음료의 탄산유지 기술 연구의 시작
탄산음료는 한해에만 세계 수많은 탄산음료 브랜드들에서 평균 880억 개의 캔과 490억 개의 페트 제품이 생산되고 있으며, 초기 제조방식과 큰 차이 없이 시럽 형태의 원액에 감미료와 탄산수를 첨가하는 방식으로 만들어 낸다. 하지만 현재의 탄산음료와 초기 탄산음료는 한 가지 다른 점이 있었다. 그것은 바로 음료를 담아내는 용기였다
1800년대 후반 탄산음료는 어떻게 하면 용기에 담은 후 오래 보관할 수 있을지에 대한 연구에 골몰하기 시작했다. 그때까지의 탄산음료는 병에 넣어 판매하긴 했지만 장기저장 및 보관을 위한 밀봉 용기는 아니었기 때문이다.
탄산음료 판매가 사업성을 가진 것을 경험한 제조업자들은 이 문제를 해결하기 위해 애썼지만 주목할 만한 성과를 내지는 못하고 있었다. 그러던 중 독일 태생의 제이콥 슈웹이란 시계공이 업종을 바꿔 유리병 밀봉에 대한 연구를 시작하게 되는데, 1800년대 초 그는 유리 제조업자에게 아주 특이한 용기를 주문 제작한다.
그들 사이에서는 ‘술 취한 병’이라고 불리 운 이 병은 밑 부분이 타원형으로 뾰족하게 생긴 것이 특징이었다. 마치 취객처럼 술 취한 병은 똑바로 세워지지 않았다. 대신 병의 입구에 코르크를 끼워 넣고 눕혀 놓아 코르크가 젖어 팽창하는 원리를 이용하여 탄산이 빠져나가지 못하도록 막아주는 것이었다. 그러나 세워둘 수 없다는 결정적인 단점은 실용성 면에서는 좋은 점수를 얻지 못했다.
왕관마개(Crown Cap) 21개 톱니에 숨은 과학
1890년대 초 윌리엄 페인터가 마침내 이 문제를 해결해 내고 만다. 아일랜드 태생의 페인터는 스무살 때 매릴랜드주 볼티모어로 이민을 온 후 다양한 종류의 발명품을 만들어 내기 시작했는데 그의 발명품은 기차 여행객들을 위한 안전 탈출 의자에서부터 위조지폐 탐지기까지 발명이라면 분야를 가리지 않았다.
하지만 그가 이룩한 최고의 업적은 1892년에 특허출원 된 ‘왕관마개’이다. 같은 크기 21개의 톱니로 이루어진 왕관마개는 발명 당시 실험을 통해 21개의 톱니 수보다 적으면 마개가 느슨해져서 음료의 부패를 초래할 수 있음을 알 수 있었고, 21개의 톱니 수보다 하나라도 많을 경우에는 마개를 여는데 큰 힘을 가하게 되어 유리병이 파손될 우려가 있기 때문에 결정된 최적의 톱니 수치였던 것이다. 과학적으로 완벽한 21개의 톱니 안쪽엔 코르크로 되어 있어 병 입구와의 밀착이 가능할 수 있었다.
모양이 왕관과도 같다고 하여 불려지게 된 페인터의 왕관마개는 밀봉 포장을 현실화시키며 탄산음료를 비롯한 모든 음료 산업에 역사적인 획을 그은 최고의 발명품으로 평가받고 있다.
콜라와 탄산음료 발전의 숨은 공신 “유리병, 캔, 페트병”
1920년부터 유리병 공장에선 매년 1억 7천 5백만 개가 넘는 음료수병을 생산해 내기 시작했고 사람들은 음료수를 담아오기 위해 더이상 판매점에 직접 찾아갈 필요가 없어졌다. 단지 유리병의 회수를 위한 환불제도가 있어 병의 보증금을 탄산음료 구입 시 함께 지불해야만 했다.
하지만 이 모든 번거로움 들을 해결해줄 새로운 용기가 1950년대에 이르러 선보여지게 된다. 당시는 일회적이고 소비적인 분위기였던 탓에 사람들이 보증금을 내고 재활용이 가능한 유리병을 구입하여 사용하고 난 뒤 그냥 쓰레기통에 버리는 일이 다반사였다. 이를 해결하고자 탄산음료 회사들은 더욱 가벼운 일회용 병을 만들어 내긴 했지만, 이후 개발될 캔 용기에 비할 바는 못 되었다.
1950년대 말까지 매년 3억 6천만 개가 넘는 탄산음료용 캔이 생산되었고, 1963년도엔 더욱 튼튼하고 가벼우면서도 탄산가스의 압력은 잘 견뎌낼 수 있는 알루미늄 캔이 개발 되었지만 여전히 한 가지 문제점이 남아 있었다.
캔 용기는 끝이 날카로운 둥근 고리로 캔 음료를 따야만 했기 때문에 이로 인해 캔을 딸 때 날카로운 뚜껑 테두리에 손이 베이지 않도록 조심해야했고 해변을 걸을 때도 버려진 캔 뚜껑에 발이 베이지 않도록 조심해야 했으며, 심지어는 날카로운 뚜껑 고리를 아이들이 삼키는 사고까지 발생하게 되었다.
그 후 수많은 탄산음료 회사들이 이 문제를 해결하고자 노력했지만 결국 탄산음료 회사가 아닌 레이놀드메탈사의 기술자인 댄커드직이 5년에 걸쳐 캔 고리 문제의 해법을 찾아내게 된다. 1974년 공식적으로 발표된 커드직의 캔 부착 형 고리는 이후 안전성과 경제성을 모두 갖춘 발명품으로 모든 음료업계에 기본 기술로 활용되게 된다.
오늘날 캔이 탄산음료의 용기로서 각종 장점들을 종합해 성공을 거두며 발전해 왔지만 보다 생산 비용이 저렴하고 취급이 간편한 용기 개발에 대한 욕심은 계속되어 왔다. 1970년대에 이르러 대중적으로 사용되기 시작한 플라스틱은 탄산음료의 용기로 활용하기에는 보완해야 할 부분이 많았다.
가장 큰 문제는 탄산음료가 플라스틱과 맞닿으면 플라스틱 고유의 냄새가 배어 나오면서 맛이 없어지는 것이었다. 하지만 이 문제는 화학기술자인 나다니엘 와이어스에 의해 해결된다. PET 또는 페트병으로 우리에게 잘 알려진 그의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate)병은 플라스틱 특유의 냄새도 없고 투명한 데다 거의 깨질 염려가 없는 획기적인 용기로 우리가 사용하고 있는 현재의 용기의 토대가 된다.
글 : 박한 교수
