영하 170℃ 극저온서도 원래 성능유지 소재 개발
5년간 2천억 수입대체·조선업 경쟁력 강화 기여
‘이달의 과학기술자상’ 2005년 1월 수상자로 선정된 박수진 한국화학연구원 책임연구원은 지금까지 일본 등지에서 전량수입에 의존한 LNG(액화천연가스)운반선용 초저온형 접착·밀폐제를 국산화했다.
이를 통해 국내 조선업계는 기능성 소재 분야에서 향후 5년간 2,000억원 이상의 수입대체 효과를 거둘 수 있을 것으로 평가된다. 국내 조선업은 반도체와 함께 가장 경쟁력 있는 산업분야 중 하나다.
특히 고부가가치 LNG선 제조는 우리나라가 일본이나 중국에 비해 가격과 기술적 면에서 훨씬 앞서 있는 것으로 인정 받고 있다.
삼성중공업·현대중공업·대우조선해양 등 ‘빅3’를 중심으로 세계시장에서 부동의 1위를 차지하고 있는 국내 조선업계의 위치와 천연가스의 사용량 증대에 따라 고부가가치 LNG 필요 선복량은 향후 5년간 200척 이상이 될 것으로 추산된다.
LNG선은 천연가스를 영하 163℃ 상태로 액화시킨 LNG를 가스생산국에서 소비국으로 운반하는 배. 하지만 이처럼 극저온 상태의 LNG가 500℃에 달하는 고열의 기관실 보일러 바로 옆에 있다는 데서 고도의 건조기술이 요구된다.
화물창에 먼지하나 정도의 틈만 생겨도 핵폭탄급의 대형 폭발사고가 일어날 수 있기 때문이다. 척당 가격이 2억달러 이상을 호가하는 고부가가치 상품이다.
문제는 역시 소재다. 박수진 박사가 이번에 개발했고 LNG선에 필수적으로 사용되는 핵심소재 중 하나인 초저온형 접착·밀폐제는 현재까지 유일하게 영국 헌츠맨(Hunc human)사에 의해 개발돼 국내 조선업계는 일본을 통한 전량 수입에 의존하는 형편이었다. 국내 조선업의 활황에도 불구하고 선박의 원가상승 유발 및 원료소재의 안정적 확보라는 측면에서는 문제점을 안고 있던 셈이다.
LNG선 접착·밀폐제는 선박 구조물간의 충전·접착·보냉·밀폐 등 용도로 사용되는 소재. 천연가스의 액화 상태를 유지하고 선박의 안전을 위해서는 상온(25℃)은 물론, 영하 40℃의 저온이나 영하 170℃의 극저온에서도 소재가 원래의 성능을 유지할 수 있어야 한다.
박 박사는 이러한 극한조건에서 접착·밀폐제로서의 기본 물성을 동시에 유지하는 새로운 나노타입의 무기물·에폭시유기물 복합형 접착·밀폐제를 개발함으로써 국내 조선업계 발전에 크게 일조한 셈이다. 이번 제품개발을 위해서는 여러 온도에서 그 내구성을 유지하는 조성물 습득과 함께, 초저온에서 소재의 수축을 최소화할 수 있는 기능성 고분자 수지개발, 그리고 이와 부합하는 새로운 경화제 및 첨가제 개발이 필요했다.
박수진 박사는 지난 2002년 6월부터 안산반월공단에 위치한 ㈜유니테크와 공동으로 산업자원부의 부품소재통합연구단 기술개발 사업이 일환으로 연구개발을 시작했다.
마침내 지난해 12월 국제공인 시험인증 기관인 프랑스 GTT(Gaztransport & Technigaz)사 승인까지 확보했다. 제품의 우수성을 확인하고 판로도 보장 받게 됐다. 시험인증은 영국에 이어 두 번째다. 소재에 대한 내구성 실험은 기계적 강도 및 탄성률과 함께 유리전이온도, 열팽창계수, 연신률 등 까다로운 방법을 거쳤다.
** 대전=최수문기자 chsm@sed.co.kr
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