발수가공 (Water Repellent Finish)
쉽게 풀면
발수가공은 옷감에 물방울이 스며들지 않고 또르르 굴러 떨어지도록 표면 성질을 바꿔주는 가공입니다. 연잎 위에 떨어진 물방울이 스며들지 않고 동그랗게 맺혀 굴러 내려가는 모습을 본 적이 있을 텐데, 발수가공은 이와 비슷한 원리를 옷감 표면에 인위적으로 만들어주는 기술입니다. 섬유 표면에 물과 잘 섞이지 않는 얇은 막을 입혀 물이 섬유 사이로 파고들 틈을 주지 않는 방식입니다. 등산복이나 우산, 아웃도어 재킷 등에서 흔히 볼 수 있는 기능입니다.
왜 중요한가
발수가공은 아웃도어 및 기능성 의류 산업에서 소비자 만족도와 직결되는 핵심 성능이기 때문에, 의류학 논문에서 기능성 텍스타일 연구의 대표적인 주제로 다루어집니다. 또한 최근에는 환경 규제로 인해 기존 불소계 발수제를 대체하는 친환경 소재 개발이 중요한 연구 흐름으로 자리잡고 있습니다.
어떤 절차인가
- 직물 준비: 호발(풀 빼기)·정련 등으로 오염과 가공 잔여물을 제거합니다. 표면이 깨끗해야 약제가 고르게 붙습니다.
- 약제 부여: 발수제를 물에 분산시킨 용액을 패딩(함침 후 압착)이나 스프레이로 입힙니다.
- 건조와 경화: 건조 후 열처리로 약제가 섬유에 고정되고 소수성 기가 바깥으로 정렬되도록 합니다.
- 평가: 발수 성능과 세탁 내구성을 측정합니다.
대표적인 발수제 계열은 불소계, 실리콘계, 파라핀·왁스계입니다. 불소계는 성능이 높지만 일부 과불화화합물(PFOA, PFOS)이 국제적으로 규제되면서 불소 없는 발수제 개발이 주요 흐름이 되었습니다.
언제 쓰고 무엇을 얻나
- 아웃도어 의류, 우산, 가방, 작업복처럼 비·오염 물질이 스며들지 않게 해야 하는 직물에 씁니다.
- 표면 에너지를 낮추어 물이 방울로 맺히게 하는 것이 원리입니다. 직물의 구멍은 그대로 두므로 통기성은 대체로 유지됩니다.
- 발수는 방수와 다릅니다. 발수는 표면에서 물을 튕겨 내는 성질이고, 방수는 압력이 가해져도 물이 새지 않는 성질(코팅·라미네이트 등)입니다.
- 한계: 세탁과 마찰로 성능이 떨어집니다. 불소 없는 약제는 기름 오염에 대한 성능이 낮은 경우가 많습니다.
논문에는 이렇게 적는다
| 평가 | 방법 | 보고할 것 |
|---|---|---|
| 접촉각 | 물방울과 표면 사이의 각도. 90° 초과를 소수성으로 보는 것이 관례이며 150° 이상을 초소수성이라 부릅니다. | 측정 장비, 물방울 부피, 위치 수와 평균 |
| 분무 시험 | 시료에 물을 뿌린 뒤 젖은 정도를 등급으로 판정(AATCC 22, ISO 4920) | 규격명, 등급, 세탁 전후 |
| 내수압 시험 | 물 기둥 압력에 견디는 정도(AATCC 127, ISO 811) | 방수성을 말할 때 필요 |
| 세탁 내구성 | 정해진 횟수를 세탁한 뒤 위 성능을 다시 측정 | 세탁 방법과 횟수 |
- 약제 이름, 농도, 픽업률, 건조·경화 조건을 적습니다.
- 접촉각은 표면 거칠기에 영향을 받으므로(Wenzel, Cassie–Baxter 모델), 섬유 구조를 함께 밝힙니다.
- 환경 규제 이슈가 있으므로 불소 사용 여부를 명시합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
실제 논문에서
이 용어를 직접 쓴 국내 논문 문장을 아직 수집하지 못했습니다. 수집되는 대로 출처와 함께 싣겠습니다.
예시 문장
아래는 용어의 쓰임을 보여 주려고 만든 예시로, 실제 논문에서 가져온 문장이 아닙니다.
발수 성능을 접촉각이라는 지표로 측정한 연구 예문입니다.
친환경 발수가공제 개발 연구의 맥락에서 사용된 예입니다.
조금 더 깊게 보면
발수가공은 흔히 접촉각을 측정해 성능을 평가하는데, 물방울과 표면 사이의 접촉각이 클수록 발수성이 우수하다고 판단합니다. 발수가공과 방수가공은 다른 개념으로, 발수가공은 섬유의 통기성을 유지하면서 표면에서 물을 밀어내는 반면, 방수가공은 직물 자체에 물이 전혀 통과하지 못하도록 코팅이나 라미네이팅을 하는 방식입니다.
발수가공 표면이 물을 밀어내는 정도는 표면의 화학적 성질뿐 아니라 연잎 표면처럼 미세한 요철 구조가 함께 작용하는 연잎 효과(로터스 효과)로 설명되는 경우가 많아, 최근에는 화학 처리와 표면 미세구조 형성을 함께 활용하는 초발수 가공 연구도 이루어지고 있습니다.
불소계 발수제 중 일부는 환경 잔류성과 생체 축적 우려로 규제 대상이 되고 있어, 탄소 사슬이 짧은 불소계 대체물질이나 비불소계 발수제로의 전환이 산업계의 주요 과제로 다뤄집니다.
주의할 점
발수가공은 세탁과 마모를 반복하면 발수 성능이 점차 저하되는 경우가 많아 내구성 관리가 필요하며, 발수가공과 방수가공을 혼동하지 않도록 주의해야 합니다. 초발수 가공은 표면 미세구조가 마모에 취약해 반복적인 물리적 마찰에 의해 성능이 더 쉽게 저하될 수 있다는 점도 실용화의 과제로 지적됩니다.
헷갈리기 쉬운 용어
| 용어 | 핵심 | 차이 |
|---|---|---|
| 발수가공 | 표면에서 물을 튕겨 냄 | 표면 성질을 바꾸는 가공 |
| 방수 | 압력이 가해져도 물이 통과하지 않음 | 코팅·라미네이트 등 막을 이용 |
| 발수성시험 | 발수 성능을 평가하는 시험 | 가공이 아니라 평가 |
| 접촉각 | 고체 표면에 놓인 액적의 각도 | 발수 성능을 나타내는 한 지표 |
참고 문헌
- Schindler, W. D., & Hauser, P. J. (2004). Chemical Finishing of Textiles. Woodhead Publishing.
- Wenzel, R. N. (1936). Resistance of solid surfaces to wetting by water. Industrial & Engineering Chemistry, 28(8), 988–994.
- Cassie, A. B. D., & Baxter, S. (1944). Wettability of porous surfaces. Transactions of the Faraday Society, 40, 546–551.
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