입춘이 지난지도 일주일이 넘었지만, 아직 겨울 추위는 물러가지 않았다. 포근한 날씨가 지속되다가도 가끔씩 등장하는 강추위 때문에 두툼한 패딩 점퍼를 옷장에 넣어두었다가 다시 꺼내 입는 일이 반복되고 있다.
이상한 점은 강추위가 몰아치는 날이라도 안에 입는 옷은 얇게 입는 사람들이 많다는 점이다. 롱패딩 같이 몸 전체를 감싸주는 방한복 때문에 안에 입는 옷을 얇게 입기도 하지만, 과거와 달리 얇아도 따뜻한 옷들이 등장한 것이 가장 큰 이유라 할 수 있다.
두꺼운 옷보다 더 따뜻한 얇은 옷이 있다? 역설적이기는 하지만, 분명 그런 옷이 존재한다. 바로 스스로 열을 낸다는 ‘발열내의’다. 과거에는 무조건 두꺼운 옷이 따뜻한 옷이라고 생각했지만, 최근에는 첨단 섬유과학의 도움을 통해 얇지만 따뜻한 기능성 의류들이 속속 탄생하고 있다.

레이온 섬유로 열을 유지하는 히트텍 발열내의

발열내의 하면 가장 먼저 떠오르는 제품은 일본의 대표적 의류회사인 유니클로가 출시한 히트텍(Heattech)이다. 지난 2003년 일본의 소재기업인 도레이와 함께 세계 최초로 발열내의를 개발하여 지금까지 엄청난 판매고를 자랑하고 있다.
발열내의라고 하면 어렸을 때 입었던 보온내의를 떠올리는 사람들이 많겠지만, 발열내의와 보온내의는 완전히 다른 제품이다. 보온내의는 체온이 빠져 나가지 않도록 섬유 속에 공기를 가둬 공기층을 만들었기 때문에, 일명 ‘뽁뽁이’라 불리는 에어캡(air cap)처럼 올록볼록한 형태를 띠고 있다.
보온내의는 발열내의에 비해 많이 두껍다는 단점은 있지만, 소재 자체가 따뜻하면서도 가벼워 오랜 시간 동안 사람들의 체온을 지켜준 의복으로 인정받고 있다. 지금도 에어로웜(aerowarm)이라는 이름으로 아웃도어나 스포츠 웨어에 많이 사용되고 있다.
반면에 보온과 발열 효과를 제공하는 발열내의는 대부분 레이온(rayon)과 아크릴(acryl) 등으로 이루어져 있다. 이 중에서도 레이온은 발열내의가 발열 효과를 낼 수 있도록 만드는 핵심 소재라 할 수 있다.
미국의 섬유회사인 아메리칸비스코스가 개발한 이 섬유는 친수성(親水性)이어서 수분을 잘 흡수하고 머금는 성질을 갖고 있다. 일반적으로 수분인 땀이 공기 중으로 기화하면 주변의 열을 함께 빼앗아 가기 때문에 춥게 느껴진다. 하지만 흡습성을 지닌 레이온은 물 분자를 내보내지 않고 섬유에 머무르기 만들기 때문에 따뜻하게 느껴지는 것이다.
또한 석유에서 뽑아낸 소재인 아크릴도 수분 배출을 막아 보온 효과를 높이는 기능을 갖고 있다. 1920년대에 개발된 아크릴은 단면적이 주름이 잘 안 잡히는 둥근 형태여서, 각진 형태로 존재하는 레이온과 함께 사용하면 빈 공간이 많이 만들어지게 되므로 공기를 다량 함유할 수 있다는 것이 유니클로 측의 설명이다.
유니클로 관계자는 “공기를 함유할 수 있는 공간이 많으면 많을수록 열 전도율이 낮은 공기의 특성상 외부와 단열되고 보온성은 올라가게 된다”라고 설명하며 “발열내의를 입었을 경우가 입지 않았을 경우보다 일반적으로 3℃ 정도 더 높은 것으로 알려져 있다”라고 말했다.
물론 일각에서는 발열 내의가 정말로 발열이 되는 가에 대한 논란의 목소리도 꾸준히 제기되고 있다. 판매 중인 발열내의의 대부분은 몸에서 발생한 수분을 흡수하여 열을 발생시키는 흡습 소재로 만들어지게 되는데, 그렇다보니 땀이 많은 사람과 없는 사람의 경우는 차이가 날 수밖에 없는 근본적인 문제를 안고 있는 것이다.

신체의 복사열과 태양열 이용하는 발열내의도 등장

레이온과 아크릴 등을 혼합하여 개발한 히트텍의 발열 원리는 한마디로 말해 ‘흡습발열’이다. 신체에서 발산되는 수증기나 땀 같은 수분을 열에너지로 변화시키는 것이 바로 흡습발열의 원리다. 레이온이나 아크릴 같은 화학섬유의 흡착열은 양모보다 3배 정도 높은 것으로 알려져 있는데, 이렇게 높은 흡착성을 이용하여 따뜻한 소재를 만드는 것이다.
이 같은 흡착열에서 한 단계 더 발전한 발열내의의 소재로는 신체에서 발생하는 복사열을 이용하는 ‘신체열 반사섬유’가 있다. 마치 알루미늄 호일을 연상시키는 듯한 이 번쩍이는 소재는, 몸에서 나오는 열을 반사하여 따뜻하게 해주고, 불필요한 습기나 땀은 밖으로 배출하여 신체를 쾌적하게 유지시켜준다.
‘옴니히트’라는 이름으로 더 많이 알려져 있는 이 소재는 은과 알루미늄 등의 금속을 섬유에다 코팅 또는 도금을 시킴으로써, 신체에서 복사되는 열을 반사시켜 보온을 높이는 원리로 작동된다. 여기에다 통기성까지 좋아서 착용자는 항상 쾌적한 상태로 옷을 입을 수 있다.
복사열 외에 신체에서 발산하는 원적외선을 이용한 ‘방사섬유’도 주목받는 발열내의 소재로 꼽히고 있다. 사람의 신체는 10㎛ 부근의 원적외선을 내보내는데, 이때 같은 파장을 내는 원적외선을 만나게 되면 발열효과가 나타난다. 다시 말해 원적외선을 발산하는 세라믹 소재를 섬유에 적용하면 발열 기능을 지닌 의복을 만들 수 있다는 것이다.
이 밖에도 신체가 아닌 태양열을 활용한 섬유도 최근 들어 새로운 발열내의 소재로 주목받고 있다. 섬유 안에 있는 물질이 태양에서 나오는 원적외선을 받게 되면 분자끼리 충돌하며 진동을 일으키는데, 이 과정에서 발생하는 열을 이용하는 것이 핵심 원리다. 태양에너지를 활용하기 때문에 주로 야외에서 자주 활동하는 사람이 착용하면 더 높은 보온 효과를 볼 수 있다.
한편 최근 들어서는 스마트폰으로 재킷의 온도와 습도를 조절할 수 있는 발열재킷까지 등장하여 화제가 되고 있다. 재킷 안쪽에 휴대용 발열 장치를 부착하여 스마트폰 애플리케이션과 블루투스로 연결하면 스마트폰 화면을 통해 온도와 습도를 제어할 수 있기 때문에 사시사철에 맞춰 스스로 체온을 조정하는 의류의 등장도 멀지 않았다는 것이 전문가들의 분석이다.