폴리에스테르 섬유 종류부터 원료, 용도, 강도, 비중, 내열온도 등의 물성까지

폴리에스테르 섬유 종류부터 원료, 용도, 강도, 비중, 내열온도 등의 물성까지

폴리에스테르 섬유는, 화학 섬유로서는 아크릴과 함께 

가장 사용량·생산량이 많은 섬유입니다.

 

화학섬유 중에서도 석유 등 화학적으로 합성된 원료만으로 만들어지는 '합성섬유'로 분류됩니다.

폴리에스테르는 플라스틱으로서의 이용도 활발하여, 에스테르기를 가진 것에 대해서 

사용되는 명칭이지만, 섬유로서 자주 사용되는 종류는 몇 종류입니다.

 

PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), 

PEN(폴리에틸렌나프탈레이트), 

PTT(폴리트리부틸렌 테레프탈레이트)가 

대표적인 폴리에스테르 섬유입니다만, 

현재는 대부분이 PET 섬유입니다.

 

PET 수지는 페트병의 원료이기도 하기 때문에 재료의 입수가 용이하고, 

가격도 저렴하며, 한정된 자원이 되고 있는 다른 천연 섬유에 비해 시장에 많이 나돌고 있습니다.

 

의복의 약 절반이 이 폴리에스테르 섬유라고도 알려져 있을 정도로 대중적인 소재입니다.

 

의류로서는, 주름이 잘 생기지 않고, 속건 기능을 가지기 때문에, 

관리가 용이한 것도 있어, 비약적으로 보급했습니다.

 

공업적인 생산은, 1953년에 미국의 듀폰사가 다쿠론의 명칭으로 제조 개시한 것이 시작이 됩니다.

 

대표적인 폴리에스테르 섬유의 종류

전술한 바와 같이 폴리에스테르 섬유에는 여러 종류가 있습니다.

 

 

폴리에스테르 종류	기호	성질,특징
폴리에틸렌테레프탈레이트	PET 섬유	페트병의 원료로도 잘 알려져 있는데, 섬유로서는 의복의 거의 반수가 이 PET 섬유. 내열성, 강도 모두 뛰어나 가볍고 염색성도 좋다.실의 형상을 제조 시에 바꾸거나 다른 소재를 반죽하여 특수한 성질을 갖도록 하는 것도 가능.원료 가격도 싸다.
폴리에틸렌나프탈레이트	PEN 섬유	PET 섬유보다 강도가 뛰어남.또 가스 배리어성, 자외선 배리어성이 높고, 산소나 수증기가 투과하기 어렵다.이 때문에, 필름으로서의 이용도 이루어지고 있다.
폴리트리메틸렌테레프탈레이트	PTT 섬유	높은 신축성을 가지며 형상 안정성, 형상 기억 등에 특징이 있다.또 부드러운 촉감 때문에 피부에 직접 닿는 의류로도 쓰인다.
폴리부틸렌테레프탈레이트	PBT섬유	신축성이 뛰어난 폴리에스테르 섬유이지만, PET 섬유에 비해 생산량이 한정되어 있습니다.

 

폴리에스테르 섬유의 원료와 제조방법

폴리에스테르 섬유의 대부분이 되는 원료는 석유입니다.

석유에서 에틸렌, 파라자일렌으로 분리된 각각의 물질은 중합이라는

 공정을 거쳐 폴리에스테르의 작은 칩(작은 펠릿 형태)으로 가공됩니다.

 

이 칩을 액체 상태에 녹여 구멍이 뚫린 방사 포트(노즐)를 통해 감아감으로써 실로 가공됩니다.

폴리에스테르 섬유의 제조에는 용융 방사라고 불리는 방법이 일반적으로 사용됩니다.

방사라고 하는 것은 실을 つ다고 쓰는데, 말 그대로 '실을 제조하는' 공정입니다.

먼저 원료가 되는 고분자, 이 경우는 폴리에스테르 칩을 히터로 가열하여 녹입니다.

 

이 녹여 액체 상태로 만든 것을 작은 구멍이 뚫린 노즐을 통해 밀어내 

공기 냉각하면서 액체에서 실의 형상을 한 고체로 모양을 바꾸어 가고, 

그것을 그대로 감아 갑니다.

 

방사에 사용하는 꼭지쇠의 형상을 바꿈으로써 단면이 동그라미뿐만 아니라 

다각형의 것을 만드는 것도 가능합니다.

 

또한 복합방사라고 해서 나일론과 폴리에스테르를 하나의 섬유로 제조하는 기술도 확립되어 있습니다.

천연 섬유에 있는 '중공 구조'를 가진 섬유도 제조 가능합니다.

 

폴리에스테르 섬유의 성질과 특징

튼튼하고 취급이 간단한 폴리에스테르 섬유 의류이지만, 

그 섬유는 사실 거의 흡수성이 없습니다.

쉽게 마르는 이른바 속건 성능을 가진 것은 이것이 이유입니다.

또 구김도 잘 가지 않아요.

폴리에스테르 섬유 구조

섬유는 부드러운 측면을 가지고 있습니다만, 

합성 섬유이기 때문에 섬유 구조 자체를 이형으로 하거나 

난연성이나 제전성을 가져오거나 하는 가공도 행해지고 있습니다.

 

기본적으로는 천연 섬유와 달리 섬유의 중심은 속이 비어 있지 않고 막혀 있습니다만, 

속이 비어 있는 것도 가능합니다.

 

또한 섬유의 형상이라는 것은 흡수성과 속건 성능을 비롯해 

물리적 성질에 영향을 미치는 요소 중 하나입니다.

고기능 의류에서는 의도적으로 이러한 섬유 형상으로 만든 것이 사용되는 경우가 있습니다.

화학섬유 때문에 장섬유(필라멘트사)라고 불리는 단사로 구성된 섬유인데,

의도적으로 단섬유(스테이플)로 제조하여 방적 공정을 실시하여 실로 만들기도 합니다.

이때 면이나 털, 아사 등의 천연섬유와 혼방하여 서로의 장점을 도입한 섬유로 사용되기도 합니다.

또한 섬유의 굵기는 방사 포트(노즐)의 크기에 따라 자유롭게 바꿀 수 있기 때문에 

비단의 100분의 1 가는 것과 같은 극세 섬유도 존재합니다.

 

폴리에스테르 섬유의 길이, 굵기를 나타내는 단위

다른 화학섬유와 마찬가지로 데시텍스(10dtex = 1tex)가 가장 많이 사용되는 단위입니다.

폴리에스테르 섬유 용도

의류로서의 이용이 많습니다만, 옷 외에도 일본 옷에도 사용됩니다.

또한 스포츠 웨어나 등산 웨어 등의 발한과 속건이 요구되는 용도로도 자주 사용됩니다.

 

그 밖에 커튼이나 식탁보, 이불 등의 인테리어나 산업용으로는 

여과포나 벨트, 각종 천, 인조가죽이나 합성피혁의 소재로도 사용됩니다.

또한 자동차용 타이어 보강용 소재로도 사용되고 있습니다.

 

폴리에스테르 섬유의 장점, 단점

아래에 섬유로서의 폴리에스테르의 장점, 단점을 살펴보도록 하겠습니다.

 

폴리에스테르 섬유의 장점

강도가 높아 젖어도 강도에 변화가 없습니다. 

마찰에도 마찬가지로 강한 내성을 가집니다.

일상적인 이용의 범위에서는 열에도 강한 부류입니다.

 

구김이 잘 가지 않고 구김 회복도 빠른 소재입니다.

햇빛에 강하고 내후성도 뛰어납니다.

형상이 금방 원래대로 됩니다.

 

흡습성, 흡수성이 낮기 때문에 건조가 빠른 특징을 가집니다.

열가소성 때문에 주름이나 주름이 있는 옷도 세탁 후에 이것들이 제대로 남습니다.

약품 전반에 강하고, 석유 유래이기 때문에 충해 등도 없습니다.

 

폴리에스테르 섬유의 단점

오염을 흡수하는 성질이 있기 때문에 오염이 심한 것과 함께 묻혀 두면 

역오염이라고 불리는 현상이 일어납니다.

 

흡습, 흡수, 흡한 성능에 대해서는 섬유 자체에는 그러한 성질이 없습니다.

의류로 가공했을 때는 섬유 형상에 따라 이들 수분을 흡수하고 

건조시키는 기능을 가지고 있기 때문에 속건 성능이 좋습니다.

 

다른 섬유와 조합하여 의복으로 사용되는 경우가 많은 이유 중 하나입니다.

폴리에스테르 100 티셔츠도 잘 나돌고 있습니다만, 

면이나 마 정도의 촉감이 좋은 것은 없습니다.

 

섬유가 특수 가공된 것은 천연 섬유로 보이는 촉감의 것도 나오고 있습니다.

또 불을 사용하는 현장이나, 불티가 난무하는 작업장에서의 작업복이나 

유니폼에는 면은 적합하지만, 불티를 받으면 폴리에스테르는 금방 녹아 버리기 때문에, 그다지 적합하지 않습니다

(내열이나 내화 성능이 없는 화학 섬유 전반에 말할 수 있습니다만…).

반대로 약품을 사용하는 현장에는 강한 내약품성이 있기 때문에 적합합니다.

 

폴리에스테르 섬유의 성능

다음으로 폴리에스테르 섬유의 물리적 성질이나 화학적 성질에 대해 알아보겠습니다.

 

폴리에스테르 섬유의 비중

비중은 1.38로 되어 있습니다.물에 뜨지는 않지만 적당히 가벼운 섬유입니다.

 

폴리에스테르 섬유의 공정수분율

섬유는 플라스틱 등의 덩어리와 달리 매우 가늘고 긴 특수한 형상을 하고 있기 때문에 

표면적도 많고, 거래 단계에서 중량을 잴 때 이미 수분을 마셔 버렸습니다.

 

이 때문에 섬유에 따라 어느 정도를 수분량으로 볼지 섬유마다 정해져 있습니다.

의복, 천, 로프 등의 흡수성은 섬유가 실로 가공되고, 실이 천이나 로프 등으로 가공되기 때문에 

형상 등도 깊이 관련이 있습니다만, 공정수분율도 섬유 자체가 가진 흡수성능을 보는 

하나의 파라미터라고 할 수도 있습니다.

폴리에스테르 자체는 흡수 성능이나 흡습성은 거의 없고 공정 수분율도 0.4%입니다.

 

폴리에스테르 섬유의 내열성

폴리에스테르는 화학 섬유로서는 열에 강한 섬유입니다.

폴리에스테르 섬유가 가지는 내열 온도, 어느 정도까지의 열에 녹지 않는지, 

연화하지 않는지, 외기에 들쭉날쭉하게 했을 경우의 내후성에 대해 아래 표에 정리했습니다.

고내열 용도의 섬유에는 뒤떨어지지만, 일반적으로 천연 섬유보다 강합니다.

 

내열성 내열온도	연화점	238℃에서 240℃
	용융점	255℃에서 260℃
내후성	장기간의 외기 노출에도 강도는 거의 저하되지 않는다

 

 

 

폴리에스테르 섬유의 인장강도

어느 정도의 힘까지 당겨도 끊어지는 일이 없는지를 나타내는 인장강도에 대해서는 

섬유의 경우 건조한 상태와 습한 상태에서는 성능이 다릅니다.

화학섬유 중에서는 강한 편이지만 고강도 섬유만큼은 아닙니다.

가격이 저렴하기 때문에, 범용품으로서의 이용이 많다고 할 수 있습니다.

폴리에스테르는, 장섬유(필라멘트)와 단섬유(스테이플)의 양 타입이 제조되고 있기 때문에, 

각각 파라미터를 비교해 봅니다.

 

 

섬유의 종류	인장강도(cN/dtex)		신장률(%)
폴리에스테르 섬유	건조	습윤	건조
	필라멘트 : 3.8에서 5.3 스테이플: 4.1부터 5.7	필라멘트 : 3.8에서 5.3 스테이플: 4.1부터 5.7	필라멘트 : 20에서 32 스테이플:20에서 50

 

 

폴리에스테르 섬유의 화학약품 내성 | 내약품성 및 특수 용제

특수용제는 이 섬유를 용해시키는 특수용제가 무엇인지를 보여줍니다.

섬유 자체를 녹이는 작용을 하는 약품이 무엇인지를 아래 표에 정리했습니다.

가성소다는 수산화나트륨이며, 강알칼리의 대표적인 것이 됩니다.염산, 황산, 개미산, 아세트산 등 모두 산성이 됩니다.

폴리에스테르 섬유는 약품에는 강합니다.특히 산에 강한 점은 특기할 만한 점이라고 할 수 있습니다.

알칼리에는 주의가 필요한데요.

 

.알칼리에는 주의가 필요한데요.

 

가성소다(5%, 자비)	녹지 않는다
염산(20%, 실온)	녹지 않는다
황산(70%, 실온)	녹지 않는다
포름산(80%, 실온)	녹지 않는다
빙초산(끓임)	녹지 않는다
특수 용제	페놀유도체

 

 

 

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