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연구팀, PVA·PBS 소재 개발 … 일본, 독일에서 BRT 8002P 생산

생분해 필름 개발 및 적용이 가속화하고 있다.
명재욱·양한슬 한국과학기술원(KAIST) 교수와 서종철 연세대학교 교수 공동 연구팀은 해양 생분해성 종이 코팅재 개발에 성공했다.
최근 입자 크기 5밀리미터 이하의 해양 미세 플래스틱 오염 문제가 부각됨에 따라 친환경 포장재로 종이 소재가 주목받고 있으나, 차단성을 높이기 위해 사용하는 PE(Polyethylene), EVOH(Ethylene Vinyl Alcohol) 등 코팅물질들이 분해되지 않는 한계가 지적됐다.
연구팀은 생분해성 플래스틱인 PVA(Polyvinyl Alchol)에 붕산(Boric Acid)을 결합한 고물성 필름을 개발하고 종이에 코팅해 차단성이 높으면서 생분해성도 우수한 패키징 소재를 개발했다.
새로 개발한 코팅 종이는 다습한 환경에서도 높은 인장강도를 유지했으며 해양을 모사한 환경을 구현해 111일 동안 생분해도를 평가한 결과 코팅 성분에 따라 최소 59%에서 최대 82%까지 생분해됨을 확인했고 해양 미생물의 분해 현상 관찰과 실험 쥐 생체 반응 실험을 통해 높은 생체적합성을 검증했다.
한국생산기술연구원(KITECH)은 나노 셀룰로스(Cellulose) 생분해성 필름을 개발했다.
홍성우 한국생산기술연구원 수석연구원 연구팀은 CNF(Cellulose Nano Fiber)를 이용해 강도 높은 생분해성 플래스틱 필름을 개발한 것으로 알려졌다.
나무에서 추출한 셀룰로스를 나노미터(10억분의 1미터) 수준으로 잘게 쪼갠 CNF는 생분해성이 높으면서 강도가 철의 5배에 달할 정도로 높아 제2의 탄소섬유로 주목받고 있다.
연구팀은 생분해성 플래스틱 PBS(Polybutylene Succinate)에 포함된 CNF를 옥수수에서 유래한 이소솔바이드(Isosorbide)를 함유한 기능성 분산제를 이용해 고르게 분산시켜 기존 필름 대비 인성이 77% 높은 고강도 생분해성 필름을 만드는데 성공했다.
홍성우 연구원은 “2040년 플래스틱 오염 종식을 목표로 세계 175개국이 합의한 결의안에 따라 글로벌 플래스틱 협약(Global Plastic Treaty) 합의문이 2024년 안에 채택될 예정”이라며 “플래스틱 규제 강화에 대비해 천연 소재인 CNF를 친환경 보강재로 활용할 수 있는 기술을 개발했다”고 강조했다.
CJ제일제당(대표 손경식·강신호)은 미국에서 PHA(Polyhydroxy Alkanoate) 공세를 강화하고 있다.
PHA 사업을 담당하는 CJ바이오머티리얼즈(CJ Biomaterials)는 미국 플로리다 올랜도(Orlando)에서 북미 최대 플래스틱 박람회 NPE2024에 참가해 scPHA(Semi Crystalline PHA) 신소재인 PHACT S1000P를 선보였다.
PHACT S1000P는 aPHA(Amorphous PHA) 소재인 PHACT A1000P에 이어 2번째로 미국 식품의약국(FDA)에서 식품접촉물질(FCS) 승인을 받았으며 부드러운 고무 같은 aPHA에 비해 더 단단해 높은 열안정성이 필요한 응용 분야에 적합하고 사출·열성형 필름, 시트, 섬유에서 다양한 변환기술로 가공이 가능할 것으로 예상된다. 
일본은 식품포장용 필름을 100% 퇴비화할 수 있는 생분해성 소재를 개발했다.
미츠비시케미칼(Mitsubishi Chemical)은 2024년 1월부터 독일 뒤셀도르프(Dusseldorf) 소재 Mitsubishi Chemical Europe에서 식품포장 소재용 생분해성 접착수지 G-Connect BRT 8002P 위탁생산을 시작했다. 
기존 대비 2배의 생산능력을 확보하고 TUV Austria로부터 생분해성 인증 OK Compost Industrial까지 취득한 것으로 알려졌다.
플래스틱 배리어 포장재를 생산하기 위해서는 PE와 PP(Polypropylene)를 기재로 배리어 층에 EVOH 등을 적용하는 방법이 일반적이나 G-Connect BRT 8002P를 생분해성 폴리에스터(Polyester) 수지 및 배리어 수지와 일체성형하면 100% 퇴비화가 가능한 수지로 구성된 다층 배리어 필름과 시트를 생산할 수 있을 것으로 기대된다.
기본 수지로 바이오 PBS(Polybutylene Succinate), 배리어층에는 생분해성 BVOH(Butenediol Vinyl Alcohol Copolymer) Nichigo G-Polymer를 사용하고 접착수지로 BRT를 제안해 100% 생분해성 수지로 경쟁력을 갖춘 것으로 평가된다.
미츠비시케미칼은 유럽 환경규제 강화에 따라 신제품 수요가 증가할 것으로 기대하고 있다.
유럽연합(EU)은 폐기물 발생 억제 및 자원순환을 목적으로 2018년 포장 및 포장 폐기물 지침(PPWD)을 시행했으며 앞으로 법적 구속력이 있는 포장 및 포장 폐기물 규제(PPWR)로 강화하고 일부 사항은 2024년부터 시행될 것으로 예상된다.
커피 캡슐 등 리사이클에 적합하지 않은 특정 포장재에 대해서도 재생소재 함유율 등과 마찬가지로 퇴비화 가능 소재 사용 의무가 부과될 가능성이 거론되고 있다. (김진희 기자)