에코아 TP: 목재 능가하는 지속가능성의 리그닌 기반 열가소성 복합소재

CW는 링그로브(Lingrove)와 그 에코아(Ekoa) 제품을 여러 번 다뤘지만, 당시에는 아마섬유와 바이오 에폭시 수지를 사용한 열경화성 프리프레그와 패널이었다. 회사는 이제 에코아 TP를 출시했는데, 산업 규모의 빠른 가공과 재활용성이 가능한 구조용 복합소재로 리그닌 기반 열가소성 수지를 사용해 목재의 외관과 감촉을 구현하면서 지속가능성은 훨씬 뛰어나다.

목재보다 나은 소재

목재는 자연의 구조용 복합소재로, 셀룰로오스 섬유가 천연 고분자인 리그닌으로 결합된 강하면서도 가벼운 소재다. 비강도와 비강성 측면에서 목재는 복합소재와 금속에 근접하며, 가구, 주택, 인테리어의 소재로 여전히 선호된다. 그러나 지속가능성이 점점 큰 이슈가 되고 있다:

• 원시림의 87%가 사라졌다.
• 산림 벌채는 세계 최대 환경 문제 중 하나이며, 개발도상국만의 문제가 아니다. 스웨덴, 핀란드, 포르투갈이 2000~2012년 나무 손실 상위 10개국에 포함된다.
• 산림 벌채가 온실가스 배출의 약 20%를 차지하는 것으로 추정된다.

나무는 구조용 소재로 자라나고 밀도가 높아지는 데 25~100년이 걸린다. 아마(flax)는 100일이면 자라며, 관개가 필요 없고 CO2 네거티브다. 캐나다는 연간 100만 톤의 아마를 종자용으로 재배하고 줄기는 버린다. 하지만 링그로브는 이 줄기를 활용할 계획이며, 고강도 경량 연속 천연 섬유를 생산하는 이미 산업화된 글로벌 공급망과 협력한다. 링그로브는 이 천연 섬유를 비식량 원료 리그닌으로 만든 바이오 기반 수지와 블렌딩하며, 이는 재활용 가능하다. 그 결과가 에코아 TP다.

에코아 TP는 연속 섬유 강화 열가소성 롤 제품이다. 몰드에 잘라 적층하면 3D 형상으로 압축 성형이 용이한 구조용 복합소재가 된다. 아래 세면대는 세계 최대 인테리어 비품 회사 중 하나를 위해 제작됐다. "우리는 복합소재의 이점을 기존 애플리케이션 밖으로 확장하려 합니다."라고 링그로브 창업자 조 러트왁(Joe Luttwak)은 말한다.

러트왁은 페라리 디자인 업무 중 복합소재를 접했다. 이후 블랙버드 기타(Blackbird Guitar)를 설립해 탄소섬유의 경량성과 성능에 목재의 외관과 소리를 구현한 아름다운 악기를 만들었다. 이 소재들은 습도와 온도에 대한 내성이 더 우수했으며, 로즈우드와 마호가니 같은 도벌된 원시림 목재의 500억 달러 암시장을 부추기지 않았다.

수년간 이 바이오 기반 복합소재 기술을 개발하고 다듬으며 러트왁은 에코아의 적용 분야를 확장하기 위해 링그로브를 창업했다. 이는 위 사례들로 입증됐지만, 확장성이라는 문제에 부딪혔다. "열가소성 수지가 빠른 가공과 더 쉬운 재활용성을 제공함을 알 수 있었습니다."라고 러트왁은 말한다. "인테리어 및 가구 제조사들은 플라스틱처럼 산업적 규모로 가공되는 소재를 원하지만, 소비자는 목재의 외관과 감촉, 지구 파괴에 기여하지 않는 제품을 원합니다. 에코아 TP는 둘 다 제공합니다."

링그로브는 세계 최대 상업 인테리어 기업 스틸케이스(Steelcase)(미국 미시간주 그랜드래피즈)와 의향서(LOI) 체결 및 지속적 개발 중이다. "여러 대형 가구 기업과 자동차 내장재에도 파일럿 물량을 공급 중입니다."라고 러트왁은 덧붙인다. 궁극적으로 1,500억 달러 건설 시장용 제품을 공급할 예정이다. "복합소재가 이곳에서 막 떠오르고 있지만, 전 세계 CO2 배출의 37%가 주거 및 상업 건설에서 나옵니다. 우리가 원하는 성능과 심미성을 제공하면서 변화를 만들 수 있는 시장입니다."

제품 및 생산 확대

에코아 TP는 수백 피트 길이의 연속 시트(통합 시트) 외에도 다양한 코어 소재를 갖춘 구조용 패널로도 판매된다. 엔드그레인 발사와 폼 코어 같이 복합소재에서 널리 쓰이는 것부터 폴리우레탄 폼과 카드보드 허니컴 같이 건축과 인테리어에 익숙한 소재까지 다양하다. 링그로브는 새로운 코어 소재도 개발 중이다.

회사는 천연 섬유 구조용 패널 및 소재 제조 기술로 특허를 획득했으며, 연속 시트 생산 능력을 개발해 2018년 말까지 초기 생산량 5,000피트/일, 2019년에는 10,000피트/일로 확대하는 것을 목표로 한다.

"복합소재는 단순 경량화 이상으로 기여해야 합니다."라고 러트왁은 말한다. "폐기물, 운송, 수명주기 비용뿐만 아니라 에너지 사용, 배출, 산림 벌채 같은 파괴적 글로벌 트렌드의 자극을 줄이는 소재를 봐야 할 때입니다." 세계 인구 증가와 건설 산업의 대응으로 규모가 2배로 커질 것으로 예상되는 가운데, 에코아 TP 복합소재는 진정한 기회다.