[논문]분해성 플라스틱의 개발 및 시장 동향

유영선; 소규호; 정명수

분해성 플라스틱의 개발 및 시장 동향
Trends in Development and Marketing of Degradable Plastics 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.40 no.4 = no.200, 2008년, pp.365 - 374

유영선 ((주)이엔포레코) , 소규호 (농업진흥청 농업과학기술원) , 정명수 (이화여자대학교 식품공학과)

초록
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환경문제가 대두되면서 이미 선진국의 포장재 공급업체들은 소비자의 관심과 재활용 규제가 친환경 포장재 수요를 불러일으킬 것으로 전망하였다. 이러한 수요에 대응하기 위해 옥수수와 같은 식물을 활용해 만든 여러 형태의 바이오 플라스틱을 출시해 왔으며, 국내 업체들에서도 점차 이에 대한 관심을 높여가고 있다. 점차 강화되고 있는 폐기물 부담금과 불안정한 국제 유가를 고려할 때, 바이오 플라스틱은 소비자들의 친환경 제품에 대한 관심과 연결되어 국내 플라스틱 산업의 새로운 활로가 될 것으로 기대된다. 이를 위해서는 비교적 초기단계에 있는 국내 친환경 플라스틱 기술에 대해 기업과 대학에서 활발한 연구가 이루어져야 할 것으로 보인다. 빠르면 2-3년 내에 생분해성 플라스틱을 주원료로 한 도시락 용기, 컵라면 용기 및 각종 상품용 포장용기가 실용화되고, 장기적으로는 폐수내의 중금속 이온 제거제를 비롯하여 생체 의료용제 등과 같은 첨단의 고부가 생명 공학기술을 응용한 다양한 종류의 환경 친화 제품의 출시가 예상되며, 향후 생분해성 플라스틱 산업은 시장 잠재력과 성장성이 무한한 환경 관련 사업으로 평가된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Plastics are comparatively new polymeric materials that are manufactured by chemical synthesis, making them different from natural materials such as wood, paper, stone, metal, and glass. Due to a wide range of properties, including processing capabilities and duration, plastics have become rapidly ubiquitous, being used in all industries, and have improved our quality of life. However, it is true that plastics cause environmental contamination problems that have become important social issues, such as environmental hormone leakage due to incineration or reclamation, difficulty in securing reclamation sites, and deadly poisonous dioxin generated by the incomplete incineration of waste plastic materials. To solve these problems, it is urgent to develop and commercialize degradable plastics that can be stably and conveniently used just as general plastics, and that are easily decomposed by sunlight, soil microbes, and heat generated from reclaimed land after use. This review presents recent worldwide trends in the development and marketing of environmentally degradable plastics.

주제어

AI 본문요약
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가설 설정

- 특수성이 높을수록 잘 분해한다.
-분자량이 작을수록 빨리 분해 한다.
-비정형 이 결정성보다 빨리 분해한다
3. 주쇄에 탄소이온의 원자를 갖는 부가중합체는 생분해성이 있다.
4. 축중합형태의 수지에 있어서 그 형태에 따라서 분해성이 달라진다.
5. 특수한 광학이성질체는 분해가 잘된다.

제안 방법

생성하는 과정을 생분해로 규정하고 있다. ISO 472 의 분해성 플라스틱에 대한 정의를 보면 분해성 플라스틱을 생분해성 플라스틱과 분해성 플라스틱으로 분류하였다. 이러한 생분해 고분자의 대한 정의는 미생물이 고분자의 분해에 있어서 어느 단계에 작용해야 하는지, 분해는 어느 수준까지 일어나야 하는지, 얼마나 빨리 분해되어야 하는지 등에 대한 구체적인 내용은 언급하지 않고 있다.

성능/효과

2. C-C 주쇄형 고분자가 직선형이고 분자량이 낮을 때(분자량 40, 000 이하) 생분해성의 가능성이 있다. 고분자는 기계적물성의 필수조건이며, 적절한 가교 및 곁사슬로써 수지의 용융점도를 조절하는 것이 필요한 경우에는 불리하다.
자원재생공사에 의하면 전국의 폐비닐 처리장 60곳중 32곳이 포화상태에 달해 폐비닐 방치량이 매년 2만 톤 이상씩 증가하고 있는 현실이다. 그리고 새로 증가하는 폐비닐의 절반 정도는 불법 소각 중이며, 현재 32만 7천 톤의 폐비닐이 야적장에 쌓여 있는 것으로 집계되었다. 한국 자원재생공사에 따르면 2001년 전국에서 발생한 농업용 폐비닐은 25만 8천 톤이며이중 12만 1천 톤(51%)은 수거되어 적정 처리되었으나, 나머지 11만 7천 톤(49%)은 불법소각 또는 매립되거나 방치되고 있는 실정이다.
이중붕괴성의 경우는 분해되는 300-500년 소요되는 기존 난분해성 플라스틱보다는 분해가 빠르지만 자연계에서 분해되는 50-100년 정도 소요되는 이유로 분해성 플라스틱의 범주에 포함시키지 않는경우가 많다. 분해성 플라스틱은 재활용이 가능할 뿐만 아니라매립 시 분해가 가능하며, 소각 시 다이옥신 등의 유해물질 배출이 없고, 열량은 4, 0037, 000kcal로, 범용 플라스틱과 비교하면 현격히 열량이 낮고 소각로를 손상시키는 리스크도 억제할 수 있다. 참고로 범용 플라스틱에서는, 가장 연소 열량이 적은 폴리에틸렌에서도 ll, 000kcal 열량을 발생한다.

후속연구

생분해성 플라스틱의 표준물질로서의 위치를 차지하고 있다. pcl은 다른 폴리머와 혼화성이 좋기 때문에 폴리에스테르, 폴리아마이드, 폴리우레탄 등과의 혼합체나 그들 모노머와의 공 중합체에 대해서도 생분해성을 갖는 새로운 재료로서의 용도 전 개가 기대된다. 또한 저분자량의 PCL diol은 생분해성 폴리우레 탄의 원료로도 이용할 수 있다.
국내 환경의 보호를 위해서도 생분해성 플라스틱의 사용이 필요하나 플라스틱 폐기물에 대한 규제는 선진국들을 위주로 통합적인 움직임을 보이고 있어 향후 수출품 포장에 반드시 분해성물질을 사용해야 흐)는 규제가 실시되고 있고 향후 더욱 확대될가능성이 있는 등, 국제적인 환경 보호 움직임에 대한 국가 경제적인 측면의 대책으로 생분해성 플라스틱의 개발이 필요하다. 또한 고가의 시험비용 및 시험소요 기간으로 인한 업체의 부담을 경감시키기 위해 보다 신속하고 저렴한 시험방법의 개발이 필요할 것으로 생각된다.
또한 고가의 시험비용 및 시험소요 기간으로 인한 업체의 부담을 경감시키기 위해 보다 신속하고 저렴한 시험방법의 개발이 필요할 것으로 생각된다.
또한 생 필름은 강도 및 물성이 약해 중량이 많이 나가는 음식물등 생 쓰레기를 담는 경우 파손이 쉬운 문제점이 있어, 분해 속도를 빠르게 하면서도 강도 물성을 유지시킬 수 있는 추가 연구 개발이 필요하다. 또한 분해성 플라스틱의 퇴비화에 관여하는 미생물이나 물리화학적 인자 등 기초적 연구는 거의 행하여지지 않고 있다.
또한 분해성 플라스틱의 퇴비화에 관여하는 미생물이나 물리화학적 인자 등 기초적 연구는 거의 행하여지지 않고 있다. 분해성 플라스틱의 환경 적합성을 더 높이기위해 효율적인 퇴비화의 기술과 제조된 퇴비의 안전성에 대한연구가 필요하다.
이를 위해서는 비교적 초기단계에 있는 국내 친환경플라스틱 기술에 대해 기업과 대학에서 활발한 연구가 이루어져야 할 것으로 보인다. 빠르면 2-3년 내에 생분해성 플라스틱을 주원료로 한 도시락 용기, 컵라면 용기 및 각종 상품용 포장용기가 실용화되고, 장기적으로는 폐수내의 중금속 이온 제거제를 비롯하여 생체 의료용제 등과 같은 첨단의 고부가 생명 공학기술을 응용한 다양한 종류의 환경 친화 제품의 출시가 예상되며, 향후 생분해성 플라스틱 산업은 시장 잠재력과 성장성이 무한한 환경 관련 사업으로 평가된다.
이 가격은 범용 플라스틱의 가격과 비슷한 것으로, 전술한 연 40억 달러의 규모를 이 가격으로 환산하면 약 2백만 톤의 시장이 된다. 앞으로 생분해성 플라스틱도 본격적으로 유통될 것으로 예상된다. 또한 금세기 초에는 전체플라스틱 시장의 1-5%를 차지하나, 2010년 이후에는 10% 이상을 점유흐}는 산업으로 성장할 것으로 전망된다.
이에 국내 플라스틱 산업은 이러한 외부의 도전을 극복하고 이를 디딤돌로 삼아야 한다. 오히려 이러한 어려움을 기능성, 분해성 등 추가 기능을 부여한 기술 및 제품 개발, 상용화추진, 원가절감 등을 통하여 새로운 도약의 기회로 모색해야 할필요가 있다.
있다. 제품 수요처 입장에서는 안정적으로 제품을 생산 공급하고 있다는 장점이 있기 때문에 사용하고 있지만, 향후 설비 자동화를 통한 대량생산 체제 및 제품 생산성을 높이는 연구가 필요하다.
최근에는 플라스틱 가공에 적합한 물성을 보유할 수 있도록 전분의 물리, 화학적 변성 기술이 다양화 되어, 다양한 방법으로 변성화된 전분이 생분해성 필름 용도는 물론 다른 생분해성 고분자와 혼합 사용하거나, 전분만으로 생분해성 용기나 완충용 발포제를 제조할 수 있어 향후 생분해성 플라스틱의 주원료로서 활용가치는 더욱 높아질 것으로 전망된다. 대표적인 전분 변성 기술로는 기존 범용 수지인 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌등처럼 일정 온도 이상에서 탄화되지 않고 형태가 자유자재로 바뀔 수 있는 열가소성을 전분에 부여한 열가소성 전분(TPS, thermo plastic starch)을 들 수 있다.

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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