폴리유산 섬유(polylatic fiber)의연속 염색과 날염 (2) <;전 호에 이어서>; 4.5 폴리유산 섬유의 날염 고찰 이들 일련의 결과로부터 날염에서는 폴리에스터와 비교하여 저온에서 HT 스팀으로 충분한 농도 를 얻는 것이 가능하다. DENAPLA Black GS 3% 사용에서는 140℃에서 농도는 거의 평형으로 되 어 스팀 시간을 연장하여도 농도의 증가는 보이지 않는다. 한편, 6%에서는 140℃에 비하여 150℃ 에서 더욱 농도가 증가한다. 단, 130℃ 이상에서는 시간의 연장이 농도 증가로 이어지지 않는다고 하는 점은 양쪽에 공통하여 나타나는 현상이다. 또, HT 스팀으로 HP 스팀에 필적하는 농도에 달하는 것은 충분히 가능하지만, 섬유의 태, 수축 및 가수분해에 의한 취화에 충분히 배려하는 것이 필요하다(폴리유산의 가수분해성 향상은 폴리 카보디이미드 등의 사용에 의하여 가능하고 조만간 내가수분해가 우수한 폴리유산 섬유도 등장하 는 것은 아닐까라고 생각한다). 즉, 폴리유산 섬유의 건열 고착에 있어서 저온 고착을 설명하기 위하여 기화 확산 이외에 접촉 확 산을 가능성으로써 시사하고 있는데, 본 HT 스팀의 고착에서는 더욱 낮은 온도에서도 농도가 얻어 진다는 점에서 기화 확산이나 접촉 확산에 더하여(저온이기 때문에 약간 젖은 상태에 있다) 증기 가 염료의 용해 확산의 원인이 되는 것은 아닐까라고 생각한다. 결론적으로는 연속 염색이나 침염에 비하여 색 허용 범위가 여린 날염에 있어서는 폴리유산 섬유 를 현행 HT 스팀 기계로 발색하는 것은 충분히 가능하다. 구체적으로는 낮고 장시간으로 설정하든 가 약간 높여서(130~140℃ 상한) 단시간에 행하는가인데 모두 세정 공정을 포함한 현장 효율을 고 려하여 각각의 현장에서의 최적 조건을 설정할 필요가 있을 것이다. 폴리유산 섬유는 그의 융점이나 염색성이 제조 로트나 원래 수지, 제사시의 연신법, 연신도 등에 의하여 크게 변한다. 따라서, 현실적으로는 당분간, 가공 소재별로 이번에 나타낸 시험을 하여, 그 원단에 대한 최종 조건을 결정할 필요가 있다. 4.6 날염 수세에 대하여 날염에 있어서는 세정시에 흰 바탕에 대한 오염에 대하여 충분히 배려할 필요가 있다. 폴리유산 섬유의 비결정 영역의 유리 전이점은 50℃라고 하여 분산 염료의 염착은 비교적 낮은 온도에서 시 작한다. 또, 폴리유산에서는 세정 공정 중에서 발생하는 젖산에 의한 세정욕의 중화 현상 때문에 폴리에스 터와는 다른 각도에서 세정조의 콘트롤이 필요하게 된다3). 날염 가공에 있어서 세정의 각 단계에 서 주의점은 다음과 같다. ① 색호의 제거 냉수, 오버플로(over-flow)로 여분의 색호를 될 수 있는대로 신속하게 충분히 제거한다. ② 환원 세정 온도는 너무 올리지 않는다. 60~65℃로 설정한다. 알칼리제로는 소다회의 사용이 섬유 취화를 억 제하기 때문에 유효하다. 환원욕은 육안(좋기는 yellow paper)으로 항상 환원 상태인 것을 확인한다. 섬유의 분해로 발생하 는 젖산에 의한 욕의 중화에도 배려하면서 알칼리의 추가, 하이드로 설파이트의 추가를 한다. ③ 수세 냉수, 오버플로로 환원 상태에 있는 염료를 신속하게 제거한다. 환원 세정 후, 효과적으로 알칼리, 하이드로설파이트를 제거하기 위하여 탕세를 하는 경우에는 환 원 상태에 있는 염료의 산화, 재오염에 배려하여 신속하게 행한다. 이러한 경우에는 재오염을 방 지하기 위하여 논이온 활성제의 사용은 유효하지만 잔류에 의한 견뢰도의 저하를 피하기 위하여 후공정에서 충분히 제거하여 둔다. 또는 온도는 70℃를 넘지 않도록 한다. ④ 건조 세정 후의 건조는 될 수 있으면 저온에서 한다. 이것은 태의 유지, 더욱이 견뢰도를 떨어뜨리지 않는 데도 필수이다(반면에 원단에 여분의 수분이 남으면 저장 중에 섬유의 가수분해를 초래하는 데 주의한다) 4.7 폴리유산 섬유의 날염 요약 ① 폴리유산 섬유의 날염을 140℃ 이하의 HT 스팀을 하는 것은 가능하다. 단, 실제 가공에서 가공 원단을 사용하여 태, 수축, 염착 농도를 우선으로 최적의 스팀 온도, 시간을 설정할 필요가 있다. ② 호 처방으로서는 종래의 폴리에스터(또는 디아세테이트)에 준하는 처방에 대응할 수 있다. ③ 세정은 흰 바탕을 오염시키지 않기 위하여 세심한 배려가 필요하다. ④ 건조는 될 수 있으면 저온에서 한다 ⑤ 후가공제를 사용하는 경우에는 견뢰도의 저하를 될 수 있는대로 억제하는 약제, 가공제를 선택 한다. 5. 폴리유산 섬유용 분산 염료 폴리유산 섬유의 염색, 날염에는 폴리유산 섬유에 대한 염착성, 발색성, 견뢰도 등으로부터 올바 른 염료를 선택하지 않으면 안된다. 특히 그러한 배합 사용에 있어서는 색의 깊이라든가 심미성 을 높이기 위한 특별한 노하우가 필요하다. 또, 이 섬유가 환경면에서 가지는 우수한 특징으로 배 려되는 것도 매우 중요한 점일 것이다. 당사에서는 현 시점에서 세계 유일한 폴리유산 섬유 전용 레인지 “DENAPLA 시리즈”를 판매하고 있다. 이 레인지는 담색용 3원색, 중~농색용 삼원색, Navy, Black 및 보충용 5염료 및 자외선 흡수 제로 구성된 14개 품목으로 되어 있는데, 2004년도 말에 더욱 상압에서 응용 가능한 고내광 형광 증백제 “DENAPLA Fluorite NH”를 추가하였다. 이것에 의하여 침염만이 아니라 날염 분야를 포함한 보다 광범위한 응용 기획이 가능하게 되었 다. 이러한 레인지의 개발에 있어서는 “그린 콘셉-지속 가능한 발전을 목표로-환경에 어울리는 제 품을” 키워드로 하여 염료가 갖는 염색면에서의 특성만이 아니라 유해 아민의 발생이나 에코텍스 100이라고 하는 지금까지의 환경 대응으로부터 더욱 일보 나아가 리사이클, 폐기시의 유해물질의 발생에 이르기까지 배려한 참으로 환경에 어울리는 레인지의 구축을 목표로 하였다. 2004년 10월 20일 환경성은 플라스틱 쓰레기 중에서 재활용할 수 없는 것을 원칙적으로 소각 처리 하는 지침을 결정하였다. 이것에 의하여 지방 자치제에 의하여 가연, 불연으로 다룰 수 있는 처리 방법을 통일하여 최종 처리장의 연명을 도모하는 것이다. 이것은 생분해성이 우수한 폴리유산에 반드시 유리한 것이라고는 할 수 없으나 이 수지의 처리를 매립(생분해성)으로부터 리사이클, 소 각에 의한 처리로 더욱 큰 방향을 부여하는 계기가 될 것이다. 한편 폴리유산 섬유의 최대의 약점인 융점이 낮은 것을 보완하기 위하여 현재, 가장 유망시 되고 있는 기수이 L-체 폴리유산과 D-체 폴리유산의 혼합 사용이다(카길 다우 폴리머즈와 라이센스 계 약을 맺은 三井化學이 2004년 9월 대장균에 대사 공학 기술을 시행함에 의하여 D-유산을 효율적 으로 생산하는 기술 개발에 주력한다는 신문 발표를 하였는데 이것은 그러한 의미에 주목한다). 따라서 이미 알고 있는 바와 같이 D-체 유산은 생체에 반드시 좋은 화학 물질이라고는 할 수 없고 이것을 그대로 환경 속으로 방출하는 생분해 처리는 역시 피해야 할 처리법이 된다. 즉, 폴리유산의 장래를 고려할 때, 필연적으로 그의 세일즈 포인트는 “카본 뉴트럴”과 더불어 리사 이클이나 소각 처리에서 환경에 대한 안전성을 부득이 취할 수밖에 없다. 이들의 관점에서 폴리유 산 섬유를 다룰 때, 그러한 염색 가공에 어떠한 염료, 약제를 사용하여야 할 것인가는 자연스럽게 밝혀진다. 6. 결 언 이번에 폴리유산 섬유의 연속 염색 및 날염에 대하여 당사의 지식을 논술하였다. 한정된 지면으 로 충분한 설명은 할 수 없었으나 물리적으로 아직 제한이 있는 폴리유산 섬유에 대하여 그 한계 를 상세히 탐구함에 의하여 더욱 진전된 상품 기획을 하는 것이 가능하게 되었다. 즉, 날염에서 HT 스팀에 대한 응용 기술은 당사가 본건 기술 개발의 선구로써 국내외에서 기본 특 허의 성립을 목표로 하고 있다. 또, 앞서 논술한 폴리유산 섬유의 염색에 대하여 개발된 염료에 대 하여도 현재 국제적인 특허 출원을 통하여 기술 기반의 확립함과 더불어 국제적인 규모로 당해 염 료의 보급도 눈앞에 두고 있다. 폴리유산 분야는 점점 넓어지고 있어 그에 따라 섬유 용도에 대한 전개도 지금까지 이상으로 기대 되고 있다. 우리가 제공하는 기술 및 제품이 다소라도 그에 기대된다면 다행이다. 참고문헌 1) 山口 ; 加工技術, 36, 458-463(2001) 2) 山口 ; 加工技術, 39, 133-136(2004) 3) 長瀨컬러케미칼(株) ; 特開 : 2004-115412