게시판 > 질답게시판 > 최근에 나오는 Pet 병맥주에 대해서 궁금한게 있습니다

Stefano Stefano

39-08-02 00:00

(1) 질문의 답변을 먼저 드리면...
PET병은 유리병에 비하여 분자내의 조직이 치밀하지 않기 때문에 CO2와 물이 침투하여 달아날 수 있습니다. 이를 억제하기 위하여 Nylon으로 PET에 Lining해서 사용하지만 그래도 장기간 보관시 수분과 CO2가 달아날 수 있습니다.

PET 뿐 만 아니라 다른 고분자물질이나 금속, 유리, 세라믹등도 전자현미경으로 들여다 보면 미세한 구멍이 있고 정도의 차이가 있지만 모두 물질이 확산되어 통과하게 됩니다. 이를 Permeation 현상이라고 하는데 압력차가 높은 경우 혹은 진공도가 높은 경우 용기벽을 통해 증기나 가스가 통과한다고 보는 것이 타당합니다. 재료에 들어있는 구멍(pore)의 크기는 재료의 가공방법에 따라 달라집니다.

재료를 용융상태에서 압연하여 판형으로 만드는 Lamination 공정으로 만들어지는 재료는 Pore의 크기가 현저히 줄어듭니다. 유리병이나 알루미늄의 경우 Blow Molding에의해 제조되는 PET에 비하여 Pore가 현저하게 작아서 CO2나 H2O는 병뚜껑의 Gasket를 통해서 새나가는 양에 비하면 유리병의 벽을 통해서 방출되는 양은 거의 무시할 만합니다.

Permeation Rate가 같다고 해도 PET병은 유리병에 비하여 얇기 때문에 투과율이 더 크다고 볼 수 있으며 뚜껑부분도 유리병에 비하여 누설되기가 쉽게 되어있습니다. PET만으로 맥주를 담으면 크게 돈이될 것이라는 생각으로 개발자들이 연구를 많이 해 봤는데 압력에 취약할 뿐만 아니라 투과량도 많아서 실패를 거듭한 끝에, 벽 두께를 늘이고 Nylon으로 이중벽 형태로 만들어 음료를 담도록 했습니다.

결정구조가 뚜렷한 무기물 결정에는 아주 치밀한 pore만이 존재하기 때문에 이 사이를 분자상내의 물질은 통과할 수 없습니다.

엄밀하게는 물질을 구성하는 원자에 있어서도 원자핵과 전자간의 간격도 원자핵의 약 1800배 되는 정도의 거리는 텅 비어 있습니다. 물론 이 틈새로 뚫고 들어갈 수 있는 물질은 중성자나 양성자 크기 이하의 물질이며 다른 물질은 통과할 수가 없겠지요.

(2) CO2는 새고 H2O는 새지 않는가? 라는 질문에 대한 답변은 물도 새고 CO2도 새지만 CO2가 증기압이 높아서 먼저 달아날 뿐 만 아니라 맥주에 0.4% 정도밖에 들어있지 않아 조금만 달아나도 "김빠진 맥주"가 되겠지요. 이에 반하여 맥주의 주성분인 물은 93%가 되기 때문에 새 나가더라도 그 농도는 크게 변하지 않을 것입니다.

물론 H2O의 분자크기가 CO2 보다는 크지만 증기압이 높은 CO2가 먼저 달아나는 이유로 김빠진 맥주가 되는 것입니다.

분자크기가 작은 물이 CO2보다 투과율이 작을 수도 있습니다. 왜냐하면 PET 분자는 무극성 물질이어서 극성물질인 H2O는 배척하고 비극성물질인 CO2나 Oil 성분을 더욱 잘 빠져나가도록 하는 성질을 가집니다. 이런 성질을 "발수성(拔水性)이라고 하는데 이런성질을 이용해서 천에 발수성 고분자를 도포하여 등산복, 등산화 등을 만들기도 합니다.

분자크기로만 보면 H2O가 가장 작은데 이것이 알콜이나 CO2보다 먼저 증발하여 달아난다고 하면 저장할 수록 CO2나 알콜성분의 농도가 높아져야 하는데 그렇지 않음은 분명히 CO2가 먼저 증발해 달아난다는 것을 알려줍니다.

결론적으로 CO2는 비극성이고 증기압이 높아서 물이나 알콜보다도 먼저 증발해서 달아난다고 봅니다.

(3) 유리병 중에서 맥주병과 소주병의 재활용율이 아주 높다고 합니다. Aluminum Can의 경우 Aluminum을 녹여서 다시 Plate로 만들어 Can으로 회수하기 때문에 에너지 소요가 많습니다. 또 PET병은 그대로는 재활용이 되지 않고 잘게 부수고 Nylon Film을 제거한 다음 PET Pellet로 만들어 회수하여 Bottle을 만들거나 섬유를 만들어 재활용합니다.

따라서 자원 재활용면을 고려하면 유리병을 사용하는 것이 보다 환경친화적입니다.

PET를 분해해서 PET를 만드는 원료인 TPA(Terephthalic Acid)와 EG(Ethylene Glycol)로 회수하는 방법도 있지만 경제성이 좋지 않을 뿐더러, Nylon Film은 화학적으로는 재생이 안되는 것으로 알려져 있습니다.

(1) 질문의 답변을 먼저 드리면...
PET병은 유리병에 비하여 분자내의 조직이 치밀하지 않기 때문에 CO2와 물이 침투하여 달아날 수 있습니다.  이를 억제하기 위하여 Nylon으로 PET에 Lining해서 사용하지만 그래도 장기간 보관시 수분과 CO2가 달아날 수 있습니다.

PET 뿐 만 아니라 다른 고분자물질이나 금속, 유리, 세라믹등도 전자현미경으로 들여다 보면 미세한 구멍이 있고 정도의 차이가 있지만 모두 물질이 확산되어 통과하게 됩니다. 이를 Permeation 현상이라고 하는데 압력차가 높은 경우 혹은 진공도가 높은 경우 용기벽을 통해 증기나 가스가 통과한다고 보는 것이 타당합니다. 재료에 들어있는 구멍(pore)의 크기는 재료의 가공방법에 따라 달라집니다.

재료를 용융상태에서 압연하여 판형으로 만드는 Lamination 공정으로 만들어지는 재료는 Pore의 크기가 현저히 줄어듭니다.  유리병이나 알루미늄의 경우 Blow Molding에의해 제조되는 PET에 비하여 Pore가 현저하게 작아서 CO2나 H2O는 병뚜껑의 Gasket를 통해서 새나가는 양에 비하면 유리병의 벽을 통해서 방출되는 양은 거의 무시할 만합니다.

Permeation Rate가 같다고 해도 PET병은 유리병에 비하여 얇기 때문에 투과율이 더 크다고 볼 수 있으며 뚜껑부분도 유리병에 비하여 누설되기가 쉽게 되어있습니다.  PET만으로 맥주를 담으면 크게 돈이될 것이라는 생각으로 개발자들이 연구를 많이 해 봤는데 압력에 취약할 뿐만 아니라 투과량도 많아서 실패를 거듭한 끝에, 벽 두께를 늘이고 Nylon으로 이중벽 형태로 만들어 음료를 담도록 했습니다.

결정구조가 뚜렷한 무기물 결정에는 아주 치밀한 pore만이 존재하기 때문에 이 사이를 분자상내의 물질은 통과할 수 없습니다.

엄밀하게는 물질을 구성하는 원자에 있어서도 원자핵과 전자간의 간격도 원자핵의 약 1800배 되는 정도의 거리는 텅 비어 있습니다.  물론 이 틈새로 뚫고 들어갈 수 있는 물질은 중성자나 양성자 크기 이하의 물질이며 다른 물질은 통과할 수가 없겠지요.  
  
(2) CO2는 새고 H2O는 새지 않는가? 라는 질문에 대한 답변은 물도 새고 CO2도 새지만 CO2가 증기압이 높아서 먼저 달아날 뿐 만 아니라 맥주에 0.4% 정도밖에 들어있지 않아 조금만 달아나도 &quot;김빠진 맥주&quot;가  되겠지요.  이에 반하여 맥주의 주성분인 물은 93%가 되기 때문에 새 나가더라도 그 농도는 크게 변하지 않을 것입니다.

물론 H2O의 분자크기가 CO2 보다는 크지만 증기압이 높은 CO2가 먼저 달아나는 이유로 김빠진 맥주가 되는 것입니다.

분자크기가 작은 물이 CO2보다 투과율이 작을 수도 있습니다. 왜냐하면 PET 분자는 무극성 물질이어서 극성물질인 H2O는 배척하고 비극성물질인 CO2나 Oil 성분을 더욱 잘 빠져나가도록 하는 성질을 가집니다.  이런 성질을 &quot;발수성(拔水性)이라고 하는데 이런성질을 이용해서 천에 발수성 고분자를 도포하여 등산복, 등산화 등을 만들기도 합니다.

분자크기로만 보면 H2O가 가장 작은데 이것이 알콜이나 CO2보다 먼저 증발하여 달아난다고 하면 저장할 수록 CO2나 알콜성분의 농도가 높아져야 하는데 그렇지 않음은 분명히 CO2가 먼저 증발해 달아난다는 것을 알려줍니다.

결론적으로 CO2는 비극성이고 증기압이 높아서 물이나 알콜보다도 먼저 증발해서 달아난다고 봅니다.

(3) 유리병 중에서 맥주병과 소주병의 재활용율이 아주 높다고 합니다.  Aluminum Can의 경우 Aluminum을 녹여서 다시 Plate로 만들어 Can으로 회수하기 때문에 에너지 소요가 많습니다.  또 PET병은 그대로는 재활용이 되지 않고 잘게 부수고 Nylon Film을 제거한 다음 PET Pellet로 만들어 회수하여 Bottle을 만들거나 섬유를 만들어 재활용합니다.

따라서 자원 재활용면을 고려하면 유리병을 사용하는 것이 보다 환경친화적입니다.

PET를 분해해서 PET를 만드는 원료인 TPA(Terephthalic Acid)와 EG(Ethylene Glycol)로 회수하는 방법도 있지만 경제성이 좋지 않을 뿐더러, Nylon Film은 화학적으로는 재생이 안되는 것으로 알려져 있습니다.

김종표 김종표

39-08-02 00:00

자세한 설명 감사드립니다