사전 산소화된 섬유의 스펀레이스 부직포
세그먼트 시장:
사전 산소화 섬유의 특성:
· 극한 난연성: 한계산소지수(LOI)는 일반적으로 40 이상(공기 중 산소 함량 약 21%)으로, 기존 난연성 섬유(예: LOI가 약 28~32인 난연성 폴리에스터)보다 훨씬 뛰어납니다. 화재에 노출되어도 녹거나 떨어지지 않으며, 화재원 제거 후 자체 소화되고, 연소 시 연기와 유독 가스를 거의 배출하지 않습니다.
· 고온 안정성: 장기 사용 온도는 200~250℃에 달하고, 단기 사용 온도는 300~400℃의 고온(원료 및 산화 전 정도에 따라 다름)을 견딜 수 있습니다. 고온 환경에서도 구조적 무결성과 기계적 특성을 유지합니다.
· 내화학성: 산, 알칼리, 유기용제에 대한 일정한 내성을 가지고 있으며, 화학물질에 쉽게 침식되지 않아 혹독한 환경에서 사용하기에 적합합니다.
· 일정한 기계적 성질: 일정한 인장 강도와 인성을 가지고 있으며, 부직포 가공 기술(니들 펀칭, 스펀레이스 등)을 통해 안정된 구조의 소재로 만들 수 있습니다.
II. 사전 산소화 부직포의 가공 기술
사전 산소화된 섬유는 부직포 가공 기술을 통해 연속적인 시트 형태의 소재로 가공되어야 합니다. 일반적인 공정은 다음과 같습니다.
· 니들펀칭 방식: 니들펀칭 기계의 바늘로 섬유 망사를 반복적으로 꿰뚫어 섬유들이 서로 맞물리고 강화되어 일정한 두께와 강도를 가진 부직포를 형성합니다. 이 공정은 고강도, 고밀도의 사전 산소화된 무섬유 직물 생산에 적합하며, 구조적 지지가 필요한 상황(예: 내화 패널, 고온 여과재)에 사용할 수 있습니다.
· 스펀레이스 방식: 고압의 물 분사를 이용하여 섬유 망사에 충격을 가하여 섬유가 서로 얽히고 결합되도록 합니다. 스펀레이스 방식의 산소 처리된 원단은 더욱 부드러운 감촉과 뛰어난 통기성을 자랑하며, 보호복의 안감, 유연한 방화 패딩 등에 적합합니다.
· 열 접합 / 화학 접합: 낮은 융점 섬유(난연성 폴리에스터 등)나 접착제를 사용하여 보강을 보조함으로써, 순수한 산소화된 무섬유 직물의 강성을 낮추고 가공 성능을 향상시킬 수 있습니다(단, 접착제의 내열성은 산소화된 직물의 사용 환경과 일치해야 함을 유의하세요).
실제 생산에서는 사전 산화된 섬유를 다른 섬유(아라미드, 난연성 비스코스, 유리 섬유 등)와 혼합하여 비용, 느낌, 성능의 균형을 맞추는 경우가 많습니다(예를 들어, 순수한 사전 산화된 부직포는 단단하지만, 난연성 비스코스를 10~30% 첨가하면 부드러움을 향상시킬 수 있습니다).
III. 사전 산화 섬유 부직포의 특정 적용 시나리오
난연성과 고온 내구성이 뛰어나 사전 산화 섬유 부직포는 여러 분야에서 핵심적인 역할을 합니다.
1. 소방 및 개인 보호
· 소방관용 안감/겉감: 사전 산화된 부직포는 난연성, 고온 내구성, 통기성이 뛰어나 소방복의 핵심층으로 사용되어 화염과 고온의 전달을 차단하고 소방관의 피부를 보호합니다. 아라미드와 결합하면 내마모성과 내인열성을 향상시킬 수도 있습니다.
· 용접/야금 보호 장비: 용접 마스크 라이닝, 내열 장갑, 야금 작업자용 앞치마 등에 사용되며, 불꽃 튀는 것과 고온 방사선을 견뎌냅니다(단기 온도 내구성 300°C 이상).
· 비상 탈출 용품: 화재 시 신체를 감싸거나 연기를 걸러줄 수 있는 방화 담요, 탈출 마스크 필터 소재 등(특히 연기가 적고 독성이 없는 것이 중요함).
2. 산업용 고온 보호 및 절연
· 산업용 단열재: 고온 파이프의 내부 라이닝, 보일러 단열 패드 등에 사용되어 열 손실이나 전달을 줄입니다(200°C 이상의 환경에서 장기 내구성).
· 방화 건축자재: 고층 건물의 방화 커튼 및 방화벽의 충전층이나 케이블 피복재로 사용되어 화재 확산을 지연시킵니다(GB 8624 내화등급 B1 이상 요구 사항 충족).
· 고온 장비 보호: 오븐 커튼, 가마 및 오븐의 단열 커버 등을 사용하여 장비의 고온 표면으로 인해 사람이 화상을 입는 것을 방지합니다.
3. 고온 여과 분야
· 산업용 연기가스 여과: 폐기물 소각로, 제철소, 화학 반응로에서 발생하는 연기가스의 온도는 종종 200~300°C에 달하며, 산성 가스를 포함합니다. 사전 산화 처리된 부직포는 고온 및 부식에 강하며, 필터백이나 필터 실린더의 기본 소재로 사용되어 효율적으로 여과할 수 있습니다.
4. 기타 특수 시나리오
항공우주 보조재료: 우주선 내부 객실의 내화 단열층 및 로켓 엔진 주변의 단열 개스킷(고온에 강한 수지로 보강해야 함)으로 사용됩니다.
전기 절연 재료: 고온 모터 및 변압기의 절연 개스킷으로 사용되며 기존의 석면 재료를 대체할 수 있습니다(발암성이 없고 환경 친화적임).
4. 산화전 섬유 부직포의 장점 및 개발 동향
장점: 석면이나 유리 섬유와 같은 기존 난연성 소재와 비교했을 때, 사전 산소화 섬유 부직포는 발암성이 없고 유연성이 우수합니다. 아라미드와 같은 고가 섬유와 비교했을 때, 비용이 저렴하며(아라미드의 약 1/3에서 1/2 수준) 중급 및 고급 난연성 환경에서 일괄 적용에 적합합니다.
추세: 섬유 정제(예: 미세 데니어 사전 산소화 필라멘트, 직경 <10μm)를 통해 부직포의 밀도와 여과 효율을 높입니다. 포름알데히드 함량이 낮고 접착제가 없는 환경 친화적 가공 기술을 개발합니다. 나노소재(예: 그래핀)와 결합하여 고온 내구성과 항균 특성을 더욱 향상시킵니다.
결론적으로, 부직포에 사전 산화된 섬유를 적용하는 것은 고온 및 화염 환경에서 기존 소재의 성능 단점을 해결하기 위해 "난연성 및 고온 저항성"이라는 복합적 특성에 달려 있습니다. 향후 산업 안전 및 방화 기준이 강화됨에 따라, 그 적용 범위는 더욱 확대될 것입니다.
