[플라스틱의 진화] 대세는 ‘썩는 플라스틱’…화학업계, 기술경쟁 치열

SKC·SK케미칼·LG화학·삼양사 등 신소재 연구개발(R&D) 속도전

정부가 이달 초 미래 유망산업으로 ‘화이트바이오’를 선정하면서 관련 업계의 기술경쟁도 치열해지고 있다.

화이트바이오는 기존 화학산업의 소재를 식물 등 재생 가능한 자원을 이용하거나 미생물, 효소 등을 활용해 바이오 기반으로 대체하는 산업을 뜻한다. 화이트바이오의 핵심은 ‘바이오플라스틱’이다. 이는 옥수수와 같은 식물 바이오매스 등을 이용해 만든 플라스틱으로, 자연에서 썩지 않는 일반 플라스틱과 달리 토양 중 미생물의 작용으로 100% 분해된다. 쉽게 말해 ‘썩는 플라스틱’인 셈이다.
 

SKC의 친환경 생분해되는 PLA필름으로 포장된 스타벅스 제품들 [사진=SKC 제공]

바이오플라스틱 가운데 세계 최초로 '생분해 PLA(Polylactic acid) 필름'을 개발한 국가가 바로 우리나라다. SK그룹 계열 화학소재 전문 SKC가 2008년 처음 상용화에 성공한 것이다. 생분해 PLA 필름은 옥수수에서 추출된 바이오매스 성분으로 개발돼 땅에 묻으면 약 14주 만에 유해성분 없이 생분해된다. 우리가 쉽게 만날 수 있는 스타벅스의 바나나, 머핀 등 포장재 등에 널리 사용되고 있다.

SK케미칼도 옥수수를 발효해 만드는 100% 바이오 원료 기반의 친환경 바이오폴리올(PO3G)을 개발했다. 울산공장 내 부지에 연내 생산 설비를 착공, 내년부터 양산할 계획이다. PO3G는 폴리우레탄, 스판덱스 등 주로 탄성이 필요한 운동화, 패션 의류, 가구 등에 사용할 예정이다.
 

LG화학 생분해성 신소재 및 시제품. [사진=LG화학 제공]

LG화학은 지난 10월 세계 최초로 100% 생분해성 ‘단일 신소재’ 개발에 성공했다. 기존 기업들이 다른 플라스틱 소재나 첨가제를 합성해 생분해성 소재를 개발한 적은 있지만, 단일 소재로 폴리프로필렌(PP) 등의 합성수지와 동등한 유연성과 투명성을 구현한 것은 LG화학이 처음이다. LG화학은 이 신소재 개발을 위해 총 25건의 특허를 보유하는 등 원천기술을 확보한 상태로, 오는 2022년 고객사 대상 시제품 평가 등 진행, 2025년 양산이 목표다.

특히 이 신소재는 핵심 요소인 유연성의 경우, 기존 생분해성 제품 대비 최대 20배 이상 개선되면서 가공 후에도 투명성을 유지할 수 있어 생분해성 소재가 주로 쓰이는 친환경 포장재 업계에 파급 효과가 매우 클 전망이다. 생분해성 소재 수요가 증가하고 있는 비닐봉투, 에어캡 완충재, 일회용 컵, 발포 제품 및 마스크 부직포 등의 다양한 분야로도 확대 적용이 가능할 것으로 기대된다. LG화학은 이 신소재 개발을 위해 총 25건의 특허를 보유하는 등 원천기술을 확보한 상태로, 오는 2022년 고객사 대상 시제품 평가 등 진행, 2025년 양산이 목표다.

삼양사(구 삼양제넥스)는 2014년 옥수수를 원료로 한 100% 천연 바이오플라스틱 소재인 이소소르비드(Isosorbide) 생산에 성공했다. 이소소르비드 소재 플라스틱은 내구성, 내열성, 투과성 등이 향상돼 전자제품 외장재, 스마트폰 액정필름, 자동차 내장재, 건축자재 등까지 활용도가 높아 주목받고 있다.

업계 관계자는 “정부의 화이트바이오사업 지원 방침 등으로 석유화학 소재를 대체하는 바이오플라스틱 사업이 향후 플라스틱이나 용기 시장 등에 대세가 될 것”이라고 전망했다.