개요
후타무라(Futamura)는 식품 포장 시장용 재생 및 퇴비화 가능 셀룰로스 필름을 생산하는 기업입니다. 후타무라의 NatureFlex™ 브랜드는 다양한 퇴비화 가능 포장 필름군으로, 책임 있는 관리를 통해 수확한 목재 펄프로 만들어집니다.
도미노 프린팅 사이언스(도미노)와 Futamura는 NatureFlex 퇴비화 가능 필름 제품용 레이저 마킹의 적합성을 평가하여, 식품 포장 고객에게 무프린트 포장용 코딩 및 마킹 솔루션을 제공하기 위해 협업했습니다.
초기 적합성 테스트를 마친 뒤에 도미노의 D-Series CO2 레이저를 사용하여 NatureFlex 퇴비화 가능 필름에 깨끗하고 선명한 흰색 코드를 마킹했습니다. 이는 원 필름의 무결성에 영향을 주거나, 화학 구성을 변경하거나, 수분 차단 특성에 영향을 주지 않았습니다.
요약 정보
- 1947년 일본에서 설립된 후타무라는 전 세계에 1,500여 명의 직원을 보유한 글로벌 기업입니다. 후타무라는 일본, 영국, 미국에 셀룰로스 필름 생산 사업장을 두고 있습니다.
- 제과, 스낵, 신선 식품, 차, 커피를 비롯한 식품 및 음료 산업에 Futamura의 NatureFlex 필름이 사용됩니다.
- NatureFlex 필름은 목재 펄프로 제작되며, 이는 책임 있게 관리되는 산림에서 생산됩니다.
- NatureFlex 필름은 BS EN13432를 포함한 모든 산업용 퇴비화 글로벌 표준에 부합하도록 제작됐으며, OK Compost Home 표준에 따라 가정용 퇴비화 가능 제품으로도 인증됐습니다.
프로젝트 배경
최고의 코딩 및 마킹 솔루션을 기업에 제공하려면 새로운 포장 트렌드에 대한 깊은 지식이 필요합니다. 함부르크의 도미노 레이저 아카데미에서는 전문가들이 새로운 제품 재질을 끊임없이 연구하고 실험하고 있습니다.
도미노 레이저 아카데미의 팀 리더 Stefan Stadler 박사는 “고객 요청과 자체 조사를 통해새로운 포장 재료를 분석하는 데 많은 시간을 할애합니다.
현재 재활용 플라스틱에 대한 새로운 유럽 규제로 인해 테스트로 보낸 식품 포장 샘플의 약 95%가 PCR(Post-Consumer Recycled), 즉 재활용 가능 플라스틱입니다. 저희는 현재 이러한 유형의 재질을 처리할 수 있는 다양한 F-Series 파이버 및 U-Series UV 레이저 솔루션이 있습니다.
하지만 앞으로 퇴비로 분해가 가능한 솔루션에 대한 요구가 더욱 늘어날 것으로 예상합니다. 따라서 고객에게 조언을 드리고 새로운 재질에 대한 솔루션을 제공할 수 있는 준비를 갖추고 있습니다."고 설명했습니다.
이러한 목표에 따라 도미노의 레이저팀은 후타무라의 시장을 선도하는 NatureFlex 셀룰로스 필름 샘플을 확보하여, 제조업체가 생산 라인에서 이러한 새로운 재질을 활용할 때 가장 적합한 도미노의 레이저 마킹 솔루션을 찾아냈습니다.
퇴비화 가능 필름의 마킹 요건
NatureFlex 필름은 갈수록 늘어나는 친환경 포장에 대한 수요를 충족시키기 위해 식품 포장 분야에서 사용할 수 있도록 개발되었습니다. 이 필름은 BS EN13432를 포함한 모든 산업용 퇴비화 글로벌 표준에 부합하도록 제작되었으며, OK Compost Home 표준에 따라 가정용 퇴비화 가능 제품으로 인증됐습니다.
일반적으로 NatureFlex는 과일과 채소 같은 신선 식품에 사용되며 음식물 쓰레기나 채소 껍질을 퇴비화하기 위해 포장지로도 활용될 수 있습니다. NatureFlex 필름은 제과와 커피 및 차 같은 상온 보관 식품 및 음료의 판지 용기 내 라이너로도 널리 사용됩니다.
기존 플라스틱 필름에 대한 정확한 마킹 요건은 용도에 따라 다르며, 종종 제품의 외부 포장에 필름이 사용되는 경우에만 코드를 마킹하면 됩니다. 하지만 NatureFlex 같은 퇴비화 가능 제품의 경우, 브랜드는 소비자에게 올바른 포장 폐기 방법을 알려주기 위해 내부 필름과 외부 필름에 직접 마킹해야 할 수 있습니다.
영국 후타무라 EMEA의 비즈니스 개발 관리자인 Amaia Cowan은 “브랜드는 항상 포장을 통해 소비자와 소통할 수 있는 방법을 찾고 있습니다. 후타무라의 모든 NatureFlex 필름은 산업용 및 가정용 퇴비화 처리에 대한 적합성을 인증 받았습니다. 많은 고객들이 소비자에게 최종 포장재의 인증 여부와 추가 폐기 처리 정보를 알리기 위해 해당 정보를 필름에 표시하고 싶어 합니다.”라고 설명하였습니다.
NatureFlex 연질 필름에 레이저로 메시지를 마킹하는 옵션은 퇴비화 가능한 재질에 별도의 재료를 추가하지 않아도 되므로 간편하게 최종 포장 인증을 받을 수 있는 매력적인 방법입니다.
도미노가 적합한 솔루션을 선택한 방법
도미노의 코딩 전문가는 여섯 가지 버전의 NatureFlex 퇴비화 가능 필름을 분석하여 어떤 레이저 코딩 솔루션이 추가 적합성 테스트에 가장 적합한지 결정했습니다.
Stadler는 “우선 재질에 분광 분석을 실시하여 재질과 가장 상호 작용이 우수한 빛 파장을 결정했습니다. 이를 통해 추가 테스트할 레이저를 결정할 수 있었습니다.
분광학은 재질이 레이저에 어떻게 반응하는지 알아보는 분석 기법으로서 이를 통해 D-Series CO2 레이저 마킹기가 NatureFlex 퇴비화 가능 필름에 적합하다고 판단할 수 있었습니다.”라고 설명했습니다.
다음으로 도미노의 D120i CO2 레이저 마킹기를 이용하여 샘플에 마킹했습니다.
Stadler는 “재질 최상단에 코드를 에칭하고 마킹하는 PET 병 레이저 마킹과 효과가 비슷할 거라고 예상했습니다. 결과적으로 레이저로 필름의 색깔을 바꾸고, 선명한 흰색 코드를 마킹했습니다.”라고 설명을 덧붙였습니다.
이후 필름에 대해 추가 적합성 테스트를 실시하여 판독 가능한 코드를 마킹하기 위해 필요한 최소 레이저 강도와 마킹 속도를 확인했습니다. 결과는 훌륭했습니다. 도미노의 최저 출력 CO2 레이저인 D120i는 단 40%의 레이저 출력으로 고속 생산 시에도 필름에 마킹할 수 있었습니다.
Stadler는 “NatureFlex 고객이 사용하는 것과 같은 일반적인 연질 필름 분야에는 최대 마킹 속도가 중요하지 않습니다. 하지만 분석에 따르면 필요한 경우 고속으로 D120i를 사용하여 NatureFlex 필름에 효과적으로 마킹할 수 있습니다.”라고 말했습니다.
레이저가 필름에 손상을 주지 않기 위한 도미노의 조치
도미노는 D120i로 마킹한 NatureFlex 필름을 3D 현미경 이미지로 분석하여 코드가 어떻게 마킹됐는지 상세히 파악했습니다.
“이러한 유형의 3D 이미지로 레이저 마킹 깊이를 측정하여 제품 재질에 천공이나 손상이 발생하지 않게 할 수 있습니다. 레이저로 NatureFlex 필름에 포밍 효과가 일어났고, 이로 인해 레이저가 조사된 부분의 필름 두께가 약 11.5마이크로미터 증가했습니다.”
현미경 이미지를 통해 레이저가 가장 많이 조사된 문자나 숫자가 겹치는 곳(예: 위 이미지에서 B의 곡선이 중첩되는 영역)에서도 필름에 구조적 손상이 발생하지 않았다는 것을 확인했습니다.
3D 현미경 이미지와 더불어 FT-IR 분광기를 사용하여 샘플을 분석하고 레이저 마킹으로 필름에 화학 물질이 추가됐는지 확인했습니다. 마킹된 NatureFlex 필름과 마킹되지 않은 NatureFlex 필름을 다양한 적외선 파장에 노출시켜 비교했습니다.
위 차트는 적외선 이미지 결과입니다.
Stadler는 “여기에 두 가지 곡선이 있습니다. 빨강 곡선은 마킹되지 않은 필름이며 파랑 곡선은 마킹된 필름입니다. 곡선의 피크 개수와 전체적인 모양이 동일합니다. 즉, 레이저 마킹 프로세스로 필름에 추가 화학 물질이 발생하지 않았습니다. 이러한 테스트를 통해 필름의 코드가 화학적 변화가 아닌 물리적 변화로 생성됐다는 것을 확인할 수 있습니다. 두 필름의 상태는 동일합니다.”라고 설명했습니다.
마킹된 필름은 후타무라로 보내 필름의 수분 차단 속성에 대해 추가 평가와 예비 평가를 실시했습니다. 데이터에 따르면 마킹은 해당 속성에 거의 영향을 주지 않았습니다.
도미노의 차별화
Cowan은 “제품 코딩 및 마킹은 고객에게 중요합니다. 하지만 우리는 이 분야에 대해 잘 모릅니다. 그래서 도미노와 같은 파트너와 함께 프로젝트를 진행하게 되어 기쁩니다.
도미노는 제품 테스트와 코딩에 대해 과학적인 접근 방식을 취했을 뿐만 아니라 도미노의 CO2 레이저 마킹기가 퇴비화 가능 필름에 적합한 솔루션임을 결과로 보여주었고, 확신을 심어주려고 노력하는 도미노의 모습에 우리는 도미노를 믿을 수 있었습니다.”고 소감을 전했습니다.
레이저로 NatureFlex 연질 필름을 마킹하면 코드의 품질과 선명도가 뛰어나므로 유통기한이나 배치 코드와 같이 단순한 코드는 물론 그래픽이나 스캔용 2D 코드 등과 같이 보다 복잡한 디자인과 메시지를 전달하기 위한 코드까지 만들고자 하는 식품 제조업체에게 적합합니다.
Cowan은 "프로젝트 결과는 매우 긍정적입니다. 새로운 마킹 방법으로 인쇄를 하지 않아도 필름 자체에 소비자에게 전달할 메시지를 포함할 수 있을 것으로 보입니다. 퇴비화 가능 필름에 추가 재료를 더하지 않기 때문에, 최종 포장에 대한 인증을 받는 과정도 간단할 것 같습니다.”라고 덧붙였습니다.
도미노 레이저의 미래 전망
후타무라의 NatureFlex 퇴비화 가능 필름에 대한 개발 프로젝트는 도미노가 고객의 지속 가능성 여정을 지원하기 위해 얼마나 노력하고 있는지를 보여주는 한 가지 예시에 불과합니다.
Stadler는 “새롭게 떠오르는 포장재 개발의 선두에서 모든 산업 분야 고객의 요구를 지속해서 충족하고자 합니다. 우리는 도미노 레이저 아카데미가 고객의 직접적인 요청은 물론 탐색 연구를 기반으로 신소재에 대한 과학적 테스트 및 마킹에 투자할 수 있는 우수한 제품 센터로 자리매김할 것이라는 비전을 가지고 있습니다.
시행착오적 접근이 아니라 레이저 코딩에 과학적인 접근 방식을 취함으로써, 매력적인 고대비 코드를 일관되고 안정적으로 마킹하는 프로세스를 대폭 가속하고 고객에게 도움이 되는 제품 안전 및 차단 특성이 유지되도록 보장합니다.”라고 설명했습니다.
도미노는 지속 가능한 재질을 찾는 비즈니스를 지원하며, 샘플 재료의 테스트를 통해 특정 코드 요건을 추천할 수 있습니다. 도미노 레이저 아카데미와 기타 첨단 테스트 시설을 방문하여 도미노의 기술과 역량을 살펴보시기 바랍니다.
새로운 지속 가능한 제품 포장용 재질을 찾고 있다면 도미노에 연락하여 레이저 마킹이나 기타 코딩 및 마킹 요건을 논의하시기 바랍니다.