셀룰로오스
재생 셀룰로오스(Regenerated Cellulose)란?
1. 재생 셀룰로오스(Regenerated Cellulose)
목재 펄프, 면 린터(Cotton Linter) 등에서 얻은 천연 셀룰로오스를 용해하거나
화학적으로 용해 가능한 상태로 만든 뒤 다시 셀룰로오스 형태로 석출·재생시킨 소재입니다.
즉, 새로운 합성 고분자를 만드는 것이 아니라 천연 셀룰로오스를 한 번 용해한 후
원하는 섬유·필름·막 등의 형태로 다시 만들어 사용하는 셀룰로오스라고 이해하면 쉽습니다.
2. 제조 원리
천연 셀룰로오스 → 정제 → 용해 또는 유도체화 → 방사·성형 → 응고·재생 → 재생 셀룰로오스
원료로는 주로 고순도 목재 펄프(Dissolving Pulp) 또는 면 린터가 사용됩니다.
셀룰로오스는 일반적인 물이나 대부분의 유기용매에 쉽게 녹지 않기 때문에 특수한 용해·재생 공정이 필요합니다
3. 종류
| 종류 | 영문 | 주요 형태 | 특징 |
|---|---|---|---|
| 비스코스 레이온 | Viscose Rayon | 섬유 | 대표적인 재생 셀룰로오스 섬유 |
| 리오셀 | Lyocell | 섬유 | 셀룰로오스를 직접 용해하여 제조 |
| 모달 | Modal | 섬유 | 비스코스 계열의 개량형 재생 셀룰로오스 섬유 |
| 셀로판 | Cellophane | 필름 | 투명한 재생 셀룰로오스 필름 |
| 재생 셀룰로오스 막 | Regenerated Cellulose Membrane | 멤브레인 | 투석·여과·분리 등에 사용 |
| 셀룰로오스 스펀지 | Cellulose Sponge | 다공체 | 높은 흡수성을 이용 |
4, 공정
1) 비스코스 공정
전통적인 재생 셀룰로오스 제조법 중 대표적인 것이 비스코스(Viscose) 공정입니다.
셀룰로오스를 알칼리 처리한 후 셀룰로오스 크산테이트(Cellulose Xanthate) 형태로 만들고 이를 용해하여 방사액을 제조합니다. 이후 산성 응고욕에서 다시 셀룰로오스 구조로 재생시킵니다.
이 방법으로 대표적으로 비스코스 레이온과 셀로판을 제조합니다.
2) 리오셀(Lyocell) 공정
리오셀은 비스코스와 달리 셀룰로오스를 중간 유도체로 전환하는 대신, 일반적으로 NMMO(N-Methylmorpholine N-oxide) 계 용매를 이용하여 직접 용해한 후 다시 셀룰로오스로 재생합니다.
용매 회수 시스템을 적용할 수 있다는 점 때문에 전통적인 비스코스 공정과 구별되는 중요한 재생 셀룰로오스 기술입니다.
5. 특징
- 친수성과 수분 흡수성이 높음
- 섬유, 필름, 막 등 다양한 형태로 성형 가능
- 식물 유래 셀룰로오스를 원료로 사용할 수 있음
- 투명 필름 제조 가능
- 화학적 개질 및 표면 기능화가 가능
- 생분해성이 요구되는 소재 분야에서 활용 가능
- 제조 방법에 따라 강도, 결정성, 투명성 및 다공성을 조절할 수 있음
6. 천연 셀룰로오스와 차이
| 구분 | 천연 셀룰로오스 | 재생 셀룰로오스 |
|---|---|---|
| 영문 | Native Cellulose | Regenerated Cellulose |
| 원료 | 목재, 면, 식물 등 | 천연 셀룰로오스 |
| 처리 | 추출·정제 중심 | 용해 후 재생 |
| 화학적 기본 골격 | 셀룰로오스 | 셀룰로오스 |
| 형태 | 펄프·섬유 등 자연 구조 중심 | 섬유·필름·막·스펀지 등 |
| 대표 제품 | 펄프, 면섬유 | 비스코스, 리오셀, 모달, 셀로판 |
| 구조적 특징 | 주로 Cellulose I 결정구조 | 재생 과정에서 주로 Cellulose II 구조 형성 |
7. 용도
재생 셀룰로오스는 적용 범위가 상당히 넓습니다. 의류 및 부직포용 섬유, 셀로판 포장필름,
의료·바이오 멤브레인, 투석막, 여과막, 흡수재, 스펀지, 기능성 코팅, 친환경 포장재 및 복합소재 등에 사용됩니다.