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[특허&CEO/기획③] 자원순환형 건설자재 산업에 정점을 찍다
산업부산물 재활용하는 친환경 무시멘트 결합재 ‘네오본드’
특허뉴스 이민우 기자 기사입력  2018/05/02 [13:48]


오늘날 우리에게 요구되는 기술을 한마디로 요약한다면 “에너지·환경 분야 등에서 기존 산업과 융·복합이 가능한 새로운 성장동력”이라 정의되는 “친환경 성장기술”이라 할 수 있으며, 이는 시멘트 분야라고 예외가 아니다.
대표적인 굴뚝 산업으로 전 세계 온실가스의 약 7%를 방출하는 시멘트·콘크리트 분야에 대해 친환경 녹색성장이 요구되는 것은 어쩌면 당연한 일이기도 하다.
 
2010년의 통계에 의하면 전 세계 시멘트 총 생산량은 33억톤이었다. 이 중에 18억톤을 중국이, 인도가 2억 2,000만톤, 미국은 6,350만톤, 한국은 전체의 1%정도 생산한다.
문제는 시멘트를 제조할 때는 석회석(탄산칼슘)을 1,450도 정도의 소성 공정을 거쳐야 하므로 화석연료를 대량 소비하게 되고 동시에 상당한 양의 이산화탄소가 발생한다.
결과적으로 1,000kg의 시멘트를 생산하면 900kg의 이산화탄소가 배출되는데, 그 절반은 화석연료가 연소하여 나오는 것이 아니라 석회석이 화학적으로 분해되면서 방출되는 것이다.
 
이런 문제 때문에 최근에 환경 시멘트 또는 그린 시멘트가 개발되고 있지만 이 시멘트 역시 일반 시멘트보다 화석연료 사용이 적고 이산화탄소 발생량도 줄였으나 친환경 녹색동력 산업으로 가는데는 좀더 확연히 차별화된 혁신기술이 요구되고 있다.
이러한 시기 무시멘트 결합재 기술이 친환경 시멘트 시장에 파란을 일으키고 있다.
 
무시멘트 결합재 기술은 석탄 발전소, 제철소, 정유 및 가스 정제 공정에서 발생하는 산업부산물인 플라이애시, 바톰애시, 고로슬래그 및 부생유황 등을 주원료로 품질이 우수하면서도 취급이 안전한 분말형 첨가제를 사용해 대부분의 제품이 상온 및 60~90도에서 성형, 양성된다. 제조과정에서 에너지소비량과 이산화탄소 발생량을 기존 제품 대비 90% 이상 줄일 수 있어 가격이 저렴하면서도 뛰어난 강도발현과 내구성 및 우수한 작업성, 시공성을 구현할 수 있다.
특히 이산화탄소 발생량이 획기적으로 감축되어 건설, 건축시장에서 요구되는 탄소배출권 거래제도의 새로운 대안제품으로 떠오르고 있다.
 
▲     © 특허뉴스

 
무시멘트 결합재 ‘네오본드’, 친환경에 남다른 차별화 선언
 
무시멘트 결합재인 ‘네오본드’의 핵심기술은 일반 시멘트를 전혀 사용하지 않고도 기존보다 뛰어난 성능의 콘크리트 구조물을 생산할 수 있다는 것이다.
이 기술은 (주)하우ECM(대표이사 장하성)가 지난 2009년부터 울산과학기술원(UNIST)과 협력하여 산업부산물을 주원료로 하는 무시멘트 결합재(Neo-bond) 제조기술을 상용화하기 위해 꾸준히 연구, 개발을 지속해 왔으며, 2014년 8월 (주)네오본드 법인설립과 동시에 무시멘트 결합재 관련 기술 2건(고로슬래그를 주원료로 하는 무시멘트 결합재 제조기술, 석산 개발시 발생되는 석분슬러지 고형화 기술)을 (주)하우CEM에 2014년 9월 기술이전을 완료하며 본격적인 생산에 들어갔다.
 
(주)하우ECM의 무시멘트 결합재 네오본드는 화력발전소에서 석탄을 태우고 남은 재인 '플라이 애시'와 제철소에서 발생한 '고로 슬래그'를 85% 이상 사용해 이산화탄소 발생량을 기존 시멘트 대비 15% 이하로 낮췄고, 가격도 일반 시멘트 대비 80% 수준에 불과해 이산화탄소 발생으로 골칫거리가 된 시멘트 시장에 본격적인 친환경 시대로의 진입을 예고하고 있다.
 
장하성 하우ECM 대표는 "친환경은 두 가지 조건을 만족해야 한다. 제품이 친환경이거나, 제품 제조과정이 친환경이어야 한다. 무시멘트 결합재 네오본드는 제품과 제조과정 모두 친환경으로 버려지는 산업 부산물을 이용해 고부가가치 친환경 건설 자재를 만들고 있다."고 말했다.
국내 화력발전소에서 발생하는 플라이 애시도 연 800만톤이지만, 600만톤은 콘트리트 및 시멘트 혼화제 등 저가의 건설재료로 활용되나 나머지 부산물은 매립, 폐기되고 있는 실정에서 이처럼 값어치 없는 부산물을 고부가가치 친환경 건설 자재로 만들 수 있다.
 
특히 두 종류 부산물을 일정한 배합비에 맞춰 화학적 활성화제를 넣고 상온에서 혼합하기만 하면 친환경 시멘트 대체품인 네오본드로 생산된다.
고로슬래그를 주원료로 하는 무시멘트 결합재 네오본드 제조기술은 2015년 4월 미래창조부 산하 실용화 재단 10대 실용화 과제에 선정되었으며, 이를 2015년 12월 기술보증보험 본사로부터 사업화 전략에 대한 컨설팅 지원을 받았다.
 
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무시멘트 결합재 네오본드...일자리 창출 및 수입대체효과 매우 커
 
(주)하우ECM는 산업부산물(제철소 발생 고로슬래그, 석탄발전소에서 나오는 플라이애시와 바톰애시, 석산 개발용 석분슬러지)을 40~90% 주원료로 하는 자원 순환형 무시멘트 결합재 네오본드 제품개발 및 생산기술 보유하고 있다.
 
생산되는 네오본드는 산업부산물을 주원료로 하고 경쟁제품에 비해 제조과정이 상온성형 또는 저온양생으로 에너지 사용량이 40~90% 적게 소모되고, CO2 발생량도 80%이상 저감되는 친환경 중저가 제품이라는 품질과 가격 경쟁력의 확실한 우위를 확보하고 있다.
 
특히 사용되는 제품의 주원료가 모두 불연성과 경량성 및 단열성능이 우수한 친환경 무기소재이며, 이를 통해 만들어진 제품 또한 불연성과 경량성, 단열성 및 작업성이 우수한 친환경 건축 및 건설재료이다.
일반 시멘트로 제작된 콘크리트 구조물보다 무시멘트 결합재로 제작된 콘크리트 구조물은 불연, 단열, 경량 등의 특징이 있다.
 
장하성 하우ECM 대표는 "네오본드에 사용되는 산업 부산물은 이미 1,450℃ 이상 온도에서 연소 후 발생했기 때문에 더는 연소하지 않아 불연의 장점이 있다"라며 "또 미세한 기공들이 있어 단열과 경량 효과를 평균 대비 40% 이상 높였다"고 설명했다.
 
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무시멘트 결합재로 불연 단열재, 경량 칸막이, 층간 소음 방지재, 건축 내·외장재 등 다양한 콘크리트 구조물을 만들 수 있어 무겁고 단열 효과가 작았던 기존 시멘트로 만들지 못한 건축 자재를 생산할 수 있다.
 
또한 건축 및 건설재료 제품 특성상 진출하고자 하는 목표시장의 규모가 매우 크고 빠르게 성장하는 반면에, 자원을 재활용하는 친환경 제품 시장은 아직 확실한 리더가 없는 상태라 (주)하우ECM이 준비중인 제품의 경쟁력이 뛰어나고 건축 및 건설재료 시장에서의 불연성 및 단열기준 강화와 친환경제품이라는 미래지향적인 흐름에도 잘 부합되는 제품으로 2~3년 내에 중견기업으로 성장시 장기적으로는 국내·외 관련 시장에서 미칠 파급효과가 매우 커 괄목할 만한 성장이 기대 되고 있다.
 
무엇보다 무시멘트 결합재 네오본드 사업은 전형적인 고용인력 증대형인 제조업으로 일자리 창출 및 수입대체효과가 매우 크지만, 비교적 설비투자 금액이 적고 현지에서 생산하고 현지에서 소비되는 지역 밀착형 사업으로 육성 가능하다.
 
장 대표는 “국내 일반 시멘트는 톤당 7만5000원 수준으로 가격이 저렴하다. 물류비 부담으로 인해 수입·수출이 어려운 제품이다” 며 “산업 부산물이 발생하는 지역에 무시멘트 결합재 제조 설비를 증설해 고부가가치 건설 자재를 만들어 갈 계획"이라고 포부를 밝혔다.
 
전세계 조달시장에 부는 ‘친환경 훈풍’ … 웰라이트 보드
 
하우ECM에서 개발 출시하는 건축 내장재 웰라이트 보드에는 기존 건축 내장재의 기능 외에도 공기정화기능, 탁월한 불연성능, 우수한 단열성, 차음 및 흡음성, 원적외선 방출 등 남다른 특별함이 숨어있다.
 
하우ECM의 공기정화기능과 단열성능이 우수한 천연석 질감의 불연성 내장마감재 웰라이트 보드는 ▲탁월한 불연성능(1200℃ 12시간이상) ▲인체에 유익한 자연 암석(질석, 펄라이트)만을 사용한 친환경성 ▲우수한 단열성(열전도율 0.02~0.05㎉/mh ℃) ▲차음 및 흡음성(STC 25~30dB / 흡음 NRC 0.8 이상) ▲공기정화 기능 및 원적외선 방출(방사율 0.92, 방사에너지 3.71Ⅹ102 W/m2 ) ▲탈취성(58.3%, 120분) ▲항균성(대장균 99.5%, 녹농균 66.5% - 24시간 세균감소율) ▲우수한 가공 및 시공 성능 ▲반영구적인 내구성 등 한국건설생활환경시험연구원의 시험을 거쳐 놀라운 성적을 증명했다.
이러한 기능을 하는 웰라이트 보드는 회의실, 교실, 강당, 음악실, 사무실, 교회, 식당, 상가 등에 적용이 가능하다.
 
장하성 하우ECM 대표는 “웰라이트 보드에서 방사된 원적외선은 각종 질병의 원인이 되는 세균을 없애는데 도움이 되고 신진대사는 물론 모세혈관을 확장시켜 혈액순환과 세포조직 생성에 도움을 준다. 또 세포를 구성하는 수분과 단백질 분자와 접촉하면서 세포를 1분에 2000번씩 미세한 진동을 일으켜 세포조직을 활성화시키는데 도움을 준다. 이 때문에 원적외선은 세포의 노화방지, 신진대사 촉진(집중력 향상), 인체의 만성피로 등을 예방하고 통증완화, 중금속 제거, 숙면, 탈취, 곰팡이 번식방지, 공기정화 등에 도움을 준다.”고 강조했다.
 
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글로벌 친환경 건축자재 전문기업으로 성장하는 ‘하우ECM’



친환경 건축 자재로 파란을 일으키고 있는 무시멘트 결합재 ‘네오본드’를 개발, 생산하고 있는 울산 향토기업 (주)하우ECM(Eco-friendly Contruction Materials).
회사의 이름에서 나타나듯 친환경 건설 및 건축 재료 연구개발과 생산 전문기업으로 제철소 부산물인 고로슬래그, 석탄발전소 부산물인 플라이애시와 바톰애시, 석산 개발시 발생되는 석분슬러지 및 정유공장과 가스 정제공장의 탈황공정에서 발생하는 부생 유황 등 산업부산물을 주원료로 하는 무시멘트 결합재 기술을 활용해, 에너지 절감과 CO2 저감 효과가 탁월하고 경제성이 뛰어난 새로운 개념의 불연 단열재, 흡음재, 경량골재, 포틀랜드 시멘트 대체재 등 자원순환형 친환경 건설 및 건축자재 제조 전문기업이다.
 
2016년 7월 경북 영천에 있는 동화개발(주)의 건축자재 생산설비 및 사업 인수를 통해 안정적인 생산기반을 확보한 (주)하우ECM은 유니스트, 한국생산기술연구원과 공동으로 무시멘트 결합재를 사용한 다수의 국가연구과제를 진행하고, 불연 내장 마감재(웰라이트 보드)는 물론 벽마감재, 천장재와 흡음재를 조달 등록해 2017년 하반기부터 본격적인 양산화 준비에 들어갔다.
 
2016년 하반기부터 신제품 개발에도 착수해 제철소 부산물인 고로슬래그와 석탄발전소 부산물인 플라이애시를 주원료로 하는 불연성 무기단열재, 인공경량골재, 건축외장재와 바톰애시를 주원료로 하는 공동주택 층간소음 방지보드 등을 한국생산성기술연구소 등과 정부지원 연구과제로 진행하고 있다.
 
2014년 장하성 대표는 (주)네오본드를 설립하여 유니스트와 공동으로 연구, 개발 해왔던 그 간의 무시멘트 결합재 기술을 이전받아 사업화를 시작해 2015년 해당기술이 미래창조부 산하 실용화재단으로부터 10대 미래상용화 유망기술로 선정되고, 2016년 9월 벤처기업 등록, 2016년 미래창조부와 국내 4대 과학기술대학이 공동으로 설립한 (주)미래과학기술지주로부터 투자를 유치받는데 성공했다.
이어 2017년 7월 자원순환형 친환경 건축자재 및 건설재료 연구소를 설립했다.
(주)하우ECM은 최근 사명을 기존 (주)네오본드에서 (주)하우ECM으로 변경하고 본격적인 신제품 출시와 더불어 제품 판매에 박차를 가하고 있다.
2016년 산업통상부, 미래창조과학부, 중소기업청의 지원을 통해 연구과제로 선정되었던 아이템들은 모두 다양한 산업부산물을 기반으로 하는 무시멘트 결합재 기술을 이용하는 것으로 제철소부산물인 고로슬래그를 주 결합재로 사용하여 만드는 상온 경화용 웰라이트보드와 석탄부산물인 플라이애시를 주 결합재로 사용하여 건축용 무기 단열재인 하우인슈, 건축 외장단열마감재인 하우스톤, 지하이중벽용 패널제품인 하우베이스, 불연성과 단열성능이 탁월하면서 경량성, 시공성까지 확보한 벽 칸막이용 복합패널인 하우패널과 바톰애시를 주 결합재로 사용하여 가격이 저렴하고 층간소음방지 성능이 우수한 층간 소음 방지시스템(BAB시스템)을 양산화 할 예정이다.
 
하우이씨엠의 주력 판매제품인 웰라이트 보드는 불연성과 단열성능이 우수하고 공기정화기능이 탁월한 인테리어 마감재로 2017년 1월 벽체용 보드제품의 조달등록을 시작으로 2017년 4월 벽·천장재용 흡음보드를 조달등록하였고, 화장실, 욕실 등 내수성이 강화된 타일 대체용 제품의 조달등록을 추진중에 있다.
 
장하성 대표, 시련은 있어도 실패는 없다
 
장하성 대표는 “ 중소기업 제품 특성상 브랜드 인지도가 낮고 홍보가 부족하여 판매망 형성이 더디게 진행된다” 며 “이에 따른 매출 증가 속도가 예상만큼 빠르지 않아 새로운 제품에 대한 상용화 시기가 늦어지는 악순환이 반복되므로 기술가치를 담보로 하는 시설 및 운전자금의 대출이 무엇보다도 우선적으로 필요하다”고 피력했다.
하우ECM은 산업부산물(고로슬래그, 석탄회 등)을 주원료로 하는 생산제품의 특성상 원재료 발생지 인근에 공장설비를 갖추는 것이 합리적이다. 부피가 큰 건설 및 건축재료 특성상 넓은 공간이 필요하여 신제품 출시에 따른 공장부지 확보가 중요한 난관일 수 있지만 2018년 1월 시행되는 자원순환 기본법에 따라 산업부산물 배출자인 제철소나 석탄발전소와의 협업을 통해 상생하는 방안을 관할 행정기관인 군이나 시단위에서 지역 내 일자리 창출과 연계하여 모색할 필요가 있다.
이러한 산업부산물의 재활용은 산업재편의 큰 원동력이 될 수 있다.
하지만 장대표가 피력한데로 중소기업의 한계인 자금과 낮은 브랜드 인지도가 중소기업의 성장을 막는 걸림돌이 되고 있는 상황에서 장하성 하우ECM 대표는 “수출에 따른 해외 공인인증(UL, CE, FM 등) 획득에 많은 비용과 시간이 소요되고, 해외 시장 개척에 필요한 전시회 참가와 동영상 제작, 샘플북 제작 등 판촉물 제작에도 비용이 지속적으로 소요됨에 따라 중소기업 제품 수출에 대한 기업 맞춤형 지원 프로그램의 확대가 절실하다”며 성장 가능성 있는 중소기업에 힘을 보태줄 것을 강력히 요구했다.
 
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차별화만이 경쟁력, 하우ECM 주목받는데 이유있었다
 
최근 일어난 영국 고층아파트 화재, 의정부 화재참사 등에서 나타난 여론동향과 같이 건축 소방법의 보다 엄격한 기준 제시와 철저한 사후관리가 국내 경쟁력 있는 건축자재의 성장계기를 마련할 수 있다.
현재 시행되고 있는 건축 단열 기준 및 공동주택 층간소음 방치 등도 사람을 우선시하는 새정부의 방향과도 일치하는 새로운 건축법 기준 마련과 시행에 따른 단호한 원칙 준수가 근원적인 성장 동력이 될 것이다.
하우이씨엠 핵심기술인 무시멘트 결합재(네오본드) 기술 경쟁력은 첫째, 무엇보다 산업부산물을 활용하고, 상온 경화되는 공정으로 제품 제조에 따른 에너지비용이 경쟁제품에 비해 약 50%~80% 정도 적게들어 생산성이 매우 높으면서 우수한 가격 경쟁력을 확보하고 있다는 것이다.
둘째, 제품생산 전주기에 따른 CO2 발생량 또한 경쟁제품 대비 40%~90% 감소되어 온실가스 감축에 대비한 확실한 건축 및 건설재료 제품제조 기술이라는 것이다.
마지막으로 하우이씨엠의 대부분 제품이 무기소재를 기반으로 한 친환경물질만을 사용하고 있으며, 최근 건축자재의 세계적인 추세인 에너지 절감(단열성)과 안전(불연성), 인체에 무해한 친환경성을 확보하고 있으며 시공성 또한 매우 우수하기 때문이다.
이러한 하우ECM의 네오본드 기술력은 무엇보다 산업부산물의 재활용으로 환경을 살리는데 한번, 안전한 불연재와 에너지 절감이 되는 단열성과 인체에 무해한 친환경성에서 또 한번 고객만족을 실현하고 있다.
 
전세계적인 온실가스 감축 분위기 형성과 탄소배출권 거래, 국내 자원순환 기본법의 시행 및 보다 강화된 건축자재의 불연기준과 단열기준 등이 (주)하우ECM에게는 눈부신 도약의 계기로 작용할 것 예상되고 있다. 관련 시장의 규모 등을 감안, 적정규모 이상 성장시 이미 연구개발된 신제품의 상용화로 연결되어 매출 증대와 수출이 가속화 되어 자원순환형 친환경 건축 및 건설재료 분야의 글로벌 히든 챔피언으로 성장이 기대되고 있다.

기사입력: 2018/05/02 [13:48]  최종편집: ⓒ 특허뉴스
 
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