[삼성 언팩 2022] 폐어망의 눈부신 변화…‘갤럭시S22’ 소재 된 비결은?

일반 플라스틱과 99% 유사한 품질 구현 성공

내구성 확보 관건…10년 관련 기술 연구 ‘결실’

삼성전자 스마트폰 ‘갤럭시S22 울트라’에 해양 폐기물 재활용 소재와 PCM 소재로 만든 부품이 적용된 부분.ⓒ삼성전자

삼성전자가 앞으로 모든 갤럭시 기기에 해양 폐기물로 만든 친환경 소재를 적용한다고 선언한 가운데 이를 가능하게 만든 재활용 기술에 관심이 집중된다.

바닷속 위협하는 폐어망, 올해만 50톤 이상 재활용

삼성전자는 10일 ‘삼성 갤럭시 언팩 2022’ 행사를 온라인으로 열고 신규 스마트폰 ‘갤럭시S22’에 적용된 폐어망 재활용 부품을 소개했다.

프런비르 씽 라토르 삼성전자 모바일 익스피리언스(MX·Mobile Experience)사업부 선행 CMF랩 프로는 “갤럭시S22 기획 단계부터 지구의 자원을 재사용 하는 방법이 무엇일지 생각했다”며 “이는 단순히 재료를 그대로 사용하는 것이 아닌 새로운 혁신 기술 개발이 필요하다는 것을 뜻한다”고 말했다.

일반적으로 재활용 소재는 이미 한 번 사용된 이력이 있어 내구성이 떨어지고 변색이 돼버린 경우가 많다. 소재 고유 특성이 저하돼 전자 제품 재료로 바로 사용하기 어렵다는 문제도 있다.

삼성전자는 이를 극복하기 위해 10년 이상 재활용 소재 관련 기술을 꾸준히 연구해 왔다. 이 과정에서 현재 해양 환경에 가장 큰 위협인 플라스틱 폐기물 중 하나인 폐어망에 주목했다.

폐어망은 수명이 다한 어망이나 버려진 어망을 말한다. 이는 해양 생물뿐 아니라 천연 생태계에 심각한 위협이 되고 있다. 삼성전자는 폐어망을 갤럭시 기기에 사용 가능한 고성능의 소재로 만들 수 있는 솔루션을 찾기 위해 노력했다.

갤럭시 기기는 방수·방진을 비롯해 가혹한 기상 조건에 견딜 수 있는 고성능 재료로 만들어지기 때문에 폐어망 재활용 시 소재의 내구성을 확보하는 것이 가장 큰 과제였다.

일반적으로 어망은 일명 ‘나일론’으로 불리는 폴리아미드 소재로 제작된다. 이 소재는 습기와 수분에 취약하다는 문제점이 있었다. 또 장시간 바닷물과 자외선에 노출되며 물성이 저하돼 있어 해양에서 수집된 폐어망을 바로 사용하는 것은 불가능했다.

삼성전자는 업계 전문가와 협업해 폐어망을 분리·절단·청소·압출해 폴리아미드 수지 펠렛으로 변환하고 폴리머 소재를 개발하는 파트너와 협력해 갤럭시 기기에 사용 가능한 플라스틱이 될 수 있도록 최적화는 연구 과정을 거쳤다.

삼성전자가 폐어망을 재활용한 친환경 소재를 향후 출시되는 모든 갤럭시 기기에 적용할 예정이다. 사진은 폐어망이 버려진 바닷속 풍경.ⓒ삼성전자

‘지구를 위한 갤럭시’…기술 개발로 친환경 비전 실천

그 결과 폐어망을 재활용한 플라스틱 소재를 개발하는 데 성공했다. 삼성전자는 소재 내구성과 신뢰성을 확보하기 위해 기계적 물성과 열 안정성 관련 검증을 수차례 진행했으며 결과적으로 일반 플라스틱과 99% 유사한 수준의 품질을 확보했다.

삼성전자는 폐어망을 재활용한 플라스틱 소재를 20% 정도 사용한 새로운 소재를 개발해 갤럭시S22 시리즈 스마트폰 내부의 키 브래킷과 스마트폰 내부 ‘S펜’ 커버 부품에 적용했다. 키 브래킷은 볼륨과 전원 키의 안정적인 반복 사용에 필요한 지지대 역할을 한다.

삼성전자는 향후 갤럭시S22 시리즈뿐 아니라 전체 제품 라인업으로 폐어망 소재를 확대 적용할 계획이다. 이를 통해 올해에만 약 50톤 이상의 폐어망을 재활용할 것으로 전망된다.

삼성전자는 폐어망 외에도 재활용소재(PCM·Post-Consumer Materials)를 활용한 플라스틱을 스마트폰과 웨어러블 제품, 충전기, 폰케이스 등에 활용하고 있다.

삼성전자가 사용하는 재생 폴리카보네이트에는 약 20%의 PCM이 포함돼 있다. 이 물질은 고품질의 기계식 재활용 공정을 통해 제작된다. 우선 폐물병(PC 소재)이나 CD 케이스를 분쇄해 작게 만들고 이를 세척·압출한 뒤 오염이 없는 균일한 상태로 만들어 내는 작업을 거친다.

여기에 플라스틱 원재료와 다른 첨가제 등을 추가해 친환경적이면서도 삼성의 고품질 기준에 맞는 새로운 소재로 탄생시킨다. 이 소재는 갤럭시S22 시리즈 내부의 전원과 볼륨 키에 적용됐다.

삼성전자는 이 PCM을 재활용한 플라스틱에 유리 섬유 등을 추가해 기계적인 물성을 보강하고 또 다른 재활용 플라스틱을 만들어 스피커 모듈에도 적용했다.

유호림 MX사업부 선행 CMF랩 프로는 “스피커는 작은 진동이 많아 새로운 소재로 변경하기 쉽지 않은데 이 기준을 충족하는 것은 물론 친환경 소재로 적용하기 위해 더 많은 노력을 기울였다”고 설명했다.

삼성전자의 이러한 친환경 정책은 지난해 8월 발표한 MX사업의 환경 지속가능 비전인 ‘지구를 위한 갤럭시’의 일환이다.

삼성전자는 2025년까지 ▲모든 갤럭시 신제품에 재활용 소재 적용 ▲제품 패키지에서 플라스틱 소재 제거 ▲모든 스마트폰 충전기의 대기 전력 제로(zero)화 ▲전 세계 MX사업장에서 발생하는 폐기물의 재활용을 통한 매립 폐기물 제로화 등을 실천할 계획이다.

삼성전자 스마트폰 ‘갤럭시S22 울트라’에 들어간 재활용 소재 부품 제조 과정.ⓒ삼성전자