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제목 2030년, 뚜껑 및 마개 트렌드
작성자 플라스틱코리아
글정보
Date : 2021/08/05 16:53

2030년, 뚜껑 및 마개 트렌드

 

2030년이 되면 식품과 음료 용기의 뚜껑과 마개에 어떤 변화가 생길지 또 식품용이 아닌 용기의 뚜껑과 마개는 어떤 모습을 갖게 될지에 대해 Nova Chemicals(노바케미컬즈)사 전문가로부터 뚜껑 및 마개 생산에 있어 HDPE 채택 확대 및 PCR(생활폐기물 재활용)과 PIR(산업현장 스크랩 재활용원료)의 사용 트렌드를 들었다.

Nova Chemicals의 관계자는 현재까지는 PP 소재 뚜껑 및 마개가 약 2 대 1의 비율로 HDPE를 앞서고 있지만, HDPE 소재의 채택이 확대되면서 이 같은 트렌드는 이미 변화를 보이고 있다고 지적한다. PE는 PP보다 재활용률이 훨씬 높아, 원료 절감뿐 아니라 재활용 확대를 위해 PE를 소재로 한 설계가 늘고 있는 추세다.

그 이유는 PP소재 뚜껑은 일반적으로 LDPE 라이너를 가지고 있다. 따라서 HDPE(모든 PE 단일 재질 마개)가 PP/LDPE 소재 뚜껑에 비해 현재 높은 재활용률을 보이는 PET 음료 병용기에 훨씬 더 적합하기 때문이다. 또한 뚜껑을 병에 연결해 마개가 병용기와 함께 재활용 경로에 유입될 수 있도록 하는 테더드 캡(tethered cap)

도 앞으로 마개에서 중요한 역할을 할 것으로 전망된다. 사실, PCR 사용 및 테더링이 업계의 우선 순위를 바꿀 가능성이 있다고 지적한다.

Nova Chemicals의 관계자에 의하면 식음료 포장용기 공급사슬의 모든 단계에서 포장 효율성, 안전성 및 지속가능성을 개선할 혁신이 일어나고 있다. 여기서 마개가 핵심적인 역할을 하게 된다. 법과 규제, 브랜드 기업 및 소비자의 더욱 강력해진 지속가능성 요구사항들은 새로운 시장 솔루션을 필요로 하게 되면서 이러한 혁신은 지속될 것으로 보인다.

관계자는 “공급사슬 전반에 걸친 협업강화는, 이제 모두에게 없어서는 안될 물건이 된 플라스틱 마개의 이점을 손상시키지 않으면서도 새로운 지속가능성 목표를 달성할 수 있도록 해주는 열쇠다”라고 말한다. 그는 마개 및 마개용 수지를 새로운 방향으로 발전시키는 주요 요인으로 경량화, PCR(생활폐기물 재활용원료) 및 PIR(산업현장 스크랩 재활용원료)의 재활용성을 꼽았다.

경량화(lightweighting)

 

경량화는 생산, 가공 및 운송해야 하는 원재료의 양을 줄여 주기 때문에 제품의 전체 과정에서 환경발자국을 낮출 수 있다. 경량화와 관련해 주목할 만한 발전을 꼽자면 첫 째는 약 10년 전 등장한 ‘병 목 마감’의 변화로, 여러 종류의 음료 병용기에서 병 목의 나사 부분이 짧아지고 그에 따라 뚜껑 중량 또한 20~30% 감소 했다. 이로써 상당한 양의 원료를 절약할 수 있게 됐다.

두 번째는 병 목 마감 설계의 추가적인 발전에 따른 탄산 청량음료 용기 뚜껑 중량의 약 20%가량 추가적 감소 가능성이다. 또한, 물 이외의 음료를 위한 병용기 뚜껑의 경우는 차세대 뚜껑 및 마개가 요구하는 향상된 기계적 물성을 제공하는 고성능 PE 수지를 사용해 더욱 높은 수준의 경량화를 달성할 수 있다.

이러한 특성은 기존의 PE 수지와 비교 했을 때 독특한 이점을 제공하는 바이모달(bimodal) 분자량 분포 및 옥텐 공중합체 등을 사용한 수지 설계 상의 발전에서 비롯된다. 이 첨단 수지들은 성형 및 금형기술 발전과 결합되어 이전에는 2가지 별도 부품 솔루션으로만 가능했던 병뚜껑도 생산할 수 있도록 해준다.

PCR/PIR의 사용

 

이미 여러 해 전부터 포장용기 가공업체들은 PIR을 성형 부품에 성공적으로 사용해왔다. PCR을 신생수지 대신 사용해 플라스틱 포장에 필요한 비 재생자원 양을 줄이면서 한 단계 더 발전하는 계기가 됐다.

Nova Chemicals의 관계자에 의하면 식품접촉 용도 및 비 식품접촉 용도 모두에서 뚜껑에 PCR을 효과적으로 사용하기 위해서는 많은 요소를 고려해야 한다. 이러한 요소들은 기업들이 뚜껑 및 마개에서 재활용 원료 함량을 극대화하기 위한 노력을 기울이고 있는 가운데 무엇이 가능한 지에 관한 범위 결정에 더욱 큰 역할을 할 것으로 보인다.

PCR의 사용과 관련해서도 신생수지 설계 단계부터 PCR 사용을 염두에 둬야 한다. 신생수지가 여러 차례 기계적 재활용 과정에서 ‘열 처리 이력’을 거쳐도 중요한 물성을 유지할 수 있도록 개발해야 한다. 현재 상당수의 신생수지는 재활용 과정에서 열을 받으면 물성이 저하되고 휘발성 물질이 발생하는 경향이 있다. 최근 개발한 최신 첨가제들은 재활용 단계의 수지가 신생수지에 버금가는 가공 및 성능을 지니면서도 뛰어난 냄새 및 색상 성능을 발휘할 수 있도록 한다.

Nova Chemicals는 재생원료 비율을 더 높여 사용할 수 있도록 해주고, 재생원료에 대한 시장 수요를 증가시키는 동시에, 기업들이 지속가능성 목표를 달성할 수 있도록 지원하는 재활용 쉬운 신생수지 Surpass를 내놓았다. 재생원료 비율을 더 높이는 이유는 모든 종류의 포장용기에 적용시키기 위해서지만, 뚜껑 및 마개에 적용시키기 위해서는 현재 사용하고 있는 보다 범용성이 큰 생활폐기물 재생원료의 약점을 균형있게 제공할 수 있도록 강점을 지닌 수지가 필요하다. 이상적인 신생수지는 뛰어난 가공성, 응력균열 내성, 그리고 탄산 청량음료 또는 뜨거운 음료 같은 혹독한 조건이 가해지는 뚜껑에 물리력과 자극에도 변형을 주지 않는 인성을 지녀야 한다.

PIR 사용은 최소 이 스크랩이 발생한 곳과 동일한 시설에서 제조공정에 바로 다시 투입되는 것이 가장 일반적이다. 하지만 재생원료의 최종 성능 때문에 사양 미달 등의 이유로 불량 처리되거나 동일 공장에서 재소비할 수 없는 경우에는 재활용업체로 보내지거나 오픈 마켓을 통해 적정 용도로 판매할 수 있다.

재활용성(recyclability)

 

이제까지는 대부분의 뚜껑은 변조 방지나 밀폐 성능 같은 요구를 충족하기 위해 두 가지 이상의 상이한 소재로 만들어 왔다. 하지만 최근에는 온전히 재활용 가능한 PE 단일소재로 전환이 이미 진행중이다. 소비자의 의식 향상 및 재활용 인프라 개선에 따라 재활용의 중요성이 지속적으로 높아지면서 재활용성을 고려한 설계는 브랜드 기업들에게 더욱 중요한 고려사항이 되고 있다.

관계자에 따르면, 뚜껑을 병 용기와 함께 분리배출 하도록 독려하는 ‘캡스온(caps-on)’ 캠페인은 마개가 병과 함께 재활용 시스템으로 선별되도록 하는 가장 좋은 방법이다. 음료 병용기는 일반적으로 PET 소재이고, 단일소재 마개는 PE 소재로 만들어진다. 선별 과정에서 병과 마개를 분리하는 기술이나 시스템이 있기 때문에 이 두 가지 소재의 더욱 깨끗한 재활용 스트림이 보장된다.

이는 비용과 생산 효율성이 여전히 중요한 요소로서, 새로운 재활용 지침 및 관계 법령 등을 통해 최신식 뚜껑 도입의 활성화 및 테더링(마개와 병용기의 연결)이나 재활용 가능한 배리어 수지에 대한 관심 확대를 꾀할 수 있다. 소형 블로우성형 HDPE 병용기의 경우 PE 단일재질 뚜껑을 사용하면 용기 전체가 단일소재로 만들어진다. 동일한 과정에서 재활용할 수 있기 때문에 그 이점도 크다.

오늘날 널리 사용되는 뜨고/가라앉는 방식의 폴리머 분류 재활용 시스템은, 흔히 사용하는 PP 소재로 뚜껑을 만들면 문제가 된다. PP와 PE 모두가 물에 뜨기 때문에 서로 분류하기 어렵기 때문이다. 재활용 과정에서 PE 소재는 상당할 정도로 PP 소재와 섞이기 마련이다.

PET 음료 병용기에서 특히 탄산 청량음료용기의 경우 PE 라이너가 있는 PP 쉘로 만들어지기 때문에 음료 뚜껑이 또 다른 문제가 되고 있다. PET 소재가 가라앉기 때문에 병용기 및 뚜껑 소재는 뜨고/가라앉는 과정을 거쳐 분류가 이루어지지만 이 단계 이후에도 뚜껑 내의 PP와 PE는 분류되지 않는다. 따라서 뚜껑을 PE 단일소재로 만들어야 재활용성이 가장 우수하다.

끝으로 근적외선(NIR) 기술을 활용해 소량의 PP나 PE 소재의 오염물질을 검출할 수 있다. 하지만 아직은 널리 쓰이지 않고 있기도 하고 오염 물질과 본 소재의 비율이 50:50에 가까우면 작동하지 않는다. 정전기를 사용하는 검출은 PP 소재를 PE 소재에서 분류할 수 있는 또 하나의 떠오르는 기술이지만, 아직은 초기 단계에 머물러 있는 실정이다.

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