세계 곳곳에서 때 이른 무더위에 폭염 피해가 속출하고 있다. 미국도 예외없이 역대 최고 더운 여름이 전망되고 있다. 최근 미국 해양대기청(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA) 산하 기후예측센터(Climate Prediction Center, CPC)는 해수 온난화현상 엘니뇨(El Niño) 주의보를 발령했고 이번 여름 남서부 지역을 중심으로 예년보다 높은 기온을 기록할 것으로 전망했다. 폭염을 이겨내는 손 선풍기, 넥밴드 선풍기 등 이색 제품에 대한 수요가 급증하는 가운데 기술력을 바탕으로 한 ‘냉감’ 기능성 소재 시장이 주목받고 있다.

<미국 2023년 6~8월 기온 전망>

[자료: National Oceanic and Atmospheric Administration]

냉감(Cooling) 소재의 핵심, '접촉 냉감'이란?

냉감(Cooling) 소재는 체온을 조절하고 착용자 및 사용자에게 시원한 효과를 주기 위해 특별히 개발된 기능성 소재(Technical Textile)를 의미한다. 냉감 소재의 안쪽, 피부에 닿는 면에서 땀을 빠르게 흡수해(Sweat transportation channels) 인체 열을 효과적으로 전달해(Heat conductive matrix) 빨리 증발하게 한다. 원단의 내부에서 사람의 체열을 신속하게 이동시켜 착용자가 쾌적한 환경을 느낄 수 있도록 하는 기능이다. 이러한 원리로 단순히 원단을 만질 때 ‘얼마나 차갑게 느껴지느냐’의 문제가 아니라 ‘사람의 열이 얼마나 빠르게 이동하는지’에 따라 느껴지는 '접촉 냉감'이 기능의 핵심이다.

<’냉감 소재’의 기능적 구조와 원리>

[자료: Nature Communications]

전 세계 '냉감 소재' 열풍 속 최대 소비국, 미국

스포츠웨어 브랜드 나이키(Nike)의 드라이핏(Dri-FIT)과 아디다스(Adidas)의 클라이마쿨(Climacool)과 같이 운동 시 착용자의 쾌적감을 높여주기 위한 소재들이 기능성 소재의 시작이다. 이러한 소재는 땀을 효과적으로 흡수하고 건조시키는 '흡한속건' 기능을 통해 운동 중에도 편안함을 제공한다. 이러한 냉감 소재의 개발은 열 전도성, 수분 흡수, 증발 속도 등의 기술 경쟁을 더욱 촉진하고 있다.

최근 냉감 소재는 스포츠웨어뿐만 아니라 스포츠용품, 침구, 아이 용품, 자동차 시트 등 다양한 분야에서 적용되며 빠르게 성장했다. 또한, 지속가능성과 환경친화적 소재에 대한 관심이 증가하며 에너지 효율적인 냉감 소재가 더 광범위하게 활용되고 있다.

글로벌 시장조사 전문 기업 베리파이드마켓리서치(Verified Market Research)에 따르면, 2020년 전 세계 냉감 소재 시장 규모는 약 19억4000만 달러로 평가됐으며, 2021년부터 2028년까지 연평균 약 5.84%의 성장률로 약 30억5000만 달러까지 성장할 것으로 전망된다.

<전 세계 냉감 소재 시장동향 및 전망>

[자료: Verified Market Research]

시장 조사 전문기업 마켓앤마켓(Markets and Markets)의 보고서에 따르면, 미국은 북미지역 냉감 소재 시장 성장을 주도하고 있으며, 최대 소비국으로 분석됐다. 2020년 미국 냉감 소재 시장 규모는 약 5억4680만 달러로 평가됐으며, 2025년까지 연평균 7.0%의 성장세로 약 7억6640만 달러까지 성장할 것으로 전망된다. 특히, 건강과 웰빙에 대한 인식 증가와 스포츠 레저 활동의 증가는 스포츠 의류 부문에서 냉감 소재 시장 성장을 촉진할 것으로 보인다. 최근에는 운동복뿐만 아니라 여름 정장 재킷이나 바지 등 일반 의류까지도 적용이 확대되고 있다. 또한, 마이크로캡슐 및 특수 후처리 기술의 발달은 냉감 소재의 효과를 더욱 강화시켜 특수 열 환경에서 사용되는 보호복 및 헬멧 제조까지도 활용되는 등 수요가 증가할 것으로 전망된다.

<미국 응용 분야별 냉감 소재 시장 동향 및 전망>

[자료: Markets and Markets]

냉감 소재의 무한 확장, 어디까지 가능할까?

‘냉감 의류’의 인기와 더불어 ‘냉감 소재’의 시장은 무한 확장되고 있다. 수면 중 체온이 높아질 때 빠른 열 전달로 체온 상승을 방지해 숙면에 도움을 주는 ‘냉감’ 침구류 시장이 빠르게 성장하고 있다. 미국 스마트 침대 제조기업 슬립 넘버(Sleep Number)는 기능성 소재를 적용 '냉감 이불(True Temp™)'을 선보였다. 미국 침구 및 가정용 원단 전문기업 American Textile Co. 또한 냉감 기능성 소재 (BlueCool®) 담요를 선보이며 시장 성장을 주도하고 있다.

또한 혁신기술이 등장하며 새로운 분야에 냉감 기술이 적용되고 있다. 상변화물질(Phase Change Materials, PCM)은 특정 온도 범위에서 고체에서 액체, 액체에서 기체로 상태가 변하면서 열을 흡수하고 방출해 '냉감' 효과를 제공한다. 신소재 개발기업 아웃라스트(Outlast)는 건물, 전자기기, 자동차 등에서 사용되던 상변화물질을 직물에 적용해 자동차 시트커버나 유모차, 카시트 등 제조 기업에 공급하고 있다. 대만 섬유연구소(Taiwan Textile Research Institute, TTRI) 또한 상변화물질을 마이크로캡슐화 기술에 적용해 열 제어 기능이 있는 ‘냉감 가죽’을 개발 중이라고 언급했다.

<열화상카메라로 본 아웃라스트(Outlast)의 ‘냉감 소재’를 사용한 카시트>

[자료: Outlast]

미국 과학진흥협회(American Association for the Advancement of Science, AAAS)에서 발간하는 과학저널 사이언스(Science)는 착용자의 체온을 거의 5℃까지 낮춰주는 ‘거울(Mirror)’ 원단 개발 소식을 전하며 특수 환경에 활용 가능성을 언급했다. 시장조사 전문기업 마켓앤마켓은 냉감 소재의 기능성이 향상되며 건설 근로자의 작업복 및 군복 시장에서도 수요가 증가하고 있다고 분석했다. 또한, 발열을 일으킬 수 있는 열 관련 질병, 감염 그리고 만성 질환의 치료를 위해 의료산업에서도 관심이 증가하고 있다고 설명했다.

<건설근로자를 위한 상변화물질 적용 냉감조끼>

[자료: Cryopush]

해외시장 경쟁력 강화를 위한 인증 획득 중요

기능성 소재 시장에서 인증 획득은 경쟁우위 선점에 매우 중요하다. 지난해 코오롱인더스트리의 냉감 소재 '포르페(FORPE)’는 ‘오코텍스(OEKO-TEX)’ 1등급을 획득한 바 있다. 오코텍스(OEKO-TEX®)는 유럽의 섬유 품질 인증 기관으로 섬유제품이 환경과 인체에 무해함을 평가한다. 미국 주요 기능성 소재 개발 및 제조기업 중 하나인 쿨코어(Coolcore)의 냉감 소재는 권위있는 독일 섬유시험인증기관, 호헨스타인(Hohenstein Institute)으로부터 'Innovative Technology' 상을 획득하며 시장의 경쟁 우위를 확보했다. 세계적으로 인정되고 신뢰받는 기관으로부터의 인증 획득은 제품의 시장 경쟁력을 높여준다.

그뿐만 아니라 미국 연방거래위원회(Federal Trade Commission, FTC)는 직물섬유식별법(Textile Fiber Products Identification Act, TFPIA)으로 직물 제품의 라벨링과 광고를 관리 감독한다. 또한, 소비자제품안전위원회(Consumer Product Safety Commission, CPSC)의 규정에 따라 불연성 기준 및 화학 물질 제한과 같은 일반적인 안전 요구사항을 준수해야 한다. 미시간 소재 대학, 의류 소재학 교수 U씨는 KOTRA 디트로이트 무역관과의 인터뷰에서 "냉감 소재는 기능성 소재(Technical Textile)에 속해 제품의 사용 목적 및 특성에 따라 구체적인 규정 요구사항과 인증이 달라질 수 있다는 점을 숙지하고 인증기관 및 법률 전문가의 자문을 얻어야 한다”라고 조언했다.

<오토텍스(OEKO-TEX®) 인증>

[자료: OEKO-TEX®]

시사점

미국 에너지부(U.S. Department of Energy, DOE)에 따르면, 여름철 실내 적정 온도는 25.5도(화씨 78도)로 권장되며, 설정 온도를 높이면 연간 약 6~8%의 에너지 비용 절감을 기대할 수 있다. 지구온난화 현상으로 전 세계가 더 더워진 여름을 마주하는 이때 냉감 소재는 에너지 절약과 친환경적인 라이프스타일을 지향하는데 매우 중요한 역할을 하고 있다.

현재 '냉감 소재'시장은 쿨코어(Coolcore, 미국), 알스트롬-뭉쇼(Ahlstrom-Munksjö, 핀란드), 폴라텍(Polartec, 미국), 난야플라스틱(Nan Ya Plastics, 대만), 텍스-레이(Tex-Ray, 대만), 아사히카세이(Asahi Kasei, 일본) 등 대기업이 주도하고 있다. 자본 집약도가 높은 기능성 소재 개발은 중소기업에 도전적인 과제이다. 이뿐만 아니라 이러한 기능성 소재는 품질에 대한 신뢰성 및 피부 유해성에 대한 관리 책임이 뒤따른다. 2017년 아웃라스트(Outlast)의 냉감 소재로 만든 유아용 제품을 사용 후 피부 발진 문제로 논란이 된 바 있고 아직도 유해성 논란에서 완벽히 벗어나지 못했다. 그러나 기능성 ‘냉감 소재’는 고부가가치 산업으로 지속적인 수요가 전망되기 때문에 혁신적인 기술력을 가진 소재기업들은 글로벌 시장 확대를 도전해 볼 필요가 있다.

스포츠웨어 디자이너 A씨는 KOTRA 디트로이트 무역관과의 인터뷰에서 “스포츠웨어에서 기능성 소재는 핵심이다. 변화하는 시장에서 경쟁 우위를 확보하기 위해서는 제품 개발에 좋은 소재 제조 기업들과의 협업이 매우 중요하다. 냉감 소재의 경쟁력을 높이기 위해서는 기능성과 안전성에 대해 인지도 있는 국제기관으로부터 인증 획득이 매우 중요하다”라고 조언했다.

자료: Climate Prediction Center(CPC), Nature Communications, Verified Market Research, Markets and Markets, Sleep Number, American Textile Co., Outlast, Taiwan Textile Research Institute(TTRI), Science, Cryopush, 코오롱인더스트리, OEKO-TEX®, Coolcore, Federal Trade Commission(FTC), Consumer Product Safety Commission(CPSC), U.S. Department of Energy(DOE), KOTRA 디트로이트 무역관 자료 종합