Ekoa TP：木材を凌ぐ持続可能性を持つリグニンベース熱可塑性コンポジット

CWはこれまでLingroveとそのEkoa製品について何度も取り上げてきましたが、それらは亜麻繊維とバイオエポキシ樹脂を用いた熱硬化性プレプレグとパネルでした。同社は今、産業規模での高速加工とリサイクル性を実現するリグニンベースの熱可塑性樹脂を用いた構造コンポジット「Ekoa TP」を発表しました。木材のルックアンドフィールを備えながら、はるかに優れた持続可能性を提供します。

木材を超える素材

木材は自然の構造コンポジットであり、セルロース繊維が天然ポリマーであるリグニンで結合された、強靭かつ軽量な材料です。比強度と比剛性ではコンポジットや金属に迫り、家具、住宅、インテリアの素材として第一選択肢であり続けています。しかし、その持続可能性はますます課題となっています：

• 原生林の87%が失われた
• 森林減少は世界最大の環境問題の一つであり、開発途上国だけでなく、スウェーデン、フィンランド、ポルトガルが2000～2012年の樹木損失上位10カ国にランクイン
• 森林減少が温室効果ガス排出の約20%を占めると推定

木材が構造材料として成長・密度化するには25～100年かかります。一方、亜麻は100日で成長し、灌漑不要でCO2ネガティブです。カナダでは年間100万トンの亜麻が種子用に栽培され、茎は廃棄されています。しかしLingroveはこれらの茎を活用し、高強度・軽量の連続天然繊維を生産するすでに工業化されたグローバルサプライチェーンと連携します。Lingroveはこれらの天然繊維を、非食用由来のリグニンから作られたリサイクル可能なバイオベース樹脂とブレンド。その結果生まれたのがEkoa TPです。

新しいコンポジット、新しい用途

Ekoa TPは連続繊維強化熱可塑性ロール材です。カットして積層し金型に入れれば、3D形状に容易に圧縮成形できる構造コンポジット材料になります。冒頭のシンクは、世界最大手インテリア器具企業の一つ向けに製造されました。「コンポジットのメリットを従来の用途外へ広げようとしています」とLingrove創業者Joe Luttwak氏は語ります。

Luttwak氏はフェラーリでのデザイン業務でコンポジットに出会い、その後Blackbird Guitarを設立。炭素繊維の軽量性と性能を備えながら、木材のルックスとサウンドを実現した美しい楽器を製造。これらの材料は湿度と温度への耐性も向上し、ローズウッドやマホガニーなどの盗伐老齢木材の500億ドル闇市場を助長することもなくなりました。

長年にわたりこのバイオベースコンポジット技術を開発・洗練させ、Ekoaの用途拡大を目指してLingroveを創業。冒頭の事例で示した通り成果を上げましたが、スケーラビリティの壁にぶつかりました。「熱可塑性樹脂が高速加工とリサイクル性の向上をもたらすことが分かりました」とLuttwak氏。「インテリアと家具メーカーはプラスチックのように産業規模で加工できる材料を求めていますが、消費者は木材のルックアンドフィール、そして地球破壊に加担しない製品を求めています。Ekoa TPはその両方を提供します。」

Lingroveは世界最大の商業インテリア企業Steelcase（米国ミシガン州グランドラピッズ）とLOIを締結し、継続的な開発を進めています。「世界最大手の家具メーカー数社と自動車内装向けにもパイロット数量を販売しています」とLuttwak氏。最終的には1500億ドルの建設市場向け製品を提供予定。「コンポジットはここでまだ萌芽段階ですが、世界のCO2排出量の37%は住宅・商業建設由来です。ここでは望ましい性能と美観を提供しながら、差を生み出せる市場です。」

製品ラインナップと生産拡大

数百フィートの連続シート（一体成型シート）に加え、Ekoa TPは構造パネルとしても販売され、エンドグレインバルサやフォームコアなどコンポジットで広く使われるコア材から、建築・インテリアで馴染みのポリウレタンフォームやダンボールハニカムまで、多様なコア材が選択可能です。Lingroveは新規コア材にも取り組んでいます。

同社は天然繊維構造パネルと材料の製造技術で特許を取得し、連続シート生産能力を開発中。2018年末までに初期生産5,000フィート/日、2019年には10,000フィート/日への拡大を目指しています。

「コンポジットは軽量化だけでなく、それ以上の役割を果たさなければなりません」とLuttwak氏。「廃棄物、輸送、ライフサイクルコストの削減だけでなく、エネルギー使用、排出、森林破壊のような破壊的なグローバルトレンドの要因に対処する材料を見直す時です。」世界人口の増加と建設業の対応により、建設業は倍増すると予測される中、Ekoa TPコンポジットは真の機会を提示します。