06-4. 패브릭(Fabric)

지난 시간까지 천연섬유, 재생섬유, 그리고 합성섬유까지 배워보았습니다!

저도 이렇게 포스팅이 길어질 줄은 몰랐네요.. 하고싶은 이야기가 너무 많았나봅니다:)

하지만 제가 입을 열수록 여러분은 얻어가시는 것들이 많으실 겁니다.

오늘은 얼른 후다닥 남아있는 슈퍼섬유와 특수섬유에 대해서 알아보고 섬유의 종류에 대해서는 마무리를 짓는 시간을 가져볼까요?

 

먼저 슈퍼섬유에 대해서 소개해 드리겠습니다. 슈퍼섬유는 금속보다 높은 탄성과 강도를 가지고 있는 섬유를 부르는 것입니다. 괜히 '슈퍼'가 붙은게 아니겠죠. 단독으로 사용되기 보다는 플라스틱이나 금속과 같은 다른 소재와 함께 사용됩니다. 슈퍼섬유에는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유, 초고강도 폴리에스터 섬유 등이 있지만 오늘은 그중에서 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유 이 3가지에 대해서 알아봅시다.

 

 

유리 섬유(Glass fiber)

유리섬유(Glass fiber)는 유리의 원료를 녹여 유리액을 만들고 그것에 압력을 가해 실처럼 가느다랗게 만든 가볍고 고강도인 섬유를 말합니다. 우리 주변에서 보던 유리컵, 유리 거울, 유리병 등에 사용된 유리가 실로 가공할 수 있다는게 참으로 신기합니다! 사실, 유리는 오래전부터 쓰였지만 19세기때부터 이 유리를 아까 말했던 실, 즉 섬유의 형태로 사용하기 시작했습니다. 흡음성과 단열성, 그리고 불연성이 좋아 건축, 가전, 선박, 자동차 등의 분야에서 활발히 사용되고 있습니다. 여기서 불연성은 불에 타지 않는 성질을 뜻합니다. 또한 유리섬유는 플라스틱을 도와 섬유강화플라스틱이라는 복합재로로 탄생하기도 합니다. 이렇게 더욱 단단해진 섬유강화플라스틱은 항공기나 보트등의 구조재에 사용됩니다.   

 

 

탄소 섬유(Carbon fiber)이 적용된 사례

탄소 섬유(Carbon fiber)는 전체의 90%이상이 탄소로 이루어진 섬유형태의 탄소 재료를 뜻합니다. 탄소섬유 만드는 과정은 다음과 같습니다. 먼저, 셀룰로오스, 아크릴 등과 같은 유기섬유를 비활성 기체속에서 1000-3000도 가열한뒤 그 다음 탄화시켜 제작합니다. 여기서 비활성 기체는 화합물을 잘 만들지 못하는 기체를 뜻하고 탄화는 열분해과정을 통해 비결정성 탄소를 생성해 내는 것을 의미합니다. 대부분 검은색 또는 회색이며 금속처럼 광택을 띕니다. 탄소의 물성과 섬유의 형태적 특성이 결합되어 내열성, 내마모성, 전기 열전도성이 뛰어납니다. 그렇기 때문에 낚시대, 스포츠 용품, 자동차 또는 항공기 등 고성능 산업 소재로 널리 사용되고 있습니다. 

 

파라계 아라미드로 이루어진 방탄복 

아라미드 섬유(Aramid fiber)는 방향족 폴리아미드가 정확한 명칭이지만 나일론과 구분하기 위해서 아라미드라고 합니다. 왜냐하면 나일론은 지방족 폴리아미드 섬유이기 때문에 혼동되기 쉽기 때문입니다. 특징으로는 높은 강도, 내약품성 그리고 내열성과 절연성을 모두 겸비하고있어 고분자 물질에서 나일론 다음으로 가장 획기적인 발명으로 비춰지고 있습니다.  그리고 아라미드 섬유는 화학원소 결합 위치에 따라 두가지로 나뉩니다. 하나는 파라계 아라미드 또 하나는 메타계 아라미드로 구분합니다. 전자는 강도와 탄성이 뛰어나기에 방탄복, 방탄헬멧, 그리고 앞서 말한 섬유강화플라스틱의 보강재에 사용됩니다. 그리고 후자는 열에 강하기에 소방복 등 장시간 고온에 노출되는 곳에 사용됩니다.  

 

슈퍼섬유로 인해 우리에게 고마움을 주시는 소방관이나 경찰관의 생명을 지킬 수 있다는게 너무나도 감사하다는 생각을 했습니다. 슈퍼섬유가 또 다른 생명을 구하는 것을 도와주니까요. 

 

 

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마지막으로 특수 섬유에 대해서 알아볼까요.

 

특수섬유는 기술의 발달과 비례합니다. 기술이 발달함에 따라 새로운 섬유를 개발하고 새로운 특성을 창조할 수 있게 되었기 때문입니다. 지금까지 개발된 특수섬유는 광섬유와 스마트 섬유가 있습니다.

 

 

먼저, 광섬유는 영어로 Optical fiber라고 하며 Optical은 광학의, 빛을 이용한 이라는 의미를 지니고 있습니다. 따라서 광섬유는 빛의 신호를 전달할 수 있는 섬유입니다. 굴절률이 높은 섬유를 통로로 사용하여 빛을 보내면 중심축을 벗어나지 않아 빛을 먼 거리까지 전달할 수 있다는 원리를 바탕으로 제작되었습니다. 주로 광통신이나 의료분야에 사용됩니다. 예전의 구리케이블을 대체하여 대부분의 통신 회사가 광섬유 케이블망을 사용하고 있으며 해저에도 통신망을 구축하기 위해 광섬유를 이용하고 있습니다. 전자 신호와 광신호를 서로 변환해야한다는 단점이 있지만 그것을 제외하면 기존 케이블을 혁신적으로 대체하는 것이라고 할 수 있습니다. 

 

광섬유

마지막으로, 스마트 섬유(Smart fiber)는 주위환경 변화에 따라 대응하는 능력을 갖춘 섬유입니다. 이게 어떻게 가능할까요. 미항공우주국 NASA에서 개발한 상변화 기술을 접목하여 사람체온을 적정 온도로 맞추어주는 발열섬유, 그리고 RFID를 이용하여 위치추적 기능이 가능한 섬유를 예로 들 수 있겠네요. 여기서 RFID는 Radio Frequency Identification의 약자이며 무선인식을 의미합니다. 무선주파수를 이용하여 비접촉으로 읽어내는 시스템입니다. 하지만 그 중에서도 IT기술이 접목된 전자섬유가 가장 대표적입니다. 섬유에 센서를 내장하여 외부정보를 읽어내고 그 처리결과물을 정리하여 전달하는 것입니다. 현재 군사나 소방등에서 방호 목적으로 시작했지만 위급상황이나 의료목적으로 소통하는 기능을 추가 확대하여 개발하고 있습니다.  

 

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섬유의 종류에 대해 알아보는 시간이 끝이 났습니다!

다음시간에는 패브릭의 마지막 파트 패브릭의 특징에 대해 간략하게 배워보겠습니다.

오늘도 수고하셨습니다:)