스크랩 프라스틱의 역사

[이장희]

플라스틱 역사

플라스틱은 100년 이상의 오래된 역사를 지니고 있지만 다른 물질과 비교할 때 비교적 현대에 와서야 개발된 물질입니다. 우리 사회는 지난 수세기 동안 플라스틱을 사용하여 엄청난 기술적 진보를 거듭하면서 현재의 신 밀레니엄 시대에 이르게 되었습니다.

20세기 이전

우리는 플라스틱을 현대의 발명품으로 생각하지만, 과거에도 호박, 거북 등껍질, 뿔 같은 “천연 중합체”가 존재했습니다. 이러한 물질은 인위적으로 제조된 플라스틱과 매우 흡사한 역할을 하며 종종 오늘날의 물질과 유사한 용도로 사용됩니다. 예를 들어, 뿔은 열을 받으면 투명한 연노랑색이 되며 18 세기에는 유리컵 대신 사용되었습니다.

1950년대 후반 무렵 최초의 반합성 플라스틱 물질인 질산 셀룰로스를 발명하는 신기원을 이룩했으며, 이 물질은 셀룰로스 섬유에 질산을 가하여 변형시켜 만들어졌습니다. 1862년 브리튼 출신 발명가 Alexander Parkes가 질산 셀룰로스를 세계 최초의 플라스틱으로 공개한 이후, 이 물질의 상용화는 출발점부터 그리 순조롭지 못했고 재정적인 실패도 겪게 되었습니다.

처음에는 Parkesine으로, 그 이후 자일로나이트로 알려진 이 물질은 장식물, 칼 손잡이, 상자, 그리고 커프스 및 칼라 같은 더욱 유연성 있는 제품을 생산하기 시작하면서 성공을 거두기 시작했습니다.
누구도 예상치 못했던 상업적인 성공을 거둘 수 있었던 이유는 뜻밖에도 당구 게임 덕분이었습니다. 미국인 Hyatt 형제는 상아 당구공을 대체할 수 있는 제품을 개발하고자 시도하고 있었는데 그러던 중 질산 셀룰로스 혼합물을 이용하는 프로세스를 제조업자에게 제안하게 되었습니다. 그리하여 셀룰로스가 탄생하였고 1870년 특허를 획득했으며, 틀니용 의치에 사용되어 초기의 상업적 성공을 이루었습니다.

1900년대
그러나 질산 셀룰로스는 인화성 때문에 급성형 대량 생산 기술에는 사용하기 어려웠습니다. 1900년대 초반 무렵, 초산 셀룰로스의 개발로 이 문제점이 해결되었습니다. 이 물질은 초창기 비행기의 천으로 된 날개와 동체를 경화 가공하고 방수 처리하는 안전 필름으로 널리 사용되었습니다.
또한 이 당시에 카세인 포름알데히드가 개발되었습니다. 저지방 우유와 응고 효소를 기반으로 이루어진 이 물질은 더욱 단단하게 경화시켜서 버튼, 버클 및 뜨개 바늘 같은 형태로 만들 수 있습니다.

베이클라이트(Bakelite)는 벨기에 태생의 화학자 Leo Baekeland가 1907년 개발한 어두운 색의 단단한 플라스틱으로, 최초로 특허를 취득한 중합체 플라스틱이었습니다. 카르복시산과 포름알데히드로 만들어진 베이클라이트 수지는 보통 충진제(섬유 또는 목분으로 강화되었습니다.

베이클라이트를 활용하게 되면서 플라스틱은 다양한 형태로 소비자들의 일상 생활에 등장하기 시작했습니다. 이 물질은 절연성이 있어서 헤어 드라이어, 라디오 진열장, 재떨이, 카메라 등에 사용하기 적합합니다. 또한 베이클라이트는 목재와 유사하게 보이는 장점이 있어서 자동차의 계기판과 손잡이(knob)에 많이 사용되었습니다.
또, 새로운 정보통신산업에 필요한 고압 라미네이트를 만들기 위해 종이나 직물을 침투 처리하는 데 사용되었습니다.
PVC는 1914년 최초로 특허 등록되었습니다. 이 기간 동안 셀로판도 발견되었습니다.

1920년대
1922년 독일인 화학자 Hermann Staudinger는 플라스틱 산업의 역사를 뒤흔들 만한 발견을 해냈습니다. 그는 중합된 고무를 이용하는 연구를 하던 중 플라스틱이 “초고분자”로 알려져 있는 서로 연결된 수천개의 분자 사슬로 이루어진다는 사실을 알아냈고, 이 발견은 많은 신종 플라스틱을 개발하고자 하는 시도로 이어졌습니다.
1922년 프랑스에서 초산 셀룰로스로 성형된 최초의 안경이 등장했습니다.
1920년대, 이산화탄소와 암모니아를 포름알데히드와 결합시켜 만든 최초의 성형 가능한 밝은 색의 플라스틱이 생산되었습니다. 그 결과 만들어진 요소 포름알데히드는 시각 효과를 내는 데 사용할 수 있고, 식기류 생산에 대중적으로 사용되었습니다. 흰색 혼합물에 색상 파우더를 첨가하여 대리석, 설화 석고, 암석처럼 보이는 패턴을 만들어 내는 작업이 가능해졌고, 사상 최초로 기능적인 목적 뿐 아니라 아름다움을 위해서도 플라스틱을 사용하게 되었습니다. 이 요소 수지는 또한 니스, 라미네이트 및 접착제에도 사용할 수 있는 산업적 응용 가치가 있다는 사실이 발견되었습니다.
1921년 최초의 사출 성형 기계가 고안되었습니다.

1930년대
30년대에는 두 가지의 발달로 인해 플라스틱 산업이 대량 생산 체제를 구축할 수 있었습니다. 그 첫 번째는, 제조업자들이 페트롤륨으로 플라스틱을 만드는 방법을 습득했다는 점이며, 이러한 방식으로 폴리스티렌, 아크릴 중합체 및 폴리비닐 염화 화합물이 만들어졌습니다. 두 번째는 언제나 문제시되어 왔던 ‘사출 성형’인데 이 기법이 더욱 개선되어 1937년에는 완전 자동화되었습니다. 이로 인해 최종 제품의 가격이 낮아져서 플라스틱은 누구나 쉽게 접할 수 있는 물질이 되었습니다.
1930년, PVC는 절연 전선에 처음으로 사용되면서 그 신속한 개발이 진행되었습니다.
폴리아미드 또한 이 당시에 개발되었고, 폴리스티렌은 보관 중 중합을 방지하는 경제적인 방법을 발견한 1937년에 상업적인 용도로 최초 생산되었습니다.

폴리메타크릴산메틸(Polymethyl methacrylate) (아크릴 또는 "Perspex") 역시 이 시기에 발명되었고, 1935년 항공기의 조종실 제조 및 기타 보호 스크린에 사용되기 시작했습니다.
최초의 에폭시 수지는 1938년 스위스에서 개발되었습니다. 그 당시는 주로 치의학과 의약품에 응용되었으며, 풀의 구성 성분과 같은 접착성 때문에 요소 포름알데히드가 더욱 널리 사용되면서 플라스틱은 점차 일반 가정에서도 흔히 찾아볼 수 있는 물질이 되었습니다. 점점 가사일을 도와 줄 사람을 고용하는 이들이 감소했기 때문에, 처음으로 소비자들이 편리성을 요구하는 시대가 도래했습니다. 그 결과, 위생적이고 청소하기 쉬운 표면과 노동력 절감 장비들이 인기를 끌었습니다. 밝은 색상의 튼튼한 플라스틱인 요소 포름알데히드는 달걀 컵, 양념병 세트, 조명 기구, 크림 메이커 및 피크닉 세트 등 현대인의 라이프 스타일에 꼭 맞는 다양한 품목으로 만들어졌습니다.

1940년대
2차 대전이 발발하자 플라스틱은 호황기를 맞이했습니다. 이 때까지는 국내에서 생성되는 자원이 비교적 저렴했기 때문에, 플라스틱은 수입 재료를 대신할 수 있었습니다. 설계 기술 측면에서도 소비재는 전쟁 시의 필요로 인해 개발된 신기술을 최대한 많이 활용했습니다.

오늘날에도 여전히 널리 사용되고 있는 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리에스터, PET 및 실리콘 같은 플라스틱은 모두 전쟁 중에 제조되었습니다. 예를 들어, 실리콘은 방수제와 방열 페인트의 성분으로 널리 사용되었습니다.
최초의 인조 섬유인 나일론은 20년대 말경 발견되었지만, 40년대까지 그 사용 범위는 그리 넓지 않았습니다. 이 새로운 플라스틱은 실로 뽑아 내어 직물이나 편물로 짤 수 있는 긴 필라멘트로 구성되어 있으며, 낙하산에서 가구류까지 거의 모든 것을 만드는 데 사용되었습니다.
PVC는 40년대에 사용되기 시작해서 1950년대에 들어서서 본격적으로 사용되었습니다. 이 물질은 다른 무엇보다도 레코드를 만드는 데 사용할 수 있었습니다. 음악 산업이 각광 받는 시대가 곧 시작되었음을 고려할 때 이러한 사실은 매우 시기 적절한 발견이었습니다.

1950년대
50년대에는 포마이커와 같은 라미네이트의 성장을 눈 여겨 볼만 한데, 이 물질은 미국의 에스프레소 바와 작은 식당에서 대중적으로 사용되었습니다. 동시에 성형된 멜라민 포름알데히드 수지는 식기류의 구성성분으로 널리 사용되었습니다. 이 물질을 사용하여 성형된 제품은 도자기의 대용품으로 인기가 있었는데 1950년대 말까지 판매된 식기류의 50%를 차지할 정도였습니다.

자동차 산업에 처음 사용됨: 1956년, 플라스틱은 주로 자동차 본체 설계에 사용되었으며 그 당시 Citroen DS의 지붕은 유리 섬유로 강화된 불포화 폴리에스터로 만들어졌습니다. 그 이후 자동차와 보트의 본체 부품을 생산할 때 폴리에스터와 유리 섬유의 혼합물을 많이 사용하였습니다.
폴리에틸렌은 1933년 처음 발견되었지만, 보다 안전한 새로운 방식이 모색된 50년대에 이르러서야 사용되기 시작했습니다. 이 신 물질은 녹는점이 높아서 옥외 쓰레기통, 아기 욕조, 화학 물질을 담는 용기 등 다른 플라스틱으로는 불가능한 곳에 사용할 수 있었습니다. 또 이 물질은 교외 생활의 가장 유명한 상징 중의 하나인 타파웨어(Tupperware)에도 사용되었습니다.
1950년대에 플라스틱은 의류 산업에 강력한 힘을 발휘하기 시작했습니다. 폴리에스터, 라이크라, 나일론은 세탁하기 쉽고 다림질이 필요 없을 뿐 아니라 대용 천연 섬유보다 값이 저렴한 경우가 많아서 가사노동에 지친 소비자들에게 좋은 반응을 얻었습니다.

1960년대
스타일과 패션을 매우 중요시했던 이 시기에는, 플라스틱이 더욱 발달했다는 사실이 상당한 이점이 되었습니다. 그 결과 보호용 외피가 있는 발포제(foam), 광택 폴리우레탄 및 투명 아크릴 등 패션계의 혁신적인 여러 신제품의 개발을 이끌었습니다.
집안 장식용 제품에도 플라스틱이 많이 사용되었는데, 공기로 부풀릴 수 있는 의자 같은 특이한 가구와 아크릴 전등은 유행에 민감한 소비자들이 꼭 구비해야 할 제품으로 인식될 정도였습니다.

1960년, PVC로 만든 생수병이 처음 등장했습니다.
빗, 레몬즙 짜는 기구, 병 마개와 같은 성형된 폴리프로필렌으로 만들어진 최초의 가정용 제품들이 1963년 이후 개발되었습니다.
1960년대 말경 소위 “우주 경쟁”이 시작되었고, 플라스틱은 가볍고 변형 가능한 성질 때문에 우주선의 구성품과 장비의 생산에 중요한 역할을 했습니다.

1970년대
플라스틱은 70년대에 들어와 착수되기 시작한 기술적 진보에 있어서 ‘숨겨진 공로자’ 역할을 했습니다. 엔지니어링 및 신생 컴퓨터 산업에서, 새로운 “초고분자”가 금속을 대체하고 있었습니다. 다른 무엇보다도 플라스틱의 위생적인 성질 때문에 의약품에 사용할 수 있다는 중요성이 점차 커졌습니다.
그러나, 스타일 측면에서, 70년대에 이르자 소비자들이 나무, 면, 강철, 가죽 같은 천연 소재를 더욱 선호하는 경향을 다시금 보이기 시작하면서, 고분자가 한창 많이 사용되던 60년대에 대한 반발이 불가피해 보였습니다. 이런 경향은 마침 세계적인 에너지 위기와 맞물려서 자원의 부족을 야기했고, 이 때 플라스틱의 역사상 처음이자 마지막으로 산업이 침체의 늪에 빠졌습니다.
70년대 말 펑크 추종자들이 많아지면서 소비자들은 비닐이 사용된 의류 및 패션 액세서리를 구매하였고, 조금씩 플라스틱이 다시 부활하기 시작했습니다.

1980/90년대
1980년대와 90년대, 전세계적인 통신이 가능해질 수 있었던 점은 바로 플라스틱이 큰 역할을 했기 때문입니다. 컴퓨터, 광섬유 케이블 및 전화와 같은 모든 장비들은 내구성, 가벼운 무게, 절연 기능과 유연성을 위해 플라스틱을 많이 사용하여 설계됩니다.

운송 부문에도 플라스틱이 더욱 많이 사용되기 시작했습니다. 자동차에 플라스틱을 사용한 비율은 1974년부터 88년 사이에 11%까지 상승했고, 1980년대에 전체가 플라스틱으로 만들어진 항공기가 처음으로 비행하는 일이 있었습니다.
슈퍼마켓과 하이퍼마켓의 등장으로 쇼핑 습관 또한 크게 변화되었으며, 전담 공급업체로부터 신선한 식품을 구매하는 일이 점차 줄어들었습니다. 이제 상품 포장재에 널리 사용되고 있는 플라스틱은 상품 운송 시 신선도를 그대로 유지하여 소비자에게 공급하는 중요한 역할을 합니다.

라미네이트는 인테리어 디자인에 다시 사용되기 시작했습니다. 그러나 60년대의 장식용 라미네이트와는 달리, 신종 라미네이트는 고가 제품으로 시장에 선을 보이게 되었습니다. 1981년 Milan Furniture Show에서는 "새로운 세계적 디자인"을 선보였는데, 여러 가지 색상의 플라스틱 라미네이트로 만들어진 이 가구는 2,000 파운드 이상의 가격에 판매되었습니다.
플라스틱의 개발은 활발히 진행되어 실제 물질의 모방 뿐 아니라 어떤 경우에는 실제 물질의 기능을 더욱 능가할 수 있을 정도가 되었습니다. 예를 들어 가죽과 유사해 보이는 PVC, 화강암이나 대리석의 모습을 띠는 고체 표면 등을 이제 실제로 활용할 수 있습니다.

고체 표면 자재는 80년대에 개발되었습니다. 단단한 목재보다 더 튼튼한 이 자재는 다채로운 효과를 내기 위해 표면을 route, 샌드 블래스트(sandblast), bevel 처리 할 수 있으며, 이는 부엌용 자재로 널리 사용되고 있습니다.
답변참고 >> http://www.bestpolymer.com/Bizlife/BpwHis.jsp?action=webview&blBrdK=GB01G003&blUid=1