車 인테리어 섬유소재 어디까지 왔나

▲ 현대차 한 대에 500mL PET병 30여개를리사이클한 폴리에스터 직물이 시트에 적용됨. 아이오닉 EV 5

국내외 자동차 산업계가 환경 및 탄소중립 전략에 따른 친환경 차량 수요·공급에 속도를 내고 있다. 지난 11월 9일 한국섬유수출입협회(회장 민은기) 주최로 열린 ‘2022 프리미엄 K텍스타일 상생협력 교류회’ 주제발표자로 나선 현대자동차㈜ 윤미정 파트장은 자동차 산업과 섬유산업 간 협업과 산업 간 활성화를 위한 몇 가지를 조언했다.

첫째, 리사이클&바이오 소재를 활용한 지속가능 소재에 대한 다양한 섬유 기술화로 접근할 필요가 있다. 둘째, 바이오 소스 다변화와 소재 부품화 기술 개발에도 더욱 매진해야 한다. 셋째, 상품성 및 기능성 향상을 위해 부문별 섬유기술 개발 활성화, 미래 모빌리티 대응 섬유기반 기술 부품화 연구개발이 절실하다.

윤미정 파트장에 따르면 자동차 한 개 부품에 있어 섬유소재를 망라해 많이 적용되고 있다. 대부분 실내 인테리어 섬유로 사용되고 있고, 주로 카펫, 헤드라이딩 부분에 사용 중이다. 

◆ PET병 리사이클

지속가능성 소재는 현재 양산 가능한 부분은 ‘리사이클(Recycle)’과 ‘바이오매스(Biomass 기반’이다. 리사이클의 경우 섬유의 80%가 인테리어 소재다. 카펫의 경우 주로 나일론을 사용하고, 그 외에 감싸게 소재는 대부분 폴리에스터다. 리사이클 폴리에스터는 주로 PET병을 활용하고 있다. 이 때문에 리사이클 PET병 원사 개발을 시도 중이다.

윤미정 파트장에 따르면 국내 재활용 섬유시장은 폐자원은 주로 ‘PET병(15만 톤/년)’과 ‘폐어망(섬유용 2만4,000톤/년)’이 대표적이다. 폐자원을 수집해 선별, 분쇄, 세척, 압출과정을 거쳐 자원화하는 것이 일반적이다. 참고로 현대자동차의 경우 50㎖ PET병 40개로 카펫 1개를 생산할 수 있다. 

현재 단섬유 시장은 활성화됐으며, 장섬유 원단용 폐자원 인프라 구축 및 순도 개선을 위해 섬유 용도별 원료 배합, 방사기술을 개발 중이다. 먼저 내장재용 재활용 섬유의 경우 ▲스웨이드 극세사 원사 개발- 폐PET병 활용 해도사 (극세사) 방사 기술 ▲장섬유 편직물용 섬유 개발-폐PET병 활용 장섬유 개발, 고순도 원료 사용 필수 ▲BCF원단 카펫용 원사 개발, 폐어망 활용한 BCF 원사 방사기술 등을 연구개발 중이다.

◆ 폐어망

국내 폐어망 재활용은 해양 오염 폐자원의 재활용 기술 개발을 통해 자동차용 친환경 소재로 재자원화할 수 있다. 전 세계 폐어망은 연간 74만 톤이 발생하며, 국내의 폐어망 재활용은 연간 총 8,400톤, 이 중 사출용이 6,000톤, 섬유용이 2,400톤이다.

폐어망은 현재 제너시스 라인 카펫에 사용 중이다.

하지만 물리적 재활용과 화학적 재활용을 동시에 검토해야 한다. PET병과 달리 폐어망은 이미 여러 가지 컬러여서 혼합했을 때 어두운 컬러여서 제한적이다. 따라서 일부는 물리적 재활용으로, 그리고 최근에는 아이오닉 EV6의 경우 효성티앤씨㈜가 화학적 리사이클로 자원화한 폐어망을 활용 중이다. 동시에 화학적 재활용한 카펫을 아이오닉 EV6에 사용 중이다. 

▲ 쏘울 EV의 도어트림은 사탕수수와 목재 추출물을 원료한 바이오매스를 적용  © TIN뉴스

◆ 바이오매스

현재로선 섬유는 함량 등의 문제로 바이오매스 기반 사용이 어렵다. 유럽과 비교해 미미하다. 바이오 기반 천연섬유는 대표적으로 ‘powerRibs’, ‘ampliTex’를 제직해 원단화하고 있다. 테슬라 GT카 후드와 루프용 천연섬유 강화 복합재로 개발되어 사용 중이다.

바이오 기반 섬유는 대표적으로 ‘바이오스틸(Bio Steel)’이다. 100% 생분해되고 재활용 및 재생이 가능하다. 현재 메르세데스-벤츠의 Vision EQXX의 도어 손잡이를 바이오 스틸섬유로 제작하고 있다. 

Nexla Biotechnologies와 美육군병사·생화학사령부(SBCCOM)가 공동 개발에 성공했다. 거미줄 유전자를 분리해 염소젖에서 실크 단백질을 성공적으로 발현시켰다. 이른바 ‘스파이더 실크 섬유화’ 과정은 거미 유전자 염소 배아에 이식 → 염소젖에서 거미 단백질 농축액을 추출 → 단백질 수용액 안에서 단백질 간 자가 조립을 형성하는 원리다.

◆ 천연섬유

천연섬유는 자동차에서 굉장히 많이 확대하는 추세다. 벤츠는 천연섬유로 부품화하고 있다. 테슬라의 경우 앞판이나 후드에 천연섬유를 강화한 복합소재 사용 비중이 확대되는 추세다. 

천연섬유를 꼬아서 플라스틱 리브 역할을 하는 대체재로서 강성 보강용으로 스위스 업체가 연구개발 중이다. 대표적인 천연섬유로는 황마, 아마, 대마다. 원단 상태가 아닌 보드 형태로 플라스틱과 혼용해 강성을 높이고 있다. 다만 황변 현상 때문에 주로 블랙 컬러 위주다. 이에 자동차 업계는 컬러 다양화를 요구하고 있다. 또 첨가제를 넣어 내광 성능을 높이는 노력을 주문하고 있다. 

▲ 현대자동차 프리미엄 SUV 싼타페(SANTA FE) 스웨이드 내장재  © TIN뉴스

◆ 스웨이드(Suede) 

샤무드, 알칸타라, 디나미카 등이 대표적이다. 스웨이드는 현재 제네시스 라인에 전부 다 적용되고 있다. 극세사의 고유의 크라우드한 느낌을 좋아하거나 단섬유 극세사(해도사)를 이용한 폴리우레탄 함침, 염색기술 등으로 인해 프리미엄 소재로 인식되고 있다. 

특히 스웨이드 수요 확대에 따른 소비자 니즈가 늘어나면서 장섬유 극세사를 이용한 스웨이드 적용 차량도 확대되고 있다. 이에 현대자동차도 일반 차량까지 적용을 확대할 목적으로 부직포 기반이 아닌 트리코트 등의 편물 기반에 우레탄을 함침 시켜서 스웨이드 느낌과 질감을 내는 기술이 국내 협력업체에 의해 개발되어 현재 중형 SUV ‘싼타페’ 등에 적용 중이다.

다만 터치는 가능한데 컬러감이 문제다.

원사가 약해서 내구성이 약하고 컬러가 빠질 수 있다. 때문에 블랙/그레이에 국한된 컬러를 버건디/화이트 등 다양한 칼라 구현이 절실하다. 여기에 다양한 컬러별 스웨이드의 내광/마찰착색성 등 내구성을 향상시킬 수 있는 기술 개발도 병행되어야 한다.

◆ 위생 및 쾌적성 소재(항균 및 방오 성능)

코로나19 등 차량 위생관리, 항균소재 니즈가 증대되면서 목적 기반 모빌리티(PBV: Purpose Built Vehicle) 등의 공유차량 관심이 주요 이슈로 부상했다. 또 국가별 BPR(살생물규제) 이해 및 승인/유예기간 내 신고/승인된 물질 제한기준 적용이 가능하다. 주로 무기 항균제(ZnO, CuS, Silver chloride 등) 기반 섬유 항균력을 확보하는 경향이다.

다음으로 ▲섬유의 표면 장력 조절을 통해 발수/발유 성능을 부여하고 원단 상태의 외관/터치감 관리 ▲과불화합물계(PFAS) 규제에 따른 비불소계 방오제를 이용한 방오성능 기술 개발 ▲방오제 외 표면 구조 특성에 따른 물리적 ‘연꽃잎 효과(Lotus effects)’를 부여한 개발이 진행 중이다.

◆ 지오닉(GEONIC)

재귀반사 등 패턴 패브릭이다. 이 중 지오닉은 코오롱글로텍㈜이 2013년 런칭한 미래지향적인 인테리어 소재로 국제 디자인 어워드에 본상을 수상하며, 그 가치를 공인받았다. 주로 전기차 인테리어 소재로 활용되고 있다.

섬유 원단 위 프린팅 기술을 이용해 다양한 입체 패턴을 구현하고 있다. 특히 내마모성과 내가수분해성 등 재료 요구 성능 및 부품 성형성을 확보했다. 또 시트 외 크래쉬 패드(충돌 시 운전자나 차의 피해를 최소화시키기 위해 쿠션 역할을 하는 부분), 도어트림(자동차 도어 안쪽의 잠금장치, 스피커, 창문장치 등을 덮고 있는 부분) 등 섬유 감싸기 소재가 확대되고 있다. 다만 프린팅 시 접착력, 가수분해 등 현장에서 적용 시 끈적임이 없는 지 등 다양한 최적화 작업이 선행되어야 한다.

김성준 기자 tinnews@tinnews.co.kr

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