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섬유지식 기초

Recycle에 최적화된 폴리에스터

by moment_MY 2023. 3. 15.
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폴리에스터 Polyester
페트병은 현재 가장 일반적인 플라스틱 재활용 품목 중 하나로, 가벼운 페트병의 저렴 함과 내구성은 페트병을 유리병보다 더욱 인기 있는 품목으로 만들었다. 미국의 엔지니어인 너세니얼 와이어스(1911~1990)는 거의 십 년간 페트병을 연구하였는데, 동료들에게 플라스틱으로 코카콜라와 같은 탄산음료를 담을 수 있는지 물어봤을 때 동료들은 폭발할 것이라고 예측하였으며 일련의 초기 실험을 통해 이와 같은 사실이 입증되었다. 플라스틱은 약하지만 구성하는 고분자들이 서로 얽히게 되면 강력해질 수 있다. 초기 결과는 실패에 가까웠지만 1만 번 넘게 시도한 끝에 탄산음료로 인해 페트병이 터지는 문제를 해결하였다. 페트병은 탄산음료 산업의 호황으로 업계에서 즉시 사용되었으며 1999년, 한 해에 1,000억 병이 생산되었다. 오늘날 미국에서 생산된 폴리에서터 카펫 중 거의 절반 정도는 페트병을 재활용하여 만든 것이다.
놀라운 범용성
세상에서 가장 흔한 플라스틱이 바로 폴리에스터Poyester이다. 저렴하고 질기면서도 Sof하다. 열에도 강해 범용성이 뛰어나다. Outerwear로 가장 적적하게 사용되는 소재이면서도 그런 용도의 정반대 편에 서 있는 Drest FROUSE, 심지어 잠옷이나 속옷까지, 더 나아가 양복 50mg 소재로도 크게 손색이 없을 정도이다. 심지어 극한의 내후성과 강한 마찰에 견디는 힘을 요구하는 Outdoor원 단의 겉감으로도 문제없이 사용되는 한편, 충전재인 패 딩 솜으로도 견줄 만한 적수가 없다. 계절도 타지 않아 사계절 전방위에 걸쳐서 사용된다.
이토록 광범위한 패션의류 쪽의 범용성에도 불구하고 폴리에스터의 가장 큰 수요는 패션제품이 아니라 물병이다. 폴리에스터는 나일론에 이어 두 번째로 발명된 인공중합 섬유이며 나일론을 발명한 위대한 화학자 캐로더스의 작품이다. 비록 상업화는 다른 사람이 했지만 그가 최초의 발명자이다. 폴리에스터가 뛰어난 점은 그것이 천연소재의 기능적 단점을 보강하는 재료로 쓰인다는 것이다. 나일론은 방적사가 거의 없지만 폴리에스터는 단섬유 5 pie 로더 제조되어 면이나 Wool 같은 천연섬유와의 혼방에 다양하게 사용된다.
물론 Wool과의 혼방은 기능보다는 원가절감 Cost saving의 목적이 더 크다. 군복은 예외 없이 T/C 혼방 직물로 만들어진다. 100% 면은 쾌적하지만 특수복에 적용하기에는 강도가 부족하기 때문이다.
기능과 감성이라는 두 마리 토끼
폴리에스터의 장점은 기능뿐만 아니라 동시에 감성도 만족시키는 소재라는 것이다. Coolmax 는 면보다 두 배나 더 흡수력이 좋고 극세사 10 원 단은 Silk보다 더 월등한 감촉을 자랑한다. Satin 샤무스로 만든 잠옷은 레이온 보다 더 광택이 좋고 찰랑거리는 Drape 성을 가진다. Sucede의 일종인 '알칸타 라Acantara'는 천연 양가죽을 제치고 수억대를 호가하는 수퍼카인 람보르기니의 인테리어에 사용된다. Burberry Trench coat 소재로 사용되는 Memory 원단은 기존의 면보다 훨씬 더 우아하고 젊고 현대적이다. Memory 원단은 할아버지 시대의 브랜드인 버버리의 수요층을 젊은이들로 수평 이동시킨 일등 공신이다. 폴리 에스터는 아름답고 탁월하다. 신이 만든 자연 최고 의류 소재가 면이라면 폴리에스터는 인간이 만든 패션의류 소재 중 최고 걸작이다.
폴리에스터는 여러 가지다
폴리에스터는 우리가 아는 것보다 더 다양한 종류가 있는데 의류 소재로 사용되는 대부분은 PET이다. 그 외에 PIT 나 PBT는 지그재그로 결합한 분자구조로 인하여 Stretch 원사로 사용된다. Burberry가 그들의 새로운 Young age 라인인 'Brit'에 100년간 사용해온 트렌치코트 소재인 면 개버 던 원단 대신 PIT Memory를 적용하였다. Modern 하면서도 천연섬유 느낌이 나는 Memory 원단의 지속적인 유행이 계속되고 있어 PTT 수요가 증가하고 있다.
특히 PET와 PTT를 한 가닥으로 결합하여 Stretch 능을 가진 T400이라는 신소재를 듀폰 0uton이 개발하여 새롭게 조명되고 있다. 최근 듀폰은 PTT 제조에 석유 원료가 아닌 옥수수를 사용하고 있다. 물론 그것이 친환경을 의미하지는 않는다. 또, 친환경이 목적인 것도 수수를 원료로 하는 섬유는 친환경으로 분류되지 않기 때문이다. 다만 그들은 미국에서 남아도는 옥수수의 새로운 수요가 필요했을 것이다.
곱슬 가공으로 거듭나다
화섬은 기본적으로 Filament로 생산되고 Crimp가 없기 때문에(직모라는 말이다) 신축이나 탄력, 볼륨 volume 같은 성능이 떨어진다. 이를 보완하기 위해 다양하게 Crimp를 주는 사가공이 필요하다. "DTY는 가장 흔하고 저렴하게 만들어지는 텍스쳐Texured 가공 원사이다. 직모를 곱슬로 바꿔주는 간단 한 가공을 통해 한꺼번에 여러 가지를 얻을 수 있다. DTY는 원사에 신축성을 부여하고 합섬 고유의 싸구려 광택을 죽이는 동시에 딱딱한 원단에 스폰 지 Sponge하게 탄력 있는 볼륨감을 줄 뿐만 아니라 부드럽고 함기율을 높여 보 온성도 생긴다.
ITY라는 보다 진보한 Textured yarn도 있는데 신축성보다는 볼륨감과
Soft 한 감성을 부여해주는 겨울용 두꺼운 원단을 만드는 데 사용된다. 135d ITY 원단은 가격이 저렴하고 함기율이 높은(내부에 공기가 매우 들어있는) 두터운 볼륨감 때문에 20년 동안 대체 불가할 만한 소재가 나타나지 않을 정도이다.
감량 가공의 놀라운 결과 Drape 성
폴리에스터 원단에 감량 가공이 발명되면서 Outerwear 소재에서 Blouse, Dress 같은 feminine 한 쪽으로 용도가 수십 배나 더 커지는 계기가 되었다. 폴리에스터는 알칼리에 약하기 때문에 강알칼리인 수산화나트륨과 반응시키면 표면이 부식되어 달 분화구 같은 크레이터(ae가 형성되면서 묘하게 drape 성이라는 감성 효과가 나타난다. 10~20%까지 감량하는데, 많이 감량할수록 부드럽고 Drape 성이 뛰어나지만 지나치면 솔기가 미어지는 봉탈 Seam sppageo] 나타나므로 주의해야 한다.
새로운 폴리에스터 Elasterell-p
폴리에스터의 한 종류인 PTT는 신축성을 나타내는 소재로 기능하거나
Momory  원단을 만드는 등, 두 가지 다른 소재로 사용될 수 있다. PET와 차별화하기 위해 듀폰은 PTT의 원료를 석유에서 옥수수로 바꿔 Sorona 라는 브랜드로 판매하고 있다. 이 소재는 PET+PTT를 한 가닥의 섬유에 설계하여 폴리에스터라는 식상한 이름에서 벗어나 새로운 Generie name을 취득하였다. 그 이름은 'BlasteralL-p'이다.
Recycle에 최적화된 화섬
폴리에스터는 나일론에 비해 재생이 쉽다. 이유는 단순하다. 페트병의 존재 때문이다. Polyester의 최대 수요는 페트병인데 염색되지 않고 다른 불순물도 없어서 재생하기가 용이하다.
Polyester 의류를 재생하려면 대부분 염색이 되어 있으므로 탈색부터 시작해야 한다. 그나마 탈색이 100% 일어나기도 어렵다. 비용도 PET병에 비해 몇 배가 들어간다. 따라서 PET명은 Recyale 화섬의 축복이라고 할 수 있다.
무거운 Color
PT를 염색하는 분산염료는 채도가 낮아서 상대식으로 어둡고 칙칙한 컬러로 반색 된다. 즉 같은 색을 구현해도 Nylon 같은 vivid한 색상을 만들기 어렵다. 나일론은 밝고 색이 아름답다. 디자이너들이 폴리에스터보다 나일론을 선호하는 이유 중 하나이다.
전사 프린트 - 폴리에스터의 축복
유일하게 PET만 종이에 먼저 인쇄한 다음, 이를 판박이처럼 원단에 옮기는 방식의 전사 프린트가 가능하다. 분산염료가 열에 의한 승화성이 있기 때문이다. 이 프린트 방식은 물이 전혀 필요 없고 염료도 최소로 사용되며 버려지는 염료도 없기 때문에 수자원 절약, 염료 절약 등의 측면에서 Sustainable 하여 미래 전망이 밝은 프린트 방식이다. 전사 프린트를 면 같은 다른 소재에도 적용 가능하다고 주장하는 이들이 있는데 가능할지도 모르지만 당장 은 무시해도 된다.

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