섬유 발수가공 방법으로 어떤 물체가 물을 밀어내는 현상을 이야기 합니다. 방수와는 전혀 다른 개념입니다. 물을 밀어내는 발수 현상으로 특히 불소원자로 둘러싸인 탄소와 불소의 화합물인 테프론은 강력한 화학적 결합을 통해서 기름보다도 더 작은 표면장력을 형성하기에 이릅니다. 아래 글에서 섬유 발수가공 방법 알아보겠습니다.
발수 현상
자연속에서 발수 현장
테프론이나 지펠 스카치가드 같은 사람이 만든 발수제를 뿌리야만 놀라운 발수현상을 체험할 수 있는 것으로 알았지만 자연 속에서도 얼마든지 발수의 현장을 확인할 수 있습니다. 어떻게 연잎이나 오리들은 발수제도 없이 그처럼 강력한 발수 현상을 보일 수 있는 것일까 발수는 어떻게 일어나는 것일지 신기하게 바라볼 수 있습니다.
어떤 물체가 물을 밀어내는 현상
발수는 어떤 물체가 물을 밀어내는 현상을 이야기 합니다. 방수와는 전혀 다른 개념입니다. 우리가 발수를 이해하기 위한 방법으로 먼저 표면 장력이라는 물리적 개념부터 알아야 합니다. 표면장력은 액체가 최소한의 표면적을 유지하려고 하는 힘 입니다.
표면장력
왜 그런 힘이 생기게 될까 모든 액체의 표면은 늘 팽팽하게 당겨져 있는 긴장상태를 유지하고 있습니다. 이유는 액체 표면 아래의 다른 분자들은 모두 서로 끌어당기는 힘을 받고 있어서 아무런 변화가 없습니다. 표면의 분자들은 표면 위쪽으로는 다른 분자들이 없어서 인력이 존재하지 않기 때문에 안쪽으로 끌어당기는 힘만 작용하여 균형이 깨지게 됩니다. 따라서 위쪽으로는 최소한의 표면적을 유지하려는 힘이 작용하게 됩니다. 이것이 바로 표면장력입니다.
표면장력이 크면 더 완벽한 구형
또한 액체가 최소한의 표면적을 유지할 수 있는 형태가 바로 구이기 때문에 물방울은 구의 형태를 가지고 있는 것이며 즉 표면장력이 크면 클 수록 더 완벽한 구형이 되며 표면장력이 적으면 납작하게 펴지는 형태가 될 것 입니다.
놀라운 물리 법칙
표면 장력이 작은 물체 위에 표면장력이 더 큰 물체가 놓이면 표면장력이 더 큰 물체는 표면장력이 작은 물체속에 침투하지 못하고 밀려나게 됩니다. 반대로 표면장력이 큰 물체 위에 표면장력이 작은 물체가 놓이면 흡수가 되어 버리거나 납작하게 퍼져버리게 됩니다. 이런 현상은 우주전체의 모든 물질에 적용되는 힘이며 놀라운 물리 법칙 입니다.
섬유 발수 가공 방법
좋은 발수성
1938년 테프론이 등장합니다. 불소원자로 둘러싸인 탄소와 불소의 화합물인 테프론은 강력한 화학적 결합을 통해서 기름보다도 더 작은 표면장력을 형성하기에 이릅니다. 테프론은 표면장력이 상당히 큰 면직물 같은 원단 위에 불소막을 만들어 물이나 기름등의 오염에서 벗어나게 해줍니다. 불소화합물의 입자가 적으면 작을 수록 그리고 입자의 수가 많으면 많을 수록 불소막은 강력해지고 발수성은 좋아지게 됩니다.
수은은 표면장력이 가장 큰 물질
수은은 세상에서 표면장력이 가장 큰 물질로 알려져 있습니다. 따라서 그 어떤 표면위에 올려놓아도 그 아래에 있는 물질의 표면장력보다 더 작으므로 수은은 표면에서 밀려나 동그랗게 구를 형성하게 됩니다. 간단하게 물의 표면장력은 72이며 면의 표면장력도 72 이므로 면은 물을 밀어내지 못하고 비맞은 면바지는 금방 축축해 집니다. 하지만 면직물 위에 표면장력이 32인 올리브 기름을 발라주면 물은 방울을 형성하면서 면을 투과하지 못하게 되는 것 입니다.
화섬원단은 태생적 발수성
나일론 46이나 폴리에스터 43 같은 물보다 표면장력이 작은 화섬원단들의 경우 태성적으로 발수성을 가지고 있어서 면과는 많이 다른 성질을 보이게 됩니다. 수영복이 대부분이 화섬으로 만들어 지는 이유이기도 합니다. 올리브 기름보다 표면장력이 더 작은 파라핀 유나 실리콘 같은 액체를 면 바지 위에 발라주면 이것이 왁스코팅 그리고 실리콘 코팅 이라고 하는 것 입니다.
불소화합물
표면장력이 가장 좋은 좋은 것은 불소화합물 입니다. 지금까지는 불소 화합물 보다 더 작은 표면장력을 가진 물질은 나타나지 않았습니다. 불소화합물인 테프론의 표면장력은 15 이므로 물은 물론 그 어떤 종류의 기름조차도 다 튕겨내는 성질이 있습니다.
마무리
발수는 어떤 물체가 물을 밀어내는 현상을 이야기 합니다. 방수와는 전혀 다른 개념입니다. 우리가 발수를 이해하기 위한 방법으로 먼저 표면 장력이라는 물리적 개념부터 알아야 합니다.
테프론은 표면장력이 상당히 큰 면직물 같은 원단 위에 불소막을 만들어 물이나 기름 등의 오염에서 벗어나게 해줍니다.