일본산업뉴스요약

CNF 최전선 ①
기능성을 높인다
시장규모 1조 엔 목표

차세대 바이오매스 소재인 CNF(Cellulose Nano Fiber)가 실용화 단계를 맞이하였다. CNF는 나무 재질 섬유(파이프)를 처리하여 나노미터 사이즈(나노는 10억 분의 1)까지 세세하게 분해한 것이다. 산학관 컨소시엄인「Nano Cellulose Forum」(사무국=산업기술총합연구소) 설립을 주도한 경제산업성은, 2030년까지 1조 엔 규모의 새로운 시장 창출을 목표로 한다. CNF의 현재 상황과 기업의 시도에 대해 알아본다.

-- 보강재로서 기대 --
제지원료인 파이프는 CNF가 강력한 수소결합으로 결합한 상태다. 화학처리를 통해 결속구조를 풀기 쉽도록 하여, 기계적인 힘을 가하면 Cellulose Microfibril라고 불리는 최소단위의 섬유소로 해섬(解繊)할 수 있다. 직경은 머리카락의 1만 분의 1에 상당하는 3~4나노미터밖에 되지 않는다. 그럼에도 불구하고 철강과 비교하여 5분의 1의 저(低)비중(1㎠ 당 1.5그램)으로 동등한 휨강도(Bending Strength)와 5~8배의 인장강도(Tensile Strength)를 갖는다.

이러한 특성 때문에 자동차 부품 등의 분야에서 새로운 보강재로 기대를 모으고 있다. 수지와 고무와의 복합재료화다. 단, CNF는 물과 친한 성질 때문에 다루기 어려운 면도 있어 현실에서는 농축∙탈취와 같은 기능을 높이는 첨가제 용도로 사용되고 있다.

Mitsubishi Pencil은 DKS(第一工業製薬)와 공동으로, CNF를 젤 잉크 볼펜의 농축제로서 실용화하였다. CNF는 물 속에서 분산시키면 높은 점성이 나오지만, 흔들리게 되면 점도가 떨어지는 유동특성(Thixotropic성(性))을 갖고 있다. DKS가 2013년에 개발한 CNF농축제를, Mitsubishi Pencil이 2015년 봄에 발매하는 해외사양제품「Uniball Signo 307」에 첫 채용한다. 2016년 5월부터 국내 판매도 시작하였다. 볼의 회전으로 인해 CNF를 첨가한 잉크의 점성이 떨어져, 속기를 해도 선이 흔들리지 않고, 잉크가 뭉쳐서 나오는 현상이 쉽게 발생하지 않는다. 지금까지 국내외에서 2,000만 개 이상을 판매. 첫해의 목표였던 국내 판매액 1억 엔도 달성하였다.

-- 고밀도로 부착 --
Nippon Paper(日本製紙)는 화학처리로 산화한 CNF의 표면에, 금속 이온이나 금속 나노 입자를 고밀도로 부착시키는 특성에 착안. 항균∙탈취 효과가 있는 은 등의 금속 이온을 대량으로 부착(担持)시켜 시트 상태로 가공하는데 성공하였다. 이 기능성 시트를 채용한 성인용 종이 기저귀「Hadacare Acty」를 2015년 10월에 발매하였다. 기존 제품과 비교하여 3배 이상의 탈취력이 있다고 한다.

2016년 10월에는 이 시트를 주력 상품인 소변이 새는 것을 방지하는 패드/라이너「Poise」에 전면 채용. 앞으로 소변 누수 방지, 흡수 케어 제품 전반으로 적용 범위를 넓힌다는 방침이다. 또한, 각종 금속에 의한 향균∙탈취뿐 아니라, CNF의 큰 비표면적을 활용하여 다양한 촉매기능을 고효율로 발휘시키는 산업 용도도 고려하고 있다.

-- 10배 이상의 점도 --
Oji(王子) Holdings는 이르면 4월 중에라도 일용잡화제품 제조업체 용으로 CNF 농축제를 첫 납품한다. 상품명「AURO VISCO」로서 화장품 등으로 용도를 확대해 간다. 식품첨가물로서 많은 가공식품이나 화장품 등에 상용되는 농축다당류의 잔탄검(Xanthan Gum)과 비교하여 10배 이상의 점도가 있어, 적은 첨가량으로도 효과를 얻을 수 있다.

Oji는 새로운 나노소재인 CNF의 안전성을 1년 정도 독자적으로 철저하게 검증하여 확인. 사업전개를 본격화한다.

  -- (2)로 계속 --