소비자의 녹색 운동에 대한 관심과 친환경 제품에 대한 선호도가 좀 더 높아 지고 있으며, 이에 따라 녹색 소비문화의 트랜드가 섬유 및 의류 등에도 확대되고 있는 실정이다.현재 유럽과 미주의 주요 바이어들은 이러한 사회의 환경에 대한 요구에 부응하여 제품의 친환경 및 유해물질에 관련된 기준을 마련하고 적용하고 있다.

섬유 및 의류 제품의 생산에서 폐기까지 전 과정에 대한 환경 침해를 최소화 할 것이 요청 되고 있다. 따라서 염료의 선정에도 세심한 주의가 필요하며 제품의 포르말린 함유량을 낮추고 각종 농약이나 중금속을 규제하여 안전하고 친환경 적인 제품이 되도록 노력을 기울여야 한다. 섬유나 의류에 친환경과 관련한 규제물질에 대한 정보는 아래와 같다.

  1. 수소이온 농도지수 (pH Value) 
    인간의 피부는 약산성을 띄고 있어 여러 질병발생의 억제효과를 가지고 있다.섬유와 함께 중성(pH 7) 또는 약산성 (pH 7이하)을 갖는 섬유는 피부에 친화적인 반면 극단적인 pH조건하에서는 원단은 손상을 입게 된다.

  2. 폼알데하이드 함량 (Formaldehyde content)
    합성수지의 마감처리제로 첨가되는 포름알데히드는 원단의 수출방지와 제품표면을 매끄럽게 하고, 주름방지와 방오가공 마무리에 사용된다. 그러나 수지로 가공 처리된 원단은 잔류염소로 인하여 악취 및 직물손상, 그리고 피부자극을 일으킬 수 있다. 포름알데이히는 의류에서 수지형태나 유리 포름알데히드 형태로 검출된다.(높은온도, pH, 또는 산화제로부터 수지에서 분리된다) 포름알데히드는 사람의 점막과 호흡기에 강한 자극과 염증을 초래할 수 있으며, 피부염증 및 알레르기의 원인이 되며 발암성물질로 간주되기도 한다.

  3. 중금속 잔류물 (Heavy Metal Residues)
    일부 안료에는 중금속이 잔류하며, 이러한 중금속은 천연섬유에서 또한 검출 될 수 있다. 천연섬유를 이루는 식물들이 대기 중과 토양 속에 중금속을 흡수하기 때문이다. 체내에 흡수된 유해물질인 중금속 성분들은 신장, 뼈, 심장과 뇌에 축적된다. 특정 물질이 신체 장기에 축적되어 쌓이게 되어 어느 수위에 도달하면 무서운 결과를 초래 할 수 있다.

    예를들어, 수은은 신체의 신경체제에 영향을 미친다. 이러한 특징은 어린이들이 어른보다 더 높은 수치의 중금속을 흡수하기 때문에 특히 어린이에게 더욱 해롭다.

  4. 잔류 농약 (Pesticides Residues)
    농약은 식물을 재배하는 동안 박멸을 위해서, 곤충으로부터 보관하는 재배식물을 보호하기 위해서 사용된다. 농약은 점차적 혹은 치명적으로 인간에 독성을 미친다. 때때로 농약이 피부를 통해 흡수될 수도 있다. 또한 이러한 농약은 발암물질의 원인이 되기도 한다.

  5. 로로페놀 (PCP)&2,3,5,6-테트라클로로페놀(TeCP)
    제 3세계국가들에서 주로 곰팡이에 의해 발생되는 얼룩을 방지하기 위하여 염소화 페놀화합물을 섬유와 가죽에 바로 사용하고 있다. Pentachlorophenol(PCP)와 2,3,5,6-Tetrachlorophenol(TeCP)는 매우 독성이 강하며, 발암물질로 간주된다.

  6. 아조염료 (Azo dyestuff) 아조염료는 환원반응에 의해 분해되어 MAK Group Ⅲ A1 과 A2 로 불류된 아릴아민물질을 생성 할 수 있으며, 이러한 물질은 발암물질로 사용을 금지하고 있다. Azo 염료는 질소를 포함하는 화학합성염료 그룹의 이름이며, 이 염료는 주로 textile에 사용된다. 특정 AZO 염료는 질소를 포함하는 화학합성염료 그룹의 이름이며, 이 염료는 주로 textile에 사용된다. 특정 AZO 염료에서의 생성물은 발암물질로 간주되다.

  7. 유기염소계 캐리어 (Chlorinated Organic Carriers)
    이 물질은 폴리에스테르 직물의 염색시 촉염제로 사용되고 있으며, 유해물질로서 간의 기능을 저하시키고 피막조직의 분비물과 피부를 자극시키며 재생을 방해한다.

  8. 견뢰도 (Colorfastness)
    습기나 땀, 마찰에 의해 의복의 색상 이염이 발생될 수 있으며, 염료의 착색이 피부를 통해 인체에 흡수될 수 있으며, 이는 유아에게는 매우 중요한 문제를 일으킬 수 있다. 특히 유아용 제품에 대한 침(타액,唾液)견뢰도의 경우 특별한 주의가 필요하다.

  9. 냄새 (Smells) 섬유제품의 냄새발생은 제품내 과량의 화학물질이 남아 있을 수 있음을 암시 하며, 이러한 잔류하고 있는 화학물질은 건강에 유해할 수 있다. 곰팡이, 나프타, 비린내, 방미처리제 등이 해당된다.

  10. 니켈방출 (Release of Nickel)
    니켈이 함유되어 있는 제품이 피부에 직접 접촉되거나 지속적으로 접촉하는 경우, 니켈에 의한 피부 자극이나 알러지 반응을 일으킬수 있기 때문에 니켈 사용을 제한하고 있다. 이러한 제품에는 리벳, 단추, 지퍼와 같은 금속재질의 의류부자재가 사용되고 있다.

  11. 유기주석화합물 (Organo tin Compounds)
    트리부틸주석화합물(TBT), 디부틸주석화합물(DBT) 트리부틸주석화합물(tributyltin, TBT)은 항균제로 사용되며, 고농도는 독성이 있는 것으로 알려져 있다. 이 물질은 피부를 통하여 인체 내에 유입될 수 있으며, 양에 따라 신경계에 영향을 줄 수 있다. 섬유산업에서는 TBT물질은 양말이나 신발, 스포츠의류 사용시 발생하는 땀과 반응하는 박테리아의 분해 작용을 억제하여 불쾌한 냄새 발생을 예방하는데 사용되고 있다. 디부틸주석화합물(dibutyltin, DBT)은 유기주석화합물중의 한 종류로, PVC 제품의 안정제, 전착페인트의 촉매제, 폴리우레탄 제품이나 에스테르화 반응에서의 촉매제 등 다양한 섬유분야에서 사용되고 있다.

  12. 드라이클리닝에 사용된 오존파괴물질 (ODSs Dry Cleaning using Ozone Depleting Chemicals)
    미국의 환경보호국(EPA)은 청정공기 대기오염방지법의 개정판에서 오존파괴물질(ODS) class 1로 분류된 물질을 함유하거나 제조된 제품에 대하여 경고 문구를 표시하며, 포말 성분과 같은 필수품이 아닌 제품에 대해사 ODS class 2로 분류된 물질의 사용금지를 요구하고 있다. 일반 세탁으로도 충분한 효과가 있음에도 불구하고 소비자로 하여금 드라이클리닝을 요구하는 경우가 있다. 드라이클리닝 과정에서 프레온이라는 오존파괴물질(CFCs)이 사용되며, 이 프레온이라는 물질은 대기권에서 분해가 되지 않고 수십 년에 걸쳐 성층권으로 이동하여 오존층을 파괴하여 감소시키게 된다. (온실효과-Greenhouse effect)

  13. 형광증백제 (Brighteners)
    형광증백제는 섬유를 더 선명하게 보이게 할뿐만 아니라 화려한 색깔의 파스텔 의류에 추가 광채를 제공하는 데 사용된다. 형광증백제는 눈에 보이지 않는 자외선 및(UV light)을 눈으로 볼수 있는 밝은 청색으로 변환시킨다. 육안으로 이러한 밝은 청색의 색조가 더욱더 하얗게 보인다. 이러한 물질들은 알레르기 및 피부질환을 일으킬 수 있다.

  14. 섬유유연제 (Softening Agents)
    직물의 표면을 유연하게 하고 섬유를 부드럽게 하기 위해 첨가하는 섬유유연제는 가끔 직물을 거칠게 할 수 있다. 또 어떤 섬유유연제는 알러지를 유발하기도 한다.

  15. 제품생산활동 (Product Production)
    가급적이면 재활용된 재료를 사용하는 것이 좋다. 친환경 원료를 사용하는 것이 에너지 절감효과가 있으며, 오염이 적은 처리방법을 사용하여 폐기된 물질을 재활용하는 것이 발람직하다.

  16. 포장 (Packaging)
    포장 재료를 많이 사용할수록 폐기되어지는 물질들도 많아진다. 폴리염화비닐(PVC)플라스틱이 발포팩과 상자류로 사용되어진 후소각, 폐기되면PVC 1킬로그램 당 582그램의 염산이 배출되며 이것이 산성비의 원인이 된다.

  17. 가소제 (Plastincizer - Phthalates)
    가소제는 PVC 제품에 유연성과 유동성을 주기위해, PVC제조에 있어 가장 흔하게 첨가되는 물질이다. 그러나 연구 결과에 따르면, 일부 가소제성분은 발암성, 돌연변이성, 재생독성 등과 같은 인체유해성을 가지며, 특히3세 이하의 어린이들에게 위험하다고 알려져 있다.

  18. 난연제 (Flame Retardants)
    난연제는 난연성을 증가시키기 위해 원단 등에 첨가하는 물질이다. 2, 3-디브로모프로필포스페이트(dibromopropyl phosphate),폴리브롬화바이페닐(polybrominatedbiphenyls, PBB),폴리브롬화디페닐에트르(polybrominated diphenylethers, PBDE)등이 대표적인난연제이며, 많은 양의 난연제가 체내에 지속적 노출될 때, 면역성저하, 갑상선 부종, 기억력 감퇴, 관절경직 등이 발생할수 있다고 한다.

  19. 항미생물제 (Biocides)
    항미생물제는 일반적으로 유기주석화합물이거나 4중 암모늄화합물(quarternary ammomium compounds)이다. 대부분의 항미색물제들은 매우 유독하며, 살균제나 살충제로 사용된다.

  20. 염료 (Dyes)
    섬유산업에 사용되는 일부 염료들은 알레르기성 염료나 발암성염료로 분류되어 있다. 이 염료들의 장기적인 노출은 알레르기나 암을 일으키며, 19종의 알러지성 염료와 7종의 발암성 염료가 규제되고 있다.

  21. 디메틸푸마레이트 (Dimeethyl fumarate)
    일반적으로 용매로서 많이 사용되는 휘발성 유기용매이며, 발암성물질로 알려져 있다. 체내에 축적되지 않도록 작업 시 주의를 요하는 물질이며, 피혁이나 모피 등의 가죽소재에 많이 사용되므로 해당 제품의 경우에는 잔류량을 규제하고 있으므로 함유여부를 확인하여야 한다.


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Posted by 겨울소나기

ZDHC?

ZDHC ?

The Zero Discharge of Hazardous Chemicals 의 이니셜이다.

ZDHC MRSL - WHAT IS IT?

List of chemical substances banned from use in facilities that manufacture textiles and trim parts in apparel and footwear

  • List that sets limits to eliminate the possibility of intentional use of listed substances
  • Limits apply to commercially available chemicals, chemical mixtures or chemical formulations

ZDHC - 업계에서는 유해 물질의 완전한 제거에 대해 어디까지 진행되고 있는가?

세계 유수의 섬유 제품 및 신발 브랜드 그룹은 유해 화학 물질(ZDHC) 프로그램의 배출 제로 즉 완전히 2020 년까지 모든 유해 화학 물질의 사용을 포기하는 공동 사업을 체결했습니다. 이니셔티브는 6 개의 멤버로 2년 전에 시작되었고 지금은 아디다스 그룹, 베네통, C & A, 에스프리, G - STAR RAW, 갭, H & M, 인디 텍스, 잭 울프 스킨 리바이 스트라우스 앤 컴퍼니 리미티드 브랜즈 리 닝, M & S 등이 참여하고 있다. 그리고 뉴 밸런스, 나이키, 푸마와 PVH는 이들을 권장하고 있고, 유럽​​의 Outdoor Group과 German Fashion 부문의 회사들은 준회원으로 합류했다. 2013 년 6 월에 ZDHC 프로그램은 버전 2의 공동 로드맵을 발표했다.

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Benzaldehyde Sodium Bisulfite

  • Benzaldehyde sodium bisulfite
  • Benzaldehyde sodium bisulfite adduct
  • 4657-12-9
  • AGN-PC-03CXB3
  • NSC36964
  • NSC-36964
  • sodium;hydroxy(phenyl) methanesulfonic acid

Computed Properties

  • Molecular Weight 211.190789 g/mol
  • Molecular Formula C7H8NaO4S+
  • Hydrogen Bond Donor Count 2
  • Hydrogen Bond Acceptor Count 4
  • Rotatable Bond Count 2
  • Exact Mass 211.004099 g/mol
  • Monoisotopic Mass 211.004099 g/mol
  • Topological Polar Surface Area 83 A^2
  • Heavy Atom Count 13
  • Formal Charge 1
  • Complexity 222
  • Isotope Atom Count 0
  • Defined Atom Stereocenter Count 0
  • Undefined Atom Stereocenter Count 1
  • Defined Bond Stereocenter Count 0
  • Undefined Bond Stereocenter Count 0
  • Covalently-Bonded Unit Count 2


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본 내용은 1997.8. “날염공정에서의 요소절감 기술개발” 이라는 타이틀로 한국생산기술연구원이 주관하여 2년간에 걸쳐 진행(1997.8.1~2000.6.30)된 국가연구개발과제의 ‘기술의 필요성’을 그대로 옮긴 내용입니다.

이글이 오래전에 작성된 자료이지만 아직도 당해 과제에서 지적한 내용이 해결된 제품이 출시되지 않았으며, 제시된 문제는 당면 과제로 불거져 있는 상태입니다. 당사에서는 오랫동안 이 문제를 해결하기 위해 연구해 오고 있으며, 2013년 HANTEX HS-316이라는 제품을 필두로 이 후 개선을 거쳐 후속 제품들을 개속 출시하고 있습니다. 당해 업계의 요구사항 을 만족시키면서 환경규제에 대응할 수 있는 현실성있는 제품을 공급하는데 최선을 다하겠습니다.

요소 대체품의 필요성

21세기를 앞두고 있는 세계의 섬유산업은 소비자들의 고급화 추세에 따라 점차 고부가가치 섬유제품에 대한 수요가 급격히 늘어가고 있다. 섬유제품은 특성상 염색가공을 거치면서 부가가치가 결정되기 때문에 염색가공에 대한 중요성은 계속 커지고 있다. 그러나 염색가공 처리공정이 늘어날수록 환경오염을 유발시키는 물질의 배출량이 비례적으로 증가하게 되어 그의 처리가 큰 문제로 대두되고 있다.

특히 부가가치가 높은 날염제품의 경우를 보면, 날염공정 특성상 염료외에도 호제, 요소를 비롯한 각종 조제등이 첨가되어야 하므로 날염폐수처리에 대한 여러 가지 문제로 염색공장에 부담이 되고 있다. 섬유제조업자들에게 염색공정상에서의 오염원 감소는 폐기물 처리에 관한 부담 감소, 운영 및 처리 비용의 감소, 폐기물 수집 비용의 감소 등 여러 방면으로 경제적인 이득을 준다. 일반적인 날염공정을 살펴보면 다음과 같다.

날염호 준비 → 인날(Printing) → 건조 → 염료고착(Steaming) → 후처리(Soaping 및 수세등) 요소를 사용하여 날염하는 염료로서는 반응성 염료와 산성염료가 대표적인데, 반응성 염료는 색상이 선명하고 견뢰도도 비교적 좋으며 면, 레이온 직물의 날염에 쓰이는 가장 주요한 염료의 하나이다. 산성 염료 역시 선명하고 다양한 색상으로 인해 실크, 양모 및 나일론 염색에 많이 사용되고 있다. 날염공정에서 날염풀 속의 염료의 용해 또는 분산 상태를 좋게 하고 침투를 도와 균염효과를 주는 대표적인 약제로 요소가 사용되고 있다.

날염 작업에서 요소가 다량으로 사용되는 원단은 반응성 염료 및 산성 염료를 사용하는 섬유소재인 면, Rayon과 Silk, Wool 등으로, 면은 색호의 전체 중량에서 8∼12%, Rayon의 경우에는 18∼25%, Wool은 10∼16%, 실크 및 Nylon은 4∼8%가 사용되는 실정이다.

요소를 사용하여 제기되는 문제점

요소의 BOD5는 90,000ppm 으로 폐수에서의 부하량이 크고, 대기중으로 Ammonia화하기 때문에 환경오염에 큰 몫을 차지하고 있으므로, 그 양을 줄이는 방안이 시급하나 요소의 사용량과 날염에서의 염료의 염착은 직접적인 상관관계를 가지기 때문에 효과적인 대체 방안이 아직 없는 실정이다. 각 섬유 소재별 날염시 요소의 사용량을 줄이려면 공정중 최대한의 염착증대 효과를 부여해야만 한다. 염착 효과를 증대시키기 위하여 각 날염회사에서는 요소의 효과에 대체할 수 있는 약제를 단독, 배합하여 사용(화학적 방법)하거나 공정 중에서 최대한의 염착증대 효과를 부여하는 방법(기계적 방법)이 고안되기도 한다. 그러나 아직까지는 효과적으로 요소의 양을 줄이는 기술은 보고된 바가 거의 없다.

요소 대체품의 필요성

요소의 사용량을 줄여 날염 공정에서의 환경 개선과 염료의 고착율을 높여 염료의 폐수 부하량을 줄이는 기술이 개발되면 날염 업계에서의 기술보급이 빠르게 전개될 것으로 기대된다. 날염할 때 요소의 사용량을 줄이고 염료의 고착율을 높이기 위해서는 기계적인 방법과 화학적인 방법이 있다. 기계적인 방법으로는 날염 후 증열공정에서 전(前)가습장치의 부착등으로 최대한의 염착증대 효과를 부여하여 요소 사용량을 절감하는 방법이 있고, 화학적인 방법으로는 요소의 대체 물질을 단독, 혹은 배합하여 사용함으로써 요소를 전혀 사용하지 않거나 적게 사용할 수 있는 방법이 있다. 이에 대한 기술개발의 세계적인 추세를 보면, 기계적으로는 이태리, 약제로는 미국, 일본 등에서 주로 개발중으로써 그 잠재 수요가 크게 기대되고 있는 실정이다. 따라서 국내에서도 이에 대한 체계적인 연구와 기술 개발을 통하여 국내 날염업계의 활성화와 다가오는 Green Round에 대비한 국제경쟁력의 제고가 시급히 요청되고 있다.

개발된 요소 대체품 !

20-30년 전 부터 이를 대체하기 위한 다양한 연구가 시도 되고 있지만, 시장에서 통용될 수준의 제품이 만들어 진 경우는 없습니다. (주)한송인더스트리에서는 수 년간의 개발 과정을 거쳐 요소 절감이 아니라 요소를 완전히 대체하면서 질소가 발생하지 않는 날염용 조제를 개발하고 판매하고 있습니다.

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날염용 요소 대체품

요소를 사용하면 질소가 생성되고, 수질 관리 기준에 의해 단속 대상이 됩니다. 세계적인 환경 규제의 강도가 높아 지고 있는 현실적 문제를 해결하기 위해 수 년 간의 연구를 진행해오고 있습니다.

1차 적인 연구 결과 물로 신제품을 소개하게 되어 매우 기쁩니다.섬유 산업 중에서 날염 분야의 경우, 요소의 사용이 필수적인 사항입니다. 특히 면, 레이온 등 반응성 염료를 사용하는 셀룰로오즈 섬유의 날염에서는 요소가 없으면 염료의 염착을 시킬 수 없는 것이 현실입니다.  그러나 요소의 사용으로 인한 환경 문제가 오래전 부터 대두되었고, 섬유 산업의 해당 분야에서도 요소를 사용하지 않는 시스템이나 화학약품(조제)에 대한 연구가 간헐적으로 이루어지고 있습니다.

당사에서는 수 년 간의 연구결과 상기의 문제를 해결할 수 있는 방안을 찾았고, 하기의 제품을 출시하여 2013년 11월 베트남 삼일비나에 판매(HANTEX HS-316 System)를 시작했습니다. 이 제품은 면 본염용으로 적용하여 요소를 전혀 사용하지 않으면서 작업할 수 있지만, 레이온의 경우 기존의 시스템과 유사한 성능을 발휘하기 위해서는 좀 더 강력한 성능의 제품이 필요합니다.이에 당사는 2차 적인 제품을 개발하여 출시하게 되었습니다.

  • HANTEX HS-316 > 면 본염용 반응성 염료 고착 촉진제(요소 대체)
  • HANTEX HS-2014 > 면, 레이온용 반응성 염료 고착 촉진제(요소 대체)
  • HANTEX CV-580 > HS-316 시스템의 날염용 호료
  • HANTEX RBT-280 > 면, 레이온 적용 가능한 날염용 호료
  • HANTEX UFree > 면, 레이온 적용 가능한 요소 대체품 + 날염용 호료를 원 콤포넌트 형으로 제조


Posted by 겨울소나기

ECO-GUIDE

1. NATURAL DYES
Natural dyes are derived from animal or plant sources without the use of any synthetic chemical treatment. Majority of natural dyes are vegetable dyes obtained from plant based sources like flowers, roots, berries, bark, leaves, wood, fungi and lichens. Fixatives, or mordants (which fix the dye to the fabric), are usually required as an additive to the natural dying process for the colour to adhere to the fabric. Mordants can be toxic, which reduces the positive aspect of the natural colouring process.

2. LOW IMPACT DYES
Low impact dyes have been classified by an international certification process known as the Oeko-Tex Standard 100 as eco-friendly. Low impact dyes generally do not contain toxic chemicals or mordants, require less rinsing and have a high absorption rate in the fabric, saving energy and creating less water waste. Fibre-reactive dyes are low-impact synthetic dyes that directly bond with the garment fibres rather than merely remaining as an independent chemical entity within the fibre. They contain no heavy metals or other known toxic substances, and do not need mordants. The dye cycle is shorter in comparison to other dye processes, resulting to the use of less water, salt and chemicals.

3. DIGITAL PRINTING
Just like any industrial process, conventional textile printing requires raw materials, consumes energy and produces waste. Yet, there is considerable scope for reducing the impact of the process. One the best alternatives to plate based printing that has emerged in the last few years is digital printing. Digital Printing uses cleaner consumables, it is a more efficient printing process that is urea-free, using less water, less energy and much less chemicals. Printing companies who implement digital printing technology use Dry Toner Ink, these produce virtually no hazardous Volatile Organic Compounds (VOCs) and do not require chemicals for clean up.

4. LYOCELL/TENCEL
Lyocell is a man-made fibre derived from cellulose, better known under the brand name Tencel. Though it is related to rayon and modal, a revolutionary aspect of Tencel® manufacturing is the recovery and reuse of up to 99.8 percent of the solvent with the remaining emissions are broken down in biological water treatment plants. Processing Tencel® requires less energy and water than that of cotton. The trees used are usually grown without pesticides.

5. ALCANTARA
Alcantara is an artificial substitute for suede, composed of about 68% polyester and 32% polyurethane. Developed in Japan in the 70’s, it is now only produced in Italy. Alcantara is made from synthetic petrochemicals, therefore, the environmetal impact of using non-renewable energy resources remains. Although Alcantara is non-biodegradable, it is vegan friendly. It holds the velvety texture of suede that doesn't cost the life of a cow. Since 2009, producers of Alcantara have quantified, reduced and compensated all the CO2 emissions produced by the production processes of its material.

6. HEMP
Perhaps one of the earth's most sustainable material, hemp is one of the best choice for eco fabrics. Made from the tough, coarse fiber of the cannabis plant, hemp is a natural fiber that acts and dyes very much like cotton. The hemp plant grows extremely quickly and is naturally organic. Hemp fabric is safe, natural and biodegradable and wears it wears practically forever. As a fabric, hemp provides all the warmth and softness of a natural textile but with a superior durability seldom found in other materials. Hemp is extremely versatile and can be used for countless products such as apparel, accessories, shoes, furniture, and home furnishings. Apparel made from hemp incorporates all the beneficial qualities and will likely last longer and withstand harsh conditions.

7. ORGANIC COTTON
Cotton is a soft, fluffy staple fiber that grows in a protective capsule called a boll. Despite it's white, fluffly appearance, cotton is one of the most heavily subsized, genetically modified (GM) and chemical-intensive crops in the world. In addition to being highly water dependent, conventional cotton farming accounts for 25% of the global insecticide use, consuming approximately $2.6 billion worth of pesticides each year. Organic production systems replenish and maintain soil fertility while aiming to build biologically diverse agriculture. Federal regulations prohibit the use of GM seed for organic farming. 100% Organic cotton contains no toxic pesticides and synthetic fertilizers are used in the production.

8. RECYCLED COTTON
Cotton recycling does not use any new pesticides or dyes. The impact on the environment is reduced (plus it takes less time and money) because the process skips the intensive process of harvesting, spinning and dying of new cotton. It extends the life of the fibre preventing more clothes being dumped into landfill.

9. BAMBOO
Bamboo is a grass and has been measured growing as fast as one metre in one day! For the last few years it has been touted as the best eco friendly material to date. Bamboo reaches maturity in 3-5 years, producing more oxygen the same square footage than many tree varieties. Due to the durable nature of bamboo plants, no pesticides or chemicals are needed to encourage the maturation process, and they require much less water than trees. Bamboo products may decompose into a completely reusable and nutrient-rich composted soil.

10. SYNTHETIC DYES
The textile industry is heavily dependent on chemicals for dyeing. “During the dyeing process an average t-shirt will use 16-20 litres of water. 80% of the dye is retained by the fabric and the rest is flushed out. The global textile industry discharges 40,000 – 50,000 tons of dye into the water system and Europe discharges 200,000 tons of salt.” Cambridge University, Well Dressed report. It's the number #1 polluter of clean water (after agriculture). The waste in textile mills include formaldehyde, chlorine and heavy metals such as lead and mercury, these have a terrible effect on the environment, polluting whole river beds. The final product, finished dyed textiles still contain traces of chemicals, that have been shown to be carcinogenic for humans. Of particular concern are the Azo dyes, used to give some garments their vibrant yellow, reds, and orange colors, which have been linked to cancer.

11. MODAL
Modal a semi-synthetic cellulose fibre made by spinning reconstituted cellulose usually from beech trees with a texture that is similar to silk or cotton and the material stays soft through repeated washings. Modal is biodegradable. It is 50% more water-absorbent than cotton, dyes well, holds colour fast, and is resistant to fading.
Posted by 겨울소나기

Effects of Process Parameters on Single Step Fixation of Reactive Printing and Crease Resistance Finishing of Cotton Fabrics using 23 Factorial Design

Fareha Asim1, Muzzaffar Mahmood2

  • 1Department of Textile Engineering NED University of Engineering & Technology Karachi, Pakistan
  • 2Department of Mechanical Engineering NED University of Engineering & Technology Karachi, Pakistan

Correspondence to: Fareha Asim, Department of Textile Engineering NED University of Engineering & Technology Karachi, Pakistan.

Copyright © 2012 Scientific & Academic Publishing. All Rights Reserved.

Abstract

Effects of process parameters on single step fixation for reactive printing and crease resistance finishing of cotton fabric has been investigated in this research work using factorial design. 23 factorial design have been designed and conducted to check the effect of concentration of crease resistant, urea and time-temperature profile of fixation conditions on the single step fixation process of reactive printing and crease resistance finishing. The results from the experiment suggest that two out of three factors were significant, which are concentration of crease resistant and fixation condition. Evaluation of the single step fixation process in comparison to the two-step combination has been made with respect to k/s value and dry crease recovery angle (DCRA) using software Design Expert 7.0. The statistical and graphical analyses of experiment revealed the significant effect of concentration of crease resistant and fixation condition on the response variables of single step fixation process. Furthermore, the models have been tested for adequacy and found that the assumption of normality and independency are not violated. R2 values were very high, suggesting that models accounted for most of the variability.

Keywords

Crease Resistance Finishing, DOE, DCRA, Factorial design, k/s, Reactive Printing, R2

Cite this paper

Fareha Asim, Muzzaffar Mahmood,

Effects of Process Parameters on Single Step Fixation of Reactive Printing and Crease Resistance Finishing of Cotton Fabrics using 23 Factorial Design,

International Journal of Textile Science, Vol. 2 No. 1, 2013, pp. 7-11. doi: 10.5923/j.textile.20130201.02.

1. Introduction

Cotton is an important fibre in textiles, because of its numerous advantages which need no explanation. One of the main disadvantages of cotton is creasing after washing[1]. On creasing the cotton fabrics, the molecular chains in the amorphous region slip past each other, breaking the weak hydrogen bonds. The stretched chains then form hydrogen bonds in the stretched places and thus the fabric holds the creases. The mechanism of the crease recovery process in cotton fibres is based on introducing stable cross-links so as to prevent slippage of molecular chains[2]. Cotton fabric is usually printed with reactive dyes of low reactivity, mainly Monochlorotriazine (MCT), since these dyes exhibit high solubility, low affinity, high diffusion and high print paste stability. Printing of cotton fabric with these kinds of dyes offers the following advantages: minimum hydrolysis of the dyes during the printing process, maximum fixation on cotton fabrics, minimum staining on white grounds during the washing off process and good all-round fastness properties of the print[3]. The current procedure for printing and crease resistant finishing of cotton fabric involves the application of two processes separately and in succession. The present research work was undertaken with a view to exploring the feasibility of carrying out single step fixation of reactive printing and crease resistance finishing of cotton fabric and to investigate the effects of process parameters on single step fixation of reactive printing and crease resistance finishing of cotton fabric using design of experiment (DOE). An extensive literature review had been conducted for the identification of key factors which were systematically examined through 23 factorial design.

2. Experimental

After a critical study of reactive printing and crease resistance finishing processes[4-21] a pre-experimental plan was developed. The 23 factorial design were conducted to examine the significant factors affecting the single step fixation process. Potential design factors, held constant factors, nuisance factors, response variables and experiment design for the single step fixation process were outlined. The particulars of the plan are given in Table 1 and 2. The values at (-) and (+) levels of various factors were chosen based on standard practices followed in textile industry.

2.1. Pre experimental plan

2.1.1. Process Route
Initially two routes were examined for carrying out the single step fixation process for reactive printing and crease resistance finishing. The process followed in both routes is as follows; 
Route 1

Crease Resistance Finish-Dry-Reactive Print-Dry-Fix- Wash-Dry

Route 2

Reactive Print-Dry-Crease Resistance Finish -Dry-Fix- Wash-Dry

2.2. Findings

It was found that in the case of Route 2 after application of print paste and drying when fabric was immersed in the liquor containing crease resistant and auxiliaries, the print bleeds and loses its localization. Therefore, Route 1 has been selected for the single step fixation process.

2.3. Experiment Design

Design of experiment (DOE) is a standard statistical technique to identify key factors and levels that influence system performance and variability. This technique is especially useful when there is the need to understand the interactions and effects of several system variables and an absence of concrete information[22]. The supplemental text material for DOE may be found in[23].

23 factorial design was used to investigate the effect of process parameters namely: (i) Urea, (ii) concentration of crease resistant, (iii) fixation Conditions on single step fixation of reactive printing and crease resistance finishing. A 2two-level factorial design of 8 trials with two repetitions was run according to the design matrix in Table 3. The experiments were performed in random order. The results were analyzed using software Design Expert 7.0. The responses investigated were the colour yield and dry crease recovery angle (DCRA). The details of the experimental design arrangement are shown in Tables 1, 2 and 3.

1. Introduction

2. Experimental

    2.1. Pre experimental plan

        2.1.1. Process Route

    2.2. Findings

    2.3. Experiment Design

    2.4. Evaluation of Response Variables

        2.4.1. Color Yield Measurement

        2.4.2. Evaluation of Dry Crease Recovery Angle

3. Results and Discussion

    3.1. Assessment of the Significant Factors in Single Step Process

        3.1.1. Influence of Concentration of Crease Resistant

        3.1.2. Influence of Fixation Conditions

    3.2. Influence of Urea

4. Conclusions

ACKNOWLEDGEMENTS


Posted by 겨울소나기

Substitute products for urea in application of reactive dyes to cotton fabrics

Geeta N Shetha & Aparna A Musale

The Bombay Textile Research Association, L.B.S. Marg, Ghatkopar (W), Mumbai 400 086, India

Received 28 July 2003; revised received and accepted 7 November 2003


Caprolactam, PEG 400 and PEG 600 have been identified as partial or complete substitutes of urea in the dyeing and printing of reactive dyes on cotton fabrics. It is observed that the caprolactam in many reactive dyes can replace urea while PEG 400 and PEG 600 are effective for replacement to the extent of about 50% of the optimum concentration of urea required for fixation.


Keywords: Caprolactam, Cotton, Dyeing, Polyethylene glycol, Printing, Urea

IPC Code: Int. Cl.7: C09B 62/00, D06P 1/38, D06P 3/62


1 Introduction

During dyeing/printing of cellulosic fibres with reactive dyes, the addition of urea to the pad-liquor or print-paste is recommended and it is considered by textile printers that such addition results in brighter and more level prints. Specific action of urea in continuous dyeing or printing with reactive dyes is highly complex and different opinions have been expressed to explain the results obtained under different conditions of application regarding the role played by urea1-8. Main functions of urea during continuous application of reactive dyes have been found to be the increasing solubility of dye in reaction medium, controlling evaporation of water during drying and swelling of cotton, thereby facilitating the dye-fibre reaction.

However, when dyeings or prints containing urea are washed-off, the urea is decomposed easily producing nitrogenous compounds which accelerate the growth of algae, resulting in undesirable stream pollution. In view of the fact that the environmental regulations regarding stream pollution are becoming more rigid, different approaches for elimination or replacement of urea in dyeing and printing have been adopted. Some of them are given below:

Partial or complete substitution of urea by alternate products8-10.

Controlled mechanical application of moisture before sample enters in steamer11.

Controlled drying of urea-free printed fabrics prior to steaming12.

Adoption of two-stage printing through flash ageing.

Replacement of sodium alginate by synthetic thickeners.

In the present study, different dye-solublising agents and hydrotropic substances have been examined as chemical substitutes for urea, whereby simple substitution of a more environment-friendly product could be effected.

2 Materials and Methods

2.1 Materials

2.1.1 Fabric

Mills desized, scoured, mercerized and bleached cotton fabric (warp count 30s; weft count 30s; ends/inch 96; and picks/inch 60) was used in the study. The procedures followed for desizing, scouring, mercerizing and bleaching were as follows:

Desizing

Amylase enzyme                       :       0.8 g/L

Calcium chloride                        :       1 g/L

Sodium chloride                         :       1 g/L

Duration                                   :       4 h

pH                                            :       7.0

Machine                                   :       JT-10 (Jig)

Scouring

Sodium hydroxide                      :       4 % owf

Wetting agent                            :       0.5%

Temperature                             :       950C

Duration                                   :       3 h

Machine                                   :       JT-10 (Jig)

Mercerization

Scoured fabric was mercerized with 300 g/L caustic soda.

Bleaching

H2O2                                        :       2% owf

Stabiliser                                   :       0.6 % owf

Wetting agent                            :       0.3 % owf

Temperature                             :       950C

Duration                                   :       2 h

Fabric was given hot and cold wash and neutralized with 0.5-1 g/L acetic acid at every stage of operation.


2.1.2 Dyes

Vinyl sulphone reactive dyes used were C.I. Reactive Yellow 15, C.I. Reactive Yellow 37C.I. Reactive Orange 107, C.I. Reactive Orange 16, C.I. Reactive Red 35, C.I. Reactive Red 37, C.I. Reactive Violet 5, C.I. Reactive Blue 21, C.I. Reactive Blue 19 and C.I. Reactive Black 5.

2.1.3 Chemicals

Substitute products (laboratory reagent) used were cellosolve, glycerine, sorbitol, polycarboxylic acid, polyethylene glycol (200, 400, 600, 4000) and caprolactam.

2.2 Methods

2.2.1 Dyeing

2.2.1.1 Pad-dry-cure Method

Padding liquor consisted of following ingredients:

Dye                                          :       40 g/L

Urea or substitute product          :       20-80 g/L

Sodium bicarbonate                   :       36 g/L

Water                                       :       904-844 ml


Total                                         :       1000 g


Fabric was padded on ERNST BENZ AG padding mangle with dye solution keeping an expression of 80%, dried at 80 oC and cured in Werner Mathis AG Drier Steamer at 140 oC for 90 s.


2.2.1.2 Pad-dry-steam Method

Padding liquor consisted of following ingredients:

Dye                                          :       40 g/L

Urea or substitute product          :       20-80 g/L

NaHCO3                                  :       18 g/L

Water                                       :       922-862 ml

Total                                         :       1000 g

Fabric was padded with dye solution keeping an expression of 80%, dried at 80oC and steamed in Star Steamer at 100-103oC for 7 min.


2.2.2 Printing

2.2.2.1 Print-dry-cure method


Print paste consisted of following ingredients:

Thickening agent

Sodium alginate, 8%                  :       450 g/kg

Dye                                          :       40 g/kg

Urea or substitute product          :       10-100 g/kg

Resist salt                                 :       15 g/kg

NaHCO3                                  :       25 g/kg

Water                                       :       460-370 ml

Total                                         :       1000 g


Fabric was printed, dried at 90oC and cured at 140oC for 90 s.


2.2.2.2 Print-dry-steam Method

Print paste consisted of following ingredients:

Thickening agent

Sodium alginate, 8%                  :       450 g/kg

Dye                                          :       40 g/kg

Urea or substitute product          :       10-100 g/kg

Resist salt                                 :       15 g/kg

NaHCO3                                  :       20 g/kg

Water                                       :       465-375 ml

Total                                         :       1000 g

Fabric was printed, dried at 90oC and steamed at 100-103 oC for 10 min. Dyed or printed fabrics were washed with 5 g/L non-ionic detergent at 95oC for 30 min to remove unfixed dye.

2.2.3 Colour Strength Measurement

Colour strength (K/S) was calculated from reflectance measurements carried out on Macbeth Color Eye-7000A spectrophotometer using the following Kubelka-Munk equation:

K/S = [(1 – R)2/2R ]

where R is the reflectance; K, the absorption coefficient; and S, the scattering coefficient.

3 Results and Discussion

3.1 Substitution in Dyeing


Table 1 ¾ K/S values for vinyl sulphone dyes used in presence of different amounts of urea

Dye

K/S value

Pad-dry-cure

Pad-dry-steam

Nila

10a

20a

40a

60a

80a

Nila

20a

40a

60a

80a

C. I. Reactive Yellow 15

4.1

-

4.2

5.6

7.7

13.0

14.9

15.8

15.8

15.5

15.2

C. I. Reactive Orange 107

11.1

12.7

13.2

16.6

16.6

16.8

17.6

17.7

17.0

17.3

17.6

C. I. Reactive Red 35

7.8

8.5

8.5

9.8

12.1

12.3

15.2

17.1

17.3

15.6

15.1

C. I. Reactive Blue 21

-

-

-

-

-

-

18.2

16.9

19.1

20.6

21.3

C. I. Reactive Blue 19

4.7

4.5

4.9

7.4

7.4

9.1

9.9

11.0

10.1

10.2

9.6

aUrea concentration in g/liter

 








It is known that the quantity of urea normally recommended for incorporation in pad liquor varies between 50 g/L and 60 g/L depending on the method of fixation adopted. However, this is not the optimum amount for maximum fixation of reactive dyes, and it varies from dye to dye and type of reactive system in the dye molecule. Therefore, in the present study, the optimum concentrations of urea required under given set of conditions have been obtained for each dye examined using pad-dry-cure and pad-dry-steam techniques. Subsequently, the effect of reducing this quantity progressively and replacing it by alternate substitutes without any adverse effect on the extent of fixation has been examined.

Table 1 indicates that in case of pad-dry-cure technique, the extent of fixation increases as the concentration of urea increases from 10 g/L to 80 g/L. With C. I. Reactive Orange 107 and Red 35, beyond 60 g/L urea concentration the fixation remains more or less the same while with C. I. Reactive Yellow 15 and Blue 19, the optimum quantity of urea is 80 g/L. In case of pad-dry-steam technique, beyond an optimum concentration (20g/L), further increase in concentration to 80 g/L results in a decrease in fixation or the extent of fixation remains the same. Such reduction in fixation is likely to be because of rupture of vinyl sulphone dye-fibre bond due to the combined alkaline action of urea and sodium carbonate from bicarbonate. However, with C. I. Reactive Blue 21, which is a metal-complex vinyl sulphone dye and has low reactivity to cellulose, the extent of fixation increases when the quantity of urea is increased from 20g/L to 80 g/L.

To evaluate alternate substitutes for urea in dyeing with vinyl sulphone reactive dyes, the main consideration has been given to the ability of substitute product to bring about effective solublisation of dye in the padding liquor and retention of sufficient quantity of moisture in the fabric during the curing stage where fixation of dyes takes place in case of pad-dry-cure application. Cellosolve, glycerine, sorbitol and polyacrylic acid were examined for partial substitution. However, it is observed that none of these products individually or in combination has been an effective substitute for urea, and the extent of fixation in every case is always less as compared to that obtained at optimum concentration of urea.

After intensive screening of several substitute products, three products have been experimentally identified as partial or complete replacement of urea in continuous methods of dyeing. These are polyethylene glycols (PEG) 400 and 600 and caprolactam.

Table 2 ¾ K/S values for vinyl sulphone dyes used in presence of different molecular weight PEG

Product

Conc. of product,
 g/L

K/S value

C. I. Reactive Yellow 15

C. I. Reactive Orange 107

C. I. Reactive Red 35

C. I. Reactive Blue 21

C. I. Reactive Black 5

Urea

Nil

7.5

12.6

8.0

10.7

25.6

60

11.6

16.7

12.4

12.6

27.7

PEG 200

20

9.0

14.1

9.3

11.0

-

40

9.9

13.0

9.4

10.6

-

60

9.5

12.3

9.2

11.6

-

80

8.6

10.9

8.9

11.1

-

PEG 400

20

10.0

16.3

11.3

10.4

27.1

40

10.5

14.0

11.4

11.7

26.0

60

10.3

12.9

10.0

11.1

22.4

80

10.3

12.2

10.7

11.1

23.1

PEG 600

20

9.6

15.9

13.1

9.9

28.4

40

10.4

14.2

10.6

9.9

24.3

60

9.8

13.3

10.1

10.3

20.1

80

9.5

12.2

9.4

10.2

17.8

PEG 4000

20

7.3

12.5

11.1

7.1

-

40

7.1

11.5

10.4

6.4

-

60

7.0

9.4

9.2

6.5

-

80

7.0

9.3

8.0

6.4

-

 

 














To find out appropriate molecular weight polyethylene glycols, the PEG molecular weights ranging form 200 to 4000 have been examined at different concentrations as substitute for urea (Table 2). It is observed that the PEG 400 and PEG 600 show comparable fixation for C I. Reactive Orange 107, Red 35 and Black 5, while C. I. Reactive Yellow 15 and Blue 21 show lower colour value as compared to that observed at optimum concentration of urea in case of dyeing with continuous methods. Caprolactam at 60-80 g/L concentration shows fixation, for most of the dyes, equivalent to that observed at optimum concentration of urea, irrespective of the method of dyeing. Thus, PEG 400 and PEG 600 can replace urea partially while caprolactam can replace urea completely in case of continuous methods of dyeing (Tables 2-4, Fig.1).


3.2 Substitution in Printing

As mentioned earlier, three substitute products have been identified as partial or complete replacement for urea in the dyeing of cotton textiles with reactive dyes using continuous methods of application, viz. pad-dry-cure and pad-dry-steam techniques. It was, therefore, thought desirable to examine the feasibility of urea substitution by these three substitute products during printing with reactive dyes, as urea is used as dye-solubilising agent as well as a hydrotope in large quantities during printing.

Table 3 ¾ K/S values for vinyl sulphone dyes used in presence of different molecular weight PEG at optimum concentrations

Dye

K/S value

Pad-dry-cure

Pad-dry-steam

Urea

PEG 400 (20 g/L)

PEG 600 (20 g/L)

Urea

PEG 400 (10 g/L)

PEG 600
(10 g/L)

Nil

60 g/L

 

 

Nil

20 g/L

60 g/L

 

 

C. I. Reactive Yellow 15

7.5

11.6

10.0

9.6

14.2

15.8

15.5

12.9

12.6

C. I. Reactive Orange 107

12.6

16.7

16.3

15.9

18.1

20.0

17.3

21.4

17.2

C. I. Reactive Red 35

8.0

12.4

11.3

13.1

16.4

17.1

15.6

17.3

20.2

C. I. Reactive Blue 21

10.7

12.6

10.4

9.9

18.8

16.9

21.6

19.9

17.7

C. I. Reactive Black 5

25.6

27.7

27.1

28.4

29.0

29.3

30.3

30.1

30.1

Table  ¾ K/S values of printed samples produced with vinyl sulphone dyes in presence of different amounts of urea


Dye

K/S value

Print-dry-cure

Print-dry-steam

Nila

10a

20a

50a

70a

100a

Nila

10a

30a

50a

70a

100a

C. I. Reactive Yellow 15

2.2

2.2

2.1

3.3

7.2

14.8

25.1

24.5

25.0

25.0

26.7

25.8

C. I. Reactive Orange 107

-

4.2

6.4

12.3

21.2

21.4

26.3

25.7

25.2

25.3

25.5

24.7

C. I. Reactive Red 37

3.8

4.1

6.1

9.9

16.9

23.3

27.3

27.4

27.1

27.0

26.6

26.6

C. I. Reactive Blue 28

2.7

3.5

5.5

9.9

13.6

14.8

-

-

-

-

-

-

C. I. Reactive Blue 19

-

-

-

-

-

-

15.6

14.9

15.7

16.7

19.3

21.4

C. I. Reactive Blue 21

2.6

3.5

4.1

6.4

13.1

14.7

22.9

22.7

23.0

23.3

24.5

25.6

C. I. Reactive Black 5

-

11

15.2

21.6

25.1

25.2

-

-

-

-

-

-

Urea concentration in g/L


 

 

 









In the first instance, the optimum concentrations of urea required for effective fixation of different reactive dyes by print-dry-cure and print-dry-steam techniques of application were determined. Once this quantity was determined, the effect of substitute products could be determined without any adverse effect on the extent of fixation.

Table 4 shows that in case of print-dry-cure technique, as the concentration of urea is increased from 70 g/kg to 100 g/kg, the colour value increases for C. I. Reactive Yellow 15, Red 37, Blue 28 and Blue 21 while with C. I. Reactive Orange 107 and Black 5, the increase in concentration of urea has practically no effect on the extent of fixation.

In case of print-dry-steam technique, with C. I. Reactive Blue 19 and Blue 21, the extent of fixation increases progressively as the concentration of urea in the print paste is increased from 50 g/kg to 100 g/kg print paste while with C. I. Reactive Yellow 15, Orange 107 and Red 37, the fixation remains more or less the same with or without urea. With later three dyes, the marginal decrease is observed in presence of urea (Table 4). This decrease is likely to be due to the increase in alkali content in the print paste as a result of combination of higher quantities of urea and bicarbonate, which, in turn, may result in rupture of vinyl sulphone dye-fibre bond.

For studying feasibility of partial or complete substitution of urea, PEG 400, PEG 600 and caprolactam have been examined both for print-dry-cure and print-dry-steam methods. As these substitute products are acidic (pH 5.0-6.0) in nature, the compatibility with sodium alginate thickener was examined by viscosity measurement in Brookfield viscometer. The changes in viscosity of print paste in the absence and presence of dye show comparable results among the entire three substitute products individually and in combination with urea in comparison to the results obtained at optimum concentration of urea in the print paste.

Fig. 1 ¾ Reflectance (K/S) values of dyeings produced with
vinyl sulphone dyes applied by continuous methods in
presence of optimum concentrations of caprolactam

 

Fig. 2 ¾ Reflectance (K/S) values of printed samples produced with vinyl sulphone dyes applied by print-dry-cure method in presence of different products at optimum concentrations

 

 

 

Subsequently, the printing was carried out in presence of different substitute products and urea. The results indicate that in case of print-dry-cure method of fixation, it is not possible to substitute urea completely by any of the three substitute products when compared to the results obtained at optimum concentration of urea (100 g/kg) (Fig. 2). However, the dye fixation is always higher than that obtained in the absence of urea in print paste. In case of combination of urea (50% of optimum concentration) with the increase in concentration of each of the three substitute products, the extent of fixation increases. The optimum concentration obtained for both PEG 400 and PEG 600 is 30g/kg, while for caprolactam it is 50g/kg when used along with 50g urea/ kg print paste for comparable fixation (Fig.3). However, PEG 400 gives more or less comparable fixation for C. I. Reactive Yellow 15, Orange 107 and Red 37 while lower colour value is observed for C. I. Reactive Blue 19 and Blue 21, as compared to that observed at optimum concentration of urea. PEG 600 gives comparable fixation for C. I. Reactive Orange 107 and Red 37 and lower fixation for C. I. Reactive Yellow 15, Blue 19 and Blue 21 as compared to that  obtained  at  optimum  concentration   of   urea.

 

Fig. 3 ¾ Reflectance (K/S) values of printed samples produced with vinyl sulphone dyes applied by print-dry-cure method in presence of different products at optimum concentrations and reduced quantity of urea

 

Fig. 4 ¾ Reflectance (K/S) values of printed samples produced with vinyl sulphone dyes applied by print-dry-steam method in presence of different products at optimum concentrations

Fig. 5 ¾ Reflectance (K/S) values of printed samples produced with vinyl sulphone dyes applied by print-dry-steam method in presence of different products at optimum concentrations and reduced quantity of urea

 

Table 5 ¾ Biodegradability of urea and different substitute products


Product

Biodegradability after 28 days, %

Urea

15.5

PEG 400

64.5

PEG 600

70.9

Caprolactum

98.6

 

 




Caprolactam shows comparable fixation to that of urea for all dyes studied except C. I. Reactive Blue 21.

In case of print-dry-steam method of fixation, 50g/kg of caprolactam completely replaces urea for equivalent fixation obtained at optimum concentration of urea (70g/kg) for all the dyes studied (Fig. 4). PEG 400 or PEG 600 alone at 20g/kg in print paste gives colour value comparable to that observed using 70g/kg of urea (Fig. 4), except for C. I. Reactive Blue 19 and Blue 21. However, at 50% of optimum concentration of urea (35 g/kg print paste) and 20 g/kg PEG 400 or PEG 600, the fixation is comparable to that observed using 70g/kg urea alone (Fig. 5). In case of C. I. Reactive Blue 19, the presence of PEG 400 or PEG 600 gives marginally lower colour value as compared to that observed at optimum concentration of urea.

Biodegrability is calculated in terms of BOD/COD ratio. Results indicate that biodegrad­ability of the substitute products is greater than that of urea (Table 5).


4 Conclusion

It appears possible to partially substitute urea by two specific types of polyethylene glycols and in some cases even complete substitution can be effected by caprolactam without much sacrifice in colour value of dyeings/prints. Products are biodegradable.


Acknowledgement

The authors are thankful to the Ministry of Textiles, Government of India, for sponsoring this research project. They are also thankful to Dr. A N Desai, Director, BTRA, for the support and to Prof. E H Daruwalla for valuable discussion during the course of work.


References

1           Baugamarate U, Melliand Textilber, 46 (1965) 851.

2           Neiderer H & Ulrich P, Textilveredlung, 3 (1968) 337.

3           Kissa E, Text Res J, 39 (1969) 734.

4           Hilderbrand D, Melliand Textilber, 49 (1968) 67.

5           Stepanek O & Weigl B, Text-Prax Int, 24 (1969) 242.

6           Von der Eltz H, Melliand Textilber, 52 (1971) 687.

7           Koch R, Melliand Textilber, 73 (1992) 962.

8           Herlinger H, Fiebig D & Kast B, Text-Prax Int, 45 (1990) 1291.

9           Provost J, J Soc Dyers Colour, 108 (1992) 260.

10        Knittel D & Schollmeyer E, Textilveredlung, 31 (1996) 153.

11        Text Month, 5 (1982) 51.

12      Reyes M, Revista de Qumic Textil, 125 (1995) 91; Colourage, 43 (9) (1996) 54.


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Posted by 겨울소나기

1. 서론

오늘날의 경쟁적인 세계시장에서 각각의 사업의 성 공을 위해서는 환경문제에 대한 인식은 반드시 필요하 다. 또한 이러한 환경문제에 대한 인식은 원료 물질의 선택에서부터 최종 제품이 생산될 때까지 공정상에 낭 비되는 부분을 관리하는 것과 매우 밀접한 관련이 있 다. 이러한 문제는 섬유의 습식공정 분야에서 발생되 고 있으며, 발암성 물질을 포함하지 않는 염료, 생물공 학의 적용, 포름알데하이드를 포함하지 않는 가공제, 생분해성 물질의 적용 등의 섬유의 습식공정에서 환경 문제를 고려하고 있 다 . APEO(alkylphenol ethxylates)를 기초로 한 화합물의 적용 분야와 같이 우리의 관심이 요구되지만 여전히 미개척 분야로 남아 있다.

APEO화합물중에서 NPEO(nonylphonol ethxylates)와 OPEO(octlphenol ethxylates)는 정련력 이 우수하여 섬유 산업에 있어서 가장 중요한 물질들 중 의 하나이다. APEO화합물의 90%는 사실상 NPEO가 차지한다. 세척제, 청소용 세제 또는 기타 조제로 섬유 및 가죽 제조업에 널리 사용되어 왔다. 그러나 이와 같은 물질은 호르몬 분비에 이상을 유발하는 것과 수중 유기 체에 유해한 영향을 미치는 등의 독성을 가지고 있다. 게다가 APEO화합물은 자연 상태에서 분해되기가 매우 어렵고 반영구적인 상태로 존재한다. 이러한 특 성은 폐수를 처리하고 자연으로 방출하는데 있어 큰 문 제점으로 작용한다. 또한 시판되고 있는 대부분의 정 련제의 주요성분은 nonylphonol ethxylates 축합물 과 유기용제로 구성하고 있다.

제조업자들은 수많은 화학 조제를 혼합하여 다양한 조성의 제품을 만들어내 지만 균일하고 안정석인 성능을 발휘하는 제조물은 극 소수에 불과하다. Sodium hydrosulphite 또한 폴리 에스테르 정련공정에 엄청난 양이 사용되고 있다. Sodium hydrosulphite와 관련된 환경문제를 최소화 하기 위하여 환경 친화적인 대체품의 개발이 필요하 다.

본고에서는 폴리에스테르 직물을 정련하는데 있어 APEO와 Sodium hydrosulphite를 사용하지 않는 최 적 레시피를 도출하고자 한다.

새로운 정련제 조성을 이용하여 정련하였을 때 기존 공정에 상당하는 정련효과를 기대할 수 있으며 화학약 품의 사용량 또한 상당히 절약할 수 있다. 본 공정은 nonylphonol ethxylates와 유해한 염화 용매를 사용하 지 않기 때문에, 친환경적인 공법이라고 할 수 있다. 또 한 매우 낮은 농도의 화학약품을 사용하기 때문에 사용 량을 절감할 수 있으며, 폐수의 농도 또한 줄일 수 있다.

2. 관련연구 검토

최근 특정한 섬유를 전처리하는데 사용되는 조제를 최적화하는 것은 조제와 기계 제조업자에게 있어 주요 관심분야이다. 섬유에 필수적인 처리 공정에 사용되는 시판되고 있는 조제에 대하여 몇 가지 소개한다.

  • Zschimmer와 Schwarz는 hydrocarbon을 사용하지 않는 효과가 우수한 정련제인 Tiscocyl RCg를 생산한다.
  • Sarex는 저렴한 가격의 성능이 우수한 습윤 정련제인 Celldet-R를 출시하였다. 이 제품은 APEO와 NPEO를 사용하지 않았으며 기포발생이 적은 우수한 제품이다.
  • Richter, Ludwigshafen 등에서 APEO와 할로겐을 포함하지 않는 레벨링제를 출시하였다. 이 제품은 친환경적이며, 자연에서 스스로 분해하는 생분해성을 가지고 있다. 새로운 레벨링제는 100℃정도에서는 분산염료가 염착되는 것을 지연시키고, 고온에서는 염착을 촉진시켜서 3원색 염료의조합이 동시에 염착되도록 하는 역할을 한다. 이러한 동시효과는 125~130℃의 고온에서 나타나며 우수한 레벨링 효과를 얻을 수 있다.
  • phenol을 함유하고 있어 신진대사에 영향을 미치는 APEO와 같은 독성이 없으며, 생분해성이 있는 제품을 사용하기를 추천한다. 한 가지 예로는 긴 사슬 형태의 alkanol ethoxylates이며, 에톡실화된 정도는 10이하여야 한다. formamidine sulphinic acid로 알려져 있는 Thiourea dioxide 는 백색 결정상의 파우더 형태이며 sodium hydrosulphite보다 안정하다. Thiourea dioxide 는 중성과 산성조건에서 활성을 가진다.

3. 재료 및 실험방법

최근 특정한 섬유를 전처리하는데 사용되는 조제를 최적화하는 것은 조제와 기계 제조업자에게 있어 주요 관심분야이다. 섬유에 필수적인 처리 공정에 사용되는 시판되고 있는 조제에 대하여 몇 가지 소개한다.

3.1 재료 선정 및 수집

섬유산업 각 분야에서 폴리에스테르 섬유의 정련과 표백에 주로 사용하고 있는 각종 화학 약품 및 조제를 선정하고 샘플을 수집하였다. 샘플의 품질 저하 또는 분해를 방지하기 위하여 밀폐용기에 보관하였다.

3.2 분류

각종 화학약품과 제조를 COD와 TSS를 기준으로 분류하였다.

3.3 재료

호발된 84×84 폴리에스테르 직물을 준비하였다.

3.4 화학약품/조제

본 실험에 사용한 화학약품과 조제 리스트는 Table.1에 나타내었다.

3.5 실험방법

정련, 표백, 염색에 친환경적인 화학약품 및 조제를 이용하여 처리하였으며, 정련과 표백된 시료의 황도 및 백도, 염색 시료의 색상강도와 K/S를 측정 및 분석 하였다. 사용된 용수량을 측정하고 COD, BOD, TSS 측정을 통하여 오염정도 비교 분석하였다. 모든 테스 트는 IS규격에 따라 측정하였다.

4. 결과 및 고찰

4.1 폴리에스테르섬유의 정련 및 얼룩제거를 위한 친환경 다기능성 약제 개발에 대한 연구 














폴리에스테르섬유의 정련, 표백, 가공 등의 공정에 서 사용하는 다양한 조제와 화학약품의 COD, pH, TSS 등을 실험실에서 분석하여 그 결과를 Table. 2에 나타내었다. 

염색 공장에서 가호하지 않은 폴리에스테 르 섬유의 공정에 제트염색기(액류염색기)를 주로 사용 한다. 연속적인 공정에 있어 각 단계의 레시피를 Fig. 1 에 나타내었다.


Fig.1 기존의 제트염색기를 이용한 폴리에세테르의 염색과 증백공정 흐름



수세 및 정련 공정은 오염부하가 큰 공정이다. 정련 공정에 의한 오염물은 대부분 기름, 왁스와 같은 섬유 에 포함된 불순물과 이러한 불순물을 제거하기 위하여 투입한 하이드로, 가성소다, 정련제 등이다. 일반적으 로 비이온성 정련제(Nonylphenol ethoxylate 베이 스)는 용매베이스의 얼룩제거제와 소디움 하이드로설 파이트 등과 함께 사용한다. 이러한 물질은 분해될 때 신진대사에 영향을 미치는 독성물질을 배출하여 폐수 의 독성을 증가시킨다. 일반적으로 조제로 사용되고 있는 용매베이스의 정 련제와 얼룩제거제로 사용되는 물질은 다음과 같다.

  1. ⅰ) TRO (Turkey Red Oil)
  2. ⅱ) CTC (Carbon Tetra Chloride)
  3. ⅲ) TCE (Tetra Chloro Ethylene)
  4. ⅳ) Non-ionic detergent
  5. ⅴ) Pine oil
  6. ⅵ) Isopropyl alcohol

비이온성 정련제와 용매베이스의 얼룩 제거제는 COD수치가 높다. 시중에 사용되고 있는 정련제의 경 우 BOD와 COD의 실험적인 수치는 각각 1.216kg/kg, 3.867kg/kg이다. 폴리에스테르 섬유의 정련, 표백, 염 색에 사용되어지는 화학약품 및 조제의 COD 수치를 분석하고, 그 결과를 Table. 3에 나타내었다.

  1. (Ethoxylated) alkoxylated fatty alcohol
  2. Sodium loryl sulphate
  3. Sodium perborate
  4. AOS (∞-Olefin sulphonate)

상기 화학조성물의 성능을 평가하기 위하여, 84× 84 호발된 폴리에스테르 섬유의 정련을 수행하였다. 

기 존의 전통적인 방식의 전처리 공정을 실험실 규모에서 HT/HP장치를 이용하여 수행하였다. 또한 새로운 다기 능성 복합 정련제와 새로운 공정으로 동일한 시료를 처 리하여 기존의 용매 베이스 공정과 비교하였다. 모든 화학약품은 섬유 무게대비 비율(% owf)로 사용하였고 액비는 실험실 규모에서는 1:10, 현장규모에서는 1:2로 처리하였다. 정련은 95℃에서 30분간 처리하였다. Table. 4와 5에 기존 정련제와 새로운 다기능성 정 련제의 환경에 대한 오염부하를 pH, BOD, COD, TDS, TSS 등을 이용하여 분석하고 비교하여 나타내 었다. 또한 각 공정에서 배수되는 폐수의 COD를 분석 하였다.



정련된 시료의 백도와 황도를 분석하여 각 정련제의 성능을 평가하였다. 또한 각각의 방법으로 정련된 시료를 증백 처리하여 성능을 비교 평가하였다. 백도를 증가시키기 위하여 시료를 과산화수소와 함께 끓는 물에서 처리하였다. 

결과는 Table. 6, 7, 8에 나타내었다. Table. 6의 결과를 두 가지 방법에 의하여 제거된 섬유 불순물량이 크게 다르지 않으며, 용매를 사용하 지 않은 새로운 정련제의 성능이 우수함을 알 수 있다. 가호된 폴리에스테르 섬유를 새로운 다기능성 정련 제를 이용하여 정련하는 경우에는, 세정욕의 오염부하 가 50% 감소하는 결과를 얻었다.

Table. 6 처리공정에 따른 COD조사

구분 

처리내용 

A.기존의 조제_COD(mg/L)

B. 신규조제 _COD(mg/L)

 비고

 a)

 화학약품만을 이용한 공정 (대조군)

 21,750

6,618

 

 b)

 정련공정 이후에 고온에서 배수 (실험실 규모)

 30,503

30,503

 

 

 섬유에 포함된 불순물에 의한 COD 증가

 8,753

8,420

 

시료 : 84×84 호발된 폴리에스테르 섬유, 공정 : 표백,  욕비 : 1:10
분석 : 1. 화학물질과 정련제를 사용한 공정에서 배출되는 폐수의 COD 분석
       2. 정련 표백된 섬유의 백도 분석

Table. 6에 나타낸 데이터를 보면, 기존의 정련제는 COD 21,750mg/L 인 것에 비하여, 새로운 다기능성 정련제의 경우 COD가 6,618mg/L 으로 환경적 오염부하를 감소시킬 수 있다. 동시에 섬유 불순물에 의한 COD수지는 8,753mg/L, 8,420mg/L으로 큰 변화가 없는 것을 보아, 기존 정련제와 정련 성능에 있어 상응하는 성능을 가진 것으로 판단된다. 

섬유의 백도 또한 기존방법에 비교할만한 결과를 얻었으며, 반면에 환경오염 부하는 획 기적으로 절감할 수 있는 것으로 여겨진다. 용매가 없 는 정련 및 얼룩제거제는 기존의 정련제 대비 Lab. 규 모 및 대량생산 규모에서 모두 환경부하가 적게 나타났 다. 섬유의 백도 또한 기존의 방법으로 처리한 것에 상응한 결과를 얻었다. 

Table 7. 공정별 백도

 

 처리규모

 정련 후

 White R(a) 처리 후

 과산화수소(b) 처리 후

 1

 전통적인 방법 (Lab. 규모)

 50.630

 83.932

 86.646

 2

 새로운 방법 (Lab. 규모)

 52.067

 85.211

 86.296

 3

 전통적인 방법 (대량생산)

 53.312

 90.627

 92.242

 4

 새로운 방법 (대량생산)

 54.132

 90.286

 93.245

a) White R 처리 : White R 0.2% owf , 빙초산 2g/L
b) 과산화수소 처리 : 과산화수소 3g/L, 규산나트륨 0.3g/L, 100℃×30min

Table. 8 공정별 황변도(ASTM E 313)

 

 처리규모

 정련 후

 White R(a) 처리 후

 과산화수소(b) 처리 후

 1

 전통적인 방법 (Lab. 규모)

 8.013

- 11.297

- 16.278

 2

 새로운 방법 (Lab. 규모)

 7.678

- 11.579

- 15.159

 3

 전통적인 방법 (대량생산)

 8.345

- 12.297

- 16.398

 4

 새로운 방법 (대량생산)

 8.367

- 12.456

- 15.786

a) White R 처리 : White R 0.2% owf , 빙초산 2g/L
b) 과산화수소 처리 : 과산화수소 3g/L, 규산나트륨 0.3g/L, 100℃×30min

상기의 결과로 미루어보아 새로 운 다기능성 정련제는 성능의 저하 없이 환경오염 부하 를 저감할 수 있음을 확인하였다.

5. 결론

환경 친화적인 대체물의 가장 중요한 요구조건은 우 수한 성능을 발휘하며 환경에 대한 위험요소가 없고 적 절한 가격을 가지는 것이다. 가격대비 성능이 적절한 비율을 이루어야 한다. 가능한한 환경에 대한 오염부 하가 적고 생산 공정중에 폐수발생량이 최소화하는 친 환경적인 조제 및 화학약품을 용도에 맞게 현명하게 선 택해야한다.

International Dyer April 2011

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HanClean SCA-210

HanClean SCA-210

섬유에는 여러 가지 불순물이 함유되어 있다. 특히 면, 실크, 마, 양모와 같은 천연섬유는 성장 과정에서 오는 여러 가지 불순물(납질, wax, 지방질, pectin질, 비누질, 섬유질 등)이 섬유의 한 성분으로 함유되어 있다. 또한 모든 섬유는 방적, 연사, 제직, 편직등의 공정을 거치면서 조작의 용이성이나 섬유의 상해 방지를 목적으로 유제, 호제, 계면활성제 등이 가해지고, 처리 공정중에 기계기름, 녹, 먼지 등에 의해 오염이 된다. 이들 불순물은 이 후 약품처리 공정에서 염료나 약품이 섬유에 침투하는 것을 방해하여 문제를 야기하기 때문에 표백 및 염색에 앞서 제거해 주어야 하는데, 이들 불순물을 제거하기 위해 사용하는 약품 일체를 '탈유 정련제' 혹은 '정련제'라고 한다.

근래에 개발되는 신합섬 섬유는 고밀도로 인하여 사용되는 호제 및 Wax에 고기능이 요구되므로, 제거에 있어서 특수한 정련제가 요구되고 있다. 신합섬 생지의 호제 및 유제의 부착량을 보면,

이와같이 종래의 P.E.T. 보다 Wax 및 호료, 유제 등이 다량 부착되어 있어 이것을 완전히 제거하지 않으면 염색공정에서 Trouble의 원인이 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 개발한 제품이 HanClean SCA-210 이다. 특히 SPANDEX 탈유정련제로 방사시에 부착된 방사유제 특히 Wax 및 SILICONE계 유제의 제거 및 재부착 방지력이 우수하여 염색시 OIL-SPOT발생을 효과적으로 방지한다.

성상

외 관 : 미황색 투명 액상
이온성 : Nonion/Anion
PH : 7.0~9.0
용해성 : 냉,온수에 쉽게 용해
비중: 1.05~1.10

특성

1. 침투력이 우수하므로 탁월한 정련효과가 있다.
2. Wax, 호료, Spindle Oil, Paraffine Oil등의 유화분산력이 우수하여 재부착방지성이 뛰어나다.
3. Chelate 기능이 있으며 산화티탄, Scale, P.E.T. Oligomer 등의 불용성에 대해 분산력이 뛰어나다.
3. 저기포성이므로 연속정련에도 사용이 가능하다.
4. 열처리시의 Smoking이 저하되어 작업성을 향상시킨다.
5. 약수세로 처리하는 경우, 이를 완전히 생략하고 염색기에서 처리하므로 공정을 단축할 수 있다.
6. APEO-FREE TYPE으로 친환경 제품이다

적용섬유

- PET, NYLON SPANDEX

사용방법

사용량은 섬유의 종류에 따라 다르나 일반적으로 2∼5g/ℓ가 적당하다.

Packing

120Kg/Drum

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HANTEX RBT-280

HANTEX RBT-280

Sodium alginate substitutu, complete substitution of algin

Uses:

HANTEX RBT-280 is suitable for cotton and synthetic activity, disperse dyes printing synthetic thickener.

Composition:

Chemical composition: acrylic polymer dispersion

Nature:

  • Ionic: anionic
  • Physical Form: White pourable dispersion
  • pH of the system (by non-1%): Approximately 6.0

Stability:

neutral to alkaline stability and resistance to hard water may precipitate in strong acid.

Features:

Good rheological - compared with the conventional thickeners can achieve higher color yield, better clarity and smoothness. Thickening fast, stable - reducing reserves slurry preparation time, the pulp is not caking. Good resistance to electrolyte stability - stability while maintaining good viscosity increases towers reserve pulp. Depending on the production process requires appropriate changes.

Application:

HANTEX RBT-280 suitable for one-phase or two-phase type, and all the printing process, fixing method, active thickener PAD or sodium alginate may be combined with the use of kerosene, the use of stirring while adding the mixture was stirred until dissolved uniformly to available.

Average printing viscosity:
  • Flat Screen: 15,000~30,000cPs (55~70g/kg active agent increases towers HANTEX RBT-280)
  • Roller: 6,000~15,000 cPs (40~60g/kg HANTEX RBT-280)

Compared with the sodium alginate, when using active thickener 5g/kg HANTEX RBT-280 must add sodium carbonate. Usually bases are suitable for the activity of the HANTEX RBT-280, such as sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate. Restricted by the dye, the storage stability of sodium bicarbonate to give the longest paste. When using sodium bicarbonate to ensure that the lowest concentration of 25g/kg.

Curtain recommended dosage for reference only. Taking into account more types of fabrics and dye compounds, the proposed preliminary experiments. Attached to the surface of fabric dyes and chemicals must be removed by a standard washing procedure, the most important is first softened in cold water swelling thickening agent can account for easy removal.

Storage:

seal can be stored for 12 months in the dark place

Packing:

plastic bucket packaging 50/125kg

Posted by 겨울소나기

요소 대체품

본 내용은 1997.8. "날염공정에서의 요소절감 기술개발" 이라는 타이틀로 한국생산기술연구원이 주관하여 2년간에 걸쳐 진행(1997.8.1~2000.6.30)된 국가연구개발과제의 '기술의 필요성'을 그대로 옮긴 내용입니다.

요소 대체품의 필요성

    21세기를 앞두고 있는 세계의 섬유산업은 소비자들의 고급화 추세에 따라 점차 고부가가치 섬유제품에 대한 수요가 급격히 늘어가고 있다. 섬유제품은 특성상 염색가공을 거치면서 부가가치가 결정되기 때문에 염색가공에 대한 중요성은 계속 커지고 있다. 그러나 염색가공 처리공정이 늘어날수록 환경오염을 유발시키는 물질의 배출량이 비례적으로 증가하게 되어 그의 처리가 큰 문제로 대두되고 있다. 

   특히 부가가치가 높은 날염제품의 경우를 보면, 날염공정 특성상 염료외에도 호제, 요소를 비롯한 각종 조제등이 첨가되어야 하므로 날염폐수처리에 대한 여러 가지 문제로 염색공장에 부담이 되고 있다. 섬유제조업자들에게 염색공정상에서의 오염원 감소는 폐기물 처리에 관한 부담 감소, 운영 및 처리 비용의 감소, 폐기물 수집 비용의 감소 등 여러 방면으로 경제적인 이득을 준다. 일반적인 날염공정을 살펴보면 다음과 같다.   

 날염호 준비 → 인날(Printing) → 건조 → 염료고착(Steaming) → 후처리(Soaping 및 수세등) 

   요소를 사용하여 날염하는 염료로서는 반응성 염료와 산성염료가 대표적인데, 반응성 염료는 색상이 선명하고 견뢰도도 비교적 좋으며 면, 레이온 직물의 날염에 쓰이는 가장 주요한 염료의 하나이다. 산성 염료 역시 선명하고 다양한 색상으로 인해 실크, 양모 및 나일론 염색에 많이 사용되고 있다. 날염공정에서 날염풀 속의 염료의 용해 또는 분산 상태를 좋게 하고 침투를 도와 균염효과를 주는 대표적인 약제로 요소가 사용되고 있다. 

   날염 작업에서 요소가 다량으로 사용되는 원단은 반응성 염료 및 산성 염료를 사용하는 섬유소재인 면, Rayon과 Silk, Wool 등으로, 면은 색호의 전체 중량에서 8∼12%, Rayon의 경우에는 18∼25%, Wool은 10∼16%, 실크 및 Nylon은 4∼8%가 사용되는 실정이다. 

요소를 사용하여 제기되는 문제점

요소의 BOD5는 90,000ppm 으로 폐수에서의 부하량이 크고, 대기중으로 Ammonia화하기 때문에 환경오염에 큰 몫을 차지하고 있으므로, 그 양을 줄이는 방안이 시급하나 요소의 사용량과 날염에서의 염료의 염착은 직접적인 상관관계를 가지기 때문에 효과적인 대체 방안이 아직 없는 실정이다. 각 섬유 소재별 날염시 요소의 사용량을 줄이려면 공정중 최대한의 염착증대 효과를 부여해야만 한다. 염착 효과를 증대시키기 위하여 각 날염회사에서는 요소의 효과에 대체할 수 있는 약제를 단독, 배합하여 사용(화학적 방법)하거나 공정 중에서 최대한의 염착증대 효과를 부여하는 방법(기계적 방법)이 고안되기도 한다. 그러나 아직까지는 효과적으로 요소의 양을 줄이는 기술은 보고된 바가 거의 없다. 

요소 대체품의 필요성

요소의 사용량을 줄여 날염 공정에서의 환경 개선과 염료의 고착율을 높여 염료의 폐수 부하량을 줄이는 기술이 개발되면 날염 업계에서의 기술보급이 빠르게 전개될 것으로 기대된다. 날염할 때 요소의 사용량을 줄이고 염료의 고착율을 높이기 위해서는 기계적인 방법과 화학적인 방법이 있다. 기계적인 방법으로는 날염 후 증열공정에서 전(前)가습장치의 부착등으로 최대한의 염착증대 효과를 부여하여 요소 사용량을 절감하는 방법이 있고, 화학적인 방법으로는 요소의 대체 물질을 단독, 혹은 배합하여 사용함으로써 요소를 전혀 사용하지 않거나 적게 사용할 수 있는 방법이 있다. 이에 대한 기술개발의 세계적인 추세를 보면, 기계적으로는 이태리, 약제로는 미국, 일본 등에서 주로 개발중으로써 그 잠재 수요가 크게 기대되고 있는 실정이다. 따라서 국내에서도 이에 대한 체계적인 연구와 기술 개발을 통하여 국내 날염업계의 활성화와 다가오는 Green Round에 대비한 국제경쟁력의 제고가 시급히 요청되고 있다.

개발된 요소 대체품 !

20-30년 전 부터 이를 대체하기 위한 다양한 연구가 시도 되고 있지만, 시장에서 통용될 수준의 제품이 만들어 진 경우는 없습니다. (주)한송인더스트리에서는 수 년간의 개발 과정을 거쳐 요소 절감이 아니라 요소를 완전히 대체하면서 질소가 발생하지 않는 날염용 조제를 개발하고 판매하고 있습니다. 

Posted by 겨울소나기