경상북도, 바이오매스 생산 및 활용 인프라 구축해 친환경 섬유소재 허브로 대전환 / 한국친환경융합소재센터·셀룰로오스 나노섬유소재센터·PET 해중합 실증 테스트베드

경상북도, 바이오매스 생산 및 활용 인프라 구축해 친환경 섬유소재 허브로 대전환

한국친환경융합소재센터·셀룰로오스 나노섬유소재센터·PET 해중합 실증 테스트베드

 

경상북도가 글로벌 ‘탄소중립’ 대응 흐름에 선제적으로 대응하기 위해 기존 석유계 플라스틱과 화학섬유를 대체할 친환경 섬유소재산업 육성에 박차를 가하는 등 섬유소재산업의 지속가능 기반 구축을 강화하고 있다.

 

경상북도는 지난 4월, 안동에 다이텍연구원 안동분원인 ‘한국친환경융합소재센터’를 개소했다.

 

또, 올 하반기 중으로 한국섬유기계융합연구원(KOTMI)이 경산에 셀룰로스를 나노섬유로 가공해 다양한 분야에 적용하도록 하는 ‘자원순환형 셀룰로스 나노섬유소재 산업화센터 산업화센터’, 다이텍연구원이 구미에 ‘폴리에스터 섬유를 원래의 재료로 분리해 재활용할 수 있는 ’폴리에스터 해중합 테스트베드 센터’ 조성 사업을 완료 예정인 등 친환경 소재산업 생태계 강화를 위한 삼각편대 구축을 마무리 한다.

 

 

 

지속가능한 비목질계 마(麻) 소재 기반, 신수요산업과 연계 확대 추진

친환경소재에 디지털 AI 접목, 친환경 산업의 고부가가치화 연구 진행

◆ 다이텍연구원 안동분원 한국친환경융합소재센터 개소

 

 

 

 

 

섬유산업분야 전문생산기술연구소인 다이텍연구원(원장 홍성무)은 지난 4월 30일 경북 바이오 2차 일반산업단지 내에 ‘한국 친환경 융합소재센터’를 개소했다.

 

부지면적 27,160㎡, 건축 연면적 7,538㎡으로 연구사무동(지상 3층) 1동과 연구공장동(지상 1층) 3동의 규모로 준공됐다.

 

한국친환경융합소재센터는 2020년 7월부터 2023년 12월까지 총 3년 6개월간 총사업비 679.5억원, 국비 383.3억, 도비 130억, 안동시비 130억, 민자 26.2억원으로 구축 됐다.

 

세부 사업으로는 한국친환경융합소재센터 구축사업, 섬유빅데이터 기반 AI플랫폼 구축사업, 소재 빅데이터 플랫폼 구축 사업 등 총 3개 사업을 통해 구축된 국내 유일의 친환경 소재 전문 연구센터이다.

 

최근들어 섬유산업뿐만 아니라 전 산업군에서 친환경 키워드가 메가 트렌드로 자리하며, 산업의 최대 이슈로 자리잡고 있다.

 

특히, 천연원료는 기존 목질계 소재에서 이제는 지속가능한 비목질계 원료에 대해 산업소재의 개발이 이루어지고 있는 과도기 시점이다.

 

이러한 비목질계 원료 중 가장 대표적인 것이 마(麻) 소재로서 글로벌 자동차 브랜드들이 앞다퉈 연구개발 및 제품 출시가 이루어지고 있다.

 

다이텍연구원 관계자는 “화섬소재에서 천연/친환경 소재로, 안동의 전통섬유인 대마섬유가 산업용/의류용 소재로의 전환이 되는 과도기 시점이며, 지금이 미래를 준비하고 대응할 최적의 시기”라며, 한국친환경융합소재센터의 역할론을 강조했다.

 

한편, 센터는 친환경 원료인 대마와 양마를 소재화할 수 있는 기반을 구축, 지역에서 재배된 천연 소재를 활용해 의류용 섬유와 산업용 플라스틱 원료로 사용할 수 있는 제품개발 등의 연구를 진행할 예정이다.

 

또한, 빅데이터 기반의 AI플랫폼 구축사업을 통해 친환경소재에 디지털 AI를 접목, 친환경 산업의 고부가가치화 연구도 진행한다.

 

다이텍연구원은 경상북도, 안동시와 함께 지역 마섬유소재의 고부가가치화 연구 및 친환경 소재 개발 연구를 통해 친환경 소재 산업화를 견인하는 한편, 기업 유치 및 지원을 통해 지역 경제 활성화에 앞장선다는 계획이다.

 

KOTMI - ‘자원순환형 셀룰로오스나노섬유소재 산업화센터’ 건립

CNF 활용한 전주기적 기업지원체계 마련, 소재부품 활성화 나서

▶‘자원순환형 셀룰로오스 나노섬유소재 산업화센터’

한국섬유기계융합연구원(KOTMI)를 사업주관기관으로 구축하고 있는 ‘자원순환형 셀룰로오스 나노섬유소재 산업화센터’는 올 하반기 오픈 예정이다.

 

산업부 ‘산업혁신기반구축’ 사업의 일환으로 추진되는 이 사업은 2022년부터 2026년까지 5년간 총 224억원(국비 100억원, 도비 37억원, 경산시비 87억원)의 예산이 투입된다.

 

사업추진을 통해 융합형 셀룰로오스나노섬유(CNF) 공급/지원, CNF 적용 소재부품개발, CNF 적용 소재부품 상용화 및 관련 산업 네트워크 운영 등 셀룰로오스 나노섬유소재 적용 제품 상용화를 위한 전주기적(생산-소비-폐기-재생) 지원 기반을 마련해 친환경·저탄소화에 대응한다는 계획이다.

 

셀룰로오스나노섬유(CNF)는 식물의 구성성분인 셀룰로오스를 나노화해 만든 소재로써 기존 플라스틱 보다 가벼우면서 강도가 뛰어나고 생분해성 또한 우수해 복합재료로 많이 사용되고 있다.

 

특히, 자동차 내․외장재, 기능성섬유, 건축재료, 페인트, 화장품,타이어 첨가제 등으로 주목받고 있다.

 

사업 주관기관인 한국섬유기계융합연구원(KOTMI)은 지난 2022년 1차년도를 시작으로 매년 수요기업 대상의 시제품제작, 시험평가 인증, 기술지도/자문 등 소재 부품화 및 상용화를 지원하고 있으며, 올해 3년 차를 맞는다.

 

한편, 셀룰로오스 나노섬유의 국내시장 규모는 CNF 소재 파일럿 생산을 기반으로 한 적용 제품 연구 및 개발에 집중하는 한편, 아직 시장 형성의 초기단계로 2018년 11억 원에서 2027년에는 564억원 규모로 연평균 19.8% 성장이 전망되고 있다.

 

해외시장의 경우, 2018년 2억 185만 달러에서 2027년에 10억 2,600만 달러로 성장이 전망되고 있는 가운데, 일본 및 유럽의 주요 기업들은 자동차, 에너지, 건축 등 다양한 산업을 대상으로 CNF 적용 확대와 제조원가 절감을 위한 생산설비 및 제조공정 등에 대한 기술개발과 시설투자에 집중하고 있다.

 

DYETEC연구원 - ‘폴리에스터 해중합 실증 테스트베드’ 구축

폴리에스터 해중합 테스트베드 활용, 전과정평가 및 기업 지원

폴리에스터 화학적 재활용 기술 보급/확산 통한 순환경제 구축

 

DYETEC연구원 주관으로 경북 구미에 구축하고 있는 ‘폴리에스터 해중합 실증 테스트베드’가 올 하반기 마무리된다.

 

폐폴리에스터 재활용을 위한 알칼리 하이드롤리시스(hydrolysis) 복합기술 기반의 해중합(Depolymerization) 테스트베드 구축을 통해 폴리에스터 해중합 공정의 이산화탄소배출량 저감 효과를 분석하고 전과정 평가 보고서 작성 및 기업 지원에 나선다.

 

특히, 이 사업은 사실상 글로벌 룰-메이커로 자리하고 있는 유럽, 미국 등 글로벌 패션기업을 중심으로 지속가능·친환경 섬유 확대 정책을 가속화함에 따른 자원순환형 그린섬유 생태계 육성 강화가 목적이다.

 

지속가능한 자원순환형 섬유소재의 중요성이 확대되고 있지만 국내 관련 연구개발 인프라 및 산업기반이 극히 취약한 상황이다.

 

무엇보다 기존 폐PET 중심의 물리/기계적 폴리에스터 리사이클(mr-PET) 의 경우, 식음료 산업 내 ‘클로즈드 루프 리사이클링(Closed Loop Recycling)’ 기반의 투명 페트병 순환체계(Bottle to Bottle) 확대 및 ‘Bottle to fiber 규제’ 대응으로 말미암아 해중합을 통한 화학적 리사이클 PET(cr-PET) 소재 생산을 위한 대응은 더욱 요구되고 있다.

 

이미, 자동차를 비롯 비의류용 전방산업군에 위치한 글로벌 기업들을 중심으로 mr-PET에서 cr-PET 소재를 채택·요청하는 움직임이 확대되는 상황이다.

 

본 사업을 통해 폴리에스터 해중합 테스트베드 구축, 해중합 공정 전과정 평가, 기업지원을 중점 전개한다.

 

먼저, 해중합 테스트베드 구축 사업을 통해 알칼리 하이드롤리시스 복합기술 기반 해중합 공정 설계, 다이텍연구원 구미 해중합연구센터 설계/건축, 알칼리 하이드롤리시스 복합 시스템 장비 구축, 폴리에스터 해중합 공정 기술 실증이 추진된다.

 

폴리에스터 알칼리 하이드롤리시스 복합 기술 공정 전과정 평가 사업을 통해 폴리에스터 LCI D/B 구축, 폴리에스터 알칼리 하이드롤리시스 설비 환경영향평가 모니터링 시스템 설계/구축 및 공정 전 과정 평가도 추진한다.

 

또, 리사이클 섬유 수요기업 대상 기업지원의 경우, 화학적 재활용 폴리에스터를 활용한 제품 생산 지원 및 폴리에스터 해중합 기술 관련 세미나 개최를 통한 기술 보급 등을 추진한다.

 

주요 사업 추진을 통해 폴리에스터 해중합 기술 실증 이산화탄소 배출 저감 효과를 분석하는 한편, 폴리에스터 화학적 재활용 기술 보급 및 확산을 통한 순환경제를 구축하는 게 목표다.

 

이 사업은 2022년 4월부터 2024년 12월까지 2년 9개월을 사업기간으로 총사업비 66.85억원(국비 23.85, 경북도비 13, 구미시비 30)와 민자 15억원이 투입되는 사업이다.

 

2차년도 사업추진을 통해 하이드롤리시스 복합 시스템 등이 구축되는 철골구조의 파이럿동과 기업지원 서비스를 위한 철근콘크리트조의 연구동 건축설계, 장비 도입 및 조달을 완료했다.

 

또, 연간 30톤 규모의 40kg/batch 알칼리 하이드롤리시스 복합 시스템 구축, 하이드롤리시스 해중합 폴리에스터 섬유 테스트베드 설계치를 이용한 LCA 수행 및 비교 LCI 데이터 베이스 결과 도출, 전과정 환경영향평가(LCIA) 모니터링 시스템 설계를 추진했다.

 

3차년도인 올해는 알칼리 하이드롤리시스 복합 시스템 설치 및 복합 시스템 평가, 시제품 제작 지원, 해중합 폴리에스터 섬유의 테스트베드 LCI DB 구축 고도화를 추진한다.

 

또, 전과정 영향평가(LCIA) 모니터링 시스템 구축, 이산화탄소 배출량 저감 효과 분석을 통한 공정별/ 제품 원단위별 종합적인 환경영향평가 결과를 도출한다.

 

한편, 해중합 테스트배드 구축을 통해 알칼리 하이드롤리시스 복합기술을 통한 고효율·고품질의 재활용 폴리에스터 제조기술 및 고품질 재활용 폴리에스터 제품 생산 기술 확보가 기대된다.

 

또, 자체 개발된 기수 및 연구자원 활용으로 수입에 의존하고 있는 재생원료의 기술적 자립화 및 탈 종속화 기여는 물론, 폴리에스터 폐기물 재활용 기술의 국내 보급을 통해 그린워싱과 같은 재활용 소재에 대한 부정적 인식을 전환하는 데 기여할 것으로 전망된다.

 

특히, 폴리에스터 재활용 지원센터 구축으로 구미, 경상북도의 섬유기업 R&D 활성화를 도모하고, 폴리에스터 원사-원단-제품 제조 기업의 제품에 대한 기술실증 및 전과정 컨설팅 지원으로 친환경 리사이클 폴리에스터 소재산업을 지속가능한 자원순환형 그린섬유 시장을 선점하는 등 지역산업과 국내 섬유소재산업 경쟁력 강화에 기여할 것으로 기대되고 있다.

 

<김진일 기자>

 

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