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에스케이케미칼(주), 현대자동차(주)와 공동으로 제26주차 IR52 장영실상 수상

자동차 내장부품용 바이오매스기반 폴리에스터 복합소재 개발 차량내부에는 핸들(스티어링 휠)을 비롯해 다양한 곳에 플라스틱 부품이 들어간다. 하지만 운전자가 방향제나 선크림 등 화학성분 제품을 사용한 뒤 이들 차량부품을 만지면 해당 플라스틱 부품이 화학성분에 의해 부식되고 파손되기도 한다. 지난 6월, 제26주차 iR52 장영실상은 그 같은 현상을 막기 위해 식물성분 기반 플라스틱 제품을 차량부품으로 활용한 사례에 돌아갔다. ▲ 왼쪽부터 현대자동차 김대식 책임연구원, 이한기 연구원, SK케미칼 손동철 수석연구원, 신종욱 수석연구원 SK케미칼과 현대자동차가 공동으로 개발한 ‘자동차 내장부품용 바이오매스기반 폴리에스터 복합소재’는 차량핸들의 베젤(각종 전자제어 버튼)이나 창문 여닫이 스위치, 콘솔 커버 등에 적용된다. 주목되는 건 이 부품소재가 바이오매스(식물·동물·미생물 등 생물 에너지원) 형태로 만들어졌다는 점이다. < 자동차 내장부품용 바이오매스 기반 폴리에스터 복합소재 개요 > 개발팀은 옥수수에서 추출한 알코올 성분을 기존 석유 추출물과 결합해 이번 소재를 만들었다. 기존 석유계 플라스틱은 화학제품이나 극서지, 극한지, 열대우림 같은 환경에서 쉽게 파손될 수 있다. SK케미칼과 현대자동차 공동개발팀은 국내외 유수 화장품업체들과 협업해 화학약품을 일일이 확인한 뒤 이들 제품에 대한 내구성을 최대한 반영했다. 개발팀은 물리적으로도 충격이나 긁힘에 강한 부품을 만들어냈다. 기존 석유계 플라스틱 제품보다 충격강도는 4배가량 우수하고 내열성 또한 25%정도 더 우수하다. 특히 바이오매스 플라스틱을 대량으로 생산할 수 있는 기술까지 갖춰 2015년 12월 K7 차량에 처음 적용했고, 지난해 1월부터 국내외 차량에도 본격 공급하기 시작했다. 지난해 이 부품의 국내외 매출은 500억 원에 달했다. 개발팀은 향후 5년 안에 연간 3만 톤 정도로 추정되는 국내 자동차 내장재용 소재시장의 20%가량을 차지할 것으로 전망하고 있다. 또 기존 석유계 플라스틱과 달리 공정과정에서 이산화탄소 배출량도 줄여 친환경적 제품으로 주목받고 있다. 이 제품을 생산하면 연간 4.85만 톤 수준의 이산화탄소 저감이 예상된다. 손동철 SK케미칼 수석연구원은 “운전자의 손이 자주 접촉되는 부분에 이번 소재를 적용했지만 앞으로는 고기능 부품이나 외장 부품으로도 확대 적용할 계획”이라고 전했다.

이용우 2017-07-18

조석래 전 효성 회장, 건강상 이유로 대표이사직 사임

조현준 회장 경영체제 안정적 구축 판단 조석래 전 효성 회장이 고령과 건강상의 이유로 (주)효성의 대표이사직을 14일 사임했다.조 전 회장은 그간 고령에도 불구하고 효성의 경영안정화를 위해 대표이사로서 책임을 다해 왔으나 회사가 2년 연속 사상 최대실적을 달성하는 등 글로벌 경영의 성과가 나타나고 있는데다 조현준 회장 중심의 경영체제가 안정적으로 구축됐다는 판단 하에 사임하기로 했다. 조 전 회장은 1981년 효성그룹 회장에 취임한 이후 끊임없는 경영혁신과 주력 사업부문의 글로벌화를 이끌어내며 효성을 글로벌 기업으로 성장시켜왔으며, 전국경제인연합회장, 한미재계회의 위원장, 한일경제협회장 등을 역임하며 한국의 대표적인 민간경제 외교관으로서 글로벌 시장에서 한국경제의 위상을 높이는데 힘써왔다.

이용우 2017-07-17

GIST 이재석 교수팀, 전도성 플라스틱 분자배열 성공

용매증기열처리 공정을 통한 배위가교결합 유도… 면심입방 분자결정 형성 GIST(광주과학기술원, 총장 문승현) 신소재공학부 이재석 교수팀이 전도성 플라스틱 소재의 분자배열 제어 및 박막 제조에 성공했다.유비쿼터스 시대에 들어서 각종 첨단소자에 응용되는 플라스틱은 플렉시블(flexible)·웨어러블(wearable)·프린터블(printable) 등의 특성 이외에 전기전도성, 에너지저장 및 광학적 특성 등의 고기능성이 요구되고 있다. 하지만 선형 사슬구조의 거대분자, 즉 고분자로 구성된 플라스틱 내부에는 금속과 세라믹 소재와는 달리 고분자 사슬 얽힘 현상으로 인한 불규칙적인 구조가 존재하며, 이는 각종 소자에 적용 시 결함(defect)으로 작용하여 소자 효율을 극감시키는 단점이 있다.최근 많은 연구기관에서 금속 및 세라믹 소재처럼 규칙적인 구조를 갖는 플라스틱 소재연구가 진행되었지만, 소자제작을 위한 박막 공정과정에서 실타래 같이 얽혀있는 고분자 사슬구조의 규칙적인 정렬, 즉 플라스틱 결정구조를 제어하기가 매우 어렵다. 이에 플라스틱 결정구조에 대한 추가적인 연구가 필요한 상황이다.이재석 교수팀은 간단한 용매증기열처리(solvent-vapor thermal an nealing) 공정으로 전도성 고분자*와 금속이온과의 가교결합을 유도하여 분자스케일*에서 정렬된 플라스틱 박막 제조에 성공하였으며, 이번 성과는 향후 미래 전자, 에너지 및 광학 소자에 활용되는 플라스틱 기반소재의 실용화를 앞당기는데 기여할 것으로 기대된다.* 전도성 고분자(Conducting polymer) : 전기가 통하는 고분자(플라스틱). 다른 소재에 비해 가볍고 유연하며, 제조 및 가공이 용이한 전도성 고분자는 차세대 전자소재로 각광받고 있다.* 분자스케일 : 분자크기 수준. 나노미터 미만, 즉 100억분의 1미터 수준을 의미함.이재석 교수팀은 전도성 플라스틱 소재인 폴리아닐린에 아연(zinc, Zn) 금속이온을 도입하여 플라스틱기반 분자결정 박막 제조법을 개발했으며, 한국기초과학지원연구원의 선도 연구 장비인 초고압전자현미경*으로 분자크기 수준에서 정렬된 플라스틱 결정구조를 분석했다.* 초고압전자현미경 : 가속전압이 1000V 이상인 전자빔을 이용해 물질의 미세구조, 즉 결정 내 원자 혹은 분자 배열(0.12㎚)까지 판별할 수 있는 전자현미경뿐만 아니라 폴리아닐린*과 아연 이온의 혼합물로 100나노미터 두께의 박막을 형성한 후 간단한 용매증기열처리 공정으로 폴리아닐린 구조 내 질소원자(N)와 아연 이온간 배위결합을 유도하였다. 용매증기열처리동안 혼합물 박막 내 아연 이온은 폴리아닐린 고분자 사슬 사이에 위치하면서, 배위결합에 의한 가교구조를 형성시켜 고분자 사슬의 무작위한 운동성을 떨어뜨리고 규칙적인 배열 제어를 유도한다.* 폴리아닐린 : 벤젠에 아민(amine, NH2)이 도입된 아닐린(aniline)이라는 소재를 중합하여, 아닐린 구조가 반복되어 있는 고분자를 말하며, 가공이 용이하고 전기전도성을 갖는 등 많은 장점으로 인해 현재 많은 연구가 진행되고 있다.폴리아닐린-아연 배위결합체의 정밀한 초고압전자현미경 이미징 분석결과 분자스케일에서 규칙적으로 배열된 격자구조가 관찰되었다. 또한 형성된 격자는 금속의 주요결정구조 중 하나인 면심입방구조를 갖는 것으로 확인되었다. 이렇게 형성된 배위결합체의 전기 전도도는 대조군 플라스틱(혼합물 박막) 대비 30배 이상 증가했다.이재석 교수는 “이번 연구는 상용화된 전도성 고분자를 손쉬운 공정을 통해 분자스케일 수준에서 규칙적인 배열성을 제어하고 관찰한 것으로, 본 기술이 향후 전자, 에너지 및 광학 소자 응용에 적용될 수 있는 잠재성을 보여주었다”며, “이러한 분자스케일 결정구조제어 및 분석 연구를 통해 전도성 플라스틱 소재의 특성을 극대화시킬 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.이재석 교수(교신저자)가 주도하고 이홍준 박사과정(제1저자) 및 허상욱, 안민균 학생이 공동으로 수행한 이번 연구는 미래창조과학부 중견연구자지원사업의 지원으로 진행됐으며, 영국왕립화학회가 출판하는 나노기술 분야 권위지인 나노스케일(Nanoscale)에 5월 21일자에 최종 게재됐다.* 논문명 : In situ formation of molecular-scale ordered polyaniline film by zinc coordination

이용우 2017-07-07

4차 산업혁명의 핵심 키워드는? 화학과의 ‘융합’

이용우 2017-07-07

코오롱플라스틱(주), 신규 KOPA® 소재로 미래형 자동차 전장부품에 도전

불요 전자파를 차폐함과 동시에 방열특성을 가지는 나일론 소재 개발 국내 최초로 나일론(polyamide) 소재를 개발하고 지난 30여 년간 다양한 엔지니어링 플라스틱제품을 선보인 코오롱플라스틱(주)이 불요 전자파를 차폐(Electromagnetic interference, 이하 EMI)함과 동시에 방열 특성을 가지는 나일론 소재를 개발하였다. ▲ EMI용 KOPA® 소재(좌) 및 기 소재를 적용한 자동차 전장품 시사출 이미지(우) 이 제품은 최근 미래형 자동차나 전기전자 장치 고성능화에 따른 장비 오작동, 인체에 유해한 전자파 방출에 대한 이슈를 해결하고자 하는 산업동향에 발맞춰 EMI, 열전도 특성을 발현하기 위한 기능성 소재를 나일론에 적용하여 개발된 것으로, 일반적인 나일론수지에서 볼 수 없는 약 -40dB 수준의 우수한 전자파 차폐성능을 나타내고 있다. 또한 엔지니어링 플라스틱 (이하 Enpla)의 열전도도(0.2W/mK 수준)의 10배인 2W/mK급의 방열특성을 가지는 소재다. 특히 전자파 차폐성능에 있어서 저주파수 대역(100MHz 이하)에서의 차폐성능이 일정하게 유지되는 것이 특징이다. 일반적인 EMI용 엔지니어링 플라스틱의 경우 전도성 탄소 충진제를 고체적화한 것으로 전기전도성 및 열전도 특성이 우수하지만 특정 고주파수 대역(2~4 GHz) 만을 차폐하며, 탄소소재의 고체적화에 따른 기계적 특성의 저하 및 제품성형의 불량(미 함침, 취출 시 파손) 등의 단점으로 인해 용도가 제한적이다. 이번에 출시한 EMI용 KOPA®는 Carbon 소재 및 무기물 간의 하이브리드 및 조성비 설계를 통해 기계적 특성, 성형성 향상 전자파 차폐, 방열특성을 모두 발현시키는 장점이 있다. 이러한 특징은 LDC(Low DC/DC converter), 차량용 무선충전장치, Smart Cruise control용 radar 등과 같은 자동차용 전장부품의 하우징에 적용이 가능할 것으로 기대되며, 이를 기반으로 전기전자, 항공, 조선, 군사용 장치 등의 다양한 분야에 용도가 확대될 것으로 판단된다. 이에 더하여 이러한 기반기술을 통해 주파수 대역 및 엔지니어링 플라스틱 종류에 따른 (PA, PBT, POM 등) 제품 포트폴리오 확보/확장을 통해 고객의 니즈에 지속적으로 대응하여 전자파 차폐, 방열 소재 제품관련 Global Major Player로 도약하게 될 것으로 귀추가 주목된다.

이용우 2017-06-21

LG화학, 이집트 최대 해수담수화 설비에 RO필터 단독 공급계약 체결

2018년 해수담수화 부문 글로벌 1위 달성 목표 LG화학이 이집트 최대 규모 해수담수화 프로젝트 수주에 성공하며, 글로벌 수(水)처리시장 공략을 가속화한다.이와 관련 LG화학은 글로벌 수처리 전문기업인 메티토(Metito)社가 이집트 엘갈라라(El Galalah)와 포트 사이드(Port Said)에 건설하는 30만 톤 규모 해수담수화 공장의 RO필터* 단독 공급업체로 선정됐다고 밝혔다. * RO(Reverse Osmosis) 필터 : 역삼투압 필터. 농도 차이가 있는 용액에 높은 압력을 가해 물 분자만 멤브레인(membrane)을 통과시켜 물을 정화하는 수처리 소재. 이는 하루 동안 약 1백만 명에게 담수를 공급할 수 있는 이집트 최대 해수담수화 설비로, LG화학은 올해 하반기부터 고객사에 제품을 공급할 예정이다. ▲ LG화학 이집트 수주 지역 이집트 엘갈라라(El Galalah) 등이 위치한 홍해지역은 전 세계에서 염분의 농도와 수온이 가장 높은 극한의 조건 때문에 최고의 성능을 확보한 제품이 요구되어왔다. 고객사에 따르면, LG화학의 제품이 세계 최고 수준의 염분 제거율(99.85%)과 우수한 에너지절감(설비 내 운전압력을 낮춰 운전비용 등을 절감) 기술 등 주요 성능에서 타 업체를 압도한 것으로 알려졌다. 이러한 기술력을 바탕으로 LG화학은 지난해 중동 오만의 25만 톤 규모 수주에 이어 다시 한 번 대규모 수주에 성공하며, 글로벌 시장을 선도하기 위한 확실한 기반을 구축하게 됐다. ▲ 주요 수주 지역(해수담수화) LG화학은 세계적인 기술력과 수주실적 등을 토대로 중동과 아프리카 등에서 대규모 추가수주를 이어가 2018년 해수담수화 부문 글로벌 1위를 달성할 계획이다. 수(水)처리 전 분야 글로벌 시장 공략 가속화 LG화학은 약 400억 원을 투자해 올해 초 증설을 완료한 청주공장 2호 라인을 통해 산업용 및 가정용 RO필터 시장에도 신규 진출하는 등 수(水)처리 전 분야에서 세계시장 공략에 본격 나서고 있다. 먼저 LG화학은 산업용 RO필터 시장에서 코카콜라(Coca Cola), 파나소닉(Panasonic) 등 세계적인 기업에 제품을 공급하며 글로벌 시장에서의 경쟁력을 강화해왔다. 또 한국전력공사(KEPCO)를 비롯, 사우디 쇼아이바(Shoaiba) 발전소, 브라질 석유회사 페트로브라스(Petrobras) 및 미국 애리조나주 스코트데일(Arizona Scottsdale)市의 폐수 처리장에도 제품을 공급하는 등 국내외 다양한 산업분야로 공급 영역을 확대해 나가고 있다. 이와 함께 LG화학은 최근 중국 상해에서 개최된 아시아 최대 규모 수처리 박람회 ‘아쿠아텍 차이나(Aquatech China 2017)’에서 경쟁사 대비 10% 이상 고(高)유량* 구현이 가능한 세계 최고 수준의 가정용 RO필터 제품을 선보인 바 있다. * 고(高)유량 : 필터에서 생산되는 물(정수된 물, 생산수)의 유량이 높은 것을 의미 LG화학은 세계적인 기술력과 품질을 바탕으로 향후 중국, 인도 등 신규시장 개척에 본격 나설 예정이다. LG화학 정보전자소재사업본부장 정철동 사장은 “미래 인류의 생존을 위한 핵심자원인 수처리 분야에서 지속적인 연구개발을 통해 세계최고 기술력을 확보하는데 성공했다”며, “현재 전 세계 16개국에 구축된 영업 및 기술지원 조직을 바탕으로 전 세계 고객들에게 차별화된 가치를 제공하고, 과감하고 선제적인 투자로 글로벌 시장을 선도해나갈 것”이라고 밝혔다. ▲ 글로벌 수처리 RO필터 시장 전망 한편 전 세계 수처리 RO필터 시장은 지난해 1조 5천억 원에서 2020년 2조원 규모로 연간 4.8% 이상의 고성장이 예상되고 있다.

이용우 2017-06-13

랑세스, 고분자 난연제 공장증설 완료··· 난연제 사업에 박차

HBCD 난연제 전면 사용금지에 따라 지속 가능한 고분자 난연제 수요증대에 대응 기대 랑세스가 미국 엘도라도 아칸소 소재의 ‘에메랄드 이노베이션 3000(Emerald Innovation 3000)’ 난연제 생산설비 증설을 완료하고 난연제 사업 강화에 나선다. ▲ ‘에메랄드 이노베이션 3000(Emerald Innovation 3000)’ 난연제 생산설비 전경 랑세스의 이번 신규설비 증설로 기존 연 1만 톤 규모의 에메랄드 이노베이션 3000 난연제의 생산능력은 약 40% 증가한 1.4만 톤 규모로 확대된다. 에메랄드 이노베이션 3000은 우수한 물성을 지닌 지속 가능한 고분자 난연제로, 2017년 4월 미국계 화학사 켐츄라 인수 완료로 랑세스에 편입됐다. 주로 발포폴리스티렌(EPS) 및 압출발포폴리스티렌(XPS) 단열재에 적용되며, 폴리스티렌 단열재에 적용되던 기존 헥사브로모사이클로도데칸(이하 HBCD) 난연제와 달리 생물학적으로 체내에 잘 흡수되지 않는 친환경 제품이다. HBCD는 유엔 환경프로그램 스톡홀름협약에서 잔류성 유기오염물질로 지정돼 유럽 및 일본에서는 이미 사용이 금지되었고 한국을 비롯한 나머지 국가에서도 점차적으로 사용이 전면 금지됨에 따라 2021년까지 전 세계 시장에서 퇴출을 앞두고 있다. 시장에서는 이미 HBCD 난연제를 대체할 수 있는 보다 지속 가능한 친환경 난연제로의 전환이 빠르게 진행되는 추세다.랑세스 첨가제사업부 글로벌 총괄담당 아노 보르코브스키(Anno Borkowsky)사장은 “이미 전 세계 수요의 약 50%가 에메랄드 이노베이션 3000과 같은 지속 가능한 신기술을 적용하고 있으며, 향후 몇 년간 고분자 난연제에 대한 수요 증대가 지속될 것으로 전망된다”며, “랑세스는 설비증설을 통해 지속 가능한 고품질 난연제의 안정된 공급기반을 확보하고 나아가 인증에 필요한 기술지원 등을 통해 건설업계를 비롯한 시장수요에 적극 대응할 것“이라고 말했다.

이용우 2017-06-13

미쓰이화학, 세계최초로 유연한 고강도 직물 에어리파 개발

독자적인 방적기술로 부드러움과 강도를 동시에 구현한 피부 친화적 부직포 미쓰이화학(사장 겸 최고경영자 : 단노와 쓰토무)이 자사의 독자적인 폴리올레핀 방적(polyolefin spinning)기술을 이용해 세계최초로 유연하면서도 강도가 높은 부직포인 에어리파(AIRYFA™) 개발에 성공했다. 에어리파는 피부에 부드러우며 유연함과 강도를 동시에 보여주는 고기능 부직포이다. 독자적인 폴리올레핀 방적기술을 이용해 이렇듯 높은 수준의 부드러운 느낌과 균질성을 보여주는 중공구조(中空構造)로 된 얇은 직물을 생산함으로써 미쓰이화학은 이제까지의 기술로는 이루어낼 수 없는 부드러움과 강도를 동시에 구현했다. 중공구조의 얇은 직물은 원재료로 쓰이는 플라스틱의 양을 줄여주기 때문에 세계적인 환경문제를 배려한 환경친화적 부직포라 할 수 있다. 에어리파(AIRYFA™)라는 명칭은 바람이 잘 통하는(airy, 매우 가볍고 부드러운) 직물이라는 의미를 나타낸다. 미쓰이화학은 두꺼우면서도 매우 유연한 부직포, 탄력성이 뛰어난 부직포, 그리고 1회용 기저귀를 비롯한 위생용품에 사용되는 새로운 부직포인 에어리파(AIRYFA™) 등 고기능 부직포를 개발해왔으며, 고객의 품질향상 요구를 충족시킬 수 있는 해법을 제시하는 제조업체로서 아시아 지역에서의 선도적 역할을 강화하기 위해 지속적으로 생활의 질(QOL : Quality of Life)을 높이는데 기여하는 한편 새로운 고기능 부직포 개발을 확대해나갈 예정이다.

이용우 2017-06-08