미래 10대 유망 기술화

코로나19의 여파로 언택트 시대가 급속화 되면서 건강에 대한 우려로 패키징의 스마트화가 빨라지고 있다.

특히 언택트 시대속 1인 가구의 가속화는 연포장으로 대표되는 식품 패키징 시장의 트렌드를 빠르게 변화시키고 있다.

현재 식품 패키징의 트렌드는 ‘더 작고 똑똑하게’와 ‘더 신선하게’로 대표된다.

글로벌 연포장 2830억 달러 규모

글로벌 연포장 시장은 향후 연간 4.3%의 비율로 성장해 2022년에는 2,830억 달러 규모에 이를 것으로 전망된다.

또한 마켓앤마켓 리서치에 따르면 글로벌 스마트패키징 시장 규모는 년까지 연 평균 4.8%가 성장해 올해 397억달러를 기록할 전망이라고 밝혔다.

미래 패키징 산업은 나노 기술 및 바이오 테크놀로지·IT산업과 융합된 스마트 패키징으로 나아가고 있다.

나노입자 기술의 개발에 따라 포장재에 접목해 식품의 변패(變敗) 여부를 포장재에서 확인할 수 있는 기술의 상용화가 주목을 받고 있으며 바이오 테크놀로지를 활용한 생분해성 포장 솔루션 및 스마트 바이오 기반 포장재 개발이 가속화되고 있다.

한국과학기술기획평가원(KISTEP)은 지난 2014년도 ‘우리 사회 안전을 책임질 10대 미래유망기술’의 하나로 식품 스마트패키징 기술을 선정했다.

스마트패키징은 신선식품에 있어서의 신선도나 의약품에 있어서의 위변조 여부를 비롯해 다양한 분야에서 제품의 상태, 포장내부의 상태 또는 수송환경에 대한 감지를 하거나 측정하는 기능이 포함된 패키징으로 ▲정품여부 ▲사용방법 ▲유통기한 ▲안전정보 등과 관련해 패키징과 고객이 소통할 수 있는 패키징이다.

바이오 스마트 패키징 가속화

최근에는 웰빙에 대한 요구와 안전한 먹거리에 대한 관심이 고조되면서 신선식품에 대한 수요가 높아지면서 바이오 스마트 패키징이 주목을 받고 있다.

바이오스마트 패키징은 소비자에게 보다 안전한 농산물인 신선한 유기농 식품을 제공할 수 있도록 친환경 고기능성 포장을 통해 스마트 물류 구현이 가능하도록 한 포장을 말하며 고부가가치의 창출과 지속가능성 제고, 가격경쟁력을 강화할 수 있다.

바이오 스마트 패키징을 위한 기술에는 여러가지가 개발돼 있다.

가스농도 조절 패키징(가스치환포장 기법, 가스투과포장 기법(미세 천공 포장)), Active 패키징을 통한 포장내에 미생물의 이동과 내부 습도를 유지하면서 동시에 산소와 이산화탄소의 투기성을 높여 호흡에 의해 발생된 에틸렌가스에 의한 이취 및 품질저하 속도를 연장하는 기술, 나노 기술을 응용한 기술, 인텔리전트 패키징, 인디게이터를 통한 내용물의 상태변화에 대한 정보를 제공하는 센서의 기능을 통해 신선도 등을 체크할 수 있는 기술 등이 있다.

또한 RFID 태그를 이용해 농수산, 식품, 육류의 이력 및 물류 전과정을 추적 관리할 수 있다.

색변환 PH 센서 등의 관련 기술 발전

현재 신선식품의 유통 및 보관과정에서 발생할 수 있는 부패생성물을 감지하는 색-변환 pH 센서와 연포장제품 디자인을 고려한 다양한 색이 발현되는 신선도 표시소재 부품기술 개발들이 빠르게 진행되고 있다. 

이와 같은 기술에는 신선식품류 부패과정 모니터링을 통한 부패생성물 감지 및 색 인화(index)기술, 육류 또는 어패류 등 신선식품의 부패과정에서 발생하는 생성물에 따른 pH 변화에 반응하는 화학적 색 변환 소재 개발, 색-변환 인디케이터를 연포장필름에 인쇄하기 위한 인쇄적성 기술과 같은 기술 등이 있다.

또한 연포장에 적용하기 위해 저온-소성 가능한 무기물 소재와 저가의 코팅공정기술을 개발하고, 이를 고분자 수지필름과 결합해 투명하면서도 높은 가스차단성을 가진 유·무기 하이브리드 다층 박막구조 배리어필름의 개발이 필요한데 이에 따른 기술은 신선식품의 부패 방지와 신선도 유지를 위한 산소 및 수분차단기능성 투명 연포장 필름 기술, 저온 소성 가능한 용액 공정 산화물소재 기술, 침투가스차단필름의 원가 경쟁력 제고를 위한 대면적, 저가코팅공정기술 등이 있다. 

포장용기와 물류시스템 혁신

스마트패키징은 4차산업 혁신의 핵심요소 중의 하나인 스마트물류와도 관련이 있다. 

물류는 효율성 극대화에 의한 비용 절감이 궁극적인 목표이다. IT와 AI 기술 발전은 물류정보 기술 수준을 대폭 높였으며 제품 포장 단계에서 RF 태깅을 통하여 스마트물류를 구현하게 된다. 

독일 Franuhofer 연구소가 제시한 대표적인 IoT 적용 물류시스템인 지능형 물류용기는 인간과 사물간 통신이 가능하며 스스로 전력을 공급하며 물류활동에 적합한 정보를 전달하고 외부환경에 따라 내부조건을 조절하고 별도의 관리가 필요없으며 모든 물류프로세스에 적합하게 스스로 위치를 조정하고 대응하는 첨단 물류용기이다. 

최근에는 스마트 해상용 컨테이너를 통해 컨테이너와 컨테이너간  클라우드상에 정보를 보관, IoT 기술로 실시간 위치추적은 물론 온습도 관리도 가능하다.