PET(Polyethylene Terephthalate) 병은 리사이클이 쉬운 편임에도 불구하고 해양 플래스틱 오염 문제의 상징으로도 평가되고 있다.
글로벌 소비재 브래드를 중심으로 음료 생산기업들은 리사이클에 힘을 기울이고 있으며 컨버팅들은 단층필름 MR(Material Recycle)을 가속화하고 있다.
MR은 음료 관련분야를 중심으로 실증시험이 본격화되고 있다. 특히, 탈묵 기술이 주목받고 있으며 잉크 생산기업이 참여해 잉크에서 잉크로 재이용하는 방안을 검토하고 있다.

PET병 라벨 재생기술 개발 본격화
수축필름 등 음료용 라벨을 생산하고 있는 후지실(Fuji Seal)은 2021년 3월부터 미츠비시케미칼(Mitsubishi Chemical), 베올리아재팬(Veolia Japan) 등과 수축라벨 수평 리사이클 공동실증 프로젝트를 시작했다.
일본은 PET병 가운데 본체에 대한 리사이클을 선행하고 있다.
수축라벨은 용기리사이클법에 따라 지방자치단체의 회수와 사업자가 설치하는 회수박스를 통해 회수하나 대부분 소각되는 것으로 파악되고 있다.
후지실은 소각을 통한 TR(Thermal Recycle)의 환경적인 효과를 긍정하면서도 병에서 병으로, 라벨에서 라벨로 100% 순환 가능한 리사이클 체제를 구축하겠다는 목표를 세우고 2021년 공장에서 배출되는 불량품과 폐자재를 이용하는 프로젝트를 시작했다.
미츠비시케미칼의 시가(Shiga) 공장에 실증설비를 설치해 라벨을 라벨로 재생하는 기술을 확립했으며, 2022년 이후에는 시장에서 회수한 PET병을 이용해 PCR(Post Consumer Recycle) 기술을 실용화할 방침이다.
라벨이 장착된 PET병이 회수 대상이며 미츠비시케미칼의 필름 설계 및 막 형성기술, 후지실의 라벨 설계기술을 융합해 파쇄, 탈묵을 거쳐 새로운 수축라벨로 재생할 계획이다.

안료 재이용 기술 실용화 “눈앞”
Dainichiseika Color & Chemicals(DCC)은 잉크 재이용 기술 개발을 주도하고 있다.
2018년 개발한 탈착잉크 CycleFine 시리즈를 개량해 탈착조건을 검증하고 있다. CycleFine 시리즈는 원래 식품포장재의 리사이클 적성을 향상시킬 목적으로 PE(Polyethylene) 단일소재에 대한 접근에 주력했으나 실증 프로젝트에서는 PET 기재용 개량을 추진하고 있다.
CycleFine의 탈착조건으로 여겨지는 섭씨 85도 알칼리 수용액(5wt%)에서 20분 교반에 따른 탈묵에 준거한 성능을 달성하고 기존 시리즈와 마찬가지로 바이오매스 함유비율을 10% 이상으로 유지할 계획인 것으로 알려졌다. 이후 탈착된 잉크를 재생하는 기술이 요구됨에 따라 다양한 종류가 배합된 안료 재생에 중점을 두고 있다.
유기안료는 원래 잔사됨에 따라 유효활용 방법을 찾아내지 못했으나 다양한 재이용방법을 검토해 실용화를 앞두고 있는 것으로 알려졌다.
후지실은 PET병에서 떼지 않고 리사이클할 수 있는 라벨을 미국에 공급하고 있다.
PET 기재 수축라벨인 REC Shrink로 2019년 미국 플래스틱재활용협회(APR) 인증을 취득한 후 미국에 투입하기 시작했다. 표층에 탈착잉크를 사용해 회수 후 병과 함께 일괄 세척이 가능한 것으로 파악되고 있다.
패키지용 잉크 생산기업 사카타잉크(Sakata Inx)는 후지실과 함께 순환경제 구축에 힘을 기울이고 있다.
사카타잉크는 워셔블(Washable) 잉크 Genesis GS 시리즈를 공급하고 있으며 미국 등에서는 이미 수축라벨에 채용되고 있는 것으로 알려졌다.
최근에는 해외시장에서 축적한 탈묵 관련 노하우를 바탕으로 식품포장재용 기술을 확립하고 있다.

탈묵기술, 세정액·장치 국산화 추진
단층필름 리사이클은 관련단체가 주도하고 있다.
일본 인쇄산업연합회, 전국그라비아협동조합연합회, 인쇄산업기계공업협회는 2021년 1월 그라비아 인쇄공정에서 발생하는 리드지(시험인쇄필름)의 MR을 추진하는 폐플래스틱 솔루션을 발표했고 인쇄산업기계공업협회의 회원기업인 Orient Sogyo와 Fuji Kikai Kogyo가 각각 필름 세정장치를 개발해 시험운용을 시작했다.
일본 인쇄 시장은 2006년부터 그린프린팅 인증제도를 도입하는 등 오래전부터 자율적으로 환경 관련대책을 추진했으나 포장재에 대한 요구기준이 높아짐에 따라 2019년 무렵부터 폐플래스틱 솔루션을 검토하기 시작한 것으로 알려졌다.
탈묵은 해외에서 도입한 기술이 주류를 이루고 있으나 앞으로는 세정기와 세정액 모두 일본에서 공급할 수 있는 체제를 구축할 방침이다.
최근 개발된 세정기의 프로토타입은 R2R(Roll to Roll) 세정이 가능한 것으로 파악되고 있으며, 세정액 침지와 브러시 이용에 초음파 세정공정 등을 추가해 투명필름 수율을 향상시켰다.
Dainihon Package는 일본 유기용제 생산기업과 공동으로 세정액을 개발하고 있다. 그라비아 및 플렉소 인쇄기의 닥터블레이드 세정액을 개량하고 있으며 프로토타입에 대한 적용을 기대하고 있다.
일본 연포장인쇄 시장에서 배출되는 리드지는 연평균 5000-8000톤으로 대부분 폐기물 고형연료로 처리되는 것으로 파악되고 있다.
다만, RPF를 이용하는 제지기업의 생산설비 가동률이 하락함에 따라 대체수요 확보가 선결과제로 부상하고 있다. 세정장치 프로토타입을 완성한 후 2021년부터 컨버터 메이저, 산업폐기물 중간처리업자 등 회원기업에 대한 도입을 촉진할 방침이다.

미쓰이케미칼, 복층필름 박리기술 확립 “도전”
미쓰이케미칼(Mitsui Chemicals)은 독자적으로 단층필름 MR 실증을 진행하고 있다.
간토(Kanto) 지역을 중심으로 Dainihon Package를 포함한 전국그라비아협동조합연합회 회원기업으로부터 인쇄되지 않은 롤 형태의 폐자재를 회수해 MR을 실증했으며, 2020년 2월에는 나고야(Nagoya) 공장에 해외기업의 탈묵장치를 도입해 인쇄된 폐자재의 R2R 세정이 가능한 시스템을 구축했다.
주로 PP(Polypropylene) 표면기재와 PE 실란트필름이 대상이다.
신규 소재를 일부 도입한 리펠릿, 필름 제막을 실시하는 것으로 회수 뿐만 아니라 조립, 물류 등 개별 공정에서 여러 사업자가 협력하는 방향으로 심화하고 있다. 앞으로는 재생소재 비율을 높여 재생필름 형태로 시험공급을 시작할 계획이다.
현재는 라미네이트 가공이 이루어지지 않은 폐자재만 회수대상에 포함하고 있으나 장기적으로는 박리액을 포함한 박리기술을 직접 개발함으로써 기술적으로 난이도가 높은 복층필름 포장재의 박리 및 탈묵을 실용화할 방침이다.

복층필름 MR 기술 실용화도 박차…
일본은 2019년 기준 폐플래스틱 배출량이 850만톤으로 포장용기류가 46.8%에 달한 가운데 PE가 35.2%, PP가 22.6%로 식품용 연포장이 적지 않은 비중을 차지하고 있어 폐플래스틱 감축 대책에 박차를 가하고 있으나 MR 비율은 유효이용률 가운데 22%에 머무르고 있다.
포장소재 생산기업들은 최근 복층필름 포장재 소재를 단일화하는 방향으로 움직이고 있다.
잉크 시장에서는 도요잉크(Toyo Ink)가 선두를 달리고 있다.
도요잉크는 2019년 탈묵용 앙카코팅제와 복층필름 박리용 라미네이트 접착제를 개발해 전용제품을 미리 도포함으로써 특정 조건에서 박리 및 탈묵이 가능하도록 조치한 것으로 파악되고 있다.
2020년 말에는 이도추(Itochu)상사와 올레핀 복층필름 MR을 사업화하기로 합의했고, 2021년 실증 플랜트를 건설하고 공장에서 발생하는 부산물을 분쇄한 후 얻어낸 소재를 이용하는 PIR(Post-industrial Recycle)을 시작했으며 2025년까지 시중에서 회수한 일반쓰레기를 대상으로 PCR를 사업화할 방침이다.
리사이클기업도 필수적임에 따라 베올리아재팬 등과 협업하고 PCR 실용화를 위해 고도 선별기술을 도입할 것으로 파악되고 있다.
DIC도 제빵기업과 협력해 PIR을 실증하고 있다.
빵 포장에 많이 사용되는 PP·PE 필름을 대상으로 인쇄 및 봉투 생산공정에서 배출되는 시험인쇄 폐자재 등을 회수하고 협업관계에 있는 리사이클기업 플랜트에 탈묵·박리공정을 마련해 조립, 성형가공, 재이용에 이르는 프로세스를 최적화하기 위한 검증을 실시할 계획이다.
우선 투명펠릿 외부판매를 목표로 하고 있다.
DIC는 MR제품을 플래스틱 펠릿, 일부 헬멧용으로만 공급했으나 앞으로는 투명화를 통해 성형용 시장 개척을 강화하고 장기적으로는 필름을 필름으로 재생하는 PCR을 실용화할 방침이다.
일본은 복층필름 포장재 유통제품 가운데 약 80%를 OPP(Oriented PP), CPP(Chlorinated PP)와 PE 실란트 조합이 차지하고 있는 가운데 식품, 일상용품용 연포장이 대부분 재활용 사정권에 포함됨에 따라 PCR 실용화를 위한 협업을 확대하고 있다.
DIC는 탈착한 잉크를 재이용하는 기술을 개발하고, 사카타잉크는 잉크를 재생하기 위해 CR(Chemical Recycle) 베이스 원료를 활용하고 있다.
사카타잉크는 2020년 산토리홀딩스(Suntory Holdings) 등이 공동으로 설립한 R Plus Japan에 참여하고 있다. 참여기업들은 미국 바이오화학 벤처기업 Anellotech가 개발한 CR 기술 Plas-TCat 프로세스를 중심으로 폐플래스틱에서 BTX 등을 추출하는 모노머 환원기술 활용방안을 모색하고 있다.
사카타잉크는 잉크, 코팅제용 바인더 등을 고려하고 있으며 신규 공법에 따른 탈묵 및 재이용 기술 고도화를 기대하고 있다. (J)