식품 등급 실리콘을 사용한 음료 용기 고무 패킹

실리콘 개스킷은 물병이나 텀블러에서 가장 작은 부품 중 하나일 수 있지만, 제품 전체의 성공 여부를 결정짓는 중요한 역할을 할 수 있습니다.

스테인리스 스틸 본체는 잘 만들어졌을 수 있습니다. 뚜껑은 고급스러워 보일 수 있습니다. 병은 내열 테스트를 통과했을 수도 있습니다. 하지만 실리콘 밀봉 링이 부적절한 재질로 만들어졌거나, 크기가 맞지 않거나, 세척이 어렵거나, 잘못 조립되었다면 누수, 냄새, 헐거움, 변형 또는 고객 불만으로 이어질 수 있습니다.

재사용 가능한 음료 용기의 경우, 실리콘 개스킷은 일반적으로 뚜껑 안쪽, 음용구 주변, 밸브 아래 또는 조립된 부품 사이에 위치합니다. 이 개스킷의 역할은 원리적으로 간단합니다. 두 표면 사이에 충분한 압력을 가하여 액체가 새어 나가지 않도록 하는 것입니다.

실제로 제대로 밀봉하려면 단순히 식품 등급 실리콘이라고 설명된 재료를 사용하는 것 이상의 훨씬 더 많은 요소가 필요합니다.

실리콘의 실제 배합, 개스킷 형상, 경도, 압축률, 생산 일관성, 식품 접촉 요건 및 사용 조건 모두 중요합니다.

식품 등급 실리콘이란 무엇일까요?

식품 등급 실리콘이라는 용어는 제품 설명에 널리 사용되지만, 이를 보편적인 단일 재질 등급이나 전 세계적으로 통용되는 단일 인증으로 간주해서는 안 됩니다.

각 시장마다 서로 다른 규제 체계가 적용됩니다. 미국에서는 반복 사용 고무 제품이 21 CFR 177.2600 의 적용을 받을 수 있으며, 이 규정에는 식품과 반복적으로 접촉하는 고무 제품에 사용되는 물질로 실리콘 염기성 중합체가 포함됩니다. 유럽에서는 모든 식품 접촉 재료가 2004년 EC 규정 1935 의 일반 안전 원칙을 준수해야 합니다 . 독일 또한 실리콘과 같은 재료에 대한 중요한 기술 참고 자료로 BfR의 식품 접촉 재료 권장 사항을 활용합니다 .

그러므로 보다 전문적인 질문은 다음과 같지 않습니다.

이 실리콘은 식품 등급 인가요?

더 나은 질문은 다음과 같습니다.

• 어떤 종류의 실리콘 조성물이 사용되었습니까?
• 음료와 접촉하는 구성 요소는 무엇입니까?
• 가스켓은 어떤 온도에 노출될까요?
• 해당 제품은 반복 사용을 목적으로 제작되었습니까?
• 해당 제품은 어느 시장에 진출할 예정인가요?
• 해당 물질 주장을 뒷받침하는 시험 보고서 또는 진술서는 무엇입니까?

재료 이름만으로는 충분하지 않습니다.

음료 용기에 실리콘 개스킷이 필요한 이유

병뚜껑은 일반적으로 PP, 트라이탄 또는 기타 폴리머와 같은 재질로 만들어진 비교적 단단한 부품으로 구성됩니다. 그러나 이러한 단단한 부품들은 접촉면 사이의 미세한 치수 공차 때문에 항상 완벽한 밀폐를 보장하지 못합니다.

실리콘 개스킷이 그 틈을 메웁니다.

뚜껑을 조이거나 조립할 때, 개스킷이 압축되어 표면 사이에 접촉 압력이 발생합니다. 이는 나사산, 뚜껑 이음새, 빨대 구멍, 밸브 또는 기타 연결 부위를 통해 액체가 새어 나오는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다.

실리콘 엘라스토머는 유연성과 내열성 및 내노화성을 겸비하여 밀봉에 유용합니다. Wacker는 실리콘 엘라스토머가 넓은 온도 범위에서 유연하고 내열성 및 내노화성이 뛰어나다고 설명하며, 가스켓 적용 분야에서 실리콘의 밀봉 능력과 내구성을 강조합니다.

음료 용기에서 실리콘은 다음과 같은 곳에 사용될 수 있습니다.

가스켓은 작지만, 고장 나면 제품 전체에 영향을 미칠 수 있습니다.

누수 방지 성능은 시스템입니다.

흔히 저지르는 실수 중 하나는 실리콘을 사용하면 뚜껑이 자동으로 새지 않는다고 믿는 것입니다.

그렇지 않습니다.

누수 방지 성능은 다음 요소들의 상호 작용에 따라 달라집니다:

• 실리콘 제형
• 가스켓 경도
• 가스켓 치수
• 압축 수준
• 뚜껑의 기하학적 구조
• 병 입구 허용 오차
• 조립 정확도
• 표면 마무리
• 온도
• 내부 압력
• 사용자 조작

가스켓 크기가 너무 작으면 충분한 밀봉 압력을 생성하지 못할 수 있습니다. 가스켓 크기가 너무 크면 뒤틀리거나 찌그러지거나 조립이 어려워질 수 있습니다. 과도한 압축은 변형을 가속화할 수 있으며, 압축이 부족하면 누출 경로가 생길 수 있습니다.

이러한 이유로 밀폐형 뚜껑은 개별적으로 적합한 재료들의 조합이 아니라 완전한 기계 시스템으로 개발되어야 합니다.

질 좋은 실리콘 개스킷도 잘못 설계된 뚜껑의 단점을 보완할 수는 없습니다.

경도는 밀봉에 영향을 미칩니다.

실리콘은 다양한 경도로 제공되며, 일반적으로 쇼어 A 경도를 사용하여 측정합니다.

부드러운 가스켓은 더 쉽게 변형되고 표면 변화에 잘 적응합니다. 단단한 가스켓은 치수 안정성이 뛰어나지만 효과적인 밀봉을 위해서는 더 높은 압축력이 필요할 수 있습니다.

모든 음료 용기 고무 패킹에 적합한 이상적인 경도는 하나로 정해져 있지 않습니다.

올바른 선택은 다음 사항에 따라 달라집니다.

• 가스켓 단면
• 홈 치수
• 압축 거리
• 뚜껑 조임력
• 병 입구 허용 오차
• 의도된 온도
• 개폐 빈도
• 가스켓을 분리할 수 있어야 하는지 여부

시중에서 판매되는 실리콘 소재는 다양한 경도 범위로 생산될 수 있습니다. 예를 들어, Wacker사의 액상 실리콘 고무 한 종류는 쇼어 A 경도가 약 50이고 사용 온도 범위가 -55°C에서 +210°C까지로 명시되어 있는데, 이는 실리콘의 특성이 단순히 '실리콘'이라는 일반적인 이름만으로 결정되는 것이 아니라 특정 배합에 따라 달라진다는 것을 보여줍니다.

음료 용기 개발에 있어 올바른 접근 방식은 재질의 경도를 실제 뚜껑의 모양 및 성능 요구 사항과 일치시키는 것입니다.

압축률이 누출 저항을 결정합니다.

가스켓은 압축되기 때문에 밀봉 역할을 합니다.

압축이 너무 낮으면 액체가 계면을 통해 스며들 수 있습니다. 압축이 과도하면 개스킷이 변형되어 조립이 어려워지거나 원래 모양을 더 빨리 잃을 수 있습니다.

이상적인 압축률은 전체 구조에 따라 달라집니다.

예를 들어, 입구가 넓은 병의 뚜껑을 둘러싼 고무 패킹은 플립 스트로 메커니즘 내부에 있는 얇은 실리콘 씰과는 다르게 작동할 수 있습니다.

이러한 실패 사례들은 구매자들이 제품이 간단한 뒤집기 테스트를 통과하는지 여부만으로는 충분하지 않다는 점을 설명해 줍니다.

반복적인 개봉, 온도 변화, 세척 및 보관은 새 샘플에서는 즉시 드러나지 않는 약점을 노출시킬 수 있습니다.

식품 접촉 관련 규정 준수는 제품 제형에 따라 다릅니다.

모든 실리콘 조성물이 반복적인 식품 접촉에 자동으로 적합한 것은 아닙니다.

실리콘 엘라스토머는 폴리머, 촉매, 가교제, 충전제, 안료 및 기타 가공 관련 물질을 함유할 수 있습니다. 이러한 물질의 적합성은 배합, 생산 공정, 사용 목적 및 해당 시장 요구 사항에 따라 달라집니다.

미국 규정인 21 CFR 177.2600은 반복 사용 고무 제품에 대해 허용되는 물질 범주를 명시하고, 수성 또는 지방성 식품과 반복적으로 접촉하도록 설계된 고무 제품에 대한 추출물 요건을 규정합니다. 실리콘 염기성 중합체는 명시된 엘라스토머에 포함되어 있습니다.

따라서 "FDA 승인 실리콘" 이라는 표현을 실제 재료 및 규정 준수 문서를 대신하여 함부로 사용해서는 안 됩니다.

B2B 프로젝트의 경우, 구매자는 공급업체의 일반적인 진술(가스켓이 식품 안전 기준을 충족한다는 내용)에만 의존하기보다는 실제 배합 및 관련 기록을 확인해야 합니다.

유럽 ​​규정에는 더 많은 맥락이 필요합니다.

유럽 ​​시장에서는 모든 식품 접촉 재료가 EC 규정 제1935호(2004) 의 기본 원칙을 준수해야 합니다.

유럽 ​​위원회는 식품 접촉 재료가 인체 건강을 위협하거나 식품의 성분을 허용할 수 없을 정도로 변화시키거나 맛, 냄새 또는 외관에 영향을 줄 수 있는 수준으로 식품에 성분을 전달해서는 안 된다고 명시하고 있습니다. 또한 식품 접촉 재료는 2006년 EC 규정 제2023호에 따라 우수 제조 기준(GMP)에 따라 제조되어야 합니다.

하지만 실리콘은 플라스틱과 중요한 차이점이 있습니다.

BfR은 실리콘과 같은 소재는 현재 플라스틱 식품 접촉 재료에 적용되는 것과 같은 EU 차원의 통일된 규제 체계를 갖추고 있지 않다고 설명합니다. 따라서 실리콘의 경우 대상 국가에 따라 국가별 규정 및 기술 권고 사항이 중요할 수 있습니다.

독일 프로젝트의 경우, 실리콘에 대한 BfR 권고안 XV 는 중요한 기술 참고 자료입니다.

독일 연방준비제도(BfR)는 식품 접촉 관련 권장 사항이 법적 구속력이 있는 기준은 아니라고 명확히 밝히고 있지만, 이는 실리콘과 같은 재료가 유럽연합 집행위원회 규정 제1935호(2004) 제3조에 따른 건강 안전 요건을 충족하는지 여부를 평가하기 위한 현재 과학 기술의 현황을 나타냅니다.

그 차이점은 전문적인 규정 준수 커뮤니케이션에 있어 중요합니다.

이렇게 말하는 것이 더 낫습니다:

해당 실리콘 소재는 대상 시장의 식품 접촉 요건에 부합하는지 평가되었습니다.

다음과 같은 모호한 진술을 하는 대신에:

모든 실리콘 제품은 LFGB 인증을 받았습니다.

이주와 자원 추출은 중요합니다

식품 접촉 시험의 중요한 목적 중 하나는 특정 시험 조건 하에서 가스켓에서 식품 또는 식품 모사체로 물질이 전이될 수 있는지 여부를 평가하는 것입니다.

실리콘 엘라스토머의 경우, 휘발성 유기 성분, 추출물, 촉매 잔류물, 가교 부산물, 안료 또는 기타 제형 관련 물질이 문제가 될 수 있습니다.

현행 BfR 권고안 XV 에는 실리콘 엘라스토머에 대한 조성 제한 및 요구 사항이 포함되어 있으며, 여기에는 휘발성 유기 성분 및 추출물 성분에 대한 제한과 완제품에서 과산화물 검사 양성 반응이 나타나지 않아야 한다는 조건이 포함됩니다.

정확한 테스트 프로그램은 다음 사항에 따라 달라져야 합니다.

• 표적 시장
• 실제 실리콘 배합
• 음료 종류
• 연락 시간
• 접촉 온도
• 반복 사용 조건
• 가스켓 접촉면
• 의도된 제품 주장

그렇기 때문에 오래된 일반적인 실리콘 보고서 하나가 향후 모든 개스킷 설계, 모든 배합 또는 모든 시장을 포괄한다고 자동적으로 가정해서는 안 됩니다.

냄새와 맛은 상업적 위험 요소입니다.

규정 준수는 중요하지만, 소비자들은 일반적으로 문제를 규제 용어로 설명하지 않습니다.

그들은 말합니다 :

• 병에서 이상한 냄새가 나요.
• 뚜껑 때문에 물맛이 달라졌어요.
• 실리콘 링에서 커피 냄새가 나요.
• 고무 패킹이 세척 후에도 냄새를 방지해줍니다.

유럽의 식품 접촉 원칙은 특히 식품의 맛과 냄새에 바람직하지 않은 영향을 미치지 않도록 보호하는 것을 포함합니다. 프랑스의 식품안전규제총국(DGCCRF) 또한 식품 접촉 물질로부터의 물질 이동이 건강을 위협하거나 식품 성분을 변화시키거나 관능적 특성에 부정적인 영향을 미쳐서는 안 된다고 명시하고 있습니다.

따라서 음료 용기 브랜드에게 냄새는 물질적인 문제이자 상업적인 문제입니다.

잠재적인 원인은 다음과 같습니다.

• 불충분한 경화
• 잔류 휘발성 물질
• 안료 또는 첨가제
• 커피 또는 향이 첨가된 음료의 흡수
• 청소 접근성이 떨어짐
• 가스켓 주변에 잔류물이 끼어 있습니다.
• 세탁 후 건조가 불충분함

단순히 실리콘을 지정한다고 해서 해결되는 것은 아닙니다. 배합, 경화 과정, 뚜껑 디자인 모두 중요합니다.

청소 디자인은 재질만큼이나 중요합니다.

식품 접촉에 적합한 실리콘 개스킷이라 하더라도 뚜껑을 세척하기 어렵다면 위생 문제가 발생할 수 있습니다.

숨겨진 개스킷이 다음과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다:

• 커피 오일
• 우유 찌꺼기
• 설탕
• 주스
• 먼지
• 수분

사용자가 개스킷을 제거하거나 접근할 수 없는 경우, 실리콘과 뚜껑 홈 사이에 잔여물이 남을 수 있습니다.

이것은 다음으로 이어질 수 있습니다.

• 냄새
• 눈에 띄는 빌드업
• 곰팡이 문제
• 고객 불만
• 부정적인 리뷰
• 판매 후 설명이 어려운 경우

재사용 가능한 병과 텀블러의 경우, 세척은 생산 후가 아니라 뚜껑 개발 단계에서부터 고려해야 합니다.

탈착식 개스킷은 청소 편의성을 높여주지만, 새로운 설계 문제를 야기하기도 합니다.

• 도구 없이 쉽게 제거할 수 있나요?
• 소비자가 제대로 재설치할 수 있을까요?
• 거꾸로 설치할 수 있나요?
• 세탁 중에 빠질까요?
• 방향이 명확한가요?
• 교체용 가스켓을 구할 수 있나요?

손쉬운 청소와 간편한 조립은 함께 설계되어야 합니다.

뜨거운 음료는 추가적인 요구 사항을 발생시킵니다.

실리콘은 내열성이 뛰어나 널리 알려져 있지만, 그렇다고 모든 개스킷이 모든 뜨거운 음료 용도에 자동으로 적합한 것은 아닙니다.

와커는 실리콘 엘라스토머가 넓은 온도 범위에서 유연성을 유지할 수 있지만, 특정 등급은 자체적으로 정의된 사용 온도 한계를 가지고 있다고 지적합니다. 따라서 실제 성능은 단순히 '실리콘'이라는 단어보다는 정확한 배합에 따라 달라집니다.

여행용 머그컵이나 뜨거운 커피 텀블러를 디자인 할 때 다음 사항을 고려해야 합니다.

• 음료 온도
• 증기 노출
• 반복적인 고온 및 저온 순환
• 식기 세척기 사용
• 온도에서의 가스켓 압축
• 뚜껑 변형
• 압력 증가
• 음용구 구조

실리콘 링은 물리적으로 손상되지 않은 상태로 남아 있더라도 다른 부품이 팽창하거나 변형되거나 밀봉 압력이 변하면 뚜껑 전체에서 누수가 발생할 수 있습니다.

다시 말하지만, 제품은 완전한 시스템으로서 평가되어야 합니다.

식기세척기 성능 주장은 검증이 필요합니다

실리콘 개스킷은 고온을 견딜 수 있지만, 식기세척기 사용 가능 여부는 제품 전체에 적용됩니다.

가스켓, PP 또는 트라이탄 뚜껑 부품, 인쇄, 코팅, 접착제, 빨대 및 조립 인터페이스는 모두 반복적인 식기세척기 작동에 따라 다르게 반응할 수 있습니다.

따라서 구매자는 다음과 같은 가정을 해서는 안 됩니다.

실리콘은 내열성이 뛰어나 뚜껑 전체를 식기세척기에 넣어도 안전합니다.

더 나은 방법은 의도된 세척 조건에서 완제품을 평가하는 것입니다.

중요한 질문은 다음과 같습니다.

소재의 성능과 완제품의 품질은 서로 다른 개념입니다.

실리콘 컬러는 단순한 장식이 아닙니다.

실리콘 개스킷은 일반적으로 투명, 흰색, 검은색 또는 뚜껑 색상과 일치하는 색상으로 제공됩니다.

색상은 제품 디자인을 지원할 수 있지만, 안료는 실제 배합 및 식품 접촉 평가의 일부로 고려되어야 합니다.

실리콘 재질의 배합이 변경된 경우, 기존 시험 보고서가 있다고 해서 가스켓이 적합하다고 단정해서는 안 됩니다.

• 새로운 색소
• 다른 공급업체
• 다른 촉매 시스템
• 다양한 첨가제
• 재활용 오염
• 다른 경화 공정

B2B 음료 용기 개발의 경우, 색상 변경은 관련성이 있는 경우 재료 관리 프로세스에 포함되어야 합니다.

이는 특히 대규모 색상 컬렉션이나 반복적인 계절별 프로그램에 중요합니다.

일반적인 가스켓 고장

실리콘 개스킷 관련 불만 사항의 ​​대부분은 단 하나의 문제로 인해 발생하는 것이 아닙니다.

전문적인 품질 관리 프로세스는 근본 원인이 재료, 설계, 공구, 성형, 조립 또는 사용자 청소 중 어느 부분에 있는지 파악해야 합니다.

개스킷을 더 비싼 실리콘 재질로 교체한다고 해서 구조적인 문제가 자동으로 해결되는 것은 아닙니다.

구매자는 더 나은 질문을 해야 합니다.

OEM 및 ODM 음료 용기 프로젝트의 경우, 구매자는 개스킷이 식품 등급인지 여부를 묻는 것 이상을 고려해야 합니다.

더 나은 질문은 다음과 같습니다.

이러한 질문들은 단순히 재료 이름을 묻는 것보다 제품 품질에 대해 훨씬 더 많은 것을 드러냅니다.

식품 등급이라고 해서 완전히 새지 않는다는 의미는 아닙니다.

이는 음료 용기 개발에 있어 가장 중요한 차이점 중 하나입니다.

실리콘은 식품 접촉에는 적합할 수 있지만, 개스킷으로서의 성능은 좋지 않을 수 있습니다.

다음과 같을 수 있습니다.

• 너무 어려워
• 너무 부드럽다
• 치수가 잘못되었습니다
• 불균등하게 압축하다
• 조립 중 비틀림
• 리듬에서 벗어나다
• 반복 사용 후 변형됨

규정 준수는 다음 한 가지 질문에 답합니다.

해당 재료는 관련 요구사항에 따라 의도된 식품 접촉 용도에 적합한가?

누출 방지 테스트는 또 다른 질문에 대한 답을 제시합니다.

실제 사용 환경에서 제품 밀봉이 제대로 되는가?

둘 다 필요합니다.

골메이트 가스켓 개발 접근법

골메이트 음료 용기 프로젝트에서 실리콘 개스킷은 단순한 액세서리 부품이 아니라 전체 뚜껑 시스템 내의 기능적 구성 요소로 취급됩니다.

제품에 따라 개발 과정에는 다음과 같은 단계가 포함될 수 있습니다.

• 실리콘 개스킷 매칭
• PP 및 트라이탄 뚜껑 구조
• 메인 뚜껑 씰
• 짚물개
• 뚜껑을 열면 밀봉됩니다.
• 푸시 버튼 메커니즘
• 분리 가능하고 세척이 간편한 부품
• 누출 평가
• 뜨거운 음료와 차가운 음료 시나리오
• FDA 및 LFGB 기준에 맞춘 식품 접촉 계획
• OEM 및 ODM 맞춤형

목표는 단순히 식품 등급 실리콘을 지정하는 것이 아닙니다.

가스켓은 뚜껑 구조, 제품 용도, 세척 방법, 목표 시장 및 생산 요구 사항과 일치해야 합니다.

B2B 구매자의 경우, 이는 여러 위험을 동시에 줄여줍니다.

• 누수 관련 불만
• 냄새 불만
• 잘못된 조립
• 어려운 청소
• 근거 없는 규정 준수 주장
• 샘플과 생산품 간의 불일치

따라서 신뢰할 수 있는 가스켓을 선택하는 것은 재료적인 측면과 공학적인 측면 모두에 대한 결정입니다.

최종 테이크 아웃

식품 등급 실리콘은 재사용 가능한 음료 용기에 중요한 역할을 하지만, 그 용어만으로 제품이 안전하고 깨끗하며 새지 않는다는 것을 보장할 수는 없습니다.

신뢰할 수 있는 실리콘 개스킷은 실제 배합, 적용 가능한 식품 접촉 요건, 개스킷 경도, 형상, 압축성, 뚜껑 공차, 세척 용이성 및 사용 목적에 따라 달라집니다.

미국 프로젝트의 경우, 재사용 가능한 고무 제품은 FDA 21 CFR 177.2600과 같은 규정에 따라 평가해야 할 수 있습니다. 유럽 프로젝트의 경우, EC 규정 No 1935 2004는 식품 접촉에 대한 일반적인 기준을 제공하며, 시장 상황에 따라 독일의 BfR 권고안 XV와 같은 국가별 규정 및 참고 자료도 관련될 수 있습니다.

따라서 음료 용기 브랜드에게 가장 유용한 질문은 단순히 개스킷이 식품 등급 실리콘으로 만들어졌는지 여부가 아닙니다.

더 중요한 질문은 적절한 실리콘 배합, 적절한 밀봉 설계 및 적절한 규정 준수 접근 방식이 실제 제품에 맞춰 적용되었는지 여부입니다.