웰빙시대, 플라스틱 산업도 그린테크놀로지로 변신중
- 초임계 유체를 이용한 무공해 기술 개발 활발 -


친환경 산업에 대한 요구가 나날이 증가하는 요즘, 유해 화학물질을 배출하는 공해 산업으로 인식되어 왔던 플라스틱 산업에서 초임계 유체를 이용한 무공해 기술 개발이 활발히 진행되고 있다.

초임계 유체란 액체 또는 기체 물질의 온도와 압력을 임계값 이상으로 높여 얻어지는 물질로서, 플라스틱을 쉽게 용해시킬 수 있고 기체처럼 자유로운 흐름성을 가지는 성질을 이용하여 플라스틱 산업에서 인체 및 환경에 무해한 용매로 사용된다.

가장 일반적인 방법은 인체 및 환경에 무해한 이산화탄소의 초임계 유체를 용매로 사용하여 플라스틱을 용해시켜 원하는 화학반응 또는 제품으로 성형한 후, 압력 또는 온도를 낮추어 이산화탄소를 원래의 기체상태로 회수하는 방법이다. 이러한 방법에 의해 유해 물질인 유기 용매를 대체하여 인체 및 환경에 무해한 이산화탄소의 초임계 유체를 용매로 사용함으로써 친환경 화학 공정의 개발이 가능하다.

초임계 유체를 이용한 플라스틱 산업 관련 기술은 크게 세 가지로 구분할 수 있다. 첫째는 플라스틱의 합성, 분해 및 고기능화에 필요한 화학반응의 용매로 이용하는 반응 매체 기술이며, 둘째는 폐플라스틱의 재활용, 유해물질 및 이물질의 분리, 플라스틱의 정제 등과 같은 재생 및 분리 기술이고, 셋째는 초미세 발포, 미립자 및 고기능 복합체 제조, 고효율 압·사출 성형 등의 플라스틱 가공 기술이다.

초임계 유체를 이용한 특허출원 동향을 살펴보면, 1995년 이전에는 연간 3~4건으로 미미한 수준이었고, 1996~2001년에는 연간 8~11건 정도였으며, 2002~2004년에는 연간 13~20건으로 증가하는 추세를 보이고 있다. 특히 주목할 점은, 1997년까지는 국내 출원인에 의한 특허출원이 거의 없었으나, 최근 들어 국내 출원인의 특허 출원이 급증하고 있고, 이는 국내 플라스틱 산업계의 환경친화적 기술개발에 대한 관심이 증가하고 있음을 나타내는 것으로 보인다.

기술 분야별로 살펴보면, 1995년 이전에는 초임계 유체를 이용한 플라스틱 물질의 코팅, 분무와 같은 플라스틱의 용도 분야에 관련된 특허 출원이 많았으나, 최근에는 플라스틱 제품의 고기능화 및 재활용에 관련된 중합반응, 분리, 가공 기술 분야에서 특허 출원이 증가하고 있다. 1995년 이후 출원된 특허를 분석해 보면 반응 매체 기술이 33건(35%), 재생/분리 기술이 18건(19%), 가공 기술이 39건(42%)을 나타내고 있다. 특히 초임계 유체를 반응 매체로 이용하여 나노미터 크기의 형상을 가지는 플라스틱 입자를 제조하는 기술, 초임계 유체를 사용하여 폐플라스틱을 분해하거나 이물질로부터 분리하여 재생하는 기술, 인체에 유해한 화학 발포제 대신 초임계 유체를 플라스틱의 용매로 사용하여 기존 제품보다 매우 우수한 강도를 가지는 초미세 발포 플라스틱 제품을 제조하는 기술에 관한 출원이 활발하게 진행되고 있다.

기업의 사회적 의무, 특히 환경보호에 대한 국민적 요구가 증가하고 있는 시대적 흐름에 따라, 플라스틱 산업계에서 일고 있는 초임계 유체를 이용한 무공해 기술 개발은 산업적 측면과 더불어 사회적 측면에서 매우 큰 발전 가능성이 있다. 초임계 유체 기술은 유기 용매와 같은 공해물질을 환경 친화형 용매로 대체하고, 고기능 제품을 창출함으로써 환경보호와 산업발전이라는 두 가지 목표를 달성할 수 있다. 국내 플라스틱 산업계가 지속적인 기술 개발을 통하여 환경 친화적 플라스틱 기술에 있어 세계적으로 앞서 나간다면, 새로운 부가가치 창출 기회를 확보할 수 있을 것으로 보인다.

<첨부>
연도별, 기술분야별 출원 동향이 포함된 보도자료 1부.

* 문의: 화학생명공학심사본부 유기화학심사팀 나수연 사무관, 전화: 042-481-8269