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Aug 05, 2023

100% 생분해성 종이 빨대 개발

한국화학연구원(KRICT)이 눅눅해지지 않는 100% 생분해성 친환경 종이빨대 개발, 『Advanced Science(IF:17.52)』 국립과학지에 게재

한국화학연구원(KRICT)이 눅눅해지지 않는 100% 생분해성 친환경 종이빨대 개발, 논문 『Advanced Science(IF:17.52)』에 게재

국립과학기술연구회

이미지: 컵에 담긴 음료를 저을 때 종이 빨대가 약간 휘어지거나 갈라지는 현상이 자주 발생합니다. 친환경 종이빨대는 물 속에서 기계적 강성이 높아 젖은 상태에서 비교적 무거운 무게를 60초 동안 견디는 것으로 관찰됐다.더보기

출처: 한국화학연구원(KRICT)

쉽게 눅눅해지지 않고, 바다와 토양에서 100% 생분해되는 친환경 종이 빨대가 개발되었습니다. 빨대는 대량생산이 용이해 레스토랑, 카페 등 플라스틱 빨대 규제에 대응해 도입될 것으로 기대된다.

현재 시중에 나와 있는 종이 빨대는 종이만으로 완전히 만들어진 것은 아니다. 100% 종이로 만든 빨대는 액체와 접촉하면 너무 눅눅해져 빨대로 기능을 할 수 없습니다. 따라서 표면을 코팅해야 합니다. 종이 빨대에 가장 일반적으로 사용되는 코팅 재료는 폴리에틸렌(PE) 또는 아크릴 수지입니다. 이는 비닐봉지 및 접착제 제조에 사용되는 재료와 동일합니다. 종이컵 역시 종이 빨대와 동일한 재질로 코팅되어 있습니다. 이전의 많은 연구에서는 버려진 종이컵에 코팅된 폴리에틸렌이 완전히 분해되지 않고 작은 입자로 분해되어 미세플라스틱이 될 수 있다고 보고했습니다. 더욱이 이러한 종이 제품은 종이와 플라스틱(매우 다른 두 가지 재료)으로 만들어지기 때문에 재활용이 어렵습니다.

기존의 종이 빨대는 사용이 불편합니다. 액체와 장기간 접촉하면 축축해집니다. 또한, 탄산음료를 마실 때 빨대 표면의 특성상 거품이 많이 발생할 수 있습니다. 현재 종이 빨대를 대체할 수 있는 폴리유산(PLA) 빨대와 벼 빨대가 시중에 나와 있다. 그러나 옥수수 플라스틱 빨대라고도 알려진 PLA 빨대는 바다에서 잘 분해되지 않습니다. 볏짚은 환경에서 잘 분해되는 반면, 대량생산이 어렵고 단면이 날카로워 가격이 비싼 등의 단점이 있다.

한국화학연구원 오동엽, 곽호중 박사와 서강대 박제영 교수 공동연구팀이 100% 생분해되고, 기존 종이 빨대보다 성능이 뛰어나며, 대량 생산이 용이한 친환경 종이 빨대를 개발했다. .

연구팀은 자신들의 기술을 이용해 소량의 셀룰로오스 나노결정을 첨가해 코팅재를 만드는 방식으로 잘 알려진 생분해성 플라스틱인 폴리부틸렌숙시네이트(PBS)*를 합성했다. 첨가된 셀룰로오스 나노결정은 종이의 주성분과 동일한 물질로, 코팅 과정에서 생분해성 플라스틱이 종이 표면에 견고하게 부착될 수 있도록 해준다.

* PBS(PolyButylene Succinate) : 석유계 폴리프로필렌과 유사한 특성을 지닌 폴리에스테르 기반의 생분해성 바이오 플라스틱.

기존의 종이 빨대에는 플라스틱 코팅을 빨대 표면에 강력하게 부착하는 재료가 포함되어 있지 않습니다. 따라서 빨대 표면이 플라스틱으로 균일하게 코팅되지 않아 사용에 방해가 됩니다. 이로 인해 발생하는 가장 큰 한계는 액체가 코팅되지 않은 부분에 닿으면 빨대가 눅눅해지고, 종이 빨대를 탄산 음료에 남겨두면 거품이 광범위하게 형성된다는 점입니다. 코팅되지 않은 부분은 물과 쉽게 결합되는 반면, 코팅된 플라스틱 부분은 물을 밀어내는 성질이 있어 종이 빨대의 요철면에 탄산음료가 닿는 현상이 발생하기 때문이다.

이러한 한계는 우리 연구팀이 개발한 새로운 종이 빨대에 의해 극복되었습니다. 코팅제가 빨대 표면을 균일하고 강력하게 감싸주므로 탄산음료에서 쉽게 눅눅해지거나 거품이 발생하지 않습니다. 또한 코팅재는 종이와 생분해성 플라스틱으로 되어 있어 완전히 분해되어 분해가 됩니다.