플라스틱산업 사출 / 압출 / 금형 /원료

독립행정법인 산업기술종합연구소 바이오메디칼연구부문은 일본전기주식회사 스마트 에너지연구소 및 국립대학법인 미야자키대학 농학부 연구팀과 공동으로 미세조류의 일종인 연두벌레로부터 추출한 성분을 주원료로 한 미세조류 바이오 플라스틱을 개발했다.

플라스틱은 전 세계에서 연간 약 2.3억 톤(일본 국내에서는 약 1,300만 톤)이 생산되고 있지만, 대부분의 플라스틱은 석유에서 유래된 모노머를 고온, 고압조건 하에서 반응시켜 만들기 때문에 플라스틱 생산과정에서 발생하는 온난화가스의 양 및 제조에 필요한 에너지는 막대하다.

한편 석유 제품을 대체하는 식물 자원은 장래 예상되는 수천만 톤 수준의 수요에 대해 육상식물의 이용만으로는 공급할 수 없고, 소재가 식량 자원과 겹치지 않는 비식용 자원이어야 한다.

또한 조류 플라스틱 생산뿐만 아니라 미생물 및 생체촉매를 이용한 생산기술에서는 제조에너지를 절약할 수 있는 에너지의 수지를 높이는 것이 큰 과제로 대두되고 있다.

이 미세조류 바이오 플라스틱은 연두벌레가 만들어내는 다당류(파라밀룸, Paramylum)와 유지성분(왁스 에스테르)으로부터 얻어진 장쇄지방산 또는 캐쉬 넛(Cashew Nuts) 유지성분으로 유연성을 가진 긴 쇄상부위와 튼튼한 육각형상부위를 함께 지닌 카다놀(Cardanol)을 첨가해 합성시켜 열가소성과 내열성이 뛰어나고, 70%가량의 높은 식물성분을 띈다.

제조된 미세조류 바이오 플라스틱에 관해 각종 물성 측정을 수행한 결과, 충격강도 등은 개선의 여지가 있지만, 열가소성은 종래 바이오 플라스틱(폴리유산 및 나일론 11) 및 가소제를 첨가한 초산 셀룰로오스, 석유로 제조된 ABS수지와 동등한 수준이었고, 내열성은 종래 플라스틱 보다 뛰어나다는 것을 알 수 있었다.

한편 연구팀은 앞으로 미세조류 바이오 플라스틱의 물성과 구조의 상세한 관계를 밝혀내고, 높은 내열성 및 강도 등 우수한 실용특성을 목표로 분자설계를 추진할 예정이다.
또한 연두벌레의 효율적인 배양방법 및 파라밀룸의 추출방법 등 미세조류 바이오 플라스틱 제조에 불가결한 기술에 관해 연구를 추진할 예정이다.