포장용 필름에 활용하는 Sorona


듀폰이 포장 및 섬유와 엔지니어링 플라스틱을 포함하여 최종 제품에 고성능 바이오플라스틱을 이용해 지구에 도움을 주는 확실한 방법을 찾고 있다고 밝혔다.
이는 간단한 일이 아니며, 듀폰에게도 주목할 만한 이정표를 달성하는 것이라 할 수 있다. 예를 들어 동사의 혁신적인 Bio-PDO 물질은 기존 화학공정을 환경 효율적인 생물학적 공정으로 바꾸었다.
혁신적인 바이오재료에 대한 듀폰의 서약은 특히 포장분야에서 재료의 범위를 혁신적으로 바꾸는 것을 목표로 하고 있다. 동사는 바이오재료에 대한 혁신적인 연구 개발 덕분에 지난 3월에 시장조사기업인 Frost & Sullivan으로부터 ‘올해의 바이오기반 재료기업’ 인증을 받았다.
듀폰 Industrial Biosciences의 바이오재료 글로벌사업담당 임원 Michael Saltzberg는 “바이오재료에서의 혁신은 동일 제품·물질을 보다 환경 친화적으로 만들어 주거나 기존의 석유 기반 재료와 비교하여 우월한 기술적 능력을 갖는 새로운 재료를 개발하는 공정 혁신을 달성할 수 있게 해준다”며 “우리는 ‘성능 기반 혁신’을 보다 환경 친화적인 공정 및 뛰어난 성능의 재료로 만들어진 제품으로 규정하고 있다”고 말했다.
그는 “바이오재료가 플라스틱 포장의 경량화, 현재 금속 또는 유리 포장이 요구되는 활용 분야에서 플라스틱 포장의 확대를 가능하게 해주는 수동 차단(passive barrier) 솔루션이기 때문에 바이오재료 개발시장은 유망하다”며 “우리는 변환업자들과 브랜드 소유자들 모두가 새로운 재료에 큰 관심이 있는 것을 확인했으며, 주요 유망 고객들과 기밀 공동 개발 계약 하에서 연구를 진행하고 있다”고 설명했다.
Bio-PDO는 듀폰의 독자적인 발효 공정을 이용하여 제조된 1,3-propanediol이라는 물질이고, Sorona는 듀폰에서 Bio-PDO와 terepthalic acid을 이용하여 만든 폴리머 제품명이다. Sorona의 일반명은 triexta로서 섬유와 카펫 등의 여러 활용 분야에 이용되고 있다.
Bio-PDO는 발효 공정을 활용하여 산업용 옥수수 설탕에서 만들어진 액체이고, Sorona는 Bio-PDO와 석유에서 추출되는 terepthalic acid로 만들어진다. 일반적으로 Sorona는 섬유, 필름, 성형 부품으로 사출될 수 있는 폴리머 펠릿으로 공급된다.
Sorona는 고유의 부드러움, 신축성, 얼룩 방지 기능을 갖는 섬유로 만들어져서 의류와 카펫 등의 분야에서 뛰어난 가치를 제공해줄 수 있다.
포장분야에서는 듀폰이 ADM(Archer Daniels Midland)와 협력하여 FDME(furan dicarboxylic methyl ester)라는 새로운 모노머를 개발하고 있다. Bio-PDO와 다른 모노머를 조합시켜서 폴리머를 만들 때에 FDME는 음료와 식품 포장에 특히 적합한 이산화탄소 및 산소 장벽을 제공하게 된다.
포장 분야에서 Sorona는 필름에 제한적으로 활용되고 있다. FDME에 대해서는 듀폰이 ADM과 협력하여 올해 4분기에 전시 공장을 건설할 예정이다. 프로젝트가 잘 진행되면 상업화 공장이 건설되어서 2021년에 운영될 것으로 예상된다.
Saltzberg는 “우리는 FDME로부터 만들어진 furan 기반 폴리머들이 탄산음료, 맥주, 탄산수, 신선주스 등에서 이산화탄소와 산소에 대한 배리어성이 중요한 경직 포장 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대한다. 또한 육류 및 치즈 포장처럼 배리어성이 중요한 필름 기반 활용 분야에서도 이들의 활용을 기대하고 있다”고 밝혔다.
그는 “FDME와 이것으로 만들어진 폴리머가 듀폰의 다음 포장 바이오재료이다. 우리는 이 재료의 상업화를 추진하고 있으며, 더 많은 개발 진척을 알리는 것을 예상하고 있다. 우리는 2021년에 상업화를 목표로 하고 있다”고 덧붙였다.



△ 듀폰의 Sorona 생산공정