가공공정에서의 환경친화성 기술

가공공정에서의 환경친화성 기술

1) Formaldehyde free finishing면의 방추가공에 주로 쓰이는 urea-formaldehyde 수지는 가격이나 성능면에서 가장면섬유에 DP성을 부여하는데 우수한 약제로 쓰여 왔으나, 가공 중 또는 사용 중에발암성 포르말린을 발생시킴에 따라 이의 대체기술이 발전을 거듭하고 있다. 이 예는 다음과 같은 방안들이 제시되고 있다.

(1) DMDHEU를 사용, 첨가제, 촉매, 가공법을 개량하는 방법DMDHEU와 blocked diisocyanate 등의 약제를 혼합으로 사용하여 포르말린의 발생을 줄이고 가공제의 내 세탁성을 향상시키며, 셀룰로오스계 섬유 뿐 아니라 합성섬유의 개질에도 쓰일 수 있는 가공법이다.

(2) DMDHEU의 저 formaldehyde화 개질DMDHEU에 비해 포르말린의 발생이 낮은 아세탈화 DMDHEU, 또는 메틸화DMDHEU를 사용하는 방법으로 이들은 DMDHEU를 개질하여 얻을 수 있는 약제이나 가격이 DMDHEU에 비해 다소 높다. 현재 비포르마린 가공제로 널리 쓰이고있으나, 근본적으로 포르마린 발생이 없는 가공제로는 볼수 없다.

(3) 비 포르마린계 가공제위의 방법들은 그러나 포르말린의 발생을 기존의 DMDHEU에 비해 다소 저감화시킬 뿐 근본적으로 방지하는 방법이 아니다. 이에 따라 포르말린을 근본적으로 발생시키지 않는 non-formaldehyde 가공제를 사용하는 방안을 찾게 되는데 이러한non-formaldehyde 가공제로는 urea-formaldehyde계가 아닌 약제로서 면섬유와 가교결합을 형성하여 방추성을 부여할 수 있는 여러 종류의 다관능성 화합물이 알려지고 있다.

표 1 Non-formaldehyde계 가공제

종류	특징
acetal	직물의 유연성은 우수. 방축, 방추효과가 낮다.
amide계	방축, 방추성은 보통. 냄새및 낮은 백도 문제
acetalamide계	방축성은 보통이나 방추성이 낮다.
urethane계	방축, 방추성은 좋으나 안정성이 낮고 고가임
vinylsulfone계	방축, 방추성은 좋으나, 변색, 유독성 문제
epoxy계	방축, 방추성은 좋으나, 변색, 강도저하 문제
polycarboxylic acid	방축, 방추성은 보통이나, 강도저하 문제

표 1에서 보면 셀룰로오스 섬유와 가교결합이 가능한 여러 화합물을 단독 사용할때 그 가공 성능은 아직 DMDHEU 가공제에 미치지 못하고 있으며 각기 장단점들을 가지고 있다. 따라서 앞으로의 전망은 각기 장단점을 상호 보완할 수 있는 약제의 조합에 의해 가공성능을 DMDHEU 가공제 수준에 이룰 수 있는 기술의 발전이 기대된다. 2) 비 수계 가공 대부분의 가공제는 수용성 또는 수분산성으로 물에서 약제를 섬유에 처리함으로써잔액이나 섬유에 미반응 약제의 잔류로 폐수로 약제성분을 방출하게 된다. 이에 대해 비수계 가공은 물을 사용하지 않으므로 폐수를 발생시키지 않고, 약제의 반응효율을 높혀 잔류 약제를 최대한 억제시키는 가공법으로 환경친화성이 우수하고, 처리가 간편하나, 설비비가 높은 결점이 있다.

면섬유를 액체 암모니아로 처리하여 머서화 효과를 부여하는 가공법은 이미 잘 알려진 것으로 면직물이나 제품단계에서 방축, 방추및 drape성과 soft한 촉감을 부여한다. 섬유에 잔류하는 암모니아는 증발에 의해 회수 및 재 사용이 가능하므로 약제의 손실이나 폐수로의 방출이 전혀 없게 된다.기상 포르말린 가공은 포름알데히드를 기체상태로 섬유품에 반응시킴으로써formaldehyde에 의한 섬유분자간 가교결합으로 방축, 방추성을 부여하는 가공법으로 기상반응이므로 반응효율이 높고, 섬유에 잔류하는 포르말린이 없으므로 폐수나섬유로 부터의 포르말린 발생이 없다.최근 일본의 東海染工에서는 고압 수증기 처리로 레이온계 소재의 형상 고정화 처리 및 그 가공기를 개발하는 과제를 일본 정부로 부터 지원 받아 개발연구에 착수한 것으로 알려지고 있다. 

레이온계 소재는 면과는 달리 머서화나 수지처리에 의해방추성이나 형태안정성의 확보가 어려운데, 여기에서 개발할려는 것은 고압 수증기처리로 셀룰로오스 분자쇄간의 수소결합을 절단 후 원하는 형태를 부여하고 새롭게분자쇄간 수소결합을 형성시킴으로써 약제를 사용하지 않는 가공이므로 환경에 전혀 무해한 새로운 가공법이다. 또 이 방법에 의해 가공된 레이온은 washable rayon을 목표로 하고 있다.

폴리에스테르 섬유의 알칼리 감량가공은 다량의 에너지를 소비할 뿐 아니라 가공폐액에 포함된 TPA염, 잔류 알칼리 등이 폐수처리에 큰 부담을 주므로 이에 대한새로운 가공법이 필요한 시점에 와 있다. 새로운 알칼리 감량가공법으로는 일본의 기센(주)가 폴리에스테르를 기체 상태의 알칼리로 처리하는 가공법을 개발에 착수한 것으로 알려지고 있다. 기존의 감량가공에서 사용하는 알칼리는 가성소다로 가격이 저렴하고 반응효율도 높으나, 수용액 상태로만 처리가 가능하여 부산물의 회수가 어려웠으나, 기체상태의 알칼리(예로서 아민류 등)로 처리하면 부산물인 TPA를 분체로 회수가 가능하므로 폐수가 없고, 부산물의 회수 및 재사용이 가능한 획기적인 폴리에스테르의 감량가공법이 될 수 있다.