2018년 10월 01호 Global Packaging News

바이오플라스틱 혼합을 통한 생분해성 증대

가정용 퇴비화 조건에서 완벽하게 분해

더블린 대학(University College) 연구진들이 플라스틱 쓰레기 문제를 해결할 수 있는 해법을 개발했다. 일반 퇴비화 통에 안전하게 버릴 수 있는 새로운 생분해성 소재를 개발한 것이다.
전 세계에서는 매 분마다 수백 개의 플라스틱 병들이 사용되지만, 약 15%만이 재활용되고 나머지 대부분은 매립지로 보내지거나 버려진다. 아일랜드도 이 문제에서 자유롭지 못해 해변과 내륙 수로의 80% 이상이 플라스틱에 오염돼 사람과 야생동물에 문제를 일으키고 있다.
아일랜드과학재단(Science Foundation Ireland, 이하 SFI)으로부터 자금을 지원받는 더블린대학 연구센터인 BEACON 바이오경제연구센터(BEACON Bioeconomy Research Centre)와 더블린 트리니티대학(Trinity College Dublin) SFI 소재과학연구센터 AMBER의 연구진들은 일반적인 가정용 퇴비화 조건에서도 완벽하게 분해되는 생분해성 플라스틱 혼합소재를 개발했다.
연구진의 연구결과는 미국화학학회(ACS) 저널 Environmental Science & Technology에 발표되었다. BEACON의 Kevin O’Connor 교수 및 Tanja Narancic 박사와 AMBER의 Ramesh Babu 박사가 다른 유럽의 협력기관들과 협력을 통해 연구를 수행했다.
연구진은 15개의 다른 종류의 생분해성 플라스틱들을 혼합해 기존에 판매되는 플라스틱의 성능을 가지면서도 가정에서 생분해될 수 있는 소재를 찾고자 했다.
그 결과 연구진은 시장에서 가장 잘 판매되고 있지만 가정에서 퇴비화 되지 않는 소재인 폴리유산(polylactic acid)과 폴리카프로락톤(polycaprolactone)을 혼합했을 때 일반적인 가정용 퇴비화 조건에서 60일 이내에 완벽하게 분해되는 소재가 만들어질 수 있다는 것을 확인했다. 더하여 연구진은 이 생분해성 플라스틱들이 바이오가스 생산을 위해 혐기성 소화조에도 넣을 수 있다는 점도 확인했다.
O’Connor 교수는 “플라스틱 포장재를 가정 퇴비화 쓰레기통에 넣고 퇴비화 시켜서 정원에 비료로 쓰는 모습을 상상해 보라. 또한 쓰레기 수거 기업들이 여러분이 버린 쓰레기와 음식쓰레기를 섞어서 여러분 가정에 필요한 전기나 자신들의 차량을 운행하는 데 필요한 바이오가스를 얻는 것을 상상해 보라. 그게 바로 이 연구가 시사하는 미래의 모습”이라고 설명했다.
Ramesh Babu 박사는 “우리는 처음으로 여러 플라스틱을 혼합해서 플라스틱의 강도와 성능을 그대로 유지하면서도 더 생분해가 잘되는 플라스틱을 만들 수 있다는 것을 보여주었다”라고 말했다.
한편, O’Connor 교수는 테스트된 15개 생분해성 플라스틱 중에 오직 2개만이 일반적인 토양이나 물에서 분해될 수 있다는 점도 확인되었다고 강조했다. 그는 “생분해성 플라스틱은 플라스틱 오염을 해결하는 만병통치약이 아니며, 사용되고 난 후의 생분해성 플라스틱도 사회에 이득이 되고 오염이 되지 않도록 하기 위해서는 주의 깊게 관리되어야 한다”라고 덧붙였다.
세계적으로 매년 약 500만에서 1,250만 톤의 플라스틱이 해양으로 유입되어 바다새, 물고기, 여타 해양생물들이 이를 먹고 있는 것으로 분석되고 있으며, 전문가들은 이들 중 일부가 이미 사람들의 식단에 유입되고 있다고 경고하고 있다.
유럽위원회는 지난달 유럽 시장 규정에 저촉되지 않도록 회원국들에게 일회용 플라스틱 제품 사용을 규제하도록 하는 길을 열었다. 그러나 식기류 및 빨대를 포함하는 플라스틱 제품의 금지를 규정하는 이 제안안의 기한은 정해지지 않았다.

PepsiCo, 바이오 용기 연합에 참여

‘NaturALL Bottle Alliance’ 가입

PepsiCo(펩시)가 Danone(다농) 및 Nestle Waters(네슬레)가 참여하고 있는 바이오플라스틱 R&D 파트너십에 새롭게 참여했다.
‘NaturALL Bottle Alliance’이라는 명칭의 파트너십은 지속가능 및 재생가능 자원에서 포장재 해법을 개발하는 것을 목표로 하고 있다. NaturALL Bottle Alliance은 2017년 Danone, Nestle Waters 및 Origin Materials가 출범시켰다.
1만 8,000톤의 바이오매스를 처리할 수 있는 능력의 준상업 공장(demonstration plant)이 캐나다 온타리오에 건설될 예정으로, 가동은 2020년에, 사용되는 바이오매스는 사용된 골판지나 톱밥이 될 것이다.
연합(Alliance)은 먼저 80% 바이오유래 PET용기를 생산하고, 다음 단계로 95%, 이후 100%로 가는 단계를 고려하고 있다.
PepsiCo의 부사장이자 최고과학담당자 Mehmood Khan는 “우리의 ‘목적 기반의 성과(Performance with Purpose)’라는 의제를 통해 PepsiCo는 2030년까지 온실가스 방출을 절대치 20% 줄인다는 목표에 맞추어 포장재의 탄소관련 영향도 줄이기로 하였다”며 “바이오유래 PET는 우리 PET용기의 탄소발자국을 현저하게 낮춰줄 수 있는 잠재력이 있으며, 이 분야에 관한 우리 노력에 크게 기여할 수 있다. 연합에 PepsiCo의 R&D 역량을 보태게 된 것을 기쁘게 생각하며 연합 멤버들의 노력들이 뭉쳐 무엇을 이루어낼 수 있을지 기대된다”라고 말했다.
Danone의 플라스틱 소재 연구개발부문 대표 Frederic Jouin는 “연합에 PepsiCo가 참여하게 된 것을 환영한다. 대규모 기업들이 참여해 서로 전문성과 자원을 보완함으로써 100% 재생가능 및 재활용 가능 PET 플라스틱을 상업적 규모로 현실화 시킬 수 있다. 우리는 이 혁신적인 기술의 추가적인 기회들을 보고 싶다”라고 말했다.
Nestle Waters의 연구 개발 부문 대표 Massimo Casella는 “NaturALL bottle Alliance에 PepsiCo가 참여하게 된 것을 환영한다. PepsiCo가 참여함으로써 이 혁신적인 기술의 중요성이 한 번 더 입증되었다고 생각한다”며 “연합은 플라스틱 포장재를 둘러싼 문제들을 해결하기 위한 협력에 있어서 중요한 진전을 이루어냈다. 100% 바이오유래 PET의 개발은 지속가능하게 관리된 재생가능 자원을 더 많이 사용하기 위해 진행하고 있는 Nestle의 일들 중 하나이다”라고 말했다.

△ PepsiCo(펩시)가 Danone(다농) 및 Nestle Waters(네슬레)가 참여하고 있는 바이오플라스틱 R&D 파트너십에 새롭게 참여했다. ‘NaturALL Bottle Alliance’는 100% 바이오유래 PET용기 생산을 목표로 하고 있다.

 

일본, 생분해성 플라스틱 증산 시스템 개발

해양 오염 원인인 플라스틱 쓰레기 해결

해양 오염 등에서 문제가 되고 있는 플라스틱 쓰레기를 줄이자는 운동에 영향을 받아 화학 기업들이 석유 유래가 아닌 식물 유래로, 미생물에 의해 분해되는 생분해성 플라스틱을 만드는데 힘을 쏟기 시작했다.
유럽을 중심으로 일회용 플라스틱에 대한 규제가 강화되는 상황에서 일본의 가네카(Kaneka)는 다카사코(高砂)공업소의 생분해성 플라스틱 생산 설비를 증강시킬 것이라 밝혔다. 25억 엔을 투자하여 제조설비의 연간 생산능력을 현재 대비 5배인 약 5천 톤으로 늘릴 계획으로, 생분해성 플라스틱의 수요 확대에 대응하여 2019년에는 가동을 개시할 예정이다.
동사의 생분해성 플라스틱은 식물 유래로, 토양과 바다의 미생물에 의해서 분해될 수 있다. 프랑스 등에서는 음식물 쓰레기 등을 처리하는 퇴비화 설비의 이용이 확대됨에 따라 동사 제품의 판매량도 증가하고 있다고 한다. 전 세계적으로 인식이 높아지고 있는 마이크로 플라스틱의 해양 오염 문제를 배경으로 앞으로는 해양 자재와 식품포장 등의 용도 확대도 계획하고 있다고 한다. 새로운 연간 생산 능력 2만 톤 규모의 공장도 검토하고 있다.
섬유화학 기업인 도요보(東洋紡)는 미국의 듀폰에서 개발한 생분해성 폴리에스터 수지인 ‘APEXA’의 제조를 수탁하여 이와쿠니 사업소에서 생산을 시작했다. APEXA는 도요보가 독자 개발한 중금속이 없는 알루미늄 계열의 촉매를 이용해 만들어진 수지로, 적절한 퇴비화 환경 하에서 미생물에 의해 물과 이산화탄소로 분해된다.
생분해되면 소각하는 것에 비해 이산화탄소 배출량이 크게 줄어들기 때문에 앞으로 수요 확대가 기대된다. 현재 스포츠 의류와 유니폼 등의 직물 용도가 중심이지만 앞으로는 포장용 필름 등으로도 용도가 확대될 예정이다.
미츠비시화학도 생분해성 플라스틱인 ‘바이오-PBS’를 이용한 빨대를 시험 제작하였다. 최근에 합병한 태국의 PTT 글로벌 케미컬의 PLA계 수지와 조합시켜서 만들었다고 한다. 바이오-PBS는 해양 분해성을 갖고 있지만 강도 등에서 아직 개선할 필요성이 있는 것으로 확인되었다. 앞으로는 세계적인 거대 커피 체인이나 패스트푸드 체인 외에 빨대 제조사 등에게 시제품을 샘플로 제공할 예정이다. 수지 용도를 확대시켜 바이오소재의 확대를 목표로 하고 있다.

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