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기타동향 다양한 기술적 접근의 역사적 평론과 평가 기타동향┃다양한 기술적 접근의 역사적 평론과 평가 VISION 물은 손쉽게 사용가능하고, 상대적으로 값싸며, 정제하기 간 단하기 때문에 천여년 동안 섬유의 염색에 사용되어져 왔다. 그러나 물은 섬유용 염료의 다수를 위한 뛰어난 용매인 반면 에, 물의 수소결합 구조는 높은 끓는점과 높은 증발 잠열을 갖 게 한다. wet 공정에서 섬유의 건조는 그래서 상당히 많은 양 의 에너지를 소비하고, 건조 비용은 에너지 가격이 올라감에 따라 증가하기 시작하는 것으로 보인다. 올해 초부터 시작된 유가 인상은 2008년 7월의 최고점 US147$보다는 여전히 낮기는 하지만, 배럴당 US100$에서 US120$이상으로 증가하고 있다. 그러나 많은 오일 무역상들 은 재개된 지정학적인 마찰과 이란산 오일에 대한 수출 금지 령 그리고 예멘, 남 수단, 시리아로 부터의 공급 감소로 인해 2012년 상당히 원유 가격이 오를 것으로 믿고있다. 물 없는(즉 비수계;non-aqueous) 염색(Waterless dyeing) 은 특히 지난 50여년 동안 깊게 연구되어 온 목표이지만, 많은 기술적, 환경적 모순과 유독성에 대한 쟁점, 시간에 대한 비수 계 염색의 경제성 변동으로 인해 성공에 한계가 있었다. 처음에는 waterless 염색 시스템이 단순히 섬유의 수분율 (moisture regain value) 때문에 종종 약간의 물을 틀림없 이 포함할 것으로 지적되었다. 예를 들어 다양한 섬유에 대해 waterless 염색을 행할 수 있는 대표적인 물의 양은 상대습도 65%와 20℃의 상태에서 Table 1에서 보여지는 것과 같다. 천연섬유가 합성섬유와 비교하여 염색 시스템에서 많은 물 을 갖고 있는 것으로 보여질 수 있으며, 이러한 염색 시스템에 서 염색을 위해 약간의 물이 필요하기 때문에 이온 그룹을 포 함하고 있는 염료로 천연섬유가 염색되기 위해서 실제적으로 중요한 것이다. 그러나 염색 온도가 20℃이상으로 증가하는 동안 섬유로 부터의 물의 탈착은 비수계 매체(non-aqueous medium)의 관점과 사용된 설비의 디자인에서 복잡한 쟁점에 이를 수 있다. 예를 들어 비수계 solvent-water 공비혼합물 (azeotrope; 즉 일정한 끓는 점 혼합물)의 구성 또는 설비의 리 사이클/비수계 매체의 재사용을 위해 염색 사이클의 끝에서 비 수계 매체로부터 물을 분리하기 위한 필요성은 기술적, 경제적 쟁점을 만든다. Table 1. 섬유의 수분 흡수 (65% RH, 20℃) Fiber 섬유의 수분 흡수율% 면 (Cotton) 7~8 머서화 면 (Mercerised Cotton) 12까지 아마 (Flax) 12까지 실크 (Silk) 10 울 (Wool) 14 비스코스 (Viscose) 12~14 나일론 6 (Nylon 6) 4.1 폴리에스테르 (Polyester) 0.4 아크릴 (Acrylic) 1~2 모다크릴 (Modacrylic) 0.5~1 71

다양한 기술적 접근의 역사적 평론과 평가 · •이온성 액체 (ionic liquid) •초임계 이산화탄소 (supercritical carbon dioxide) Solvent Dyeing 테트라클로로에틸렌(퍼클로로에틸렌)과

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기타동향

다양한 기술적 접근의 역사적 평론과 평가

기타동향┃다양한 기술적 접근의 역사적 평론과 평가

VISION

물은 손쉽게 사용가능하고, 상대적으로 값싸며, 정제하기 간

단하기 때문에 천여년 동안 섬유의 염색에 사용되어져 왔다.

그러나 물은 섬유용 염료의 다수를 위한 뛰어난 용매인 반면

에, 물의 수소결합 구조는 높은 끓는점과 높은 증발 잠열을 갖

게 한다. wet 공정에서 섬유의 건조는 그래서 상당히 많은 양

의 에너지를 소비하고, 건조 비용은 에너지 가격이 올라감에

따라 증가하기 시작하는 것으로 보인다.

올해 초부터 시작된 유가 인상은 2008년 7월의 최고점

US147$보다는 여전히 낮기는 하지만, 배럴당 US100$에서

US120$이상으로 증가하고 있다. 그러나 많은 오일 무역상들

은 재개된 지정학적인 마찰과 이란산 오일에 대한 수출 금지

령 그리고 예멘, 남 수단, 시리아로 부터의 공급 감소로 인해

2012년 상당히 원유 가격이 오를 것으로 믿고있다.

물 없는(즉 비수계;non-aqueous) 염색(Waterless dyeing)

은 특히 지난 50여년 동안 깊게 연구되어 온 목표이지만, 많은

기술적, 환경적 모순과 유독성에 대한 쟁점, 시간에 대한 비수

계 염색의 경제성 변동으로 인해 성공에 한계가 있었다.

처음에는 waterless 염색 시스템이 단순히 섬유의 수분율

(moisture regain value) 때문에 종종 약간의 물을 틀림없

이 포함할 것으로 지적되었다. 예를 들어 다양한 섬유에 대해

waterless 염색을 행할 수 있는 대표적인 물의 양은 상대습도

65%와 20℃의 상태에서 Table 1에서 보여지는 것과 같다.

천연섬유가 합성섬유와 비교하여 염색 시스템에서 많은 물

을 갖고 있는 것으로 보여질 수 있으며, 이러한 염색 시스템에

서 염색을 위해 약간의 물이 필요하기 때문에 이온 그룹을 포

함하고 있는 염료로 천연섬유가 염색되기 위해서 실제적으로

중요한 것이다. 그러나 염색 온도가 20℃이상으로 증가하는

동안 섬유로 부터의 물의 탈착은 비수계 매체(non-aqueous

medium)의 관점과 사용된 설비의 디자인에서 복잡한 쟁점에

이를 수 있다. 예를 들어 비수계 solvent-water 공비혼합물

(azeotrope; 즉 일정한 끓는 점 혼합물)의 구성 또는 설비의 리

사이클/비수계 매체의 재사용을 위해 염색 사이클의 끝에서 비

수계 매체로부터 물을 분리하기 위한 필요성은 기술적, 경제적

쟁점을 만든다.

Table 1. 섬유의 수분 흡수 (65% RH, 20℃)

Fiber 섬유의 수분 흡수율%

면 (Cotton) 7~8

머서화 면 (Mercerised Cotton) 12까지

아마 (Flax) 12까지

실크 (Silk) 10

울 (Wool) 14

비스코스 (Viscose) 12~14

나일론 6 (Nylon 6) 4.1

폴리에스테르 (Polyester) 0.4

아크릴 (Acrylic) 1~2

모다크릴 (Modacrylic) 0.5~1

71

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기타동향┃다양한 기술적 접근의 역사적 평론과 평가

VISION

Waterless Dyeing SystemWaterless 염색을 위한 많은 접근들이 연구되고 있으며, 다

음의 비수계 매체를 사용한 waterless 염색 시스템에 대한 진

전이 진행되고 있다.

•유기 용매로부터 염색(solvent dyeing)

•무수 액체 암모니아(anhydrous liquid ammonia)

•증기상 염색(vapour phase dyeing)

•승화 (sublimation)

•이온성 액체 (ionic liquid)

•초임계 이산화탄소 (supercritical carbon dioxide)

Solvent Dyeing테트라클로로에틸렌(퍼클로로에틸렌)과 같은 유기 용매로 부터

의 솔벤트 염색에 대한 문헌은 매우 광범위하며, 1969년 Milićević는 20년 동안 642개의 특허가 승인되었다고 말했다. 그러나 비록

1970년대 이 문제에 대한 광범위한 검토가 나타나긴 하였지만,

솔벤트 염색의 상업적인 개발은 무시해도 될 정도였다.

물과 비교하여 퍼클로로에틸렌의 관련 특성 비교는 Table 2에

설명되어 있다. 보는 바와 같이 물(수소결합된 액체)과 비교하여

퍼클로로에틸렌은 보다 빠르고 경제적으로 가열될 수 있다. 그

러나 순수한 퍼클로로에틸렌이 물(100℃)보다 더 높은 끓는 점

(121.1℃)을 갖지만, 시스템 내 15.8% 물의 존재는 끓는 점을

87.8℃로 제한하는 공비혼합물(azeotrope)을 형성할 수 있다.

Table 2. 퍼클로로에틸렌(Perchloroethylene)과 물의 선택적 특성

Perchloroethylene Water

밀도 (g/㎖) 1.621 1.0

끓는 점 (℃) 121.1 100

잠열 (cal/g) 50.0 540

비열 (Specific heat) 0.215 1.0

끓는점에서의 증기 밀도 (공기=1.0) 5.83 0.60

표면 장력 (dyn/㎝) 32.3 72.75

점도 (cP) 0.88 1.002

용해성-solvent in water at 25℃ (g/100g) 0.015

용해성-water in solvent at 25℃ (g/100g) 0.01

공비 혼합물(Azeotrope) - 끓는점 (℃) 87.8

구성 - water/solvent 무게비 15.8~84.2

한계치(Threshold limit value) (ppm) in 1971 100

그러나 1970년대에 퍼클로로에틸렌에 대한 일반 사람이 손

상없이 노출될 수 있는 평균농도인 허용한계값(threshold limit

value/직업 노출한계;occupational exposure limit)은 공기

중에서 단지 100ppm이었다. 그 후 퍼클로로에틸렌의 독성

은 국제 암 연구기관(International Agency for Research on

Cancer)에 의해 평가되고 있으며, 인간에게 아마 암을 유발할

수도 있는 것을 의미하는 Group 2A 발암물질로 분류되고 있다.

셀룰로오스 섬유 등의 염색은 시스템 내에 물의 존재를 필요

로 하는 이온성 염료로 염색을 하여 복잡한 요소이기 때문에 대

부분의 연구는 퍼클로로에틸렌의 폴리에스테르 분산염색에 집

중되었다. 그러나 퍼클로로에틸렌 안에서 분산염료를 사용한

폴레에스테르의 솔벤트 염색에서 중요한 문제점은 분산염료의

용해 파라미터가 폴리에스테르보다 퍼클로로에틸렌에 더 가까

워, 결과적으로 분산염료가 솔벤트에서 선택적인 용해성을 유

지하게 된다. Kothe는 1,100개의 첨가물이 없는 분산염료를

연구하였지만, 오직 한개만 50보다 큰 폴리에스테르에 대한 흡

진을 준다는 것을 발견하였다. 분산염료의 이러한 퍼클로로에

틸렌에 너무 잘 용해되는 문제에 대한 한가지 재미있는 해결책

이 DACSOL 공정에서 실리콘-유체-퍼클로로에틸렌 혼합물을

사용한 Love에 의해 개발되었다. J&P Coats Ltd.에 의해 개발

된 DACSOL 공정은 분산염료와 형광증백제가 사용되는(희석제

첨가없이) 폴리에스테르 실의 배치(batch) 염색을 위해 특별히

디자인 된 것이었다. 이 공정은 저점도 실리콘 유체(75~80%

부피)와 퍼클로로에틸렌을 사용하였다. 이는 염료의 용해도 감

소에 의한 염욕 흡진을 증가시키고, 효과적으로 욕비를 낮춤으

로써 섬유에서 염료의 선호 분할 계수가 변경된다.

미고착 염료와 잔류 솔벤트의 제거는 아세톤 린싱과 뒤이은

스팀 건조에 의해 행해진다. 그러나 1970년대 초 오일 가격의

급격한 증가는 퍼클로로에틸렌을 이용한 솔벤트 염색을 비경

제적으로 만들었다. 왜냐하면 솔벤트는 재사용을 위해 회수되

어야 하고, 일부 솔벤트가 염색 후 섬유 내에 남아있어 솔벤트

로스가 생기며, 이는 또한 공정의 경제성에 불리하게 영향을

미치기 때문이었다.

Anhydrous Liquid Ammonia무수 액체암모니아는 1925년에 천연 셀룰로오스계 섬유를

위한 팽윤제로 처음 연구되었다. 끓는 점 -33.4℃로써 낮은

72 DYETEC VISION

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기타동향┃다양한 기술적 접근의 역사적 평론과 평가

VISION

온도(예를 들어 -40정도)에서 섬유 처리가 행해져야 하지만,

34.39 dynes/㎝의 낮은 표면장력이 수초내에 빠르게 면 섬유

로 침투되어 면 재봉사의 강도 개선을 위한 Coats Prograde

공정의 기초를 형성했다. 다양한 다른 섬유에 대한 처리 또한

소개되었다. 암모니아는 건조/증열 공정 또는 온수에 의해 제

거되었다. 무수 액체암오니아 처리는 암모니아 제거 방법에 의

해 면 섬유의 구조가 달라진다. 이는 결과적으로 천연의 셀룰

로오스 Ⅰ형태에서 암모니아의 팽윤/제거 후에 동일한 형태로

되돌아가거나, 또는 머서화 면(셀룰로오스 Ⅱ)과 유사한 더욱

광택이 있는 외관(셀룰로오스 Ⅲ형태)으로 변환시킨다.

연속 염색을 위한 RAM(Rapid Anhydrous Method)은 패

드-스팀 공정을 이용한 무수 액체암모니아를 이용했다.

직접, 황화 및 반응성 염료는 무수 액체암모니아에 용해성

이 있고, -40℃에서 패딩된 후, 암모니아를 제거하기 위해

증열되어 염료를 고착한다. 분산염료는 무수 액체암모니아

에 불용성이며 폴리에스테르에 분산염료를 고착시키기 위해

150~170℃에서 과열 증열이 필요했다. 염색 조제와 pH 컨트

롤은 필요하지 않았고, 미고착 염료는 린싱 후처리에 의해 제

거되었다.

그러나 무수 액체암모니아는 독성이다. 공기 ㎥당 암모니아

가스 1.5g에 단시간 노출은 사망을 일으키며, 설비는 폭발하기

쉬운 혼합물 형태인 혼합 공기에서 16~27% 암모니아 부피로

운전되어야만 한다. 무수 액체암모니아는 구리, 니켈, 아연, 주

석 및 많은 합금을 공격하고, 수은과 접촉하면 폭발을 야기할

수 있는 잠재성이 있기 때문에 금속 온도계에서 수은이 사용될

수 없다. 이러한 것들 및 다른 이유로 이 무수 염색방법은 가동

하기에 매력적이지 못하다.

Vapour Phase Dyeing1996년 영국 리즈대학의 색채 화학 염색학과에서 소형 패

키지 형태의 폴리에스테르 섬유에 기화된 형태로 분산염료

의 흡수 가능성을 실험실 염색기로 보여주었다. 온도영역

180~220℃에서 사용하였으며, 폴리에스테르와 나일론에 대

해 완전히 침투된 염색을 얻었다. 그러나 분산염료가 열적 분

해에 견뎌야만 한다. 실험은 단색에 대한 균염 부여인데 반하

여, 추후 경험적으로 균염과 컬러매칭을 해야하는 염료의 혼합

의 어려움은 더욱 문제가 있었다. 대량 염색을 위한 설비의 디

자인은 상업적 이용에서의 만족을 위하여 존재하는 상당한 공

학적 문제가 있는 것으로 드러났다.

Sublimation Dyeing Systems승화 전사날염은 기술로서 확실히 자리를 잡았으며, 원단

의 각 면에 동일한 색상을 얻기위한 이중 염색 시스템(duplex

dyeing system)과 같이 원단의 양면에 완전히 침투시키는 것

을 얻기위해 진공 보조 공정을 사용할지도 모르지만, 이러한

원리를 사용하여 염료를 원단으로 이동시키는 것이 가능해야

한다. 이 기술은 원단의 표면과 이면에 다른 색상을 가진 이색

원단(bi-colored fabrics)을 만드는 것으로 확대할 수 있다. 분

명히 waterless 염색 시스템을 위한 섬유 기재는 폴리에스테르

나 다른 합성섬유일 것이기 때문에 승화에 대한 염색 견뢰도가

문제가 될 수 있다.

하지만 이러한 염료 이송은 물이 없는 제조공정인데 반하여

전사지의 생산과 염료의 적용, 수지, 기타 등은 waterless가 아

니며, 이런 이유로 물의 사용은 단순히 pre-dyeing 공정으로

전사된다.

다양한 전사지를 사용하여 염료를 폴리에스테르/울 혼방 직

물에서 로그 폴리에스테르 실(rogue polyester thread)로 염

료를 이동시키기 위한 염료 저장소처럼 사용된 아주 많은 염

료가 탑재된 폴리에스테르 원단을 사용한 것이 Troydale 공

정(Troy Mills, UK) 이었다. 이와 같이 만약 폴리에스테르/

울 원단의 전반적인 색상이 갈색이라면, 갈색으로 염색된 저

장소 원단(reservoir fabric)은 전사 칼렌더에 원단과 함께 통

과하게 된다. 염색된 rogue 폴리에스테르 실의 갈색은 효과적

으로 결점을 감춘다. 원단 3백만 미터의 상당량이 이러한 유용

한 공정에 의해 등급하락으로부터 구해졌다. 하지만 저장소 원

단(reservoir fabric)은 수계 염색시스템을 통해 염색되었으며,

이 공정은 전범위 모든 색상을 염색하기에는 적합하지 않았

다. 최근에 Katmandu(미국 서쪽 캘리포니아)는 roll-to-roll,

roll-to-piece, piece-to-piece 형태로 색상을 입힌 원단을

생산하기 위한 염료 승화(Kinetic Colorisation™)의 상표 등

록 된 첨단 형태의 새로운 녹색기술을 발표하고 있다. 이 기술

은 사실상 물을 사용하지 않는 공정으로 폴리에스테르, 폴리에

스테르/면 혼방, 라이크라, 나일론 까지도 wet dye 효과로 생

산한다고 주장한다. 이 회사는 또한 원단의 양쪽 면(2개의 다

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기타동향┃다양한 기술적 접근의 역사적 평론과 평가

VISION

른 색상 또는 날염)에 염색하기 위한 특별한 능력이 있다고 주

장한다. 이러한 원단은 의류용, 집안 장식용, POP 광고사인 및

많은 군사용도로 사용된다.

Dyeing in Ionic Liquids이온성 액체(ionic liquid)는 그린 솔벤트(green solvent)로

여겨지는 소재의 중요한 부류이다. 이온성 액체는 상온에서

120℃까지 유동적일 수 있는 액체상태에서 염(salts)이며, 보

통 200℃ 훨씬 이상에서 열안정성이다.

Pingale과 Jawale에 따르면 이온성 액체의 몇몇 장점들은

다음과 같다.

•대부분의 유기 및 무기 물질을 용해시킬 수 있음

•전기화학적으로 안정함

•높은 열전도성을 나타냄

•열적으로 안정함

•무시해도 될 정도의 증기압을 가짐

•화재 또는 폭발 위험이 거의 없음

•한번 반응이 완료되면 재활용을 위해 쉽게 분리될 수 있음

•자주 더욱 민감한 반응 또는 높은 수율 결과를 가져옴

•특별한 적용에 맞도록 맞춰질 수 있음

현재까지 갖고 있는 일부 난점들은,

• 여전히 상대적으로 비싸며,

•모든 물질들에 대한 생태학적 위험이 여전히 명확하지 않음

이온성 액체의 지극히 낮은 증기압은 이들을 유기 용제와 비

교하여 다루기 쉽게 만든다. 게다가 이온성 액체는 높고 온도와

관련된 유전율을 보이며, 이는 셀룰로오스, 케라틴, 실리콘과

같은 물질들에 대한 뛰어난 용해성을 부여한다. 이온성 액체는

크게 이온과 단기 이온쌍(short-lived ion pair)으로 구성되며,

셀룰로오스, 울, 실크를 용해시키기 위해 사용될 수 있다.

BMIM+Cl-(1-Butyl-3-methylimidazolium chloride)와 같

은 염소함유 이온성 액체는 효과적인 용제이다. 폴리에스테르/

비스코스 직물의 번아웃 날염(devoré)을 위해서는 EMIM-Ac(1-

ethyl-3-methylimidazolium acetate)가 사용되고 있다.

독일의 Deutsches Textil-forschungszentrum Nord-

West eV(DTNW/Universität Duisberg Essen)에서 예비 실험을

통해 이온성 액체가 분산, 카티온, 반응성, 메탈 콤플렉스 염료

를 사용하는 섬유를 위한 염료 매개체로서 적합하다는 것을 입

증했다. Centexble은 현재 2012년 6월 1일 시작하는 2년의 연

구개발 프로젝트를 제안하고 있으며, 목표는 이온성 액체로부

터 천연 및 합성섬유를 염색하기 위한 운용 기술의 원칙을 개

발하는 것이다. 면, 폴리에스테르(PET, PBT, PTT)와 같은 섬

유는 물론 울, 폴리아마이드, 아크릴 섬유가 연구될 것이다. 이

온성 액체의 사용은 최소한의 대기 오염을 가진 대기압과 고온

에서 waterless 염색 시스템을 위한 잠재력을 제공한다.

Dong은 4 1-alkyl-3-methylimidazolium bromide 이온

성 액체(Cn MimBr, 여기서 n=4, 8, 12 또는 16)에 대한 연구

를 하고있다. 나일론에 대한 산성염료의 흡수는 비록 염료-이

온성 액체의 상호작용과 염료-이온성 액체 복합물의 응집 증

가로 염료 흡수에 부정적인 영향을 가하지만, C8MimBr이 존

재함에 따라 증가되었다. 또 다른 연구로는 CI Acid Blue 7 염

료를 사용하여 울에 아세테이트 기반과 브로모 기반 이온성 액

체 처리의 영향에 대한 연구가 행해지고 있다.

분명히 이러한 연구는 여전히 초창기이며, 만약 필요한 물리

화학적 물성을 찾을 수 있는 적절한 이온성 액체와 적당한 설

비 설계/리사이클 시스템이 개발될 수 있다면 waterless 염색

의 어떠한 형태로 부각될 것인지를 알아보기 위해 흥미로울 것

이다.

SCO2 DyeingsCO2(supercritical carbon dioxide;초임계 이산화탄소) 염

색은 완전히 재검토되고 있다. 임계점보다 높은 초임계 CO2는

액체와 기체 모두의 특성을 보인다. 최초의 semi-technical

규모의 염색기는 ITMA 1991에서 Jasper GmbH & Co(Velen,

독일)에 의해 전시되었지만, 실제로 많은 기술적 문제가 발생

했으며 Jasper에 의해 기술이 중단되었다.

30리터 용량의 또 다른 시험 장치가 ITMA 1995에서 UHDE

Hochdrucktechnik GmbH(Hagen, 독일)와 Deutsches

Textilforschungszentrum Nord-West eV(Krefeld, 독일)의

공동 연구에 의해 전시되었다. 이 설비는 염색 공정 동안 과

도한 염료 및 방사 유제의 제거와 분리뿐만 아니라, 색상 변

경을 위한 설비의 세척 및 CO2의 재활용을 위해 추출 사이클

74 DYETEC VISION

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기타동향┃다양한 기술적 접근의 역사적 평론과 평가

VISION

(extraction cycle)을 포함시켰다. 또한 분리된 염료 저장 용기

와 훨씬 높은 유량을 가진 펌프가 통합되어 있다.

분산 염료로 폴리에스테르를 염색하기 위해 이상적으

로 적합한 염색 설비는 일반적으로 140℃이상의 온도와

250~300bar정도의 상당한 압력 아래에서 가동된다. 그러므

로 이와 같이 높은 압력을 이겨내기 위한 설비의 공학은 상당

히 튼튼해야 하기 때문에 물 기반의 염색 설비와 비교하여 설

비의 가격이 증가한다. 그러나 천연 섬유를 염색하기 위해 반

응성, 직접, 산성 염료가 사용되는 것은 거의 sCO2에서 불용성

인 반면, 분산 염료는 주목할 만한 용해성을 보인다. sCO2는

종래의 수계 염색(aqueous dyeing)에서 물이 하는 정도의 크

기로 셀룰로오스, 울, 실크 섬유와 같은 극성 섬유(polar fiber)

에서 수소결합(hydrogen bond)을 깰 수 없기 때문에 섬유로의

염료 확산(dye diffusion)을 저해한다. 더욱이 종래의 분산 염

료는 극성 섬유와 단지 약간의 상호작용을 나타낸다. 천연 섬

유 염색의 문제점들을 해결하기 위한 다음과 같은 다양한 접근

들이 연구되고 있다.

• 팽윤 및 가교제(예를 들어 고분자량 폴리에테르 유도체,

폴리에틸렌 옥사이드, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 글

리콜)의 침투

•보조용매(co-solvent; 예를 들어 메탄올, 물)의 사용

•섬유 개질 기술(예를 들어 소수성기의 도입)

그러나 이러한 접근들은 수계 염색에 대한 sCO2 염색의 주

요한 이점들을 떨어뜨린다.

대안으로서의 접근은 셀룰로오스, 단백질 섬유를 위한 섬유

반응성기(reactive functional group)를 가진 개질 sCO2 용해

성 분산 염료이다. 염료 개질 방법은 다음을 포함한다.

• 함침된 면 섬유에 대한 적용을 위한 설폰화 그룹이 개질된

분산 염료

• 면과 단백질 섬유 염색을 위한 1,3,5-trichloro-2,4,6-

triazine 그룹이 개질된 분산 염료

• 단백질 섬유 염색을 위한 SO2, chloride, bromide,

iodate, acetate, phenolate 또는 toluenesulfonate 그룹

이 개질된 분산 염료

• 면과 단백질 섬유 염색을 위한 2 bromoacrylic acid ester

또는 amide 그룹이 개질된 분산 염료

• 면과 단백질 섬유 염색을 위한 vinylsulfone 그룹이 개질

된 분산염료. 이 접근은 아민 그룹을 포함하고 있는 섬유

의 염색에 위한 가장 적합한 방법으로 여겨짐.

종래의 수계 염색에 대한 분산염료를 사용한 폴리에스테르

sCO2 염색의 이점은 다음과 같다.

•수 처리와 수질 오염의 완전한 배제

•섬유 건조를 위한 에너지 비용의 절감

•보조 조제가 필요없음

•염색시 균염성/염료 흡진이 매우 높음

• sCO2 염색시 매우 짧은 시간을 필요로 하며 매우 높은 유

연성과 단납기 부여

• 폴리에스테르와 폴리아마이드 섬유를 위한 염색이 제대로

수행된다면 후처리(예를 들어 환원세정)를 필요로 하지 않음

• 이산화 탄소는 독성이 아니며, 천연 자원으로부터 얻을 수

있고 염색 공정에서 쉽게 재활용 될 수 있음

sCO2 염색 기술에 있어서 최신 개발기술은 네덜란드에

서 처음에 DyeCoo의 모회사인 FeyeCon Development &

Implementation BV의 11년에 걸친 연구개발을 바탕으

로 최초의 상업적인 sCO2 염색기를 개발한 DyeCoo Textile

Systems BV에 의해 2010년에 출시되었다. 기술적, 공학적 전

문 기술은 파트너인 Stork Prints와 Delft 대학에서 제공받고

있으며, 특별히 개발된 Chemische Fabriek Triade BV의 분

산염료와 Setex Schermuly Textile Computer GmbH(독일)

의 컨트롤 시스템을 사용하고 있다.

첫 번째 설비는 DryDye라는 공정 브랜드를 갖고 있는 Yeh

Group의 일원인 태국의 Tong Siang Co. Ltd에 설치되어있

다. 현재는 DyeOX 2250 시리즈 1으로 명명된 3개의 염색기를

가진 DyeCoo 설비가 전폭(60~80인치 폭)으로 100~125kg의

직물 배치를 염색한다. 또한 DyeCoo는 200kg 배치까지 가능

한 더 큰 설비에 대해 계획하고 있다.

DyeCoo sCO2 설비는 553개가 참가한 2009년의 8주년

Herman Wijfells Innovation Award에서 일류 업적으로 선정

75

Page 6: 다양한 기술적 접근의 역사적 평론과 평가 · •이온성 액체 (ionic liquid) •초임계 이산화탄소 (supercritical carbon dioxide) Solvent Dyeing 테트라클로로에틸렌(퍼클로로에틸렌)과

되었다. 나이키는 선수와 지구 모두에 도움이 되는 나이키사의

장기적 전략을 입증하고, 이러한 장기적 전략과 혁신 및 지속

가능성을 강화하는 DyeCoo Textile Systems BV와의 전략적

제휴를 시작해오고 있다.

<나이키로부터 지원을 받고 있는 초임계 이산화탄소 기반의 DyeCoo 시스템>

결 론이상과 같은 간단한 보고서로부터 waterless dyeing을 위한

가장 유망한 기술이 초임계 이산화탄소 기술에 바탕을 둔 것이

라는 것은 분명하다. 이는 분명히 폴리에스테르 직물의 분산염

색에 적용할 수 있지만, 면, 비스코스, 라이오셀과 같은 셀룰로

오스 섬유의 염색과 울, 실크와 같은 단백질 섬유의 성공적인

염색을 위해서는 추가적인 연구가 필요할 것이다.

이온성 액체가 waterless dyeing을 위해 가능한 것처럼 보

이지만, 상업적 현실로 이끌기 위해서는 훨씬 더 통합된 연구

와 개발이 필요할 것이며, 그 결과는 특정 섬유의 염색 시스템

을 위한 이온성 액체의 올바른 선택에 의존할 것이다.

출처 : International Dyer May 2012

제공 : 민 문 홍

읽어둡시다 보리차에 소금을 넣어라

보리차를 끓일 때 약간의 소금을 넣으면 향기도 좋아지고 맛도 부드러워진다 소금을 넣고 10분

정도 끓인 다음 주전자를 찬물에 담가 식힌다.

두루마리 휴지 절약법

두루말이 휴지는 빙글빙글 돌면서 풀려나오기 때문에 필요이상으로 풀리기 쉽다. 이럴 경우에는

두루말이를 납작하게 눌러서 두면 둥글 때보다 잘 풀려나오지 않아 모르는 사이에 절약된다.

묵은 간장 맛있게 하려면

묵은 집간장을 맛있게 먹으려면 집간장 1말에 검은콩 1되, 북어 3마리를 약간의 물과 함께 푹

끓인 후 검은콩과 북어는 건져내고 조청이나 물엿을 넣고 한번 더 끓여서 식혀먹는다.

팔꿈치 거무스레할 때

무릎, 팔꿈치, 발뒤꿈치가 거무스레할 때는 레몬조각으로 닦아준다.

과일산이 검은것을없애주는 효과가 있기 때문이다.

유리창 닦을 때 식초를 ...

분무기에 약간의 식초를 섞어서 유리창에 뿌려주면 시중에서 사는 유리 광택제보다 더 잘 닦아진다.

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