염색과 관련된 국내 섬유산업의 업체 수는 전체 폐수배출업소의 3.6%에 불과하지만 폐수배출량은 전체의 22%에 해당된다. 또한 배출되는 유기물질 부하량이 전체의 24.3%에 달해 폐수발생량 및 폐수의 특성면에서 염색과 관련된 국내 섬유산업은 대표적인 오염산업으로 분류되고 있다.

▲ 최재홍 교수는 “앞으로도 국가산업 경쟁력 강화 및 과학 기술 발전 촉진을 도모하고 사업단 및 기업이 벤치마킹함으로써 국가발전에 기여하는 연구를 진행하겠다”고 포부를 밝혔다

일반적으로 염색폐수에는 색도로 인한 불쾌감 유발과 각종 염료 성분과 조염제, 호제, 계면활성제 및 휘발성 유기용제 등 난분해성 물질이 다량 함유되어 있어 폐수처리에 어려움을 가중시키고 있다. 특히 소득수준의 향상과 더불어 천연섬유의 사용 비중이 날로 높아짐에 따라 색상이 선명하고 높은 견뢰도를 갖는 반응성 염료의 사용이 증가하고 있는 추세다. 그러나 염색폐수는 생산되는 섬유의 형태가 계절, 유행, 소비자 욕구 등 변화에 따라 바뀌고 생산공정 또한 이에 따라 바뀌기 때문에 발생폐수의 양과 특성이 매우 불규칙하게 변한다. 아울러 염료가공 공정의 특성상 난분해성 물질이 다량 함유되어 있고, 시간에 따른 수질의 변동이 크기 때문에 기존의 처리공정으로는 배출허용기준 이내로의 처리가 쉽지 않다.

2010년 영국 SDC 최우수 연구논문 선정
최근 단 하나의 구조로 삼원색 발현에 성공한 경북대 섬유시스템공학과의 최재홍 교수가 주목을 받고 있다. 최재홍 교수의 친환경 염료 기술은 SDC(The Society of Dyers and Colourists)의 2010년 최우수 연구논문에 선정되는 쾌거를 거두었다. SDC에서 발간하는 SCI학술지인 컬러레이션 테크놀로지(Coloration Technology)는 매년 게재된 연구논문을 심사, 1편의 최우수연구논문을 선정하고 있다. 1856년 인공색소가 영국에서 최초로 발명된 이후 영국 SDC는 1884년부터 전문학술지를 발간하여 지금까지 130년 동안 본 연구분야의 선진국인 영국, 독일, 일본, 미국 등 일부 국가의 연구자에게 최우수 연구논문상을 시상해왔다. SDC 130년 역사 가운데 한국인이 수상한 것은 최 교수가 처음이다. 특히 아시아권 수상자는 단 2차례에 되지 않는 협회이기에 최 교수의 이번 수상은 색소분야의 한국 연구역량이 선진국 수준에 진입한 것을 공식적으로 인정받은 것이라 그 의미가 더욱 남다르다. 새로운 색상을 만들려면 모든 색의 기본인 3원색(빨간색, 파란색, 노란색)이 필요하다. 기존의 방법으로는 3원색을 발현하기 위해 2~3종류의 구조를 합성해야 했다. 그러나 최 교수가 개발에 성공한 친환경 염료기술을 이용하면 하나의 구조 안에서 치환기를 조금 변형하는 방법으로 3원색을 모두 발현할 수 있다. 최 교수의 이번 논문은 지식경제부와 한국산업기술평가관리원에서 청정생산기술개발과제를 통해 4년 동안 지원받아 수행한 연구결과다. 최 교수는 “염색공정에 쓰이는 폐수에는 엄청난 양의 색소가 들어 있다. 이 색소를 처리하는 공정은 매우 복잡하고 비용이 많이 든다”면서 “친환경 염료기술을 이용하여 폐수에 NaOH같은 알칼리성 물질을 투입하는 알카리 처리를 거치면 적은 비용으로 간단하고 친환경적인 방법으로 색소를 처리할 수 있다. 또한 기존의 방법과 비교해 폐수처리 효율성이 5배 이상 높아진다”고 설명했다.

▲ 단 하나의 구조로 삼원색 발현에 성공한 경북대 섬유시스템공학과의 최재홍 교수가 주목을 받고 있다

고 화질 LCD용 신규 염료 상용화연구 성과
최근 최재홍 교수가 연구 책임자를 맡고 있는 ‘LCD 컬러필터 밀베이스용 염료/안료 혼합물’연구로 2011 산학연협력 엑스포에서 ‘올해의 발명’으로 선정되는 영예를 얻었다. 이 발명은 DPP계 염료와 DP계 염료/안료 혼합물을 LCD 컬러필터 밀베이스의 원료로 제공하는 경우 분산력을 높이고 안료들끼리의 응집을 줄이는 역할을 함으로써 우수한 분산성을 부여할 수 있으며 현재 LCD에 사용중인 C.I. Pigment RED 254와 유사한 색 좌표로 최근 연구된 DPP계 염료를 혼합함으로써 색상의 변화를 크게 줄일 수 있다. 이 기술과 관련하여 경북대 연구실에서는 실제 컬러필터 적용성을 엄격하게 평가할 수 있는 국내 수요업체와의 협력을 통해 개발된 염료의 개선점이 무엇인지 파악하고 이를 개선하여 상업화 가능한 최종 염료를 발굴하기 위한 연구를 중점적으로 수행하고 있다. 최 교수는 “경북대에서는 컬러필터용 HCR 6세대 이상 급 3원색 염료를 상업화하였고 컬러필터용 3원색 염료의 경제적 합성기술 개발, 컬러필터용 적용성을 확보하는 성과를 거두었다”고 덧붙였다. 이 연구결과물은 삼성전자 및 LG Display 등 LCD/LED TV 관련업계가 중점적으로 추구하고 있는 고화질 발현기술에 해당하는 것으로 상업화시 현재의 제조공정을 대폭 변경 가능하고 TV 스펙이 향상될 것으로 예상된다. 최재홍 교수는 “앞으로도 국가산업 경쟁력 강화 및 과학 기술 발전 촉진을 도모하고 사업단 및 기업이 벤치마킹함으로써 국가발전에 기여하는 연구를 진행하겠다”고 포부를 밝혔다. NM