미쓰비시화학, 소재별 플라스틱 분리 화장품 용기기술 개발 성공

보리화성공업주식회사 (본사: 일본 가나가와현 요코하마시, 대표이사 사장: 편동숭행) 는 보리오미스그룹의 연구개발과 생산을 책임지며 서로 다른 플라스틱 재질을 분리하는 용기 기술을 개발하는 데 성공했다.이 기술은 미쓰비시화학주식회사 (본사: 일본 도쿄도 지요다(千代田)구, 대표이사 사장: 쓰키모토학) 가 제조한 수용성 특수소재 (Nichigo G-Polymer) 를 채용했다^TM) 중간층으로 버려진 용기를 물에 담가 섞기만 하면 서로 다른 재질을 분리할 수 있다 (그림 1).이 획기적인 기술은 고품질 재활용 재료의 재활용과 재활용을 실현하여 이전에 재료 재활용이 어려웠던 층압 구조 용기의 재활용을 가능하게 한다.

그림 1. 개발된'수분리형'용기

　　구현을 위한지속 가능한 화장품 용기를 위한 노력

프리오미스홀딩스 그룹은 2029년까지 화장품 플라스틱 용기와 포장재의 100% 지속가능한 디자인(4R*)을 실현하고 플라스틱 사용량을 줄이며 재활용을 촉진하기 위해 노력하고 있다.

　* 감소/재사용/교체/재활용

화장품 용기는 자외선과 산소 등으로부터 내용물을 보호해야 하는 것은 물론 사용 편의성과 디자인 미관을 모두 고려해야 하기 때문에 보통 용기의 종류에 따라 다층 플라스틱 복합구조를 채택한다.그러나 서로 다른 재질 간의 긴밀한 접착으로 재질별 분리가 어려워져 고품질로 재료를 회수하기 어려운 과제를 낳았다.

　　분리를 전제로 한 용기 설계

　　수용성 중간층을 이용하여 서로 다른 재질의 분리를 실현하다

이 과제에 대해 보리화성공업은 물에 용해될 수 있는 특수재료(Nichigo G-Polymer)를 사용한다^TM: 에틸렌글리콜계 수지) 중간층으로 재질 분리 기술을 개발하여 폐기 용기를 분쇄한 후 물속에서 세척 처리하면 서로 다른 재질을 분리할 수 있다 (그림 2).이 기술은 다층 구조 용기에 적용되어 고품질 재생 재료를 간편하고 저품질로 현지에서 회수할 수 있어 재료 회수를 추진하는 데 크게 기여했다.

이 기술의 핵심은 Nichigo G-Polymer입니다.^TM물에 녹는 특성 외에도 가스와 유지를 차단하는 장벽 성능을 갖춰 내용물의 품질을 유지하는 데 도움이 된다.이 재료는 또한 생분해성이 있는 친환경 재료로 지속 가능한 용기 설계를 실현하는 데 도움이 된다.일본에서 화장품 용기에 본 소재를 적용한 것은 이번이 처음이다.

그림 2. 연구 개발 기술 개념

　　적용 범위 확대 및 재활용 혁신

　　분리 가능 기준

이 기술은 재활용이 어렵다고 여겨지는 호스 용기에서 구현되었으며, 그 응용 범위는 호스 용기에 국한되지 않으며, 더 광범위한 분야에서 활용될 것으로 기대된다.분리를 전제로 한 용기 설계는 플라스틱 재활용 개념을 대폭 진화시키는 이정표가 될 수 있다.

바오리화성공업은 재질에 따라 폐기용기를 분리수거하는 새로운 회수방안을 전 세계에 널리 보급하여 재료회수의 혁신과 지속가능발전목표 (SDGs) 달성에 힘을 보탤 것이다.

미쓰비시화학은 자원순환에 도움이 되는 원자재 제공을 통해 지속가능한 사회를 실현하는 데 기여할 것으로 보인다.

니치고 G-폴리머^TM의 특성

니치고 G-폴리머^TM가스 차단성, 압출 성형성, 수용성, 연전성, 생분해성을 겸비한 부틸렌글리콜-에틸렌글리콜 공중수지(BVOH)다.그림 3에서 볼 수 있듯이 식품 포장재 차단재로 널리 사용되는 에틸렌-에탄올 공중수지(EVOH는) 보다 낮은 습도 환경에서 우수한 차단 성능을 제공합니다.기체차단포장에서는 공기중의 산소침투를 방지하여 내용물의 산화를 억제할수 있으며 포장내에 타성기체를 주입할 때 타성기체가 분산되는것을 방지할수 있어 유통기한을 연장하고 식품손실을 줄이는데 도움이 된다.현재 유럽을 중심으로 건조식품 포장 등 분야의 차단재로 활용이 확대되고 있다.

图3. 니치고 G-폴리머^TM의 가스 차단성

　　니치고 G-폴리머^TM수용성

　　포장재 재활용

Nichigo G-Polymer 사용^TM다층 포장재의 중간 가스 차단층으로 수용성을 이용해 재료를 회수할 수 있는 포장 설계가 가능하다.

네, Nichigo G-Polymer를 채택했습니다.^TMNichigo G-Polymer를 중간 레이어의 다중 레이어 포장으로 분쇄 및 워싱 처리^TM물에 녹이면 다층 포장의 각 층을 분리할 수 있다.미쓰비시화학의 검증을 거쳐 분리, 건조된 플라스틱 막을 짜서 입자를 만드는 데 성공했다순도 95%이상의 재생 입자재.

그림 4. Nichigo G-Polymer 활용^TM
수용성 성능의 신형 재료 회수 방안

　　여러 가지 다른 재료

　　복합 포장의 분리 회수 방안

기능성을 위해 나일론과 알루미늄 포일 등 서로 다른 재질로 구성된 다층 포장재가 널리 사용되고 있지만 이들 포장재의 회수는 난제다.그러나 이러한 다중 레이어 포장의 경우에도 Nichigo G-Polymer를^TM중간층으로 분쇄와 워싱 처리 후 각 층을 분리할 수도 있다.또한 박리된 수지의 비중 차이를 이용하여 서로 다른 수지를 선별할 수 있다.

미쓰비시화학 검증은 폴리에틸렌(PE)과 나일론(Ny)으로 구성된 다층 포장에 니치고 G-Polymer가 사용된 것으로 확인됐다고 밝혔다.^TM중간층으로서 PE와 Ny라는 두 가지 수지를 순도 높게 회수할 수 있다.

그림5. 서로 다른 수지를 사용한 다층체의 비중 분리 실험