1. 포장의 목적과 기능
식품 포장의 목적 중 가장 중요한 것은 식품의 품질에 나쁜 영향을 미칠 수 있다는 물리적, 화학적 또는 생물학적 요인으로부터 보호하기 위한 저장수단을 들 수 있다. 즉, 수분 증발에 의한 중량손실과 이에 따른 표면 건조현상, 외부로부터 이취 성분의 유입, 향미 성분의 유출, 물리적인 압력에 의한 형태적 손상, 먼지 및 이물질의 오염 등 물리적 변화를 억제함과 산소의 유입과 빛에 의한 산화 반응과 가수분해나 효소반응 등의 화학적 변화의 억제, 그리고 해충이나 쥐에 의한 손상과 미생물의 오염 등에 의한 생물학적 변화로부터 보호하기 위함이다. 이외에도 포장을 통해 제품의 규격화가 가능하고 유통 판매 중 적재 및 수송이 간편하며 재고 관리가 용이하고 유통 중 손실을 최소화할 수 있으며, 소비자에게 자유로운 제품의 선택 구매와 휴대 및 보관편리성, 제품의 표기에 의한 제품의 정보와 신뢰도 부여, 광고효과 등 편의성을 제공하고 판매를 촉진할 수 있다. 따라서 포장재는 소비자에게 호감을 주기 위한 투명성 및 표면 광택, 수분 및 가스이동에 대한 제어, 광범위한 사용 온도범위, 독성 성분의 제거, 저렴한 가격, 완충작용에 의한 기계적 보호와 환경 친화적인 요소 등의 특성을 가져야 한다.
2. 포장재의 종류와 특성
1) 플라스틱 포장재
플라스틱 포장재는 중합이나 축합 되어 튜브상이나 필름형태로 생산된다. 이와 같은 단체 필름은 제품에 요구되는 성질에 따라 적층 또는 공압출되어 제조된다.
① 폴리에틸렌(PE)
폴리에틸렌은 에틸렌을 중합하여 얻어지며 밀도에 따라 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 구분된다. 폴리에틸렌은 수분 차단성이 좋으며 내 화학성 및 가격이 저렴한 장점이 있는 반면 기체 투과성이 높다는 단점이 있다. 저/중/고밀도의 투명 내지 반투명 폴리에틸렌 필름은 여러 가지 유연 포장에 사용되고, 저밀도 폴리에틸렌의 경우 내한성이 커서 냉동식품 포장과 열융착성이 좋아 다른 포장재와 라미네이션 하여 열 접착성 포장재로 이용된다. 고밀도 폴리에틸렌필름의 경우 쇼핑백 제조에 이용된다.
② 폴리프로필렌(PP)
폴리프로필렌은 프로필렌을 중합시켜 제조되는데 비중이 0.9 정도로 가벼우며 무미, 무취, 무독의 안전성을 가지고 가공이 용이하며 우수한 방습성과 투명도, 광택도, 내열성이 좋다. 그러나 산소 투과도가 높아 차단성이 요구될 때 알루미늄 증착이나 PVDC 코팅을 하여 사용한다. 성형법에 따라 연신 폴리프로필렌 필름(OPP)과 무연신 폴리프로필렌 필름(CPP)으로 구분된다. 연신 과정을 거침으로써 폴리프로필렌은 투명성, 내인강도, 기계적 강도가 우수하여지고 특히 가로, 세로 두 방향으로 이축 연신된 필름(BOPP)은 무연신 필름보다 산소, 수증기 투과도가 1/2~1/3 정도 저하된다. CPP는 레토르트용 포장재의 열 접 착용으로 OPP는 랩포장이나 냉동포장 등에 이용된다.
③ 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)
에틸렌 비닐 아세테이트는 에틸렌과 비닐 아세테이트를 공중합하여 생산하는데 비닐 아세테이트의 함량이 증가함에 따라 인쇄성, 투명성, 유연성이 증가하나 열접착 온도는 낮아진다. 필름용으로는 비닐 에세테이트 함량이 18%인 EVA가 유연 포장으로 가장 많이 쓰이는데, 이는 필름이 저온에서도 유연성이 있고 저온 열 접착성과 열접착 후 접착강도가 좋기 때문이다. 또한 가소제가 첨가되지 않아도 이러한 유연성이 있기 때문에 EVA는 단독으로 또는 PE나 PP등과 함께 공압출되어 생육용 스트레치 필름으로 이용된다.
④ 에틸렌 비닐알코올(EVAL)
에틸렌 비닐알코올은 에틸렌 비닐 아세테이트를 가수분해하여 생산하는데 열에 안정하나 습기에 약하며 PE나 PP와 같이 샌드위치 타입으로 공압출하여 사용하고 있으며 나일론/EVOH/EVA 같은 구성으로 육가공품이나 치즈용에 사용된다.
⑤ 아이오노모
에틸렌과 메틸 아크릴산의 공중합물로 저밀도 폴리에틸렌에 비해 투명하고 질기며 기계적 강도가 높고 내요 성이 좋으며 열접착 온도가 약 85도로 낮고 접착면에 이물질이 오염되어도 접착력이 좋으나 가격이 다소 비싸다. 폴리 아마이드와의 적층필름은 내 핀홀성이 강하고 냉동육의 포장과 진공포장, 수축포장, 스킨포장 등에 이용된다.
⑥ 폴리염화비닐(PVC)
흔히 비닐로 칭하여지는 필름으로써 비닐 클로라이드를 중합하여 얻어진다. 가소제 함량이 낮은 경질의 PVC는 기계적 내성, 공기와 수증기 차단성이 우수하고 산, 알코올, 기름에 대한 내성이 좋으나 가소제의 첨가 수준이 높아짐에 따라 위의 성질은 떨어지나 연질의 PVC가 생산된다. 경질 PVC는 투명하고 열에 의한 성형성이 좋아 자동 성형 포장기의 하부 성형층의 재질로 PE와 적층 되어 이용된다. 연질 PVC는 광택성과 투명성이 우수하고 자기 점착성이 좋기 때문에 랩 또는 스트레치 필름으로 이용되며 산소 투과도가 높아 신선육을 포장할 때 육류의 선홍색 유지에 좋고 채소류엔 비교적 높은 수분 투과성으로 필름 내 수분 응결방지와 더불어 선도 유지 목적으로 사용된다. 그러나 지방함량이 높은 식품에 장기간 접촉하거나 높은 온도로 가열될 때에는 비닐 클로라이드 단량체와 가소제의 용출문제로 위생상 논란의 소지가 있어 식품에 직접 접촉시키는 용도로는 제한되기도 한다.
⑦ 폴리염화비닐리덴(PVDC)
염화비닐리덴의 중합체로서 공기와 수증기 차단성이 매우 높고 내유성, 내약품성, 투명성 및 열 수축성 등이 뛰어나나 제조 단가가 높다. 튜브상으로 제조되어 어육 연제품 및 비 훈연 소시지의 케이싱으로 이용된다.
⑧ 폴리스티렌(PS)
에틸렌에 벤젠기가 붙어있는 스티렌 단위체를 중합하여 만든 폴리머로 가볍고 단단한 투명 재료이며 산, 알칼리, 염류 등 무기약품과 지방족 탄화수소 및 알코올에 내성이 있으며 전기 절연성과 인쇄성 및 내한성이 양호하나 산소와 수증기 투과성은 높다. 폴리 스티렌 필름은 강도와 유연성을 주기 위해 연신시킨 이축 연신 필름이나 시트로 사용되거나 열성형을 하여 용기로 사용한다. 용기 형태로는 자동 성형포장기에 의해 성형되어 생육이나 육제품의 용기로 또는 발포제를 사용하여 제조한 발포성 PS는 육류와 생선류의 트레이로 사용된다.
⑨ 폴리아마이드
아민과 카르복실산과의 아마이드 결합을 가진 고분자 화합물로써 나일론으로 불린다. 탄소 수에 따라 다양한 구조식과 이름을 갖는데 일반적인 성질로는 공기 차단성과 기계적 강도, 내열성, 내약품성, 내한성 및 성형이 우수하다. 그러나 상대습도가 높을수록 흡수성이 증가하는 경향이 있다. 폴리 아마이드 필름은 진공 및 가스포장용으로 6,6-나일로는 융점이 250도로 높아 고온 살균용 포장재로 이용되며, 12-나일론은 수증기 차단성이 좋으며 내한성이 -70도로 냉동제품용으로 이용된다.
⑩ 폴리에스터
에틸렌글리콜과 테레프탈산의 축합중합으로 합성되었으며 정식 명칭으로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이다. PET는 탄산음료 병이 생산되면서 급성장을 하였는데 이축 연신된 PET필름은 높은 기계적 강도와 내수성, 내화학성, 투명성, 차단성이 우수한 포장재로써 사용온도 범위가 높다. 특히 용융점이 높아 보일-인-백이나 레토르트 파우치, 이중 오븐용 트레이 뚜껑에 사용된다. PET필름은 차단성을 더욱 증가시키기 위해 PVDC코팅이나 알루미늄 증착을 하여 사용하며 코팅 필름은 산화 방지를 위한 가공육 등에 사용된다.
⑪ 셀로판
셀로판은 펄프를 화학적으로 정제한 재생 셀룰로오스로서 제조 형태에 따라 튜브형과 시트형이 있다. 셀로판은 글리세린, 글리콜류나 소르비톨 등의 유연제가 첨가되는데 그 첨가량이 많을수록 인열강도, 신장률은 증가한다. 셀로판의 일반적인 성질로는 광택이 있고 투명하며 기계적 작업성이 우수하고 인쇄 적성이 우수하나 열 접착성이 없는 것이 단점이다. 육가공 업체에서는 셀로판 필름에 착색을 하여 프레스햄에 훈연 색상을 부여시키는데 주로 이용된다.
2) 금속포장재
금속캔은 경제성과 보호성의 측면에서 우수하다.
첫째, 산소 및 수분, 빛을 완벽히 차단하여 보호성이 우수하나 내용물을 외부에서 볼 수 없는 단점이 있다.
둘째, 독성이 없으며 위생적으로 비교적 안전하다.
셋째 내열성이 우수하고 열 전도성이 좋아 고온에서 가열 살균하고 상온에서 보존하는 용기로서 적당하다.
넷째, 높은 기계적 강도를 가져서 외부로부터의 물리적 힘에 의한 제품 형태적 손상을 방지할 수 있으며 곤충이나 쥐에 의한 손상도 막을 수 있다.
다섯째, 고속의 고정밀 기계가공을 할 수 있어 대량 생산과 규격화를 할 수 있으며 생산 효율이 우수하다.
여섯째, 표면을 라카로 코팅함으로써 내용물에 의한 금속과의 반응을 방지할 수 있으나 종이나 플라스틱 용기에 비해 무거운 단점이 있다. 금속캔은 형태에 따라 원형, 각형, 타원형으로 구분하며 캔의 구성에 따라 3 피스캔, 2 피스캔으로 나누고 내면 코팅의 유무에 따라 백관과 라카캔으로 분류할 수 있다..
3) 유리포장재
유리용기는 규사, 소다회 석회석의 주원료에 파유리 및 부원료 등을 포함하여 고온에서 용융시킨 후 성형 냉각시켜 제조된다. 유리 용기는 무겁고 깨지기 쉬운 특성으로 인해 편의성 측면에서 플라스틱이나 캔 포장에 비해 경쟁력이 떨어지나 재활용이나 재사용 측면에서 우수한 환경 친화적인 포장일뿐 아니라 재사용이 이뤄질 경우 가격 면에서도 유리한 위치에 있다.
캔과 같이 고온에서 열처리 하여 상온에서 장기 보관하기 위한 제품을 사용할 때 이용된다.
4) 종이포장재
종이는 단단한 제품을 싸는 용도로 쓰이던 포장재였으나 합성수지가 개발되고 포장재 조합기술이 발전되면서 종이에 왁스나 파라핀이 코팅된 포장지, PE나 EVA 등 플라스틱 포장 재료나 알루미늄과 함께 라미네이션 된 포장지 등이 개발되어 다양한 용도로 식품 산업에 이용되고 있다. 육가공 산업에서는 생육의 포장에 주로 이용되며 육가공품에는 포장 후 열처리나 유통기한 문제로 아직 이용되지 않고 있으며 다만 박스 제조할 때 종이 판지가 이용된다.