화섬정보 3. 18

Nature Sustainability에 따르면, 최근 MIT 연구팀은 폴리에틸렌(이하 PE)을 원료로 하는 냉감 직물을 개발하는데 성공함.

PE는 주로 플라스틱 봉지와 비닐 랩의 원료로 사용되는데 강한 방침투성(anti-seepage)을 보유하고 있어 착용자로 하여금 물과 땀이 흡수·배출되지 않아 일반 의류 소재로 사용되기 어려웠음. 그러나 MIT 연구팀은 PE를 섬유화하여 흡습이 가능한 직물을 개발하였으며, PE 방적사로 만든 직물은 열투과성이 강해 면화나 폴리에스터 대비 수분을 더 빨리 흡수하고 증발시킬 수 있다는 결과를 발표함. 또한, 연구팀은 PE 직물이 면이나 나일론 직물대비 환경에 미치는 영향이 적을 것이라고 추측함.

연구팀은 먼저 분말 형태의 PE를 용융시키고 방사설비를 통해 섬유형태로 압출하였는데, 이러한 압출 과정에서 PE가 미세하게 산화되어 친수성을 보유하게 되면서 수분을 끌어들인다는 사실을 발견함. 그 후 연구팀은 여러 가닥의 PE 섬유를 직조가 가능한 방적사 형태로 만들었으며, 방적사 내부 섬유 간의 틈새에서 흡습성을 가진 공간이 형성되는 것을 포착함.

연구팀은 PE 방적사의 흡습성을 제고하기 위해 시뮬레이션을 거쳐 흡습의 효과가 가장 높은 섬유의 직경과 배열방식 등의 조건을 맞췄으며, 동 방적사로 만든 직물이 면, 나일론, 폴리에스터 직물대비 수분을 더 빨리 흡수·증발 시킬 수 있다는 결론을 도출함. 그러나 반복적인 실험과정에서 PE 직물은 흡수성이 점차 감소한다는 문제점도 발견되었으나, 연구팀은 PE 직물에 마찰을 가하거나 자외선을 조사하면 다시금 흡수성을 회복할 수 있다고 밝힘.

또한, 연구팀은 PE 분말에 염료입자를 섞은 후 용융하여 방사하는 염색 방법도 개발하였으며, 분말상태에서부터 염색을 했기 때문에 생명주기가 끝난 제품을 다시 용융한 후 염료입자를 분리시켜 재사용을 할 수 있다는 입장임.

이외에도, PE는 용점이 상대적으로 낮아 다른 폴리머와 비교해 방사에 필요한 에너지 소모가 적으며, 면에 비해 오물이 묻지 않아 소비자가 최종제품 사용과정에서 세탁 횟수가 상대적으로 적어 환경 친화적이라는 장점이 있음.

섬유산업은 전세계 온실가스 배출량의 5~10%를 발생시키고 있으며, 인류는 연간 6,200만톤의 의류를 소비하고 있어 지속가능한 소재의 상용화가 시급한 상황임. 금번 흡습이 가능한 PE 직물의 개발로 업계에서는 페트병뿐만 아니라 미래에 플라스틱 봉투를 일반 의류의 재활용할 수 있다는 가능성이 제시되고 있음.

한편, 현재 PE는 주로 부직포 형태로 실험복, 방호복 등 특수목적의 의류에만 사용되고 있음. H

자료: Nature Sustainability