섬유 제조를 위한 생물다양성 및 생물공학 소재의 부상

지속 가능성을 장려하는 연구 그룹인 Textile Exchange에 따르면 2020년 전 세계 섬유 생산량은 약 1억 1천만 톤으로 증가한 것으로 계산되었습니다. 이는 2009년 이후 섬유 시장 규모가 거의 두 배로 커졌다는 것을 의미합니다.

전 세계 의류 소비량은 연간 8000만 ~ 1억 5000만 개로 추산되며, 그중 3개는 생산된 의복 5개 중 3개는 합성 섬유가 수백 년 동안 남아 있는 쓰레기 매립지로 보내집니다. 저하. 대량으로 소비하는 핵심 섬유를 재고하고 재설계하는 것이 시급합니다.

책임감 있게 공급되고 지속 가능한 재료는 전 세계적으로 공급이 부족하며 섬유 산업은 아직 여러 시장 부문에 걸쳐 글로벌 공급망에서 요구하는 양을 생성(또는 재활용)할 수 없습니다. 패션 산업이 종종 주목을 받는 동안 모든 직물은 장기적으로 원형이 되어야 합니다. 우리는 이제 솔루션을 제공하기 위해 과학에 의존해야 합니다. 바이오 기반 대안의 세계에서 연구 개발에 대한 초점은 점점 더 집중되고 있으며 기후 위기가 커짐에 따라 두 가지 주요 문제에 대한 해결책이 시급히 모색되고 있습니다.

첫째, 재생 가능하고 집약적인 농업이나 한정된 자원의 고갈에 영향을 받지 않는 새로운 공급원료를 발견합니다. 둘째, 생분해성이며 끊임없이 확장되는 섬유, 패션 및 장식 산업에서 축적되는 엄청난 양의 폐기물에 기여하지 않는 섬유 생산을 위한 새로운 원료를 생산하는 것입니다.

재생 가능한 공급 원료

친환경 공급원료에 대한 탐구에는 면과 실크와 같은 전통적인 셀룰로오스 성분의 대체와 지속 가능한 폴리에스터 생산을 위한 유기 폴리머 공급원료의 대체라는 두 가지 뚜렷한 분야가 있습니다.

기존의 셀룰로오스 대체품에서 수많은 생분해성 솔루션의 도입으로 상당한 진전이 있었습니다. 과학은 이 수익성 있는 재료 시장에서 계속해서 속도를 내고 있습니다.

아래에서 현재 제공되는 일부 신제품에 대해 자세히 설명합니다. 일부는 확장되어 특정 시장과 응용 프로그램을 지배할 것이고 나머지는 사라질 것입니다. 그러나 가장 중요한 요소는 채택이 증가함에 따라 그들의 출현과 생산 및 광범위한 가용성의 확장입니다.

바나나 섬유: Bananatex®는 자연적으로 자란 Abacá 바나나 식물로 순수하게 만든 세계 최초의 내구성이 뛰어난 기술 직물입니다. 지속 가능한 혼합 농업과 임업의 자연 생태계 내 필리핀 고원에서 재배되는 이 식물은 자급자족하며 살충제, 비료 또는 추가 물이 필요하지 않습니다.

해초 섬유: Keel.Labs(이전 AlgiKnit)는 켈프 기반 섬유가 매우 다재다능하고 지속 가능한 무독성 탄소 중립 소재를 제공함으로써 패션의 환경적 영향을 극적으로 변화시킬 수 있다고 믿습니다. 다시마는 해안에 가까운 울창한 수중 숲에서 풍부하게 자라는 큰 조류입니다. AlgiKnit은 지구상에서 가장 빠르게 성장하고 가장 재생 가능한 유기체 중 하나인 다시마를 의류, 액세서리 및 신발에 활용할 수 있는 기능성 직물로 가공합니다.

Nettle Circle은 수피에서 최종 소비자 제품까지 Haelixa 마킹 기술로 추적할 수 있는 다목적 고성능 원형의 지속 가능한 재생 천연 섬유를 제공합니다. 이 차세대 천연 섬유는 무성하게 자라며 최소한의 생태발자국으로 재배할 수 있습니다.

콩 단백질 섬유소는 콩의 불용성 부분이자 두부와 두유 생산의 부산물인 콩 펄프에서 추출하여 환경 친화적이고 생분해됩니다. 소이 실크로 알려진 이 직물은 매끄럽고 부드러우며 수분을 매우 빠르게 흡수하고 방출하는 섬세한 직물을 만듭니다. 항박테리아 특성으로 수축 및 주름 방지 기능이 있으며 종종 다른 섬유와 혼합되어 드레이프와 강도를 높입니다.

중국이 최대 생산국인 Bamboo Fabrics는 친환경적이고 지속 가능하며 책임감 있게 공급됩니다. 대나무 식물은 살충제, 과도한 물 또는 관리를 사용하지 않고도 빠르게 자랍니다. 대나무는 빠르게 재생되며 자라는 동안 공기를 정화합니다. 대나무 섬유는 잎이 가는 실로 분리될 때까지 잎을 조작하여 만들어지며, 그런 다음 직물을 짜거나 뜨개질하기 위한 실로 회전됩니다. 대나무는 키가 35m까지 자라는 풀과 식물 중 가장 큰 식물입니다. 그들은 세계에서 가장 빠르게 자라는 목본 식물입니다. 이 빠른 성장률과 대나무가 다양한 기후에서 자랄 수 있다는 사실은 대나무 식물을 지속 가능하고 다재다능한 자원으로 만듭니다.

폴리에스터로 스포트라이트를 돌리면 주목할만한 새로운 발전은 무엇입니까? 순환 또는 대체 폴리에스터 섬유 생산을 위한 재생 및 생분해성 폴리머 공급원료의 개발에 상당한 진전이 있었습니다.

유기 폴리머 공급 원료

유기 폴리머는 생분해성 및 재생 가능한 폴리에스터의 중요한 공급원이며 현재 전 세계적으로 집중적으로 개발되고 있습니다. 우리는 아래에 자세히 설명된 이러한 혁신 중 일부를 고려합니다.

PLA(Poly Lactic Acid)는 매년 재생 가능한 자원으로 만든 바이오 기반의 재활용 및 생분해성 폴리머로, 기존 플라스틱에 비해 탄소 발자국을 줄입니다. 네덜란드에 본사를 둔 TotalEnergies Corbion은 태국 라용에 연간 75,000톤 규모의 PLA 생산 시설을 운영하고 있으며, 최근 프랑스 Grandpuits에 두 번째 공장을 건설하겠다는 의사를 밝혔습니다.

Polybutylene Succinate PBS는 최근 생명공학의 발전 덕분에 화석 연료 대신 재생 가능한 식물원에서 유래한 여러 단량체(재료의 빌딩 블록)를 결합하여 생산할 수 있습니다. 따라서 Kintra는 석유 대신에 폴리에스터, 나일론 및 기타 합성 재료와 유사한 용융 방사 공정을 거치는 수지 및 섬유를 생산하기 위해 옥수수 및 밀 유래 설탕을 공급합니다. 미세플라스틱 오염 문제에 기여하지 않으면서 유사한 모양, 느낌 및 성능을 제공합니다.

재활용 및 순환 경제를 위한 새로운 개발

섬유 제조 커뮤니티는 혁신과 진지한 제도적 투자가 계속해서 의제를 추진함에 따라 점점 더 저탄소 순환 경제를 추구하고 있습니다. 요약하면 재활용 분야의 가장 최근 개발 및 혁신 중 일부에 주목합니다.

PET 재활용: 한국의 화학 회사 SK Geo Centric(SKGC)은 SUEZ 및 Loop Industries와 협력하여 유럽에 재활용 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 시설을 건설했습니다. 합작 투자 공장은 유럽 시장을 위해 700억 톤의 순수 품질, 완전히 재활용된 PET 플라스틱 및 폴리에스테르 섬유를 생산할 것입니다.

Circulose: Renewcell은 빠르게 성장하는 스웨덴 섬유 재활용 회사로 고유한 기술과 글로벌 섬유 산업을 더 나은 방향으로 변화시키려는 임무를 수행하는 세계적 수준의 팀을 보유하고 있습니다. 그들은 2030년까지 매년 14억 개 이상의 티셔츠에 해당하는 양을 재활용할 계획입니다. 그들의 제품은 Circulose®라고 불리며 100% 섬유 폐기물로 만듭니다. 브랜드는 섬유 제품에서 화석 오일 및 면화와 같은 영향력이 큰 원료를 대체하기 위해 이를 사용합니다.

Eastman 고급 순환 재활용 기술: Eastman은 프랑스 소재 분자 재활용 시설에 최대 10억 달러를 투자할 계획입니다. 이 시설은 Eastman의 폴리에스터 재생 기술을 사용하여 연간 최대 160,000톤의 재활용하기 어려운 플라스틱 폐기물을 재활용합니다. 현재 소각 중이다.

MyReplast™ 업사이클링: MyReplast Industries는 NextChem이 관리하는 Maire Tecnimont Group 회사이며 에너지 전환 로드맵의 "순환 경제" 클러스터 내에 있습니다. 플라스틱 폐기물 재활용 분야에서 운영되는 이 회사는 폐기물에 존재하는 다양한 폴리머를 분리하고 결합할 수 있는 그룹 소유 기술을 활용합니다. 광학 선택 단계(폴리머별 및 색상별)와 컴파운딩 단계를 통해 폴리머를 분리하여 다양한 응용 분야에서 처녀 플라스틱을 대체할 수 있는 고품질 과립을 생산합니다.

효소 공학: Protein Evolution의 기술은 폐기물을 재사용 가능한 화학 물질로 재활용하는 가장 효과적인 방법을 식별하기 위해 수천만 개의 고유한 효소를 반복적으로 테스트, 평가 및 매핑합니다. 이 접근 방식은 산업을 탈탄소화하는 데 도움이 될 것이며 기업, 지역 사회 및 정부가 앞으로 몇 년 동안 글로벌 지속 가능성 목표를 충족해야 하므로 신흥 바이오 경제에 상당한 영향을 미칠 것입니다. Protein Evolution 팀은 단백질 공학 및 재료 혁신의 한계를 뛰어넘는 저명한 연구원들과 협력하고 있습니다. 이 팀은 2022년 말까지 첫 번째 상업적 파트너십을 시작하여 직물 및 혼합 플라스틱 폐기물을 재활용하고 변형하려는 글로벌 소비자 브랜드의 요구를 충족할 것으로 기대하고 있습니다.

더 나은 세상을 위한 바이오 솔루션

장식 및 패션 산업을 볼 때 재생 가능한 기술에 대한 노력, 혁신 및 투자의 파노라마는 정말 인상적이며 매우 짧은 시간에 눈에 띄는 진전을 이루었습니다.

응답할 수 있는 시간이 제한되어 있고 지구를 위한 옵션이 고갈됨에 따라 역할을 기꺼이 수행하려는 플레이어와 투자자가 부족하지 않습니다. 이것은 수십억 달러 규모의 신흥 산업이며 지구와 투자자 모두에게 상당한 보상을 제공합니다.

화석 연료 아마겟돈에 대한 바이오 기반 대안은 섬유 산업을 위한 진정한 미래의 전망을 제공합니다. 효소에서 식물 기반 공급 원료에 이르기까지 실질적인 환경 발전은 재료 과학과 우리가 소비하는 직물의 새로운 지평을 제시합니다. 이는 또한 우리가 인쇄에 활용하는 기술과 화학을 변화시킬 것입니다.

지금은 우리 업계에 흥미로운 시기이며 앞으로 몇 년 동안 상당한 변화를 목격할 수 있기를 기대합니다.

Texintel과 제휴하여 게시된 협업 콘텐츠: https://www.texintel.com/blog/the-rise-of-biodiversity-and-biomaterial-science-for-the-textile-industry

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