의류에 적용 가능한 바이오 기반 섬유

시중에 판매되고 있는 대부분의 직물 제품은 면이나 울과 같은 천연섬유와 폴리에스터(PET) 섬유를 혼방한 제품이 주로 판매되고 있다. 그러나 최근에는 지속 가능한 의류 제품을 만들기 위해 PET 섬유를 PLA(polylactic acid) 섬유로 대체하기 위한 연구가 진행되고 있다.

PLA 섬유는 천연 물질로부터 얻어지기 때문에 재생 가능하고 생분해성을 가지고 있을 뿐만 아니라 용융이 가능하다. PLA 섬유는 PET 섬유보다 가연성과 밀도가 낮으며, 통기성이 우수하고 친수성과 자외선 차단성을 가지고 있다. 그러나 현재 상업적으로 판매되고 있는 PLA 섬유 제품은 물리적 및 열적 특성과 가수분해 때문에 의류에 적용하는데 한계가 있다.

FibFab 프로젝트는 유럽 연합의 호라이즌 2020 연구(EU’s Horizon 2020 research) 및 혁신 프로그램으로부터 자금을 지원받는 2년 프로젝트이며, 스페인의 플라스틱 기술센터(Aimplas), 벨기에 과학기술센터(CTB), 터키의 윤사(Yünsa), 체코의 신텍스(SINTEX) 등 여러 연구기관들이 컨소시엄을 이루고 있다.

<그림 1> 개발된 실과 티셔츠 사진

FibFab 프로젝트는 캐주얼 의류, 보호복, 작업복 등에 적용이 가능한 재생가능하고 지속 가능한 PLA 기반의 직물 제품 생산과 현재 사용되고 있는 직물 제품을 대체할 수 있도록 PLA의 한계를 극복하는 것을 목표로 하고 있다.

· 직물 제품에 필요한 기계적 특성을 충족시키는 100 % 바이오 및 생분해성이 있는 의류 제 품 개발

· 의류 시장에 PLA 섬유와 면이나 울을 혼방한 실 및 직물 소개

· 90 ℃에서 세탁 가능하도록 PLA 섬유의 열적 특성 개선

· 세섬도 섬유 개발과 PLA 혼합 섬유를 고속으로 방적할 수 있는 방적 공정(링 방적 공정에 서의 마찰 제어) 개선

· PET 공급과 관련한 아시아 시장에 대한 의존도 감소와 높은 환경 의식을 가진 고객의 기대 에 부합하는 새로운 개념의 의류를 개발함으로써 국가 시장 의존도를 줄이고 섬유 부문의 경쟁력 향상

· 유럽 정책에 대응하기 위한 재생 가능하고 지속 가능한 물질 사용 

Aimplas는 새로운 화합물 개발을 담당하며, 주로 핵 생성물, 공정 보조제 및 가수분해 안정제와 같은 첨가제를 상업 PLA와 혼합하는 연구를 진행했다. 그 결과 밀도, 열 저항성, 결정화도, 가수분해 거동, 물리적 특성과 100 ℃에서의 수축률이 개선된 섬유 및 3 dtex 이하의 세섬도 섬유를 개발하는데 성공했다. <표 1>은 시중에 판매되고 있는 PLA 제품과 개발 제품의 특성을 비교한 결과이다. 개발 제품은 우수한 물리적 특성을 보였으며 최종 제품으로 티셔츠를 제작하였다.

<표 1> 상업 PLA 제품과 FibFab 개발 제품의 주요 특성 비교

♠ Melliand International (4/2018)