플래스틱 폐기물, 지구온난화 문제가 심각해짐에 따라 식품용 포장소재 시장에서 바이오매스 플래스틱, 생분해성 수지에 대한 관심이 높아지고 있다.
식품 생산기업과 유통기업이 채용을 확대하고 있으나 일부는 공급능력, 성능 등을 이유로 도입을 주저하고 있는 것으로 알려졌다.
그러나 친환경 소재는 앞으로 수요가 증가할 것이 확실시되고 있어 기능성 향상, 생분해성 메커니즘 해석을 서둘러야 할 것으로 판단된다.

바이오매스·생분해성 성능 향상 필수
생분해성 폴리머는 결정성과 비결정성으로 분류해 개발을 확대할 것이 요구되고 있다.
플래스틱은 그동안 PE(Polyethylene)를 비롯해 PP(Polypropylene), PS(Polystyrene), PET(Polyethylene Terephthalate), PVC(Polyvinyl Chloride) 등 서로 특징이 다른 폴리머가 개발되면서 발전했기 때문이다.
분해되는 환경을 정확히 파악하는 것도 중요해지고 있으며, 특히 해양에서 생분해성을 발휘하는 수지가 주목받고 있다.
일본 도쿄대학대학원 농학생명과학연구과 이와타 타다히사 교수는 하천, 호수, 바다를 대상으로 미생물 산생 폴리에스터(Polyester)의 생분해성을 조사한 결과 도시, 즉 생활권과 가까워 미생물이 많은 곳에서 생분해 속도가 빠르다는 사실을 확인했다.
일본에서는 산업기술종합연구소도 비슷한 연구를 진행하고 있다.
대표적인 식물 베이스 바이오매스 플래스틱으로 생분해성을 보유하고 있는 PLA(Polylactic Acid)도 진화하고 있다.
PLA는 내열온도가 섭씨 약 50도에 불과해 전자레인지 등에 사용할 수 없었으나 Total Corbion PLA는 조성을 개량한 고융점 그레이드를 개발했다.
일본에서는 이미 티백에 채용되고 있으며 앞으로 도시락용기 등에 활용될 가능성이 있는 것으로 알려졌다.
가네카(Kaneka)는 PHBH 생산능력 확대에 박차를 가하고 있다.
PHBH는 토양과 바닷속에서 생분해성을 보이는 수지로 가네카가 세계에서 유일하게 생산하고 있다.
가네카는 세계적으로 10만톤 생산체제를 구축하겠다는 목표를 세우고 2019년 12월 생산능력을 5000톤으로 확대한데 이어 2만톤 추가증설을 검토하고 있다.
PHBH 보급에 있어 생산능력과 수요 확보 가운데 어느 쪽을 우선해야 할지 투자 판단에 어려움을 겪고 있으나 세븐일레븐(Seven Eleven)이 빨대에 채용하고 있고, 시세이도(Shiseido)와 화장품 용기를 공동 개발하는 등 메이저들과 다양한 프로젝트를 진행하고 있어 시장에 대한 임팩트가 상당할 것으로 기대하고 있다.

재활용 시스템 구축도 중요
식품포장 소재는 플래스틱, 종이를 불문하고 리사이클이 중요한 요소로 부상하고 있다.
식품 접촉이 리사이클에 걸림돌로 작용하기 때문이다.
스타벅스(Starbucks Coffee)는 2019년 가을 아이스음료를 종이컵으로 제공하고 사용이 끝난 컵 일부를 리사이클하는 실험을 진행했으나 아직 실용화하기 어렵다는 결론을 내렸다.
종이컵은 일반폐기물로 분류됨에 따라 지방자치단체별로 회수업자가 다르며 매장수가 많은 도심에서는 효율적인 회수가 불가능해 비용이 상승할 수밖에 없기 때문이다.
플래스틱컵도 마찬가지로 세척과 운반 문제가 상당한 것으로 알려졌다.
식물 베이스 플래스틱은 주로 기존 플래스틱에 배합해 사용함으로써 리사이클을 전제하지 않으며 생분해성 수지도 퇴비화 설비가 보급되지 않은 곳에서는 성능을 100% 발휘할 수 없는 것으로 파악되고 있다.
이에 따라 용기·포장소재는 적절하게 관리할 수 있는 시스템을 구축하는 것이 중요해지고 있다.

가네카, 종이컵 내부코팅제로 PHBH 투입
가네카는생분해성 수지 PHBH의 용도 개척을 가속화하고 있다.
가네카는 PHBH의 주요 용도로 설정한 식품용 포장용기 분야에서 음료용 종이컵 내부 코팅제로 투입하기 위해 패스트푸드 메이저와 테스트를 진행할 예정이다.
연포장 소재로 사용하기 위해 강도 등 필요한 물성을 갖춘 그레이드를 개발하고 필름 기재와 실란트 등 부재로 투입하고 있으며 외부 포장소재부터 단계적으로 채용을 확보할 계획이다.
2020년 채용이 이루어질 것으로 기대하고 있으며 PHBH 100% 봉지도 개발해 차기 설비투자로 이어갈 수 있도록 광범위한 분야에서 수요를 확보할 방침이다.
식품접촉 용도에서는 2019년 세븐일레븐이 판매하고 있는 세븐카페 시리즈의 빨대로 채용됐고 도입 매장이 점차 증가할 것으로 기대하고 있다.
세븐카페 빨대의 뒤를 잇는 새로운 용도로는 종이용기 코팅 분야에 주목하고 있으며, 먼저 패스트푸드용 종이컵에서 용도를 개척하고 있다.
커피 체인이나 편의점 등에서는 차가운 음료에 플래스틱 컵을 제공하는 것이 일반적이지만 패스트푸드 매장에서는 차가운 음료도 종이컵을 사용하고 있어 수요가 상당할 것으로 예상된다.
종이컵은 내부 코팅을 위해 PE를 사용하는 것이 일반적이기 때문에 종이가 생분해된 후에도 코팅제가 남게 되는 문제가 있다.
가네카는 제지기업과 협력해 PHBH로 코팅한 종이컵을 개발했으며 패스트푸드 메이저와 도입을 검토하고 있다. 실제 매장에서 실험적으로 사용해보는 것은 물론 사내 평가를 준비하고 있으며 컵 뚜껑까지 PHBH로 대체하기 위한 제안을 적극화하고 있다.
양산화를 검토하고 있는 가운데 냉동 및 칠드(Chilled) 식품 분야에서도 종이 트레이 코팅용으로 많은 관심을 얻고 있다.
연포장 소재 용도에서는 공중합 모노머 구조를 변경한 후 조합함으로써 필름에 요구되는 강도 등 물성을 갖춘 그레이드를 공급할 수 있는 것으로 알려졌다.
히트씰 물성도 갖추고 있어 개별포장 상품의 외부 포장소재 용도부터 채용을 시도하고 있으며 컨버터 등과 협력홰 식품과 바로 닿는 패키지 분야도 개척할 계획이다.
이미 일부 브랜드들이 테스트를 진행하고 있고 무기계 소재를 조합해 배리어층을 갖춘 포장소재로 사용한다면 장기적으로 PHBH를 원료로 사용하는 잉크도 개발이 가능해 100% 해양 생분해성 소재 패키지에 더욱 근접해질 것으로 기대하고 있다.

PHBH, 비닐 포장재 대체도 적극화
포장 분야에서는 비닐봉지 대체를 위한 활동도 적극화하고 있다.
PHBH를 전분계 등 다른 생분해성 수지와 조합한 컴포스트(Compost) 대응 봉지로 제조하는 방법과 물성이 서로 다른 PHBH를 조합하는 방법 등이 있으며 양산화를 위해 조정 작업에 돌입한 것으로 알려졌다.
컴포스트 대응 봉지 제조는 바이오매스 소재 배합률이 25% 이상이며 서로 다른 PHBH를 조합하는 봉지는 바이오매스 소재 배합률이 25%일 뿐만 아니라 생분해 플래스틱 배합률이 100%에 달해 일본 정부의 비닐봉지 유상제공 조건도 충족시키는 것으로 파악되고 있다.
다만, 유상 및 무상제공 여부는 개별 매장이 결정하기 때문에 수요기업의 흐름을 예의주시하면서 니즈에 대응하고 있다.
일본은 물론 해외 브랜드까지 도입 테스트를 추진하고 있어 앞으로 수요가 순조롭게 증가할 것으로 기대하고 있다. (J)