섬유정보팀

텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/20

목 차

1. 개요 ······························································································································· 1

1-1. 쾌적성 ···················································································································· 1

1-2. 흡한속건 기능성 소재의 정의 ·················································································· 2

2. 개발동향 ························································································································ 4

2-1. 쾌적성 소재의 시장동향 ·························································································· 4

2-2. 흡한속건 섬유소재의 상품시장 ················································································· 5

2-3. 흡한속건 섬유소재 ·································································································· 6

3. 핵심기술 ······················································································································ 11

3-1. 요소기술과 원단특성(물성)과의 상관관계 ································································ 11

3-2. 흡한속건 소재의 흡수 및 건조 속도 측정법 고찰 ···················································· 11

3-3. 흡한속건 소재의 기술적인 접근 ············································································· 13

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1. 개요

20세기말 이후 점차적으로 쾌적성과 위생관념이 강조되는 등으로 생활패턴의 질이 향상되고

있다. 1990년대 신합섬 붐(Boom)의 종료 이후 섬유의 기본기술이 평준화되고 선발 화섬국가들

과 후발 섬유진출국인 중국을 포함한 동남아 국가들과의 정번제품에 대한 경쟁력 차이가 약화

되면서, 소재의 차별화를 포함한 제품의 졍쟁력을 올리기 위하여 고기능화 및 복합기능화를

추구하는 등 섬유산업은 성숙단계에 접어들고 있다. 특히, 최근 원사, 원단의 추세는 차별화를

지향하며 의류의 기능성을 더욱 고도화시키는 방향으로 진행되며, 인간 생활의 질을 향상시키

기 위하여 안전, 건강, 고품질의 제품을 추구하는 추세에 있다. 흡한속건소재를 사용한 스포츠

웨어, 항균방취의 인너웨어, 원적외선, 음이온이 방출되는 침구류, 친환경 바이오 섬유 등 최근

소비자들의 건강에 대한 관심과 의류업체의 헬스 마케팅이 활성화되면서 건강기능 섬유시장도

무한히 커지고 있다. 선진국과 마찬가지로 최근 국내시장 역시 이미 친환경적이고 특수한 기

능을 지닌 소재들이 속속 출시돼 상품화되고 있으며, 이는 대기업뿐만 아니라 중소기업의 특

화된 제품으로도 시장이 형성되고 있다.

또한 21C 사회적 변화의 하나로 삶의 질 향상과 더불어 노령화 사회에 접어들면서 건강과

환경에 대한 사회적 관심 및 주5일제 확산에 따른 자유 시간, 여가활용, 다양한 가치관 등으로

기능성 소재에 대한 소비자들의 Needs는 점점 증가하고 있는 실정이다. 이와 같이 소비자의

요구가 다양해짐에 따라 의복의 기능이 고기능성과 고감성을 추구하는 경향으로 변화하고 있

기 때문에 소재개발의 경우도 소비자가 원하는 기능성에 중점을 두어야 하고 다양한 기능성

중 쾌적 기능성은 산업의 고도화와 더불어 여가생활과 레저 문화에 대한 관심이 증대됨에 따

라 스포츠, 레저분야를 중심으로 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 특히 각종 스포츠/레저

문화가 일반 대중에게도 하나의 라이프스타일로 정착하면서 웰빙(Well-being), 건강․쾌적소재

에 대한 각 소재 Maker들의 연구가 활발하게 진행되고 있다.

1-1. 쾌적성

(1) 쾌적성의 정의

쾌적기능성이란 ‘사람의 몸과 마음에 알맞아 기분이 좋은 상태로 유지시켜주는 기능’이라고

정의할 수 있는데, 인체에서 발생한 수증기나 땀을 적당히 흡수해서 외부환경으로 방출시켜

피부에 닿는 분위기의 온습도를 인체에 쾌적한 상태로 유지해 주는 기능을 말한다.

쾌(快)는 심리적으로 충족을 느끼는 상태로서, 2차적 기분이 좋은 상태로서 적(適)이 만족된

후에 쾌가 만족된다. 적(適)은 물리적 안락, 1차적으로 불쾌감을 없애는 것에 중점을 둔다. 따

라서 쾌적은 종합적이고 모호한 개념이며 상위차원/하위차원(subsystem) 또는 1차적 차원, 2

차적 차원 등으로 구성된 복잡하고 광범위한 시스템이다.

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∙ 영어로 comfort로서 고통, 고뇌가 없는 상태

∙ 아무것도(불쾌하다는 것) 느끼지 못하는 상태, sense of well-being

∙ WHO(세계 보건 기구) 보건 현장 : 단지 병에 걸리지 않는 상태

∙ 상처를 입지 않은 상태뿐이 아니라, 신체적, 정신적, 사회적으로 양호한 상태

(2) 쾌적성의 구성인자

쾌적성의 차원은 물리적 측면, 생리적 측면, 심리적 측면, 인간공학적 측면 등으로 분류된다.

또한 쾌적성의 연구방법으로는 온열 쾌적성, 접촉 쾌적성, 동작 쾌적성, 종합적 쾌적성으로 나

누어 연구되고 있다. 이 중 온열 쾌적성은 특히 의복, 신체, 환경의 세 가지 요소의 상호작용

에 기인하며, 섬유에 있어서는 물리적 측면의 연구가 활발히 진행되어 왔다. 물리적 측면에서

섬유의 쾌적성을 나타내는 인자들을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

원단의 제직 구성(화학적 조성, 기하학적인 면), Yarn의 구조, Fiber의 구조, Polymer의 구

조에 따라 나타난다.

1차적인 요소는 섬유 - 실 - 직물 - 가공이며, 2차적인 요소는 의복 구성시의 통합적 성질이

다. 1차적인 요소에서 섬유(fiber)관련 인자는 친수성, 세섬 단면, 탄성률 등이며, 실(yarn) 관련

인자는 fiber의 물성, 꼬임, 균제도, 잔털(hairness)이며, 직물(fabric)관련 인자는 섬유, 실의 물

성, 두께, 기공도, 공기함유량, 표면 거칠기 등이며, 가공 관련 인자는 원사 - 원단 표면의 화학

적, 물리적 친수화 개질 등이다.

2차적인 요소는 단열, 공기 투과성, 습기 통과성, 수분 전달, 발수, 흡수, 방수, 유연성, 표면

접촉 특성, 통기성 등이다.

최근에는 감성 공학적 연구가 활발하여 직물의 외관 및 표면에 대한 감성적 연구로서 직물

의 태평가 측정 척도 개발, 표면특성과 접촉 감각에 대한 연구가 진행되고 있다.

1-2. 흡한속건 기능성 소재의 정의

흡한속건 섬유의 개념을 보면, 우리 몸에서 발산되는 땀을 잘 흡수하고 흡수된 땀을 신속히

배출하여 빠르게 증발시킴으로써 신체와 의복 사이의 땀으로 인해 느끼는 끈적끈적함 같은 불

쾌한 느낌을 해소하고 건조한 느낌을 주어 항상 쾌적한 상태를 유지시켜 주는 섬유라고 할 수

있다.

흡한속건 섬유는 스포츠웨어의 운동성을 착안하여 활동성, 기능성, 패션성을 높여 흡한, 흡

수, 촉감, 경량 등의 성능을 지니면서 심리적 쾌적성과 생리적 쾌적성을 만족시키는 역동적인

스포티브 룩을 창출하고 있다. 이는 쾌적성이 첨가된 outwear에 대한 수요 증가, 기후의 영향

이 적은 outdoor sports business, 특정 시즌에 집중되지 않는 생산과 판매로서 큰 흡한속건

기능성 소재의 시장을 형성하고 있다.

쾌적 의복 내 온습도는 31~33℃, 40~60%고, 10~40cm/sec의 기류인 것으로 알려져 있다.

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그림 1. 의복내 기후와 쾌적성 관련 그림 2. 환경온도와 운동강도의 발한영역

여름철 더운 날에는 조금만 걸어도 땀이 흘러내린다. 테니스나 골프 등 스포츠를 할 때는

온몸에 땀이 흐른다. 땀으로 젖은 옷으로 인해 착용자는 무엇인가 불쾌감을 느낄 수 있다. 이

러한 불쾌감을 해소하기 위하여 흡한속건 소재가 다양하게 등장하여 왔다. 흐르는 땀을 의복

의 표면으로 빨아올려 바로 마르도록 하여 주는 소재이다.

땀을 흘리는 것은 운동 등에 의하여 필요 이상으로 상승한 체온을 기화열을 이용하여 피하

도록 하는 인간의 생리 현상이다. 발한 초기에는 신체표면으로부터 어느 정도 증발은 되지만

의복 내에 습도가 높게 되어 포화에 가까워지면 액화된다. 특히 격하게 운동을 하게 되어 체

온이 급격하게 상승하여 땀이 구슬과 같이 흘러내리면 기체가 되어 증발하면서 작용량 이상으

로 발한량이 생성된다. 땀은 곧바로 의복에 흡수되어 피부에 끈적거리고, 불쾌하게 되는 것이

다. 따라서 이러한 땀을 얼마나 처리하느냐가 스포츠웨어용 소재에서는 매우 중요하다. 면과

같은 천연섬유의 땀 흡수효과는 초기단계에는 우수하지만, 일단 땀을 흡수해버리면 더 이상의

땀을 흡수할 수 있는 능력이 열악해져 옷이 끈적끈적 달라붙어 착용자에게 불쾌감을 줄 뿐만

아니라, 땀이 식으면 피부에 차가움이 느껴진다. 특히 면은 우수한 흡수성 때문에 오랫동안 내

의류나 수건으로 많이 사용되어 왔으나, 잘 마르지 않아 축축한 느낌이 들 뿐만 아니라 젖은

채 오래 사용하면 불쾌하고 악취를 풍기기 쉽다. 이러한 불쾌감을 해소하기 위하여 개발된 것

이 흡한속건 소재이다. 땀을 바로 흡수, 확산할 수 있기 때문에 피부는 항상 상쾌한 채로 있을

수 있다.

흡한속건 섬유소재는 수분을 잘 흡수하면서도 빨리 건조되므로 늘 쾌적한 상태를 유지할 수

있다. 물을 잘 흡수하고 빨리 증발시키기 위해서는 섬유가 적당한 친수성을 가지면서도 섬유

내부로 수분이 침투하는 것을 억제할 필요가 있다.

흡한속건 섬유소재는 섬유 자체에는 물론 직물의 구조에도 여러 가지 개발이 행해지고 있다.

섬유자체가 친수성이 없더라도 섬유 집합체에 의한 모세관에 의해 물이 흡수될 수 있다. 이

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경우에는 흡수된 물을 적절히 확산시킴으로 해서 쉽게 제거된다. 모세관 현상이라 함은 가는

관을 액체 속에 세우면 표면 장력의 역할로 액체가 관속을 이동하는 일이다. 그런데 먼저 섬

유의 표면에 0.01~3미크론의 미세구멍을 무수히 뚫고 더욱이 중심부를 구멍을 파내 중공 상태

로 한다. 이렇게 하여 만든 마카로니상의 섬유는 측면의 미세한 구멍으로부터 땀을 취하여 중

공부분을 통하여 땀을 밖으로 확산한다. 이렇게 하여 땀에 의한 체온의 냉각이나 끈적거림이

없게 하고 쾌적한 착용감이 얻어진다.

면섬유를 상회하는 흡수 성능을 가진 폴리에스터도 있다. 이것은 미세한 구멍 대신에 골(slit)

구조로 된 것인데 역시 모세관 현상을 이용하고 있다는 점에서는 같다. 먼저 단면에 여러 개

의 미세한 골을 갖는 단사와 골이 없는 단사를 교호로 배열한다. 그와 동시에 원사의 길이 방

향으로 꼬임을 주는 것으로써 효과적인 모세관 현상이 일어나도록 하였다. 이 때문에 상쾌한

드라이감을 유지할 수 있다.

직물 단계에서의 개발도 이러한 모세관 현성을 이용한 것이 주류를 이룬다. 우선 한올 한올

의 굵기가 다른 3종류의 실로 3층의 편성포를 만든다. 피부에 닿는 쪽은 비교적 큰 간격이 있

는 층이고 바깥쪽으로 감에 따라 간격이 좁게 되도록 한다. 결국 땀이 나오면 모세관 현상이

일어나 땀은 간격이 좁은 바깥쪽으로 이동하고 역류하는 일은 없다. 바깥쪽으로 이동한 땀은

확산하여 곧바로 건조한다.

그 외에 바깥쪽이나 중앙에 흡수성이 우수한 면을 사용한 소재, 극세 합성섬유를 사용한 소

재, 친수성이 있는 화합물을 폴리에스터에 고착한 소재 등 땀의 흡수, 확산, 건조를 실현한 소

재는 많이 있다. 이들 흡한 속건 소재는 스포츠웨어, 셔츠, 블라우스, 드레스, 스커트, 유니폼,

내의 등에 폭넓게 사용되고 있다.

2. 개발동향

쾌적기능성 의류는 사람이 쾌적한 상태를 유지하는데 있어 기후 다음으로 중요한 요소일 뿐

만 아니라 쾌적기능성 제품은 소비자의 청결, 건강, 환경지향에 관한 수요가 높아짐에 따라 일

시적인 트렌드가 아니라 확실한 상품의 수요로서 정착하였고, 이제는 패션기능도 결합하여 용

도뿐만 아니라 수요도 지속적으로 확대될 것으로 기대되고 있다.

쾌적기능성 분야는 그 기능의 중요성을 일찍부터 인지하고 많은 국내외 기업이 연구개발에

집중 투자해 온 분야로서, 접촉 쾌적성 및 열적쾌적성에 집중되어 왔다. 그 중 흡한속건 소재

를 중심으로 다양한 쾌적기능성 상품이 시판되고 있다.

2-1. 쾌적성 소재의 시장동향

향후 소비자들의 관심이 깊어지면서 더욱 수요가 증대될 시장으로 양적 성장은 물론이고 질

적인 성장 즉, 쾌적기능의 고도화에 대한 요구 또한 증가할 것으로 예상되는 전망이 매우 밝

은 시장이며, 또한 지식경제부에서도 스포츠/레저 붐에 부응하는 소재개발에 상당한 정도의

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지원이 예상된다.

최근 섬유시장에서 가장 많이 추구하고 고객들이 느끼고 지향하는 것은 이른바 “감성”으로

서, 소위 쾌적성 소재라고 하는 원사가 일반원사에 대비하여 지니는 차별화된 특징이 바로

“감성” 대한 가치를 인정하고 차별화하여 다음과 같은 항목들을 추구하는 것이다.

◦ 고객에 대한 어필성(감성, 심리적 자각)

◦ 착용할 때의 쾌적성(기능적 특성, 정적․동적 쾌적성)

◦ 취급의 편리성(Easy-care성)

◦ 내구성 및 Maintenance의 용이(동작, 신체지수)

하지만 이러한 기능성이 가미된 “감성”은 극히 주관적인 것으로서 어떻게 어필하느냐하는

것이 바로 상품화의 관건이다. 현재까지 발표된 쾌적성 소재들 중 전 세계적으로 가장 성공적

이라 평가되는 고기능 흡한속건사로 “쿨맥스(Coolmax)"가 있으며, 우리나라에서는 코오롱의 ”

쿨론(Coolon)", 효성의 “에어로쿨(Aerocool)" 등이 있다. 이는 모두 PET 소재로서 활발히 전개

되고 있다.

2-2. 흡한속건 섬유소재의 상품시장

흡한속건사의 대표상품은 인비스타의 쿨맥스(Coolmax)이다. 쿨맥스는 1988년 인비스타의 전

신인 듀폰이 개발한 이형단면의 흡한속건 섬유소재이다. 국내 양대 화섬업체인 코오롱(브랜드

명 : 쿨론)과 효성(브랜드명 : 에어로쿨)이 쿨맥스의 아성에 도전장을 던진 것은 1999년 무렵이

었지만, 쿨론과 에어로쿨은 무려 70%에 이르렀던 쿨맥스 국내 시장점유율을 불과 2, 3년 만에

30% 이하로 떨어뜨렸다.

IMF 기간 동안 흡한속건사 시장은 거의 해체되는 분위기였으나, 현재 경기회복과 레저 스포

츠의 급속한 전파로 선호도가 상승하였으며, 2002년 월드컵을 기점으로 최고의 매출과 보편적

인 기능적 상품으로 대두되었다.

상품화 경향기능성 첨단 스포츠 아웃웨어 시장 중심

⇒ 전 복장으로 확대되는 추세

現 주력상품군

아웃도어 및 캐주얼류, 스포츠웨어, 레저웨어, 언더웨어, 스타킹 및 양말류, 스

포츠용품, 각종 라이닝

요즘에는 수건, 모자 등으로 적용범위가 확대되고 있음.

주요 적용직물군직물) Jacquard, Raschel 원단, 스트레치성 Fabric

환편) 大丸, Tricot, Mesh, 스트레치성 Fabric

시장 성장성IMF 이후 고급 브랜드 니트원단을 중심으로 매년 20%이상 시장이 성장되어 되

어 왔으며, 현재 시장은 포화상태에 다다른 추세임.

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내의류는 인체에 직접 닿는 부분에 착용해 땀을 신속히 외부로 발산하고 체온을 유지하는

역할을 한다. 엄밀하게 말하면 팬티나 러닝셔츠, 내의 정도만 기초의류로 분류할 수 있다. 하

지만 최근 들어 기본의류의 범주에 드는 긴팔 셔츠, 티셔츠, 짚업 티셔츠, 스포츠용 타이즈 등

을 여름철 겉옷뿐만 아니라 겨울철 내의처럼 착용하는 경우가 많아졌다.

이로 인해 내의류에 사용되는 소재는 흡한속건 소재나 얇은 플리스(마이크로 플리스) 등 폴

리에스터류 재질을 주로 사용한다. 이들 소재의 특징은 흡습속건 기능성으로 요약될 수 있다.

피부에서 발산된 땀을 신속히 흡수해 외부로 배출시키는 것이 기본적인 기능이다. 쾌적함 유

지와 함께 보온도 담당한다. 기초의류는 인체 보호를 위한 일차적인 방패 역할을 하기 때문에

매우 중요한 비중을 차지한다. 특히 일반적으로 많이 사용하는 면 소재 내의는 땀을 거의 발

산시키지 못해 아웃도어 의류로 적당치 않은데 이를 모르고 착용하는 경우가 많다. 소비자들

은 기초의류를 통해 기능성 소재와 일반 소재의 차이점을 피부로 느끼고 있다.

최근에는 흡한속건 기능성을 향상시키기 위한 개발과 함께 항균기능, 냉감기능 등과 같이

복합기능을 부가하려는 방향으로 차별화가 진행되고 있다.

2-3. 흡한속건 섬유소재

흡한속건 섬유 소재는 원사의 단면이 일반적인 원형이 아닌 십자(＋자), 쌍십자(＋＋), 네잎

클로버(♧), 더블유자(W) 등의 이형단면화, 표면형태의 변형, 중공사화 등을 통해 섬유의 공극

율을 최대한 높여 모세관현상에 의해 흡수성을 높여 주거나, 화학적 가공에 의해 친수성을 증

가시켜 수분의 흡수, 확산, 증발 속도를 높인 섬유를 말한다. 특히 이형단면 섬유다발들의 모

세관 현상으로 인해 체외로 빠르게 배출될 수 있도록 한 흡한속건 섬유소재는 일반소재에 비

해 대략 2.5배의 흡수 및 건조성능을 보인다. 또한 제직된 원단에 후가공 처리를 통해 흡한속

건 기능을 첨가해왔다. 이러한 원리의 소재는 인비스타를 비롯해 코오롱FM, 효성, 휴비스 등

에서 생산한다.

적용기술 상품명 회사명 비 고

이형단면

Coolmax Invista PET

Triactor Toyobo PET

Luminace Unitika PET

Welky Teijin PET

Technofine Asahikasei PET

Calculo Teijin PET

Coolon 코오롱 PET

Aerocool 효성 PET

친수성 고분자 활용Quup Toray Nylon

Hygra Unitika Nylon

직편물 구조 활용 Fieldsensor Toray

표 1. 국내․외 흡한속건사

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상단의 표에 각 메이커별 소재에 적용된 기술과 상품을 간략하게 정리하였으며, 아래의 그

림에서 대표적 상품의 단면을 소개하기로 한다.

(1) 국내현황

① 쿨론[COOLON, 코오롱FM(주)]

가. 특징

원사의 단면 형태가 더블크로스(++)형의 특수단면인 소재로서, 일반사 대비 넓은 비표면적과

사의 요철 생성에 의해 수분 이동통로가 되는 6개의 모세관 채널을 형성한다. 이로 인해 물리

적으로 사의 표면으로 수분을 빠르게 전달, 확산하여 우수한 수분흡수성과 수분 발산 기능을

가진다. 또한 독특한 광택과 까실까실한 DRY 촉감 및 드레이프성이 우수한 특성을 보유하고

있다. 따라서 흡한속건의 쾌적기능 발현이 가능한 직물 및 편물용 소재이다.

그림 3. 원사 단면 형태

나. 흡한속건 성능

▹ 소재별 흡수속도 비교

- 소배별 수분 흡수속도 - 면과의 흡수속도 비교

▹ 소재별 건조속도 비교

- 소배별 수분 건조속도 - 면과의 수분 건조속도 비교

▶ 운동후의 수분확산 및 증발에 의한 열전달

온도 비교 -적외선 카메라로 촬영

COOLON COTTONCOOLON COTTON

25.09 oC

36.85 oC

25.09 oC

36.85 oC

▶ 운동후의 수분확산 및 증발에 의한 열전달

온도 비교 -적외선 카메라로 촬영

COOLON COTTONCOOLON COTTON

25.09 oC

36.85 oC

25.09 oC

36.85 oC

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(2) 해외현황

① 쿨맥스 [ COOLMAX, 인비스타 ]

미국 인비스타의 기능성 원사로 아웃도어 의류의 새로운 차원을 연 소재다. 항상 시원하고

건조한 느낌을 필요로 하는 스포츠맨들의 요구에 부응하여 개발된 소재로서 4개의 홈(채널)이

있는 독특한 섬유구조가 쿨맥스 기능성의 비밀이다.

피부에서 땀이 발생하면 섬유의 홈을 통해 즉시 흡수해 신속하게 외부로 배출시킨다. 이때

섬유가 서로 얽히며 미세한 홈이 모세관 현상을 일으켜 습기를 더욱 쉽게 빨아들인다. 원형의

섬유 구조에 비해 표면적이 훨씬 넓어 건조시간도 단축시킨다. 등산용 셔츠나 속옷용으로 적

합하다.

원사형태로 공급되는 쿨맥스는 종류도 여러 가지지만, 요즘에는 혼용율에 따라 태그에 표시

하는 형태가 쿨맥스 익스트림, 쿨맥스 액티브, 쿨맥스 에브리데이 등 3가지로 달라진다. 쿨맥

스 익스트림은 100% 쿨맥스 원사를 사용하고, 가장 엄격한 품질기준이 적용된다. 액티브는

70%, 에브리데이는 50%의 쿨맥스 원사를 사용했다는 뜻이다. 가격과 기능면에서 큰 차이를 보

인다.

② 파워드라이 [ Power Dry, 말덴 ]

말덴사의 폴라텍 파워드라이는 땀에 젖었을 때, 피부를 건조한 상태로 조절해 주는 흡습속

건 기능의 원단이다. 면 등의 다른 소재에 비해 30% 이상 땀이 신속하게 체외로 배출되고, 항

상 쾌적한 피부상태를 유지시킨다. 셔츠나 기초의류의 소재로 인기가 있다. 원단이 부드럽고

착용감이 좋으며, 성질이 따뜻해 겨울철 의류로 적합하다는 평가를 받고 있다.

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파워드라이는 섬유의 안쪽과 바깥쪽이 서로 다른 구조를 가지고 있다. 안쪽은 땀을 많이 흘

려도 체온이 빼앗기지 않고 따뜻하게 해주도록 기모처리가 되어 있고 바깥쪽은 땀 발산이 쉽

게 만들어졌다.

③ 3XDRY [ 스위스 쉘러 ]

방림과 동일방직, 미광이 스위스 쉘러사와 라이센스 계약을 맺고 흡한속건 소재인 ‘3XDRY’

를 생산하고 있다. 방림은 면가공, 동일방직은 니트류, 미광은 기타 천연섬유류 부문을 맡고

있다. ‘3XDRY’는 겉에서 수분을 막아주고 안에서 바깥으로 땀을 신속하게 방출하는 흡한속건

소재로 스포츠웨어, 아웃도어, 레저, 여행복 등에 주로 사용된다. 통기성이 매우 뛰어나며 더러

움을 쉽게 타지 않는 것이 특징이다. 다른 흡한속건 소재가 원사 상태에서 기능성을 부여한

반면 이 제품은 첨단 가공법을 통해 생산된다.

④ 테크노파인 [ Technofine, 아사히카세이 ]

특수형 W형 단면구조를 가진 테크노파인은 이러한 특수 단면구조로 인해 땀을 최대한 빨리

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흡수하고 건조시키며, 빨아들인 땀을 피부에 접촉시키지 않고 웨어 내에서 드라이감을 유지시

켜 준다. 또한 원형, 삼각, 별, 십자가 모양의 다른 이형 필라멘트사보다 부드럽우며, 세탁에

의하여 줄어듦이 적으며, 변형이 쉽게 일어나지 않는다.

KURARAY 『SPACEMASTER』 KB-Serien 『AQUASTELTH』

TEIJIN 『CALCULO』

INVISTA 『COOLMAX』

코오롱FM 『COOLON』

TOYOBO 『TRIACTOR』 효성『AEROCOOL』

섬유정보팀

텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/20 - 11 -

TEIJIN 『WELKY』 UNITIKA 『LUMIACE』

Toray 『MICROART』 Asahikesei 『TECHNOFINE』

그림 4. 국내외 각 업체별 흡한속건형 단면

3. 핵심기술

3-1. 요소기술과 원단특성(물성)과의 상관관계

흡한속건 소재가 이루는 쾌적성 섬유소재의 물리적 인자들은 흡수성, 건조한 감촉, 시원한

느낌이다. 수분의 흡수성은 원사의 이형단면과 섬유의 굵기에 관계된다. 그리고 건조한 감촉은

표면의 거칠기, 차별적 두께, 표면의 요철과 관계되며, 시원한 느낌은 표면의 거칠기와 표면의

요철과 관계가 있다. 한편, 수분의 흡수 및 이동의 원리는 섬유기질의 친수성과 원단 조직의

모세관 현상으로 다음 세 가지 요인을 제어하는 것이 중요하다.

l 섬유표면의 분자 구조

l 섬유의 형태(Morphology)

l 원단조직과 피부와의 접촉면적

3-2. 흡한속건 소재의 흡수 및 건조 속도 측정법 고찰

흡수속도를 측정하는 방법은 KS K 0815-2008에 명시된 세 가지 방법이 있다. 첫째, A법(적

하법)으로 20×20cm의 시료에 5초마다 1㎖ 물방울을 15~25방울을 떨어뜨려 흡수될 때까지의

시간(n=5회 이상)을 측정, 둘째, B법(바이렉법)으로 2.5×20cm의 시료로서 2.5cm 10분간 침지

후 wicking 길이 측정, 셋째, C법(침강법)으로서 1×1cm 시료를 증류수 위에 떨어뜨려 침강되

기 시작할 때까지의 시간(단 3시간이상은 침강하지 않음.)을 측정한다. 또한 흡수율을 측정하는

방법으로는 7.5×7.5cm의 시료를 물에 담그기 전 무게 측정 후 추를 달고 20분간 침지 후 건조

흡수지 사이에 끼워 25cm/s의 표면속도를 갖는 링거를 통과시킨 다음 시험편의 무게를 측정

섬유정보팀

텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/20 - 12 -

하는 방법이 있다.

흡수율 = 건조후-건조전건조전 × 100

건조속도를 측정하는 방법은 A법 40×40cm의 시험편 3매 이상을 채취하여 증류수에 침지시

켜 충분히 흡수되게 한 후, 수중에서 꺼내어 물방울이 더 이상 떨어지지 않을 때, 건조시간 측

정 장치에 걸고 표준상태의 시험실 내에 방치하여 자연 건조될 때까지의 시간(min.)을 측정하

여 그 평균값으로 표시한다. B법은 시료편을 3매 이상 채취하여 천칭으로 무게를 달고, 증류수

에 시험편을 3시간 이상 침지시켜 충분히 흡수되게 한 후, 수중에서 꺼내어 10분 후에 시험편

의 무게를 단다. 침수 전의 무게에서 침수 후의 무게를 뺀 값을 증발성 자유 수분량을 계산하

고 그 평균값으로 표시한다.

상기의 흡수속도와 건조속도를 측정하는 방법은 흡한속건 소재의 특징적인 기능을 종합적으

로 표현하기에는 부족한 점이 있다. 특히 현재 원단의 건조속도를 측정하는 방법은 흡한, 속건

소재의 건조 특성을 평가하는 것이라기보다는 주로 세탁 후 세탁물의 건조속도를 측정하는 데

적합하다. 즉, 흡수속건소재의 건조 특성을 평가하기 위해서는 지속적으로 땀이 배출되는 조건

에서 원단으로 흡수됨과 동시에 표면으로부터 증발 건조되는 메커니즘을 재현하는 것이 매우

중요하다. 따라서 건조성 평가 방법을 보완할 수 있는 평가 표준 방법의 연구가 필요하다.

기존의 흡수 정도 측정법, 즉 일정량의 섬유 소재를 침지시킨 후 무게 증가량을 측정하거나

wicking성을 보는 방법은 최대 수분 흡수량을 확인하는 것으로 wiper, 기저귀 등의 다량 흡수

섬유 소재 평가에 적합한 방법이다. 이는 흡한속건 소재의 연속흡수성을 평가하기에는 부적합

하다. 일단 땀에 완전히 젖으며, 착용 후 지속적 활동을 통하여 땀이 계속 배출되어 흡수 상태

가 그대로 유지되므로 최대 흡수량 측정은 중요하지 않기 때문이다.

또한 임의로 물에 침지시킨 섬유 소재를 자연 건조 또는 강제 건조시키면서 무게 감소량을

측정하는 현재의 건조 속도 측정법은 건조 환경(온, 습도의 공기압, 공기순환 등) 제어에 한계

가 있어 시험결과 재현성이 부족하다. 흡한속건 소재의 정확한 성능평가를 위해서는 땀이 계

속 배출되는 상태에서의 건조속도를 측정하여야 하므로 일정량의 수분이 건조가 진행되는 동

안 계속 수분이 공급되어야 하는 전제가 필요하다.

이러한 이유로 흡수속건 소재가 신체에서 배출되는 땀에 젖은 이후, 땀에 의한 수분이 지속

적으로 공급되는 상태에서 건조속도를 측정하여야 하며, 강제적 습윤 상태에서 건조 상태에

이르는 시간을 측정하여 건조시간으로 규정하려는 연구가 진행되었다.

또한 기존의 원단을 완전히 적시는 형태의 실험이 아니라 일정량의 수분을 원단에 접종하고

이때 수분의 증발량, 증발성 자유 수분량을 시간에 따라 측정하는 방법을 채택하는 방안도 있

다. 원단이 흡수, 확산 성능이 좋다면 수분이 확산된 비표면적이 넓게 되어 그만큼 원단의 수

분의 증발속도도 더 빠르게 될 것이라는 점이다. 이로써 흡수속건 성능을 동시에 평가하는 척

섬유정보팀

텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/20 - 13 -

도로 사용될 수 있다는 견해가 있다.

3-3. 흡한속건 소재의 기술적인 접근

흡한속건의 성능을 부여하는 기술적인 방법으로서, 화학적인 방법과 물리적인 방법이 있다.

화학적인 방법은 원사 제조공정 중이나 후가공 공정에서 친수성 물질을 첨가하거나 표면을 활

성화하여 친수성 물질을 Graft 중합하는 화학적인 접근방법이 있다.

물리적인 방법은 모세관 현상을 극대화시키기 위한 섬유간 공극 증대, 섬유 표면적을 증가

시키는 방법 등의 원사의 이형(異形) 단면화, 섬유의 극세화 등과 중공화 및 다공화를 이용한

물리적 접근방법이 있다. 또한 특수코팅, 복합기술 및 복합적으로 직편물 다층구조체를 이용하

는 방법도 있다.

화학적인 방법은 흡습섬유(hydroscopic fiber)와 친수성 개질 고분자 적용 소재로 대별할 수

있다. 흡습성은 섬유고분자의 화학구조 및 물리구조에 의존하며, 흡습은 수증기가 흡착하는 현

상이고 액체상의 물이 흡수되는 모세관 현상과는 다르다. 섬유표면 뿐만 아니라 섬유내부에서

도 아민기, 히드록시기, 카르복시기 등의 흡습성 작용기가 섬유분자 중에 존재하여야 하며 이

들 흡습성 작용기가 없는 폴리에틸렌 등은 화학적 개질 없이는 흡습성을 부여할 수 없다. 또

이들의 작용기가 수소결합이나, 착체형성으로 흡수 능력이 향상되도록 하는 것도 중요하다. 또

한 흡습은 주로 비결정영역에서 일어나기 때문에 이들 흡습성작용기가 비결정영역에 존재하지

않으면 안 된다. 그런데 PET에 존재하는 에스테르기도 극성기의 일종이지만 PET가 결정성이

높고, 그 결정영역이 견고하여서 거의 흡습성이 없다. 그러나 실제적으로 흡습성이 높은 PET

가 존재하는데 이것은 섬유의 물리적 구조가 흡습에 큰 영향을 미친다는 것을 나타낸다.

일반적으로 천연섬유는 물과 강한 2차 결합을 하므로 주로 흡습성이 높다. 이와 마찬가지로

친수성 개질 고분자 적용소재는 흡습성 및 흡수성이 높은 반면 건조성능이 떨어지는 단점이

존재하기 때문에 수분의 포화상태가 됨에 따라 연속적인 흡수성능을 발휘하기가 어렵다.

여기서는 가장 간편하면서도 효과적인 물리적 특성을 이용한 방법에 대해서 구체적으로 논

의하기로 한다. 격렬한 운동 후 우리 신체로부터 발산되는 땀을 빠른 속도로 흡수하고 건조시

키는 열에너지 관리능력을 가지는 흡한속건사의 기술적인 배경은 그 원사들이 가지고 있는 단

면구조에 있다. 흡한속건사가 가진 이형단면에 의해 형성된 채널로 인하여 우리 피부로부터

배출되는 땀을 원단의 맨 바깥층으로 빠르게 이동시키게 된다. 이렇게 외부로 배출되는 수분

의 이동속도는 각 원사 Maker들이 생산하는 흡한속건사의 이형단면 형태에 따라 조금씩 차이

가 나게 된다. 즉, 이형단면으로 형성되는 땀 배출통로인 채널의 수에 영향을 받게 되는 것이

다.

이러한 흡한속건 섬유의 요구 성능으로서는,

① 연속흡수성 : 많은 양의 땀을 계속적으로 흡수할 수 있어야 한다.

② 속건성(확산성) : 원단표면으로 나온 땀이 넓게 퍼져 빠르게 건조되어야 한다.

섬유정보팀

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③ 일방향 투과성 : 피부에서 발생한 땀이 피부표면에서 직물 표면으로 빠르게 이동하여 피

부의 끈적거림을 막아준다. (언제나 보송보송한 우수한 착용감)

④ 이면의 불규칙한 구조(사의 요철) : Chilling과 몸에 잘 달라붙지 않으므로 여름철 겪기

쉬운 끈적끈적한 불쾌감을 방지해야 한다.

⑤ 관리용이성 : 세탁 용이성 및 형태 안정성이 우수하며 쉽게 건조되어 곰팡이나 악취 등

에 대한 저항력이 강해야 한다.

그림 5. 흡한속건의 모식도

이상과 같은 기술적인 접근에 의해 국내외 각 화섬 Maker들이 개발하여 출시한 제품들이

스포츠/레저용 의류를 중심으로 활발하게 전개되고 있는 실정이다.

한편, 흡한속건성 원단이 모세관 현상을 발휘하여 흡수성능이 우수하다 할지라도 원단의 표

면의 원사는 측면으로 누워있다. 이로 인해 수분과의 접촉각 등에 따라 젖음성(Wettability)이

달라짐으로 인해 흡수성, 주로 모세관에 의한 위킹(Wicking) 성능이 떨어지는 결과가 나올 수

도 있다. 위킹성(Wickability)은 젖음성이 좋을수록 향상된다. 젖음이 우선하고 뒤이어 위킹이

일어나 앞서가고, 뒤따라 젖음성이 계속해서 일어나 위킹성을 밀어주는 형태로 진행된다. 따라

서 고변형 단면설계에 의한 흡한속건사들은 흡수유연제를 함께 사용하여 고속흡수의 효과를

발휘하고 있다.

(1) 이형단면화

섬유의 단면을 이형화시킴으로서 하기의 그림과 같이 섬유의 표면에 골이 형성되며, 이들

섬유상의 집합체에 의해 형성된 모세관에 의해 물이 물리적으로 흡수되고 확산됨에 의해 수분

이 쉽게 배출되게 하는 방법이다.

이형 단면을 갖는 섬유다발이 섬유 사이에 형성된 모세관에 의해 수분을 흡수하고 표면의

수분이 먼저 증발하면서 내부의 수분이 순차적으로 증발하는 메커니즘이 이용되고 있다. 대표

적인 상품으로는 인비스타의 ‘Coolmax', 코오롱FM의 ’Coolon'이 있다. 원료 고분자 측면에서

섬유정보팀

텍스토피아 유료컨텐츠 2013/05/20 - 15 -

는 수분이 원사 내부로 침투하지 못하도록 원사표면에 적극적인 소수성을 부여할 필요가 있

다. 소재로는 현재 PET가 일반적이며 Nylon도 사용되고 있다. PP를 사용할 경우 더욱 우수한

건조감을 줄 수 있으며 불소계 고분자를 이용한 표면처리 기술도 가능하다.

(2) 편심코어 복합방사법

폴리에스터와 나일론 등의 고분자를 편심 코어로 제조하고 그 중의 한 성분을 적절한 용매

로 용출시키면 많은 모세관을 갖는 섬유를 얻을 수 있다.

(3) 미세 다공화

아래의 그림과 같이 섬유측면에 미세한 구멍을 만들어 수분의 포합력을 높이는 방법이 있다.

그림 6. 섬유표면의 미세다공화

또한, 아래 그림과 같이 섬유측면이나 내부에 미세한 구멍을 형성시켜 이들 구멍이 섬유표

면에 연결 되도록 설계한 것으로 우수한 흡한속건성을 갖는다.

섬유에 미세다공을 부여하기 위해 중합체에 미세다공 형성체를 부가하고 방사하여 섬유를

얻은 후 미세다공 형성제를 용출시키면 중공내부까지 미세한 통로를 갖는 섬유가 얻어진다.

미세다공 섬유는 표면에 있는 물을 쉽게 섬유 내부로 이동시켜 흡수되는 특징을 갖는다.

현재는 많은 제품에 이형단면 모세관을 이용한 기술이 이용되고 있으나 일본의 데이진이 개

발한 중공형 미세다공 섬유기술도 주목해야 한다. 이 기술이 개발될 당시에는 듀폰(인비스타)

의 Coolmax와 경합했으나, 듀폰의 마케팅 파워에 패한 경우이다. 이 기술은 중공사의 내부에

수분을 가두는 기술이며 중공벽에 뚫어진 미세공을 통하여 내부로 흡수된다. 내부로 가두어진

수분은 섬유 간 모세관보다 더 인체와 격리되는 장점이 있으므로 건조감을 향상시킬 수 있다.

섬유정보팀

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Welky

그림 7. 중공형 미세다공 섬유의 흡수속건 원리

(4) 복합사화

원사의 내부(중심부)와 외부를 상이하게 하여 흡한속건성을 부여하는 기술로서 외부는 소수

성 원사에 섬유간 모세관을 통하여 외부의 수분을 신속하게 중심부로 이동시킨다. 중심부의

섬유는 섬유측 방향을 따라 수분을 이동시키도록 설계되어 수분을 의복 밖으로 배출시키게 된

다. 때로는 이 두층 사이에 중간층을 두어 외부의 수분이 신속히 내부로 이동하도록 하기도

한다. 이 기술은 Core-spun 방적사 제조에 적합하며 사가공, 사복합 기술로도 이용가능하다.

섬유정보팀

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그림 8. 쾌적성 목적의 다층 복합사의 모식도

그림 9. 다층 복합사의 단면

상기 그림과 같이 복합사화한 실의 구조는 최내층은 소수성인 폴리에스터 극세섬유, 중간층

은 소수성인 폴리에스터와 친수성인 면섬유의 혼합체 그리고 최외층은 친수성인 면섬유로 구

성되어 있어, 인체로부터 흡수된 땀은 실의 최외층에 있는 친수성 섬유에 의해 흡수되고 중간

층을 거쳐 최내층으로 이동된다. 건조 될 때는 체온이나 자체 열에 의해 기화되어 순차적으로

중간층을 거쳐 최외층의 친수성 섬유로 확산되어 발산된다.

(5) 다층 구조화

앞서 소개한 기술은 모두 원사 제조기술인데, 아무리 원사가 좋은 성능을 가져도 섬유조직

이 적절하지 못하면 제 기능을 발휘할 수 없다. 즉, 이들 원사를 어떻게 제직, 편직하느냐에

따라 그 성능이 달라지므로 원단화 기술이 중요하다. 특히 편성기술이 중요하며 피부가 닿는

부분과 바깥 부분을 상이하게 하여 피부쪽은 빨리 수분을 흡수하고 중간층을 통하여 바깥층으

로 이동시키고 바깥층은 신속히 수분을 증발시키는 비대칭 조직 형성 기술이 필요하다. 라미

네이션 또는 적층기술에 의해서도 이러한 비대칭적 구조를 얻을 수 있다.

이것은 직물이나 편성물의 구조를 여러 층으로 만들어 인체의 땀을 효과적으로 흡수하고 발

산시킨다. 그림과 같이 제 1층은 피부의 땀을 흡수하고, 제 2층은 도수층을 통해 땀이 이동하

섬유정보팀

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게 하고 제 3층은 발산층으로 땀을 외부로 배출되도록 설계되어 있다.

그림 10. 원단의 기능적 적층구조에 의한 기능 발현

그림 11. 원단의 적층구조 모세관 형성에 의한 기능 발현

상기 그림처럼 기능성 원사를 사용하지 않고서도 다층 구조체 원단을 이루는 원사의 섬도변

화만으로도 모세관 현상을 일으켜 흡한속건 기능을 발휘할 수도 있다.

한편, 피부와의 접촉면에 소수성 섬유를 접촉시키고 도수효과를 발현하여 이면의 흡수 섬유

층으로 하여금 수분을 흡수, 확산, 발산하는 다층 구조체의 원단의 개발도 활발하다. 초기에는

이와 같은 원리를 이용하여 일부 원단에서는 면과 폴리에스터 섬유의 2층 구조로서 폴리에스

터의 소수성을 활용하고 면의 흡수성능을 이용하였으나, 건조성능이 느린 단점이 있었으며 이

후 일반 폴리에스터 섬유를 피부면에 접촉시키고 흡한속건 섬유를 이면으로 활용하는 방법도

활용되었다. 그러나 최근 성능면에서 월등함을 보이는 구조로서 상업화되고 있는 원단은 피부

접촉면에 PP섬유를 사용하고 이면에 흡한속건 섬유소재를 사용하는 형태로서 피부면을 항상

수분이 없는 건조한 상태로 유지시켜 주면서 이면으로 수분의 빠른 확산, 건조를 실현한다.

실제로 직물이나 편성물의 흡습성은 동일한 원사를 사용한다 하더라도 그 직물조직에 따라

상당한 차이를 보인다.

섬유정보팀

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그림 12. 흡수확산성의 원리 그림 13. 흡수확산 구조