대중 과학 | 폴리락트산 섬유에 대하여

폴리락트산 소개

폴리락트산(PLA)은 재생 가능한 식물 자원을 생명공학 기술을 통해 생산합니다. 이 소재로 만든 제품은 폐기 후 퇴비화 과정에서 물과 이산화탄소로 분해될 수 있습니다. PLA는 플라스틱이나 섬유로 가공할 수 있어 플라스틱과 섬유의 특성을 모두 갖춘 다재다능한 소재로, 다양한 분야에 활용됩니다.

폴리락트산 섬유천연 섬유와 합성 섬유의 장점을 결합한 폴리락트산 섬유는 인체 피부와 유사한 약산성 pH를 지니고 있어 피부 친화적이며 항균, 항진드기, 저자극성 특성을 자랑합니다. 또한 뛰어난 드레이프성, 부드러움, 통기성, 윤기 있는 광택을 자랑합니다. 더 나아가 폴리락트산 섬유로 만든 직물은 자체 난연성을 갖추고 있어 안전성이 높습니다.

 

 

I. 폴리락트산 섬유의 분류

일반적으로 사용되는 폴리락트산(PLA) 섬유는 PLA 스테이플 섬유와 PLA 필라멘트의 두 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다.

1. 폴리락트산 스테이플 섬유

폴리락트산 스테이플 섬유는 강도와 탄성 등의 특정 기계적 특성을 지닌 섬유 제품입니다. 제품 유형에는 순수 방적 제품과 면, 양모, 린넨, 라이오셀, 모달 등의 섬유와 혼방한 제품이 있습니다.

이미지 | eSUN 폴리락트산 단일 성분 단섬유

쑤저우 이성(Suzhou Yisheng)의 폴리락트산 단섬유 제품은 일반 단일 성분 섬유, 초단섬유, 이중 성분 섬유, 3차원 주름 섬유, 유색 필라멘트, 불규칙 단면 섬유, 기능성 섬유 등으로 세분화될 수 있다.

2. 폴리락트산 필라멘트

폴리락트산(PLA) 필라멘트는 여러 개의 긴 단일 섬유를 늘리거나 꼬거나 변형시켜 만든 섬유 집합체입니다. 하나의 필라멘트는 수십 개의 단일 섬유로 구성될 수 있으며, 이를 PLA 복합 필라멘트라고 합니다. 이러한 복합 필라멘트는 다양한 종류의 PLA 섬유로 방사할 수 있습니다. PLA 단일 섬유는 고유한 특성 덕분에 의료용 봉합사, 어업, 티백 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.

이미지 | eSUN 폴리락트산 필라멘트

 

II. 폴리락트산 섬유의 특성

폴리락트산 섬유는 뛰어난 기계적 특성, 매끄러움, 통기성 외에도 일반적인 화학 섬유에서는 찾아볼 수 없는 생분해성 및 생체 적합성을 지니고 있습니다.

1. 기계적 특성

시험 결과에 따르면 폴리락트산 섬유의 인장 강도는 3.2~4.9 cN/dtex로 천연 면 섬유보다 높습니다. 건조 상태에서의 파단 신율은 나일론 및 양모와 유사하지만, 습윤 상태에서는 파단 신율이 증가하여 폴리락트산 섬유 제품이 높은 강도와 ​​우수한 신축성 등의 장점을 가지고 있음을 보여줍니다.

2. 생분해성

일반적인 온도와 습도 조건에서 폴리락트산(PLA) 섬유 및 그 제품은 상당히 안정적입니다. 특정 온도와 습도의 자연 환경(예: 모래, 미사 또는 해수)에 노출되면 PLA는 미생물에 의해 이산화탄소와 물로 완전히 분해됩니다. PLA 섬유를 토양에 매립할 경우 자연 분해되는 데 2~3년이 걸리지만, 유기성 폐기물과 혼합하여 매립하면 몇 달 안에 분해됩니다.

폴리락트산(PLA) 제품 폐기물은 산업용 퇴비화 조건(온도 58℃, 습도 98%, 미생물 조건)에서 3~6개월 내에 이산화탄소와 물로 완전히 분해될 수 있어 환경 보호 효과가 매우 뛰어납니다.

eSUN의 생장력이 뛰어난 폴리락트산 섬유는 독일 DIN 퇴비화 인증과 미국 BPI 생분해성 인증을 통과했습니다.

3. 생체 적합성, 항알레르기성

폴리락트산(PLA)은 인체 내에 존재하는 물질인 젖산에서 유래합니다. 또한, PLA 섬유의 pH는 인체의 pH와 거의 동일하여 우수한 생체 적합성, 피부 친화성, 그리고 알레르기 유발성이 없다는 특징을 가지고 있습니다. 따라서 PLA 섬유는 제품 안전성이 뛰어나며 생의학 분야에서 폭넓게 활용될 수 있습니다.

4. 항균, 항진드기, 항곰팡이 및 탈취 기능.

폴리락트산 섬유는 젖산으로 인해 약산성 표면을 가지고 있어 천연 항균성을 지니며, 진드기 번식을 효과적으로 억제하고 곰팡이 방지 및 탈취 효과를 제공합니다.

5. 복용량

① 드레이프성: 폴리락트산 섬유는 초기 탄성률이 낮고 드레이프 계수가 작아 우수한 드레이프성을 지닌 원단을 얻을 수 있습니다.

② 수분 흡수 및 통기성: 폴리락트산 섬유는 수분 흡수율은 낮지만 통기성이 뛰어납니다.

 

③ 주름 복원력: 폴리락트산 섬유는 5% 늘렸을 때 최대 93%의 탄성 복원율을 가지므로 순수 폴리락트산 섬유 직물은 주름 복원력이 뛰어납니다.

④ 내마모성 및 보풀 발생: 폴리락트산 섬유는 폴리에스터보다 내마모성이 약간 더 우수하지만, 보풀이 발생하기 쉽습니다.

⑤ 보온성이 우수합니다.

폴리락트산(PLA) 섬유는 가볍고 습기가 차거나 물에 젖어도 빠르게 건조되는 섬유입니다. PLA 제품은 계절에 따라 다양한 기능을 발휘합니다. 겨울에는 면이나 폴리에스터보다 뛰어난 보온성을 제공하며, 여름에는 탁월한 통기성과 발수성을 자랑하여 땀을 흡수하고 빠르게 건조되며, 증발을 통해 체온을 신속하게 발산합니다.

6. 기타 성능 특성

① 자외선 차단 효과가 뛰어납니다.

폴리락트산(PLA) 섬유는 분자 구조에 다수의 C-C 및 C-H 결합을 포함하고 있습니다. 이러한 결합은 일반적으로 290nm 미만의 파장을 가진 빛은 흡수하지 않습니다. 따라서 지구에 도달하는 자외선은 PLA 섬유에 거의 영향을 미치지 않으며, PLA 섬유 제품은 자외선 저항성이 뛰어납니다.

② 불꽃에서 떼어내면 즉시 꺼지고, 연기가 거의 발생하지 않으며, 무독성입니다.

폴리락트산 섬유는 쉽게 연소되지 않고, 불꽃에서 제거하면 저절로 꺼지며, 검은 연기나 유독 가스를 배출하지 않아 매우 안전하게 사용할 수 있습니다.

III. 폴리락트산 섬유의 응용 분야

폴리락트산은 단섬유, 필라멘트, 부직포 등으로 제조할 수 있으며 위생용품, 의류 직물, 가정용 섬유, 장난감 충전재, 의료용품 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.

1. 위생용품

폴리락트산 부직포는 표면이 매끄럽고 수분을 흡수하지 않으며, 흡수성, 건조성, 생체 적합성 및 무알레르기성이 우수하여 알레르기가 있는 사람들에게 더욱 적합합니다. 생리대, 기저귀의 상층, 흡수층, 하층뿐만 아니라 메이크업 리무버 패드, 물티슈, 세안 타월, 막 시트와 같은 일회용 위생용품에 널리 사용됩니다.

폴리락트산 섬유는 일회용 의료 및 위생 제품의 항균 요구 사항을 효과적으로 충족할 뿐만 아니라 생분해성 덕분에 일회용 의료 및 위생 제품으로 인한 "백색 오염" 문제도 해결할 수 있습니다.

2. 착용용 원단

폴리락트산(PLA) 섬유는 폴리에스터/폴리에스터 섬유와 유사한 물리적 특성을 지니고 있습니다. 성형성이 우수하고, 강도와 치수 안정성이 뛰어나며, 피부에 자극이 없고, 세탁 및 건조가 용이합니다. 또한, 방사 공정을 변경하거나 다른 소재를 첨가함으로써 PLA 섬유에 흡습성 및 자외선 차단과 같은 기능성을 부여할 수 있어, 독창적이고 유리한 의류 직물 개발에 활용될 수 있습니다.

① 스포츠 및 캐주얼 의류 – DTY 저탄성사 니트 원단 (폴로셔츠, 티셔츠 등)

② 속옷 – 혼방 및 직조 원단을 사용하여 속옷에 폴리에스터 섬유를 사용하지 않던 기존 관행을 바꾸어 속옷의 형태 유지력과 안전성을 높였습니다.

③ 아동복 - 저자극성, 피부친화성, 방염성은 현대 아동복의 필수 요소 중 하나입니다.

④ 기타 응용 프로그램.

3. 가정용 직물 및 장난감 충전재

① 이불, 베개 등의 충전재: 속이 빈 폴리락트산 스테이플 섬유로 대표되며, 순수 PLA이거나 다른 섬유와 혼합하여 기존의 폴리에스터 관련 충전재를 대체할 수 있습니다.

② 침구용 원단(혼방, 직조 등): 피부 친화적이고 자극이 없으며 알레르기를 유발하지 않는다는 장점을 최대한 활용하면서 폴리에스터/면 혼방 원단의 단점을 극복할 수 있습니다. 순면 원단보다 형태 안정성이 뛰어나고 세탁, 건조 및 관리가 용이합니다.

4. 의료용품

마스크, 보호복, 의료용 거즈, 붕대, 침대 시트, 고급 항균 제품 등

5. 기타 응용 분야

포장재, 농업용 직물, 모래 차단막, 필터 토우, 장식 패널 접착제 등

폴리락트산(PLA) 섬유는 원료가 재생 가능한 식물 자원에서 유래되기 때문에 "친환경 섬유"로 각광받고 있습니다. 이는 섬유 산업의 석유와 같은 비재생 자원 소비를 어느 정도 줄이고 온실가스 배출량을 감소시키는 데 기여합니다. 또한 PLA 섬유의 생산 공정은 탄소 배출량이 적고 환경 친화적입니다. 원료부터 폐기물까지, 토양이나 해수에서 미생물 작용을 통해 이산화탄소와 물로 분해될 수 있으며, 소각 시에도 유독 가스를 배출하지 않아 환경 오염을 유발하지 않습니다.

쑤저우 이성(Suzhou Yisheng)의 모회사인 광화 웨이예(Guanghua Weiye, 브랜드명 "eSUN")는 폴리락트산(PLA) 화학 재활용 기술을 습득하고 이를 산업화했습니다. 이를 통해 폴리락트산 섬유 제품 생산을 위한 친환경적인 폐쇄형 산업 사슬을 구축하고, 자원의 효율적인 재활용 및 활용을 실현할 수 있습니다.

폴리락트산(PLA) 섬유는 섬유, 산업, 농업, 조직 공학 등 다양한 산업 분야에서 엄청난 발전 잠재력을 가지고 있습니다. 많은 국가들이 바이오 기반 소재 개발에 점점 더 중점을 두면서, PLA 섬유는 21세기 섬유 및 부직포 산업의 핵심 개발 제품 중 하나로 자리매김할 것으로 예상됩니다.

쑤저우 이성(Suzhou Yisheng)은 폴리락트산(PLA) 섬유 및 부직포를 주력 제품 개발 및 전략 방향으로 삼고 있습니다. 현재 회사의 생산 설비는 연간 1만 톤 규모의 용융 방사 PLA 섬유 생산 라인 1개, 연간 1천 톤 규모의 PLA 열풍 압연 부직포 생산 라인 1개, 그리고 기능성 PLA 섬유 생산 라인 3개로 구성되어 있습니다. 이 세 개의 기능성 PLA 섬유 생산 라인은 연간 5천 톤의 생산 능력을 갖추고 있으며, PLA 3차원 주름 섬유, 이성분 복합 섬유, 프로파일 단면 섬유, PLA 필라멘트, 용액 염색 PLA 섬유 등 다양한 차별화된 제품을 생산할 수 있습니다.

협력에 관심 있는 고객 여러분의 문의와 상담을 환영합니다! 더 자세한 정보는 https://www.esunfiber.com/ 에서 확인하실 수 있습니다.

전시회 초대장

2024년 중국 국제 섬유사 전시회(봄/여름)는 3월 6일부터 8일까지 상하이 국가전시컨벤션센터에서 개최됩니다.

쑤저우 이성(Suzhou Yisheng)은 8.2홀 J96 부스에서 다양한 생분해성 섬유 및 부직포 제품을 선보일 예정입니다! 방문하셔서 의견을 나누시길 바랍니다!