미국의 신제품 개발과 용도 개발 방향

 

미국워싱톤주립대학(WSU) 목질재료연구소(WMEL)는 해마다 국제목질재료심포지엄을 주최하면서 41년간 이 분야의 세계 흐름을 주도하고 있다. 컬럼자가 1990년 미국워싱톤주립대학 목질재료연구소에 방문교수로 왔을 때 여기는 매년 350만 불에서 500만 불의 연구비를 받으며 OSB, PB, LVL, MDF, GL(집성재)등 주로 목질재료의 성능향상과 성질 등을 연구하고 있었다.

그런데 16년이 지난 지금 다시 돌아와 보니 연구비는 1000만 불(약100억원)을 매년 사용하고 있으며 주된 연구대상은 천연섬유로 보강된 플라스틱복합체(WPC)로 바뀌어 있었다.

 컴포지트는 30~40%가 우유나 음료수병과 같은 PP나 PE 플라스틱병과 같은 재료를 재사용하고 60~70%의 목섬유(간벌재나 공장폐잔재등 재활용재)로 사출기로 성형하여 제품을 만들고 있다. 현재 미국에서 가장 많이 사용하는 곳이 데크재와 난간재로서 판재(75%) 다음으로 WPC가 18%를 차지하며(2005년 추정), 그 다음 용도가 창문과 문틀(11%), 사이딩, 울타리, 산책로, 지붕널, 놀이터 설비, 산업기반구조물, 팔레트 등에 활용되고 있으며 현재 토목 교량용재와 운반용재로서의 특성을 계속 연구하여 점차 그 용도를 확장하고 있다.

2005년 유엔 식물보호협정 통과로 목재 팔레트는 무역과 물류 이동 중 부주의하게 관리되어 다른 국가로 곤충이 수입되지 않도록 철저한 방역처리가 되도록 각 국가가 이를 이행하고 있다. 그런데 지금까지 사용되는 목재방부제는 인간에게 해롭고 또한 운반용기로 운반하는 도중이나 과정 중에 농산물에 오염을 일으킨다.

북미 내에서만 해마다 4억5천만 개의 팔레트가 생산되고 그 중 90%가 목재로 만들어지고 있으나 운반업자는 목재가 싸기 때문에 운반용기를 재사용하는데 시간과 돈을 들이려 하지 않고 있다. 대부분 한번 사용하고 폐기되어 매년 1억5천만 개의 팔레트가 매립되면서 전체 매립쓰레기의 4% 이상을 차지하면서 환경문제를 야기시키고 있다.

지금까지 플라스틱 팔레트 제품은 비록 오래 사용할 수는 있으나, 값이 비싸고 중량으로 인한 변형과 크리프현상으로 강도에 문제가 있으며 낮은 유지비, 쓰레기처리비용에 문제가 따르고 있다. 그런데 WPC는 곤충문제도 해결하고 내구성과 에너지 효율이 좋으며, 가격도 저렴해지는 이점을 갖게 되며 장기간 사용으로 인해 매립부담도 줄이게 된다.

다만 여기에서도 문제가 되는 것은 수명이 다한 뒤 최종 매립처리시 폴리머플라스틱의 생분해성이 떨어지는 것을 어떻게 쉽게 해결할 것인가가 문제가 되고 있다. 현재까지 여러 방법이 대두되고 있으나 가격을 쉽게 낮출 수 있는 방법이 관건이 되고 있다.

목재자원이 풍부한 미국이 이렇게 진로를 잡고 있는데 목재자원이 부족한 우리나라로서는 이러한 제품의 새로운 제조방법과 여러 용도를 개발, 목재와 플라스틱의 장점은 살리고 단점은 보완해 지구환경과 인체친화적인 기술을 개발해 보다 앞서 갈 필요가 있을 것이다.