HYOSUNG

무(無)에서 유(有)를 창조해 낸다는 게 얼마나 힘든 일인지... 창작의 고통은 작가만 겪는 일이 아닙니다. 화학 분야에서도 기존에 없던 물질이 나오기도 합니다. 바로 혜성처럼 등장한 세상에 없던 전혀 새로운 물질, 폴리케톤(Polyketone) 이야기입니다.

지금까지 존재하지 않았던 우수한 물성 덕분에 미래 산업의 핵심 소재로 주목받는 폴리케톤은 효성이 세계 최초로 개발한 친환경 고분자 신소재입니다. 폴리케톤이란 단어가 조금 생소하고 낯설게 다가오겠지만, 이는 대부분의 일반인들은 처음 들어보는 용어이기 때문입니다. 알고 보면 장난감, 식판, 자동차, 전자부품등 일상 생활에서 항상 접하고 있는 많은 제품들이 폴리케톤을 사용해 만들어지고 있답니다.

인체에 무해한 소재임을 세계적으로 인정받고 온실가스인 일산화탄소를 주원료로 사용하는 폴리케톤은 특히 환경을 중요시하는 기업과 브랜드의 마음을 사로잡고 있는데요, 나일론의 탄생 이후 전 세계가 주목하는 새로운 물질인 폴리케톤의 탄생 스토리를 들어보실까요?

그 누구도 성공하지 못했던 꿈의 플라스틱

대한민국이 개발한 세계 유일의 핵심 원천소재인 폴리케톤은 꿈의 플라스틱으로 이미 1980년부터 미국과 일본 등 선진국에서 개발을 추진해 왔지만 상업화까지 도달하지 못한 소재였습니다. 그러나 신기술과 신소재를 개발해 인류의 보다 나은 생활을 선도하겠다는 신념 하나로 효성 경영진은 폴리케톤 관련 기술과 논문에 대한 심층적인 검토를 진행했습니다. 그리고 연구원들에게 세상에 없던 새로운 소재를 만들어보라고 격려했습니다.

미래 신소재 개발을 위해 효성화학 연구팀은 다양하게 연구 환경을 바꿔가며 폴리케톤 개발에 매진했습니다. 작업 온도를 높이거나 낮추고, 다양한 촉매제를 사용해 보는 등 여러 시도를 해 보았습니다. 하지만 폴리케톤이라는 신소재 개발로 가는 여정은 쉽지 않았습니다. 성공으로의 길이 요원하고, 그 끝이 없어 보였습니다. 연구를 시작한 2004년부터 무려 10년 동안 500억 원의 연구개발비가 투입되었고, 무수히 많은 실험과 개발이 진행되었으니까요.

생각한 만큼의 결과가 나오지 않자. 당시 효성 연구직원들은 애가 타는 마음에 폴리케톤의 성공적인 개발을 기원하며 설비 기계 앞에서 고사를 지내기도 했습니다.

새로운 소재를 개발해 회사와 국가의 성장에 도움이 되려는 경영진과 직원들의 마음이 하늘에 닿았던 것일까요, 2013년 11월, 효성화학은 세상에 없던 새로운 물질인 폴리케톤을 개발했습니다.

폴리케톤 개발의 기쁨도 잠시, 효성 직원들은 새로운 폴리머(Polymer)인 폴리케톤의 제품 검증을 위해 많은 시간을 쏟았습니다. 또한 폴리케톤의 신속한 시장 진입 및 안착을 목표로 폴리케톤이 적용가능한 제품군과 용도, 그리고 고객들의 요구사항 등에 대한 철저한 시장 분석을 진행하였는데요, 이는 폴리케톤이 엔지니어링플라스틱 시장에 성공적으로 안착하는 기반이 되었습니다.

그리고 2015년, 연 5만톤의 생산이 가능한 공장을 건설하며 효성의 폴리케톤 브랜드인 포케톤(POKETONE™)을 상용화하며 엔지니어링 플라스틱의 새로운 패러다임을 열었습니다.

친환경 엔지니어링플라스틱, 효성 포케톤

대기오염의 주범인 일산화탄소(CO)와 석유화학 원료인 올레핀(에틸렌, 프로필렌)을 원료로 만들어지는 폴리케톤은 제조과정에서의 이산화탄소(CO₂) 발생 역시 적은 친환경 엔지니어링 플라스틱입니다. 친환경 고분자 신소재 폴리케톤은 기존의 엔지니어링플라스틱 소재보다 우수한 물성과 경쟁력을 바탕으로 전세계 부품산업을 주도할 핵심소재로 주목받고 있는데요, 탁월한 내충격성, 내마모성, 내화학성, 내연료성, 인체 무해성 등의 뛰어난 특징을 가지고 있기 때문입니다.

효성의 폴리케톤 브랜드인 포케톤은 만들면 만들수록 유해 가스인 일산화탄소가 소모된다는 장점을 가지고 있는데요, 뛰어난 물성과 더불어 생산과정에서 환경을 보호하는 제품 특징 덕분에 전세계 부품산업을 주도할 핵심소재로 떠오르고 있습니다.

강하면서도 안전한 소재로 일상 속 어디에나 적용

그 어떤 소재보다 마모 성능이 좋고 스크래치에 강한 폴리케톤은 유해물질이 전혀 들어 있지 않으며 어린 아이들이 사용하기에도 안전한, 인체에 무해한 소재입니다. 유럽 의회에서 지정한 고위험성 우려물질(SVHC) 224종에 대해 모두 통과(Pass)를 받았고 프탈레이트, 포름알데하이드 등 유해물질(VOC)에 대해서도 안전하다는(Free) 판정이 내려졌기 때문입니다.

또한 정수기나 식품용 컨베이어 부품, 의료용 부품과 렌즈몰드 등 식품•수도와 인체의 접촉은 물론 의료부문까지 인증을 받아 그 어느 소재보다 더 안심하고 사용할 수 있습니다. 어린아이들의 경우 종종 탐색을 위해 주변 물건을 입 안에 넣기도 하는데요, 폴리케톤으로 만든 장난감과 식판이라면 부모들이 안심하고 사용 가능합니다.

차세대 엔지니어링플라스틱의 미래를 열다

효성의 폴리케톤은 나일론과 비교해 충격 강도는 2.3배 이상, 내화학성은 30% 이상 우수하며 내마모성 또한 폴리아세탈(POM) 대비 14배 이상으로 높아, 오래도록 튼튼하게 사용할 수 있어야 하는 친환경 자동차와 산업용 신소재로 주목받고 있습니다. 특히 연료 라인, 내외장재, 전기전자 부품 및 다양한 자동차 부품 등 소재 특수성이 필요한 분야에 적용 가능합니다.

폴리케톤과 같은 엔지니어링플라스틱은 범용플라스틱과 달리 고객의 요구사항에 맞춰 제품을 까다롭게 커스터마이즈 해야 하는 사업입니다. 고객이 원하는 제품을 만들어 적용해 내기까지 적게는 1년, 길게는 2~3년의 시간이 걸리는 세심한 작업이 필요하지요. 그렇기 때문에 제품의 기술적인 특성을 파악하고 자사 제품(resin) 및 고객의 어플리케이션(Application)에 대한 기술적인 요구 사항을 이해하며 고객의 요청 사항에 대응할 수 있는 솔루션 프로바이더(Solution Provider)의 역할이 중요합니다.

세계 최초로 폴리케톤을 개발해 그 누구보다 폴리케톤을 잘 이해하고 파악하고 있는 효성화학은 고객이 원하는 물성의 제품을 섬세하게 맞춰 제조할 수 있는 기술과 제품 라인업을 갖춘 최고의 솔루션 제공 업체입니다.

효성 포케톤과 함께 열어가는 그린 미래

폴리케톤을 포함한 전세계 엔지니어링플라스틱 시장은 2016년 662억 달러 규모에서 연평균 7.2% 씩 상승하여 2026년에는 1,328억 달러에 이를 것으로 전망되고 있습니다. 전세계 폴리케톤 판매규모 역시 2016년 912톤, 2020년 8,542톤, 2021년 18,220 톤으로 가파르게 증가하고 있습니다.

특히 반복적인 변형에도 잘 견디며 질기고 강한 특성을 가지고 있고 탄성과 복원력이 뛰어난 폴리케톤은 우수한 충격 강도와 기계적 강도에 내마모성, 내화학성 역시 뛰어난 신소재로, 기존에 나온 수많은 엔지니어링플라스틱을 대신하는 강력한 대체재로 주목받고 있습니다.

더 많은 사용처를 확장해 나가는 엔지니어링플라스틱 시장에서 효성의 포케톤은 단연 두각을 선보이고 있는데요, 효성화학은 폴리케톤의 생산 및 도입에만 만족하지 않고 환경까지 염두에 둔 생산 방식을 고민하고 있습니다. 바로 발전소에서 배출하는 이산화탄소를 포집해 만든 친환경 일산화탄소를 원료로 활용해 폴리케톤을 생산하는, 지속가능성을 추구하는 친환경 기술까지 검토 중입니다.

환경을 오염시키는 요인을 원재료로 사용하고, 자원을 재활용하는 친환경적인 방식으로의 전환을 준비중인 효성 폴리케톤, 인류의 보다 나은 삶을 위해 세계 최초로 효성화학이 독자 개발한 폴리케톤은 글로벌 엔지니어링플라스틱 시장의 선두주자로 거듭 날 것입니다.