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셀룰로오스의 열가소화와 용융방사에 의한 섬유화 기술

전문가 제언: ○ 최근 화석자원의 고갈 우려와 함께 화석자원의 사용에 따른 대량의 이산화탄소 배출이 지구온난화를 일으키는 온실가스의 하나로 지목되면서 화석자원의 사용에 대한 환경적, 사회적 논란이 거세지고 있다. 한편, 바이오매스는 화석자원과는 달리 대기 중의 이산화탄소를 이용하여 합성되므로 재생 가능할 뿐만 아니라 대기 중으로 이산화탄소의 순증가분이 발생하지 않으므로 환경에 대해 악영향을 미치지 않는 등의 이점에 의해 화석자원을 대체하는 자원으로서의 응용연구가 활발하다.

○ 현재 바이오매스를 이용한 에너지자원으로의 활용연구는 물론이지만 섬유원료로서도 재생 가능한 셀룰로오스를 활용하는 것이 중요한 과제로 되고 있다. 그러나 셀룰로오스는 수산기에 의한 강고한 수소결합으로 구성된 구조물로서 가열해도 분자결합이 강해 녹지 않는 비열가소성 물질이다. 따라서 열가소성 물질에 대해서 이용되는 용융방사법으로는 셀룰로오스의 섬유화가 불가능하므로 지금까지는 환경에 해로운 유기용매를 사용하는 용액방사법에 따라 섬유화하였다.

○ 이 글에서는 일본 Toray가 개발한 용융방사법에 따른 섬유화 기술에 대한 해설과 향후의 개발과제를 제시하고 있다. 지금까지는 천연고분자인 셀룰로오스계 섬유를 용액방사법으로만 제조할 수밖에 없었지만 셀룰로오스 구조 중의 수산기에 기인하는 수소결합을 억제함으로써 열가소화가 가능하게 되어 유해한 유기용매의 사용 없이 가열에 의한 용융방사가 가능하다. 이 기술은 폴리에스테르나 나일론을 제조하는 기존설비를 그대로 사용할 수 있는 이점이 있다.

○ 우리나라의 경우, 지식경제부 주관으로 스마트 섬유를 주요 기술개발 과제로 선정하여 스포츠 및 레저 섬유, 메디컬 및 헬스 케어 섬유, 환경 섬유, 디지털 섬유 등 4가지로 나누고 각각의 기술개발을 추진하는 로드 맵을 만들어 신기술 개발을 추진하고 있다. 한편, 국내 섬유업계는 친환경 섬유에 집중하고 있지만 선진국에서는 원사와 제품의 생산, 개발에 주목하고 있다. 앞으로는 환경관련 기술이 새로운 시장을 창출하는 미래 성장동력이라는 인식을 하고 재생가능 자원의 활용을 위한 보다 적극적인 기술개발을 추진해야 한다.

저자: Y. Aranishi
자료유형: 학술정보