나무로 만드는 폼 재료 :: 전체

대부분의 폼 재료는 석유화학 플라스틱으로 제작되기 때문에, 매우 친환경적이지 않다. 그렇지만 이제 새로운 대안이 보이기 시작하는데, 그것은 완전히 나무를 재료로 사용하는 우수한 폼 재료로 환경에 유해하지도 않고 재생이 가능하다. 장기적으로, 나무 재질의 폼이 열 절연, 포장 그리고 경량의 건설구조에 사용되는 기존의 제품을 대체하게 될 것이다.

폼 재료는 건물의 단열, 화물 운송 중에 파손의 방지 그리고 경량의 구조체 제작에 사용된다. 이것은 가볍고 제작하기 쉬우며 단열 효과가 좋지만, 단점도 가지고 있다. 이 재료는 석유나 천연가스로부터 추출되기 때문에, 친생태학적이지 못하다. 장기적으로 이 석유에 기반을 둔 제품들은 재생자원으로 추출되는 재료로 반드시 대체되어야 한다.

재생가능하며 친환경적인 제품
독일 브라운슈바이크의 빌헬름-클라우디츠 연구소(WKI, Wilhelm-Klauditz-Institut)의 프라운호퍼 목재연구소(Fraunhofer Institute for Wood Research) 연구진은 목재 입자에서 폼을 창조하는 방법을 개발함으로써 문제해결에 접근하는 매우 유망한 방법을 개발했다. "우리가 개발한 목재 폼은 기존의 플라스틱 폼과 정확히 같은 방식으로 사용될 수 있지만, 지속가능한 천연자원으로부터 완전히 친자연적인 제품을 만든다는 점에 그 특징이 있다"고 이 연구소에서 목재에 기반을 둔 재료 생산을 위한 프로세스 기술 및 시스템 기술 분야 책임자인 볼커 톨(Volker Thole) 교수는 설명했다. 다른 장점으로는, 기존의 폼 제품과는 달리 목재 폼은 사용 이후에 쉽게 재생이 가능하다. 예를 들어, 만약 이것이 포장용 재료로 사용되면 단순히 종이 재생용 쓰레기통에 폐기되기만 하면 된다. 이 우수한 재료는 2105 그린 테크상(2015 GreenTec Award) 건설 및 생활부문 수상의 가능성을 가지고 있다.

과학자들은 극소형의 목재 입자가 점액질의 물질이 되기 이전에 먼저 매우 미세하게 그라인딩됨으로써 폼을 생산한다. 그다음, 그것을 하늘하늘한 폼으로 확장시키기 위해 이 부분에 가스를 추가하여 굳게 만든다. 경화 프로세스는 나무 자체에 있는 자연 물질의 도움을 받는다. 이 새로운 제조 기술은 특수한 화학적 프로세스에 기반을 두고 있다. "이것은 반죽이 부풀어 오르는 방식과 유사하며 빵이 오븐에서 구워질 때 세팅된다"고 그는 설명했다. 최종적인 목재 폼은 경화된 판지나 플렉시블한 시트로 변환될 수 있는 경량의 기반물질이 된다. 다른 목재 기반의 제품과 비슷하게, 이것들은 원하는 형태로 쉽게 톱질이 되거나 절단이 가능하다.

주택 단열용 목재 폼
목재 폼은 열을 주택 내에 유지하고 건물 내의 거주자에게 완화한 환경을 창조하는 것이 목표인 주택 단열에 이상적인 재료이다. 지금까지, 이용가능한 플라스틱 폼 제품은 대부분 석유화학적 성질에 기반을 둔 제품이다. 목재 섬유 시트나 목재 섬유 울과 같은 몇 안 되는 대체 목재 단열 재료는 폼 플라스틱 단열 재료보다 변형에 대한 저항성이 좋지 못하다. "얇은 섬유 단열 시트는 습기가 축적됨에 따라 자체 무게 때문에 점차적으로 부서지는 경향이 있다. 이러한 단점은 그 단열 특성에 영향을 미친다"고 톨(Thole) 교수는 말했다. 이와 비교하여, 빌헬름-클라우디츠 연구소(WKI)가 개발한 목재 폼은 이러한 점에서 기존의 플라스틱 폼과 비슷한 우수한 특성을 가진다. "우리는 적용가능한 단열 재료와 일치하게 폼 제품을 분석하고 매우 희망적인 결과를 도출했다. 그것은 단열 특성뿐 아니라 기계적이고 유체역학적인 특성"이라고 톨(Thole) 교수는 말했다. 달리 말하면, 목재 폼은 기존의 플라스틱 폼처럼 단열성이 좋고 압력과 습도에 정항성이 좋다.

브라운슈바이크 기반의 과학자들은 현재 어떤 나무가 이러한 종류의 적용에 가장 적당한지에 대한 실험을 진행 중이다. 더욱이, 그들은 산업적 생산 규모에서 목재 폼을 대량생산하기 위한 적절한 프로세스를 확인하는 중이다. 목재에 기반을 둔 폼 제품은 몇 년 이내에 상업화될 것으로 기대된다.

출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』