제4장 천연소재 compound의 사례와 앞으로의 전망 (2) 각종 compound의 개발 동향

[YDfamily]

2. 각종 compound의 개발 동향

최근, 기업, 개인으로부터의 석유 유래 재료를 삭감한 제품, 또는 바이오매스 소재를 활용한 제품으로의 니즈는 계속 높아지고 있다. 그 중에, 각종 filler를 배합한 재료, 특히 본래는 산업 폐기물로 되는 폐자재를 활용하여, 이들을 고 충전화 하는 것으로, 주성분이 비 석유 유래 성분으로 되는 것이 가능하다. Matrix로 되는 플라스틱 재료의 사용량이 삭감되는 것으로, 지구 환경에 공한 가능하다고 하는 소구점을 얻을 수 있기 때문에, 각 회사에서의 제품 제안이 되고 있다.

2.1 무기물 compound

처음에서도 기술한 것처럼, 플라스틱 재료에 유리섬유, talc(규산 마그네슘 수화물), mica, 탄산 칼슘, 황산 바륨, 수산화 마그네슘 등의 무기 재료를 compound 하여, 각종 기능 향상을 모색하는 시험은 기존에 각 분야에서 제품화 되고 있다. 또한 최근에는, 소각 시의 이산화탄소 배출을 대폭 삭감 가능하기 위해, 환경 대책에 공헌 가능을 소구점으로, 석유 유래의 플라스틱을 삭감하는 목적으로 탄산 칼슘 등의 무기물을 50wt% 이상 포함하는 복합 재료가 각사에서부터 제안되고 있다. 한편, compound 원료로서 활용하는 데에 있어서, 각 지역에 매장되어 있는 광석을 절삭하고, 분쇄할 필요도 있고, total LCA를 생각한 경우, 장래적인 문제도 발생할 것이라고 상정된다. 그래서 이하에서는, filler로 되는 무기물의 입수 경로에 착안하여, 각 회사의 사례를 소개한다.

2.1.1 란각(卵殼)

계란 껍질의 성분은 약 94%가 탄산 칼슘이고, 식품 가공 공장, 란 분리 공장 등으로부터 발생하고 있고, 일부는 비료 등에 재이용되는데 대부분은 산업 폐기물로서 처리되고 있다. 이 계란 껍질을 분쇄 처리하여 파우더화 하여, 열가소성 수지와 compound하는 무기 filler 원료로서 각 회사에서 제품화하고 있다. Samurai Trading사에서는, 탄산 칼슘의 원료로서 계란 껍질을 활용하여, 계란 껍질 60%wt와 PP 40%wt를 compound 한 제품을 “PLASHELL”로서 개발, 판매하고 있다. Terabo사에서도, 계란 껍질 부가 플라스틱으로서 “Caracle” 라고 하는 제품명으로, PP, polyamide(PA6, PA66, PA11)와의 compound 제품을 판매하고 있다.

PLASHELL®｜製品紹介 | 株式会社SAMURAI TRADING

PLASHELL®｜製品紹介 | 株式会社SAMURAI TRADING

2.1.2 해수의 mineral

해수를 담수화 하는 때에 추출되는 미네랄 성분의 찌꺼기는 대부분 폐기되고 있다. Mitsui 화학은, 해수 미네랄 성분을 무기 filler로서 활용하는 것을 목표로 하여, polyolefin에 최대 75%의 해수 미네랄 성분을 배합한 compound를 “NAGORI”로서 개발하고 있다(도3). 미네랄 성분이 고 충전되어 있는 것으로, 도기나 천연석과 같은 성질 외에, 통상의 플라스틱 재료를 크게 상회하는 열전도성, 항균성, 항바이러스성도 갖고 있고, SIAA(항균 제품 기술 협의회) 마크도 취득하여 있다.

NAGORI®

√ 해수의 미네랄로부터 태어난 신 복합 재료

√ 도기와 같은 성질(온냉감)

√ 플라스틱 사용량을 최대 75% 삭감

√ 해수 담수화의 과장에서 벼려지는 농축수에 의한 산호의 사멸이라고 하는 문제에 반해, 농축수에 다량으로 함유되어 있는 미네랄을 주원료로 하여, SDGs의 trade off로 되는 사회 과제를 해결(소재 배경)

√ 해수 미네랄에서 유래하는, 항균성, 항바이러스성을 갖는다.

도3 Mitsui 화학 / NAGORI concept

2.2 천연 소재 compound

2.2.1 목재

1970년대부터 목재와 플라스틱의 복합재료 WPC(Wood Plastic Composite)에 관한 기술 개발이 진행되고 있고, 일본에서도 1990년대에는 저 충전량(30% 전후)의 compound 중심으로, 내장재나 옥외 deck용의 판매가 되고 있다. 또한 폐 목재와 리사이클 수지를 원료로 한, WPRC(Wood Plastic Recycled Composite)의 생산도 기존에 생산되고 있다 WPRC에 관해서는 JIS A5741에 정의되어 있고, 기술 개발, 표준화에 향한 노력이 진행됨과 동시에, exterior 용도 중심으로 제조, 판매되고 있다.

목재를 고 충전한 compound는, exterior용도와 같이 확대된 시장은 갖고 있지 않지만, 무기 filler와 동일하게 원료로 되는 목재의 입수 경로도 promotion에 넣은 제품 소개가 많이 되고 있다. Ryoka 산업과 Kawase 수지공업은 공동으로, 야구 용품의 배트 제조 시에 발생하는 목분 폐자재를 활용하여, 분쇄, 특수 가공하여 생분해 수지와 혼련하는 것으로 목분이 51% 이상 함유되고, 바이오매스 성분 73wt%의 pallet을 개발, pallet 판매부터 각종 성형품의 판매 까지를 “MIRAIWOOD”라고 하는 제품명으로 다루고 있다. 특히 식기나 텀블러에 관해서는, 목분의 특징을 살린 칠기(漆器) 조의 디자인을 제안하고 있다. Sumitomo 화학에서도 2021년경부터 간벌재를 목재 원료로서, 시장 회수한 재생 PP와 compound 시킨 목질 섬유 강화 재생 PP재를 소개. PP는 재생 재료를 100% 사용하고 있고, 일반적인 자동차 용도에 사용되는 talc 강화 PP와 비교하여, 경량화와, 의장성 부여(목재 유래의 감촉에 의한 높은 질감)로서 제안하고 있다.

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