집과 건물을 지을 때 창호는 대부분 PVC(Polyvinyl chloride·폴리염화비닐) 소재로 만드는데요. 나무나 알루미늄처럼 보이는 창호도 알고 보면 PVC 소재가 많습니다. PVC는 우수한 단열 성능과 내구성, 저렴한 가격으로 기존 나무나 철을 대체하여 창호나 바닥재 등 건축자재로 널리 사용되고 있는데요. 환경 호르몬이 나온다는 기존 오명을 벗고 지금은 천연자원의 고갈을 막는 친환경 소재로 떠오르고 있습니다. 친환경 소재로 환경을 지키고 우리의 생활을 편리하게 해주는 PVC에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다. ◆PVC(Polyvinyl chloride)란? PVC는 열가소성 플라스틱 중 하나로, 전세계에서 폴리에틸렌(PE·Polyethylene) 다음으로 많이 쓰이고 있는 범용 합성수지입니다. PVC는 열에 의해 쉽게 변형되는 특징을 지니고 있지만, 가소제나 안정제 등 여러 첨가제를 넣어 연질에서 경질 제품까지 목적에 맞게 성질을 변화시킬 수 있습니다. 이러한 특징으로 PVC는 금속과 유리, 목재, 종이, 천 등을 대신하는 튼튼하고 가벼운 소재로 대두해 비옷과 신발, 샤워커튼, 벽지, 바닥재, 창틀, 자동차 및 가전 부품, 전선 피복 등 다양한 용도로 이용되고 있습니다. ◆나무 대신 PVC 창호 PVC 창호는 1950년대 초 독일 획스트(HOECHST)사에서 개발되었는데요. 우리나라에는 1977년 처음 도입되었습니다. 기존에는 나무나 철 등이 창호 소재로 활용되었는데요, 하지만 나무는 강도가 약하고 습기에 약해 비틀림과 썩는 등의 문제가, 철 소재는 녹이 스는 문제가 각각 있었습니다. 이런 문제점을 보완하기 위해 알루미늄 새시가 등장했지만, 단열 성능이 떨어져 결로 현상이 발생했습니다. PVC 창호는 낮은 열 전도율과 탁월한 기밀성에 힘입어 단열과 밀폐가 우수합니다. 그 결과 냉·난방비 절감은 물론, 외부 소음을 차단하는 방음 효과가 뛰어난데요. 우수한 내구성으로 외부 충격과 온도 변화에도 뒤틀림과 변형이 없고, 각종 염분과 유해 가스, 산성비에도 부식되지 않습니다. 또한 다양한 색상을 표현할 수 있어 원하는 컬러와 패턴을 다양하게 구현할 수 있습니다. 이처럼 소비자 요구를 모두 충족할 수 있다는 장점이 있어 현재 창호의 40%는 PVC로 만들고 있습니다. ◆자연 바닥재에서 PVC로! 창호 뿐만 아니라 원목을 사용하던 바닥재도 PVC로 대체되고 있는데요. 기존 PVC 장판이 저렴한 이미지였다면 최근 PVC 바닥재는 원목과 육안으로는 구분되지 않을 만큼 정교하게 제작됩니다. 나아가 나무보다 값이 싸면서도 이를 대체하는 효과를 내고 있는데요. 또한 내구성이 뛰어나고 설치가 간편하며 청소 등 관리가 용이하다는 장점이 있습니다. 무엇보다 PVC 바닥재가 층간소음 방지에 탁월하다고 알려지면서 기존 제품의 70% 이상을 차지하던 나무 소재의 강화 마루를 빠르게 대체하고 있습니다. ◆PVC, 에너지 절약과 이산화탄소 배출 감소에 기여 PVC는 원료인 VCM(비닐클로라이드모노머) 제조공정 덕분에 생산할 때 에너지를 거의 필요로 하지 않은데요. 일본 PWMI(Plastic Waste Management Institute·플라스틱처리촉진협회)에 따르면 PVC는 다른 플라스틱 생산공정 대비 70%의 에너지만 필요하기 때문에 이산화탄소 배출도 적습니다. 또한 PVC 제품의 낮은 열 전도율 덕분에 창호로 쓰면 냉난방 사용을 줄여 주기 때문에 이산화탄소 배출 감소에 도움을 줄 수 있습니다. PVC는 평균 이용 수명이 30년 이상으로 알려져 있는데요. 수명이 다한 PVC는 재활용해 파이프나 도로 바닥재를 만드는 데 재사용되고 있습니다. ◆환경 호르몬 없는 친환경 PVC 기존 PVC 제품이라 하면 인체에 해로운 환경 호르몬이 나온다는 인식이 있었는데요. 하지만 지금은 대부분 중금속과 환경 호르몬이 발생하지 않은 친환경 PVC 제품으로 생산되고 있습니다. 환경 호르몬 물질은 PVC를 가공할 때 쓰이는 프탈레이트 가소제 탓인데요. 한화솔루션 케미칼 부문은 세계 최초로 수소 첨가기술을 적용해 프탈레이트 계열 성분을 완전히 제거한 프리미엄 친환경 가소제 ‘에코데치’(ECO-DEHCH)를 개발해 환경 호르몬 걱정 없는 친환경 PVC 제품 생산에 기여하고 있습니다. 한국석유화학협회에 따르면 PVC 창틀을 나무로 전환하면 해마다 서울시 크기의 산림이 훼손된다는데요. PVC 창틀과 바닥재가 나무를 대체함으로써 산림 황폐화와 천연 자원의 고갈을 억제하고 있는 것입니다. PVC는 이전에 환경 호르몬을 배출한다는 오해를 받았지만, 지금은 천연자원을 대체하여 환경을 지키는 친환경 소재로 재조명되고 있는데요. 편리성과 기능성, 친환경성까지 모두 갖춘 PVC 제품에 많은 관심 부탁합니다. 한화솔루션 블로거

요즘 의류나 이불 등을 고를 때 가장 먼저 눈에 띄는 홍보 문구가 있는데요. 바로 ‘접촉냉감’ 소재입니다. 여름철 아무리 얇은 옷과 이불을 고른다고 해도 무덥고 습한 기온 탓에 답답하게 느끼는데요. 접촉냉감 기술이 적용된 제품은 피부에 닿기만 해도 차갑게 느껴지게 해줍니다. 특히 올 여름은 그 어느 때보다 무더울 것이라는 예보가 있어 쿨링 소재에 대한 관심이 높은데요. 접촉냉감은 어떤 원리인지, 그리고 그 소재는 어떤 것이 있는지 알아보도록 하겠습니다. ◆닿기만 해도 시원한 접촉냉감이란? 우리는 몸에서 에너지가 대거 빠져나갈 때 시원하다고 느낍니다. 에너지가 적게 빠져나갈 때 따뜻하게 느끼는데요. 열 전도성이 높은 물질일수록 많은 양의 열 에너지가 한꺼번에 이동하는 만큼 차갑게 느끼게 해줍니다. 접촉냉감은 이러한 특징을 이용하여 화학섬유에 열 전도성이 좋은 소재를 첨가해 가공한 제품입니다. 열 전도성이 좋아 사람의 에너지가 빠르게 전이되면서 만졌을 때 차갑게 느끼는 것입니다. ◆접촉냉감 필수 기술, 흡습속건 냉감원단에서 가장 중요한 기능은 바로 흡습속건인데요. 바로 땀을 빨리 흡수한 뒤 말려 항상 쾌적하고 상쾌한 기분을 느끼게 해주는 기술입니다. 흡습속건 기능을 구현하려면 섬유 표면적을 넓히는 방법이 있습니다. 물방울이 섬유골 사이로 쉽게 흡수·배출될 수 있도록 단면을 변형시키는 물리적인 가공방법도 동원됩니다. 친수성이 있는 중합체를 원사와 접합·방사하여 이 같은 성질을 부여할 수도 있습니다. 친수성이 있는 화합물을 코팅으로 처리하는 화학적인 방법 또한 이용됩니다. ◆쿨링 원단 ‘트리코트’(tricot) ‘트리코트’(사진)는 섬세하고 치밀하게 조직된 원단인데요. 얇지만 형태의 안정성이 좋아 코가 빠지지 않고 늘어뜨려도 원상태로 회복되는 특성이 있습니다. 특히 다공성이라 투습(공기 중 물기를 통과시킴)과 통기성이 좋아 여름철 쿨링 소재로 스포츠 의류와 레깅스, 수영복 등에 적용되고 있는데요. 더구나 터치감이 부드러워 살에 옷이 닿아도 쾌적감을 제공합니다. ◆투습발수 기능성 ‘하이게이지’(High-gauge) ‘하이게이지’(사진) 원단은 두께가 얇고 가벼운 투습발수 기능성 소재입니다. 땀을 배출하면서 그 흡수를 막아주는데요. 투습방수 필름으로 라미네이팅을 한 폴리에스터 고밀도 니트입니다. 표면에 필름을 입혀 코팅 처리함으로써 미려한 광택을 나게 하고 수명을 길게 합니다. 특히 신축성과 형태 안정성, 투습성이 좋으면서도 얇고 가벼운 데다 조직이 치밀한 것이 특징인데요. 부드럽고 신축성이 우수해 쾌적해야 하고 아울러 기능성이 요구되는 스포츠 웨어 소재로 각광받고 있습니다. ◆항균 냉감 소재 ‘에어로실버’(Aerosilver) ‘에어로실버’는 흡한속건의 기능을 지니고 있어 입었을 때 땀을 빠르게 흡수하고 빨리 건조되어 항상 쾌적한 느낌을 주는 소재인데요. 특히 은 이온이 함유되어 황색포도상구균과 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA), 폐렴균, 대장균 등에 대한 저항하는 성질을 지니고 있습니다. MRSA는 대표적인 항생제 내성균으로 ‘슈퍼 박테리아’라 불립니다. 에어로실버는 세균이 번식하기 쉬운 여름철 의류뿐만 아니라 침구류, 신발, 그리고 항균 마스크 소재로도 사용되고 있습니다. 냉감 소재로는 이 외에도 다양한 제품이 시중에 나와 있는데요. 최근에는 흡한속건의 쿨링 기능에 자외선 차단, 항균, 냄새 제거 기술이 더해진 고기능성 제품이 등장하고 있습니다. 올여름 냉감소재 제품으로 시원하고 쾌적하게 보내길 바랍니다. 한화솔루션 블로거

과자 한 봉지나 샌드위치 하나를 먹더라도 우리는 비닐 쓰레기를 만들어내게 되는데요. 이렇게 사용된 플라스틱 제품들은 대부분 재활용할 수 있으나 무분별하게 버려져 환경을 오염시키는 문제를 야기하고 있습니다. 이에 대한 대안 중 하나로 떠오른 것이 바로 ‘바이오 플라스틱’인데요. 저절로 분해되기 때문에 자연을 훼손하지 않고 인체에도 해가 되지 않는다는 장점이 있습니다. 바이오 플라스틱은 대부분 옥수수나 사탕수수 등으로 만드는 것으로 잘 알려져 있는데요. 최근 폐식용유나 폐우유, 생선 및 갑각류 껍질 등 버려진 식품으로 바이오 플라스틱을 개발하는 기술이 등장해 관심을 모으고 있습니다. 오늘은 버려진 식품으로 바이오 플라스틱을 만드는 기술 4가지를 소개하겠습니다. ◆폐식용유로 만든 3D 프린터용 레진 최근 캐나다 토론토대의 심슨 교수는 세계 최초로 폐식용유를 이용한 바이오 플라스틱을 만들었는데요. 이 바이오 플라스틱은 3차원(3D) 프린터 필라멘트용으로 출시할 예정이라고 합니다. 3D 프린터용 필라멘트 분자가 식용유 내 지방 분자와 유사하다는 점에서 착안한 심슨 교수는 폐식용유로 레진(수지)을 만들기 시작했는데요. 3년간의 연구 끝에 폐식용유 1L로 420mL의 레진을 만드는 데 성공했습니다. 이 바이오 플라스틱으로 만든 출력물은 자연 상태에서 2주 후 무게가 20% 감소해 분해되는데요. 표면에 코팅 처리를 하면 자연분해되는 것을 막을 수 있습니다. 하지 않으면 5~6개월 안에 완전분해가 되어 친환경적입니다. 해마다 폐식용유를 처리하기 위해 폐기물 업체에 돈을 부담해야 하는데요, 심슨 교수의 연구·개발(R&A)로 폐식용유는 고부가가치 제품인 3D 프린터용 레진으로 재탄생하게 됐습니다. ◆폐우유로 만든 열가소성 펠릿 우유는 유통기한이 짧아 버려지는 양이 상당한데요. 얼마 전까지만 해도 버려지는 우유는 재활용할 방법이 없었습니다. 프랑스 스타트업(신생 벤처)인 락팁스(Lactips) 연구진은 세계 최초로 폐우유에서 추출한 단백질 성분인 카제인을 써 열가소성 펠릿(thermoplastic pellets)을 만들어 주목받고 있는데요. 이 펠릿(고형연료)을 이용해 플라스틱과 비닐 제품들을 만들어낼 수 있습니다. 이 펠릿으로 만든 플라스틱 용기나 비닐 패키지는 미생물에 의해 100% 자연분해가 되는데요. 카제인으로 만들어 물에 용해가 되고, 심지어 사람이 먹을 수 있을 만큼 안전한 소재라고 합니다. ◆버려진 생선 껍질로 만든 바이오 비닐 영국의 디자이너 루시 휴즈(Lucy Hughes)는 지난해 생선 껍질로 만든 바이오 플라스틱인 ‘마리나 텍스’(Marina Tex)를 선보여 세상을 놀라게 했는데요. 영국 해양산업청(HUA)에 따르면 어류 가공 결과 해마다 50만t의 폐기물이 생산되고 있습니다. 이 생선 폐기물에서 껍질을 모아 가공한 것이 바로 마리나 텍스입니다. 마리나 텍스는 반투명하고 유연해 비닐 봉투나 식품 포장지로 사용할 수 있는데요. 4~6주면 음식물 쓰레기통에서 자연스럽게 분해가 되어 폐비닐을 따로 처리할 필요가 없습니다. 특히 마리나 텍스는 기존 비닐보다 인장 강도가 좋아 다양한 제품을 대체할 것으로 기대되고 있습니다. ◆갑각류 껍질로 만든 생분해 플라스틱 마지막으로 소개할 기술은 바로 갑각류 껍질로 만든 생분해 바이오 플라스틱입니다. 영국 스타트업인 쉘웍스(The Shellworks)는 버려지는 랍스터나 새우 등의 껍질을 이용해 생분해되는 바이오 플라스틱을 만들었는데요. 갑각류 껍질 속에 있는 키틴이라는 물질을 추출해 식초를 섞어 녹인 뒤 열과 바람을 이용해 가공하면 바이오 플라스틱이 완성된다고 합니다. 키틴과 식초, 두 가지 재료만 써 다른 화학 첨가물은 전혀 들어있지 않은 만큼 이 바이오 플라스틱은 사용 후 퇴비로 재활용될 수 있어 쓰레기를 전혀 만들어내지 않습니다. 한화솔루션도 독자 기술을 통해 생분해성 폴리에틸렌 복합 소재를 연구·개발하고 있는데요. 특히 미세 플라스틱으로 인한 해양오염 문제 해결을 위해 땅속뿐만 아니라 바다 속에서도 분해될 수 있는 폴리에스테르계 고분자 개발을 동시 진행하고 있습니다. 지속가능한 미래와 지구 환경을 위한 기술을 연구하는 한화솔루션에 많은 관심 부탁합니다. 한화솔루션 블로거

물놀이의 계절 여름이 다가오면서 화려한 컬러로 무장한 EVA 소재의 신발이 등장하고 있는데요. 말캉하면서도 부드럽고, 가볍고 뛰어난 착용감, 그리고 뛰어난 방수 기능으로 비 오는 날이나 물놀이할 때도 신을 수 있어 EVA 신발은 이제 여름 필수품이 되었습니다. 그런데 EVA가 정확히 무엇을 의미할까요? 오늘은 생활에서 자주 접하지만 잘 몰랐던 EVA에 대해 알아보도록 하겠습니다. ◆EVA란 EVA(에틸렌초산비닐 공중합체·Ethylene-Vinyl Acetate copolymer)는 에틸렌(Ethylene)과 초산 비닐 아세테이트(VA)를 공중 합체시킨 열가소성 탄성체입니다. EVA는 중합 방법과 초산비닐 함량에 따라 달라지는데요. 함량이 낮은 EVA는 저밀도폴리에틸렌(LDPE)과 비슷한 성질을 지니며, 함량이 높으면 고무와 같은 성질을 지니고 있습니다. ◆고부가가치 고함량 EVA EVA는 VA 함량 기준 0.5~90%가 있는데요. 40% 이상이면 고함량 EVA로 구분합니다. VA 함량이 많을수록 결정화도(고분자 물질의 전체 중 결정성 부분의 중량이 차지하는 비율)가 낮아지고 유연해지며, 뛰어난 탄성으로 연신율(T-EI·Total Elongation, 천천히 잡아당겨 끊어지지 않고 늘어나는 비율)이 좋아지게 되는데요. 따라서 VAM(Vinyl Acetate Monomer) 함량이 높을수록 가격이 비싸고 높은 기술력을 필요로 합니다. 따라서 세계에서도 고함량 EVA는 몇몇 기업만 생산할 수 있는 고부가 제품인데요. 국내에서는 한화솔루션·케미칼이 최초 독자기술로 EVA를 생산하고 있습니다. ◆신발부터 전자제품까지 팔방미인 EVA EVA는 성형 가공성과 내후성이 뛰어나며 투명성과 유연성, 접착성이 우수한데요. 충격 강도에도 잘 견딥니다. 이러한 특징에 힘입어 코팅 재료나 비닐 제품, 핫멜트 접착제, 전선 절연체, 그리고 신발 소재, 문구류, 스포츠 용품부터 전기·전자제품과 태양광 발전에 필요한 전지 시트까지 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 핫멜트 접착제는 고체로 만들었다가 열을 가해 녹여서 쓰는 글루건 스틱이 대표적입니다. ◆고기능성 신발 소재로 활약하는 EVA 발포체 시중에 나온 운동화 밑창은 대부분 EVA 발포체로 만들어졌는데요. EVA 발포체는 적절한 강도를 보일 뿐만 아니라 경량성과 충격 흡수성, 안정성이 뛰어나 신발 쿠션 소제인 안창(insole·발바닥과 직접 접촉해 충격을 흡수)과 중창(midsole·안창과 바닥 창 중간의 쿠션 기능)에 쓰이고 있습니다. 신발의 가장 중요한 기능 중 하나가 쿠션 즉 충격 흡수성인데요. 걷거나 달릴 때 우리 몸에 가해지는 충격을 덜어 보호하는 역할을 하기 때문에 EVA가 수행하는 역할은 매우 중요하다고 할 수 있습니다. 또한 내구성과 항균성, 방수 기능으로 여름용 샌들과 욕실화, 레인코트와 레인부츠 등의 소재로도 이용되고 있습니다. ◆인체에 무해한 친환경 소재 EVA가 각광을 받는 이유는 바로 뛰어난 기능성에도 있지만, 무엇보다 독성이 없어 인체에 무해한 친환경 소재이기 때문입니다. 맨살에 닿아도 안전하기 때문에 신발과 매트, 근육 뭉침을 풀어주는 폼 롤러(form roller) 등 몸에 직접 닿는 제품은 대부분 고무가 아닌 EVA로 만들어집니다. 또한 100% 재활용할 수 있어 친환경적인 특징을 지니고 있습니다. 본격적인 여름 시작과 함께 장마 소식도 전해지고 있는데요. 비가 와도, 물놀이를 가도 이제 안전하고 편안한 EVA 신발과 함께 즐거운 여름 보내기 바랍니다. 한화솔루션 블로거

간편함을 추구하는 요즘 들어 편의점에서 식사와 간식을 해결하는 이들이 많아졌는데요. 도시락부터 라면, 냉동 및 레토르트 등 편의점에서 만날 수 있는 식품 종류도 다양해졌습니다. 전자 레인지에 데우기만 하면 따끈한 음식이 완성되는데요. 전자 레인지에 돌리거나 뜨거운 물을 사용할 때 주의사항이 있습니다. 바로 음식이 담겨 있는 용기가 열을 가해도 되는 것인지 확인하는 일입니다. 음식이 담겨 있다고 해서 모두 열을 가해도 되는 용기는 아닌데요. 모양이 변형되거나 환경 호르몬이 나올 수 있는 탓입니다. 오늘은 우리가 평소에 흔히 접하는 식품용 용기에 대해 알아보도록 하겠습니다. ◆식품용기용 플라스틱 종류 보통 식품용기로 쓰이는 플라스틱은 대표적으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리스티렌(PS) 등이 있습니다. 페트병과 도시락 용기, 컵라면, 레토르트 식품의 비닐 등이 모두 플라스틱 재질로 되어 있는데요. 이에 따라 열을 가하면 환경 호르몬이 배출되는 등 인체에 유해한 물질이 나올 수도 있는 탓에 반드시 용기 소재를 확인하고 먹어야 합니다. ◆폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET·polyethylene terephthalate) 우리가 페트병(사진)으로 잘 알고 있는 PET는 투명하고 가벼우며 탄성이 좋아 물이나 탄산음료용으로 이용되고 있는데요. PET를 제조할 때 디에칠헥실프탈레이트(DEHP)와 비스페놀A 등 내분비계 장애물질을 원료로 활용하지 않기 때문에 환경 호르몬이 나오지 않습니다. 그러나 내열 온도가 20~70도로 낮아 열에 닿으면 모양이 변하거나 크기가 줄어들기 때문에 뜨거운 물을 넣거나 전자 레인지에 돌리지 않아야 합니다. ◆폴리프로필렌(PP·polypropylene) PP는 탄소와 수소로만 이루어져 있으며, 환경 호르몬이 들어있지 않은 안전한 플라스틱입니다. 현재 존재하는 플라스틱 중 가장 가볍고 내구성이 강하며, 내열 온도가 135~160도로 높아 열을 가하거나 전자 레인지에 돌려도 안전합니다. 편의점 도시락과 탕, 국, 죽 등의 음식이 담겨 있는 플라스틱 용기(사진)는 바로 PP라고 보면 됩니다. ◆폴리스티렌(PS·polystyrene) 우리가 스티로폼으로 알고 있는 소재가 바로 PS인데요. 탄산 가스나 프로판을 흡수시킨 뒤 성형하면 작은 기체의 거품이 포함된 백색의 수지가 됩니다. 이렇게 제조된 PS는 일반용과 내충격성, 발포 등 3가지 종류가 있는데요. 일반용은 1회용 컵이나 도시락 케이스로, 내충격성은 요구르트나 아이스크림 용기, 발포는 컵라면과 즉석식품 용기로 각각 사용됩니다. PS는 가공성이 우수하지만 내열성이 70~90도로 PP에 비해 약하며, 환경 호르몬 위험이 있어 열을 가하거나 전자 레인지에 데우면 안 됩니다. 테이크아웃 커피나 즉석식품 뚜껑 재료가 PS라고 표시돼 있다면 쓰지 않는 것이 좋으며, 컵라면은 전자 레인지에 돌리지 않는 것이 좋습니다. ◆폴리에틸렌(PE·polyethylene) 폴리에틸렌은 인체에 무해한 무독성 친환경 플라스틱으로, 내구성과 내열성이 좋아 식품 포장용 용기로 널리 이용되고 있습니다. 밀도에 따라 저밀도 폴리에틸렌(LDPE·Low Density Polyethylene)와 고밀도 폴리에틸렌(HDPE·High Density Polyethylene)으로 나뉩니다. LDPE는 비닐 봉지, 식품 포장용 랩 등에, HDPE는 병뚜껑에 각각 주로 활용되고 있습니다. 또한 우유가 담긴 종이 팩(사진)과 종이컵, 샌드위치나 김밥 등을 감싸고 있는 포장 종이도 폴리에틸렌으로 코팅되어 있어 젖지 않고 위생적으로 먹을 수 있게 해줍니다. 플라스틱은 가볍고 성형성이 좋아 식품용기 재료로 널리 사용되고 있는 만큼 소재에 따라 안전하게 쓰는 것이 좋은데요. 또한 재활용을 할 수 있어 이용한 뒤에는 종류별로 분류하여 배출하면 쓰레기를 줄이고 환경 오염도 예방할 수 있습니다. 한화솔루션 케미칼 부문은 1965년 설립된 뒤 국내 최초로 PVC(폴리염화비닐·Polyvinyl Chloride)를 생산한 데 이어 국내 최대의 캐파(Capa·생산능력)를 자랑하는 LDPE 및 LLDPE(선형 저밀도 폴리에틸렌·Linear Low Density Polyethylene), CA(염소·가성소다·Caustic Soda) 등 각종 산업의 기반이 되는 기초 석유화학 제품을 통해 생활에서 다양한 형태로 존재하며 삶의 질 개선에 기여해 오고 있습니다. 창의적이고 경쟁력 있는 선도 화학 기업으로 지속적인 성장을 도모하고 있는 한화솔루션 앞으로도 많은 관심과 기대 부탁합니다. 한화솔루션 블로거

페트병은 우리가 가장 많이 사용하고 있는 플라스틱 중 하나인데요. 무분별하게 버려지는 페트병 쓰레기는 환경을 오염시키는 주범으로 떠올랐습니다. 이로 인해 재활용이 용이하고 자연에서 분해될 수 있는 식물성 재료로 만든 친환경 플라스틱, 페프가 새롭게 등장했는데요. 페트병을 대체할 미래형 플라스틱 원료로 주목받고 있는 페프는 무엇인지 자세히 알아보았습니다. ◆친환경 플라스틱, 페프(PEF) 페프(PEF·Polyethylene furandicarboxylate)는 새로운 폴리에스터 응축 폴리머(중합체)의 일종으로, 기존 석유화학 기반의 합성수지인 페트(PET·Polyethylene terephthalate·폴리에틸렌 테레프탈레이트)와는 달리 100% 식물 기반의 고분자 열가소성 수지입니다. 석유 기반의 화학 소재는 폐기 시 다량의 이산화탄소와 환경 호르몬, 독성물질 등을 배출해 심각한 환경 오염을 일으키지만, 바이오 기반의 식물성 플라스틱인 페프는 지구 온난화의 주범인 이산화탄소의 발생량을 최소화하면서 매립 시 분해가 잘돼 지구 환경을 지킬 수 있습니다. ◆식물성 원료, FDCA 우리가 잘 알고 있는 페트는 에틸렌글라이콜(EG)과 고순도 테레프탈산(PTA)을 합성해 만드는데요. 페프는 식물성 성분으로 만든 EG에 PTA 대신 생물 유래성 분인 FDCA(푸란디카르복실산·Furandicarboxylic acid)가 쓰입니다. FDCA는 나무와 옥수수 등 바이오매스로 제조할 수 있는 친환경 원료입니다. ◆페프의 장점 페프는 페트와 동등한 수준의 투명성은 물론이고 산소와 이산화탄소 등 가스 및 수분 차단성이 뛰어납니다. 그렇기 때문에 음료 병과 식품 포장재의 투과 방지막을 페프로 이용하면 신선도를 유지시켜 유통 기한을 늘릴 수 있습니다. 강도도 우수해 더 얇은 포장재를 제작할 수 있게 해주는데요. 이는 제품의 무게와 부피를 줄여 유통비용을 절감하는데 도움을 줍니다. 여기에 열에도 잘 견디는 우수한 내열성으로 탄산음료, 생수, 우유, 주스와 맥주병까지 대체할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다. ◆100% 식물성 플랜트 보틀 2012년 코카콜라는 기존 페트 수지 중에서 약 30%가량 식물성 소재로 대체한 플랜트 보틀을 선보인 바 있는데요. 이로 인해 16만배럴의 석유를 덜 사용하고, 6만3025t의 이산화탄소 배출 감소 효과를 봤습니다. 그리고 2015년 100% 식물성 원료로 만든 플랜트 보틀을 선보여 주목받았는데요. 주원료는 사탕수수, 사탕수수를 써 설탕을 제조하고 남은 폐기물을 이용해 쓰레기를 줄였습니다. 동시에 자연친화적인 원료로 환경과 식품 안전성까지 고려했습니다. 이 플랜트 보틀은 해마다 31만5000MT(미터톤·1m=1000kg)의 이산화탄소 배출을 감소시킬 수 있다고 합니다. 서울시는 병물 아리수도 하반기에 옥수수와 사탕수수 등 식물성 원재료를 활용한 생분해성 소재로 교체할 것이라고 밝혔는데요. 새로운 식물성 병을 사용하면 6개월 이내 자연에서 생분해된다고 합니다. 한화솔루션도 현재 바이오 베이스 합성 폴리머 연구를 진행하고 있는데요. 지구 환경을 위해 자연을 향하고 있는 화학기술 개발에 많은 관심 부탁합니다. 한화솔루션 블로거

우리 일상과 산업에서 일반적으로 사용하는 모든 에너지와 생활 용품, 자동차, 전자기기 등은 대부분 석유화학 제품들을 포함하고 있는데요. 우리의 삶과 떼래야 뗄 수 없는 석유화학 제품들을 만들기 위해서는 가장 먼저 원유를 종류별로 분리하는 과정을 거쳐야 하는데요. 바로 원유를 분리하는 데 쓰이는 것이 바로 증류탑입니다. 증류탑은 내부구조에 따라 에너지 이용량을 절감해 효율을 높일 수 있는데요. 그 중에서도 분리벽형 증류탑(DWC·Dividing Wall Column)은 기존보다 높은 에너지 효율에 힘입어 차세대 기술의 집합체로 각광받고 있습니다. 에너지 효율을 높여 비용을 절감하게 해주는 DWC란 어떤 것인지 알아보도록 하겠습니다. ◆증류(Distillation)란? 증류란 서로 다른 끓는점을 가진 액체 혼합물을 분리하는 것입니다. 원유를 증류탑에 넣고 열을 가하면 비점에 따라 성분들을 분리할 수 있는데요. 이 과정을 거치면 LPG(액화석유가스)와, 휘발유, 나프타, 등유, 경유, 중유로 분리가 되기 때문에 증류는 석유화학 산업에서 가장 중요한 공정이라고 할 수 있습니다. ◆증류공정의 종류 1 연속 2기 증류탑 일반적으로 원유로부터 제품을 분리하기 위해 연속 2기 증류탑 구조를 활용하고 있는데요. 이는 제1탑에서 가장 저비점의 성분을 분리하고, 2탑에서 중비점과 고비점 성분을 분리하는 2기 탑 방식입니다. 이 공정은 제품 생산물의 조성은 쉽게 제어할 수 있다는 장점이 있지만, 첫번째 증류탑 내에서 중간비점 물질의 재혼합 과정이 일어나 열역학적 효율을 떨어뜨려 에너지를 불필요하게 소비하게 한다는 단점이 있습니다. ◆페트류크 증류탑 페트류크(Petlyuk) 증류탑은 연속 2기 방식의 문제를 개선한 구조인데요. 예비 분리기와 주 분리기를 열적으로 통합된 구조로 배열합니다. 저비점과 고비점 물질을 1차 예비 분리기에서, 다음 주 분리기에서도 처리하는 방식입니다. 이 구조는 공급단으로 유입된 혼합물을 미리 분리해주기 때문에 기존 연속 증류탑의 재혼합 과정이 사라집니다. 재혼합물을 분리하는데 소비되는 에너지를 감소시켜 효율을 높일 수 있습니다. 하지만 공정설계와 운전이 용이하지 않고, 탑 내 압력 균형을 맞추기 어렵다는 문제점이 있습니다. 3 분리벽형 증류탑 DWC는 페트류크 증류탑과 열역학적 관점에서 비슷합니다. 탑 내에 분리벽을 설치해 예비 분류기를 주 분리기 내부에 통합시킨 구조를 지니고 있습니다. 예비 분류기와 주 분리기 간의 압력 균형을 맞추고 운전을 용이하게 할 뿐만 아니라 2기의 증류탑이 하나로 통합되어 비용을 줄일 수 있다는 장점을 지니고 있습니다. ◆분리벽형 증류탑과 에너지 효율 DWC는 기존의 연속 증류 공정보다 구조적인 차이로 에너지 사용량을 통상 20~40% 줄일 수 있습니다. 아울러 기존 설비의 40~50%를 이 구조로 대체할 수 있기 때문에 차세대 증류 공정으로 주목받고 있습니다. DWC는 1980년대 중반부터 상용화 연구가 본격 진행되어 선진국에서 집중 개발하고 있는데요. 한화솔루션의 울산 및 전남 여수 공장은 각각 VA(아세트산비닐·Vinyl Acetate) 회수와 TDA(톨루엔디아민·Toluenediamine) 분리 설비에 DWC를 적용해 각각 연 5억8000만원과 4억원의 에너지 비용을 절감하고 있습니다. 앞으로도 한화솔루션은 에너지 절감을 통해 온실 가스를 감축하고 지구 환경 보호에 앞장서도록 하겠습니다. 한화솔루션 블로거

눈이 나빠 착용했던 안경은 과거만 해도 렌즈가 두껍고 무거운 것이 흠이었는데요. 지금은 아무리 눈이 나빠도 얇고 가벼운 렌즈로 개성까지 강조해주는 패션 아이템으로도 등극했습니다. 이렇게 얇고 가벼운 안경은 바로 XDI라는 고급 렌즈 소재가 있어 가능했는데요. 이번에 한화솔루션이 국산화에 성공해 더욱 주목받고 있는 XDI에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다. ◆고급 광학 렌즈 소재, XDI란? XDI(자일릴렌 디이소시아네이트·xylylene diisocyanate)는 폴리우레탄의 주원료인 이소시아네이트 화합물의 한 종류로, 고급 광학 렌즈의 원료로 사용됩니다. 99.5% 이상인 고순도 XDI는 범용 이소시아네이트 대비 약 10배 이상 비싸고, 투명성과 굴절성이 우수해 기존 렌즈보다 약 30% 얇고 선명한 프리미엄 제품을 만들 수 있습니다. ◆더 얇고 선명한 고굴절 렌즈란? 렌즈는 굴절률에 따라 두께가 달라지는데요. 일반 렌즈는 굴절률은 1.5 내외인 중굴절, 1.65~1.7은 고굴절로 분류됩니다. 고굴절 렌즈에서는 빛이 크게 꺾입니다. 얇아도 낮은 굴절률의 두꺼운 렌즈와 같은 효과를 제공하는데요. 고굴절 렌즈로 안경을 만들면 두께는 얇고 가벼우면서 높은 선명도를 확보할 수 있습니다. ◆XDI의 국내 탄생 기존에는 XDI를 수입에 의존해 왔는데요. 한화케미칼은 2017년 12월 고순도 XDI 제조기술을 개발해 국가기술표준원으로부터 신기술 인증을 획득했습니다. 이 기술의 핵심은 투명성과 고굴절성인데요. XDI를 합성할 때 투명성을 떨어뜨리는 주요 원인인 불순물을 정제하는 기술을 개발했습니다. 그만큼 높은 투명성을 확보했습니다. ◆XDI의 적용분야 XDI는 광학 렌즈 외에도 접히는 폴더블폰에 쓰이는 플렉시블 디스플레이에도 적용될 수 있는데요. 특히 코팅을 했을 때 밀착성이 우수합니다. 따라서 금속과 같이 부착하기 어려운 다양한 소재에서 코팅 용도나 접착제로 활용할 수 있습니다. 패널용 소재인 광학용 투명접착필름(OCA)과 고급 잉크, 친환경 식품 포장용 접착제, 전자제품 포장 필름 등 다양한 분야에 적용될 수 있습니다. 이렇듯 다양한 분야에 적용할 수 있는 XDI는 고부가가치 화학 소재로 그 수요가 점점 늘어나고 있는데요. 한화솔루션이 세계 2번째로 기술 개발에 성공하면서 국내 광학 렌즈 생산업체에 안정적으로 원료를 제공할 수 있게 되었습니다. 점점 스마트해지는 첨단 제품이 늘어나면서 고기능성 특수 소재에 대한 수요도 증가하고 있는데요. 한화솔루션은 소재의 국산화를 통해 국내 산업 발전에 기여할 수 있도록 더욱 노력하도록 하겠습니다. 한화솔루션 블로거

올해부터 페트병을 배출할 때 투명 및 색이 있는 제품을 분리해야 하는데요. 그 이유는 바로 투명한 페트병은 고품질의 플라스틱 원료로 재사용되기 때문입니다. 지금까지 페트병이 제대로 분리수거가 되지 않았는데요. 낮은 재활용률 탓에 폐페트병을 수입해 왔다고 하는데요. 오늘은 재활용의 중요성을 인식하기 위해 페트병이 어떤 재질로 만들어졌고, 어떻게 새 자원으로 탄생하는지 알아보도록 하겠습니다. ◆페트병은 무엇으로 만들어질까? 원유를 정제하면 나프타(Naphtha)가 만들어지는데요, 이 나프타는 프로필렌과 에틸렌, TPA(고순도 테레프탈산), EG(에틸렌글리콜) 등 다양한 석유 제품을 만드는 기초 원료가 됩니다. 페트(PET)는 그 중에서도 TPA와 EG로 만들어지는데요. TPA는 분말, EG는 액체 상태의 원료입니다. 두 가지를 혼합해 만들어진 포화 폴리에스테르가 바로 페트(폴리에틸렌테레프탈레이트)입니다. ◆페트병의 탄생 페트는 병(bottle)보다 섬유로 먼저 이용됐는데요. 1946년 영국 ICI사에서 ‘테릴렌’(Terylene)이라는 이름으로 처음 폴리에스터 섬유를 개발했으며, 53년 미국 듀폰사에서 본격 생산하기 시작했습니다. 듀폰의 나다니엘 와이어스(Nathaniel Wyeth) 연구원이 탄산음료의 압력을 견딜 수 있는 플라스틱병을 73년 개발했습니다. 폴리에스터 섬유로 쓰이던 페트는 이렇게 병으로 만들어지게 됩니다. ◆페트의 특징 페트는 전기적 성질과 내후성(각종 기후에 견디는 성질), 내열성이 좋고 투명성과 내약품성, 강도 물성이 우수합니다. 또한 가벼우면서도 잘 깨지지 않는 특징을 지니고 있는데요. 이런 특성 때문에 물이나 음료를 보관하는 병으로 많이 사용되고 있습니다. 또한 위생성이 좋고 내용물을 화학적으로 오염시키지 않아 식품 보관용기로 많이 쓰이고 있습니다. ◆페트병 섬유로 옷을 만든다! 투명 페트병은 재활용이 쉽고 그 후에도 품질이 떨어지지 않습니다. 덕분에 플라스틱 중에서도 가장 최상급의 재활용 원료로 이용됩니다. 투명하고 깨끗한 페트병은 더욱 좋은 원료입니다. 새 페트병을 만들 수 있고요. 압출하여 폴리에스터 필름을, 방사와 연신 기술을 이용해 폴리에스터 섬유를 각각 뽑아내기도 합니다. 방사는 섬유를 만들 수 있는 고분자 물질을 녹여 가는 구멍을 통해 실을 뽑아내는 일이고, 연신은 천을 늘이는 것을 이릅니다. 스포츠 브랜드인 아디다스와 나이키, 아웃도어 브랜드 노스페이스 등은 폐페트병을 재활용한 의류와 신발 등을 생산하면서 플라스틱 쓰레기 줄이기와 탄소배출 감소에 앞장서고 있습니다. 페트병은 재활용을 통해 의류뿐만 아니라 가방, 신발 등 패션 용품부터 전기·전자부품까지 다양한 소재로 재탄생할 수 있습니다. 앞으로 페트병에 담긴 물이나 음료수를 마신 뒤에는 깨끗이 헹군 뒤 비닐 등을 제거하고 다른 플라스틱과는 별도로 분리하여 배출해주세요. 우리의 작은 실천으로 환경을 지킬 수 있습니다. 한화솔루션 블로거

지난번 자연에서 100% 분해되는 생분해성 플라스틱에 대해 소개하면서 바이오매스 계열의 플라스틱을 잠시 언급했었는데요. 오늘은 친환경 플라스틱 두번째 이야기로 바이오매스 기반 플라스틱, 즉 바이오 베이스 플라스틱에 대해 좀 더 자세히 알아보도록 하겠습니다. ◆바이오 베이스 플라스틱이란? 사탕수수와 옥수수, 나무, 볏짚 등 바이오매스를 원료로 한 성분과 석유를 기반으로 한 성분을 중합한 것을 바이오 베이스 플라스틱이라고 합니다. 바이오 베이스 플라스틱은 분해성 플라스틱과 달리 생분해가 되지는 않는데요. 다만 바이오 유래 자원을 상당부분 사용하기 때문에 기존 석유계 플라스틱을 만드는 과정에서 발생하는 이산화탄소에 비해 배출이 상대적으로 적어 친환경적이라는 장점을 지니고 있습니다. ◆바이오매스란? 바이오매스는 대기와 물, 토양, 태양 등 자연조건에서 광합성을 통해 형성된 유기물을 의미하는데요. 일반적으로 대기 중 이산화탄소가 광합성에 의해 고정된 사탕수수나 옥수수, 임산물 등 식물자원, 미생물 대사산물, 클로렐라(chlorella)나 스피룰리나(spirurina) 등 미생물 및 해조류가 포함됩니다. 지구상에서 1년간 생산되는 바이오매스는 석유의 전체 매장량과 비슷한 수준으로, 적정하게 이용하면 고갈될 염려가 없어 무한자원으로 분류되기도 합니다. ◆중합형 VS 결합형 바이오 베이스 플라스틱 바이오 베이스 플라스틱에는 먼저 사탕수수나 전분, 해조류 등의 식물체 바이오매스에서 당화과정을 거쳐 단량체를 생산하고 이를 중합하는 방식이 있습니다. 이렇게 ‘중합형 바이오 베이스 플라스틱’이 생산됩니다. 또 생분해 플라스틱 또는 식물체 바이오매스를 기존 난분해성 플라스틱과 결합하기도 하는데요. 이를 ‘결합형 바이오 베이스 플라스틱’이라 합니다. 결합형은 사탕수수나 소맥피(밀기울·밀에서 가루를 빼고 남은 찌꺼기), 쌀의 겉껍질인 왕겨 등 식물체를 갈아서 분말 형태 그대로 다른 고분자와 화학적으로 결합시키는 것이며. 중합형은 식물체를 완전히 단량체까지 분해해서 중합하는 것입니다. 분자량이 많아진 중합형 바이오 플라스틱은 결합형보다 물성이 훨씬 좋지만 가격이 비싸다는 단점이 있습니다. ◆바이오 베이스 플라스틱의 적용분야 바이오(Bio) 베이스 플라스틱은 ‘Bio-PE(폴리에틸렌)’, ‘Bio-PP(폴리프로필렌)’, ‘Bio-PVC(폴리염화비닐)’, ‘Bio-PET(페트)’, ‘Bio-Nylon(나일론)’ 등이 있는데요. 석유화학 유래 원료가 아닌 사탕수수와 옥수수 등 식물체 바이오매스를 일부 또는 전부를 적용한 플라스틱입니다. 이들 제품의 특징은 분해기간이 정해져 있지 않아 난분해 플라스틱으로 분류됩니다. 바이오 베이스 플라스틱은 석유계에 비해 내충격성과 내열성, 성형성 등이 떨어져 식품용기나 포장재 등 몇몇 제품에만 제한적으로 활용되지만, 연구가 거듭하면서 물성이 개량됨에 따라 자동차와 건축 내장재, 포장재, 식품용기, 생활용품, 사무기기 등 다양한 분야에 적용되고 있습니다. ◆바이오 페트 ‘플랜트 보틀’ 코카콜라는 2009년 Bio PET 음료수 병인 ‘플랜트 보틀’(Plant Bottle)을 선보인 바 있는데요. 사탕수수에서 추출한 바이오매스 유래 원료인 MEG(Mono-Ethylene Glycol·모노에틸렌글리콜)가 30%, PTA(Purified Terephthalic Acid·고순도 테레프탈산) 70%로 혼합된 바이오 베이스 플라스틱병입니다. 코카콜라에 따르면 플랜트 보틀 출시로 16만배럴의 석유를 덜 쓴 것과 같은 효과를 냈으며, 6만3025t의 이산화탄소 배출을 감소시켜 자동차 1만2000여대가 운행하지 않은 것과 같은 효과를 보였다고 합니다. ◆바이오 베이스 플라스틱과 탄소 중립 현재 우리는 환경오염으로 인한 기후변화로 또 다른 위협에 처해 있는데요. 이를 벗어나기 위해 전 세계적으로 온실 가스의 배출량을 감축하려고 여러모로 노력하고 있습니다. 그 노력 중 하나가 바로 ‘탄소 중립’(Carbon neutral)인데요. 탄소 중립이란 이산화탄소를 배출한 만큼 흡수하는 대책을 세워 실질적인 배출량을 ‘0’으로 만드는 것으로, 바이오 베이스 플라스틱은 바이오매스를 일부 또는 전부 적용해 이산화탄소 저감을 통한 지구 온난화 방지에 초점을 두고 있습니다. 한화솔루션은 현재 바이오 베이스 합성 폴리머(중합체) 연구를 활발하게 진행하고 있는데요. 섬유 소재와 포장재뿐만 아니라 자동차, 전자제품의 소재로 사용할 수 있는 엔지니어링 플라스틱을 개발하고 있습니다. 기존의 플라스틱이 생활의 편리함에 초점을 맞췄다면, 이제 화학은 지구 환경을 위해 발전하고 있습니다. 앞으로도 지속가능한 미래를 위한 한화솔루션의 연구활동에 많은 관심 부탁합니다. 한화솔루션 블로거