷한 질감을 가진 소재다. 구조적으로는 중합체가 아미드 결합으로 여러 개 연결된 것이다. 나일론은 최초로 상업적 성공을 거둔 합성 고분자로서, 합성섬유의 대명사가 되었다. 최초 생산은 1935년이었지만 본격적으로 보급된 것은 제2차 세계대전으로 이때 군용 소재로 도입이 시작되었다. 낙하산과 방탄복에 쓰이던 비단을 대체하는 용도로 사용되었는데, 이것이 성공적이어서 원래 목적이었던 천 뿐만 아니라 타이어나 로프, 기타 군용 장비에도 사용되었다. 나일론은 질긴 데다가 내유성 및 내마모성이 우수하다는 장점이 있다. 하지만 통풍력이 떨어지고, 기름때 같은 오염과 변색에 취약하다는 단점이 있다.

같이 보기

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