페트병 뚜껑은 바로 이것! 생활 속 친근한 플라스틱 HDPE [우리가 몰랐던 과학 이야기] (91)

출처=e-wiki.org

 
페트병이 PET(Polyethylene Terephthalate)라는 사실은 잘 알고 있을 텐데요. 그렇다면 페트병 뚜껑은 어떤 소재로 만들어졌을까요? 바로 HDPE라는 플라스틱의 한 종류로, 가볍지만 단단하고 환경 유해물질을 발생하지 않은 안전한 소재로 만들어집니다. 오늘은 페트병과 함께 생활 속에서 함께하고 있지만 무심코 지나쳤을 플라스틱 병뚜껑과 HDPE에 대해 알아보도록 하겠습니다. 
 
◆식품 포장재로 사용되는 PE

 
폴리에틸렌(PE)은 말랑말랑하고 잘 늘어나는 성질이 있어 포장 재질로 널리 사용되는 석유화학 제품인데요. 특히 식품류 포장재는 수분을 흡수하지 않고 공기와 접촉을 차단하는 기능을 통해 변질을 최대한 막을 수 있어야 합니다. 또한 인체에 무해한 재질로 만들어져야 하며, 무미·무취이면서 내충격성이 좋아야 합니다. 폴리에틸렌은 공정 방식에 따라 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 나뉩니다. 
 
◆고밀도 폴리에틸렌(HDPE)이란?

출처=한화케미칼 홈페이지

 
LDPE(Low Density Polyethylene)는 방수성과 내구성, 투명성이 우수해 주로 포장용 비닐이나 지퍼백 등으로 가공됩니다. 
 
HDPE(High Density Polyethylene)는 LDPE보다 강성이 짙어 단단하며 불투명한 것이 특징으로, 주로 단단한 플라스틱 용기나 페트병 뚜껑 등으로 쓰이고 있습니다. 물과 수증기, 공기에 대한 높은 방습·방수성, 영하 40도의 저온에서도 우수한 내충격성까지 두루 특징을 지니고 있으며, 내열 온도가 90∼120도로 전자 레인지에서 이용해도 됩니다.  
 
HDPE는 무엇보다 화학성분의 배출이 없고 독성에 매우 안전해 식품 용기나 뚜껑뿐만 아니라 우유병과 영·유아 장난감으로 활용해도 될 만큼 안전성이 뛰어납니다. 
 
◆HDPE와 병뚜껑의 과학

 
HDPE는 생수, 탄산수 등 각종 음료를 담는 플라스틱 병뚜껑에 사용되고 있는데요. 무게는 1~4g이지만 이 속에도 과학이 숨겨져 있습니다. 
 
플라스틱 병뚜껑은 안의 내용물이 밖으로 새지 않도록 단단히 밀봉되어야 하면서도 쉽게 열려야 합니다. 병뚜껑을 회전해 여는 열림 토크가 너무 과다하면 노약자나 어린이는 다루기 힘들며, 반대로 너무 약하면 내용물 보관이 어려울 수 있습니다. 이에 병뚜껑 열림 토크는 70∼180 N·㎝의 힘이 적정한 것으로 규정하고 있습니다.
 
또 병뚜껑은 아주 차가운 냉장고나 고온인 온장고에 보관하더라도 온도에 따른 변화가 없어야 하며, 뜨거운 액체나 탄산에 의한 압력도 견뎌야만 합니다. 
 
◆환경을 생각한 지속가능한 플라스틱

 
HDPE는 강도는 우수하지만 환경 호르몬이 검출되지 않는 무독성 친환경 플라스틱으로 페트병 뚜껑 외에도 다양한 식품 용기에 쓰이고 있습니다. 또한 100% 재활용할 수 있는 소재로, 병에서 플라스틱 뚜껑만 따로 분리·배출해주면 됩니다. 
 
이렇게 우리 삶에 가까이 있는 HDPE는 한화케미칼의 생산 제품 중 하나인데요. 한화케미칼은 1973년 국내 최초로 LDPE을 생산한 이래 우리 생활을 더욱 편리하게 하고 지속가능한 미래를 위한 화학기술을 개발하는 데 연구를 지속하고 있습니다. 
 
한화케미칼 블로거
 
*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.