넉 달 내 썩는 플라스틱…LG화학 '세계 최초' 신소재 개발(종합)

[이데일리 경계영 기자] LG화학이 세계 최초로 비닐봉투나 일회용 컵 등에 쓰이는 합성수지와 동일한 기능을 하면서도 땅 속에 묻었을 때 넉 달 안에 썩는 생분해성 신소재를 개발하는 데 성공했다. 재활용 플라스틱과 함께 빠르게 성장하는 친환경 플라스틱 시장을 적극 공략하겠다는 계획이다.

◇성능은 동일한데…썩지 않는 합성수지 vs 4개월 내 썩는 신소재

LG화학(051910)은 독자 기술과 제조 공법을 활용해 옥수수 성분의 포도당과 폐글리세롤로 바이오 함량 100%의 생분해성 신소재를 개발했다고 19일 밝혔다.

자연 상태에서 미생물에 의해 분해되는 생분해성 플라스틱을 이미 제품화한 업체가 있지만 LG화학이 ‘세계 최초’를 붙인 이유는 그 기능 때문이다. 종전엔 물성이나 유연성을 강화하려 다른 플라스틱 소재나 첨가제를 섞어야 했지만 LG화학은 단일 소재만으로도 폴리프로필렌(PP), PET 등 합성수지와 동일하게 기계적 물성과 투명성을 구현했다. 특히 유연성을 종전 대비 최대 20배 이상 개선해 가공 후에도 투명성을 유지했다. 종전 생분해성 수지는 혼합 소재 특성상 불투명한 포장재였지만 LG화학의 생분해성 수지는 합성수지와 동일하게 투명하면서도 생분해가 가능하다는 장점이 있다.

통상 합성수지는 생분해되지 않아 수십년이 지나도 썩지 않지만 LG화학이 개발한 신소재는 독일 생분해성 소재 국제인증기관 ‘DIN CERTCO’이 유럽의 산업 생분해성 인증 기준에 따라 120일 이내 90% 이상 생분해됐다고 밝혔다.

LG화학이 이번에 개발한 생분해성 신소재(오른쪽)와 이를 활용해 만든 시제품. (사진=LG화학)

이번 소재 개발 배경으로 LG화학은 생분해성 핵심 물질에 대한 고유의 원천기술을 꼽았다. LG화학은 현재 선제적 출원으로 생분해성 중합체, 조성물, 제조방법 등 국내외 특허 25건을 보유하고 있다. 이를 바탕으로 LG화학 미래기술연구센터는 생분해성 핵심 물질의 분자량을 향상시키고 이를 중합하는 기술에 대한 연구를 진행했고, 기존 소재와 차별화한 물성의 생분해성 신소재를 개발하는 데 성공했다.

◇5년 후 시장 규모 10조원 육박 전망

최근 생분해성 플라스틱 분야는 주목받고 있다. 최근 유럽연합(EU)을 중심으로 전 세계적으로 일회용품 사용 규제가 강화하고 있어서다. 시장조사업체 등에 따르면 생분해성 소재 시장은 지난해 4조2000억원에서 2025년 9조7000억원 규모로 연평균 15% 성장할 것으로 점쳐진다.

국내에선 SKC(011790)가 옥수수에서 추출한 성분으로 땅에 묻으면 단기간에 생분해되고 유해성분이 남지 않는 PLA(폴리락틱애시드) 필름을 세계 최초로 상용화했다. 스타벅스 식품 포장재, 신세계TV홈쇼핑 아이스팩·의류포장비닐 등으로 공급하고 있다. 한화솔루션(009830)은 생분해성 플라스틱인 PLA와 PBAT 한계를 극복하고자 플라스틱 소재인 폴리에틸렌에 생분해성 플라스틱을 결합시켜 미생물로 함께 분해될 수 있는 복합 소재를 연구하고 있다.

해외에선 생분해성 원료·필름 분야에서 미국 네이처웍스(Nature Works)와 프랑스-네덜란드 합작 토탈 코비온(Total Corbion)이 각각 1·2위에 올라있다. 독일 바스프(BASF), 이탈리아 노바몬트(Novamont) 등도 생분해성 소재를 제품화했다. LG화학은 이번에 확보한 신기술을 바탕으로 생분해성 소재 시장 진입에 속도를 내겠다는 계획이다. 단일 소재만으로 합성수지와 동일한 성능을 낸다는 점에서 비닐봉투와 에어캡 완충재, 일회용 컵, 발포 제품, 마스크 부직포 등 다양한 분야로 확대 적용할 수 있을 것으로 보인다. 2022년에 고객사를 대상으로 시제품 평가 등을 진행하고 2025년 양산이 목표다.

LG화학은 생분해성 소재를 비롯한 친환경 플라스틱 분야에서 연구를 진행중이다. 소비자가 사용한 가전이나 플라스틱 제품을 다시 초기 원료 형태로 변환시킨 PCR(Post-Consumer Recycle) 고부가합성수지(ABS)를 높은 품질로 처음 선보인 업체도 LG화학이다. 노기수 LG화학 CTO(최고기술책임자·사장)는 “전 세계적으로 친환경 소재에 대한 관심이 커지고 있는 가운데 100% 바이오 원료를 활용한 독자기술로 생분해성 원천 소재 개발에 성공했다는데 큰 의미가 있다”며 “친환경 소재 분야에 연구개발을 집중해 자원 선순환과 생태계 보호에 앞장서는 기업으로 발돋움할 것”이라고 말했다.

LG화학 미래기술연구센터 연구원들이 신규 개발한 생분해성 신소재의 물성을 테스트하고 있다. (사진=LG화학)