태양광 봉지재 핵심 친환경 소재 - EVA

 

안녕하세요. EnerTravel입니다. 

접착식 벽걸이(불로 녹여 붙이는 종류의 벽걸이)를 살펴보면, 뒷면에 붙은 하얀 젤에 불을 가해 녹아서 말랑말랑해진 젤로 벽에 붙이면 젤이 딱딱하게 굳으면서 벽에 고정되는 데요. 바로 이 젤의 주요 성분이 오늘의 EnergyTok 주제이자 '태양광 봉지재 핵심 친환경 소재'인 에틸렌초산비닐(Ethylene Vinyl Acetate, EVA)입니다. 

 

EVA(Ethylene-Vinyl Acetate) 개요

 

 

1) 에틸렌 단량체와 VA(Vinyl Acetate) 단량체의 공중합체로 두 단량체가 함께 중합되어 생산되는 소재
 - 500기압 이상의 초고압 공정 과정에서 자유 라디칼 중합(*) 반응으로 생산
2) 튜브처럼 생긴 반응기를 사용하는 관형 반응기 중합공정과 커다란 용기 형태의 오토 클레이브 공정 등으로 생산
3) EVA를 원료로 고온 환경에서 제품 생산시 불량을 발생시키는 미용융된 gel(*)은 불량을 발생시키기에 주의
4) 높은 광투과율(*)과 좁고 균일한 분자구조를 통한 낮은 수축율이 품질 관리 핵심 요소  

 

※ 자유 라디칼 중합(Free Radical Polymerization) : 고분자 합성의 한 방법으로, 짝을 짓지 않는 전자를 가지는 원자단인 자유 라디칼을 이용하여 단량체를 중합

※ gel : 콜로이드 용액이 일정한 농도 이상으로 진해져서 튼튼한 그물 조직이 형성되어 굳어진 것
※ 광투과율 : 물질 층이 빛을 흡수하는 정도

 

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EVA 물성, 특성

 

EVA는 투명성과 유연성을 갖춘 열가소성 물질이며 고무에 비해서 가벼우며 유연하고 충격에 잘 견디는 특성에 따라 생활용품 및 건축자재 등으로 널리 이용됩니다. 피부에 안전하고 유해물질 발생우려가 없는 EVA는 독성이 없어 수많은 석유화학 제품이 유해성과 관련한 오명을 쓰고 있는 상황에서 EVA는 세간의 편견을 뒤집는 매력적인 소재라고 할 수 있습니다.

 

 

초산비닐(Vinyl Acetate, VA) 함량에 따른 물성 변화

 

VA 함량에 따라 EVA의 밀도, 탄성력, 열접착 온도(녹는 온도), 내구성, 투과력 등이 변화

- 통상적으로  VA(Vinyl Acetate) 함량 22%부터 High VA 제품으로 분류
- 초산비닐(Vinyl Acetate, VA) 함량이 높을수록 녹는점이 낮고 유연성, 투명성, 마찰계수가 높아지고 경도가 낮아짐

  

태양전지부터 전선, 운동화 밑창까지 다양하게 쓰이는 EVA

   

 

EVA는 주로 태양전지와 전선, 필름 접착제, 압출코팅 그리고 운동화 밑창, 농업용 필름, 압출 코팅 등의 원료 수지로 사용되는데요. 장화나 텐트, 물놀이 튜브, 바닥 매트 등에도 EVA가 쓰이고 있습니다. 

 

핫멜트 접착제(Hot Melt Adhesive, HMA)

 

- 인체에 유해한 용제 없이 접착하는 친환경 소재로 열을 가해 녹인 뒤 식히고 굳혀서 접착시키는 제품

- 기본 중합체(Base Polymer), 첨가제, 폴리올레핀 엘라스토머(Polyolefin Elastomer, POE)와 스타이렌(Styrene)계 고무, 에폭시(Epoxy) 등 다양한 재료가 첨가제로 사용됨

- 상대적으로 저렴하면서, 사용성이 좋아 박스 포장 시 테이핑하거나 접지 않고 바로 붙여주는 포장용으로 사용

 

핫멜트 접착제(Hot Melt Adhesive, HMA)

 

에틸렌초산비닐(Ethylene Vinyl Acetate, EVA)은 태양광 모듈에서 태양광 봉지재에 가장 많이 사용되는 원료입니다. 태양광 모듈은 태양광을 전기 에너지로 바꿔주는 역할을 합니다. 태양광 모듈이 외부 노출에 잘 견딜 수 있도록 유리와 태양광 봉지재가 방어 역할을 합니다. 이 태양광 봉지재에 에틸렌초산비닐(Ethylene Vinyl Acetate, EVA)이 쓰입니다. 태양광 봉지재는 가능한 많은 빛을 투과시키도록 투명해야 하며, 접착성이 뛰어나 외부 공기와 수분을 차단할 수 있어야 합니다. 또한  UV안정제 등 첨가제와 상용성도 뛰어나야 합니다. 에틸렌초산비닐(Ethylene Vinyl Acetate, EVA)은 이런 특성에 적합한 소재로 태양광 모듈 봉지재의 주요 재료로 사용됩니다. 

 

 

오늘은 '태양광 봉지재 핵심 친환경 소재 - EVA'에 대하여 알아보았습니다!
다음 글에서는 또 다른 식품용기 플라스틱인 'PP(폴리프로필렌)'에 대해 알아보도록 하겠습니다~