자원 사용량은 줄이고 오염 수준을 낮추는 ‘변화’를 위한 염색 

섬유 제조에서 습식 가공 단계인 염색과 마무리 가공은 역사적으로 문자 그대로 더러운 일이었다. 지속가능한 패션 산업을 위한 글로벌 플랫폼 패션 포 굿(Fashion for Good)의 2022년 섬유 가공 가이드에 따르면, 섬유 공급망의 2등급 단계(전처리, 착색, 마무리 가공)는 업계 온실가스(GHG) 배출의 최대 52%를 차지한다. 

이 보고서에서는 섬유 제조의 습식 가공 단계가 “중추적이며 긍정적인 변화의 필수 영역이지만 간과되고 있다”고 지적하고 있다. 

2015년까지 섬유 산업에서는 8,000종 이상의 화학물질을 사용해 전세계에 매년 4,000억㎡의 패브릭을 판매했다. 그리고 그 가공처리는 전세계 수질 오염의 20%를 차지했다. 

하지만 다행히도 변화는 일어나고 있다. 생염색과 디지털 염색 같은 새로운 염색 기술이 수질 오염, GHC 배출 및 공급망 낭비 등을 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있다.

또한 화학물질 산업에서도 독성을 제거하기 위해 제품을 혁신하려는 노력을 계속하고 있다.

염색이 디지털 방식으로 진화하고 있다. 

섬유 산업의 디지털 혁신으로 인해 습식 염색에서 건식 염색으로 변화하고 있다. 영국의 알케미 테크놀로지 리미티드(Alchemie Technology Limited)의 인데버(Endeavour) 디지털 공정은 분말을 패브릭으로 고속 확산시키는 과정을 거친다. 더 나아가, 적외선 방사 과정으로 착색제의 화학 반응과 물리적 확산, 그리고 3차원 균질성을 섬유로 전이시킨다. 

그 결과, 착색제 100%가 패브릭으로 전달돼 색상 견고도가 높은 한편 염색후 세척 주기를 없앴다. 

인데버 생산 라인에서는 일반 라인에 비해 물을 95% 적게 사용하고 에너지도 85%나 절감할 수 있어 제조사들은 지속가능성을 개선하는 한편 극적으로 인상되고 있는 에너지 비용을 절감할 수 있다. 또한, 수요에 맞게 염색을 할 수 있어 재고가 지나치게 남지 않아 낭비되는 것이 없다. 

“섬유 습식 공정은 공급망에서 탄소 배출의 최대 원인이기 때문에 브랜드들은 공급망에 혁신적인 신기술을 도입할 필요가 있다. 당사의 특별한 염색 및 마무리 가공 공정 기술로 H&M, 아디다스, 케링, PVH 같은 브랜드 파트너사들은 제품의 환경적 영향을 바꿀 수 있게 됐다”고 알케미의 사이먼 큐(Simon Kew) 관리 이사는 말했다. 

“패션 포 굿(Fashion For Good)의 드라이 팩토리(Dry Factory) 프로젝트는 브랜드의 신기술 출시를 지원하는 방법을 보여주는 좋은 사례”라고 큐 이사는 덧붙였다. “그러나 우리는 여전히 제조업체들이 지속가능한 기술로 전환할 수 있도록 브랜드의 직접 투자가 필요하다.”

염색이 회사 안으로 들어가고 있다.

이스라엘의 트와인 솔루션즈 리미티드(Twine Solutions Limited)는 폴리에스테르 실과 방적사를 맞춤 염색하기 위해 물을 사용하지 않는 디지털 방식 시스템을 도입했는데, 이 방법은 특수 잉크 카트리지를 사용하며 전처리와 후처리를 필요로 하지 않는다. 

트와인의 독점 알고리즘은 자동으로 특수 실 유형을 만들고 네 가지 기본 잉크 색상을 매우 정확한 비율로 혼합한다. 방적사 또는 실이 염색되면 처리실을 통과한 후 다시 건조실로 이동하는데 여기에서 잉크가 섬유에 고정된다. 

2018년, 델타 갈릴은 최초의 트와인 TS-1800을 시험하기도 했다. 한편, 트와인과 헨더슨 소잉 머신 컴퍼니(Henderson Sewing Machine Company Inc.)는 최근 북미에서 트와인의 염색 시스템을 마케팅, 판매 및 지원하기 위해 파트너십을 체결했다고 발표했다. 

이 시스템은 MOQ 없이 시간당 최대 1,800미터 길이의 폴리에스테르 실 또는 방적사를 수요에 따라 실내에서 염색할 수 있도록 설계됐다. 따라서 이 기술로 낭비되는 과잉 생산량을 줄일 수 있다. 

헨더슨 소잉 머신 컴퍼니의 프랭크 헨더슨(Frank Henderson) 회장은 트와인의 디지털 시스템은 전체 의류 니팅 시장에 유익할 뿐만 아니라 “업계를 혁신시키기 위해 디지털 여정으로 나아가는 또 다른 단계”라고 강조했다.  

화학이 아닌, 생물학

자연에서 발견한 색상에서 영감을 받은 바이오테크 회사 컬러픽스 리미티드(Colorifix Limited)는 색소 생산 유기체의 DNA를 식별 및 복제하여 색소를 생산하고 있다. 사워도우 스타터처럼, 소량의 조작된 박테리아를 고객의 제조 현장으로 운송해 재생가능한 공급원료 사용 발표 기법을 통해 재배한다. 

이후 그렇게 만든 염료 액체를 독성 화학물질, 중금속 또는 유기농 용매를 사용하지 않고 표준 염색 기계에서 사용해 천연, 합성 또는 혼합 섬유 패브릭 염색에 사용할 수 있다. 염색된 섬유는 색상 견고도에 대한 업계 표준을 충족한다. 

컬러픽스의 유전자조작유기체(GMO)는 1등급 활동으로 유럽위원회에서는 위험이 전혀 없거나 무시해도 될 정도라고 여기고 있다. 염색 최종 단계에서, 염욕을 5분 동안 95˚C에서 가열해 모든 미생물을 비활성화시킨다. 

그리고 최종 세척 단계에서 모든 바이오매스를 제거해 무균의 비 GM 염색 제품으로 만든다. 컬러픽스의 폐기물은 업계의 기준 폐기물 처리와 양립할 수 있으며 어떠한 오염 문제도 야기하지 않는다. 

면에 대한 표준 염색 공정과 비교했을 때, 컬러픽스의 기술로 물 소비 49%, 전기 사용 35%, 이산화탄소 배출 31%까지 줄일 수 있다. 영국에 소재한 이 회사는 현재 수많은 해외 방직공장에 상품을 제공하고 있다. 

“당사의 고객 확보 전략은 두 가지 방향을 취하고 있다. 관심 있는 제조업체에 직접 연락을 하거나 공급망을 통해 우리와 연결되어 있는 브랜드들과 연계하는 것이다”라고 컬러픽스의 알렉산드라 팅(Alexandra Ting) 홍보 이사는 설명했다. 

“H&M 및 판가이아와 함께 제품을 출시한 후 현재 당사는 우리와 지속가능성 가치가 일치하는 여러 주요 리테일, 명품 및 스포츠웨어 브랜드와 협업하고 있다.”

“브랜드와 제조업체(그리고 최종 소비자)의 지속 가능하며 윤리적인 제품 및 관행에 관심이 넘쳐나고 있다. 따라서 이제 수요에 대응할 수 있게 신속하게 비즈니스를 확대하는 것이 진짜 해결해야 할 문제다.”

염색이 효율적으로 변하고 있다.  

전문 염색 및 화학물질 분야의 글로벌 리더, 아크로마(Archroma)는 보다 지속가능한 염색을 활성화하기 위해 다양한 금속 무함유 산성 염료, 포도당이 함유된 독성 감소 제제를 대체하는 황 염색 기술, 아닐린 무함유 인디고 사용 등 수많은 단계를 취하고 있다. 

아크로마의 스티브 리차드슨(Steve Richardson)은 천연 염색에 대한 오해가 있다고 지적하고 있다. 천연 염색은 기능적 상업화 생산을 할 정도로 견고하지 않으며 색상도 제한적이라는 설명이다. 게다가, 독성 매염제가 필요할 수 있으며 식량으로 사용되는 농작물에서 조달해야 할 수도 있다고 그는 덧붙였다. 

“브랜드들을 대상으로 염색 기술을 교육할 필요가 있다. 브랜드들은 공급망에 무엇이 있는지 알지 못하기 때문에 기준이 없다.”

한편, 이 회사가 사용하고 있는 원 웨이 임팩트 칼큘레이터(One Way Impact Calculator)는 고객에게 공정 가격의 정확한 견적, 자원 활용, 폐수 방출 품질, 이산화탄소 배출에 대한 정보를 제공하기 위해 고안된 공정 시뮬레이션 및 계산 도구다. 

그리고 이 아크로마는 제품을 처리해 자원을 줄이고 염색 및 마무리 가공으로 인한 영향을 줄일 수 있게 노력하고 있다. 예를 들어, 아크로마의 효율적인 확산 염색 시스템인 패스트 사이클(Fast Cycle)은 자원과 화학물질을 거의 사용하지 않고 섬유의 신속한 최초 착색을 촉진하고 있다. 

“우리가 현재 해야 하는 것은 고객들이 자원과 기술을 제대로 사용할 수 있게 지원하는 것이다. 이는 신기술 분야에서 상당한 장래성이 있지만, 패션 산업에서의 관심은 더디다. 그럼에도 커다란 도약과 함께 점진적인 변화가 필요하다.”

출처: Textile Insight