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우리가 먹어야 조국이... - 캔 목록

조회 : 11627 | 2008-11-04


여러분들은 어떤 음료수를 좋아하나요? 콜라, 사이다, 커피, 과일 주스, 실론티, 이온 음료, 식혜... 음료수는 그 수를 헤아릴 수 없을 정도로 많지요? 그 중에 어떤 것은 쉽게 휘어지지만 어떤 것은 단단하답니다. 그렇다면 캔은 어떤 금속으로 어떻게 만들까요?

 





알루미늄 캔의 단면 사진(위, 200배)(아래, 500배)



캔은 철(스틸) 혹은 알루미늄 금속으로 만듭니다. 캔은 만드는 방법에 따라서 세 조각의 금속으로 만든 3-Piece 캔(3피스캔)과 두 조각으로 만든 2-Piece 캔(2피스캔)이 있어요. 자! 그렇다면 이들은 어떤 차이가 있는 지 함께 알아볼까요?



1) 철로 만든 3피스캔
복숭아나 꽁치 통조림과 같은 가공 식품은 오랫동안 변질되지 않게 보관해야 하지요. 따라서 높은 온도와 압력을 가하여 살균한 다음 밀봉합니다. 이때 캔이 식으면서 캔 안의 공기가 수축하기 때문에 내부의 압력이 낮아져요. 따라서 캔은 찌그러지지 않고 원상태를 유지하도록 단단한 철로 만듭니다.

이때 사용하는 것이 바로 3피스캔인데, 이것은 사각형의 금속판을 원기둥 모양으로 겹쳐서 접합합니다. 그리고 공기가 유입되지 않도록 위와 아래에 뚜껑을 붙일 때 사진처럼 여러 번 휜 다음 접착제를 이용해서 접합시킵니다.



3피스캔의 제조 과정
제조과정

 



3피스캔의 몸통 접합 부분(200배)과 뚜껑 접합 부분
접합부분

 



2) 알루미늄으로 만든 2피스캔
그렇다면 2피스캔은 어떤 용도에 사용될까요?
이산화탄소를 녹인 탄산음료의 내부 압력은 약 5기압으로 대기압보다 높아요. 따라서 3피스캔의 경우 접합 부분이 터질 수 있기 때문에 탄산음료는 접합 부분이 없는 2피스캔을 사용합니다. 또한 내부의 공기가 수축하지 않기 때문에 두꺼운 원형의 금속을 얇은 원기둥으로 늘인 다음, 위에 뚜껑을 붙여서 만듭니다.

 

 





2피스캔 제조 과정
제조과정

 




따라서 2피스캔은 압력에 따라 약간의 수축과 팽창할 수 있으며 가공이 쉬운 알루미늄을 사용합니다. 또한 2피스캔은 밖으로 부풀지 않도록 압력을 가장 많이 받는 밑면이 오목하게 되어 있어요.



3) 철로 만든 2피스캔?
캔을 만드는 기술은 계속 발전해서 지금은 철로도 2피스캔을 만들어 같이 사용하고 있습니다. 아래의 다양한 음료수에 인쇄된 캔의 재질은 철 혹은 알루미늄으로 만든 2피스캔들이에요. 재활용 표시가 보이나요?



다양한 음료수 캔
캔


그렇다면 2피스캔의 재질로 어떤 경우에는 철을, 어떤 경우에는 알루미늄을 사용하나요? 이 둘의 기능에 큰 차이가 없기 때문에, 알루미늄이 풍부한 미국은 주로 알루미늄을 사용해요. 그리고 우리나라는 세계 1위의 철강회사인 포스코가 있기 때문에 철을 더 많이 사용합니다. 또한 철은 알루미늄을 만드는 에너지의 약 2/3 정도만 소모하며, 자원 재활용율이 높습니다. 그렇지만 철캔의 일부는 내부에서 녹이 발생할 가능성이 있기 때문에 가격이 비싸더라도 알루미늄캔을 사용하기도 합니다.
결론적으로 철로 만든 3피스캔은 통조림에, 알루미늄으로 만든 2피스캔은 주로 탄산음료에 사용되었어요. 그러나 지금은 철로 만든 2피스캔도 많이 사용합니다. 우리나라에서 2003년도 소비된 60억 캔 중 64%가 철캔이며, 36%가 알루미늄캔이라고 합니다.



4) 철과 알루미늄을 그대로 사용하나요?
철로 캔을 만들 때 가장 큰 문제점은 철이 녹슨다는 것이지요. 따라서 녹을 방지하기 위하여 예전에는 철캔의 양면에 주석을 도금했지만 지금은 부식에 강한 크롬을 도금하지요. 사진에서 철캔의 내부는 크롬, 외부는 크롬수화산화물, 그리고 고분자 포장지로 코팅되어 있습니다.

 



철로 만든 3피스캔의 구조(통조림캔)
캔

 

 



철로 만든 2피스캔의 구조(커피캔)
캔

 




철로 만든 2피스캔의 양면에는 종류가 다른 고분자가 코팅되어 있어요. 물론 알루미늄도 양면에 고분자 포장지로 코팅이 되어 있습니다.
그렇다면 철캔과 알루미늄캔을 따로 분리수거해야 하나요? 그렇지는 않아요. 왜냐하면 그림과 같이 자석이 달린 이동 벨트로 쉽게 분리할 수 있기 때문입니다. 철캔과 알루미늄캔을 벨트 위에 놓으면 벨트가 이동하면서 자석이 붙지 않는 알루미늄캔은 앞쪽 상자에 떨어집니다. 철캔은 자석에 붙은 채로 벨트 아래쪽으로 이동한 후 벨트가 자석에서 멀어지면서 자성이 약해지기 때문에 뒤쪽 상자에 떨어지지요.

철은 재활용률이 70%로서 알루미늄(55%), 유리병(50%), 페트병(20%)보다 훨씬 높아요. 특히 일본이나 독일은 80% 이상 재활용하고 있어요.

 



철캔과 알루미늄캔의 분리(출처: 초등과학 3-2학기 90쪽)
캔의분리

 



5) 우유캔은 없나요?
그런데 우유는 종이로 만든 우유팩으로 포장하지요? 왜 그럴까요?
이것은 우유의 신선도와 관계가 있어요. 우유에 함유된 다양한 영양소들은 부패하기 쉽기 때문에 신선한 상태로 보존하기 위해 열전도율이 낮은 우유팩을 사용합니다. 금속으로 만든 캔은 열전도율이 높아서 온도를 유지하기가 쉽지 않습니다. 또한 우유 속의 각종 미네랄이 금속과 반응할 수도 있습니다. 그리고 종이로 만든 우유팩이 금속캔보다 훨씬 경제적인 이유도 있습니다.



6) 같이 해 볼까요? - 캔 찌그러뜨리기
온도 변화에 따른 기체의 팽창과 수축을 간단히 알아볼까요? 캔에 물을 3~4 방울 넣고 캔의 마개 부분에 나무젓가락을 끼웁니다. 그리고 약 20초 정도 캔을 가열하여 물이 끓어서 김이 나오기 시작할 때 캔을 거꾸로 찬물이 있는 큰 그릇에 담그면 큰 소리를 내면서 캔이 찌그러집니다.

왜 그럴까요? 캔을 가열하면 물이 끓으면서 수증기가 되면서 캔 안의 공기를 밀어내지요. 그리고 찬물에 담그면, 수증기가 다시 물로 응결되면서 캔 안의 압력이 낮아지기 때문에 캔이 납작하게 수축하는 것입니다.




팽창과수축

 

 



Quiz. 이것은 무엇일까요?
예로부터 우리나라는 삼천리금수강산이라 불렸습니다. 남북의 길이가 삼천리인 한반도는 마치 비단에 수를 놓은 것처럼 아름다운 강과 산이라는 뜻이지요. 이처럼 사계절이 뚜렷하며 아름다운 경치가 백두산에서 한라산까지 펼쳐져 있는 우리나라는 축복받은 나라임에 틀림이 없습니다. 이러한 사계절 중에서 어떤 계절을 가장 좋아하나요?
봄이 한창 무르익고 만물이 힘차게 나래를 펴는 봄, 그 중에서도 계절의 여왕 5월이 아닌가요? 봄에는 해당화, 수선화, 백합, 찔레꽃, 복사꽃, 벚꽃, 개나리, 라일락, 진달래와 같은 많은 꽃들이 산과 들에 피어나지요.







그렇다면 이것은 무엇(30배)일까요?
꽃의 여왕으로 불리는 빨간 장미의 꽃말은 열렬한 사랑, 열정, 아름다움입니다. 꽃은 대개 암술, 수술, 꽃잎, 꽃받침 등으로 구성되는데, 이곳에서 꽃가루가 만들어지면, 이제 새로운 생명을 잉태하기 위한 준비를 마친 것이지요.



주제!
생활 ,물질
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