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Start Up Innovation / Science
확대되는 생분해성 플라스틱 용도
미쓰비시케미컬 개발, 가공이 쉽다는 점도 높이 평가

-- 모든 원료 식물성으로 제작 --
화학회사 미쓰비시(三菱)케미컬이 개발한 생분해성 플라스틱이 빨대와 컵 등 식기류 재료로서 널리 이용되고 있다. 무분별한 일회용 플라스틱 투기가 원인인 해양 오염이 심각해지고 있어 국제적인 환경 규제 움직임도 확대되고 있다. 미쓰비시케미컬이 개발한 생분해성 플라스틱은 미생물의 활동으로 물과 이산화탄소로 분해되어 환경 면에서의 유효성이 높이 평가 받고 있다. 모든 원료도 모두 식물성으로 하고 있다.

미쓰비시케미컬이 생산하는 생분해성 플라스틱은 ‘바이오PBS’이다. 페트병 등에 사용되는 폴리에스테르수지 등의 원료인 부탄디올(Butanediol)과 옥수수 및 사탕무를 발효시켜 추출하는 숙신산(Succinate)을 중합해 고분자로 만든 지방족화합물(脂肪族化合物)의 일종이다.

“대표적인 범용 수지인 폴리에틸렌에 가깝고 유연성이 있어 가공이 용이하다”(미쓰비시케미컬 요코하마연구소의 아오시마(青島) 그룹매니저)라고 한다.

-- 1980년대부터 연구 --
미쓰비시케미컬은 전신인 미쓰비시카세이(三菱化成) 시절인 1980년대 후반부터 생분해성 플라스틱 개발에 착수. 이 때 주목한 것이 바이오PBS이란 지방족화합물이며 오랜 기간 연구를 지속해왔다. 기존의 것보다 식물성인 숙신산을 추가하고 부탄디올도 올해 안에 석유계가 아닌 옥수수 등의 당을 사용한 제품으로 교체할 방침이다.

화합물을 구성하는 탄소 원자들이 사슬 형태로 연결되어 있는 지방족의 경우 부탄디올과 숙신산을 유래로 한 화합물이 미생물에 의해 토양이나 바다 안에서 물과 이산화탄소로 분해되는 것은 당시에도 이미 알려져 있었다.

하지만 이 원료의 조합은 화학적으로 불안정하기 때문에 “중합 시에 다른 화학 반응이 일어나는 등 품질을 안정시키는 것이 어려웠다”(아오시마 그룹매니저)라고 한다.

1992년, 유산을 추가해 중합함으로써 안정적으로 고분자화하는 기술을 확립. 2002년부터 국내 공장 내에 제조 설비를 도입해 연 생산 3,000톤 체제를 구축했다.

당시 상정하고 있던 용도는 주로 농업용 필름. 밭이랑을 덮는 농업 자재로 흙의 보온과 보습, 잡초 방지에 이용된다. 농업용 시트는 사용 후 처리업자 등이 수거해 처분된다. 농가의 고령화가 진행되면서 회수 작업 부담이 커지고 있어 흙 안에서 분해되는 필름의 수요가 커질 것으로 미쓰비시케미컬은 전망했다.

가격은 폴리에틸렌의 약 3배이지만 “처리업자에게 지불하는 처분 비용 등을 고려하면 전체적인 비용은 감소한다”(미쓰비시케미컬 서스테이너블폴리머즈사업부의 츠치이(土井) 그룹매니저)는 이유로 수요는 꾸준하게 증가했다. 이후 높은 환경 성능을 활용해 미국과 유럽을 중심으로 랩과 캡슐식 커피머신 포장재 등의 용도로 개척하는 것도 추진했다.

2015년에 바다거북이의 코에 빨대가 꽂혀있는 인터넷 영상이 확산, 해양 플라스틱쓰레기에 대한 문제의식이 높아지면서 생분해성 플라스틱에 대한 관심도 한 층 더 커졌다.

미쓰비시케미컬은 지속적인 시장 확대를 배경으로 2017년에는 태국으로 생분해성 플라스틱 생산을 이관. 국영 석유회사인 태국석유공사(PTT)와의 합병을 통해 전용 공장을 가동시켜 연 생산 능력을 2만톤까지 늘리고 있다.

높아지고 있는 국제적 환경 규제도 향후 생분해성 플라스틱의 보급을 뒷받침해줄 것으로 보인다. G7정상회의에서는 2018년 6월, 2030년까지 플라스틱 이용을 대체품으로 바꾸는 등을 통해 절감하는 ‘해양플라스틱 헌장(Ocean Plastic Charter)’을 채택했다. EU는 2018년 10월에 일회용 플라스틱 규제 법안을 가결, 캐나다도 일회용 플라스틱 사용을 2021년까지 금지할 방지이다.

미국과 함께 해양플라스틱 헌장에 서명하지 않아 비난 받은 일본도 반격을 도모한다. 6월에 열린 G20 오사카 서밋에서 각국 정상은 일회용 플라스틱을 2050년까지 제로로 하는 목표를 도입한다는데 일치했다.

-- 온난화도 주목 --
정부가 5월말에 정리한 ‘플라스틱 자원순환 전략’에서는 바다에서 분해되는 소재 개발과 이용 촉진을 목표로 하고 있다. 올 봄 이후, 미쓰비시케미컬의 생분해성 플라스틱을 이용한 빨대가 대규모 음식점과 소매점을 보유하고 있는 게이힌(京浜) 급행전철과 워싱턴호텔에 잇따라 채택되었다. 국내에서도 시급한 환경 대응이 요구되고 있는 가운데 미쓰비시케미컬은 이를 뒷받침해주고 있다.

해양플라스틱 문제와 함께 지구온난화 문제에 대한 관심도 높아 이산화탄소를 흡수하는 식물을 원료로 하는 플라스틱은 환경에 대한 부담이 적어 유럽을 중심으로 주목 받고 있다.

프랑스에서는 2017년에 비닐 등 일부 플라스틱제품을 2025년까지 60% 이상의 원료를 식물 유래로 한다는 법률이 성립했다. 이는 미쓰비시케미컬에게 꾸준한 기술 개발이 결실을 맺어 국제적으로 비즈니스를 추진할 수 있는 절호의 찬스라고 할 수 있을 것이다.

▶ 일회용 플라스틱 규제 움직임이 주요 20개국에서도 이어지고 있다.
- 영국: 빨대와 머들러 등의 판매를 금지한다는 의향을 2018년에 발표
- 이탈리아: 2019년부터 생분해성이 아닌 면봉 사용을 금지
- 프랑스: 2020년 1월 이후 일회용기 사용을 원칙적으로 금지
- EU 2021부터: 빨대와 일회용식기 등의 제품 사용 금지를 의회가 가결
- 캐나다: 빠르면 2021년까지 사용 금지
- 사우디아라비아: 폴리에틸렌 등을 사용한 일부 제품의 제조∙수입을 금지

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