EU, 식물성 섬유 기반 간편식 포장시험 진행
완전 바이오 기반 생분해성 간편식 포장 프로젝트
최근 유럽에서는 간편식 소비가 지속적으로 증가하고 있다. 이와 함께 포장용기에 대한 문제가 제기되고 있다. 간편식에 이용되는 플라스틱은 엄청난 폐기물을 발생시킬 뿐만이 아니라 폐기물 처리설비의 레이저가 재활용 물질임을 쉽게 확인할 수 어렵게 만든다는 문제점이 있기 때문이다.
이와 같은 포장의 환경적 영향에 대한 우려 때문에 소비자들과 생산자들은 보다 지속가능한 솔루션의 혜택을 받기를 열망하고 있다. 주요 소매 업체들도 기존 포장의 퇴출에 동의하고 있으며, EU의 자금 지원을 받는 연구자들도 여기에 힘을 보태려 하고 있다.
핀란드의 포장 제조업체인 Huhtamaki가 만든 새로운 용기는 플라스틱의 대체재로서의 희망을 제공하고 있다. EU의 자금 지원을 받는 FRESH프로젝트에서 협력사인 Sodra 및 SaladWorks와 함께 개발한 이번 용기에 대해 영국시장에서 바이오 기반 간편식 포장에 도입하려는 노력이 진행되고 있다.
동사는 지난 5월과 6월에 식물성 섬유 기반 포장에 담긴 이탈리아 스타일의 간편식을 시험했었다. Huhtamaki의 Steve Davey는 “우리는 이 새로운 솔루션이 호평을 받아 이번 프로젝트가 동 분야에서 바이오 기반 포장의 채택을 위한 전환점이 되기를 희망한다”라고 Packaging Europe의 기사에서 밝혔다. 재생가능 재료에 기초한 대체재의 수요를 인식한 동사는 이번 시험에 동 분야의 바이오 기반 포장의 채택의 문을 열어주기를 희망하고 있다.
이 핀란드 기업의 신규 정보에 따르면, 새로운 재료는 골판지와 같은 느낌이 나며 국제삼림관리협의회(Forest Stewardship Council)의 인증을 받은 원료에서 얻어지는 섬유로 만들어진다고 한다. 1993년에 설립된 협의회는 전 세계 삼림의 환경 및 사회적으로 책임 있는 관리를 촉진시키고 있다.
FRESH프로젝트 협력사인 Sodra에서 개발한 ‘Durapulp’라는 재생가능 재료는 셀룰로오스와 GMO-free 폴리락트산의 혼합물로 구성된 바이오 복합재료이다. Sodra의 혁신 및 신사업 담당 선임 부사장인 Catrin Gustavsson는 “식품과 같은 민감한 제품에 적합한 진정한 재생가능 대체재이다”라고 밝혔다.
완전 바이오 기반 및 생분해성 간편식 포장 프로젝트는 2020년까지 새로운 적층(laminating) 기술을 이용해 기존 화석연료 기반 플라스틱 용기를 대체하는 혁신적이고 고급의 셀룰로오스 기반 대체재를 만드는 것을 목표로 하고 있다.
프로젝트의 다른 목표는 기존 화석 연료 기반 포장 재료와 비교해 제품수명주기동안에 환경발자국을 크게 개선시키는 것도 포함된다(이산화탄소의 80% 이상 경감). 프로젝트의 가장 큰 목표는 원료의 공급부터 최종이용자까지의 전체 과정에서 100% 바이오 기반 및 100% 생분해성 대체포장의 기술 및 경제적 가능성을 보여주는 완전한 가치사슬을 제공하는 것이라고 한다.
FRESH프로젝트의 최종제품은 환경, 경제, 일자리 창출에서 이익을 가져올 잠재력을 갖고 있다. 해당 제품은 소매와 음식물 제공서비스(항공 여행 및 노인을 위한 식사 제공) 및 민간 및 군사 활동을 포함하여 야외에서의 업무에서도 판도를 바꾸게 될 것이다.
U.S.A 바이오유래 멀티층 투명 차단 필름 실현
커피컵 및 용기의 뚜껑용 필름, 과자용기 등
바이오플라스틱산업의 4개 핵심기업, EurotechExtrusion Machinery, NatureWorks, Nippon Gohsei 및 Sukano가 건조식품 포장에서 기존 석유유래를 대체 할 수 있는 멀티층(multilayer) 투명 바이오유래 차단성필름을 성공적으로 만들어냈다고 밝혔다.
현재 식품포장의 75%이상이 유연 멀티층 플라스틱 포장인데, 재활용되지도 퇴비화되지도 모하는 실정이다.
NatureWorks의 Ingeo 수지로 만들어진 PLA 필름은 이미 여러 형태의 유연 포장에 널리 이용되고 있다. Ingeo를 사용하면 포장재의 탄소발자국을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 사용 후 퇴비화도 가능하다. 높은 가스차단성이 필요하기 때문에 필름에서는 코팅이나 메탈화 표면처리가 일반적으로 요구된다. 그러나 차단성 고분자는 필요 없다.
Eurotech에서 가공된 이 공압출필름(coex film)에는 2 압출기(25㎜), 3 압출기(20㎜)와 100㎜ 직경 1.4㎜ 갭을 가진 다이립(dielip) 형태를 가진 K5A 5층 블로우 필름 설비가 사용되었다.
필름의 총 두께는 45㎛이며, 폭은 280㎜로 내부 A층(inner A layer)에는 Ingeo PLA 4043D가 사용되었다. 외부 기포 E층(bubble layer)에는 Sukano의 마스터배치가 사용되었다. 이들 Sukano의 PLA 기반 마스터배치는 이 분야를 위해 특별히 제작된 것이다. 결합(tie)층에는 BTR8002P가, 차단층에는 G-Polymer가 사용되었으며 모두 Nippon Gohsei 제품이다. 각 성분의 조합과 가공조건 덕분에 안정적이고 높은 품질을 가진 투명필름이 얻어졌다.
테스트에서는 Sukano 마스터배치가 개선된 용융강도(melt strength)를 제공해 가공성이 높아지고 투명성이 좋아지며, 밀봉(sealing)단계에서 접착성이 좋아진다는 것이 확인되었다. 더불어 기계적 물성 또한 유지되었다.
추가적인 장점으로 필름에 사용된 각각의 소재들은 EN13432에 따라 생분해성 및 산업적 퇴비화에 대해 평가되고 인증을 받았다.
또한 슬립 에이전드 바이오유래 마스터 배치를 이용함으로써 필름의 들러붙음을 줄일 수 있어서 가공조건 범위를 넓게 하고 좋은 가공성을 보장할 수 있으며, 낮은 COF 계수 덕분에 2차 성형 단계에서 더 좋은 필름 물성을 기대할 수 있다.
차단층은 세계 최초의 압출 가능 고차단성 무정형 비닐알코올수지 NichigoG-Polymer가 사용되었다. 이 수지는 우수한 가스 및 냄새 차단성, 우수한 투명성 등과 같이 포장재에 핵심적인 장점을 부여해줄 뿐만 아니라 생산되는 필름의 퇴비화 가능성 및 재활용 가능성에도 도움이 된다.
용액 코팅 차단 분야를 위한 뛰어난 수용성(water solublity)와 압출성도 눈에 띈다. G-Polymer 차단층도 매우 효율적이어서 다양한 응용 분야에서 알루미늄 포일을 대체할 수 있다. 또한 심지어 4㎜ G-Polymer 단일층의 투명도는 유리 정도가 된다. 결합층 BTR8002P는 높은 투명성을 유지하면서도 층끼리 잘 결합하게 해준다.
이 신규 멀티층 투명 바이오유래 차단성 필름은 커피 캡슐의 뚜껑, 커피 컵 및 용기의 뚜껑용 필름, 과자용기, 비스킷 포장 등등과 같은 건조식품 포장에서 기존 석유유래를 대체하여 포장재 제조사들에게 이용 가능한 대체 옵션을 제공해준다.
향후에는 적합한 포장 디자인과 결합되면 햄, 생선, 육류 등과 같은 식품들에 확대 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
일본, 폐플라스틱 수입규제로 친환경 용기에 관심
기존 플라스틱 대체하는 친환경 포장재
태국 정부는 2018년 6월에 전자기기 및 플라스틱의 폐기물 수입을 금지할 것을 발표하였다. 2017년에 중국 정부가 폐기물 수입을 금지함에 따라 일본에서 태국으로 수출되는 폐플라스틱양이 2배 이상으로 증가해 시설 부족으로 인한 환경오염이 우려되는 것이 주요 원인이 되고 있다.
일본의 폐플라스틱 재자원화율은 45.3%에 달하고 있지만 재활용 비용이 계속해서 높아지고 있어 저개발국가에 폐기물 수출이 계속되고 있다.
그러나 전 세계적인 환경규제로 폐플라스틱 수출이 어려워지는 것이 확실해진 만큼 일본 환경성은 2017년 11월에 폐플라스틱 재생설비 구입비용의 1/2을 지원하는 제도를 마련하는 등 대응을 서두르고 있다.
최근 미국에서 플라스틱 빨대나 일회용 플라스틱 제품의 사용 폐지가 언급되고 있는데, 일본은 주로 소각처리를 하고 있어 플라스틱 폐기물로 인한 해양오염의 우려는 적은 편이다. 특히 초고온으로 소각하는 방식을 사용하고 있고 소각효율이 좋기 때문에 분리수거도 한국처럼 엄격하지 않은 편이다. 기술대국인 일본다운 모습이지만 반대로 소비자의 환경의식을 낮게 만든 원인이 되었다고 볼 수도 있다.
일본은 소재 개발에 강점을 가지고 있으나 새로운 제품 도입은 늦는 편이다. 한국에서 먼저 시작한 전분 이쑤시개의 개발 및 일본 수출의 사례를 볼 때 일본은 문제를 알면서도 전 세계적인 흐름에 늦게 참가하는 경향이 있다.
그러나 일본에도 스타벅스 등 글로벌 기업이 다수 진출하고 있어 세계적 이슈를 무시할 수 없기 때문에 환경 관련 제도가 먼저 도입되지는 않아도 늦게나마 반영될 것으로 보인다.
정병욱 일본 오사카무역관은 “가격경쟁력이 있거나 참신한 아이디어의 친환경 일회용품은 일본시장에서 가능성이 높다”며 “일본에서 아직 종이 빨대는 비용, 품질 면에서 도입하기 어려운 상황이나 한국기업이 가격경쟁력을 발휘할 수 있다면 가능성은 있다. 다만 시장상황을 잘 파악하고 진출 시기를 정하는 것이 중요하다”고 말했다.
또한 “일본기업은 이미지를 중요시하기 때문에 일본에 먼저 소개하는 것보다 환경선진국인 유럽에서 인정받고 수출하는 것도 효과적인 진출전략이 될 수 있을 것”이라고 덧붙였다.
△ 일본의 폐플라스틱 재활용 현황
[자료원 : 일본 용기포장 리사이클 협회]