• 청정기술
• /
• 제21권1호
• /
• pp.1-11
• /
• 2015

최근 환경문제를 해결하기 위하여, 생분해, 산화생분해, 바이오베이스 등 바이오 플라스틱에 대한 산업적인 관심이 증가되고 있다. 기존의 중요한 문제로 지적된 낮은 기계적물성과 비싼 제조 비용 문제는 해결되고 있다. 석유 유래 플라스틱의 대안으로서 바이오플라스틱은 다양한 제품으로 개발되어 적용되고 있다. 바이오플라스틱의 활발한 보급을 위해서, 각국은 인증 마크와 표준 제도를 운영하고 있다. 본 총설에서는 최근의 상업적 및 국제 인증 마크에 대한 최근의 동향을 살펴보고자 한다.

• 월간포장계
• /
• 통권263호
• /
• pp.52-66
• /
• 2015

• 월간포장계
• /
• 통권276호
• /
• pp.60-71
• /
• 2016

• 월간포장계
• /
• 통권251호
• /
• pp.42-44
• /
• 2014

• 한국포장학회지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.133-141
• /
• 2017

본 논문에서는 신선도 유지 기능을 부여한 새로운 형태의 산화생분해성 필름 개발에 관하여 서술하였다. 생분해 촉매제로 유기 금속염, 유기산, 불포화 지방산등을 함유한 산화생분해성 및 항균신선도기능을 부여한 M/B를 각각 제조한 후, 이를 플라스틱 레진에 첨가하여 항균 및 신선도 기능의 산화생분해 복합필름(AOB film)을 제작하였다. 제조된 항균신선도 A M/B의 항균력 시험은 진탕 플라스크 방법을 사용하여 농도별 시험을 실시하였다. A MB 5% 첨가한 AOB 필름은 별도로 필름 밀착법을 통해 제조하여 실험한 결과, 필름의 항균작용이 매우 우수함을 확인할 수 있었다. 자두를 대상으로 한 신선도 유지기능 평가 결과, A M/B 5% 첨가한 AOB 필름이 대조군 필름에 비하여 신선도 유지 효과가 우수하였다. 또한 산화생분해성을 평가하기 위하여, UV 340 nm로 처리한 필름의 인장강도 및 신장율을 측정한 결과, AOB 필름의 물성 감소율이 우수하였으며, 이는 산화생분해 특성을 갖는 것을 의미한다. 결론적으로 항균 및 신선도 기능의 산화생분해성(AOB) 복합필름은 식품 유통과정에서 발생할 수 있는 식품의 부패를 방지하는 측면에서 긍정적인 효과를 가져올 수 있을 것으로 판단되어진다.

• 월간포장계
• /
• 통권251호
• /
• pp.51-63
• /
• 2014

바이오 플라스틱, 에코패키징, 인체 무해성 등과 관련하여 국내외적으로 다양한 규격 및 시험방법이 있다. 바이오 플라스틱(Bio plastics)은 최근 생분해 플라스틱(Biodegradable plastics), 산화생분해 플라스틱(Oxo biodegradable plastics), 바이오 베이스 플라스틱(Bio based plastics)의 3가지로 나뉘어지고 있는 추세이다. 생분해 플라스틱 규격기준은 국제규격인 ISO 14855를 기준으로 국가별로 자국내 규격기준이 제정되어 있고, 이에 따른 인증마크를 시행하고 있다. 최근에 아랍에미레이트(UAE)에서 국제 환경규제를 전면 시행하면서 부각되고 있는 산화생분해 플라스틱은 미국의 ASTM D 6954:2004, ISO 14855 등의 기준을 토대로 제정한 UAE S 5009:2009에 의해 시행되고 있다. 또한 산업화가 급속하게 추진되고 있는 바이오 베이스 플라스틱 관련한 규격 기준은 미국 ASTM D 6866을 기준으로 시행되고 있고, 일부 국가는 자국내 규격기준을 제정하여 인증라벨을 부여하고 있다. 현재 바이오 베이스 플라스틱 인증라벨은 2002년 미국을 시작으로 2006년 일본, 2009년 벨기에, 2010년 독일, 2011년 한국에서 시행되고 있다. 그 외에도 GR마크, 녹색 인증, 단체 규격 인증, 업계 자체 규격 기준 등이 다양하게 시행되고 있다.

• 청정기술
• /
• 제20권3호
• /
• pp.205-211
• /
• 2014

식물로부터 유래하는 바이오매스를 25% 이상 함유하는 바이오 베이스 플라스틱은 탄소배출을 억제하는 효과가 있고, 한정된 자원인 석유의 소비량을 줄일 수 있으며, 산화생분해 첨가제를 추가 적용하면 폐기 후에는 미생물에 의해 생분해(Biodegradable)되기 때문에 친환경적인 소재이다. 본 연구에서는 폴리에틸렌에 산화생분해 첨가제, 4종류 식물체 바이오매스, 불포화 지방산, 구연산을 첨가하여 생분해성 및 물성변화를 관찰하였다. 초기 신장율과 인장강도 등의 물성이 우수한 자연에 분해되는 바이오 플라스틱 필름을 제조하여 식품포장재로서의 제품 안전성을 시험하였다. 옥피, 대두피, 왕겨, 소맥피의 식물체를 Air classifying mill로 분체한 후, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 기타 첨가제를 고속혼합기에서 혼합한 후, 호퍼에 투입한 다음 용융혼합하면서 다이스로 압출하여 4 가지 다른 형태의 두께 $50{\mu}m$의 바이오 필름을 제조하였다. 기계적 물성으로 인장강도 및 신장율을 측정하였으며, 생분해 실험을 실시하였다. 옥피, 대두피, 왕겨, 소맥피로 제조된 필름 중 소맥피로 제조된 필름의 인장강도 및 신장율이 가장 좋은 것으로 나타났다. 또한 산화생분해 시험방법에 의해 45일간 생분해 테스트를 한 결과 표준물질인 셀룰로오스 분말 대비 51.5%의 생분해를 나타내었다.

• 한국포장학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.127-134
• /
• 2016

얇은 박막 형태로 제작된 기존의 바이오필름은 일반 필름과 비교하여 인장강도, 신장율 등의 물성이 감소되는 단점이 있어 실질적인 활용이 어려웠다. 본 연구에서는 바이오필름 초기 신장율 및 인장강도를 비롯한 물리적 성질 개선과 생분해 촉매제를 사용하여 생분해 기간을 단축시킬 수 있고 일반 고분자와 상용성이 뛰어나며 열, 빛, 수분, 효소 등에 의한 복합분해가 이루어지는 바이오필름을 개발하였다. 국가식품클러스터에서 ASTM D 882방법에 따라 생분해 촉매제 종류별로 선별된 생분해 촉매제 3종(알루미늄 이온염, 철 이온염, 니켈 이온염)이 각각 포함된 생분해 마스터배치(M/B)를 이용하여 HDPE와 LLDPE를 혼합해 바이오필름1-3을 제작하였다. 바이오필름1-3의 물성을 비교 평가하기 위하여 샘플링된 바이오필름과 대조구를 UV 노출법과 열처리하였다. 바이오필름과 대조구의 초기 물성은 유사한 수치를 나타냈다. 바이오필름1-3의 UV 노출 및 열처리 시험결과에 따라 판단하면 Al salt와 Fe salt가 포함된 바이오필름1,2의 인장강도 및 신장율의 감소율이 높은 것으로 확인되었다. 하지만 재료 원가와 산업적인 이용 가능성을 고려하였을 때 Fe salt가 포함된 바이오필름2를 선택하였으며 Fe salt 함량별 실험을 진행하였다. 추가적으로 농도별 효과를 알아보기 위하여 철 이온염의 농도를 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%의 함량으로 제조한 바이오필름 4-7과 대조구를 비교 평가하였다. 앞의 시험과 동일한 조건의 UV 처리를 하였으며 그 결과 0.5%에서 2.0%으로 철 이온염의 함량이 높아질수록 인장강도와 신장율이 모두 줄어들어 감소율이 높아졌다. 추가적인 바이오필름의 생분해도 측정 시험을 통해 생분해성 평가의 기준물질인 셀룰로오스에 대비하여 평균 생분해도는 39.2% 확인하고 UV처리를 통한 분자량 테스트 결과 대중적으로 사용되는 필름에 비해 분자량 감소가 훨씬 우수한 것으로 나타났다. 바이오필름4-7 모두 활용할 수 있지만 가격경쟁력과 생산성을 고려할 때 바이오필름5가 가장 우수한 것으로 판단되었다. 앞으로 Fe salt가 포함된 바이오필름은 기존의 필름 대비 우수한 물성을 가지고 생분해 촉매제를 통한 분해기간 단축과 같은 여러 특징을 포함하여 국내 포장 산업의 다양한 분야에 활용될 수 있을 것이다.

• 청정기술
• /
• 제23권2호
• /
• pp.133-139
• /
• 2017

식물로부터 유래하는 바이오매스를 25% 이상 함유하는 바이오 베이스 플라스틱은 탄소배출을 억제하는 효과가 있고, 한정된 자원인 석유의 소비량을 줄일 수 있으며, 산화생분해 첨가제를 추가 적용하면 폐기 후에는 미생물에 의해 생분해되기 때문에 친환경적인 소재로 최근 연구가 활발하다. 본 연구에서는 염화비닐수지에 식물체 유래 가소제, 생분해 촉매제를 첨가하여 생분해성 및 물성변화등을 관찰하였다. 또한 초기 신장율과 인장강도 등의 물성이 우수한 자연에서 분해되는 산화 생분해 투명 바이오 필름을 제조하여 식품포장재로서의 제품 안전성을 시험하였다. 염화비닐 수지와 1차 가소제, 2차 가소제, 방담제, 안정제를 비율에 맞게 투입한 다음, 고속혼합기에서 혼합한 후, 압출성형기를 이용하여 압출한 뒤 냉각 와인더 롤을 통해 두께 $12{\mu}m$의 대조구와 산화생분해 투명 바이오 필름을 제조하였다. 기계적 물성으로 인장강도, 연신율 및 최대하중연신율을 측정하였으며, 생분해 실험을 실시하였다. 식물체 유래 가소제, 생분해 촉매제로 제조된 투명 바이오 필름은 대조구 대비 인장강도 및 연신율이 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 ASTM D 6954-04 방법에 따라 45일간 생분해 테스트를 한 결과 표준물질인 셀룰로오스 분말 대비 61.4%의 생분해를 나타내었다.

• 청정기술
• /
• 제21권3호
• /
• pp.141-152
• /
• 2015

환경문제가 대두되면서 이미 선진국의 바이오 플라스틱 공급업체들은 소비자의 관심과 재활용 규제가 친환경 포장재 등의 수요를 불러일으킬 것으로 전망하였다. 이러한 수요에 대응하기 위해 옥수수와 같은 식물체를 활용해 만든 여러 형태의 바이오 플라스틱을 출시해 왔으며, 국내 업체들에서도 점차 이에 대한 관심을 높여가고 있다. 점차 강화되고 있는 폐기물 부담금과 불안정한 국제 유가를 고려할 때, 바이오 플라스틱은 소비자들의 친환경 제품에 대한 관심과 연결되어 국내 플라스틱 산업의 새로운 활로가 될 것으로 기대된다. 이를 위해서는 비교적 초기단계에 있는 국내 친환경 바이오 플라스틱 기술에 대해 기업과 대학에서 활발한 연구가 이루어져야 할 것으로 보인다. 빠르면 2-3년 내에 기존 생분해 플라스틱 이외에 바이오 베이스 및 산화생분해 플라스틱을 주원료로 한 식품용기 및 포장재, 산업용품, 농업용품, 일회용품, 산업용랩, 스트래치 필름 및 각종 상품용 제품이 실용화되고, 장기적으로는 생체 의료용제 등과 같은 첨단의 고부가 생명 공학기술을 응용한 다양한 종류의 환경 친화 제품의 출시가 예상되며, 향후 바이오 플라스틱 산업은 시장 잠재력과 성장성이 무한한 환경 관련 사업으로 평가된다.