방수 및 방유 직물의 이해

추상적인. 본 논문에서는 방수 및 방유 원단의 연구 및 원리를 주로 다루고, 주요 방수 및 방유 원단의 생산 공정과 시험 성능을 소개합니다. BEGOODTEX의 난연 원단은 방수 및 방유 기술을 접목하여 원단에 대한 종합적인 보호 기능을 제공합니다.

방수 및 방유 섬유 개요

다양한 분야와 산업에서 섬유 사용이 증가함에 따라, 특정 특수 직물은 더 이상 기본적인 방수 처리만으로는 충분하지 않습니다. 방수 및 방유 기능을 모두 갖춘 직물은 얼룩 방지 능력 덕분에 기술 개발의 중심이 되고 있습니다. 직물의 발수성은 표면에 물방울이 닿았을 때 얼마나 잘 튕겨내는지를 나타냅니다.

방수 및 방유 마감제 개발 개요

지난 몇 년 동안 직물의 방수, 방유 및 방오 처리에 불소화 물질을 사용하는 사례가 크게 증가했습니다. 미국의 듀폰사는 직물에 방수 및 방유 기능을 부여하는 마감제로 로션을 사용하는 것에 대한 특허를 최초로 출원했습니다. 1950년대에는 미국의 3M사가 복합 크롬 퍼플루오로카르복실레이트로 구성된 직물 처리제를 개발했습니다.

방수 및 방유 직물에 초극세 섬유 적용

최근 몇 년 동안 초극세 섬유 생산이 급속도로 발전하면서 초고밀도 원단이 탄생했습니다. 이 원단은 물방울보다 작지만 수증기 방울보다 큰 섬유 간 간격을 가지고 있어 방수성과 통기성을 모두 갖추고 있습니다. 초고밀도 원단은 가볍고 부드럽고 매끄러운 질감을 자랑하며, 미세한 구조 덕분에 드레이핑 효과도 뛰어납니다. 별도의 코팅이나 방수 처리 없이도 높은 발수성을 유지하여 섬유 제품의 가치를 높여줍니다. 또한, 오염물을 빠르게 제거하고 잔여물을 남기지 않아 세척 후 재사용도 가능합니다. 정밀 기계 작업장부터 가정까지, 다양한 환경에서 유용하게 사용할 수 있는 청소 도구입니다.

방수 및 방유 직물에 연잎 효과 적용

연잎에 떨어진 물은 잎 사이로 스며들지 않고 물방울로 모여 잎 표면을 따라 미끄러져 내려갑니다. 이러한 현상을 연잎 효과라고 합니다. 독일 과학자들은 이 원리를 이용하여 건물 표면에 물을 튕겨내고 스스로 정화되는 코팅을 개발했습니다. 또한, 연잎 효과를 응용하여 비슷한 특성을 가진 의류도 개발했습니다.

방수 및 방유 섬유에 초소수성 소재 적용

유기 화합물과 고분자는 일반적으로 물에 잘 젖지 않는 표면 에너지를 가지는 반면, 산화물, 황화물 및 무기염은 물에 잘 젖는 높은 에너지의 표면 에너지를 나타냅니다. 표면에서 물의 접촉각이 90°를 초과하면 소수성으로 분류됩니다. 접촉각이 150°를 초과하면 초소수성 표면이라고 합니다. 이러한 표면은 물을 효과적으로 밀어낼 뿐만 아니라 기름에도 저항성을 가지므로 이중 소수성 표면이라고 합니다.

방수 및 방유 직물에 꽃잎 효과 적용

일반적으로 꽃잎은 잎의 부속기관으로 여겨지며, 바깥층에도 털이 나 있습니다. 어떤 식물의 꽃잎은 표피 세포의 외벽을 따라 무늬나 안쪽 능선이 나타나기도 합니다. 또한 꽃잎 표면은 거친 질감을 가지며 발수성을 나타냅니다. 뿐만 아니라 꽃잎 표면에는 끝부분에 수많은 작은 주름이 있는 미세한 돌기들이 배열되어 있는데, 이러한 특징을 "효과"라고 ​​합니다. 연꽃잎 효과와는 대조적으로, 뛰어난 발수성뿐만 아니라 우수한 접착력까지 나타내는 또 다른 효과가 있습니다.

방수 및 방유 섬유에 나노기술 적용

나노입자로 알려진 초미세 입자는 원자와 기존 입자 사이의 크기인 나노미터 범위의 크기를 가집니다. 직물과 섬유는 나노 기능성 소재를 적용하여 방수 및 내유성을 향상시키는 연구가 활발히 진행되고 있는 분야입니다. 다양한 용도로 개발된 직물 처리 공정에는 흡착법, 침지 롤링법, 코팅법 등이 있습니다. 특히 침지법은 상의, 셔츠, 남녀 캐주얼 의류 등 여름과 가을에 착용하기 적합한 통기성 좋은 의류 원단을 만드는 데 주로 사용됩니다.

방수 및 방유 마감 메커니즘

발수 처리 메커니즘

직물 표면에 물질 층을 흡착시킴으로써, 원래 높은 에너지의 표면이 낮은 에너지의 표면으로 변환되어 발수성을 갖는 직물을 얻을 수 있습니다. 표면 에너지가 작을수록 효과가 좋습니다. 물질의 표면 에너지에 따라 파라핀, 실록산, 불소 함유 화합물 등을 직물 발수 처리제로 선택할 수 있습니다.

발유성 분류 메커니즘

발유 가공의 메커니즘은 방수 가공과 매우 유사하지만 요구 조건은 다릅니다. 방수 처리 후에는 직물이 일정 압력 하에서 물의 침투를 막아야 하므로 물이 직물을 적시지 않아야 하며 접촉각이 90°보다 커야 합니다. 반면 발유 가공은 직물이 기름과 접촉했을 때 표면에 기름이 번지지 않고 접촉각이 0°보다 커야 한다는 것만 요구합니다. 기름의 계면 자유 에너지 값은 물보다 훨씬 작습니다. 따라서 기름을 차단하는 목표를 달성하기 위해서는 낮은 기체-고체 계면 장력이 필요하며, 일반적으로 기름의 표면 장력보다 작아야 합니다.

다양한 고분자의 임계 표면 장력
중합체	표면 장력 (MN/중형 크기)	중합체	표면 장력 (MN/중형 크기)
파라핀 발수 마감 제품	29	지방산	22
폴리테트라플루오로에틸렌	18	폴리디클로로에틸렌	40
폴리트리플루오로에틸렌	22	폴리에틸렌 테레프탈레이트	43
폴리디플루오로에틸렌	25	폴리에틸렌 글리콜 에스테르	46
폴리플루오로에틸렌	28	셀룰로오스 섬유	72
폴리에틸렌	31	폴리아미드 섬유	46
폴리클로로에틸렌	31	양털	45
폴리스티렌	33	폴리비닐알코올	서른일곱
폴리염화비닐	39	폴리염화비닐 섬유	서른일곱
폴리메틸메타크릴레이트	39	실리콘 발수 마감제	26
불소를 함유한 발수 마감 제품	열	과불화 지방산(-CF3)	6

액체의 표면 장력
액체	표면 장력 (MN/중형 크기)	액체	표면 장력 (MN/중형 크기)
물	72.8	가솔린	22
80도 물	62	목화씨유	32.4
빗물	53	올리브유	32
전기 엔진 오일	30.5	흰색 광물유	26.0
땅콩 기름	40	적포도주	45
불소 함유 계면활성제 용액	18	벤젠	26
오르토헵탄	20	탄화수소 불화물	12
우유, 코코아	43	파라핀 오일	33

오염 방지 및 손쉬운 청소 메커니즘

방오 메커니즘.

유류 오염은 기름에 녹는 오염물질과 물에 녹는 오염물질 등을 포괄하는 개념입니다. 이러한 오염의 원인은 크게 두 가지인데, 하나는 인간의 피부 분비물이고 다른 하나는 외부 침입자입니다. 직물에 오염 방지 기능을 부여하는 방법은 일반적으로 사이징 기법, 필름 적용, 그리고 섬유의 화학적 변형의 세 가지가 있습니다.

청소 및 정리가 간편한 메커니즘.

친수성 방오 처리란 섬유 표면의 장력을 감소시켜 세탁 시 오염물질이 달라붙는 것을 방지함으로써 세척을 용이하게 하는 방법입니다.

'삼방위'와 '사방위' 조직의 메커니즘

섬유의 방수 및 방유 처리 분야 연구는 불소계 처리제와 주름 방지 처리, 난연 처리와 같은 다른 기능성 처리제를 결합하여 자외선 차단 및 항균성 등의 다양한 기능을 갖춘 최종 제품을 만드는 방향으로 나아가고 있습니다. 이러한 추세는 섬유 마감 처리에 있어 "3중 조치"와 "4중 예방 조치"라는 개념을 탄생시켰습니다.

방수 및 방유 섬유 생산

선박 마감 공정에 일반적으로 사용되는 방수제는 주로 파라핀 알루미늄 비누 로션, 콜린 4차 암모늄염 및 크롬 스테아레이트 복합 화합물, 하이포메틸 멜라민 유도체, 실리콘계 화합물, 그리고 유기 불소 화합물로 구성됩니다. 특히 유기 불소 물질은 발수성, 발유성 및 방오성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다.

일반 발수 처리

(1) 임시 방수 마감제

• 알루미늄 비누와 지르코늄 비누.

직물을 비눗물에 담근 후, 알루미늄 아세테이트로 처리하여 알칼리성 알루미늄 아세테이트와 조성이 불분명한 수산화물을 생성하고, 이 물질들이 직물 표면에 부착되도록 합니다. 이러한 접근 방식을 2단계 방법이라고 합니다.

• 왁스와 왁스 처리된 직물

왁스질 물질은 고체 형태로 가열하여 녹이거나, 유기 용매나 로션에 용해시켜 직물에 처리할 수 있습니다.

파라핀 알루미늄 비누는 사용이 간편하고 가격도 저렴합니다. 친환경 발수제에 속하며 특히 산업용 섬유의 방수 처리에 적합하지만, 반복적인 세탁에는 효과가 떨어질 수 있습니다.

• 폴리머 수지 기반 발수 마감제

이 방법의 장점은 직물에 도포되어 높은 발수성을 부여한다는 것입니다. 단점은 처리 용액이 산성이어서 건조 및 열처리 과정에서 셀룰로오스 섬유 직물, 특히 염료로 직접 염색된 직물이 쉽게 부서지거나 변색될 수 있다는 것입니다.

(2) 내구성 있는 발수 마감제

세탁 및 드라이클리닝에 대한 내성 등 지속적인 발수 기능을 갖추도록 원단을 제작합니다.

(3)유기 실리콘 오일 로션

유기 실리콘 화합물은 일반적인 고분자 화합물과 유사한 특성을 나타냅니다. 이러한 화합물은 직물의 통기성을 저해하지 않으면서 방수성을 향상시킬 뿐만 아니라, 직물의 인열 저항성, 부식 저항성 및 얼룩 방지 기능도 강화할 수 있습니다.

유기 불소 방수, 방유 및 방오 마감 처리

불소화 물질은 물을 밀어낼 뿐만 아니라 표면 장력이 낮아 다양한 오일에 대한 저항성도 나타냅니다.

여러 가지 마무리제 비교
발수성	방수 기능	폐유	내구성	비용	적용 범위	제품 스타일을 정리하세요
파라핀	같은	다른	다른	낮은	셀룰로오스 섬유 및 기타	금속 비누 느낌, 중요성 증가
트리아진과 같은 반응성 클래스	좋은	다른	같은	센터	셀룰로오스 섬유	기름지고 걸쭉하다
발수성	방수 기능	폐유	내구성	비용	적용 범위	제품 스타일을 정리하세요
실리콘	좋은	다른	같은	센터	모든 종류의 섬유	너무 미끄러워요
유기 불화물	좋은	좋은	좋은	중상위	모든 종류의 섬유	부드럽고 촉감이 조절 가능합니다

오염 방지 기능이 뛰어나고 청소 및 정리가 용이합니다

방오 마감 처리는 일반적으로 매우 간단합니다. 원하는 결과를 얻으려면 수지 마감 공정 중에 첨가제를 넣기만 하면 됩니다. 이러한 특정 첨가제를 방오 마감제라고 합니다.

섬유 마감 처리는 주로 직물 표면에 지속성 또는 중간tel의 지속성을 가진 오염 방지제를 도포하는 것을 포함합니다. 또한, 오염 방지제가 섬유나 직물에 고정되는 방식에 따라 분류될 수도 있습니다.

1. 가교결합 및 고정된 방오제

가교 결합된 내구성 있는 방오제는 섬유나 직물에 직접 부착되지 않습니다. 이러한 방오제는 수지 마감제 또는 가교제와 결합하여 가교 결합 과정을 통해 섬유와 결합함으로써 방오 특성의 지속성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.

2. 고분자 필름 형성 재료

폴리아크릴산은 섬유 표면에 유연한 막을 형성하여 오염을 방지하고 세척을 용이하게 하는 마감제로 사용됩니다. 이러한 막은 섬유 소재에 대한 친화력 덕분에 매끄러운 표면을 만들어내고 세척 저항성을 향상시킵니다.

'3가지 방어'와 '4가지 방어' 치료법

유기 불소 폴리머를 이용한 마감 처리를 통해 직물 표면에 보호 코팅을 형성하여 "3중 내열성"을 부여할 수 있습니다. 기존의 "4중 내열성" 마감 기술은 일반적으로 "3중 내열성" 약제와 내열성 약제를 각각 두 번 처리해야 하므로 시간과 비용이 많이 소요되고 복잡하며 자원 소모가 심합니다. 하지만 새로운 "3중 내열성" 약제와 공정의 발전으로 탁월한 "4중 내열성"을 달성하는 제품들이 개발되고 있습니다.

섬유의 방수 및 방유 성능 테스트

발수 성능 테스트

1. 발수성 테스트

직물의 방수성은 일반적으로 AATCC 22:2014 프로토콜을 기반으로 하여 물을 효과적으로 튕겨내는 능력을 평가하는 시험 방법을 통해 평가됩니다.

2. 수압 저항 성능 테스트

관형 수압계를 시료에 연결하여 시료의 수압 저항을 측정합니다. 실험을 진행하기 전에 물탱크와 측정 기기의 수주가 시료 고정대의 평면과 일직선이 되도록 정렬해야 합니다.

3. 원단의 세탁 내구성 테스트

옷은 신선함과 청결함을 유지하기 위해 자주 세탁해야 합니다. 불소계 화학물질로 처리된 직물은 세탁을 반복할수록 표면 에너지가 증가하여 방수 및 방유성이 떨어지는 경향이 있습니다. 이러한 세탁 내구성은 방수 및 방유 소재의 성능을 평가하는 데 매우 중요한 요소입니다.

4. 원단의 통기성 테스트

소재의 통기성은 주로 소재 표면의 구멍 크기에 따라 결정되며, 이 구멍의 크기는 소재의 직조 밀도에 의해 좌우됩니다. 직물의 통기성은 통기성 테스트 도구를 사용하여 측정할 수 있습니다.

발유 성능 테스트

코팅 표면에 표면 장력이 서로 다른 여러 탄화수소로 구성된 일반적인 시험 용액을 사용하여 코팅된 직물이 젖음에 어떻게 반응하는지 관찰합니다. 직물 표면을 적시지 않는 번호가 매겨진 표준 용액을 기준으로 발유성 수준을 결정합니다.

청소 용이성 성능 테스트

일반적인 준비 과정에는 폐수 및 합성 폐수의 처리 및 정화가 포함됩니다. 실험에 널리 사용되는 방법으로는 물방울 염색법과 마찰 염색법이 있습니다.

BEGOODTEX 방수 및 방유 섬유 살펴보기

BEGOODTEX 방수 원단 난연성 원단에 내구성이 뛰어난 보호막을 표면에 형성하는 공정을 거쳐 방수 및 방유, 방오 기능을 갖춘 원단을 만듭니다. 흔히 "삼중 방수" 원단이라고 불립니다. 원단의 표면에 보호막을 형성하면서도 모공을 막지 않아 방수 기능과 통기성을 동시에 확보할 수 있습니다 야외 텐트, 커튼, 그리고 소방용 보호복.