Scandal 5. 과자봉지, 껌종이, 초코릿은 알루미늄으로 쌓여있다.

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과자봉지, 껌종이, 초코릿 등의 포장지는 알루미늄을 사용한다.

반짝이라고 알루미늄을 사용하는 것은 아니다. 

 

그 특별한 이유를 아래의 순서대로 알아 보자

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1. 과자봉지
2. 껌종이 포장지
3. 초콜릿 포장지
4. 김밥 호일
5. OLED 디스플레이

1. 과자봉지

 

우리가 가장 흔히 볼수 있는것은 과자 봉지의 안쪽을 보면 은색의 알루미늄을 볼수 있는데 여기에 과학적 원리가 숨어 있다.

 

먼저 과자 봉지의 구조를 보면 PET (폴리에틸렌 테레프탈레이트)와 인쇄층, 알루미늄, PP (폴리에틸렌 또는 폴리 프로필렌)으로 구성되어 있다. 맨 바깥에 있는 PET는 인쇄가 용이하고 외부 압력과 충격에 견딜 수 있는 재료이다.

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과자 봉지에서 가장 중요한 알루미늄은 은색으로 보이는 것으로, 반짝이라고 사용하는 것이 아니라 빛과 산소의 투과를 방지하는 중요한 기능을 하고 있다. 알루미늄의 반사율이 85%이상이기 때문에 외부에서 오는 빛 뿐만 아니라 열도 반사함으로써 내열성, 내한성, 내구성에 강한 특징을 가지고 있다.

 

또한 PET 같은 일반 비닐은 우리 눈에 보이지는 않지만 아주 작은 구멍들이 있다. 이러한 작은 구멍들 때문에 비닐봉지에 액체나 기체가 오랜시간이 지나면 서서히 비닐봉지 표면으로 빠져 나오게 된다. 이것은 비닐봉지의 아주 작은 미세한 구멍보다 산소분자가 더 작기 때문에서 비닐만으로는 산소를 막을수 없다. 그래서 산소투습율이 비닐보다 낮은 알루미늄을 사용하여야 한다.

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아래 표를 보면 Al-foil 이 있는 PET/AI-foil/PE 는 산소와 수분투과율(Oxygen or Water Vapor Transmission Ratio, OTR or WVTR)은 0인 반면에 PET/PE 만 있을때는 OTR 0.93~1.24, WVTR 0.248~0.372로 상대적으로 크게 나타나고 있다.

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< 출처Published in 2008. Innovative Food Packaging SolutionsA. Brody, B. Bugusu, J. Han, C. K. Sand, Tara H. McHugh> ​ ​

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또한 과자봉지에는 질소가스가 들어 있는데, 이 이야기는 "열의 이동"에 설명되어 있다.

 

Scandal 4. 창문이나 현관 문은 이중으로 한다.

Scandal 4. 창문이나 현관 문은 이중으로 한다.

 

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2. 껌종이 포장지

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껌종이는 알루미님 호일(은박지)과 기름종이로 이루어져 있다. 껌에 수분이 마르면 더 딱딱 해지고 수분이 들어오면 녹기때문에 알루미늄 호일 사용되고 껌이 붙지 말라고 기름종이로 되어 있다. 또한 알루미늄은 열의 복사가 뛰어나 외부의 열을 내부로 들어오는 것을 방지할수 있다.

 

3. 초콜릿 포장지

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 초콜릿도 은박지에 쌓여 있다. 근데 조금 다른건 초콜릿은 기름종이가 없다. 왜일까?

초콜릿은 30도에서 쉽게 녹는다고 한다. 그래서 외부에서 열이 들어오면 빨리 열을 배출을 해야 더운 여름날 초콜릿이 녹는것을 방지할수 있다. 초콜릿 포장지 내부에 있는 열을 밖으로 배출하기 위해 열전도율이 높은 알루미늄을 사용한다.

 

초콜릿 포장지에 알루미늄 대신 종이나 비닐이 있다면 종이나 비닐은 열전도율이 낮아서 초콜릿 내부의 열을 빨리 방출 할수가 없어 초콜릿이 쉽게 녹게 된다.

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4. 김밥 호일의 알루미늄

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김밥도 알루미늄 호일에 종종 싸거나 포장하고 한다.

 

https://biz.heraldcorp.com/

 

김밥을 알루미늄 호일에 싸면 장점과 단점이 있다

 

장점은 알루미늄이 수분 투과율이 낮기 때문에 김밥의 수분이 빠져서 밥이 마르는 것을 방지할수 있고, 김밥의 열이 알루미늄의 반사에 의해 복사열에 의해 장시간 따듯하고 촉촉한 상태로 보관이 가능하다.

 

단점은 단무지의 산과 알루미늄 호일이 반응을 해서 산화가 되기 때문에 광택이 있는 코팅이 되어 있는면으로 싸야한다. 다만 무광택면이 납처리가 되어 있다거나 쇠맛이 날수 있다고 알려지곤 하는데 이것은 사실이 아니다.

 

여기에서, 광택이 있는 면에 음식물을 싸야하는 이유가 한가지 더 있다.

알루미늄은 열전도(238(W/m-k), 철(Fe)의 3배)도 높고 반사율(85~95%)이 높아 복사열도 높다. 알루미늄 호일의 광택면으로 음식물을 싸면 음식의 온기, 열이 광택면의 높은 반사로 키르히호프의 복사 법칙에 의해 복사흡수와 방출이 모두 감소하여 내부의 복사열이 높아진다.

 

내부의 온도가 높아져 음식물의 온도를 보존할수 있고,앞서 언급하였던 수분투과율이 낮아서 음식물의 촉촉함을 유지할수 있다.또한 외부의 무광택은 외부열이 산란되어 열이 전도되어 들어오는 것을 방지할 수 있다.

 

 

 

5. OLED 디스플레이의 알루미늄

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알루미늄은 음식에만 사용되는 것일까? 

OLED는 유기물로 이루어져 있어 수분과 산소에 반응하여 암점이 나타날수 있어  수분과 산소 투과율이 낮아야 한다.

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<출처 : 고분자 과학과 기술 제 32 권 5 호 2021년 10월, p415>

 

OLED에 수분과 산소가 들어가면 유기물과 반응하여 아래와 같이 pixel에서 검은색 암점들이 나타나면서 디스플레이의 역할을 할수 없게 된다.

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이러한 암점이 발생하는것을 방지하기 위해 OLED 디스플레이의 봉지재료에 알루미늄을 사용하여 산소와 수분을 차단하는 용도로 사용되고 있다.

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이렇게 알루미늄은 과자봉지, 초코릿 등과 같은 음식물 뿐만 아니라 첨단기술인 OLED 까지 사용되고 있다.