물 없는 염색


‘물 없는 컬러산업 육성사업’ 통합지원센터 올 하반기 본격 가동

‘디지털날염’, ‘초임계 유체염색’으로 친환경 섬유패러다임 전환 대응




글로벌 마켓에서의 ‘탄소중립’을 키워드로 한 지속가능한 산업으로의 구조재편이 전 산업에 걸쳐 빠르게 전환·전개되고 있는 가운데 섬유산업 또한 예외일 수 없다.


특히, 국내 염색가공분야의 경우, 이 같은 변화요구에 선제적으로 대응하기 위해 친환경 생산체계로의 패러다임 전환을 목표로 ‘제조업 혁신 3.0 기반, 물 없는 컬러산업 육성사업(이하, 비수계 컬러산업)’을 추진, 드디어 오는 6월 그 모습을 드러낼 예정이다.


이에 본지는 5년간의 사업 추진을 통해 올 하반기에 모습을 드러낼 비수계 컬러산업의 현황을 지상 소개하는 한편, 관련 산업계에 이해를 돕고자 한다.


<편집자 주>


제조업 혁신 3.0 기반, 물 없는 컬러산업 육성사업(비수계 컬러산업) 추진현황

폐수 발생 및 환경규제 강화로 부정적인 인식이 강한 염색산업.


공정혁신을 통한 새로운 활로 모색이 시급한 상황에서 물을 사용하지 않는 친환경 혁신 공정기술(디지털 날염, 초임계 유체염색)에 대한 핵심기술 확보 및 기업지원 인프라 구축은 절대적이다.


이에 따라 산업통상자원부와 대구광역시가 시행하고 다이텍연구원 주관으로 중점 추진하고 있는 이 사업은 2017년 4월부터 2022년 6월까지 총사업비 550억 원(국비 411, 시비 30, 민자 109)을 투입해 초임계 유체 염색 및 디지털 날염 관련 기술개발 사업과 기업지원을 위한 비수계(非水系) 컬러산업 솔루션 센터(연면적 1,617㎡)를 구축하고, 비수계 염색 관련 원천기술 개발, 관련 중소기업의 연구개발 및 환경규제 대응 등을 지원하게 된다.


비수계 컬러산업 육성에는 ▷고속 Multi-pass 디지털 날염 기술 개발 ▷대형 저평량 고속 전사 시스템 및 공정기술 개발 ▷초임계 유체 염색 기술 개발 등 비수계 염색 관련 핵심기술에 대한 3개 연구개발(R&D) 사업과 연구지원을 위한 ▷물 없는 컬러산업 통합지원센터(물없는 컬러산업 염색기술 기반 연구지원 시스템 구축) 기반구축 1개 사업이 핵심이다.

▷ 고속 Multi-pass 디지털 날염 기술 개발(R&D)

최종목표는 고속 다이렉트 DTP 시스템의 국산화로 스마트 공장 대응 600m²/h급 고해상도 Multi-pass DTP 시스템 개발이다.


현재, 고속 DTP용 설비에 최적화된 반응성, 산성, 분산, 안료 잉크의 국산화 개발과 고속형 DTP 전·후처리 솔루션 및 공정기술 개발 완료에 따라 품질 안정화 테스트 중이다.


고속형 Multi-pass DTP 출력설비 개발을 위한 8헤드 출력 모듈 개발과 고속 다이텍트 DTP용 반응성/산성/분산/안료 기본 4색(CMYK) 잉크 시제품 개발, 고속 잉크 최적화 전처리제 개발 및 전·후처리 공정개발을 추진했다.


600m²/h급 고속형 Multi-pass DTP 출력설비 제작 및 성능테스트와 반응성/산성/분산/안료 잉크 성능개선 및 잉크 개발, 소재별 최적 전·후처리 공정개발 및 고속형 DTP 제품화 공정 확립도 마무리 절차가 진행되고 있다.


본 사업에는 다이텍연구원을 총괄 주관으로 ㈜평안, ㈜오영, ㈜잉크테크가 공동 수행하고 있다.

▷ 대형 저평량 고속 전사 시스템 및 공정기술 개발(R&D)

최종목표는 600m²/h급 전사용지 출력 및 고속 후처리 발색 시스템 개발과 고속 설비 PET, Nylon, Cotton 전사용 잉크 개발, 50g/m² 이하 저평량 전사용지 및 Nylon, Cotton 전사공정 기술개발이다.


1단계로 400m²/h급 중고속 전사날염 출력장비 및 후처리 발색기 시작품 제작과 PET, Nylon 소재 고속 전사용 잉크 개발, PET, Nylon 전용 저평량 50g/m² 전사용지 개발 및 Nylon 소재 전사 전처리 공정개발을 진행했다.


현재, 600m²/h급 고속 전사날염 장비 개발 및 성능 최적화 Cotton 소재 전사용 잉크 개발 및 고속설비 최적 잉크 제품 상용화, Cotton 소재 전용 전사용지 및 소재별 전사날염 최적화 공정개발 등을 추진, 테스트 중이다.


본 사업에는 ㈜디지아이를 총괄 주관으로 ㈜디지아이, ㈜경인양행, 서진머티리얼(주)가 공동 수행하고 있다.

▷ 초임계 유체 염색기술 개발(R&D)

이산화탄소(CO₂)를 활용한 초임계 유체 염색기술 상용화를 최종목표로 200kg급 초임계 유체 염색설비 개발과 PET, Nylon 섬유용 초임계 유체 염색 염료 및 염색 공정기술 개발이 추진되고 있다.


1단계로 25kg급 초임계 유체 염색설비를 제작 완료, 염색공정 조건 확립 시운전 진행에 이어 200kg급 초임계 유체 염색설비 설계 완료 및 염색조 압력용기를 제작해 품질 안정화를 테스트 중이다.


세계 두 번째 상용화 설비 설계, 제작기술의 확보와 함께, PET 및 나일론 초임계 유체 염색용 염료 양산화, 개발설비를 활용한 최적 공정 확립을 위한 마무리 단계가 진행 중이다.


본 사업은 ㈜대주기계를 총괄 주관으로 ㈜대주기계, 삼원산업(주)가 공동 수행 중이다.

▷ 물 없는 컬러산업 통합지원센터 기반구축사업

지난해 6월, 본 사업의 기반구축사업으로 연면적 1,617㎡ 규모의 통합지원센터(기술창조발전소)를 준공했다.


친환경 생산공정 및 미래형 염색산업 대응과 중소기업 지원을 위한 비수계 염색 관련 연구개발, 시생산, 시험·성능 평가 통합 지원 기반을 구축한다.


디지털 날염 연구개발 지원 장비 21종 중 18종이 도입 완료됐으며, 초임계 유체 염색 연구개발 지원장비 11종 중 10종이 도입 완료하고 초임계 유체 및 디지털 날염 관련 기술지도, 시제품 개발 지원 등을 추진하고 있다.



디지털 텍스타일 프린트(DTP) 분야 장비 도입으로는 전처리(Pre-Treatment) 설비로 시험용 패더(대림스타릿, Vertical 타입 전처리 조제 처리), 스프레이 코터(Weco, 전처리 조제 처리), 원단변부 정리기(Monti, 날염원단 변부 커팅), DTP 발색 시스템(SETeMa, DTP 전후처리)를 도입했다.


DTP 프린트 설비로는 고속 전사 출력기(Aleph, 전사날염용 페이퍼 출력), 고속 DTP 출력기(Aleph, 다이렉트 날염용 원단 출력), DTP 안료 출력 시스템(Kornit, DTP안료 잉크 출력), 초고속 DTP 출력기(MS, DTP 염료 잉크 출력)를 구축했다.


또, DTP 후처리 설비인 광폭 전사기(3,400mm, Monti, 전사날염 후처리)와 컬러 매니지먼트 및 패턴 디자인 장비인 Table-top측색 시스템(X-rite, 정밀색상 분석), Portable 측색 시스템(X-rite, 실시간 날염시료 색상분석), CMS시스템( PrintFactory, 날염 기기간 색상 보정), 3D 스캐너(Agilent Technology, 날염디자인 설계)를 도입했다.


이 밖에 DTP 시험분석 장비로 디지털 광학 현미경, 자외선 분광 광도계, 적외선 분광 광도계, 액적 분석 시스템, 이미지 검사 모션 시스템을 도입했다.


▶초임계 유체 염색 관련 연구/생산/분석 지원장비

또, 초임계 유체 염색 분야의 경우, 항온항습기, 초임계 유체 염색 Lab 시험기(DyeCoo), 초임계 유체 염료 용해도 측정기, 파열강도 시험기, 인열강도 시험기, 인장강도 시험기, 공기 투과도 시험기, 냉동분쇄기, 입도분석 시스템, 열분석 시스템 등을 도입·구축했다.

■ 대표적 디지털 날염 출력기 4종 도입


▶고속 전사 DTP 출력기 - 제조사 Aleph(이탈리아), 주요 사양 Max Speed : 270 sqm/h (2pass), Printing head : 4~8, Resolution : 1,200 dpi, Printing width : 1,850mm, Rotary belt type : air vacuum, 사용 용도 (PET, Nylon 전사 DTP) 디지털 전사날염용 paper 출력


▶고속 다이렉트 DTP 출력기 - 제조사 Aleph(이탈리아), 주요 사양 Max Speed : 270 sqm/h (2pass), Printing head : 8, Resolution : 1,200 dpi, Printing width : 1,850mm, Rotary belt type : Glue coating, 사용 용도 (반응성 잉크 활용한 Cellulose 소재) 디지털 Direct 날염용 원단 출력


▶안료 DTP 출력기 - 제조사 Kornit(이스라엘), 주요 사양 Width : 1,800mm, Max Speed : 266 sqm/h, Resolution : ~1,200dpi 건조 시스템 포함, 사용 용도(면, 나일론, PET 및 복합소재) 안료 Direct 출력 / 전후처리 필요 없음


▶초고속 다이렉트 DTP 출력기 - 제조사 MS(이탈리아), 주요 사양 Width : 1,800mm, Max Speed : 825 sqm/h, Resolution : ~600dpi, 사용 용도 (반응성 잉크 활용한 Cellulose 소재) 디지털 Direct 날염용 원단 출력


<김진일 기자>