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2. 염색분야
예년 전시회와 마찬가지로 염색분야에서의 최대 이슈는 역시 저욕비에 의한 용수절감과 에너지 절감이다. 최대 1:1 욕비까지 실현 가능한 설비가 소개되고 있는 것을 보면 앞으로 염색기 분야에서 어느 수준까지 저욕비를 실현할 수 있을지 관심이 모아지고 있지만, 특히 천연소재의 경우 실제 염색현장에서 이들이 주장하는 저욕비 염색이 가능한가에 대해서는 실증 데이터가 나오기 전까지는 다소의 허풍이 들어가 있는 것이 아닌가 하는 의구심은 여전히 남아 있는 것으로 전문가들은 평가하고 있다.
(1) Batch dyeing M/C
1) 액류염색기
이번 전시회에서 액류 염색기 분야에서의 최대 이슈는 역시 저욕비에 의한 환경친화의 실현에 있는 것으로 나타났다. 대부분의 업체들이 최저 욕비를 실현하기 위해 다양한 기술을 적용하고 있는 것으로, 최저 1:1이라는 욕비를 실현한 경우도 있었으나, 대부분의 업체들이 1:4 내외의 욕비를 선호하는 것으로 나타나, 이는 염색 품질을 감안한 최적의 욕비가 이 범위이기 때문으로 분석된다.
저욕비 실현 수단으로 가장 많이 적용한 기술은 역시 노즐기술이었다. 저속, 저압에 의한 피염물에의 물리적 부하를 최소화함으로써 민감한 소재에 대응하였고, 고중량 소재의 경우 700m/min 주행으로 1 cycle time을 단축해 주름이동성을 확보하고 있다. 또 이 경우 피염물의 꼬임을 방지하기 위한 수단으로 S 형상으로 피염물이 chamber 내에 쌓이는 방식의 plaiting system을 도입한 사례도 있다.
그밖에 염색기 내에서의 염욕 순환 방식을 개선해 염액이 염색기 내 구석구석을 1 cycle 당 4회 정도 횡단하는 형식의 순환방식을 채택함으로써 균염성을 높인 경우도 있다.
○ ACME machine(七信工業, Taiwan) : Conveyer 원단이송 방식의 저욕비 고압 액류염색기 AM-ICD. 1:2.5~3.5의 저욕비 고온고압 액류염색기. 염색기 바닥에서의 피염물의 주행성을 향상시킴으로써 저장력과 불균염, pilling, 마모현상 및 로프 주름 발생 등의 문제점을 해소하기 위해 대만 특허기술인 conveyer system을 채용하였다. 시간 별 시연을 하는 등의 적극적인 홍보를 펴고 있었으나 사진촬영을 제한하는 등의 철저한 기밀유지는 물론, 이와 거의 유사한 시스템을 가지고 있는 이탈리아 LAIP 사 설비인 Nautilus (horizental jet dyeing machine. 욕비 1:4)와 어떠한 차이가 있는지에 관한 정보는 밝히지 않았다.
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ACME의 AM-ICD(좌) / Italia LAIP의 Nautilus(우)
○ Asia Kingdom(Taiwan) : Rapid dyeing machine, AK-QAO Ⅱ. 100% cotton과 rayon, tencel, spandex와 같은 민감한 소재 대응 액류 염색기로 1:6~7의 저욕비를 실현할 수 있다. Multi nozzle combination 시스템으로 각 소재 특성에 맞도록 최적의 water flow system을 적용할 수 있다. 예를 들면 낮은 노즐 압력과 우수한 염액 교체율을 갖는 Pure overflow system 등을 적용함으로써 피염물의 pilling 현상과 사절(yarn breakage) 등에 의한 피염물 손상을 예방할 수 있다. 또 폴리에스터와 나일론 등의 합성섬유의 경우 Jet flow system을 적용하게 되면 매우 강한 노즐 압력으로 피염물의 빠른 주행이 이루어져 염색기 튜브 내에서의 염색물에 대한 striking 성과 relaxing 효과를 동시에 얻을 수 있다. 또 기존 설비인 AK-QAO의 1 tube/2chamber 방식(1 rope 당 125kg) 이 아닌 2 way plaiter system을 채용해 욕비와 cycle time 변동 없이 기존 방식보다 두 배인 각 rope 당 250kg의 염색물을 처리할 수 있다. 이 때 피염물은 S 형상으로 쌓이기 때문에 염색기 내에서 저 장력으로 엉킴 현상 없이 부드러운 주행이 가능하다.
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AK-QAO의 1tube/2chamber system
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AK QAO Ⅱ(좌) / AK QAO Ⅱ의 2 way plaiter system(patented)(우)
○ Asia kingdom : Soft dyeing machine, AK-REOⅡ. 이 염색기 역시 자사의 특허기술인 2 way plaiter를 장착한 1:5~7의 저욕비 액류 염색기로, 각 tube 마다 앞뒤로 twin nozzle system을 채용함으로써 부드러운 원단 이송이 가능하며, 낮은 노즐 압력으로 spandex 등의 신축성 있는 소재에 있어서도 꼬임이나 pilling 또는 yarn breakage 등의 현상이 발생하지 않는다. 또 Double rinse 기능이 있어 고품위 염색과 염색시간 단축에도 기여한다. 그밖에 fabric/water splitting system은 특수 by-pass 디자인과 유사한 tube 끝에서의 피염물과 염색 분리가 가능해 염액에 의한 피염물의 흐트러짐 현상을 최소화 시켜주어 염색물의 folding mark와 밀어 넣기 주름 발생 등을 억제해 준다. 또 염색 중 발생하는 거품은 foam collector에 의해 자동적으로 제거된다.
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AK-REOⅡ(좌) / AK-REOⅡ의 2 way plaiter system(우)
○ BRAZZOLI(Italia) : Ecologic HT 4XC 2. Lab time과 욕비, pump speed, reel speed 및 피염물 흡수율 등을 전자동으로 조절할 수 있는 염색기로, 에너지 소비의 최적화를 위해 피염물 량에 따라 세정공정을 수정할 수 있다. 이로서 cotton knit 소재의 경우 1:3.8의 저욕비를 실현할 수 있으며, 이 때 Light shade의 경우 용수 소비량은 20~22L/kg, steam 사용량 1.1kg/kg of fabric, 에너지는 0.11kW이며, 총 염색시간은 4시간 20분이다. Middle shade의 경우 용수 소비량 25~26L/kg, steam 1.2kg/kg of fabric, 에너지 0.12kW, 공정시간 4시간 40분이고, dark shade의 경우 용수 28~32L/kg, steam 1.7kg, 에너지 0.13kW, 공정시간은 총 5시간이다. 이 같은 절수 및 성 에너지 효과의 실현은 다음의 기술에 의해 이루어진다.
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Brazzoli의 ECOLOGIC HT4XC2
● 염액의 염색기 내 완벽한 횡단 순환(Transversal movement of the treatment bath) system(patent) : 염액은 피염물이 한 바퀴 도는데 가상으로 설정한 시간(1 cycle time : 2분) 동안 30초 간격으로 4회에 걸쳐서 완벽하게 혼합. 이는 자사 특허기술인 nozzle로의 염액 feeding 및 분배장치와 multi-intake system에 의한 것으로, 이 시스템은 염색기 내 구석구석까지 염욕의 부드러운 교환이 완벽하게 이루어지도록 해 줌
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신규 염액순환장치
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신규 염액 순환 시스템(좌) / 기존 염액 순한 시스템(우)
● Innowash : 섬유소재와 부하 량, 공정 중 칼라 shade에 따른 에너지 소비량, 그리고 공정시간 자동합리화 시스템에 의해 이루어지며 다음의 사항이 포함되어 있음
- 자동 염욕 최소화 조절 시스템
- 공정 중 염욕의 실질 흡수량 자동계산 및 점검시스템
- WSS(Washing Saving System) : optical reader에 의해 세정 공정 중 세정수의 color reading 기능 보유
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최소 수준에서의 신규 연속 세정 시스템
○ Cheng-Shun(乘瞬공업, Taiwan) : Low liquor Dual flow rapid dyeing machine, CS-CL. Lycra 등의 민감한 knit 소재나 spandex 소재 대응으로 자체 특허디자인에 의해 제작된 고온 저욕비 쌍 액류염색기이다. 피염물의 량에 따라 자동으로 feeding을 프로그램 할 수 있는 feeding control system이 장착되어 있고, spandex 등 저장력 운전이 필요한 민감한 소재에 대응할 수 있도록 0.5kg/㎠ 이하 까지 nozzle 압 조정이 가능하다. 대용량의 micro process가 장착되어 있어서 모든 염색공정은 운전자가 정한 프로그램에 따라 전자동으로 이루어진다. 욕비는 피염물 양에 관계없이 1:5~1:6을 실현할 수 있다. 한편 이 기계에 사용한 Kier 및 열교환기는 국제 표준규격(USA의ASME 및 JP의 JIS)에 준해 제작하였다.
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Cheng-Shun 공업의 저욕비 twin tube 액류염색기 CS-CL
○ FONG'S : TEC Series. High Temperature Dyeing Machine. 1:1.4의 저욕비 고온 액류염색기로 Crease mark가 발생하기 쉬운 민감한 소재에 대응이 가능하다. Cotton 소재의 반응성염료 염색 시 용수 사용량은, light color의 경우 27.5L/kg, dark color의 경우 47.6L/kg이 소요되는 절수형 염색기이다. 또 다양한 염색프로그램과 세정기술을 적용할 수 있어 cotton 소재의 반응성염료 염색 시 light color의 경우 248분, dark color의 경우 281분의 염색시간이 소요된다. 전자동으로 운전되기 때문에 우수한 칼라 재현성과 균염성을 보장하며, 또 lint collector에 의해 염액 내 lint가 자동으로 제거되기 때문에 별도로 기계를 세워 필터를 청소할 필요가 없어 운전시간 단축 및 유지관리 비용을 절감할 수 있다. 용량에 따라 2 tube(JUMBO TEC 2T), 3 tube, 6 tube type이 있다. 그 외 몇 가지 주요 특징은 다음과 같다.
● Nozzle and plaiting design : 독특한 노즐 디자인이 피염물을 relax 상태로 유지시켜 주어 crease mark와 꼬임이 방지됨
● 인체공학적 디자인 : 운전자 키에 맞도록 기계를 낮게 조정해 운전자의 작업성을 향상시켰음. 특수 바닥 디자인설계로 저욕비를 실현시켰음
● Salt dosing 기능 : light에서 medium까지 salt에 민감한 color에 최적의 salt를 정밀하게 계산해 공급해 줌
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TEC Series, High Temperature Dyeing Machine(JUMBO TEC-6T)
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TEC series의 Schematic Diagram
출처 : SCTL(손성군통섭섬유연구소) 2014. 10. 01
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