PET 중심 복합재질 구조를 PP 중심으로 전환하기 위한 핵심 기술…

재활용성을 넘어 고속 포장기계 적성까지 확보해야

EU 포장 및 포장폐기물 규정(PPWR)이 본격적으로 적용되면서 연포장재 산업의 변화가 소재 단계에서부터 시작되고 있다. 단순히 기존 포장재에 대한 시험 성적서나 기술 문서(TD)를 준비하는 차원을 넘어, 재활용이 어려운 복합 재질 구조 자체를 PP 단일 재질 중심으로 바꾸기 위한 기술 개발이 본격화되고 있는 것이다.

최근 스위스의 연포장재 전문 기업 TPL(Transparent Paper Ltd.)은 고온 및 고속 가공에 적합한 내열성 BOPP 필름을 새롭게 선보였다. 이번 제품의 핵심은 단순히 열에 강한 OPP 필름이 개발됐다는 데 있지 않다. 그동안 PP 단일 재질 연포장 전환을 어렵게 했던 내열성과 치수 안정성, 고속 포장 기계 적성의 한계를 개선함으로써 기존 PET 중심의 복합 재질 구조를 PP 중심 구조로 바꿀 가능성을 높였다는 데 의미가 있다.

TPL 필름 기술 관련 이미지

<기사 참조 및 이미지 출처: TPL, 패키징 저널>

PP 단일 재질 전환의 걸림돌은 소재의 기계 적성이었다

연포장재를 PP 단일 재질로 전환해야 한다는 방향에는 대부분 공감한다. 그러나 실제 포장재 생산과 포장 공정에서는 재질을 PP로 통일하는 것만으로 문제가 해결되지 않는다.

PET 필름은 우수한 내열성과 치수 안정성, 기계적 강도를 갖추고 있어 인쇄, 드라이 라미네이션, 제대 및 고속 자동 포장 공정의 외층재로 널리 사용돼 왔다. 열이 가해지는 공정에서도 필름의 변형과 수축이 상대적으로 적고, 고속으로 운전되는 포장기에서도 안정적인 장력과 인쇄 정합성을 유지할 수 있기 때문이다.

반면 BOPP를 외층재로 적용하면 열에 의한 수축이나 변형, 주름, 장력 변화, 인쇄 정합 불량 등이 발생할 가능성이 있다. 포장기의 실링 온도와 운전 속도가 높아질수록 이러한 문제는 더욱 커질 수 있다.

결국 PP 단일 재질 연포장의 가장 큰 걸림돌은 “PP로 만들 수 있는가”가 아니라, “기존 PET 복합 구조와 같은 수준의 생산성과 포장 성능을 유지할 수 있는가”였다.

내열성 BOPP, PET를 대체할 가능성을 높이다

TPL이 공개한 CTF-K414, CRF-K414 및 무광 타입 DTF-K414는 고온 공정과 고속 포장 설비에서의 안정적인 가공을 목표로 개발된 BOPP 필름이다. 제조사는 제어된 선형 수축과 양면 표면 처리, 최적화된 마찰 계수 및 고온 슬립성 등을 통해 열이 가해지는 공정에서도 필름의 형태와 가공 안정성을 유지할 수 있다고 설명한다.

특히 대형 포장백, 고온 충전 포장, Bag-in-Box 및 고속 FFS(Form-Fill-Seal) 포장 설비와 같이 필름에 높은 열적·기계적 부하가 발생하는 분야를 적용 대상으로 제시하고 있다.

제조사 제품 자료에는 일부 제품의 내열성이 약 160℃ 수준으로 제시돼 있다. 다만 실제 적용 가능 온도는 필름 두께와 장력, 열 노출 시간, 실링 방식, 포장 속도 및 라미네이션 구조에 따라 달라질 수 있다. 따라서 표시된 내열온도만으로 적용성을 판단하기보다 실제 포장 라인에서의 기계 적성과 포장 성능을 검증해야 한다.

그럼에도 이번 제품이 주목되는 이유는 분명하다. 기존에 PET 필름이 담당하던 내열성과 형태 안정성의 일부를 BOPP가 대신할 수 있다면, PET/PE나 PET/CPP 등의 이종 재질 복합 구조를 BOPP/CPP 또는 BOPP계 중심의 PP 단일재질 구조로 전환할 수 있는 기술적 가능성이 커지기 때문이다.

PPWR 대응은 결국 소재와 포장 구조의 변화, 바로 포장재 변경이다

PPWR 대응을 시험 성적서, 기술 문서 또는 적합성 선언서 작성의 문제로만 바라봐서는 안 된다. 기존 포장재가 재활용에 불리한 구조라면 아무리 형식이 잘 갖춰진 기술 문서를 작성하더라도 포장 자체의 문제는 해결되지 않는다.

특히 연포장재 분야는 서로 다른 소재의 기능을 결합해 제품 보호성, 차단성, 인쇄성, 실링성 및 기계 적성을 확보해 왔다. 그러나 이러한 다층·복합 재질 구조는 사용 후 분리가 어렵고 기계적 재활용을 방해할 수 있다.

PPWR 시대에는 필요한 기능을 유지하면서도 재질의 복잡성을 줄이고, 재활용 공정에 적합한 구조로 포장을 다시 설계해야 한다. 이를 위해서는 원단부터 접착제, 잉크, 코팅제, 배리어층과 실란트 필름에 이르기까지 연포장재를 구성하는 모든 소재가 함께 변화해야 한다.

재활용성과 고속 생산성을 동시에 확보해야 한다

PP 단일 재질 포장이라고 하더라도 생산 현장에서 사용할 수 없다면 상용화될 수 없다. 포장재의 재활용성을 높이기 위해 포장 속도를 낮추거나 불량률이 증가한다면 기업이 이를 지속적으로 적용하기 어렵다.

따라서 앞으로의 단일 재질 포장 기술은 재활용성 뿐만 아니라 다음과 같은 기존 포장 성능을 동시에 충족해야 한다.

고속 포장 라인에서 안정적으로 이송돼야 하고, 실링 열에 의한 수축과 변형이 없어야 한다. 인쇄와 라미네이션 공정에서 정확한 정합성과 접착력을 유지해야 하며, 내용물을 보호하는 차단성과 물리적 강도도 확보해야 한다. 포장재를 얇게 만들더라도 파손이나 누설, 유통기한 저하가 발생해서는 안 된다.

결국 PPWR 대응 소재의 경쟁력은 단순히 “PP로 만들어졌다”는 데 있지 않다. 재활용성을 높이면서 기존 복합포장이 수행하던 기능과 고속 생산성을 어느 수준까지 구현할 수 있는가가 핵심 경쟁력이 된다.

유럽은 이미 PPWR 이후의 포장재를 개발하고 있다

이번 사례는 유럽의 소재 기업들이 PPWR을 어떻게 바라보고 있는지를 보여준다. 규정의 세부 기준이 모두 확정되기를 기다리는 것이 아니라, 향후 강화될 재활용성 기준을 예상하고 기존 포장재의 한계를 해결할 소재를 먼저 개발하고 있다.

PPWR의 시행은 기존 포장재에 시험 성적서를 붙이는 과정이 아니다. 재활용이 어려운 포장을 재활용 가능한 방향으로 바꾸고, 그 과정에서 발생하는 내열성·차단성·접착성·실링성 및 기계 적성의 문제를 소재 기술로 해결하는 산업 전환이다.

국내 연포장재 기업도 이제 “현재 포장재로 어떤 시험을 받을 것인가”에서 한 단계 더 나아가야 한다. 기존 PET 중심의 복합구조를 어떤 PP 중심 구조로 바꿀 것인지, 전환 과정에서 발생하는 성능 저하를 어떤 소재와 기술로 해결할 것인지 준비해야 한다.

내열성 BOPP 필름의 등장은 하나의 신제품 출시가 아니다. 이는 PPWR 시대의 PP 단일재질 연포장 전환을 가능하게 하는 고기능성 기반 소재의 등장이며, 앞으로 포장산업의 경쟁이 기술문서 작성보다 먼저 소재와 포장구조의 변화에서 시작된다는 중요한 신호이다.

PPWR 대응은 기존 포장을 설명하는 데서 끝나지 않는다. 규정에 맞는 포장으로 소재부터 바꾸는 일이다.

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