경상국립대(GNU)는 20일 산학협력단 김철환 환경재료과학과 교수팀이 셀룰로오스(cellulose·섬유소) 섬유 기반의 친환경 점착 발포포장재 제조 기술을 개발했다고 밝혔다.
김철환 교수 연구팀은 셀룰로오스 섬유 기반의 발포 포장시트와 가압발포 완충재를 개발해, 기존 플라스틱 포장재의 환경적·기능적 한계를 동시에 극복하는 지속가능한 포장 설루션(solution·해법)을 세계 최초로 구현했다.
현재 화장품 제조업계를 비롯해 물류 과정에서 충격으로부터 제품을 보호하기 위하여 폴리에틸렌(PE) 발포시트를 사용하고 있는데, 이는 완충성은 있지만 점착력 부족, 난분해성, 재활용 불가 문제로 인해 개선이 시급한 상황이다.
특히 전 세계적인 환경 규제 강화(EU 플라스틱세, 한국 EPR 제도 등)와 환경·사회·투명 경영ESG) 확산으로 친환경 포장재 전환은 산업계의 필수 과제가 됐다.
친환경 발포포장시트 단면(셀룰로오스 섬유 기반 점착 발포포장시트의 표면(왼쪽)과 단면 구조를 보여준다. 표면에는 미끄럼 방지 기능을 갖춘 점착층이 적용돼 있으며, 단면에서는 종이 건조 과정에서 형성된 발포층이 확인된다. 이 구조는 제품 고정력과 완충성을 동시에 제공하며, 물류 운송 중 흔들림이나 충격으로부터 제품을 효과적으로 보호한다.) 이상 경상국립대
연구팀의 기술은 이러한 플라스틱 포장재를 100% 셀룰로오스 기반 소재로 대체함으로써 생분해성과 재활용성을 확보하면서도, 기존 제품 대비 우수한 기능성을 구현했다는 점에서 업계의 큰 관심을 받고 있다.
연구팀이 개발한 셀룰로오스 발포포장시트는 종이 건조 과정에서 발포되는 원리를 적용해 자체 완충층을 형성하며, 표면에 점착층으로 제품 고정 및 미끄럼 방지 기능을 동시에 갖췄다. 이로써 물류 운송 과정에서 발생하는 진동, 충격, 흔들림으로부터 제품을 효과적으로 보호할 수 있으며, 특히 화장품을 비롯하여 물류 과정에서 파손 위험이 큰 제품의 포장에 최적화돼 있다.
한 단계 더 나아가 셀룰로오스 섬유 기반 가압발포 방식의 완충재도 함께 개발했다.
이 완충재는 일반 발포포장시트 대비 3~5배 우수한 완충 성능을 보이며, 동일하게 미끄럼 방지 표면처리가 가능하다. 고압 발포 공정으로 더욱 조밀하고 많은 기포 구조를 형성해, 높은 충격 에너지를 효과적으로 분산·흡수할 수 있다.
이는 전자제품(스마트폰, 태블릿, 노트북), 신선 농산물, 고가 소비재, 의료기기 등 높은 수준의 제품 보호가 요구되는 산업 전반에 적용 가능하며, 기존 스티로폼이나 에어캡(뽁뽁이)을 대체할 수 있다.
경상국립대 산학협력단 기술비즈니스센터는 점착 발포포장지 제조 기술의 특허 출원을 완료하고, 화장품·전자제품·물류 관련 기업들과의 기술이전 및 공동개발 협약을 추진 중이다.
현재 국내 주요 화장품 OEM/ODM 업체 및 전자제품 제조사와 기술 검증을 진행하고 있으며, 시제품 생산 및 현장 테스트를 거쳐 내년 상반기 상용화를 목표로 하고 있다.
연구책임자인 김철환 교수는 “이번 기술은 점착 기능과 완충 기능을 하나의 소재로 구현함으로써 포장 공정을 단순화하고 비용도 절감할 수 있으며, 향후 식품 포장, 의약품 포장 등으로 적용 범위를 확대해 나갈 계획”이라고 말했다.
기술비즈니스센터 임현태 센터장은 “이번 기술은 단순히 플라스틱을 대체하는 것을 넘어, 성능까지 향상시킨 진정한 의미의 친환경 혁신”이라며 “특히 지속가능한 산업 생태계 조성과 탄소중립 실현에 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.