PET 병은 어떻게 제조되나요?
플라스틱 병은 우리 일상생활 곳곳에서 흔히 볼 수 있습니다. 생수병, 탄산음료 병, 식용유, 겨자나 케첩을 담는 용기 등 다양한 식품 용기가 플라스틱으로 만들어집니다. 아시다시피 플라스틱의 종류는 다양하지만, 식품이나 식수를 담는 병을 생산할 때는 제조업체들이 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 선호합니다. 이 소재는 가볍지만 튼튼하고 내구성이 뛰어납니다. 제조업체마다 고유한 제조 방식에 따라 공정이 약간씩 다를 수 있지만, 병을 생산하는 기본적인 방식은 보편적입니다.
원자재
PET는 석유 탄화수소에서 추출한 플라스틱 수지입니다. 생산자는 중합이라는 공정을 통해 긴 플라스틱 분자 사슬을 생성한 후, 여러 화합물과 혼합합니다. 이렇게 생성된 수지를 작은 펠릿으로 잘라 병 제조업체로 보냅니다. 병입 공장에서는 PET 수지 펠릿을 "재분쇄물", 즉 플레이크 형태로 분쇄된 재활용 플라스틱과 혼합합니다. 플라스틱은 반복적으로 가열하면 물리적 특성이 일부 손실되므로 제조업체는 재분쇄물의 사용량을 제한해야 하며, 일반적으로 이 성분을 전체 혼합물의 10%로 제한합니다. 투명 병을 생산하지 않는 한, 혼합물에 염료도 첨가됩니다.
프리폼 제작
압출기는 PET를 녹여 약 섭씨 260도의 온도에서 다시 분쇄합니다. 압출기 내부의 스크류는 PET 혼합물을 압축하여 거의 녹은 재료를 금형에 주입합니다. 이 금형은 병 프리폼(parison)을 생산하는데, 이를 패리슨(parison)이라고도 합니다. 프리폼은 두꺼운 벽의 시험관처럼 생겼으며, 종종 병의 특징적인 스크류 뚜껑을 포함합니다. 프리폼은 블로우 몰더(blow molder)라는 기계로 이동하는 동안 냉각되며, 이 작업을 위해 제조업체에서 지정한 온도까지 다시 올려야 할 수도 있습니다. 필요한 경우, 병 제조업체는 소형 오븐에서 프리폼의 온도를 높입니다.
프리폼 스트레칭
프리폼은 두 부분으로 구성된 금형에 들어가 주변을 둘러싸고 있습니다. 이 금형의 내부는 완성된 병과 똑같은 모양입니다. 내부에는 긴 바늘이 프리폼을 통해 위로 밀어 올려지고, 프리폼은 나사 끝이 아래로 향하도록 매달려 있습니다. 바늘은 프리폼을 금형 위쪽(병의 바닥이 될 부분)으로 밀어 올리면서 동시에 프리폼에 충분한 가압 공기를 분사하여 금형 측면에 밀착시킵니다. 이러한 연신 블로우 성형 공정은 병의 완전성과 일관된 모양을 유지하기 위해 신속하게 이루어져야 합니다. 블로우 성형 과정에서 병에 별도의 바닥 부분을 용접하는 제조업체도 있고, 프리폼과 병의 나머지 부분을 함께 사용하여 바닥 부분을 만드는 제조업체도 있습니다.
냉각 및 트리밍
병은 거의 즉시 냉각되어야 합니다. 그렇지 않으면 중력에 의해 가열된 상태에서 아래로 미끄러져 내려가면서 모양이 변형됩니다. 어떤 제조업체는 냉수나 액체 질소를 금형에 순환시켜 병을 냉각시키고, 어떤 제조업체는 실온의 공기를 주입하여 병을 냉각합니다. 일반적으로 금형을 사용하면 깨끗한 병이 만들어지지만, 두 금형의 절반이 만나는 병 이음새 부분에 약간의 플래싱(flashing) 현상이 발생할 수 있습니다. 이 경우 작업자는 여분의 재료를 잘라내어 재분쇄재에 추가합니다. 이것이 바로 PET 병이 제조되는 기본적인 방식입니다.
다른 플라스틱에 비해 PET는 재활용률이 높습니다. 인도에서는 매일 약 13억 개의 PET 병이 생산되고 있으며, 정부에 따르면 이러한 사용된 병의 약 80%가 수거되어 재활용되고 재사용되어 새로운 PET 병을 만듭니다. 인도의 소비 증가율에 따라 PET 병 생산량은 앞으로 더욱 증가할 것입니다.