풋웨어에 사용되는 가죽 소재를 대체할 만한 대체제가 개발될까?

패션 산업의 여러 부문들에서는 비가죽 소재 대안이 실제보다 훨씬 바람직하고 지속가능하다고 주장하고 있다. 유럽연합의 가죽 산업 대표 기구인 COTANCE가 드디어 시험 및 조사센터인 FILK의 도움을 받아 몇 가지 시험을 실시하기로 결정했다. 그리고 그 결과가 올해 초 ‘가죽과 트렌디한 대체제의 기술적 성능 비교’라는 제목의 논문으로 발표됐다. 말할 필요 없이, 연구 결과는 놀랍지 않았다.

사실, 대체 소재 중 어느 것도 가죽의 모든 기능성을 담아내지 못하고 있으며 일부는 화학적 우려를 불러일으키고 있다. 결과를 발표할 당시, COTANCE는 “세계에서 가장 오래된 천연 소재 중 하나가 변하지 않는 속성을 가지고 있다는 걸 알게 됐다. 이 소재를 다양하게 활용할 수 있을 것으로 보인다. 이를 패션, 풋웨어, 액세서리, 가구 등에 사용할 수 있으며, 내구력, 마모 내성, 통기성 같은 여러 기능성을 띠고 있다”고 밝혔다.

FILK는 최근 몇 년 새 시장에 출시된 모든 대체 소재에 표준화 물리 및 화학 시험을 실시했다. 그리고 합성 소재 제조업체들의 기술적 발전이 ‘가죽과 유사한 개별 속성’으로 이어졌다고 결론내렸다. 그러나 시험한 대체 소재 중에는 진정한 가죽 대체체라고 할 만한 것이 어느 것도 없었다.

시험에서, 가죽은 수증기 흡수와 수증기 투과성 측면에서 우수하다는 것이 입증됐지만, 다른 대체 소재들의 점수는 대체로 낮았다. 그리고 가죽은 유연성과 마모 내성 시험에서도 우수한 기능을 보여 내구성이 뛰어나다는 것을 보여줬다. 합성 대체제 제조업체들이 자사 제품을 우수한 대체제라고 선보이고 있지만, 대체제의 소재가 무엇인지 정확하게 밝히고 있지 않아 때로 투명성이 결여되어 있다. 이에 FLIK는 보다 자세한 이면까지 밝혀냈다.

예를 들어, 시험한 소재 중 하나로 데세르토(Desserto)가 있다. 제조업체는 선인장 섬유로 이 소재를 만들었다고 주장했지만, 샘플 테스트로 상단에 두 겹의 폴리우레탄(PU) 이 있는 폴리에스테르 매개 패브릭에 식물 섬유가 들어있으며, 사실상 PU가 65% 차지하고 있는 것으로 드러났다. 즉, 이 소재의 상당 부분이 사실상 지구 온난화의 주범인 화석연료 성분이라는 것이다.

대체제

FILK는 풋웨어 어퍼 가죽을 사용해 총 9가지 대체제를 시험했다. 최근 몇 년 새, 비건, ‘크루얼티 프리(cruelty-free)’, 지속가능한 대체제 라는 타이틀이 붙은 획기적인 제품들이 다수 시장에 출시됐다. 이 같은 대체제는 섬유 소재인 것으로 간주할 수 있지만, 구성성분은 물리적 및 화학적으로 다르다. 일부는 정말로 버섯 균사체 같이 자연 재배한 소재를 사용했지만, 일부는 화석연료 성분의 원자재를 사용해 파인애플 잎 섬유 같은 실제 천연 소재를 대체하고 있다.

그리고 이 모든 것들이 현재 상업적으로 사용되고 있으며 가방부터 소형 액세서리, 풋웨어, 의류 등 광범위한 제품에 사용되고 있다. FILK는 이 소재들을 물리적 및 화학적으로 분석했다. 디자인을 기반으로, 보다 획기적인 소재는 세 가지 개념적 카테고리로 분류할 수 있다. 동물성 성분이 사용되지 않은 재배 소재, 식물성 첨가제를 사용한 다중층 코팅 패브릭, 표면 마감재 사용 여부에 관계없는 논우븐 패브릭이 그것이다.

재배

머스킨(Muskin) – 자연적으로 재배한 단층 섬유로 버섯 자실체로 만들었다. 이 소재는 제한적인 이용가능성 때문에 약 40cm x 20cm 크기의 소형으로만 재배가 가능하다.

콤부차(Kombucha) – 다당류 성분의 밀도가 높고 작은 소재. 콤부차 음료의 발효 과정에서 만든 이 소재는 발효 액체 위에서 재배한 박테리아와 효모의 공생 커뮤니티라고 할 수 있다. 이를 건조시키면 단단한 시트 형태가 된다.

코팅된 다중층

데세르토 – 노팔 선인장으로 만들었다. 건조시킨 후 불린 잎을 소재에 포함시키면 코팅된 폴리에스테르 성분의 섬유로 만들어 유기 성분을 일부 함유한 소재가 된다.

애플스킨(Appleskin) – PU 포화 코팅 섬유 매개체로 얇고 컴팩트한 PU층에 사과 폐기물을 통합시킨 것이다. 이 소재는 응고 과정을 사용해 만들어지며, 50%는 PU 성분이다.

비제아(Vegea) – 포도 폐기물의 유기 구성성분과 셀룰로오스 성분 매개체의 컴팩트한 PU층을 결합해 만든 코팅 섬유다.

티크 리프(Teak Leaf) – 티크 나무의 코팅 잎과 논 우븐 섬유층을 결합한 후 폴리올레핀 왁서 성분의 탑코트를 더한 소재다.

PUCF – 응고 과정을 거쳐 만든 이 소재는 오래 전부터 여성 패션화에 가죽 대체제로 사용되어 왔다. 얇고 컴팩트한 PI 탑코트와 수정된 셀룰로오스 중앙층, 폴리에스테르 섬유 매개체로 구성된 코팅 섬유다.

노아니(Noani) – 세 개의 개별 층으로 된 합성 소재. 상층은 폴리에스테르 마이크로 섬유, 가운데는 가죽 섬유판, 아래는 콤팩트한 PU 층으로 된 코팅 섬유로 구성되어 있다. 이 소재는 단일 소재라기 보다는 구조적 소재이기 때문에 추가 시험은 실행하지 않았다.

논 우븐

피나텍스(Pinatex) – 파인애플의 폐기물 잎에서 추출한 셀룰로오스 성분의 천연 섬유로 만들었다. 펠트 같은 이 소재는 파인애플 섬유를 폴리젖산과 결합해 제작했다. 최종 마감재는 다양하지만 보통 수지 탑코트와 통합한다.

스냅팹(SnapPap) – 가죽 외관의 비건 페이퍼로 판매되고 있는 이 셀룰로오스 성분 소재는 천연고무와 아크릴레이트 성분 폴리머를 결합한 것이다.

시험

순수하게 소재 기능에 중점을 두고 세계에서 인정받고 있는 풋웨어, 장갑, 의류 규격에 따라 동일한 시험을 실시했다. 그리고 10명의 숙련된 패널이 촉감을 평가했다. 더불어, 유해 소재도 검사했다.

두께 – 현미경 분석 하에서 단면 조사

장력 강도 – 지정된 하중에서 장력과 파열점에서 신장을 조사했다. 규격은 최소 15N/mm².

인열 강도 – 바지 인열 시험을 사용해 인열 강도를 분석했다. 40N/mm² 충족.

수증기 투과성 – 신체의 습기가 바깥으로 빠져나가 소재를 투과하는 기능. 착용자의 편안함에 필요한 수준은 0.8mg/(cm² x h) 이상.

수증기 흡수 – 소재에 의해 흡수되는 수증기 양.

유연성 내성 – 소재를 접었을 때의 유연성 내성. 규격은 8만 회 굽힘.

결과

가죽은 매우 높은 기계적 안정성을 가지고 있어 장력과 마모 강도가 높다. 코팅된 섬유의 인장 강도는 9~20N/mm²이며 이 수치는 섬유 매개체의 속성에 따라 달라진다. 참고로, 가죽의 점수는 39.5N/mm²이다. 비 우븐 섬유의 경우, 물리적 속성은 섬유 결합 방법에 따라 달라지는데, 스냅팹의 경우 짧은 섬유 길이 때문에 마모 강도가 약하여 폴리머 결합제로 보완한다.

풋웨어에 사용되는 소재는 요철 굽힘 과정을 거친다. 유연도 검사 시, 탑코트에 사소한 금 이상이 관찰되면 시험을 즉시 중단해야 한다. 코팅된 섬유와 피나텍스만이 가죽과 유사한 성능을 띠고 있으며, 나머지 소재는 불충분한 것으로 간주했다.

쾌적한 느낌을 위해서는, 신체 습기가 피부 밖으로 전달되어야 한다. 수증기 침투성은 소재의 효율성을 측정할 수 있는 기준이다. 가죽, 머스킨 및 스냅팹은 풀 크롬 어퍼 가죽에 대한 ISO 표준 한계를 초과한 반면, PUCF는 표준을 충족했다.

촉각 시험에서, 머스킨은 쾌적한 느낌을 준 반면, 데세르토, 피나텍스, 스냅팹은 다소 거친 느낌이었다. 합성 표면이 있는 소재와 데세르토, 비제아, PU 코팅 섬유, 애플스킨은 부드럽지만 끈적한 경향이 있는 인위적인 느낌을 줬다. 이는 콤부차 샘플에서 특히 두드러졌다.

유해 물질

소재가 오염물질 또는 관심 화학물질을 배출하기 위해 발열하는지 확인하는 열 탈착 분석을 한 후 가스 크로마토그래피를 사용해 수량화했다.

시험한 모든 샘플은 휘발성 유기 화합물을 배출했다. 제한된 물질은 PUCF와 애플스킨, 피나텍스, 데세르토 및 비제아 소재에서 발견됐으며 모두 코팅 섬유로 분류할 수 있는 것들이었다. 애플스킨에서는 부탄온 옥심과 디메틸포름아미드(DMF)도 발견됐다. 데세르토는 부탄온 옥심, 톨루엔, 유리된 이소시아네이트, 폴트펫(유기 살충제), 미량의 유동화제 디이소부틸 프탈레이트(DIBP) 등 5가지 제한 물질이 발견됐다. DIBP는 페나텍스에서도 검출됐다. 비제아 샘플에서 톨루엔도 검출됐다.

결론

가죽의 천연 구성을 대체하려는 대체제들은 대부분 코팅된 섬유에서 다층 소재로 시도되고 있다. 이 구조의 주요 강점은 섬유 매개체 구성에 의존한다는 것이다. 대부분의 사례에서 수증기 투과성은 거의 소실됐으며 유연성 내성에서도 상응하는 효과가 나타났다.

자연적으로 재배된 소재의 경우, 최고의 특성은 수증기 투과성 또는 흡수처럼 보이지만 인장 강도나 마모 강도를 저해한다. 머스킨 샘플의 경우, 짧은 섬유 길이가 수증기 흡수성을 보조하고 있었지만 이는 인장 및 마모 강도에 부정적인 영향을 미쳤다.

섬유 지향 또한 유연성 내성을 낮추는 요인으로 작용했다. 반대로, 콤부차는 불침투성이 있었지만 높은 당분 함량과 젤 같은 점도 때문에 축축해지기 쉬웠다.

결론적으로, 가죽 대체제들의 유해 물질 속성 외에 남은 문제점은 가죽의 생체공학적 구조를 완전하게 모방하는 것이다. 이미 광범위하게 사용되고 있는 PU 코팅 섬유에 첨가된 바이오 성분은 소재에 약간의 지속가능성을 제공하지만 제품에 완전한 물리적 장점을 부여하는 것은 아니다. 결과에서 볼 수 있는 것처럼 가죽은 다른 모든 소재보다 뛰어나다. 일부 소재는 가죽의 내재적인 속성에 비슷하게 왔지만, 그 어떤 대체체도 가죽을 완전하게 대체하지는 못했다.

가죽이 이 모든 대체제보다 우월하다면, 그렇게 많은 폐기물이 나오는 이유는 무엇일까? 미국가죽위원회(Leather and Hide Council of America, LHCA)에 따르면, 해마다 전세계에서 약 3억 마리의 소가 도축되고 있으며 이 가운데 55%가 가죽으로 생산되고 45%는 폐기물이 되고 있다. 즉 연간 1억3,500만 마리가 매립지로 향하고 있다는 의미다. LHCA는 약 340만 톤의 폐기물이 연간 300만 톤의 이산화탄소 배출로 이어진다고 설명했다. 우리가 지구를 구하길 바란다면, 더 많은 가죽이 사용되기 전에 이를 대체할 만한 소재 개발이 선행되어야 할 것으로 보인다.

출처: Footwearbiz.com