머서화란 진한 수산화나트륨 용액에 면직물을 침지한 후 장력을 주어 광택과 염료의 침투를 좋게 하고, 강력을 증가시키며 직물의 안정성을 좋게 하는 방법이다. 1884년 존 머서(John Mercer)가 면직물을 사용하여 진한 수산화나트륨 용액을 여과하였을 때 여과의 전·후에서 이상 변화를 알게 되어 면직물을 무장력 하에서 처리하고, 수세하여 건조시키면 수축, 강신도 증가, 흡수성 증가, 가공공정에서 수산화나트륨의 선택 흡수, 저온에서 반응성 증가 등의 특징을 발견하였다.
이것을 토대로 1890년 호레이스로웨(Horace Lowe)는 장력을 가한 상태에서 진한 수산화나트륨 용액에 처리해도 면직물이 견과 같은 광택이 나고, 형태 안정성이 증가됨을 확인하였다.
따라서 이 현상을 처음 발견한 머서의 업적을 기리기 위해 머서리제이션(mercerization)이라 명명하였고, 머서화 처리를 한 셀룰로오스계 직물이 견과 같은 광택이 있어 실켓(silket) 가공이라고도 한다. 여기서 머서화란 수산화나트륨(NaOH)으로 처리할 때에 무긴장 하에서, 실켓은 긴장 하에서 처리함을 구별하여 사용하고 있다.

머서화 가공의 원리는 면사 또는 면직물을 진한 수산화나트륨(NaOH) 용액에 일정시간 침지시켜 섬유를 팽윤시킨 뒤 긴장상태에서 세척하는 것으로 그 이론을 다음과 같이 설명하고 있다. 셀룰로오스 분자 Cell-OH가 진한 수산화나트륨에 의하여 알칼리 셀룰로오스(Cell-ONa)로 변하면서 면섬유 분자간의 강력한 수소결합이 깨져 그림 3-1과 같이 면섬유 분자는 자유롭게 움직일 수 있는 하나의 거대한 이온이 된다. 이 결과 밀집되어 있던 면섬유 분자 사이로 수산화나트륨 용액이나 물 등이 비교적 쉽게 침투할 수 있게 되어 섬유는 팽윤된다.

[(그림3-1) 머서화 가공 원리]

즉 알칼리에 의해서 셀룰로오스의 결정부분이 70%에서 50% 정도로 분자 배열이 변화하여 염료의 흡수율이 10∼20% 증가되어 염색성이 향상된다. 또한 면섬유는 천연 꼬임이 제거되고 단면은 원형에 가까워져 투명도가 증가하여 견과 유사한 광택이 나고, 단위 면적당 강신도와 무게가 4∼5% 증가한다.그림 3-2는 이집트면을 상온(25℃)에서 수산화나트륨의 농도를 변화시켜 가면서 한 시간 동안 처리한 결과를 나타낸 것으로, 수산화나트륨의 농도가 10%일 때 갑자기 머서화 효과를 나타내기 시작하여 20%일 때는 포화치에 이르게 된다. 또한 수축률은 수산화나트륨의 농도가 15%일 때 최고치를 나타내고 있다. 이들을 종합하면 머서화의 가장 적합한 조건은 수산화나트륨의 농도가 15∼20% 임을 알 수 있다. 그리고 머서화의 효과는 온도가 낮고 농도가 진할수록 증대함을 알 수 있다.

즉 알칼리에 의해서 셀룰로오스의 결정부분이 70%에서 50% 정도로 분자 배열이 변화하여 염료의 흡수율이 10∼20% 증가되어 염색성이 향상된다. 또한 면섬유는 천연 꼬임이 제거되고 단면은 원형에 가까워져 투명도가 증가하여 견과 유사한 광택이 나고, 단위 면적당 강신도와 무게가 4∼5% 증가한다.그림 3-2는 이집트면을 상온(25℃)에서 수산화나트륨의 농도를 변화시켜 가면서 한 시간 동안 처리한 결과를 나타낸 것으로, 수산화나트륨의 농도가 10%일 때 갑자기 머서화 효과를 나타내기 시작하여 20%일 때는 포화치에 이르게 된다. 또한 수축률은 수산화나트륨의 농도가 15%일 때 최고치를 나타내고 있다. 이들을 종합하면 머서화의 가장 적합한 조건은 수산화나트륨의 농도가 15∼20% 임을 알 수 있다. 그리고 머서화의 효과는 온도가 낮고 농도가 진할수록 증대함을 알 수 있다.

[(그림3-2) 이집트면의 성질에 미치는 NaOH 농도의 영향]

머서화 가공할 때 강한 알칼리의 작용에 의해 섬유내의 미세분자 배열이나 결정부분이 파괴되어 비결정부분이 늘어나게 됨으로서 흡습성이 증가하고 염색성과 기타 약품에 대한 반응성도 좋아진다. 따라서 결정화도는 82∼87%에서 68∼78%로 감소하며, 흡습성은 25∼50% 증가하고, 염색성 향상의 예를 표 3-1과 표 3-2에 나타내었다.

※ 염료: Benzopurpurin 4B 0.15%, 탄산나트륨 0.25%, 소금 0.5%
액비: 1 : 20, 100℃, 60min

※ 염료: C. I. Direct Blue 1

강한 알칼리의 작용에 의하여 섬유의 길이 방향에 대한 섬유질의 나선각도이 작아지며, 배향성을 좋게 하며, 미세섬유의 수축에 의해 분자간 수소결합의 수를 증가시켜 면섬유의 강력을 증가시킨다. 이때 인장강도의 증가율은 15∼20% 정도이고, 신도는 감소하며, 영률은 커져서 강연성(stiffness)이 증가한다. 그러나 레이온의 경우에는 머서화 가공에 의하여 강력이 매우 저하한다. 표 3-3은 무긴장 및 긴장 머서화 면사의 기계적 성질의 변화, 표 3-4는 일정 길이에서의 수산화나트륨 농도에 따른 머서화 면사의 기계적 성질의 변화, 표 3-5는 무긴장 및 긴장 머서화 비스코스 레이온사의 인장강도의 변화의 예를 각각 나타낸 것이다.

(NaOH의 농도: 300g/ℓ, 수세: 90℃)

충분히 팽윤된 상태에서 수세하여 알칼리 셀룰로오스를 Cell-OH로 환원시켜 주게 되므로 한번 변형된 원형의 단면과 원통형의 측면이 고정되어 어느 정도의 형태안정성이 얻어진다.

직물이 머서화 욕을 통과할 때 압착의 정도가 매우 중요하다. 이때 가능한 적은 양의 수산화나트륨을 갖게 하는 것이 바람직하기 때문에 직물내의 수산화나트륨의 양을 60% 정도로 낮추기 위해 무거운 압착 로울러를 설치한다. 압착 압력을 크게 함으로써 수산화나트륨의 절약과 그 뒤에 계속되는 수세를 개선시킨다고 생각하고 있으나, 대개의 경우 불완전한 머서화를 초래하게 된다. 일반적으로 욕조를 떠난 직물에서 수산화나트륨의 양은 직물 무게의 100% 정도이고, 직물에 대한 압착은 폭내기 작업과 연관지어 조절함으로써 가장 좋은 머서화를 얻을 수 있다.

그림 3-3과 같이 면섬유장의 변화는 수산화나트륨 용액 15%(34˚TW or 21Bé)에서 최대의 팽윤을 일으킨다. 대개 직물의 머서화 가공은 48∼54˚TW의 농도에서 행해지는데 온도나 불순물의 변화가 머서화의 최종 결과에는 별 영향을 주지 않기 때문이다. 그러나 염료의 친화력만을 중요시한다면 30∼35˚TW에서 행해진다. 54˚TW 보다 더 강한 농도로 처리하면 광택이나 그외 다른 성질 등에 더 이상의 개선을 보여주지 않으며, 48˚TW이하로 처리하면 실제로 광택이나 외관이 좋아지지 않는다.

[(그림3-3) 알칼리 농도와 면섬유장의 변화]

알칼리 처리의 온도는 그림 3-4와 같이 온도가 낮을수록 효과가 증대하고, 흡착량과 반응성의 증가율도 저온 처리한 것이 증가된다. 그러나 최근 수산화나트륨 용액의 온도에 의한 영향은 오랫동안 잘못 인식되어 왔다고 말하고 있다.

[(그림3-4) 면섬유의 NaOH 흡수율과 반응률]

머서화 가공은 실제로 실온이나 그 보다 항상 낮은 온도의 알칼리 수용액에서 이루어지고 있으며, 면섬유는 처리중에 장력을 부여해야 하므로 실이나 직물로서 처리됨이 일반적이다. 또한 머서화 가공은 면섬유일 때에는 정련후에 실시하나 폴리에스터와 혼방 직물일 때에는 염색성의 변화가 있기 때문에 염색가공이 끝난 다음에 실시한다. 최근에는 면사를 머서화하여 그 섬유의 결정화도를 저하시키고, 실의 조직을 유연화시키며 면사의 탄성을 증가시켜서 스트레치(stretch)직물의 재봉사용으로도 사용한다.

머서화 가공은 실제로 실온이나 그 보다 항상 낮은 온도의 알칼리 수용액에서 이루어지고 있으며, 면섬유는 처리중에 장력을 부여해야 하므로 실이나 직물로서 처리됨이 일반적이다. 또한 머서화 가공은 면섬유일 때에는 정련후에 실시하나 폴리에스터와 혼방 직물일 때에는 염색성의 변화가 있기 때문에 염색가공이 끝난 다음에 실시한다. 최근에는 면사를 머서화하여 그 섬유의 결정화도를 저하시키고, 실의 조직을 유연화시키며 면사의 탄성을 증가시켜서 스트레치(stretch)직물의 재봉사용으로도 사용한다.

두 방식은 각각 장단점이 있으나 서구 지역에서는 체인리스식, 미국과 일본, 우리나라에서는 체인식이 주로 이용되고 있다. 그러나 최근에는 체인리스식을 많이 설치하고 있다. 그림 3-5에 클립식 및 체인리스식의 2가지 머서화 가공기 구조도를 나타낸 것이다.

[(그림3-5) 클립식(상) 및 체인리스식(하) 머서화 가공기]

수산화나트륨을 사용한 머서화 가공은 알칼리 회수율의 향상과 폐수처리 대책에서 문제점이 있다. 따라서 이와 같은 문제점을 해결하고 생산성을 개선하고자 최근 액체 암모니아를 이용한 새로운 머서화 가공이 주목을 끌게 되었다.

표 3-7은 수산화나트륨과 액체 암모니아에 의해 처리된 직물의 물성을 조사한 결과이다. 이외에도 액체 암모니아 처리 섬유소를 염색하면 색상이 균일하고 유연한 물성도 얻을 수 있다.

* 면직물(120×70올/inch, 171g/m2

제품을 고급화하는 수지가공기술의 개발은 당연하다. 특히 PP가공(permanent press) 직물의 품질 관리에는 수지가공조건과 함께 처리 전·후에 직물 자체를 조정함이 바람직하다. 내구성이 있고 강력저하가 적은 가공을 하려면 면섬유의 구조를 균일화하고, 섬유내부에 존재하는 응력을 제거하며 방적, 제직공정 등에서 생긴 잠재응력도 제거할 필요가 있으므로 액체 암모니아 처리가 유효하다.
면을 -35∼-40℃에서 액체 암모니아로 처리하여 유연해진 직물을 일반 방법으로 PP가공을 하면 워시 앤드 웨어(wash and wear)성과 마찰강력이 개선되고, 또한 촉감(handle)이 현저하게 개선됨을 알 수 있다. 표 3-8은 액체 암모니아 처리가 가공직물의 물성을 크게 개선함을 알 수 있다.

액체 암모니아를 이용한 머서화 가공의 이점은 침투가 용이하여 균일한 반응으로 생산성이 향상되고 후처리가 용이하여 기계 설치면적이 적다. 또한 회수율이 높아 폐수처리 문제가 없으나, 저온처리를 요하므로 냉각장치가 필요하고, 약제의 취급이 곤란하다.
그러나 PP가공의 최대 결점인 물성개선에는 효과가 크므로 두꺼운 면직물 가공에 이용되고 있다. 특히 아마, 황마, 레이온 등으로 제조된 후지직물에는 형태를 안정화시키고 외관개선의 효과가 있다. 그림 3-6은 현재 발표되고 있는 액체 암모니아 처리장치의 대표적인 보기이다. 액체 암모니아 장치에 넣기 전 생지의 올을 바로 잡고 실린더에서 수분을 최저로 하여 냉각하고 일정 압력을 가하면서 액속에 패딩시킨다. 다음 타이밍 로울러를 거쳐 블랭킷 드럼에서 암모니아를 증발 제거한다. 최종적으로 스티밍 챔버(steaming chamber)를 지나게 하여 가공을 마친다.

[(그림3-6) 액체 암모니아 처리장치]

비등점에 가까운 고온 수산화나트륨 용액으로 머서화하는 방법으로, 공정의 기본적 원리는 다음과 같다.

1. ① 머서화 처리에 적절한 농도의 수산화나트륨 용액을 직물이 이완된 상태로 비등점에서 가득 채운다.
2. ② 경사 방향으로 2∼20% 신장하면서 98℃에서 10초 이하로 하여 팽윤시킨다.
3. ③ 고온에서 신장된 직물 상태로 냉각한다.
4. ④ 보통으로 장력이 조절된 상태로 수세한다.

고도로 균일한 머서화가 가능하고 직물을 팽윤상태에서 신장할 때 저항력이 적으며, 강력 증가율이 크고 형태 안정성이 크며 방추성이 향상되는 특징이 있다. 따라서 머서화에서 균일성을 향상시키려면 60℃ 이상의 고온 수산화나트륨 용액에 침지하고 나서 5∼15℃의 냉액에서 처리하는 것이 바람직하다. 표 3-9는 각종 머서화 가공법을 요약하여 비교해 본 것이다.

섬유가공 공업에서 본격적인 가공을 시작한 것은 영국의 Total Broadhurst Lee Co.가 1929년에 획득한 직물의 방추가공에 대한 특허이다.
그 후 점차 인간의 한없는 욕망을 충족시키기 위한 가공법들이 비약적인 발전을 거듭하여 오늘에 이르렀다고 볼 수 있다. Total사에 의하여 행해진 수지가공은 요소와 포르말린의 초기 축합물에 의한 방추가공과 방축가공이었다. 이 가공법은 초기 축합물의 수용액을 섬유내부에까지 침투시키고 그 곳에서 축합반응을 일으켜 방추성과 방추성을 부여하였다. 요소와 포르말린의 초기 축합물인 경우는 셀룰로오스와의 가교반응 이외에도 자체 수지화 반응이 일어나서 섬유 내부에 수지가 침투하여 이들의 종합적인 효과로서, 방추성과 방축성이 부여되는 것으로 생각되어 왔다.

수지가공의 2 단계로 개발된 것은 멜라민 포름알데히드(Melamine formaldehyde)의 초기 축합물이다. 이 초기 축합물에 의한 가교화 반응과 수지화 반응을 응용한 결과 두 종류의 새로운 용도가 개척되었다. 그 첫째는 수지가 섬유의 작용기와 화학적으로 결합하여 수지화하는 성질을 이용해서 직물의 핸들을 개선하는 것과 기계적으로 가해진 광택과 모양짓기의 효과를 오랫동안 간직하게 하는 내구성 부여이고, 둘째는 셀룰로오스계 직물의 수지가공으로서 가장 중요한 방추성과 방축성 및 Wash and wear (W & W)성과 Durable Press(DP)성 등과 같은 기계적 성질을 개선하기 위한 용도이다.

표 3-10에 그 동안의 수지가공 발전과정을 나타내었다.

셀룰로오스계 직물의 수지가공에 주로 사용되는 메틸올 화합물의 구조와 특징은 표 3-11과 같이 나타낼 수가 있다.

형	번호	수지명(구조)	장점 및 이용섬유	단 점
축합형	1	dimethylol urea(DMU)	- 가공하기 쉽다 - 가격이 싸다 - 셀룰로오스 섬유의 방추 및 방축가공에 사용된다	- 내염소성이 불량하다 - 내구성이 뒤떨어진다
	2	trimethylol melamine(TMM)	- 가공하기 쉽다 - 기계적 효과가 양호하다	- 방추성이 다소 뒤떨어진다 - 내염소성이 불량하다
섬유소반응형	3	dimethylolethylene urea (DMEU)	- 방추, 방축성이 양호하다 - 가공하기 쉽다 - 부드러운 느낌이 있다	- 염색직물의 내광성이 뒤떨어진다 - 세탁후 내염소성이 불량하다
	4	dimethylolalkyltriazone (DMTr)	- 가공하기 쉽다 - 내염소성이 양호하다	- 아민 냄새가 난다 - 가열로 인하여 백도가 저하한다 - 염색 직물의 내광성이 뒤떨어진다
	5	methyl 화 dimethyloluron (DMUr)	- 내염소성이 양호하다 - 내구성이 양호하다	- 가공하지 어렵다 - 염색 직물의 내광성이 뒤떨어진다
	6	헥사메틸올멜라민 (HMM)	- 가공하기 쉽다 - 내염소성이 양호하다 - 불융, 불용의 수지이다	- 유연한 촉감을 얻기가 곤란하다
섬유소반응형	7	디메틸올 프로필렌 요소(DMPU)	- 가공하기 쉽다 - 내염소성이 양호하다 - 방추, 방축성이 양호하다 - 셀룰로오스의 워시 앤드 웨어 가공에 이용된다 - 내세탁성이 양호하다	- 염색 직물의 내광성이 뒤떨어진다 - 값이 고가이다
	8	디메틸올 디히드록시 에틸렌요소(DMDHEU)	- 방추, 방축성이 양호하다 - 내구성이 양호하다 - 염색직물의 내광성이 양호하다	- 가공하기가 어렵다 - 내염소성이 불량하다
	9	테트라메틸올 아세틸렌디요소 (TMADU)	- 방추, 방축성이 양호하다 - 염색 직물의 내광성이 양호하다	- 가공하기가 어렵다 - 내염소성이 불량하다
섬유소반응형	10	메톡시디메틸 요소 프로필렌디 화합물 (4MO·5DM·PU)	- 내염소성이 양호하다 - 내구성이 양호하다 - 염색직물의 내광성이 양호하다
	11	디메틸올알킬 카바메이트(DMAC)	- 내염소성이 양호하다 - 내구성이 양호하다 ac	- 가공하기가 어렵다 - 포르말린 냄새가 심하다 - 고가이다

a : 수지명을 약자로 표시한 것이다.
b : 트리아존계 수지에는 메틸, 에틸, 하이드록시에틸 트리아존이 있다.
c : 헥사메틸올 멜라민은 반응기로서 취급되며, 메틸올기를 에테르화한 것도 있다.
d : 글리옥살계 수지 또는 메틸올글리옥살 모노우레인이라 하고 일반적으로 DP가공에 이용된다.
e : 카바메이트계 수지에는 메틸, 에틸, 하이드록시에틸, 이소프로필 카바메이트 등이 있다.

디메틸올 요소는 수지가공시 다음 화학 반응식과 같이 셀룰로오스와 반응하는 동시에 수지를 생성한다. 디메틸올 에틸렌 요소(섬유소 반응형 수지)는 셀룰로오스와 반응해서 가교결합을 생성하지만, 단독 축합시키면 분자량이 적은 수용성의 선상 축합물로 되어 수지로는 되지 않는다.
이와 같은 성질에서 N-메틸올 화합물은 축합형과 섬유소 반응형(cellulose reactant)으로 분류되고 각각 축합형 수지 또는 반응형 수지라 한다. 축합형은 주로 촉감의 개량, 기계적으로 부여된 광택이나 형태의 고정화에 이용되며, 반응형은 주로 방추성, 워시 앤드 웨어(W & W)성, 듀어블 프레스(DP)성 등과 같은 기계적성질을 개선하는데 이용된다. 수지 가공제로서 N-메틸올 화합물에 요구되는 성질은 가공이 용이하고, 내구성이 우수하며, 내염소성이 양호해야 한다. 또한 염색물의 견뢰도를 저하시키지 않고 악취를 발생하거나 가공직물을 착색 또는 변색시키지 않아야 한다.

이들의 성질은 N-메틸올 화합물의 구조에 의존함이 크고, 한 개의 가공제로서 모든 성질을 만족할 수는 없으므로 가공목적에 따라 가장 적합한 것을 선택하여 사용한다. 아래에 설룰로오스 섬유와 결합 메커니즘을 나타내었다.

N-메틸올 화합물 이외의 가교제로서 포름알데히드 에폭시(epoxy) 화합물, 술폰 화합물 등이 잘 알려져 있으나, 이 외에도 셀룰로오스와 반응해서 방추성을 향상시키는 화합물은 많이 있다. 화합물을 관능기별로 분류하면 표 3-12와 같다.

N-메틸올 화합물과 셀룰로오스와의 반응에 사용되고 있는 촉매는 산, 산성염 및 가열시에 산을 유리하는 잠재성 산촉매 등이다. 공업적으로 이용도가 높은 촉매는 암모늄염, 알카놀-아민염, 무기금속염 등이 있고, 새로운 촉매로서 인산 수소마그네슘, 무기 금속염과 카르본산의 혼합 촉매 등이 있다. 촉매의 선택은 수지제의 종류, 수지욕의 혼합 및 안정성, 열처리(curing)장치의 능력, 가공직물의 변색 또는 착색 등을 고려해서 행해진다.

각종 가교제와 셀룰로오스와 결합방식

가 교 제	셀룰로오스와 결합방식

일반적으로 수지가공은 직물을 딱딱하고 약하게 하며, 인열강도나 내마모성 등을 떨어지게 함으로 이것을 최소화하기 위해 유연제를 사용하고 있다. 유연제는 직물을 구성하는 섬유의 표면에 윤활성을 주어 응력 집중을 분산시키므로 강도저하방지에 효과적이다.유연제로는 각종 지방산 유도체, 실리콘 에멀젼, 폴리에틸렌 에멀젼 등이 사용된다.직물의 촉감을 조절하기 위한 각종 수지제로 중요한 첨가제는 비닐계 수지 에멀젼, 부타디엔계 라텍스에멜젼, 셀룰로오스 유도체, 고축합 요소, 포름알데히드 수지, 폴리아크릴 아마이드계 수지 등이 사용되고 있다.

직물에 일반적으로 행하고 있는 수지가공방법은 패드 드라이 큐어(pad predry cure)법이다. 이 방법은 직물을 수지 처리욕에 침지하고 건조후 열처리를 하여 수지를 축합 또는 셀룰로오스와 반응시키는 방법이다. 다음의 공정 계통도는 패드 드라이 큐어법으로 가공 목적에 따라 공정을 적당히 변경하면 여러 가지 가공에 응용할 수 있다. 패드 드라이 큐어법에 의한 수지 가공은 다음의 공정과 설비에 의해서 행해진다.

일반 수지 가공 광택 또는 형부 (形付)가공 DP가공 (post-cure)

수지처리욕은 수지, 촉매, 유연제, 침투제를 함유한 수용액으로 각각의 성분은 가공 목적, 가공 품목에 따라 적절히 조절된다. 수지, 촉매, 기타 첨가제의 선택에 관해서 주의할 점은 수지욕이 안정되고 장시간에 변화하지 않고 수지선택이 적정해야 한다. 특히 방추가공을 목적으로 할 때 방추도는 수지농도와 함께 증가하지만 증가정도는 수지나 촉매의 종류에 따라 변화하고, 항장력이나 인열강도는 방추도의 증가와 더불어 감소함으로 적당한 수지를 사용해야 한다. 그림 3-7은 각종 수지, 촉매 사용시의 방추도와 수지농도의 관계를 나타낸 것이다.

[(그림3-7) 각종 수지 촉매 사용시의 방추도와 수지농도의 관계]

그림 3-8은 방추도와 항장력 및 인열강도의 관계를 나타낸 것이다. 촉매 사용량은 수지 및 열처리의 조건에 따라 다르나 대체로 표 3-13과 같다.

[(그림3-8) 방추도와 항장력 및 인열강도의 관계]

수지처리욕에 직물을 침지후 로울러에 압착하는 것을 패딩이라 한다. 통상 2∼3개 로울러의 가압 패더를 사용하며 셀룰로오스 직물은 60∼80%, 합성과 혼방 직물에서는 45∼65% 정도로 한다. 수지 가공 효과를 충분히 발휘시키기 위해 패더는 직물에 수지액을 균일하게 침투시키고 재현성이 좋도록 2dip×2nip 방법을 채용한다.

건조는 패더, 중간 건조기, 폭출 건조기가 그림 3-9와 같이 연속적으로 설치되어 있다. 중간건조는 직물 중의 수지가 급속한 고온 건조로 인하여 직물표면으로 마이그레이션(migration)을 일으키지 않도록 저온에서 함수율이 20∼50% 정도 되게 한다. 이 때 강한 장력이 걸리면 방축효과와 촉감이 불량해짐으로 무장력 상태이어야 한다. 건조기의 종류로는 논 터치 건조기, 루프 건조기, 무장력 로울러형 건조기, 실린더 건조기 등이 있다.

폭내기 건조기는 방축성을 높이기 위해 오버 피드 장치가 있는 핀 텐터가 주로 사용된다. 여기서는 가공 폭을 규제하고 동시에 함수율을 5% 이하가 되게 완전히 건조한다. 단 캘린더링(calendering)이나 엠보싱 가공시에는 잔류 수분율을 8∼12%로 하고, 광택을 상승하도록 해야 한다.

[(그림3-9) 수지 가공 건조기의 배치 예]

열처리는 직물에 함유된 수지를 축합 또는 셀룰로오스와 반응시키는 공정으로, 열풍식 열처리기에 의해 140∼160℃에서 2분간 열처리한다. 열처리 기계로서 가장 중요한 것은 온도 분포가 기준치 ±2℃ 이내이고 기계내부에서는 직물에 무장력 상태이어야 한다. 일반적으로 열풍 대류식 시설이 사용되어 왔으나 요즈음은 적외선 가열장치나 가열 수증기에 의한 방법 등이 실용화되고 있다.

열처리후 약알칼리성으로 미축합 수지 성분 촉매 및 분해 생성물을 제거한다. 악취나 포르말린을 충분히 제거하지 않으면 불량이 발생할 가능성이 매우 높다. 수지가공 직물은 최종적으로 건조, 정리 검사 공정을 거쳐서 제품으로 된다.

표 3-14와 같이 수지가공에 의해서 얼마간의 성질은 개선되지만 수지가 결합함으로써 결점도 많다.

방추성과 가교결합의 관계를 알기 위해 요소 유도체의 방추효과를 조사한 결과, DMEU 수지만이 뛰어난 방추도를 나타내므로 DMEU는 셀룰로오스와 반응해서 가교결합을 생성한다.

[(그림3-10) 방추도와 가교수 및 수지농도에 따른 방추도 관계]

방추도는 수지농도의 증가와 함께 증가하여 점차 포화치에 접근한다. 이때 방추도는 가교제의 종류에 따라 다르나 셀룰로오스 분자의 무수 글루코오스 잔기 당 0.04∼0.05개의 가교가 생겼을 때 최고치에 달한다.(그림 3-10, a) 특히 (그림 3-8)의 관계를 방추도와 수지농도의 관계로 고치면 하나의 곡선이 얻어지며, 이것은 수지의 종류가 달라도 수지 분자수가 동일하면 같은 반응이 일어나는 것, 즉 분자량이 큰 가교제는 단위 중량당 방추도의 증가가 적다는 것을 나타낸다.(그림 3-10, b) 방추도는 섬유의 종류에 따라서도 다르다.
동일 조직의 비스코스 SF, 폴리노직 및 면직물을 DMTr 수지로 가공하면 그림 3-11과 같이 건습 방추도가 얻어진다. 섬유간의 방추도 거동의 차는 특히 습방추도에서 현저하며, 이 차이는 섬유의 미세구조에 기인한다. 그 외에 방추도는 직물의 조직, 실의 굵기나 꼬임 정도, 유연제의 유무, 표면 수지의 생성 등 여러 가지 인자의 영향을 받는다.

[(그림3-11) 각종 섬유의 건습 방추도]

셀룰로오스 직물의 세탁에 의한 수축은 팽윤작용에 기초하는 것이나, 수지 가공에 의해서 섬유의 인접 분자간에 가교결합이 생성되면 섬유의 흡수팽윤성이 저하하고, 섬유는 안정화되어 방축성이 현저하게 개선된다. 방축가공시 단순히 수지가공만을 하는 경우도 있으나 안전을 기하기 위해 산포라이즈 가공을 병용하는 일이 많다.

강도저하가 문제되는 것은 마찰강도, 인열강도, 인장강도 등이다. 이들의 강도저하 원인은 섬유내에 가교 결합되어 힘이 가해졌을 때, 새로 생긴 가교에 힘이 집중(응력집중현상)하므로 낮은 수치에서 파괴된다. 셀룰로오스 섬유의 강도는 인접 분자간 수소결합에 기인하나 가교결합의 도입이 가교에 의한 결합력의 증가보다, 수소결합의 파괴에 의한 결합력의 저하 쪽이 클 때 강도저하가 일어난다. 면과 비스코스 SF를 비교하면 분자의 배향성이 큰 고결정성의 면직물쪽이 인장강도가 저하하기 쉽다. 수지가공 직물을 인산과 요소를 함유하는 수용액으로 가수분해해서 가교제를 제거하면 강도는 미처리 상태로 복귀한다. 그 외에 과잉의 촉매 사용, 오버 큐어(over cure)에 의한 셀룰로오스의 가수분해 또는 급속한 건조에 의한 표면수지의 생성 등도 강도저하의 원인이 된다.

N-메틸올 화합물에 의한 수지가공 직물은 염소계 표백제 용액으로부터 염소를 흡수해서 크로로아마이드를 생성한다. 흡수된 염소는 수세로 제거되지 않고 직물에 잔존하여 다림질 등으로 가열되면 염산이 유리되어 직물을 황변 또는 취화시켜 염소상해를 일으킨다. 이와 같은 성질을 개선하고자 N-메틸올 화합물에 수지의 염산 완충력의 증가, 염소 유지성의 개량이 시도되고 있다. 내염소성은 그 외에 가공조건, 즉 촉매의 종류나 열처리 정도 등에 의해서 상당히 변화되고 있다.

N-메틸올 화합물에 의한 수지가공 직물은 염소계 표백제 용액으로부터 염소를 흡수해서 크로로아마이드를 생성한다. 흡수된 염소는 수세로 제거되지 않고 직물에 잔존하여 다림질 등으로 가열되면 염산이 유리되어 직물을 황변 또는 취화시켜 염소상해를 일으킨다. 이와 같은 성질을 개선하고자 N-메틸올 화합물에 수지의 염산 완충력의 증가, 염소 유지성의 개량이 시도되고 있다. 내염소성은 그 외에 가공조건, 즉 촉매의 종류나 열처리 정도 등에 의해서 상당히 변화되고 있다.

N-메틸올 화합물을 이용하면 자극성의 포르말린 악취 또는 고기 냄새를 수반하는 경우가 있다. 이때 포르말린 액은 수지 또는 직물에 흡수된 포름알데히드이며, 고기 냄새의 원인은 가공 중에 생성하는 메틸아민이다. 이 악취를 제거하는 데는 가공제를 쓰며, 수지 분해가 없도록 올바른 열처리를 하고 열처리 후에는 충분히 소우핑하여야 한다.