투습성, 흡수성 등 우수한 인체 친화적 초소수성 편면 가공기술 제안

서울대학교 의류학과 의류소재연구실(실장 박정희 교수)은 미래창조과학부, 한국연구재단과 공동으로 2015년 5월부터 ‘인체 친화적 Self-cleaning 의류소재 개발 및 스마트 소재로의 적용’ 프로젝트를 진행 중이다.
 
초소수성 표면은 물에 젖지 않고 표면의 먼지 입자나 오구가 굴러 떨어지는 물방울에 의해 쉽게 제거된다. 이를 섬유에 적용할 경우 기능성 소재의 세탁 횟수를 줄일 수 있는 ‘Self-cleaning’ 가공기술은 최근 산업적․학문적 관심이 집중되고 있다.
초소수성 표면은 연잎 표면의 마이크로 사이즈의 돌기 위에 나노사이즈의 왁스 결정이 도포된 이중 구조의 모사를 통해 구현할 수 있다. 직물은 특유의 마이크로 수준의 거칠기를 본래 가지고 있어 섬유 위 나노 수준의 거칠기를 구현하고 섬유 표면을 소수화 하는 것이 초소수성 Self-cleaning 가공기술의 원리다.
 
산업용 셀프 클리닝 소재는 착용감, 내세탁성, 인체 무해성 등을 고려하지 않지만 의류용 소재는 이러한 요구 성능을 만족시키면서 Self-cleaning 기능을 가져야 하는 어려움이 있다.
 
서울대 의류학과 의류소재연구실(책임교수 박정희)은 나노 사이즈의 거칠기를 구현하는 방법으로 주로 플라즈마 장치를 이용하거나, 화학물질을 이용한 에칭(Etching) 기술을 이용해 인체에 유해한 나노 입자를 사용하지 않고 표면에 나노구조를 만드는 방법을 중점을 두고 개발했다. 화학적 에칭기술은 본래 섬유의 물리적 특성을 손상하지 않고, 폴리에스터 뿐 아니라 실크에도 적용이 가능하며 대량생산에 적합한 효율적인 가공기술이 될 것으로 기대된다는 것이 의류소재연구실 측의 설명이다.
 
한편 초소수성의 구현은 표면의 이중 구조 구현과 함께 표면에너지를 낮추는 소수화 가공 단계가 필수적이다. 일반적으로 발수가공제의 코팅은 딥(Dip), 블레이드(Blade), 스프레이(Spray) 법 등이 있는데 코팅 방법에 따라 직물의 공기 투과성, 투습성, 흡수성, 촉감 같은 특성이 변화하게 된다.
이에 의류소재연구실은 투습성, 흡수성 등이 우수한 인체 친화적 초소수성 편면 가공기술을 제안하는 것을 목표로, 표면에만 발수가공제를 적용해 표면은 젖지 않고 이면은 흡수성이 우수한 가공기술로, 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition)과 블레이드 코팅법을 적용했다.
 
이와 함께 의류소재연구실이 개발한 Self-cleaning 소재는 나노 입자를 사용하지 않고 땀을 잘 흡수하면서도 오염이 잘 되지 않는 성능을 갖추고 있다. 최근에는 초소수성 Self-cleaning직물이 인체에 해가 되지 않는 안전한 가공물질을 사용하고 친환경적 가공이 가능한 방향으로 진행하고 있다. 이를 위해서 유해한 화학물질이 다수 포함된 발수가공제의 도움 없이 나노 구조화 기술로 초소수성이 구현될 수 있는 최적의 섬유와 가공기술을 개발 중이다. 

출처 : TIN 뉴스