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"생분해플라스틱"에 대한 내용입니다.
목차
1. 생분해성 플라스틱
1.1. 정의 및 국제 표준
1.2. 생분해성 수지 제품
1.2.1. 생분해성 생수병
1.2.2. 생분해성 식품 용기 및 기구
1.2.3. 기타 생분해성 플라스틱 제품
2. 바이오 플라스틱의 개발 현황 및 전망
2.1. 플라스틱 폐기물 증가로 인한 사회문제
2.2. 바이오 플라스틱 개요 및 종류
2.2.1. 생분해 플라스틱
2.2.2. 천연 고분자
2.2.3. 산화생분해 플라스틱
2.2.4. 바이오베이스 플라스틱
2.3. 바이오 플라스틱 관련 규제 및 시장 동향
2.4. 바이오 플라스틱 산업 시장 동향 및 적용 사례
3. 바이오플라스틱 관련 기업 사례
3.1. NatureWorks
3.1.1. 기업 개요
3.1.2. 바이오 플라스틱 사업 동향 및 적용 기술
4. 참고 문헌
본문내용
1. 생분해성 플라스틱
1.1. 정의 및 국제 표준
생분해성 플라스틱이란 일반적으로 미생물과 같은 살아있는 유기체의 작용에 의해 물, 이산화탄소 등으로 분해될 수 있는 플라스틱을 말한다[1]. 하지만 이를 제품에 적용하기 위해서는 엄밀한 정의, 즉 표준화된 규격이 필요하다.
생분해성 플라스틱의 국제 표준 중 하나인 "ISO 14855-1"은 "퇴비화 조건에서 플라스틱 재료의 호기성 생분해도를 측정하는 방법으로 방출된 이산화탄소의 분석에 의한 방법[3]"이다. 이를 기준으로 각국에서 관련 기준을 만들어 운영하고 있는데, 미국 ASTM D 5338, 유럽 EN 13432, 한국 KS M ISO14855-1, 중국 GBT 19277, 일본 JIS K 6953이 이에 해당한다[2].
한국 표준인 KS ISO14855-1에서는 58±2℃의 항온이 유지되는 밀폐된 곳에서 배양하여 각 퇴비화 용기에서 나오는 공기로부터 발생하는 이산화탄소를 측정한다[3]. 이때 (a) 45일간 표준 물질의 생분해도가 70% 이상이거나, (b) 시험의 종료 시까지 표준물질이 담긴 각 용기의 생분해도의 차이가 20% 이내이면, (c) 접종원 배양 후 10일동안 휘발성 고형분의 g당 50~150mg의 이산화탄소가 발생하면 유효한 것으로 간주한다[3]. 이를 바탕으로 국내에서는 218개 기업, 1496개의 제품이 생분해성 수지 제품으로 인증되어있다[4].
즉, 생분해성 플라스틱은 엄격한 국제 표준에 따라 정의되고 있으며, 이를 통해 생분해 여부를 객관적으로 평가하고 제품에 대한 인증을 부여하고 있다고 볼 수 있다.
1.2. 생분해성 수지 제품
1.2.1. 생분해성 생수병
'1.2.1. 생분해성 생수병'은 산수음료(주)에서 제작한 두 개의 생분해성 수지를 사용한 생수병 제품이다. "i'm eco 산수"(이하 '산수'라 한다)와 "i'm eco 고마운샘"(이하 '고마운샘'이라 한다)이 그 제품에 해당한다. '산수'는 100% 사탕수수에서 유래한 병뚜껑과 라벨, 30% 사탕수수에서 유래한 생수병을 사용한 제품이고, '고마운샘'은 병뚜껑, 라벨, 생수병 모두 100% 사탕수수에서 유래한 제품이다.
'고마운샘' 제품은 20년 6월에 출시한 제품으로 주요한 구성성분은 PLA이다. 이 제품의 병뚜껑, 라벨, 병은 모두 다른 소재로 만들어져 있다. 병은 virgin PLA라는 자체 개발한 원료를 사용하고, 라벨은 생분해성 필름, 병뚜껑은 여러 다른 생분해성 수지, 생분해성 플라스틱을 사용해 만들었다. 특별히 이 제품은 기본 재료로 'Total Corbion'에서 만든 Luminy LX175, Luminy LX575를 사용한다. 이 원료는 한국환경산업기술원에 생분해성 수지 원료로 인증받은 제품이며, 유럽연합 'Commission Regulation'(EU No.10/2011), 미국 FDA의 'Title 21 of the Code of Federal Regulations', 중국 국가 식품 안전 표준 'GB 9685-2016'에 식품 접촉 재료로 사용할 수 있도록 승인을 받은 제품이다. LX175는 표준 PLA로 고점도, 무정형 투명 수지이며, 필름 압출, 열 형성 또는 섬유 회전에 적합하고, PBAT/녹말 화합물에 강도를 추가하는 데 사용된다. LX575는 고내열성 수지로 압출 공정에 적합한 고점도 수지이다.
'고마운샘' 제품의 가장 큰 특징은 산업용 폐기 조건이 갖춰졌을 때 180일 이내에 분해된다는 것이다. PLA 분해과정을 요약하면 PLA가 가수분해하여 Lactic Acid가 되고, 락트산이 산화 반응과 탈수소화 반응에 의해 Pyruvic Acid가 된다. 피루브산이 탈수효소 복합체에 의해 아세틸-CoA로 변환되면 TCA cycle에 의해 이산화탄소와 물이 빠져나온다. 이러한 생분해 특성으로 인해 '고마운샘' 제품은 "플라스틱 분리배출이 아닌 일반쓰레기로 배출해야 한다". 이뿐 아니라 PLA 소재는 생체흡수성이 있는 소재이기 때문에 미세플라스틱이 발생하더라도 몸에 축적되지 않고 생분해 된다.
PLA가 재활용되는 방법은 '화학적 또는 기계적 재활용', '퇴비화', '소각', '매립' 등이 있다. 이 중에서 '고마운샘' 제품은 주로 '화학적 재활용'방법을 택하고 있는데, 국내 분리수거 시스템이 아직 완벽하지 않아 퇴비화가 어렵기 때문이다. 따라서 '산수음료(주)'는 이 제품을 생분해시키기보다 에코포인트 제도를 이용해 구매자로부터 생수병을 회수하여 재활용한다. 수거한 생수병을 토탈코르비온(Total Corbion)에 보내 다시 PLA 제품을 생산하는데 이용한다. 이외에도 포장재는 산업퇴비화가 가능하여 폐기시 미생물에 의해 생분해되어 미세플라스틱을 발생시키지 않는다.
1.2.2. 생분해성 식품 용기 및 기구
생분해성 식품 용기 및 기구는 생분해성 빨대, 수저, 식품 용기, 컵 등을 포함한다. 기업별 제품의 소재와 특별한 특징, 자체적으로 시행하고 있는 수거법이 있는지 알아보고자 한다.
'(주)동일프라텍'은 생분해성 일회용 빨대를 만들었다. (제품명 '디앙 일회용 스트로우') 구성성분은 PLA와 PBAT이다. PBAT는 1,4-butanediol과 terephtalic acida 및 adipic acid를 축합중합하여 얻어진 물질로 구조식은 그림 15와 같다. PBAT는 생분해성 고분자로서 terephtalic acid의 벤젠 부분에 의해 높은 안정성과 기계적 특성을 갖는다. 이러한 특징으로 인해 PET를 대체할 수 있다. 제품의 특징으로는 천연 원료로 만들어 열에 약하므로 (내열온도 60℃) 뜨거운 음료에는 사용할 수 없고, 기존의 친환경 종이 빨대와 달리 오래 두어도 눅눅해지지 않는다는 장점이 있다.
'(주)리와인드'는 PLA 용기, PLA 일회용 컵(컵 뚜껑 포함), PLA 생분해 빨대를 만들었다. 이 기업의 특징은 카페와 연계하여 컵 캐리어, 빨대, 컵 뚜껑, 컵 모두 생분해성 가능한 제품으로 만들었다는 점이다. 또한, 자체적으로 '미드웨이 프로젝트'를 통해 PLA의 제대로 된 수거 정책이 마련될 때까지 직접 수거하여 재활용하고 있다는 점에서 기존 제품 대비 매우 친환경적이라고 할 수 있다.
'(주)프레스'는 자체 개발한 소재인 'Rexcorn™ 생분해성 수지'로 "빨대, 유아식기, 칫솔, 면도기, 수저포크 등을 생산하고 있다". Rexcorn™은 생분해성 고분자인 PLA, PBAT, PBS 등을 기반으로 개질하여 만든 소재이다. 이 소재의 기간별 토양 매립 시험결과에 따르면 매립 후 120일이 경과했을 때 대부분 분해되었음을 확인할 수 있다.
1.2.3. 기타 생분해성 플라스틱 제품
'1.2.3. 기타 생분해성 플라스틱 제품'에 대한 내용은 다음과 같다.
'(주)브러시월드'에서는 생분해성 칫솔과 면도기를 만들었다. 단, 칫솔모와 면도날 부분은 생분해되지 않는 제품으로 만들어졌기에 분리할 수 있게 만들어졌다. 두 제품 모두 구성성분은 PLA, PCL이다. 이 제품은 사용 후 폐기시 토양에서 환경오염물질 배출 없이 미생물에 의하여 빠른 시일 내에 퇴비로 분해되는 특징을 가지고 있다. 원료의 토양 매립 시험 결과 120일 이내에 대부분 분해되는 것으로 나타났다. 이 제품은 타 생분해성 제품과 마찬가지로...
참고 자료
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