재활용 가능한 단일 소재 구조는 국내 포장 시장에서 본격적으로 활용되고 있습니다. 하지만 대부분의 적용 분야는 여전히 일부 저·중차단성 분야에 집중되어 있습니다. 고차단성 분야, 심지어 고온 조리의 고차단성 분야에서 재활용 가능한 단일 소재 구조를 어떻게 구현할 수 있을까요? 현재 일부 기업들은 일반적으로 단일 소재를 생산하고 있으며, 이는 재활용 요건을 완전히 충족하는 것일까요? 먼저, 재활용 가능한 단일 소재 구조란 무엇일까요? 재활용 가능한 단일 소재 구조는 국내 시장에서 큰 인기를 누리고 있지만, 일부 기업들은 재활용 인증을 받기 위해 단일 소재 구조를 생산하고 있지만 회수율이 높지 않습니다. 그림 1은 독립적인 전문 평가 및 인증 기관인 "독일 사이클로스-HTP 연구소"에서 제공한 복합 포장재 회수율 시험 데이터를 보여줍니다. 해당 기관은 현재 전 세계적으로 수만 건의 재활용 인증서를 발급했습니다. 중국에서는 후이저우 바오바, 다오코 등 수십 개의 기업이 해당 기관에서 발급한 인증서를 획득했습니다. 이러한 회수율은 전체 구조가 단일 소재 구조와 일치하는 복합 포장재 제품의 시험 결과입니다. 왜 이렇게 큰 차이가 있을까?
유럽 CEFLEX 지침과 독일 Cyclos-HTP 연구소 자료에 따르면, 고순도 소재의 회수율은 다음과 같습니다. 회수율이 가장 높은 단일 폴리프로필렌 필름(PP), 단일 폴리에틸렌 필름(PE), 단일 폴리에스터 필름(PET)입니다. 고회수 폴리올레핀 복합 구조 필름: 재활용 가능하며 복합 구조에는 PA, PVDC, 알루미늄 호일이 포함되어서는 안 됩니다. 비주요 재료 성분(예: 잉크, 접착제, 알루미늄 도금, EVOH 등)의 총 함량은 5%를 넘지 않아야 합니다. 성분 함유 허용량은 개별 함량이 아닌 전체 함량으로, 기업의 제품 설계 과정에서 오류가 발생하기 쉬워 인증 시 회수율이 낮습니다.
진공 증착 공정은 내수성과 내산소성의 이중 차단 기능을 향상시킬 수 있으며, 이는 현재 가장 높은 차단 기능을 향상시키는 방법이기도 하며, 내수성과 내산소성 기능의 비용 대비 성능이 가장 높은 공정입니다. 진공 증착은 모든 리프팅 차단 공정 중 비주요 재료의 비율이 가장 낮은 공정 중 하나입니다. 알루미늄 도금층의 두께는 0.02~0.03μm에 불과하여 매우 작은 비율을 차지하며 재활용 및 재활용 원칙에 영향을 미치지 않습니다. 재활용 가능성을 전제로 가장 널리 사용되는 코팅 공정은 PVA 코팅으로, 내산소성을 향상시킬 수 있습니다. 코팅 공정의 두께는 약 1~3μm로 비교적 적은 비중을 차지합니다. 내산소성 측면에서는 재활용 및 재활용 원칙에 부합하는 비용 효율적인 공정입니다. 그러나 PVA에는 두 가지 명백한 약점이 있습니다. 첫째, 물을 차단하는 데 아무런 효과가 없습니다. 둘째, 물을 흡수하면 내산소성을 잃기 쉽습니다. 재활용이 가능하다는 전제 하에 현재 가장 널리 사용되는 공압출 공정은 EVOH 공압출인 반면, 널리 사용되는 PA 공압출은 재활용 원칙에 부합하지 않습니다. 재활용 원칙에 따라 PA는 금지되어 있으며 EVOH의 최대 비율은 5%를 넘지 않습니다. EVOH 공압출 두께는 약 4~9u이며 주요 재료의 두께에 따라 다르며 EVOH 공압출 공정은 비율이 5%를 초과하기 쉽고 특히 얇은 구조의 전체 두께에서 그 장벽도 두께와 직접적인 관계가 있습니다. 재활용 원칙에 따라 EVOH는 첨가 비율에 의해 제한되며 장벽 개선이 제한적입니다. PVA 코팅과 마찬가지로 EVOH는 산소 저항성을 개선할 뿐 내수성에는 도움이 되지 않습니다. 현재의 일반적인 성숙 기술을 기반으로 BOPP 및 PET 필름은 물과 산소에 대한 최고의 내성을 달성할 수 있습니다. 볼렌 필름은 알루미늄 도금 BOPP 중 가장 높은 장벽이며 이중 장벽은 0.1 이하입니다. 현재, 박막에 세 가지 또는 두 가지 차단 공정을 동시에 적용하여 상호 보완적인 장점을 갖는 성숙한 기술이 존재하며, 이를 통해 더 나은 차단 성능을 달성할 수 있습니다. 현재 성숙한 기술을 기반으로, 주요 재활용 가능 구조물의 높은 차단 특성, 각 구조물의 가능한 회수율, 그리고 가장 큰 이점을 제공하는 적용 시나리오를 아래 표에 정리했습니다.
게시 시간: 2023년 3월 23일