플라스틱 산업을 형성하는 현재 트렌드와 혁신

플라스틱 부문은 현재 이슈를 이용해 재사용 가능한 가방과 용기가 잠재적 오염 매개체이며 일회용품이 더 안전하다고 주장하며 사람들에게 경고하고 있습니다.

플라스틱은 소비재부터 의료 기기에 이르기까지 중요한 완제품 제조에 가장 일반적으로 사용되는 소재입니다. 플라스틱은 수만 가지의 폴리머 가능성을 가진 다재다능한 소재로, 각각 고유한 기계적 특성을 가집니다. 플라스틱 생산 시스템은 광범위한 응용 분야와 부품 형상을 다루어 왔습니다. 플라스틱 압출에 대해 알고 싶다면 kellerplastics.com을 확인하세요.

2018년 전국 플라스틱 박람회(NPE)가 열렸습니다. 그 주간 동안 NPE에서 다양한 기업 간에 여러 우려 사항과 아이디어가 논의되었습니다. 이제 가장 최근의 플라스틱 산업 혁신들에 대해 이야기해 보겠습니다.

생분해성 식품 포장을 위한 바이오플라스틱

흥미로운 바이오플라스틱 분야에서 또 다른 매력적인 발전이 있었습니다. 리투아니아 카우나스 공과대학(Kaunas University of Technology)의 과학자들이 퇴비통에서 2년 만에 분해되는 생분해성 플라스틱을 개발했습니다.

대중에게 공개되면 이 소재는 물품의 일회용 포장으로 사용되어 비닐 쇼핑백과 보관백을 대체할 수 있습니다.

연구자들이 직면한 어려움 중 하나는 그들이 연구하던 물질인 셀룰로오스가 현대 플라스틱 포장 제품과 맞추기 위해 반투명하거나 투명해야 한다는 점이었습니다. 일반 플라스틱의 경우 가열을 통해 유동 플라스틱(fluid plastic)을 만듭니다. 그러나 셀룰로오스는 가열 시 타는 경향이 있습니다.

과학자들은 셀룰로오스를 유동 플라스틱으로 변환할 적절한 복합재를 찾아내어 투명성과 무독성, 식품 안전 용기를 가능하게 했습니다.

재활용 플라스틱 신발

플라스틱 재활용 혁신은 환경에 유익하고 수익성이 있어 광범위한 부문과 기업의 운영에 깊이 자리 잡았습니다. 이를 최대한 활용하기 위해 많은 기업들이 공정에 플라스틱 과립기(granulators)를 도입하고 있습니다. 신발 제조는 상당한 환경적 영향을 미칩니다. 신발이 발에서 닳아 떨어질 때까지 신어야 하지만, 그러면 어떻게 처리할지 문제가 남습니다.

그냥 버리면 매립지로 갈 가능성이 매우 높습니다. 매년 242억 켤레의 신발이 쏟아져 나오는데 이를 따라잡을 재활용 기술이 충분하지 않아 대부분 소각되거나 매립됩니다. 대부분의 신발은 합성 소재 혼합으로 구성되어 애초에 재활용하기도 어렵습니다.

재활용 플라스틱 신발은 두 가지 환경 문제를 모두 해결합니다. 플라스틱 쓰레기를 청소하고 새로운 원자재 소비를 줄입니다. 또한 플라스틱이 산업에서 다시 재활용될 수 있는 소재일 수 있기 때문에 신발을 더 친환경적으로 만듭니다. 특히 이러한 브랜드들은 신발의 생산 후 생애를 고려합니다.

목재나 양모 같은 바이오 기반 요소와 재활용 PET 플라스틱을 결합하여 재활용을 용이하게 만듭니다. 많은 브랜드들이 낡은 신발을 반납하면 수리하거나 새로운 신발이나 제품으로 재탄생시키는 재활용 프로그램을 운영하기도 합니다.

식물 기반 폐기물 감축 제품

플라스틱 폐기물 봉투 사용은 여전히 중요한 문제입니다. 플라스틱 쓰레기의 최대 79%가 매립지나 환경으로 유입됩니다. 여러 기업들이 이러한 문제를 해결하기 위해 식물 기반 성분으로 만든 폴리머를 개발하고 있습니다. 식물성 지방과 기름, 옥수수 전분, 짚, 음식물 쓰레기, 나무 조각 등이 이러한 '바이오플라스틱'의 재생 가능한 바이오매스 원료 예시입니다.

석유 기반 폴리머만큼 잘 작동하는 바이오플라스틱을 개발하는 것은 어려운 과제지만, 기업들과 학계가 이에 도전하고 있습니다. 바이옴 바이오플라스틱(Biome Bioplastics)은 뜨거운 액체를 담을 수 있는 바이오플라스틱을 개발했습니다. 산업계는 이 바이오플라스틱으로 버릴 수 있는 커피 컵을 만들 수 있습니다.

더 저렴하고 효율적인 태양전지

태양광 에너지 부문은 급속히 확장되고 있으며, 이로 인해 효율을 높이고 비용을 낮추는 새로운 기술들이 끊임없이 등장하고 있습니다. 태양전지 기술은 다양한 형태와 크기로 나옵니다.

예를 들어 플라스틱, 유기, 또는 폴리머 광전지 태양전지는 전도성 유기 폴리머나 유기 분자를 사용하여 빛을 흡수하고 전하를 전달하며 에너지를 생산합니다.

이 유형의 태양전지는 가볍고 저렴하지만, 사용된 성분들이 적절히 결합하고 박막으로 결정화되도록 세심한 가공이 필요합니다.

오사카 대학과 막스 플랑크 고분자 연구소(Max Planck Institute for Polymer Research)의 연구자들은 비정질 폴리머 블렌드를 사용하고 성분을 추가함으로써, 이러한 특정 공정 없이도 폴리머 태양전지를 만들면서 전도성을 높이는 해결책을 최근 발견했습니다.

빛은 폴리머의 전자를 자극하여 유기 태양전지를 작동시킵니다. 이 전자들은 셀의 양극 쪽으로 이동합니다. 전자가 남긴 공간인 정공(holes)도 회로를 완성하기 위해 셀의 양극 부분으로 이동해야 합니다.

연구자들은 그들의 폴리머 중 하나가 이 정공을 성공적으로 전달하지 못한다는 것을 발견하고, 정공 전도성을 높이기 위해 성분을 추가했습니다.

이러한 발전은 제조 공정을 더 관리하기 쉽고 저렴하게 만들 수 있으며, 더 널리 보급된 플라스틱 태양전지로 이어질 수 있습니다.

경량 플라스틱

경량 폴리머에 대한 수요는 끊임없이 증가하고 있습니다. 경량 솔루션에 관해서는 플라스틱 산업이 최전선에 있습니다. 일부 용도에서는 자동차 산업 같은 주요 부문이 이미 철강에서 플라스틱으로 전환했습니다. 더 가벼운 자동차는 연료를 덜 소비하므로 이는 지속 가능성을 촉진합니다.

롬파(Rompa)의 엔지니어들은 설계 초기 단계에서 경량 플라스틱 사용 옵션을 조사했습니다.

화장품 포장용 재활용 플라스틱

가정이나 바다에서 수거된 플라스틱이 화장품 포장으로 재활용될 수 있는지 알아보기 위한 새로운 연구가 진행되었습니다. 연구자들은 추가 정보를 활용하여 화장품 부문이 재활용 플라스틱을 사용할 때 안전 권고안을 만드는 데 도움을 줄 것입니다.

DHI가 이 실험에 참여했으며, 이는 소비 후 재활용 플라스틱(PCR 플라스틱) 사용의 장단점을 조사했습니다. 특정 목적으로 사용된 후 폐기된 플라스틱을 PCR 플라스틱이라고 합니다. 소비자가 수거한 플라스틱이거나 바다에서 수거된 플라스틱일 수 있습니다.

플라스틱 도로

전 세계 기업들이 플라스틱 쓰레기를 도로에서 시멘트 대체재로 사용하고 있습니다. 플라스틱으로 도로를 포장하면 플라스틱 쓰레기 양을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 지역 사회도 상당한 이익을 얻을 수 있습니다.

마무리 생각

플라스틱은 우리가 매일 사용하는 다양한 제품에 사용됩니다. 따라서 고객들이 플라스틱 사용을 중단할 것 같지는 않습니다. 하지만 일어나고 있는 일은 우리가 플라스틱을 사용하는 방식과 사용하는 플라스틱의 유형이 빠르게 진화하고 있다는 것입니다. 이는 혁신을 항상 염두에 두어야 한다는 시의적절한 상기시켜 줍니다.