옥수수로 플라스틱을 어떻게 만들어요?! 삼양 바이오매스
환경 문제가 커다란 이슈로 떠오르고 있는 요즘, 이목을 집중시키는 만능 소재가 하나 있죠. 바로 옥수수로 만든 생분해성 플라스틱 원료, 이소소르비드인데요. 옥수수로 플라스틱을 만들 수 있다니, 낯설게 느껴질 수도 있겠습니다. 삼양의 바이오매스가 어디까지, 또 어떤 결과를 이뤄냈는지 함께 알아볼까요?
석유화학에서 바이오매스로, 플라스틱의 원료가 바뀐다!
앞으로 석유 화학 물질을 대신해 나갈 이소소르비드(ISB)는 옥수수에서 추출한 전분을 솔비톨로 만든 뒤 반응, 증류, 결정화, 정제, 농축 등 여러 단계의 공정 과정을 거쳐 생산하는 천연 바이오 물질인데요. 삼양이노켐은 국내 최초로 ISB를 생산하여 공급하고 있으며, 제품화 단계에서 다양한 형태의 플라스틱을 제작하길 원하는 기업에게 액체 및 고체(Flake) 형태로 공급이 가능합니다.
ISB (이소소르비드)의 특장점은?
짐작하시겠지만, ISB를 함유한 플라스틱은 석유화학 물질로 만들어지는 기존 플라스틱 대비 자연분해 속도가 빠르고 무독성이라는 친환경적인 특성이 있습니다. 또한, 기존 플라스틱에 비해 우수한 투명도와 표면 경도(표면의 긁힘에 대한 강도) 등 차별화된 장점이 있는데요. 향후 모바일 기기와 TV 등 전자제품의 외장재, 스마트폰의 액정필름, 자동차 대시보드, 식품 용기, 친환경 건축자재 등에 광범위하게 사용할 수 있어, 무궁무진한 활용이 기대되는 소재입니다.
게다가 ISB는 단순히 플라스틱을 만드는 곳에만 쓰이는 것이 아닌, 기존의 석유화학 물질이 들어가는 다양한 제품들인 에폭시, 접착제, 페인트, 코팅제, 폴리우레탄 폼 등에 활용할 수 있기 때문에 국내 화학 산업의 주요 축을 담당할 예정입니다. 삼양그룹은 이미 지난 년도 7월 전 세계 80여 개국, 약 1400여 고객사를 두고 있는 글로벌 에폭시 선도기업 ‘국도화학’과 손잡고, 친환경 에폭시 및 페인트 등을 공동 연구하고 개발하고 있습니다.
▼ 삼양이노켐 - 국도화학, 친환경 바이오소재 공동기술 개발 협력 ▼
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이소소르비드를 통해 만들어진 세 가지 소재 알아보기!
앞서 설명해 드린 것처럼 ISB는 기존 석유화학을 통해 만들어지는 많은 소재와 제품들을 대체할 수 있는데요. 과연 어디까지 대체 사용이 가능한지 알아볼까요?
1. 바이오매스 기반의 폴리카보네이트
본래 폴리카보네이트는 투명성, 내열성 및 기계적 특성이 우수해, 전기·전자 부품과 자동차, 의료기기 등 광범위하게 사용되는 엔지니어링 플라스틱의 일종입니다. 폴리카보네이트는 재활용에 비용이 든다는 점이 있으나, 삼양의 ISB를 활용한 생분해성 폴리카보네이트는 환경오염 등의 단점을 보완하고, 이에 그치는 것이 아니라, 기존 폴리카보네이트 소재 대비 향상된 광학 특성을 바탕으로 보다 우수한 내화학성, 내후성, 경도 및 내스크래치성과 유동 특성으로 가공이 용이하다는 장점까지 끌어낼 예정인데요. 이러한 폴리카보네이트는 팔방미인이라는 별명이 잘 어울릴 정도로, 어떤 용도로든 사용하기 좋은데, 앞으로 판넬/시트, 광학용 필름, 자동차 내/외장재, 그리고 모바일 악세서리까지 다양한 곳에서의 활용이 기대됩니다.
2. 바이오매스 기반의 폴리에스터
한 번쯤 들어봤을 섬유 원단인 폴리에스테르는 폴리에스터라고도 부르는 고분자 소재인데요. 기존의 폴리에스터는 석유 화학 제품으로, 이것을 활용해 만든 섬유가 천연 섬유에 비해 상대적으로 저렴한데다가 잘 구겨지지 않고 대량 생산이 가능하다는 특장점이 있어 우리 생활에서 많이 사용되고 있는 소재입니다.
또한, 폴리에스터는 의류 이외에도 플라스틱병, 필름, 필터 등의 제작에도 활용되어 왔는데요. 이제 석유화학 기반이 아닌 이소소르비드 기반의 폴리에스터를 통해 이러한 제품 생산에 활용될 수 있을 것으로 예상됩니다. 그렇게 만들어진 폴리에스터는 고내열 식품 용기, 화장품 용기, 폴리에스터 엘라스토머(고무와 플라스틱 성질을 모두 가진 고부가가치 합성수지), 생분해성 폴리에스터 제품 등에 사용될 수 있답니다. 기존의 폴리에스터가 가지고 있던 내구성과 가격 면의 장점은 그대로 유지하되, 환경 오염의 걱정까지 막아 주는 바이오-폴리에스터랍니다!
3. 바이오매스 기반의 폴리우레탄
폴리우레탄의 가장 큰 특징은 탄성이 풍부하고 접착성이 커서 접착제, 단열재, 방수재 등 용도가 광범위하다는 것입니다. 반면, 가장 커다란 단점으로는 습기가 많은 환경 등에 장기간 노출될 경우, 물 분자가 작용해 일어나는 반응인 가수분해와 빛에 의한 분해가 일어나기 쉬워 UV 안정제 등 각종 첨가제를 첨가하여 사용해야 한다는 점입니다. 반면, 이소소르비드는 내구성 플라스틱에 사용할 경우에 UV 투과율이 개선되고, 내열성, 내화학성을 향상하는 등 물성을 개선하는 특징이 있으므로 기존 폴리우레탄의 단점을 보완할 수 있답니다.
바이오매스 기반의 폴리올, 이소시아네이트 및 첨가제로 활용이 가능하며, 친환경 폴리우레탄 폼, 열가소성 폴리우레탄, 코팅제, 접착제 등으로 개발할 수 있고, 이소소르비드를 활용한 스페셜티 폴리우레탄의 경우, 자동차, 전기/전자, 산업자재 등 다양한 산업 용도를 기대할 수 있으니 두 마리 토끼를 모두 잡은 셈이네요!
친환경과 삼양, 발맞춰 미래로!
이소소르비드는 새로운 소재라는 개념에 그치지 않고, 바이오 빌딩 블록(building block)을 쌓기 위한, 바이오 기반 산업의 시작점에 있는 원료로 바라볼 수 있는데요. 환경 보호라는 사회적 니즈와 제품의 성능 개선 모두를 확보한 시점에서 이보다 완벽한 스페셜티가 또 있을까요?
삼양은 국내 최초이자 세계에서 두 번째로, 친환경 플라스틱 원료인 이소소르비드 상업화 공장 증설 준공식을 지난해 11월에 진행했는데요. 이번에 준공된 이소소르비드 공장은 약 670억 원을 투자해 지난 2020년 5월 이후 약 1년 4개월에 걸쳐 건설된 것으로, 기존의 석유화학제 플라스틱이 아닌 친환경 바이오플라스틱의 원료를 생산할 수 있는 국내 최초의 시설입니다.
이소소르비드 상업화 공장 준공식에 참여한 삼양홀딩스 김윤 회장은 환영사에서 “이소소르비드를 개발하고 연구해온 과정에서 많은 어려운 일이 있었지만, 친환경 화이트바이오 사업은 반드시 해야 하는 일”이었다며 “바이오매스 기반의 친환경 소재 개발에 이어 대량 생산할 수 있는 공장을 확보하게 되어 기쁘고 영광“이라고 밝혔습니다. 또한, “향후 화이트바이오 시장의 성장에 발맞춰 이소소르비드 공장의 증설을 추진하여 지역경제 활성화와 함께 저탄소 산업 생태계 조성에 기여하겠다”고 덧붙였습니다.
이번에는 친환경 스페셜티 산업의 기반이 되는 바이오매스 기술과 이소소르비드를 알아보는 시간을 가졌는데요! 다소 어려운 이야기였지만, 놀라운 기술력과 행동력으로 ESG 기업 정신을 실천하는 삼양그룹의 진심이 잘 전달되었길 바랍니다! 그럼, 앞으로의 삼양그룹의 행보에 많은 관심 부탁드리면서 주간삼양은 또 돌아옵니다! 😉