혁신이 세상을 바꿉니다
‘이중 탄소(Dual Carbon)’ 목표와 글로벌 공급망의 탈탄소화 약속이 동시에 요구되는 상황에서, 산업계에서는 하나의 공감대가 형성되고 있습니다. 진정한 지속가능성을 확보하려면 오염물질이 발생한 뒤 처리하는 것뿐 아니라, 발생 원천에서의 혁신이 점점 더 중요해진다는 것입니다.
단열재는 에너지 효율에 대한 기여가 오랫동안 과소평가되어 온 분야입니다. 다운 재킷부터 건물까지, 전기차부터 산업용 배관까지, 단열재의 성능은 전체 에너지 소비에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.
Y-Warm Technologies Co., Ltd.가 8년간의 연구개발을 통해 개발한 Y-Warm은 나노 스케일의 폐쇄기포 구조를 특징으로 하는 유연한 단열재입니다. 소재 구조와 열전달 효율의 관점에서 단열에 접근하는 Y-Warm은 자원 효율성과 지속가능성을 높일 수 있는 단열 솔루션의 새로운 방향을 제시합니다.
I. 단열 성능의 전환: 두께 중심에서 효율 중심으로
오랜 기간 기존 단열재는 움직임이 적은 공기를 가두고 열전달을 줄이기 위해 두께와 부풀어 오른 정도, 즉 벌키성에 의존해 왔습니다. 인류는 수천 년 전부터 면화를 재배했으며, 합성 단열재는 훨씬 뒤인 현대 고분자 기술의 발전과 함께 등장했습니다. 소재와 제조 기술이 크게 발전했지만, 많은 기존 단열 방식의 기본 원리는 크게 달라지지 않았습니다. 정지 공기층을 유지할 수 있도록 충분한 부피를 확보하는 것입니다.
이 방식에는 분명한 상충 관계가 있습니다. 단열 성능을 높이려면 소재 사용량을 늘리거나, 두께와 부피를 키우거나, 더 큰 무게를 감수해야 하는 경우가 많습니다.
Y-Warm은 다른 접근법을 제시합니다.
주사전자현미경(SEM)으로 관찰하면 소재 내부에 벌집과 유사한 폐쇄기포 구조가 나타납니다. 기포벽 두께는 약 20–280 nm, 기공 직경은 약 30–190 μm이며, 폐쇄기포율은 95%를 초과하고 유효 기공률은 96%를 초과합니다.
다공성 단열재에서 기공 내부의 기체 이동을 제한하는 것은 열전달을 억제하는 중요한 메커니즘입니다. Y-Warm의 높은 폐쇄기포율은 내부 공기의 대류를 제한하는 데 도움이 되며, 매우 얇은 기포벽은 고체상을 통한 열전달을 줄입니다. 이러한 구조적 특성이 함께 작용해 열전도율을 약 0.020 W/(m·K) 수준까지 낮추는 데 기여하며, Y-Warm이 높은 단열 효율을 갖도록 합니다.
이러한 장점은 실제 적용 사례에서 더욱 뚜렷하게 드러납니다. 두께가 0.7 mm인 YW-01 규격의 Y-Warm은 특정 시험 조건에서 의류 착용 시 체감 온도를 약 10°C 높일 수 있습니다. 제3자가 실시한 신발 비교 시험에서는 잘 알려진 기존 단열재 대비 무게와 두께가 각각 약 4분의 1인 조건에서 해당 소재와 유사한 단열 성능을 보였습니다.
이는 단열 효율의 평가 기준이 달라질 수 있음을 보여줍니다. 기존의 단위면적당 질량, 두께, 벌키성 중심의 평가에서 벗어나, 소재 자체의 고유한 단열 성능에 더 주목하는 방향으로 전환하는 것입니다.
II. 자원 소비와 탄소 배출 저감: 더 적은 소재가 갖는 환경 부담 완화 가능성
소재의 환경 발자국은 일정한 기능을 수행하는 데 필요한 소재의 양과 밀접하게 관련됩니다. 더 적은 소재로 동등한 단열 성능을 구현할 수 있다면, 제품 전 생애주기에 걸쳐 자원 소비를 줄일 기회가 생깁니다.
Y-Warm이 기존 소재 대비 약 4분의 1의 무게와 두께로 유사한 단열 성능을 제공할 수 있는 적용 사례에서는, 소재 사용량을 최대 75%까지 줄일 가능성이 있습니다.
이러한 절감은 제품 수명이 끝난 뒤 재활용하는 단계에만 의존하지 않고, 소재 사용 단계에서부터 이루어진다는 점에 의미가 있습니다. 소재를 적게 사용하면 원자재 수요를 줄일 수 있으며, 원자재 채취, 운송, 가공, 제조 및 이후 물류 과정에 필요한 에너지와 관련 배출량도 낮출 수 있습니다.
전통적으로 소재의 부피와 두께에 크게 의존해 온 단열 산업에서, ‘더 많은 소재’에서 ‘더 높은 효율’로의 전환은 탄소 감축을 위한 또 하나의 가능성을 제시합니다.
제조 측면에서도 Y-Warm은 기존 에어로겔과 다른 생산 공정을 사용합니다. 에어로겔은 일반적으로 졸–겔 공정과 특수 건조 공정을 거쳐 제조되는 반면, Y-Warm은 수계 기반 중합 공정을 통해 생산됩니다. 이러한 제조 방식은 생산 과정에서 휘발성 유기용제의 사용과 배출을 줄일 기회를 제공합니다.
기본 원칙은 명확합니다. 가능한 한 오염물질이나 배출물이 발생한 뒤에만 대응하기보다, 공정 설계 단계에서부터 환경 영향을 줄여야 한다는 것입니다.
III. 하나의 소재, 다양한 적용: 공통 소재 플랫폼을 통한 시스템 전반의 효율 향상
단열 산업은 전통적으로 용도별 소재 시스템에 의존해 왔습니다. 의류에는 다운과 합성섬유 보온재가 널리 사용되고, 건축에는 미네랄울과 발포 폴리스티렌 등의 소재가 쓰입니다. 산업용 배관에는 에어로겔 블랭킷과 기타 특수 단열 시스템이 사용될 수 있으며, 아웃도어 장비에는 다양한 섬유계 및 기포형 소재가 활용됩니다.
그 결과 각 산업은 자체적인 소재 시스템, 가공 방법, 생산 설비, 연구개발 프로그램과 공급망을 구축해 온 경우가 많습니다.
Y-Warm은 약 −50°C에서 150°C의 온도 범위에서 사용하도록 설계되었으며, 의류, 신발, 텐트, 침구, 자동차, 건축 등 20개가 넘는 산업 분야에서 활용될 가능성이 있습니다. 핵심 기술에 관한 국제 특허도 등록되어 있습니다.
산업적 관점에서 여러 적용 분야에 공통 소재 플랫폼을 사용할 수 있다면, 보다 폭넓은 효율 향상을 기대할 수 있습니다. 연구개발 투자를 더 다양한 제품군에 걸쳐 분산하고, 소재 구성을 간소화하며, 특정 용도에 특화된 단열 솔루션에 대한 의존도를 줄이고, 공급망의 유연성을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.
따라서 이러한 플랫폼 소재의 가치는 개별 성능 지표에만 국한되지 않습니다. 여러 산업과 적용 분야에 걸쳐 시스템 전반의 효율을 높일 수 있다는 데 더 큰 의미가 있습니다.
IV. 물류와 보관: 경량화의 파급 효과
Y-Warm의 단위면적당 질량은 규격에 따라 약 38–70 g/m²입니다. 이러한 경량성은 생산 이후 단계에서도 이점을 제공할 수 있습니다.
글로벌 공급망에서 운송과 보관은 비용과 환경 영향 모두에 중요한 요소입니다. 일정한 단열 성능을 확보하는 데 필요한 소재의 무게와 부피를 줄이면, 소재 자체를 넘어서는 효과를 기대할 수 있습니다. 경량화의 가치는 제품 성능에만 머무르지 않습니다. 운송과 보관부터 가공과 최종 조립까지 공급망 전반으로 이어질 수 있습니다.
물류: 소재의 무게와 부피가 줄어들면 운송 효율을 높일 수 있으며, 동일한 단열 성능을 확보하는 데 수반되는 운송 에너지 소비와 관련 탄소 배출을 줄일 가능성이 있습니다.
보관: 부피가 작은 소재는 보관 공간을 덜 차지하므로 창고 공간 활용도를 높이는 데 도움이 됩니다. 관련 운영 비용과 에너지 비용도 줄일 수 있습니다.
제조: 더 가볍고 얇은 원자재는 취급을 수월하게 하고, 생산 라인에서 소재가 차지하는 부피를 줄이며, 제조 효율 향상에 기여할 수 있습니다.
V. 제품 수명 종료 단계: 소재 사용량을 줄여 폐기물 부담 완화
단열재의 환경 영향은 제품이 공장을 떠나는 순간 끝나지 않습니다. 제품의 사용 수명이 다한 뒤에도 단열재의 양과 부피는 수거, 운송, 재활용, 소각 및 폐기 처리에 필요한 자원과 작업에 영향을 미칩니다.
기존 단열 제품은 부피가 클 수 있어, 수명이 끝나면 상당한 부피의 폐기물을 발생시킬 수 있습니다. Y-Warm은 더 적은 소재로 높은 단열 성능을 구현함으로써, 이후 폐기물 관리 체계로 유입되는 단열재의 양과 부피를 줄일 가능성이 있습니다.
이는 Y-Warm이 제시하는 지속가능성 가치 전반을 관통하는 원칙과 같습니다. 소재 수요를 원천적으로 줄여 환경 부담을 낮추는 것입니다.
결론: ‘더 적게’라는 원칙을 통한 지속가능성
2013년 프로젝트 시작, 2017년 실험실 개발 성공, 2021년 양산에 이르기까지 Y-Warm은 단순하지만 중요한 목표를 추구해 왔습니다. 더 적은 소재로 더 높은 단열 성능을 구현하는 것입니다.
더 적은 원자재.
더 가벼운 무게.
더 얇은 두께.
더 적은 보관 공간.
더 적은 폐기물.
소재 효율 향상이 환경 영향과 운영 비용을 함께 줄인다면, 지속가능성을 추가 비용으로만 볼 필요는 없습니다. 오히려 더 나은 엔지니어링을 통해 자연스럽게 얻어지는 결과가 될 수 있습니다.
이러한 관점에서 Y-Warm의 지속가능성 가치는 단열재를 더 얇고 가볍게 만드는 데만 있지 않습니다. 산업의 탄소 감축을 위한 더 폭넓은 원칙을 보여준다는 데 의미가 있습니다.
궁극적으로 가장 효과적인 소재는 더 적은 양으로도 필요한 기능을 구현할 수 있게 해주는 소재일 수 있습니다.
