반합성섬유 Semi-synthetic fiber.

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1 반합성섬유 Semi-synthetic fiber

2 셀룰로오스를 무수 아세트산과 반응시켜 시럽형태의 셀룰로오스 아세테이트를 제조
Cellulose acetate의 개발 1865년 Schützenberger : 셀룰로오스를 무수 아세트산과 반응시켜 시럽형태의 셀룰로오스 아세테이트를 제조 Cell-(OH)3 + 3CH3COOH → Cell-(OCOCH3)3 + 3H2O Cellulose triacetate CH2OH CH2OCOCH3 O O + 3CH3COOH + 3H2O OH OCOCH3 OCOCH3 OCOCH3

3 1894년 영국의 Cross와 Bevan : 셀룰로오스 아세테이트를 섬유로 방사. 셀룰로오스에 있는 3개의 히드록시기(-OH)가 모두 아세틸기 (-OCOCH3)로 치환. 유연성과 강인성 등의 역학적 성질이 떨어져 실용화에 실패

4 Cell-(OH)(OCOCH3)2 + CH3COONa
1905년 미국의 화학자 George Miles : 셀룰로오스 아세테이트에서 3개의 아세틸기 중 1개를 히드록시기로 회복시켜줌으로써 아세톤에도 녹고 역학적 성질이 좋은 실용적인 아세테이트 섬유를 제조. Cell-(OCOCH3)3 + NaOH → Cell-(OH)(OCOCH3)2 + CH3COONa Cellulose diacetate

5 제1차 세계대전 중에 스위스의 Dreyfus 형제가 영국으로 건너가 셀룰로오스 아세테이트를 비행기의 날개 도료로 사용하면서 본격적인 상업적 생산이 시작되었음.
Henri Dreyfus Camille Dreyfus (1882~1944) (1878~1956)

6 전쟁 후 수요가 감소하여 잠시 생산이 중단되었지만 Dreyfus의 지속적인 연구에 힘입어 셀룰로오스 아세테이트를 인조견으로 바꾸는 방법이 개발된 이래 수요가 증가.
현재 미국, 일본, 영국, 프랑스, 스위스, 독일 등에서 생산. 우리나라에서는 선경 인더스트리(SKI)가 국내 유일의 아세테이트 생산업체인데 현재의 수요가 크기 때문에 공업적 전망이 밝음.

7 Cellulose acetate is the acetate ester of cellulose
Cellulose acetate is the acetate ester of cellulose. It was first prepared in Cellulose acetate is used as a film base in photography, as a component in some coatings, and as a frame material for eyeglasses; it is also used as a synthetic fiber in the manufacture of cigarette filters and playing cards.

8 Paul Schützenberger discovered that cellulose could react with acetic anhydride to form cellulose acetate in 1865. The use of chloroform to make it soluble was expensive, but in 1904 George Miles, an American chemist, discovered that hydrolyzed cellulose acetate is soluble in other solvents, such as acetone. Acetate was first introduced in 1904, when Camille Dreyfus and his younger brother Henri did chemical research and development in a shed in their father's garden in Basel, Switzerland, which was then a center of the dyestuffs industry. For five years, the Dreyfus brothers studied and experimented in a systematic manner in Switzerland and France. By 1910, they were producing film for the motion picture industry, and a small but constantly growing amount of acetate lacquer, called "dope", was sold to the expanding aircraft industry to coat the fabric covering wings and fuselage. acetic anhydride : (CH3CO)2O Acetic anhydride is produced by carbonylation of methyl acetate. CH3CO2CH3 + CO → (CH3CO)2O

9 Acetate and triacetate are mistakenly referred to as the same fiber; although they are similar, their chemical compositions and formulae differ. Triacetate is known as a generic description or primary acetate containing no hydroxyl group. Acetate fiber is known as modified or secondary acetate having two or more hydroxyl groups. Triacetate fibers, although no longer produced in the United States, contain a higher ratio of acetate-to-cellulose than do acetate fibers.

10 Production method 1. Purified cellulose from wood pulp or cotton linters 2. Mixed with glacial acetic acid, acetic anhydride, and a catalyst 3. Aged 20 hours- partial hydrolysis occurs 4. Precipitated as acid-resin flakes 5. Flakes dissolved in acetone 6. Solution is filtered 7. Spinning solution extruded in column of warm air. Solvent recovered 8. Filaments are stretched and wound onto beams, cones, or bobbins ready for use 9. Filaments are then spun into fiber

11 아세테이트 섬유의 종류 트리아세테이트 섬유 원료
면 린터 또는 목재 펄프와 같은 셀룰로오스, 아세트산, 무수 아세트산, 아세톤, 황산 제조 셀룰로오스 아세테이트화 반응 셀룰로오스 트리아세테이트 용해, 방사 트리아세테이트 섬유

12 용도 셀룰로오스에서 –OH기가 모두 –OCOCH3기로 치환되어 –OH기에 의한 분자간 수소결합이 줄어들어 강도는 레이온보다 낮음. 수분에 의한 영향을 덜 받으므로 습윤강도의 저하는 레이온보다 심하지 않음. 도포제와 필름에 많이 사용된다.

13 Polarized Lenses are made from Triacetate Cellulose with High-Performance Hard Coating, which has a scratch-resistant surface. Motion picture film

14 원료 제조 셀룰로오스 트리아세테이트 셀룰로오스 디아세테이트 아세테이트 섬유
디아세테이트 섬유 원료 트리아세테이트, 가성소다 제조 셀룰로오스 트리아세테이트에서 3개의 –OCOCH3 중 1개를 –OH로 치환. Cell-(OCOCH3)3 + NaOH → Cell-(OH)(OCOCH3)2 + CH3COONa 셀룰로오스 트리아세테이트 검화 반응 셀룰로오스 디아세테이트 용해, 방사 아세테이트 섬유

15 용도 견에 가까운 광택과 촉감. 우수한 드레이프성. 강도가 약하여 의류용 안감, 잠옷, 가운으로 많이 사용. 강도에 대한 단점을 보완하기 위하여 폴리에스테르나 나일론 등의 합성섬유와 함께 복합사를 만들어 블라우스나 아동복 등 외의용으로사용.

16 아세테이트 섬유의 성질 수분율 트리아세테이트 3.5%, 디아세테이트 6.5% 염색성
–OCOCH3기에 의해 불활성화되므로 염색성 불량 소수성염료인 분산염료를 사용하여 염색 탄성회복률 1% 신장에서 100% 회복. 2% 신장에서 80~90% 회복. 천연셀룰로오스계 섬유보다 회복률이 크고 구김이 잘 생기지 않음. 열적 성질 트리아세테이트는 열가소성이 있으므로 열고정 가능

17 레이온과 아세테이트의 비교 레이온 아세테이트 습식방사 톱니모양 단면 열에 눌러 붙는다 흡수성이 크다 정전기 발생 없음
미생물에 침해 당함 건식방사 원형단면 열에 용융한다 흡수성이 좋다 정전기 발생 내균성

18 1) 40℃의 물에 분산제를 넣고 염료를 분산시킨 후 염액을 여과.
분산염료에 의한 아세테이트 섬유 염색 조건 구분 담색 중간색 농색 염료(%o.w.f) 0.1~1 1~3 3~5 분산제(세제) g 1~1.5 1.5~2 2~2.5 욕비 30 20 10 분산염료에 의한 염색 1) 40℃의 물에 분산제를 넣고 염료를 분산시킨 후 염액을 여과. 2) 피염물을 40℃의 염액에 넣고 서서히 온도를 올려 70~85℃에서 60분간 염색한 다음 40℃의 물로 수세.

19 축합중합형 합성섬유 Polycondensation synthetic fiber

20 폴리아미드계 아미드기(amide group)가 구조단위로 되어 있는 합성고분자 나일론 nylon
amide기로 연결된 구조단위를 중심으로 지방족 단량체로 이루어진 polyamide 아라미드 aramid amide기 중 최소 85%이상이 방향족기와 직접 연결된 polymide

21 -[NH(CH2)6NHOC(CH2)4CO]n- -[NH(CH2)4NHOC(CH2)4CO]n-
나일론의 분류 나일론 mn형 디카르복시산(dicarboxylic acid) 및 디아민(diamine)이 반응하여 아미드기를 형성하는 경우로 디아민에 포함된 탄소의 수를 m, 디카르복시산에 포함된 탄소의 수를 n으로 나타냄. 원료 1 원료 2 중합물 NH2(CH2)6NH2 HOOC(CH2)4COOH -[NH(CH2)6NHOC(CH2)4CO]n- hexamethylene diamine adipic acid Nylon 66 원료 1 원료 2 중합물 NH2(CH2)4NH2 HOOC(CH2)4COOH -[NH(CH2)4NHOC(CH2)4CO]n- tetramethylene diamine adipic acid Nylon 46

22 예를 들어 ε-아미노카프로산() 또는 ε-카프로락탐()을 중합시키면 나일론 6이 만들어진다.
나일론 m형 아민기와 카르복시산기를 동시에 갖는 단량체로부터 아미드기가 형성될 때, 단량체에 포함된 탄소의 수가 m인 경우. CH2 CH2 CH2 CH2 -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CONH- CH2 C=O Nylon 6 NH ε-caprolactam NH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CONH- ε-aminocaproic acid Nylon 6

23 나일론 66 상업화된 최초의 나일론 섬유. 인류가 개발한 최초의 합성섬유. 최초 특허는 du Pont(미국)에서 1935년 등록. 1938년 공고. 1937년 두 번 째 특허 등록. 1938년 공개. W. Carothers 세계 나일론 섬유 시장 : 나일론 66과 나일론 6으로 반분. 전체적으로 나일론 66이 약 40%를 차지. 미국과 유럽 : 나일론 66가 약 60%를 점유. 일본 : 약 20% 정도만 나일론 %는 나일론 6.

24 한국의 나일론 처음 나일론 6을 생산. 1987년 ㈜동양나일론 : 처음으로 나일론 66을 생산.
㈜코오롱 : 1991년부터 나일론 66을 생산. 동양나일론 울산공장 내부

25 나일론 66 섬유의 제조 중합체 형성 나일론 66 중합체의 제조는 크게 두 단계로 구분. 1. 헥사메틸렌디아민과 아디프산으로부터 나일론 66염(salt)을 만드는 단계 H2N(CH2)6NH2 + HOOC(CH2)4COOH → H3N+(CH2)6N+H3-OOC(CH2)4COO- 2. 나일론 66염을 축합중합하여 중합체를 만드는 단계 H3N+(CH2)6N+H3-OOC(CH2)4COO- → H-[-HN(CH2)6NHCO(CH2)4CO-]n-OH

26 용융방사에 의해 섬유를 제조하는 경우 제사공정은 건조, 방사, 연신 및 열고정으로 크게 나눌 수 있음.
섬유형성 용융방사에 의해 섬유를 제조하는 경우 제사공정은 건조, 방사, 연신 및 열고정으로 크게 나눌 수 있음. 최근에는 방사와 연신을 동시에 할 수 있는 Spin-draw machine이 많이 보급되어 원가절감 뿐 아니라 균일성을 향상시키는데도 크게 기여. 나일론 필라멘트는 다음의 공정을 거쳐 스트레치 나일론으로 만들어 권취한다. Nylon filament 가연 열고정 해연 Strecth Nylon yarn의 권취

27 나일론의 성질 건조 강도 : 4.6~6.0g/d 습윤 강도는 감소. 연신 정도에 따라 강도와 신도가 변화. 고연신한 강력 나일론의 경우 0.5g/d까지 강도가 증가. 연신에 의한 나일론의 성질 변화

28 나일론의 성질 마모강도와 굴곡강도 매우 우수. 여러 섬유의 마모강도 비교 섬유 마모강도의 상대적 비교값 나일론
폴리에스테르, 비닐론 양모 견, 면 아크릴 레이온 100 45 20 10 5 3

29 나일론의 성질 신도는 30%로 크고, 엘라스토머로 사용. 탄성이 매우 우수하여 10% 신장 시 회복률 99%.
나일론과 폴리에스테르의 탄성회복률 신장률(%) 1 3 5 15 나일론 폴리에스테르 81 91 88 76 86 63 77 40

30 수분흡수 : 수분율 : 4%(습윤 후 건조시간이 짧다)
나일론의 성질 수분흡수 : 수분율 : 4%(습윤 후 건조시간이 짧다) 여러 섬유의 상대적 건조시간 섬유 상대 건조시간 나일론 아세테이트 양모 면 레이온 단섬유 1 2 5 6 8 초기탄성률 : 15~30g/d로 매우 작음(따라서 유연하지만 형태안정성이 부족하여 한복감이나 넥타이 등으로 사용하기에는 적당하지 않음) 비중 : 1.14(다른 섬유에 비해 가볍다) 강도가 크고 비중이 가벼운 성질은 여러 가지 스포츠용품에 적합.

31 나일론의 단점 내일광성이 부족하여 커튼감으로는 부적당. 열가소성 물질이므로 온도변화에 따라 강도, 신도, 초기탄성률 등 물리적 성질이 크게 변함. 물 세탁할 경우 다른 섬유에서 나온 염료나 때를 흡착하여 오염되기 쉬우므로 세탁할 때 세탁물의 색을 고려하여야 함. 대전성, 필링성, 기름오염, 흡습투습성 등이 나빠서 착용 시 불쾌감.

32 나일론의 관리 전체 합성섬유 소비량의 1/3을 차지 강도, 탄성, 내마모성 우수 열고정 가능 산성염료에 대한 친화력 비중이 작음(1.14) 낮은 흡습성, 속건성 내화학약품성, 탄성회복률, 내수성이 매우 양호

33 나일론 직물은 처음 접촉하면 차갑게 느껴짐.(지방족 화합물의 특성과 발수성 때문).
나일론은 다른 종류의 섬유, 특히 양모나 레이온과 혼방에 매우 유효. 면과 혼방 : 형태안정성, 내마모성, 내추성 등이 향상. 양모와 혼방 : 인장강도, 습강도, 내마모성이 현저하게 증가. 나일론의 함유량을 크게 하면 수축이 현저하게 감소.

34 나일론이 여성용 스타킹으로 각광을 받는 이유 ① 인장강도와 마모강도가 크기 때문(8d 정도의 가는 실을 뽑아 여성의 다리를 아름답게 보일 수 있도록 얇은 편물을 만들 수 있음). ② 초기탄성률이 작아서 섬유가 유연(편성기에서 루프(loop)를 만드는데 유리). ③ 열가소성을 이용하여 원통형태로 짠 생지를 발틀에 넣어 열고정하면 스타킹 모양을 만들기 쉽다. ④ 피부색에 맞추어 염색할 수 있다.

35 나일론의 용도 블라우스, 스웨터, 레인코트, 점퍼, 이불, 수영복, 양말, 스타킹, 가방, 우산, 부직포. 카펫, 안전벨트, 낙하산, 타이어코드 등 의류 및 산업용품으로 널리 쓰이고 있다.

36 나일론 6 ε-카프로락탐의 개환중합으로 만들어진 선상고분자 화학식 H-[-HN(CH2)5CO-]-nOH 1937년 독일의 I.G.사의 Paul Schlack이 카프로락탐을 중합하여 만든 고분자가 뒤퐁사의 나일론 66과 여러 면에서 비슷한 것임을 확인하고 이를 섬유화하여 상품명을 Perlon L이라고 명명. Paul Schlack

37 특성 나일론 66에 비하여 융점이 낮은 것이 결점 제조공정이 나일론 66에 비하여 간단 특히 원료인 카프로락탐의 제조에 필요한 시클로헥사논(cyclo- hexanone)과 히드록실아민(hydroxylamine)의 제조가 쉽다 일광에 대한 저항성이 나일론 66보다 큼 용융점이 나일론 66보다 낮지만, 타이어코드로 사용할 경우 온도가 131℃를 넘지 않기 때문에 문제가 되지 않음. 오히려 이 온도 범위에서는 나일론 6의 내열화성이 나일론 66보다 우수함. 강도, 탄성, 내마모성이 큼. 비중이 작으면서 흡습성이 낮아 속건성. 염색 가공성, 내화학약품성이 양호.

38 원료 시클로헥사논(cyclohexanone) : 석탄에서 얻으며, 이것으로부터 중간체인 ε-카프로락탐을 합성하여 개환중합 및 부가 및 축합반응에 의하여 나일론 6를 얻는다.

39 원료 제조공정 ε-카프로락탐

40 ε-카프로락탐의 중축합반응 가수분해반응 부가반응 축합반응

41 중합의 전체과정

42 방사 용융방사법 급냉 방사구에서 방출된 고열용융 나일론 중합체는 외기에 의해 냉각되어 섬유상으로 고화되면서 수증기를 주입한 원통을 통과. 이때 충분히 수분을 흡수한 상태에서 연신 조작. 나일론 중합체가 서서히 냉각하면서 용용 시 비결정이었던 중합체가 결정화하기 시작.

43 연신 회전수가 다른 로울러 사이에서 이루어짐. 연신연사기(延伸撚絲機)에서 공급 로울러와 연신 로울러의 회전수 비(比)만큼 연신되는데, 냉연신에 의한 섬유는 넥킹(knecking) 현상을 나타내면서 3~5배 연신된다. 넥킹이 일어나는 부분을 연신점이라고 하여 넥크 부에서 나일론 분자는 섬유축 방향으로 배열되고, 인접 분자쇄와의 amide간에 새로운 수소결합을 형성하여 결정화도도 약간 증가함. O H 연신 C-N 수소결합 O H 연신점(necking point) C-N

44 ➽ ➽ ➽ 연신 ➽ ➽ ➽ 연신 ➽ ➽

45 용도 나일론 6의 유형 분류기준 종류 광택 bright, semidull, dull 강도 보통사, 강력사, 고강력사 신장도 저신장도사, 보통사, 고신장도사 단면형상 원형단면사, 이형단면사 착색여부 원액착색사, 무착색사 기타 내열성, 내후성, 피로저항성, 박테리아 저항성 등을 기준으로 분류

46 혼방성 나일론 6 단섬유는 면, 양모, 비스코스 레이온 등과 혼방이 가능 혼방하는 다른 성분 섬유의 성질과 유사한 것으로 분류. [예] 권축도, 신장도, 섬도 및 스테이플 길이 등에 따라 여러 종류가 있음. 산업용도 타이어 코드(tire cord), 벨트, 어망, 로프, 부직포, 여과포, 재봉사, 나일론 강화종이, 방수포(tarpaulin), 기타 내장재 등 다양. 산업용으로는 특히 고강도, 저신장도가 요구되며 내피로성, 내열성, 내후성 등이 좋아야 함.

47 기타 폴리아미드계 섬유 aramid 아라미드 섬유
나일론 분자 내에 있는 메틸렌기(-CH2-) 대신 방향족 벤젠고리가 아미드결합에 의해 연결된 방향족 폴리아미드라는 의미. 아라미드 섬유는 일반적으로 분자구조 내에 있는 방향족 고리 때문에 강도가 크고, 내열성이 우수하고 산과 알칼리 그리고 유기용매에 대한 저항성이 크다.

48 아라미드의 성질 노멕스 케블라 강도 4~5.3g/d 21.7g/d 신도 22~32% 2.1~4% 분해온도 370℃ 498℃
수분율 6.5% 비중 1.38 1.44 용도 방화복 방탄복, 산업용 재료

49 노멕스(nomex) 1963년 생산. 메타 폴리아미드(m-polyamide) 열분해 온도가 높음. 불꽃에 녹지 않고 탄화하기 때문에 내열성과 내연소성이 요구되는 제품에 사용.

50 소방복, 경주용 자동차 운전자의 보호복, 다림질 판의 커버, 항공기에서 사용하는 방염직물 등
용도

51 케블러(kevela) 1973년 개발 파라 폴리아미드(p-polyamide) 일곱층으로 만들어진 케블러 방탄복은 칼날을 통과시키지 않고, 10피트 거리에서 38구경 총탄을 방어할 수 있다. 케블러는 케블러 29와 케블러 49가 있는데, 케블러 29는 석면 대용으로 사용되고, 케블러 49는 고강도 재료로 사용된다.

52 용도 방탄복 경주용 보트의 돛과 로프, 광섬유 케이블, 우주선 표면, 레디얼 타이어(Radial Tire ), 현수교 케이블 등

53 키아나(Qiana) 1962년 미국 뒤퐁사가 개발한 후 1968변 발표한 삼각 단면의 이형단면사. 합성섬유 중에서 견과 유사한 섬유로서 광택이 온화하고 부드러우며 W & W성을 갖고 있음. 촉감이 견과 같다고 해서 실키(silky)라고도 함. 용융점 약 281℃, 유리전이점 약 160℃, 다리미 온도 185℃, 비중 1.03, 수분함유율 2.5%이다. 원료 : diamine bis(para-aminocyclohexyl)methane과 dodecanedioic acid라고 알려져 있다. 처음부터 고성능 패션을 의도하였으므로 1970년대에는 남자 와이셔츠에 가장 인기 있는 재료가 됨.

54 폴리에스테르계 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유
폴리에스테르 섬유는 “2가 알코올과 테레프탈산의 에스테르를 적어도 85% 함유하는 합성고분자로부터 제조한 섬유”로 정의. 가장 널리 사용되고 있는 것은 폴리에틸렌테레프탈레이트[poly(ethylene terephthalate), PET]로부터 만들어지기 때문에 보통 폴리에스테르섬유라고 하면 PET를 가리키는 것으로 인식되어 있다. PET의 분자구조식은 다음과 같다.

55 PET섬유 1941년 영국의 칼리코 프린터스사(Calico Printers Assoc.)의 Whinfield와 Dickson이 발명. 이 발명 내용을 중심으로 미국의 뒤퐁사가 1948년 미국 특허를 획득했고, 영국의 I.C.I사는 미국을 제외한 전 세계의 특허권을 획득. 기타 폴리에스테르섬유 PET 외에 지방족 폴리에스테르, 방향족 폴리에스테르 등이 있는데, 지방족 폴리에스테르(예 : POLY-P-OXYBENXOATE )는 1930년 초에 나일론 섬유를 발명한 뒤퐁사의 Carothers에 의해 섬유형성이 가능한 형태로 합성되었으나 융점이 낮고, 기타 다른 물리적 특성이 떨어져 섬유로는 상품화되지 못했음.

56 섬유의 제조 중합체의 제조 원료 에틸렌 글리콜(ethylene glycol, EG), 테레프탈산(terephthalic acid, TPA), 디메틸테레프탈레이트(dimethyl terephthalate, DMT) 중합 상업적으로 2단계로 제조된다. DMT와 EG와의 반응에 의한 에스테르 교환법(DMT법) 또는 TPA와 EG의 반응에 의한 직접 에스테르화법(직접중합법)에 의해 비스-β-히드록시에틸테레프탈레이트(bis-β-hydroxyethyl terephthalate, BHET) 및 BHET의 저분자량의 축합물을 합성. EG를 제거하면서 용융, 축합중합시켜 분자쇄의 길이를 증가시킴.

57

58 섬유화 공정 방사 열가소성 고분자인 폴리에스테르 중합물을 융점 이상의 온도에서 방사구를 통해 압출하여 냉각 고화한 후 권취하는 용융방사 연신 연신 배향 결정화 원사 고장력 하에서 연신되어 고배향된 연신사는 내부에 응력과 변형을 포함. 제품화를 위한 후공정에서 열적 자극을 받으면 이 변형이 이완되어 수축. 따라서 내부에 존재하는 변형을 제거하고 열적으로 분자쇄를 안정화시키기 위해 열고정 함.

59 부분용융(partial melting)
열고정 결정화 공정에서 원사를 160~180℃의 온도로 수초 동안 유지 비결정부분의 이완 부분용융(partial melting) 재결정화 결정성장 결정화도 증가 안정된 구조 형성 후공정에서 실시하는 열처리에 의한 수축변형 방지

60 PET 섬유의 구조 및 성질 미세구조 반결정(semi-crystalline) 구조(결정과 비결정부분이 혼재)
결정의 미세구조(결정화도, 결정의 크기, 결정의 배향도 등)와 비결정 부분의 미세구조(비결정 부분의 배향도 등)에 따라 섬유의 최종 물성이 매우 달라짐.

61 폴리에스테르섬유의 모폴로지(morphology)
처리 조건에 따라서 달라짐. 미연신사를 열처리하는 경우 접혀진 사슬에 의한 라멜라 결정(chain folded lamellar crystal)이 주로 생성 열처리 미연신사 연신사를 장력 하에서 열처리하는 경우 장력에 의해 사슬의 접힘(fold)이 억제되므로 신장된 사슬에 의한 결정(extended chain crystal)이 주로 생성 열처리 연신사

62 인장 특성 일반적으로 연신비가 증가할수록 분자의 배향도가 증가하여 절단강도, 초기탄성률 등은 증가하나 절단 신장도는 감소한다. 정장상태(定長狀態)나 장력 하에서의 열처리 결정화도를 증가시키면서 분자쇄의 수축이 일어나지 못하게 하므로 분자쇄의 배향도는 더욱 더 중요함 무장력 하에서의 열처리 결정화도는 증가하나 분자쇄가 완화현상을 일으켜 배향도가 감소하여 강도와 탄성률이 떨어지고 신장도는 증가함.

63 열적 성질 및 수분율 PET는 고온에서 잘 견디는 성질이 있어서 175℃에서 1주일간 유지해도 1g/d 정도의 강도를 유지하나, 약간 황변함. PET에는 친수기가 존재하지 않아서 수분율이 매우 낮음.(20℃, 65%R.H에서 0.4~0.6% 정도) 수분율이 낮기 때문에 땀을 흡수하는 성질이 낮아 피부와 직접 접촉하는 의류의 소재로는 부적당함.

64 수축성 열수축 연신사는 열을 받으면 비결정부분의 분자쇄의 완화현상에 의한 무배향화(dis-orientation)로 인하여 연신방향으로 발생하는 수축. 결정화도가 낮고 배향도가 클수록 열수축은 커짐. 수분 존재 하에서의 열수축은 물 분자의 가소작용으로 더욱 더 커짐.

65 열고정 PET 직물이나 편물은 정련, 표백, 염색, 가공 등과 같은 습식공정 중에 받는 기계적인 힘과 열에 의한 변형이나 주름 발생을 최대한 줄이기 위해 이 공정 이전에 텐터(tenter) 등을 이용하여 반드시 후공정의 예상 온도보다 훨씬 높은 온도로 예비 열고정을 하고, 마지막 공정이 끝난 후에도 최종 열처리(final set)를 한다. Tenter frame

66 PET 의류인 경우에도 열고정(heat-setting)에 의하여 세탁이나 드라이클리닝 공정 중에 받는 기계적인 힘에 대한 형태안정성이 좋아져서 주름 등의 발생이 현저히 감소함.
의복의 착용 중이나 세탁공정 중에 생긴 원하지 않는 주름은 다림질을 통한 열고정으로 완전히 없어짐. 이때 수분이 존재하면 열고정 효과는 더욱 향상됨.

67 필링성 PET 방적사로 된 의류는 착용 중에 의류 표면에 수많은 필(pill)이 발생하여 외관을 해침. 필은 의복 착용 중 외부 마찰에 의하여 표면 부유섬유간의 엉킴으로 발생하는데, PET섬유가 일반 천연섬유에 비하여 인장강도와 내마모성이 월등하게 크기 때문에 필이 잘 발생함. 항필링성(anti-pilling property)의 부여는 강도가 약한 PET의 제조에 의해서만 가능하다.

68 대전성 정전기 발생 이유 PET의 반복구조에는 친수성기가 전혀 없음. 수분율이 매우 낮음. 습도가 낮은 계절에는 PET 제품을 생산하는 공정 또는 PET의복의 착용 중에 받는 마찰에 의하여 발생한 정전기가 방전되지 못하고 축적 여러 가지 정전기적인 장해가 발생.

69 용해성 상온에서 PET를 용해하는 용제 메타-크레졸(m-cresol), 오르토-염화페놀(o-chlorophenol), 이염화 아세트산(dichloroacetic acid), 삼불화 아세트산(trifluoroacetic acid) 등 고온에서 PET를 용해하는 용제 사염화에탄, 니트로벤젠, 벤질알코올, 오르토-이염화벤젠 등 진한 황산도 PET를 용해하지만 용해과정 중에 산가수분해가 심하게 일어나 PET의 분자량을 감소.

70 연소성 100% PET 섬유제품에 불꽃을 접촉하면 연소되기 전에 많은 양이 용융하여 떨어지므로 쉽게 불꽃이 전파되지 않음. PET와 천연섬유와의 혼방제품 PET의 용융물이 바닥으로 떨어지지 않으므로 불꽃의 전파성 및 연소성이 매우 높아짐 PET섬유제품의 방염성 부여 브롬 또는 인을 갖는 화합물을 PET 중합공정 중에 첨가 또는 후가공 시 PET 섬유표면에 부착시키는 방법을 이용.

71 염색성 주쇄나 측쇄에 산성이나 염기성을 띠는 친수성 이온구조를 가지고 있지 않고 구조가 치밀. 이온성 염료에 의해서는 염색이 되지 않음 이온성이 없는 분산염료와 소수의 아조염료와 건염염료에 의해서 염색됨 분산염료는 Carrier를 사용하여 염착량 증대

72 캐리어 염색법의 단점 ① 염색비용이 증가한다. ② 염색폐액의 공해가 심하다.
③ 염색 후 섬유 내에 잔류하는 캐리어에 의해 불쾌한 냄새가 난다. ④ 진한 색의 염색이 불가능하며, 견뢰도가 좋지 않다.

73 양이온염색 PET PET는 이온성기가 없기 때문에 이온성을 갖는 염료에 대한 염색성이 없음.
양이온에 대한 염착좌석이 –SO3Na이므로 염기성 염료에 의해서 염색. in water PET–SO3Na PET–SO3- + Na+ PET–SO N-Dyes PET–SO3- +N-Dyes dyeing

74 이염성(易染性) PET 상압에서 염색 가능한 PET섬유 제조. 이 섬유의 출현으로 에너지 절감효과는 물론 천연섬유와 혼방한 경우에도 염색이 보다 쉬워졌고, 염색과정에 발생하는 천연섬유의 손상도 방지할 수 있게 됨. PET가 분산염료에 대한 이염성을 갖기 위해선 결정화도와 구조의 치밀성을 감소시키고 친수성을 갖게 해주어야 함. 이를 위해 PET를 중합할 때 중합도가 50~100 정도 되는 폴리에틸렌글리콜을 소량 첨가하여 다음의 구조식에서 볼 수 있듯이 주쇄에 친수성 폴리에틸렌글리콜 단위를 갖는 PET 공중합체를 제조하는 방법이 가장 널리 쓰이고 있다.   이 PET는 115℃ 염색에서 정규 PET의 130℃의 고온‧고압 염색에서와 동일한 정도의 염착량을 갖는다.

75 항필링성 PET섬유 작용기가 3개 이상인 다가알코올류나 폴리유기산 또는 무수 폴리유기산을 소량 첨가하여 구조 중에 일부가 분지(branched)나 가교(crosslink)를 갖는 PET를 얻게 됨. 이 경우 중합도가 낮더라도 용융점성도의 저하가 그다지 크지 않기 때문에 방사에 큰 어려움이 없다

76 대전방지성, 친수성 PET 대전방지성 부여 방법 대전방지성 물질(도전성 물질) 첨가 carbon black 첨가(흑색 제품만 얻음) 카본 블랙이 함유된 PET의 방사는 전도성 카본 블랙이 다량 함유된 PET 마스터 칩과 정규 PET칩을 사이드 바이 사이드(side-by-side) 또는 겉-속(sheath-core)형으로 복합방사 친수성 폴리머와 공중합 5% 이상의 폴리에틸렌글리콜과 공중합 : 물성 취약 결점