[원사] 물보다 가벼운 폴리프로필렌(P.P)

[원사] 물보다 가벼운 폴리프로필렌(P.P)

 

폴리프로필렌(polypropylene) 섬유는 1954년 이탈리아의 Milano공과대학의 G. Natta 교수

가 Ziegler형 촉매에 의해 입체적인 규칙성이 있는 구조(isotactic 구조)를 가지는 폴리프로필렌

을 합성했던 것이 시작이다.

 

동법에 의해 합성된 폴리프로필렌은, 결정성이 있어 섬유 형성능력이 뛰어나다. 그 해에 이탈

리아의 Montecatini사의 특허가 나왔으며, 1961년에 동사에서 "Meraklon"의 상표로 상업화되

어 생산되었다.

 

석유를 정제 할 때에 부산물로 만들어지는 대량의 프로필렌을 원료로 한 합성 섬유이기 때문에

큰 주목을 받으며, 1957년 미국의 Hercules,  영국의 ICI사가 참여하였다. 이탈리아, 서독 등이

독자적으로 생산을 개시했다.

 

일본에서는 1962년이 되어 미츠이 화학이 생산을 시작했으며, 여러 업체가 생산하고 있다.

원료가 가장 싼 가격으로 조달 가능함으로 해서, 일본에서는 "꿈의 섬유"로 불려 당초는 전술

(前述)의 8사가 동사와 기술 도입을 연결해 생산에 임했지만, 내열성, 염색성, 촉감 등의 문제

로 의료용으로는 부적합하고, 몇 개 회사가 철퇴하였다.

 

　그 후, 섬유 산업도 의료용 외의 산업자재, 생활 자재 분야 등이 성장함에 따라, 폴리프로필

렌 섬유도 그런 분야에서 수요가 확대했다. 더욱이 최근 지구 환경보호의 입장으로부터 폴리프

로필렌 섬유가 재검토되고 있다. 제법에 있어서의 에너지 소비량이 가장 적고, 또 재생을 실시

하는 경우에 융점이 낮고, 쉽게 재용해할 수 있으며 또 thermal recycle을 실시하는 경우에도

열분해 유화가 가능하고, 탄소와 수소만의 화합물임으로, 소각시의 유해 가스의 발생이 매우

적다는 등의 특징이 있기 때문이다.

 

　폴리프로필렌 섬유도 여러 가지의 개질을 하고 있다. 가장 뛰어난 개질은, 그림에 나타내듯

이 심지(芯地) 부분이 폴리프로필렌, 둘레부분이 폴리에틸렌의 두 성분으로 구성되는 열융착

섬유로, 이 섬유를 다른 섬유에 혼합해 부직포를 만들어 가열하면, 이 섬유의 폴리에틸렌 부분

이 녹아 주위의 섬유와 융착해 얇은 천의 형태가 된다. 이 섬유는 종이 기저귀나 napkin용 부직

포에 많이 이용되고 있다.

 

셋팅 온도 140도씨, 가공 130도씨를 준수하고 온도가 150도씨를 넘게되면 경화 및 용융이 일어남.

용융점 165도씨.

 

장점:

1) 가볍다- 물에 넣으면 가라앉지 않고 물위에 떠오름. 기록 경기를 하는 운동 선수복이나 수중

레저복으로 적합하다. (비중이 낮아 Polyester 원사와 같은 굵기일때 무게는 66%에 불과하다)

 

표 7 섬유의 비중

섬 유	비 중	섬 유	비 중
면 아 마 양 모 견 (생 사) 비스코스레이온 아세테이트(이초산) 나 일 론	1.54 1.50 1.32 1.30 1.52 1.32 1.14	폴 리 에 스 터 아 크 릴 모 다 크 릴 비 닐 론 폴 리 프 로 필 렌 사 란 유 리	1.38 1.17 1.30 1.26 0.91 1.71 2.56

 

 

 

 

 

 

 

 

 

POLY 원단은 비중이 물보다 무거워 물에 가라앉지만 P.P는 물보다 가벼워 물위로 떠오른다.

 

2) 물을 흡수하지 않는다- 분자 구조상 H기가 없음으로 물을 밀어낸다. 공정 수분율이 극도로

 낮아서 세균이 번식할 환경이 만들어지지 않는다.

PP 쪽에서 물을 부어보면 물이 원단 안으로 쑥 빨려 들어가지만 표면에는 거의 자욱을 남기지 않는다.

그러나 뒤집어서 POLY쪽을 보면 물에 흥건히 젖어있는것을 볼수 있다. 

 

표 5 주요 섬유의 표분 수분율과 공정 수분율(KS K 0301)                           (단위:%)

섬 유 의 종 류	표준 수분율	공정 수분율	섬 유 의 종 류	표준 수분율	공정 수분율
면 마류(대마,아마,저마) 레이온계섬유 아세테이트섬유 폴리아미드계섬유 폴리에스터계섬유	8 9 12 6.5 4 0.4	8.50 12.00 11.00 6.50 4.50 0.40	양                        모 정          련          견 아  크  릴  계  섬  유 폴리비닐알코올계섬유 올   레  핀  계  섬  유 유     리     섬     유	16 9 1.0∼2.5 5 0.01 0	18.25 12.00 2.00 5.00 0.00 0.00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) 강하다- 경편용 원사로 적합한 신율을 가지고 있으면서도 POLYESTER나 NYON보다 인장

강도가 최소한 같거나 그 이상이다. (경편용 원사의 신율 조건은 20% 이상 임)

 

표 4 주요 섬유의 강도와 신장도 섬유 강도(gf/d) 강도비(%) 신장도(%) 면 3.0∼4.9 102∼110 3∼10 견 3.0∼4.0 75∼95 15∼25 양모 1.0∼1.7 76∼97 25∼35 인견(보통) 1.7∼2.3 44∼54 18∼34 아세테이트(보통) 1.2∼1.4 60∼70 24∼35 나일론(보통) 4.8∼6.4 85∼90 28∼42 폴리에스터 4.3∼5.5 100 20∼32 아크릴 2.2∼3.2 80 20∼38 아마 5.6∼6.6 105∼116 2.7∼3.3 폴리프로필렌 4.5∼75 100 25∼60

 

 

4) 강한 내약품성

산성,알칼리에 모두 강하며 대부분의 화학약품에 강한 내구성이 있어 필터용으로 많이 쓰인다.

 

 

단점:

1) 염색이 잘 안된다- 분자 구조에 H기가 없음으로 물을 전혀 흡수 하지 않아 염색하기 어렵다.

 

최근 휴비스에서 분산염료로 염색이 되는 PP 원사를 개발하여 공급하고 있다.

PP 75/24 F.Y @\4,500/KG

PP DTY 75/24 @\6,000/KG

그외 DTY 65/24, DTY 40/24가 개발되어 있다.

 

※ 이태리 등 유럽에서는 가염 PP가 상용화 되어 스포츠 웨어용으로 사용하고 있다고 함.

염착 속도가 POLY보다 늦기 때문에 POLY 기준으로 CLR를 맞추다 보면 P.P SIDE는 항상 연

하게 염색된다.

 

2) 열에 약하다- 융점이 165도씨로 열에 매우 약하다. 열 고주파나 본딩 작업시 열이 150도씨

이상 가해지면 용융이 발생하므로 공정, 혹은 후공정에 고열 공정이 있으면 작업이 불가능 하다.

셋팅-140℃, 가공-130℃가 적당하다.

 

표 11 주요 섬유의 융점과 안전 다림질 온도(℃)

섬 유	융 점	안전다림질온도	섬 유	융 점	안전다림질온도
면 아 마 양 모 견 비스코스레이온 아세테이트(이초산) 트리아세테이트 나 일 론 66	240℃에서분해 260 〃 205 〃 235 〃 240 〃 240℃에서 융해 300 〃 250 〃	220 230 150 150 180 130 200 200	나 일 론 6 폴리에스터 아 크 릴 모 다 크 릴 비 닐 론 폴리프로필렌 노 멕 스	215℃에서 융해 259 〃 235℃에서 연화 163℃에서 융해 220 〃 165 〃 371 〃	150 150 150 120 140 120 -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) 자외선에 약하다- 일광에 노출되면 황변이 일어나고 물성이 약해지는 문제가 있다.

이 문제는 원사 중합공정에서 UV 안정제를 첨가하여 어느정도 보완 되었다.

 

4) 접착이 잘 안된다- H기가 없는 분자구조 때문이다. 일반적인 본드로는 접착이 잘 안되므로

PP 전용 접착제를 사용해야 한다.

 

자료 출처: 트리코 월드