차량부품

포장 완충재

플라스틱은 인류에게 ‘신(神)이 내린 선물’로 불린다. 단단하면서 가볍고 필요한 형태로 가공하기 쉬운 특성 덕에 산업의 쌀이나 다름 없다. 하지만 전 세계적인 환경문제가 대두되며 유해성 탓에 이를 보완할 새로운 소재의 개발이 당면과제로 떠올랐다. 특히 ‘스티로폼’으로 불리는 폴리스티렌(PS)는 환경오염의 주범으로 더 이상 인류에게 환영받지 못하는 신세가 됐다.

2018년 창업한 케미코(대표 김효식)는 환경오염의 주범인 PS를 대체소재를 생산하는 기술을 보유한 스타트업. 특히, 전 세계에서 유일하게 스티로폼을 대체할 수 있는 3가지 친환경 소재인 폴리락타이드(PLA), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)을 모두 발포 압출할 수 있는 기술을 확보했다.

원재료에 기체를 투입해 발포가 가능한 소재는 이전까지 PS가 유일했다. 하지만 열에 약해 파손되기 쉽고 미세플라스틱이 발생돼 생태계에도 악영향을 미친다. 국제사회가 PS 사용 중단에 뜻을 모으고 있다. 하지만 생산이 용이하고 대체소재가 아직 없어 불가피하게 사용된다.

플라스틱 압축발포는 발포셀의 크기, 형태, 분포, 함량 등을 조절하는 기술로 변수가 많다. 조건의 조절이 어려운 단점도 있다. 그러나 소재의 강도나 경량화, 단열, 방음 등 기능성을 높이는 데 필수적인 공정이다.

지금까지 세계 각국의 플라스틱 생산업체들이 친환경 소재인 PP나 PET의 발포압출에 도전했지만 아직까지 성공한 곳은 없다. 원료 혼합과 기체 투입, 가공 압력 등 모든 조건이 일치돼야 발포가 이뤄지는 까다로운 공정이기 때문. 여기에 원료인 화학물질과 압출 스크류를 다루는 공학부문, 이를 모두 오퍼레이팅 하는 엔지니어링 등 세 분야의 전문기술을 모두 갖추고 있어야 가능하다. 난이도가 높은 기술인데 케미코는 이를 상용화했다.

케미코 김효식 대표는 “국내외 업체들이 PP를 발포해 스티로폼을 대체해야겠다는 생각을 한지는 오래됐다. 하지만 기술·설비를 개발하는데 도전했다가 막대한 개발 비용과 투입 자원을 감당하지 못해 회사를 닫는 사례도 숱하게 봐왔다”며 “우리는 원천 기술을 확보한 상태에서 제품 생산에 필요한 제반투자를 해왔기 때문에 리스크를 최소화할 수 있었다”고 전했다.

이같은 기술력은 최고기술책임자(CTO)인 이응기 이사의 공로가 컸다. LG화학, LG하우시스를 거친 이 이사는 미국·캐나다 등 글로벌 플라스틱 기업 기술 컨설팅을 도맡을 정도로 세계적으로 이름난 화학소재 전문가다. 이 이사는 발포기술은 물론 여기에 필요한 생산설비의 설계까지 완성시키며 케미코의 경쟁력을 세계적 수준으로 끌어올렸다.

김 대표는 케미코의 기술을 적용할 수 있는 사업 분야를 크게 다섯가지로 보고 있다. 코로나19로 수요가 폭증하고 있는 친환경·기능성 식품용기를 비롯해 ▷자동차 경량부품 ▷친환경 PP 부표 ▷고탄성 쿠션재 ▷박스 포장, 완충재 ▷문구, 사인우드락 등이다.

이 중 케미코가 집중하는 시장은 식품용기다. 코로나19로 인해 간편용기 사용량이 2배 이상 늘었다. 수요가 폭발적으로 증가하다보니 용기 생산업체들이 당장은 PS용기 생산에 집중하고 있다. 현 상황이 완화되고 나면 친환경 PP용기에 눈을 돌릴 수 밖에 없을 것으로 김 대표는 보고 있다.

PP용기는 발포 가격면에서 PS에 비해 t당 25만원 가량 저렴하고, 전자레인지에도 사용이 가능하다. 끓는 물에서도 유해물질이 나오지 않고, 재활용면에서도 탁월하다. 때문에 국내 대형 식품기업들에 식품용기를 공급하는 1차 협력사들의 공급 문의가 빗발치고 있다.

양식장 부표와 태양광 패널 부유체도 거대 시장으로 성장할 전망이다. 정부가 2024년까지 모든 부표를 친환경소재로 사용할 것을 의무화하면서 시장 확대에 가속도가 붙을 전망이다. 업계는 국내 관련 시장이 2조5000억원에 달할 것으로 보고 있다. 글로벌 기준으로는 연간 10조원까지 확대된다.

현재 사용 중인 PS부표는 수거대비 재활용 비용이 10%에 불과해 경제성이 크게 떨어진다. 반면 PP로 이뤄진 부표는 재활용 폭이 넓어 생산-수거-재활용으로 이어지는 리사이클 시장도 활성화될 것으로 기대된다.

케미코는 미래 친환경차의 필수요소인 경량화 부품 생산에도 초점을 맞추고 있다. 삼정KPMG 보고서에 따르면 글로벌 차량경량화 소재 시장은 지난해 기준 52조원에 달할 것으로 추산된다.

전기차, 수소차 등 친환경차의 연비개선, 원가절감을 위해선 경량화가 핵심이다. 케미코는 국내 완성차 업체에 부품을 공급하는 업체들과의 R&D 협업을 통해 성능을 개선한 부품을 연구해왔다. 그 결과 조만간 국내에서 생산되는 새로운 친환경차 모델에 케미코의 발포플라스틱 기술이 적용된 부품이 들어간다.

차량 내 공조라인을 구성하는 플라스틱 부품의 경우 발포플라스틱을 사용하면 무게는 70% 가량 줄고, 가격도 3분의 1로 떨어진다. 곰팡이, 결로, 에너지 손실률은 감소하고, 단열, 강도는 향상돼 가량의 성능 강화에도 도움이 된다.

김 대표는 “플라스틱 압축발포 기술은 환경적인 면과 기업의 비용절감은 물론 발포 정도에 따라 사용량을 크게 줄일 수 있어 플라스틱 사용 총량도 함께 줄일 수 있다. 이를 통해 기업의 탄소배출권 비용과 국가 재정에도 큰 효과를 볼 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 

유재훈 기자