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아라미드 장섬유 직물은 타이어 및 광섬유 보강재로 사용됩니다.

2025-11-27

아라미드 장섬유 천은 방향족 폴리아마이드(아라미드 섬유) 장섬유를 위사와 경사를 직조하는 방직 공정을 통해 제작된 고성능 직물입니다. 아라미드 장섬유 천은 20세기 중반에 개발된 이래로 처음에는 항공우주 및 군사 보호 분야에 적용되었으며, '합성 강선'으로 불렸습니다. 이후 점차 민간 산업 분야로 확대되어 현대 과학기술과 공학에서 빠질 수 없는 핵심 소재 중 하나가 되었습니다.

아라미드 장섬유의 외관은 보통 황금빛을 띠며(원액 염색을 통해 검정, 파랑 등 다양한 색상으로 제작 가능함), 상대 밀도는 낮지만 강도는 매우 높습니다. 강도 대 중량 비율은 고급 강선의 5~6배에 달하며, 탄성계수는 강선이나 유리섬유의 2~3배에 이릅니다. 반면 무게는 강선의 약 1/5에 불과합니다. 이러한 독특한 조합적 특성 덕분에 아라미드 장섬유 직물은 경량이면서도 고강도인 첨단 소재로서, 여러 까다로운 사용 환경에서 뛰어난 성능을 발휘합니다.

아라미드 장섬유 천의 특성:

1. 뛰어난 기계적 성능

실제 응용에서 아라미드 1414 장섬유로 제작된 방탄포는 표준 상태에서 종방향과 횡방향 모두에서 파단강도가 9KN 이상에 달하며, 방탄 헬멧에 사용되는 고강도 아라미드 포는 더욱 높은 14KN 이상의 파단강도를 보입니다. 이러한 기계적 강도는 주로 아라미드 고분자 분자사슬의 강성 구조와 고도로 정렬된 질서정연한 배열에서 비롯되며, 이로 인해 재료가 외부 하중을 받을 때 효과적으로 응력을 분산시켜 변형과 파손을 저항할 수 있습니다.

아라미드 장섬유 직물은 내마모성과 내파손성이 우수하며, 여러 차례 구부리고 마찰을 가해도 원래의 기계적 성질을 그대로 유지합니다. 또한 아라미드 장섬유 직물은 어느 정도 유연성을 지니고 있어 촉감이 비교적 부드럽고, 일반적인 방직 기계를 통해 가공하여 다양한 번수의 원단으로 제작할 수 있습니다. 이는 높은 강도와 가공성을 동시에 갖추어 다채로운 응용 가능성을 제공합니다.

2. 뛰어난 열적 성능

아라미드 장섬유 천은 뛰어난 고온 내성과 난연성을 갖추고 있습니다. 메타-아라미드(아라미드 1313) 장섬유 천은 205℃의 고온에서도 노화 없이 연속적으로 사용할 수 있으며, 약 250℃에서의 열수축률은 단 1%에 불과합니다. 심지어 단시간 300℃의 고온에 노출되더라도 수축하거나 취약해지거나 연화되거나 녹지 않습니다. 파라-아라미드(아라미드 1414) 장섬유 천 역시 우수한 열안정성을 지니며, 200℃ 환경에서도 성능 저하율이 20% 이내로 유지됩니다. 온도가 370℃ 이상으로 상승하면 비로소 아라미드 장섬유 천이 탄화되기 시작하지만, 녹아서 흘러내리지는 않으므로 보호용 응용 분야에서 매우 중요한 특성입니다.

아라미드 장섬유 직물의 난연성은 자체적인 화학구조에 의해 결정되며, 이는 장기적인 난연성을 지닌 섬유로, 사용 시간이나 세탁 횟수에 따라 난연 기능이 저하되거나 소실되지 않습니다. 메타-아라미드의 한계산소지수(LOI)는 28을 넘으며, 이는 난연성 재료에 속하며, 불꽃에서 떨어진 후에도 계속해서 타지 않습니다. 900~1500℃의 극고온에 노출될 경우, 아라미드 직물 표면은 급속히 탄화하여 두꺼워지면서 독특한 단열막을 형성합니다. 이는 열전도를 효과적으로 차단해 착용자나 피복 대상을 보호합니다. 이러한 특성으로 인해 아라미드 장섬유 직물은 화재 시 녹아 흘러내리지 않고 유독 가스를 발생시키지 않아, 보호복 및 고온 산업 환경에서 매우 중요한 가치를 지닙니다.

3. 안정적인 화학적 성질 및 내구성

아라미드 장섬유 천은 뛰어난 화학적 안정성을 지니며, 대부분의 화학물질에 대한 부식을 견딜 수 있습니다. 이러한 내화학성 덕분에 아라미드 장섬유 천은 화학공정 환경이나 석유 산업 등 부식성 물질이 존재하는 장소에서 널리 활용됩니다. 또한 아라미드 장섬유 천은 가수분해와 증기 부식에도 강하며, 습한 환경에서도 장기간 사용하더라도 성능이 거의 변하지 않습니다.

아라미드 장섬유 직물의 응용 분야:

1. 보안 방호 분야

개인 보호 장비 분야에서 아라미드 장섬유 직물은 방탄복, 폭발물 제거복, 방탄 헬멧 등 방탄 제품의 제조에 사용됩니다. 고강도 아라미드 장섬유로 만든 방탄 직물은 건조 상태에서 단위 면적당 질량이 200~400g/m²에 달하며, 총알과 파편의 침입을 효과적으로 차단할 수 있습니다. 또한, 아라미드 직물의 뛰어난 난연성 덕분에 소방복, 용접복 및 고온 환경에서 작업하는 산업 근로자의 보호복 제작에도 널리 활용되고 있습니다. 이러한 보호복은 고온의 화염이나 전기 아크가 발생할 경우 직물 표면이 신속히 탄화되어 두꺼워지며, 열차단 장벽을 형성해 착용자를 부상으로부터 보호합니다. 이외에도 아라미드 장섬유 직물로 제작된 절단 방지 가방, 절단 방지 장갑 등의 제품들은 공공안전 및 산업 안전 분야에서도 사용되며, 일상적인 작업에서 절단 위험으로부터 안전을 보장해줍니다.

차량의 장갑 보호 분야에서 아라미드 소재의 경량 특성을 바탕으로, 이는 군용 차량 및 주요 인사 전용 차량의 장갑 보호에 사용됩니다. 동일한 보호 수준을 제공하면서도 중량을 크게 줄여 기동성을 향상시켰습니다.

2. 산업 및 첨단기술 분야

자동차 산업에서 아라미드 장섬유 직물은 주로 타이어 보강에 사용되며, 특히 아라미드 카운터보강재(아라미드 단방향 직물을 꼬아 제작한 후 고무를 함침한 소재)는 항공기 타이어와 고급 자동차 타이어의 제조에 활용됩니다. 이 카운터보강재의 특징은 종사가 0도 또는 위사가 90도 방향으로 높은 강도를 가지며, 이를 통해 타이어의 내구성과 안전성을 크게 향상시키고 동시에 중량을 경감할 수 있습니다. 또한 아라미드 장섬유 직물은 자동차 호스와 같은 부품의 제조에도 사용되어 고온 및 부식에 대한 내성을 제공합니다.

통신 분야에서 아라미드 장섬유 직물은 광케이블의 보강재로 사용되며, 높은 강도, 낮은 신율 및 내온성 특성을 활용해 설치 및 사용 과정에서 광섬유가 손상되지 않도록 보호합니다.

3. 건축 및 토목공학 분야

건축 및 토목공학 분야에서 아라미드 장섬유 직물은 주로 구조 보강 및 복구에 사용됩니다. 아라미드 직물의 높은 강도와 내부식성을 활용해 외부 보강재로 사용할 수 있으며, 교량, 터널, 부두 등 콘크리트 구조물의 보강 공사에 널리 적용됩니다. 또한 아라미드 장섬유 직물은 산업용 바닥 보강, 구조 이음새 밀봉, 역사적 건축물 보호 등 특수한 공사에도 사용됩니다. 이러한 응용 분야에서는 아라미드 직물의 내산·알칼리성과 충격 저항성을 최대한 활용하여, 악조건에서도 성능을 오랫동안 안정적으로 유지하고 건축물의 수명을 연장할 수 있습니다.

폴리이미드 직조포는 항공기 좌석 및 기내 단열층에 적용됩니다.

아라미드 1313 원사는 소방관의 화재 진압 방호복 제작에 사용됩니다.

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