스마트폰에도 석유가 들어있다! 스마트폰에서 찾은 석유화학

우리가 매일 사용하는 스마트폰에도 석유가 사용된다는 사실 알고 계시나요? 스마트폰은 여러 부품을 연결, 조립한 후 외관 케이스를 덮는 과정을 거쳐 하나의 완제품으로 탄생하게 되는데요. 이때 스마트폰 부품을 연결해주는 회로기판과 디스플레이에 석유 제품이 사용되며, 스마트폰 액세서리에서도 석유 제품이 다양한 쓰임새로 활용되고 있습니다. 석유가 없었다면 존재할 수 없었던 스마트폰! 과연 어떤 석유 제품을 만날 수 있는지 함께 알아보도록 하겠습니다.

1. 스마트폰에서 발견할 수 있는 석유: 납사

탄화수소 및 여러 광물질이 포함되어 있는 원유는 가열 시 끓는 점이 낮은 물질부터 분리됩니다. 정제공정이라 불리는 분리과정을 거치면 LPG•휘발유•납사•등유•경유•중유•아스팔트•기타 잔사유로 분리가 되는데요. 이 중 스마트폰에 사용되는 석유는 바로 납사(Naphtha)입니다. 납사는 끓는 온도에 따라 경질 납사(끓는점 35~130℃ 이하)와 중질 납사(끓는점 130~220℃ 이상), 두 가지를 모두 함유하는 풀 레인지 납사로 나뉘는데요.

정제공정을 통해 얻은 납사는 분해 과정을 거쳐 다시 플라스틱의 주원료가 되는 에틸렌 및 프로필렌과 여러 종류의 부산물 등으로 분리됩니다. 이렇게 생산된 중간 제품을 다양한 방법으로 합성하고, 용도에 맞게 첨가제를 혼합하여 성형하면 우리가 흔히 플라스틱이라고 부르는 합성 수지부터 합성 원료 • 합성 고무 • 기타 석유화학 제품 등의 가공 결과물이 제조되는데요. 연료용 석유 제품을 제외하고 스마트폰 부품과 같은 제품의 소재가 되는 석유는 위와 같은 석유화학 공정을 통해 얻어지게 됩니다.

2. 스마트폰 인쇄회로기판: 에폭시

스마트폰의 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)은 구리 배선이 가늘게 인쇄된 판으로 스마트폰의 회로 부품을 유지하고 연결하는 역할을 합니다. 반도체, 컨덴서, 저항기 등 각종 부품을 끼울 수 있어 스마트폰 뿐만 아니라 여러 가전제품과 카메라에도 사용되는데요. PCB의 가장 큰 장점은 전기배선을 효율적으로 설계할 수 있도록 하여 전자기기의 크기는 줄여주고 성능을 높인다는 점입니다.

PCB는 보통 페놀, 에폭시, 폴리이미드를 활용하며, 휴대폰을 제조할 때는 주로 에폭시로 만들어진 판을 이용하는데요. 에폭시는 열경화성 플라스틱으로 물과 열에 강하며, 녹았을 때 빨리 굳고 접착력이 강하다는 특성이 있어 부품에 연결하는 인쇄회로기판에 적합한 소재입니다. 하지만 최근 스마트폰의 발전에 따라 PCB보다 한층 업그레이드 된 폴리이미드와 구리로 만들어진 유연인쇄회로기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Board)의 사용이 늘고 있는 추세입니다.

3. 스마트폰 디스플레이: 폴리이미드

스마트폰 디스플레이 제조를 위해 사용되는 폴리이미드는 고분자 유기화합물로 영하 273℃에서 400℃까지 광범위한 온도 범위에서 물성이 변하지 않고, 높은 내열성과 내마모성을 자랑하는데요. 고온 다습한 환경을 잘 견디고, 전기절연성, 유연성 등의 장점 덕분에 엔지니어링 플라스틱 중에서 가장 우수하다는 평가를 받고 있습니다.

현재 전자제품, 연료전지, 디스플레이, 반도체, 군사 장비에 이르기까지 다양한 분야의 소재로 쓰이고 있는데요. 특히 높은 유연성과 내구성을 바탕으로 기존 유리 기판을 대신하여 디스플레이가 휘어진 커브드 기기, 안정성과 활동성이 중요한 웨어러블 기기에 사용되고 있습니다. 이러한 성능에도 불구하고 폴리이미드는 특유의 노란빛으로 인해 디스플레이로 상용화하기에는 적합하지 않다는 우려가 있는데요. 하지만 최근 폴리이미드를 투명하게 만드는 기술이 개발됨에 따라 앞으로 폴리이미드가 차세대 디스플레이로 자리 잡을 것으로 예견되고 있습니다.

4. 범퍼 & 하드 케이스: 폴리카보네이트

외부 충격을 흡수해 스마트폰을 보호해주는 범퍼 및 하드케이스는 폴리카보네이트로 만들어집니다. 투명하고 내구성이 뛰어난 폴리카보네이트는 플라스틱의 일종으로 강화유리의 약 150배 이상의 내충격성을 지니고 있는데요. 쉽게 깨지는 아크릴의 대용재로 쓰이며, 스마트폰 케이스뿐만 아니라 헬멧이나 각종 스포츠용품에 주로 사용됩니다. 내열성도 일반 플라스틱보다 우수하여 식기를 제조할 때 쓰이지만 다른 플라스틱에 비해 비용이 높고 잘 긁힌다는 단점을 가지고 있습니다.

5. 젤리 케이스: 열가소성 폴리우레탄

단단한 케이스와 다르게 말랑말랑한 유연성을 지닌 젤리 케이스는 열가소성 폴리우레탄이 주원료인데요. 열가소성 폴리우레탄은 고무의 성질과 플라스틱의 성질을 모두 가지고 있는 플라스틱으로 충격 흡수 성능이 뛰어납니다. 또한 고무와 같은 탄성과 유연성으로 잘 변형되지 않는 장점이 있는데요. 특히 열을 가했을 때 녹고, 온도를 낮추면 빠르게 고체로 변하는 열가소성을 가지고 있어 스마트폰 케이스를 비롯해 필름, 케이블과 같이 압출이 필요한 산업에서 주로 사용됩니다.

6. 액정 보호필름: 폴리에틸렌 테레프탈레이트

스마트폰을 보호하기 위해 케이스와 함께 많이 사용하는 액정 보호필름은 광학용 PET 필름인데요. PET는 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 우리가 흔히 부르는 페트병과 같은 재질입니다. 내구성과 내열성이 높아 얇은 필름으로 제작해도 쉽게 찢어지지 않고, 투명하고 가벼워 스마트폰 액정 보호필름의 원료로 적합한데요. 가격도 다른 플라스틱에 비해 저렴하여 보호필름 외에도 전선 피복, 생활 용품, 장난감, 전기절연체, 포장재 등 폭넓게 사용되고 있습니다.

지금까지 스마트폰과 스마트폰 관련 제품에서 다양하게 활용되고 있는 석유의 모습을 찾아보았는데요. 석유는 생각보다 우리 주변에 많이 사용되고 있지만 대부분 제품의 소재로 사용되고 있어 그 쓰임새를 정확하게 파악하기가 힘듭니다. 우리의 생활 깊숙이 들어와 삶의 질을 높여주는 석유제품! 앞으로 더 많은 영역에서 새로운 가능성을 열어 주기를 기대해봅니다.