폴리에스터 염색물상의 염료의 응집사고 결점분석 (무기염에 의한 분산염료의 응집)

1. 제품규격
품명: 폴리에스터 satin 염색직물 경사: 폴리에스터 50/36, 위사: 폴리에스터 50/24

2. 결점현상
Rapid 염색기에서 고압분산염료로 아이보리색상으로 염색 후 염색물상 검은색 반점이 염색물 전반에 발생하였음.

사진 1. 오염이 발생한 아이보리 생상의 염색물

3. 결점분석방법
아래의 각각의 시험을 단계적으로 실시하여 염료의 응집 원인을 찾아감.
① 아세톤 등의 유기용매로 결점부분을 처리함.(분산염료의 응집을 확인)
② 전자현미경(JEOL 5800LV) 촬영.(염료응집 이외 기타 이물질의 부착 확인)
③ 에너지 분산형 x선 분광기(EDS, OXFORD ISIS 3000) 측정에 의한 오염부 위 성분분석.(단순히 염료의 응집이외의 첨가조제 및 기타 무기염과의 응집 을 확인)
④ 현장에서 사용중인 공업용수의 Ca, Mg경도(수질오염공정시험법)를 측정
⑤ 시료상의 오염부위를 아세톤으로 추출한 것과 아이보리 염색시 사용한 염료 및 그 이전 작업시 동일염색기에서 사용된 염료를 Uv-vis spectrometer를 이용하여 최대흡수파장 측정(오염부위의 염료와 공정상 사용된 염료를 비교하여 공정단계 중 염색공정과 기타 탈수, 건조공정중의 오염을 확인함)

4. 결점분석결과

사진 2. 시료상 오염부위에 아세톤을 적하한 후 오염이 번진사진

① 아세톤으로 오염부위에 적하한 결과 부착된 오염이 용해되어 넓게 확산됨
② 전자현미경 촬영결과 원단의 표면에 이물질이 부착되어 있음.
③ EDS 측정결과 이물질에서 Ca이온이 다량검출.
④ 현장에서 사용중인 공업용수의 Ca, Mg경도를 측정 경도가 90ppm이상 [공업용수속에 염색용수의 수질기준 : 30ppm이하]
⑤ 시료상의 오염부위를 아세톤으로 추출하여 염색공장에서 사용하는 염료와 함께 uv-vis spectrometer를 이용 최대흡수파장 측정함 disperse blue 56염 료와 동일함

사진 3. 전자현미경 및 EDS측정결과

5. 결점방지대책
위의 결과를 종합적으로 검토해 본 결과 원단상의 오염반은 염료의Tarring으로 보이며, tarring이 생성 될 수 있는 요인은 -염료와 조제의 상용성 불량, -염료의 입도 불균일, -분산제의 열안정성 불량, -전처리 불량에 의한 유제의 잔류, -급격한 승온 및 냉각, -염료의 용해불량, -조제의 첨가방법 불량, -염색용수상의 과다한 무기염의 잔류 등이 원인이 될 수 있으나, 위의 사고의 경우는 염색용수 상의 과다한 Ca이온에 의한 염료의 Tarring이 발생된 것으로 추정된다. 따라서, 이러한 사고를 막기 위해서는 경도가 높은 용수는 반드시 정수를 하여 사용하거나 킬레이트 분산제, 금속이온봉쇄제 등을 이용하여 칼슘(Ca2+)이온을 제거하여야 한다.