섬유 방수제의 역사

섬유 방수제의 역사

19세기 초, 알루미늄 비누와 파라핀 에멀젼을 이용한 방수 마감재가 등장했습니다. 이 방수제는 발수성이 우수하지만, 세탁에 약하다는 단점이 있습니다. 1930년대에는 장탄소 사슬 방수제가 등장했습니다. 이 방수제는 셀룰로스 고분자와 반응하여 셀룰로스 에테르를 형성하여 방수 성능이 우수하고 오래 지속됩니다.
1940년, 미국 패트노드(Patnode)는 직물 섬유를 디메틸디클로로실란으로 처리하면 우수한 방수 효과를 얻을 수 있다는 내용의 특허를 발표했습니다. 그러나 불소가 없는 방수제를 사용하는 경우, 방수 과정에서 HCl 가스가 발생하여 인체 건강에 해로울 수 있습니다.
1945년, 미국 제너럴 일렉트릭(GE)의 엘리엇(Elliott) 등은 직물 섬유를 알칼리성 수용액에 담근 후 메틸실라놀레이트나트륨(Sodium Methylsilanolate)으로 가열했습니다. 완성된 직물은 우수한 방수 효과를 나타냈습니다.
1947년, 3M사는 PFOA(퍼플루오로옥탄산, 분자식: C8HO2F15)를 발명했습니다.
1950년대 초, 미국 기업 다우코닝은 수소화 폴리실록산과 폴리디메틸실록산(PDMS)을 결합했습니다. 이렇게 처리된 직물은 방수 효과가 매우 뛰어났을 뿐만 아니라 촉감도 부드러워졌습니다.
1951년, 듀폰은 3M으로부터 PFOA를 구매하여 "테플론"을 생산하기 시작했습니다. C8 방수제는 방수뿐만 아니라 내유성까지 갖추고 있으며, 직물의 스타일에 영향을 주지 않아 방수제의 주류로 자리 잡기 시작했습니다. 이후 미국과 일본에서 불소 함유 방수제에 대한 연구와 응용이 더욱 발전했습니다.
1940년대에 듀폰은 복합 방수제를 제안했지만, 이 방수제는 녹색이어서 사용 범위가 제한적이었습니다. 1940년대 후반에는 실리콘 방수제가 등장했습니다. 이 방수제는 다양한 합성 섬유와 모직물에 특히 적합하며, 셀룰로스 섬유 직물에도 사용할 수 있습니다.

C8 방수제 사용 금지

C8 방수제 생산 과정에서는 PFOA와 PFOS라는 두 가지 부산물이 생성되며, 이 두 화학 물질의 유해성은 점차 확인되고 있습니다.

표 1 방수제의 합성 공정 집

전기분해법이나 텔로머화법에 관계없이 C8 방수제를 원단에 첨가한 후에는 PFOA 및 PFOS 함량을 1.0μg/m2 미만으로 만드는 것이 불가능하므로 C8 방수제를 제거해야 합니다.2006년 12월 17일 유럽 의회와 각료회의는 퍼플루오로옥탄 설포네이트의 판매 및 사용 제한에 대한 지침(2006/122/EC)을 공동으로 발표했습니다.2006년 미국 환경보호청(EPA)은 듀폰을 포함한 8개 화학 회사에 테플론을 만드는 데 필요한 핵심 성분인 퍼플루오로옥타노에이트(PFOA) 사용을 중단하라는 최후통첩을 내렸습니다.듀폰과 함께 듀폰 세라믹스도 EPA 명령을 받았습니다.엘라스토머 컴퍼니, 일본의 아사히 글라스(Asahi Glass Co., Ltd.), 스위스의 시바 스페셜티 케미컬스(Ciba Specialty Chemicals), 독일의 클라리언트(Clariant)와 같은 여러 유명 산업 거물들이 EPA 명령을 받았습니다.

C6 방수제

C6 방수제의 주성분은 PFHS(메트)아크릴 퍼플루오로헥실 에틸 에스테르 공중합체로, PFOA와 PFOS를 함유하지 않습니다. C8 방수제를 대체하기에 가장 이상적인 제품입니다. 그러나 탄소 사슬이 짧을수록 방수 및 방유 효과가 떨어집니다. C8 방수제의 효과를 얻으려면 사용량과 비용을 늘려야 합니다. 또한 C6 방수제를 허용하지 않고 불소가 없는 방수제만 사용하는 의류 브랜드도 많습니다.

불소 무첨가 방수제

불소 무함유 방수제는 PFOA와 PFOS를 전혀 함유하지 않으며, PFCS(퍼플루오로알킬 화합물)도 함유하지 않습니다. 점점 더 많은 브랜드에서 인정받고 있습니다. 하지만 불소 함유 방수제와 비교했을 때 두 가지 단점이 있습니다. 첫째, 내유성이 없습니다. 둘째, 코팅의 견뢰도가 낮고 섬유가 미끄러지기 쉽습니다.

방수제 시장 수요

카본 식스 방수 및 방오제는 천연 섬유, 합성 섬유 및 혼방 섬유에 탁월한 방수, 방유 및 방오 성능을 부여합니다. 또한 폴리에스터 및 혼방 섬유의 소수성, 발유성 및 방오 처리에 특히 적합하며, 50% 이상의 세탁 저항성을 자랑합니다. 1회 이상 세탁해도 원단의 스타일과 가공감에 영향을 미치지 않습니다. 특수 산업 의류, 텐트, 가방 등 세탁이 필요한 특수 방수 분야의 사용 요구를 완벽하게 충족합니다. 유럽 및 미국으로 수출되는 원단은 APEO, PFOA, PFOS 및 기타 금지 물질과 같은 관련 기준을 준수합니다.
현재 소비자들은 섬유에 대한 성능 요구가 점점 높아지고 있으며, 방수 효과가 뛰어난 플라이니트 스포츠화, 방수, 방한, 보온 등의 특성을 갖춘 재킷, 습기를 빠르게 흡수하고 배출하는 속건성 의류, 항균 및 방취 기능이 있는 양말 등 기능성 섬유를 구매하는 경향이 커지고 있습니다.

방수 및 방오가 필요한 이유는 무엇입니까?

폴리에스터와 같은 합성 섬유로 만든 직물은 소수성이 매우 강하고 정전기가 발생하기 쉽습니다. 일상생활에서 먼지가 잘 붙고, 기름때도 섬유에 단단히 달라붙어 제거 및 세척이 어렵습니다. 따라서 일상생활과 일부 특수 산업 분야에서 섬유의 내구성 있는 방수 기능과 정전기 방지 기능은 매우 중요합니다.

방수제의 발수 원리

현재 섬유용 방수제 시장은 탄소 8 및 탄소 6 불소계 제품이 주류를 이루고 있습니다. 이러한 유형의 방수제의 방수 성능은 주로 탄소 사슬의 길이(즉, 불소 함량)에 따라 달라집니다. 탄소 사슬에 포함된 불소 함량은 불소 원소가 많을수록 탄소 사슬이 길어집니다. 탄소 사슬이 길수록 분자 간 안정성이 높아집니다. 안정성이 강해질수록 외부 물 및 기름 얼룩에 대한 저항성도 높아집니다.
라이프스타일 변화, 소비자 인식 제고, 그리고 고급 의류 수요 증가로 인해 방수 섬유에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 특히 작업복 분야에서 방수 기능의 중요성이 점점 더 커지고 있습니다.
시중에서 널리 사용되는 방수제는 플루오로카본 방수제와 불소 무첨가 방수제입니다. 플루오로카본 방수제는 환경과 인체 건강에 유해한 PFOA, POFS 및 기타 성분을 함유하고 있지만, 현재 플루오로카본 방수제를 완전히 대체할 수 있는 제품은 없습니다. 따라서 현재 섬유 방수 산업의 "주류"는 플루오로카본 방수 마감제입니다. 불소 무첨가 방수 마감제는 현재 플루오로카본 방수 마감제의 대안입니다. 안전하고 환경 친화적이지만, 내유성 및 방오 효과는 없습니다. 2020년에는 플루오로카본을 함유한 섬유의 유럽연합(EU) 등 국가 수출이 제한될 것이라는 소식이 있습니다. 따라서 불소 무첨가 방수제의 생산 및 연구 개발이 더욱 주목받을 것입니다. 연구 개발 기술의 발전으로 불소 무첨가 방수제는 플루오로카본 방수 마감제를 완전히 대체하는 제품이 될 수 있습니다.
LeMan Polymer Technology Co., Ltd(LeMan) Textile Auxiliaries에서 친환경적인 무불소 방수제 제품을 출시합니다. 고급 원단 스타일을 완성하는 데 완벽한 부가가치 옵션입니다! 더 많은 촉감을 원하시면 당사 공장 기술 엔지니어에게 문의하여 맞춤 제작을 요청하세요.