다층 포장(MLP)을 위한 혁신적인 재활용 솔루션
다층 포장(MLP)은 뛰어난 보호 특성과 제품 유통기한 연장 능력으로 인해 FMCG 산업에서 핵심 역할을 합니다.이 포장 기술은 다양한 소재의 특성을 결합하여 다양한 기능층을 형성함으로써 뛰어난 방수 및 가스 침투 저항성(산소, 이산화탄소 등)을 발휘합니다.강한 기계적 강도뛰어난 저온 내구성을 자랑합니다. 이러한 특성 덕분에 MLPS는 식품 보호 및 음식물 쓰레기 감소에 탁월한 이점을 제공합니다.
다층 포장재(MLP)는 복잡한 구조 설계로 인해 재활용에 어려움을 겪습니다. 특히 재활용 시스템이 부족한 일부 국가에서는 MLP 폐기물의 재활용이 거의 불가능합니다.인도에서는 효과적인 폐기물 수거 시스템이 부족하여 폐기물 MLP를 효과적으로 재활용하기 어려워 환경과 공중 보건에 위협이 됩니다. 과거에,MLPS는 일반적으로 재활용이 불가능한 것으로 간주되었습니다.다층 구조로 인해, 그리고 다양한 중합체 층의 유동점 차이로 인해 분리가 더욱 어려워졌습니다.
하지만 기술의 발전으로 MLPS 재활용은 더 이상 문제가 되지 않습니다.현대 기술은 MLP가 재활용하기 어렵다는 "신화" 신화를 깨고 MLP 폐기물을 고품질 입자로 전환할 수 있었습니다.가구, 도로 분리막, 병뚜껑, 팔레트 등 다양한 제품 제조에 널리 사용될 수 있으며, 산업 및 가정용품을 포함한 다양한 분야에 활용될 수 있습니다. 이러한 혁신은 불순물 제거, 지능형 선별, 다단계 세척, 2단계 압출 여과, 펠릿화 등 다단계 공정을 포함하는 혁신적인 재활용 기술 덕분에 가능했으며, 이를 통해 MLP 재활용의 품질을 보장합니다. 이러한 기술의 개발은 MLP 회수율을 향상시킬 뿐만 아니라 환경 보호 및 자원 재활용에도 기여합니다.
다층 패키징의 구조 분석
다층 패키징(MLP)은 여러 층의 재료(예: 폴리머, 알루미늄 호일 등)를 다양한 방식으로 결합하여 유연하면서도 안정적인 구조를 형성하는 여러 재료로 구성된 복합 소재입니다. 이러한 구조 설계를 통해 MLP는 다양한 제품의 패키징 요구 사항을 충족하는 데 필요한 차단성, 기계적 강도, 저온 저항성과 같은 다양한 보호 특성을 제공할 수 있습니다. 그림 1은 다층 박막 구조의 일반적인 3층 형태를 보여줍니다. 유연한 다층 패키징의 각 층은 다음과 같은 특정 기능을 수행합니다.
그림 1: 다층 유연 포장 필름 구조의 3층 구조
외부 층: 일반적으로 보프 또는 애완 동물 소재로 준비된 인쇄 표면을 제공하며, 미적인 면과 보호적인 면을 모두 갖추고 있습니다.
차단층: 이 층은 산소와 습기의 침투를 효과적으로 차단하고 포장 식품의 신선도를 유지합니다. 일반적인 소재로는 에보, 나일론, 메트펫, 메트보프, 알루미늄 호일이 있으며, 유연 포장재에 탁월한 차단 특성을 가지고 있습니다.
밀봉층: 저융점 폴리머는 일반적으로 밀봉층으로 사용되며, 가열 시 빠르게 녹아 접착되어 포장재의 여러 층 사이에 강력한 접착력을 형성합니다. 폴리에틸렌은 유연 포장재에서 가장 흔히 사용되는 내부 밀봉 필름 소재입니다.
다층 포장재(MLP)의 층상 키메라 구조는 사용 시 탁월한 성능을 제공하지만, 재활용 시 다소 복잡한 문제를 야기합니다. 이러한 구조는 MLPS가 제품 보호, 유통기한 연장 등에 탁월한 효과를 발휘하도록 하지만, 서로 다른 소재 층을 분리하여 재활용하기 위해서는 더욱 정교한 기술이 필요합니다.
MLP 재활용의 장애물
재료 분리의 어려움: MLPS는 유변학적 특성과 화학적 조성이 서로 다른 여러 층의 재료로 구성되어 있어 재활용 과정에서 효율적인 분리가 어렵습니다. 예를 들어, 폴리에틸렌(체육)과 폴리에틸렌 테레프탈레이트(애완 동물)와 같이 서로 호환되지 않는 폴리머를 혼합하면 회수된 재료의 전반적인 품질이 저하될 수 있습니다.
가공 특성 차이점: MLP 층은 용융 흐름 속도와 열 안정성에 상당한 차이가 있어 각 재료에 맞게 특정 회수 처리 조건을 맞춤화해야 하므로 작업이 복잡해지고 보편적인 회수 방법을 채택하기 어렵습니다.
부적절한 분류 기술: 현재 대부분의 재활용 시설은 수동 작업에 의존하거나 기술이 비교적 뒤떨어져 오염 물질을 정확하게 식별하고 제거하기 어려워 재활용 재료의 순도가 낮아집니다.
수거 시설 부족: 많은 지역에서 MLP 폐기물을 위한 전용 수거 시스템이 구축되지 않아 MLPS 폐기물이 매립지나 소각장으로 가는 경우가 많아 상당한 자원 낭비가 발생합니다.
혁신적인 재활용 기술의 적용
혁신적인 기술은 다음과 같은 일련의 정교한 단계를 거쳐 MLP 재활용의 품질을 보장함으로써 다층 포장(MLP) 재활용에 대한 기존의 관점을 바꾸고 있습니다.
불순물 제거: MLP 폐기물이 회수 시스템에 들어간 후, 먼저 롤링 스크린, 진동 스크린 및 소용돌이 분리기를 통해 유리, 종이, 금속 등의 불순물을 제거하여 후속 회수 공정의 기반을 마련합니다.
지능형 분류: 자외선-가시광선, 근적외선, X선 및 기타 기술을 포함한 고급 일체 포함 분류 기술을 사용하여 비중합체 오염 물질을 자동으로 감지하고 제거하여 분리 효율을 향상시킵니다.
다단계 세척: 건식 세척, 60°C의 고온 알칼리 세척, 60°C의 고속 고온 세척과 같은 다단계 세척 공정을 통해 재활용 재료의 높은 순도가 보장됩니다.
2단계 압출 여과: 200μm 레이저 필터와 150μm 디스크 필터를 갖춘 2단계 압출-진공 탈기 시스템은 휘발성 물질을 제거하고 폴리머 용융물을 더욱 정제하여 회수된 입자의 고품질을 보장합니다.
펠렛화: 마지막으로, 압출 다이 성형을 통해 고품질 PCR-MLP 입자가 생산되며, 이는 산업 및 일상 생활에서 널리 사용될 수 있습니다.
그림 2: MLPS의 전체 재활용 프로세스
재생입자의 응용 전망
재활용이 어렵다는 통념을 깨는 이 기술을 통해 재활용된 PCR-MLP 입자는 다양한 분야에서 폭넓은 응용 가능성을 보여줄 수 있습니다.
장식 제품: 플라스틱 가구, 화분 등 장식 제품을 제조할 때 PCR 소재와 원자재의 비율은 60:40에 달할 수 있는데, 이는 이들 제품에서 재활용 소재의 비율이 상당히 높다는 것을 의미합니다.
기능성 구성 요소: 도로 분리대나 병뚜껑과 같은 기능성 구성 요소의 경우 PCR 비율은 40:60으로, 재활용 소재도 기능성을 유지하면서 어느 정도 천연 소재를 대체할 수 있음을 보여줍니다.
고강도 응용 분야: 코어 플러그 및 바닥 타일과 같이 내구성이 높은 제품에서 PCR 비율은 25:75에 도달할 수 있으며, 이는 고강도 응용 분야에서 재활용 소재의 실행 가능성과 신뢰성을 입증합니다.
또한, 이러한 재활용 입자는 농업용 파이프, 플레이트, 탱크 생산에도 널리 사용되어 플라스틱 자원 재활용의 새로운 가능성을 열어줍니다. 이 기술의 개발은 MLP가 재활용 불가능하다는 기존의 관념을 변화시켰을 뿐만 아니라, 순환 경제 발전을 촉진하고 MLP 폐기물의 효율적인 재활용을 실현하며 환경 보호와 자원의 지속가능한 이용을 위한 새로운 길을 제시했습니다.
그림 3: PCR-MLP 입자의 다양한 응용 분야
