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▲신아미이드 섬유는 기능성 스포츠웨어나 이너웨어에 주로 사용 가능하다.

코오롱인더스트리(주)(대표 박동문)는 지난 22일 일산 킨텍스에서 열린 ‘2014 글로벌 소재부품산업대전(IMAC 2014)’에서 산업통상자원부의 2012년 전략적핵심소재기술개발사업 일환으로 추진된 ‘수분율 7% 이상 의류용 신아마이드 섬유 개발’ 사업이 올해로 2차년도 사업이 마무리됐다며 결과물을 공개했다.

코오롱인더스트리에 따르면, 기존 나일론 6 70/24(4.27%) 대비 수분율은 약 5.67%, UV차단율 약 96.0%를 달성했다. 종 목표치인 세계 최초 신 아마이드계 섬유 상업화와 수분흡수율 7%이상(온도 23℃, 상대습도 65%RH 측정기준), UV차단율 99.0% 달성에 근접한 수치다.

참고로 2016년(4차년도) 종료되는 1단계 연구개발(2012~2016년)의 목표는 △Pilot scale 신아마이드 수지 중합기술 확보(분자량 40kg/mol 이상, IV=0.69이상) △준양산 scale UV차단 나노입자 및 Pilot scale UV차단 M/B 제조기술 확보(UV차단율 96.0% 이상) △신아마이드 섬유 시가공, 제편직 공정기술 및 고발색, 고견뢰도 염색가공 공정기술 확보 △신아마이드 섬유 소재 저항성 평가법 개발이다.

이런 개발 과제를 성공시키기 위한 몇 가지 선행 기술이 필요하다.
신아마이드 섬유는 면과 같은 천연섬유처럼 촉감을 구현하기 위해 수분 함유율이 높아야 하기 때문이다. 수분 함유율이 최소 6.5~7% 이상이어야 한다.

하지만 섬유 내 수분 함률이 높으면 쉽게 분해가 된다는 점이 문제다. 분해성을 줄이기 위해 코팅 등 가공처리를 하다보면 공정단계가 많아지고 동시에 생산비용이 올라간다. 해결책은 공정단계에서 후가공처리가 아닌 원사 또는 방사 단계에서 기능을 첨가하는 방법이 최선책으로 이를 개발 중이다.

또 화학섬유 염색 시 발생하는 이염을 줄이기 위해 신아미아이드 섬유용 균염제를 개발 중이다.
(주)스노젠 최부기 팀장은 “현재 신아마이드 섬유용 균염제(SNOGEN DM-32)를 개발 중이다. 소재 특성상 염색 시 발생하는 이염을 해결하고 최소한 균염을 유지할 수 있는 약품을 개발하고 있다”며 “현재 나일론 6 대비 나일론 4.6 이염 속도를 줄이는 데 결과물을 얻고 있다”고 평가했다.

나노신소재(주) 송세호 부장은 “기존 나노 입자계 UV차단제의 알갱이 모양을 육각형으로 변형시키고 동시에 Tio2로 외부를 코팅하는 기술이 관건이다. 기존 물질과 파우더 형태를 잘 섞이지 않아 배합하는 기술조차 어렵다”고 말했다. 고도로 분산시킨 마스터배치(M/B)를 개발해 신아마이드 수지를 처방해 세탁에 관계없이 UV차단 기능을 영구적으로 유지하고 동시에 UV 차단율을 높이는 기술이다.

◈신아마이드 섬유

신아마이드 섬유는 나일론 6과 유사한 물리화학적 특성을 가지는 동시에 천연섬유에 필적하는 수분율(7% 이상)과 나노기술을 적용해 영구적으로 99.0% 이상의 자외선 차단성이 발휘되도록 고안한 의류용 신소재다.

▲ (사진 우) 코오롱인더스트리(주) 중앙기술원 백배현 소장 © TIN 뉴스

특히 면 시장을 대체 가능한 세계 최초의 초고흡수성·고신축성 신 아마이드계(Nylon계) 성섬유소재로서 스포츠, 이너웨어에 활용 가능하다. 면 대비 우수한 UV차단, 고감촉 등의 기능과 50% 수준의 가격경쟁력을 확보하고 있어 섬유산업의 미래성장동력형 원천 신 섬유 소재로 거대 의류용 소재시장인 스포츠의류, 수영복, 비치웨어 및 속옷(란제리) 분야에 활용이 가능하다.

하지만 섬유 선진국인 일본과 미국에서조차 10여 년간의 연구개발에도 불구하고 상용화단계의 벽을 넘지 못하고 실패로 끝난 분야다. 이에 우리 정부는 ‘넘사벽’으로 불리는 신아마이드 섬유를 전략핵심소재기술로 선정, 2012년부터 2018년까지 연간 21억원의 연구개발비를 투입하고 있다. 또한 한국산업기술평가관리원, DYETEC연구원, 한국섬유개발연구원, 코오롱인더스트리, 성균관대학교 등 총 12개 산․학․연이 대규모로 참여했다.
업계에서는 “모 아니면 도다. 관련 기술이나 연구 논문 등 실적조차 없기 때문에 성공 확률이 매우 낮다”며 우려를 나타내고 있다.

신아마이드 섬유 개발 사업에 총괄기관의 수장을 맡고 있는 코오롱인더스트리(주) 중앙기술원 백배현 소장은 “이번 개발은 사실상 위험 부담률과 리스크를 안고 가고 있다. 하지만 성공할 경우 그 이상의 시너지를 기대할 수 있다”고 말했다.

만약 우리나라가 신아마이드 섬유 개발에 성공한다면 세계 최초다.
“사실 선진국에서도 상용화 단계에 도달하지 못하고 실패한 분야로 기술이나 이론조차 전무한 상태다. 국내 기업들이 순수 기술과 연구로 통해 신아마이드 섬유 개발에 매진하고 있다. 사실상 새 역사를 쓰는 것이다.”
정부는 2018년 신아마이드계 합성수지·섬유 시장 규모는 3조2천억원으로 9600억원의 매출과 2900명의 신규 고용 창출을 기대하고 있다.

신 아마이드계 합성섬유(Nylon 4 공중합물)는 Cotton 섬유시장, Cotton혼방사 성능향상에 의한 신 시장과 고기능성 PET/Nylon 6 섬유시장을 대체할 수 있어 막대한 파급효과가 기대된다.

식물자원 기반 원료를 통해서도 합성이 가능할 것으로 예측되므로 life cycle 동안 CO2의 발생량을 감소시킴으로써 전 세계적으로 문제가 되고 있는 탄소세 문제에 적절히 대응할 수 있다. 아울러 기존의 석유화학제품을 생산하는 기업으로 기술이전이 가능하여 국내외 고분자 생산에 널리 활용 될 수 있다.

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