![물 튕겨내는 화학기술 ‘워터프루프’ [우리가 몰랐던 과학 이야기] (96)](http://img.segye.com/content/image/2019/07/05/300/20190705500370.jpg
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물 튕겨내는 화학기술 ‘워터프루프’ [우리가 몰랐던 과학 이야기] (96)
날씨가 더워지면서 물놀이를 즐기는 이들이 점점 많아지는 요즘입니다. 그래서 여름엔 물은 물론이고 땀이나 비 등에도 견딜 수 있는 ‘워터프루프’(waterproof) 제품을 많이 찾기도 하죠. 땀과 물에 잘 지워지지 않는 화장품부터 장마철 우비와 장화, 야외 활동에 적합한 의류와 텐트, 물속에 떨어트려도 안전한 전자제품까지 워터프루프는 이제 우리 생활에 꼭 필요한 화학 기술이 되었는데요. 오늘은 워터프루프의 원리와 성분, 이를 이용한 제품을 알아보도록 하겠습니다.
◆워터프루프란
워터프루프는 물(water)과 지붕(proof)의 합성어로, 물이 들어오지 않도록 하는 ‘방수’를 뜻합니다. 주로 의류와 화장품, 전자기기, 자동차 등에 워터프루프 기능을 추가하는데요. 특히 물놀이가 잦아지는 여름철 제품에 이 기능이 대부분 들어갑니다.
◆물에 잘 지워지지 않는 워터프루프 화장품
여름철에는 땀이나 수영장 등의 물로 화장이 지워지지 않도록 하기 위해 주로 워터프루프 화장품을 선택합니다.
보통 화장품은 ‘오일 인 워터’(oil in water) 형태로, 수분이 기름을 감싸는 수용성 수분막을 형성하는 원리인 만큼 물에 잘 번집니다.
이에 반해 워터프루프 화장품은 ‘워터 인 오일’’(water in oil) 형태로 유분이 막을 형성하고 있어 물이나 땀에 잘 번지지 않습니다.
방수 화장품은 워터프루프 또는 ’워터레지스턴스’(water-resistance)가 표시돼 있는데, 두가지 간 차이는 방수 시간입니다.
워터프루프는 물에 대한 지속력이 7시간이고, 워터레지스턴스는 4시간입니다.
화장품 중 주로 마스카라와 자외선차단제, 파운데이션, 아이라이너 등에 방수 기능이 들어가는데요, 그 성분은 주로 왁스나 실리콘 오일입니다.
수용성 오일은 피부에는 좋지만, 물과 땀에 잘 녹습니다. 따라서 지용성 함유량을 높여야 방수 효과가 큽니다.
◆물에 젖지 않는 방수옷
방수옷은 물이 그 안으로 침투하지 못한 채 표면에서 흐르도록 합니다. 원단의 입자를 물의 그것보다 작게, 수증기보다 크게 만들면 되는데요. 그렇게 해 물은 들어오지 못하게 하고, 땀(수증기 분자)은 밖으로 배출합니다.
이와 같은 원리를 활용한 기술이 바로 고어텍스인데요.
고어텍스는 1평방인치당 80억개 이상의 미세한 구멍으로 이뤄져 있는데, 구멍 크기가 물방울 입자보다 2만배 이상 작습니다. 대신 수증기 분자보다 700배 이상 커서 물은 차단하고 땀은 배출해주는 방수와 투습기능을 지니고 있습니다. 주로 아웃도어 의류나 신발, 가방, 텐트 등에 사용되고 있습니다.
좀 더 완벽한 방수 기능이 필요한 우비나 스키복 등은 코팅제를 발라 미세한 틈까지 모두 막습니다. 주로 PVC(Poly Vinyl Chloride) 원료를 이용해 원단에 얇게 코팅막을 입히는데요, 장화나 식탁보 등 우리 생활에서 다양하게 활용되고 있습니다.
◆액체는 막고 공기는 통과시키는 전자제품 방수
예전에는 카메라나 휴대전화, 전자시계 등 휴대성이 좋은 전자제품을 물에 떨어트리면 바로 고장이 나곤 했는데요, 최근에는 물속에 들어가도 안전하도록 방수 처리가 되어 더 편리하게 쓰일 수 있게 됐습니다. 전자기기에 물이 스며들 수 없도록 실리콘 또는 고무 등을 이용해 액체의 침투를 막아주는 방수 코팅이 되어 있기 때문입니다.
핸드폰은 스피커나 마이크가 있어 실리콘으로 모두 막아버리면 소리가 통과하지 못하죠. 때문에 액체나 고체는 통과시키지 않지만, 소리와 같이 공기는 통과시키는 ‘숨 쉬는 섬유’ 기술을 활용한 신소재를 사용합니다.
오늘은 여름철을 맞아 방수 제품과 그 안에 숨겨진 원리에 대해 알아보았는데요.
이 외에도 우리가 무심코 쓰고 있는 제품들에도 생활방수 기능이 숨겨져 있습니다.
한화케미칼의 PVC와 EVA는 대표적으로 많이 사용되는 방수 원료랍니다.
올 여름 방수 기능으로 무장한 아이템으로 마음껏 야외활동을 즐기길 바랍니다.
한화케미칼 블로거
*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.
2023.12.10 22:07:44
![‘탄소 발자국’ 줄이는 RPET 신발 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (94)](http://img.segye.com/content/image/2019/06/08/300/20190608501314.jpg
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‘탄소 발자국’ 줄이는 RPET 신발 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (94)
신발을 신는 것만으로도 환경을 지킬 수 있는 방법이 있습니다. 바로 폐플라스틱으로 만든 RPET(Recycled Polyethylene Terephthalate)로 만든 신발(사진)을 신는 것인데요.
’페트병 신발’이라 하면 왠지 생소하지만, 스포츠 브랜드 아디다스가 바다에 버려진 플라스틱을 재활용해 만든 운동화를 선보이면서 조금씩 친숙해지기 시작했습니다.
플라스틱인 페트병을 재활용해 환경도 지키고, 스타일도 잃지 않는 멋진 RPET 신발을 소개합니다.
◆플라스틱 재활용 신소재 ‘리보틀’(ReBOTL)
팀버랜드는 전세계에서 플라스틱 페트병을 모아 분쇄해 RPET 원사를 개발했는데요. 이 원사를 이용해 신발과 의류, 가방 등을 만드는 데 사용하고 있습니다. 특히 올해 봄에는 RPET 원단으로 만든 재활용 소재인 ‘리보틀’(ReBOTLTM)로 만든 컬렉션(사진)을 소개해 큰 관심을 모았습니다.
리보틀 컬렉션은 남성용 운동화(사진)와 여성용 어글리 슈즈, 두 가지로 이뤄져 있는데요. 전 세계적으로 인기를 끌고 있는 어글리 슈즈 트렌드를 반영한 제품으로 소비자들은 물론, 환경에 대한 관심도 함께 높였습니다.
리보틀 소재로 만든 이들 신발은 일반 폴리에스테르로 만들어진 제품들보다 내구성이 강하며, 편안함과 스타일을 갖춘 데다 친환경 철학까지 보여주고 있습니다.
◆페트병으로 만든 플랫슈즈, 로티스(Rothy’s)
영국 왕자비인 메건 마클이 신어 화제가 된 신발이 있습니다. 바로 로티스(Rothy’s)의 친환경 플랫슈즈입니다.
버려진 페트병을 작은 조각들로 분쇄한 뒤 압축기에 넣으면 압력에 의해 하나의 가느다란 실이 되는데요. 이 실을 3차원(3D) 프린팅 기계에 넣으면 100% 페트병으로 만들어진 신발이 탄생하게 됩니다.
이렇게 만들어진 신발(사진)은 매우 부드럽고 통기성이 좋다고 하는데요.
신발 한 켤레를 만드는데 3개의 페트병이 쓰이며, 2016년 브랜드 발매 후 현재까지 2900만개 이상의 페트병을 재활용했습니다.
◆페트병 운동화 비보베어풋
비보베어풋은 영국 디자인뮤지엄이 선정한 ‘세상을 바꾼 50가지 신발’에 소개될 만큼 뛰어난 기능과 디자인을 자랑합니다. 지난해에는 버려진 페트병을 재활용한 소재로 만든 ‘페트 컬렉션’을 선보였는데요. 신발 한 켤레를 만드는 데 페트병 17개가 들어갑니다.
페트 컬렉션(사진)은 운동화와 워킹화로 구성되어 있으며, 편안하고 내구성이 강한 것이 특징입니다. 또 양말처럼 돌돌 말아도 될 만큼 유연성을 자랑합니다.
비보페어풋은 2015년부터 폐플라스틱병을 재활용한 소재로 만든 ‘에코라인’을 선보이고 있는데요, 신발의 50%는 반드시 재활용 페트병을 사용한다고 합니다.
◆페트병과 에코패션
플라스틱으로 만들어진 페트병은 가볍고 튼튼해 우리의 일상 생활에서 없어서는 안 될 필수품으로 자리 잡았습니다. 하지만 사용량이 많은 만큼 동시에 하루에 버려지는 양도 어마어마해 버려지는 폐플라스틱에 대한 전 세계적인 고민이 커지고 있는데요.
버려진 페트병을 재활용한 RPET를 통해 신발과 의류, 가방 등을 만드는 패션 업체들이 늘어가고 있습니다. 이제 쇼핑할 때 디자인과 가격뿐만 아니라 지속 가능한 소재로 만들었는지도 함께 확인하면 더 좋겠죠?
한화케미칼 블로거
*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.
2023.12.28 23:32:11
![페트병이 만드는 적정 기술 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (93)](http://img.segye.com/content/image/2019/06/08/300/20190608501185.jpg
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페트병이 만드는 적정 기술 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (93)
적정 기술(Appropriate Technology)은 주로 개발도상국의 문화와 정치, 환경적인 면을 고려해 삶의 질 향상과 빈곤 퇴치를 위해 적용됩니다. 적정 기술로 만들어진 제품은 사용법이 간단하고 비용이 적게 들며, 현지에서 쉽게 구할 수 있는 자원과 적은 인력을 쓰는 등 효율적으로 도움을 주어야 합니다. 업사이클을 넘어 지구 곳곳에서 적정 기술로 활약하고 있는 페트병을 살펴보도록 하겠습니다.
◆어둠을 비추는 페트병 전구(Liter of Light_House light)
페트병 전구(사진)는 2002년 브라질의 기술자 알프레도 모제가 처음 개발했는데요, 어디서나 쉽게 구할 수 있는 페트병과 물, 표백제만으로 일반 가정에서 이용하는 전구와 맞먹는 ‘페트병 전구’를 만들어냈습니다.
태양빛이 직진해 페트병을 비추면 직진하던 햇빛은 페트병에 담긴 물에 부딪혀 확산하는 산란작용이 나타나게 됩니다. 물에 섞인 표백제는 이 산란작용을 배가시켜 약 55~60SW의 빛을 발하게 됩니다. 바로 페트병 전구의 원리이지요.
◆페트병 가로등, 태양열 페트병 전등(Liter of Light_Street Light)
태양열을 이용한 페트병 전등(사진)은 해가 떠 있는 낮 동안에만 빛을 내는 페트병 전구의 단점을 보완하기 위해 만들어졌는데요. 페트병 램프에 태양열 전지와 재충전이 되는 배터리, 발광다이오드(LED)를 부착해 태양이 없어도 약 10시간 빛을 낼 수 있어 집안뿐 아니라 동네 골목길을 비추는 가로등으로도 활용됩니다.
페트병 전구와 태양열 페트병 전등(사진)은 ‘1리터의 빛’(Liter of Light) 캠페인을 통해 전기 부족으로 어려움을 겪고 있는 아프리카와 남미, 동남 아시아 등에 보급되기 시작했는데요. 현재 15개국, 35만개 이상의 가구에서 페트병 전구를 사용하고 있습니다.
◆페트병으로 만든 에코 벽돌(Eco Bricks)
건축 자재가 부족한 아프리카에서 페트병은 좀 더 튼튼하고 안전한 담벼락을 지을 때 철근 대신 쓰입니다. 페트병 안을 흙으로 채운 뒤 담벼락을 쌓을 때 일정한 간격으로 차곡차곡 흙과 함께 쌓으면 되는데요. 이렇게 만들어진 페트병 담벼락(사진)은 웬만한 충격에도 버틸 수 있을 만큼 튼튼하다고 해요.
◆페트병 벽돌로 지은 페트병 학교(Bottle School)
미국의 비영리 단체인 ‘허그 잇 포워드’(Hug It Forward)는 과테말라에 지역 주민과 함께 약 40개월 동안 시멘트 벽돌 대신 무기물 쓰레기로 채운 페트병 벽돌을 이용해 학교(사진)를 지었는데요. 이렇게 쓰레기와 페트병을 이용해 교실 하나를 만드는 데 약 600만원이 든다고 합니다. 버려진 페트병 6200개 정도면 교실 2개가 있는 학교를 만들 수 있습니다. 주민들이 모은 페트병에 주워온 쓰레기를 채워 친환경 벽돌을 만들었다고 합니다.
‘페트병 학교’로 마을에는 없던 학교가 생겨 아이들에게 교육의 기회가 주어졌으며, 버려진 쓰레기를 재활용해 마을의 쓰레기를 줄이는 효과도 가져왔습니다. 무엇보다 주민이 직접 참여해 만들었기 때문에 학교와 지역에 대한 책임감과 자부심이 높고 환경에 대해 무관심했던 의식도 바뀌는 효과를 가져왔습니다.
적정 기술을 통해 플라스틱 페트병이 소외된 이웃의 어둠을 밝히고, 집과 학교를 짓는 유용한 제품으로 재탄생했는데요. 페트병 하나로 이렇게 많은 것을 할 수 있다는 게 놀랍습니다. 평소 환경과 우리의 이웃을 생각하는 마음만 있다면 적정 기술은 생각보다 쉽게 만들어 낼 수 있지 않을까요?
한화케미칼 블로거
*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.
2019.06.16 13:00:00
![건물 온도 10% 낮추는 화이트 루프(white roof) [우리가 몰랐던 과학 이야기] (92)](http://img.segye.com/content/image/2019/06/06/300/20190606501289.jpg
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건물 온도 10% 낮추는 화이트 루프(white roof) [우리가 몰랐던 과학 이야기] (92)
높은 곳에서 내려다보면 건물의 옥상이 대부분 녹색을 띈 모습을 본 적 있죠? 이런 옥상의 도장에 흔히 쓰이는 이 녹색 페인트는 방수 페인트라고 알려져 있습니다.
옥상과 지붕을 꼭 녹색으로만 칠해야 할까요? 녹색 방수제를 흰색으로 바꾸면 햇빛과 열 차단율이 높아져 건물의 온도를 낮춰주는 효과가 있다고 하는데요.
오늘은 다가오는 여름을 맞아 냉방비를 줄이고 탄소 배출까지 낮춰주는 폴리우레탄 방수제 화이트 루프의 이야기를 하겠습니다.
◆옥상에 칠해지는 방수 페인트는 왜 녹색일까?
잘 알려진 이유 중 하나는 바로 우레탄 방수제에 들어 있는 산화크롬(chromium oxide·사진) 때문인데요. 산화크롬이 녹색을 띄고 있어 대부분 옥상이 이 색이라는 것입니다. 다른 컬러를 섞어도 되지만, 추가 비용이 들기 때문에 자주 찾지 않는 옥상에 그대로 사용하기 때문이라고 해요.
또 하나의 이유로는 1970년대 초 산림이 제대로 갖춰지지 않아 옥상을 녹색으로 칠했다는 이야기도 있습니다.
◆건물 수명을 늘리는 방수제
참 건물 옥상에 우레탄 방수제는 꼭 깔아야 할까요?
건물은 햇빛과 바람, 빗물에 그대로 노출돼 있어 균열과 누수, 풍화작용에 의해 손상됩니다. 방수를 하면 건물을 코팅하는 역할을 해 외부 손상으로부터 보호할 수 있는 만큼 수명을 늘려줍니다.
우레탄 방수는 콘크리트 구조물의 균열과 팽창, 수축, 진동 등의 변화에 순응할 수 있는 도막(화학 도료를 발라 형성되는 피막)을 할 때 적용하는 기법으로, 폴리우레탄(Polyurethane)을 주로 이용합니다.
◆우레탄 방수제 특징
우레탄은 고무처럼 늘어나는 탄성이 있어 미세한 균열을 막아주고, 빗물에 의한 누수를 방지해줍니다. 내구성과 내수성, 내약품성이 우수해 콘크리트 부식 방지에 탁월하며, 연결 부위가 없는 탄성 도막을 형성해 복잡한 구조물의 방수성을 높여줍니다. 또한 무게가 가벼워 건축물에 미치는 하중 부담이 없으며, 다른 방수제와 비교해 시공이 간단합니다.
폴리우레탄을 만드는 데 필요한 원료가 바로 TDI(Toluene Diisocyanate·톨루엔디이소시아네이트)인데요.
한화케미칼의 전남 여수 공장에서 생산하고 있는 TDI는 국내 시장 점유율 1위를 차지하고 있으며, 폴리우레탄 제조의 기초 원료로 활용되는 외에도 건축 단열재, 자동차 시트용 인조 가죽과 페인트 등을 제조하는 등 다양하게 사용되고 있습니다.
◆실내 온도를 낮추는 흰색 방수 페인트
최근 옥상용 방수 페인트를 녹색이 아닌 흰색으로 칠하는 화이트 루프(쿨루프) 캠페인이 진행되고 있는데요. 녹색으로 칠해진 옥상은 보통 햇빛의 15%를 반사한다고 합니다. 대신 흰색 우레탄 방수 페인트를 바르면 햇빛과 열의 75% 이상 반사해 녹색에 비해 건물의 온도를 10% 낮출 수 있다고 합니다. 이는 냉방 에너지 사용을 줄여 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 도시 열섬효과를 낮추고 탄소 배출도 줄이는 결과를 가져옵니다.
◆지구 온도를 낮추는 화이트 루프 캠페인
2010년 미국 뉴욕시에서 세계 최초로 ‘화이트 루프 쿨 시티’ 캠페인을 시작했는데요, 당시 버락 오바마 대통령은 “쿨루프는 가장 효과적이고 저렴한 온실 가스 저감전략”이라고 언급한 바 있습니다.
국내에서는 지난달 13일 부산시에서 ‘하얀 지붕 설치 지원사업’ 양해각서(MOU)를 맺고, 온실 가스를 감축하기 위해 기존 주거용 건물에 하얀 지붕을 설치하는 민·관 협업사업을 시작했습니다.
옥상과 지붕 컬러 변화만으로도 냉방비를 절약하고 지구 환경을 지킬 수 있다는 사실이 놀랍지 않나요?
한화케미칼 블로거
*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.
2023.12.28 23:32:23
![페트병 뚜껑은 바로 이것! 생활 속 친근한 플라스틱 HDPE [우리가 몰랐던 과학 이야기] (91)](http://img.segye.com/content/image/2019/06/03/300/20190603500356.jpg
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페트병 뚜껑은 바로 이것! 생활 속 친근한 플라스틱 HDPE [우리가 몰랐던 과학 이야기] (91)
페트병이 PET(Polyethylene Terephthalate)라는 사실은 잘 알고 있을 텐데요. 그렇다면 페트병 뚜껑은 어떤 소재로 만들어졌을까요? 바로 HDPE라는 플라스틱의 한 종류로, 가볍지만 단단하고 환경 유해물질을 발생하지 않은 안전한 소재로 만들어집니다. 오늘은 페트병과 함께 생활 속에서 함께하고 있지만 무심코 지나쳤을 플라스틱 병뚜껑과 HDPE에 대해 알아보도록 하겠습니다.
◆식품 포장재로 사용되는 PE
폴리에틸렌(PE)은 말랑말랑하고 잘 늘어나는 성질이 있어 포장 재질로 널리 사용되는 석유화학 제품인데요. 특히 식품류 포장재는 수분을 흡수하지 않고 공기와 접촉을 차단하는 기능을 통해 변질을 최대한 막을 수 있어야 합니다. 또한 인체에 무해한 재질로 만들어져야 하며, 무미·무취이면서 내충격성이 좋아야 합니다. 폴리에틸렌은 공정 방식에 따라 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 나뉩니다.
◆고밀도 폴리에틸렌(HDPE)이란?
LDPE(Low Density Polyethylene)는 방수성과 내구성, 투명성이 우수해 주로 포장용 비닐이나 지퍼백 등으로 가공됩니다.
HDPE(High Density Polyethylene)는 LDPE보다 강성이 짙어 단단하며 불투명한 것이 특징으로, 주로 단단한 플라스틱 용기나 페트병 뚜껑 등으로 쓰이고 있습니다. 물과 수증기, 공기에 대한 높은 방습·방수성, 영하 40도의 저온에서도 우수한 내충격성까지 두루 특징을 지니고 있으며, 내열 온도가 90∼120도로 전자 레인지에서 이용해도 됩니다.
HDPE는 무엇보다 화학성분의 배출이 없고 독성에 매우 안전해 식품 용기나 뚜껑뿐만 아니라 우유병과 영·유아 장난감으로 활용해도 될 만큼 안전성이 뛰어납니다.
◆HDPE와 병뚜껑의 과학
HDPE는 생수, 탄산수 등 각종 음료를 담는 플라스틱 병뚜껑에 사용되고 있는데요. 무게는 1~4g이지만 이 속에도 과학이 숨겨져 있습니다.
플라스틱 병뚜껑은 안의 내용물이 밖으로 새지 않도록 단단히 밀봉되어야 하면서도 쉽게 열려야 합니다. 병뚜껑을 회전해 여는 열림 토크가 너무 과다하면 노약자나 어린이는 다루기 힘들며, 반대로 너무 약하면 내용물 보관이 어려울 수 있습니다. 이에 병뚜껑 열림 토크는 70∼180 N·㎝의 힘이 적정한 것으로 규정하고 있습니다.
또 병뚜껑은 아주 차가운 냉장고나 고온인 온장고에 보관하더라도 온도에 따른 변화가 없어야 하며, 뜨거운 액체나 탄산에 의한 압력도 견뎌야만 합니다.
◆환경을 생각한 지속가능한 플라스틱
HDPE는 강도는 우수하지만 환경 호르몬이 검출되지 않는 무독성 친환경 플라스틱으로 페트병 뚜껑 외에도 다양한 식품 용기에 쓰이고 있습니다. 또한 100% 재활용할 수 있는 소재로, 병에서 플라스틱 뚜껑만 따로 분리·배출해주면 됩니다.
이렇게 우리 삶에 가까이 있는 HDPE는 한화케미칼의 생산 제품 중 하나인데요. 한화케미칼은 1973년 국내 최초로 LDPE을 생산한 이래 우리 생활을 더욱 편리하게 하고 지속가능한 미래를 위한 화학기술을 개발하는 데 연구를 지속하고 있습니다.
한화케미칼 블로거
*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.
2019.06.03 13:00:00
![화재에 강하다! 소방용 합성수지 CPVC란? [우리가 몰랐던 과학 이야기] (90)](http://img.segye.com/content/image/2019/05/24/300/20190524500899.jpg
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화재에 강하다! 소방용 합성수지 CPVC란? [우리가 몰랐던 과학 이야기] (90)
지난달 강원도 산불로 안타깝게도 많은 피해가 있었습니다. 최악의 조건에서도 위험을 무릅쓰고 산불을 제압한 소방관들의 노력과 희생이 더 큰 피해를 막을 수 있었는데요,
이와 함께 불에 강한 소재에 대한 관심도 높아졌습니다. 오늘은 그중에서도 불에 잘 타지 않고, 고온에서도 잘 견뎌 소방용 배관으로 사용되는 CPVC(염소화폴리염화비닐)에 대해 소개하겠습니다.
◆CPVC란?
CPVC(Chlorinated Polyvinyl Chloride)란 범용 PVC보다 염소의 함량을 10%가량 늘린 소재입니다. PVC는 57%, CPVC는 67∼74%의 염소 함량을 각각 지니고 있습니다. 또한 PVC(60도)보다 더 높은 93도에서도 CPVC는 활용할 수 있습니다. 열과 압력, 부식에 견디는 성질이 우수하여 특히 소방용 스프링클러, 온수용 및 산업용 특수 배관의 원료로 쓰입니다.
◆CPVC의 탄생
CPVC는 세계 2차대전 중 전쟁에 필요한 섬유나 래커(섬유소나 합성수지 용액에 수지나 가소제, 안료 따위를 섞은 도료)에 이용할 수 있도록 저가의 용매로 고분자를 얻기 위해 PVC를 염소화시킨 것인데요. PVC 수지의 기본 분자에 염소 원자를 더해 염소화 반응을 일으켜 개발한 것입니다.
국내에서는 한화케미칼이 2015년 최초로 CPVC 개발에 성공했는데요. CPVC를 만드는 기술의 핵심은 염소의 흡수 속도가 높아지도록 PVC에 구멍을 내면서도 생산량 손실을 줄이는 것인데, 한화케미칼은 제품의 밀도를 높이는 방식으로 많은 구멍을 만들면서도 생산성은 30%가량 더 높이는 성과를 이룩했습니다. 이로 인해 미국 루브리졸, 일본 세키스이와 카네가, 프랑스 캠원에 이어 세계 5대 CPVC 생산업체로 등극했습니다.
◆CPVC의 특징
CPVC의 주요 특징으로 자기 소화성, 내열성, 내압성, 내식성을 꼽을 수 있습니다. CPVC가 불에 타려면 현재 지구상에 함유된 공기 중의 산소량보다 3배의 산소가 필요한데요, 이것은 현실적으로 불가능해 자체적으로 타지 않아 자기소화성(불씨를 제거했을 때 불꽃이 꺼지고 연소가 계속하지 않는 재료의 성질)이 매우 우수합니다. 또한 고온과 고압에 잘 견디고 불에 타지 않으며, 염분과 산에 강해 녹이 슬지 않아 부식에 대한 걱정이 없고, 강철의 약 1/8 무게로 가벼운 데다 쉽게 절단할 수 있어 제작과 설치가 용이합니다.
◆CPVC 사용
CPVC는 기존 PVC 파이프가 가지고 있던 내식성과 내약품성, 시공 편의성에 내열성과 내압성을 획기적으로 높이고, 자기소화성과 낮은 열전도율로 소방 스프링클러 배관 및 각종 공업·산업용 특수 배관의 원료로 쓰이고 있습니다.
열에 약한 기존 PVC의 단점을 보완하고, 소방용 배관 원료로 사용되고 있는 CPVC는 화재로부터 좀 더 안전한 환경을 만드는데 기여하고 있습니다.
한화케미칼은 앞으로도 지속적인 연구·개발(R&D)을 통해 석유화학 산업의 발전과 우리 삶의 가치를 향상시키기 위해 노력하겠습니다.
한화케미칼 블로거
*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.
2019.05.26 13:00:00
![자동차에 색 입히는 기술...아크릴 수지 도료 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (88)](http://img.segye.com/content/image/2019/05/06/300/20190506509822.jpg
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자동차에 색 입히는 기술...아크릴 수지 도료 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (88)
우리나라에서 가장 선호하는 자동차 색상은 하양이라고 하는데요, 그 다음으로 회색, 은색 순이라고 합니다. 너무 튀는 걸 싫어하는 문화가 이런 무채색을 선택하게 됐다는 분석도 있는데요. 아마 가장 물리지 않고 오래 타기 위해서가 아닐까 하는 생각도 듭니다.
이렇게 우리나라 소비자 상당수가 무채색을 선호함에도 새 모델의 자동차가 출시될 때마다 대표 모델의 컬러는 오렌지와 파랑(블루), 빨강(레드) 등 강렬함으로 시선을 사로잡는데요. 기존의 중장년 소비층에서 젊은 고객의 비중이 커지면서 발랄하면서도 톡톡 튀는 감성을 더해주기 위해서라고 합니다.
자동차 색상은 처음부터 이렇게 다양하지 않았는데요, 화학기술의 발전과 함께 다채로운 색상의 도료가 개발되면서 자동차도 다양한 개성을 입기 시작했습니다. 알고 나면 더욱 흥미로운 자동차 색상과 화학기술에 대해 알아보도록 하겠습니다.
◆컬러 자동차의 #탄생
처음 자동차가 도입되었던 1900년대 초부터 50년대 이전까지는 자동차 색상은 ‘블랙’이었습니다. 이때만 해도 소비자는 색상보다 ‘기능’에 초점을 맞춰졌는데요. 철판이나 나무, 가죽, 고무 등 원재료의 색상이 그대로 컬러를 형성했습니다. 또한 도장기술이 발전하지 않았기 때문에 1가지 색상으로 칠하게 됐고, 따라서 당시 자동차의 대표 컬러는 검정이 되었습니다.
도장기술의 발전과 함께 50년대 들어서면서 자동차에 컬러 개념이 본격 도입되었는데요, 히피와 팝아트, 미니멀리즘의 예술 사조와 함께 원색과 분홍색, 금색 등이 대담하게 사용되었습니다. 80년대 이후 포스트 모더니즘의 경향으로 무채색과 내추럴 컬러가 주로 쓰였으며, 안료에 반짝임을 주는 금속성(메탈릭) 컬러가 등장하면서 색의 깊이도 달라지기 시작했습니다.
◆자동차 도료의 역할
자동차 도료는 다양한 색상으로 비주얼을 업그레이드하는 것보다 더 중요한 역할을 수행하고 있습니다. 바로 자동차의 외관을 태양광의 자외선과 산성비, 염분, 기름, 화학약품 등의 외부환경으로부터 보호하는 일인데요. 이를 통해 자동차의 손상과 부식을 방지하고 상품가치를 높입니다.
◆자동차에 색을 입히는 아크릴 수지 도료
아크릴 수지는 아크릴산 및 메타 아크릴산과 그 유도체를 주성분으로 하는 비닐계 공중합체 수지로서 투명성, 건조성, 경도, 내후성(잘 썩지 않는 성질)과 내식성 및 광택 유지성이 뛰어나 자동차와 가전기기, PCM, 건축재료 등 도료 산업의 전 분야에서 활용되고 있는데요. 크게 열가소성(Thermoplastic)과 열경화성(Thermosetting)으로 나눌 수 있습니다.
◆열가소성 아크릴 수지 도료
열가소성 아크릴 수지도료는 아크릴 래커라고도 하는데요. 단독 혹은 니트로 셀룰로오스나 염화비닐계 수지와 함께 사용해 차량 도장에 이용되고 있습니다.
◆열경화성 아크릴 수지 도료
열경화성 아크릴 수지에 멜라민 수지나 에폭시 수지 등을 가미해 만든 도료로 경도와 접착성, 내유성(기름에 의해 성능 저하를 일으키지 않는 성질), 내약품성, 광택과 색상이 우수해 자동차, 냉장고나 세탁기와 같은 가전제품 등에 주로 쓰이고 있습니다.
◆플라스틱 수지의 재발견
우리는 흔히 ‘플라스틱’이라 하면 딱딱한 제품을 떠올리는데요. 아크릴 수지 도료와 같이 색을 칠하는 데에도 플라스틱 기술이 이용되고 있습니다.
플라스틱 수지는 아크릴 수지 외에도 폴리에스테르와 폴리카보네이트, AS 수지, 투명 ABS 수지, EVA 수지, 폴리프로필렌, 저밀도·고밀도 폴리에틸렌 등 다양합니다.
눈에 보이지는 않지만 우리 생활의 편리함에 시각적인 아름다움까지 제공해주고 있는데요. 이제 자동차 색상을 고를 때 그 안에 있는 플라스틱 수지를 기억해주세요.
한화케미칼 블로거
*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.
2023.12.10 22:19:17
![자연서 썩는 분해성 플라스틱 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (87)](http://img.segye.com/content/image/2019/04/30/300/20190430501173.jpg
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자연서 썩는 분해성 플라스틱 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (87)
기술의 발전에 따라 플라스틱의 소재와 기능은 다양해지는 한편 우수해졌습니다. 그만큼 우리의 삶은 더욱 편리해졌습니다.
그러나 무분별한 1회용 플라스틱 제품의 사용으로 환경 오염이 문제되고 있는데요. 이를 해결하기 위해 자연에 버려져도 100% 분해되는 친환경 플라스틱 제조기술에 대한 연구가 계속되고 있습니다.
오늘은 자연을 지키면서도 우리 생활을 풍요롭게 해줄 분해성 플라스틱에 대해 알아보도록 하겠습니다.
◆친환경 분해성 플라스틱이란?
분해성 플라스틱은 크게 ▲태양광에 의한 광분해성(Photo-Degradable) ▲온도 등 산화 반응에 의한 산화분해(Oxidatively-Degradable) ▲물 분자가 작용해 일어나는 가수분해(Hydrolytically-Degradable) ▲ 미생물과 효소 등에 의한 생분해(Bio-Degradable) 등이 있습니다.
분해성 플라스틱은 땅에 매립 시 수개월 내지 수년 내 물과 이산화탄소, 메탄가스, 바이오매스(화학적 에너지로 이용할 수 있는 식물과 동물, 미생물 등의 생물체) 등으로 완전 분해되는데요.
자연에 나쁜 영향을 미치지 않아 산업별로 다양한 관련 기술이 개발되고 있습니다. 그 중 몇 가지를 소개하도록 하겠습니다.
◆먹을 수 있는 쌀 빨대
최근 플라스틱 빨대를 대체하기 위한 다양한 소재의 제품들이 나온 걸 본 적 있죠?
종이와 실리콘(규소), 스테인리스, 대나무 등에 이어 국내에서 먹을 수 있는 쌀 빨대(사진)가 나왔습니다.
쌀 70%, 타피오카(카사바의 뿌리에서 얻는 전분) 30%, 그리고 약간의 소금이 들어갔다고 하는데요.
실제 먹을 수 있어 친환경적입니다.
성분 탓에 물에 3시간 정도 담그면 물렁물렁해지는 단점이 있습니다. 하지만 음료 한잔을 마시는 데에는 충분하답니다.
또한 자연에서 150일 이내 100% 분해되기 때문에 빨대로 인한 환경오염 걱정을 하지 않아도 됩니다.
◆100% 생분해되는 친환경 비닐 봉지
한국화학연구원은 지난달 4일 땅속에서 100% 분해되는 친환경 비닐 봉지(사진)를 개발했다고 밝혀 이목을 집중시켰습니다.
이 봉지는 사탕수수와 옥수수에서 추출한 바이오 플라스틱으로 만들었는데요.
바이오 플라스틱은 사탕수수나 옥수수, 나무, 볏짚 등으로 생성된 바이오매스 기반 단량체(고분자 화합물 또는 화합체를 구성하는 단위인 분자량이 작은 물질)와 석유 부산물 기반 단량체를 중합해 만든 고분자 물질입니다.
기존 바이오 플라스틱으로 만든 비닐 봉지는 인장 강도가 약해 금방 찢어져 쓰기가 불편했습니다.
이번에 개발된 비닐 봉지는 목재 펄프에서 셀룰로오스, 게 껍질에서 키토산을 각각 추출해 바이오 플라스틱에 첨가해 인장 강도가 강한 친환경 제품입니다.
이 봉지는 땅속에서 6개월 이내 100% 생분해된다고 합니다.
◆자연으로 돌아가는 산화 생분해 플라스틱 주방용기
국내 주방용기 기업이 땅에서 100% 생분해되는 친환경 플라스틱 용품(사진)을 출시했는데요.
생분해성 플라스틱 기술을 적용한 밀폐 용기와 접시, 반찬그릇, 위생장갑, 위생 백, 지퍼백 등 그 종류도 다양합니다.
이들 제품은 땅에 버려졌을 때 산화 생분해 과정을 거쳐 자연스럽게 썩어 분해됩니다. 열과 햇빛으로 1차, 미생물을 통한 2차, 그리고 6개월 내 셀룰로오스 대비 60% 이상 생분해되어 모두 36개월이 소요된다고 합니다.
인체에 무해할 뿐 아니라 전자 레인지에서 사용할 수 있는 등 주방용기로서 기능도 충실하고, 무엇보다 재활용을 할 수 있어 보다 편리하게 친환경적인 생활을 즐길 수 있게 됐습니다.
◆한화케미칼, 썩는 플라스틱 개발한다
한화케미칼은 지난달 22일 연세대와 혁신기술연구소 설립을 위한 협약을 맺었는데요.
이를 통해 오는 2024년까지 5년간 물 전기분해를 통한 수소 생산 및 자연에서 썩는 친환경 플라스틱 개발의 연구를 할 예정입니다.
이 중 친환경 플라스틱은 자연의 원료를 이용해 미생물에 의해 분해되는 기술이 적용될 계획입니다.
친환경 플라스틱 기술 개발을 통해 환경오염을 줄이는 ‘순환경제’에 앞장서는 한화케미칼에 많은 응원 부탁합니다.
한화케미칼 블로거
*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.
2023.12.10 22:21:17
![친환경 고기능성 PVC 인테리어 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (86)](http://img.segye.com/content/image/2019/04/26/300/20190426501604.jpg
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친환경 고기능성 PVC 인테리어 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (86)
따뜻한 봄이 오고 이사철이 도래하면서 인테리어 자재에 대한 관심도 높아지고 있습니다. 집안의 바닥과 벽지, 창틀과 소파 등에 PVC(Poly Vinyl Chloride·폴리염화비닐) 소재가 사용된다는 사실을 알고 있나요? PVC를 쓰는 이유는 무엇보다 경제성이 좋고, 나무와 종이, 천연섬유에 비해 난연성이 우수하기 때문입니다. 그리고 주택용 자재로 성형 가공성도 우수합니다. 오늘은 이처럼 우리 생활에 가까이 있는 PVC 제품들을 살펴보고, 어떤 기능이 있는지 소개하겠습니다.
◆주택용 자재 PVC
PVC(사진)는 대표적인 열가소성 플라스틱입니다. 일반 플라스틱에 비해 단단하여 내구성이 좋고, 부식과 화학약품에 강해 벽지와 바닥재 등 건축 자재로 다양하게 이용되고 있습니다. PVC는 무엇보다 비용이 저렴한 데다 다양한 디자인을 소화할 수 있고, 높은 기능성까지 자랑해 인테리어 자재와 가구, 소품 등 그 활용 범위도 넓습니다. 실제로 집 곳곳을 살펴보면 PVC를 쉽게 찾을 수 있답니다.
◆PVC 바닥재
바닥재는 집안의 분위기를 전체적으로 좌우하기 때문에 디자인 측면으로도 중요하지만, 바닥에서 올라오는 습기를 차단하고 오염에 강해야 할 뿐만 아니라 소음을 흡수하고 열을 빠르게 전달하는 등 에너지 효율성까지 좋아야 합니다. PVC 바닥재는 내구성이 강해 오래 쓸 수 있고, 재활용할 수 있는 소재로 여러번 다시 사용할 수 있습니다. 최근에는 유해물질과 생활·환경오염을 감소시키는 친환경 기술, 미끄럼을 방지해주는 안티슬립 기능 등 다양한 기능이 추가되고 있습니다.
◆PVC 코팅 벽지
PVC 벽지는 우리가 잘 알고 있는 ‘실크 벽지’인데요. 표면에 PVC 코팅을 더한 벽지로 벽돌이나 대리석, 나무 등을 실제처럼 연출할 수 있어 다양한 디자인을 확보할 수 있으며, 오염 물질이 묻어도 쉽게 닦아낼 수 있어 관리도 쉽습니다. 또한 어느 정도 두꺼워 소음을 흡수하고 보온성도 좋습니다.
◆PVC 창틀
아파트나 주택 창틀에도 주로 PVC 소재가 사용되고 있는데요. PVC 창틀은 높은 단열성으로 냉·난방비를 절약해주며, 방음 효과가 탁월해 소음 차단에 뛰어납니다. 높은 내약품성으로 날씨 변화나 외부 환경에 의해 부식이나 변형이 되지 않아 주택과 상업용 건물의 창호 소재로 이용되고 있습니다.
◆PVC 인조가죽 소파
인조가죽은 최근 동물 윤리에 대한 인식 확산과 높은 기능성으로 패션뿐만 아니라 인테리어 소재로도 각광받고 있는데요. 천연가죽에 비해 내구성이 좋고 오염이 잘 되지 않으며, 다양한 색상을 표현할 수 있기 때문입니다. 무엇보다 습기 등 물에 강한데, 이 같은 방수성과 투습성(옷감의 습기를 방출하는 성질)이 뛰어나 관리가 용이하다는 특징을 지니고 있어 소파와 의자 소재로 널리 쓰이고 있습니다.
◆친환경 가소제 에코데치(ECO-DEHCH)
예전에는 PVC가 새집증후군의 주요 원인으로 오해를 받았습니다. PVC를 가공할 때 활용되는 프탈레이트(Phthalate) 가소제 때문인데요, 이는 환경 호르몬으로 새집증후군을 발생시키는 유해 물질로 알려져 있습니다. 이 때문에 친환경 가소제로 알려진 DOTP(Di-Octyl Terephthalate·디옥틸테레프탈레이트)가 대안으로 사용되었지만, 품질이 떨어지는 단점이 있었습니다.
한화케미칼은 8년간의 연구 끝에 세계 최초로 수소첨가 기술을 적용해 프탈레이트 계열 성분을 완전 제거한 프리미엄 친환경 가소제를 개발했는데요. 이 에코데치(ECO-DEHCH·사진)의 제조기술을 통해 환경 호르몬이 없는 고성능의 친환경 벽지, 바닥재, 유아용 매트와 자동차 내장재, 식품 포장용 랩 등을 개발할 수 있게 되었습니다. 이제 환경 호르몬 걱정 없이 다양한 PVC 제품을 쓸 수 있게 된 것이죠!
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*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.
2019.04.28 13:00:00
![휴대용 기기 배터리 걱정 No! 태양광 충전 ‘스마트 기술’ [우리가 몰랐던 과학 이야기] (85)](http://img.segye.com/content/image/2019/04/26/300/20190426501431.jpg
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휴대용 기기 배터리 걱정 No! 태양광 충전 ‘스마트 기술’ [우리가 몰랐던 과학 이야기] (85)
야외활동을 할 때 스마트폰과 노트북 등 모바일 기기를 휴대하는 빈도가 높아지면서 휴대용 충전기의 수요가 증가하고 있습니다. 하지만 장시간 외부에서 활동하다 보면 충전기의 용량이 한정돼 있어 불편했던 경험이 한번쯤 있을 텐데요. 그런 이들을 위해 언제 어디서든 용량 걱정 없이 충전할 수 있는 태양광 무선 충전기가 등장했습니다. 친환경 에너지원인 태양광을 이용한 ’스마트 충전 기술’을 소개합니다.
◆종이처럼 얇은 솔라페이퍼
스타트업(신생 벤처) 요크(YOLK)의 솔라페이퍼(사진)는 지갑처럼 반으로 접는 형태의 무선 충전기입니다. 초고효율 태양광 기술과 자석 커넥터를 이용해 솔라 패널을 연결함으로써 혁신적인 디자인 융합기술을 선보였습니다. 접었을 때 크기는 ‘90X190X11㎜’이며, 패널의 무게는 각각 75g과 65g으로 모두 140g밖에 되지 않죠. 두께도 1.1㎝로 얇아 휴대하기가 간편한데요. 방수 기능도 지녀 갑자기 비가 쏟아진다고 해도 걱정이 없습니다. 스마트폰은 2시간 반이면 완전히 충전할 수 있으며, 햇빛이 비추면 자동 충전이 시작됩니다.
◆LED 라이트가 있는 ‘Halo’
‘할로’(Halo·사진)는 태양전지 패널을 이용한 태양광 무선 충전기로, 방진·방수는 물론이고 발광다이오드(LED) 라이트 기능까지 있어 아웃도어에 최적화된 배터리입니다. 2만mAh의 용량에 무선 충전 스마트폰이 공통으로 지원하는 규격인 Qi(치)를 적용했습니다. 급속충전 기능도 있어 아이폰은 45분에 85%를 채울 수 있고, 이동식 기억장치인 USB 포트 3개가 있어 한번에 여러 기기를 충전할 수도 있습니다. LED 조명은 약 70시간 사용할 수 있으며, 비상 시 SOS 신호를 보내는 용도로도 쓸 수 있습니다.
◆지갑처럼 접는 블리츠울프(Blitzwolf)
블리츠울프의 BW-L1(사진)은 태양광 패널을 활용한 휴대용 충전기로, 출력 20W에 2개의 USB 포트를 지원합니다. 무게 550g에 펼쳤을 때 크기가 ‘270X675X4㎜’, 접었을 때 ‘270X150X28㎜’로 얇고 가벼워 지갑처럼 접어서 가방에 넣거나 가방에 부착해 휴대할 수 있습니다. 캠핑이나 등산, 야외활동 시 스마트폰과 같은 모바일 기기를 충전하기에 좋습니다.
◆유·무선 동시 충전 에스모도
에스모도 태양광 무선 보조 배터리(사진)는 무선 충전 패드와 휴대용 보조 배터리가 하나로 결합한 형태입니다. 덕분에 스마트폰 케이블이 없어도 무선 충전을 할 수 있는 유·무선 동시 충전 기능을 제공하는데요. 단 무선 충전 대상 핸드폰 기종에만 적용된다고 합니다. ‘67X121X15㎜’ 크기에 무게 160g, 용량 5000mAh로 오랜 시간 외부활동을 해야 하는 이들에게 유용할 것 같습니다.
◆태양광 에너지와 폴리실리콘
햇빛만 있다면 언제 어디서든 충전할 수 있는 태양광 무선 충전기는 점점 그 크기가 작아지고 무게도 가벼워지고 있습니다. 휴대용 태양광 충전기는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 태양전지 패널이 장착돼 있는데요. 이 태양전지를 만들기 위해서는 폴리실리콘(사진)이라는 원료가 필요합니다.
한화케미칼은 태양광 산업의 핵심 기초 소재인 고순도 태양전지용 폴리실리콘을 생산하고 있는데요. 폴리실리콘은 탄소 배출이 없는 친환경 에너지원으로, 미래 에너지 산업을 이끌어 갈 원료로 주목받고 있습니다.
한화케미칼 블로거
*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.
2019.04.26 13:00:00

