[르포]화학적 원료로 플라스틱 무한 재활용…쌀알같은 소재가 화장품 용기로

[울산=이데일리 하지나 기자] “어떤 것이 화학적 재활용 플라스틱 원료를 넣은 것인지 구분이 가시나요?”

테이블에 나란히 올려진 두 개의 플라스틱 병을 아무리 살펴봐도 도저히 육안으로는 어떤 것이 버진(Virgin) 제품인지, 재생 원료로 만든 제품인지 구별할 수 없다.

화학적 재활용으로 플라스틱 무한 재생

지난 22일 방문한 SK케미칼 울산 공장에는 화학적 재활용 원료를 활용한 코폴리에스터 생산이 한창 진행 중이었다.

현재 SK케미칼은 화학적 재활용 원료를 활용해 페트(PET)와 코폴리에스터(Copolyster) 소재를 생산하고 있다. 코폴리에스터는 환경호르몬인 비스페놀A(BPA)가 검출되지 않는데다 열과 습기에 강해 화장품이나 음식포장 용기 등에 사용되는 고부가가치 소재 중 하나이다. SK케미칼은 국내외 화장품 브랜드 코스맥스, 에스티 로더 컴퍼니즈 등에 재활용 코폴리에스터 소재를 공급하고 있다.

물리적 재활용의 경우 재활용이 반복될수록 물성이 떨어지는 반면 화학적 재활용의 경우 무한 반복이 가능하다는 점에서 SK케미칼은 진정한 의미의 순환재활용을 구현하고 있는 셈이다.

좌측부터 석유를 원료로 한 코폴리에스터, 화학적 재활용 원료를 넣은 코폴리에스터, 화학적 재활용 플라스틱 원료(r-BHET)

깔때기 형태의 원료투입구를 통해 하얀색 분말 가루인 r-BHET가 쏟아져 들어갔다. 이는 SK케미칼의 중국 법인 SK산토우가 생산한 화학적 재활용을 거친 재생 플라스틱 원료이다. SK케미칼은 지난해 1300억원을 투자해 중국의 그린소재전문기업 슈에를 인수한 뒤 SK산토우를 설립했다.

박익현 코폴리에스터 생산2팀장은 “해중합 설비를 갖고 있다고 해서 모두 재활용 플라스틱 소재를 생산할 수 있는 것은 아니다”며 “일차적으로 해중합 기술을 통해 순도 높은 재활용 원료를 만들어야 하며 재활용 원료로 고분자로 만드는 중합 과정에서도 세밀한 공정 컨트롤이 필요하다”고 설명했다. 통상 PET는 TPA와 EG로 만들어지는데, 해중합을 거치면서 BHET라는 다른 형태의 모노머로 만들어지기 때문에 이를 잘 결합시키는 것 또한 기술력이 필요하단 설명이다.

코폴리에스터 진입장벽 높아…핵심원료 CHDM 증설

이날 SK케미칼 울산 공장에는 코폴리에스터의 핵심 원재료인 CHDM(사이클로헥산디메탄올) 공장 증설을 위한 설비 보강 작업도 분주하게 이뤄지고 있었다. 지난해 4월 SK케미칼은 CHDM 공장 증설에 559억원을 들여 연내 준공 계획을 세웠다. 이는 신규설비 가동을 시작한 지 1년 만에 추가로 생산 능력을 확대하는 것으로, SK케미칼은 코폴리에스터 시장이 가파르게 성장하면서 선제적인 원료 확보를 위해 투자를 결정한 것으로 보인다.

SK케미칼 코폴리에스터 소재(사진=이데일리 하지나기자)

지난 2000년 SK케미칼은 미국 이스트만(Eastman)에 이어 세계 두 번째로 코폴리에스터 상용화에 성공했다. 박 팀장은 “CHDM을 생산하려면 수소화 공정을 거치는데 수소를 컨트롤하는 부분에서 상당한 기술이 필요하다”며 “중국 업체들이 진출하려고 하지만 품질이 한참 미치지 못한다”고 설명했다.

코폴리에스터 생산이 이뤄지고 있는 공장 내부로 들어섰다. 반응기가 있는 층에 올라가자 사우나에 들어선 것처럼 후끈한 열기가 느껴졌다. 커다란 탱크 형태의 반응기에서는 고온 진공하에서 중합 과정이 이뤄지고 있었다. 이 과정을 거치면 찐득찐득한 액체처럼 만들어지는데 냉각수와 칩커팅 공정을 거치면서 비로소 우리가 흔히 보는 쌀알처럼 작은 알갱이 형태의 플라스틱 소재가 만들어진다. 완성된 제품들은 공기 이송 방식으로 배관을 통해 포장·출하 단계로 넘어가게 된다.

이 모든 공정은 DSC실(제어실)에서 통제가 이뤄진다. 직원들은 20여개가 넘는 컴퓨터 모니터와 CCTV를 통해 전체 공정을 모니터링하면서 쉴 새 없이 무전기를 통해 현장과 소통하고 있었다. 박 팀장은 “석유화학업체의 경우 연속 공정으로 제품을 생산하기 때문에 사전에 생산 계획을 짜고 그에 맞춰 투입 원료를 바꾸고 생산 설비 조건을 조정하는 등 모든 공정을 컨트롤하고 있다”고 설명했다.

포장을 마친 SK케미칼의 코폴리에스터가 해외 수출을 위해 컨테이너박스에 실리고 있다.

SK케미칼의 경우 지난해 1~3분기 매출액 9100억원, 영업이익 690억원을 기록했다. 전년대비 매출액은 6%, 영업이익은 16% 줄었지만 글로벌 경기침체로 전방 산업이 부진한 상황 속에서도 그린케미칼 사업 내 코폴리에스터 사업부의 고부가제품 포트폴리오 전략이 적중하며 나름 실적 방어에 성공했다는 평가다. SK케미칼은 리사이클 솔루션 판매 확대, 3D프린팅 등 신규 용도 개발, 시장 잠재력이 높은 동남아·중남미 시장 개척 등의 전략으로 코폴리에스터 시장을 확대해 나간다는 계획이다.