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현재를 대표하는 혁신적인 10가지 소재

2012.06.04






올해로 2회째를 맞고 있는 머터리얼 커넥션(Material ConneXion)의 'MEDIUM Award for Material of the Year'에서 2010년의 소재로 선정한 10가지 소재를 살펴봄으로써 현재를 대표하는 소재 분야의 흐름을 읽도록 한다. 1개의 WINNER와 9개의 HONOURABLE 소재가 선정되었으며 2011년 3월부터 머터리얼 커넥션 뉴욕 본사와 대구 지사에서 동시에 전시를 하고 있다. 작년 한 해 동안 등장한 소재들 가운데 기술적 혁신성, 디자인 및 산업, 사회, 경제 분야에 기여할 잠재력을 평가하여 선정한 것이다. 머터리얼 커넥션의 부사장인 앤드류 덴트박사는 다음과 같이 소감을 전한다. "소재 혁신에 있어 2010년은 지속가능성을 향한 부단한 전진을 보여준 해라 할 수 있다. 기존 소재의 대체물 개발, 기존 아이디어의 보강 및 신기술 수용 등, 험난한 경제 상황 속에서도 단순하고 창의적이며 위력적인 혁신을 향한 전환의 움직임을 보여주었다. 이러한 혁신은 지구에 미치는 환경적 영향을 경감시켜 줄 충분한 가치가 있는 것이다."


MEDIUM AWARDS 올해의 소재 전시 광경_뉴욕(좌), 대구(우) 
 



 

 
 MC # 6739-01
제품명: Carbon Negative Cement
제조업체: Novacem
※이미지출처 : www.novacem.com

 
시멘트 산업의 탄소 배출량 감소에 관한 획기적인 솔루션
시멘트는 단일 소재로는 최대량을 자랑하는 인공 소재이며 전체 탄소발자국 가운데 5%가 시멘트에서 비롯된다는 연구결과가 있는 것과 같이 지속적인 관심의 대상이 되고 있다. 이러한 분위기에서 Carbon Negative Cement는 제조 과정에서 배출되는 탄소 발생량을 혁신적으로 줄여 주는 신기술을 적용하여 혁신성을 인정받았다. 시멘트 배합에 사용되는 탄산칼슘을 규산 마그네슘으로 대체하고 또한 바이오 매스(Bio-mass)연료1)를 사용하는 저온 생산 공정을 이용한 것이다. 기존의 시멘트를 대표하는 제품인 포틀랜드 시멘트와 동일한 성능과 비용절감 효과를 제공하지만 탄소배출은 줄이는 콘크리트에 대한 대안을 만들어 냈다. 1톤의 시멘트2)를 타설할 때 발생하는 이산화탄소의 양은 약 800kg 정도. 그러나 Carbon Negative Cement는 오히려 1톤 당 50kg의 이산화탄소를 흡수한다. 
1) 바이오 매스(Bio-mass)연료: 식물이나 미생물 등을 에너지원으로 이용하는 생물체를 말하며 이것을 열 분해하거나 발효시켜 연료를 만들어 석유의 대체재로 사용.
2) 포틀랜드 시멘트(Potland cement): 오늘날 흔히 시멘트로 불리는 것은 포틀랜드 시멘트다. 포틀랜드 시멘트의 주성분은 석회•실리카•알루미나•산화철 등이다. 이 시멘트는 이것들을 함유한 원료를 적당한 비율로 충분히 혼합하여, 그 일부가 용융•소성(燒成)된 클링커(clinker)에 적당량의 석고를 가하여 분말로 만든 것.


 
 
 
MC #6550-01
제품명: Ad-Air®
제조업체: MicroGreen Polymers Inc.
※이미지출처 : www.microgreeninc.com

 
폴리머의 양을 줄이기 위해 쓸모 없는 CO2를 활용하여 열가소성 폴리머 시트를 만드는 공정
배출된 이산화탄소(CO2)를 폴리머(Polymer) 시트에 주입한 후, 기포의 부피와 밀도를 정밀하게 처리함으로써 폴리머 시트의 밀도를 20%까지 줄이는 한편 두께는 배로 확장시키는 공법이다. 이로 인해 풀리머 내에 미세 다공질의 구조를 형성하지만 폴리머 시트의 강도와 표면의 매끈함은 유지된다. 수요에 따라 소재 사용은 결국 3배만큼 감소되는 효과를 가져 오며 식품, 음료, 전자, 가전의 포장재로 사용되며 운송, 건축 재료로 응용된다.
 

 
 

 
 MC #6556-01
제품명: EcoCradleTM
제조업체: Evocative
※이미지출처 : www.evocativedesign.com

폴리스티렌 폼(polystyrene foam) 포장재를 대체하는 것으로 버섯을 활용하여 재배하는 제품
폴리머를 제조하는 형태가 아니라 천연 자원을 이용하여 재배한다는 새로운 개념의 포장재로 근본적으로 색다른 접근 방식을 선보인 소재이다. 이것은 자연분해성(Biodegradable)이자 퇴비(Compostable)로 사용이 가능한 솔루션으로 제품의 안전 및 보호용 포장재를 목적으로 한다. 농업 폐기물에 곰팡이 균사체, 버섯의 뿌리를 활용하여 만들어지며 살아있는 유기물에 의해 생산된다. 재료 생산은 재료가 어둡고, 물이 없고 석유화학 공정이 아니므로 매우 낮은 에너지 공정을 거친다. 몰드 폼(Molded foam)으로 제작되는 폴리스티렌 대체재이며 포장 재료로 사용하기 위해 설계된다.

 
 MC #5359-08
제품명: Eco-HPL
※이미지출처 : www.advtechnology.com


세계 최초로 페놀포름알데히드 합성수지를 사용하지 않고 만든 고압 라미네이트(합판)
기존의 고압축 라미네이트 보드(HPL; High Pressure Laminate)의 친환경적인 대체재로 포름알데히드와 페놀성분이 검출되지 않으며 수명을 다 하고서도 다시 라미네이트로 재활용 할 수 있다. 이 라미네이트 패널의 중심부는 기존 HPL에 사용되었던 화학펄프의 일종인 크래프트지의 대체재로100% 사탕수수를 사용하였다. 강도는 유지하면서도 가벼워 인테리어, 가구생산 및 운송에서 지속가능성을 현저히 향상시킬 수 있다.

 MC #6560-02
제품명: ECOR™
제조업체: Noble Environmental Technologies Corporation

소의 배설물과 폐기물로 만든 건축용 패널.
소의 배설물을 가공처리 한 섬유질과 사람들이 물건을 사용한 후 버린 폐기물로 만든 경량의 건축패널이다. 가구, 광고 진열대 및 많은 제품과 디자인을 하는데 있어 지속가능한 제품이 될 수 있도록 한다. 제작 시 저(低)에너지공정기술을 활용하여 에너지 효율이 좋으며 벌집구조의 압축몰딩 방식으로 제조한다. 습식가공을 통해 화학적 접착제를 사용하지 않고 섬유질을 강하게 부착한다. 가구, POP 광고진열, 샌드위치 코어나 천장패널, 인테리어용 벽 패널 등에 활용한다.

 
MC #6469-03
제품명: Hyperform®
제조업체: Milliken Chemical
※이미지출처 : www.clearpp.com

더 강하고 가벼우며 보다 더 쉽게 재활용이 가능한 플라스틱 제조를 위한 보강제
폴리에틸렌(PE)과 폴리프로필렌(PP)을 위해 특별히 개발된 하이퍼폼(Hyperform)은 제품의 내구성, 지속가능성 및 성능을 높일 수 있는 잠재력을 제공하는 획기적인 기술이다. 유리섬유나 다른 충전제보다 높은 강도를 유지하며 소량으로 사용해도 우수한 성능을 내는 첨가제이다. Hyperform® 이 소재는 자동차부품의 무게를 감소시키고자 하는 자동차 업체에게 매우 적합하다. 유럽연합은 자동차 제조사들에게 2020년까지 km당 95g을 목표로 향후 수 년 내에 이산화탄소 방출을 급격히 감소시킬 것을 요구하고 있다. 이러한 점에서 탄소배출량을 줄이기 위해 자동차의 무게를 감소하는 노력을 할 것인데 이 보강제를 첨가하면 강성 및 충격강도 사이의 놀라운 균형을 유지하며 종래의 미네랄충전 시스템보다는 최대 15%나 무게를 감소시킨다.

 
 
MC #6469-03
제품명: Hyperform®
제조업체: Milliken Chemical
※이미지출처 :
www.clearpp.com

 
유연하고 투명한 LED간판
기존의 조명 및 간판 업계에서 볼 수 없었던 독특한 효과를 주는 제품이다. 탄소 나노 튜브(CNT;Carbon Nano Tube)기술로 전도성 투명 물질을 분포하여 LED를 심어 전선이 보이지 않는데도 불이 켜지는 신기한 현상을 보여 준다. 이러한 기술적 특징으로 인하여 투명하고 유연한 폴리머 시트와 같은 데 적용하면 투명성과 유연성을 그대로 유지할 수 있는 특징이 있다. 이 제품은 LED의 특성상 낮은 에너지 사용량과 장시간 지속되는 성능상의 이점을 이용하여 간판 및 가전제품 등에 극적인 시각 효과를 줄 수 있다. 특히 이 소재는Material ConneXion대구지사에서 한국에 있는 기술력이 뛰어난 업체를 발굴하여 뉴욕본사에 소재 등록을 하여 인정을 받은 사례로 매우 의미가 크다.

MC #6472-02
제품명: MiraFoil®
제조업체: Henkel
※이미지출처 : www.henkel.com

메탈릭(Metalic)효과를 내면서도 환경적으로 영향을 적게 하는 인쇄 솔루션
복잡하고 치열한 경쟁이 만연한 소비재 시장에서 제품을 차별화하기 위해 예전부터 사용되어 오던 메탈릭효과는 소매용 포장재에서부터 POP디스플레이까지 거의 모든 분야에 활용되고 있다. 이러한 강력한 효과 덕분에 많이 사용하긴 하지만 기존의 제품은 재활용이 불가능하여 환경친화적이지 못하다는 단점이 있다. Foil board laminating와 Hot foil stamping(메탈릭소재의 필름에 열과 압력을 가하여 금속 느낌을 주는 프린팅 기법)을 대체할 수 있는 기법이며 작은 알루미늄 플레이트로 구성된 액상코팅은 플랙소그래픽 인쇄 방식4)을 이용한 후 UV경화 단계를 거치게 된다. 추가적으로 칼라잉크층을 주어 다양한 메탈릭 컬러를 낼 수 있다. 미라호일(Mirafoil)은 VOC-Free(휘발성 유기화합물을 함유하지 않은) 코팅으로 잉크제거 공정을 통해 메탈릭효과 부분이 제거될 수 있으며 재활용이 가능하다.
4) 플렉소그래픽 인쇄(flexographic printing) : 특수인쇄의 한 가지로 플렉소그래픽 잉크(flexographic ink)를 사용하여 고무철판(凸版)으로 가벼운 인쇄압을 가하여 인쇄하는 것. 플렉소그래픽 잉크는 빨리 건조하는 성질이 있어 고속윤전인쇄를 하며, 주로 크래프트지, 골판지, 플라스틱판, 셀로판, 금속박 등에 인쇄함.



MC #6752-01
제품명: PaperLite®
제조업체: Flextrus AB
※이미지출처 : www.flextrus.com

전통적인 플라스틱 식품포장재를 대체할 수 있는 자연분해성 종이
이 소재는 상하기 쉬운 식품 및 산업용 제품을 보호하기 위한 새로운 솔루션이다. 이소시아네이트(isocyanate)5) 또는 솔벤트(용제)를 포함하고 있지 않으며 미국식약청인 FDA (Food and Drug Administration)의 승인을 받은 소재이다. 육류, 치즈와 같은 식품 포장 용기와 전자장치, 잉크카트리지와 같은 포장 용기로 사용 가능하며 내구성이나 강도, 보호재가 필요한 포장재로가 필요한 제품이라면 어느 것이라도 가능하다. 열 성형이 가능한 종이 시트이며 원 소재는FSC(Forest Stewardship Council)에서 보증한 우림(雨林)에서 채취된다. 생분해성 PE나 PET로 밀봉하여 음식 패키지나 다양한 산업제품에 적용 가능하다.
5) 이소시아네이트(isocyanate): 플라스틱이나 접착제에 쓰이는 화합물로 폴리우레탄을 경화하는 역할을 함.



 
MC #6569-01
제품명: Saratech Permasorb Wallpaper®
제조업체: Blücher
※이미지출처 : Material ConneXion Daegu
※이미지출처 : www.bluecher.com

공기를 정화해 주는 벽지
오염된 건물 안에서 공기오염을 순화하는 독창적인 솔루션이다. 내구성이 있는 이 벽지는 PCBs6), PCP7) , 살충제 및 라돈8) 과 같이 벽 표면에 박혀있는 독소를 제거하고, 시간이 지남에 따라 이러한 화학물질들을 안전하게 흡착하는 특징을 가지고 있다. 통기성이 있으며 유리섬유와 폴리에스테르로 구성된 부직포 형태로 부피에 비해 표면적이 매우 넓기 때문에 많은 용량을 흡착할  수 있다. 일반적으로 벽에서 화학 물질이 방출되기 쉬운 오래된 공장 건물의 벽에 사용한다.
6) PCB: 폴리염화 바이페닐(polychlorinated biphenyl), 유기 할로젠화합물. 살충제•공업용에 사용되는 화합물로서 생활환경에 도입되어 주로 간종양을 발생시킴.
7) PCP: 펜시클리딘 (phencyclidine), 버섯에 들어 있는 화낙 알칼로이드로 합성하는 향정신성의약품의 일종.
8) 라돈(Radon): 라듐이 공기 중에 노출되어 발생하는 방사성 가스. 자연상태의 라돈에서 방출되는 방사선은 인체에 영향을 주지 않으나, 라돈이 광산이나 지하같이 밀페된 공간에 축적되어 있을 경우 폐암을 일으킨다는 보고가 있음.
 



 
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해당 정보는 디자인맵 웹진 COMPASS Vol.13의 'CMF lab'에서 살펴보실 수 있습니다.

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Tag: 디자인맵 | designmap.or.kr, 시멘트, 라미네이트, 소재




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