레이온

1. 비스코스 레이온(Viscose Rayon)

 

*1905년:영국 코톨즈사에 의해서 최초로 생산
*1910년:미국에서 공장이 설립되어 본격적인 생산
*1924년:레이온이란 명칭 부여
*1988년:공해문제와 원가절감을 위한 텐셀 개발(영국,미국,일본에서 생산)
*1993년:공해문제로 국내 유일한 원진레이온사의 폐쇄

가. 일반 비스코스 레이온

1) 특징

– 쾌적성,용이한 가공성,가격 및 원료조달의 용이성 등
– 셀룰로오스의 성질을 화학적,구조적으로 이용
– 제조 단계의 공정변수에 변화를 주어 여러종류의 레이온 제조 가능

2) 제조공정

– 목재 펄프 등의 셀룰로오스를 적당한 용매(NaOH액)에 용해시켜 방사액을 만든 다음 길이,데니어, 섬유단면 형태 및 여러 가지의 물리적 성질을 갖는 긴 필라멘트를 방사를 통해 제조한다
– 불용성 셀룰로오스→가용성 유도체(용액)→유도체를 분해시켜 섬유나 필름 형태의 셀룰로오스로 재생

① 원료 : 셀룰로오스를 함유한 전나무류의 목재를 아황산으로 처리한 펄프
② 방사액의 제조

*스티핑(steeping)과 프레싱(pressing)
*가성소다의 회수
*쉬레딩(shreding)
*노성(ageing)
*크산테이션(xanthation or churning)
*믹싱(mixing or solution)
*여과(filtration)
*숙성(ripening)

③ 방사
④ 수세 및 가공
⑤ 레이온 제조

3) 구조 및 성질

– 전자현미경의 관찰에 의한 미세구조는 피브릴구조
– 필라멘트의 단면은 스킨과 코어의 형태를 나타냄
– 물리적 특성
① 현미경에 의한 외관 : 비스코스레이온 및 고강력 레이온에서는 纖維軸방향에 많은 굴곡이
있으며 덜(dull)레이온의 경우는 소염용 안료 小粒子가 분산하여 있는 것이
보이며 큐프라(銅암모늄레이온)의 외관은 매끄러움.
② 섬유장 : 소요의 섬유장이 얻어짐.
③ 색 : 안료에 의하여 소염되지 않은 것은 투명함.
④ 광택 : 소염용안료가 첨가되지 않은 경우는 광택이 강함.
⑤ 강력 : 中정도로부터 극히 고강력의 것까지 있다. 보통레이온의 강력은 中정도이며 고강력
레이온은 강한 것으로부터 대단히 강한 것 까지 있음.
⑥ 탄성 : 제조법에 따라서 다르다. 보통레이온사에서는 낮지만 고강력레이온은 우수함.
⑦ 인장회복성 : 보통레이온에서는 낮으며 고강력레이온에서는 中程度
⑧ 흡습성 : 천연 셀룰로오스 보다도 높으며 섬유는 물에 잠기면 팽윤하여 强力이 저하한다.
이점은  綿이 습윤시의 강력이 향상하는 것과 대조적임.
⑨ 내열성 : 149℃이상되면 강력이 저하하고 177∼204℃에서 분해한다. 다림질 온도는 135℃로
충분함.
⑩ 가연성 : 미처리의 것은 급속히 연소함.
⑪ 도전성 : 상당히 높으며 정전기의 荷電은 특수한 가공에 의해서 감소됨.
⑫ 비중 : 1.52

– 화학적 특성
① 산에 대한 作用 : 綿과 똑같이 강산에 의한 손상을 받기 쉬우며 고온의 묽은 無機酸 및 저온의 農酸에 의해서 분해함.
② 알칼리에 대한 作用 : 저항성을 지니나 강 알칼리에 의해서 팽윤하고 강력이 저하함.
③ 유기용제에 대한 作用 : 드라이크리닝용 용제에 대하여 우수한 저항성을 나타냄.
④ 표백제에 대한 作用 : 산화 및 환원표백제가 얼룩제거 그대로 농도로 사용된다. 온도는 49℃를 넘어서는 않되며 次亞鹽素酸나트륨과 같은 강력한 산화표백제에는 손상을 받음.
⑤ 곰팡이에 대한 作用 : 온도와 습도에 따라 곰팡이는 布를 변퇴색시켜 약하게 함.
⑥ 蟲에 대한 作用 : 저항성을 지님.
⑦ 일광, 대기에 대한 作用 : 장시간 노출시키면 布가 약하게 됨.
⑧ 염색 : 綿 보다도 염료와의 친화성이 크다. 직접 환원, 황화염료가 통상 이용됨. 산성염료는 改質 레이온에 이용됨.

4) 용도

– 필라멘트사:치수안정성과 내구성이 요구되지 않는 코트의 안감에 사용
– 스테이플섬유:가벼운 체리스(challis) 직물 제조 및 면,폴리에스터,아마와 혼방하여 치수안정성 을 보강시킨 직물의 제조

*.체리스직물:부드럽고 가벼운 평직물,양모와 면의 혼방사로 제직,보통 작은 꽃무늬로 날염,용도
(의복,파자마,유아옷감 등)

나. 고강력 비스코스 레이온

1) 비스코스 레이온 보다 고강력으로 타이어코드로 사용되는 Super fiber
2) 응고욕(황산아연,암모늄화합물)의 조성 또는 장치상 개조로서 제조
3) 상품명(셀룰로오스의 구조)
① 포르티산(fortisan):스팀 이용하여 재생 셀룰로오스 제조,배향 잘됨
② 코듀라(cordura):일반 비스코스 레이온과 유사한 제조
③ 테나스코(tenasco):응고욕에 많은 황산 아연 첨가 및 온도가 높음
④ 두라필(durafil):스테이플섬유 로서 개질제(modifier)를 사용하여 제조전체가 스킨구조,원형 단면

4) 구조
① 필라멘트에서 스킨이 차지하는 비률은 60∼100%
② 구조가 규칙적으로 되어 타이어 제조에 적합한 인장,마모강도를 나타냄
③ 슈퍼섬유:슈퍼 코듀라,슈퍼 테나스코,슈퍼렌카 등

5) 용도
① 포르티산 : 타이어 코드와 운반용 벨트,소방호스 및 카핏의 이면에 사용
② 코듀라 : 종이강화제,고무호스 및 운송용 벨트 직물제조
③ 테나스코 : 자동차용 타이어 코드,송전 벨트 및 호스
④ 두라필 : 주머니,구두안감직물,구두끈과 실내용 테이프 및 벨트 제조
⑤ 슈퍼섬유 : 연속 필라멘트로 타이어 코드

다. 폴리노직(High wet strength viscose rayon,Polynosic))

1) 소비자의 요구 성질(치수안정성,마모강도)에 적합한 스테이플섬유의 제조
2) 비스코스 레이온의 여러 가지 단점을 보완한 것
(면과 비스코스 스테이플의 양쪽의 좋은 성질을 보여줌)
3) 상품명:라누사(독일),토라모맨(일본),잰트렐(미국),빈셀(영국) 등
4) 구조:피브릴형태,원형,촉감이 면에 가까움,초기 습윤탄성률이 높음
5) 용도:드레스,커튼직물에 적합

2. 구리암모늄 레이온(뱀베르크)

가. 면린터를 사용하여 필라멘트를 스트레치시켜 적당한 강도를 갖게한 섬유

나. 방사공정
①.재래방식 : 타래와 케이크 형태로 감기게하는 방식
②.연속방식 : 500∼600개의 필라멘트를 빔에 직접 실이 감기게하는 방식

다. 용도
①.필라멘트인 쿠프레사(cupresa):여자용 스타킹용으로 제품 균일,균염 가능
②.스테이플인 쿠프라마(cuprama):양모와 혼방,니트웨어,트리코트 제조,카핏용

 

3. 셀룰로오스 아세테이트 레이온

    가. 셀룰로오스 아세테이트 레이온
1) 면린터나 목재 펄프와 같은 셀룰로오스를 인조견으로 변경한 섬유
2) 생산국 : 미국,일본,영국,프랑스,스위스,독일 등
3) 방사법 : 건식방사법
4) 용도 : 담배필터,여성용 의복제조,플라스틱 및 필림 제조 등에 이용

나. 아세테이트, 트리아세테이트 섬유
; 아세테이트 : 셀룰로스 디아세테이트(아세테이트 후레이크)
트리아세테이트 : 셀룰로스 트리아세테이트

1) 일반 아세테이트 보다 방추성과 치수안정성이 우수하다
2)용도 : 드레스,벨루어(velour),나이론 또는 폴리에스터 혼방에 사용
3) 특성

– 물리적 특성
① 현미경에 의한 외관 : 外層은 鱗片狀.
② 섬유장 : 필라멘트 혹은 스테이플파이버
③ 색 : 모두 투명하고 안료에 의해서 덜(dull)로 구별됨.
④ 광택 : 브라이트, 세미덜, 덜로 구별됨.
⑤ 강력 : 中정도의 강력을 가지며 습윤시에는 레이온 보다 나쁨.
⑥ 탄성 : 레이온에 거의 유사하거나 그다지 높지 않다. 트리아세테이트는 아세테이트보다 약간
높음.
⑦ 인장회복성 : 아세테이트에서는 나쁘다. 트리아세테이트는 우수함.
⑧ 흡습성 : 아세테이트 ; 6.0%, 트리아세테이트 ; 3.5%이며 습윤상태로 되어도 강력은 그다지
저하 하지 않음.
⑨ 내열성 : 아세테이트에서는 다림질롱온도는 135℃로 충부하며 트리아세테이트는 아세테이트보다 내열성이 우수하여 다림질온도를 204℃까지 올릴 수 있음.
⑩ 가연성 : 아세테이트, 트리아세테이트 모두 서서히 연소하며 불똥은 용융물로 火傷의 원인이됨.
⑪ 도전성 : 아세테이트에서 양호하며 트리아세테이트에서는 높다. 건조시에는 導電性이 나쁘게 되어 정전기가 발생됨.
⑫ 비중 : 아세테이트, 트리아세테이트 모두 1.32임.

– 화학적 특성
① 산에 대한 作用 : 얼룩제거용 酸에는 침해되지 않으나 강산에 의해서 분해되며 농도 33%이상의 酢酸에는 사용할 수 없음.
② 알칼리에 대한 作用 : 希알칼리 용액에는 거의 영향받지 않으나 강알칼리에는 손상을 받음.
③ 유기용제 대한 作用 : 드라이크리닝用 용제는 아세테이트섬유를 손상하지 않으나 아세테이트는 아세톤, 농도 80%의 개미산, 10%이상의 피리딘, 알코올/벤젠 혼합액에 용해한다. 트리클로로에틸렌은 아세테이트섬유를 팽윤시키고 특히 가열된 경우에 아세테이트염료를 번지게하며 트리아세테이트도 상기의 화학약품에 의해 손상을 받음.
④ 표백제에 대한 作用 : 농도의 지시를 지키면 산화표백제, 환원표백제를 사용할 수 있으나 강한 산화제는 아세테이트에 손상을 줌.
⑤ 곰팡이에 대한 作用 : 저항성을 지니나 곰팡이에 의해서 변퇴색하는 경우가 있음.
⑥ 蟲에 대한 作用 : 저항성을 지님.
⑦ 일광, 대기에 대한 作用 : 아세테이트는 장시간 일광에 노출시키면 강력이 저하하며
트리아세테이트의 경우는 저항성이 큼.
⑧ 염색 : 아세테이트염료라 불리우는 특수한 염료가 이용되며 이러한 염료는 물로 느슨하게 된 가운데 드라이크리닝되면 알코올에 의하여 색번짐이 생긴다. 아세테이트는 原液着色이 가능하며 이 경우는 염색견뢰도가 우수함.

4. 새로운 레이온 : 텐셀(tencel) 섬유

    1) 제조공정 단순화,환경문제 최소화,셀룰로오스를 용해시키는 새로운 용매 개발 등으로 텐셀
(tencel)의 개발이 시초이다
2) 1988년부터 상업적인 제조방법 확립으로 영국,미국,일본 등에서 생산
3) 원료:침엽수의 목재 펄프와 삼푸제조의 원료인 아민 옥시드계 용제
4) 방사법:기격습식방사법(고강력극세사 제조,용매 재사용 가능)
5) 용도:파일직물(벨벳,타올)의 경사,여성용 블라우스 및 의류용 세번수 직물,고품질의 셔-츠,
부직포의 제조 등

※ Rayon 의 제조 공정


(註) 1. Ploynosic은 Viscose 제조공정, 방사조건등이 각각 다름
2. CS2의 회수를 현재는 staple제조시에 행하고 있음

※ Cupra Rayon 의 제조 공정

(출처:텍스토피아)

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