국내 및 해외의 환경인식 변화, 환경 규제 등으로 인하여 바이오 폴리머 경쟁력 강화 요인이 증가되는 가운데, 석유계 플라스틱의 이루 대체가 가능하게 되어 틈새시장을 중심으로 제품 적용이 확대되고 있는 추세이다.

  최근 2-3년전 부터는 기존 생분해성 플라스틱의 단점으로 지적되어 온

  (1) 강도, 신장율 등 물리적 특성 및 가공성이 취약한 점

  (2) 기존 제품 대체 및 응용분야 확대 지연

  (3) 플라스틱 대비하여 높은 가격

  (4) 재활용의 어려움

등을 극복하기 위하여 내열성, 가공성, 내충격성을 보완한 제품 들이 출시되고 있다.

  또한 기존 바이오 플라스틱의 산업적 활용 분야에는 플라스틱에 분해성 플라스틱을 일부 첨가하여 가공성, 내충격성 등의 물성을 개량한 제품들이 속속 출시되고 있다. 기존 플라스틱의 물성, 가공성, 경제성 측면에서 매우 우수한 장점이 있다.

  관련업계에 따르면 최근 들어 국내에도 옥수수 프린터, 옥수수 휴대폰 등 옥수수 전분을 이용해 만든 바이오플라스틱 제품이 속속 등장하고 있다.

생체물질을 이용해 만든 바이오플라스틱은 최근 들어 대표적인 친환경 소재로 꼽히고 있다. 분해에 수백년이 걸리는 PVC, 비닐, 스티로폼 등 화학플라스틱과 달리 바이오플라스틱은 1～2년이면 분해되기 때문이다. 이에 따라 앞으로 가격과 강도 같은 문제를 해결할 경우엔 바이오플라스틱이 미래형 소재로 각광을 받을 것으로 예상된다.

최근 출시되는 제품 동향

  가장 많이 쓰이는 것은 옥수수, 옥수수 추출물로 만든 바이오매스 플라스틱(Biomass Plastic)은 자연분해가 가능해 친환경 소재로 주목받고 있다.

1. 스위스 네슬레 계열사인 미국의 잘 팔리는 생수 애로헤드의 제조회사

  - 미국내 유명한 환경친화기업

  - 환경친화 생수병 : 기존제품에 비해 플라스틱을 30%나 적게 사용한 생수병 & 재활용

    권장

2. 한국후지제록스

 - 후지 제록스의 옥수수 프린터 "다큐 프린트 C2255" : 천연 식물성 팜유 성분으로 구성된 크레용과 유사한 형태의 4가지 컬러 스틱이 순간적으로 녹아 용지에 출력되는 솔리드 프린팅 기술도 적용되었음.

 - 복합기 : 바이오매스 플라스틱을 복합기 내부의 드럼 카트리지 커버에 사용하여, 생성부터 폐기까지 발생하는 이산화탄소 배출량을 기존 플라스틱 제품 대비 16% 가량 줄였다.

3. 삼성전자

 - 에코폰(SCH-W510) : 2008년 6월 옥수수 전분으로 만들어진 휴대폰을 국내에 출시하였고, 유럽시장에도 판매를 시작할 계획

 - 삼성전자의 에코폰 역시 휴대폰 배터리 커버 등에 제일모직에서 개발한 바이오 플라스틱을 40% 함유한 친환경 소재를 사용했다

 - 배터리 커버 등에 바이오매스 플라스틱을 사용하여, 국내 휴대폰 최초로 환경마크를 획득

4. 일본 Victor Creative Media사

 - 쌀을 원료로 한 CD 및 DVD 케이스 : 비식용쌀 10% 이상과 플라스틱 레진(resin)을 원료로하여 제작

 - Victor Company of Japan사에 따르면, 일부 회사들이 이미 이 케이스에 대한 요청을 하였고, 이 케이스를 갖는 CD 및 DVD는 2009년 1월 말이나, 2월초에 판매될 것이라고 함

 - 플라스틱이 소각될 때, 이는 탄소 중립(carbon neutrality) 관점에서 기존 플라스틱 대비 10% 적은 이산화탄소를 배출함

 * 탄소 중립은 쌀이 재배될 때, 벼가 이산화탄소를 흡수하기 때문에, 쌀이 소각될 때 발생하는 이산화탄소는 대기중 이산화탄소 총량 관점에서 증가하거나, 감소하지 않음을 의미함

(그림) 쌀을 원료로한 CD 및 DVD 케이스

하지만 아직 바이오 소재는 내구성 등이 검증되지 않아 제한적으로 사용되고 있는 상황. 이에 따라 개별 기업들은 적용 범위를 넓히기 위해 관련 기술 개발에 박차를 가하고 있다.

   일부 기업들도 상징적 기술력 확보 차원에서 바이오플라스틱을 활용한 제품 개발을 시작한 상태다.

현재 소니, 후지쓰의 노트북PC, 모토로라, NTT 도코모의 휴대폰, 도요타, 크라이슬러의 자동차시트 및 타이어보강재 등이 바이오플라스틱을 채용하고 있다.

가격 및 강도문제 해결 땐 급속 성장 전망

   바이오플라스틱은 가공이나 폐기를 할 때 일반 플라스틱보다 이산화탄소 발생량을 35% 이상 줄일 수 있다. 인체에 유해한 다이옥신 등 환경호르몬이 함유돼있지 않아 생활용품으로 사용하기에도 적합하다는 게 업계 설명이다.

   하지만 바이오플라스틱은 아직까지는 사용 범위가 제한된 편이다. 원가 상승 압력 때문에 기존 플라스틱에 비해 약 20% 가량 가격이 비싸기 때문이다. 게다가 전자제품에서 요구되는 수준의 강도를 유지하는 것도 간단한 문제는 아니다. 이 때문에 바이오플라스틱은 주로 기존 플라스틱과 배합된 형태로 쓰이고 있다.

후지제록스프린터스 관계자는 "바이오플라스틱 함유 제품 개발 및 제작은 추가 비용이 들어갈 뿐 아니라 필요 경도 및 강도를 만족시켜야 하기 때문에 쉽지 않다"고 말했다.

   그러나 지속적인 단점 개선과 가격경쟁력 확보를 통해 시장이 확대될 전망이다. 여기에다 '친환경 이미지'를 구축하기 위한 IT기업들의 움직임이 활발해지면서 바이오플라스틱에 대한 관심은 갈수록 커질 것으로 예상된다.

   삼성경제연구소에 따르면 2002년부터 상용화된 바이오플라스틱 생산규모는 2006년 50만톤(약 20억 달러)에서 2010년 100만톤으로 증대될 것으로 예측되고 있다.

   한국후지제록스 관계자는 "전력소모와 폐기물 배출로 굳어진 '반환경적'이미지를 벗기 위해 IT기기업체들의 친환경 소재와 기술 개발 노력을 계속되고 있다"며 "바이오매스 플라스틱과 같은 친환경 신소재 개발 및 제작은 단가, 강도 등 여러 가지 추가 노력이 필요한 사항이지만 이러한 환경경영을 지속적으로 전개할 것"이라고 전했다

요약 정리

   바이오 플라스틱은 플라스틱의 대체재로서 주목을 받고 있으나 아직 해결할 과제가 남아 있는 실정이다.

 (1) 가격 경쟁력 확보, (2) 내열성, 가공성, 내충격성 등 물성 개선, (3) 가공기술 개발, 응용분야 확대, (4) 분해기간 조절에 따른 유통기간이 1년 이상인 제품에 적용성 등 보완 연구가 필요하다.

  특히, 대한민국의 고추장, 된장, 김치, 젓갈류 등 발효식품 포장재의 경우 제품중에 미생물이 살아 있는 경우가 많고, 유통기한이 길기 때문에 분해기간을 장기화할 필요가 있다. 또한 유통중, 보관중 이산화탄소 등 개스 발생 우려가 있어 포장재에 숨쉬는 기능 등 유사 생체막 기능 부여 연구가 필요한 실정이다.

  현재 바이오 폴리머 생산기술이 계속 발전하고 있고, 또한 가격 경쟁력도 강화되고 있어 급속한 시장 확대도 기대할 수 있다는 설명이다. 석유계 프로필렌의 생산단가는 kg당 1～2달러 수준인 반면 올해 상용화 예정인 PHA(폴리에스터 분자로 바이오 플라스틱의 일종)의 생산단가는 kg당 3～5 달러 수준이다.

* 참고문헌

 - 친환경에 눈감는 국내 기업들, 매일경제 : 2008년 5월 3일

 - 옥수수·설탕·콩기름, IT기기 친환경 소재 뜬다, 2008년 10월22일～24일 개최된 2008년 친환경상품전시회 관련 기사, 디지털데일리 : 2008년 10월 22일

 - 친환경 '옥수수 전자기기'가 뜬다 휴대폰-프린터 등 잇단 출시…'고비용' 해결해야, 아이뉴스 : 2008년 8월 1일

 - 바이오폴리머 시장의 현황과 발전방향, LG 주간경제, 2007년 6월 20일

 - KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-01-14

 - 분해성포장재의 국내외 개발현황 및 이용현황, 2008년 11월 25일, 한국포장학회 발표자료

 - 분해성 플라스틱의 개발 및 시장 동향, 한국식품과학회지, 40(4), p365-374, 2008

* 유영선(tawake@naver.com)

* 2009년 1월 20일 작성