‘디지털날염’, ‘초임계 유체염색’ 핵심 축으로 컬러산업 패러다임 전환 본격화

 

‘디지털날염’, ‘초임계 유체염색’ 핵심 축으로 컬러산업 패러다임 전환 본격화

제조공정 혁신 통한 친환경 섬유제품 수요시장 선제적 대응 기반구축, 잰걸음

 

 

 

 

 

<편집자 주>

 

글로벌 환경규제 강화와 에너지 자원의 효율적 사용 등 글로벌 교역환경 변화에 선제적으로 대응하기 위해 제조업 혁신을 통한 섬유산업의 신성장동력 발굴 및 친환경 생산체계로의 패러다임 전환을 목표로 ‘제조업 혁신 3.0 기반, 물 없는 컬러산업 육성사업(이하, 비수계 컬러산업)’이 추진되고 있다.

산업통상자원부 주관으로 대구광역시와 다이텍연구원이 중점 추진하고 있는 이 사업은 2017년부터 2021년까지 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 염색관련 원천기술 개발, 관련 중소기업의 연구개발 및 환경규제 대응 등을 지원하게 된다.

이에 본지는 관련 사업이 막바지를 맞고 있는 시점에서 사업 전반에 걸친 추진 현황을 간략하게 살펴보는 기획을 마련했다.

 

 

 

 

■ 사업개요

비수계 컬러산업 육성사업은 2017년 4월 1일부터 2021년 12월 31일까지 5년간 총사업비 550억원(국비 396, 시비 45, 민자 109)을 투입해, 디지털 날염 및 초임계 유체 염색 관련 원천기술 개발(3개 과제) 사업과 물없는 컬러산업 통합지원센터(연면적 1,617㎡) 및 장비(30종 내외) 기반구축사업을 중심으로 추진되고 있다.

 

 

 

■ 추진배경

먼저, 부정적인 인식이 강한 컬러산업의 공정혁신을 통한 신성장동력 창출이다.

폐수 발생 및 환경규제 강화로 3D산업으로 인식됨에 따라 염색산업의 새로운 활로 개척을 위해 공정혁신이 시급하다.

글로벌 환경규제 강화 및 친환경 섬유제품 시장의 수요 증대에 따른 선제적 기술개발을 통한 시장 선점이 시급하며, 최근 세계 친환경 디지털 날염 시장은 연평균 19.4% 이상의 증가 추이를 나타내고 있다.

 

또, 국내 컬러산업의 선진국형 첨단 친환경 산업구조로의 전환이 요구되고 있는 가운데, 물을 사용하지 않는 친환경 혁신 공정기술(디지털 날염, 초임계 유체염색)에 대한 핵심기술 확보 및 기업지원 인프라 구축은 절대적이다.

기존 디지털 날염 기술은 고속화되고 고해상도의 성능을 구현하지만, 기존 날염을 대체하기 어렵다.

본 사업을 통한 보급형 DTP 기술은 현재 개발된 DTP 기술의 문제점(컬러구현, 소재한계, 대량생산 등)을 개선하고 물 사용을 최소화하는 친환경적인 DTP 신공정 개발에 있다.

이와 함께, 현재 초임계 유체 염색기술의 상용화 사례는 네덜란드의 DyeCoo社가 유일하며, 글로벌 브랜드를 중심으로 친환경 생산체계에 대한 의무적 인식 전환으로 이에 대응하기 위한 초임계 유체 염색의 설비, 염료, 공정에 대한 상용화 기술개발이 추진된다.

 

 

■ 기대효과

초임계 유체 염색, DTP 등 혁신공정으로의 전환을 통한 컬러산업 패러다임 전환이다.

고부가가치 차별화 기술을 통한 컬러산업 구조고도화로 도시 재생 산업단지 조성을 위한 미래 청정 제조기반을 제시함은 물론, 첨단 청정센터 구축으로 노후 산업단지 지원기능 강화 및 신규 고용 창출을 기대할 수 있을 전망이다.

또, 세계적인 환경규제 강화, 글로벌 브랜드의 친환경 정책, 기술 무역장벽 등 컬러산업 관련 법령 변화에도 유연하고도 선제적인 대응이 가능하다.

용수 및 폐수량 80% 저감, 에너지 사용 50% 저감효과가 기대되는 비수계 관련 사업의 추진으로 청정 신산업 단지로의 육성과 인식 변화를 기대할 수 있음은 물론, 글로벌 브랜드의 정책에 맞는 차별화 제품개발을 통한 신시장 창출이 가능할 전망이다.

 

 

■ 주요 추진내용 및 사업별 추진현황

▷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 ▷물없는 컬러산업 통합지원센터(물없는 컬러산업 염색기술 기반 연구지원 시스템 구축) 기반구축 1개 사업이 추진 중이다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

▷ 고속 Multi-pass 디지털 날염 기술 개발(R&D)

이 사업의 최종목표는 고속 다이렉트 DTP 시스템의 국산화로 스마트 공장 대응 600m²/h급 고해상도 Multi-pass DTP 시스템 개발에 있다.

또, 고속 DTP용 반응성, 산성, 분산, 안료 잉크의 국산화 개발과 고속형 DTP 전·후처리 솔루션 및 공정기술 개발이 추진된다.

 

우선, 1단계 추진현황으로는 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 공정개발이 진행 중이다.

추후 계획으로 600m²/h급 고속형 Multi-pass DTP 출력설비 제작 및 성능테스트와 반응성/산성/분산/안료 잉크 성능개선 및 별색 잉크 개발, 소재별 최적 전·후처리 공정개발 및 고속형 DTP 제품화 공정 확립을 추진하게 된다.

현재까지, 국내외 특허출원 12건, 등록 1건, 논문발표 37건 등의 연구성과를 나타내고 있다.

 

 

▷ 대형 저평량 고속 전사 시스템 및 공정기술 개발(R&D)

이 사업의 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 기술개발에 있다.

1단계 추진현황으로는 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 공정개발이 진행되고 있다.

 

추후에는 600m²/h급 고속 전사날염 장비 개발 및 성능 최적화 Cotton 소재 전사용 잉크 개발 및 고속 설비 최적 잉크 제품 상용화, Cotton 소재 전용 전사용지 및 소재별 전사날염 최적화 공정개발 등을 추진하게 된다.

현재까지 국내외 특허출원 13건, 등록 1건, 논문발표 7건의 연구성과를 도출했다.

 

 

 

▷ 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.

1단계 추진현황으로는 25kg급 초임계 유체 염색설비 제작 완료, 염색공정 조건 확립 시운전이 진행되고 있으며, 200kg급 초임계 유체 염색설비 설계 완료 및 염색조 압력용기를 제작 중이다.

견뢰도 향상시킨 PET용 염료 10종, Nylon용 10종, Cellulose용 6종도 개발했다.

향후엔 200kg급 양산화 설비 제작 완료 및 시운전과 200kg급 양산화 설비를 이용한 PET, Nylon 섬유 염색 시제품 개발을 진행할 계획이다.

현재까지 이를 통해 국내외 특허출원 17건, 등록 5건, 논문발표 15건의 연구성과를 도출했다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

▷ 물없는 컬러산업 통합지원센터 구축(비 R&D)

본 사업을 통해 친환경 생산공정 및 미래형 염색산업 대응과 중소기업 지원을 위한 비수계 염색 관련 연구개발, 시생산, 시험·성능 평가 Total solution 지원 기반을 구축한다.

 

1단계 추진으로 비수계 염색 관련 장비 25종 도입 및 가동 완료했으며, 초임계 유체 및 디지털 날염 관련 기술지도, 시제품 개발 지원 등을 추진했다.

추후에는 비수계 염색 관련 장비 7종 도입 및 가동을 완료하는 한편, 도입장비를 활용한 관련 기업 연구개발 및 생산 지원을 계획하고 있다.

 

 

 

 

 

 

<김진일 기자>

 

 

 

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