(사)한국접착산업협회

- 국내 접착산업계 동향 (2022-04-30) -

1) LG화학, 바이오 네오펜틸글라이콜 수출 개시

2) 울산과기원, 홍합의 접착단백질 모방한 해수전지용 바인더 개발

3) POSTECH 차형준 교수팀, 홍합 수중 접착력 유지 메카니즘 규명

4) 국립산림과학원, 목재제품 이용확대 위한 실내공기질 관리제도 대응 포럼

5) 화승케미칼, 한국화학연구원과 접착제 소재 표준화 및 AI 모델 공동 개발

6) 성균관대 교수팀, 녹차추출물로부터 친환경 고분자 접착제 개발

7) 문화재청, 아교•호분 제법 기술이전사업 추진

8) 조광페인트, 태양광 패널 백시트•편광판용 접착제 해외사업 본격화

9) 화평법에서 제한물질로 지정된 첫 사례-방수 주입제 용도의 아크릴아미드

1) LG화학, 바이오 네오펜틸글라이콜 수출 개시

폐식용유나 팜부산물 활용

LG화학은 여수공장에서 생산하는 네오펜틸글라이콜(NPG)의 수출을 개시했다. 동사의 NPG는 폐식용유나 팜 부산물 등의 바이오소재를 원료로 하여 제조하는 환경배려형의 제품이다. 수요가 많은 유럽시장을 개척하고 글로벌적으로 판로를 확대해 나갈 방침이다. NPG는 자동차나 가전제품 용의 도료 원료 등으로 이용되고 있다, LG화학에 있어서 최초의 수출로 캔이나 코일을 코팅하기 위한 원료로 이태리의 Novaresine에 납품할 예정이다. LG화학에서는 현재 폐식용유나 팜 부산물 등의 바이오 재료를 NPG의 원료로 사용하고 있다. 원료 조달에 있어서는 핀랜드의 네스티와 협력하고 있다. NPG로 ISCC 플러스 인증도 취득했다.

고객의 신뢰를 높이기 위해 원재료의 생산으로부터 제품의 출하에 이르기까지 과정에서 발생하는 모든 환경부하를 평가하는 라이프사이클 어세스먼트(LCA)의 데이터를 써서 제품 마다의 2산화탄소(CO2) 삭감효과를 수치화했다. LG화학의 바이오 NPG는 100% 바이오원료로 할 경우에는 화석원료를 원료로 하는 종래품에 비해 2산화탄소 배출량을 70% 이상 삭감할 수 있다. 평가결과는 한국라이프사이클어세스먼트학회(KSLCA)에 의해 검증을 받는다. (22/1/27)

2) 울산과기원, 홍합의 접착단백질 모방한 해수전지용 바인더 개발

전해질로 해수 이용, 전극성능 4배

울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 이동욱 교수연구팀은 홍합의 수중 접착력을 모방한 해수 전지용 바인더물질을 개발했다. 홍합이 바위 등에 붙을 때 내뿜는 주성분 물질은 접착성 단백질이다. 연구팀은 이 성분물질을 모방해 물속에서도 접착력이 뛰어난 해수 전지의 양극 바인더를 개발하여 전지전극 성능을 크게 개선했다.

해수 전지는 일반 배터리와 달리 유기용매가 아닌 바닷물을 전해질로 사용하는 친환경 에너지 저장장치이다. 해수 전지의 양극은 탄소섬유로 된 집전체와 그 표면에 도포한 촉매로 이루어져 있다. 바인더는 이 촉매와 집전체를 접합하는 물질로 기존의 플로라이드계의 바인더는 물 속에서 접착력이 크게 떨어지는 문제가 있다.

연구팀이 이번 개발한 바인더를 사용한 해수 전지와 기존의 해수 전지와 비교 실험한 결과 과전압이 최대 60% 감소되었고, 충전•방전 시 과전압 차이로 알 수 있는 전극 성능도 4배 향상되었다. 전자현미경 관찰 결과 집전체가 부식되는 현상도 크게 줄었다. 또 바인더가 촉매 탈착을 막는 보호효과도 있다는 것도 밝혀졌다.

이 연구결과는 국제학술지 “재료화학저널A“ 3월 7일자에 게제되었다. (동아일보 3/15)

3) POSTECH 차형준 교수팀, 홍합 수중 접착력 유지 메카니즘 규명

홍합은 물 속 한가운데서도 바위에 단단히 붙는 특성을 유지한다. 이러한 홍합접착단백질을 접착 소재로 활용하려는 연구가 이어지고 있지만, 쉽게 산화되어 바로 접착력이 떨어지기 때문에 홍합의 수중 접착력을 완전히 재현하기는 어려웠다.

POSTECH 화학공학과 차형준 교수 연구팀은 홍합접착단백질이 산화가 일어나는 환경에서도 강한 표면접착력을 유지하는 메카니즘을 밝혔다.

홍합접착단백질은 자연 유래 성분으로 인체에 무해하여 의료용 접착제나 약물 전달체에 사용할 수 있는 새로운 의료 소재로 각광 받고 있다. 그러나 홍합접착단백질은 주요 구성요소인 도파(Dopa)가 쉽게 산화되면서 표면접착력이 약해지는 문제가 있었다.

연구팀은 홍합의 표면단백질들 중 시스테인(Cysteine)을 많이 포함하는 단백질이 산화·환원에 관여한다는 점에 주목하였다. 도파가 산화되면서 표면접착력이 약한 ‘도파퀴논(Dopaquinone)’ 상태로 변했을 때, 시스테인이 포함된 표면단백질 (fp-6) 을 첨가하게 되면 접착력이 보다 강한 델타도파(△Dopa) 상태로 바뀌었다. 도파퀴논의 이성체인 델타도파는 도파와 같이 표면접착력이 매우 강한 상태다. 또한 연구팀은 단백질 속에서 델타도파가 형성되면 도파보다 더 강한 표면접착력을 가질 수 있다는 사실도 확인했다.

이번 연구는 홍합이 산화되기 쉬운 바닷속에서 강하게 달라붙어 있기 위해 표면단백질 fp-6의 이성질화 평형 이동 효과를 이용한다는 사실을 밝힌 최초의 연구다. 이 결과를 기존의 도파 기반 수중접착 소재에 활용하면, 표면접착력을 한층 높일 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구성과는 국제 학술지‘랭뮤어(Langmuir)에 최근호에 게재됐다.(위키 22/4/1)

4) 국립산림과학원, 목재제품 이용확대 위한 실내공기질 관리제도 대응 포럼

한국목재신문은 3월18일 국립산림과학원 산림과학관 국제회의실에서 산•학•연이 모여 “목재제품 이용확대 위한 실내공기질 관리제도 대응 포럼”을 개최하였다. 최근 이슈가 되고 있는 목질 판상제품의 총 휘발성 유기화합물(TVOC) 규제를 주제로 한 이날 포럼에서 발표된 논문과 발표자는 다음과 같다.

• 목질판상제품 산업 현황 및 실내공기질 관련 핵심 이슈(합판보드협회 정하현 상무)

• 목재제품의 폼알데하이드 및 VOC 관련 환경규제 대응 및 연구 방향

(국립산림과학원 박주생 연구관)

• 목재제품 이용확대를 위한 실내공기질 제도의 합리적 개선방안(경북대 박병대 교수)

토론에는 충남대 강석구 교수(좌장), 산림청 목재산업과 김기철 사무관, 연세대 건축과

김수민 교수, 환경산업기술원 이대훈 선임과 한국목재신문 윤형운 발행인이 나섰다.
(한국목재신문 주제발표는 합판보드협회 정하현 상무가 ‘목질판상제품 산업 현황 및 실내공기질 관련 핵심 이슈’를, 국립산림과학원 박주생 연구관이 ‘목재제품의 폼알데하이드 및 VOC 관련 환경규제 대응 및 연구 방향’을, 경북 대학교 박병대 교수가 ‘목재제품 이용확대를 위한 실내공기질 제도의 합리적 개선방안’을 발표했다. 토론 좌장은 충남대 강석구 교수가 토론자는 산림청 목재산업과 김기철 사무관, 연세대학교 건축과 김수민 교수, 환경산업기술원 이대훈 선임과 한국목재 신문 윤형운 발행인이 나섰다. 사회는 서울대 농업생명 공동기기센터의 22.04.01)

국립산림과학원 박현 원장은 인사말을 통해 “이번 목재산업포럼을 통해 정부, 공공기관, 대학, 목재 산업계가 협력해 소비자에게 정확하고 신뢰할 수 있는 정책을 제공하는 좋은 기회다. 지속해서 목재이용확대를 위한 전문가들과 함께 노력해 좋은 결실을 얻을 수 있도록 노력하겠다”고 했다.

5) 화승케미칼, 한국화학연구원과 접착제 소재 표준화 및 AI 모델 공동 개발

화승케미칼은 한국화학연구원과 공동으로 접착제 소재 데이터 표준화 및 인공지능(AI) 모델 개발에 대해 전략적으로 협력하기로 하였다. 화승케미칼에서는 점•접착소재 물성 데이터를 구축하고, 한국화학연구원 화학소재솔루션센터에서는 소재 데이터의 표준화 및 AI모델 개발을 담당하게 된다. 이번 기술협력은 신발 및 산업용 점•접착소재에 관련된 최근 R&D 패러다임인 데이터 기반의 소재정보학(MI)과 인공지능(AI) 기술을 접목해 개발함으로써 기존의 프로세스를 대비하여 획기적인 개선이 가능하다.

연구개발 과정에서 생성되는 소재 데이터를 수집한 후 개발하고자 하는 소재를 인공지능이 시물레이션하는 구조이다. 이로써 원하는 소재 물성의 사전 예측과 소재 적용 제품의 성능 예측이 수월해진다. 나아가 개발 시행착오에 따르는 시간을 단축하고 비용을 절감하는 것은 물론 수요자의 세세한 니즈에 부합하는 커스터마이징 소재 개발이 가능하다.
화승케미칼과 한국화학연구원은 앞으로 약 15개월간의 개발 기간을 거쳐 기술 실용화에 들어가게 된다. 화승케미칼은 현재 신발용 접착제 분야에 있어 OSA(One Side Adhesive)라는 세계적인 기술과 상표권(제40-1706514호)을 보유하고 있고, 관련 제품을 글로벌 메이커에 공급하고 있다.

6) 성균관대 교수팀, 녹차추출물로부터 친환경 고분자 접착제 개발

사람-로봇 인터페이스에 사용 가능한 접착제

성균관대학교 글로벌바이오메디컬공학 신미경 교수와 전자전기공학부 손동희 교수 공동연구팀은 녹차 추출물의 올리고머를 활용해 고밀도 재료의 응집력과 접착력을 동시에 높여 안정적으로 사람-로봇 인터페이스를 연결시킬 수 있는 친환경 고분자 접착제를 개발했다.
기존의 상업용 접착제(예: 시아노아크릴레이트, 에폭시 접착제)는 높은 접착력으로 인해 산업 및 건축 등 많은 분야에서 사용되고 있지만, 수분이 있는 환경에서 접착력이 약하고 한번 떨어지면 접착력을 잃는 기술적 과제가 있고, 생태계와 인체에 유해한 휘발성 유기화합물의 발생과 같은 환경적 문제도 남아 있다. 또 최근 개발된 해양생물에서 얻는 카테콜•갈롤 결합 중합체를 이용한 하이드로젤 기반의 접착제는 변형에 대한 기계적 강도 및 습기•열 같은 외부 영향에 따른 접착강도의 개선이 요구된다.
연구팀이 개발한 접착제는 사람의 움직임을 수중에서도 안정적으로 감지하고, 인체와 생태계에 유해한 휘발성 유기화합물을 전혀 발생시키지 않는 친환경적이다. 이 접착제는 녹차 추출물인 에피갈로카테킨갈레이트(EGCG)의 올리고머와 생체적합성을 갖는 고분자인 폴리에틸렌글라이콜로 구성돼 있다. 두 가지 구성 성분이 수소결합을 통해 물이 상층액으로 빠져나옴으로써 고밀도의 응집력과 높은 접착력을 동시에 발현하는 접착제를 만든다. 이렇게 수중 환경에서도 안정적이고 가역적으로 접착력을 유지해 사람-로봇 인터페이스로써 정확한 신호 전달이 가능하다.
연구팀은 폴리페놀을 선형구조를 가지는 올리고머로 접착제를 제조했을 때, 기존에 가장 많이 사용해왔던 가지형 폴리페놀 탄닌산과 단분자 형태의 EGCG와 카테킨으로 만든 접착제와 비교해 보다 높은 접착력을 가지는 접착제를 만들 수 있다. 또한 다양한 유기, 무기 표면에도 높은 접착력을 나타내고 있다.
이 연구에서 개발한 강력한 수분 접착성을 보유한 접착제는 건조 환경과 수중 환경 모두에서 딱딱한 센서와 유연한 장갑의 기계적 물성을 연결해줄 수 있는 계면소재로, 사람의 움직임에 따르는 기계적 변형을 센서가 안정적으로 감지할 수 있다. 반면 기존의 3M 테이프는 건조 환경과 수중 환경 모두에서, 탄닌산 기반 접착제는 수중 환경에서 센서와 장갑이 분리되어 센서가 변형을 정확히 감지할 수 없었다. 이를 통해 본 연구의 녹차 추출물 기반 접착제가 다양한 환경에서 사람-로봇 인터페이스를 안정적으로 연결할 수 있다는 것을 확인했다.
이 연구는 기초과학연구원, 과학기술정보통신부-한국연구재단 기초연구사업, 범부처 의료기기 연구개발사업 및 4단계 BK 21사업의 지원으로 수행됐다. (뉴시스 2022-01-14)

7) 문화재청, 아교•호분 제법 기술이전사업 추진

문화재청은 우리나라 전통재료가 문화재 수리시장에서 활성화될 수 있도록, 2022년부터 8억원 규모의 전통재료 생산기반시설 지원 사업을 새롭게 추진한다. 이 지원 사업은 개인사업자 또는 지방자치단체를 대상으로 전통재료 생산에 직간접적으로 필요한 시설과 장비 등을 구입할 수 있도록 국비를 최대 4억 원까지(개인사업자는 2억 원) 지원하는 사업이다. 자세한 내용은 문화재청 누리집(www.cha.go.kr)을 통해 확인할 수 있다.
대상이 되는 전통재료에는 자연재료로 초가이엉, 너와, 구들장, 청석, 새끼줄, 동아줄 등이고, 가공재료로 문화재수리용 철물, 한지, 옻, 전통한식기와 전돌, 천연 석채(石彩)·토채(土彩) 등 전통안료, 아교•어교 등 전통 접착제 등이 있다.

문화재청은 앞으로도 아교•호분 등의 전통단청 재료뿐 만 아니라, 문화재 수리를 위한 다양한 재료에 대해 기술 개발과 품질기준, 시공법 등을 여러 연구기관과 지속적으로 협업하여, 문화재 수리시장에서 전통기술이 활성화되는 기반을 마련해 나갈 방침이다.

8) 조광페인트, 태양광 패널 백시트•편광판용 접착제 해외사업 본격화

조광페인트는 태양광 패널의 백시트 용 접착제와 디스플레이 편광판 용 접착제 등 첨단산업에 사용하는 접착제를 개발하여 본격적인 시장 공략에 나선다.
태양광 산업의 대표적인 사업의 하나인 태양전지의 백시트는 태양광 패널 후면을 덮는 얇은 다중 플래스틱 필름으로, 이 필름 사이사이에 접착제를 도포하여 적층한다. 백시트용 접착제는 10여년 전 만 해도 일본산 위주로 우리나라 시장이 형성되어 있었으나 국내 업체들의 연구개발로 국산화에 성공했다.
동사는 또한 디스플레이의 편광판 용 접착제도 생산하고 있다. 편광판은 QLED, OLED 디스플레이에 모두에 사용되는 핵심 부품으로, 여러 층의 필름을 적층하여 만들어진다. 동사는 여기에 사용되는 고투명성 층간 접착제 뿐 만 아니라 기반 필름 연신에 사용되는 수성 폴리우레탄 디스퍼전(PUD)를 개발했다. 특히 층간 접착제는 자외선 경화형으로 기존 수성 접착제에 비해 생산효율과 기능성이 뛰어난 것으로 평가되고 있다. 최근 세계의 디스플레이 메이커가 중국으로 집중하는 추세에 따라 디스플레이용의 소재에 대한 투자와 수요가 늘어나고 있다.

동사는 또한 전기차 배터리용 방열접착제 사업을 추진한다. 자체 개발한 방열 접착제가 수요처인 SK이노베이션이 시행한 파일럿 테스트에서 긍정적인 평가를 받았다고 한다. 방열 접착제는 2차전지를 만드는 데 필수적인 소재로 배터리 셀을 차체에 고정하는 동시에 셀에서 발생하는 고열을 외부로 방출하게 해준다. 최근 조달한 자금을 활용하여 SK이노베이션 배터리 공장이 위치한 미국과 헝가리에 방열 접착제 공장을 설립할 계획이다. 공장 설립은 방열 접착제를 생산하는 조광페인트 자회사 CK이엠솔루션이 맡는다.[서울경제 22 1/19]

9) 화평법에서 제한물질로 지정된 첫 사례

방수 주입제 용도의 아크릴아미드

방수 주입제(크라우트) 용도로 쓰이는 아크릴아미드를 해당 용도로 사용하지 못하도록 제한물질로 신규 지정하고, 페인트 내 중금속 함량을 강화하는 내용으로 2021년 12월 29일 제한물질·금지물질의 지정(환경부 고시)을 개정·고시했다. 이번 아크릴아미드의 제한물질 지정은 '화학물질의 등록 및 평가 등에 관한 법률(이하 화평법)'에 따라 유해성심사와 위해성평가를 거쳐 제한물질로 지정된 첫 사례다.
아크릴아미드는 '화평법'에 따라 지난 2018년에 등록되었고, 그간 국립환경과학원은 등록자료를 토대로 유해성심사와 위해성평가를 실시했다.
아크릴아미드는 고분자화합물 합성용으로 가장 많이 사용되고, 그 밖에 방수 주입제 외에 접착제, 점도조정제 등으로도 사용되는 물질로 발암성, 반복노출독성 등의 유해성이 있어 유독물질로 관리된다.
국립환경과학원에서 아크릴아미드를 취급용도에 따른 위해성을 평가한 결과, 아크릴아미드가 함유된 방수 주입제(그라우트) 제품을 사용할 경우 신경독성으로 인한 위해 우려 가능성이 큰 것으로 확인됐다. 유럽연합에서도 아크릴아미드가 혼합된 제품을 취급하는 작업자에게 미치는 영향 때문에 2012년부터 해당 용도로 취급이 금지됐다.
이번 개정으로 아크릴아미드 및 이를 0.1% 이상 함유한 혼합물은 오는 2023년 7월 1일부터 '방수 주입제(그라우트)'용도로는 제조와 수입이 금지된다. 다만 판매, 보관·저장, 운반 및 사용은 2024년 1월 1일부터 금지된다.