[EP/컴파운딩]
EVOH, 바이오 PE로 바이오매스화
화학저널 2022.06.13

 

MCC, 25% 함유 바이오 그레이드 개발 … 필름 접착수지도 바이오화

 

미츠비시케미칼(MCC: Mitsubishi Chemical)이 바이오매스 성분을 함유한 EVOH(Ethylene Vinyl Alcohol)를 개발했다.
세계 최초로 개발된 부분 바이오 EVOH로 독자 기술을 활용해 EVOH 중에 바이오매스 PE(Polyethylene)를 미분산시킴으로써 25중량% 바이오매스도를 확보함과 동시에 기존 석유 베이스 EVOH와 동등한 가스 배리어성 및 가공성을 실현했다.
EVOH를 다층필름으로 구성할 때 사용하는 접착수지에도 바이오매스도 40-65중량% Biomass Modie를 개발했으며 현재 유통되고 있는 바이오매스 PE와의 조합으로 모든 층에서 바이오매스를 포함한 다층필름을 실현할 수 있음을 확인함에 따라 환경의식이 높은 화장품, 식품 분야에서 채용이 본격화될 것을 기대하고 있다.
EVOH는 에틸렌(Ethylene)을 원료 일부로 사용하기 때문에 이론적으로는 바이오매스 에틸렌을 사용하면 바이오 플래스틱화가 가능한 것으로 알려졌다.
하지만, 바이오매스 에틸렌 도입은 사실상 실현하기 어려운 과제여서 미츠비시케미칼은 바이오매스 PE를 EVOH 중에 배합하는 방식으로 니즈에 대응했고 일본 바이오플래스틱협회(JBPA)의 바이오매스 플래스틱 마크를 취득했다.
일반적으로는 EVOH에 PE를 25% 혼합하면 기능이 크게 떨어지지만 미츠비시케미칼은 독자 기술을 통해 PE를 최대한 미분산시킴으로써 과제를 해결했다.
EVOH 필름 외관도 베이스는 9%로 기존제품의 8%와 손색이 없는 수준으로 완성했고 가스배리어성 역시 0.5cc‧20마이크로미터(평방미터‧일‧atm)로 기존제품의 0.2-1.0 범위를 실현했다. 기존제품과 동등한 조건으로 성형 및 가공이 가능하며 온실가스는 약 30% 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있다.
EVOH 필름은 특징인 높은 가스 배리어성을 활용해 식품의 상미기한 연장, 음식물 낭비 저감, 화장품‧의약품의 장기 품질 유지, 휘발유 탱크의 휘발가스 투과 방지 등에 투입되고 있다.
다만, 다층필름 중 1개이기 때문에 전체의 5-10% 정도에 머무를 때가 많고 다양한 층을 바이오매스 소재로 전환하기를 희망하는 수요기업이 많은 것으로 파악된다. 미츠비시케미칼은 접착수지 Modie에서 바이오매스 타입을 개발해 수요기업들의 니즈에 대응하고 있다.
현재 샘플 출하가 가능한 상태로 상용화를 위한 표준을 준비하고 있으며 2022년 본격 출시가 가능할 것으로 알려졌다.
EVOH 리사이클에도 대응하고 있다.
EVOH는 에틸렌을 함유해 유럽‧미국에서도 폴리올레핀(Polyolefin) 중 5-10% 함유된 정도라면 MR(Material Recycle)이 가능한 인증단체도 있는 것으로 알려졌으나 EVOH는 단단해 함유율이 높아지면 필름이 부서지기 쉽다는 문제가 제기되고 있다.
미츠비시케미칼은 EVOH 다층 포장재용 리사이클 조제 Soaresin을 통해 EVOH 입자의 충격을 보완함으로써 리사이클 물성 개선에도 박차를 가하고 있다.
Soaresin은 PP(Polypropylene) 리사이클 분야에서 다양한 채용실적을 거둔 상태이며 PE 관련으로도 시장을 확대하고 있다.
EVOH는 식품 포장과 주유소 등에 사용되며 식량 낭비 억제와 자원 절약에 공헌하고 있을 뿐만 아니라 리사이클이 가능하다는 점에서 글로벌 수요가 연평균 5% 증가하고 있다.
미츠비시케미칼은 글로벌 시장점유율을 40% 이상 차지하고 있는 가운데 점유율을 50% 이상으로 끌어올리기 위해 미국공장 증설에 이어 추가 신증설을 검토하고 있다. 기존공장이 소재한 일본, 미국, 영국 외에 다른 곳에 투자할 가능성이 있는 것으로 알려졌다.
EVOH 브랜드 SoarnoL은 자회사 Nippon Synthetic Chemical이 생산했으나 2019년 4월 Nippon Synthetic Chemical을 흡수합병함으로써 미츠비시케미칼이 직접 생산하는 체제로 전환했다.
생산능력은 일본 오카야마(Okayama)의 구라시키(Kurashiki) 공장 1만톤, 미국 자회사인 Noltex의 텍사스 공장 4만1000톤, 영국 자회사 Nippon Gohsei UK 1만8000톤으로 총 생산능력이 6만9000톤에 달한다.
미국‧유럽‧일본은 1인당 EVOH 사용량이 약 100g에 달하나 아시아는 10g 수준에 불과해 앞으로 소득수준 향상과 식문화의 서구화가 이루어지면서 수요가 더욱 늘어날 것으로 예상하고 EVOH 관련 기술을 활용한 라인업 확충에 속도를 내고 있다.
한편, 경쟁기업 쿠라레(Kuraray)는 일본, 유럽, 미국에서 EVAL 10만톤 플랜트를 가동하고 있다. (K)

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