Purdue대, 저비용 리그닌 기반 수지 바인더로 친환경 복합재 보드 생산 기술 개발

Purdue 대학교(미국 인디애나 West Lafayette) 연구진이 복합재 보드 생산을 위한 저비용·지속가능·친환경 신공법을 개발했다고 발표했다. 이 기술은 고압 라미네이트 유통사 Wilsonart(미국 텍사스 Temple)와 라이스 스트로 기반 MDF 생산 기업 CalPlant(미국 캘리포니아 Willows) 등 주요 업계 플레이어들의 지지를 얻고 있다.

기존 포름알데히드 수지의 문제점

다수 복합재 보드 제조에는 포름알데히드 기반 수지 바인더가 쓰이는데, 이는 시간이 지나며 실내 환경으로 방출되어 알려진 발암물질인 포름알데히드로 인해 심각한 건강 유해성을 초래한다.

Purdue 화학공학과 Gerald and Sarah Skidmore 석좌교수 James Caruthers는 "우리 공법은 우드칩, 톱밥, 라이스 스트로 등 비식용 바이오매스를 공정을 거쳐 리그닌 유사 물질을 추출하고, 이를 복합재 보드용 비포름알데히드 바인더 시스템의 주성분으로 사용한다"며 "리그닌은 폐부산물이자 지구상 가장 풍부한 생체고분자 중 하나이므로 우리 공법은 지속가능하고 친환경적"이라고 설명한다. Purdue 팀 공법으로 테스트한 결과, 리그닌 기반 수지와 셀룰로오스 섬유를 매트릭스로 하고 가교 변형을 결합하여 바람직한 물성을 가진 복합재 보드를 생산할 수 있었다.

상용화 추진 및 산업계 협력

Purdue 연구재단 기술상용화실(OTC)과 협력해 보드 기술 특허를 출원 중이며, 연구진과 OTC는 CalPlant, Wilsonart와 협력해 Purdue 기술을 시장에 선보이고 있다. Purdue는 복합재 보드 생산용으로 이 공법을 상용화하려 하며, 접착제, 세제, 연마제, 필터지 등 기타 응용 분야도 모색 중이다. Wilsonart 기술 운영 우수성 디렉터 Mahesh Subramanian은 Purdue 기술 예비 테스트에서 침투형 수지로서의 실행 가능성과, 접착제 및 수지 연장재로 사용할 때 자사 소싱 보드에 잠재적 지속가능성 이점이 있음을 확인했다고 밝혔다.

대학 측은 복합재 보드 바인더 기술이 Purdue 지적재산의 상업적 가치를 높이는 프로젝트를 지원하는 Trask 혁신 펀드 지원도 받았다고 전했다.

Caruthers는 "비용 분석 결과, 현재 포름알데히드 프리 복합재 보드 생산 대비 MDF 제조 시 비용 절감 효과가 있다"며 "이 기술은 복합재 보드 제조사 마진을 높이는 동시에 소비자의 장기적 포름알데히드 노출을 줄이는 저비용·지속가능·친환경 생산 공법을 제공한다"고 강조했다.

기능성 리그닌 유도체는 항곰팡이·난연 특성을 돕는 기존 특성을 가져 향후 화학적 완성의 여지를 남긴다. 분리된 리그닌 유도체의 다른 잔여물은 더 깨끗한 목재로 셀룰로오스 기회의 문을 연다.

연구진은 기술 추가 개발을 위한 추가 파트너를 찾고 있다. 라이선스 및 기타 기회 문의는 OTC의 Dipak Narula(dnarula@prf.org)에게 트랙 코드 2020-CARU-68907을 언급하며 연락 바란다.