네덜란드 기업 물이 필요 없는 섬유염색기술 개발

- 물 절약과 에너지 절감, 친환경·저비용 일석이조 -

□ 섬유산업은 물 먹는 하마?

 ㅇ 기존의 섬유 산업은 대량의 물이 필요한 산업으로 세척, 정련, 표백, 염색 등의 섬유 가공공정에서 물을 용제로 사용

  - 평균 1kg의 섬유 원료를 가공하는 데 약 100~150리터의 물이 소비됨.

  - 전 세계적으로 매년 약 280억kg의 섬유를 염색하는 것을 고려할 때 염색산업으로 인한 수자원 소모는 심각한 수준임.

 ㅇ 지리적 특성상 수자원 관리에 특히 민감한 네덜란드인들은 물 절약에 대한 관심도 상당히 높음.

  - 특히, 희소자원이면서도 전체 물 공급의 70%를 차지하는 지하수를 절약하기 위해 정부에서는 수도 공급세를 부과해 대량의 물을 소비하는 섬유산업에 비용 부담이 됨.

□ 네덜란드 섬유기업 DyeCoo, CO₂염색기계 개발

출처: www.dyecoo.com

 ㅇ 네덜란드의 섬유기업 DyeCoo는 네덜란드 델프트 공대와의 기술협력을 통해 수년간의 연구 개발을 거친 결과 물 대신 CO₂를 사용하는 상용 가능한 염색기계를 개발

  - 물 절약과 생산비용 절감을 가능하게 했으며, 그 친환경적 효과를 인정받아 2009/2010 Herman Wijffels Innovation Award의 혁신적 친환경적 제품 부문 최고상을 수상함.

 ㅇ 염색과정에서 물 소비가 없을 뿐 아니라 화학물질도 사용하지 않으며 건조절차를 거치지 않고 두 배나 빠른 속도로 공정을 마칠 수 있어 물 절약뿐만 아니라 화석 연료 에너지절약 측면에서도 긍정적인 효과가 있어 전 세계적으로 주목받음.

□ CO₂염색, 효율은 높이고 비용은 낮춰

 ㅇ CO₂염색원리

  - CO₂가 31°C 이상으로 가열되고 74bar 이상의 압력이 가해져 임계점(critical point)을 초과하면 초임계(supercritical) 상태, 즉 팽창된 액체 또는 고압가스 상태가 돼 액체와 기체 모두의 성질을 갖게 됨.

  - 이 상태에서 CO₂는 액체의 밀도를 가져 소수성 염료를 용해시키는 데 용이하며 기체와 같이 낮은 점성과 확산의 성질을 가져 물에 비해 더 짧은 시간 안에 염색할 수 있음.

 ㅇ 물을 이용한 염색과는 달리 CO₂이용한 염색 절차에서는 온도와 압력 조건만을 변화시키면서 방적유(spinning oil)의 추출, 염색, 그리고 잔여 염료의 제거까지 하나의 생산시설에서 처리할 수 있음.

 ㅇ 건조 절차를 필요로 하는 물 염색과는 달리, CO₂는 염색을 마친 후 기체 상태로 방출되기 때문에 건조 절차가 필요하지 않음.

 ㅇ 사용된 CO₂ 분리기에서 추출물이 석출된 후 최대 90%까지 재활용할 수 있어 원료비 절감에 효과적임.

□ CO₂ 염색 상용화 곧 현실로

 ㅇ DyeCoo는 CO₂ 염색기계 샘플과 CO₂ 공급, 그리고 직물 시험 장치 등을 구비한 독립적 연구개발시설에서 CO₂염색을 위한 모든 종류의 염료를 개발했으며, 폴리에스테르 염색에 있어서 CO₂ 염색절차를 계속적으로 최적화하는 동시에 면(cotton)의 CO₂ 염색 개발도 진행 중임.

 ㅇ CO₂ 염색기술 상용화에 있어서는 DyeCoo가 최초로, 네덜란드 기업 Triade, 독일 기업 Setex, Feyecon, 그리고 태국 기업 Tong Siang(Yeh Group)과의 제휴를 통해 ‘DryDye'라는 이름으로 CO₂ 염색기계의 본격적인 상용화 실현을 앞둠.

  - 현재는 정련된 폴리에스테르 직물을 매회 50~100kg 염색하는 것에 한정되나 DyeCoo와 기술적 제휴기업들은 셀룰로오스의 화학적 염색방법을 개발 중이며 이 또한 머지않아 상용화될 것임.

 ㅇ 2012년 2월, CO₂염색기술의 혁신적 잠재력을 높이 산 NIKE는 DyeCoo와 전략적 제휴를 맺음. 2015년에 이르러 1년간 전 세계적으로 3900만 톤 이상의 폴리에스테르가 염색될 것으로 예측되며, 그 중 세계 대부분의 섬유 염색 산업이 아시아에 밀집된 만큼, NIKE는 DyeCoo의 CO₂ 염색 기술이 특히 아시아에서 긍정적인 효과를 일으킬 것임.

□ 시사점

 ㅇ 전 산업분야에 걸쳐 친환경, 고효율, 저비용을 위한 끊임없는 기술혁신이 이루어짐. 섬유산업도 기존의 노동집약적, 사양산업이라는 인식에서 탈피하고 효율적으로 에너지를 활용하는 산업으로 변모 가능성이 있음.

 ㅇ 녹색 섬유산업 분야에서 선구적인 위치에 있는 DyeCoo 등 주요 네덜란드 기업과의 기술 제휴, 공동연구개발, 전략적 제휴를 통한 상용화 합작추진 등 협력 가능성을 모색해 미래의 친환경기술을 선점하고 우리 산업 전반에 활용할 필요가 있음.

자료원: www.economicinstruments.com, www.dyecoo.com 등