플라스틱 포장재료
1. 플리스틱 정의 및 종류
(1) 플라스틱(plastic)의 정의 (KS A 1006)(=합성수지)(resin)
- 고분자물질을 주원료로 하여 인공적으로 유용한 모양으로 만들어진 고체 (다만, 섬유, 고무, 도료, 접착제 등은 제외)
(2) 플라스틱 종류
- 결정성과 비결정성 플라스틱
- 두께 0.25mm미만 플라스틱 필름(film) 두께 0.25mm이상 플라스틱 시트(sheet) - 열가소성과 열경화성 플라스틱
2. 플라스틱 용기의 일반적 특징
(1) 타 재료에 비해 형상이 자유롭고, 상품설계의 폭이 넓음 (상품설계성) (2) 유연재질에서 경질까지 다양한 종류의 수지가 있음 (재료 종류의 다양성) (3) 경량이지만 어느 정도의 강도(충격, 낙하 등)가 확보 (경량, 강인성) (4) 투명성, 착색성 등을 자유로이 선택 (투명성, 착색성)
(5) 내충격성, 내부식성, 내약품성이 우수 (충격성, 내약품성, 내부식성) (6) 전기절연성이 우수 (전기전열성)
(7) 내열내한성, 단열성 우수 (내열성, 단열성) (8) 방습 방수성이 우수 (내수성)
(9) 복잡한 형상이라도 단일공정 가능 (공정단순성), 밀봉용이성, 경제성
3. 플라스틱 용기의 일반적인 단점 (1) 일반적으로 내열성, 내압성이 낮음
(2) 통기성, 투습성이 있지만, 많고 적음이 존재 (3) 가연성이 있고, 위험물 포장에 법적 제한 (4) 대전이 쉽고 먼지 부착 용이
(5) 크립성이 있고, 상처가 나기 쉽고, 중량감이 떨어짐 (6) 냉간 가공성이 떨어지고, 생산성이 금속캔보다 떨어짐
4. 포장재료로서 플라스틱의 주요 성질
(1) 보호/보전성 : 물리적강도, 배리어성, 안정성
(2) 편의성 : 개봉용이성, 재봉함성, 보관성, 레인지적성, 유니버설디자인 등 (3) 상품성/정보성 : 디스플레이성, 광택성, 투명성, 인쇄적성, 표시성, 표준화 등 (4) 안정/위생성 : 무미, 무취, 무독, 변패 등
(5) 생산작업성 : 포장작업성, 기계작업성
(6) 환경성 : 폐기물처리성, 리사이클링성, 리터너블성 (7) 경제성 : 가격, 양산안전공급성, 생산성, 수송보관성 등
５. 열가소성 플라스틱(thermo plastics)
- 가열 연화 à 유동 / 냉각하면 다시 경화, 화학적 변화 없음 (상온에서 결정성/비결정성이 있음)
(1) PE(Polyethylene)(폴리에틸렌) (2) PP(Polypropylene)(폴리프로필렌) (3) PS(Polystyrene)(폴리스틸렌)
(4) PET(Polyethylene Terephthalate)(폴리에스테르) (5) Ny(Nylon)(나일론) = PA(Polyamide)
(6) PVC (Polyvinyl Chloride)(염화비닐수지)
(7) EVA(Ethylenevinyl Alcohol)(에틸렌비닐 알코올)=EVOH (8) Ionomer (아이오노머)
６. 열경화성 플라스틱(Thermoset plastics)
- 저분자 (가열) à 고분자(경화) : 화학적 변화 발생 - 높은 온도로 가열하면 유동성이 생기지 않고 분해 (1)요소수지(Urea-Formaldehyde resin)
(2)페놀수지(Phenol-Formaldehyde resin) (3)멜라민수지(Melamine-Formaldehyde resin) (4)에폭시수지(Epoxy resin)
(5)불포화 폴리에스테르(PET)
７. 친수성 플라스틱 (hydrophilic plastics)
(1) 물에 대한 친화성이 좋은 수지 (PA, PVA, PVC, PVDC, 셀로판 등) (2) 일반적으로 가스배리어성, 내유성, 잉크 등의 접착성 우수
(3) 수분투과성이 큼 (PVDC 제외)
８. 소수성 플라스틱 (hydrophobic plastics)
(1) 물에 대한 친화성이 나쁜 수지 (PE, PP, PS 등) (2) 내수성, 수분배리어성 우수 (PS 제외)
(3) 가스배리어성 낮고, 잉크 접착성이 떨어짐
9. 플라스틱 성형용기의 종류와 용도 (1) 보틀 (bottle)
- 주로 액체(식품)포장 (청량/알코올/유산균음료/조미료/생활용품/의약품 등) (2) 튜브 (tube)
- 비교적 점도가 높은 제품을 가공 사용 (고추장, 치약, 팩, 연고, 크림, 접착제 등) (3) 컵 (cup)
- 거의 식품용도 (칠드식품/냉과/아이스크림/된장/마가린/라면/컵스프 등) (4) 트레이 (tray)
- 바닥이 비교적 낮은 화분형상의 성형품 (계란/도시락/어육/생선/고기/소채류 등) (5) 컨테이너 (container) - crate
- 사출성형용기로 각종 물품을 담아 운반 용도
10.범용 플라스틱의 특징 - PE(폴리에틸렌) (1) 원유->나프타->에틸렌->(중합)->PE
(2) 밀도에 따라 저밀도(LD) PE와 고밀도(HD) PE로 구분
(3) 포장지는 LDPE, 신축성, 충격에 강하고 가공이 용이, 식품 포장봉투, 쇼핑백 (4) 약품과의 반응성이 낮아 각종 약을 포장하는 용기로 이용
11. PE(폴리에틸렌)
(1) 저밀도 폴리에틸렌(Low Density PE) : 0.910 - 0.925 (2) 중밀도 폴리에틸렌(Medium Density PE) : 0.926-0.940 (3) 고밀도 폴리에틸렌(High Density PE) : 0.941-0.965
12. LDPE(저밀도폴리에틸렌) 장·단점 (1) 장점
- 밀도: 0.910-0.925, 방습성, 내수성, 내약품성 우수
- 내한성 우수, 무독, 무취, 무미, PE 종류 중 투명성 가장 우수 - 값싸고 범용성 우수
(2) 단점
- 산소투과도가 크다, 단체필름으로 식품포장에 부적합 - 내유성, 내열성이 떨어짐, 인쇄적성이 떨어짐
- 자동포장기계적성이 떨어질 수 있음
13. HDPE(고밀도폴리에틸렌) 장·단점 (1) 장점
- 밀도: 0.941-0.965, LDPE에 비해 방습성, 내수성 우수 - 내약품성, 내유성, 내열성도 비교적 양호
- 내한성 우수, 무독, 무취, 무미
- 성형가공성, 열봉합성 우수, 소각시 탄산가스와 물로 변화 (2) 단점
- 산소투과도가 크다, 투명성이 나쁘다.
- 내유성, 내열성이 떨어짐, 인쇄적성이 떨어짐 - 소각시 발열량 크다.
14. 범용 플라스틱의 특징 - PP(폴리프로필렌)
(1) 폴리에틸렌에서 탄소원자를 하나 더 가지고 있음 -> 폴리에틸렌의 형제?
(2) 폴리에틸렌과 함께 음식 포장용기를 만드는 주요 소재로 이용
(3) 열에 잘 견디고 투명성이 좋아 각종 케이스, 화장품용기, 의류포장에 쓰임 (4) 폴리프로필렌은 포장용 접착테이프로 사용
(5) 압출, 사출성형, 진공성형 등이 우수하며, 대부분의 플라스틱 박스에 쓰임
15. PP(폴리프로필렌) 장·단점
(1) 장점
- 밀도: 0.88-0.91, 방습성, 내수성, 내유성 우수 - 내약품성, 내스트레킹성 우수
- PE보다 내열성이 양호하여 열탕, 증기살균 가능 - 투명성, 광택성, 휨강도 우수
- 무색, 무미, 무취로 식품포장에 적합, 값이 싸다 (2) 단점
- 내후성, 내한성이 떨어짐, 열봉합 온도가 높다 - 산소투과도가 약간 크다, 인쇄적성이 약간 떨어짐 - 소각시 발열량 크다.
16. 범용 플라스틱의 장점 – OPP (Oriendted PP)
(1) PP를 가공해 만든 필름, PP보다 충격에 강하고 습기에 무척 강함
(2) 냄새나 독성이 없어 위생적이어서 음식 포장에 적합, 과자나 라면 포장재로 이용 (3) 필름막에 결로현상 방지용으로 물이 묻으면 안되는 야채나 과일 포장재로 이용 (4) 포장지 표면에 인쇄가 잘됨, 아이스크림, 초콜릿 등 고급 포장지로 이용
(5) 알루미늄을 더하면 광택이 좋아지면서 가스나 물기의 차단력이 더 우수해짐
17. 범용 플라스틱의 장점 – OPP (Oriendted PP) - 투명성이 우수하다
- 방습성, 기계적적성 양호 - 인쇄적성이 비교적 좋다 - 일반 식품포장이 많이 사용 - 표면필름 중 가격이 비교적 싸다 - PVDC코팅하여 차단필름 사용
18. 범용 플라스틱의 특징 - PS(폴리스틸렌)
(1) GPPS(General purpose PS) : 일반용(투명하고 충격에 약함) (2) HIPS(High impact PS) : 내충격강도 보강
(3) EPS(Expanded PS) : 발포(완충재)
(4) PSP(PS Paper) : EPS를 필름, 시트 형태로 한 페이퍼
(5) 열성형성, 광택성, 휨강성, 표면경도 우수하나 내열, 내유성은 떨어짐 (6) 두부용기, 음료용 컵, 과자트레이등에 사용
19. PS(폴리스틸렌) 장·단점 (1) 장점
- 밀도: 1.04-1.09, 치수안정성, 휨강성 우수 - 성형가공성 우수, 인쇄적성, 열봉함성 양호 - 진공증착성 우수
(2) 단점
- 내충격강도 약함, 내습성, 산소차단성 떨어짐
- 내유성, 내약품성, 내스트레스 크레킹성 나쁨 - 먼지부착 쉬움
20. PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 장·단점 (1) 장점
- 밀도: 1.31-1.40, 연신에 의한 방습성, 산소 차단성, 보향성 우수 - 휨강성, 내마모성 우수, 기계적 강도는 분자배향으로 개량가능 - 투명성, 표면광택 양호, 충격에 강함, 소각 시 유독가스 발생 없음 - 내스크립성 우수, 탄산음료 등 내압용기로 우수
(2) 단점
- 내열성, 내약품성 약간 떨어짐, 인쇄적성 약간 떨어짐 - 융점이 높아 사출성형, 압출성형 등 용융시 주의 요망 - 성형시 열수축, 치수안정성 주의 요망,
- 흡습시 사출, 압출성형 시 기계적강도 저하가능성 있음 - 감압변형에 약하다.
