재활용한 물리적 폴리에스터 신속·정확 감별

전 세계적으로 순환경제, 탄소중립 등 지속가능성에 대한 관심이 높아지자 섬유패션 업계는 폐PET병을 재활용해 생산하는 재생폴리에스터(Recycled Polyester) 섬유 시장 확대에 적극적으로 나서고 있다.

2021년 기준 재생폴리에스터 섬유는 전체 폴리에스터 섬유 생산량의 약 14.8%를 차지했으며 이 중 99%가 폐PET병을 활용했다.

이러한 세계적 관심에도 불구하고 석유를 원료로 하는 버진폴리에스터(Virgin Polyester)와의 구분이 명확하지 않아 섬유의 재생 여부를 확인하는 시험분석법에 대한 필요성이 커졌다.

재생폴리에스터 섬유 소재를 감별할 수 있는 방법이 개발됐다. FITI시험연구원이 시험분석 서비스에 들어갔다.

FITI시험연구원은 60년 가까이 섬유·패션 분야에서 축적한 시험 역량을 바탕으로 재생 섬유 시장의 대부분을 차지하는 물리적 재생폴리에스터 섬유를 적외선분광광도계(이하 FT-IR)로 감별하는 시험분석법 개발에 성공했다.

물질의 적외선 흡광도를 측정해 화학물질의 구조를 확인하는 FT-IR은 일반적으로 폴리에스터, 나일론 등 유기화합물을 비교적 간단하게 분석한다. 하지만 동일한 작용기를 갖는 버진폴리에스터와 재생폴리에스터는 분석에 적합하지 않다.

FITI시험연구원은 FT-IR로 단순하게 물질을 분석하는 것에서 한발 더 나아가 데이터 구동 수단인 케모메트릭스(Chemometrics)를 이용, 데이터의 수치화를 통해 버진과 재생 여부를 구분하는 새로운 자체 시험분석법(FITI TM A 0006)을 개발해 서비스를 개시한다. 케모메트릭스는 제약, 의약, 식품, 환경, 생명과학 등 여러 분야에 걸쳐 활용되고 있다.

이 방법은 FT-IR, NIR, NMR와 같은 분광기로 파장별 흡광도 등 데이터를 이용해 유기 용매 없이 비파괴적 분석이 가능하다. 적은 양의 시료로도 아주 미세한 차이를 확인함으로써 신속·정확한 분석이 가능해 시험 품질 및 생산성 향상이 기대된다.

FITI시험연구원 관계자는 이번 시험분석법에 대해 “일반적으로 버진폴리에스터와 재생폴리에스터는 스펙트럼의 파형이 매우 유사하나, PET병의 투명성과 연신 성형성을 향상시키기 위해 들어가는 이소프탈산(isophthalic acid, IPA)의 함유 여부와 재생 공정 과정에서 여러 열 이력에 따른 적외선 흡수 스펙트럼의 미세한 차이가 데이터 수치화에 결정적인 영향을 미쳤을 것”이라고 설명했다.

FITI시험연구원은 타 기관과 수차례 실시한 유효성 검증에서 일치한 결과를 확보했다. 또한 실제 의뢰된 물리적 재생폴리에스터 섬유 원단 내 일부가 물리적 재생에 해당하지 않는 것으로 분석한 사례도 보유해 정확도 역시 높다.

김화영 FITI시험연구원장은 “글로벌 시장에서 탄소중립 기여 효과가 분명한 물리적 재생폴리에스터에 대한 시장 수요는 앞으로도 증가할 것으로 전망한다”며 “이번에 개발한 시험분석법이 재생폴리에스터를 감별해 내는 최신의 기법으로 자리 잡아 재생 여부 입증에 널리 활용되고 더 나아가 섬유패션 산업의 친환경 재활용 기술력을 높이는 데 기여하길 바란다”고 전했다.