더 얇고 선명한 렌즈 신기술 ‘고순도 XDI’ [우리가 몰랐던 과학 이야기] (75)

안경은 물체가 잘 보이지 않거나 햇빛 또는 자외선으로부터 눈을 보호하고 싶을 때 또는 패션 아이템으로 다양하게 사용되고 있습니다. 안경을 고를 때 가장 중요한 것은 바로 렌즈인데요, 렌즈는 가벼우면서도 얇고 선명한 것을 선호하는데, 더 가볍고 얇을수록 비싼 게 보통입니다.

2017년 12월 한화케미칼은 그간 수입에 의존했던 고굴절 렌즈인 고순도 XDI(자일릴렌 디이소시아네이트·Xylylene Diisocyanate)를 개발해 국내 프리미엄 시장을 새롭게 열어가고 있는데요. 오늘은 기존보다 30% 더 얇으면서도 선명한 렌즈를 만들어내는 XDI 기술에 대해 소개하겠습니다.

◆압축 렌즈와 굴절률

안경 렌즈를 맞출 때 우리는 흔히 ‘압축 렌즈’라는 표현을 듣는데요. 실제 렌즈를 압축하는 것은 아닙니다. 굴절률이 다른 것을 압축 렌즈로 이야기합니다. 굴절률에 따라 안경 렌즈의 두께가 달라지는데요, 굴절률 1.55 ~ 1.64는 ‘중굴절 렌즈’, 1.65~1.70은 ‘고굴절 렌즈’, 1.71~1.76 이상은 초고굴절 렌즈라고 각각 이릅니다.

굴절률이 클수록 렌즈 두께가 얇아지는데요, 렌즈가 두꺼우면 안경테에 들어가기 어렵고 무거워지는 탓에 굴절률이 큰 제품을 선호하게 됩니다.

◆렌즈의 소재

출처=호야비전닷컴(hoyavision.com)

렌즈는 보통 플라스틱과 유리로 만들어지는데요. 유리 렌즈는 투명하고 잘 긁히지 않으며 열에 강한 반면, 플라스틱 소재에 비해 무겁고 떨어뜨리면 깨진다는 단점이 있습니다. 플라스틱 렌즈는 잘 긁히며 열에 약하지만 다양한 색을 낼 수 있고 가볍고 착용감이 좋아 많이 쓰입니다.

플라스틱 렌즈는 광선 투과율 및 긁힘 방지 기능을 향상시키기 위해 보통 표면에 코팅을 하는데요, 코팅이 쉽게 벗겨지지 않으면서 단단하고 고온에서 잘 견딜 수 있도록 기능을 강화시킨 제품을 선택해야 합니다.

◆얇고 가벼운 고굴절 렌즈란?

출처=Online Opticians UK

일반 렌즈보다 굴절률이 높은 재질을 이용한 것이 바로 고굴절 렌즈인데요. 주로 유리나 플라스틱을 소재로 이용합니다. 빛을 보다 효율적으로 굴절시킬 수 있다면 초박형, 초경량 안경 렌즈를 만들 수 있는데요, 일반 렌즈에 비해 얇고 평평하면서도 동일한 시력 교정을 제공합니다.

◆고급 렌즈 신기술, 고순도 XDI란?

스판덱스로 대표되는 폴리우레탄은 이소시아네이트와 폴리올(분자 중 3개 이상의 수산기를 가진 알코올)의 반응으로 이뤄지는데요. XDI는 이러한 폴리우레탄 반응에 활용되는 이소시아네이트의 하나입니다. 다른 이소시아네이트에 비해 굴절률이 높고 코팅을 했을 때 밀착성이 우수한 특성이 있습니다. 굴절률이 높기 때문에 렌즈 원료로 사용되었을 때보다 얇게 만들 수 있으며, 금속과 같이 부착하기 어려운 소재의 코팅이나 접착제로서도 우수한 성능을 발휘합니다.

한화케미칼은 2년간의 연구 끝에 고순도 XD I제조기술을 개발해 2017년 12월21일 국가기술표준원으로부터 신기술 인증을 획득했는데요. 이번에 개발한 XDI는 일반 렌즈에 쓰이는 원료와 달리 시간이 지날수록 누렇게 변색하는 황변 현상이 없고, 렌즈를 얇게 만드는데 중요한 요소인 굴절률이 높아 고급 소재로 적합합니다.

XDI로 안경 렌즈를 만들면 기존 두께의 2/3 정도로 얇고 가벼우면서 선명한 프리미엄 제품을 구현할 수 있습니다. 또한 디스플레이 소재와 고급 코팅제, 점·접착제의 원료 등 다양한 분야에 적용할 수 있는데요. 기존에 전량 수입에 의존하던 것을 한화케미칼이 처음 국산화에 성공해 국내 업체들의 프리미엄 렌즈 시장 진출이 더 쉬워졌습니다.

한화케미칼은 앞으로 생산성을 향상하는 연구와 코팅 및 점접착제, 경화제로 이용되는 XDI 부가체(Adduct)를 개발할 계획인데요. 앞으로 또 어떤 신기술 개발을 통해 새로운 부가가치를 만들어낼지 지켜봐 주길 바랍니다.

한화케미칼 블로거

*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

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