[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 심각한 환경오염을 일으키는 주범 중 하나인 폐합성섬유를 화학적으로 선별하여 플라스틱 원료인 단량체로 전환하는 기술을 세계 최초로 개발했다.
한국화학연구원은 조정모 박사 연구팀이 폐의류 내 염료의 화학적 성질을 이용해 재활용 원료를 분리할 수 있는 선별 기술을 개발하고 선별한 폐합성섬유를 합성 이전의 단량체 원료로 되돌리는 화학적 재활용 기술을 동시에 개발했다고 18일 밝혔다.
이번 기술은 자연에 버려지거나 소각되었던 폐의류를 화학적으로 재활용하는 자원 순환형 기술로 이 기술을 활용해 유색섬유나 혼방섬유를 합성 이전의 원료로 전환할 수 있어 의류 폐기물 발생량을 획기적으로 감소시킬 수 있을 것으로 전망된다.
섬유 폐기물은 별도 수거 방법 없이 여러 재질이 혼합 폐기되고 있어, 재활용을 위해서는 이를 재질별로 분류하는 작업이 필수적이다.
이러한 작업은 대부분 수작업으로 이뤄지거나 원료 비중에 따라 물에 뜨고 가라앉는 것으로 구분하는 등 매우 비효율적이며 분류 후 여전히 각종 이물질이 포함된 경우가 많아 물리 또는 화학적 재활용에 한계가 있다.
이에 연구팀은 특정 소재에만 선택적으로 작용하는 저가의 화합물을 활용하여 혼합 폐섬유로부터 ‘폴리에스터(PET)’ 소재만을 골라내는 ‘화학적 선별 기술’과, 분류된 폴리에스터 섬유를 저온 분해하여 합성 이전의 단량체 원료로 되돌리는 ‘화학적 재활용 기술’을 동시 개발했다.
혼합 폐섬유로부터 먼저 색이 있는 섬유만 구분하고, 연구팀이 개발한 추출제를 적용해 탈색이 일어나는 섬유만을 폴리에스터로 판별해 분리할 수 있다. 이때 발생하는 염료 폐액을 ②원래 색이 없었던 섬유에 적용 시 상기 과정과 반대로 염색이 일어나는 섬유만을 폴리에스터로 분리하는 방식이 사용된다.
이와 함께 연구팀에서는 유색 폐PET나 폐폴리에스터 섬유를 빠르게 분해해 고부가 단량체를 제조할 수 있는 저온 글라이콜리시스 반응 기술 개발에 성공했다. 이 기술은 200℃ 이상 고온 조건의 폐PET 분해공정과 달리 150℃의 저온 반응에서도 원료의 구조나 형태에 상관없이 2시간 이내 완전히 분해할 수 있다.
이미혜 원장은 “이번 성과는 그동안 재활용이 어려웠던 저급 유색 폐섬유까지 고품질 단량체 제조를 위한 원료로 적용할 수 있어서, 의류 폐기물 발생량을 획기적으로 감소시킬 수 있는 자원 순환형 재활용 기술이 될 수 있을 것으로 기대한다“고 밝혔다.
