Covestro사, 이산화탄소로 만드는 탄성 섬유 개발

식물은 광합성 과정을 통해 CO₂를 사용하여 생존한다. 그리고 이제 화학자들은 다양한 물질의 기초를 형성하기 위한 고분자 제조의 구성 요소로 CO₂ 가스를 사용하고 있다.

Covestro사, RWTH Aachen University 내의 섬유 기술 연구소 및 여러 섬유 제조업체들은 CO₂에 기반으로 한 탄성 섬유 생산 공정을 개발하고 있다.

<사진> (우) Pavan Manvi (RWTH Aachen University)

(좌) Dr. Jochen Norwig (Covestro)

Covestro사에서 개발된 신축성 필라멘트는 대부분의 섬유 제품에 적용할 수 있어 스타킹 및 의료용 섬유에 사용될 수 있으며, 석유를 기반으로 하는 기존의 탄성 섬유를 대체할 수 있다고 한다.

CO₂ 기반의 TPU 섬유를 특별하게 만드는 것은 그 섬유의 특성이다. 탄력 있고 쉽게 찢어지지 않아 텍스타일 직물에 사용할 수 있다. 텍스타일 및 의료 분야 기업에서는 이미 CO₂기반의 섬유를 사용한 실, 양말, 압박 튜브 및 테이프를 테스트하고 있다.

CO₂의 확실한 공급원은 주위 공기이지만, Covestro사에 따르면 보다 더 적절한 배출원도 있다고 한다. 예를 들어, 순도가 충분히 높은 CO₂는 일부 산업 생산 공정의 부산물이기 때문에, 경제적이고 생태학적으로 볼 때 이런 종류의 CO₂를 우선적으로 사용하는 것이 현명한 선택이라고 한다.

개발 섬유는 CO₂ 기반 열가소성 폴리우레탄 (TPU)으로 용융방사 방식으로 제조되는데, TPU를 용용한 후 매우 미세한 실로 방출되어 필라멘트 얀으로 만들어진다. Cardyon이라고 불리는 이 제품은 이미 매트리스와 스포츠 바닥재에 폼으로 먼저 사용되었고, 지금은 텍스타일 산업에도 적용하고자 한다. Cardyon은 화석 연료에 대한 의존도를 줄이면서 제조업체가 대안적이고 보다 지속 가능한 원재료를 선택할 수 있게 하는 혁신적인 제품으로, 고품질의 폴리우레탄 생산에 화학 원료로 이용 가능한 원료인 CO₂(최대 20%)로 만들어진다. 스판덱스와 같은 기존의 탄성 합성 섬유를 생산하는 데 사용되는 건식 방사와 달리 용융방사는 환경에 유해한 용제가 필요하지 않다는 장점도 있다.

개발팀에서는 CO₂ 기반 재료가 가까운 미래에 전통적인 탄성 섬유의 지속 가능한 대안이 될 수 있을 것이라고 전망하고 있다.

♠ WTIN news (2019년 7월 17일)

Covestro사 홈페이지(https://www.covestro.com/)