제목	일경바이오연감 2014 연재_ 2. 바이오매스 플라스틱
작성자	tawake88
조회수	1351
[일경바이오연감 2014] 연재 일정(안) 1. 화성품•환경 개론 2. 바이오매스 플라스틱 3. 바이오매스 에너지 4. 아미노산 5. 산업용 효소 6. 기능성 화장품 (미정) 7. 바이오환경정화 (미정) 8. 히알루론산 (미정) 연재 순서는 변경될 수 있습니다.       2. 바이오매스 플라스틱 일본 바이오매스제품 추진협의회의 조사에 따르면, 화학합성계열 바이오매스 플라스틱의 국내 시장 규모는 2011년에 2만 1,861t이 되었다고 한다. 이는 2010년과 비교해 약 1만 2,000t이 증가한 분량이다. 바이오 폴리에틸렌과 바이오 PET 이용이 늘어났다는 점이 일본 내 시장 규모 증가에 이바지했다. 현재 시장과 성장성 일본 바이오매스제품 추진협의외의 조사에 따르면, 바이오매스 플라스틱의 국내 시장 규모는 현재 2011년도 분량까지 판명된 상태라고 한다. 이에 따르면, 화학합성계열 바이오매스 유래 바이오플라스틱의 국내 시장 규모는 2011년에 2만 1,861t을 기록했다. 2010년과 비교해 약 1만 2,000t이나 늘어났다. 증가된 분량의 대부분은 폴리에틸렌과 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이다. 바이오 폴리에틸렌은 2011년도부터 이용되기 시작한 제품으로 도요타 통상이 브라질 Braskem社로부터 수입하고 있다. 2011년도에는 6,000t의 바이오 폴리에틸렌이 판매되었다. 또한, 바이오 PET는 2010년도에는 2,000t이 판매되었는데, 2011년도에는 7,000t을 기록하며 큰 폭으로 증가했다. 한편, 지금까지 바이오매스 플라스틱의 주력 상품이었던 폴리유산(PLA)은 2010년도에는 5,046t을 기록했으나, 2011년도에는 4,921t으로 감소했다. 이러한 사실은 바이오매스에서 유래한 제품이라는 이유만으로 기존 제품보다 가격이 비싼 제품이 잘 팔리던 시절이 끝났다는 것을 의미한다. 각 제조사들은 바이오매스 플라스틱의 특징을 보다 잘 살릴 수 있는 사용 방법의 발견하고 물성적인 측면에서도 기존 제품보다 뛰어난 바이오매스 플라스틱을 개발하기 위해 노력하기 시작했다. 이러한 바이오매스 플라스틱을 사용한 상품 중에서도 지금까지 가장 큰 매상을 올리고 있다고 업계 관계자가 지적하는 상품이 일본 코카콜라의 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)병 음료수인 ‘이로하스’이다. ‘이로하스’가 들어있는 PET병은 최대 30%의 바이오매스 유래 원료가 포함된 ‘플랜트 병’이다. 일본 코카콜라는 2010년 4월에 ‘이로하스’의 용기 전부를 플랜트 병으로 교환했다. 또한, 일본의 인기 배우인 아베 히로시가 출연하는 TV CF에서도 용기의 원료가 바이오매스에서 유래되었다는 점을 소개했다. 일본 코카콜라는 ‘이로하스’를 친환경적인 상품이라고 선전하면서 판매하고 있다. 예를 들어, ‘이로하스’ 한 병당 병의 무게는 9.6g로 기존 제품보다 40% 가볍다. 그 만큼 두께가 얇고 다 마신 후에 병을 찌그러뜨리기 쉽게 만들어져 있다. 이로 인해 쓰레기가 차지하는 부피와 중량을 줄인다.   이에 더해, 바이오매스 원료를 사용하고 있다는 점이 ‘친환경’적 상품이라는 이미지를 소비자에게 심어주는 데에 크게 이바지하고 있다고 할 수 있다. ‘이로하스’는 발매된 이후로 20억병 이상 판매되었으며, 소형 병 음료수 시장에서 가장 높은 점유율을 획득하고 있다. 도레이는 05년부터 PLA(상품명 ‘에코디아’)의 본격적인 판매를 개시했다. 그밖에도 나일론 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 등의 바이오매스 플라스틱을 판매하고 있다. 2013년 11월, 도레이와 간코 학생복은 바이오 PET 섬유를 사용한 체조복을 발매할 예정이라고 발표했다. 상품명은 ‘간코 에코스쿨 BIO’이다. 이 상품에는 도레이가 개발한 바이오 PET ‘에코디아 PET’가 채용되었으며, 2014년 4월에 발매될 예정이다. 상품의 구성은 체조복 긴팔 상하의와 반바지, 체육복 반팔 셔츠 등이다. 이 상품에 사용되는 PET 성분 40% 전체를 에코디아 PET로 바꿀 예정이다. 목표는 발매 첫 해에 9만 벌을 판매해서 2억 5,000만 엔의 매출을 올리는 것이고 3년 후에는 60만 벌을 판매해서 15억 엔의 매출을 올리는 것이다. PET는 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 중합시켜서 제조한다. 에코디아 PET에서 사용되는 에틸렌글리콜은 식물에서 유래된 것이다. 식물유래 에틸렌글리콜을 수입한 다음 일본 국내에 있는 공장에서 석유유래 테레프탈산과 중합시킨다. 데이진은 현재 3종류의 바이오매스 플라스틱을 다루고 있다. 폴리유산인 ‘바이오 프런트’, 폴리카보네이트인 ‘플라넥스트’, PET인 ‘플랜트 페트’이다. 바이오 프런트는 폴리L-유산과 폴리D-유산을 혼합한 스테레오 콤플렉스형 PLA로 내열성을 개선했다는 점이 특징이다. 바이오 프런트의 융점은 약 220℃로 일반적인 폴리유산보다 40℃ 높다. 07년에는 마쓰다가 자동차 시트용 소재로 채용했다. 또한, 교토에 있는 기업과 협력해 비단과 바이오 프런트 섬유를 번갈아 짜서 만든 직물로 교토에 있는 단고 지방의 독자적인 비단을 개발한 실적도 있다. 데이진은 연간 생산능력이 1,000t이나 되는 PLA의 자사 제조 설비를 보유하고 있다. 이 설비는 원래 도요타 자동차가 실증 플랜트로 가동시키고 있다가 08년에 데이진에 매각한 것이다. 당초에는 바이오 프런트의 용도로서 섬유는 자동차 탑재 제품 및 인테리어 제품에 사용할 생각이었다. 또한, 필름은 광학용도 등에 사용하고 수지는 전기∙전자 제품과 프레임 등에 사용하는 것을 상정하고 있었다. 하지만 현재는 비닐하우스 및 식물의 추위 방지 등 PLA의 생분해성을 활용한 사용 방식이 주된 사용 방법이다. 플라넥스트는 옥수수 등에서 생산되는 아이소소바이드가 주원료인 폴리카보네이트로 중량의 약 70%가 바이오매스 유래 원료이다. 기존의 폴리카보네이트와 비교해 표면 경도 및 내약품성이 뛰어나다고 한다. 그래서 외장부재용으로 상품을 판매하는 것이 목표이다. 수 년 이내에 연간 3,000t을 양산하는 것이 목표이다. 플랜트 페트는 원료 가운데 에틸렌글리콜을 바이오매스 유래로 대신하고 있다. 2010년 4월에 본격적으로 전개를 개시했다. 연구개발 동향과 실용화 상황 유니티카는 1998년에 세계 최초로 ‘테라 맥’이라는 제품명을 사용해 폴리유산을 사업화하는 등 바이오매스 플라스틱에 적극적으로 참가하고 있는 업체 가운데 하나이다. 유니티카가 현재 바이오매스 플라스틱 사업에서 가장 심혈을 기울이고 있는 부분이 바이오매스 유래 원료를 사용한 폴리아미드 계열 엔지니어링 플라스틱인 ‘제콧’의 실용화이다. 엔지니어링 플라스틱이란 플라스틱 중에서도 특히 뛰어난 물성을 가지고 있는 플라스틱을 일컫는 말로 주로 기계 부품 등에 사용된다. 제콧은 세바스산에서 생성된 디아민과 테레프탈산의 혼성 중합체이다. 테레프탈산은 석유 유래이지만 세바스산은 피마자의 기름 성분인 피마자유로 만들어졌다. 중량 가운데 56%가 바이오매스 유래이다. 피마자는 비식량작물이기 때문에 식료품으로 플라스틱을 만든다는 비판을 받을 일도 없다. 제콧의 가장 큰 특징은 내열성이 뛰어나다는 점이다. 제콧의 융점은 320℃로 석유 유래 내열성 폴리아미드와 비교해도 높은 수준이다. 그 밖에도 저흡수성과 내마찰성, 전기절연성 등의 측면에서도 기존 제품과 동등하거나 더욱 뛰어나다고 한다. 제콧의 용도로는 LED 전구의 리플렉터나 전자부품 커넥터, 자동차 연료 튜브, 라디에이터 부품 등이 거론되고 있다. 유니티카는 2012년 7월에 교토부(府) 우지시(市)에 있는 공장 내부에 연간 500t의 생산 능력을 보유하는 제콧의 시험 플랜트를 준공했다. 현재는 샘플을 출하해 고객들의 평가를 받고 있는 단계이다. 2015년에는 연간 5,000t으로 규모를 확대하는 것도 계획 중이다 도레이는 바이오매스 유래 원료만으로 제조한 바이오 PET의 실용화에 착수하고 있다. PET는 에틸렌글리콜과 테레프탈산을 중합시켜서 만든다. 에틸렌글리콜은 바이오매스에서 유래된 제품이 시판되고 있으나, 바이오매스 유래 테레프탈산은 대량 생산되지 않은 상태이다. 그래서 도레이는 글루코오스로부터 이소부탄올을 효율적으로 제조하는 독자적인 기술을 가지고 있는 미 Gevo社와 연계하여 테레프탈산의 원료인 파라자일렌을 이소부탄올로부터 제조하기로 결정했다. 도레이는 2011년 7월에 세계 최초로 100% 바이오 유래 PET 섬유의 제작에 성공했다는 사실을 발표했으며, 기존 제품과 다를 바 없는 물성을 보유한 100% 바이오 PET가 탄생했다. 또한, 2012년 6월에는 Gevo社가 생산하는 파라자일렌을 일정량 인수하는 구매 계약을 체결했다. 현재 도레이의 바이오 PET는 100g 단위의 시험적 생산에 머무르고 있으나, 이 구매 계약을 통해 2년 이내에 생산 레벨을 톤 단위 수준으로 상승시키는 것이 목표이다. 가네카는 바이오매스 플라스틱 사업에 있어서 일점집중 전략을 취하고 독자적인 개발을 통해 만들어낸 ‘아오니렉스’의 실용화를 위해 노력하고 있다. 아오니렉스는 3-하이드록시부탄산과 3-하이드록시헥산산의 혼성 중합체(약칭은 PHBH)이다. 바이오매스 유래 원료로부터 세균을 통해 생산되는 플라스틱으로 혐기성 및 호기성 어느 쪽에서도 생분해성이 뛰어나다는 특징이 있다. PHBH의 원료는 식물유지이다. 유지 성분인 트리아실글리세롤이 균체(유전자변형 Ralstonia eutropha) 내부에 흡수되고 그 곳에서 모노머의 합성과 중합이 발생해 PHBH가 생산된다. 현재는 가네카 식품 부문이 제조하고 있는 팜유가 원료이다. PHBH의 합성 요소 유전자는 원래 다른 균종인 Aeromonas caviae가 가지고 있었던 유전자를 보다 높은 생산 능력을 보유한 Ralstonia eutropha에 삽입하는 데 성공하여 상업화가 진행될 수 있었다. PHBH는 3-하이드록시부탄산과 3-하이드록시헥산산의 비율에 따라 경도가 변한다. 3-하이드록시헥산산이 증가하면 부드러워지는 성질이 있다. 중합 비율을 변화시키려면 유지의 종류 및 배양 조건을 바꿔주면 된다. 현재는 3-하드록시헥산산의 비율이 7mol%와 11mol%인 두 가지 등급을 공급하고 있으며, 전자는 경질 재료로서 사출성형품 등에 가공하고 후자는 연질 재로로서 필름 등에 가공하는 것을 상정하고 있다. 또한, 가네카는 2011년 5월에 1,000t의 연간 생산 능력을 보유한 실증 플랜트를 가동시켰다.     출처 : 한국바이오안전성정보센터 http://www.biosafety.or.kr/bbs/mboard.asp?exec=view&strBoardID=bsn_040&intPage=1&intCategory=4&strSearchCategory=|s_name|s_subject||&strSearchWord=바이오매스&intSeq=74817
첨부파일