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마이크로파를 이용하는 섬유가공

전문가 제언: ○ 섬유가공에 마이크로파를 이용하는 연구는 30년 이상 전부터 염색분야 응용을 중심으로 연구개발이 이루어졌다. 마이크로파 가열은 극성분자가 마이크로파를 흡수하여 생기는 분자진동에 의해 열을 발생시키는 유전발열로서, 대상물질 자체가 열원이 되기 때문에 증기 등의 외부 열전도에 의한 가열에 비하여 열효율, 승온속도, 장치의 예열이 불필요하다는 장점이 있다.

○ 최근에 조리용 전자레인지의 보급과 고기능화로 마이크로파 조사에도 사용이 가능한 적외선 온도 센서나 수분 센서, 중량센서가 개발되어 마이크로파 조사장치에 조립되고 있다. 이들 센서는 피가열체의 발열상태를 파악하고 그 정보에 따라 마이크로파의 조사를 실시간으로 변화시킬 수 있기 때문에 마이크로파에 의한 안정된 발열을 얻을 수 있게 되어 여러 산업분야에 이용되기 시작하였다.

○ 마이크로파에 의한 유전가열은 피가열체가 직접 열을 산출하기 때문에 내부로부터 가열이나 선택가열이 가능하다. 이들 특성을 활용하면 통상적인 열전도 가열에 비해 가열시간을 단축하거나 대상 물질에 발열을 집중시키고 전체적으로는 저온으로 처리하는 새로운 가열기술도 개발될 수 있다.

○ 유전가열에서 온도 제어는 열전도 가열과 같이 외부에서 제공되는 열에 따라 열전도와 열평형에 의해 자연적으로 일정온도를 유지하는 것과는 달리 발열량을 제어하여 일정한 온도를 만들어야 한다. 실제로는 피가열체의 물질의 종류, 양, 형상, 수분량에 따라 상이한 발열상태를 센서로 모니터링하면서 안정된 발열상태를 유지해야 한다. 즉 원하는 온도를 얻기 위해서는 섬유나 염료 등의 물질의 분자진동을 전자파 에너지로 자유로 제어하는 기술이 필요하다.

○ 본고는 섬유에 마이크로파 이용 현황을 해설한 것으로, 마이크로파를 활용할 경우의 효과를 설명하고 있다. 에너지 절약, 환경 면에서도 그 효과가 클 것으로 생각되므로 관련분야의 관심이 요망된다.

저자: Yurika Yoshimura, Takeru Ohe
자료유형: 학술정보