비닐봉지는 쉽게 찢어지는 방향과 잘 찢어지지 않는 방향이 있는데, 제조 과정에서 재질의 배열이 달라지기 때문일까요? 아니면 어떤 만드는 과정에 뭔가 있어서 그런건가요?

Question

비닐봉지는 쉽게 찢어지는 방향과 잘 찢어지지 않는 방향이 있는데, 제조 과정에서 재질의 배열이 달라지기 때문일까요? 아니면 어떤 만드는 과정에 뭔가 있어서 그런건가요?

Answer 1

안녕하세요. 박재화 박사입니다.

비닐봉지가 방향에 따라 잘 찢어지거나 덜 찢어지는 것은 제조 과정에서 재질이 한쪽 방향으로 늘어나기 때문입니다.

비닐은 보통은 폴리에틸렌 같은 플라스틱을 녹여서 얇은 막으로 뽑아서 만드는데, 이때 필름이 기계가 잡아당기는 방향으로 배열되게 됩니다. 그 과정에서 고분자 사슬이 어느 정도 한쪽 방향으로 정렬되면 그 방향을 따라 찢어질 때는 균열이 쉽게 뻗어갈 수 있는 것입니다.

반대로 사슬 배열을 가로지르는 방향으로 힘이 더 많이 필요하기 때문에 상대적으로 잘 찢어지지 않을 수도 있습니다. 또 필름 두께가 일정하지 않는 경우나 접힌 부분과 열접착 부분들이 있다면 당연히 그곳이 약한 지점이 되기도 합니다.

비닐봉지는 단순한 얇은 막처럼 보여도, 만드는 과정에서 생긴 재료의 방향성이 찢어짐의 차이를 만드는 핵심이라고 보시면 되겠습니다.

Answer 2

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

맞아요 비닐 봉지가 방향에 따라 다르게 찢어지는 이유는 제조과정에서 고분자 사슬이 한쪽방향으로 더 많이 정렬되기 때문이에요.

비닐은 녹인 플라스틱을 얇게 늘여서 필름으로 만드는데, 이 떄 잡아당긴 방향으로 긴 분자들이 나란히 배열되요. 분자 사슬과 같은 방향으로 힘이 가해지면 사슬들이 버텨 잘 찢어지지 않지만, 사슬 사이를 가르는 방향으로 힘이 가해지면 금이 쉽게 퍼질 수 있어요. 나뭇결을 따라 쪼개지는 것과 비슷해요.

여기에 봉지의 접합선, 두께차이, 미세한 흠집도 영향을 줘요. 특히 열로 붙인 가장자리나 손잡이 주변은 응력이 집중되어 작은 상처만 있어도 그 방향으로 찢어지기 쉬워요 :)

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

비닐봉지 제조 과정에서 고분자 사슬이 한쪽 방향으로 길게 늘어나며 배열되기 때문에 나타나는 현상입니다. 비닐의 주원료인 플라스틱 원료를 가열해 튜브 모양으로 길게 뽑아 올리는 블로운 필름성형법을 사용하는데 이때 원단을 위로 강력하게 잡아당기는 과정에서 고분자 분자 구조가 진행 방향으로 평행하게 정렬됩니다. 이로 인해 결이 형성되어 결 방향으로는 손쉽게 찢어지지만 결을 가로지르는 방향으로는 정렬된 사슬들이 서로 버티면서 잘 찢어지지 않게 되는 겁니다