지속 가능한 친환경 패션디자인의 기술 융합적 사례 연구

투고일_2021.08.10 심사기간_2021.09.01-14 게재확정일_2021.09.28 DOI https://doi.org/10.47294/KSBDA.22.5.8

지속 가능한 친환경 패션디자인의 기술 융합적 사례 연구

Technological Convergence in Sustainable Eco-Friendly Fashion Design

김하림, 홍익대학교 대학원 / 이승익(교신저자), 홍익대학교 대학원 섬유미술 패션디자인학과 Kim, Ha Lim_Graduate School of Hongik University /

Lee, Seung Ik(Corresponding author)_Department of Textile Art and Fashion Design, Hongik University

차례 1. 서론

1.1. 연구 배경 및 목적 1.2. 연구 방법 및 범위

2. 이론적 고찰

2.1. 지속가능한 패션디자인의 개념 2.2. 친환경 패션디자인의 기술 융합

3. 친환경 패션디자인 사례 분석 3.1. 오염을 줄이는 염색의 패션디자인 3.1.1. 박테리아염색(Colorifix)

3.1.2. 녹조 염색(Algaemy)

3.2. 자연에 무해한 소재의 패션디자인 3.2.1. 필라소이(Filasoy)

3.2.2. 시위드(Seaweed) 3.2.3. 컬러파브(Colorfabb) 3.2.4. 바이오 플라스틱(Bioplastic) 3.3. 폐기물 최소화 프로세스의 패션디자인 3.3.1. 바이오 패브리케이션(Biofabrication) 3.3.2. 모듈 커팅(Module Cutting)

3.3.3. 서브트랙션 커팅(Subtraction Cutting) 4. 분석 결과 논의

5. 결론 및 제언 References

지속 가능한 친환경 패션디자인의 기술 융합적 사례 연구

Technological Convergence in Sustainable Eco-Friendly Fashion Design

김하림, 홍익대학교 대학원 / 이승익(교신저자), 홍익대학교 대학원 섬유미술 패션디자인학과 Kim, Ha Lim_Graduate School of Hongik University /

Lee, Seung Ik(Corresponding author)_Department of Textile Art and Fashion Design, Hongik University

요약

중심어 패션디자인 지속 가능 기술 융합 친환경 필라멘트 제로웨이스트

현대사회는 비약적 경쟁 성장이 일으킨 환경 파괴로 전 지구적인 환경 문제에 봉착했다. 패션업계도 지속가능성을 키워드로 개발을 추진하며 환경과 경제적 · 사회적 책임의 중요성을 강조하게 되었다. 이 같은 흐름에 따라 디자이너에게도 환경, 윤리, 사회적 책무를 요구하고 있다. 본 연구는 패션 기업과 디자이너들이 실무에 확대 적용할 수 있는 발전 방향을 모색하고, 디자인 연구자에게 환경친화적 패션 디자인을 위한 이론적 · 과학적 기초 자료를 제공하기 위해 진행되었다. 연구방법은 패션디자인의 지속 가능성에 대한 창의적 아이디어를 도출할 수 있게 하는 기술 융합적 접근 사례를 선정하고 분석하였 다. 소재에 대한 기술 융합적 접근은 더욱 정교하고 다양한 측면의 통합적 고려를 할 수 있다는 점에 서 환경에 대한 본질적 문제로 접근할 수 있게 한다. 이는 단지 시각적인 친환경 표현의 수준성을 넘 어 환경친화적 품질을 지향하는 패션디자인으로 발전하게 하는 것이다. 분석방법은 친환경 염색 기술 을 활용한 패션디자인, 소재를 자연 채취하여 무해성을 강조한 패션디자인, 버려지는 폐원단의 최소화 에 초점한 패션디자인으로 분류하여 분석하고 논의하였다. 이 같은 고찰을 통해 사례가 보여주는 효과 성과 한계점을 짚어보고 앞으로 나아가야 할 방향을 살펴봄으로써 패션 기업과 디자이너들이 실무에 확대 적용할 수 있는 발전 방향을 모색하였다. 본 연구는 패션디자인 영역에서 전반적으로 중요시하는 미적 가치, 유행 창출에만 국한하지 않고, 디자이너로 하여금 친환경성과 지속가능성에 대한 인식을 고취하고 패션산업에서의 혁신적 기술 융합이 현 시대의 문제점들을 해결할 수 있는 방안이 될 수 있 음을 살펴보았다. 그러나 대부분의 사례는 아직 실험적 프로토타입 단계에 머물러 있으며 시장성을 갖 추지 못하고 있으므로, 앞으로 상업화할 수 있는 심층적 후속 연구를 해야 한다. 본 연구가 환경친화 적 패션디자인 시도의 실용화를 촉구하는 계기로 작용하기를 기대하며 패션디자이너들에게 친환경적 소재 개발과 미래지향적 기술 융합의 내재된 가치를 중심으로 발전된 기술에 대한 연구를 기대한다.

ABSTRACT

Keywords fashion design sustainability Technological convergence eco-friendly dyeing zero waste

The modern world has faced global environmental issues due to environmental destruction caused by rapid and competitive economic growth. The fashion industry now emphasizes on the importance of environmental, economical, and social responsibility by promoting sustainability.

This study aims to suggest technical directions for the fashion industry and designers to practice implementation, and also provides design researchers with theoretical and scientific basic data for eco-friendly fashion design. It explores on technological convergence in fashion design which enables the production of innovative ideas on sustainability through case studies and selective analysis. Technological convergence in materials allow intrinsic consideration on diverse aspects concerning sustainability. This study encapsulates the frame of study through major subjects from eco-friendly dyeing technology, eco-friendly filaments, and Zero Waste fashion design, focusing on the reduction of waste fabric. Through classifying and analyzing the subjects, it explores the effectiveness and limitations of the selected cases and the directions of improvements establishing ways for the fashion industry and designers to expand on in their practice. This study raises awareness and inspires designers to take part in sustainability by proposing ways of solving environmental issues through technological convergence in fashion design. However, most cases are still in the experimental prototype stage and are difficult to commercialize. Therefore, there is a need for an in-depth follow-up research to commercialize the new developments. This study seeks to serve as an opportunity calling for eco-friendly fashion design attempts, and also looks to initiate further research by fashion designers on the technologies developed.

본 연구는 홍익대학교 교내학술연구비 지원과제임.

1. 서론

1.1. 연구 배경 및 목적

21세기 현대사회는 무한 경쟁을 통해 비약적인 경제성장을 이룬 가운데, 인류는 그동안 묵인해 왔던 환경 파괴로 인해 기후 위기 등 전 지구적인 환경 문제에 봉착했다. 패션디자인 업계 또한 세계적으로 매년 방대한 양의 의류와 원단을 생산하고, 다시 버리는 악순환을 일으키고 있으며, 이에 심각한 환경오염의 주범으로 지적받아왔다. 의류 염색으로 인한 산업 폐수, 원단 폐기에 따른 토양과 지하수 오염, 빠르게 제작하고 빠르게 유통하기 위한 패스트패션의 경쟁적 프로세 스는 환경 문제를 야기했다.

심각한 환경 문제에 맞닥뜨리자, 인류의 환경보호에 대한 관심과 의식 수준은 점차 높아졌고, 자연과 인간의 공존을 위한 대응책으로 환경과 인체에 미치는 악영향을 최소화하는 방법을 모색하기 시작했다. 이는 공정한 생산 과정, 생태계 회복과 환경 비용을 줄이기 위해 등장한 새로운 사회적 소비 트렌드인 그린 소비의 증가 요인과도 일치한다. 그린 소비는 소비자 자신이 환경보호에 기여하고 있다는 심리적 만족감을 높이기 때문에, 결국 경제적 범주에서 중요하게 다루는 이슈로 등장한다. 이에 다양한 분야에서 친환경적 제품의 개발과 생산, 유통을 위한 실제적 · 다학제적 접근이 이루어지고 있다.

패션디자인 업계에서도 패션디자인에 대한 윤리적 대안이 요구되고 있다. 디자이너에게 경제 적 가치와 더불어 환경보호에 대한 사회적 책임을 포괄하는 지속 가능한 패션디자인에 대한 요구가 커지고 있다. 이러한 추세에 따라 환경의식과 환경행동 간의 정(+)의 관계를 밝히고 있으며, 과학적 지식의 매개효과를 검증하였다(Shin, J. & Shin, M., 2011). 또한, 친환경 패션 디자인 사례를 유기농 소재, 신소재, 감소, 다기능, 재생산, 주문생산, 재활용, 재사용의 총 8가 지 유형으로 분류 · 분석하여 친환경 패션디자인 실행 시스템을 시각화하였으며(Jang, N. &

Kim, Y. & Joo, Z., 2007), 이 밖에 포스트 코로나 시대의 지속 가능한 패션 소비에 대한 인식과 흐름, 전망을 논의하고 있다(Koh, A. & Lee, J., 2020), 지속가능한 패션을 환경적 친화성, 경제적 지속성, 사회적 공정성을 기준으로 유형화 시킨 지속 가능 패션디자인의 사례 연구 (Kim, H. & Na, H., 2015) 등이 있다. 이러한 연구들은 친환경 패션디자인의 필요성을 공감하 고, 이를 실행할 방법론적인 측면에서 기여하고 있지만, 지속가능한 친환경 패션디자인 개발에 기술 융합적으로 접근하지 못한다는 한계가 있다.

4차 산업혁명 시대에 기술적 융합은 창의적인 아이디어를 개발하고, 패션디자인 산업의 환경 문제를 해결하는 필수 조건으로 제시되고 있다(Kwon, S. & Na, G., 2019). 패션디자인산업에 4차 산업혁명의 VR 기술을 적용하여 폐기물 등의 발생을 억제하고, 3D 프린팅과 신소재 기술 과의 융합으로 친환경적 개발을 할 수 있다는 것이다. 따라서 패션디자인의 환경 문제를 해결하 기 위한 기술 융합의 관점에서 패션디자인 개발에 관한 연구의 필요성이 제기된다.

이에 본 연구는 환경 문제를 해결하고 지속가능성을 확보하기 위한 디자인 개발을 기술 융합적 관점에서 고찰하고, 사례를 분석하여 지속가능한 친환경 패션디자인 개발을 위한 시사점을 제 공하고자 한다. 이러한 연구는 환경 친화적 패션디자인 개발을 위한 기술 융합 실천의 사례를 분석하였다는 점에서 기존 연구와 차별성을 가지며, 패션디자인 연구자에게 이론적 과학적 기 초 자료를 제공하고, 패션디자이너에게 지속가능한 친환경 패션디자인 개발의 아이디어 개발 의 단초를 제공한다는 점에서 의의가 있다.

1.2. 연구 방법 및 범위

본 연구는 선행연구를 통해 지속가능한 환경 친화적 패션디자인에 대한 이론 및 특성을 고찰하 고, 패션디자인이 초래할 수 있는 환경 문제의 해결을 위해, 융합적 기술을 활용한 환경 친화적 프로세스 개발 사례를 선정하였다. 여기서 기술 융합적 접근은 문제 해결 방법에 대한 새로운 아이디어 도출을 위해, 두 가지 이상의 기술을 하나로 융합하여 형성한 첨단적 방법론을 의미한 다. 이를 위해 국내외 패션 소재 및 텍스타일에 관한 패션디자인 저널 및 문헌과 단행본, 언론 기사 자료, 인터넷 웹사이트의 콘텐츠 등을 검색하여 사례를 수집하고 선별하였다.

각 사례가 나타내는 내재적 요소의 속성을 기준으로 세 가지 범주로 나누었다. 먼저, 수질 오염 을 줄이는 염색 방법의 개발을 위해 융합적 기술을 활용한 패션디자인, 둘째, 자연과 인체에 무해한 재료 개발을 위해 원천 재료를 자연 채취하고 소재화하는 데에 융합적 기술을 적용한 패션디자인, 마지막으로 제작 과정에서 발생하는 자원의 낭비를 최소화하기 위해 폐원단의 감 량화 기술을 활용한 패션디자인이다. 모든 사례는 서로 다른 분야에서 활용하던 기술들을 융합 적 개념을 바탕으로 창의적으로 개발 · 활용하였다는 공통점을 가지고 있다. 이러한 사례 분석 을 통해 시사하고 있는 의미를 논의하였다.

2. 이론적 고찰

2.1. 지속가능한 패션디자인의 개념

모피 추방 운동의 영향으로 1990년 밀라노 컬렉션에서 처음으로 인공 모피가 등장했다. 이러한 실천을 시작으로 그린 패션, 환경친화적 패션, 에코 패션 등의 다양한 관련 용어들이 등장했다.

최근 여기에 사회적 책임의 의미가 부여되면서, 윤리적 패션디자인, 지속가능한 패션디자인 등의 표현이 등장하고 있다.

서구의 전통적 윤리학은 인간이 신으로부터 자연을 지배할 권한을 받았으므로, 오직 인간에게 만 본질적 가치를 두는 사상이다. 식물과 동물을 비롯한 자연의 존재들은 그 자체로 본질적 가치를 가지지 않는다. 오직 인간을 위한 무절제한 성장 중심의 정책과 낮은 환경의식은 18세 기 산업혁명 이후 가속화되었으며, 오늘날 범 지구적인 환경 문제로 확대되었다. 환경에 관심을 가지기 시작한 초기에는 개인의 건강, 가족의 복리와 같은 지극히 개인적인 차원이었고, 패션에 도 영향을 주었는데 바로 에코-프렌드리(Eco-friendly)를 가치로 내세운 패션이다. 이 또한 단지 시각적으로 자연 소재임을 강조하거나 자연 친화적인 이미지를 지향하는 수준에 머물렀 다(Kim, J. & Yeon, H., 2013). 그러나 인간의 발전이 환경 문제를 배제하고는 더는 불가능한 상태에 이르자, 지속적인 인간의 욕구를 충족하기 위해 경제발전과 환경보전을 함께 이루어가 는 방법을 모색하기 시작한다. 이것이 지속가능성의 본질이다.

지속가능성은 할렘 브룬틀란드(Harlem Brundtland)가 1987년 세계 환경개발위원회에서 발표 한 개념으로, ｢우리 공동의 미래(Our Common Future) 보고서｣를 통해 “지속가능한 개발은 미래 세대가 그들의 필요를 충족시킬 수 있는 가능성을 손상시키지 않는 범위에서 현재 세대의 필요를 충족하는 개발이다.”라고 정의하였다(Dresner, S., 2008). 이는 현 세대의 필요에 의해 미래 세대의 가능성을 파괴하지 않고, 인간 사회가 주변 환경과 조화를 이루며 자유롭게 발전할 기회를 의미한다.

이 같은 지속가능한 개발의 의미가 보편화된 이후 지속가능성 개념은 다양한 해석을 거치면서 체계화되었으며, 다양한 부문에서 지속가능한 개발을 위해 인간과 자연환경이 공존할 수 있는 방안을 마련하기 위해 노력하고 있다. 이러한 맥락에서 지속가능한 패션디자인은 21세기에 강조되는 진보된 에코 디자인으로서, 사회적 책임의 중요성에 대한 지각, 환경에 대한 장기적인 관점, 그리고 혁신적 과학 기술과 관련된 것이다(Lee, J. & Kim, S., 2006). 다시 말해 패션디 자인과 관련한 모든 실천에 대한 사회적 책임과 환경친화적 가치를 지닌 개념으로 이해할 수 있다.

2.2. 친환경 패션디자인의 기술 융합

패션디자인에 있어서 환경친화적이라는 것은 환경 문제에 대한 지속적인 지각과 인식을 기반 으로 개발한 패션 상품을 말한다. 즉, 상품의 라이프 사이클 전반에 걸쳐 기능과 품질의 경쟁력 을 갖추면서도 자연의 순환 원리를 적용하여 인간에게 쾌적한 환경을 제공하고, 폐기물을 최소 화하여 환경적 부담을 줄이도록 고안한 상품을 의미한다.

초기 환경친화적 패션디자인은 천연 소재에 대한 선호로 나타났다. 그러나 자연을 지향한다는 것을 시각적으로만 보여줄 뿐 환경에 대한 인식이 행동으로 이어지지 않았으며, 본질적 변화는 아니었다. 거칠고 자연스러워 보이는 소재를 만들기 위해 다양한 기술을 도입하고 가공을 통해

소재의 친환경적 시각효과를 더욱 극대화했다. 그러나 최근의 환경친화적 패션디자인은 소재 와 기술의 융합으로 더욱 정교해졌으며, 환경에 대한 본질적 문제에 접근할 수 있게 하여 단지 시각적인 것이 아닌 환경친화적 품질을 지향하는 패션디자인으로 발전하였다(Kim, J. & Y, H., 2013).

패션디자인은 혁신적 과학 기술과 만나면서, 모든 과정에서 새로운 기술 융합적 접근을 시도하 고 있다. 환경을 고려한 제조 기술의 개발과 발달은 환경에 대한 책임의식을 일깨웠으며, 인체 에 무해한 소재에 주목하고 인권을 중시하는 공정거래 개념을 의식하게 했다(Lee, Y., 2019).

천연물질을 이용해 자외선을 차단하고 안티 박테리아 등의 기능을 부여했으며, 더욱 적극적인 기술의 결합을 통해 인간의 욕구 충족과 환경에 대한 윤리적 의사결정을 위해 활용했다. 특히 염색에 있어서 무해한 염료, 천연염료, 식물성 염료의 사용에 대한 관심이 증폭되었다. 이는 주로 유아동복과 이지웨어(easy wear) 등에 한정적으로 적용되었는데 점차 모든 패션 의류 및 섬유, 소재에 이르기까지 확대되었다(Yoon, S. & Kang, H., 2013).

패션과 과학 기술이 만나 새로운 형태의 지속 가능한 패션을 창조하게 될 것으로 전망하는 가운데 글로벌 기업들의 하이테크(High-Tech)적 디자인에서 다양한 분야와의 융합을 통해 패션과 기술의 접목을 시도했으며, 새로운 실험들이 신소재 개발과 패션디자인의 발전을 초래 했다. 패션디자인과 그 생산은 과학, 산업 혁신과 밀접하게 연관되어 있다. 현대 패션산업은 각기 다른 분야 간의 정보 교류가 통신 기술의 발달로 활성화되어 영역 간에 일어난 융합화 현상으로 소재와 디자인 면에서 다기능의 목적성을 가진 제품들을 선보이고 있다. 이와 같은 다기능 다목적성의 패션 상품과 상품 개발 현상은 하이테크놀로지에 의한 디지털 기술의 발달 이 급격히 이루어지고 있는 오늘날에도 지속적으로 이어지리라 예상된다. 개발된 스마트 소재 와 기술을 패션에 접목하여 생산된 제품들은 기술적 환경을 신체에 밀착시켜 더욱 편리하게 사용할 수 있게 한다. 또한 창의적이고 심미적인 표현 창출의 원초적인 아이디어를 제공하기도 한다. 패션과 기술의 융합은 가장 쾌적하게 기술 환경을 누리게 해주며, 또한 새로운 형태의 아름다움을 창출하는 데 있어 원동력으로 자리 잡고 있다(Yoon, S. & Kang, H., 2013).

또한, 자원 절약과 환경보존에 대한 관심은 폐원단의 최소화와 물자 재활용으로 이어졌다. 미국 의 아웃도어 브랜드 파타고니아(Patagonia)는 최초로 페트병을 재활용해 폴리에스터 (polyester) 의류를 개발하고, 제조 과정에서 에너지와 물의 소모량을 줄였다. 이후 효성, 코오 롱 FM, 휠라 등의 기업들이 버려진 원단, 어망, 페트병 등을 재활용하고 제조 과정에서 에너지 소비량과 이산화탄소 방출량을 줄이는 등 환경 친화적 개발의 뒤를 이었다.

환경친화적 신념의 확장은 소비자의 태도도 변화시켰다. 환경친화적 의류 소비행동은 환경보 호를 염두에 두고, 의류를 구매, 사용, 폐기하는 것과 관련된 모든 행동을 포함하는 개념으로 지속 가능한 소비 또는 그린 소비를 의미하는데(Kim, Y., 2014), 이러한 사회적 가치와 생태학 적 가치를 담은 의류를 선택하는 그린 소비자가 등장한 것이다. 환경보호에 적극적으로 참여하 는 사람의 비율이 꾸준히 증가하고 있으며, 특히 고학력자와 젊은 층이 주를 이루고 있다(Man, Y., 2011). 이 같은 환경 친화적 소비자의 가치지향은 사회 이타적 가치지향, 경제적 가치지향, 자기중심적 가치지향 등 모든 가치지향에서 유의미한 영향을 미친다(Park, O. & Jung, Y., 2006). 이제 소비행동은 글로벌 경제에 커다란 부분을 차지하는 것으로, 소비자의 선택이 기업 활동을 환경 친화적으로 유도하는 것이다. 패션디자인은 환경 친화에 대한 사회적 책무를 가지 게 되었으며, 이를 통해 건강한 생태계의 유지를 위한 디자인 개발에 대해 모든 측면에서 합의 점이 모아졌음을 알 수 있다. 이에 본 연구에서는 친환경 패션디자인의 기술 융합 사례를 분석 하여 지속 가능한 패션디자인의 방향을 탐색해보고자 한다.

3. 친환경 패션디자인 사례 분석

환경 친화성, 경제 지속성, 사회 공정성으로 구분되는 지속 가능한 패션디자인은 현대 소비자들 의 가치 지향적 요구를 충족시키고, 패션기업의 사회적 책임을 동시에 달성하고자 하는 노력을 계속하고 있다. 따라서 본 연구에서는 지속 가능한 패션디자인의 개념과 범위를 환경적 친화성

에 초점하고, 친환경적 소재 개발에 내재된 가치를 중심으로 사례를 논의 · 분석하고자 한다.

환경친화적 패션디자인에 관한 선행연구는, 소재 측면에서는 리사이클링 여부, 천연 소재의 사용 등을 고려하였고(Yip, D., 2010), 리사이클 된 소재가 사용된 패션, 빈티지 패션, 천연 소재가 사용된 패션, 동물 보호를 고려한 패션 등으로 설명하였다(Shen, D., & Richards, J.,

& Liu, F., 2013). 선행연구는 공통적으로 기술과 패션의 융합으로 자원을 절약하고, 천연 소재 의 활용으로 환경오염을 방지하며, 동물 보호 등의 생태계 유지에 기여하는 것이 지속가능한 패션디자인임을 설명하고 있다. 이에 본 연구에서는 친환경 소재 영역과 기술 융합적 영역, 자원 절약의 관점에서 사례를 고찰하였다(Figure 1).

<Figure 1> Case Analysis Structure

3.1. 오염을 줄이는 염색의 패션디자인

1856년 W. H. Perkins가 인공 염료를 발견하면서 더욱 다양한 색상을 염색할 수 있게 되었다.

산업혁명으로 섬유산업이 획기적으로 발달하였지만 그 대가로 고독성의 화학 폐기물로 인한 환경오염에 시달린다. UN 환경계획에 따르면 염색 과정에서 발생된 폐수는 전 세계 산업 폐수 의 20%에 달하며 인체 건강에도 해롭다. 염료의 60∼70%의 비중을 차지하는 아조염료와 같 은 경우 분해되면서 방향족 아릴아민류의 화합물이 생성되는데 인체에 접촉하면 피부염이나 암을 유발한다. 정착제 또한 포름알데히드와 염소 혼합물을 함유하고 있어 마찬가지로 알레르 기를 일으키거나 암을 유발할 수 있다. 섬유의 다양한 색상 표현과 염색 테크닉을 적용하기 위해서는 유황, 비소, 포름알데히드와 같은 8000가지가 넘는 화학용액과 첨가물이 사용된다.

그러나 최근 고부가가치의 염색 기술을 활용한 패션 소재 개발 사례가 증가하며 인체 및 수질의 오염을 줄이고 지속 가능성을 높이기 위한 노력이 이어지고 있다.

3.1.1. 박테리아염색(Colorifix)

컬러리픽스(Colorifix)는 영국 소재의 연구소로 2016년 케임브리지대학교의 과학자들이 설립 하였다. 박테리아 염색은 인체와 환경에 무해하며 생물의 색상을 만들어내는 DNA 메시지를 박테리아 세포에 복제시켜 염료를 추출한다. 발효기에 당과 나이트로젠을 투입하여 박테리아 를 배양하며, 보관된 상태에서 25분마다 자가 복제를 하여 5g의 박테리아가 열흘이면 50톤의 염료를 생산할 수 있다. 총 23가지의 색상을 개발하였으며 잠자리, 고릴라, 외에도 다양한 식물 의 DNA를 사용하였다. 컬러리픽스는 자연에서 비롯된 순수한 색상을 재현한다. 앵무새 깃털에 서 붉은색을 나타내는 DNA를 추출하여(Figure 2) 그 메시지 코드를 박테리아에 복제한 뒤 배양을 통해 필요한 용량을 확보하여 열로 터뜨리는 방식으로 원단에 색을 입힌다. 그 과정에서 박테리아의 세포막은 자연스럽게 물에 씻겨 나간다. 기존 염색 방식에 비해 에너지 사용률이 40% 감소되며 물 사용량이 90% 절약된다. 의류 브랜드 H&M에서 승인을 받았으며 포르투갈 에 소재한 염색 공장에서도 산업적인 생산에 성공했다.(Milly, C., 2020)

<Figure 2> DNA Samples

<Figure 3>

Algaemy Flask

<Figure 4> Algaemy Garments

<Figure 5> Algaemy Printing

<Figure 6> IKEA Collaboration Printing

3.1.2. 녹조 염색(Alagemy)

베를린 소재의 디자인 스튜디오인 블론드 앤 비버에서 개발한 ‘Algaemy’는 자체 개발된 기술로 미세조류를 염료로 변환시키며 독일 Fraunhofer Institute의 생물공학과에서 연구하고 있다.

연못에서 흔히 볼 수 있는 녹조를 사용하며 100% 천연물질로 독성이 없다. 배양은 유리플라스 크 안에서 이루어지며 오로지 물, 태양광, 이산화탄소만을 공급한다(Figure 3). 배양된 녹조를 걸러내기 위한 거름망으로 스크린 원단이 사용되는데 케냐의 전통적인 방식에서 고안하였으며 걸러낸 녹조는 프린팅 페이스트와 혼합하여 염료를 완성한다. 일반적으로 녹조는 녹색이지만 품종에 따라 각기 다른 색상을 띈다. Haematococcus pluvialis는 붉은색, Spirulina platensis는 녹색이며 그 외에도 갈색과 노란색 톤을 추출할 수 있다(Figure 4, 5). 6만 개의 미세조류 품종 중에서 15가지만을 사용하였기에 사실상 색상의 범위는 무궁무진하며 계속해서 새로운 품종이 발견되고 있어 더 많은 색상이 발견될 것으로 기대한다. 또한 Blond & Bieber는 IKEA와 협업 하여 조류 염료를 사용한 프린팅 방식으로 가구용 원단을 제작하였다. 그 과정은 먼저 원단을 필요한 크기로 재단한 뒤 스프레이 접착제로 테이블에 고정한다. 고정된 원단 위에서 염색이 진행되며 프린트 문양은 옅은 붉은색의 도트 무늬다(Figure 6). 준비된 가구는 MDF 판 위에 스펀지를 겹친 상태로 양털 원단을 덧대었으며 염색 과정을 모두 마친 ‘Algaemy’ 원단을 그 위에 감싼 뒤 스테이플러 건으로 펀칭하여 깔끔하게 마무리한다.

3.2. 자연에 무해한 소재의 패션디자인

3D 프린팅은 패턴, 재단, 봉제, 소재 등의 한정적인 요소를 탈피한 새로운 기법으로 구조적이고 독창적인 디자인에 유용하며 복잡한 모형의 형상을 구현해 낼 수 있다는 장점을 지니고 있다.

3D 프린팅 시장은 2022년까지 연평균 7.8%의 성장률을 보일 것이며, 약 44억 달러의 시장 규모를 기록할 것으로 예상된다(Choi, J., 2017). 특히 건설업, 의학계, 우주항공, 패션과 뷰티 시장에서 수요가 많다. 패션 업계에서 기존의 소재와 공법에 한계를 느낀 일부 혁신적인 디자이 너들은 3D 프린터로 다양한 형식의 미래지향적인 의상을 제작하고 있다. 갈수록 저렴한 가격으 로 대중에게 판매되고 있는 만큼 프린팅에 사용되는 소재의 안전성이 중요하다.

기존의 ABS계 필라멘트는 제조와 사용 과정에서 발암물질과 초미세먼지를 방출해 인체와 환 경에 악영향을 주는 것으로 보고되고 있다. 2019년 산업안전보건연구원에서 ｢3D 프린터 소재와

유해물질 특성 연구｣라는 제목의 보고서를 발간했다. 분석 대상이 되는 소재는 PLA, ABS, PET 수지(PETG), 알루미늄(eAl-fill), 폴리비닐알코올(PVA), 구리(eCopper), 카본나일론(ePA- CF), 폴리카보네이트(ePC), PLA 기반(CCU), 철(eSteel), PLA 기반(eMarble)이 사용되었 고, 2개를 제외한 6개 시료에서 5~7종의 관리 대상 물질, 20~25종의 고분자물질이 검출됐다 (Jeong, H., 2006). 3D 프린터 소재를 가열하였을 때 필라멘트가 녹으면서 공기 중에 발암물질 이 퍼지고 유해 발암성 물질이 높게 나와 논란이 되었다. 3D 프린터가 학교나 공공시설, 문화센 터 등에 교육 용도로 배치되어 장시간 사용된다는 점을 고려한다면 이에 관한 대처가 시급한 상황이다. 과학고에서 교육 목적으로 3D 프린터를 장시간 사용하였던 교사들의 육종 판정이 기사화되었다. 산업안전보건연구원의 실험 결과, 합성수지 필라멘트가 가열되는 과정에서 유 해 물질이 다량 검출되었다. 생식독성작용물질의 위협으로 인한 필수 불가결한 희생이 수반되 어서는 안 된다. 지속가능성을 고려하여 사용 후의 잔여물과 폐기될 필라멘트의 재활용, 새로운 원료로 변환시키거나 부식시킬 수 있어 다시 자연의 일부로 되돌릴 수 있는 무해한 필라멘트 소재를 연구해야 한다. 

<Figure 7> Filasoy Filament Roll

3.2.1. 필라소이(Filasoy)

3D 프린팅에 사용되는 석유계 고분자 복합 재료의 필라멘트를 대체하기 위해 콩, 해조류, 대나 무, 옥수수 등 천연 소재를 결합한 식물성 원료의 필라멘트가 개발되었다. 화학 공학 학생들인 니콜 레일리 데브린(Nicole Raley Devlin), 카르멘 발버드 파니아구아(Carmen Valverde Paniagua)와 얀센 텐디(Yanssen Tandy)가 개발한 식물성 합성 재료로 만들어진 필라소이 (FILASOY)는 20∼25% 콩을 기반으로 구성되어 재활용할 수 있으며 기존 필라멘트보다 경도 가 높고(Figure 7) 또한 녹는 온도가 낮아 에너지를 절약할 수 있으며 효과적인 향균성으로 세균 번식이 염려되는 어린이들을 위한 장난감 제작에 적합한 것으로 판단된다.

3.2.2. 시위드(Seaweed)

독일 디자이너 에릭 클라렌비크(Eric Klarenbeek)와 마트제 드로스(Maartje Dros)가 공동 개 발한 시위드(Seaweed)는 미세조류와 미역으로 구성된 필라멘트다(Figure 8, 9). 이산화탄소 공급과 광합성을 통해 물속에서 배양하며 미세 조류를 재취하여 말린 후 다당류(polysaccharide) 와 전분(starch)을 활용하여 필라멘트를 가공하는 방식이다(Ali, M., 2017).

<Figure 8> Seaweed Production <Figure 9> Seaweed Filament Roll

3.2.3. 컬러파브(Colorfabb)

루드 로울러(Ruud Rouleaux)가 2013년에 설립한 컬러파브(Colorfabb)는 두 가지 오가닉 필 라멘트를 개발하였다. 나무의 섬유질과 플라스틱 수지의 혼합으로 필라멘트를 구성한다. 우드 필(WoodFill)은 30%가 나무 섬유로 구성되고 밤부필(BambooFill)은 50%가 대나무 섬유로 구성된다. 밤부필은 프린팅할 때 가열된 온도에 따라 색상의 톤이 변한다(Figure 10, 11).

<Figure 10> Colorfabb

Woodfill <Figure 11> Colorfabb Bamboofill

3.2.4. 바이오 플라스틱(Bioplastic)

LG 화학과 핀란드 바이오디젤 기업 네스테(Neste)가 파트너십을 체결하여 합성수지와 대등한 기계적 성질을 구현할 수 있는 생분해성 신소재를 세계 최초로 개발하였다. 이 소재는 페글리세 롤과 옥수수 성분의 포도당을 활용한 바이오 함량 100%의 생분해성 소재다(Figure 12). 국제 인증기관인 딘 서스코(DIN CERTCO)는 120일 내에 90% 이상 생분해된다는 것을 검증하여 유럽의 인증 기준에 적합함을 확인했다. 바이오 플라스틱 시장은 2020년 말 11.8조 원에서 2025년 31조 원으로 2.6배 이상 성장할 것으로 추산한다. LG화학은 2021년 본격적으로 생산 하여 2050년까지 탄소 배출량의 감소를 위해 친환경 소재 기반의 자원 선순환 사업을 지속적으 로 확대 추진할 예정이다(Kim, Y., 2020).

<Figure 12> LG chemical Corn Based Filament

3.3. 폐기물 최소화 프로세스의 패션디자인

서울시 기후환경본부 자원순환과에 따르면 서울 봉제 공장에서 하루에 배출하는 원단 폐기물 의 규모는 평균 400톤이며 연간 14만 6천 톤에 육박한다. 또한 한국패션산업연구원의 조사에 따르면 버려지는 원단 중의 50%는 소각, 20%는 매립되며, 30%는 무허가 업체가 수거하는데 그중 재활용되는 일부를 제외한 나머지는 무단으로 매립하거나 소각된다고 한다.

제로웨이스트(Zero Waste)란 “낭비가 없는”, “쓰레기가 없는”이라는 의미로, 생산 과정에서 발생되는 원단 잉여분을 최소화하거나 모두 소진하는 것을 일컫는다. 디자인과 패턴이 연관되 어 원단 폐기물 발생을 줄이는 창의적인 디자인을 함으로써 에너지와 자원의 낭비를 절감할 수 있는 친환경적인 디자인 방법이다. 제로웨이스트 패션디자인은 패턴의 구성 방식에 자율성

이 있으므로 착용자의 장착 방식에 따라서 다양하게 변형할 수 있으며 절제를 통해 의복 공간을 간결하게 표현한다. 또한 봉제의 최소화와 인위적인 장식성을 배제한 간결함은 최대한 절제된 디자인으로 불필요한 요소 없이 완성되는 것을 의미한다. 패션에서의 지속 가능성을 실현할 수 있는 것은 물론 미래에도 지속될 수 있는 혁신적인 디자인 경쟁력을 모색할 수 있다(Guk, H. & Kim, H., 2016).

<Figure 13> Biofabrication Layer <Figure 14> Biofabrication Garment

3.3.1. 바이오 패브리케이션(Biofabrication)

영국의 수잔 리(Suzanne Lee)가 개발한 바이오 패브리케이션(Biofabrication)은 박테리아로 재단과 재봉이 필요 없는 의복을 완성시킨다. 녹차, 설탕, 식초로 구성된 용액과 특정 박테리아 를 배양 컨테이너에 넣고 일정 온도를 유지해 형성시킨 물질(Figure 13)로 한 겹의 막을 만들 어낸다. 발효 작용을 통하여 원하는 두께로 막을 형성시킨 다음 이를 걷어서 세척하며, 나무 재질의 마네킹 위에 얹어 수분을 증발시킨다. 자연 건조한 후 소재의 형태가 잡히게 되면 자연 생분해가 가능한 반투명 가죽과 같은 재질이 만들어진다(Figure 14). 이렇게 만들어진 재질은 불에 강하며, 수분을 흡수하지 않고 녹는 온도가 플라스틱보다 높다. 기존 직물 제조 과정과 대비되는 과정으로, 동물이나 식물의 기름을 가공해 소재를 만드는 대신 살아 있는 유기체에서 바로 소재를 재배하는 방식이다. 실험실에서 미생물을 배양하여, 단 며칠 만에 비슷한 섬유 재질을 재배할 수 있다. 원료 제작 과정에 필요한 에너지와 물, 화학 약품 사용을 줄여 완성품을 길러내어 폐기물의 발생을 줄이는 것이다. 앞으로는 패션업계에서 박테리아, 조류, 균류, 효모 등의 생물공학을 더 적극적으로 수용할 것으로 전망된다.

3.3.2. 모듈 커팅(Module Cutting)

콜롬비아 출신의 카를로스 빌라밀(Carlos Villamil)이 개발한 모듈커팅(Module Cutting)은 패 턴과 연계된 디자인을 함으로써 원단 폐기물이 발생하지 않아 에너지와 자원의 낭비를 줄일 수 있는 친환경적인 디자인 방식이다. 이와 같은 방식으로 제작된 ‘Felt architecture forthe body, Zero Waste style’은 의복에 원과 사각형의 기본 유닛을 사용하며 단순한 패턴의 반복을 통하여 전체를 이루는 구성을 보여준다(Figure 15, 16). 쉽게 디자인을 변화시키고 스타일링할 수 있으며 해체와 조립을 자유롭게 할 수 있다.

<Figure 15> Module Cutting Garments <Figure 16> Module Cutting Technical Flats

<Figure 17> Subtraction Cutting Paper Pattern <Figure 18> Subtraction Cutting Pattern &

Garments

3.3.3. 서브트랙션 커팅(Subtraction Cutting)

영국의 줄리안 로버츠(Julian Roberts)가 개발한 서브트랙션 커팅(Subtraction Cutting)은 패 턴 구성의 다양한 활용을 통한 디자인 방법으로 곳곳에 구멍으로 몸이 들어가는 공간을 터널처 럼 이어서 확보해 나가며, 나머지 천을 몸에 자유자재로 두르고 맞음새를 가늠하여 봉제하며 서서히 자리 잡히는 과정을 통해 완성되는 원리다. 패턴 작업 자체가 디자인이 되는 역발상 기법이며, ‘뺄셈 커팅’으로 한 장의 커다란 원단에 구멍을 여러 개 내고, 접기, 말기, 뒤집기 말아 넣기 등의 기법을 이용하여 빼어가는 ‘마이너스 재단’이라고 정의하였다(Guk, H., & Kim, H., 2016) (Figure17, 18).

제로웨이스트 패션디자인은 대량생산의 산업 패턴이라는 한계에서 벗어나 생산 과정에서 원단 의 낭비를 줄이면서 디자인 성을 높이는 것이 목적이다. 더욱 다양한 제로웨이스트 제조 방식이 개발될 것으로 전망하는 가운데 한계점 또한 존재한다. 기존의 패셔너블한 제품보다 디자인 감도가 떨어지며 상업성이 부족하다는 이유로 소비자들에게 매력적인 제품으로 다가가기가 어렵다는 것이다. 기존의 트렌디한 패션디자인에 제로웨이스트 디자인 패턴 개념을 접목하여 매력적인 제품으로 발전시키려는 노력이 필요하다. 기존 제로웨이스트 패턴에서 보이는 동양 복식적 실루엣을 절충 · 보완하여 더욱 현대적인 변화를 모색함으로써, 친환경성과 심미적 측면 까지 충족시킬 수 있는 패션디자인 연구가 요구된다.

4. 분석 결과 논의

패션디자인이 초래하는 환경 문제를 해결하기 위한 방안으로, 기술 융합적 접근을 통한 환경친 화적 패션디자인으로 성공을 거둔 사례를 선정·분석하였다. 여기서 기술 융합이란 지속가능성 을 강조하여 에너지 절약 및 환경보존을 고려한 천연 소재의 개발이며, 염색, 소재, 제로웨이스 트로 나누어 다루었다. 따라서 패션디자인이 초래할 수 있는 환경 문제를 해결하기 위한 소재의 기술적 특수성을 강조한 개발 사례와 환경영향을 부각한 개발 사례들을 분석하였다. 개발 사례 를 친환경 염색, 친환경 소재, 제로웨이스트의 세 가지 요소로 나누어 사례별 경향을 정리하였 으며 접목 기술이 제공하는 환경적 영향으로는 에너지 사용률 감소와 석유 자원 사용의 자제, 화학 폐기물 감소, 원단 폐기물 감소, 제조 공간 축소, 바다 정화가 있었다.

소재 소재 경향

개발 요소 핵심 기술 환경 영향

친환경 염색

박테리아 염색 동·식물 DNA 복제

박테리아 배양

에너지 사용률 감소 물 절약 제조 공간 축소 화학 폐기물 감소

녹조염색 녹조배양

에너지 사용률 감소 물절약 제조 공간 출소 화학 폐기물 감소

친환경 소재

시위드 미세조류 배양

에너지 사용률 감소 석유 자원 사용 자제 제조 공간 축소 화학 폐기물 감소

바다 정화

우드필/밤부필 나무의 섬유질과 플라스틱

수지 혼합

에너지 사용률 감소 석유 자원 사용 자제 화학 폐기물 감소

바이오 플라스틱 포도당을 활용한 100%

생분해성 소재

에너지 사용률 감소 석유 자원 사용 자제 화학 폐기물 감소

제로웨이스트

바이오 패브리케이션 박테리아 배양

생분해성 섬유 재배

에너지 사용률 감소 석유 자원 사용 자제 화학 폐기물 감소

모듈 커팅 기본 유닛의 반복

해체와 조립

에너지 사용률 감소 원단 폐기물 감소

제조 공간 축소

서브트렉션 커팅 터널링

마이너스 제단

에너지 사용률 감소 원단 폐기물 감소

제조 공간 축소

<Table 1> Technological Convergence in Sustainable Eco-Friendly Fashion Design

5. 결론 및 제언

본 연구는 사회적 관심이 집중되고 앞으로 더욱 영향력이 커질 것으로 예견되는 지속가능한 패션디자인을 초점으로 진행하였다. 지속가능한 사회 발전을 위한 패션산업의 사회적 책임과 역할에 대한 요구가 확대됨에 따라 상품의 생산, 유통, 폐기에 이르는 전 과정에서 지속가능성 을 고려한 활동을 전개하며 다양한 방법으로 발전하고 있다. 지속가능성은 우리가 누리고 있는 현재의 환경을 현 세대와 다음 세대가 함께 누릴 수 있도록 잘 보존하여 물려줄 유산이라는 의식과 환경보호에 대한 해결책을 제시하므로 인류에게 매우 중요한 사안이다. 따라서 패션디 자인은 자연환경, 경제성, 사회적 역할 등 전 분야를 아우를 수 있는 제품으로 개발되어야 할 것이다. 이러한 패션디자인의 패러다임 변화와 시대적 요청에 따른 기술의 발달은 상호 작용을 통해 새로운 대안을 제시한다. 기술은 대상에 대해 점차 다학제적이고 융합적으로 접근하며, 패션에서도 자연환경과 유기적인 조화를 이룰 수 있도록 새로운 가능성을 제안하는 것이다.

본 연구는 자연과 조화를 이루는 지속가능한 디자인을 위해 경계를 허물고 패션, 디자인, 과학 기술의 융합을 통한 친환경 패션 사례를 선정하고 분석하였다. 각 사례가 주목하는 친환경성의 범주를 친환경 염색 기술을 활용한 패션디자인, 친환경 소재를 활용한 패션디자인, 제로웨이스 트 패션디자인으로 분류하고 고찰하였으며 그 효과와 한계점, 나아가야 할 방향과 다양한 가능 성을 살펴봄으로써 패션 기업과 디자이너들이 실무에 확대 적용할 수 있는 발전 방향을 제시하 고자 하였다. 연구의 결과는 다음과 같다.

첫째, 수질 오염을 줄이는 염색인 박테리아 염색과 녹조를 통한 천연 염색은 인체와 환경에 무해하며 물 사용량이 적어 산업폐수를 줄인다. 이는 에너지 절약과 오염의 최소화 차원에서 패션 원료를 넘어 섬유를 주 소재로 하는 산업에 확대 적용한다면 지속가능성의 범위를 더욱 넓히는 데 기여할 수 있을 것이다. 예를 들어 폐현수막은 재사용되지 않고 버려져 소각하거나 매립하는데, 이때 유해물질이 발생하고 토양의 오염 문제를 일으킨다. 현수막 제작, 나아가 침구류나 커튼 등의 소재를 개발하는 데 적용한다면 환경오염을 줄여 지속가능성을 높이는 데 일조할 것이다.

둘째, 원천 재료를 자연재취하고 소재화하는 친환경 3D 프린터 필라멘트는 콩, 해조류, 대나무, 옥수수 등 식물성 천연 소재로 구성되어 재활용을 할 수 있으며 기존 필라멘트보다 경도가 높고, 녹는 온도가 낮아 에너지를 절약할 수 있다는 점에서 그 활용도가 높다. 의복을 제작할 때 착용감이 좋고 마모성이 우수하며 세탁을 할 수 있다. 액세서리, 학용품 등 빠르게 교체되고 소모성이 큰 제품 개발에 적용한다면 폐기물의 유해성을 낮추어 환경오염을 줄이는 데에 도움 이 될 것이다. 그러나 3D 프린터 필라멘트의 경우 소재가 다양하지 못하고 프린팅 속도와 출력 물의 크기가 제한된다는 한계점이 있어 이를 해결하기 위해 섬유조직과 같은 소재의 유연성이 있는 3D 필라멘트를 개발한다면 니트나 의류 제품에 적용하여 개발의 폭을 넓힐 수 있을 것이다.

셋째, 제작 과정에서 발생하는 자원의 낭비를 최소화하기 위해 폐원단의 감량화 기술을 활용한 제로웨이스트는 패션디자인에는 기존의 상업적 제품보다 디자인 감도가 떨어져 주목받지 못한 다는 단점이 있다. 이는 소비자들에게 매력적인 제품으로 다가가기 어려운 점으로 작용한다.

따라서 시각적인 디자인 요소와의 조화로운 개발을 통한 현대적인 변화 모색과 폭넓은 관점의 패션디자인 연구가 요구된다. 나아가 제로웨이스트와 다른 기술을 융합하여 새로운 방법론과 가이드라인을 제시한다면 이 또한 지속 가능하고 미래 지향적인 유익한 연구가 될 것이다.

이처럼 친환경 개발을 위한 첨단 기술의 다양한 접근과 패션디자인의 지속가능성을 높이는 사례를 살펴봄으로써 그 유익함과 잠재된 가능성을 확인할 수 있었다. 본 연구는 이전의 자연과 인체에 유해한 전통 섬유산업의 방식을 벗어나 더욱 발전된 기술 융합적 접근을 통해 패션디자 인 개발의 다양한 가능성의 사례들을 종합적으로 제시하였다는 점에 연구의 의의가 있다. 패션 디자인 영역에서 미적 가치와 유행 창출이 차지하던 비중은 점차 혁신적 기술 융합 개발과 친환경, 지속가능성에 대한 인식의 변화에 따라 그 무게 중심이 옮겨지는 현상을 관찰할 수 있었다. 그러나 본 연구는 전문 자료 확보의 부족으로 융합과 기술적인 영역에 대한 서술과 체계적인 분석에 한계점을 가지고 신소재에 대한 구체적인 성분과 가공 과정을 기술하는 데 어려움이 있었다. 이러한 한계점과 어려움을 극복하기 위한 방안으로 친환경적 패션디자인에 관한 다양한 연구는 원단 염색, 자연에 무해한 소재 개발, 폐기물 최소화 프로세스 세 가지 범주에서 실험적인 단계를 넘어 향후 시장성을 갖추고 산업화하여 생활 속 실천으로 녹아들 수 있는 실질적인 연구로 확대 · 지속되어야 할 것이다.

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