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유기 무기 하이브리드재료의 배리어 성능 발현과 그 응용

전문가 제언: ○ 포장 내용물의 안전성이나 품질을 보증하기 위해 투명하고 유연한 플라스틱 재료에 가스 배리어성 부여가 요구되고 있다. 특히 근래에는 자외선 차단이나 생분해성 등의 복합화 그리고 포장재 내부의 환경을 적극적으로 제어하려는 시도가 연구되고 있다. 또한 식품포장이나 용기분야에서 시작된 배리어성 부여 기술은 전자, 의료, 수소저장 등 타 분야로 확대 응용되고 있다.

○ 최근 큰 주목을 받고 있는 하이브리드재료는 나노스케일의 분산구조에 기인하여 역학적인 물성, 내열성, 내마모성, 치수안정성, 난연성, 배리어성 등 각종 성능이 향상되고 있다. 이에 따라 하이브리드재료를 이용한 배리어성 향상을 위한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 본고에서는 배리어성에 필요한 재료의 특성과 MXD6 나일론과 클레이의 유기무기 복합물을 예로 들어 가스 배리어성 재료로서 유기 무기 하이브리드 재료의 현상과 향후의 전망을 해설한 것이다.

○ MXD6 나일론이나 (폴리머/클레이)나노복합물 층을 입힌 필름 등은 이미 산소나 탄산가스 등에 대한 배리어성 수지로 이미 출하되고 있다. 하이브리드 재료(나노복합물)의 배리어 성능은 단층이나 다층 제품에서 모재의 수배가 되지만 수십 배 까지는 도달되지 않는다. 또한 단층의 포장재, 용기 재료로 널리 사용되는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, PET 등의 범용수지를 모재로 하는 나노복합물 재료에 관해서도 배리어성 향상을 위한 많은 시도가 있었지만 식품과 음료수용 포재로서는 아직 공업화수준에 도달하지 못하고 있다.

○ 최근 일본에서는 수소가스 배리어성을 가진 하이브리드 재료 제품(클레이/탄소섬유강화 플라스틱 적층)을 개발하여 수소저장 기술에 이용을 시도하고 있는 등 응용분야가 확대되고 있다. 가스 배리어 재료는 식품의 안정성 관점에서도 사회적으로도 주목을 받고 있으며, 고 배리어 특성을 가진 재료는 앞으로도 계속 필요할 것으로 사료된다. 본고는 식품이나 의료용품 등의 포장재나 용기개발에서 가스 배리어성 부여를 위한 연구에 좋은 참조자료가 될 것으로 사료된다.

저자: Kikuchi, Atsushi
자료유형: 학술정보