기능성 소재 개발 가속화 … 식품안전·환경문제 대응 필수적
화학저널 2019.07.22
플래스틱 포장소재는 식품산업 발전에 필수적인 요소로 부상하면서 고기능화되고 있다.
식품 포장소재는 모든 환경조건에서 발생하는 내적·외적 스트레스로부터 식품을 보호하고 품질을 유지해 소비자에게 전달하는 역할을 담당하고 있다.
이에 따라 다양한 정보를 빠르게 흡수해 포장에 유용한 기술을 개발할 것이 요구되고 있으며, 최근에는 바다에 유출되는 미세 플래스틱 문제가 부상하면서 고기능화, 감량·감용화, 바이오매스 플래스틱 이용을 포함한 환경문제 대응에 대한 니즈가 높아지고 있다.
식품포장에는 플래스틱, 유리, 금속, 종이 등 다양한 소재가 사용되고 있다.
특히, 플래스틱은 가볍고 튼튼할 뿐만 아니라 위생적이고 안전해 식품 유통에 필수적으로 활용되고 있다.
플래스틱 용기는 가공성이 뛰어나 자유로운 형태로 성형할 수 있으며 잘 깨지지 않고 가벼울 뿐만 아니라 내약품성, 내수성, 내유성, 내식성이 우수한 강점이 있다.
아울러 착색이 용이하고 코스트가 비교적 낮는 등 다양한 이점이 있어 식품산업 전반에 두루 사용되고 있다.
식품포장에는 크게 PE(Polyethylene), PP(Polypropylene), PVC(Polyvinyl Chloride), PS(Polystyrene) 등 범용소재와 함께 폴리에스터(Polyester), PA(Polyamide), PVDC(Polyvinylidene Chloride), PVA(Polyvinyl Alcohol) 공중합체, 실리카(Silica) 증착 등 각종 투명 증착필름을 포함한 기능성 소재가 투입되고 있다.
최근에는 포장소재에 대한 품질 요구가 고도화됨에 따라 다른 소재와의 복합화, 코팅 및 증착, 표면개질 기술을 활용해 가스 차단성을 높인 소재, 신선도 유지 소재, 전자레인지 가열에 대응한 내열소재 등이 잇따라 개발되고 있다.
특히, 플래스틱 포장소재는 1인 가구 증가 및 고령화, 절약의식 향상, 식사 간소화 등 식품포장산업을 둘러싼 환경이 변화함에 따라 소재의 역할 및 중요성이 더욱 높아지고 있다.
편리성을 추구하고 있는 유니버설디자인(Universal Design) 패키지가 대표적이다. 강력한 접착력을 보유하면서 쉽게 개봉할 수 있는 이지필(Easy Peel) 및 이지컷(Easy Cut) 기능, 개봉 후 다시 밀봉할 수 있는 소재도 정착되고 있다.
식품 낭비 감축에 대한 기여도도 중요해지고 있다.
세계적으로 매년 약 13억톤에 달하는 식량이 폐기되고 있기 때문으로, 식품 낭비를 줄이기 위해서는 식품 제조공정 개선에 따른 유통기한 연장은 물론 포장재 성능 강화가 필수적으로 요구되고 있다.
이에 따라 식품 포장재 생산기업들은 새로운 소재 및 패키지 구조 개발에 힘을 기울이고 있다.
플래스틱 용기는 가볍고 가공성이 우수한 특징을 바탕으로 식품산업에서 다양하게 활용되고 있다.
최근에는 1인 가구, 맞벌이 부부 증가로 편의점 등에서 식품을 구매해 집에서 식사를 해결하는 소비자가 늘어남에 따라 전자레인지로 가열할 수 있는 내열소재가 채용되고 있다.
2018년에는 대표적인 포장소재 원료인 PET(Polyethylene Terephthalate) 가격이 상승함과 동시에 환경의식이 향상됨에 따라 PET 재생소재 수요가 증가한 것으로 나타났다.
전자레인지에 대응한 용기에는 내열성 EPS(Expandable PS), 내열성과 내유성을 겸비한 OPS(Oriented PS) 등이 사용되고 있으며 200℃ 이상 고온으로 가열하는 기기 및 오븐용으로는 CPET(Crystalline PET)가 투입되고 있다.
용기는 2017년 중반부터 2018년 후반까지 나프타(Naphtha)와 함께 원료가격이 상승세를 계속함에 따라 PET 재생소재에 대한 관심이 높아지고 있다.
PET는 중국의 폐플래스틱 수입규제로 오리지널 수요가 급증해 거래가격이 상승함에 따라 재생소재 경쟁력이 향상됐기 때문이다.
이에 따라 리사이클 설비를 보유하고 있는 용기 생산기업들은 생산능력 및 판매 확대에 주력하고 있다.
수요기업의 환경의식 향상도 큰 영향을 미치고 있다.
오리지널 수지만을 사용하던 수요기업 중에서도 라인업을 확충하기 위해 재생소재 활용을 검토하는 곳이 늘어나는 것으로 알려졌다.
플래스틱 필름은 연포장용으로 사용되고 있으며 라이프스타일 및 식생활이 다양해짐과 동시에 식품안전에 대한 소비자 의식이 높아짐에 따라 신선도 유지, 수증기·산소 차단 등 요구 성능이 고도화되고 있다.
쉽게 찢거나 박리할 수 있는 보편적 설계, 편리성도 중요 요소로 부상했다.
식품포장용으로는 PP, PET를 비롯해 PE, PA, PVC, PVDC, PS 등 다양한 필름이 사용되고 있으며 식품 생산기업들은 식품 및 유통형태에 따라 최적의 소재를 선택해 채용하고 있다.
베이스 필름을 접착하는 라미네이트 가공기술, 여러 소재를 단번에 압출하는 기술 등을 이용해 강도, 가스 차단성, 인쇄적성 등 요구 성능을 충족시키는 각종 다층필름도 보급되고 있다.
최근에는 유통기한 연장에 대한 요구가 높아지면서 다층필름 외에 알루미늄 증착, 차단코팅 등 2차 가공을 실시한 차단성 포장재가 주목받고 있다.
식품 패키지는 해양 플래스틱 문제가 부상하면서 생분해성을 보유하거나 리사이클이 용이한 소재에 대한 요구가 사회적으로 높아지고 있으며 이산화탄소(CO2) 배출량 감축 측면에서 식물 베이스 소재로의 전환도 이루어지고 있다.
그러나 코스트 문제가 크고 단일소재화로 기능성이 상실되거나 두꺼워지는 단점이 있어 필름 생산기업들은 이율배반적인 과제를 해결하기 위해 다층필름의 박막화를 추진함과 동시에 100% 생분해성 소재를 투입한 다층필름 개발에 힘을 기울이고 있다.
<화학저널 2019년 7월 22일>
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