어류 부산물(생선 비늘)로 만든 생분해성 필름의 투명도 실험

어류 부산물(생선 비늘)로 만든 생분해성 필름의 투명도 실험, 지속가능 포장재의 새로운 가능성

현대 산업은 다양한 종류의 플라스틱 사용량 증가로 인해 심각한 환경 문제를 초래하고 있다. 특히 기존 석유계 필름은 분해되지 않고 장기간 환경에 남아 토양 오염과 해양 생태계 파괴의 주요 원인이 되고 있다. 이 문제를 해결하기 위해 연구자들은 자연 유래 소재를 이용한 생분해성 필름을 개발하고 있으며, 그중 하나가 생선 비늘 기반 필름이다.

 

생선 비늘은 식품 가공 과정에서 버려지는 부산물이지만, 이 비늘은 콜라겐과 젤라틴을 풍부하게 포함하고 있어 얇고 투명한 생분해성 필름으로 가공할 수 있다. 이 필름은 기존 천연필름보다 가벼우면서도 유연하고, 환경에 남지 않는다는 특징을 가진다. 이 글에서 필자는 어류 부산물로 만든 생분해성 필름의 제작 과정, 또한 투명도 실험 결과, 그리고 기존 필름 대비 시각적·물리적 특성 차이를 세밀하게 다룬다. 이를 통해 생선 비늘 기반 필름이 실제 친환경 포장재 시장에서 활용될 수 있는 가능성을 조명한다.

 

 

생선 비늘 기반 생분해성 필름의 제작 과정과 소재적 특징

생선 비늘 기반 생분해성 필름은 다른 바이오 기반 필름과 달리 콜라겐 구조의 특성을 적극적으로 활용하는 방식으로 제작된다. 우리는 제작 과정을 분석했을 때, 그 과정이 총 네 단계로 이루어져 있음을 확인했다.

 

첫째, 전처리 단계에서 생선 비늘을 깨끗하게 세척하고 소금, 기름, 단백질 잔여물을 제거하는 과정이 필수적임을 알 수 있었다. 이 과정이 필름의 투명도와 내구성을 결정하는 핵심 요소가 된다.

 

둘째, 추출 단계에서 비늘을 일정 온도에서 가열해 콜라겐과 젤라틴을 용출시키는 과정을 거친다는 점을 확인했다. 이 두 성분은 필름 형태로 가공될 때 자연스럽게 응고되는 성질을 가지고 있어 화학적 첨가제가 거의 필요하지 않다.

 

셋째, 용액 제조 단계에서 추출된 콜라겐 용액에 글리세린과 같은 천연 가소제를 소량 첨가해 필름의 유연성과 투명도를 조절하는 방식을 사용한다는 점을 파악했다. 

 

넷째, 건조·성형 단계에서 얇게 펼친 용액을 자연 건조하거나 온풍을 이용해 성형함으로써 필름이 최종적인 형태를 갖추게 됨을 확인했다.

 

이 과정을 통해 만들어지는 생선 비늘 기반 필름은 빛 투과율이 높고 자연 분해가 가능하며 표면이 매끄럽다는 장점을 가진다. 또한 소재 자체가 식품 부산물이기 때문에 경영상의 원가 절감 효과까지 기대할 수 있다는 점이 매우 매력적이다.

 

 

생분해성 필름의 투명도 실험과 비교 분석

생선 비늘로 만든 생분해성 필름의 투명도는 소재 경쟁력을 결정하는 중요한 지표 중 하나이다. 우리는 투명도 실험이 빛의 투과율을 기준으로 진행된다는 점을 먼저 확인했다. 측정 방식은 필름을 550nm 파장의 가시광선 아래에 두고 얼마나 많은 빛이 통과하는지를 분석하는 방식이다. 실험 결과에서 생선 비늘 기반 필름이 평균 82~90%의 투과율을 기록했다는 점에 주목했다. 이 수치는 일반 PLA(옥수수 유래) 필름의 평균 투과율 75~85%보다 소폭 높은 수준이며, 추가 실험에서 필름 두께별 투명도 변화를 확인했다. 두께가 0.03mm일 때 투과율은 약 90%로 가장 높았으며, 두께가 0.05mm 이상일 때는 평균 82%까지 떨어졌다.

 

이 결과는 필름 구조 내부에서 콜라겐 섬유 배열의 밀도가 투과율에 직접적인 영향을 미친다는 점을 보여준다. 또한 투명도 외에도 빛의 굴절, 표면 질감, 광택도 등을 관찰했다. 필름 표면은 자연스러운 미세 패턴을 가지고 있어 빛이 퍼지는 무광 형태의 투명성을 보였다. 이 특성은 우리 주변에서 사용되는 식품 포장재나 화장품 패키징에서 은은한 고급스러움을 연출하는 데 유리한 장점으로 작용한다.

 

 

투명도 향상 기술과 생선 비늘 필름의 실제 적용 가능성

생선 비늘 기반 생분해성 필름은 현재 높은 투명도를 나타내고 있음에도 불구하고 산업적 활용 범위를 넓히기 위해 다양한 개선 연구가 이루어지고 있다. 투명도 향상 기술로 두 가지 주요 접근법이 사용된다는 점을 확인했다.

 

첫째, 콜라겐 구조 개선 기술이 투명도를 높이는 핵심이라는 점을 파악했다. 연구자들은 콜라겐 섬유의 배열을 균일하게 만들기 위해 초음파 처리, 저온 가공, 고농도 용액 분산 기술을 적용하고 있다. 이 기술은 필름 내부의 미세한 기포를 제거해 빛의 산란을 줄여주기 때문에 투명도 향상에 매우 효과적이다.

 

둘째, 친환경 가소제의 최적 비율 조절이 필름의 광학적 품질을 결정한다는 점에 주목했다. 가소제가 많으면 필름이 연해지지만 투명도가 낮아지고, 가소제가 적으면 필름이 단단해지지만 광택이 떨어진다. 따라서 생선 비늘 필름은 가소제 농도 15~20% 범위에서 최적 투명도를 확보할 수 있다. 

 

산업적으로 이 필름은 식품 포장, 패키징, 투명 라벨, 화장품 포장재 등 다양한 분야에서 상용화 가능성을 가지고 있다. 특히 생선 부산물을 재활용한다는 점에서 지속가능성, 원가 절감, 해양 폐기물 저감이라는 세 가지 환경적 가치를 함께 제공한다. 결론적으로 생선 비늘로 만든 생분해성 필름은 투명도·강도·친환경성 면에서 앞으로 성장 가능성이 매우 높은 차세대 바이오 기반 필름 기술로 평가된다.