셀룰로스 추출, 전처리, 나노화·표면개질 등 셀룰로스 나노섬유(CNF) 소재 핵심기술 보유
셀룰로스 산업 전반 위한 섬유 추출 ⇨ 제조 ⇨ 분석 장비 구축, 상용화 기업지원 나서
한국섬유기계융합연구원(원장 성하경, 이하 KOTMI)은 지난 9월 20일, 경산시로부터 셀룰로스 나노섬유 소재 산업화센터에 대한 사용승인을 받아 본격 업무를 시작했다.
국내 최초의 셀룰로스 나노섬유 소재 전문 산업화센터는 경북 경산시 진량읍(공단7로 166)에 위치해 있으며, 2025년 4월 말 센터 개소식을 준비 중이다.
산업통상자원부와 경상북도, 경산시의 지원으로 구축·진행하고 있으며, 총면적 2,787㎡의 지상 3층 규모로 소재 반응실, 소재 생산실, 소재 복합화실, 제품화 실증실, 시험·분석·평가실로 구성돼 있다.
셀룰로스 나노섬유(cellulose nanofiber, CNF)는 식물유래 셀룰로스를 기반으로 하는 탄소 저감형 기능성 나노소재 센터는 셀룰로스 나노섬유 응용 소재·부품 상용화 기업지원 및 관련된 시제품 제작 지원, 개발용역 및 연구와 개발사업 등을 의 주요 업무로 하고 있다.
센터에는 셀룰로스 추출, 전처리, 나노화 및 표면 개질 등의 셀룰로스 나노섬유(cellulose nanofiber, CNF) 소재 핵심기술을 보유하고 있으며, 셀룰로스 산업 전반을 위한 섬유 추출 ⇨ 제조 ⇨ 분석 장비를 구축하고 있다.
KOTMI 셀룰로스 나노섬유소재 산업화센터는 CNF 상용화 기술지원을 위해 다양한 CNF 소재 라인-업을 구축해 수요기업별 맞춤형 소재 대응을 핵심사안으로 방향타를 설정했다.
이를 위해 국내 CNF 소재 공급기업(한솔제지, 무림P&P, 한국제지, 에이엔폴리, 씨엔엔티, 모빅신소재기술, 아시아나노텍 등)의 생산 소재와 센터 인프라 활용 지원 가능한 CNF 소재를 통합해 수요기업 대상의 개발 니즈에 적극 대응하고 있다.
또한 수요기업의 기술 상용화 대응 시 친수계로 이온성 CNF(음이온성, 양이온성), 효소 가수분해 CNF, 기계적 분쇄 CNF의 지원이 가능하며, 소수계로 아실화 CNF 지원도 가능한 환경을 구축하고 있다.
▷TEMPO 산화 전처리를 통해 제조된 음이온성 CNF는 대표 단일섬유형 CNF로 코팅 시 표면 평활성 및 배리어성이 우수해 소재 복합화를 통한 위생용 통기성 필름의 친환경 코팅제 및 기능성 섬유 원단의 친환경 코팅 가공제, 식품 포장용지의 수성 코팅제 등으로 상용화 기술개발이 진행됐다.
이 밖에 차량 언더커버 제작을 위한 수성 바인더 물성 강화제, 고무제품의 카본블랙 대체재, 샴프바 보강재, 친환경 아이스팩 보냉재로도 활용되고 있다.
최근에는 바이오 분야 오가노이드 개발 관련 세포 지지체로 응용분야를 넓히고 있다.
▷아실화 CNF는 나노섬유화를 위한 화학전처리 방법으로 아실화법을 사용해 부분 소수화 개질된 섬유다발형 CNF 제조가 가능하다.
아실화 CNF는 고무 복합소재 분야에도 응용 가능하고, 유리섬유 대체재로 개발되어 주로 플라스틱 복합소재 제작에 활용되고 있다.
차량 인테리어, 조향장치용 기어 부품 개발 및 3D 프린트용 친환경 필라멘트 개발에 상용화 개발이 진행되고 있다.
▷효소 가수분해 CNF는 겔 타입의 반투명 성질을 갖고 식품 효소공정을 따라 제조되어 식용 가능해 식용 코팅제 등 식품·바이오 분야 및 생체재료 응용 분야에 상용화 개발이 추진되고 있다.
▷기계적 분쇄 CNF는 연속 습식 웹 제조가 가능해 주로 배터리 및 슈퍼커패시터 분리막, 에어필터 원단, 마스크 필터, FRP용 부직포 제조 등의 상용화 개발 분야에 주요 소재로 활용되고 있다.
KOTMI의 성하경 원장은 “향후 셀룰로스 나노섬유 소재 산업화센터는 친환경 나노섬유 공급체제를 확립해 친환경·저탄소 소재부품 산업화를 지원하고, 향후 전주기 지원을 통해 수요·공급 기업 간 밸류-체인을 확대하는 데 크게 이바지할 것”이라고 전했다.
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