20세기 후반인 1965년부터 70년에 걸쳐, 최초의 고분자 배리어 재료인 PVDC가 소개되었고, 1972년에는 그 후 배리어 재료로서 주요 위치를 점하게 된 EVOH가 제품화되었다. 가다랑어팩 및 마요네즈 보틀로서 시장에 도입된 후 약 30년이 지나 이제는 새로운 재료라고는 말할 수 없으나, 지금도 식품포장을 비롯한 분야에서 배리어 재료는 연률 10% 이상의 성장을 계속하고 있다.

식품 및 음료의 포장에 필수적인 재료가 된 지금도, 식품의 종류나 사용방식의 다양화, 확대를 계속하고 있을 뿐 아니라, 건축자재 및 가정용품, 자동차 부품, 의료(醫療) 및 의료(衣料) 등에 응용분야를 넓혀가고 있다. 최근, 새로운 배리어수지 및 필름이 개발되어 무척 활기있는 산업분야가 되었으며, 새로운 기술 및 시스템의 소개도 이어지고 있다.

1990년대에 이르러, 환경문제가 불거짐으로써, 환경문제에 대응하는 배리어 재료에 대한 새로운 기대가 나타남과 동시에, 배리어 재료 안에서의 소재전환도 중요한 기술과제가 되고 있다. 여기에서는 배리어 재료의 발전 동향과 필름을 비롯한 주목할만한 응용분야에서의 개발동향을 개관해보기로 한다.

배리어 재료란

기체가 재료 안을 투과하기 어려운 물질에 대해 붙인 명칭이 배리어 재료이다. 몇 가지의 대표적인 고분자가 대략 어느 정도 산소를 투과하는가를 (표 1, 월간포장 2005년 9월호 98페이지)에 나타내었다. 통상 PAN이하의 투과량을 보이는 것을 배리어 재료라 부르고 있다. 이 이상의 투과량인 나일론이나 PET가 미들 배리어로서 이용되고 있는 분야도 많다.

배리어 포장이 일반화되고, 그 기능도 다양해졌기 때문에, 가스불투과성 재료가 아니라도 식품의 품질이 유지될 수 있는 기능을 가지고 있는 것을 배리어 재료라 부르는 경우가 있다.

바깥에서 침입한 산소를 식품보다도 우선적으로 흡착·소비하는 산소흡수제 및 역으로 내부의 음료 플레이버를 흡착하지 않는 기능을 가지는 것, 최근 화제에 오른 필름 그 자체가 산소를 흡수하는 기구를 가지는 것 등이 있다(물리적 배리어성 혹은 액티브 배리어성 등이라 불린다).

배리어재의 탄생, 발전과 현재의 동향

쿠라레이사의 松本씨의「PVA의 가스불투과성이 장래이용가치가 있는 특성이 될 것이다」라는 고분자학회 夏季대학에서의 예측발표, 몬샌트社의 Salame씨의 「고분자의 구조와 기체투과성의 관계 시사」 등이 발표되는 등 식품의 유통기구는 혁신기를 맞고 있다.

즉, 수퍼마켓에서의 식품포장에 고분자 배리어 재료가 필요하게 되었다.
1960년대 후반에 미국 다우케미컬社에서 PVDC계 폴리머가, 일본의 클라레에서 PVA계의 폴리머인 EVOH(에틸렌 초산 비닐 공중합체)가 개발되었다.

식품 중에서는 산소에 의해 가장 맛에 영향을 받기 쉽고, 가다랑어 나눔포장이 이 하이배리어 수지의 개발에 의해 가능해졌으며, 동시에 나일론6 등이 찐 콩의 포장에 사용되기 시작해, 일반에서의 배리어포장이 시작되었다.

이 시기에 공압출기술 및 열성형기술, 가스충전포장기술 등의 주변기술도 확립되어, 개별포장식품의 포장형태에 대한 시장의 요구에 대응한 전개가 가능해졌다. 포장형태는 필름(파우치)뿐 아니라, 보틀, 지(紙)용기, 컵, 튜브 등 다양하다. 그리고 이들은 다층 복합구성에서 사용되는 것이 대부분이다.

(자세한 내용은 월간포장 2005년 9월호에 게재)