Nylon 6 섬유는 우수한 기계적 물성과(강성, 탄성회복률 등) 염색성 등의 장점을 가지고 있어 의류용 등의 다양한 용도로 활용되어 왔다. Nylon 6 섬유를 포함한 대부분의 합성섬유는 천연섬유인 cotton 대비 흡수성이 낮고, cotton은 흡수성은 탁월하나 수분 건조속도가 매우 느리고 가격이 고가(약 10$/kg)여서 이를 대체할 새로운 고쾌적성 의류용 nylon 합성섬유의 개발이 시도되고 있다. 1953년 최초로 합성이 보고된 nylon 4는 구조상 소수성 탄소수가 적으며 친수성 아마이드기가 상대적으로 많아 흡수성과 속건성이 탁월한 이점을 가짐으로써 면을 대체할 수 있는 꿈의 합성섬유로 인식되었다. 1980년대 Chevron Research사를 중심으로 활발한 사업화 연구가 진행되었지만, 녹는점 $265^{\circ}C$) 대비 낮은 열분해온도($260^{\circ}C$) 특성으로 방사가공 시 내열성 문제를 극복하지 못해 아직까지 상업화에 이르지는 못하고 있다. 최근, 일본 산업기술종합연구소(AIST)를 중심으로 다시 바이오매스 유래 nylon 4의 개발이 시도됨에 따라 의류용 용도전개에 있어 가격 경쟁력을 갖춘 획기적인 소재 전환이 기대되고 있으며, 이로 인해 nylon 4 중합 연구가 다시 전 세계적 주목을 받기 시작하였다. 국내에서도 최근 nylon 4의 방사 내열성을 극복하고 기능성 부여가 가능한 nylon 4 공중합물에 대한 대체 연구가 본격적으로 진행 중에 있다. 본 연구에서는 현재 국내에서 진행 중인 nylon 4 공중합 섬유의 연구동향과 함께 nylon 6 대비 물성 및 염색특성 차이를 비교함으로써 향후 산업화에 기초 자료로 활용하고자 한다.

수송용 섬유소재는 자동차, 항공기 또는 선박 등의 교통 및 운송 분야에 기여하는 사용되는 섬유소재를 말하며, 내장재, 각종 호스류, 벨트류, 타이어, 안전용품, 필터류 등을 포함하고 일반적으로 섬유, 발포체, 고무, 플라스틱, 접착제 등 유기소재가 결합된 복합체이다. 기존 섬유기술의 혁신과 더불어 IT, NT, BT, ET 등 첨단 기술과의 융합에 의한 고성능 극한 슈퍼섬유, 나노 복합섬유 등의 신소재를 개발하여 산업 전반에서 플라스틱의 금속소재 대체수요를 증가시키고 산업자재의 고성능화, 고기능화, 다양화를 이루기 위해 다양한 노력이 진행하고 있다. 현재 수송용 섬유소재 산업은 기술의 연결고리가 부족하며, 선도기업 및 원천기술이 부족하며, 자동차용 섬유부품소재 관련 기업의 역량도 부족한 실정이다. 이에 광역경제권 연계협력사업을 통해 생산기반의 대경권(대구경북)과 수요중심의 동남권(부산경남)의 네트워크를 강화하여 완성품 업체 및 수요기업과의 네트워킹을 강화하고자 한다. 따라서 본 연구에서 수송용 섬유소재개발, 수송용 친환경 oam-skin 일체형 표피재 개발, 고속성형 복합소재 및 수송용 경량부품 개발, 초경량 고내열 고강도 섬유활용 하이브리드 wire & cable 개발 등 수송용 섬유소재를 개발하고, 또한 수송용 섬유소재의 생산-수요 연계를 통한 투자활성화, 기술개발, 소재 산업 육성을 강화하여, 산학연네트워크구축, 지역 간 협력 및 국제적 협력, 생산-수요기반의 연계협력시스템을 활용한 자립형 수송용 소재 공급기지 완비하는 데 목적이 있다.

전 세계적으로 이산화탄소 배출량 저잠을 위해 모든 산업분야에서 연구개발의 중점을 두고 있다. 그의 일환으로 자동차 산업에서는 EU규제에 따라 리사이클이 가능한 소재 개발이 요구되고 있으며, 그중 많은 양이 사용되고 있는 PU Foam의 대체 재료 개발이 시급한 실정이다. 기존 자동차의 흡음재로 주로 사용되고 있는 PU Foam 소재는 통기성이 부족할 뿐만 아니라 연소 시 인체에 유해한 HCN Gas를 발생시키고, 한번 성형된 부품은 Recycle 및 Re-Use가 불가능하다는 단점이 있다. 또한 장시간 사용시 황변 발생과 악취가 발생하는 등으로 최근 대두되고 있는 자동차 내장재 감성품질 향상 측면에 한계를 나타내고 있다. 이러한 Low Melting 성능을 가지는 PET 부직포 소재의 한계를 극복하기 위하여 저융점 성능의 Elastic Fiber의 개발과 함께 고탄성 복합부직포 소재의 개발을 통해 높은 변형률과 우수한 복원력을 나타내는 환경친화형 열가소성 탄성체(Thermoplastic Elastomer) 개발을 추진하고 있다. 고탄성 복합부직포는 자동차 내장재 성형 시 열을 가하더라도 Elastomer 자체의 탄성 발현을 통해 초기의 Bulky성을 유지할 수 있으며, Recycle 및 Re-use가 가능하여 환경 친화적인 측면에서도 큰 장점을 갖고 있다. 자동차용 흡음 내장재뿐만 아니라 각종 수송용 차량의 경량화 및 쾌적성 향상을 위한 용도로써 자동차 내장용 PU Foam의 57% 이상을 차지하고 있는 Seat Cushion재 등의 대체가 가능하며, 다양한 산업분야에서 사용되고 있는 PU Foam의 대체로 다양한 용도 전개가 가능할 것으로 예상된다. 본 연구에서는 PU Foam의 대체 재료로 각광받고 있는 Elastic PET를 개발하여 자동차 내장재로의 적용 가능성을 검토하였다.

최근 산업환경 변화에 순응하는 환경 친화적 소재를 사용하여 자동차, 선박, 철도 등 수송용 인테리어 내장재를 구성하는 기술로서, 난연성 및 기계적 물성 유지 기술, 그리고 실내 쾌적감을 부여하기 위한 감성기술 및 심미적 요소를 부여하는 디자인 기술이 가미된 복합 기능화 기술개발이 구되고 있다. 기존의 자동차용 시트 제품은 대부분 PU Foam을 시트원단에 불꽃으로 Lamination 하는 방식으로 제조되었으며, 이러한 제조 방식은 많은 공정을 거치게 되고 PU Foam을 제조하는 공정 및 불꽃으로 Lamination 하는 공정에서 많은 환경유해가스가 발생하는 등 환경적으로도 많은 문제점을 감수하면서 생산하는 방식이다. 또한 각종 원단의 표피재로 많이 사용되고 있는 PU와 PVC의 경우 제조과정에서 용제와 가소제 사용 등으로 인해 환경적으로 많은 문제점이 있으며, 이를 대체하기 위한 노력이 많은 부분에서 이루어지고 있지만, 마땅히 대체할 소재를 찾지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서 제안하는 실리콘수지는 기존의 PU와 PVC를 대체할 수 있는 소재로서 각광받고 있으며, 응용기술 개발을 통해 충분히 적용이 가능한 소재라고 판단된다. 본 연구에서 개발하고자 하는 기술은 난연성을 가진 실리콘 내장 표피재에 불꽃으로 Lamination하는 공정을 배제한 친환경 PUD Foam을 바로 Back Coating함으로써 일체형 고 기능 친환경 제품을 개발함으로써 친환경 복합화 기술 및 SEAT 원단과 표피재의 일체형 모듈화 공법개발을 이루고자 한다.

최근, 수송기기 분야는 국제 환경규제 강화에 따른 CO2 절감, 연비향상, 경량화를 위한 기술적 수요가 증대되고 있으며, 그린카, 그린선박 등 친환경 수송기기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 기존의 금속소재가 가지는 경량화의 한계를 극복하기 위해서는 CFRP, GFRP 등 금속대체 복합소재를 적용한 수송용 경량부품 개발에 대한 필요성이 요구되고 있다. 복합소재는 섬유사이에서 응력을 전달하는 기지(Matrix)와 하중을 전달하는 섬유(Fiber)의 종류와 양 및 적층 각도에 따라 수송용 부품에 적합한 기계적 특성을 얻을 수 있고, 높은 비강도와 비강성의 값을 갖게 되어 경량화가 용이한 장점이 있다. 반면, 섬유재의 종류, 성형방법, 경화온도 등에 따라 물리적 특성에 큰 변화가 발생하며, 수지의 경화조건에 따라 성형시간이 많이 소요되는 단점을 가지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 자동차, 선박, 항공기, 철도차량 등 각종 수송기기의 경량화를 목적으로 생산성 향상 및 성형시간 절감을 위해 열가소성 수지, 저온속경화 수지를 적용하여, 경화 시간을 단축시키고, 3D-fabric 및 다층구조 직물을 Vacuum Infusion 공법으로 성형하여, 기존의 섬유재 적층시 소요되는 작업 공정을 간소화 할 수 있도록, 고속성형 복합소재를 적용한 수송용 경량부품 개발에 관한 연구를 수행하였다.

수송용 산업의 하나인 국내 조선업계는 2008년 말 이후 세계 조선경기 불황 속에서도 2009년 451억달러, 2010년 491억달러의 사상최대 수출액을 달성한 바가 있고 세계 조선사 순위에서는 1위에서 5위까지 한국 조선소 등이 우위를 차지하고 있다. 그러나 개별 기업 경쟁력은 우위에 서있지만 중국과의 격차가 많이 좁혀지고 있어 안심할 수 없는 상황이다. 특히 최근에는 탄소배출량이 적은 친환경 선박의 제조가 선박업계 전반의 화두로 대두되고 있다. 이를 위해 다양한 시도가 시도되고 있는데 그중에 하나가 선박의 경량화이다. 금속외장 전선은 선박 무게의 10~13%를 차지하고 있고 전체 사용 전선의 30~40%를 차지하고 있어 선박에서의 금속외장 전선의 무게를 줄이기 위한 연구가 필요한 실정이다. 또한 조선산업 뿐만 아니라 자동차 분야에서도 금속 외장전선이 많이 사용되고 있으며, 자동차의 연비 향상을 위한 경량화 연구가 더욱 절실한 상황이다. 본 연구에서는 수송용으로 사용되는 전선의 금속외장을 경량 고강도 섬유를 활용한 하이브리드 wire로 대체하기 위한 편조 기술 및 편조 장치를 개발하기 위한 설계 및 기초연구를 수행하였다. 초경량 고강도 섬유 Armor의 제조기술 및 최적 공정 개발을 위한 연구로서 경쟁사 샘플에 대한 분석을 실시하였고, 사용된 섬유의 성분 분석 및 물성시험을 수행하였다. 또한 원형직기 개발을 위한 구조부 설계를 위해 ANSYS해석을 수행하고 저신율 고강도인 아라미드의 이징모션 시스템 개발을 위한 연구를 수행하였으며 개구 형성방법을 설계하였다. 그리고 초경량 고강도 hybrid 케이블 아라미드 편조 표면 및 내부 가교에 의한 가공 기술을 연구하였다. 아라미드 섬유의 발수성 향상을 위한 코팅재료 선정을 위한 연구를 수행하였고, 자외선 경화공정에서 조건별 데이터를 정립하여 솔루션을 제공하고자 한다.

농업용 비닐하우스에 사용되는 EVA (ethylene-vinylacetate copolymer)고분자 필름의 무적성을 향상시킬 목적으로 EVA 및 PVAc (polyvinylacetate)필름을 가성소다 용액으로 가수분해하여 친수성을 검토하였다. EVA는 분말상의 고분자를 프레스로 압착하여 필름으로 성형하였으며, PVAc는 아세톤에 용해한 후에 필름으로 성형하였다. 가수분해에 따른 필름의 구조변화는 적외선 분광분석으로, 친수성 변화는 접촉각으로 평가하였다. 가수분해 시간이 증가함에 따라 친수성이 증가하였다. 이는 가수분해에 의해 소수성인 아세테이트기가 친수성인 수산기로 변했기 때문으로 생각되었다. 한편, 가수분해시킨 EVA 및 PVAc를 사용하여 프레스로 압착하여 제조한 필름에서는 친수성이 그다지 크게 증가하지 않았다.

The hydrophobic nature of the wool surface give rise to difficult penetration of dye molecules. Among all the methods of modification, graft polymerization is an attractive method to impart a variety of functional groups to a polymer. Grafting has been made by irradiating the light on the polymer in the presence of a solvent containing monomer. The energy source commonly used are high-energy electrons, X-rays, UV and visible light. UV irradiation is a relatively low-energy radiation in comparison with others since it has the least possibility to change bulk properties. In the present paper, a photo-reactive dye was synthesized from quinizarin by the reaction with methacryloyl chloride. The synthesized dye was continuously grafted onto wool fabric at room temperature by UV irradiation. Several key parameters including UV energy, dye concentration and pH have been examined to understand their influence on the photoreactive coloration.

나노필라멘트는 단면직경이 수백 나노미터에서 수십 나노미터 수준인 초극세 장섬유를 말하며, 해도형 복합방사로 얻어진 섬유를 알칼리 감량을 통해 해성분을 용출하여 도성분에 해당하는 나노필라멘트를 얻는다. 이러한 나노필라멘트사는 극세사와 마찬가지로 단위중량당 표면적이 크고, 작은 굴곡반경 및 낮은 굴곡 반발성으로 인하여 일반 합성섬유에 비하여 고가성 및 새로운 기능성을 부여하는 제품에 응용될 수 있다. 나노필라멘트 편물은 원사섬도, 편물의 조직, 밀도 및 중량 등에 따라 분할율과 용출 특성이 상이하므로 후가공 공정에 있어서 감량공정은 매우 중요하다. 또한 나노필라멘트와 같은 세사의 경우 일반사보다 비표면적이 증가하여 동일한 염색조건에서 옅은 색상을 나타낸다. 이로 인해 같은 색상을 위하여 보다 많은 염료를 투입해야 하며, 결과적으로 견뢰도 문제가 발생할 우려가 있다. 이 연구에서는 800nm급 해도형 나노필라멘트 PET 100% 또는 나노필라멘트와 일반 PET사를 복합한 편물을 이용하여 알칼리 감량거동 및 분산염료에 대한 염색성과 견뢰도를 연구하였다. 알칼리 감량이 진행됨에 따라 감량률이 증가하였으며, SEM분석, DSC분석, 양이온염료 염색법 등을 통하여 해성분 용출 및 도성분 분할이 진행되는 정도를 평가할 수 있었다. 나노필라멘트 편성물은 염료농도가 증가함에 따라 지속적으로 K/S값이 증가하였으나, 일반 극세사 편성물에 비해 낮은 K/S값을 얻었다. 또한 나노필라멘트/일반 PET 복합편물에 있어서 염색온도가 110에서 $130^{\circ}C$로 증가함에 따라 K/S값이 감소하였는데, 이는 고온에서 분산염료가 나노필라멘트로부터 일반 PET사로 이염이 더 많이 발생하였기 때문이라고 생각된다. 세탁견뢰도의 경우 양호하였으나, 일광견뢰도의 경우 1등급으로 매우 낮았다.

본 연구에서는 한국 특산종으로 남해안 섬에서만 자라는 황칠나무(Dendropanax morbifera Lev., 황칠이라고 함)를 사용하여 염색하였다. 황칠나무는 면역력 증진, 신경 안정, 항균, 항산화에 효능이 있는 것으로 알려져 있다. 황칠염색은 $60^{\circ}C$에서 이루어졌으며, 발효한 액체 황칠을 염료로 사용하였다. 매염제에 따른 염색을 실시하고 CCM을 사용하여 색발현 특성을 알아보았다. 면직물의 경우 대조직물의 K/S값이 0.13에 비해 식소다 동시매염, 고백반 식소다 동시매염, 고백반 동시매염, 고백반 선매염, 황수(영천지역의 약수) 후매염은 각각 1.53, 0.99, 1.62, 1.65, 2.21로 차이가 있었다. 울직물의 경우 대조직물의 K/S값이 0.48에 비해 식소다 동시매염, 고백반 동시매염, 고백반 식소다 동시매염, 고백반 선매염, 황수 후매염은 각각 2.61, 1.97, 3.20, 3.07, 4,59로 차이가 있었다. 견직물의 경우 대조직물의 K/S값이 0.30에 비해 식소다 동시매염, 고백반 동시매염, 고백반 식소다 동시매염, 고백반 선매염, 황수 후매염은 각각 2.06, 1.21, 1,77, 1.80, 3.23로 차이가 있었다. 황수 매염이 식소다나 백반 매염보다 효과가 있는 것을 알 수 있었으며, 매염의 순서에 따라서도 차이가 나는 것을 알 수 있었다.

Rhodamine chromophore/fluorophore have been attracted to many researchers due to its excellent photophysical properties. In this study, we have designed and synthesized a strong emissive fluorescent dye chemosensor for toxic elements. A rhodamine-based sensor was prepared by incorporation the rhodamine fluorophore and several functional host groups with high affinity to hazardous metal and anion. This sensor shows a high selectivity and an excellent sensitivity and is a dual-responsive colorimetric and fluorescent metal/anion-specific sensor. In addition, the 1:1 binding mode was proposed based on Job's plot method. Finally, computational calculation was simulated and calculated to approach for HOMO/LUMO of this dye chemosensor.

소비자의 기호에 따른 섬유 제품은 고급스러운 감촉 및 착용감, 신축성 등 기능성 측면이 증대되어 의류 및 인테리어용에 니트 제품 및 세데니아 원단의 수요가 급증하고 있다. 그러나 니트 제품은 조직이 복잡하며 장력에 의해 형태 변화가 심해 제품 개발에 대한 문제점이 발생하고 세데니아 원단 또한 장력에 매우 민감하다. 특히 정련/염색시 고부가가치 제품의 품질문제에 영향을 미치며, 제품손상과 불량률이 문제점으로 대두되고 있다. 나노버블은 기포의 크기가 작고 에너지를 보유하고 있기 때문에 생지에 부착되어있는 호제들과 쉽게 결합할 뿐 아니라 생지로부터 쉽게 분리시킴으로써 정련성을 높이는 역할을 수행하게 된다. 정련제와 결합된 나노버블은 정련시 물에 잘 용해되지 않는 스판오일, 방사유제등을 잘 흡착하여 분리시키기 때문에 정련효과를 병행해서 얻을 수 있다. 즉 정련효과가 현저하게 향상됨으로써 정련제의 양도 기존의 정련 방식에 비하여 적게 사용하여도 동일한 정련효과를 얻을 수 있었다. 발생기포의 양을 조절할 수 있어 소포제 없이도 기포발생에 의한 현장사고를 방지함으로써 고품질의 정련제품을 얻을 수 있었다. 또한 기존 정련기술에 비해 정련시간 단축으로 인한 에너지 절감효과 및 이산화탄소 배출량 감소, 나노사이즈의 버블의 높은 분산력으로 과량의 수세공정 생략 등 친환경적 정련/염색 공정이 가능하다.

Polypropylene 섬유는 세계적으로 큰 관심을 모으고 있는 섬유 소재로 환경친화성, 경량성, 신축성 등 다양한 기능성을 보유하여 미국, 일본 등의 선진국에서 의류 및 인테리어용으로 채택하여 널리 사용되고 있다. 그러나, polypropylene 섬유는 다른 섬유에 비해 융점이 매우 낮아 내열성이 약하여 가공 공정시 고온을 피해야 하고, 곁가지가 거의 없고 섬유 분자 구조가 매우 조밀하며 탄소와 수소로만 이루어진 분자구조에 의한 극소수성 성질 때문에 다른 종류의 물질들과 접착력이 없어 사용에 제약을 주어 다양한 용도로의 활용이 제한되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 Polypropylene 섬유의 제품화에 필요한 요소 기술의 기초를 마련하고자 대기압 플라즈마를 적용하여 소수성 표면을 지니는 표면을 친수화 함으로써 polypropylene 섬유에 후가공이 가능하도록 한다. 따라서 Plasma 표면 처리에 의해 polypropylene 섬유에 미치는 영향에 대하여 조사하고, 표면을 친수화 함으로써 습윤성, 접착성 등 다양한 가공 기술을 적용하여 PP 섬유의 기능성을 향상시키고자 한다. 플라즈마 처리에 의한 폴리프로필렌 섬유의 모폴로지 변화는 주사전자현미경 (FE-SEM)으로 확인하였으며 표면개질 효과는 Wicking Test로 평가하였다.

고급 스포츠웨어와 이너웨어 등에 많이 사용되고 있는 나일론/폴리우레탄 혼방제품은 염색에 있어서 Grin-through 현상, 인공피혁의 염료 이염 현상 등 많은 문제들이 존재한다. 본 연구의 나일론과 폴리우레탄 복합소재에서 나타나는 염색거동을 고찰하고 분석하여, 폴리우레탄 복합소재의 염색성을 개선하기 위하여 실시하였다. 폴리우레탄 복합소재는 해성분이 용출되지 않은 나일론 초극세사 소재에 폴리우레탄 수지를 함침하여 인공피혁과 같은 느낌을 주도록 직접 제조하였다. 제조된 폴리우레탄 함침 나일론 초극세사 소재의 해성분을 용출하였고, Red 색상의 밀링형 산성 염료, 함금속 염료와 반응성 염료에 따라 달라지는 염색특성 및 세탁 견뢰도 등을 고찰하였다. 본 연구를 통하여 다음과 같은 실험결과를 얻을 수 있었다. 나일론 초극세사와 폴리우레탄 수지를 준비하여 습식공정을 통해 인공피혁을 제조한 함침 소재를 알칼리 감량하였고, 감량률은 15~17% 정도로서 대부분의 해성분이 용출됨을 확인하였다. PPG와 PTMG로 구성된 폴리올을 기반으로 한 폴리우레탄 함침 피혁과 PTMG를 단독으로 사용한 함침 피혁의 염색성을 비교한 결과, PPG+PTMG 타입이 더 우수한 염색성을 나타내었다. 특히 밀링 타입과 함금속 타입 염료의 경우는 거의 2배 이상의 흡진율과 겉보기 색농도를 나타내었다. 한편, 반응성 염료의 경우는 두 종류의 폴리우레탄 필름에 거의 염착되지 않았기 때문에 앞으로의 염색실험에서 제외하였다. 견뢰도 측면에서는 각각의 피염물의 등급은 거의 유사하게 나타남을 확인하였다. 이상과 같은 결과로부터, 인공피혁 제조시 PPG+PTMG 타입의 폴리우레탄 수지를 사용하여 함침시 더 높은 색강도와 염착률을 얻을 수 있음을 알았다. 사용하는 염료의 종류를 좀 더 다양하게 하여 실험을 실시하고 폴리우레탄의 물성 및 분석 등의 추가적인 연구가 진행된다면, 인공피혁의 염색시에 발생하는 여러 가지 문제점들을 해결할 수 있을 것이다.

팥에 함유되어있는 색소와 관련된 연구 중에서는, 검정팥의 색소성분을 분리하여 delphinidin-3-glucoside(D-3-G)로 보고한 Sasanuma의 연구와 검정팥 껍질속에 포함된 안토시아닌의 함량을 평가한 Yoshida의 연구 결과 등이 있다. 본 연구에서는 검정팥 종피에서 색소를 추출하여, 적정 염색조건을 설정하였으며, 매염제별 색상변화 및 견뢰도를 측정하는 과정을 통해 염색 특성을 파악하여 새로운 천연염재로서의 활용 가능성을 진단하였을 뿐만 아니라 응용 연구를 위한 기초자료의 확보에 주안점을 두었다. pH에 따른 염색성에서는 견직물의 경우 pH 4에서 가장 염착량이 많았고, 면직물의 경우에는 주어진 범위내에서는 pH가 높을수록 염착량이 많았다. 염색온도와 시간에 따른 염색성은, 견직물의 경우, 염색온도 $80^{\circ}C$에서는 시간이 경과할수록 K/S 값이 크게 나타났으며, 면직물의 경우도 견직물과 비슷한 결과로 온도가 높아질수록 염색시간이 경과될수록 K/S 값이 크게 나타났다. 견직물에 대한 매염제 종류별 표면색의 변화에서는 Fe 매염포만 $YR{\rightarrow}Y$ 로 변화되었을 뿐 다른 매염제에서는 매염 후에도 색상 변화는 크지 않았다. 매염처리 전 견직물의 일광 견뢰도는 무매염이 4~6등급, Al 처리포는 4~5등급, Cu와 Sn은 3~4등급으로 나타났고 Fe는 2~3등급으로 가장 낮게 나타났으며, 세탁견뢰도에서는 무매염 2등급, 매염제 처리의 경우 2~3등급으로 나타났다. 무매염 면직물의 일광견뢰도는 1~2 등급, Fe 매염은 2~3등급, Cu 2등급 Al과 Sn은 1~2등급으로 매염처리에 의해 전혀 개선되지 않았으며, 세탁견뢰도의 경우 Cu매염이 4등급으로 양호하게 나타났으며 무매염, Al, Sn과 Fe는 3등급으로 나타났다.

본 연구에서는 대량으로 손쉽게 구 할 수 있는 식물염료를 확보하여 새로운 천연색소자원을 탐색하기 위해서 진행되었으며, 시료의 최적 추출 조건을 확립하고 추출된 색소의 실크에 대한 염색 특성을 살펴 최적 염색조건을 설정하고, 염색견뢰도를 평가하여 수수 등겨 추출물의 천연색소로의 활용에 대한 기초 자료를 마련하고자 하였다. 수수 색소 추출 시 생산성과 편리성을 고려하여 추출은 pH 4, 추출온도 $60^{\circ}C$, 추출시간 24시간이 적정조건으로 제시되었으며, 수수 추출물에 함유되어 있는 탄닌의 최대흡수파장은 282nm로 나타났다. 견직물의 pH에 따른 염색 특성은 pH가 증가할수록 K/S값이 증가하여 염착량이 증가하였으며, 염색온도가 높을수록 염색시간이 길어질수록 염착량이 증가하는 경향을 보여주고 있다, 염색온도가 높을수록 염색시간이 경과될수록 색상은 $Y{\rightarrow}YR$로 변화되는 것을 알 수 있었으며 염색온도가 높을수록 채도가 증가하였다. 욕비가 클수록 염착량은 감소하였으나, 채도는 약간 증가하는 것을 알 수 있었다. 매염제 처리에 의한 색상변화에서는 Al, Ni 매염은 색상변화는 적었지만, Cu와 Fe 매염은 명도와 채도를 크게 감소시키고 아울러 색상도 Cu는 적갈색으로 Fe는 진회색으로 변화되었다. Sn과 Ti 매염에 의해서 명도는 약간 감소하고 채도는 약간 상승하여 연한 주황색으로 색상이 변화하였다. 설정된 조건에서 염색된 염색포의 일광견뢰도는 2~3급, 세탁견뢰도 변퇴색은 2~3급, 오염은 4~5급으로 나타났다. Fe로 매염된 염색포의 일광견뢰도는 증가하여 3~4급으로 나타났으며, 매염제 처리에 의한 세탁 견뢰도는 같거나 약간 증가되는 것으로 나타났다.

초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)섬유는 현재까지 알려져 있는 섬유중 비강도가 가장 우수하며 강도 또한 최고 40g/d를 나타내는 슈퍼섬유중에 하나이다. UHMWPE섬유는 비교적 간단한 분자구조로 이루어져 있으며 높은 결정화도로 인해 광 안정성 및 자외선 저항성이 우수하며 내마모성도 뛰어나다. 이러한 특성으로 인해 최근 로프 및 어망 등의 산업적 용도 뿐만 아니라 익스트림 스포츠웨어를 포함한 의류소재에도 다양하게 적용되고 있다. 하지만 의류소재 적용에 앞서 초소수성으로 이루어진 분자구조와 낮은 내열성으로 인해 염색이 쉽지 않으며 다양한 색상을 구현하기가 힘든 실정이다. 현재 본 연구실에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 UHMWPE섬유에 염색이 가능한 염료를 개발하였으며 보다 다양한 색상을 구현하기 위해 연구를 진행 중이다. 현재 본 연구실에서는 UHMWPE섬유 염색에 있어 Blue, Red, Yellow, Magenta 계열의 색상구현이 가능하며 보다 심색화 된 색상을 구현함으로 인해 의류용 섬유소재 및 산업용 섬유소재에 다양하게 적용할 수 있도록 UHMWPE섬유용 염료합성 실험이 진행되고 있다. 안트라퀴논 및 아조계 염료에 초소수성 알킬체인을 치환함으로써 염료의 소수성을 증가시켜 초소수성 섬유인 UHMWPE섬유에 염착성을 증가시키고 높은 견뢰도 결과를 확보하였다. 또한 내열성이 낮은 특성에도 불구하고 염색 이후 UHMWPE섬유가 가지는 물성에는 큰 변화를 나타내지 않았다.

화학센서는 분석물질과 감응물질간의 화학적 반응을 통해 분석물질을 선택적으로 인지하고 이를 통하여 특정물질을 실시간으로 분석할 수 있는 기술이다. 최근 화학센서로 색소를 이용하여 음이온을 진단/감응하는 기술이 각광 받고 있으며, 더불어 음이온을 선택적으로 인지함에 있어 검출하고자 하는 특정 음이온에 대한 민감도를 높이기 위한 노력이 계속되고 있다. 감응물질로 이용되는 색소는 주로 분자 내 전하 이동형 색소(intramolecular charge transfer dye)로 주위 환경 변화에 민감하게 반응하며, 자극에 따른 변화를 흡수와 발광, 굴절률의 변화 등으로 나타낸다. 또한 다양한 음이온 중 분석물질로써 연구 가치가 큰 음이온에는 플루오린화물(fluoride)이 있다. 이는 플루오린화물이 치아 보호와 골다공증에 중요한 역할을 하는 순기능을 가지는 반면 고농도 상태에서는 불소증(fluorosis)을 비롯한 악영향을 잠재적으로 가지기 때문에 그 양을 인지하는 것이 중요하게 여겨지기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 2-(3,5,5-trimethylcyclohex-2-enylidene)-malononitirle과 indole-3-carboxaldehyde를 통하여 분자 내 전하 이동형 색소를 합성하고, $^1H$ NMR, GC-mas, EA로 합성된 색소의 물성을 분석하였다. 우선 반응물인 2-(3,5,5-trimethylcyclohex-2-enylidene)-malononitirle을 합성하기 위해 dimethylfor mamide(DMF) 용매 하에서 isophorone과 malononitrile을 12시간 반응시키고, 얻어진 결과물을 정제한다. 이후 indole-3-carboxaldehyde와 10시간 환류시켜 색소를 얻는다. 합성된 색소는 F 이온 검출에 이용되며, UV-vis 분광법을 이용하여 분석물질에 따른 흡수 정도와 강도 변화를 살펴본다. 연구의 최종적인 목적은 비단 진단/감응 색소의 합성이 아니라 나노 섬유 소재와 색소의 접합을 통해 진단/감응형 나노 섬유를 개발하는 것으로 이를 위해 전기방사법이 이용된다.

바닥재 자카드직물에 사용이 예상되는 LMP(low meltig polyester) 복합사는 사염 시 높은 수축율 및 열융착의 가능성 때문에 일반적인 폴리에스테르의 염색조건에서는 염색이 불가하다. 따라서 적정의 수축율 내에서 가능한 염색조건에 대해 고찰하였다. LMP 복합사는 웅진케미컬에서 생산된 Regular PET/LMP(75:25) 260d/48f 원사를 사용하였다. 수축율은 KS K 0215에 준하여 측정하였다. 염색은 E-type 및 S-type(Foron Dark Blue S-WF) 분산염료를 사용하였으며, E-type 중에서는 아조계(Lumacron Blue SERL 200%) 와 안트라퀴논계(Foron Blue E-BL 150)의 2 종류를 사용하였다. 염색된 시료는 현미경 단면사진을 이용하여 염료의 내부확산을 확인하였으며, 환원세정 전후의 K/S 값을 측정하였다. LMP원사의 수축율을 시험한 결과 $90^{\circ}C$에서 9% 정도의 수축율을 나타내어, $90^{\circ}C$ 이상에서는 사염이 어려운 것으로 나타났다. 따라서 염색온도는 $80^{\circ}C$와 $90^{\circ}C$로 하였다. S-type의 염료를 이용한 경우 $90^{\circ}C$에서 4일 이상 염색해도 염착이 이루어지지 않아 대상 염료에서 제외하였다. E-type 염료인 경우 아조계는 흡진율은 높았으나 내부 regular PET에의 확산이 매우 느리고, 안트라퀴논계는 상대적으로 확산이 빠른 것으로 나타났다. 안트라퀴논계 분산염료는 $80^{\circ}C$에서 내부로의 확산에 4일 이상이 소요되며, $90^{\circ}C$에서는 2일 이상이 소요되었다. 이 후 환원세정에 의한 K/S 값의 변화 및 마찰견뢰도를 시험하였으며, 환원세정 후의 섬유단면 사진을 통해 염료의 migration성을 평가하였다.

투습방수필름으로 많이 사용되고 있는 폴리우레탄(PU)에 광촉매 기능성을 가지고 있는 나노-$TiO_2$(Degussa P25)를 1~10wt% 복합시킨 후, 은(Ag)이온 수용액에서 자외선 조사에 의한 광증착시키는 과정을 거쳐 은이 도핑된 PU/$TiO_2$/Ag 하이브리드 멤브레인 필름을 제조하였다. (주)비에스지에서 제공받은 PU/DMF/MEK 용액에 $TiO_2$를 초음파로 균일하게 분산배합한 후, 필름캐스팅하여 만든 필름을 AgNO3 수용액에 침지시키고 254nm의 자외선을 30~120초 동안 조사하는 광증착법으로 은을 환원시켜 도핑시켰다. 은 도핑된 하이브리드 필름을 Shaking flask method에서 폐렴간균, 황색포도상구균에 대한 항균성을 측정하고, Clear zone method에서 대장균에 대한 항균성을 측정한 결과, $TiO_2$ 함량이 3wt% 이상이고 UV조사시간이 60초 이상인 경우 99.9% 이상의 항균성을 나타내는 것을 확인하였다.

Cellulose is extremely difficult to dissolve cellulose in water and most common organic solvents due to their stiff molecular structure, close chain packing and intermolecular hydrogen bonds. Recently, cellulose solutions using ionic liquids (ILs) as a green solvent have been known to form cholesteric liquid crystalline phase at high cellulose concentration. In this study, the phase transition and rheological behaviors of concentrated cellulose/[AMIM]Cl solution were investigated using polarized optical microscopy and rheometry. Studies were conducted to characterize the influence of cellulose concentration on the phase transition of the cellulose solution and the mechanical properties of the regenerated fibers spun from the anisotropic cellulose/[AMIM]Cl solutions.

Poly(phenylene sulfide)(PPS)는 내열성 및 내화학성이 뛰어난 고분자 소재로, 대표적인 엔지니어링 플라스틱 중 하나이다. PPS는 벤젠 링에 황원자가 파라 치환 형태로 교대로 존재하는 결정성 고분자이며, 다른 대부분의 고성능 섬유고분자가 용융되지 않는 것과는 달리 용융되는 열가소성 소재이다. PPS는 높은 내약품성과 열에 대한 장기적인 안정성을 나타내고, 방염제 첨가 없이도 방염화가 가능하며, 전기 절연성이 뛰어나고, 형태안정성도 우수하다. 또한 $200^{\circ}C$ 이하에서는 어떤 용매에도 용해되지 않으며, $200^{\circ}C$ 이상에서도 몇 가지 방향족 화합물에만 제한된 범위 내에서 용해되는 우수한 내약품성을 나타낸다. PPS의 내열성을 더욱 우수하게 하기 위해 고분자 사슬을 가교할 수 있다. 가교에는 열처리 또는 감마선, 전자선, 자외선 조사를 이용할 수 있는데 열에 의한 가교는 균일한 열전달과 고온이 필요하며 감마선 및 전자선 조사는 설비의 고비용과 방사선 노출 위험으로 인해 비친환경적이다. 반면에 자외선 조사법은 다루기 쉽고 비용이 적게 들고 친환경적인 장점을 가진다. 본 연구에서는 PPS film의 열안정성을 향상시키기 위해 자외선 조사를 이용하여 PPS film의 광가교를 수행하였다.

Poly(lactic acid)(이하 PLA라 칭함)는 초기 연구에서는 제조비용과 희귀성으로 봉합사 등의 의료용 등의 용도가 제한적이었으나 1980년대의 유전공학의 발전과 이를 바탕으로 1990년 이후 농업의 혁신적인 변화를 거쳐 옥수수의 여러 측면의 이용 중의 하나로서 2000년 초에 양산화에 성공하여, 의류, 필름 및 플라스틱의 다양한 분야에서 적용되고 있다. PLA의 장점은 석유가 아닌 천연 원료에서 얻을 수 있으며, 기존의 합성섬유와는 달리 일정한 조건하에서 미생물 등에 의해 물과 이산화탄소로 분해되는 친환경적인 소재이다. 합성섬유 중에서 의류용의 대부분 차지하는 폴리에스테르(이하 PET라 칭함)와 유사한 물성을 가지고 있는 PLA섬유는 PET섬유와 유사한 분산염료로 염색할 수 있다. 따라서 PLA섬유는 분산염료에 의한 염색법을 중심으로 연구되어지고 있으나, PET 섬유의 융점이 $254^{\circ}C$부근인 반면, PLA섬유는 $160-170^{\circ}C$ 부근이다. 이로 인해 PLA를 섬유로 용도전개에 있어서 약점으로 작용하고 있다. 그러나 PLA섬유는 특유의 경량감과 새로운 촉감 등의 많은 장점을 지니고 있어 여러 가지 용도전개가 되어지고 있다. 배트염료는 그 자체로서는 불용성으로 섬유와 친화성이 낮지만, 알칼리성 환원욕에서 셀룰로오스 섬유 등에 친화성이 있다. 화학구조적으로 안트라키논, 인디고계가 주류를 이루고 있으며, 색상적으로는 화학구조의 제약으로 선명도가 약깐 낮은 중간색 계통이 대부분이지만, 견뢰도 면에서는 다른 염료에서는 얻을 수 없는 높은 견뢰도를 가지는 것이 배트염료가 지니는 장점중의 하나이다. 셀룰로오스계 섬유에 주로 이용되는 배트염료를 나일론과 폴리에스테르 중심으로 합성섬유에 적용하는 연구 및 실용화가 되어지고 있다. 본 연구에서는 Indigo Blue 1을 중심으로 염색된 PLA섬유의 반복 세탁에 의한 염색물의 변 퇴색성을 조사하였다.

전통 날염방식(Silk Screen)과 디지털날염(Digital Textile Printing)을 비교해보면, 디지털날염은 디자인에서부터 날염까지의 전공정을 완전히 디지털화함으로서 다양하게 디자인할 수 있고 미묘한 색감의 흐름을 표현할 수 있어서 자연스러운 이미지의 표현이 가능하다. 그러나 현재 디지털날염을 피혁이나 직물에 적용하기에는 프린팅속도가 느려서 생산성이 낮고 이미지 내구성(세탁, 승화, 일광, 및 마찰견뢰도)이 낮은 등 많은 단점을 가지고 있다. 또한 신발산업은 현재 중국이나 동남아시아 등 개발도상국의 등장으로 수출의 국제적 경쟁시대에 접어들면서 대량생산이나 획일적인 디자인으로부터 벗어나 고부가가치 상품을 생산해야하는 과제를 안게 되었다. 한편 가죽에 응용가능한 잉크는 크게 수성, 유성, 용제형과 자외선 경화형의 잉크가 있으며 자외선 경화형 잉크는 자외선을 이용하여 기존의 잉크의 단점을 보완한 것이다. 자외선 경화형 잉크는 자외선 램프를 열원으로 하여 이온 또는 라디칼 중합, 광중합을 하며, 에너지 소비가 적어 경제적이며 시스템 가동시 비활성 기체가 필요하지 않다. 또한 자외선 경화형 기술은 상온에서 이용할 수 있으며 잉크의 경우 건조하는 데 걸리는 시간이 필요하지 않다. 또한 시스템을 가동 시키거나 중지 시키는 것이 쉬우며 고속으로 연속적인 일을 처리할 수 있다. 프린터의 크기가 작아 공간 효율이 유리하며 용제나 $CO_2$가 발생하지 않아 친환경적인 기술이라 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 자외선 경화형 시스템을 잉크에 적용하여 피혁 표면에 프린팅한 다음 그 견뢰도를 측정함으로써 그 효과를 알아보았다. 세탁에 의한 Matlab 측정값으로부터 용제형 잉크의 경우는 세탁 전, 후 line width가 큰 차이를 보이나 자외선 경화형 잉크의 경우는 그 차이가 적음으로부터 자외선 경화형 잉크가 용제형에 비해 색상 탈리가 적었음을 말한다. 또한 raggedness값 역시 마찬가지 결과를 보여 안료 색소와 피혁의 접착성이 향상된 것을 알 수 있다. SEM을 이용한 피혁의 표면과 단면 사진을 보면 용제형보다 자외선 경화형 잉크를 사용한 피혁이 좀 더 매끈한 표면을 보이는데 이것은 접착기능을 하는 아크릴레이트에 의해 균일한 날염이 가능하기 때문이라 고 생각된다. 이상의 결과로부터 자외선 경화형 잉크가 세탁, 마찰, 일광 견뢰도가 우수함을 알 수 있었으며 기존의 용제형 잉크를 대체할 수 있는 좋은 재료라고 생각된다.

To improve the deodorizing and antibacterial performance of various fabrics (cotton, silk and wool) dyed with pomegranate(Punica granatum L.) extract without mordants, natural colorant solutions, which were extracted from pomegranate using water as an extractant at $90^{\circ}C$ for 90 min with a various liquor ratio (solid natural colorant material/solvent water, weight ratio) from 1:100 to 1:5 were used. To achieve the highest K/S and the deodorizing and antibacterial performance, the best liquor ratio, dyeing bath ratio, dyeing temperature and dyeing time were found to be 1:10, 1:50, $80^{\circ}C$ and 60 min, respectively. The deodorizing performance of dyed cotton, silk and wool fabrics against acetic acid vapor were found to be95,70,90%,respectively. However, all the dyed fabrics displayed outstanding deodorizing performance(99%) against ammonia gas and antibacterial performance(bacteriostatic reduction rate:99.9%) against Staphylococcu aureus and Klebsiella pneumonia(bacteriostatic reduction rate: 99.9%). It is worth noting that pomegranate (Punica granatum L.) colorants notably enhanced the deodorizing and antibacterial performance of cotton, silk and wool fabrics.

본 연구는 가정용 및 산업용 유해가스제거용 필터여재의 제조에 관한 것으로 핫멜트(hot-melt) 분사 시스템에 의한 다층구조의 부직포와 활성탄 등의 흡착물질로 구성되는 샌드위치 복합시트 및 필터여 재의 제조에 사용되는 구성재료의 최적화에 관한 연구이다. 스프레이 본딩 시스템에 의한 공정은 종래의 유해가스제거용 필터 미디어의 제조하는 방법인 활성탄과 바인더 역할을 하는 핫멜트 수지를 혼합하여 부직포 원단에 도포하여 활성탄을 부착시키는 공정에 비해 도포되는 핫멜트 수지의 양이 감소에 의한 생산비절감과 충분한 활성탄 도포에 의한 기능성 향상 등에 의해 유해가스 포집율을 높일 수 있으며 공정 이후 스프레이에 의해 도포된 핫멜트수지의 자연건조 방식에 의한, 열원이 불필요하며, 에너지가 절감되며, 속도 향상에 의한 생산성 향상, 분진발생 최소화로 인한 제조현장의 환경개선이 가능할 것으로 사료된다. 1차적으로 본 연구의 필터제조의 최적화를 위해서 스프레이 본딩시스템에 효율적으로 사용가능한 다양한 수지를 검토하였으며, 기존 외산 캐빈필터여재의 미세구조 및 성능특성, 다양한 활성탄의 흡착성능검토, 사용 가능한 여재의 특성분석을 통해 다층구조의 필터 여재에 사용 가능한 구성재료의 최적화에 중심을 두었다.

피부염 증상 완화특성을 갖는 힐링섬유소재 제조를 연구하였다. 면소재, 폴리에스테스/나일론 소재에 피부염 증상완화특성이 있다고 알려진 기능성물질을 바인더, 수지 등의 혼합물 페이스트로 만들어 스크린프린팅법을 사용하여 실험을 시도하였다. 제조한 힐링섬유시편소재의 항균특성은 면소재의 경우 99.9% 의 우수한 항균특성을 나타냈다. 암모니아가스의 소취성능은 시간경과에 따라 최대 68%의 소취율을 보였다. 타소재와의 오염견뢰도는 평균 4.5 ~ 5등급, 변퇴세탁견뢰도는 5등급, 마찰견뢰도는 3 ~ 4.5 등급, 일광견뢰도는 5등급을 나타냈다. 의약품 등의 독성시험기준에 따른 힐링소재의 피부자극성을 평가하기 위해 NZW토끼의 피부에 24시간 동안 부착한 후 72시간 동안 사망률, 일반증상, 체중변화 및 피부자극성을 시험한 결과 사망토끼는 관찰되지 않았고, 모든 시험동물에서 특이할 만한 이상증상은 관찰되지 않았다. 체중측정결과 모든 동물에서 정상적인 체중증가를 보였다. 시험소재의 피부자극성을 관찰한 결과 피부자극성이 관찰되지 않아 비자극성(None Irritant)섬유소재로 판단되어 피부염증상완화 특성을 갖는 힐링섬유소재 제조의 실용화 가능성을 연구하였다.

산소와 아연의 화합물인 산화아연은 UVA, UVB 산란효과가 있는 논케미컬 자외선 차단 성분으로 물, 알코올에는 녹지 않지만 산, 알칼리, 암모니아수 등에는 녹는다. 자외선을 방지하며 입자경은 500nm전후이다. 굴절률은1.9~2.0으로 내광성, 내건성, 내열성이 커서 햇빛이나 다른 자극으로 보호막을 형성하며 수렴, 방부, 항균작용을 한다. 이러한 특징을 띄는 금속산화물 산화아연을 내광성이 약한 p-aramid섬유에 코팅해 내광성 증진을 나타내려한다. 이에 따라 본 실험에서는 암모니아수와 Zinc acetate로부터 sol-gel 합성법에 따른 ZnO 합성 실험을 수행하였다. 반응물 농도에 따른 ZnO 입자의 형상과 입자 분포를 통해 결정크기를 알아보았다. 결과 분석을 위하여 X-ray 회절분석(XRD)를 이용해 ZnO입자의 결정성을 분석하였고, 패턴의 형상과 결정크기를 전계방출형 투과전자현미경(FE-TEM)을 통해 관찰하였다.

의류용 섬유제품은 고유의 기능인 보온성을 비롯하여, 태나 착용감, 또는 패션에 부응하는 다양한 성능이 요구되고 있다. 섬유 직물의 보온기능은 경량 보온과 축열 보온 그리고 발열 등이 중요한 기능으로 인식되고 있으며 특히 적극적인 보온성이 요구된다. 본 연구에서는 그 개선책으로서 패션소재표면에 상전이물질을 코팅하여 보온성을 조사했다. 상전 이물질 (PCM,Phase change materials) 입자를 DSC분석기로 측정하여 열거동을 관찰하였고, 실크직물과 실크혼방 직물에 PCM과 키토산을 농도별로 처리하여 보온성 테스트와 SEM을 측정하였다. 실크직물과 실크혼방 직물에 PCM과 키토산 처리하여 직물의 보온성을 측정해 본 결과, 실크직물 9.1% 실크혼방 직물은 29.9%로 실크혼방 직물이 실크직물보다 우수한 보온성을 보였다. SEM 관찰에서도 실크직물과 실크혼방 직물의 표면에 PCM입자의 침투정도도 확연한 차이를 보였다. 이를 미루어 볼 때 실크직물보다 실크혼방 직물에 PCM과 키토산을 처리하였을 경우 우수한 보온성을 보인다고 생각된다.

최근 들어서 소비성향의 고급화 추세와 고기능성 및 쾌적성의 추구는 발수성의 개발로 이어져왔다. Polyester, Nylon 등 다양한 합성섬유소재의 발전으로 발수기능이 상품가치의 중요한 요소로 자리잡고 있다. 더 나아가 표면과 이면이 서로 다른 특성을 가지도록 유도하여 편면기능성을 부여하는 가공을 응용한다면 더욱 더 고부가가치를 기대할 수 있다. 본 연구에서는 불소계로 발수 처리된 Polyester직물 및 Nylon/PU 혼방직물에 저온 플라즈마를 출력 50W, 1, 3, 5, 7 분 처리하여 편발수성을 검토하였다. 불소계 발수제로 코팅처리한 Polyester직물의 경우 5분간 Plasma처리하면 접촉각이 미처리 시료의 $149^{\circ}$에서 처리 후, 앞면 $71.56^{\circ}$, 뒷면 $126.94^{\circ}$,Nylon/PU 혼방직물의 경우에는 $155.3^{\circ}$에서 앞면 $63.24^{\circ}$, 뒷면 $139.26^{\circ}$로 크게 편면 친수화 되었다. 그 결과로 볼 때 플라즈마처리에 의해 편면발수 가공으로 서의 효과를 얻을 수 있었다. SEM 관찰을 통해 Polyester직물 및 Nylon/PU혼방 직물에 플라즈마 처리한 후 처리시간에 따른 펴면의 발수가공 층이 파괴되는 것을 알 수 있었다. 이는 표면에서의 발수효과가 플라즈마처리에 의해 친수화가 진행된 결과와 일치한다.

현재 기능성 의류 섬유시장에서도, 요구하는 주요 기능들의 퍼포먼스 수준을 보여주는 과학적 수치들과 함께 기능성 섬유제작 과정에서 얼마나 친환경적인 제조과정을 거쳤는가에 대한 정보들도 요구하고 있는 중이다. 섬유에 인간과 환경에 유해한 성분이 최대한 배제됐으며 생산 과정에서의 자연자원의 낭비가 이뤄지지 않았음을 증명해야한다. CPB 전처리 공정은 혼방직물과 같이 서로 다른 물성을 가지는 직물에 대한 저온 처리로 섬유 손상을 최소화하고, $CO_2$ 발생량 및 에너지 소비량을 감소시킬 수 있는 이점이 있다. CPB 전처리는 호발, 정련, 표백을 포함하는 공정으로 일욕으로 처리 시 패딩, 수세, 와인딩 공정을 단축시키기 때문에 약품 소비량 감소와 에너지 사용 절감 효과가 있어 전 세계적으로 확산되고 있는 Green Technology이다. 본 연구에서는 CPB용 전처리 조제(4~5종)을 일욕화 하여 가공업체 생산성 향상 및 원가절감, 환경유해성 감소를 목표로 하여 CPB 전처리의 최적 가공조건을 확립하는 것이 목표이다. 첨가 용제의 종류 및 첨가량을 변화시켜 각 조성비에 따른 sample을 제조하여 정련성, 호발성, 알칼리 안정성, Whiteness를 측정하여 전처리 성능을 분석하고, 과수안정성, 금속이온 봉쇄력을 비교하여 최적 조성비 및 중합조건을 확립하였다.

지구온난화 및 환경오염의 영향으로 선진국을 중심으로한 환경규제가 심해지면서, 홈 텍스타일 분야에서는 세계 패션 트렌드 및 소비자 선호에 부응한 친환경 섬유소재 개발, 웰빙 시대에 적합한 기능성 및 고감성 제품개발을 통한 차별화가 요구되고 있다. 최근의 섬유산업의 동향도 인체에 무해한 천연적인 섬유소재에 많은 관심이 증대됨에 따라 개인의 건강 뿐만 아니라 환경을 생각하는 생활패턴인 친환경섬유의 개발이 새로운 트렌드로 떠오르고 있는 실정이다. 헴프는 일년생 식물로서 학명은 Cannabis sativa L.이다. 헴프섬유의 장점으로 내구성 및 내수성, 항균성 등이 우수한 것으로 보고되고 있으나 양질의 원료 확보, 세섬도 추출 기술 및 combing 기술 등의 부족으로 100% 헴프 세 번수 방적사의 제조가 어려워 주로 면섬유와의 혼합소재로 제조되어 왔다. 최근 들어, 친환경 소재로서 박테리아 성장 억제 기능을 가진 재생섬유인 Tencel 소재를 이용하여 stiff한 Hemp의 성질에 유연성을 추가하여 촉감을 개선함과 동시에, Tencel과 Hemp를 혼용함으로써 soft touch부터 harsh touch까지 혼용율에 의한 다양한 감성을 느끼게 함으로써 용도의 다양화 추구가 시도되어 왔다. Hemp의 거친 느낌을 완화시키고 Tencel의 박테리아 억제 기능과 Hemp의 항균기능, 방충, 탈취기능이 상호 보완되어 친환경적이고 위생적인 다용도 홈 인테리어 및 가구용 직물 등의 제품으로 Hemp/Tencel 복합사가 많이 사용되고 있다. 본 연구는 Hemp와 Tencel의 혼용율의 변화에 따른 복합사의 물리적 특성을 확인하기 위하여 천연복합 태번수 방적사 최적 사설계 이론을 적용하여 Hemp 섬유 혼용율에 따른 사의 물성분석을 함으로써 Hemp/Tencel 방적사 최적 공정 조건을 결정하기 위한 사설계 이론 결과와 실험결과를 비교 분석하고자 한다. 최적 천연 Hemp복합방적사 사설계의 이론화 및 사 물성 DB화 그리고 태번수 Hemp사의 물성분석 및 이들을 DB화 함으로써 가구용 직물로 많이 사용되는 친환경 Hemp 소재사의 방적성 향상을 꾀하고자 한다. 이를 위해서 제조한 방적사의 Dry heat shrinkage와 Wet heat shrinkage를 측정하여 확인하였고 인장시험기를 이용하여 Tenacity, Initial Modulus, breaking strain을 측정 분석하였다. 방적사의 표면 특성은 영상 현미경 시스템을 사용하여 ${\times}40$ 배율로 측정하여 확인하였다.

전자제품 패키지에 요구되는 쿠션성과 정전방전 기능을 갖는 폴리우레탄 발포 필름의 제조기술을 확립하게 되면 IT산업용에 적용 가능한 필름제품이 개발되어 ESD(정전방전, Electrostatic Dissipation) 성능을 발휘하게 됨으로서 정전기 쇼크에 의한 각종 전자제품의 오작동이나 파손 방지가 가능하게 되어 포장재, 자동차 전자제품의 하우징 등으로 사용될 수 있게 된다. 전도성 고분자인 Polyaniline (PANI)은 다른 여러 고분자와 비교하여 볼 때 다른 유형의 전도성 고분자보다 합성하기가 쉽고 높은 전기전도도를 보임은 물론 열적 및 대기 안정성이 우수하며 가격이 저렴한 장점을 가지고 있다. 본연구는 CNT 나노기술을 응용한 IT산업용 적층간지용 ESD PU발포필름의 제조 가공기술 및 상품화 개발을 수행하고자 방수, 투습방수성을 가지는 유연재료인 폴리우레탄(PU)의 1액형 PU와 DMF에 PANI의 함량을 5, 10, 15, 20, 25, 30wt%로 변화시켜 제조한 PANI/DMF 분산용액과 IPA/MWNT 3wt% 분산용액의 혼용비에 변화를 주어 $120^{\circ}C$에서 2분 건조시켜 그라운드 필름을 제조하였다. 그리고 2액형 PU와 IPA/MWNT 3wt% 분산용액과 발포제를 사용하여 발포온도 $150^{\circ}C$에서 5분간 건조시켜 발포필름을 제조하였으며 이들의 전기적 특성과 역학적 특성을 조사하였다. 제조된 필름의 전기전도성은 전기저항측정기 KEITHLEY 8009를 사용하여 부피저항과, 표면저항을 각각 측정하여 확인하였으며, 필름의 마찰 대전압은 E.S.T-7 마찰 대전압 시험기를 이용하여 표면 마찰 대전압을 측정하여 확인하고, 필름의 물리적 특성은 인장시험기를 이용하여 breaking stress, breaking strain을 측정하였다. 필름단면의 CNT 발포특성은 주사전자현미경(SEM)을 사용하여 측정하여 발포특성과 물성과의 연관성을 확인하였다. 그 결과 필름의 전기적 특성은 PANI가 30% 함량일 때 전반적으로 낮은 저항값이 측정되었으며, 마찰대전압을 측정한 결과 대부분의 시료가 0에 가까운 낮은 값을 가졌다. 필름의 물리적 인장특성은 PANI가 10wt%의 함량일 때 가장 높은 절단강도를 가졌으며 분산용액의 혼용비에 따른 경향성은 나타나지 않았다. 필름의 단면형상을 확인하여 발포특성을 분석한 결과 PANI의 함량에 따라 발포 cell의 크기는 뚜렷한 경향성을 보이지 않았으나 30wt%의 PANI/DMF 분산용액 20part(gr)와 3wt% IPA/MWNT 분산용액 40part(gr)로 제조한 시료의 cell이 가장 균일하고 고르게 발포되었으며, 3.90E+06ohm으로 가장 낮은 표면저항 값으로 측정되어 가장 좋은 전기전도성을 가짐을 확인하였다.

아라미드는 일반적인 유기섬유와는 다른 우수한 역학적 성질을 바탕으로 보호의류 중에서 방탄방호 및 방검보호 의류에 사용되는 고부가 소재이다. 현재까지 ATY기계에서 사의 구조와 물성에 큰 영향을 미치는 Nozzle의 구조에 대한 연구결과는 많이 발표되어왔다. 그러나 최근 들어 소방방화방 검용 보호의류에 많이 사용되는 아라미드사에 ATY 공정 중에서 Nozzle의 직경이 ATY사의 물성에 어떤 영향을 미치는가에 대한 연구는 발표된 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 Para-aramid/Nylon hybrid사를 이용하여 ATY로 제조할 경우, 표면에 생기는 loop로 인하여 타 소재와 접착시, 접착제 담지 성능이 향상되어 접착력이 상승되는 반면 아라미드 Hybrid사의 역학물성은 ATY가 가공되기 전의 물성보다 저하되는 약점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 ATY 제조공정에서 Nozzle의 직경을 달리할 때 Aramid/Nylon Hybrid ATY사의 물성변화를 분석함으로서 방화복과 방검용 보호의류에 적합한 아라미드 ATY사를 개발하고자 한다. 본 연구에서는 ATY 제조공정 중 다른 공정조건은 동일하게 하고 Nozzle의 직경을 0.6, 0.75, 1, 1.2mm로 변경하여 4가지 시료를 준비하고 물성분석을 위하여 제조된 시료의 강신도, 초기탄성률을 각각 측정하여 인장특성을 확인하였으며, 건열수축률과 습열수축률을 측정하여 시료의 열 수축률을 측정 분석하였다. 표면의 루프 발현 정도를 보기위하여 형태 불안정성을 측정 평가하였으며 영상현미경시스템을 사용하여 표면특성을 측정 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. Nozzle의 직경이 증가함에 따라 절단강도는 30% 감소하였고 초기탄성률은 3배 가까이 감소하였다. 그리고 절단신도는 2배정도 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 Nozzle의 직경이 증가함에 따라 ATY hybrid사의 건 습열수축률이 증가하다가 직경이 1.2mm일 때 감소하는 경향을 나타내었고 직경 변화에 따라 4~6%의 열 수축률의 분포를 보였다. Para-aramid/Nylon hybrid사의 형태불안정성은 0.3~0.5%를 분포를 나타내었고 Nozzle의 직경이 0.6, 1mm일 때 상대적으로 낮은 ATY의 불안정성이 확인되었다. Nozzle의 직경이 감소할수록 loop의 엉킴이 적으며 flat하였으며 직경이 1.2mm일 때 가장 조밀하고 표면에 loop가 많이 형성된 것을 확인하였다.

The air texturing공정은 노즐에서 전달되는 초음속 에어기류에 의해 overfeed를 수반하여 yarn속 fiber가 뒤얽혀 loop와 crimp를 발달시키는데, 고강력 고탄성율 고내열성 내절단성 등의 특성을 가지는 아라미드섬유를 에어 가공사로 가공 할 경우 가공 전 필라멘트 상태일 때 보다 표면에 생기는 loop로 인하여 촉감이 좋아지고 또한 타 소재와 접착 시 접착제 담지 성능이 향상 되어 접착력이 상승되고, 이를 통해 보강재로서의 기능이 강화되는 반면 역학물성이 기존의 아라미드 보다 저하되는 약점을 가지고 있어 최근 ATY 공정조건이 ATY 사의 구조와 물성변화에 미치는 영향에 대한 많은 연구결과가 발표되고 있다. 본 연구에서는 Aiki air jet texturing machine에서 $Heracron^{(R)}$ para-aramid(840, 1000d, 1500d)를 사용하여 ATY nozzle의 직경을 0.6, 0.75, 1, 1.2mm로 변화를 주어 12개의 para-aramid ATY 시료를 제조하여 이들의 섬도, 강신도, 초기탄성률, 열수축률 그리고 형태불안정성(instability)등의 물성변화를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 노즐의 직경이 증가함에 따라 사 내의 filament간의 움직임이 자유로워 교락이 증가하고 루프가 형성되어 단위길이 당 mass가 커지므로 섬도가 미세하게 증가하는 것을 볼 수 있다. 또한 직경이 증가할수록 절단강도와 초기탄성률은 감소하고 절단신도가 증가하는 경향을 볼 수 있는데 이는 축 방향으로의 배열이 적어져 하중을 분담하는 portion이 감소하고 사의 loop형성이 많아짐으로서 상대적으로 인장력에 대응하는 fiber의 수가 적어지기 때문으로 사료된다. 이는 현미경 관찰로 확인할 수 있는데 직경이 증가함에 따라 사의 loop의 엉킴이 증가하고 filament가 조밀한 것을 확인할 수 있다. 직경 변화에 따른 건 습열 수축률은 1% 미만의 매우 낮은 값으로 영향을 받지 않는 것을 확인 할 수 있는데 para-aramid의 열적특성의 안정성에 기인하는 것으로 사료되며 ATY의 불안정성은 노즐 직경 증가에 따른 어떤 경향성을 찾아볼 수 없었지만 840d, 1000d, 1500d로 섬도가 증가함에 따라 사의 불안정성이 증가하였다.

최근 환경파괴, 병원성 세균감염 등 각종질병과 환경문제로 인한 피부염 등 우리 몸을 보호하기 위하여 친환경 소재의 용품들이 소비자들의 이목을 끌고 있다. 또한, 부가가치를 높이고 특수한 기능성을 나타내는 기능성 섬유에 대한 관심이 증가하고 있으며 이러한 기능성 섬유들 중에서 항균성을 가지는 천연섬유를 주제로 연구를 진행하고 있다. 대표적인 천연섬유인 면 직물에 Zinc alginate로 코팅시켜 부가적인 기능들을 부여시키는 방법으로 실험을 진행하였다. 미처리 면직물과 Zinc alginate가 코팅 된 면직물을 서로 비교하여 분석하였다. 증류수와 생리식염수로 흡습량과 흡습시간을 동시에 측정 후 비교하였으며 접촉각은 Contact angle system OCA20을 이용하여 측정하였다. Zinc alginate의 흡착량은 EDS(EX-250, HORIBA, Japan)를 이용하여 확인하였다. 표면과 단면의 형태는 주사전자현미경(S-4100, Hitachi Co., Japan)으로 x300, x500 배율로 측정하였다.

식생활 및 사회 환경 변화에 따라 식품 폐기물이 많이 발생하고 있다. 이 폐기물을 처리하는 데 막대한 비용이 소요되고 환경오염도 심각한 상황이다. 이에 식품 폐기물의 자원화를 통해 자원의 부가가치를 높이고, 처리비용 절감과 함께 환경오염 방지, 새로운 유기소재의 확보 등의 효과를 볼 것으로 사료된다. 본 연구는 바나나 껍질로부터 추출한 물질의 다양한 기능성을 조사하고, 인디고의 환원제로서 유효성을 확인하여 천연염색 분야에 식품 폐기물의 활용 방안을 모색하는데 목적이 있다. 이를 위하여 바나나 껍질은 건조 후 증류수로 $100^{\circ}C$에서 1시간 동안 추출, 농축하여 분말로 만들어 사용하였다. 바나나 껍질 추출물의 기능성을 알아보기 위해 총당분석(Phenol- sulfuric method), 항산화(DPPH radicals 소거활성), 황색포도상구균에 대한 항균성 실험(Paper disc diffusion)을 하였다. 또한 인디고 염색시 화학환원제 대신 이 분말을 사용하였고, 그 환원력 측정은 환원 포텐셜과 염색 실험을 통해 평가하였다. 본 연구에서 제조한 바나나 껍질 추출물은 항산화능이 우수하였고, 높은 당 함량을 나타냈다. 황색 포도상구균에 대한 항균성을 지녀 향후 기능성 물질로서 응용가능성이 클 것으로 전망된다. 바나나껍질 추출물은 합성인디고 환원에 효과적이었다. 인디고 환원은 바나나껍질 추출물을 첨가하면서 바로 시작되고, 24시간 경과 후 최대 염착량과 최고 전압값을 나타냈다. 바나나 껍질 추출물의 농도가 높아질수록 인디고 환원력은 높아지고 염착량도 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 바나나 껍질 추출물은 인디고 환원에서 화학물질인 하이드로설파이트를 대체하여 사용할 수 있는 효과적인 천연유기환원제로 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

고사리는 다년생 양치식물로 예부터 선조들이 즐겨먹던 산채의 일종이다. 고사리에 비타민$B_1,B_2$, C뿐만 아니라 아스파라긴과 글루타민과 같은 성분도 포함된 것으로 밝혀지면서 최근 그 활용가치가 높아지고 있다. 고사리의 재배는 1996년부터 꾸준히 증가하여 현재 1252.8ha(2010년기준)에 이르고 있다. 고사리의 채취는 4월중순 ~ 5월초순에 이르며 어린 순만을 채취하여 식용으로 사용하고 채취시기 후 재배고사리 성채의 줄기와 잎은 50~100cm의 높이로 자라게 내버려두었다가 가을이 되면 저온이나 서리로 인해 갈변하여 일년생을 마치고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 재배고사리 채취시기 이후 7,8,9월에 재배고사리 부산물인 줄기와 잎을 채취하여 염액을 추출하고 KS K 0905 표준면직물을 활용하여 농도변이 100%, 200%, 300%, 400%, 500%별로 면직물의 염색성을 살펴보았으며 염색된 직물의 $L^*$, $a^*$, $b^*$값과 먼셀값, K/S값을 분광광도계를 사용하여 측정하였다. 또한 재배고사리 부산물 색소의 특성을 알아보기 위해 추출액을 혼합하여 동결건조하고 분말화한 다음 TLC분석에 의해 그 성분을 확인하였다.

지구상에는 약 40만 종의 식물이 존재하는 것으로 알려져 있으며 이 중에 는 질병의 치료를 위한 약재로 이용되거나 나무는 대부분 목재 등으로 이용된다. 향나무(Juniperus chinenesis L.)는 항균성 및 방충성이 뛰어난 상록수로서 목재는 조각재나 가구재로 사용되고 민간 및 한의학에서 다양한 증상의 약재로 쓰이고 있으며 부패한 냄새를 제거할 목적이나 향재 및 향료로도 쓰이고 있다. 열매의 정유성분은 화장품, 술, 캔디 등에 사용되며 cedrol은 향료보류제, 유분은 훈향료, 목부는 고혈압, 곽란, 심복통, 통기파혈에 쓰인다. 향나무는 폴레페놀 성분이 함유되어 있고 피톤치드가 많이 나오는 것으로 알려져 있으며 심재의 폴리페놀 화합물은 항암, 항균, 항알러지, 노화방지 및 심장질환 등을 예방하거나 지연시키는 등 광범위한 약리학적 활성을 나타내어 식품, 의약품, 화장품, 향료등 다양한 분야에 활용되고 있다. 향나무 추출물에 관한 연구로는 성분분석과 생리활성 등에 관한 의약학 분야의 다양한 연구와 항산화, 항균활성 등 약리작용에 연구가 최근 다양하게 이루어지고 있는 것을 볼 수 있다. 측백나무속에 속하는 나무들은 대부분 정유 성분을 함유하고 있는 특성으로 항균성 등 바이오 기능성 소재 개발을 위한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 향나무 추출물의 염색성에 관한 연구는 찾아보기 어려운 실정이다. 이에 본 연구에서는 다양한 용매를 이용하여 향나무의 잎, 열매, 수피, 심재 각 부위 추출물을 이용하여 견직물에 대한 염색성을 살펴봄으로써 향나무 추출물을 활용한 천연염색과 염재로서의 가능성을 확인하고자 하였다. 실험 결과 증류수를 염액 용매로 염색한 결과 모든 추출물의 잎, 열매 염색포의 색상은 대부분 옅은 Y계열로 나타났으며 향나무의 수피와 심재 염색포는 대부분 적색기미가 강한 YR계열로 나타났다. 에탄올 혼합액을 염액 용매로 하여 염색한 결과 향나무의 잎과 열매의 색상은 대부분 Y계열의 색상을 나타냈고 유기용매 추출염색포에서 정유성분으로 추정되는 물질 때문에 균염이 어려웠으며 수피와 심재 염색포에서 대부분 R계열의 색상이 뚜렷이 나타났다.

Thermo-regulated textiles have been attracted more attention in medical textile application areas. Phase change materials, namely PCM, are substance with a high hear of fusion and can absorb a lot of energy before melting, which make the temperature remain constant during the phase changes. Herein, using nylon fibers having different PCM content were dyed and characterized to determine the coloration properties with PCM content ratio. The corresponding findings were discussed.

To control luminescence emission property, a novel series of strong fluorescent fluorin-boron complexes were synthesized in higher yield. The resulting structural analysis was completed. Small molecules with a built-in fluorine-boron core structural architecture has been attracted considered attention as the key emissive elements due to the their good properties such as bipolar charge transport and high photo efficiency. Thus, new type of fluorine-boron(F-B) complexes are designed and prepared. Changing the substituent position on fluorophore ring provided a deep understanding on the relationship between structure and optical properties.

본 연구에서는 친환경 리싸이클 섬유산업의 활성화를 위해 대학생들의 리싸이클 폴리에스터 섬유에 대한 인식도를 분석해 보고자 하였다. 측정 문항은 섬유전문가 3인의 검토를 거쳐 타당성을 확보하였으며, 조사는 질문지법으로 2011년 9월 1일부터 9월 10일까지 대전 거주 대학생을 대상으로 진행하였으며, 회수된 설문지 196부를 자료 분석에 이용하였고, SPSS 19 통계 패키지를 이용하여 자료를 통계분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 1. 친환경적 의생활 실태 조사를 실시한 결과, 리싸이클 PET섬유에 대해 들어본 적이 있는 사람은 조사대상자의 27.6%로 나타났고, 그 정보원으로는 인터넷을 가장 많이 이용하는 것으로 나타났다. 2. 섬유소재별 친환경성에 대한 인식도를 조사한 결과, 대학생들은 리싸이클 PET섬유가 천연섬유보다 덜 친환경적이나, 인조섬유보다는 더 친환경적이라고 인식하는 것으로 나타났다. 3. 리싸이클 PET섬유에 대한 인식도를 요인분석한 결과, <친환경성 요인>, <촉감 요인>, <내구성 요인>, <기능성 요인>, <공정 요인>, <글로벌 경쟁력 요인>및 <부가가치성 요인> 등 7개의 요인이 도출되었는데 이는 대학생들은 리싸이클 PET섬유에 대해 친환경성, 촉감, 내구성, 기능성, 공정, 글로벌경쟁력, 부가가치성순으로 중요하게 인식하는 것으로 해석된다.

본 연구에서는 리싸이클 방법에 따른 리싸이클 폴리에스터사의 물리적 성질을 고찰하고자 하였다. 시료로는 물리적 리싸이클 방법과 화학적 해중합을 통한 리싸이클 방법을 사용한 폴리에스터사를 사용하였다. 리싸이클 폴리에스터사의 표면 형상을 관찰하기 위해 SEM을 이용하였고, 열적 거동을 규명하기 위해 DSC를 이용하였으며, 미세 구조적 차이를 살펴보기 위해 XRD 분석을 하였고, 역학적 성질을 평가하기 위해 인장강도와 절단신도를 측정하였다. 연구 결과, 리싸이클 방법에 따라 Tg, 결정화 온도, 융점과 융해열은 약간의 차이를 보였다. 화학적 리싸이클 PET사는 Virgin PET사보다 Tg가 약간 상승하였고, 승온 시 결정화 온도는 하강하였으며, 융점의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 이는 해중합에 의해 PET의 비결정영역의 고분자 사슬 간의 거리가 좁아져 더 높은 Tg를 나타내는 것으로 생각된다. 또한, 물리적 리싸이클 PET사의 융점과 융해열은 화학적 리싸이클 PET사의 융점과 융해열보다 더 높게 나타났다. 결정화도에서는 리싸이클 방법에 따른 차이는 거의 보이지 않았다. 이는 리싸이클 공정이 폴리에스터의 결정영역 변화에는 유의한 영향을 미치지 않았기 때문인 것으로 생각된다. 실의 인장강도는 리싸이클 PET사는 virgin PET사보다 약간 더 낮았고, 물리적 리싸이클 PET사와 화학적 리싸이클 PET사는 비슷하게 나타났고, 절단신도는 virgin PET사, 물리적 리싸이클 PET사와 화학적 리싸이클 PET사 간의 뚜렷한 차이는 없는 것으로 나타났다.

섬유 프리프레그(Prepreg)는 강화섬유를 수지에 함침하여 B-stage로 만든 복합재료의 중간성형재료이다. 최종적으로 프리프레그를 금형에 적층하여 가열 가압하여 수지를 경화함으로써 최종제품이 완성된다. 본 연구에서는 직물형 프리프레그를 사용하였는데, 사용되는 직물형태로는 복합재료 성형공정에서 형태안정성이 우수한 평직물과 능직물이 주로 사용된다. 직물형 프리프레그를 사용한 복합재료는 작업성과 형태안정성이 우수하면서 내충격특성이 우수하여 오토바이용 헬멧, 방탄용 헬멧 등에 주로 사용된다. 프리프레그에 요구되는 주요 특성중 하나는 Tack성으로서, 성형 과정에서 프리프레그를 여러 장 적층할 때 적층된 층 간에 미끄러지지 않으면서 잘 고정되어 적층 작업을 원활하게 하는 역할을 한다. Tack성은 수지의 B-stage 경화 후의 점성 거동에 따라 변화될 수 있는 것으로 표면의 끈끈함의 정도로서 알 수 있다. Tack성은 온도에 민감하여 측정 시에 일정한 온도의 유지가 중요하다. 이러한 온도에 대한 민감성 때문에 프리프레그의 저장시 저온에서 저장하는 것이 원칙인데, 상온에 있을 경우 시간경과에 따른 Tack성 변화가 크게 나타나게 된다. 따라서 본 연구에서는 아라미드 섬유와 열경화성수지를 이용하여 프리프레그를 제조하고 이를 상온상태에서 보관 시 일정시간 경과에 따른 Tack성 변화를 알아보고자 하였다.

탄소섬유는 전구체의 종류에 따라 PAN계, 피치계 그리고 레이온계로 나뉘며 최종 탄소섬유의 특성에도 차이가 있는 것으로 알려져 있다. 최근에는 PAN계 탄소섬유가 세계 시장의 대부분을 차지하고 있으며, PAN계 탄소섬유의 초경량, 고강도, 고탄성, 내약품성 그리고 열안정성 등의 우수한 특성으로 최첨단 고기능성 제품의 복합재로 많이 이용되고 있다. 그러나 탄소섬유가 가지고 있는 높은 열전도성은 적용에 따라 단점으로 작용될 수도 있다. 예를 들면, 로켓 엔진의 노즐이나 원자로의 구조물 그리고 극한조건용 구조재료 등, 고강도 단열특성을 요하는 최첨단 복합재로 응용 범위를 넓히는데 한계로 작용한다. 레이온은 최초의 탄소섬유 전구체였으나 공정상 경제성이 떨어지는 이유로, 지금은 고탄성을 요구하는 특수 목적으로만 소량 생산되고 있다. 레이온의 주원료는 셀룰로오스이며 셀룰로오스는 지구상에서 가장 흔한 재료이므로 오늘날 셀룰로오스를 보강재로 이용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 탄소섬유의 열전도도를 낮추기 위한 방법으로 안정화셀룰로오스를 첨가한 PAN용액을 출발물질로 탄소섬유를 제조하고 특성 연구를 진행하였다. PAN용액에 셀룰로오스의 분산성을 향상시키기 위해 셀룰로오스를 열처리하였다. 이 과정에서 얻어진 안정화 셀룰로오스의 수율을 높이기 위해 셀룰로오스를 난연 처리하였으며, 그 결과 안정화셀룰로오스의 수율을 향상시킬 수 있었다. 안정화셀룰로오스를 첨가시킨 PAN계 탄소섬유의 물리적, 기계적 그리고 열적 특성을 SEM, XRD, 만능 인장시험기, TGA 그리고 Laser Flash Method 등을 통해 주요 특성 및 변화를 관찰한 결과, 순수한 PAN계 탄소섬유의 특성과 유사한 결과를 얻었다. 향후 몇 가지 공정상의 문제점을 개선한다면 흥미로운 결과를 기대할 수 있을 것으로 본다.

면섬유는 강우량, 일조량, 온습도, 영양분 등의 성장환경조건과 유전인자 및 추수방법에 따라서 섬유길이, 단면구조, 꼬임, 성숙도 등이 다양하게 변화한다. 면섬유에는 pectin, cotton wax, 지방질, 단백질계 물질, 자연색소 및 무기질 등의 불순물을 약 5% 함유하고 있다. 이러한 물순물을 제거하여 처리액의 침투성 향상을 돕고, 백도를 증진시키기 위해 전처리를 한다. 본 연구에서는 산지별로 생산되는 원면의 특성을 알아보기 위해 중국, 인도, 인도네시아, 파키스탄에서 원면을 각각 수입한 후 동일한 조건으로 편직하였다. 4개국 원면의 꼬임과 단면형태를 관찰하고, 불순물의 함량을 알아보았으며, 정련과 표백처리를 농도별로 진행하여 전처리조건이 염색성에 미치는 영향을 알아보았다. 정련 및 표백조건을 20% 씩 증가시켜가며 전처리를 하였고 농도별로 전처리된 시료를 Yellow 색상의 반응성 염료 0.005% (owf)로 염색한 후 자동컬러측색장치(CCM)를 사용하여 색차, Yellow Index(Y.I.), White Index(W.I.)를 비교분석하였다. 결과를 보면 인도산 원면이 다른 원면에 비해 Y.I.와 W.I.에서 다소 차이를 보였고, 염색현장과 조제업체에서 제시한 표준 전처리조건을 참고로 하였을 때, 표준 전처리조건 대비 0 ~ 40% 농도까지는 색상차이가 크게 나타나지만 60% 농도 이상에서는 색상차이가 크지 않았다. 이 결과로부터 산지별 원면의 전처리시 최소한의 조제투입량으로 최적의 전처리효과를 볼 수 있는 전처리공정조건을 설정할 수 있었고, 이로써 원가절감 및 오폐수감소 등의 효과를 기대할 수 있다.

중동권 국가에서 판매되고 있는 차도르용 고가원단으로 Polyester/Acetate 교직물 제품이 있는데 이중에서 특히 Polyester/Diacetate 교직물은 더 높은 가격에 판매되고 있으며 현재 일본에서 거의 독점하고 있는 시장이다. 아세테이트 섬유는 열에 대하여 약하기 때문에 고온에서 염색을 하지 못하고 $80^{\circ}C$에서 염색하고 있으며, 염료도 소수성 염료인 분산염료를 사용하고 있다. 이러한 조건에서 섬유가 충분히 팽윤되지 못하여 염색이 잘 되지 않으며 잔액이 많이 남는 문제가 있다. 또한 염색에 사용하는 계면활성제 계통의 분산제를 사용할 경우 염료와 친화성이 크기 때문에 염료와 결합하여 염색을 저해하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 계면활성제 계통의 분산제를 사용하는 대신 친수성 글리콜계 용제를 사용하여 염료의 가용화에 의해 단분자 상태로 만들어 소수성 섬유속으로 염료가 충분히 침투할 수 있는지 확인하였다.

천연염색은 독성과 환경오염이 적으며 합성염료로는 얻기 어려운 자연스러운 색감 등을 표현할 수 있는 장점에 비하여 염색과정 및 보관의 어려움, 재현성 부족, 낮은 염착량과 견뢰도, 염색과정에서 노동력이 많이 소비되어 대량생산의 어려움 등의 문제점으로 인해 아직 공업화되지 못하고 있다. 천연염료는 합성염료에 비해 색상이 차분하고 은은하며 변퇴색이 일어나도 안정된 색감을 나타낼 뿐 아니라 매염제에 의해 다양한 명도와 색상변화를 꾀할 수 있어 천연염색물에 대한 소비자의 수요가 최근 증가하고 있다. 본 연구에서는 천연염색 공정의 기계화를 통해 대량생산 및 재현성 확보가 가능한 100yd급 염색시스템을 설계 제작하고 천연염료인 소목을 이용하여, 면 및 견을 포함한 10종의 원단에 염액비(1:20), 매염제($FeSO_4{\cdot}7H_2O$)를 사용하여 염색 온도변화($20^{\circ}C{\sim}80^{\circ}C$)에 따른 원단별 염색특성을 평가하였다. 평가결과 세탁견뢰도는 온도가 증가할수록 대부분의 원단에서 견뢰도가 상승하였으며, 염색된 원단내의 색차(${\Delta}E$) 평가에서 대부분의 원단에서 1.0미만의 균염성을 나타내었다.

고속방사소재는 연신공정이 없이 6,000m/min이상의 고속방사공정만이 있으므로 원가절감이 되고, 빠른 냉각, 높은 변형속도 등으로 섬유의 결정화도, 분자와 결정의 배향 및 모폴로지(morphology) 변화 등의 기계적 및 섬유상의 특성이 종래의 원사와는 다르게 된다. 방사속도가 증가함에 따라 배향도가 증가하면서 결정영역 또한 증가한다. 또한 기존 연신사에 비해 큰 결정크기를 갖는데 방사속도에 에 따른 방사응력의 증가가 응력유도 결정화도를 유발하여 결정크기 및 결정화도를 증가시키고,따라서 고분자의 용융점도를 고온측으로 이동시키는 현상을 나타내게 한다. 즉, 고속방사에 있어서는 연신에 필요한 임계응력 이상의 과도한 응력이 가해짐으로 인해 결정구조가 일반 연신사에 비해 현저히 발달한다는 것을 알 수 있다. 고속방사 원사를 통일한 조건으로 염색하는 경우 기존의 연신사보다 염착량이 많아 농색으로 염색이 가능하고 염착속도도 빠른 특징을 갖는 데이는 고속방사 원사의 비결정 배향이 낮고 느슨한 구조를 갖기 때문에 염료의 침투가 용이한 것으로 해석되고 있다. PET 섬유는 방사 후 형태안정성을 부여하기 위해서 염색 전처리 공정에서 열을 가하게 된다. 이런 과정에서 섬유의 미세구조가 변하게 되는데,특히 고속방사의 경우 섬유 형성과정이 연신사와는 다르므로 열에 의한 구조 변화와 이에 따른 염색성 변화에 대해 검토해 보는 것은 고속방사의 응용면에서 꼭 필요하다. 본 연구에서는 고속방사소재의 가장 단점인 잔류신도, 저수축현상, stiff감을 보완하면서 고속방사소재의 장점인 심색성을 부각시켜 차별화된 복합사 제조기술을 개발하기 위해 그 기술개발이 기초 연구로서 일반 일반 DTY사와 고속방사소재인 HOY사를 이용한 DTY사의 물성 및 염색 특성을 비교분석 하고자 한다.

아라미드 레노직물은 컨베이어벨트, 건조벨트, 스크림직물, 전자산업용 이송체 등 여러 산업분야에 사용되고 있다. 레노는 2D 구조의 메쉬 형태 직물이고 치수안정성이 낮다. 그렇기 때문에 치수안정성을 부여할 수 있는 후가공이 필요하며, 현재는 치수안정성을 부여하고 여러 물성보완과 내수성을 향상시키기 위해 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 코팅을 하고 있다. 우리는 이러한 PTFE코팅의 영향을 분석하기 위해 강도, 탄성률, 열팽창계수, 내산성 등을 분석하였고, 그 결과 강도와 탄성률, 열팽창계수, 내산성 등이 PTFE 코팅에 의해 향상된 것을 알 수 있었다. 이는 PTFE 코팅에 의해 형태안정성이 향상되었고, 동시에 열적 안정성이 향상되었기 때문인 것으로 판단된다.

Applied decanol and nonanol provided more weight loss than applied heptanol and octanol. PET using decanol showed the highest weight loss than other alcohols applied. Sodium hydroxide caused weight loss in PET fabrics because terephthalic acid and ethylene glycol were separated by the hydrolysis of the ester group in the PET chains. The terephthalic acid was neutralized to disodium terephthalate and the reaction results in weight loss in the PET fabrics. The weight loss increased with increasing hydrolysis time because disodium terepthalate was water soluble and the reaction was not reached at equilibrium. Pretreatment alcohols increased water absorption, especially in case of PET applied decanol revealed the highest water absorption. PET applied decanol showed 400% of initial water absorption, and PET applied nonanol revealed 250% of initial water absorption. However, the pristine PET showed 90% initial water absorption, and it revealed 230% maximum water absorption as compared to other alcohols. Also, PET applied decanol, nonanol, octanol and heptanol showed 600%, 400%, 350% and 300% maximum water absorption, respectively. The result implied alcohol length affected on water absorption of PET fibrous assembly. This implies that the microvoid of the PET surface hold water molecules. Surface morphology of PET appears that the pretreatment reagent attacks almost entire surface of the fiber, causing surface etching. As the surface etching progresses, it propagates inside the fiber, resulting in the formation of elongated cavities on the surface.

선행 연구에서는 m-Aramid와 p-Aramid의 Ring 방적사/Core 방적사 조건에 따른 방적사 물성에 대해서 연구하였는데, Ring 방적사의 혼용율, 스핀들 속도에 따른 물성 변화, Core 방적사의 공정특성에 따른 방적성, 피복성에 대해 연구를 하였다. 그 결과 Ring 방적사의 경우 m-Aramid의 혼용율이 증가할수록 사 강도는 증가하는 경향을 확인할 수 있었고, 스핀들 속도가 증가함에 따라서 불균제도 및 사결점이 다소 증가하였다. Core 방적사의 경우 Core에 p-Aramid를 사용했을 때 방적성과 피복성은 양호 하였지만, 강한 p-Aramid에 의해 톱 롤러코트의 마모가 되는 경향을 볼 수 있었다. 본 연구에서는 Ring 방적사/Core 방적사에 대해 좀더 구체적인 제조공정조건에 의한 물성 변화를 알아보았고, 좀더 다양한 섬유소재를 적용해서 제조하였다. Ring 방적사의 경우 p-Aramid 혼용율에 따른 실험을 하였는데, m-Aramid에 대한 p-Aramid의 혼용율을 0%, 5%, 10%, 20% 로 하여 Ne30을 제조하였으며, Core 방적사는 Core를 p-Aramid 200D로 하고 Sheath를 Cotton으로 하여 Core 공급속도비 (1.06, 1.10, 1.14), 연계수(T/M, 3.8, 4.0, 4.2), Sheath/Core 혼섬율(70/30, 60/40, 50/50)에 따라 제조하였다. 추가로 Core 방적사는 Sheath에 Cotton 대신 FR-Rayon과 선염 Cotton을 사용하여 각각 Sheath/Core 혼섬율 70/30의 비율로 방적사를 제조하여 다양한 소재에 따른 방적사의 물성을 측정하였다. 제조된 시험 원사들의 측정 물성은 번수(Ne), 균제도(U%), 사결점(IPI), 강력(cN), 신도(%), 비강도(cN/Tex) 등이며, 편직을 통해 편성물의 외관을 확인하였다. Ring 방적사의 경우 p-Aramid의 혼용율이 증가할수록 강도는 완만하게 증가한 반면, 신도는 급격하게 감소하였다. Cotton Core 방적사의 경우는 공급속도비가 높아질수록 균제도가 높아지는 것을 볼수 있었고, Core 공급속도비가 높아질수록 외관상 피복도는 높아진 것을 볼 수 있었다. 이렇게 연구된 Aramid 소재를 이용한 방적사 제조 공정조건변화에 따른 물성 및 피복도 결과는 기존 방적업체에서 Aramid를 이용한 방적사 제조시에 공정조건을 확보하는데 도움이 될 것이라 생각되며, 방적사 시제품 생산시에 발생할 수 있는 시행착오를 줄임으로써 시제품 제조를 위한 생산비용의 Loss를 절감할 수 있을 것으로 예상된다.

극세섬유는, 1970년대 말부터 일본의 합섬업체들이 천연소재인 Silk를 모방하기 위해 개발을 시작하였으며, 개발된 섬유의 굵기가 0.5d(1denier=1g/9,000m)이하인 것을 말한다. 이후 극세사에 대한 끊임없는 노력으로, 1980년대에는 천연스웨이드 풍의 인조피혁의 제조가 가능한 0.1d이하급 초극세사가 N/P(Nylon/Polyester) 복합방사된 형태로 개발되었으며, 일본, 및 한국 등에서 이들 소재로 제조된 직편물 제품이 첨단 고부가소재로서 호황을 누려왔다. 이러한 초극세사는 다양한 형태로 발전되어왔는데, 해도형(Islands-in-a-Sea Type), N/P(Nylon/PET), P/N(PET/Nylon) 등이 대표적인 형태이며, 가공공정 중에서 분할이 되면서 그 특성을 발현한다고 하여 분할사, 형태에 따라서 N/P 분할사라 하기도 한다. 최근들어 이러한 N/P 분할사는 기존의 의류용 용도뿐만 아니라, Wiping Cloth, 극세사 타울, 항진드기용 침장 등 다양한 비의류용 소재로도 확대 전개되고 있으며, 이렇게 다양화 되어가고 있는 용도에 따른 공정별 최적 가공 방법에 대한 연구가 진행 중이다. 사가공 공정에 있어서는 텍스쳐링 방법이 적용되기도 하는데, 가장 보편화된 텍스쳐링 방법으로는 DTY(Draw Texturing Yarn), ATY(Air Texturing Yarn) 등의 형태가 있으며, 이러한 텍스쳐링 방법은 물성에 민감한 N/P 분할사의 강도, 신도, 분할도에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 기존의 텍스쳐링 방법이 아닌 Fancy사 형태로 사가공을 하였으며, 직물로 제직하고, 분할 가공하여 직물로써의 물성까지 분석하였다. Fancy사는 색이나 형의 변화로 디자인효과를 준 실을 말하는데, 심사, 부사, 압사로 이뤄지며 의장사, 장식사 등으로 불려지기도 한다. 주요 공정을 보면, 크릴형성용 부사를 500-600T/M으로 가연한 연사를 얻는 제1공정과, 이 가연된 부사와 심사를 합사하는 제2공정 및 합사된 크릴의 뒤틀림을 방지하기 위하여 압사로 크릴을 고정하여 주는 제3공정으로 이루어진다. 사용된 N/P 분할사는 NP30/36dty, NP50/36dty를 사용하였으며, 부사의 오버피드 및 피드되는 사에 따라 각각 8종, 7종의 Fancy사를 제조하여 섬도(Denier), 강도(Tenacity), 신도(Elongation)를 측정하였다. 또한, 이들 사들로 제직 및 분할가공을 하여 인장강도, 인장신도, 인열강도, 마모강도, 공기투과도 등의 물성과 중량, 두께를 측정하였으며, 온도, NaOH 농도, 시간 등의 분할 가공조건에 따른 직물의 인열강도 변화도 측정하였다. 이렇게 공정별 조건에 따른 물성의 변화분석을 통해 추후 N/P의 제품화 전개에 도움이 되고자 하였다.

본 연구에서는 아랍 중동지역 이슬람교 여성들이 착용하고 있는 베일이나 망토 형태의 전통의상(히잡(Hijab), 차도르(Chador), 아바야(Abaya) 등)에 사용되는 심색 제트블랙(Jet-Black) 소재를 개발하기 위하여, 고분자 조합에 의한 심초형 복합방사(POY 85/36) 및 열연신 복합가공사(ACY 135/72)를 개발, 심미적 심색성 및 세탁견뢰도가 우수한 Jet-Black 제품(L값 7.32)을 개발하였다.

나노필라멘트 섬유는 직편물 등으로 구조/용도 다양화 가능하다. 나노필라멘트 섬유는 소재특유의 닦음성, 흡착성, 고밀도 특성 등을 활용하여 직편물의 형태로 다양한 용도 개발이 가능하며, 나노기술을 접목시킨 새로운 기능성과 고성능 섬유 소재 개발을 통한 자동차 분야의 개발 트랜드인 고급화, 경량화, 고성능화 추진을 위해 연료전지, 신슐레이터, 고성능 필터, 시트나 도어트림, 헤드라인과 같은 인테리어류와 전자 분야의 제조원가 절감, 공정 단순화를 위해 프린터 토너, 하드디스크 연마제, 다용도 No Dust Cleaner 등의 개발, 의료/바이오 분야의 혈액필터, 수술용 보호제, 창상억제제(유착 방지막), 항균마스크, 의료용 약물전달 시스템 및 환경 분야의 정수/공기 정화 시스템, 건축 토목용 보강제, 고(高)인성 콘크리트, 폐수처리용 슬러리 담체(Matrix) 등 다양한 분야로 용도 개발이 가능하다. 본 연구는 나노필라멘트의 다양한 분야로의 용도 개발 적용의 기초연구로서, 부직포 상으로 얻어지는 나노섬유 제조기술의 단점인 직경의 불균일, 물리적 특성의 한계와 필라멘트가 아닌 단섬유로 인해 발생하는 용도 및 상품 개발에의 제한성을 개선하기 위하여 연속적으로 필라멘트를 생산가능한 해도형 복합방사 방법을 도입하여 개발한 장섬유 필라멘트 형태의 해도형 나노 섬유 소재를 활용하는 것으로 방사된 SDY 형태의 나노필라멘트 섬유를 제직상에서의 작업성 용이 및 직물의 벌키성 증대와 Crimp성을 향상 시켜 터치감 및 후가공에 용이할 수 있도록 DTY를 제조함에 있어 기존 일반 POY사에서의 DTY공정과는 달리 소재의 특성 즉, 해도사의 해성분 및 도성분의 후공정을 감안하여 최적의 Crimp는 발현하되 단면의 형상을 유지할 수 있는 다양한 사가공 조건을 설정 하고 이에 따라 가공사를 생산하여 공정조건에 따른 가공사의 물성 및 수축특성을 비교 분석 하여 염색 및 후가공시 소재의 물성 및 수축특성이 미치는 영향성을 살펴보고자 하였다.

섬유산업은 그 제조 스트림이 높은 오염 부하와 에너지 다소비를 특징으로 하여 환경규제에 따라 기존 시장의 위축 가능성이 상존하고 있다. 특히 섬유산업의 주요 스트림 중의 하나인 염색가공 공정은 섬유에서 불순물을 제거하고 심미한 색상과 사용 목적에 적합한 성능을 부여하는 단계로 섬유제조 공정에서 가장 높은 부가가치를 부여하는 단계이나 고온의 물과 다양한 화공약품을 많이 사용하고 그 처리온도가 비교적 높아($100^{\circ}C$ 이상) 대표적인 폐수 발생 공정이자 에너지 다소비 공정이다. 섬유의 염색 방법 중 반연속방법인 CPB(Cold Pad Batch)염색은 반응성 염료와 알칼리의 혼합액으로 구성된 염액에 원단을 패딩한 후 상온에서 수 시간 배칭하고 수세 및 후처리하여 염색하는 방법으로 작업공정관리, 설비관리가 간편하고 에너지소비량 절감, 높은 생산성의 장점이 있다. CPB염색법은 주로 직물에 적용되어 보편화 되었으며, 작업공정 중 장력의 영향을 많이 받는 니트 소재에 적용되는 사례는 드물다. 직물류의 CPB 염색가공법은 대구 경북을 중심으로 연구진행이 활발히 이루어지고 있어 국내 100대 정도의 CPB 관련 장비가 직물제품에 한정되어 가동되고 있는 반면, 니트 CPB 관련 염색 가공 업체는 1곳에 불과한 실정이나 니트류에 대한 지속적인 수요 증가를 고려하면 니트 소재에 대한 CPB염색 적용은 시의적절한 필수요소라고 판단된다. 니트 소재에 대한 CPB염색가공 적용 시 나타나는 문제점은 작업원단의 변부 말림현상 발생, 전폭 상태에서의 색상차이인 listing현상, 원단의 첫도입부분과 끝부분의 색상차이인 tailing현상이며, 반복되는 작업 시 염색재현성을 확보하는 것으로 나타난다. 본 연구에서는 CPB염색 시 CPB Head 장치의 Padding 방식 즉, trough와 Nip type에 따른 염색 시 알칼리와 염료 투입에 따른 염색 재현성(Build up, Ending, 알칼리 안정성)을 비교해 보았으며, 이에 따른 염색제품의 물성 및 견뢰도를 확인하여 보다 효율적인 방식을 선별하였다.

섬유산업은 원가 경쟁력 향상과 산업 고도화에 필요한 미래형 저에너지 염색가공 핵심 기술을 통한 고부가가치 섬유제품의 창출과 섬유산업의 선진화달성에 꾸준히 노력을 해 왔다. 염색가공업의 에너지 소비는 섬유산업에서 염색가공업이 연료 사용량의 77%, 전기사용량의 54%를 차지하여 섬유산업의 에너지절감을 위해서는 염색가공 공정에서의 에너지 절감이 가장 중요하다. 국내 염색가공 분야의 4백여 업체를 대상으로 실시한 애로 기술에 관한 설문 조사결과에 따르면 염색공업의 에너지 절약형 구조로의 전환을 위해서 가장 시급히 요구되는 우선기술 1순위는 에너지절약형 염색가공 공정기술로 에너지 절감의 필요성을 반영하고 있다. 효소(Enzyme)가 섬유산업에 도입되기 시작한 것은 면섬유의 호발에 아밀라제가 사용되기 시작하면서 부터이며, 최근 유럽선진국들의 강화된 환경규제와 눈부신 바이오테크놀러지(Biotechnology)의 발전에 기인하여 섬유산업에서 관심과 적용이 확대되고 있다. 섬유산업에서 효소적용의 장점은 효소 그 자체가 자연산물이기 때문에 생분해 되고 중성에 가까운 pH에서 반응하므로 처리액이 환경문제를 일으키지 않으며, 기질특이성을 가져 매우 선택적으로 반응하여 부반응으로 인한 섬유의 손상을 최소화 하는 효과를 들 수 있으며, 무엇보다 소량 저온반응으로 인한 에너지절감이 가장 큰 장점이라 할 수 있다. 실제 섬유산업에서는 전분호제를 제거하는 아밀라아제, 데님워싱 및 면섬유의 후가공에 사용하는 셀룰라아제, 표백 후 잔류하는 과산화수소를 제거하는 카탈라제 등을 적용하는 사례가 많아지고 있으며, 이 밖의 다양한 공정에 효소 이용연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 그 동안 섬유 업체에서 직물의 표면 잔털을 제거하여 매끄러운 외관과 선명한 색상을 재현하기위해 후가공으로 셀룰라아제를 이용했던 공정을 개선하여, 효소를 이용한 정련-Bio polishing-염색의 3공정을 1욕처리를 통해 기존 단독으로 진행되어진 기존제품과의 중량, 외관, 색상재현성, 정련성 등을 비교하여 에너지 절약형 공정기술의 효과를 극대화 해보았다.

기존의 섬유부자재 생산은 피도물의 접점(고리자국)으로 핀홀(pine-hole)에 녹의 발생하여 제품고급화가 어렵고 작업 시 분진 발생 및 유기물질 배출로 열악한 실정이다. 국내 생산방식은 대부분 위와 같은 방식으로 생산하고 있으나 이는 불량률이 높고 열효율이 떨어지는 단점이 있다. 기존의 저가제품은 중국 및 후발국가의 추격으로 세계시장에서 경쟁력을 잃어가고 있으며 선진국의 경우 섬유부자재의 고급화를 위한 무접점 대형코팅 설비 생산 및 연구개발을 하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 무접점 코팅설비의 개발로 피도물에 접점이 없어 녹발생의 원인인 핀홀이 근본적으로 발생하지 않으며, 일괄생산체제를 도입하여 기존의 작업방법 대비 생산성이 향상되고 불량률 및 에너지사용이 감소되며, 또한 원천적으로 분진 및 유기용제 등의 유해물질 배출이 없는 기술을 확보하고자 한다. 개발된 장비의 평가 및 실제 생산현장에서 요구되는 성능을 반영하기 위해 기존 생산설비를 조사하였고, 기존 작업환경에 따른 불량률 및 생산성을 조사하였다. 새로 개발되는 무접점 코팅설비는 기존의 문제점이 보완되며, 에너지 효율 향상 및 작업환경 개선된 One-stop 공정으로 설계하였으며 그 특징은 아래와 같다. 도료 코팅을 위한 파우더 공급 및 제거 공정의 단일화로 생산성을 향상 시키면서 기존보다 분진발생이 거의 없는 도입부 개발 및 밀폐형 코팅부 도입을 통하여 불필요한 열원 낭비를 최소화 시킬 예정이다. 향후 개발된 각 단위 유닛의 최적화를 통한 생산성 향상 및 One-stop 공정에 따른 열효율 개선 및 에너지 사용 절감 효과를 알아보고 피드백하여 최종 개발품에 적용할 예정이다.

최근 주 5일제 근무 실행과 사회복지의 확산, 여가 선용에 대한 욕구와 더불어 건강증진에 대한 싸이클이 주목을 받고 있음. 싸이클웨어(Cycle Wear)에 요구되는 개발요소는 경기력 향상을 위한 기능적 요소와 패션성을 부여하는 심미적 요소로 크게 구분 가능하며 해외에서는 기능성과 패션성이 적절하게 조화를 이룬 제품을 계속 출시되고 있음. 본 연구에서는 운동 시 발생하는 열을 흡한속건 기능으로 효과적으로 발산하고 동절기에는 보온 기능을 갖는 세섬도 하이멀티 OY형 이형단면사 및 잠재권축사를 이용한 고신축 환편 및 경편물 개발하고, 극한환경에서도 고견뢰도를 유지할 수 있는 섬유의 염색법 및 기능성 발현 가공법의 적용, 내마모성과 필링이 우수한 아라미드+나일론 복합가공사 신축직물 제직 및 염색가공 공정 개발을 통해 기능성을 발현할 수 있는 싸이클 웨어 원단을 개발하였음. 또한 종래 Compression Wear에만 적용하던 테이핑 요법을 응용한 근력강화형 싸이클웨어 패턴과 디자인 개발을 통해 다양한 형태의 근력강화형 싸이클웨어를 개발하였으며, 무산소파워, 유산소파워, 젖산분석, EMG 분석 및 에너지 대사분석 등의 운동능력 성능평가를 통해 테이핑 요법이 적용된 싸이클웨어의 근력강화 효과를 확인하였음. 이와 같이 개발된 싸이클웨어는 무산소파워, 유산소파워, EMG 분석에서 각각 근력강화 효과를 보였으며, 피로물질인 젖산의 경우는 발생의 정도가 낮게 나타났음. 또한 여성에 비해 남성의 근력강화 효과가 크게 나타나는 경향을 보였음.

비스코스 레이온 소재는 목재 펄프를 원료로 한 재생섬유로서 Drape성과 반발성은 탁월하나, 습식 방사에 따른 분자 구조적 불안정성으로 소비자가 일반 세탁 시 수축발생으로 종종 Dry Cleaning을 해야 하는 문제점들이 있음. 본 연구에서는 이와 같은 레이온의 단점을 극복하고 신축성 발현 및 형태안정성을 부여하기 위해 Rayon DTY사와 Spun T/R 40's를 개발하고 다양한 조직의 환편물을 제작하였으며, 기존의 레이온 제품 대비 수축률 등 형태안정성과 신축특성이 발현될 수 있는 염색가공 공정 조건을 설정하였음. 먼저 전처리시 균일하고 안정적인 수축이 발생하도록 하여 최종 생산품의 형태안정성과 신축성이 유지 될 수 있는 최적의 조건을 설정하였음. 전처리는 저온 축소 후 고온에서 정련하는 공정이 환편물의 조직에 관계없이 우수하였으며, 비교적 견뢰도가 우수하다고 판단되는 시판 분산염료 및 반응성염료를 사용하여 Polyester/Rayon의 2욕 2단 염색을 진행하였음. 또한 시제품의 품위를 높이기 위해 레이온 섬유의 고유한 특성을 부여할 수 있는 유연처방을 사용하여 총 13종의 환편물을 개발할 수 있었으며, 이렇게 개발된 원단은 형태안정성 -2.5~1.0%, 신장회복률 83% 이상, 필링성 4-5급의 결과를 나타내었음.

최근 국내외에서 첨단 기능성 섬유에 대한 소비자들의 관심이 높아지면서 다양한 분야에서 기능성 소재들이 개발되고 있다. 특히 기능성 스포츠웨어 시장에서는 계절의 경계를 넘어 야외 활동 중에 사용할 수 있는 제품에 대한 요구가 증가되고 있는데, 날씨가 매우 덥고 햇살이 뜨거운 것에서부터, 얼음처럼 차갑고 추운 것까지 가지각색 인 경우가 있을 수 있다. 이러한 변화무쌍한 날씨에 쾌적한 활동을 하기 위해서는 외부 온도변화에 대응하여 몸을 보호하고 자연환경에 맞설 수 있는 의복의 필요성이 부각되고 있다. 본 연구에서 개발하고자 하는 지능형 체온조절 섬유는 정적상태에서는 보온성과 적외선을 방출을 통한 자가 발열기능을 부여하고, 동적상태에서는 태양열 증폭기능과 운동량에 따른 흡습발열의 기능을 통하여 자연환경과 의복환경의 변화에 대응할 수 있는 스포츠웨어 제품이다. 따라서 보온성이 우수한 PP, acrylate 원사 등을 이용하여 복합 방적사 설계 및 생산을 최적화였다. 또한 흡습발열 성능이 향상된 섬유구조체를 설계하여 개발 원사 구성에 따라 보온 발열 기능성 부여 방법을 달리하여 최적의 성능을 이끌어내는 제품을 개발하고자 하였다.

소비자의 기호가 다양화되면서 다품종 소량생산에 따른 대량 맞춤화에 대한 관심이 높아지고 있으며, 1990년대 후반부터 급격히 확산되고 있는 인터넷의 발달 및 디지털 기기의 확산에 따라 인터넷을 기반으로 한 전자상거래 환경에서의 대량 맞춤화 프로세스는 최근 의류 분야에서 주요한 경향으로 받아들여지고 있다. 대량 맞춤화 의류 제품의 수요는 인터넷 등 IT 기술의 발달과 맞물려 최근 개인의 특성과 취향을 고려한 인터넷 맞춤서비스를 기반으로 증가추세에 있으며, CAD 등의 테크놀러지의 활용을 통하여 디자인, 패턴제작, 재단 등의 자동 시스템을 도입함으로써 그 영역을 확장하고 있다. 이에 발맞추어 국내에서는 '디지털 패션 시스템'을 통해 3차원 바디 스캔, 3차원 컴퓨터 그래픽스, 3차원 Simulation, DID, DTP, 맞춤주문형 제품의 대량 생산기술 등의 단위 기술이 기업단위로 활용되는 등 가상현실을 이용한 3차원 가상쇼핑 등을 포함하는 기술로서 차세대 섬유패션 산업의 창출에 기여하고 있다. 그 중, 디지털 텍스타일 프린팅은 디자인에서부터 날염까지 전체 공정을 컴퓨터로 처리하여 기존의 복잡한 날염 공정을 단축하여 다품종 소량생산이 가능한 날염 방식으로, 대량 맞춤형 프로세스를 지원하며, 프로슈머(prosumer)로서의 소비자가 직접 참여하여 그들의 욕구를 최대화 할 수 있는 소비자 만족을 극대화 시킬 수 있는 대량 맞춤화 프로세스 중 하나의 단계로 소비자의 수요 반영하는 요소로 작용하고 있다. 즉, 디지털 패션 시스템에서의 디지털 텍스타일 프린팅은 대량 맞춤형 의류 제품에 있어 소비자 만족도와 직결되는 요인으로 분석된다. 따라서, 본 연구에서는 디지털 패션 시스템 기반의 대량맞춤형 섬유제품 및 디지털 텍스타일 프린팅 적용 섬유제품에 대한 기초 평가 문항을 제시하고, 소비자 태도를 분석하여 제시하였다. 또한, 분석된 기초 소비자 태도를 반영하여, 디지털 패션 시스템 기반의 디지털 텍스타일 프린팅(Digital Textile Printing) 의류 제품의 선호도, 인지도, 수요도 및 구입의향을 분석하여 최종적으로 디지털 패션 시스템에 적용된 디지털 텍스타일 프린팅 의류 제품의 수요 경향을 제시하였다.

상품성이 떨어지는 B, C급의 Split leather에 감온 기능성 Film을 부착하고, Film 부착 공정에서 유성 접착제의 사용을 배제한 친환경적인 고급 Laminated split leather를 제조 하였다. 온도에 따라 색이 변하는 감온 Microcapsule 염료를 이용한 Film의 색도, Touch감과 신장 등의 최적조건을 찾는 실험으로서 수성 PU 접착제, Wetting&levelling agent, 증점제, 감온 microcapsule 염료를 상온에서 혼합하여 Film을 제조한 다음 수성 PU 접착제와 Urethane용 경화제를 혼합한 접착제를 이용하여 가죽에 부착시켰다. 감온 microcapsule자체의 색도가 떨어지므로 두 번 코팅하는 방법으로 이 문제점을 보완 하였으며, 감온 microcapsule 염료의 함량에 따른 물성 평가를 하였고, 감온 microcapsule 염료를 이용한 Film 공정을 확립 하였다.

천연가죽에 색상을 부여하기 위한 염색공정에서 종전의 합성염료가 아닌 자연에서 추출한 천연염료를 이용하여 블루색상을 가지는 피혁 제조 공정을 확립하였다. 피혁에 적용 가능한 블루색상을 가지는 천연염료 중에 쪽 염료가 유일한 상황이다. 가죽 무게 대비 5%의 쪽염료를 가죽 제조 드럼에 투입하여 100분간 충분히 회전시킨 후에 가죽의 유연성을 부여하는 가지제를 12% 추가로 투입하여 블루 색상을 가지는 가죽을 제조하였다. 그 결과 마찰견뢰도, 일광견뢰도, K/S가 우수한 피혁 염색공정을 확립하였다.

수분산 폴리우레탄 수지는 기능성이 뛰어나고 다양한 용도로 쓰임이 많기 때문에, 용제형 폴리우레탄 수지를 이용한 환경문제에 대처할 수 있는 대안으로 그 쓰임이 점차 늘어나고 있다. 그러나 수분산 폴리우레탄 수지는 용제형 폴리우레탄 수지에 비해 물리적 특성이 떨어지는 단점이 있다. 그래서 우수한 물리적 특성을 유지하면서 용제형 폴리우레탄 수지를 대체할 수 있는 환경친화성 폴리우레탄 수지에 대한 연구가 많이 이뤄지고 있다. 최근 산업환경 변화에 순응하는 환경 친화적 소재를 사용하여 자동차, 선박, 철도 등 수송용 인테리어 내장재를 구성하는 기술로서, 난연성 및 기계적 물성 유지 기술, 그리고 실내 쾌적감을 부여하기 위한 감성기술 및 심미적 요소를 부여하는 디자인 기술이 가미된 복합 기능화 기술개발이 요구되고 있다. 기존의 자동차용 시트 제품의 대부분은 습식 PU와 PVC를 사용하고 있고, 제조과정에서 용제와 가소제 사용 등으로 인해 환경적으로 많은 문제점이 있으며, 이를 대체하기 위한 노력이 많은 부분에서 이루어지고 있지만, 마땅히 대체할 소재를 찾지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서 제안하는 Frothing 기법을 이용한 친환경 foam 제조기술은 기존의 습식 PU foam과 PVC foam을 대체할 수 있는 기술로서, PUD foam의 기계적 물성 및 가공성이 보완된다면 상업적 용도로 많은 분야에서 활용될 것으로 판단된다.

크루즈 페리 선박의 인테리어 섬유 내장부품은 고도의 난연성과 내구성, 그리고 높은 수준의 감성과 심미적 기능을 만족하는 고기능성 소재로 구성된 섬유 복합체이다. 이는 화재, 전복 등 돌발 사고에 대하여 탑승자를 보호하고, 쾌적한 실내 분위기를 제공함으로서 안전운행을 유도하며, 높은 수준의 감성과 심미적 기능을 부여함으로서 품위와 가치를 증가시키는 기능이 있다. 난연기능이 부가된 난연사의 경우 복합가공 즉, 방오, 항균, 소취 기능을 추가 부여하게 되면 난연 기능이 급격히 저하되는 결정적인 단점이 있다. 이로 인해 가혹한 난연 성능이 요구되는 선박용 인테리어 섬유제품의 경우 그 규격을 만족하기란 쉽지 않기 때문에 원사제조에서부터 염색공정, 가공공정에 걸쳐 각 단위 공정별로 복합적으로 난연, 방오, 항균소취 기능들의 추가 보완이 필요한 실정이다. 또한 최근 사용자 입장에서는 용도에 따라 여러 가지 기능이 복합된 원단을 요구하는 사례가 많아지고 있는 실정이며, 많은 후가공 공정시 난연가공과 더불어 복합적으로 추가 가공시 난연성 저하 등의 문제가 있다. 본 연구에서는 선박용 인테리어 섬유제품의 Spec.을 만족시키기 위해 난연 직물의 염색 후가공에 적용되는 염조제 성능을 조사하고 고견뢰 및 균염을 만족하는 난연 내광 등의 복합기능성을 확보하기 위한 기초기술을 검토하였다.

아웃도어용 스포츠웨어 의류분야는 소비자들의 욕구가 기능성, 착용감, 패션성을 매우 중시하는 고감성, 고기능성 제품특성을 요구하고 있으며 이를 가장 충족시킬 수 있는 패션 트랜드로서 보온, 경량화 제품이 가장 급부상하고 있는 아이템이다. 경량성의 쾌적 스포츠 웨어에 사용되는 주요 합섬소재인 PET, Nylon을 이용하여 소재의 세섬화, 중공 소재를 통한 제품 개발이 대부분으로 보온, 경량, 속건 등 의복에서의 쾌적 기능성을 개선하기 위하여 개발되는 소재 및 제품의 경량화, 보온 및 흡한속 건성 부여를 통한 기능 요소와 신질감 발현의 촉감요소를 통한 차별화 된 제품개발이 요구되고 있다. 보온 기능성을 부여하는 기술로써 가장 일반적인 기술은 섬유 내부에 중공을 형성하여 경량성과 보온성을 동시에 가지는 기능성 원사 제조 기술과 섬유 내에 열에너지를 흡수할 수 있는 물질을 넣어 외부의 태양광을 섬유내로 흡수하여 열에너지로 전환, 축적함으로서 보온성을 향상시키는 방식이 있다. 주로 경량 보온의 동시 발현을 위하여 중공 형성을 통한 보온 소재 개발이 활발하게 일어나고 있는 실정이다. 가장 많은 수요를 차지하고 있는 경량 보온성 중공사의 경우, 강도 저하, 염색 불량 등의 공정 애로점이 발생하며, 제직 및 가공 공정 시 원사 내 중공이 찌그러짐이 발생하므로 완제품 제조 후에는 중공의 기능이 제대로 발현되지 못하는 문제가 발생한다. 또한 알칼리 또는 용제를 사용하여 후용출 하는 중공사의 경우, 공정이 복잡함은 물론 환경에 유해한 공정이다. 특히, 감량 후 직물의 인열강도는 감량 전과 비교하여 감소하게 되는데 이는 이용성 polymer가 용출되면서 생긴 중공에 의해 섬도가 감소되어 강도가 저하됨을 알 수 있다. 따라서 Sheath 부분에 최대한 손상을 주지 않으면서 Core 부분을 완전 용출 시킬 수 있는 감량 조건을 확보할 필요가 있다. 이에 보온성, 경량성의 기능을 극대화시키고, 중공률 유지하는 최적 용출 가공 조건을 확립하고자 연구하였다.

기능성 아웃도어 제품을 제조하기 위해서 사용되어지는 멤브레인은 크게 미세다공형과 친수무공형으로 구분할 수 있다. 최근에는 소비자들이 기능성 아웃도어에 쾌적성을 요구하고 있으며, 그 측면에서 본다면 미세다공형 멤브레인이 친수무공형보다 유리하다. 기존의 미세다공형 멤브레인은 고가이며, casting이 불가능한 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 분자구조 및 유화제 첨가에 따른 casting이 가능한 미세다공형 폴리우레탄 멤브레인의 특성에 대하여 연구하였다. Casting용 미세다공형 폴리우레탄은 soft segment와 hard segment의 비가 1/2일 때, 그리고 사용되는 용제가 MEK 단독일 때 안정적인 반응성과 이상적인 필름의 물성을 보이는 것을 확인 하였으며, 수지에 첨가되는 분산유화제의 양이 10%이상일 때 상분리 현상이 발생하지 않음을 확인 할 수 있었다. 개발된 수지의 적용성을 평가한 결과, J-knife를 이용하여 knife over roll 방식으로 25~35$g/m^2$ (dry add on)를 도포하여 $80/120/140^{\circ}C{\times}10m/min$의 다단건조 공정으로 진행했을 때 최적의 물성을 얻을 수 있었다.

막구조(Membrane structure)란 건축분야에서 "fabric structure" 또는 tension structure"와 같이 사용되는 용어로 코팅된 직물(coated fabrics)을 주재료로 사용하는 구조를 말한다. 특히 구조체로서 연성의 막을 이용 이것에 초기 장력을 주어 강성을 늘림으로서 외부하중에 대하여 안정된 형태를 유지하는 장점을 갖고 있다. 초기 창안된 독일의 온화한 기후에 적용되는 반면 한국이나 일본에는 60m/sec를 넘나드는 태풍의 피해와 많은 적설량을 보이는 기후적 제약으로 발달되지 못하였다. 그러나 최근 새로운 소재의 막구조 제품 개발과 구조해석 방법 및 시공기술 등이 개발되어 보편화되어지고 있는 실정이다. 막구조용 재료로 사용되는 섬유소재는 주로 Polyester직물을 기재로 한 PVC 코팅 제품으로 일반 PVC 막재는 장력이 약하고, 광선에 의한 물성이 쉽게 변화되어 내구연한이 5~15년에 불과하다. 유리섬유나 아라미드섬유 등으로 제직한 기재에 고내열 실리콘이나 PTFE 수지를 코팅한 제품은 약품에 대한 내구성이 높고 자외선에 대해서는 매우 큰 저항성을 가지기 때문에 내구연한이 10년에서 30년 까지도 향상된다. 그러나 실리콘 코팅막은 세계적으로 가장 좋은 막재로 알려졌으나 자정능력(Self Cleaning)에 문제가 발생되어 사용량이 감소 추세라고 할 수 있다. 일반적인 코팅 가공의 경우 MEK, Toluene, DMF 등과 같은 유기용제를 다량 사용함에 따라 작업환경 및 대기오염, 화재 위험 등의 문제점이 있으며 특히 가공시 잔류되는 유기용제의 심각성이 대두되고 있는 상황이다. 이와 같이 코팅 가공제 자체를 친환경적인 물질로 대체하여 각종 환경규제에 대응하고 유해 폐기물의 발생을 줄일 수 있는 코팅 가공제 및 가공기술 개발이 절실하다. 이에 본 연구에서는 Glass-Fiber, Aramid 등의 슈퍼 섬유와 고 강력 섬유 등을 이용하여 PTFE 코팅제품과 비슷한 수준의 성능을 부여하는 무용제형 실리콘 코팅 수지를 개발하고 내구성능 향상, Self Cleaning성, 난연성, 자외선 차단, 인장강도 및 인열 강도의 향상 등 다양한 기능성을 부여하는 최적의 환경 친화적 코팅 공정 기술을 개발하여 차세대 건축용 막구조 제품을 개발하고자 한다.

3종 복합소재인 양모와 나일론, 레이온의 염색공정은 먼저 알칼리 욕에서 반응성염료로 레이온을 염색한 후, 산성욕에서 산성염료로 양모와 나일론을 염색하는 것이 일반적이다. 그런데 양모, 나일론, 레이온은 알칼리에 민감하므로 면 염색 시 적용되는 강알칼리인 수산화나트륨을 사용하면 섬유의 취화로 인하여 강도와 촉감저하 등의 문제가 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 알칼리 중 탄산나트륨과 중탄산나트륨을 사용하여 염료를 투입하지 않고 염색공정을 거친 후 백도와 인장강도를 측정하여 황변 및 강도 변화 여부를 알아보았다. 레이온 70%, 양모 19%, 나일론 11%의 혼용율을 가지는 전처리 된 편물(130$g/m^2$, 32 inch, 18 gauge)에 탄산나트륨(시약 1급) 20g/l과 중탄산나트륨(시약 1급) 20g/l 각각을 투입하고 반응성염색공정($60^{\circ}C$, 60 min)으로 처리한 경우와 반응성 염색 후 산성염색공정($98^{\circ}C$, 60 min)으로 처리한 경우로 나누어 측색을 통해 백도와 L, a, b값을 측정하고 KS K 0521에 따라 인장강도 시험을 실시하였다. 그 결과, 탄산나트륨 투입시 백도 값이 중탄산나트륨에 비해 10% 정도 낮아지고 L, a, b값도 상대적으로 yellow 방향으로 이동해 있는 것으로 나타났다. 이것은 황변이 일어남을 의미하며 육안으로 확인하였다. 또한 인장강도 측정결과를 통해 소다회 처리 시 중조에 비해 30% 정도의 강도 저하가 일어남을 확인할 수 있었다. 그러나 반응성염색 후 산성염색을 거치게 되면 황변과 강도 저하 현상이 회복되는 경향을 나타내었다. 즉, 천연/나일론 편물을 반응성염색 시 알칼리로 탄산나트륨을 사용하면 염색공정 상에서 중탄산나트륨에 비해 황변이 일어나 염료 고유의 색상 발현에 영향을 줄 수 있고 강도 또한 30% 정도 저하되지만, 후에 산성염색 공정을 거치면 산 조건과 욕중 효과를 통해 일부 개선됨을 확인하였다. 이와 별도로 이번에는 시판되는 반응성염료 5종과 산성염료 3종을 조합하여 탄산나트륨과 중탄산나트륨 투입에 따른 염색실험을 실시하고 측색(DataColor SF600 광원D65, Strength)을 통해 염착량을 비교하였다. 그 결과, 중탄산나트륨으로 염색하면 탄산나트륨에 비해 모두 염착량이 저하되었으며, 염료의 구조적 차이와 컬러별로도 그 차이는 다양하였다. 그 중 저온에너지형 반응성염료는 탄산나트륨 투입에 비해 47~60% 정도로 가장 양호하였으며, 일부 반응성염료는 20%까지 떨어지는 값을 나타내었다. 이것은 탄산나트륨보다 중탄산나트륨의 알칼리 정도가 낮으므로 반응성염료의 염착이 적은 것으로 생각되며, 저에너지형 반응성염료의 경우에는 낮은 온도나 알칼리 조건에서도 상대적으로 높은 고착률을 나타내므로 적절한 반응성염료의 선택을 통해 그 차이를 극복할 수 있을 것으로 사료된다. 이상의 결과를 통해 탄산나트륨과 중탄산트륨의 알칼리 정도가 강도와 염착량에 미치는 영향의 차이를 고려하여 최적의 현장 처방을 선정해야 함을 알 수 있었다.

이전의 연구에서 기존의 ATY 장치에 ITY 노즐을 접목하여 개조한 사가공기로 제조한 탄성복합사를 자동차 시트용 트리코트 원단으로 편직하여 일광견뢰도가 우수한 염료를 선정하고 $125^{\circ}C$에서 염색하여야 견뢰도와 spandex의 물성을 저해하지 않음을 알 수 있었다. 폴리에스테르 탄성복합사의 염색성 평가에 이어 본 연구에서는 나일론 필라멘트 (70/24, Full-dull, 2ply사와 40D spandex 1ply사 복합)와 레이온사(75D, 1ply)를 투입하여 직물 원단(중량 216g/yd, 밀도 경사 78, 위사 52본/inch)을 제직한 후 2욕에서의 염색공정을 거칠 경우, 탄성복합사의 견뢰도와 물성에 미치는 영향을 조사하였다. 나일론, 레이온, 폴리우레탄의 3종 원단을 염색성 평가를 위하여 반응성염료로 먼저 레이온 부분을 염색한 후 산성염료로 나일론 부분을 염색하였으며, 이 때 spandex가 미치는 영향을 비교하기 위하여 spandex가 함유되지 않은 나일론, 레이온 복합 제직원단도 함께 염색한 후 견뢰도를 평가하였다. 또한, 레이온 부분은 CPB염색법과 제트염색기로 나누어 염색하여 염색기에 따른 인장강도와 인열강도를 평가하였다. 레이온 염색에는 셀룰로오스용 2관능기 반응성염료 3원색을 이용하여 khaki color로 combination염색하였으며, 나일론 부분에는 입자크기가 커서 견뢰도가 우수한 산성염료를 선정하여 combination염색한 후 냉수세하였다. 견뢰도를 비교한 결과, spandex가 포함된 탄성복합사 원단과 나일론과 레이온 만으로 제직된 원단 모두 세탁, 마찰, 물, 땀, 일광 견뢰도 모두가 4~5급으로 우수하여 spandex에 이염된 염료가 견뢰도에 미치는 영향은 없음을 확인하였다. 또한, 레이온 부분의 반응성염료 염색 시 CPB와 제트염색법의 두 가지 종류에 대한 인장강도와 인열강도 평가결과는 CPB 염색물이 제트염색물보다 약간 높게 나타났지만 3% 이내의 차이로 거의 차이가 없음을 나타내었다. 일반적으로 제트염색 시 원단은 로프상으로 이동하고, CPB염법은 확포상태 그대로 염색되기 때문에 제트염색 시 강도가 낮아지는 것으로 알려져 있으나, 본 연구에서는 탄성복합사를 경사, 위사 모두 사용함으로써 spandex가 신장하는 특성 때문에 강도의 저하가 없는 것으로 사료된다.

아라미드 섬유는 태양광의 직사광선에 계속 노출될 경우 120주 경과 후에는 강도가 3분의 1로 떨어지는 단점이 있다. 이와 같은 단점을 보완하기 위해 나노 크기의 금속산화물인 $TiO_2$ 졸-겔 나노합성법을 이용하여 나노졸을 제조하고 이를 직물에 함침하는 공정을 통하여 아라미드 섬유의 내광성 증진에 대해 연구하였다. TTIP, TEOS 등의 금속전구체를 이용하여 구형의 나노졸 합성에 의한 $TiO_2$ 나노졸을 수분산형태의 졸로서 섬유가공 공정상에 접목하였다. 제조된 나노크기의 $TiO_2$ 입자분포와 크기, 미세구조 및 결정상을 알아보기 위해 입도분포분석기, TEM, XRD를 이용하였다. $TiO_2$ 나노졸을 함침한 아라미드 직물은 내광성은 24, 48, 96시간 동안 Xenon-arc 광조사한 후, 물성변화를 분석하였다. 나노졸 합성시 반응물의 농도 및 용액의 pH 조건에 따른 나노졸의 미세구조를 TEM을 이용하여 관찰한 결과, 반응물의 농도에 따라 평균입도는 313.7nm, 500.5nm, 840.3nm, 1002nm로 커졌다. 하지만, 반응물의 농도가 증가할수록 시간이 지남에 따라 입자들이 층 분리 현상이 관찰되었으며, 단분산된 나노졸 입자를 제조하기 위해서는 TTIP의 투입량을 0.67mole(200ml)로 유지하였다. 또한 이를 아라미드 직물에 함침하여 광조사 시간에 따른 아라미드 섬유의 물리적 특성의 변화를 분석하였다.

아라미드 섬유소재는 고강도, 고내열성의 소재로 다양한 용도전개가 가능하나, 일광 및 부식에 의한 내광성 및 내후성이 급격하게 저하되는 단점이 있다. 자외선의 광화학적 작용에 의해 변퇴, 경화, 취하, 강도저하가 일어나는 단점을 보완하기 위해 내광성 및 내화학성이 우수한 전이금속산화물 소재와의 복합화를 통해 내광성 및 내화학성 개선에 대하여 연구하였다. zinc acetate 수화물과 수산화리튬을 무수에탄올로 용해시킨 용액을 강하게 교반하여 나노 산화아연 졸을 제조하였다. 제조된 나노크기의 zinc oxide 입자의 형상과 입자분포 등 제조특성을 입도분석기, FE-SEM 및 EDS 분석을 통하여 고찰하였으며, 제조된 나노졸을 아라미드 섬유에 침지시켜 Xenon-arc 내후성시험기에서 80시간 동안 노출시켜 노출시간에 따른 물성변화를 분석하였다. 나노졸을 5~20% 픽업으로 패딩한 후 광에 노출된 아라미드의 인장강도는 나노졸을 처리하지 않은 아라미드 섬유보다 20~30% 개선된 인장강도를 나타내었다.

나노테크놀로지는 종래의 가공으로는 얻기 힘들었던 섬유가공 효과를 간단하게 할 수 있는 기술이다. 현재 각국의 기능성 나노 가공제를 섬유에 응용하는 나노 테크놀로지는 현재 공업 생산되고 있는 면, 모, 견 등의 천연섬유 및 polyester, Nylon 등의 합성섬유의 원단에 적용하는 데서 출발하고 있다. 이러한 나노기술은 기존의 설비와 물을 사용하는 것이 큰 특징이고, 특별한 기계장치가 필요하지 않으며, 소규모의 실험장비만 있어도 현장투입이 가능한 나노입자의 제조가 가능하기 때문에 대량생산이 용이하고 설비투자는 원칙적으로 필요하지 않는다. 또한, 나노입자의 분산을 제대로 시키면 그 사이즈가 빛의 가시광선 영역의 파장(400~800nm)에 비해 절반 수준이하 크기의 입자가 대부분을 차지하기 때문에 염색성, 태의 변화가 적어 앞으로 더욱더 나노테크놀로지에 의한 가공이 확대될 것이 예상된다. 특히 유 무기 하이브리드 재료는 용액상태에서 제조되기 때문에 용액 코팅공정의 적용이 가능하여 다양한 코팅에 적극적으로 활용되고 있다. 또한 코팅공정 온도가 상대적으로 낮아서, 유기물의 기능성 발현이 용이하며, 섬유가공에 그대로 적용이 가능하고, 섬유고분자와 내구성 있게 직접 결합이 되어 실용성이 높다 할 수 있다. 또한 나노졸의 형성 시, 혹은 나노졸에 기능성 물질을 첨가함으로서 나노졸과 기능성 물질을 복합화하여 섬유상에 부여하는 것도 가능하다. 최근에 실리카졸의 형성과 성장에 관한 연구는 졸-겔 기술의 발전과 해석 및 상용화에 집중되어 있다. 규산나트륨과 황산 또는 염산을 사용하여 실리카를 생성하는 공정은 tetraethoxysilane (($Si(OC_2H_5)_4$, (TEOS))를 이용하여 합성하는 방법과 달리 대량의 실리카를 경제적으로 생산하는데 방법으로 널리 연구되고 있지만, 많은 연구가 수행되었음에도 불구하고 실리카 졸의 특성, 성장, 제조에 대한 충분한 이해가 이루어 지지 않고 있어, 아직까지 나노크기의 입자를 제조하는 공정에 대해서는 경제성, 효율성, 품질의 균일성이 떨어지는 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서는 앞서 연구된 졸-겔 합성기술과 저렴한 원료인 규산나트륨을 이용하여 보다 간단하고 경제적인 방법으로 고부가가치의 다양한 실리카 나노졸을 제조할 수 있는 연구를 하고자 하였다. 이를 위해 규산나트륨 수용액의 특성, 핵 생성에 필요한 규산나트륨 수용액의 산화반응 특성, 그리고 출발용액의 졸겔 반응을 기초로 하여 실리카 졸 형성에 대한 반응물질의 혼합방법, 반응온도, 반응물의 농도, pH등이 최종 실리카 나노졸 제품의 입자 크기와 모양 등에 미치는 영향을 조사하려고 하며 이를 토대로 다양한 크기와 특성을 가진 실리카 나노졸을 제조하였다.

스포츠웨어 중 바람막이제품의 용도에 사용되는 소재는 폴리에스터와 폴리아미드 소재가 주류이며, 그 중에서 고품격의 바람막이 제품에 대해서는 주로 나일론6 소재를 사용하고 있다. 최근 소비자들은 삶의 질 향상과 야외활동의 증가로 인해 제품의 경량화, 안락한 착용감, 고기능성 등을 동시에 겸비한 제품을 요구하고 있다. 이러한 수요에 발맞추어 국내에서 많이 생산되고 있는 나일론6 소재를 이용하여 제품화 간계에서 경량감과 신축성이 발현될 수 있는 나일론6 소재의 경량 신축직물에 대한 연구개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 직물 단계에서의 경량감과 신축성이 발현될 수 있는 나일론6 소재 신축직물을 개발하기 위해 공중합 나일론6 폴리머와 일반 나일론6 폴리머를 복합방사 설비를 이용하여 side by side POY 26d/6f의 원사를 제조한 후 가연공정을 거쳐 개발된 DTY 20/6f 가연사를 직물 설계 시 위사방향으로 적용하여 제직을 실시하였다. 직물 설계 조건은 기존 T사에서 생산중인 나일론 DTY 20d/7f을 경사로, 개발 소재인 DTY 20/6f을 위사에 적용하였으며, 제직 시 경사밀도 2가지, 위사밀도 2가지로 설계하였으며, 조직의 변화에 따른 신축특성의 변화를 확인하기 위해 평직, Rib. 도비직으로 제직하였고, 이렇게 제조된 직물에 대해 전처리, 염색, 후가공, 코팅가공 공정 조건별로 테스트를 진행한 후, 신축성발현을 위한 최적 공정조건 확보를 위한 공정별 직물의 신축성 변화분석과 최적 공정을 통해 개발한 최종 직물에 대한 신축성 평가를 실시하였다. 테스트 결과, 제직 조건별로는 경사밀도와 위사밀도가 낮은 경우가 원단 내 수축이 더욱 많이 발생함으로써, 신축성이 향상됨을 알 수 있었으며, 조직별로는 평직, Rib. 도비직 순서로 신축성이 우수함을 알 수 있었다. 또한 공정별 신축성 변화분석 결과, 염색 시 가장 신축성 발현이 두드러지게 높은 것으로 나타났으며, 전처리는 일반 연속식 전처리 보다 CPB 전처리 공정이 이후 염색가공 및 코팅을 통해 제조된 직물의 신축성 향상 및 표면 평활성에 높은 기여를 하는 것을 알 수 있었다. 상기 조건에 서 얻어진 최적 공정 조건으로 제조된 최종 코팅직물의 경우에 22% 정도의 신축성이 나타나 개발 소재의 신축특성이 우수함을 확인하였다.

국내 섬유산업의 경쟁력을 향상시키고 채산성을 확보하기 위해 고부가가치 섬유 제품의 개발이 요구된다. 심미성을 발현하는 대표적인 후가공 기술인 카렌더 가공은 국내뿐만 아니라 국외 후진국에서도 보편화된 기술로 대량 생산으로 인한 가공비 저하, 물량 확보 등에 많은 어려움을 격고 있어 고부가가치의 신기술을 요구한다. 최근 이태리, 일본 등의 선진국에서 후가공 기술인 EMBO 롤러를 이용한 무아레 가공 원단이 고가로 거래되고 있다. 무아레(Moire)는 프랑스어로 "물결 모양의 무늬"라는 뜻으로 직물에 파형(波形)또는 나뭇결 무늬를 나타나게 하는 가공 기술로, 국내에서도 EMBO 롤러를 이용하여 무아레 가공을 하거나 두 겹의 원단을 이용한 무아레 가공이 시도되고 있으나, 전자의 경우 사용되는 롤러가 일반 롤러에 비해 훨씬 고가이고 한 종류의 롤러로 제한된 패턴 밖에 표현할 수 없고 적용 소재가 한정되는 등 많은 단점을 지니고 있고, 후자의 경우 세탁내구성이 나빠 상품화조차 되지 못하고 있어 현재 국내 섬유가공 기술로는 고내구성을 가지고 다양한 효과를 발현하는 무아레 가공이 불가능한 실정이다. 직물의 경 위사 밀도차이를 이용하여 무아레를 형성할 수 있다는 점에 착안하여, 경 위사 조직을 갖는 이형(離型)원단에 PU 수지를 코팅하여 격자무늬(grid) 필름을 제조하고 제조된 Grid 필름과 Base원단을 라미네이팅하여 경 위사 밀도차에 의해 무아레 무늬를 형성할 수 있었다. 이형원단과 Base원단의 경 위사의 밀도에 따라 다양한 패턴의 3차원 무아레 무늬를 발현시킬 수 있으며 합성섬유 및 천염섬유 등의 원단 소재에 제약 없이 영구 내구성의 무아레 제품을 생산할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 Grid 필름을 이용한 무아레 가공을 위하여 이형원단 제조 조건을 확립하였고, grid 필름 캐스팅 조건, 라미네이팅 조건을 달리하여 이형성 및 무아레 형상을 비교하여 고찰함으로써 제품화에 필요한 요소 기술의 기초를 마련하고자 한다.

섬유의 단사섬도가 감소할수록 단위중량당 표면적이 커지고, 굴곡 반경이 작아지며 굴곡시 반발성이 낮아지기 때문에 일반 합성섬유가 가지고 있는 감성을 크게 개선시키고 새로운 기능성을 부가할 수 있다. 이러한 초극세사를 단독으로 사용하여 섬유제품을 제조할 수 있지만 타 섬유와 복합하여 제반 물성 및 경제성을 향상시킬 수 있다. 초극세사와 타섬유를 복합하면 의류용 고밀도 직물, wiping cloth, 인조피혁 등의 용도로 활발히 전개되고 있다. 한편, 나노필라멘트는 일반 섬유보다 섬도가 월등히 낮아 농색을 얻기가 어려워 색상 영역에 제한이 있으며 견뢰도가 다소 불량한 단점이 있다. 나노필라멘트를 일반 섬도의 PET와 복합한 제품의 경우 염착거동이 서로 상이하여, 초극세화 및 응용기술 개발에 있어 감량, 염색 및 후가공 기술 확보는 제품성능 향상을 위해서 매우 중요한 기술적 요소이다. 본 연구에서는 새롭게 개발된 단사섬도 800nm급 해도형 폴리에스테르 나노필라멘트 섬유와 잠재 권축사 등의 일반 폴리에스테르 섬유를 교직한 섬유제품의 염색성 및 견뢰도 특성을 비교하여 고찰함으로써 제품화에 필요한 요소 기술의 기초를 마련하고자 한다.

현재 정부는 친환경녹색성장을 모티브로 환경기준을 강화하고 있으며, 오염 발생원을 최소화 하고자 현재 가동중인 환경기초시설을 대상으로 고도산화공정을 추가하여 오염 배출량을 최소화 하도록 정부와 지자체가 독려하고 있는 중이다. 따라서 대표적인 환경오염 업종인 섬유/염색 관련업체는 강화되는 환경기준을 만족하기 위한 공정검토가 불가피한 현실이다. 특히 대구 OO염색공단은 염색업체가 집적되어 있어 난분해성 오염물질과 색도유발물질이 다량 발생되고 있으며, 폐수처리장에서 운영 중인 재래식 폐수처리공정으로는 강화되는 방류수 수질기준을 충족할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 방류수 수질기준을 만족하기 위한 고도산화 공정을 검토하였으며, 그 공정의 최적인자를 도출하고자 하였다. 고도산화 공정에서 오존산화, Peroxone AOP, Fenton oxidation 공정을 검토하였으며, 강화되는 수질기준을 만족할 수 있는 최적인자 및 처리효율을 검토하였다. 그 결과 조건에 따라 COD, T-N, T-P, 색도 등에서 처리효율은 40 ~ 90% 범위로 경제성을 고려하여 최적의 운전조건을 도출 하였다.

섬유염색산업 중 면섬유의 염색과정에서 발생되는 머서라이징 폐액은 폐수처리장의 pH(수소이온농도)를 올리는 주원인이 되고 있어, 높은 pH에 따른 폐수처리 부과금이나 황산을 이용한 폐수 중화에 사용되는 약품비용이 과다하게 소요되고 있으며, 머서라이징공정에 사용되는 약품인 가성소다 비용이 계속 증가하고 있어, 기업의 환경처리비용 및 약품소모비용에 대한 부담이 매우 큰 실정이다. 본 기술은 머서라이징 폐액에 멤브레인 공정에 적용하여 폐가성소다로부터 가성소다를 회수할 뿐만 아니라, 회수된 가성소다를 다시 머서라이징 공정에 재이용할 수 있도록 하여 약품 절감효과 뿐만 아니라 폐수의 발생량과 오염물질의 농도의 획기적인 저감이 가능한 것이다. 본 연구에서는 서로 다른 기공크기를 갖는 막을 적용하여 투과플럭스, 부피회수율, 부유물질 및 유기물 제거율, 가성소다회수율, 파울링지수 등을 고려하여 폐수 특성에 맞는 가장 적합한 막을 선정하고, 각각의 막에 대하여 온도조건, 압력조건, 화학세정 등의 운전변수를 최적화, 고효율 폐알카리 회수 장치의 경제성 및 기술적 타당성 평가를 통한 가성소다 회수공정을 구성하였다.

최근 주야간 산업현장의 근로자 안전성을 위한 식인성이 우수한 Hi-vis. 염색이 work-wear에 많이 적용되고 있으며, Hi-vis. 염색에서의 형광색상은 차별화된 패션성을 원하는 소비자에게도 레져용, 아웃도어용, 캐쥬얼 등에 많이 사용되고 있다. 형광염료는 주로 안료나 PET용 분산염료로의 전개가 일반적이며, 예전에는 형광안료 코팅을 통한 필름이나 테이프 등이 많이 사용되었으나 최근에는 의류에 직접 염색공정을 적용하는 기법으로 형광분산염료가 많은 용도에 적용된다. 이러한 고가시 산업용 work-wear는 주간에는 선명한 색상을 띄며, 야간에는 빛나는 재귀 반사의 성능을 지니며 대표적인 형광컬러는 Yellow, Red-Orange, Red, Yellow-Orange, Pink, Green, Yellow-Green 등 색상이 있다. 고가시성 안전의류(High Visibility Warning Clothing) 기준의 색도 좌표 및 일광 견뢰도 등 성능을 만족해야 하며, 대표적인 규격은 유럽의 EN-471로 일광, 마찰, 세탁, 땀, 드라이클리닝, 염소 등 견뢰도에 대한 각각의 합격기준이 있으며, 색도 및 형광팩터 등의 기준에 맞는 염색처방이 필요하다.

To evaluate the Hwangsu spring as natural mordants effect on dyeing. The natural mordant effect of Hwangsu spring was analyzed by pH, temperature, trace elements and organic matter. Hwangsu spring having pH 2.42 and $14.4^{\circ}C$ was harvested at the end of September, 2011, in Yeongcheon(Gyeongbuk Province, Korea) and left on a $0^{\circ}C$ and $25^{\circ}C$ before use. The Result of ICP analysis, it contain bned Fe(414.9 ppm), Al(88.9 ppm), Mn(4.9 ppm). Dyeing and post-mordant procedure; Fabrics(cotton, silk, rayon) were dyed with natural colorants(Sopbora Japonica L., Caesalpinia sappan L., Allium cepa L.) for 20 min at $80^{\circ}C$. Hwangsu spring, aluminium sulfate $14-18H_2O(Al_2(SO_4)_3{\cdot}14-18H_2O)$, iron sulfate peptahydrate($FeSO_4{\cdot}7H_2O$), copper sulfate pentahydrate($CuSO_4{\cdot}5H_2O$) were used by post mordants. But in the case of Caesalpinia sappan L. was dyed after pre-mordanting with Al(II). The fabrics were dyed with each mordant solutions at $25^{\circ}C$ for 10min. The colorless also was measured by color-differnce meter. Comparison with a synthetic mordants, the K/S values of cotton fabrics dyed with Hwangsu sping were increased.

The aims of this study were to examine the efficacy of phytochemical compounds of colorants as anti-oxidant agent. The bioactive properties of natural colorants were studied by total phenolic contents, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging and anti-bacterial activity in Escherichial coli. The concentration ($IC_{50}$) of various extracts from colorants required to exert 50% reducing effect on DPPH radical were found to be 0.007-4 mg/ml. Especially, the gallnut (Schlectendalia Chinensis) displayed remarkable effect of DPPH as compared to positive control ascorbic acid. The total phenolic contents (TPC) and restraint of E coli. also analyzed. It was found that gallnut extracts effectively inhibited DPPH radical at a concentration below 0.01 mg/ml. Natural colorant extracts could be of good resources as anti-oxidant and anti-bacterial agents. The results suggest that our study may contribute to the development of natural and functional materials with potential application to reduce oxidative damage.