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건강과 환경 ‘두 마리 토끼’ 한번에
[Frost & Sullivan] 포장재 등에서 진행중인 바이오패키징 혁신
[85호] 2017년 05월 01일 (월) 윤미선 misun.yoon@frost.com
환경호르몬에 대한 관심이 커지고 지속 가능한 자원 활용이 어느 때보다 강조되고 있다. 이 흐름에 발맞춰 환경 친화적 포장재 기술 개발이 주목받고 있다. 독성 없고 환경 피해가 적은 소재로 포장재를 만드는 ‘바이오패키징’이 그 주인공이다. 바이오패키징은 식품 포장재 생산 업계에서 가장 앞서가고 있으며 화장품 포장재 개발 작업도 한창이다. 이산화탄소와 수분, 악취를 잡아주는 흡수제 기술도 곧 나올 전망이다. 프로스트앤드설리번 윤미선 연구원과 함께 독일·영국·미국·캐나다의 4대 혁신 기업 사례를 중심으로 최신 기술 동향을 알아본다.
 
윤미선 프로스트앤드설리번 연구원
 
환경호르몬은 요즘 많은 사람이 관심을 기울이는 물질이다. 환경호르몬이 아토피나 알레르기 등 인체에 직접적 영향을 준다는 연구가 알려지면서 앞으로 더욱 관심이 커질 전망이다. 플라스틱 식품 포장재 따위가 인체에 해롭다는 인식이 확산돼 이를 대체할 바이오패키징 개발이 활발하다.
 
대표적 합성고무 원료인 스티렌으로 제조된 방향성 폴리머는 싸고 단단하면서도 부서지기 쉽고 투명해 DVD 케이스나 플라스틱 포장재부터 뚜껑, 접시, 그릇 등 일회용 식기까지 다양한 제품에 쓰이는데 생분해 과정이 매우 느리다. 잘 분해되지 않아 매립지에서 썩지 않고 토양과 수질을 오랜 기간 오염시키고 매립지 공간 부족 등의 문제를 일으킨다. 식품용기 등으로 쓰이는 폴리스티렌 소재는 스티렌 올리고머가 식품으로 스며들 위험이 있다. 이런 화학물질의 섭취는 갑상샘에 영향을 주거나 다른 질병을 야기해 심각한 건강 문제를 일으킬 수도 있다. 따라서 재생 가능 물질로 포장재를 생산하려는 움직임이 나타나고 있다. 생물학적 포장재는 독성이나 위험도가 낮아 토양과 수질 오염을 줄이고 포장재 제조에 쓰이는 유해 석유제품 사용도 줄일 수 있다.
 
바이오 공정 산업은 앞에서 언급한 문제들을 해결하는 식음료 포장재를 제조하기 위해 지속 가능한 원료를 활용한다. 보관 수명이 길고 매립했을 때 쉽게 생분해되는 재생 가능 포장재, 열과 물에 안정적이고 내성이 강하며 인체에 해가 덜 되는 포장재, 포장재 제조에 사용되는 에너지의 양을 줄이는 특허기술 개발이 이런 산업의 주 관심사다.
 
미국 환경보호청(EPA)의 발표를 보면 포장재 수요는 매년 5%씩 늘고 있다. 현재 포장산업은 석유 기반 플라스틱 사용을 줄이고, 환경을 손상시키지 않는 안전한 제조 공정을 준수하는 데 중점을 둔다. 지속 가능한 자원을 활용해 바이오패키징을 하려는 시도가 활발한 것이다. 하지만 포장재 제조에 쓰이는 재생 가능 자원이 한정됐다는 점이 시장 발전의 걸림돌로 작용한다. 석유 기반 플라스틱 포장재가 아주 싸다는 점도 바이오패키징 산업의 발전에 큰 변수가 된다. 바이오패키징 산업에 적극 참여하려는 이가 아직 부족한 것도 아쉬운 대목으로 꼽힌다.
 
북미와 유럽, 오스트레일리아가 지속 가능한 자원을 활용해 포장재를 제조하는 선도기술을 보유한 지역이다. 관련 특허도 2012~2016년 49%나 늘었다. 이 가운데 미국이 가장 많은 특허를 보유했고 세계지적재산권기구인 WIPO, 오스트레일리아, 한국이 그 뒤를 따른다.
 
   
▲ 환경호르몬에 대한 관심이 커지면서 ‘바이오패키징’ 등 환경 친화적인 포장재 기술이 주목받고 있다. 프랑스 파리에서 열린 ‘세계 포장재 전시회’에서 관람객이 친환경 바이오 포장재를 살펴보고 있다. REUTERS
 
바이오패키징 4대 혁신 기업
현재 혁신적 바이오패키징 기술로 활발히 사업을 하는 4개 업체를 먼저 알아본다.
 
독일 바이오나틱 (Bionatic)
주택과 상업, 산업 분야를 중점으로 친환경 포장재를 제공하는 기업이다. 특히 토양 오염을 줄이는 생분해성 재료로 석유를 원료로 한 플라스틱을 대체할 제품을 제공하는 데 중점을 둔다. 사탕수수 부산물인 버개스(bagasse), 팜나무 잎, 목재, 대나무, 녹말 기반 폴리락트산 유도체, 재생 플라스틱 같은 지속 가능한 자원을 주로 활용한다. 생분해성 빨대와 분해되는 나무 식기, 버개스와 팜나무 잎 접시, 와인잔 등의 포장재가 주요 판매 제품이다. 독일에 본사를 둔 글로벌 시험인증기관인 TUV라인란트에서 ‘DIN EN 13432’ 인증을 받았다.
 
이 인증은, 이 회사가 제조한 모든 제품이 완전히 무해하며 퇴비화 방법을 사용해 쉽게 분해된다는 뜻이다. 이 회사의 모든 제품은 90일 이내에 생분해가 된다. 녹말을 발효해 생성한 폴리락트산 유도체를 기반으로 하는 생분해성 빨대는 고형 폐기물 처리 시설에서 90일 이내에 완전히 생분해돼 석유 기반 플라스틱 제품을 완벽하게 대체한다.
 
영국 런던바이오패키징 (LondonBio Packaging)
자연 분해는 물론 재활용이 가능한 포장재를 제공하는 영국을 대표하는 바이오패키징 기업이다. 이들의 주요 목표는 탄소발자국을 최소화하고 저비용의 지속 가능한 포장재를 제조해 공급하는 것이다. 병원과 리조트, 보육원, 교육기관, 일반 상점 등 다양한 분야에 제품을 공급한다. 2012년 런던올림픽 때 올림픽 관련 모든 음식과 취사 사업에 식품 포장재 공식 공급업체로 선정돼, 올림픽을 폐기물 제로 이벤트로 부각시키며 명성을 얻었다. 미국 최초 안전규격 개발기관이자 인증기관인 UL(Underwriters Laboratories)로부터 특수환경 및 인체건강 안전표준을 보장하는 에코로고(ECOLOGO) 인증을 획득했다.
 
특히 옥수수와 감자 파생물로 제조한 이 회사 제품들은 탄소와 열을 흡수한다. 식물성 포장재인 이 제품들은 12주 이내에 100% 분해되는 생분해성이라 매립식 쓰레기 양을 줄여 메탄 배출을 줄이는 효과가 있다.
 
캐나다 에머슨패키징 (Emmerson Packaging)
60년을 쌓은 광범위한 전문 지식을 바탕으로 고객에게 최고 품질의 지속 가능한 포장재를 제공하려 한다. 고객 서비스 효율을 높이기 위해 별도의 프로젝트 코디네이터를 활용해 제품을 제공하고, 지속 가능한 압출 기술을 통해 에너지를 적게 사용하고 오염 물질을 줄인다. ‘지속 가능한 친환경 인쇄 파트너십’(Sustainable Green Printing Partnership)에서 SGP 인증을 받았다. 포장재에 그래픽 디자인을 인쇄하는 인쇄 시설의 지속 가능성과 비용 절감을 인증하는 비영리 조직이다. 에머슨은 식품 안전 지침을 준수하는 ISO 9001 인증도 획득했다.
 
이 회사의 지속 가능 포장재는 휘발성 유기화합물 양을 100% 줄인 혁신적인 에너지 경화 기술을 기반으로 제조된다. 환경과 건강에 영향을 미치는 온실가스 배출 및 부산물 감소 효과를 발휘한다. 이 회사만의 압출 기술 덕분에 기존 폴리에틸렌 포장재에 비해 보관 기간이 길다. 재활용에서 에너지 사용량의 41%, 용수 사용량의 78%를 줄였고 탄소 배출량 감소 효과도 있다.
 
미국 비그린패키징 (BeGreen Packaging)
자사의 특허기술을 통해 산업 및 소비자용 섬유 포장 제품, 재활용과 생분해가 되는 트레이, 컵, 접시를 만들어 판매한다. 폴리스티렌과 플라스틱을 대체하는 우수한 품질의 포장재를 제조해 지속 가능한 환경을 제공한다. 고객이 원하는 사양과 요구를 충족하는 맞춤형 컨테이너도 판매한다. 사람, 지구, 이익에 중점을 둔 경제·환경·사회적 가치가 지속 가능한 경영의 3대 축인 전략을 효과적으로 추구해, 제품의 품질을 보장하고 지속 가능한 환경을 갖춘 커뮤니티 구축을 돕는다.
 
세계적 친환경 인증기관 C2C(Cradle to Cradle)의 인증을 받은 최초의 포장회사다. C2C 인증은 제조업체가 자재 건강 및 재사용, 재생 가능 에너지, 탄소 및 수자원 관리 같은 5가지 품질 측면을 지킨다는 것을 의미한다. 이 회사의 쌀과 나무 섬유 기반 트레이는 수분과 기름에 대한 저항력이 뛰어나 기존 포장재에 비해 제품을 더 오랜 기간 신선하게 유지할 수 있다. 이 트레이는 비알레르기성이며 무독성이다.
 
   
▲ 친환경 자원을 활용한 포장재가 잇따라 개발되고 있지만 재생 가능 자원이 부족하다는 점이 한계로 지적된다. 재생 용지와 콩기름으로 만든 환경 친화적인 휴대전화 포장재. 연합뉴스
 
화장품 등 다른 분야로도 확산
식자재 포장 분야에서만 바이오패키징이 시도되는 건 아니다. 화장품의 산화 분해를 길게 하는 유기 화장품의 지속 가능한 바이오패키징을 개발하는 ‘바이오 뷰티 프로젝트’도 진행되고 있다. 이 프로젝트는 유럽연합 프로그램 중 하나로 유럽연합이 연구와 기술개발을 지원하고 프랑스, 네덜란드, 스페인, 스코틀랜드, 슬로베니아 회사들이 참여하고 있다.
 
바이오패키징 산업의 기술은 다른 분야로도 계속 확대될 전망이다. 2017년 중 이산화탄소와 수분, 악취를 잡아주는 흡수제 기술이 개발될 예정이다. 2019년에는 식품 보존용 영양제 및 효소 포장 기술, 2021년에는 재생 가능 포장재 개발을 위한 마이크로 캡슐화 기술, 2023년에는 분해 가능한 식품 포장 개발을 위한 셀룰로스 나노 결정 및 기타 나노 복합 재료 사용 기술이 개발될 것이다.
 
한국에선 한국바이오소재패키징협회에서 연구·개발과 정책 제안, 인증 관련 업무를 하고 있다. 협회는 탄소 발생 저감형 바이오매스 기반 제품에 바이오베이스 인증을 해주고 있다. SK케미칼은 한국막걸리협회와 함께 친환경 소재 에코젠을 적용해 막걸리용 잔을 개발했다. 이 막걸리잔에 사용된 에코젠은 유리·도자기 소재에 비해 가볍고 파손 위험이 더 낮다. 비스페놀A 등 환경호르몬에서도 안전하다. 한국 기업들도 바이오패키징 산업의 성장 속도를 긍정적으로 보며 바이오패키징 개발에 힘쓰고 있다.
 
* 프로스트앤드설리번(Frost & Sullivan)은 고객 성장의 가속화를 위해 협력하는 ‘성장 파트너’로서 팀리서치(TEAM Research), 그로스 컨설팅(Growth Consulting), 그로스팀멤버십(Growth Team Membership) 프로그램을 통해 고객이 효과적인 성장 전략을 수립·평가·실행할 수 있는 성장 위주의 문화를 창조할 수 있도록 지원하고 있다. 또한 50년 이상의 경험을 바탕으로 6대륙 40개 이상 사무소에서 1천여 개 글로벌 기업, 새로운 비즈니스 분야 및 투자계와 협력하고 있다.
 
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