폴리코튼 업사이클링 공정을 통한 섬유 내 유해 화학 물질 수치 감소

폴리코튼 업사이클링 공정을 통한 섬유 내 유해 화학 물질 수치 감소

 

 

- KIST Europe 제공

 

최근 스웨덴에서 수행된 한 연구 결과에 의하면, 낡은 폴리코튼 의류 업사이클링 과정에서 유해 물질 수준이 감소된 셀룰로오스 나노결정체(cellulose nanocrsytrals, 이하 CNCs) 생산 가능성과 함께, 나노결정체의 활용 가능한 다양한 새로운 용도들이 확인됨.

이에 따라, 폴리코튼 폐기물을 보다 지속 가능하게 활용하는 데 있어 유해 화학 물질이 이전에 생각했던 것만큼 큰 장애물이 아닐 수 있다는 점이 시사되었음.

소비자가 사용한 섬유를 상업적으로 재활용하여 새로운 제품으로 활용하려는 시도는 증가하고 있지만, 여전히 순수 면화와 같은 단일 성분 섬유에만 제한됨. 이러한 섬유는 분쇄되어 섬유 형태로 분해 된 후 다시 새로운 실로 방적될 수 있음.

그러나 면과 폴리에스터가 혼합된 폴리코튼과 같은 혼합 섬유는 대규모로 섬유를 기계적으로 분리하는 것이 거의 불가능해 더 큰 어려움이 있음.

연구에 따르면, 혼합 섬유에서 면을 화학적으로 분리하여CNC로 전환하는 것이 가능하다고 함. 이 CNC는 광학 재료, 수처리 제품, 나노복합재 등 다양한 잠재적 응용 분야를 갖고 있음.

그러나 이 과정에서 원래 의류에 존재하는 유해 화학 물질이 어떻게 처리되는지는 명확하지 않았음.

산 가수분해(Acid hydrolysis)

스톡홀름 대학과 스웨덴 RISE 연구소(RISE Research Institutes of Sweden)의 과학자들은 소비자가 버린 의류 중에서 폴리코튼 의류 10벌을 조성에 따라 분류하여 확보했음.

스톡홀름 대학 연구팀은 이 의류 샘플을 CNC 생산을 위한 원료로 사용했으며, 산 가수분해 기반의 공정을 통해 이를 확보하였음. 이 과정에서 폴리에스터 잔여물과 공정 폐수가 주요 부산물로 나타남.

연구팀은 원래 섬유에 있던 대부분의 유해 화학 물질이 폴리에스터 잔여물로 이동하여 CNC에서는 발견되지 않았다고 《Cleaner Engineering and Technology》 저널에 보고함.

예외는 프탈레이트(phthalates)였으며, 이는 주로 CNC에 부착된 것으로 나타났음

한편, 과불화옥탄술폰산(perfluorooctanesulfonic acid, PFOS)과 크리스탈 바이올렛 (gentian violet, methyl violet 10B), 빅토리아 퓨어 블루(basic blue 7)라는 두 가지 염료는 "거의 완전히" 공정 폐수로 이동함.

그럼에도 불구하고, 유해 물질이 원료로부터 완제품인 CNC로 제한적으로 전이된다는 점은 "중요한 발견"이라고 연구팀은 논문에서 밝힘.

폴리에스터 폐기물

폴리에스터 잔여물을 어떻게 처리할지는 여전히 미해결된 문제로 남아있으며, 현재로서는 소각할 폐기물로 간주하는 것이 최선이라고 연구팀은 강조함.

또한, 오늘날의 의류 제조의 특성 자체도 도전 과제를 안겨줌. 의류의 화학적 구성에서 큰 차이가 있으며 새로운 트렌드에 따라 업계가 사용하는 화학 물질은 연속적이고 빠르게 변경하고 있음.

산업 이니셔티브

2021년, IKEA와 H&M은 전 세계 다양한 지역에서 테스트된 사용 후 면, 울, 폴리에스터 섬유에 대한 연구를 완료하고, 재활용 섬유에 포함된 화학 물질에 대한 지식을 늘리기 위한 데이터 뱅크를 만들었음.

이들 기업은 또한 유럽 위원회(European Commision)에 수집된 재활용 가능 섬유에서 발견되는 화학 물질을 식별하는 정부 지원 대규모 연구의 필요성을 조사할 것을 촉구함.

이 다국적 기업들은 2030년까지 재생 가능 및 재활용 섬유만을 사용할 것을 목표로 하고 있음.

*참조:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666790824000740?via%3Dihub

* 출처 : Chemical Watch