오늘날 연포장(flexible package) 시장에서는 최저의 비용으로 포장 서비스를 제공하기 위한 경쟁이 벌어지고 있다. 세계 최고의 접착제 공급업체인 헨켈은 모든 종류의 Liofol 래미네이팅 접착 시스템으로 전 세계의 가공업체들에게 서비스를 제공하는 선두업체로 자리 잡았다.

시간을 단축하려는 추세에 따라 래미네이팅 접착제 경화시간의 단축이 요구되어 왔다. 이것은 전 세계에서 가장 흔히 사용되는 반응형 폴리우레탄 접착제의 화학적 성질과는 상반된 듯하다. 또한 식품포장 법규 준수에 대한 인식의 증대로 가공업체에 대한 압력이 가중되었다.

이 글에서는 사례를 통해 표준형 래미네이팅 접착제와 지능형 경화 라미네이팅 접착제의 차이점에 관해 설명한다. 지능형 경화 래미네이팅 접착제는 경화시간 단축으로 성능을 강화하는 동시에 안전한 식품 포장용 래미네이트를 제공한다. 여기에서 살펴본 사례는 폴란드 가공업계에서 이미 판매되고 있다.

폴리우레된 래미네이팅 접착제의 문제

2001년 소위 “덴마크 식품 스캔들”이 있었는데, 이는 완전히 경화되지 않은 폴리우레탄 래미네이팅 접착제에서 배출되는 아로마 아민(aromaticamines)에 대한 문제였다.

그리고 현재 여러 유럽 국가들의 규제 당국과 일반 대중들은 이 문제에 대해 폴란드보다 더 민감하게 반응하고 있다. 전 세계의 많은 나라(모든 유럽 국가들, 미국, 캐나다, 일본 등)에서는 식품 포장이 “식품포장 재료의 어떤 성분도 인간 건강을 위협하지 않을 것”이라는 기본적인 사용요건을 준수해야 한다는 법규를 마련했다.

유럽의 플라스틱 지침 2002/72/EC와 수정안 2004/19/EC는 폴리우레탄 라미네이팅 접착제 공식화에 이용되는 지방족(aliphatic)과 아로마틱 이소시아네이트(aromatic isocyanates)를 포함한 모든 종류의 저분자량 성분에 대해 구체적으로 사용제한을 규정해왔다.

식품의 수분에 의해 아로마틱 아민(aromatic amine)이 형성될 가능성이 있기 때문에, 식품용기에 있으면서 완전히 경화되지 않은 라미네이팅 접착제의 이소시아네이트 단량체(free isocyanate monomer)가 안전한 식품포장에 영향을 미칠 수 있기 때문이다.

실용적이면서 법적으로도 유효한 독일 광도 테스트 방법은 아로마틱 아민(aromatic amine)을 2ppb 검출한계까지 검출할 수 있다. 법규 준수를 결정하는 검색방법은 아로마틱 아민(aromatic amine) 대 아닐린(염산)표준의 저반응 요소들이 고려되는지 확인 방법이다.

미국 FDA(The Food and Drug Administration)에서는 CFR FDA 175.105 21번 조항에 의해 식품용기에 접착제를 사용하는 것을 규제해왔다. 접착제 공급업체들은 허가된 원료만을 사용해야 하며, 가공업체는 접착제와 식품사이의 요건을 준수해야 한다.

아로마틱 이소시아네이트(aromatic isocyanates)를 사용하는 폴리우레탄 래미네이팅 접착제의 경우, 음식 모조품에 들어 있는 검출이 불가능한 아로마틱 아민(aromatic amine)이 문제점으로 작용한다.

식품포장 법규 준수와 관련해서 화학요소를 살펴보면 반응성 폴리우레탄 라미네이팅 접착제의 영향을 이해하기 쉽다. 표준 용제 및 무용제 1액형과 2액형 폴리우레탄 시스템들은 저장소에서 있는 래미네이트 층들 사이에서 경화하고 모든 이소시아네이트(isocyanates)가 완전 경화 시스템에 반응하는 시기가 끝날 때쯤에는 이동하는 아민(amine)이 남아있지 않게 된다.

지능형 시스템 개발을 위해 우리는 식품용기에 래미네이트가 식품 간접접촉에 안전해질 때까지 폴리우레탄 접착제의 경화시간에 영향을 끼치는 모든 요소들을 완전히 이해할 필요가 있다.

NCO 성분에서의 이소시아네이트(isocyanates) 농도가 아로마틱 아민(aromatic amine)의 원천으로 중요하다는 것은 자명한 것 같다. 하지만 어떤 접착제를 사용할지 결정할 때 오직 단량체 농도만을 고려한다면 실수하게 될 것이다.

그 이유는 단량체 농도보다 경화 메카니즘이 더 큰 영향을 끼치기 때문이다. 식품법규 준수를 위한 경화시간에 영향을 미치는 다른 요인들은 래미네이트 공정과 롤(rolls)의 보관 상태다.

헨켈은 15년 전 광도 테스트 방법의 2ppb 검출한계 준수를 위해 접착제에 이동하는 아민(amine)이 없어질 때까지 경화시간을 상당히 단축시킨 지능형 경화 메커니즘을 가진 2액형 용제와 2액형 무용제인 3세대 폴리우레탄 래미네이팅 접착제를 선보였다.

헨켈의 새로운 접착제 기술

지난 5년 동안 헨켈의 Liofol 3세대 기술에 장점을 더하는 새로운 기술들이 추가되었다. 3세대 접착제 공정 기술을 수정하여 지능형 경화 메커니즘과 아주 낮은 이소시아네이트(isocyanates) 단량체 농도(<1%)가 결합하여 실온에서 경화시간을 상당히 단축시킨 4세대 폴리우레탄 접착제가 만들어졌다.

40℃에서 이용하기 위한 실온상태의 일반 2세대 시스템 액체와 비교하여 다루기가 복잡한 무용제 3세대와 4세대 접착제들은 70~80℃에서 이용된다.

연포장용 무용제 접착제에 대한 전 세계 시장수요를 살펴보면 가공업체들은 물리적인 성능과 식품안전과 관련해서 절삭성이 좋아 다루기가 쉬우면서 경화시간이 빠른 일반 시스템에 주로 관심을 보였다.

5년 전, 헨켈은 지속적인 연구개발 노력으로 2세대 무용제 접착제의 쉬운 이용법을 고수하면서 식품 간접접촉에도 안전할 만큼 경화시간을 상당히 단축시킨 일반 무용제 접착제를 출시했다. 한편, 근래에는 현재의 시장 수요를 만족시키는 일반 등급이 세계적으로 책정되었다.

무용제 접착제와 관련해서 가장 많이 토론된 주제는 1차 아로마 아민(aromatic amine)의 이동에 관한 것이다. 경화 메커니즘이 동일하다는 전제 하에 용제 접착제로 래미네이트된 포장재료는 식품간접 접촉 시 일반무용제 접착제보다 더 신속하게 안전해진다.

단, 표준 경화 메커니즘을 따라 경화하는 용제 시스템이 식품 간접 접촉에 안전한 상태가 되기 위해서는 지능형 경화 메커니즘을 따르는 무용제 시스템보다 더 많은 시간이 필요하다.

이러한 이유 때문에 헨켈은 용제형 포트폴리오에 일부 새로운 용제형 2액형 제품들을 추가했다. 새로운 제품들, 소위 4세대 용제형 시스템들은 식품 연포장 법규 준수에 빠르다는 사실 외에도 몇 가지 이점들을 추가적으로 갖고 있다. 특히, 견고성이 높아서 고객은 동일하거나 훨씬 저렴한 에너지 비용을 들이고도 생산 속도를 높일 수 있다.

헨켈의 지능형 경화 메커니즘을 가진 Liofol 2액형 무용제 및 용제형 폴리우레탄 라미네이팅 접착제는 안전한 식품포장 요건을 충족시키는 짧은 경화시간으로 인해 각 시장 부문에서 훌륭한 실적을 자랑하고 있다.

래미네이팅 접착제의 최신 세대들은 가공 기술의 선두나라인 독일은 물론 폴란드 같은 CEE지역에 점점 더 중요해지고 있다.

글 : 홍정규 대리 / 헨켈코리아 포장사업부

문의 : 헨켈코리아 포장사업부
(Tel. 02-3279-1700, www.henkelkorea.com)