폴리플라스틱스, 2030년 출시 목표 … 전자소재 탄소중립화 니즈 공략

일본 폴리플라스틱스(Polyplastics)가 바이오매스 LCP(Liquid Crystal Polymer)를 개발하고 있다.
폴리플라스틱스는 2030년 목질 성분을 원료로 투입하는 바이오매스 LCP를 출시할 예정이며, 아직 용도가 제한적인 리그닌(Lignin)을 효과적으로 활용하기 위해 원료 창출에 착수했다.
모기업 다이셀(Daicel) 그룹이 내건 바이오매스 밸류체인 구상의 일환으로 추진하는 것이며 학계와 연구하고 있는 목질 소재 분리·추출 기술과의 융합을 시도하고 있다.
폴리플라스틱스는 탄소발자국(CFP) 정보 공개 등이 LCP 수요처인 전자소재 시장에서 미래 진입장벽으로 작용할 것으로 판단하고 상용화에 박차를 가하고 있으며 프로젝트를 앞당기는 전략도 고려하고 있다.
또 모든 EP(엔지니어링 플래스틱) 라인업에 그린 옵션을 추가하고 있으며, 특히 글로벌 점유율 1위인 LCP에 바이오매스를 도입하는 프로젝트에 주력할 방침이다.
LCP는 방향족(Aromatics) 폴리에스터(Polyester)의 일종이며 주 모노머인 p-HBA(4-Hydroxybenzoic Acid)에 다른 코모노머(Comonomer)를 공중합하는 방식으로 생산한다.
폴리플라스틱스는 모노머부터 전환하기 위해 리그닌과 식물 베이스 피토케미칼(Phytochemical)에서 여러 모노머를 추출·유도하는 바이오매스 LCP 개발을 추진하고 있다.
검토단계이지만 바닐린산(Vanillic Acid), 시링산(Syringic Acid), 페룰산(Ferulic Acid)을 유력한 모노머 후보로 활용할 계획인 것으로 파악된다.
이를 통해 현재 주류를 형성하고 있는 완전 방향족계 구조를 지닌 LCP 대신 탄소중립 시대에 적합한 새로운 구조의 LCP 창출을 추구하고 있다.
목질계 바이오매스는 일반적으로 셀룰로스(Cellulose)가 40-50%로 가장 큰 비중을 차지하고 있으며 나머지는 리그닌 20-35%, 헤미셀룰로스(Hemicellulose) 20-25%로 구성된다.
리그닌은 유효한 산업적 이용이 거의 없으며 대부분 제지 생산기업이 흑액(Black Liquor)을 연료료 이용하는 수준에 머무르고 있다. 일부에서 접착성분 및 페놀(Phenol) 공급원으로 이용하기 시작했으나 안정적인 산업적 이용과는 거리가 있는 상황이다.
리그닌은 목질 구성성분에서 마이크로피브릴(Microfibril)을 접착하는 역할을 수행하기 때문에 펄프 생산 등에 사용하는 현행 분리법으로는 화학약품과 다량의 에너지를 사용하는 증해 프로세스가 필요하기 때문이다.
폴리플라스틱스는 추출·유도 등 전공정을 중심으로 다이셀과의 시너지를 발휘하는데 주력하고 있다. 특히, 교토(Kyoto)대학 등과 공동연구하는 온화한 조건에서의 목재용해 기술 등에 초점을 맟추고 있는 것으로 알려졌다.
다이셀은 교토대학과 분리·추출 영역에서 섬유, 시트 등 다양한 형태로 분자성 셀룰로스 집합체(MoCA)를 얻으면서 분리한 리그닌을 변성시켜 모노머로 이용하는 방안을 구상하고 있다.
학계에서는 리그닌 유도·변성 프로세스를 과제로 인식하고 있다.
구조의 불균일성 등이 바이오매스 소재로서 산업적 이용을 저해하고 있어 여러 대학이 미생물 대사를 활용한 분해 등을 연구하고 있으며, 다이셀그룹도 산학연계를 더욱 확대할 계획이다.
폴리플라스틱스 역시 단기적인 신제품 개발은 이미 진전된 상태이며 매스밸런스 방식 도입을 지상 목표로 개발을 진행함으로써 2024년 9월 Laperosr bG-LCP 브랜드를 설립했다.
Laperosr bG-LCP는 재생가능원료 도입률 50% 그레이드를 시작으로 2025년 100%화를 달성할 계획이다.
폴리플라스틱스는 매스밸런스 도입에서 셀라니즈(Celanese)가 앞서가고 있으나 중장기 목표인 리그닌 베이스 LCP 영역에서는 개발을 선도할 수 있을 것으로 기대하고 있다. (윤)