일본, 리사이클 프로세스 고도화 추진
앞으로는 리사이클에서도 프로세스 고도화가 필요해질 것으로 예상되고 있다.
일본에서는 신에너지‧산업기술종합개발기구(NEDO) 프로젝트 등 플랫폼을 통한 사회 적용 움직임이 활성화되고 있으며, 2019년 7월에는 후쿠오카(Fukuoka)대학의 야오 시게루 교수를 리더로 플래스틱의 고도 자원순환을 실현하는 머터리얼 리사이클(MR: Material Recycle) 연구개발 프로젝트가 본격적으로 시작됐다.
라이온(Lion), 돗판인쇄(Toppan Printing) 등 18개 관련기업과 대학이 참여하고 있으며 사용이 완료된 용기의 회수‧선별, 용기 성형, 욕실용 생활화학제품 등 최종제품으로 완성해 품질을 평가하는 작업까지 일괄적으로 담당하는 기술개발 프로세스를 마련할 계획이다.
폐플래스틱 가운데 가장 대표적인 종이 포장재의 용도 확장 움직임도 본격화되고 있다.
일본 제지기업들은 차단성 필름 대체를 최종적인 목표로 설정하고 오지(Oji Holdings)와 Nippon Paper 등이 종이로 만든 차단성 소재를 잇달아 출시했다.
방수성과 가스 차단성을 부여하기 위해 만든 수지 코팅층이 리사이클을 어렵게 만든다는 문제가 지적됐으나 일부에서 생분해성 수지 코팅과 라미네이트와의 조합으로 해결했고 실란트 층에 PBS(Polybutylene Succinate)를 도입해 전체 비료화가 가능토록 대응하고 있다.

바이오매스 플래스틱 도입 적극화
이산화탄소(CO2) 배출량 감축을 위해 바이오매스 플래스틱 도입도 서두르고 있다.
일본에서는 2019년 식품 용기와 편의점에서 판매하는 김밥 포장소재로 바이오매스 플래스틱을 채용한 사례가 잇따른 것으로 나타났다.
사탕수수 베이스 에탄올(Ethanol)을 원료로 사용한 바이오 PE(Polyethylene)를 활용한 곳이 많았다.
다만, 바이오매스 PE 가격이 석유 베이스보다 2배에 달하고 있고 에탄올 시황이 큰 영향을 미치고 있어 채산성 문제로 배합비율을 더이상 늘리지 못하고 있는 점이 과제가 되고 있다.
또 공급이 가능한 곳이 브라질 브라스켐(Braskem) 1사뿐이라는 점도 채용 확대를 저해하는 요소로 작용하고 있다.
브라스켐 생산제품은 석유 베이스로 제조한 소재를 대체하기에 손색이 없을 정도로 좋은 평가를 받고 있으나 모든 수요에 대응하기에는 생산량이 턱없이 부족하기 때문이다.
브라스켐도 증설로 대응하고 있으나 앞으로 증가할 수요를 충족시키기 위해서는 새로운 생산기업의 등장이 절실해지고 있다.
이밖에 다른 대응책들도 전부 법적인 문제나 공급면에서 과제가 많은 것으로 파악되고 있다.
수지산업은 세계적인 니즈에 맞추어 앞으로 바이오매스 혹은 생분해 플래스틱을 가리지 않고 비식용 원료 베이스 플래스틱을 개발하고 범용화하는 방향으로 나아가야 할 것으로 판단되고 있다.
오지와 소지츠플라넷(Sojitz Planet)은 일본 환경성의 위탁사업을 통해 펄프 베이스 PE와 PLA(Polylactic Acid) 등을 개발하고 있다.
오지가 그동안 축적한 펄프 베이스 바이오 에탄올 제조기술을 심화시키고 기존 바이오 플래스틱과 유사한 우위성을 갖추도록 하고 있다.
2020년대에 순환경제를 구체화하기 위해 화학기업들의 대응이 더욱 본격화될 것으로 예상되고 있다.

Planix, 플래스틱 리사이클 고도화한다!
일본은 혼합 플래스틱 리사이클에도 도전하고 있다.
도요타통상(Toyota Tsusho), 베올리아(Veolia Japan), 코지마산업(Kojima Sangyo) 등이 공동 출자한 플래스틱 리사이클 전문기업 Planix는 2020년 초 본사 공장을 착공하고 2021년 3월 본격적인 가동에 돌입할 계획이다.
상업가동 이후 3년 안에 폐플래스틱 회수량을 4만톤으로 확대하고 자동차, 가전용 원료로 투입이 가능한 PP(Polypropylene) 컴파운드를 2만5000톤, ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 등 다른 수지 플레이크도 7000톤 가량 생산할 예정이다.
자동차나 가전용으로 전방위 공급이 가능한 수준으로 포스트컨슈머(시장회수) 소재를 이용해 플래스틱을 리사이클하는 것은 일본 최초의 사례로, Planix는 2018년 12월 설립됐거 약 60억엔을 투자해 시즈오카(Shizuoka)의 오마에자키(Omaezaki)에 공장 건설을 준비하고 있다.
부지는 이미 확보했으며 2019년에는 플랜트 건설자재 발주를 시작했고 각종 절차를 완료하는 대로 2020년 초 착공할 예정이다.
도요타통상과 베올리아가 파견하는 직원을 포함해 총 인원은 43명으로 시작할 예정이다.

혼합 플래스틱 4만톤 회수해 PP·ABS·PS로…
해양 폐플래스틱 문제 등이 세계적인 이슈로 떠오르면서 재생수지를 둘러싼 니즈가 확대되고 있다.
그러나 재생수지를 원료로 사용하는 폐플래스틱을 일반적인 제조공정에서 발생한 프리컨슈머 소재로 조달하고 있어 배출량에 한계가 있으며 가격을 낮추기 어려운 요인으로 작용하고 있다.
이에 따라 Planix는 이미 사용이 완료된 플래스틱을 회수해 포스트컨슈머 소재로 리사이클하는 방안을 검토하고 있다.
포스트컨슈머 소재는 대부분 2종 이상의 플래스틱이 혼합된 믹스 플래스틱으로, 예전에는 일부를 중국에 수출했으나 중국이 수입을 중단함에 따라 현재 열적 재활용(Thermal Recycle)이나 단순소각 처리하고 있기 때문에 유효하게 이용한다면 환경보호에도 도움이 될 것으로 기대하고 있다.
고품질로 공급하는 것 뿐만 아니라 회수량을 4만톤으로 일본 최대급으로 확대함으로써 가격을 신규 생산제품과 동일한 수준으로 낮추어 보급을 확대하는 계획을 세우고 있다.
폐차의 ASR(파쇄잔재물)에서 나오거나 폐가전에서 배출된 믹스 플래스틱을 각각 1만5000톤씩, 또 물류센터나 쇼핑몰 등 일반 사업자로부터 포장소재와 사용이 완료된 팰릿 등에서 발생한 경질 폐플래스틱을 1만톤 정도 회수할 예정이다.
폐플래스틱을 PP 컴파운드 2만5000톤, ABS와 PS(Polystyrene), PE 등 플레이크 7000톤 정도로 재생하며 나머지 8000톤은 열적 재활용함으로써 혼재된 구리나 철 등 금속류도 회수할 예정이다.
프랑스 플래스틱 생산기업으로부터 도입한 고도비중 선별기술 등을 사용해 그동안 처리가 어려웠던 흑색수지 선별과 ABS 및 PS의 선별이 가능해졌다.
컴파운드 제조기술은 플래스틱 리사이클 분야에서 세계 최대 메이저 지위를 보유하고 있는 베올리아와 자동차 내외장부품 소재 생산기업인 코지마산업과의 협업을 통해 확보했다.
자동차, 가전, 일반 사업자 등 3가지 포스트컨슈머 소재 조달 루트를 확보하고 리사이클하는 것은 일본 최초의 사례이며, 여러 포스트컨슈머 소재를 도입해 선별하거나 컴파운드 기능까지 갖춘 리사이클 설비를 건설하는 것도 최초라는 점에서 많은 관심을 받고 있다.
특히, 자동차기업들이 재생소재의 추적 가능성을 요구하는 경향이 강해지고 있어 해당 니즈에도 대응할 수 있다는 점에서 주목된다.
상업가동 후 당분간 팰릿 등 범용자재 원료로 재생수지를 판매할 계획이며 3-4년 후에는 자동차·가전용 원료로 본격 공급한다.
도요타통상은 Planix의 리사이클 사업을 자사 합성수지 사업의 기능 강화에 활용할 예정이며, 포스트컨슈머 소재를 사용한 재생수지를 공급함으로써 수요기업의 원가절감 니즈와 SDGs(지속가능한 개발목표) 달성에도 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
도요타통상과 베올리아는 가정에서 배출된 플래스틱 용기포장 소재를 재생하는 리사이클 전문기업인 Green Loop를 공동 운영하고 있다.
이에 따라 장기적으로는 Planix 공장과 거리가 가깝다는 이점을 활용해 Green Loop에서 재생한 연질 플래스틱을 수송하고 재생을 완료한 경질 플래스틱과 혼합함으로써 연질 플래스틱을 자동차나 가전용 원료로 사용하는 방안도 검토하고 있다.

돗판인쇄, 재생 PE·PP로 필름화 기술 개발
일본 인쇄기업 돗판인쇄는 폐플래스틱을 연포장 필름으로 제조하는 기술을 개발하고 있다.
돗판인쇄는 최근 채택된 NEDO의 2019년 선도연구 프로그램에서 고도 재이용 기술을 본격적으로 산업화하기 위해 용기 포장 등에서 사용이 종료된 플래스틱을 연포장 필름화하는 기술을 개발하기로 결정했다.

2018년 이후 단일소재(Mono Material) 포장소재를 잇따라 출시한데 이어 현재는 수익성 확보를 위해 해외시장에 주력하고 있으나 일본시장에서도 단일소재 포장소재를 정착시키기 위해 필름제품 순환 시스템을 구축할 필요가 있다고 판단했다.
2019년 7월부터 1년 동안을 실시기간으로 설정한 플래스틱 고도 자원순환을 실현하는 MR 프로세스 연구개발(R&D) 프로젝트가 채택됨으로써 실증사업을 시작했다.
후쿠오카대학 공학부의 야오 시게루 교수가 프로젝트 리더를 맡으며 사용이 종료된 성형용기와 연포장 필름을 회수·선별하고 포장소재로 재이용하는 머터리얼 리사이클 프로세스를 구축할 계획이다.
신규 생산제품에 비해 인장강도, 내열성 등 물성이 저하되는 등의 문제가 지적돼온 폐플래스틱 베이스 팰릿을 고기능화할 계획으로 18개의 관련기업과 단체 등이 여러 그룹으로 나뉘어 폐플래스틱 선별 및 분리공정, 고기능 재생 프로세스, 성형가공 시 고특성화 기술 등을 개발할 방침이다.
돗판인쇄는 환경제품 생산기술 그룹에 참여하고 있으며 재생 PE, PP를 베이스로 하는 연포장 필름 제조기술을 개발할 예정이다.
산업기술종합연구소가 추진하고 있는 고도 선별과 후쿠오카대학의 고성능화 리사이클을 거쳐 만들어진 팰릿을 사용하며, 가열을 거쳐 연포장 필름으로 제조할 때의 과제를 도출하고 욕실용품 포장소재로 재생산할 때 필요한 물성 등을 부여하면서 사용 시 편리성을 강조한 재생제품으로 완성할 수 있도록 할 방침이다.
최근 글로벌기업들이 용기 포장소재의 자원 순환을 위한 목표 설정에 나서고 있는 가운데 돗판인쇄는 포장소재 환경대응 대책 가운데 하나로 리사이클 적합성이 높은 단일소재 포장소재 개발에 주력해왔다.
일본에서 PE, PP 회수 루트를 구축하게 된다면 앞으로 더 다양한 개발이 가능해질 것으로 기대하고 있다.
아울러 돗판인쇄의 기존사업이 단일소재 필름제품과 적합성이 높다는 점에서 프로젝트 성과를 활용한 시너지 창출도 기대를 모으고 있다.
플래스틱 고도 자원순환을 실현하는 MR 프로세스 연구개발 프로젝트는 아사히카세이(Asahi Kasei), 라이온등도 참여하고 있으며 성형용기 회수 및 선별, 재생원료 배합 팰릿의 설계·개발, 재성형 등을 거쳐 고기능 용기·포장소재로 순환시키는 프로세스 개발 등을 진행하고 있다.