EVA

EVA(Ethylene-vinyl acetate)는 에틸렌초산비닐 공중합체로 에틸렌과 초산 비닐 모노머를 공중합 시켜 얻어지는 중합체이다.

개요

EVA는 에틸렌과 초산 비닐 모노머를 공중합시켜 얻어지는 중합체이다. 초산 비닐의 함유량이 증가함에 따라 밀도가 증가하지만 한편 결정화도는 저하하여 유연성은 늘어난다. EVA는 1960년 미국의 듀폰(Dupont)사에서 엘박스라는 상품명으로 생산된 것이 그 시초라고 알려져 있다. EVA는 중합도와 초산비닐 함량에 따라 물질의 성질이 달라진다. EVA는 분자량이 커질수록 강인성과 가소성, 내충격성이 향상되지만, 성형성이나 표면 광택은 현저하게 떨어진다. 초산비닐 함량이 적은 EVA는 필름이나 라미네이트, 발포제품, 중포장용, 부대 등으로 사용되며, 초산비닐 함량이 높을수록 밀도와 고무 탄성, 유연성이 높아지면서 가격도 높아지고 높은 기술력이 필요하게 된다. 이런 제품들은 주로 코팅, 태양전지의 시트 제작용, 핫 멜트형 접착제로 사용된다.

특성

EVA는 비닐 아세테이트 함량에 따라 밀도와 유연성이 향상하는 특징을 가지고 있어 다양한 물성의 제품 제작이 가능하다. EVA는 아세트산비닐(VA) 함량 22%부터 고함량 아세트산비닐 제품으로 분류된다. 이때 EVA를 활용한 제품 제작 과정에서 고체에 열을 가했을 때 액체로 되지 않아 미용융된 젤은 불량을 발생시킨다. EVA는 타 계열의 석유화학 제품보다 투명성과 접착력이 크고 탄성과 저온열 복합성이 우수하다는 특성이 있다.

활용

핫멜트 접착제

핫멜트 접착제는 물이나 용제를 쓰지 않고 상온에서 열을 이용해 고체상의 물질을 액상으로 만들어 사용하는 열용융형 접착제를 뜻한다. 액상으로 녹은 상태에서 피착제에 도포된 뒤 빠르게 굳으면서 접착력을 발휘한다. 이 때문에 다른 제품에 비해 건조 과정이 필요 없어 접착 속도가 빠른 특징을 가진다. EVA는 가장 일반적으로 많이 쓰이는 핫멜트 접착제이다. EVA 접착제는 탄성이 뛰어나고 저온에서도 유연성을 지니고 있어 누구나 쉽게 활용할 수 있다. 글루건을 이용한 게 바로 EVA 접착제이다. EVA 접착제는 중합도와 초산비닐 함유량에 따라 성질이 달라진다. 초산비닐 함량이 높을수록 탄성과 유연성이 좋아지면서 높은 기술력이 요구된다. 초산비닐 함량이 22~40%의 고함량 제품은 주로 태양전지의 시트 제작용, 포장 및 목공용 접착제의 원료로 사용된다. 저함량 EVA 제품은 함량이 3~20%로, 필름이나 스펀지, 신발 밑창, 장난감 소재로 많이 쓰인다. EVA는 피부에 닿아도 해가 없는 친환경 소재이며, 인체에 유해한 용제 없이 접착된다. 이런 방식으로 EVA는 친환경 접착제로 널리 활용되고 있다. 특히 유해물질이 발생하지 않고 무독성을 자랑해 실내 인테리어 건축자재 및 포장재 분야에서 주목받고 있다.

태양광 봉지재

태양광 봉지재는 태양광 셀을 습기 및 먼지 등으로부터 차단시키는 셀 보호 기능뿐 아니라 셀과 유리, 백시트의 접착을 돕는 역할을 한다. 이 태양광 발전에도 EVA가 사용된다. 2015년 12월 유엔기후변화협약(UNFCCC) 당사국 총회에서 채택된 파리협정에 따라 2020년부터는 온실가스를 감축해야 한다. 그 때문에 재생에너지로 전환은 필수가 되었다. 이런 흐름으로 인해 태양광 모듈은 우리 주변에서 쉽게 찾아볼 수 있는 풍경이 되었다. 덕분에 태양광 모듈의 쓰이는 EVA도 점점 그 수요가 늘고 있다. EVA는 태양광 모듈에서 태양광 봉지재에 가장 많이 사용되는 원료이다. 태양광 모듈은 태양광을 전기 에너지로 바꿔주는 역할을 한다. 보통 태양광 모듈의 보증 기간은 20년 이상으로 태양광 모듈이 외부 노출에 잘 견딜 수 있도록 유리와 태양광 봉지재가 방어 역할을 한다. 이 태양광 봉지재에 EVA가 쓰인다. 태양광 봉지재는 가능한 많은 빛을 투과시키도록 투명해야 하며, 접착성이 뛰어나 외부 공기와 수분을 차단할 수 있어야 한다. 또한 UV 안정제 등 첨가제와 상용성도 뛰어나야 한다. EVA는 이런 특성에 적합한 소재로 태양광 모듈 봉지재의 주요 재료로 사용된다.

필름

필름은 대부분 EVA 층을 갖는 멀티 레이어 필름이다. 이 필름은 농가에서 사용하는 비닐하우스 등에서 쓰이는데, 보통 3개의 레이어로 구성되어 있다. EVA는 중층, 내층을 구성한다. EVA 필름은 육류나 채소 포장을 하는 식품용 다층 필름의 중간층으로 쓰이며, 책의 외장재나 광고용 프린팅 외부코팅에도 EVA 필름이 중간층으로 쓰인다. 유리가 파손되면서 일어날 수 있는 2차 피해를 막기 위해, 유리 사이에 폴리머 시트를 넣어 생산하는 안전유리에도 쓰인다. 그 외에도 향을 내는 액상 성분을 잘 흡수하고 천천히 방출시키기에 차량용 방향제에도 쓰이며, 치아의 마우스피스에도 쓰인다. 원유 운반 과정에서 발생하는 원유 정체 현상을 막아주는 첨가제, 자동차 구조체 안에 진동 방지재 등으로도 쓰이고 있다.

발포

발포 제품은 실생활에서 두루 쓰인다. 욕실화, 낚시찌, 진동 방지 패드 등에 주요 소재로 EVA가 사용된다. EVA는 무엇보다 첨가제와 섞기 쉽다. 가볍지만 충격 흡수가 필요한 제품에 EVA 발포 제품이 두루 쓰이고 있다. EVA를 가장 가까이에서 접할 수 있는 제품 중 하나가 신발이다. EVA는 스펀지보다는 딱딱하고 탄성이 우수해 구겨지거나 구부러져도 원래 모양을 빠르게 돌아오는 특징을 가지고 있다. 또한 외부 충격을 흡수하고, 접착성, 가공성이 우수해 신발 밑창으로 사용되고 있다. 매트도 EVA를 접할 수 있는 제품 중 하나이다. 고밀도 EVA 재질로 만들어지는 매트는 물을 흡수하지 않아 방수 기능이 뛰어나며, 바닥에서 올라오는 냉기와 습기를 막아 주는 역할을 한다. 또한 내구성과 복원력이 뛰어난 EVA 특성에 따라서 오래 사용하거나 무거운 무게가 올라가도 모양을 그대로 유지하며, 특유의 부드럽고 독성이 없는 친환경 소재로 맨살에 닿아도 인체에 해가 되지 않는다. 또한 무게가 매우 가벼워 휴대성이 뛰어나다는 장점이 있다. 욕실화, 아쿠아 슈즈와 같은 EVA 신발은 탄성이 좋고 부드러우면서도 강해서 충격 흡수도 잘하기 때문에 뛰거나 오래 걸어도 편안하다. 또한 내구성과 향균성이 뛰어나고 방수 기능을 갖추고 있어 여름 신발 소재로 최적의 조건을 갖추고 있다. 가벼운 무게와 더운 여름 맨발로 신어도 쾌적한 착화감을 제공하며, 쉽게 오염되지 않는 성질이 있어 손쉽게 물로 씻어 내거나 솔로 닦아주면 된다. 여기에 투명한 성질이 있어 다채로운 색감을 표현할 수 있고 어떤 형태로도 만들 수 있어 디자인이 다양하다는 장점도 가지고 있다.

참고자료

• 〈에틸렌초산비닐 공중합체〉, 《식품과학기술대사전》
• 〈복합소재란?〉, 《복합소재기술연구소》, 2018-07-11
• 〈폴리머 인사이트#18 접착제부터 신발까지! 널리 쓰이는 에틸렌초산비닐(Ethylene Vinyl Acetate, EVA)〉, 《LG케미토피아》, 2019-07-22
• 한화토탈, 〈무엇이든 다 붙인다! 알아두면 쓸모 있는 접착제 이야기〉, 《네이버 포스트》, 2021-05-27
• 한화토탈, 〈무해한 매력, 방대한 쓰임새의 EVA〉, 《네이버 포스트》, 2021-05-25
• 케미칼부분, 〈(헷갈리는 플라스틱 용어 3) 에바 아니고 ‘EVA’〉, 《네이버 포스트》, 2020-12-02
• 한화솔루션·케미칼, 〈무독성 친환경 EVA 접착제란? (우리가 몰랐던 과학 이야기) (159)〉, 《세계일보》, 2020-09-27
• 양성진, 〈탄력받고 있는 태양광 산업, 부품·소재에 주목할 때〉, 《엘지경제연구원》, 2011-06-20

같이 보기

• 에틸렌
• 중합체
• 초산비닐
• 공중합체

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