인조섬유의 재료로 사용되는 면이나 린터나 목재 펄프는 길이가 너무 짧아서 직접적인 활용이 어렵습니다. 합성중합체의 경우에는 섬유의 형태로 제조하는 공정을 거쳐야 합니다. 합성중합체의 경우 섬유의 형태로 제조하는 공정을 거쳐야 하며 긴섬유를 만들기 위해서 화학적 기계적 조작을 거치는 과정을 화학방사라고 합니다. 화학방사를 진행하기 위한 방법으로 원료가 되는 천연 혹은 합성중합체를 적당한 용매에 용해시키거나 중합체의 융점까지 가열하고 용융하여 액체 상태로 만들어야 합니다. 이를 방사 원액이라고 합니다. 아래 글에서 인조 섬유 방사, 용융방사, 건식방사, 습식방사 알아보겠습니다.
인조 섬유 방사, 용융방사, 건식방사, 습식방사
방사구로 압출 섬유로 제조
만들어진 방사원액은 다양한 방사 방식을 통해서 방사구로 압출되어서 가늘고 긴 섬유로 뽑아지게 됩니다. 방사구의 경우 방사 과정을 통해서 사용되는 약품이나 온도에 견딜 수 있는 금속으로 구성되며 구멍의 크기나 모양 개수에 따라서 섬유의 형태와 굵기를 다르게 생산할 수 있습니다. 방사구로 부터 압출되어 나오는 방사원액은 냉각 용매의 증발 또는 특정 용액에서의 응고과정을 통해서 고체 형태의 섬유로 제조되게 됩니다. 방사 방법은 방사원액의 고체화 방식에 따라서 용융방사, 건식방사, 습식방사 등으로 구분하게 됩니다.
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가늘고 긴 모양 연신공정
방사구를 통해서 응고된 섬유의 경우 분자구조 내 배향과 결정화를 높이고 가늘고 긴 모양이 되기 위해서 연신 공정을 통해서 본래 길이의 몇 배까지 신장되며 일반적으로 연신 공정을 거치게 된다면 섬유의 강도는 증가하게 되지만 신도는 감소하므로 최종 섬유의 용도에 따라서 연신 정도를 조절해야 합니다.
용융방사
고분자 원료를 융점이상 으로 가열하여 녹임으로써 방사원액을 만들고 이를 찬 공기 속에 방사하여 섬유는 만드는 방법 입니다. 이 방법은 방사원액의 제조와 방사 과정에서 다른 용매나 화학물질을 사용하지 않기 때문에 방사 후 용매를 회수하거나 섬유에 남은 화학물질등을 제거하기 위한 공정을 필요로 하지 않으므로 가장 간편한 방사법이라고 할 수 있습니다.
건식방사
쉽게 증발하는 휘발성 유기용매에 방사원액을 용해시키고 더운 공기 속에 방사함으로써 용매를 증발시켜 섬유상으로 고형화 시키는 방법입니다. 이때 사용한 유기용매는 회수하여 다시 사용하게 됩니다. 아세테이트 일부 아크릴 폴리염화비닐 스판덱스 아라미드 등의 섬유가 건식방사법으로 제조 됩니다.
습식방사
고분자 원료를 적당한 용매에 용해시켜서 방사원액을 만들고 응고욕 중의 방사구를 통해서 섬유를 방사함으로써 섬유상으로 고형화 시키는 방법 입니다. 가열하면 용융되지 않고 분해되는 고분자가 휘발성이 없는 용매나 고온에서 불안정한 용매에 용해되는 경우 습식방사를 사용하게 됩니다. 방사 후 사용한 화학물질을 회수해야 하며 섬유에 남아 있는 물질도 제거해야 하는 등의 다른 제조 방법에 비해서 공정이 복잡하고 방사 속도가 낮다는 한계를 가지고 있습니다. 비스코스레이온, 비닐론, 재생단백질섬유,pva,pvc 등의 섬유가 습식방사법으로 제조됩니다.
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인조 섬유 방사, 용융방사, 건식방사, 습식방사
방사라는 작업은 섬유를 만들 수 있는 고분자 물질을 녹여서 가는 구멍을 통하여 실을 뽑아내는 공정이며 주로 이루어지는 방사 방식으로 습식 방사, 건식 방사, 용융 방식이 있습니다. 방사의 의미는 말 그대로 실을 뽑아내는 작업 입니다.
실을 뽑아내는 방사 공정으로 어떻게 공정이 이루어지는지 하는 부분 그렇게 공정하여 나온 실은 무엇인지 방사의 종류에 대해 3가지 방식을 모두 살펴 봤습니다. 요즘은 빠르고 세척도 건조도 따로 필요하지 않은
용융 방사가 제일 많이 이용되고 있는 상황입니다. 기술의 발전도 상당하기 때문에 이런 방사 공정도 앞으로는 어떻게 바뀔지 알 수 없습니다.