효성에서 2리터 용량의 PET 보틀로는 국내에서 가장 가벼운 초경량 PET 보틀을 개발해 조만간 생수 제품에 적용될 예정이다.

이번에 개발된 생수용 2리터 용량의 PET 보틀은 51g의 기존 중량에서 43g으로 무게를 대폭 줄여 무려 20%에 이르는 초경량화를 실현하였다. 효성의 초경량화 PET 보틀의 개발은 PET 보틀의 단순한 중량만을 줄인 것이 아닌 PET 보틀의 성능도 한층 향상시켰다는데 기술적인 의미가 크다.

PET 보틀의 바디 강도(side wall strength)는 기존의 일반 PET 보틀에 비해 향상시켰으며, 위에서 받는 하중(top load)은 기존의 중량과 동등하게 설계되어 있다.

이같은 PET 보틀의 초경량화와 성능향상을 가져올 수 있었던 배경에는 효성에서 구축한 구조 해석을 응용한 PET 보틀 설계기술이 크게 작용하였다.

구조해석 연구를 통한 최적화 설계

효성의 PET 보틀 경량화에 대한 노력은 이미 오래전부터 진행되어 왔다. 지난 2001년부터 PET 보틀 설계에 구조 해석을 응용할 수 있도록 이를 테마로 선정하고 관련 시스템을 갖추기 시작했다.

PET 보틀 구조해석을 통한 시물레이션 공정

이후 2002년부터 2004년까지 PET 보틀의 종류에 따른 디자인의 조사, CAD를 이용한 최적의 디자인 선정 등을 진행하였으며, 그 결과로 생수 보틀에 대한 감량화가 본격적으로 이루어지기 시작하였다. 당시에도 500ml 용량의 PET 보틀을 21g에서 17g으로, 2리터 용량의 PET 보틀을 53g에서 51g으로 감량화를 진행시켰다.

이후 효성에서는 2005년부터 구조해석을 응용한 PET 보틀의 개발을 본격적으로 진행하여 상온 PET 보틀 뿐만 아니라 내열/내열압 PET 보틀에 대한 디자인 최적화 연구도 진행하였다. 그 결과 1.5 리터 용량의 내열압 PET 보틀을 61g에서 54g으로, 500ml 내열 PET 보틀을 33g에서 29g으로 감량하는 결과를 얻었다.

이번에 개발이 완료된 2리터 용량의 생수용 PET 보틀 감량은 기존의 감량 기술에서 한 단계 업그레이드 된 획기적인 감량화 기술을 보여주고 있다. 감량화의 폭이 그 동안 해왔던 작업에 비해 획기적으로 향상시킨 것은 물론 PET 보틀이 갖추어야 할 기능의 구현도 동등하게 유지하고 있다는 점은 그 동안의 효성의 감량화 기술의 축적이 진가를 발휘하고 있음을 보여준다.

환경 부담 줄이는 친환경성 획득

효성의 이번 2리터 용량의 생수용 PET 보틀의 감량화는 기존 중량 대비 20% 감량화라는 세계적으로도 쉽지 않는 기술적 성과로, 사용되는 재료의 감소를 통해 환경 부담의 경감은 물론 온실가스의 배출량을 감소시키는 효과도 함께 거둘 것으로 전망된다.

PET 보틀 경량화를 통한 환경배려 효과

특히, 컴퓨터 시스템을 응용한 구조 해석 연구를 통해 PET 보틀의 디자인 최적화의 개발로 큰 폭의 감량화를 가능하게 했다는 점에서 앞으로의 개발 가능성도 높게 점쳐지고 있다.

효성에서는 이번 2리터 용량의 생수용 PET 보틀 감량화 기술을 기반으로 하여 앞으로 내열/내열압 보틀의 감량화도 지속적으로 추진해 나갈 계획이다.

이번 생수용 2리터 용량 PET 보틀 감량화를 주도적으로 진행해온 효성기술원 생산기술연구소 김정곤 팀장은 “소형병에 비해 대형병의 감량화가 훨씬 어려운 만큼 앞으로 500ml 등 소형병에서도 이번 감량화와 같은 비율로 줄여 나갈 수 있을 것”이라며 “지속적으로 PET 보틀의 감량화 노력으로 앞으로 30g대 까지 가능할 것”이라고 전망하였다.

컴퓨터 프로그램을 통한 PET 보틀 설계 시물레이션 작업 모습

효성에서는 이번에 개발한 초경량 2리터 PET 보틀이 조만간 생수 제품에 적용되어 시장에 선보일 것이라고 밝혔다. 특히, 대용량 보틀의 문제였던 보틀을 잡을 때 한손으로 쥐기 힘들었던 문제도 디자인을 통해 쥐기 쉬운 그립형태를 갖추고 있다.

이는 소비자들에게 제품 사용의 편리성을 함께 전달해 제품의 이미지 향상에도 크게 기여할 것으로 기대되는 부분이다.

전세계적으로 PET 보틀의 감량화에 대한 노력이 지속되고 있다. 세계적인 PET 보틀 성형 기업들은 앞 다투어 자신들의 감량화 개발에 대해 홍보해 왔다. 이러한 PET 보틀의 감량화 추세는 앞으로도 지속적으로 이어질 것으로 전망되고 있다.

효성의 이번 초경량화 PET 보틀의 개발은 PET 보틀 시장의 세계적 흐름에 높은 가능성을 보여주고 있다. 게다가 PET 보틀이 갖추어야 할 구조적 특성까지 유지하고 있다는 점은 높이 평가받을 것으로 예상된다.

홍순우 기자/ kip@packnet.co.kr