스크랩 모달

[kibo]

레이온-모달 및 폴리노직 염색성 염색 가공

2006/01/20 12:08

http://blog.naver.com/dyena/80021123078

Rayon계 섬유의 특징 및 종류

Rayon의 역사는 길다. 그 발명은 최초 1884년 초산 섬유소 섬유가 프랑스에서 발명되고 그 후 계속해서 동암모니움(벰베르그) Viscose공장이 설립되고 1938 년대  Staple fiber 생산을 시작하기에 이르렀다.1938연대 Staple fiber 생산을 시작하기에 이르렀다. 1930년대에 와서 Nylon, Polyester, Acryl 섬유등 합성섬유의 출현으로 그 생산은 급감하였지만 근년의 Fashion 경향, 천연지향의 흐름으로 그 수요는 증가하고 있다.

그러나 Rayon의 물리적 형상을 포함하는 섬유의 개질화는 극히 한정되어 있었지만 근래에 들어와서는 화학적 권축, 원액착색, 심색화, 난연화, 표면 개질 등의 원섬개질이 가능해졌다.

Rayon이란 재생 Cellulose 인조섬유를 의미한다. 제조법으로는 질산 Cellulose법, 구리 암모니아법, Viscose법의 3종류가 있다. 질산 Cellulose법이 가장 오래 된 방법으로, 이것은 질산  Cellulose를 재생한 것인데 제 2차 세계대전에 자취를 감추었다. 구리 암모늄법도 오래된 방법으로 현재 일본에서 소량 생산이 계속되고 있지만 세계적으로 보면 극히 소량에 지나지 않는다. 현재 단연 생산량이 많고 중요한 것은 Viscose Rayon이다.

1. Rayon의 특성 및 물성

Rayon과 면은 모두 그 본질이 Cellulose계이므로 Rayon의 화학적 성질은 면과 아주 비슷하며 기본적으로 다음과 같은 특성이 있다.

가. 광택
Rayon은 국화잎 모양의 ┗┛┻단면을 하고 있어서 빛을 난반사하므로 독특한 광택을 가진다. 스킨/코아 부분에서의 구조가 다른데 스킨부가 치밀한 구조를 하고 있는 것도 광택에 관계가 있다고 알려져있다.

나. Drape성
비중이 크기 때문에 (1.50~1.52) Drape성이 있다.

다. 흡습성/방습성, 제전성
-OH기를 가지며 비결정 영역의 비율이 커서 주변의 상대습도에 따라 흡습/방습을 한다. 흡습성이 높은 특성은 Rayon 직물의 착용감의 양호함이나 정적기 발생 방지에 크게 기여하지만 한편 세탁치수 안정성이나 습윤시의 강신도의 저하에 대해서는 결함으로 작용한다.

Rayon포가 세탁 처리등에 의해 수축하는 난점은 Rayon포의 마무리 건조시에 길이 방향이나 폭 방향으로 인장하여 긴장하에서 건조되기 때문에 이를 물에 담그면 긴장이 완화되어서 수축한다는 사실이 밝혀짐으로 장치난 공정의 개선에 의해 이 문제점을 해결하고 있다.

라. 염색성, 발색성
비결정영역의 비율이 크므로 상압에서 염색이 가능하며 염색성이 양호하고 직접염료, 반응성염료, 염기성염료 등 각종의 염료에 염착이 잘 되고 심도있는 선명한 색상으로 염색이 가능하다. 그러나 염료가 이행되기 쉽기 때문에 Spot-mark등이 발생하지 않도록 주의가 필요하다.

마. 청량감
Rayon은 열전도성이 좋고 특히 필라멘트를 사용한 직물의 경우 피붕 접촉되면 차가움을 느끼는 청량감이 얻어진다.

바. 내열성, 연소물의 독성
Rayon은 높은 온도하에서도 연화, 용융하지 않고(합성섬유와 같은 전이점을 갖지 않음) 연소하여도 유독 가스의 발생은 없다. 260℃~300℃에서 착색, 분해된다.

사. 구김
구김이 쉽게 발생한다.
이 문제점은 요소 수지가공을 함으로써 대폭 개선되었다.

아.생분해성
토양 및 물속에 존재하는 박테리아에 의하여 쉽게 분해되며 또 분해에 의해 생성물이 토양의 생태계에 나쁜 영향을 미치지 않는다.

표 1. Rayon의 물성

물성＼소재	Rayon
강도(g/d)	2.5~2.9
신도(%)	20~25
습윤강도(g/d)	1.1~1.7
습윤신도(%)	25~30
강도(신도 10%)	1.8
습윤탄성율(신도5%)	50
물팽윤도(%)	90

2. Rayon의 종류

가. 보통 Rayon : 중합도 약200~280

섬유소를 가성소다로 처리한 후 이황화탄소를 작용시키면 물에 가용성이 되는 것을 이용하여 생산하는 것으로 강도가 낮고 팽윤에 의한 세탁시의 수축 및 형태안정성의 불량등으로 인해 염색가공 및 사용할 때에 많은 문제점을 가진다. 이러한 결점은 섬유를 구성하는 셀룰로오스 분자의 평균 중합도가 낮기 때문이다.

나 강력 Rayon : 중합도 약 300~350

Viscose Rayon보다 고강력을 갖는 섬유의 개발에 대한 필요성이 증대됨에 따라 응고욕의 조성 또는 장치상의 개조를 통해 이를 달성하기 위한 노력이 행해졌다. 1912년 1%의 황산아연을 응고욕에 첨가함으로써 방사된 실의 강력과 유연도를 증가시킨 내퍼의 연구를 시초로 하여 1914년에 윌슨, 1920년대 초에 릴리엔펠트, 1920년대 말에 바이젠버그, 1930 년대초에 코오틀즈의 포르티산, 1935년에 테나스코, 1950년 응고욕에 제4급 암모늄화합물을 첨가하여 고강력의 섬유를 제조한 뒤퐁사의 제품, 타이어 코드로 사용되는 슈퍼섬유등이 있다.

다. 모달(HWM) : Lenzing Modal(중합도 약 350~400)

오스트리아 LENZING사에서 새로이 개발된 고성능 Rayon을 기존의 일반적인 Low-modulus Rayon과 분리하기 위해 Modal이라 명명하여, 기본적으로 0.5g/d 이상의 Wet-modulus를 가지는 Rayon을 Modal이라 분류하였다.

라. Polynosic : 중합도 약400~600 

상품명 : Junlon, Tufcel, Celltima
Viscose Rayon이 개발된 이후 급변하는 소비자의 요구에 부응하기 위한 새로운 스테이플섬유의 개발이 이루어졌으며 대표적인 예가 Viscose Rayon의 단점을 보완하여 높은 습윤 탄성률을 갖는 Polynosic섬유로써 1933년 독일의 BASF에서 처음으로 개발하였다.

마. Cupra : 동암모니아 Rayon, Bemberg

중합도 약 400~500
셀룰로오스를 산화구리암모니아 용액에 용해하여 방사하여 만든 Rayon. 일명 Bemberg라고도 한다.

바. Lyocell : 중합도 약 500, 정제 Cellulose

상품명 : Tencel, Lenzing, Lyocell
Tencel은 목재펄프를 사용하여 셀룰로오스를 Amine oxide 용제에 직접 용해하여 제조한다.
제조방법은 다르지만 물성면에서는 Polynosic과 매우 유사하며 중합도 500정도의 셀룰로오스분자를 고결졍. 고배향시킨 섬유이다.
Amine Oxide (N-methyl morpholine oxide, NMMO)는 수세시 완전히 제거되어 증류회수하며, 섬유제조시 공해문제가 되는 폐액 및 부산물을 생성하지 않으므로 환경친화적인 Ecology 섬유로서 21세기에 크게 기대되는 섬유이다.

3 .Polynosic 섬유의 특성 및 염색가공

가. Polynosic 섬유의 역사 및 개발배경
1930년대 전쟁중에 Cotton이 부족하여 Rayon SF가 의류용으로써 사용되고 있었지만 강도가 약하고 세탁 후 수축하는 등 형태 안정성의 문제점이 많았다. 이러한 Rayon SF를  Cotton에 가깝도록 만들고자 하는 연구가 시작되었다.

Rayon SF의 단점이 이 섬유를 구성하고 있는 셀룰로오스 분자의 평균 중합도가 낮은 것에 원인이 있다고 생각하여 Rayon SF의 중합도를 높히는, 고중합도 Rayon SF의 개발이 시작된 것이다.

세계 최초로의 제안은 일본 특허 172865이다. 이 방법으로 만들어진 섬유를 虎木綿이라 명명하였다. 이것은 전 후에 공업적으로 생산을 하는데는 성공을 했지만 생산을 중잔하였다. 중합도를 높여 인장강도를 높였지만 결절강도가 낮아 의류용으로써는 부적당했기 때문이다. 그후 虎木綿을 개질하여 1951년에 새로 만든 것이   虎木綿-51(통칭 T-51)이다.

그수 세계적으로 이 새로운 섬유에 대한 관심이 증가되었다.

1933년 독일의 BASF(Badische Amilin Und Soda-fabrik)에서 개발한 Lanusa를 시초로 1959년 미국의 앵커사에서 기업화하기 시작하였으며 그후 프랑스 C.T.A사의 Mr. Drish가 Polynosic이라 명명한 것이 오늘의 Polynosic 섬유이다. 1951년 일본의 Toramomen, 유럽의 3개국(벨기에, 스위스, 프랑스)이 공동으로 개발한 Z54, 미국의 Zantrel과 영국의 Vincel, SM27 등이 있다.

그러나 Polynosic 섬유는 각 회사별로 연구가 진행되어 설비 및 제법에 큰 차이가 있으며 품질도 상당한 차이가 있어 1961년 5월 국제 폴리노직 협회 A.I.P.(Association of International Polynosic)가 스위스에 설립되었다. 그래서 협회의 규정에 일치하는 제품에 한해서만 Polynosic 이라 칭할 수 있게 했다.

Polynosic에 해당하는 Rayon의 규정은 A.I.P.에서 아래와 같이 규정하고 있으며 현재 세계적으로 Polynosic을 생산하는 업체는 일본 Toyobo사의 터프셀과 Fujibo사의 준론등이 있지만 생산량은 감소하고 있는 추세이다.

A.I.P.에서 규정한 Polynosic은

①High water resistance : high wet strength and high wet modulus
②High alkali resistance of minimum change in its wet strength and wet elongation between before and after alkali
treatment
③Relatively high degree of polymerization

등의 물성을 가지도록 정의하였으며, 그규격으로는,
①미처리 섬유의 습윤시 0.5g/d 하중하의 신장 : 4% 이하
②NaOH 5% 용액에서 처리된 섬유의 습윤시 0.5g/d 하중하의 신장 : 8% 이하
③NaOH 5%용액으로 처리된 섬유의 습윤시 파괴강도 : 2.3g/d 이상
④loop강도 : 0.9g/d이상
⑤중합도 : 450 이상으로 규정되어 있다.

한편 1959년에 미국은 American Viscose사 외에 2개사에서 High Wet Modulus(Modal)섬유를 개발하였다. 팽윤시에 신장하는 개질 Rayon으로 타이어 코드용 강력 인견사의 기술을 단섬유에 응용한 것이다. Modal에 대한 자세한 내용은 다음 장에서 기술하겠다.

나. Polynosic 섬유의 특성 및 물성
Polynosic은 중합도가 높은 Viscose액을 저온, 저산, 저염욕에 방사하여 고연신시키는 방법으로 제조된 섬유로 우수한 흡습성 및 염착성, 물성을 지니고 있다.

방사원액의 제조방법 및 방사방법상의 변화가 섬유의 구조 및 성질에 미치는 영향은 매우 커서 Viscose Rayon과 다른 물성을 갖는다.

○Viscose Rayon 제조시보다 Cellulose DP 대한 화학적 처리조건이 덜 가혹하기 때문에 500~700의 높은 중합도를 유지한다.

○Viscose의 응고가 천천히 일어나고 크산테이트가 다시 Cellulose로 재생되기 전에 신장이 가해지기 때문에 마이크로
   피브릴의 구조를 갖고 있다.
○면과 Viscose staple 양쪽의 좋은 성질만을 갖고 있다.
○건강도(Dry strength)와 습윤강력(Wet strength) 및 습윤강력/건강도의 비는 Viscose Rayon보다 크다.
○절단신장도는 건, 습 양쪽에서 모두 비스코오스 레이온보다 적다.
○초기 습윤탄성율(wet modulus)이 높고 습윤상태에서 변형으로부터의 탄성회복률이 우수하므로 특히 세탁에서 치수 안정성이 좋다.
○Viscose Rayon보다 알칼리에 대한 용해도가 작으므로 면에 이용 되는 연속습식공정에 응용할 수가 있다.
○촉감이 면에 가깝고 광택은 히도면 또는 견방적사와 비슷하다.
○물에서의 팽윤과 흡수가 아주적기 때문에 염료에 대한 친화력이 낮다.
○염색은 면에 쓰이는 방법으로 이루어지며 배트, 아조익, 인디고솔 및 프로시온 형태의 반응성 염료가 이용된다.
○수지가공을 할 경우 면에 이용되는 방법과 비슷한 방법을 이용하며 수지가 Polynosic으로 된 직물에 상해를 주지 않는다.
○배향도가 향상된다.
○세 denier가 가능하다.

다. Polynosic의 형태
Polynosic 섬유는 원형의 단면구조를 가지고 있어서 독특한 광택을 가지고 있다.

Pojynosic 섬유의 단면구조가 원형인 것은 방출시 저온, 저산에서 방사하여 셀룰로오스의 재생을 억제시킨 다음 응고시킨다. 사형태로 고연신을 시키고, 연신 완료후에 재생시킨다. 극단적으로 말한다면 단면이 원형이 되지 않으면 Polynosic 섬유는 생산되지 않는다. 제조방법은 다르지만 텐셀도 Polynosic 섬유와 동일한 형태이며 단면도 원형이다.

이것에 비해 Rayon SF는 방사욕의 산농도가 높아서 Viscose사의 바깥부분이 셀룰로오스로 재생된 상태에서 연신시키며 연신 후 내부까지 재생된다. 바깥부분에 구김이 생기도록 하면 앞에서 말한 단면이 된다. 그래서 바깥부분과 내부의 섬유조직이 차이가 나는 스킨, 코어의 2층 구조로 된다.

 각섬유와의 물성을 비교하면 다음과 같다.

표2. 셀룰로오스계 섬유의 물성

	Polynosic	Rayon	강력Rayon	H.W.M.	Tencel	Cotton
섬도(d)	1.50	1.50	1.50	1.50	1.50	1.50
안정강도 (건)(g/d)	4.50	2.70	3.80	4.20	4.80	2.90
인장강도 (습)(g/d)	3.50	1.70	2.80	3.00	4.20	3.00
건습강력 비(%)	78	63	74	71	88	103
인장신도 (건)(%)	12.0	17.0	22.0	14.0	13.0	10.0
인장신도 (습)(%)	13.0	20.0	25.0	17.0	18.0	12.0
결절강도 (g/d)	2.30	1.50	1.90	1.80	3.70	2.50
Loop 강도(g/d)	2.30	1.60	2.20	-	-	3.90
5%신장 습윤력(g/d)	1.20	0.40	0.30	0.80	1.35	0.70
0.5g/d 하중습 신도(%)	2.50	7.00	9.00	4.00	2.00	5.60
0.5g/d (5%NaOH 후(%)	3.50	13.00	18.00	9.00	2.20	4.00
5%NaOH 온습도 (g/d)	3.0	1.20	1.40	2.00	4.00	2.63
팽윤도 (%)	68	87	70	72	-	40
염료 흡착률(%)	76	49	47	-	23	38
평균중합도	500	300	350	400	500	2,500

라.Polynosic의 제조공정 및 제조공정의 특징

(1)Polynosic의 제조공정

Polynosic 섬유는 Rayon SF의 중합도를 높혀 Cotton에 가깝도록 개발된 섬유이며 Polynosic 섬유의 제조는 Viscose Rayon의 제조에 비해 어렵고 제조 cost가 높다. 일본의 다치가와(S. Tachikawa)에 의해 개발되어 Polynosic이란 명칭이 유래하게 된 제품인 Toramomen의 제조공정을 살펴보면 그림 2와 같다.

(2)Polynosic의 제조공정 특징

○알칼리 셀룰로오스의 노성단계가 없다.
○셀룰로오스 크산테이트는 3%의 묽은 알칼리 대신 물에 용해 되어 있다.
○셀룰로오스 크산테이트 용액의 숙성단계가 없다.
○방사욕은 매우 낮은 농도의 산과 염이 거의 들어 있지 않은 액으로 구성되어 있다.

(가)Pulp
순도가 높고 용해성이 좋은 것을 사용하는 것이 좋다.

(나)Slurry
알칼리 농도는 Rayon보다 약간 높은쪽이 좋으며, Hemi-cellulose 함유량도 낮게 하지 않으면 안된다.
Polynoxic 경우에는 중합도를 높이기 위하여 노성공정을 생략하는 것이 보통이다.

펄프 (린터 or α-셀룰로오스)
가성소다→	｜	침적, 압착, 분해
알칼리 셀룰로오스
이산화탄소→	｜	유화
셀룰로오스크산테이트
가성소다→	｜	용해
비스코스
	｜	여과, 탈포
방사
	｜	황산, 황산아연
절단
알칼리→	｜	중화
정련
	｜	유산소다, 오일처리, 차아염소산
건조

그림 2. Polynosic 섬유의 제조공정

(다)유화 및 용해

중합도가 높은 셀룰로ㅇ스를 용해하기 위하여 이황화탄소를 다량으로 투입할 필요가 있어 Polynosic의 경우에는 50% 정도가 필요하다. (Viscose Rayon의 경우 30%가 좋다)
Polynosic의 Viscose는 중합도가 높기 때문에 점도도 높아 여과장애를 초래하므로 Viscose 중의 셀룰로오스 농도를 저농도로 하지 않으면 안된다.

(라)여과 및 탈포
고점도의 Polynosic는 여과가 어렵기 때문에 여과 공정이 대형화되지 않도록 해야 한다.

(마)방사원액의 제조

①스티핑과 프레싱:
   셀룰로오스를 17.5%의 가성소오다에 적신후 압축시켜 알칼리 셀룰로오스를 만든다.
②쉬레딩(shredding) :
   알칼리 셀룰로오스를 20℃ 이하의 온도에서 2시간동안 분쇄하여 크럼을 만든다.
③Xanthation 또는 churning :
   이황화탄소가 15~20℃의 온도에서 2.5시간동안 이론적인 양만큼 가한 후 25℃로 1시간에 걸쳐 온도를 올려 주어 셀룰로오스 크산테이트 나트륨을 제조한다.
④ Mixing 또는 solution :
   셀룰로오스 크산테이트 나트륨에 물을 넣어 교반시켜 셀룰로오스(크산테이트 포함)가 6%, 가성소다가 2.8% 들어 있는 용액을 만든다.

(바)습식방사
1%의 황산이 들어 있는 25℃의 응고욕에서 방사하여 4단계의 고데트를 이용하여 방사된 길이의 3배 정도로 신장시킨다. 이 때 신장은 단계별로 이루어지는 첫 번째 고데트에서는 100%, 두 번째 고데트에서는 150%, 세 번째와 마지막 고데트에서는 200%가 신장되는 것이다.

희석된 응고욕을 사용하므로 셀룰로오스의 재생이 더디게 일어날 뿐만 아니라 더 많은 스트레칭의 부여가 가능하므로 재생이 완전히 되기전에 섬유상분자(Fibrous molecule)의 배향이 이루어진다.

아래의 장치를 이용하여 방사된 섬유는 작은 결정들로 이루어져 있으며 높은 결정화도를 보여 준다. 즉 배향이 좋고 배향의 균일도가 향상된 섬유제조가 가능하다.

 마. Polynosic의 강신도적 성질

Polynosic 섬유는 높은 인장강도를 가지고 있고 일반 Rayon SF에 비해 습윤강도가 높으며 건, 습 강신도가 낮은 Cotton과 유사하다.

그림 4에서 Polynosic 섬유의 하중신장 곡선을 다른 셀룰로오스계 섬유와 비교, 표시하였다. 그림 5는 5% 가성소다에서 처리한 후의 하중신장 곡선을 표시하였다. 여기에서 Polynosic 섬유는 Cotton에 가깝고 내알칼리성이 우수함을 보여준다.

 Polynosic 섬유의 섬도는 1.0-5.0d 정도에서 생산이 되고 있지만 제품으로서는 1.20-1.25d가 많이 사용된다. 일반 Rayon SF에 비해 가늘다. Polynosic 섬유는 중합도가 높기 때문에 세 denier 방출이 쉽다. 일반적으로 세 denier 제품은 균일한 구조를 갖기 쉽고, 결정화, 배향화가 용이한 경향이 있다.

그러나 Polynosic 섬유는 denier가 큰 제품을 만들기 어려울 뿐만 아니라 섬유의 물성이 Rayon SF와 비슷하게 된다는 단점을 가지고 있다. 또 Cotton은 가는 섬도의 면화 생산이 되고 있지 않으며 이집트면은 고가인데 비해 Polynosic 섬유는 간단하게 가는 섬도의 제품을 생산할 수 있는 것이 큰 장점이다.

바. Polynosic의 중합도

Polynosic 섬유는 인장강도가 크고 신도가 낮으며 치수안정성 등의 특성을 갖고 있다. 이것은 셀룰로오스 분자의 중합도가 높은데에 기인한다. 이ㅓㄴ 의미에서 Polynosic 섬유의 중합도는 가능한 한 높은 것이 좋지만 중합도가 높아지면 Viscose의 점도가 급속하게 커져서 여과 장애를 일으키므로 실제 공업생산에서의 중합도는 500정도가 보통이다.

최근 화제가 되고 있는 텐셀도 중합도는 500이다. 그러나 Polynosic 섬유의 중합도 500은  Rayon SF의 300, 강력 SF의 350, Modal 섬유의 400에 비해 매우 높다.

섬유를 구성하고 있는 셀룰로오스 분자의 중합도가 높다는 것은 중요하다. 섬유의 물성을 변화시키는 것외에 다음의 장점을 갖는다.

1)중합도가 높다는 것은 약품에 대한 저항성을 크게 하여 가공을 용이하게 할 수 있다. Rayon SF의 경우, 실켓 가공을 하면 섬유가 용해되지만 Polynosic 섬유는 실켓 가공이 가능하다.최근 유행하고 있는 Rayon사 직물의 방축가공도 Rayon에 비해 Polynosic의 경우 매우 고농도의 약품을 사용하는 것이 가능하다.

2)Polynosic 섬유는 중합도가 높기 때문에 Viscose 외의 다른 물질을 신속히 투입하여 기능성 섬유를 만드는 것이 가능하다.
   예를 들면 일본의 東洋紡社는 Polynosic Viscose에 난연제를 투입하여 난연 Polynosic을 생산하고 있다. 또 키토산을 Polynosic에 투입하여 향균방취 섬유를 생산하고 있다. 이러한 것은 Polynosic Viscose의 중합도가 500이기 때문에 가능한 것이면 중합도가 300인 보통의 Rayon SF의 Viscose는 방출이 어렵다.

사. Polynosic의 방적성

Polynosic 섬유의 방적은 Rayon SF와 동일한 공정으로 제조된다. 그러나 섬유 단면이 원형인 Polynosic 섬유의 성능은 현재 2개사(일본) 東洋紡 탑셀, 富士紡績의 줄롱(Junlon)간에는 약간의 차이가 있다.

이것은 기술도입 시기의 차이에 의해 東洋紡은 T-51 타입, 富士紡績은 T-61 A.D.V. 타입을 받아들였기 때문이라고 한다.

보통의 Rayon SF는 1.5d 중심으로 되어 있는데 반해 줄롱(Junlon)은 현재 1.25d 중심으로 되어있다. 가늘기 때문에 해섬이 떨어진다. 또 줄롱(Junlon)의 경우는 방사직후에 완화욕을 사용하여 섬유가 팽윤하는 것에 의해 결절강도가 향상되고 염색성이 좋아지지만 섬유간의 연결되는 원면의 해섬성은 약간 저하한다.

줄롱(Junlon) 방적의 포인트는 소면기에서 원면의 공급량을 약간 저하시키고 소면기의 회전도 저하시켜 원면의 해섬을 충분하게 행하는 것이다. 소면기의 침포도 Rayon SF용보다도 좀 더 포인트 수가 많은 것을 사용하는 것이 좋다. 소면기에서 해섬이 불충분하면 Nep, Slub, 사불량, 등이 생긴다.

이상의 결과에 의해 51mm보다는 38mm의 방적사를 이용하는 것이 좋다. 줄롱(Junlon)사의 강력은 줄롱(Junlon)섬유의 강도를 높여 면사보다도 강한 사를 얻을 수 있다. 강연하여 크레이프를 짜는 것이 가능하다. 특히 준론사는 습윤강력이 현저하게 높은 것이 특징으로 되어 있다.

Polynosic은 타 섬유와의 혼방이 용이하데 현재 실제로 생산되어지고 있는 혼방사는 줄롱/면 혼방사, 줄롱/마 혼방사, 줄롱/폴리에스터 혼방사, 줄롱/아ㅋ릴 혼방사 등이 있으며 줄롱과 브랜드함으로써 Soft한 Touch가 얻어진다.

아. Polynosic의 염색가공성

Polynosic의 염색성이 좋은 이유는 결정강도가 높고 緩和浴(완화욕)을 사용해서 섬유를 팽윤시켜 염료투입이 쉽게 되기 때문이다. 면은 결정구조 때문에 염료 투입시 염색성이 낮다. Rayon의 염색성은 양호하지만 Polynosic에 비하면 염착성은 Polynosic의 것이 우수하다.

이상에서처럼 Polynosic의 염착성은 셀룰로오스 섬유 중에서 가장 좋다. 선명한 색채와 깊이 있는 색상을 얻을 수 있다.

Polynosic의 침염이 행해진 초기에는 Rayon에 비해서 염료의 흡착율이 높고 염착속도가 빠른 것이 약간의 문제점으로 대두되었으나 최근에는 기술향상으로 문제가 되지 않고 있다.

가공에서 가장 큰 문제점이 되는 것은 Polynosic의 팽윤에 의해 직물에 구김이 발생하는 것이다. Polynosic은 중합도가 높기 때문에 약품저항성이 크다. 그래서 방축가공을 용이하게 행 할 수 있다. 최근 일본에서는 Polynosic에 방축가공을 하여 가정용 전기세탁기로 세탁 가능한 제품을 시판하여 큰 호응을 얻고 있다.

자. Polynosic의 종류

1973년 Oil shock이후 Energy 다소비형 Rayon계 섬유는 생산량이 세계적으로 감소추세에 있으며 현재는 Toybo사 터프셀(Tufcel)과 Fajibo사의 줄롱(Junlon)만이 생산되고 있다.

(1)Toybo사의 터프셀
고중합도, 고결정화도, 고배열도 등의 특징을 지닌 터프셀은 비스코오스에 비해 다음과 같은 특징이 있다.

①원료펄프는 고순도 고중합도의 펄프를 사용한다.
②섬유의 중합도를 높이기 위해 노성공정을 없애고 고중합도의 펄프를 용해하기 위해 이황화 탄소와의 치환도를 높여 용해하기 쉽도록 한다.
③방사욕은 저황산농도, 저논도의 염으로 하며 아울러 저온으로 관리하여 응고를 서서히 진행시키며 욕내 신장을 가하여 결정화도 배열등이 큰 섬유 구조를 만든다.
④터프셀의 미세구조 특성을 레이온과 비교하면 다음과 같다.

표3. 레이온계 섬유의 특성

	Rayon	강력 Rayon	Polynosic
중합도 결정화도 배열도	300 30 84	350 34 91	500 48 92

(2)터프셀의 특징

①강도가 크고 습윤상태에서 강도저하가 적다.
②내 알칼리성이 크다.
③가공조건에 의해서 피브릴화가 가능하다.
④세 denier가 가능
⑤silky한 광택을 지닌다.
⑥drape성이 좋고 시원한 감촉이 있다.
⑦균염성이 우수하다.
⑧잘 더러워지지 않으며 또 오염제거가 쉽다.
⑨터프셀의 차별화 소재

표4. Toybo사의 상품특징 및 사용용도

명칭	특징	용도
터프셀 마리드 베제모어 터빈 터프레임 숏컷트	고강력 silky 염색성 개량품 모혼방용 太데니어 난연 내고온, 알칼리 화인, 피브릴	의류, 침장, 산자 위생재료 의류 의류 의류, 침장, 산자 건재, 보강재 묘지, 식모

 (3)Fujobo사의 줄롱
줄롱은 중합도가 500(Celltima는 중합도 585)으로 중합도 300인 Viscose Rayon보다 높기 때문에 가공시 내약품서이 크고 특수한 가공이 가능하게 된다. 최근 유행하고 이쓴 방축가공시 일반 Viscose Rayon은 중합도가 낮아 어려운 점이 많지만 중합도 585의 Celltima는 줄롱보다도 약품 저항성이 좋아 방축가공을 용이하게 처리할 수 있다.
Fujibo에서는 Celltima에 방축가공을 실시하여 Celltima Invartex라고 하는 상품명으로 전개하고 있다.

(가)Fujibo사의 차별화 상품

①줄롱 : original 상품
②오스크로 : 산화티탄산이 혼입된 Dull 제품
   Polunosic Viscose는 고점도로 되어 있기 때문에 산화티탄이 혼입이 간단하지 못하여 종래의 Polynosic은 모두 Bright 형태로 생산되어 Dull 제품은 없었다.
③Celltima, Invqartex :
   가공성이 좋은 고중합(570-600) 제품으로 Polunosic에 비하여 고강도, 저신도, 고modulus, 건습강력에 결정강도를 고수준으로 유지시킨 Polynosic 제품으로 Rayon계 섬유의 약점인 습윤시 강도저하 및 늘어남을 대폭 개선한 소재임.
④키토폴리 :
   갑각류에서 정제한 천연의 키토산 미립자를 원로 Viscose에 브랜드화한 Polynosic 섬유로 항균방취, 항곰팡이, 항 MRSA의 기능을 지닌제품.

차.Polynosic의 용도 및 전망

(1)용도
원래 Polynosic 섬유는 Rayon의 약하고 수축하는 점을 보완하여 물성 및 특성이 면에 가깝도록 만들어 Taffeta, 포플린, Bedford 직물, 커튼 등의 의료를 주체로 하는 용도로 사용되어 왔다. 최근에는 높은 영률, 수축 안전성, 내약품성, 내열성 등의 특성을 갖춘 소재로의 전개가 이루어지고 있다.

(가)활성탄 용도
난연 Polynosic섬유를 소성한 활성탄으로써 에어 클리닝용도에 사용되고 있다.

(나)단열, 吸音材용도 
난연 Polynosic 섬유를 사용하여 가전제품의 단열 및 흡음재용도로 사용되고 있다.

(다)전지 Separator 지
내약품성, 세 denier, 흡액성의 특성을 갖는 알칼리 전지용 Separator 지에 비닐론을 병용하여 사용되고 있다. 이것에 의해 수은이 없는 알칼리 전지를 만들 수 있다.

(라)건재 용도
Polynosic 섬유는 고강력, 내열성의 특성이 있기 때문에 건재보드의 석면 대체보강 섬유로써의 사용이 시작되고 있다.
Rayon 섬유는 부직포, 종이등의 분야에서 많은 양이 사용되고 있지만 Polynosic 섬유의 자재용도로의 사용은 아직 시초단계이다.

(2)전망
원료를 목재 Pulp에 의존하고 있어 모개벌채에 의한 환경문제, 고가 섬우라는 경제성등의 문제가 있지만 이 섬유가 가지고 있는 특징을 살릴 수 있는 분야는 아직도 많은 것으로 사려된다.

○피브릴화를 응용한 지용도로의 전개
○내열성, 고강력의 특성을 갖는 거재, Plastic, 고무등의 보강용도
○Ecology 섬유로의 전개

4. Modal(High Wet Modulus) 섬유의 특성 및 염색가공

가. H.W.M 섬유 (Modal)의 개발배경
 Viscose에 amine계 변태제를 첨가하여 중합도가 350-400정도로 비교적 낮지만 고농도의 아연욕 속에서 방사하고 연신을 강하게 한 섬유로써 미국의 A.V사 (Americal Viscose)에서 개발한 Rayon 섬유이다. Polynosic과 유사한 성질을 갖고 있는 섬유로써 수축 및 강력이 우수하다.

Cellulose계 섬유는 천연원료이기 때문에 물과 친화성이 매우 높아 의류용으로 가장 필요한 특성을 갖고 있지만 수축이나 주름 등의 문제가 있다. 그러므로 치수안정성을 향상시키려면 적은 상태에서 외력에 대한 저항을 높여야 한다. Wet 상태에서 섬유를 5% 신장시키는데 필요한 힘을 "Wet Modulus"라고 한다. 이 Wet Modulu가 높으면 외력에 대한 저항성이 높아지기 때문에 치수 안정성은 향상된다.

Cellulose계 섬유의 가장 큰 결점을 개량하기 위해 높은 저항성(Wet Modulus)을 가진 섬유가 개발되어 학명으로 H.W.M.섬유라고 부르고 있다. 국제섬유 규격협회(BISFA)에서는 일정 이상의 Wet Modulus를 가진 재생 celulose를 "Modal"이라고 부르기로 결정하였다. Polynosic도 같은 조건을 이루기 때문에 국제적으로는 Polynosic 섬유도 Modal의 범주에 포함시키고 있다.

결국 Modal 중에 H.W.M. 섬유와 Polynosic 섬유가 있다고 할 수 있다. 그런데 일본에서는 Modal의 단면이 약간 움푹패인 원형상태이므로 Polynosic 섬유와는 다른 품질 표시를 하고 있으며, 구미에서는 Polynosic 섬유를 포함하여 Modal이라고 표시하고 있다. 또한 현재 Polynosic 섬유를 생산하고 있는 곳은 일본뿐이고, H.W.M. 섬유는 렌징사에서만 생산하고 있어 마치 렌징사의 상품명이된 것처럼 느껴지고 있다.

나. Modal 섬유와 Polynosic섬유와의 차이점

◆중합도
Polynosic : 500    Modal : 350-400
◆제조방법
   Polynosic : 중합도가 높은 Viscose를 저온, 저산, 저염욕에서 방사하여 고연신을 한다.
   Modal : Viscose에 아민계의 변태제를 첨가하여 고아연욕에서 방사한다. 방사속도가 40-50m/min로 높고 보통의 Rayon  SF의 방사기에서 생산할 수 있다.
◆결정화도, 치수 안정성, 내 알칼리성
   Modal이 Polynosic보다 나쁘다.
◆Cost 
   Polynosic보다 비용면에서 경제적이다. 대표적인 상품은 미국의 A.V사 (Americal Viscose)의 アブリル가 있으며 폴리에스테르와 혼방하여 의류용으로 소비되고 있다.
◆형태

 다. Modal의 특성
Modal은 순수한 너도밤나무(Beech wood)에서 얻어지는 천연섬유로써 Rayon, Cotton보다 강하고 안정성이 우수하며, 형태안정성과 강도가 높기 때문에 일반가정에서의 세탁(물세탁)이 가능하며, Soft한 Peach외관이 탁월하고 부드럽고 매끄러운 촉감, 흡수성, 신체에 접했을 때의 상쾌함, 그리고 아름다운 드레이프성을 가지는 우수한 섬유이다.

Normal Viscose와 Modal의 차이점은 다른 원료의 사용과 생산방식의 차이점에 있다. 방사액 Bath의 조성, 권취속도 Stretch ratio는 고급의 섬유를 생산할 수 있는 주 요인이다.
Modal은 ViscoseRayon에 비해 Wet상태에서 높은 강도를 가지고 Conditioning 상태에서도 높은 Wet modulus를 가지게 된다.

①Wet Modulus : 0.5이상

②Whiteness
   Viscose와Modal은 Cotton보다 더 White한 백도를 가지고 있다.

③비중 : 대략 1.5정도

④중합도 : 400

⑤Water Retention Value
   Modal의 Retention Value는 대략 면보다 크고, Viscose보다 약간 낮다.(면 : 약 60%, Viscose : 약 85%)

⑥섬유의 팽윤성
   Viscose는 Cotton과 Modal보다 더 팽윤성이 우수하다.
   이 팽윤공정은 매우 빨리 일어나고 낮은 온도에서는 10초 내의 짧은 시간에 일어난다.

⑦화학적 안정성
   Modal은 매우 빠르고 강하게 알칼리와 접촉하면 반응이 일어난다. 이들 Type은 모두 NaOH 4.5%(7.0°Be)의 농도에 활성화되고 염료의 염착량 증대 효과를 가져온다. Modal fiber의 경우는 머서화의 경우 NaOH 17-22%(24-28°Be)로 처리할 수 있다.

⑧열안정성
   Modal fiber는 Cotton과 같이 Cellulose로 만들어져 있어 열까소성 성질이 없다. 열에 대해서 저항성이 있고, 가공공정의 처리 시간에도 안정성이 있다. PET와의 혼방품은 열처리 온도가 180℃를 넘어서는 안된다. 이 이상이면 백도가 떨어진다. 동일한 이유로 고온의 가공은 피해야 한다. 고온에서 오랜시간의 처리는 Fiber를 과건조시켜 Hard crust상태로 만든다. 그래서 정상적인 수분율을 가지지 않게 되어 수분 흡착비가 떨어진다. 특히 이런현상은 침투도 차이의 문제를 가져오고, 염색공정에서 Tailing의 원인이 된다.

⑨내 알칼리성이 우수하다.

⑩고강력 저신도
   High Wet Modulus Type의 Rayon으로 습윤시 강력이 높고 신도가 작기 때문에 형태 안정성이 좋으며 염색 가공이 용이하다. 또 직물을 세탁시 방축 및 주름이 적어 Easy care성이 우수하다.

⑪마모 강도가 좋고 마일드한 광택을 가지고 있다.

⑫Drape성이 풍부하고 부드러운 Handle을 가지고 있다.

⑬원면은 0.8d의 극세 denier부터 3.0d까지 있으며 마, 면, 모 등의 타 섬유와 혼방이 가능하며 효소감량, 기모가공에 의한 다양한 Handle과 표면효과를 얻을 수 있다.

⑭강력이 높기 때문에 세 번수의 사용 및 강연 직편물의 상품개발이 용이하다.

라.Modal의 전처리

(1)Modal의 일반 공정
Modal은 아래와 같은 일반적인 공정을 거쳐 제품화 되는데 그 공정은 아래와 같다.
준비→Desizing→정련표백→취화→염색→Sand washing→완제품

(2)Modal의 전처리
다른 섬우와 마찬가지로 염색을 하기 위해서는 전처리를 깨끗하게 하여야 하며, 특히 경사의 호제나 왁스, 기타 이물질을 완벽하게 제거해야 한다. 만약 그렇지 않을 경우에는 염색시 불균염이 나, 경사방향으로 Stripiness effects가 나타나는 원인이 된다. 전처리 진행 중 장력을 가급적 적게 주어야 Modal 특유의 외관, 광택, 드레이프성, 촉감 등을 얻을 수가 있다. Modal은 일반 비스코오스 섬유에 비해 알칼리에 덜 민감하므로, 염색시에 Color Yield를 충분히 높이기 위해서는 6~7°Be에서 알칼리 처리를 해 주어야 한다.

동시에 Caustisizing을 할 경우에는 형태안정성이 좋아진다. 폴리에스테르 교직물인 경우에는 치수 안정성이 높으며, 면혼방 및 교직물인 경우에는 머서화공정도 거친다. 전처리 공정은 Cold-pad-batch법, 연속법, 침지법으로 처리할 수가 있으며, 일반적인 전처리 처방은 아래와 같다.

(가)Cold -pad-batch처방 예

정련제	3~4g/ℓ
NaOH 100%	40 g/ℓ	Pad : Pick-up	90~100%
H2O2  35%	10~35㎖/ℓ	Batch time :	12~20hrs
과산화수소 안정제	8~12 g/ℓ
산화 호발제	5~10g/ℓ

(나)액류 염색기 처방 예

정련제	1~2 g/ℓ
NaOH  100%	1~2 g/ℓ
H2O2  35%	3~5 ㎖/ℓ
과산화수소안정제	0.6~1.5 g/ℓ
산화 호발제	1~2 g/ℓ
소포제	0.2~1 g/ℓ
주름방지제	0.5~1 g/ℓ

(3)Modal의 산취화.
Modal은 표면층이 아주 매끄럽고 딱딱하므로, 염색 및 후가공에서 Modal 특유의 외관, 광택, 드레이프성, 촉감 등을 갖게 하기 위해서 강제적으로 표면층을 변화시킬 필요가 있다. 이 때 산을 이용하여 고온 고압하에서 처리하여, Modal 표면층을 약하게 만들어 후가공시에 피브릴화(Fibrillation : 섬유가 습윤상태에서 마찰에 의해 섬유의 외관이 마치 서리가 덮힌 것과 같은 느낌을 나타내는 것을 말함)가 잘되게 하여야 한다. 취화 공정에는 산의 사용량, 온도, 시간, 사용 액량 등이 직접적으로 영향을 미친다. 

(가)산 농도, 온도, 시간이 취화에 미치는 영향
그림7은 취화에 영향을 미치는 산 농도와 처리온도 및 시간과의 관계를 나타낸 것이다. (취화 여부는 Wet  인열강도를 측정하여 판단)

 그림8은 1시간 처리하였을 때 초산 농도와 온도에 따른 인열강도를 나타낸 것이다. 온도가 100℃에서 110, 120, 130℃로 올라감에 따라 그리고, 초산의 농도가 증가함에 따라 인열강도는 크게 감소하였으며, 온도가 100℃에서는 농도가 10㎖/ℓ에서도 강도의 감소율을 51.4%정도에 그쳤으나, 130℃의 경우는 초산의 농도가 2㎖/ℓ에서 인열강도의 감소는 75.3%나 되었다. 이는 처리 시간이 짧더라도 온도가 높으면 강도 감소율이 커짐을 말한다.

 위의 그림은 1시간 처리하였을 때 온도에 따른 강력 감소율을 나타낸 그래프이다. 온도를 120℃ 이상으로 처리하면 강력이 급격히 감소하는 것을 볼 수가 있다.

그리고 초산의 농도가 낮아도 처리사간이 길어지고 온도가 높으면, 강도 감소가 발생된다. 초산이 첨가되지 않은 MO/P의 강도는 처리 시간과 온도에 영향을 받지 않는다.

(나)초산소다가 취화에 미치는 영향
폴리에스테르 혼방 제품인 경우에는 폴리에스테르 염색과 동시에 산취화를 할 수가 있으며, 불균염을 방지하기 위해 pH 완충제로서 초산소다를 사용하게 되면 Modal의 취화에 악영향을 미치게 된다.

▷품명 Modal 58/2×Polyester 100^D  116×82
▷처리조건 : 130℃×2시간 , 욕비 - 1 : 80

표 5. 초산소다가 모달 취화에 미치는 영향

초산농도(cc/l)	wet 인열강도(g)
	초산소다 미사용	초산소다 4g/l
1	350	1250
2	250	1200
4	200	1050
5	150	1050

초산 소다와 초산을 동시에 사용하게 되면, 초산만을 사용하였을 때 보다 인열강도가 적게 감소하는 것을 볼 수가 있다. 즉 초산소다를 사용하게 되면 취화가 잘 되지 않음을 알 수가 있다. 이는 Buffer로 작용을 하는 초산소다가 초산의 해리를 방해하는 것으로 보인다.

(다)욕비가 취화에 미치는 영향
현장작업을 하다보면, 마지막에는 원단의 수량이 평균 투입량에 비해 작을 경우가 발생하게 되는데, 이런 경우에는 취화불량이 발생 할 수가 있다. 취화시 욕비가 일정하지 않는 것 또한 취화정도에 영향을 미친다.

▷품명 MODAL 58/2×POLYESTER 100D   116×82
▷처리조건 : 130℃×40분

표 6. 욕비가 모달의 취화에 미치는 영향

욕비＼초산농도	0 cc/ℓ	0.7 cc/ℓ	1 cc/ℓ
1 : 20	1250	900	850
1 : 40	1250	800	750
1 : 80	1250	750	700

욕비가 클수록 취화가 더욱 잘 되는 것을 알 수가 있으며, 현장 작업시에는 이를 염두에 두고, 산의 농도 및 욕비 조절을 적절히 하여 균일한 취화가 이루어지게 해야 한다.

(라)Set가 취화에 미치는 영향
폴리에스테르으ㅐ 혼방품인 경우에는 set공정을 거치게 되는데, set 작업의 유무는 취화에는 아무런 영향을 미치지 않는다.

▷품명 Modal 58/2×Polyester 100^D  116×82
▷처리조건 : 130℃×2시간 , 욕비 - 1 : 80

표 7. 열처리 온도가 모달의 취화에 미치는 영향

Set 온도	wet 인열 강도 (g)
	산 사용하지 않음	산 1.8 cc/ℓ
160℃	1250	750
170℃	1250	750
177℃	1250	750
182℃	1250	750
190℃	1250	750

그리고, 폴리에스테르의 염색과 동시에 취화를 하는 경우에는 환원세정 공정에서 알칼리를 사용하게 되므로 다음 작업에 영향이 미치지 않도록 기계 내부의 액을 완전히 비우는 것이 무엇보다도 중요하다.

(마)취화 프로그램 및 Modal의 표면사진

마. Modal의 염색

섬유의 굵기나 염료의 종류에 따라 염색후의 Color가 달라질 수도 있다. 거의 모든 염료(직접, 반응성, 황화, 배트, 나프톨...)등을 사용할 수가 있으며, 염법도 그에 상응하게 염색할 수가 있다.

(1) 침염
Jet 염색기에서 염색할 경우 팽윤하여 뻣뻣해 짐으로써 Creasing하려는 경향이 있으나, 온도를 서서히 올리고, 내림으로써 이를 방지할 수가 있다. 그리고 Crease 방지제를 첨가하는 것도 좋은 방법이다. 안정된 주행을 할 수 없을 정도로 두꺼운 직물이나, 섬유의 조직상 Crease가 발생하기 쉬운 직물은 액류 염색기를 피하는 것이 좋다.

편물의 경우에는 그 구조가 회전에 민감하므로 가능한 낮은 속도로 작업하는 것이 좋다.

▷염색 프로그램 예
▷100% Modal using reactive dyestuffs

 ▷Polyester blend using reactive & disperse dyestuffs

 (2)CPB 염색
섬유를 염액과 알칼리를 혼합한 Bath에 통과시켜 패드(Mangle의 Pick-up이 일정한지 좌우 확인한다.)하고, Batching하여 일정시간 동안 일정온도에서 고착시키고, 마지막으로 가수분해 되거나 미고착 된 염료를 수세하는 염색법으로서 경제적인 잇점이 있는 염색법이다.

이 방법은 Color yield가 높게 나타나며, 염색공정 이전에 피염물은 총분히 냉각된 상태이어야 하며,잔유수분량이 10~12%로 일정해야 한다. CPB장치는 염액의 침투와 섬유의 팽윤이 잘 될 수 있도록 Air passage가 있어야 하고, 권취장치는 장력이 없어야 하며 포지가 중앙에 위치될 수 있도록 되어 있어야 한다. Batching과정에서 마찰이나 장력이 과다하게 작용하면 직물의 변형이나, 불균염을 초래할 수 있으므로 주의하여야 한다.  테일링(Tailing)이나 이염(Migration), 이색문제를 최소화하기 위해 직접성, 고착시간 등의 관점에서 상용성이 양호한 염료의 선정이 중요하다.

(3)Continuous(연속염색)

(가)PAD DRY
이 방법은 Rayon은 흡수량이 많으므로, Pad후 건조 과정에서 지나친 이염에 의한 불균염이나, 표면과 이면의 색상차이 (Two sideness), Frosty 현상 등으로 인해 현장 적용에 적합하지 않으나, 연색의 대량 생산에 이용되기도 한다. 진공/공기의 혼합 방식에 의하여 양호한 품질을 얻을 수 있으나 Color yield는 면보다 떨어진다.

(나)Wet-steam
중색까지는 면보다 Color yield가 양호하다.

(다)Pad-steam
이 공정은 Vat dye, Reactive dye에 모두 적용된다.

(4)염색거동

Modal 극세섬유는 100% Modal 방적사뿐 아니라 천연섬유와 인조섬유의 혼방사에서 직물의 태와 외관에 관련하여 특수한 효과를 얻고자 하는 분야에서 찾아 볼 수 있다.

Modal 극세섬유의 염색거동은 표준번수 1.7dtex의 Modal 극세섬유나 고급 원면의 경우와는 어느정도 다르다는 것이 확인되었다.

여기서는 일련의 염색들이 반응성 염료를 사용하여 흡착염색법과 콜드 배치 방식으로 이루어졌다.

반응성 염료의 사례에서 알 수 있는 바와 같이 섬도가 증가함에 따라 염색 Pick-up율과 염욕 흡착율에 미치는 영향은 비교적 적었다.(그림 11)

 흡진염색의 경우에 단섬유의 섬도는 염색농도(Dye depth)에 영향을 미친다는 것이 밝혀졌는데 Modal 극세섬유에서는 Shade가 훨씬 옅게 나온다. 이는 물리적인 현상으로 천연섬유와 인조섬유 모두에 적용된다.(그림 12)

 이에 비하여 패드-콜드 배치 염색의 경우에서는 Modal 극세섬유와 표준형 1.7dtex Modal 섬유사이에 비교적 약간의 색차만이 식별될 수 있다.(그림 13)

 Modal 섬유에 대한 반응성 염료이 견뢰도 특성은 일반적으로 양호하고 항상 면섬유보다 좋다. 섬유의 섬도가 세 번수화하거나 염료의 사용량이 많아져도 견뢰도에 어떤 영향을 미치지 않는다는 것이 확인되었다. 다시 말하여 Modal 극세섬유에서는 물리적으로 부과되는 영향을 제외하고는 정상적인 염색거동을 보여주고 있다.

고급원사를 사용하여 혼방한 경우에는 절대적이면서 양호한 색조염색 때문에 여러 가지 장점이 나타난다. Modal 섬유가 보다 짙게 염색되는 것은 대부분의 경우에 색조염색이 양호하기 때문이다.

한편, 실의 단면에서 구성섬유들이 양호하게 분포되어 있으면, 이에 상응하여 색상의 용해도가 높아지면서 외관도 균일하게 된다.

바. Modal의 후가공

염색이 끝난 섬유를 건조하기 위해서는 장력을 최소화하기 위해 Pin-stenters를 사용하는 것이 일반적이다.

(1)Sand-washing

(가)Sand-washing의 목적

①독특한 부드러운 촉감

②Micro fibrillation에 의한 Moss effects

③Drape 성 증대

④탄력성 증대 등을 목적으로하는 가공이다.

(나)San-washing 공정 및 주의 사항
준비→Rotary washer→탈수→예비건조→열처리→검사

①준비할 때에는 원단을 50 yards씩 따로 준비한다.

②Washing할 때에는 3~4시간정도 소요된다.

③탈수시에 고르게 탈수하지 않으면, 얼룩발생의 원인이 된다.

④예비건조를 하지 않고 열처리를 하게되면, 구김발생의 원인이 된다. 예비건조는 80℃에서 20~30분 정도로 처리를 한다.

⑤열처리 : 100℃×15~25분

이공정은 취화된 Modal을 물속에서 충분히 팽윤시킨 후 강하게 마찰을 시켜서 Modal 표면에서부터 자연스럽게 피브릴화(Fibrillation : 섬유가 습윤상태에서 마찰에 의해 섬유의 외관이 마치 서리가 덮힌 것과 같은 느낌을 나타내는 것을 말함)을 유도하는 공정을 말한다. 여기에는 Rotary washer가 주로 사용되며 Rope type기계도 사용된다. 이 때 원단이 서로 엉키지 않게 주의하며, 불규칙한 마찰로 인하여 주름이 생기지 않도록 주의하여야 한다.

(2)약품처리

Cellulose계와 재생섬유는 수분의 흡습성이 우수하고 팽윤성이 매우 양호하다. Cellulose계의 직물은 팽윤상태에서 형태안정성이 편직물의 형태 안정화를 위해서는 가교결합을 형성시켜 섬유의 흡습능력을 감소시켜야 한다. 가교 결합의 효과를 충분히 얻기 위해서는 가공전 섬유에 잔류 알칼리나 약품이 없어야 하며, 섬유내부에 충분히 확산될 수 있는 반응시간이 있어야 한다.

특히 Modal의 San-washing 가공에 있어서는 수용성 우레탄, Silicon 유연제나 발수제 처리를 하여 부드러운 촉감과 Drape성을 향상시키는데, 약품을 충분히 섬유속으로 침투시키고, 약품이 섬유 표면으로 Migration 되지 않게 너무 높은 온도에서의 건조는 피하는 것이 중요하다.

표면으로 가교결합이 이행되면 마찰의 수치가 커지고 Crease가 발생할 가능성이 있어 본래 요구하는 품질이 생산되지 않을 수 있다. 처리법으로는 Pad법이 있다.

▷약품 처방 예
①수용성 우레탄  10~20 g/ℓ
   촉매                  2~4  g/ℓ
   Silicone 유연제
   Glycerin
②Silicone 유연제  10~20 g/ℓ
③Silicone 발수제    4~8 g/ℓ
   촉매
   Anti-slip agent    1~2 g/ℓ

(3)건조

Sand-washing으로써 원단을 충분히 Fibrillation시키고 약품처리가 끝나면 Tumbler건조가 적합하다. 장력도 걸리지 않으며 더욱 Soft하고 탄력있는 제품을 만들 수가 있다.

건조시 급승온이나 급냉각은 가공제를 섬유 표면으로 Migration 시킬 수가 있으며, 주름 발생의 주원인이므로 특히 주의하여야 한다.

부드러운 촉감의 제품을 얻기 위해서는 건조기의 내부 온도가 150℃를 초과하지 말아야 하며, 저온에서 충분히 냉각 후 원단을 꺼내어 주름 발생을 발생시키지 않도록 한다.

사. 결론

앞에서 고강력 Rayon인 Modal의 특성에서부터 전처리, 취화, 염색, Sand-washing에 이르기까지 살펴 보았다.

Modal 극세섬유의 경우, 이러한 소재로 만든 섬유제품은 시장의 요구에 부응할 수 있는 우수한 소재이다. 하지만 현재 Modal 최대 생산회사인 미국의 A.V사도 공해문제로 수년전에 아브릴의 생산을 중단하였다. 지금 Modal 섬유를 생산하고 있는 곳은 오스트리아의 렌징사(상품명 Modal 333) 한곳 뿐이다. 이러한 시점에서 최근 공해문제를 일으키지 않는 Ecology 제품으로서 텐셀이 개발되어 각광을 받고 있다.

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Dyena 레이온-모달 및 폴리노직 염색성 Dyena 레이온-모달 및 폴리노직 염색성