일본산업뉴스요약

에너지∙에코 대경쟁
나무에서 친환경 신소재 개발
시미즈건설, 히타치조선 등

-- 식물 유래 플라스틱으로 대체 --
나무에서 바이오 플라스틱이나 플라스틱 첨가물을 만드는 움직임이 확대되고 있다. 시미즈건설(清水建設)은 간벌재에서 추출한 플라스틱 원료의 연구 시설을 신설. 히타치조선(日立造船)은 두충나무를 원료로 신소재를 개발해 3D프린터용 재료로 용도를 확대하고 있다. 나무는 자원량이 많고 성장 과정에서 이산화탄소를 흡수하는 등 환경 부담이 적기 때문에 새로운 원료로서 기대를 모으고 있다.
 

시마네(島根)반도에서 북으로 약 70km. 동해에 위치한 오키(隱岐)섬에는 시미즈건설이 후지이(藤井)기초설계사무소(마쓰에 시)와 신코(神鋼)환경솔루션 등의 협력을 얻어 건설 중인 바이오플라스틱 연구 시설이 있다.

이곳에서 연구 및 개발하는 것은 리그노페놀(Lignophenol)이라고 하는 물질이다. 리그닌(Lignin)이라는 나무 성분을 가공. 리그노페놀만으로도 플라스틱을 만들 수 있을 뿐만 아니라 소량을 폴리카보네이트(Polycarbonate)나 폴리프로필렌(Polypropylene) 등에 10~20% 정도 혼합하면 내열성 및 강도가 높아진다.

연구 시설에는 연간 생산 1톤의 소규모 플랜트가 설치되어 있다. 앞으로 샘플 제품을 수지 및 부품회사 등에 출하해 용도를 개발하고, 동시에 저렴한 제조 기술의 확립을 목표로 한다.

원료에 사용되는 것은 현지의 간벌재와 단재(端材), 나무껍질 등이다. 국내 임업은 수입 목재에 밀려 바이오매스발전으로의 연료 공급에 활로를 찾는 지역도 있지만, 광범위한 지역에서 대량의 목재를 수집해야 하는 시스템이 필요하다. 이 점에서 바이오플라스틱은 원재료의 양이 비교적 적어도 괜찮다. 시미즈건설의 구리타(栗田) 집행위원은 “임업을 통해 지역 활성화로 이어나가고 싶다”라고 말한다.

또한 유리섬유 등을 대신해 플라스틱에 첨가되는 셀룰로오스나노섬유(CNF)로 지역을 활성화하려는 움직임도 추진되고 있다. 나카고시(中越)펄프공업과 가고시마(鹿児島) 현의 사쓰마센나이(薩摩川內) 시는 대나무 유래 CNF의 용도를 개발. 건축자재 등에 이용할 수 있을 것으로 보고 있다.

지자체에서는 아히메(愛媛) 현이 현지의 중소기업과 협력해 귤을 짜고 남은 찌꺼기에서 CNF를 추출하는 기술을 개발했다. 이 CNF를 혼합한 수지를 자동차와 전자부품에 활용할 계획이다.

히타치조선은 잎이 두충차의 원료가 되는 나무 ‘두충’에서 고무와 같이 탄력성이 높은 수지 ‘두충 엘라스토머(Eucommia ulmoides Elastomer)’를 만들고 있다. 히타치조선은 2003년에 두충차 사업을 고바야시(小林)제약에 매각했지만, 수지 개발은 지속함으로써 2016년에는 마이즈루(舞鶴)공장(교토)에 소형 플랜트를 설립했다.

히타치조선은 이미 3D프린터용 재료로서 두충 엘라스토머를 상품화했고 3월 말에는 두충 엘라스토머가 사용된 골프 공 판매도 시작한다. 또한 웨어러블 단말기용의 직조형(옷감형) 전극 개발도 추진하고 있다.

지구온난화 문제로 석유 유래 플라스틱을 식물 유래 제품으로 대체하려는 움직임이 확대되고 있다. 원료 식물의 성장 과정에서 CO₂를 흡수하기 때문에 환경적 부하가 적다.

오래 전부터 목재 연구가 발달해온 일본. CNF와 리그노페놀을 개발한 것도 일본 연구자들로, 일본 기업들은 나무를 원료로 한 소재 개발에서 앞서 있다. 하지만 아직 식물 유래 플라스틱의 가격은 비싸다. 시미즈건설은 리그노페놀 가격을 석유 유래 수지의 2~3배로 낮추는 것을 목표로 하고 있다. 플라스틱의 성능을 높여 비싸더라도 수요를 만들어 내야 할 것이다.

▶ 나무에서 신소재를 개발하는 움직임이 추진되고 있다
- 시미즈건설: 바이오 플라스틱 원료의 연구 시설 신설. 현지 목재로 플라스틱 원료 개발.
- 나카고시펄프공업: 사쓰마센다이 시와 협력해 대나무에서 셀룰로오스나노섬유를 제조

- 히타치조선: 중국의 자사 농장에서 두충나무를 키워 탄력성이 높은 수지 생산

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