원료의 종류

바이오매스의 종류

일반적으로 대기중의 탄소가 광합성에 의해 고정된 식물자원, 미생물 대사산물 등 말하지만, 산업용 플라스틱 원료차원에서는 기존의 생분해 플라스틱을 바이오매스 종류의 범주에 포함시키고 있다.

(1) 초본 에너지 작물

다 자라는데 2~3년이 소요되고 매년 수확이 가능한 다년생 작물로 스위치그래스(switchgrass), 미스컨터스(코끼리풀이나 부들), 대나무, 사탕수수, 톨페스큐(벼과), 코치아, 개밀 등이 있다.

(2) 짧은 주기의 목본 작물

5~8년이면 수확할 수 있는 속성의 활엽수로서 잡종 포플러, 잡종 버드나무, 은단풍, 미루나무, 녹색 물푸레나무, 검정호두나무, 풍나무, 시카모어(플라타너스) 등이 있다.

(3) 산업작물

특정 산업의 화학물질을 생산하기 위해 개발 조성되는 작물로서, 섬유질 추출용 케나후(양마)과 짚류, 리시놀산 추출용 피마자 등이 있다.

(4) 농작물

대개 당류, 기름, 그리고 플라스틱이나 다른 화학물질들을 만드는데 사용될 수 있는 여러 추출물 등을 산출하는 것으로 현행 유통중인 생산품과 미래에 새롭게 개발될 상품의 성분을 포함하는 작물로 옥수수 전분 및 옥수수유; 대두유과 대두가루; 밀전분, 기타 식물유 등이 있다.

(5) 수중 바이오매스 자원

조류, 대형 해조류, 그 외 해초와 해양 미생물 등이 있다.

(6) 농업 작물 찌꺼기

추수되지 않거나 상업적인 유통과 거리가 먼 줄기나 이파리로서 옥수수대(줄기, 이파리, 껍질, 알맹이), 밀짚, 볏짚 등을 말한다.

(7) 임업 폐기물

미리 솎아내고 죽은 나무를 제거하는 등의 수림 관리 작업에 의해 만들어지는 것 뿐 아니라 상업용의 침엽수, 활엽수 중 벌채되지 않았거나 벌목장에서 제외된 수림 등을 포함한다.

(8) 도시 쓰레기

주거, 상업, 산업용의 이미 소비된 쓰레기로서 폐지, 판지, 폐가구, 작업장 쓰레기, 플라스틱 폐기물 등을 말한다.

(9) 부산물과 폐기물

바이오매스 전과정에 걸쳐서 생겨나는 바이오매스 공정 폐기물로 총칭되는 부산물과 폐기물로서 예를 들면 제품이나 종이를 만들려는 목재 처리 과정에서 생겨나는 톱밥, 나무껍질, 가지, 이파리 등 또한 식품회사에서 옥수수를 이용한 전분, 전분당 제조후 발생되는 옥피 , 두부박, 커피박 등이 있다.

(10) 생분해플라스틱 원료소재

셀룰로오스(Cellouse), 펙틴(Pectin), 키틴(Chitin), PLA (Polylacticacid, 폴리유산), PCL (Polycaprolactone, 폴리카프로락톤), PEU (Polyesterurethane, 폴리에스테르우레탄), AP (Alipahatic Polyestr, 지방족폴리에스테르), Alo/Ali (Aromatic/Aliphatic copolyester, 방향족/지방족 코폴리에스테르) Bio-PDO (Propanediol), CA(Celluouse Acetate), PGA (Ployglycolicacid, 폴리글리콜산), PBS (Polybutylene succinate, 폴리부틸렌석시네이트), PHB (Polyhydroxybutyrate, 폴리하이드록시부티레이트), PVA(Polyvinylalcohol) TPS (Thermoplastic starch, 열가소성 전분), PVA (Poly Viinyl Alcohol, 폴리비닐알코올), PHA (Poly Hydroxy alkanoate PHB와 PHV의 copolymer) 등을 말한다.

(11) 기타

농장이나 육류 가공 작업에서 생겨나는 쓰레기, 에너지를 포함한 여러 제품을 만드는데 사용될 수 있는 것을 말한다.
최근에는 무한자원에 속하는 1년생 작물, 해조류, 산업 폐기물을 사용하는 경우가 많고, 식용자원인 전분을 사용하는 것보다 비식용계 유기성 폐자원을 이용한 연구개발이 매우 활발한 추세이다.

바이오매스의 제품적용 분야

상당수 에너지원으로 사용이 되는 경우도 많지만, 본 내용에서는 플라스틱 대체, 산업용품, 건축 토목, 패키징 분야 등을 중심으로 고찰하였다.

(1) 재생 플라스틱

바이오매스 자원에서 생산되는 프라스틱 대체 분야는 석유화학제품에서 나오는 플라스틱을 대체하리라는 큰 기대를 보여준다. 일반적인 범주로 식물을 기초로한 분해가능 고분자, 탄수화물(섬유질, 녹말, 키틴질) 고분자, 리그닌 고분자가 있다. 구체적인 예로 녹말 에스테르, 섬유질 초산염 혼합물, 폴리락트산(PLA PolyLactic Acid), 폴리하이드로옥시부테인산(PHB PolyHydroxyButyric acid), 열가소성 단백질 등이 있다.

(2) 천연섬유

종이 제품, 직물류, 다양한 종류의 줄, 실, 섬유들이 바이오매스 섬유질로부터 만들어진다. 펄프와 제지 공정이 향상되고 있고, 다른 공급원을 이용하는 새로운 공정 기술이 개발되고 있다. 천연섬유를 기초해서 개발되는 새로운 제품들에는 절연재와 토양 부식 제어용 지질섬유(geotextiles)가 있다. 또한 이런 섬유들은 여러 제품의 내용물로 재생 불가능한 물질들을 대체하는 과정에 있다.

(3) 천연 구조 물질

강화 목재와 나뭇결 판넬과 같은 건축자재들은 일차적으로 나무로 만들어진다. 다른 플라스틱, 생분해수지, 식물체 분말 등 유기성분과 시멘트, 탄산칼슘, 탈크 등 무기성분으로 바이오매스 섬유질을 결합시킨, 새롭게 합성된 MDF 판넬과 같은 구조 물질이 만들어지고 있다.

바이오플라스틱 적용 분야

  • 일반 환경관련 분야
    • 농림수산용 자재 : 멀칭필름, 육묘용 포트, 낚시 줄, 어망 등.
    • 토목·건축 자재: 단열재, 회수 곤란한 토목 공사의 형틀, 토사붕괴 방지재, 황무지·사막 녹화용 네트, 공사용 등의 보수(保水)시트, 식목용 네트 등.
    • 야외레저 제품 : 골프 티, 낚시용 미끼, 해양 스포츠, 등산 등의 일회용품.
  • 사용 후 회수/재이용이 곤란한 분야
    • 식품포장용 필름·용기: 생선식품의 받침용 트레이, 인스턴트식품 용기, 패스트푸드 용기, 도시락, 컵라면 등 면류 용기, 일회용 컵 등
    • 위생용품: 종이 기저귀, 생리 용품 등.
    • 사무용품, 일용품, 문구 잡화류 등 : 펜 케이스, 일회용 면도기, 연습용 탄피(비비탄 등), 장난감, 일회용 주사기, 면도기 등.
  • 특수기능을 활용한 분야
    • 서방성 피복재 : 의약품·농약·비료·종자 등의 피복재
    • 보수성·흡수성 이용 : 사막·황무지 등의 식재용 소재, 유기비료용 수분 조절재.
    • 생체 분해성 이용 : 수술용 봉합사, 골절 고정재, 의료용 필름, 의료용 부직포 등.
    • 저산소투과성·비흡착성 이용 : 식품용 포장 필름, 음료용 팩의 내부 코팅 등.
    • 저융점 접착제 : 포장·제본 등의 접착제.
분야 용도
포장 · 용기 필름, 시트, 봉투, 완충재, 트레이, 고기상자, 용기
일회용품 식기, 쓰레기봉투, 문구, 완구, 일회용 기저귀
토목 · 건축자재 식목매트, 흙부대, 시멘트, 등의 양생시트
농림어업자재 멀칭필름, 육묘용 포트, 낚시줄, 어망 등
생활용품 주방용품, 문구 파일류, 유아용품 등
산업용품 화장품, 선물세트 등 완충 트레이, 식품포장용기 등
섬유제품 의복, 카펫
의료 골절 접합용 스크류/핀, 봉합사, 의약품·농약용 피복재
자동차 · 차량 자동차 내장재(매트, 시트, 타이어 커버 등)
전기 · 전자제품 DVD플레이어 부품, PC부품, 헤드폰 부품, 휴대폰 부품

각국의 바이오 플라스틱 개발업체 현황

국가 회사 상품명 소재 비고
미국 Nature Works Eco PLA PLA
National Starch & Chemicals ECO-FOAM 전분 Cornproducts M&A
Union Carbide TONE PCL
Eastman EASTAR BIO Co-Polyester
Evercorn EverCorn 전분, PCL, PLA
Biocorp 전분, PCL
Tells PHA 삼진포리머
이탈리아 Novamont Mater-Bi 전분, PCL EPI 인수
독일 Biotech Bioplast 전분, PCL
Wacker Vinnex 바이오매스 케미콘
벨기에 Slovay CAPA PCL
영국 Zeneca Biopol PHB
일본 Showa Polymers BIONOLLE AP
三井東壓화학 Lacea AP
다이셀화학공업 셀그린 PCL
미쓰비시 수지 PLA
카오 PLA
島津제작소 LACTY PLA
시마쯔 PLA
스미토모 전분
다이셀 PCL
미쯔이 도아쯔 PGA
도요타 PLA
한국 SKC 스카이그린 PLA
대상 바이오닐 전분, AP 사업화 보류중
바이오소재연구소 KBMP-900S 전분, AP
에이유 EGB 전분, 산화제
에콜그린 에콜그린-PLA PLA
비엠씨 - 식물체 바이오매스 협회 공동법인
삼성종합화학 EnPol AP 이레화학 인수
SK이노베이션 - CO2 폴리머
SK케미칼 에코젠 바이오 베이스
도레이케미칼 ECOWAY-Z PEAT 사업화 보류중

각국의 바이오 플라스틱 개발업체 현황

UAE 첨가제 인증 등록 업체 리스트

No 회사명 및 연락처 로고/브랜드
1 Symphony Environmental Technologies Plc / D2w Winston Pryce, General Manager
(T): 00971 6 5508100
(F): 00971 6 5422928
2 Wells Plastic Ltd
Shakul Rai
Excel International Fzc
(050-8010154)
3 Willow Ridge Plastics
Bin Hilal Enterprises
Santha Kumar, Marketing Manager
P.O. Box 7349, Abu Dhabi, UAE
(T): 02-5501336, (F): 02-5501335, Mobile: 050-8186997
4 Local Distributor Address:
REDA INDUSTRIAL MATERIALS
P.O.Box 15004, Dubai . U.A.E
9th Floor, Suite 901
(T): +971 4 3325100, (F): +971 4 3325200, web : www.redachem.com
5 EnerPlastics L.L.C.
Akhter Aman, COO
P.O. Box 37561 Dubai, U.A.E.
(T) +971 4 8802955, (F) +971 4 8802966
6 KAUKAWALA GENERAL TRADING FZC.
Al Khaimah UAE
Mr. Nazir Khatib/General Manager
(T): +971-7-207 6355, (F): +971-7-204 1010
7 POLYTEC MASTERBATCH LLC
P.O. Box 214861, Dubai, UAE
Nasiruddin Ahmed
(T): 00971558992610
ADD-X BIOTECH (Sweden)
8 Rakha Al-Khaleej International L.L.C
Dubai U.A.E.
Karthik M.
(T): +9714-397-7999
9 Bio Polymer Co. Ltd..
Dubai, UAE
(기술심사 완료, 2014년10월 등록 예정)
(T): +82-2-6238-6283, (F): +82-32-344-6283, www.neomcc.com (Korea)