화학뉴스

일본 Dainichiseika Color & Chemicals이 이산화탄소(CO2)를 원료로 한 폴리우레탄(Polyurethane)의 용도 개척을 추진하고 있다.
Dainichiseika Color & Chemicals은 생산설비에서 배출된 CO2를 활용하는 방안을 모색하고 있으며 2009년부터 수지원료로 응용하는 기술을 개발하고 있다.
그동안 촉매를 사용해 CO2와 에폭시(Epoxy) 화합물로부터 중간체를 만들고 아민(Amine) 화합물과 반응시켜 상온에서 CO2를 용해하는 기술을 활용해 개발했으며 기존설비를 이용할 수 있는 반응조건도 확립했다.
2014년부터 도쿄 소재 Akabane 사업소에서 월평균 2톤의 테스트생산을 실시하고 있으며 샘플 출하 및 화학기업과의 공동연구도 추진하고 있다.
개발제품 「Hydroxy Polyurethane」은 알콜과 이소시아네이트(Isocyanate)를 합성해 제조했으며 일반적인 폴리우레탄에는 없는 수산기(Hydroxyl Group)를 나타내는 것이 특징이다.
수산기는 응집력이 높아 산소를 쉽게 투과시키지 않고 금속표면의 물 분자와 밀착하기 쉬운 특성을 보유하고 있으며 수산기를 이용하면 소량의 에너지로도 다른 화합물과의 가교반응을 얻을 수 있다.
Dainichiseika Color & Chemicals이 실시한 실험 결과에 따르면, CO2를 10% 배합하면 일반 폴리우레탄에 비해 접착력이 4배 향상되며 20% 배합하면 식품포장용 필름 등에 사용되는 EVOH(Ethylene Vinyl Alcohol)과 동일한 수준의 산소차단성을 확보할 수 있는 것으로 알려졌다.
현재 CO2 배합비율을 서로 달리한 3종류의 개발 그레이드를 갖추고 있으며 펠릿 및 수지용액 상태로 공급하고 있다.
성형소재, 도료‧잉크용 수지, 식품포장용 필름, 접착제, 수지용 개질제 등 다양한 용도로 제안을 추진하고 있으며 식품포장용 필름에 인쇄할 때 사용하는 그라비아 인쇄 잉크 등 자사제품에 응용하는 방안에 대해서도 검토하고 있다.
당분간 Akabane 테스트 플랜트에서 생산하지만 사업화를 추진할 단계에 도달했다는 판단이 서면 폴리우레탄을 생산하고 있는 Chiba 소재 Sakura 사업소의 기존 생산설비를 개량해 양산체제를 정비하고 2020년에는 3억엔의 매출을 달성할 계획이다.
양산 효과에 따라서는 일반적인 폴리우레탄과 비슷한 수준으로 가격을 낮출 수 있을 것으로 예상되며 원료 CO2는 외부에서 구입해 충당할지 당초 목표대로 자사 생산설비에서 배출된 것을 사용할지에 대해서도 검토할 예정이다.
Dainichiseika Color & Chemicals은 비가식 계열 바이오매스에서 유래한 당을 주원료로 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머(Elastomer) 「Resamine PB」도 개발하고 있다.
환경부담을 절감할 수 있으며 우수한 기능을 갖추고 있어 폴리우레탄 제안이 활발하게 이루어지고 있으며 파인폴리머(Fine Polymer) 사업의 수익 확대를 견인하고 있다. (K)