제직준비

섬유개론

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개요

가호공정은 실에 풀을 먹이는 공정으로 "가호가 잘되면 절반은 제직한 것이나 다름없다"는 말이 있다.
이것은 가호가 잘되고 못되고 따라서 제직효율과 직물의 품질을 크게 좌우하기 때문에 비롯된 말이며 제직공정 중에서도 준비작업, 특히 가호가 중요한 공정으로 인식되고 있는 것은 과거나 지금이나 변함이 없다. 더욱이 최근 혁신직기 도입에 따른 직기의 고속화, 다품종 소량생산, 고부가가치직물의 증가, 품질기준의 고도화 등에 따른 가호의 중요성이 더욱 강조되고 있다.

가호기술은 1960년 완전 호화호법의 개발과 1970년 사이즈박스 증가와 고압 스퀴징로울러 개발로 가호의 혁신적인 기술개발에 의해 제직성이 비약적으로 개선되었다고 할 수 있다. 가호의 주목적은 제직을 용이하게 하여 생산성을 향상시키고 품질을 높이는데 있다. 제직할 때 경사는 직기의 운동에 의하여 심하게 마찰이나 장력을 받는데 경사가 이런 외력에 견딜 수 있도록 실에 풀을 먹여준다.

또한 제직한 다음 호발을 하지 않은 직물로서 특별히 독특한 외관이나 촉감이 요구될 때 제직성에 영향을 미치지 않은 범위에서 호제나 호부착량을 가감하여 여기에 따른 목적을 만족시켜 준다. 혁신직기가 순조롭게 실용화 될 수 있었는 것도 경사가호의 선행적 기술개선이 이룩되었기 때문에 가능하였으리라 본다.

과거의 가호작업은 현장 기술자의 경험과 육감에 의존하는 경우가 많아서 기초적인 기술의 이해가 부족한 것이 많았다. 가호기술은 10년 단위로 큰 기술적 진보가 있어 왔다. 또한 가호는 경사에 고분자 물질로 이루어진 필름 형성제(形成濟)를 처리하여 그것들이 제직공정 중에 받게되는 인장응력, 굽힘응력, 및 마모응력에 견딜 수 있게 하는 일종의 코팅공정이다. 최근 제직 기술분야에서 생산의 합리화를 위하여 많은 연구와 노력이 집중되고 있으며 특히 생산성향상과 품질향상을 위하여 많은 연구 성과가 얻어지고 있다.

제직의 발전상황을 보더라도 위사효율을 극대화시키기 위한 위입기구의 연구가 활발해짐에 따라 직기의 고속화가 이루어져 직기속도도 한층 더 높아지게 되었다. 따라서 이러한 고속직기에 대응하기 위하여 여기에 걸맞는 경사준비를 해주어야 한다. 특히 혁신직기에 있어서 이 기계들의 특성을 발휘할 수 있는 여부는 가호기술에 좌우된다고 해도 과언이 아닐 정도이다.
이와 같은 여러 발전으로 말미암아 생산성이 증가하고 있는데 따른 가호작업은 더욱 중요한 의미를 갖게 되었다. 가호공정의 효율성은 단순히 호제와 실간의 접착성뿐만 아니라 호제의 호막, 형성능(形成能)과 유동학(流動學)적 성질, 실 자체의 특성, 가호기의 여러 변동요인에 의해 좌우된다.
또한 호제는 제직한 후에 주변환경과 생태계를 파괴시키지 않으면서 용이하고도 완벽하게 직물로부터 제거되어야만 한다.

호 재료

직물용 호 재료는 주로 전분이 사용되어 왔다. 전분원료는 소맥이 주로 이용되었으나 옥수수전분, 고구마전분도 이용되고 있으며 전분이외에도 천연호재로서는 해초류가 사용되었다. 최근 화학기술이 크게 발전하면서 여러 가지 화학호제가 개발되어 많이 사용되어 왔는데 CMC, 알긴산소다, PVA, 및 아크릴호제가 대표적인 호제라 할 수 있다. 호제는 가호에 있어서 가호사의 품질, 제직성에 영향을 주는 가장 중요한 요소로서 가호작업성이나 생산성에도 밀접한 관계가 있기 때문에 호제의 중요성은 아주 크다고 할 수 있다. 방적사 호제에는 보통 전분에 PVA를 혼합하여 사용하던가 PVA단독으로도 사용되며 합성섬유에는 PVA와 아크릴호제를 적당한 비율로 혼합하여 사용하고 있다.

1) 호제의 종류와 특성

호제는 전분, PVA, 아크릴계 등의 호제 외에도 많은 종류가 있는데 이들 호제는 일반적으로 천연호제, 반합성호제, 합성호제로 분류할 수 있다.

(1) 천연호제

전분이외에도 여러 종류의 호제가 있으나 가용성 전분 및 PVA가 출현된 이후에는 사용이 현저하게 감소하게 되었다.


  1. ① 식물성호제
    전분류, 해초류, 식물성 단백질, 천연검류 등
  2. ② 동물성호제
    동물성 단백질
  3. ③ 유성(油性)
    건성유지
(2) 반합성호제

가용성 전분인 가공전분, 전분유도체, 섬유소유도체, 전해질, 가공천연검 등이 있는데 가공전분은 호발취급이 용이하므로 비스코스, 벰베르그 등이 아직까지 많이 사용되고 있다.


  1. ① 가공전분
    침적가공전분, α전분
  2. ② 전분유도체
    초산전분, 인산전분, CMS, CES, HES, 에틸화 전분, 디알데히드 전분
  3. ③ 섬유소유도체
    메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, CMC, 하이드록시 및 카르복시셀룰로오스 등
  4. ④ 전해질
    알긴산 염
  5. 가공천연검
(3) 합성호제

합성호제는 함성섬유 출현 이후에 호제의 주종으로 크게 발전되어 왔으며 합성섬유의 수요증가에 따라서 크게 발전하여 왔다. PVA는 순면사에서부터 합섬필라멘트사, 양모사에 이르기까지 모든 섬유에 사용되고 있는 주요 호제가 되었으며 아크릴계호제는 우수한 접착성 때문에 폴리에스터 가호에서는 없어서는 안될 호제이며 기타 나일론, 면혼방사에도 사용된다. 이 밖에도 초산비닐, 알긴산공중합물은 아세테이트용으로 사용되고 있다. PVA와 아크릴계호제를 공중합한 특수호제, 건식 가호용 호제, 워터제트 직기용 호제 등 새로운 호제가 계속 출현되고 있다.

합성호제는 옛날부터 각종 전분이 사용되었으나 소수성인 합성섬유가 출현한 이후 전분으로는 충분한 접착성을 얻기가 곤란하여 합성섬유에 적합한 합성호제가 개발되었으며 합성호제 중 널리 사용되는 것은 포발(POVAL)이라고 불리는 PVA(Poly vinyl alcohol)이며 다음으로 아크릴계 호제가 사용되고 있는데 합성호제의 특징은 다음과 같다.


  1. ① 호의 조제가 간편하다.
  2. ② 호의 부패나 곰팡이의 발생 등의 문제점이 없다.
  3. ③ 소량이라도 접착성, 포합성이 커서 낙호가 적다.
  4. ④ 호발이 용이하다.
  5. ⑤ 전분과의 친화성이 좋고 혼합사용이 가능하다.
  6. ⑥ 품종이 다양하여 적당한 것을 선택할 수 있으며 개선이 가능하다.

호제의 종류를 살펴보면 다음과 같다.


  1. ① 비닐계
    PVA(완전검화물, 부분검화물, 인스턴트풀), 변성PVA(아크릴 변성PVA, 폴리비닐 메틸에테르
  2. ② 비닐계 공중합물
    초산비닐 말레인 산 공중합물, 초산비닐 아크릴산 공중합물, PVA 말레인산 공중합물
  3. ③ 아크릴계
    폴리아크릴산 소다, 폴리아크릴산 에스테르 검화물, 폴리아크릴산 염, 폴리아크릴아미드
  4. ④ 스티롤계 공중합물
    스티롤 말레인산 공중합물
  5. ⑤ 유성호제
    석유계 합성품, 폴리올레핀계
4) 호제가 갖추어야 할 조건
  1. a. 균일한 품질을 가지고 있어야 한다.
  2. b. 피막형성능이 커야한다.
  3. c. 실의 강도를 보강할 수 있어야 한다.
  4. d. 탄성이 커야한다.
  5. e. 적당한 유연성이 있어야 한다.
  6. f. 접착력이 커야한다.
  7. g. 내마모성이 있어야 한다.
  8. h. 적당한 흡습성이 있어야 한다.
  9. i. 피막이 투명하여야 한다.
  10. j. 곰팡이에 대한 저항력이 있어야 한다.
  11. k. 호발이 용이해야 한다.
  12. l. 실린더 등에 접착되지 않아야 한다.
  13. m. 용액의 침투가 양호해야 한다.
  14. n. 적당한 점도가 있어야 한다.
  15. o. 용액의 안정성이 있어야 한다.
  16. p. 다른 배합호제와의 상용성이 좋아야 한다.
  17. q. 발포성(發泡性)이 좋아야 한다.
  18. r. 발열성(發熱性)이 커야한다.
  19. s. 냄새가 없어야 한다.
  20. t. 값이 저렴해야 한다.
(5) 접착성

호제는 일종의 접착제이므로 실과의 접착성이 있어야 한다. 제직중에 종광, 바디, 기계와의 접촉, 실과의 마찰 등이 심하게 일어나므로 섬유끼리 접착이 충분하지 못하면 단섬유 상호간의 포합성이 저하되어서 잔털이 발생되어 사절을 유발시킨다. 호제가 실에서 탈락하거나 포합성을 저하시키는 문제점이 있으므로 섬유와 친화성이 있는 특히 합성섬유의 경우에는 접착력이 강한 호제가 요구되기 때문에 동종의 호제라도 섬유종류에 따라서 접착력에는 많은 차이가 있음을 알 수 있다.

[표6-1 호제의 접착력(단위 : g/㎝)]
표6-1 호제의 접착력(단위 : g/㎝)
호제/섬유 나일론 폴리에스터 아크릴 아세테이트 피막강도(g/d)
PVA1700(부분검화) 110 70 90 100 0.3
PVA1700(부분검화) 60 10 40 20 0.8
PVA1700(부분검화) 90 50 85 90 0.2
PVA1700(부분검화) 90 50 85 90 0.2
아크릴계 호제 130 170 200 145 0.1
CMC 20 5 15 5 0.4
알긴산 염 10 10 25 5 0.2
(6) 안정성

균일한 호부착량을 얻기 위해서는 호액의 점도가 일정해야 한다. 합성호제는 온도가 일정하면 점도는 비교적 안정하다. 호액을 실 내부까지 침투시키는 것은 가호박스 내에서 외부의 압력에도 영향을 받으나 호액자체의 삼투압에 크게 영향을 받는다. 따라서 점도가 낮으면 표면장력이 저하되어 침투가 충분히 이루어지지 않아서 접착성은 떨어지지만 점도가 필요이상으로 높아도 침투성은 나빠진다. 효과적인 호액을 조제하기 위해서는 호제 및 조제의 혼합비율, 가열온도, 가열시간, 교반조건 등 여러 조건에 주의 할 필요가 있다.

(7) 침투성

풀의 주성분인 교질물(膠質物)은 실 외부를 피복하여 단섬유간의 포합성을 높이고 표면의 잔털을 눕혀주고 실 내부까지 침투하여 교질체를 형성한다. 그리하여 실 표면이 평활성을 띠게 되며 강도도 증가되고 마찰저항도 향상되어 제직성을 올릴 수 있다. 요즈음 사용되고 있는 호제들은 피막형성능이 좋기 때문에 침투성 문제는 거의 해결되었지만 호액의 침투성은 호액의 농도나 점도, 스퀴징 로울러의 압력 등에 크게 영향을 받기 때문에 미리 침투정도를 점검해야 한다. 호액의 침투가 제대로 이루어지지 않으면 풀의 탈락이 많아지고 제직시 개구상태가 불량해져 제직을 어렵게 만든다.

가호사가 제직공정에서의 외력 및 마찰에 견디기 위해서는 강신도가 커야하고 가호사의 강신도를 증가시키기 위해서는 단섬유 상호간의 긴밀한 접착이 요구된다. 이를 위해서는 실의 내부까지 호액이 잘 침투되어야 하는데 침투가 나쁜 호제는 단지 실의 표면을 감싸기만 하므로 낙호가 많아지며 강도의 증가가 미미하여 제직공정에서의 사절이 증대하게 된다.

(8) 흡습성

호제로서 전분을 사용하던 때는 제직공장 내부의 습도는 80%RH정도를 유지시켜 경사가 습도를 흡습하여 적당한 유연성을 갖도록 하여야 원만한 제직이 가능하였으나 현재는 유연성이 좋은 합성호제가 많이 개발되어 사용할 수 있게 됨으로서 실내습도는 60%RH정도로 대폭 낮아져도 제직하는데는 큰 문제가 없다. 그러나 흡습성은 유연성을 얻기 위해서 뿐만 아니라 합성섬유의 경우에는 대전방지 효과가 나타나기 때문에 합성호제의 경우에도 반드시 필요한 조건인 것이다. 그러나 흡습의 정도가 커질수록 호제피막의 강도저하 및 호부사가 끈끈해져서 제직성이 저하되게 되므로 호제의 종류에 따라서 적절한 습도관리가 요구된다.

(9) 호발성

직물은 제직후에 정련, 염색, 가공공정을 거치게 되므로 이러한 공정에서 영향을 주지 않도록 양호한 호발성이 요구된다.

(7) 안정성 2) 호제의 성질 (1) 전분

전분은 많은 종류가 있는데 그 종류에 따라서 성질이 다르며 같은 종류의 전분이라 하더라도 품종, 산지, 호처방에 따라서도 달라진다. 전분은 옥수수 전분이 절반을 차지하고 있으며 소맥분도 많이 쓰인다. 전분의 입자는 물에 용해되지 않으나 물속에서 수분을 흡수하여 팽윤하고 수배의 부피로 증가하는데 전분입자는 피막을 형성하게 된다. 전분의 일반적인 성질은 습도가 많은 상태에서 35%까지 수분을 흡수하여 팽윤하며 음습(陰濕)한 상태에서 곰팡이가 발생한다. 또 100∼110℃에서는 무수물로 변하며 150∼160℃에서는 황변한다.
전분입자의 피막을 형성하는 주성분인 아미로펙틴(Amylopectin)은 물에는 불용이나 열을 가하면 수분은 그 막을 통과하여 내부로 침투하여 가용성인 아밀로오즈(Amylose)에 작용하여 수분을 흡수 토록 하여 체적을 증가시킨다. 이와 같이 전분입자가 수분을 흡수하여 체적이 증대된 다음 파괴되는 과정을 팽윤이라 하고 입자가 파괴되어 내부의 아밀로오스가 외부로 유출되기 시작하는 상태를 호화라고 한다.
또한 호화시의 온도를 호화온도라 한다. 호화된 전분은 입자의 규칙성이 전무하여 용해성이 아주 좋은데 이런 상태의 전분을 α전분이라 한다. 호화된 전분은 숙성기를 거쳐 안정화된다. 이 때 점성(Viscose)은 호화기를 최고로 하여 하강하기 시작하며 이후부터는 처리온도를 낮추어야 한다.

호액은 농도에 따라서 점도가 변화하며 농도를 높여 호부착량을 늘리면 실의 포합이 증대되는데 지나치게 농도가 높게되면 가호시에 실에 침투가 적어져서 포합력은 오히려 떨어진다. 따라서 가호를 할 때는 적당한 농도와 점도를 갖고 목적에 맞는 포합력과 강신도를 갖도록 명확한 기준을 설정하는 것이 중요하다. 또한 팽윤시의 온도조건은 철저한 관리가 요망되며 일반적으로 50℃이상에서 팽윤이 시작되어 60℃까지는 계속 팽윤이 증가되는데 이때 그 속도를 조절하여야 한다.
유제, 방충제, 그 밖의 조제를 첨가할 경우에는 팽윤속도와 팽윤도가 달라지기 때문에 주의를 요한다.

전분의 종류를 살펴보면 다음과 같다.


  1. ① 콘 스타치(cone Starch)
    이것은 입자가 딱딱하기 때문에 풀 끓이는 온도를 높게 하지 않으면 완전호화 될 때까지 시간이 많이 소요되며 장시간 끓여도 점도가 저하되지 않으므로 고압 쿠커를 사용하여 이 결점을 보충하고 있다. 접착력이 강하고 침투가 잘 되므로 실에 고르게 부착하기 쉽고 탄력성이 풍부하지만 가호사는 딱딱하게 되는 경향이 있다. 단점으로는 다름 전분보다 호발성이 나쁜 것과 호액을 오래 동안 방치하면 부패하기 쉽다. 그러나 콘 스타치는 전분류 중 가장 많이 사용되고 있는 호제 중의 하나이다.

    제조방법은 옥수수의 협잡물을 제거하고 온수의 산성용액을 침지조에 침지시켜 둔 뒤 분쇄하여 배아를 분리하고 분유 같은 모양으로 갈아서 전분질, 단백질, 조피 등으로 분리한다. 전분입자를 단백질과 비중에 의해서 분리하고 정선한 뒤에 탈수, 건조시킨다.
  2. ② 소맥전분 이 전분의 점도는 콘 스타치보다 낮고 안정화되어 있다. 침투성, 평활성은 좋으나 피막의 신도가 적으므로 신도가 큰 합성호제와 함께 쓰이는 것이 좋다. 백색도는 다소 나쁘고 곰팡이가 발생하기 쉬우나 콘 스타치 다음으로 많이 쓰인다. 밀가루 속의 단백질으로서 함유되어 있는 글루텐은 강한 접착력을 가지고 있어 그 글루텐의 일부를 함유시킨 채 가열하여 풀을 만들면 좋은 결과를 얻을 수 있다. 그러나 밀가루 전분의 점도는 불안정해서 풀이 될 때 거품이 매우 많고 소맥전분내에 있는 단백질은 곰팡이가 나오는 성분이 있다. 또 글루텐 등의 무기 충전제의 보존력은 다른 전분에 비해 가장 적다.
2) CMC(Carboxy methyl cellulose)

CMC는 목재펄프로부터 유도된 섬유소 유도체이다. 이의 제조공정은 셀룰로오스를 가성소다에 침적시켜 알카리 셀룰로오스를 만들고 이것을 다시 빙초산과 반응시켜 카르복실메틸 셀룰로오스 염을 형성시키며 이를 다시 중화시켜 건조하는데 이때 부산물로는 소금이 생긴다. CMC는 접착성이 PVA정도이고 흡습성은 호제중에서 가장 높다. 또한 양호한 인장강력과 호 피막성능을 가지고 있으며 수분을 함유하는 성질을 가지고 있기 때문에 제직공장의 습도를 전분을 사용할 때 보다 낮게 할 수 있다. 또 이것은 면, 합성섬유의 모든 섬유에 적용될 수 있으며 분리로드에서 분해성이 좋아지기 때문에 일부에서는 다른호제의 10% 전후가 사용되고 있으나 고압교액의 경우에는 분할성이 개선되기 때문에 이 호제는 필요 없을 것으로 판단되며 제직공장에서의 습도관리가 중요하기 때문에 대량으로 사용하지는 말아야 한다.

3) PVA(Polyvinyl alcohol)

이 호제는 1924년 독일의 W.O.Herman에 의해 처음으로 발명되었으며 합성섬유의 필라멘트사의 급격한 발전과 함께 급속히 보급되었는데 1939년부터 상품화되었다. 또 이것은 강한 접착력과 유연성을 필요로 하는 필라멘트사에 가장 효과적인 호제로서 널리 사용되고 있으며 합섬혼방사, 면사 등에도 널리 이용하고 있으며 호제로 뿐만 아니라 접착제, 직물가공제, 유화안정제 등으로 광범위하게 사용된다. PVA는 당초 전분 등의 호제에 비해서 값이 아주 높았기 때문에 경사가호에는 일반화되지 못했으나 전분 값이 오르는 반면에 이것은 1948년 일본의 비닐론이 공업화됨에 따라 그 원료에서 생산량이 급격하게 이루어져 값이 저렴하게 되었다. 최근 직물의 고급화, 생산성의 향상, 호발정련의 연속화, 호제의 균일화, 제직공장의 저습화에 따른 환경향상 등의 요망이 높아졌기 때문에 합성호제, 특히 PVA의 보급이 급속히 진보하게 되었다.


  1. ① 제조법 이 수지는 여러 공정을 거쳐서 생산되는데 빙초산과 아세틸렌을 반응시켜 비닐아세테이트(비닐알콜의 초산에스테르)를 만들고 이를 다시 벌크 중합법(Bulk polymerization)으로 중합하여 폴리비닐 아세테이트를 만든 다음 용해(메탄올)시켜 산 또는 알카리 촉매를 사용하여 가수분해시킨다. 또 이것은 메탄올에는 불용성이므로 침전이 생기며 이 침전물을 다시 여과, 수세, 건조시켜 포장한다. 중합도와 가수분해도는 제조공정에서 조절되며 호제의 가호특성을 결정하는 중요한 요소가 된다. 점도는 가수분해된 폴리비닐 아세테이트 수지의 분자량에 직접적으로 관계가 된다. 만약 가수분해(비누화)가 완결되지 못하고 중지되면 부분적으로 가수분해된 결과를 가져오며 반응을 계속시켜 가수분해를 완결시키면 완전 가수분해된 PVA를 얻게 된다. 중합도는 300∼2400까지 존재할 수 있다. 따라서 PVA는 가수분해도(비누화도)와 중합도에 따라서 수많은 종류가 있으며 그 성질도 다르기 때문에 적합한 중합도를 가진 PVA를 적절하게 선택하여 사용하여야 한다. PVA반응식을 살펴보면 다음과 같다.
            CH    =    CH    +    CH3COOH    →    CH2    =    CH - O - CO -CH3
            (아세틸렌)                (초산)                              (비닐아세테이트)
            -------> -CH2 - CH - CH2 - CH -
               중합                  |                |
                                        O                O
                                       |                |
                                     CO - CH3     CO - CH3
                                폴리비닐 아세테이트
            --------> -CH2 - CH - CH2 - CH -
              비누화                  |              |
                                        OH             OH
                                     폴리비닐 알콜
        
  2. ② PVA의 성질
    1. a. 외관
      백색분말상
    2. 비중 겉보기 비중=0.3∼0.5, 넷(Net)비중 : 1.275∼1.295
    3. b. 수용성
      PVA는 물에 대한 친화성이 큰 수산기(-OH)를 다량 갖고 있기 때문에 물에 잘 녹고 수온의 상승에 따라서 용해도는 높게 되며 용해되면 호액으로 되기 때문에 매우 간편하지만 물 이외의 용매에는 거의 녹지 않는다.
    4. c. 점도
      다른 수용성 고분자에 비하면 비교적 저 점도의 분류에 속하며 천연호제는 가열시간, 방치시간등에 의한 점도변화가 크고 불안정한 경우가 많지만 PVA의 용액은 거의 변화가 없고 수분이 증발한 후에도 물을 가해 재 용해하면 원래의 것과 동일한 상태로 된다. 붕산, 붕사 등의 무기염류를 PVA의 용액에 첨가하면 증점, 결정화 방지, 및 호발성에는 효과가 있으나 첨가량이 많아지면 겔 화를 촉진하는 결과를 초래하게 되므로 용해와 동시에 점도관리에 주의를 하여야 한다.
    5. d. 피막성
      PVA는 투명한 막을 만들기 쉬우며 인장강도, 인열강도, 내마찰강도, 내굴곡강도의 특성은 타 합성호제에 비하면 매우 우수하다. 참고로 각 호제 필름(film)을 20℃, 70% RH에서 절단될 때까지의 굴곡강도를 비교해 보면 전분이 188회 알긴산소다가 508회 C.M.C가 1,151회인데 비해 PVA의 굴곡강도는 10,000회 이상이다
    6. e. 혼합성
      PVA는 분자내에 친수성의 OH기를 가지고 있기 때문에 외기의 습도변화에 대해서 수분을 흡습하기도 하며 탈습하기도 한다. PVA는 아크릴계 등의 타 합성호제와 비교하면 흡습성은 비교적 낮고 습도 80 % 정도까지는 습도에 대한 변화도 타 합성 호제보다 작다. 그러나 흡습도의 상승에 따라서 호막의 강도, 내마찰성은 약해지게 되며 신도는 향상된다.
    7. f. 열처리와 용해성
      PVA의 막을 고온에서 건열하면 온도가 높으면 높을수록 결정화가 진행되어 용해하기 힘들게 된다. 이 점은 호발이 곤란하게 되기 때문에 필요이상으로 열을 올리지 않도록 해야한다. 일반적으로 100℃∼140℃에서는 가열시간이 길지 않는 한 외관의 변화는 없지만 시간이 경과하게 되면 물에 녹기 어렵게된다. 가호의 건열시간 정도에서는 문제가 없지만 150℃ 전후에서 구조가 변화를 일으키기 시작하여 서서히 착색하며 250℃ 부근에서는 분해한다.
    8. g. 수용액의 성질
      PVA의 수용액은 저장중에 변질되지 않으며 안정성이 좋다. 완전 비누화물질의 고농도 수용액은 때에 따라서 저장중에 견화를 일으키는 수가 있으나 가열하면 쉽게 원상으로 된다.
    9. h. 내약품성
      약한 산, 알카리에는 거의 변화가 없으며 유기용제에서도 변화를 일으키지 않고 내유성도 좋다. 화학반응은 거의 일어나지 않는다.
  3. ③ 중합도에 따른 물성변화
    1. a. 용해성
      중합도가 높으면 용해성은 떨어진다.
    2. b. 수용액의 점도
      중합도가 높아지면 점도도 높아진다.
    3. c. 피막강도
      중합도가 높으면 강도는 높아지나 신도는 저하된다.
    4. d. 접착력
      중합도가 높으면 접착력은 향상된다.
  4. ④ 비누화도에 따른 물성변화
    1. a. 용해성
      완전 비누화물이 부분 비누화물보다 수용성이 떨어진다.
    2. b. 흡습성
      부분 비누화물은 분자내부에 자유 -OH기가 많아서 완전 비누화물보다 흡습성이 크다. 이 흡습성도 용해성과 같이 비누화도 88몰(%)의 경우가 가장 좋고 이보다 높거나 낮아도 저하된다.
    3. c. 점도
      비누화도가 낮을수록 점도는 낮아지나 안정성은 좋다. 완전비누화물은 고농도가 됨에 따라 점도는 다소 상승하는 경향을 보이나 부분비누화물은 거의 변화되지 않기 때문에 경사 호액정도의 농도로는 문제가 되지 않는다.
    4. d. 접착성
      소수성섬유는 완전 비누화물보다 부분 비누화물이 접착성이 뛰어나다.
    5. e. 가열시 결정화
      부분 비누화물이 결정화도가 낮으며 가열에 의한 용해성의 변화도 적다.
(4) 유성호제

석유계 합성품 폴리올레핀(Polyolefin)계와 같은 분류중 아크릴계 호제는 합성섬유 필라멘트용으로 가장 많이 사용되며 그 성능도 그에 적합하다. 아크릴계 호제는 다른 합성호제에 비하여 메이커도 많고 종류도 다양하다.

(5) 아크릴계 호제

폴리에스터나 나일론의 필라멘트 가호일 경우 PVA만으로는 접착성이 불충분하고 가호사가 너무 딱딱하므로 이것을 해결하기 위해 아크릴계 호제가 개발되어 그 우수한 특성에 의해 널리 사용하게 되었다. 현재는 폴리에스터 필라멘트 호제로 PVA보다 많이 사용되며 나일론에도 PVA에 다음가는 사용량이 되어 전분, PVA와 함께 3대 호제로 성장했다. 또 합섬 필라멘트용으로서 PVA와 병용해서 쓰이는 경우가 많은데 흡습성과 접착성을 적게 한 것이 개발되어 단독으로 쓰이는 경우도 있다.

일반적으로 풀의 접착성이 나쁜 폴리에스터에 접착성이 우수한 아크릴계 호제가 적합하기 때문에 폴리에스터 분야에서 사용량이 많고 아크릴계 PVA가 4∼6/6∼4의 범위로 사용되고 있다. 나일론용으로는 폴리에스터보다도 사용비율이 적고 아크릴계 0.5∼2, PVA 9.5∼8의 비율로 쓰이고 있다. 이처럼 아크릴계 호제는 합섬 필라멘트용으로 가장 많이 쓰이고 있으며 최근에는 합섬 혼방사의 가호에도 접착력 향상, 낙호방지를 위해서 다른 호제에 대하여 5∼10%의 비율로 소량 쓰이고 있다.


  1. ① 장점
    (가)소수성섬유에 대한 접착성이 합성호제중 가장 우수하다.
    (나)형성호막은 탄성과 유연성이 있다.
    (다)대전방지능력이 있다.
    (라)열처리되어도 호발, 정련성에 문제가 없다.
    (마)취급이 용이하다.
  2. ② 단점
    (가)호막의 흡습성이 다른 호제보다 비교적 크다.
    (나)호막의 점착력이 다른 호제보다 비교적 크다.
    (다)호막이 취약하다.
    (라)메탄올(Methanol), 에탄올(Ethanol), 이소프로필 알콜(Isopropyl alcohol) 등의 저급알콜 및 아크릴 모노머(Monomer)를 함유하여 냄새가 강하다.
(6) 종합호제

전자처리와 진공분쇄에 의한 종합호제는 PVA, 아크릴산 에스테르사 합성호제, 평활성 유제, 대전방지제로 된 백색분말상의 완전호제이다. 나일론, 아세테이트, 레이온에 대해서는 종합 호제만을 높인 호액에 가호를 하며 폴리에스터는 종합호제와 아크릴산 에스테르 합성호제 등을 병용함으로서 우수한 품질의 가호사가 얻어지고 제직성을 향상시킨다.

종합 호제의 특징은

  1. ① 가호가 용이하고 작업성이 좋다.
  2. ② 바디, 종광에 낙가 적다.
  3. ③ 잔털이 감소되어 사절이 적다.
  4. ④ 여러 요소의 마찰에 의한 경사의 결함이 적다.
  5. ⑤ 호발이 용이하다
3) 유제(油劑)

가호된 실에 유연성과 평활성을 주기 위하여 유제는 가호에서 반드시 필요하지만 사용량이 많으면 호피막의 강도를 약화시키기 때문에 호제의 10% 내외로 제한하여야 한다. 과거에는 천연 동물성, 식물성 유지 및 납류(蠟類)가 쓰였으나 섬유종류, 가호기술의 발달, 호제의 변화 등에 따라서 가호용 호제에도 새로운 특성이 요구된다. 광물류, 식물류, 왁스류 등에 따라서 활성제를 첨가시켜 분산성, 침투성을 증가시켜 가호사의 평활성, 유연성을 개선시키는 각종 새로운 호제가 개발되고 있다. 유제의 종류에는 식물류, 파라핀 왁스류, 광물류, 유지유도체, 유기합성화합물을 계면활성제로 유화한 것, 계면활성제만을 함유한 것 등이 있다. 가호효과를 증대시키기 위하여 호제를 보완하는 역할로 가호유제를 사용하게 되는데 유제의 효과는 다음에서 설명하고 있는 것처럼 다방면에 걸쳐 있기 때문에 한쪽에서 큰 효과를 기대하면 다른 쪽에서는 마이너스 효과가 나타나는 경우도 있다.

따라서 유제를 사용할 경우에는 호막이 약해지지 않게 주의하고 또 호제와의 상용성, 호발성, 소포성 등을 고려하여야 한다. 유제는 호막의 표면과 내부에 분포하고, 호막표면의 유제의 입자는 평활성과 내마찰성의 역할을 하고, 내부에 존재하는 유제는 풀의 성질을 스폰지 조직과 같이하여 유연성을 주어 신도를 유지시키는 역할을 한다. 이 경우 표면에 유제가 균일하게 분산되는 것일수록 평활성, 내마찰성이 우수하며 내부에 유제가 균일하게 분산하는 것일수록 유연효과가 크다. 그러나 유제는 항시 이와 같이 호막의 표면과 내부에 일정한 양으로 나뉘어져 존재하는 것은 아니다. 만약 유제가 호제와 강한 친화성이 있는 경우에는 표면에 있는 유제의 양은 적고 거의 호막의 내부에 분포하게 된다. 또 유제와 호제가 친화성이 적은 경우에는 역의 상태로 된다. 전자의 경우는 유연제로서의 효과가 있고 후자는 평활제로서의 효과가 있다. 합성호제의 사용에서는 유연성보다도 평활성에 치중하게되므로 호제와 친화성이 좋은 유제는 적당하지 못하다.

(1) 유제의 사용목적

유제의 효과 즉 유제의 사용목적은 다음과 같다.


  1. ① 실에 유연성을 준다.
  2. ② 실 표면에 평활성을 준다.
  3. ③ 호액의 침투를 촉진시킨다.
  4. ④ 호부사에 적당한 흡습성을 준다.
  5. ⑤ 대전방지성을 준다.
  6. ⑥ 가호공정중 건조 실린더에 실의 접착을 방지하고 분리를 좋게 한다.
(2) 유제의 요구특성
  1. ① 유분산성, 안정성이 좋아야 한다.
  2. ② 호액의 점도변화가 적고 안정하여야 한다.
  3. ③ 호액에 대하여 소포성이 있어야 한다.
  4. ④ 호발 및 정련성이 좋아야 한다.
  5. ⑤ 가호기, 직기를 부식하지 않아야 한다.
(3) 아프터 왁스(After Waxing)

이상적인 접착성과 유연성을 지닌 합성호제를 사용한다면 유제에 의한 유연성의 부여는 불필요하게 되어 평활성만을 부여하면 된다. 이 방법의 하나가 아프터 왁싱(After-Waxing)이다. 이것의 최대 이점은 호부사의 생명인 접착력, 포합력을 감하지 않고 소량의 유제로써 표면의 평활성이 얻어질 수 있다는 것이다. 아프터 왁스에서는 다음의 점에 주의할 필요가 있다.


  1. ① 과부착되지 않을 것.
    부착량은 실 중량에 대해서 0.3 %∼0.7% 정도가 좋다. 부착량이 1% 이상으로 되면 오히려 동마찰계수가 높게되어 평활성이 나쁘게 된다.
  2. ② 정련가공을 고려하여 아프터 왁스를 선택할 것.
    왁스를 사용하는 경우는 세정불량과 재 부착으로 인한 염색반이 문제가 되는 것이 있으므로 이 점을 고려해서 왁스의 선정을 행 할 필요가 있다.

왁스의 부착량 조정방법은 다음과 같다.


  1. ① 가열온도를 변화시켜 점도를 조정한다.
  2. ② 왁싱로울러 회전수를 변화시켜 로울러 표면에 묻어 올라가는 량을 가감한다.
  3. ③ 용융왁스의 액면높이를 바꾼다.
  4. ④ 실의 접촉면을 크게 한다.

이 경우에는 용융온도를 가능한 한 일정하게 유지할 것과 사용하는 유제도 온도에 의한 점도변화가 없도록 하는 것이 좋다.

(4) 왁스류 유제

왁스류를 각종 활성제로 유화시킨 에멀젼과 고형화(固型化)된 것이 있는데 이것은 평활성을 좋게 한다.

(5) 오일계 유제

광물류, 식물류에 안이온, 비이온활성제를 첨가하여 유상(油狀)으로 한 것으로서 유연성을 양호하게 한다.

(6) 활성제계 유제

안이온 또는 비이온활성제를 주체로 하여 액상(液狀)으로 만든 것으로서 유연성을 좋게 한다.

(7) 합성류(合成類) 및 실리콘 류

합성에스테르류, 탄화수소류, 폴리알킬렌 옥사이드류, 비화탄화수소류, 합성고급 알콜 및 실리콘류 등이 있는데 이 모든 것들은 평활성을 향상시켜 준다.

4) 조제(助劑)

조제는 호액의 주성분인 호제와 호제의 보조역활을 하는 유제를 도와 특별한 역할을 하도록 첨가하는 것으로 방부제, 증량제, 감마제, 소포제 및 호액수정제 등이 있다.

(1) 방부제

직물을 장기간 방치하거나 생지상태로 시간이 많이 경과하면 곰팡이가 발생할 우려가 있다. 이것은 미생물에 의해서 발생되는데 곰팡이류는 탄수화물을 주영양원으로 하여 번식하고 세균류는 단백질을 주영양원으로 하며 효모류는 그 중간에서 양쪽 모두 침투하여 번식한다. 미생물의 번식에는 습도 및 온도와 환경조건이 관계된다. 따라서 이러한 미생물의 번식을 방지시킬 목적으로 방부제를 첨가하는데 첨가량은 호제량의 0.2∼0.5%가 알맞은 량이다. 방부제의 종류에는 여러 가지가 있으며 처음에는 염화아연이 많이 쓰였으나 후가공 공정에서 문제를 일으키는 일이 많아서 최근에는 PCP(Penta chloro phenol), PCP 나트륨염, 살리실아닐라이드 및 복합 방부제 등이 많이 쓰이고 있다.

(2) 증량제

직물의 중량조절 목적으로 사용되는 것으로 주로 백토(白土) 등이 쓰이나 근래에는 특수한 경우 특정목적 외에는 사용하지 않고 있다. 증량제를 사용할 때에는 이를 호액에 첨가하여 가호를 하게 되는데 이를 필요이상 많이 사용하게 되면 가호사의 신도가 감소되므로 적당한 흡습제를 혼합하여 사용하는 것이 바람직한 일이다.

(3) 감마제(減磨劑)

요즈음은 증량제를 거의 사용하지 않은 대신에 입자가 아주 미세한 산화금속류를 호제에 첨가함으로서 가호사의 평활성을 향상시켜 경사의 개구를 원활하게 하고 직물의 촉감을 향상시킴과 동시에 증량의 효과도 얻을 수 있다.

(4) 소포제(消泡劑)

호액에 기포가 발생되면 실 내부에 풀이 침투하기 전에 공기가 먼저 침투하여 자리를 잡고 있어서 풀이 들어갈 공간이 없어지게 된다. 따라서 호 조합시 기포가 발생되지 않도록 주의하여야 하며 부득이 한 경우 소포제를 첨가하여 기포를 제거하여 준다. 일반적으로 과잉의 유화제, 침투제 등의 첨가시에는 다량의 기포가 발생하는 원인이 된다. 이러한 기포가 발생되는 경우에는 그 원인을 파악하여 이에 대한 대책을 강구해야 하며 기포발생이 우려되는 경우에는 될수록 호 조합조건을 변경하여 호액을 만드는 것도 하나의 방법이다.

(5) 호액수정제(糊液修正劑)

호액의 점도를 조절하고 균일하게 유지하기 위한 방법으로 사용되며 호발도 용이하게 되도록 사용되지만 다량 첨가하게 되면 제직성을 저하시키기 때문에 목적에 따라 적합한 점성을 갖도록 조절하여야 한다. 증립제(增粒劑)로서는 수산화나트륨이 좋으나 CMC, CMS 등도 사용하기도 한다.

(6) 호 개질제(糊 改質劑)

호액에서의 경수연화(硬水軟化, 금속이온의 봉쇄), 유화분산, 호화촉진, 접착성의 균일화, 호막 강도 향상, 점도의 안정화 등의 목적 외에 호발의 용이성까지도 고려하여 사용되는 것으로 폴리인산소다가 주성분인데 전분의 주체인 경우에는 0.5∼2.0%, 합성호제의 경우에는 호제의 0.1∼0.15%를 보통 첨가하지만 합성호제만으로 호조합을 실시하는 경우에는 사용하지 않아도 된다.