■슈퍼소재 기반기술개발

▶ 한국섬유개발연구원: 아라미드 장섬유 에어 가공사 및 하이브리드 얀 개발
아라미드 장섬유의 다양한 용도전개를 위해  에어 가공사(ATY) 및 하이브리드 얀 개발은 필수다.
그러나 기술개발이 쉬운 것만은 아니어서 향후 개발 과정이 주목된다. 먼저 에어가공사를 제조하기 위한 맞춤형 공정 설계와 제조 기반기술 확립이 급선무다.

아라미드 장섬유 ATY 개발 모식도 및 산업용 ATX 설비
산업 및 의류용 직물, 고무보강재 직물, 고무접착 시스템 및 제품 개발 등 구체적인 목표는 이 같은 용도전개 폭 확대와 국산제품의 상용화를 앞당긴다는 측면에서 고무적이다.

아라미드 장섬유 ATY 및 하이브리드 얀을 활용한 다양한 제품 개발
이를 위해 한국섬유개발연구원(원장 이춘식)은 주관기관 자격으로 아라미드 장섬유 에어 가공사(ATY)와 하이브리드 얀 제조 공정 설계 및 최적 조건 확립, 물성 DB 구축 등 구체적인 세부개발 목표를 설정해 놓고 있다.
그리고 아라미드 장섬유 에어 가공사(ATY) 및 하이브리드 얀 제조 기반기술 확립과 개발소재를 이용한 산업용 고무보강재 및 의류용 직물 제직설계기술 개발과 공정별 기반기술 확립도 중요한 세부 개발과제로 잡혀있다.
개발된 직물과 고무간의 최적 접착 기반기술 확립과 이를 통한  방탄· 방검용, 고무 댐(Rubber-Dam) 제품 개발을 위한 기반 기술 개발도 중요한 과제에 올라있다. 아라미드 장섬유 에어 가공사(ATY) 및 하이브리드 얀 물성평가에 의한 최적 공정 조건 확립 및 신뢰성 평가도 빠뜨릴 수 없는 세부개발과제다.

특수산업용도 전개와 품질 충족의 필수 요소
이 같은 세부핵심과제를 타개하기위해 한국섬유개발연구원은 산업자재용 아라미드 장섬유 ATY 공정 설계와 복합기능 발현 권축가공사 제조 조건 확립 및 제조공정,        원사 물성 DB 구축을 맡아 개발의 고삐를 죈다는 계획이다. 제원화섬은 산업자재용 아라미드 장섬유 ATY제조기술 개발과 복합기능 발현 권축가공사 제조 기반기술 확        립을 맡아 개발을 지원하며 성안과 신화섬유는 각각 산업의류용 직물 제직기술 개발과 개발 원사를 활용한 고무 댐 보강재 제직기술 개발을 맡았다.
미성폴리머와 동일고무벨트도 각각 개발직물과 고무 간 접착수지 및 접착 공정 기술 개발과 최적 접착 공정 설계, 방탄·방검용 고무 댐 개발에 나선다. 영남대학교는 신뢰성 확보를 위한 아라미드 원사 및 직물분석 실험 항목 및 방법 확립으로 개발을 지원한다.
아라미드 장섬유 ATY 및 하이브리드 얀 제조기술개발은 특수산업용의 용도전개와 분야별 요구품질을 충족시킬 수 있는 지름길이어서 기술개발 및 제품개발은 그만큼 중요한 과제로 부상하고 있다. 따라서 한국섬유개발연구원은 설비 및 기술 인프라 구축과 생산 기반을 마련하고 용도 다변화에 의한 신규 시장 창출 가능성을 높이는데 개발의 포커스를 맞추고 있다.

▶한국섬유개발연구원 : 산업자재보강용 2D 및 3D 구조의 Fabrication 기술개발
직물조직의 강도를 향상시키고 형태안정화를 위해 2D~3D 구조 직물조직의 필요성이 대두 되고 있다. 따라서 가장 유력한 직물조직 후보로 익직물과 편직물이 거론되고 있다. 익직물 제직의 장치 설계 및 제작과 형태안정화 기술은 이 같은 유력 직물조직 후보를 생산하는 게 포인트다. 익경사 장력제어장치(Slackener)와 경사 송출 및 장력조정 기술을 비롯해 3D구조의 아라미드 장섬유 융합 편성물 개발과 상품화 기술은 매우 중요하게 여겨지고 있다. 이밖에 아라미드 섬유 적용의 탁월한 인장력과 내마모성을 부여하는 편성기술 역시 주목할 부문이다.
스노우 커버, 산업안전화 및 특수 작업 부품 소재 같은 품질요구 특성을 강조하는 직물류는 이 같은 개발과제의 성공적 수행을 요구하고 있다.

익경사 장력제어장치와 레노직물 구조

더블라셀편직기와 3D 스페이서 직물
이 같은 요구를 충족시키기 위해  고강력 스크림 직물 형성기술(레노조직 2D 구조)과 안전보호용 섬유제품 제조기술 그리고 3D 구조형 Spacer편성기술개발이 주요과제로 꼽히고 있다.
2D구조의 레노조직은 익직물 제직의 장치와 설계제작 및 스크림 레노직물의 형태안정화 기술개발을 요구하고 있다. 이를 위해 개구장치(지종광과 익종광 설치 장치)와 익경사 장력제어장치(Slackener) 제작, 경사장력 제어 관련 종광틀 하부 완충장치 설계가 주요개발 항목으로 나타났다.
또 안전보호용 섬유제품 제조기술은 산업자재 보강 및 안전보호용 섬유제품 제직기술을 목표로 아라미드섬유 복합 연사기술과 변부 조직형성 및 사단처리 기술(Leno, Heat-cut, Tuck-in 등)이 주요개발 항목으로 꼽히고 있다. 이밖에 3D 구조형 Spacer편성 기술개발은 3D구조를 갖는 경편기술 개발을 목표로 더블라셀 편성기에서 4~7개의 편침을 이용한 편물설계와 편직물의 안전성 및 표면구조에 영향을 미치는 인자의 부피와 중량을 설계하는 것이 세부개발 내용이다.
이 같은 주요개발과제를 수행하기위해 한국섬유개발연구원은 주관기관으로 나서 총괄적 가이드 역할과 개별 기업들의 기술적 애로사항을 파악, 성공적 해결방안을 제공하는 역할을 맡았다.
또 지에스케이, 한남기업, 욱성, 덕우실업 등 참여기업들은 각각 2D용 고강력 Leno직물 개발(지에스케이), 2D 고 강력 Leno직물 기능성 코팅과 모듈화 기술개발(한남기업), 경편기를 이용한 3D구조의 스노우 체인, 내열 신발용 소재 개발(욱성), 2D, 3D용 소재원사 연사, 정경의 제직준비와 평직의 고밀도 아라미드직물 개발(덕우실업)을 맡아 추진할 계획이다.

선진국 의존 제품 기술력 확보와 국산화
참여기관인 영남대학교는 3D 직물의 기본물성과 기능물성, 신뢰성 평가 등을 맡아 개발을 지원하게 된다.
이 같은 일련의 개발과제는 선진국에 의존하고 있는 원천 제품에 대한 자체 기술력 확보와 국산화 그리고 수입대체 효과를 감안 하면 그 중요성을 짐작할 수 있다. 또 제직, 편성 등 의류용 섬유기술을 토대로 산업용 부품소재로 부분적 전환을 통한 성장산업 기능소재 발굴차원에서도 중요성이 부각되고 있다.
연간 200억 원 규모의 운송용, 공업용  보강 base fabric의 국산화와 점진적 수입대체 및 국내섬유산업의 경쟁력 강화를 위한 이 개발과제는 아무리 강조해도 지나침이 없을 것으로 보인다.

▶한국염색기술연구소 : 슈퍼섬유 융·복합 염색가공기술개발
난염성 슈퍼섬유소재의 다양한 용도확대를 위해 내 일광, 고발색성 등 최적화 염색공정 개발과 기능성 후가공 기술을 확립하는 것이 시급하다. 국내에서 삼광염직을 비롯한 일부업체가 염색공법을 개발 중이거나 일부 완료한 상태지만 아직도 갈 길은 멀고도 험난하다.
따라서 산, 학, 연이 머리를 맞대고 최적의 염색가공기술을 도출해 내야한다. 이는 향후 슈퍼소재의 국산 상용화를 좌우하는 매우 중요한 사안이어서 아무리 강조해도 지나침이 없을 정도다.
국내서 아라미드전문가로 알려진 영남대 손태원 교수는 “아라미드 소재자체가 일반 염색과는 달라 그에 맞는 염색공법 설정 없이는 국산화가 어려울 것”이라고 밝혔다.
개발에 참여하고 있는 산, 학, 연 관계자도 이 같은 내용을 잘 알고 있는 터다. 따라서 염법개발에 중요한 대목인 용수절감형 날염시스템(IR가공, 스프레이 날염 등)과 같은 슈퍼융합 섬유소재 관련 염색가공기술개발이 시급하다. 또 슈퍼 소재의 기능성 가공(항균, 발수, 제전 등)과 가공제 및 가공기술(UV, 플라즈마)을 확립하고 테스트를 통한 제품의 기능성 부여, 기술 기반 구축 등을 통한 대외무역환경에 부합하는 새로운 경쟁기반을  확보하는 것이 이 과제가 요구하는 주요개발 내용이다.

슈퍼섬유소재 국산 상용화의 필수 과제
따라서 주관기관인 한국염색기술연구소(소장 전성기)는 슈퍼섬유 소재 염색가공 기술 개발과 슈퍼섬유 소재 기능성 가공 공정 개발, 슈퍼섬유 소재 날염시스템 기술 개발, 슈퍼섬유 소재 염색가공 기술 관련 최신정보 공유, 슈퍼섬유의 물리화학적 개질을 통한 기능성 부여 기술 등 핵심 주요과제를 맡아 장정에 들어간다.
참여대학인 경북대와 금오공대는 염색 및 표면개질 기초연구를 맡아 슈퍼섬유 소재의 개질기술, 고발색·친환경 염 조제 개발 및 적용, 후가공성 연구, 용도별 운용시험 및 평가기술 확립 등을 공동으로 맡아 역할을 수행할 계획이다.
참여기업인 삼광염직과 삼일염직은 이미 상당한 기술을 확보하고 있는 기업이어서 주요과제인 침염 및 날염공법 확립에 청신호를 밝히고 있다.
이밖에 웅진케미컬은 대면적 날염과 적외선 차폐 등 상용화 과정에서의 중요한 항목을 맡아 역할을 수행할 계획이다. 국방기술평가원은 제품평가와 신뢰성확보 역할을 맡았다.
과제의 컨소시엄은 개발한 슈퍼소재의 주요 염색가공기술항목인 난염성 슈퍼소재의 염착률 향상을 위한 기술개발과 사용용도 확대, 타 소재와의 복합화를 통한 복합기능 가공 등의 애로 과제를 타개한다는 것이 1차 목표다.
또한 향후 슈퍼소재의 융합제품화를 위한 기초 및 응용연구를 목표로 참여기업 및 기관들이 유기적인 연계를 통해 개발 종료 후에 개발 제품의 다양한 용도 접목과 제품화를 추진 할 계획도 세워놓고 있다.

▶한국염색기술연구소: 슈퍼섬유 기능성 코팅 기술 개발
난염성인 슈퍼소재는 염색만 하면 끝나는 게 아니다. 용도에 맞는 다양한 후가공도 절대적이다. 융합복합소재에 다양한 기능성을 부여하는 환경친화적 코팅기술은 대표적인 예다. 또 고내구성 건축용 섬유재료를 목표로 하는 기능성 코팅제 및 코팅공정 개발도 시급하다. 이러한 요구 기술 때문에 이 과제가 채택된 것으로 볼 수 있다.
따라서 주관기관과 참여기관, 기업들의 유기적인 협력체재를 구축해 기술개발과 우수한 성능을 발현하는 건축용 섬유재료 및 제품의 막 구조형 코팅, 복합수지 가공제 및 코팅공정을 개발해 나가는 것이 최종 목표다. 상호 역할도 구분됐다.

염색 후가공 실용화로 세계시장 공략
소재선정부문에서 자료조사와 수집을 통한 최적 슈퍼소재 선정과 개발제품의 물성평가와 문제점 분석 등은 한국염색기술연구소와 영남대학교, 경북대학교가 수행한다. 또 코팅수지공정부문에서는 한국염색기술연구소, 한국다우코닝, 영남대학교가 나서 건축용 건축 막 구조용 친환경 실리콘 코팅 수지 개발과 막 구조재의 기능성 부여를 위한 기능성 실리콘 코팅제 개발을 주도할 계획.
가공공정은 한국염색기술연구소와 니카코리아가 고내구성, 내약품성 및 상용성이 우수한 실리콘계 발수제 개발과 화재 대피성이 우수한 고난연, 저 발연성 난연제 개발을 맡았다.
막 구조용 코팅의 가공공정 조건 최적화와 건축용 직물의 조직에 따른 기능성 부여를 위한 가공과 코팅공정 및 조건 확립, 코팅 적층 설계에 따른 수지의 견뢰도 평가, 결과 분석을 골자로 하는 코팅공정부문은 한국염색기술연구소와 미광 다이텍, 경북대학교의 몫이다.
상품화에 앞선 현장테스트는 한국염색기술연구소와 타이가가 맡아 현장테스트를 통한 제품조건과 현장 적용시 문제점 분석 등을 맡았다.
이 같은 과제를 수행하기위해  한국다우코닝, 니카코리아, 미광다이텍과 주관기관인 한국염색기술연구소는 지금까지 개발되지 않았던 실리콘 건축용 막 구조형 코팅 및 가공제 개발을 서두르고 있다.
또 코팅가공공정과 봉제·시공법 등의 기반기술을 확립해 향후 상품화과정에서 애로를 없앤다는 계획이다. 기술개발 결과물은 각 참여기관들과 공동으로 특허 출원·등록을 추진할 계획이다.
또 개발과 검증된 막 구조용 텐션직물은 국내 주요 시공기업인 타이가를 통해 국제 전시회에 출품하는 등 홍보와 공격적인 마케팅을 펼쳐 전 세계시장에 공급한다는 목표를 설정해 놨다.

 [출처 : 한국섬유신문-기사원문보기]