일본의 유니티카주식회사가 바이오매스 유래의 플라스틱인 폴리유산(PLA)을 주성분으로 하는 「테라마크」 수지의 성형속도를 대폭 향상시키는 기술을 개발하였다고 발표하였다.

유니티카는 이 기술을 적용하면, 수지제품의 단위시간당 성형 생산속도를 동사 기존 대비 1.7배가 높일 수 있어서 생산 공정이 효율화되고, 나아가 사출성형의 가공 온도를 낮출 수 있기 때문에 에너지 비용도 삭감할 수 있고, 생산 공정 전체에서의 비용 메리트를 추구할 수 있다고 하였다.

동사는 이번 기술의 개발로 PLA 플라스틱의 생산성 향상과 함께 저비용을 달성, 앞으로 폭넓은 용도로 전개할 것이라고 높은 기대감을 나타냈다.

석유자원을 원료로 한 기존의 플라스틱은 폐기 시에 소각하기 때문에 이산화탄소 등의 지구온난화 가스를 증가시킨다.

유니티카의 「테라마크」

반면에 옥수수 등의 식물자원을 원료로 하는 폴리유산은 다 쓴 후 콤포스트(compost)화되기 때문에 폐기 시에 배출되는 이산화탄소가 카본 뉴트랄(carbon neutral)로, 지구온난화 가스의 증가를 억제하기 때문에 이에 대한 관심이 점차 높아지고 있다.

하지만 가격이 범용수지보다 비싸고, 일상 환경에서 사용하기에는 내열성이 충분하지 않으며, 가공 속도가 매우 느리기 때문에 생산성이 낮는 등 여러가지 문제점을 안고 있다.

이들 문제를 해결하기 위해 유니티카는 결정화 촉진 처방을 더욱 진화시키고, 폴리유산이 결정화할 때에 분자 오더로 폴리머 쇄의 배열을 제어하는 기술을 개발, 「테라마크」가 세계 최고 수준의 가공속도를 달성하게 되었다.

이 기술을 적용하면 금형온도를 80℃로 낮추고, 성형시간을 30초로 할 수 있다.

기존의 PLA는 내열성을 향상시키기 위해 100℃ 또는 그 이상의 온도로 결정화해야만 했기 때문에 성형품을 꺼낼 때 변형이나 뒤틀림이 생기기 쉬워 설계상 큰 제한이 있었다.

이번의 기술 개발로 성형온도를 80℃로 낮추는 것이 가능하여 이들 문제가 해소되고, 가공 시의 소비 에너지의 저감은 물론, 금형 설계의 자유도가 큰폭으로 넓어졌다.

이와 함께 기존에는 금형 온도는 100℃, 성형 사이클은 50초 정도였지만 새 기술을 적용하면 금형 온도 80℃, 성형 사이클이 30초로 단축되었다. 즉, 단위시간당 성형 생산 속도를 동사 기존 대비 1.7배로 높이는 것이 가능하게 되었다.

이러한 설계 자유도의 향상과 함께 성형 사이클, 즉 생산성의 향상으로 인해 성형 비용을 대폭 저감할 수 있다.

동사는 이번 기술의 개발로 내열성, 내구성, 내충격성 등의 특성을 갖춘 폴리유산의 성형 가공성을 대폭 향상하는 것이 가능해졌기 때문에 OA 기기, IT 기기, 전기부품, 자동차 내장부품이나 지금까지 비용으로 인해 사용이 어려웠던 분야 등 폭넓은 분야로의 전개가 진행될 것으로 기대한다고 하였다.

조나리 기자/olivelina@paran.com