[플라스틱 사이언스] 폐플라스틱 재활용의 무한한 가능성을 보여주다
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폐플라스틱 재활용의 무한한 가능성을 보여주다
(주)그린폴 김명기 대표이사
환경 문제가 세계적으로 이슈화되고, 재활용의 중요성이 부각되는 요즘, 폐플라스틱의 재활용의 가치는 어느 정도인지 그 전망과 방향을 ㈜그린폴 김명기 대표이사를 통해 알아보았다. 충남 천안에 위치한 ㈜그린폴은 기능성 플라스틱 소재 개발 전문 업체로, waste PP, PE, PVC등의 원료를 재활용하여 제품 물성에 맞는 compound 개발 및 가공공정에 중점을 두고 있다. 이곳 제품은 자동차 내·외장재, 전기·전자제품, 산업용 팔레트, 파이프, 일반 생활 용기 등 산업 전반에 걸쳐 각종 소재의 원료로 적용되고 있으며, 산학연 과제 개발과 특허화를 통해, 플라스틱 재활용 분야에서 독보적인 기술력을 자랑하고 있다.
플라스틱 컴파운딩은 제품이 요구되는 특성에 맞추어 플라스틱 소재와 유·무기첨가제 및 상용화제 등을 배합하여 원료화하는 기술이다. 국내 플라스틱 컴파운드 소재는 주로 LG, 한화, 롯데, 대림, SK 등 석유화학 대기업이 생산을 하고 있다.
이에 맞서, ㈜그린폴은 폐기물도 자원이 될 수 있다는 판단 하에 2000년에 회사를 설립하고 직접 폐플라스틱을 재활용한 소재를 개발하면서 대기업 컴파운드 소재와는 차별화를 내세웠다.
대전산업대학교(현 한밭대학교)의 조그마한 방에서 시작한 벤처 기업이 현재는 천안에 자체 공장을 설립하고 기업부설연구소를 보유할 만큼 괄목한 성장을 이뤘다.
지속적인 기술 개발과 제품의 균일화, 품질 향상을 향한 끊임없는 노력으로, 2016년 8월에는 이 달의 신기술상 산업통상자원부 장관상을 수상하고, 2016년 10월 코엑스에서 열린 환경대전에서는 친환경유공자상 환경부장관상을 수상하기도 했다.
2016년 한 해 20억 매출에 15만 불의 수출 성과를 내고 재활용 소재 분야에서 당당히 선두 기업으로 자리매김한 그 비결은 무엇인지 김명기 대표와 일문일답을 나눠보았다.
Q. 회사 설립 이전부터 대표님은 플라스틱 재활용 분야에 있어 국내에서 손꼽히는 전문가라고 들었습니다.
재활용 소재 연구는 언제부터 시작하셨나요?
A.국내 모 석유화학기업연구소에서 근무 당시 1990년부터 플라스틱 리사이클 연구 업무를 맡았던 게 인연이 되었습니다. “당시 온수 온돌용 파이프인 XL파이프가 재활용이 되지 않아 그냥 폐기 처리되고 있었습니다. 보통 플라스틱에 가교 처리가 되면 재활용을 할 수 없는데 이 XL파이프가 가교 처리가 되어 있어서 재활용이 불가능한 상태였던 것입니다. 그때부터 XL파이프의 재활용을 위한 연구개발을 시작했고, 그 결과 재활용 기술을 성공시키며 1년 만에 특허를 획득하고 국내외 논문으로도 발표하였습니다. 이것이 재활용과의 첫 만남이었습니다.”이후 폐기물이 향후에 경제적인 가치가 있을 것이라는 확신을 가지면서 2000년 2월에 그린폴을 설립하기에 이르렀습니다.
Q. ㈜그린폴에서 주력하고 있는 제품과 특징을 소개해주십시오.
A. 당사 매출액의 90% 이상이 폐플라스틱을 재활용한 수지 원료가 차지하고 있습니다. 자동차와 전자제품의 경우 일정량으로 재활용 수지를 사용해야 수출이 가능하다는 조항이 있습니다. 현재 PP, PE등의 소재가 당사의 주력 제품인데 저희는 폐플라스틱을 단순 용융하여 수지를 생산하는데 그치지 않고, 사용자가 요구하는 제품 물성에 맞추어 제품 레시피를 개발하는데 강점이 있습니다. 또 공정 개선 등을 통하여 lot편차 및 냄새개선, 물성 향상 등을 동시에 추진하고 있습니다. 주로 자동차용 범퍼 및 내외장재용 PP수지가 주력이며, PP/talc등 무기소재와의 컴파운드도 가능한 시스템을 구축하고 있습니다. 또한 이러한 기술을 타 분야에도 접목하여 주변 업종과의 교류도 활발히 추진 중입니다. 건설용으로 사용되는 층간소음방지나 슬라브 용도로도 적용 가능한 소재도 개발하여 생산하고 있습니다.
Q. 최근 자동차 관련 국가 간 환경규제가 강화되면서 부품·소재 등 재활용 기술에 대한 관심도 점차 높아지고 있습니다.
그린폴에서 자동차 폐범퍼에 도포된 페인트를 100% 제거할 수 있는 기술을 개발하고 세계 최초로 상용화에 성공했다고 들었습니다. 이 기술로 지난 8월에는 이달의 산업기술상 장관상을 수상하시기도 하셨는데요. 자세한 설명을 부탁드립니다.
A. 자동차 외장재용인 범퍼 커버는 내부가 열가소성인 폴리프로필렌(PP) 소재이고 외부는 열경화성 소재인 우레탄 소재로 페인트가 도장되었습니다. 이 두 물질은 상호 반대되는 성질을 가지고 있어 동시에 재활용하기가 어려운 상태입니다.
그동안 폐범퍼의 페인트를 제거하려는 기술들이 국내외에서도 많은 시도가 있었습니다. 물리적인 방식(도장을 깎아내는 그라인딩 방식)과 화학적인 방법(용제를 이용한 PP와 우레탄 소재의 분리)이 적용되는데, 2012년 물리적인 방식으로 일본의 닛산 자동차의 리프 전기 자동차 범퍼에 범퍼 재활용 소재가 세계 최초로 적용되었습니다. 그러나 이마저 PP소재의 로스(loss)가 40%로 높아 대중화가 되질 못한 상태입니다.
국내에선 화학적인 방식으로 적용되어 왔지만 도막 제거율이 70-85% 수준에 머물러 저급한 용도로 적용될 수밖에 없었고, 용제 또한 유독물질이어서 인체 유해성 논란 때문에 사용이 어려운 상황이었습니다. 이에 당사는 알칼리 수용성 용액과 첨가제 등을 혼합하는 공정을 통해 폴리프로필렌 PP 수지 범퍼 표면에 남은 페인트를 제거함으로써 범퍼나 머드 가드로 재활용할 수 있는 소재를 개발하기에 이르렀습니다. 무엇보다 이는 기존에 쓰던 유기용제 대신 인체에 무해한 수용성 물질을 사용한 친환경 기술입니다.
이 프로젝트는 대학과 기업의 컨소시엄을 구성하여 정부연구과제로 추진하였는데 결국 100% 가까이 화학적 방법으로 박리할 수 있는 기술을 세계 최초로 성공하여 현재 자동차용 범퍼 및 흙받이, 휠 가드 등에 적용 중입니다. 지난 해 첫 상품 출시 후 자동차 시장의 수요가 점차 커지고 있어 3년 뒤에는 연간 90억 원의 매출이 예상됩니다.
Q. 건설용으로 사용되는 소재 개발로 층간 소음 문제 해결에도 도움이 될 것이라 들었습니다. 이는 어떤 내용입니까?
A. 구조설계 업체의 요구에 따라 당사가 건물의 슬라브 내에 투입되는 플라스틱 형상을 만들어 구조적으로 강도를 만족시킨 제품으로, 층간소음 저감과 공사기간 및 건축비를 10-20% 절감한 중공구조용 슬라브 볼도 개발하여 모 건설사에 납품 중입니다.
본 기술은 무량판 구조의 건축물에 주로 사용되며 친환경소재로서, 화재 시에도 유독가스가 발생되지 않아 향후 건축 기술에 신기원을 가져올 것으로 보고 있습니다.
Q. 다양한 분야에 적용될 수 있도록 자체부설연구소를 갖추고 신기술 개발 연구에 투자를 아끼지 않는다고 들었습니다.
A. 재활용 제품은 무엇보다도 품질향상이 요구되는 분야이고, 지속적인 연구개발만이 생존 경쟁력이라 생각합니다. 당사는 30년 경력의 대표이자 연구소장인 대표를 중심으로 플라스틱 소재분야 경력자 및 연구원들이 모여 기술 개발에 심혈을 기울이고 있습니다.
자체 인력의 한계에 부딪힐 때면 주변의 대학과 연구기관과의 협업도 적극 활용하고 있습니다. 당사는 2000년부터 국책연구소인 화학연구원, 생산기술연구원 등과 공동 연구 및 특허출원, 참여연구를 수행하고 있으며 한밭대, 충남대, 한기대, 호서대, 순천향대. 한남대 등과 가족 회사를 맺고 정기적인 교류와 산학연 과제 수행 등을 통해 기술을 공유하고 있습니다. 공주대 손영곤 교수와 송재경 교수로부터는 기술이전도 여러 건을 받았습니다.
이러한 활발한 연구소 시스템 덕분에 생산 시 공정분석을 통해 사출용 PP수지 경우 lot편차를 5% 이내(MI 기준)로 유지하여 출하할 수 있었고, 연구실에 구축된 시편금형 사출, UTM및 물성분석을 통한 즉각적인 분석 시스템으로 개발 기간을 단축할 수 있었습니다.
Q. 그렇다면 현재 연구소에서 개발 중인 최신 기술에 대해서도 소개해주세요.
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