의류소재와 세탁 조건에 따른 미세플라스틱 발생량 = Release of microplastics from textiles by fabric types and washing conditions

국문 초록 (Abstract)

미세플라스틱은 불용성 합성 고분자 화합물로 1 nm 이상 5 mm 미만의 물질을 의미하며 플라스틱 사용의 증가와 폐기물로 인한 해양 내 미세플라스틱 검출로 인하여 이슈되고 있다. 섬유 형태의 미세플라스틱이 생태계에서 검출되고 체내에서의 위해성이 나타나면서 가정에서 배출되는 미세플라스틱과 관련한 세탁연구가 진행되고 있으나, 아직까지 세탁 중 발생하는 섬유 형태의 미세플라스틱을 측정하는 국제표준이 개발되지 않고 있다. 본 연구에서는 세탁조건과 여과조건에 따른 미세플라스틱 발생량을 알아보고 의류소재에 따른 세탁과 건조 중에 미세플라스틱의 섬유 발생량, 섬유 길이, 섬유직경을 측정하였다. 실험 시료로는 폴리에스테르 섬유를 바탕으로 섬유길이와 실의 꼬임이 다른 원사로 제직된 3종류 직물(방적사, 무연사, 강연사) 그리고 fabric 구성이 다른 2종류의 일반직물(평직물, 능직물)과 2종류의 편성물(평편물, 파일편), 총 7종류의 의류소재를 사용하였다. 시험기기는 드럼식 세탁기와 히트 펌프식 건조기를 사용하였으며, 두 종류의 여과지(기공크기 5 ㎛, 20-25 ㎛)로 여과 한 후 여과 전후의 무게를 측정하고 여과지를 디지털 현미경과 광학 현미경으로 촬영하여 미세플라스틱 섬유의 길이와 직경을 분석하였다. 여과지 기공 크기(5 ㎛, 20-25 ㎛)에 따른 채집량의 차이를 확인하였으며, 세탁물 용량에 따라 미세플라스틱 발생량이 다르게 나타나고 세탁과정이 진행될수록 미세플라스틱 발생량이 감소하였으나 파일편은 미세플라스틱이 계속 발생하였다. 의류소재별 미세플라스틱 발생량은 원사 종류별로는 방적사직물 > 무연사직물 > 강연사직물의 순으로, fabric 구성별로는 파일편 > 평편물 > 능직물 > 평직물 순으로 높게 나타났으며 원사종류 보다는 fabric 구성에 의해 더욱 영향을 받았다. 건조 중 의류소재별 미세플라스틱 발생량을 측정한 결과 파일편을 제외하고 세탁 중에 건조보다 높게 나타났다. 여과지의 기공 크기가 5 ㎛에서 20-25 ㎛ 보다 짧은 길이의 섬유들이 검출되었음을 확인했으며, 길이분포는 1000 ㎛ 이하에서 다양한 길이 분포를 보이며 1500 ㎛에서 피크를 보이는 경향이 나타났다. 세탁과 건조 시 미세플라스틱 발생을 감소시켜 해양오염을 억제시키기 위하여 세탁물 용량과 세탁 과정에 따른 미세플라스틱 발생량의 차이는 물리적인 힘에 영향을 받으므로 세탁기 생산과정이나 이용과정에서 수류나 낙하의 물리적인 힘을 줄이기 위하여 세탁물 중량을 크게 하거나 혹은 저온 세탁한다. 섬유와 실의 자유도가 미세플라스틱 발생량의 영향을 미치므로 의류 생산과정에서 섬유와 실의 자유도를 줄이거나 제한하는 새로운 가공처리가 필요하며, 본 연구의 결과는 정책적으로 세탁기 제조 시 미세플라스틱 여과를 유도하거나 법제화 하는 것을 도입할 수 있다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구배경 1
• 2. 연구의 필요성 3
• 3. 연구목적 3
• Ⅱ. 문헌연구 4
• 1. 의류소재 종류에 따른 미세플라스틱 발생 4
• 2. 세탁실험 방법에 따른 미세플라스틱 발생 8
• 3. 미세플라스틱의 측정방법 11
• Ⅲ. 연구방법 14
• 1. 연구문제 14
• 2. 실험 15
• 1) 시료 15
• 2) 기기 및 시약 16
• 3. 실험방법 19
• 1) 시험편의 준비 19
• 2) 세탁방법 22
• 3) 건조방법 22
• 4) 미세플라스틱의 수집 22
• 5) 미세플라스틱의 측정 23
• Ⅳ. 결과 및 고찰 24
• 1. 여과방법 및 세탁방법에 따른 미세플라스틱 발생량 24
• 1) 여과방법에 따른 미세플라스틱 채집량의 차이 24
• 2) 세탁물 중량에 따른 미세플라스틱 발생량 25
• 3) 세탁과정에 따른 미세플라스틱 발생량 27
• 2. 의류소재에 따른 세탁 중 미세플라스틱 발생량 29
• 1) 의류소재의 원사종류에 따른 미세플라스틱 발생량 29
• 2) 의류소재의 구성방식에 따른 미세플라스틱 발생량 30
• 3. 의류소재에 따른 건조 중 미세플라스틱 발생량 32
• 1) 의류소재에 따른 건조 중 미세플라스틱 발생량 32
• 2) 의류소재별 세탁과 건조에 따른 미세플라스틱 발생량 34
• 3) 세탁물 중량에 따른 세탁과 건조 중 미세플라스틱 발생량 36
• 4. 여과지 및 의류소재에 따른 세탁 중 발생한 미세플라스틱 길이의 차이 37
• 1) 여과지 기공크기에 따른 미세플라스틱 길이의 차이 37
• 2) 의류소재에 따른 미세플라스틱 길이의 차이 38
• Ⅳ. 결론 및 제언 42
• 참고문헌 46
• 부 록 51
• Abstract 56