伊 Lafer 세계 최초 LAMP(니트용 액체 암모니아 가공기) 공동 개발

220억 핵심기술 차별화된 경쟁력… ‘21년까지 500억 규모 성장 기대

한국섬유소재연구원(이사장 조창섭)에서 주관하는 ‘2015 G-KNIT 그린신소재 발표회’가 성황리에 개최되었다.

7월 23일 섬유센터 17층 대회의실에서 열린 이번 전시회는 ‘IT''S FIRST’라는 슬로건 아래 면, 텐셀 및 레이온 등의 셀룰로오스 소재에 친환경 염색인 ‘ECOROOM’ 염색과 세계 최초로 개발된 ‘CELLⅢ’ 가공이 적용된 새로운 감성의 패션 신소재 100여종과 이를 활용한 패션의류 시제품 등이 선보여 높은 관심을 끌었다.

그린신소재 기술은 ‘IT''S FIRST’라는 슬로건에 지난 2009년 6월 1일부터　도비 50억 원, 양주시 17억 원, 국비 150억 원 등 총 217억 원을 투입해 한국섬유소재연구원이 수행·개발하는 국책사업의 핵심기술이다.

그동안 면, 레이온 등의 셀룰로오스 소재는 광택과 강도를 개선하기 위해 수산화나트륨을 이용한 머서화(mercerization) 가공을 거쳤지만 이 경우 다량의 수산화나트륨 사용으로 알칼리 회수문제와 폐액으로 인한 폐수처리 문제 등을 여러 문제점이 있었다.

국내 섬유시장의 25%를 차지하는 경기도내 섬유업체들로부터 새로운 가공·염색기술 개발의 필요성이 제기돼 경기도와 한국섬유소재연구원이 나서게 됐다.

소재연은 지난해 ‘도시형 섬유․패션산업으로의 도전’이라는 주제로 니트 소재의 고품질화․친환경화 기술포럼을 통해 이탈리아 Lafer와 개발한 LAMP(니트용 액체 암모니아 가공기)를 활용한 시제품 및 CPB와 초임계유체 염색을 적용한 신제품을 선보인 바 있다.

▲  2015 G-KNIT 그린신소재 발표회’에서 CELLⅢ 가공을 한 원단과 실켓 가공원단을 비교해서 보고 있다.  © TIN 뉴스

‘CELLⅢ’ 가공은 니트 원단을 영하 33℃의 액체암모니아에서 처리함으로써 셀룰로오스Ⅰ 구조가 셀룰로오스Ⅲ 구조로 변형되는 것에 착안하여 붙인 명칭이다. 기존 셀룰로오스 소재의 가공법에 비해 니트 원단의 형태안정성과 반발탄성을 증대시키고 부드러운 촉감과 우수한 광택으로 고급스러운 터치를 발휘하게 하는 효과를 얻을 수 있다. 특히 사용한 알칼리를 98% 이상 회수하여 재사용하므로 폐수 발생이 거의 없는 친환경 가공법이다.

한국섬유소재연구원 고은희 연구원은 “면섬유는 세탁 시 원단이 수축되어 옷의 외관이 쉽게 흐트러지는 단점이 있지만 CELLⅢ 가공은 액체암모니아 처리에 의해 팽윤작용이 일어난다”면서 “미시적 변화로는 CELLⅠ에서 CELLⅢ로의 결정구조의 변화가 생기고 또한 비결정영역이 증가하면서 염료의 침투가 용이해지고 동일 염색 조건에 보다 선명한 칼라를 얻을 수 있다”고 설명했다.

이어 “더불어 거시적으로는 섬유 단면이 원형에 가깝게 되고 천연 꼬임이 줄어드는 형태 변화가 일어나는데 이러한 변화로 치밀한 조직감, 형태안정성, 주름방지성 등의 이점뿐만 아니라 고급스러운 광택과 실켓에 비해 부드러운 터치감을 발현할 수 있다”고 강조했다.

서영수 패션디자이너는 “드레이프 성이 좋은 소재를 많이 사용하고 있는데 롱 원피스를 제작하는 경우 기존 실켓 가공 소재에 비해 탄성이 강해서 예쁜 고시감이 있어 소재 자체에서 흐르는 선이 상당히 좋았다”면서 “옷을 만들고 피팅을 했을 때 표면의 고급스러움이 CELLⅢ 가공의 특징이라 할 수 있다”고 밝혔다.

소재연은 지난 2009년에는 니트용 CPB 염색기를 도입해 맹글 경도 측정기, CPB 냉각시스템 부대설비, 계절별 온․습도 자동 관리시스템을 구축했으며 특히 풍광기계와 공동으로 국내 최초 연속 전처리 및 수세가 가능한 니트 CPB용 연속 수세기 개발에도 성공한다.

그 결과 CPB 염색 3톤을 기준으로 약 80% 에너지 절감효과와 함께 기존 침염 시 비용 11만4930원 보다 훨씬 저렴한 2만4549원이 소요되는 비용 절감효과까지도 누릴 수 있게 됐다.

이를 위해 연구원은 니트 CPB 전용 실험실을 구축하고 CPB 전용 CCM, CCK 및 패더를 확보하는가 하면 또 전용 컬러매칭프로그램을 운영하는 등 이와 관련해 전문 인력 확보에도 나섰었다.

▲  2015 G-KNIT 그린신소재 발표회’에서 CPB 염색 원단과 ECOROOM 염색 원단을 비교하고 있다.    © TIN 뉴스

‘ECOROOM’ 염색은 상온염색(CPB, Cold Pad Batch)을 니트에 적용한 첨단기술로써 기존 공정 대비 에너지가 80%이상 절감되고 용수․폐수도 60%이상 절감되는 친환경 염색법으로 재현성을 획기적으로 개선함에 따라 고품질의 제품생산에 성공하였다.

특히, 머서화가공을 Pad-Steam 연속공정으로 처리하는 ‘Neo-Silket’ 기술의 개발을 통해 전 공정을 One-Step으로 처리할 수 있게 함으로써 니트 제품 품질의 결정적 요소인 소재의 고급성, 색상의 우수성, 치수안정성 확보와 생산 공정의 단축 및 에너지절감으로 제품경쟁력을 확보할 수 있게 되었다.

이인열 본부장은 “이번에 저희 연구원이 세계 최초로 개발한 ECOROOM 염색과 CELLⅢ 가공기술은 환경 친화적이면서 동시에 니트 원단의 품질을 향상 시킬 수 있는 기술이다”면서 “ECOROOM 염색은 기존 염색과는 달리 물을 끓이지 않고 상온에서 염색하기 때문에 에너지와 용수를 상당히 절감시킬 수 있다”면서 “동시에 니트 원단을 오픈 상태로 염색하기 때문에 표면이 깨끗하고 광택이 우수한 특성이 발휘할 수 있다”고 설명했다.

고은희 연구원은 “기존 CPB염색의 경우 변부말림의 문제로 원단 로스가 많았지만 연구원에서는 좌우 1.5인치 이내로 변부말림을 최소화하였다”면서 “침지 방식의 변화와 최적의 염색 처방으로 Listing과 Tailing을 해결하여 색차를 0.5이내로 줄였다”고 설명했다.

이어 “기존 CPB에서는 어려웠던 Modal의 농색 구현과 Snow White 염색을 실현하였고 그동안 구김 문제로 염색이 까다로웠던 Rayon filament와 Modal, Tencel의 복합소재, Span물 등 적용소재를 확대하였다”면서 “이러한 특화기술은 ECOROOM 염색에서 원스텝으로 실켓에 효과를 부여할 수 있는 Neo-silket이라는 신공정을 적용함으로써 시너지 효과를 부여할 수 있다”고 강조했다.

서영수 패션디자이너는 “CPB는 침염 시간이 단축되어서 그건 소재를 삶는 시간이 짧아 소재가 가지는 필링감이 적다는 점이 좋았다”며 “저같이 니트 소재를 많이 쓰는 디자이너에겐 가장 큰 장점이라 할 수 있다”고 밝혔다.

▲ 2015 G-KNIT 그린신소재 발표회’를 찾은 관람객들이 CELLⅢ 가공 원단들을 살펴보고 있다. © TIN 뉴스

최근 연이은 악재로 인한 경기침체에 직격탄을 맞고 있는 국내 섬유시장의 찬바람에도 불구하고 묵묵히 새로운 기술개발에 도전하여 결실을 맺은 성과로서 천연섬유 염색 과정에서 발생하는 에너지와 폐수를 절감하는 세계 최초의 친환경 염색가공기술을 적용한 사례로 그 성공의 의의가 크다고 하겠다.

이번에 전시회는 세아상역, 한세실업, 한솔섬유, 신성통상, 영원무역 등 국내 유수의 벤더 및 제조업체 관계자 300여명이 참석하여 큰 관심을 보였으며 소비자가 원하는 환경문제 발생억제와 제조자가 원하는 생산비용 절감의 두 마리 토끼를 동시에 잡았다는데 공통적인 의견이 모아졌다.

한 대형벤더의 임원께서는 “ECOROOM(CPB염색) 제품은 이전에 나온 어떤 소재들보다도 표면광택이 우수하고 컬러가 선명하다”면서 “CELLⅢ(액체암모니아가공) 제품은 피케 및 레이온MVS싱글 조직으로 용도전개를 한다면 내년 S/S 시즌 최고의 히트 소재로 급부상 할 것이다”고 전망했다.

한편, 한국섬유소재연구원은 경기도 공동 브랜드 ‘G-KNIT’를 활용하여 해마다 국내외 전시회를 통해 패션 신소재를 선보이고 있으며 금년부터는 ECOROOM ․ CELLⅢ 중심으로 본격적인 그린비즈니스를 통해 최근 어려움을 겪고 있는 한국섬유패션산업의 활로를 열어나갈 계획이다.

▲  이인열 본부장이 한국섬유소재연구원 조창섭 이사장(사진 좌측)과 김숙래 원장에게 설명하고 있다.  © TIN 뉴스

이인열 본부장은 “LAMP(니트용 액체 암모니아 가공기) 같이 50억 정도의 고가장비를 들여놔서 우리만 사용하면 의미가 없다”면서 “기업에서 널리 이용할 수 있게 하는 것이 저희의 근본 목적이다”며 “오늘 이 전시회를 기점으로 신제품 개발 과정에서 CELLⅢ 기술을 이용하면 기존에 없었던 새로운 제품들이 나올 수 있다”고 기대감을 내비쳤다.

이어 “CELLⅢ의 경우 오는 9월부터 본격적으로 생산에 들어갈 예정이며 ECOROOM은 2-3년 전부터 이미 기업 지원을 하고 있다”면서 “현재 ECOROOM 염색과 CELLⅢ 가공을 동시에 사용할 경우 ㎏당 5800원 정도를 책정하고 있다”며 “비용은 기계 가격이 비싸서 기존 공정보다는 약간 더 올라갔지만 그 대신 품질이 업그레이드되면서 상품가치도 같이 올라갈 수 있다”고 강조했다.

또 “LAMP(니트용 액체 암모니아 가공기)의 경우 국내보다는 중국에서 관심이 많다”면서 “우리가 1호기를 설치했기 때문에 저희가 개발한 기술을 보호하기 위해 중국에도 특허를 내놓았다”고 말했다.

끝으로 “CPB 염색의 경우 국내에서는 10년 전부터 상용화가 됐지만 염색기를 경기도 업체 한 곳만 가지고 있다 보니 기술적인 발전이 더딘 상태지만 해외에는 많이 보급되어 있는 상황”이라며 “저희가 두번째로 기계를 도입하면서 개발한 네오 실켓이라는 새로운 공정으로 모달 소재의 경우 진한 염색이 가능하게 됐으며 텐셀 소재의 경우도 일반 침염에 비해 상대적으로 표면이 깨끗하고 광택도 들어가 고급스러운 느낌이 나게 됐다”고 밝혔다.

▲ 한국섬유소재연구원 옆 그린니트연구센터 내 니트용 액체 암모니아 가공기 공장설비 모형 © TIN 뉴스

‘ECOROOM’ 염색과 ‘CELLⅢ’ 가공기술은 2009년부터 시작된 산업통상자원부 국책사업 ‘에너지혁신형 그린염색기술 기반구축사업’ 과제의 핵심기술로써 한국섬유소재연구원에서는 세계 최초로 이를 니트 소재에 적용시켜 오랜 노력 끝에 성공하였으며 내년 SS 시즌 최고의 히트 소재로 급부상하고 있다.

경기도와 한국섬유소재연구원은 그린신소재의 제품우수성을 바탕으로 상품화에 대한 자신감을 높여가고 있다. 특히, 그린신소재의 보급·확산이 2021년까지 완료되면 약 500억 규모의 시장으로 성장할 것으로 기대하고 있다.

최현덕 경제실장은 “이번 발표회를 통해 다양한 소재개발 투자에 힘쓸 것”이라며, “앞으로도 더 많은 도내 섬유기업들의 기술경쟁력 확보에 도움이 되도록 노력하겠다”면서 “이번에 개발된 신기술이 침체된 한국섬유 패션산업의 재도약의 계기가 될 것이라고 기대한다”고 밝혔다.

▲  한국섬유소재연구원 김숙래 원장이 김기세 경기도 특화산업과 과장에게 원리에 대해 설명하고 있다.   © TIN 뉴스

지난 2013년 10월 11일 경기그린니트연구센터에 본체 설치가 완료된 액체암모니아 가공기는 세계 유일의 니트전용설비로 기존의 실켓가공에 비해 암모니아 회수율 98%에 의한 친환경 생산과 더불어 염색성, 강도, 촉감, 형태 안정성과 같은 니트 제품의 품질 업그레이드가 가능한 장비다.

특히 가공기 본체는 연구원이 이탈리아의 섬유가공기 생산업체인 Lafer와 손잡고 개발한 것으로 현재 직물용 액체암모니아 가공기는 약 50여기가 개발된데 반해 니트용은 연구원이개발한 가공기가 세계 최초다.

伊 Lafer의 Maurizio Isopo는 “니트용 액체암모니아 가공기는 장력을 최소한으로 걸리게 하고 변부말림을 최대로 방지하여 암모니아 회수율을 최대화한 기계로 세계 최고의 니트 제품을 개발할 수 있을 것으로 믿는다”면서 “이번에 세계 최초로 개발된 니트용 액체암모니아 가공기가 한국의 섬유소재연구원에 구축되어 영광스럽게 생각한다”고 밝혔다.

김상현 기자 tinnews@tinnews.co.kr

2015 G-KNIT 그린신소재 발표회

▲  2015 G-KNIT 그린신소재 발표회’를 찾은 한국생산기술연구원 박영환 박사  © TIN 뉴스

▲  2015 G-KNIT 그린신소재 발표회’에서 CELLⅢ 가공 원단과 실켓 가공 원단을 비교하고 있다.   © TIN 뉴스

▲ 2015 G-KNIT 그린신소재 발표회’에서  CELLⅢ 가공 원단에 대해 설명을 듣고 있다.  © TIN 뉴스

▲  섬유센터 17층 대회의실에서 열린 2015 G-KNIT 그린신소재 발표회’   © TIN 뉴스

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