화학뉴스

Osaka Gas 그룹 위탁 연구기관인 KRI가 수지 및 유기용제에 대한 분해성이 뛰어난 분상 셀룰로오스 신규 제조공법을 확립했다.
범용 유기용매 가운데 셀룰로오스를 교반하는 것만으로 해섬과 소수화 처리를 동시에 시행할 수 있으며 분상이면서 균일 분산성이 높은 CNF(Cellulose Nano Fiber)를 저가에 제조할 수 있다.
신규 제조공법은 기존 제조공법과 달리 공정이 복잡하지 않고 고가인 촉매 및 대량의 에너지를 필요로 하지 않기 때문에 코스트를 10분의 1로 절감할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
프로세스 라이선스, CNF 용도 개발 위탁 비즈니스로서 전개해 3년 후에 10억엔 사업으로 육성한다.
CNF 제조공법은 고압균질기 등을 활용해 강한 힘으로 셀룰로오스 섬유를 파쇄하는 기계 해섬공법과 반응시약을 활용해 섬유 표면을 변성시키면서 푸는 화학 해섬공법 등 2종으로 크게 구분된다.
양 공법 모두 기계‧열에너지, 고가의 TEMPO 촉매 등을 사용해야 하고 CNF는 친수성이 뛰어나기 때문에 수지 등의 소수성 물질로 분산시키는 것이 어렵다. 이에 따라 소수화 처리가 필요하나 기계공법은 섬유 구조가 파괴돼 그물 형상이 되기 때문에 분산성이 좋지 않고 화학공법은 탈수가 어렵기 때문에 일반적으로 수분산액으로서 공급된다.
KRI이 개발한 신규 제조공법은 해섬과 소수화 처리를 1단계로 실시한다.
저가‧범용 유기용제를 활용한 수소결합 해제제, 침투성 용매, 소수화를 시행하는 반응화제를 배합한 용매를약 2시간 교반하기만 하면 되며 해섬과 소수화 처리가 동시에 이루어지기 때문에 세정, 탈수, 건조가 용의하고 분산성이 뛰어난 분말 형상으로 제작하는 것이 가능한 것으로 알려졌다.
CNF의 섬유 구조 데미지는 화학 공법보다도 적고 재분산성에 더해 내열성, 강도, 치수안전성, 열분해 온도에 뛰어나다.
해섬 용매의 조성 제어에 따라 섬유 직경 5나노미터에서 수백나노미터까지 제어 가능하고 에스테르화, 아세틸화 등 임의 수지에 대응한 소수화가 가능하다.
KRI는 유기‧무기물과의 복합화, 시트 등의 성형 가공 등 응용 개발도 추진하고 있으며 해당 프로세스를 활용하면 CNF 제조코스트를 대폭 절감하고 분산성 등의 품질이 향상될 것으로 기대하고 있다. (L)