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재생 가능한 특수 배리어 신소재 「Plantic™」
Plantic社, 뛰어난 배리어성 가진 신재생 소재 개발
「Plantic™」은 Plantic Technologies Ltd.에 의해 개발된 신소재이며, 소재는 다층구조로서 주로 신재생 원료로 만들어지고 있다.
「Plantic™」은 Vincotte社(으)로부터 60%-80% 재생 가능한 원료임을 인정받았고, 바이오 원료라고 하여 ´별 3개´의 평가를 받았으며, 친환경 바이오 플라스틱 분야를 견인하는 호주의 Plantic Technologies Ltd.에 의한 선구적인 개발성과에 따른 혁신적인 기술로 2005년 듀퐁・호주와 뉴질랜드에서 Performance Materials와Chairman’s상, PCA Sustainable Packaging Design 동상 등 많은 상을 수상하였다.

「Plantic™」, 뛰어난 배리어성…제품 보존기한 연장

「Plantic™」은 특수한 배리어 소재이며 다양한 특성을 지닌 패키지이다. 기능으로는 소/돼지고기, 닭고기, 생선과 해산물, 정육, 생파스타와 치즈 등의 신선식품을 오랫동안 보존하는 것이 가능하다.
당사 자체 조사에 따르면, 이 소재의 뛰어난 배리어 성능에 의해 신선한 소/돼지고기의 보존 가능한 기간은 15%-40% 늘어난 것으로 나타났다.
「Plantic™」은 이미 전 세계 신선한 식품포장에 새롭게 적용되고 있으며, 「Plantic™」의 그레이드 중에는 form fill & seal용의 배리어・롤스톡, 배리어성 성형 트레이, 진공스킨 포장, EasyFeel 포장에 적용한 제품들이 있다.


「Plantic™」의 특징은 다음과 같다.

신재생 재료
높은 가스배리어성
부패, 이취(냄새)로부터의 높은 배리어성
범용 뚜껑소재와의 가열 밀봉성
뛰어난 가공성 및 밀봉강도
뛰어난 표면 광택성


「Plantic™」의 주요 원료… 유전자가 조작되지 않은 옥수수 전분

당사의 특징적인 특허 기술은 다른 석유 화학계의 플라스틱보다 절반의 에너지만을 필요로 한다.
「Plantic™」은 식물성 원료와 함께 다층구조로서 그 핵심인 ‘Plantic바이오 폴리머’가 있는데 ‘Plantic바이오 폴리머’는 생분해성이기에 퇴비로도 사용이 가능하여 환경적인 부담을 경감하였다.
또한, 외부/내부의 층은 습기방재의 소재로 되어있는데, 이것은 사탕수수에서 만들어진 100% 바이오 폴리에틸렌 등의 바이오플라스틱 또는 석유 화학계 플라스틱이며, 재생가능한 배리어 시트(Plantic™ 핵심부분)의 양면에는 LDPE, PP, PET 등의 플라스틱 층(Layer)이 래미네이트(lamimate) 되어있다.
「Plantic™」의 핵심부분에는 가스에 대한 배리어성이 뛰어나며, 외층부분에는 습기, 수분에 대한 배리어성이 뛰어나다.
‘Plantic배리어 시트’는 Multivac社의 자동성형, 충진, 밀봉(form fill & seal)장치와 같은 일반적인 성형기에 의하여 트레이(Tray)에 열 성형한다.

「Plantic™」은?
「Plantic™」은 세계 최초의 재생 가능한 울트라 배리어 소재이다.
Plantic社는 가스배리어 소재의 범위를 넓혀 산소투과율이 1,0cc/m2/day이하의 새로운 울트라 배리어 소재의 카테고리를 개척했다.
「Plantic™」 특유의 뛰어난 배리어성은 Plantic社의 독자 기술과정을 통해 자연성분의 전분을 활용한 폴리머를 포장소재로 사용하는 것이 가능하게 되었다.
전분은 자연적으로 발생하는 다당에서 녹색 식물의 에너지 저장고로서의 역할을 가지고 있다. 특히, 곡물(옥수수, 보리, 쌀)과 덩이줄기식물(감자와 카사바)에 많이 보인다.
전분의 폴리머 성분은 α-D-glucopyranosyl의 연쇄로 되어 있고, 이것은 (1→4)결합으로, 선형폴리머의 아밀로스를 형성하거나 (1→6)결합으로, 고도로 분기된 폴리머에 있는 아미로펙틴을 형성한다.




「Plantic™」에 사용되고 있는 전분은 70%이상 아미로스로 되어있고, 그 성질은 PET와 유사하다.


<표 1> PLANTIC ECO 플라스틱™ R의 주요 속성

○ 뛰어난 배리어 성능
「Plantic eco Plastic™」이 발휘하는 뛰어난 배리어 성능은 PVDC, MXD6, EVOH 등의 기존 배리어 수지와 동등하거나 그보다 높다.
아래 <표 2>에는 몇몇 기존의 폴리머와 Plantic의 산소 배리어 성능이 비교되어있다.


<표 2> 포장 필름 재료의 배리어 비교 성능

그림 3) 상업적 배리어 폴리머의 선택을 위한 산소 투과도의 상대 습도의 영향


「Plantic™」…생고기와 닭고기 보존가능 기간 연장

그림 3)은 상대습도의 변화가 각종 배리어 필름의 가스 배리어에 미치는 영향을 나타내고 있다.
여기에 표시된 친수성 폴리머와 같이 Plantic 필름은 배리어 성능을 저하시키는 습기, 수분을 외부환경으로부터 흡수한다. 「Plantic™」의 흡습은 외층의 방수성에 의해 제한되고 있다.
당사의 조사결과, 배리어 성능은 7일간 이상, 장비검출 한계(일반적으로 0.05 cc/m2/day)를 계속적으로 밑돌았다.
그림 4)는 이것을 75%RH에서 균형을 취한 후, 90%RH에 방치했을 때의 「Plantic™」의 OTR을 나타내고 있다. 8일을 경과해도 OTR에는 변화가 일어나지 않고, 장치검출한계를 밑돌았다.
「Plantic™」의 배리어 성능은 그림 5)로부터 알 수 있듯이, 기온이 낮을 경우에 높게 된다.
섭씨 20도에서 5도의 기온이 내려갈 때, 50% RH에서 OTR 약 3 분의 1에 저하가 보였다. 이것은 냉장고의 생고기와 닭고기의 보존가능 기간을 늘릴 수 있는 중요한 포인트이다.

그림 4) Plantic ecoPlastic™의 배리어 성능에 대한 외부의 상대습도의 변화



그림 5) Plantic®의 배리어 성능에 대한 온도의 영향.


Plantic의 가스 배리어 성능은 EVOH와 비슷하다. 그러나 그림 6)에서 볼 수 있듯이, 배리어 패키지에서 Plantic 소재는 크고, EVOH의 다중 층 구조보다 20배 두꺼운 배리어 층을 구비하고 있다.
<표 3>에 나타난 당사 연구결과의 숫자처럼 뛰어난 배리어 성능과 두꺼운 배리어 층을 더불어, 패키지의 배리어 성능이 약 10배가 되는 것을 알 수 있다.


<표 3> Plantic eco Plastic™ R의 비교 성능

그림 6) 기존의 배리어 포장 및 Plantic ecoPlastic™의 구조 비교


「Plantic™」은 신선식품의 보존가능 기한 연장

Plantic社는 다진 고기・닭고기・생선 등의 보존가능 기간에 대해 보급되고 있는 종래의 폴리프로필렌(PP), 배리어 트레이와 비교하여 독자적인 실험을 실시해 왔다.
실험에서는 동일한 뚜껑 소재가 모든 샘플에 사용되었고, 결과적으로는 「Plantic™」트레이에 포장된 닭고기, 소시지의 샘플은 기존의 PP트레이 샘플보다 더 오랫동안 원래의 색을 보존하였다.
보존가능기간은 NATA의 규정에 따라 전체 세균수, 대장균군, PH, 냄새, 색의 평가 등에 의해 결정되었다.
「Plantic™」트레이에 포장된 닭고기는 40%, 햄, 소시지 등의 가공육은 15%정도 보존가능기간이 늘어났다.
산화에 의해 약간의 변색은 있었지만, 햄, 소시지는 PP트레이에 포장된 것보다 더 오랫동안 원래의 색을 보전했다.



 Plantic社는 Kuraray社를 총대리점으로서 한국시장에 「Plantic™」을 전개하고 식품시장, 식품포장에 공헌하려한다.


[2014-08-04]
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