[순수를 만드는 기술] 삼양은 왜 이온교환수지를 만들까?

2017.04.06 15:01


최근 출시되는 대부분의 스마트폰에는 방수 기능이 적용되어 있습니다. 그것도 생활방수에 그치는 것이 아니라 가장 높은 수준인 IP68 등급을 채택하고 있어요. IP68 등급은 1m 이상의 수심에서도 물의 침투를 막아주는 국제표준등급인데요, 제조사들은 방수 처리를 위해 주로 방수 테이프와 실리콘 소재를 사용하고 있습니다. 


하지만 물속에 오래 잠겨있게 되면 높은 수압을 견디지 못하고 결국 스마트폰 내부로 물이 스미게 됩니다. 안타깝게도 물에 대한 완벽한 차단은 불가능하기에… 우리는 현재의 기술 앞에서도 아끼고 아꼈던 스마트폰의 죽음을 눈물로 맞이할 수 밖에 없습니다. 



지켜주지 못해 미안해



전자기기가 물에 닿으면 안되는 이유



당연한 이야기지만 스마트폰과 같은 전자기기의 내부로 물이 스며들면 고장이 납니다. 다시 말해서 비싼 쓰레기가 되는 것이죠. 그런데 정확히 왜, 어떻게 고장이 나는지 알고 계신가요? 정확한 원인 파악을 위해서는 우리가 아는 일반적인 물의 특성을 살펴보아야 합니다. 


흔히 물은 H2O라는 화학식으로 잘 알고 있는데요, 물에는 H2외에도 많은 이온들이 포함되어 있습니다. 이 이온들 때문에 물속에서도 전기가 통하는 것이죠. 그래서 반도체나 전자기판에 물이 닿게 되면 허용치 이상의 전력이 흐르게 되어 제대로 작동하지 못하는 상태가 된답니다. 그런데 놀라운 건 반도체에도 물이 필요한 순간이 있다는 거예요!



반도체는 무엇으로 세척을 할까?


생산과정에서 반도체도 세척이 필요합니다. 정확히 말하면 세정이라고 하는데요, 이 세정 작업에 사용하는 것이 바로 물입니다. 방금 전까지만 해도 물에 닿으면 안 된다고 잔뜩 이야기해놓고선 갑자기 무슨 말인지 궁금하실 것 같네요~ㅎㅎ



반도체, LCD의 웨이퍼나 기판을 세정할 때는 우리가 평소 손을 씻을 때 사용하는 물과는 조금 다른 물을 사용합니다. ‘초순수’라고 부르는 이 물은 불순물, 다시 말해서 H2이외의 불필요한 이온들을 모두 제거하여 전기가 통하지 않는다는 특징이 있어요. 



초순수를 만드는데 꼭 필요한 기술


그럼 초순수는 어떻게 만들까요? 원리는 아주 간단합니다. 앞서 말했듯, 물 안에 있는 이온들만 골라서 제거하면 되는데요, 이 때 필요한 것이 바로 이온교환수지 입니다.



이온교환수지(Ion Exchange Resin)는 플라스틱에 이온교환기(Functional Group)를 결합시킨 것입니다. 이 이온교환수지는 물을 포함한 모든 액체에 녹아있는 이온성 물질을 교환하거나 정제하는데 사용됩니다.


쉽게 이야기해서 기본이 되는 몸통(중합체)에 이온을 하나 달고 있는 일종의 플라스틱인데요, 양이온을 교환하는 수지를 양이온교환수지(Cation Exchange Resin), 반대로 음이온을 교환해 주는 수지를 음이온교환수지(Anion Exchange Resin)라고 합니다.



출처/ 공주대학교 임진형 교수 교육자료 (https://goo.gl/UUIY9w)



초순수를 얻는 과정


초순수를 얻기 위해서는 크게 두 가지 공정이 연이어 이루어집니다. 먼저, 양이온교환수지는 물속에 있는 Ca2+, Mg2+, Na+의 양이온을 흡수하고 H+ 이온을 내놓습니다. 다음으로 음이온교환수지는 HCO3-, Cl-, SO42-, SiO2의 음이온은 흡수하고 OH온을 내놓게 됩니다. 이렇게 만들어진 초순수는 앞서 말씀드렸듯이 반도체나 LCD 세정에 사용됩니다. 



삼양이 만든 이온교환수지


삼양에서 만들고 있는 이온교환수지는 반도체나 LCD를 세정하는 초순수를 만들 뿐 아니라 설탕 원액의 정제, 바이오·의약품의 분리정제, 원자력발전용 수처리, 정밀화학 촉매 생산 등에 사용될 정도로 그 용도가 매우 다양하며 수요 또한 급증하고 있습니다. 



특히 국내 유일의 이온교환수지 메이커인 삼양에서 생산, 판매하고 있는 이온교환수지 TRILITE는 40년 이상의 역사를 자랑한답니다. 작년 4월엔 전북 군산자유무역지구에 삼양화인테크놀로지를 준공하여 아시아 최대 규모의 차세대 이온교환수지 생산 공장을 추가로 보유하게 되었습니다.  



삼양화인테크놀로지 군산공장



이제 한국을 넘어 전 세계에 삼양의 이온교환수지가 활용되는 날이 더 가까워진 것 같죠? 물의 순수뿐 아니라 삼양의 순수도 함께 높일 수 있도록 더욱 노력하겠습니다. 삼양의 활약을 기대해주세요. :)



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Posted by Say Samyang
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