친환경분해수지

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(주)알커미스는 친환경 화학소재 전문기업입니다.

플라스틱 산업의 개요와 문제점

1950년대 이후 사용량이 폭발적으로 증가한 플라스틱은 쉽게 만들 수 있고 값이 싸며 가볍고 유연하고 튼튼하여 다양한 분야에서 쓰일 수 있는 소재이기 때문에 꾸준히 생산하여 사용되고 있습니다.
2019년 현재 전 세계 시장규모는 약 8000만 달러 이며, 연간 약 3억톤 가량이 생산되고 있고 앞으로도 기하급수적으로 증가할 추세입니다.
이렇게 장점도 많고 시장규모도 크고 생산량도 많은 플라스틱이 문제가 되는 이유는 바로 썩지않는다는 점입니다.
기본적으로 플라스틱은 소재마다 다르지만 분해 속도가 짧게는 50년에서 길게는 수만년이 걸릴 것이라 예상되는데 이는 플라스틱의 분자구조가 미생물이 분해하기 어렵다는데 있습니다.
분해하기가 어려운 이 플라스틱 폐기물은 매년 최소 약 800만톤이 폐기물형태로 바다로 유출된다고 예상 되고 있고, 이것은 1분 마다 화물차 10대 분량보다 더 많은 플라스틱 폐기물이 바다에 쏟아지는 것과 같습니다.
이러한 플라스틱 폐기물은 수많은 생태파괴를 야기하며 바다생물에 먹힌 플라스틱조각들은 음식을 통해 인간에게 도달하여 문제가 되고 있습니다.
이에 세계 각국과 사람들은 미세 플라스틱을 발생시키지 않으며 다양한 환경(생물, 산소, 빛, 열, 압력)등에 의한 분해가 일어나는 자연분해 플라스틱의 요구하고 있고 이를 사용하려고 노력하는 추세입니다.

국내·외 규제 동향
: 플라스틱/포장재 관련 WTO TBT(무역기술규제)강화

자연분해성 플라스틱

현재 자연분해성 플라스틱의 종류는 크게 3가지로 볼 수가 있습니다.

  • 유기체기반 플라스틱 (Bio-based plastic)
  • 분해성 공중합체 플라스틱(Degradable Copolymer)
  • 산화-생분해 플라스틱(Oxo-Biodegradable plastic)

일반적으로 분해성 플라스틱이라 하면 미생물이나 에너지(빛, 열, 전기, 압력)로 인하여 인위적인 환경이 아닌 자연환경에서 분해가 되는 플라스틱을 총칭합니다.

생분해 플라스틱은 기본적으로 유기체를 기반으로 하여 제조한 플라스틱으로 가장 대표적인 것이 옥수수 전분을 이용한 것입니다. 1세대의 분해성 플라스틱은 이러한 전분을 이용하여 기존 플라스틱과 혼합하여 미생물에 의한 분해가 이루어지게 하였으나, 제품에 전분으로 이루어진 부분만 분해가 일어나 미세플라스틱을 발생시킨다는 단점이 있습니다. 또한 분해성을 높이기 위해 전분의 함량을 높여 기존 플라스틱의 물성을 매우 떨어뜨려 상품성이 하락한다는 단점이 있습니다.

출처: 유럽바이오플라스틱 컨퍼런스 자료

이러한 단점을 개선한 것이 1세대 보다 더 나아가 2세대에서는 전분과 미생물, 석유로 부터 단분자를 추출하여 이를 가공 중합하여 새로운 생분해성 합성수지를 만들어 제품을 생산한 다는 것입니다. 대표적으로 PLA가 있으며, PHA와 PBS등이 있습니다. 이들은 분해 성능이 좋지만, 기본적으로 공정이 더 복잡하고 생산단가가 비싸며 장점이라고 할 수 있는 분해속도가 너무 빨라 보관능력이 매우 떨어진다는 점이며, 가장 큰 문제점은 재활용이 안된다는 점입니다. 또, PLA를 생산하기 위해서는 그 원료인 옥수수를 생산하기 위한 인간이 먹을 식량을 생산하는 토지가 필요하며 작물을 짓기 위해 들어가는 농약 및 농기계의 연료 등에 의한 환경파괴도 생각해 볼 일 입니다.

이러한 1,2세대의 분해성 플라스틱의 단점을 극복한 것이 산화-생분해 플라스틱입니다. 산화-생분해 플라스틱은 기존의 원료를 사용하여 플라스틱에 자연환경에서 발생할 수 있는 에너지(빛, 열, 전기, 압력)와 환경(산소, 물)등으로 분해가 일어날 수 있는 촉매를 일부 첨가하여 기존 플라스틱이 가지고 있는 고유의 물성을 유지하며 촉매양의 조절에 따라 시간에 따른 분해성도 가질 수 있는 플라스틱입니다. 이미 이미 아랍에미리트연합, 사우디아라비아, 남아프리카공화국을 비롯한 11개국에서는 산화-생분해 포장재 및 플라스틱 사용을 법으로 의무화 하고 있습니다.