유기 용제에 의존하던 연마 공정에 친환경이라는 새로운 대안을
머리말
이전 포스팅(시리즈 #03 레이저 박리 장비 편)에서는 도장 행거(지그) 박리 공정에서 막대한 신너와 화학 약품을 배제하는 레이저 기술에 대해 전해드렸습니다. 이번 기사에서는 제조 공정 혁신 시리즈의 마지막을 장식할 'SLAC (Solventless Abrasive Coating, 무용제 연마 코팅)' 연마재에 대해 다룹니다.
가스 공급이 끊겨도 IH 분체 도장으로 구워낼 수 있고, 신너를 구하지 못해도 레이저로 박리할 수 있습니다. 그렇다면 '연마(Polishing) 공정'은 어떨까요? 유기 용제(Solvent) 가격이 폭등하고 공급망이 경색되는 국면에서, 연마 공정은 과연 도피처를 가지고 있을까요? 이번에는 이 근본적인 물음에 정면으로 마주해 보겠습니다.
목차
- 연마 공정에서의 '용제(Solvent) 의존'이란 무엇인가?
- 용제(Solvent) 없는 연마를 실현하는 3가지 어프로치
- 각 솔루션의 특장점과 적용 포인트
- '용제 저감'은 단순한 원가 절감 이상의 의미를 갖는다
- 요약: 탈(脫)석유 제조 공정의 완성 (마치며)
1. 연마 공정에서의 '용제(Solvent) 의존'이란 무엇인가?
반도체 웨이퍼의 정밀 폴리싱부터 자동차 바디 연마, 금속 부품의 최종 마감(사상)에 이르기까지, 연마 공정에서 유기 용제(Solvent)의 존재는 너무나도 당연한 것으로 여겨져 왔습니다. 연마 후 세정 공정에서는 유기 용제계 세정제가 대량으로 소비되며, 연마액(슬러리, Slurry)에도 입자를 띄우는 분산매(Dispersion medium)로서 유기 용제가 배합되는 경우가 적지 않습니다.
하지만 냉정하게 생각해 보면, "연마 행위 그 자체에 반드시 유기 용제가 필요한가?"라고 물었을 때 꼭 그렇지 않은 상황도 많습니다. 건식(Dry) 가공이 성립하는 소재나 형상이라면 지립(Abrasive)과 기재만으로도 충분한 경우가 있으며, 슬러리 역시 순수(DI Water) 베이스나 저(低) VOC(휘발성 유기 화합물) 처방으로 대체할 수 있는 영역이 존재합니다.
[ 연마 공정에서 유기 용제가 쓰이는 대표적 사례 ]
- ❌ CMP(화학적 기계적 연마) 슬러리의 분산매 및 화학 첨가제
- ❌ 연마 후 파티클 및 유분 세정 (유기 용제계 탈지제/세정제)
- ❌ 연마 필름 및 연마천 제조 공정 (지립을 붙잡는 바인더 수지 용해)
- ❌ 연마 가공 중의 냉각 및 윤활 (특정 습식 연마)
최근의 글로벌 원유 위기로 인해, 나프타(Naphtha)를 원료로 하는 이러한 유기 용제들의 가격은 일제히 폭등했습니다. 원가 상승을 넘어 아예 조달처 확보 자체가 불가능해지는 극단적인 케이스도 발생하고 있습니다.
이러한 상황 속에서 "연마 공정을 유기 용제로부터 얼마나 멀어지게 할 수 있는가"를 다시 묻는 것은, 단순한 비용 절감(Cost-down)을 넘어선 기업 생존의 의미를 지닙니다.
2. 용제(Solvent) 없는 연마를 실현하는 3가지 어프로치
Mipox가 창업 이래 축적해 온 연마재 개발의 집대성은 결과적으로 '유기 용제에 의존하지 않는 연마'라는 혁신적인 선택지를 탄생시켰습니다. 이는 크게 세 가지 어프로치로 요약할 수 있습니다.
1.무용제 연마재 (SLAC, Solventless Abrasive Coating): 지립을 분체 도장(Powder coating)의 설계 사상으로 필름이나 기재에 고착시키는 신개념 연마재. 제조 공정에서 유기 용제형 바인더(접착제)를 전혀 사용하지 않아 용제 사용량을 '제로(0)'에 가깝게 줄였습니다.
2.저(低) VOC 슬러리 및 세정제: CMP 공정 등에 사용되는 액상 슬러리나 연마 후 세정제 내의 유기 용제 함유량을 극단적으로 낮춘(Low-VOC) 설계로 전환. 궁극적으로는 순수(DIW) 베이스나 수계(Water-based) 처방으로의 이행을 포함합니다.
3건식(Dry) 가공과의 결합 (정밀 연마 필름): 고성능 연마 필름을 활용하면, 화학 약품 없이 건식(Dry) 또는 순수(DIW)만으로도 정밀 가공이 가능한 경우가 많습니다. 냉각과 윤활에 유기 용제를 쓰지 않고도 초정밀 경면 마감을 완수합니다.
이 세 가지는 상호 배타적인 옵션이 아닙니다. 가공 대상의 소재, 용도, 요구 정밀도에 맞춰 융합하여 사용하는 솔루션입니다. "우선 건식 가공부터 테스트해 본다", *"세정제만 저 VOC 제품으로 바꿔본다"*와 같은 단계적인 접근이 가장 현실적인 첫걸음이 될 수 있습니다.
3. 각 솔루션의 특장점과 적용 포인트
무용제 연마재 (SLAC)
분체 코팅(분체 도장)의 친환경 기술을 연마재 제조에 응용하여 탄생한 차세대 솔루션입니다. 지립을 고정하는 바인더에 유기 용제를 일절 사용하지 않기 때문에 제조 과정에서의 VOC 배출이 거의 '제로(0)'입니다. 동시에 뛰어난 내구성과 내화학성을 겸비하고 있어 하이엔드 정밀 연마 용도에서 강력한 성능을 발휘합니다.
저(低) VOC 슬러리 및 세정제
정밀한 화학적 작용이 필수적인 고도 연마(CMP 등)에서는 슬러리 자체가 반드시 필요합니다. 그러나 그 안에 포함된 유기 용제 성분을 저 VOC 제품으로 치환하는 것은 충분히 가능합니다. 이는 갈수록 엄격해지는 글로벌 VOC 환경 규제를 충족하면서, 동시에 원자재 조달 비용을 안정화하는 일석이조의 효과를 거둡니다.
연마 필름 × 건식(Dry) 가공
광섬유 커넥터 단면 연마, 반도체 웨이퍼 백그라인딩(Back-grinding), 하드디스크(HDD) 알루미늄 기판의 사상 등 나노 단위의 정밀도가 요구되는 하이테크 분야에서 이미 '건식(Dry) 또는 순수(DIW) 전용 가공' 실적을 굳건히 쌓아 올렸습니다. 화학물질이 섞인 가공 폐액(Wastewater)의 배출량을 극적으로 줄여준다는 점에서 ESG 경영 관점에서도 매우 높은 평가를 받고 있습니다.
4. '용제 저감'은 단순한 원가 절감 이상의 의미를 갖는다
그동안 제조 현장에서 *"용제 사용을 줄이고 싶다"*는 동기는 주로 '원가 삭감'이나 'VOC 배출 규제 대응' 차원에서만 논의되어 왔습니다. 하지만 강력한 원유 위기를 거치며, 또 다른 치명적인 의미가 선명해졌습니다.
"유기 용제를 줄인다는 것은, 기업 서플라이 체인(Supply chain)의 취약성을 극복하는 행위이다."
지정학적 리스크가 불거져 나프타 기반의 유기 용제 조달이 끊기면, 연마 라인은 즉각 멈춰 섭니다. 하지만 연마 공정의 유기 용제 의존도를 사전에 낮춰두면, "신너나 용제를 구하지 못하더라도 우리 공장의 연마 라인은 계속 돌아간다"는 강력한 무기를 손에 쥐게 됩니다.
도장 공정에서의 'IH 분체 도장 (가스·용제 프리)', 박리 공정에서의 '레이저 장비 (약품·신너 프리)', 그리고 연마 공정에서의 'SLAC 연마재 및 연마 필름 (무용제)' ─ 이 세 가지 혁신의 기둥이 완성될 때, 귀사 제조 라인의 석유 의존도는 구조적으로, 그리고 완벽하게 낮아집니다.
[ 탈(脫) 용제화가 가져다주는 6대 메리트 ]
- 글로벌 유가 변동에 따른 원가 상승 리스크 원천 차단
- 화학 용제 공급망 단절 리스크로부터 양산 라인 보호
- VOC 배출 규제, 소방법(위험물 안전관리법) 대상 제외로 인한 규제 대응 비용 삭감
- 유해 유기 용제 노출로부터 현장 작업자의 건강과 안전 보장
- 유해 폐액 처리 비용 및 산업 폐기물량 획기적 삭감
- 기업의 CO₂ 배출량 삭감 및 ESG(탄소 중립) 목표 달성에 직접적 기여
5. 요약: 탈(脫)석유 제조 공정의 완성 (마치며)
'SLAC 연마재 편'을 통해, 연마 공정 깊숙이 뿌리내린 유기 용제 의존의 구조를 짚어보고, 이를 타파하기 위한 무용제(SLAC) 기술, 저 VOC 슬러리, 건식 연마 솔루션을 소개했습니다.
당장 공장의 모든 라인을 "전면 무용제로 교체"하는 것은 현실적으로 어려울 수 있습니다.
하지만 "우선 세정제만 친환경으로 바꿔보자", *"이 특정 공정 하나만 건식(Dry) 필름으로 테스트해 보자"*라는 작은 시도가, 결국 장기적으로 굳건하고 강인한 팩토리를 구축하는 출발점이 됩니다.
이 시리즈를 통해 전해드린 '석유 의존도를 낮추는 제조 혁신(IH 분체 도장, 레이저 박리, SLAC)'의 3대 솔루션이, 여러분의 제조 현장을 새롭게 탈바꿈시키는 강력한 트리거가 되기를 바랍니다.
[ESG 친환경 공정 전환 및 무용제(SLAC) 연마 솔루션 컨설팅] 갈수록 치솟는 화학 용제 및 신너 처리 비용, 잦은 소방법 규제 점검, 그리고 ESG 경영 지표(탄소 중립) 달성 압박으로 인해 기존의 습식/용제 기반 연마 공정에 한계를 느끼고 계십니까?
일본 Mipox의 독보적인 친환경 나노 코팅 기술이 집약된 무용제(Solventless) 연마 필름과 저 VOC 슬러리 라인업을 한국 시장에 공식 공급하는 대양하이테크가 귀사의 팩토리를 가장 친환경적이고 안전한 공간으로 업그레이드해 드립니다.
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기존 용제 의존 공정에서 친환경 'SLAC 무용제 연마 및 건식 가공'으로 전환했을 때 발생하는 비용, 환경, 안전 측면의 혁신적 변화를 시각적으로 확인해 보십시오.
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