면 재활용해 비스코스 만든다

스웨덴 연구자들이 재활용 면화로 비스코스를 만들었다.

스웨덴 룬드대학교(Lund University in Sweden) 연구원들이 낡은 면 시트에서 새로운 비스코스를 생산하는 기술을 개발해 섬유 재활용 분야에서 획기적인 발전을 이루었다.

비스코스(Viscose)는 식물의 세포벽에서 발견되는 천연 성분인 셀룰로오스로 만든 반합성 섬유다. 비스코스 생산 과정에는 셀룰로오스를 화학용액에 용해시켜 점성 용액을 생성하는 과정이 포함된다. 이 용액은 섬유로 방사되어 원단으로 짜 블라우스, 스커트, 드레스 등의 의류 소재로 사용된다.

비스코스에 사용되는 셀룰로오스는 일반적으로 목재 펄프에서 유래하지만 면 린터(조면 후 목화씨에 남은 짧은 섬유)에서도 얻을 수 있다. 식물 기반에도 불구하고 비스코스 생산 과정에 사용되는 이황화탄소, 수산화나트륨, 황산 등의 화학물질로 인해 환경에 미치는 영향은 우려되는 부분이다. 이러한 화학물질은 적절하게 관리되지 않으면 작업자와 환경에 모두 해로울 수 있다. 또한 완전히 재활용된 비스코스는 사용할 수 없다.

이에 룬드대학교 화학공학 박사과정인 Edvin Bågenholm-Ruuth와 그의 동료들이 수행한 새로운 연구는 주로 목재에서 추출한 셀룰로오스에 의존하는 기존의 비스코스 생산에 대한 대안을 제시하면서 곧 상업적으로 실행 가능해질 수 있는 기술을 도입했다. 

재활용 직물을 사용함으로써 상당한 양의 에너지, 물, 토지를 필요로 하는 목화 재배와 관련된 환경 문제를 해결하는 동시에 삼림 자원을 보존하는 것이 목표다. 즉 이러한 접근 방식은 오래된 직물 폐기로 인한 환경적 영향을 해결할 뿐 아니라 귀중한 산림 자원에 대한 의존도도 줄여줄 수 있다.

새로운 기술은 상대적으로 단순한 소금인 ‘염화아연(ZnCl2)’을 활용하는데, 이 염화아연은 물에 용해되어 복잡한 면 섬유를 분해하고 고품질 비스코스 실을 만들 수 있는 물질로 변환한다.

즉 면 섬유를 염화아연 용액에 넣으면 1시간 이내에 모든 것이 끈적끈적한 덩어리로 변한다. 물을 첨가하면 ‘용해 펄프’라고 알려진 푹신한 흰색 덩어리가 침전되며, 이를 액체에서 여과할 수 있다. 이 펄프는 오늘날의 비스코스 공정에 사용되는 해당 목재 펄프를 대체할 수 있다. 다음 단계에서는 펄프를 이황화탄소를 포함한 여러 화학물질로 처리하여 수산화나트륨에 용해되도록 만든다. 펄프를 용해시키고 회전시킨 후 비스코스 섬유로 절단한다.

예비 테스트 결과는 만족스러웠다. 특히 표준 비스코스 생산에 사용되는 독성 화학물질인 이황화탄소(CS2) 비율이 낮아 환경 및 작업자의 건강에 대한 위험도를 낮출 수 있다.

연구진은 이 공정에서는 추가적인 최적화가 필요하다는 점을 인정하면서도 연구진은 상업적 생존 가능성과 지속가능한 섬유 관행에 기여할 수 있는 잠재력에 대해 낙관하고 있다. Bågenholm-Ruuth는 성명에서 추가적인 최적화의 필요성을 지적함과 동시에 “염색된 의류에는 추가 탈색 단계가 필요할 수 있으며, 환경에 미치는 영향이 크기 때문에 전통적인 표백 방법을 이상적으로 피해야 한다”고 언급했다.

연구진은 동 기술을 상용화하기 위해 ShareTex라는 회사를 설립했으며, 유럽에서 시범 공장을 계획하고, 5~7년 내 상용화 수준으로 확장할 수 있기를 희망하고 있다. 이번 연구결과는 Cellulose 저널에 게재됐다.

김성준 기자 tinnews@tinnews.co.kr

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