알루미늄박
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1. 개요
알루미늄박은 0.2mm 미만의 얇은 알루미늄 시트로, 다양한 용도로 사용된다. 기원전 2600년 고대 이집트에서 금박이 사용된 이후, 1910년 스위스에서 알루미늄 호일 대량 생산이 시작되었다. 알루미늄박은 식품 포장, 조리, 건축, 전기·전자 부품 등 다양한 산업 분야에서 활용되며, 순도와 두께에 따라 용도가 달라진다. 알루미늄박은 재활용이 가능하지만, 가격 담합 및 환경, 건강 문제에 대한 논란이 있다.
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알루미늄박 | |
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기본 정보 | |
![]() | |
설명 | 얇고 유연한 알루미늄 시트 |
용도 | 식품 포장 및 기타 목적 |
생산량 | |
전세계 생산량 | 약 850,000 톤 |
유럽 생산량 | 약 600,000 톤 |
재료 | |
주성분 | 알루미늄 |
관련 용어 | |
영어 표기 | aluminium foil |
다른 이름 | 은박지 은 포일 은박 |
2. 역사
금속 박은 기원전 2600년 고대 이집트에서 금박이 만들어졌고, 19세기 무렵까지 유럽에서는 주석 박이 널리 사용되었지만, 이는 여전히 고급품이었다.[22] 19세기 말에서 20세기 초에 걸쳐 유럽에서 알루미늄 제련이 시작되면서 수작업으로 알루미늄 박을 만들기 시작했으나, 당시 수작업으로 만든 호일은 얇은 판 형태가 아닌 플레이크(작은 조각) 형태였다.[22]
1910년 스위스의 알루미늄 제련 회사 J.G. Neher & Sons가 알루미늄 박(알루미늄 호일)을 처음으로 대량 생산하여 판매했다. 그 전까지 식품 보호 등에 사용되었던 주석 박은 접촉 부분에 아주 미량이지만 주석 특유의 금속 맛을 느끼게 하는 반면, 알루미늄은 거의 맛 변화가 없다는 장점이 있었기 때문에 알루미늄 제품으로 대체되었다.
2. 1. 초기 역사
알루미늄박 이전에는 얇은 주석 박으로 만든 호일이 먼저 시판되었다. 주석 호일은 19세기 후반부터 20세기 초까지 판매되었다. "주석 호일"이라는 용어는 영어에서 알루미늄 호일을 가리키는 용어로 남아있다. 주석 호일은 알루미늄 호일보다 잘 펴지지 않고, 주석 맛이 약간 나는 경향이 있어 식품 포장용으로는 알루미늄 및 기타 재료로 대체되었다.[3]최초의 축음기 원통에 대한 음성 녹음은 주석 호일로 이루어졌다.[4]
1910년, 스위스 에미쇼펜에 최초의 알루미늄 호일 압연 공장인 Dr. Lauber, Neher & Cie.가 문을 열었다. 이 공장은 알루미늄 제조업체인 J. G. Neher & Sons가 소유했으며, 1886년 스위스 샤프하우젠의 라인 폭포 기슭에 세워져 폭포의 수력 에너지를 이용해 가공 과정에 동력을 공급했다. 1907년 12월, 네허의 아들들과 라우버 박사는 연속 압연 공정을 발명하여 알루미늄 호일이 보호막으로 사용될 수 있음을 발견했다.[5]
1911년, 베른에 본사를 둔 토블러사는 독특한 삼각형 초콜릿 바인 토블러론을 포함한 자사 초콜릿 바 포장에 알루미늄 호일을 사용하기 시작했다.[6]
미국에서는 1913년 라이프 세이버 사탕, 초콜릿 바, 껌 포장에 최초로 알루미늄 호일이 사용되었다.[7]
금속 박은 기원전 2600년 고대 이집트에서 금박이 만들어졌고, 19세기 무렵까지 유럽에서는 주석 박이 널리 사용되었지만, 이는 여전히 고급품이었다.[22] 19세기 말에서 20세기 초에 걸쳐 유럽에서 알루미늄 제련이 시작되면서 수작업으로 알루미늄 박을 만들기 시작했으나, 당시 수작업으로 만든 호일은 얇은 판 형태가 아닌 플레이크(작은 조각) 형태였다.[22]
알루미늄 박(알루미늄 호일)을 처음으로 대량 생산하여 판매한 것은 1910년 스위스의 알루미늄 제련 회사 J.G. Neher & Sons로 여겨진다. 그 전까지 식품 보호 등에 사용되었던 주석 박은 접촉 부분에 아주 미량이지만 주석 특유의 금속 맛을 느끼게 하는 반면, 알루미늄은 거의 맛 변화가 없다는 장점이 있었기 때문에 알루미늄 제품으로 대체되어 갔다. 알루미늄의 연속 압연 기술은 1907년 J.G. Neher & sons와 Dr. Lauber가 개발에 성공했다.
3. 성질
알루미늄박은 두께가 0.2mm 미만이며, 6μm까지 더 얇은 것도 일반적으로 사용된다.[8] 일반 가정용 알루미늄박은 보통 0.016mm 두께이고, 내구성이 강한 것은 0.024mm 두께이다. 한쪽 면에만 비점착 코팅이 되어 있을 수 있다.[9]
알루미늄은 비자성체이지만, 우수한 전도체이므로 얇은 시트라도 입사 전기파의 거의 대부분을 반사한다. 100MHz 이상의 주파수에서 투과된 전기장은 80dB 이상 감쇠되며, 즉 10−8 = 0.00000001 미만의 전력만 통과한다.[10] 얇은 알루미늄 시트는 저주파 자기장을 감쇠하는 데는 효과적이지 않다. 차폐 효과는 표피 깊이에 따라 달라지는데, 표피 깊이를 통과하는 자기장은 에너지의 약 63%를 잃게 된다. 얇은 차폐체는 내부 반사를 일으켜 차폐 효과를 감소시킨다.[11]
재료는 알루미늄 또는 비교적 순도가 높은 알루미늄 합금이며, 제조법은 고속 압연이다. 알루미늄박은 산소 차폐, 내수, 내유, 전자기 차폐·반사, 적외선반사, 차광, 내열 등의 성질·기능을 가지며, 이를 활용하여 다양한 용도로 사용된다. 종이나 플라스틱 필름에 비해 산소나 수증기와 같은 기체를 통과시키기 어려운 성질, 즉 가스 배리어성이 있다.[20] 전자파 전반을 차단·반사시키는 성질이 있으므로 전파를 차단·반사하고, 차광성도 있어 빛을 반사한다. 표면에 부동태 피막을 만드는 알루미늄의 성질 때문에 장기간에 걸쳐 표면의 광택이 사라지지 않는다. 또한 유연하기 때문에 수 차례 접어도 찢어지지 않는다. 가위로 자르면 날 끝에 Built up edge|구성날끝영어 현상이 발생하여 일시적으로 날카로움이 회복된다.[21] 알루미늄은 이온화 경향이 크기 때문에, 만약 입에 넣고 구강 내에 다른 금속이 있을 경우 기전력에 의해 특유의 따끔거리는 느낌을 느낄 때가 있다.
가정용 알루미늄박은 JIS 규격에서 “두께 0.006mm~0.2mm의 알루미늄 압연 재료”로 정의되어 있지만, 실제로는 0.2mm~0.005mm까지 제조되며, 0.015mm~0.02mm 두께의 것이 판매되고 있다.[18] 가정용은 제조 공정의 특성상 박막으로 만들 때 미세한 핀홀이 남아 산소가 투과될 수 있으므로, 식품의 산화를 장기간 방지하려면 25μm 정도의 것이 사용된다.
4. 제조
알루미늄박은 알루미늄 소재 제조업체와 알루미늄박 제조업체의 두 단계를 거쳐 제조된다.
4. 1. 소재 생산
금속 압연
연속 주조 방식은 에너지 소비가 훨씬 적어 선호되는 공정이다.[12] 호일의 두께에 맞는 충분히 미세한 간격의 롤러를 제작하는 것은 어렵다. 이를 피하고, 찢김을 줄이며, 생산 속도를 높이고, 두께를 제어하기 위해,[13] 0.025mm 이하의 두께를 생산할 때 최종 공정에서는 두 장의 시트를 동시에 압연하여 롤러에 들어갈 때 두께를 두 배로 만든다. 롤러를 통과한 후 두 장의 시트를 분리하면 한쪽 면은 광택이 나고 다른 쪽 면은 무광택인 호일이 생산된다.
서로 맞닿은 두 면은 무광택이고, 바깥쪽 면은 광택이 난다. 무광택 알루미늄 호일의 반사율은 80%이고, 광택이 나는 엠보싱 호일은 약 88%를 반사한다.[7] 두 면의 열적 특성 차이는 계측 장비 없이는 감지하기 어렵다. 키르히호프의 복사 법칙에 따라 반사율이 높아지면 복사의 흡수와 방출이 모두 감소한다.
알루미늄 소재 제조사에서는 우선 보크사이트(bauxite)에서 제련을 통해 순도 99.5%~99.7% 정도의 알루미늄 잉곳(ingot)을 만든다. 이 잉곳을 용융하여 압연용 주괴(슬래브, slab)를 만들고, 면삭 가공을 거쳐 일단 660°C 정도까지 가열한다. 알루미늄의 재결정 온도인 400°C 이상이 된 슬래브는 열간 압연에 의해 후판으로 가공되고, 더욱 상온까지 식힌 알루미늄 후판은 다단의 냉간 압연에 의해 0.4mm의 두께로 가공된다. 압연기의 롤(roll)로 압축됨으로써 경화된 알루미늄의 “박지(箔地)” 롤은 전기로에서 다시 350°C 정도까지 가열되어 “소둔(焼鈍し, annealing)”이 이루어져 연화되고, 동시에 압연 시에 붙은 기름이 증발·제거된다. 1개 약 8톤의 박지 롤은 호일 제조사로 보내진다. 이것 1개로 최종 제품 117,000개에 해당한다.[18]
4. 2. 포일 제조
연속 주조 방식은 에너지 소비가 훨씬 적어 선호되는 공정이 되었다.[12] 포일의 두께에 맞는 충분히 미세한 간격의 롤러를 제작하는 것은 어렵다. 이를 피하고, 찢김을 줄이며, 생산 속도를 높이고, 두께를 제어하기 위해,[13] 0.025mm 이하의 두께를 생산할 때 최종 공정에서는 두 장의 시트를 동시에 압연하여 롤러에 들어갈 때 두께를 두 배로 만든다. 롤러를 통과한 후 두 장의 시트를 분리하면 한쪽 면은 광택이 나고 다른 쪽 면은 무광택인 포일이 생산된다.서로 맞닿은 두 면은 무광택이고, 바깥쪽 면은 광택이 난다. 무광택 알루미늄 포일의 반사율은 80%이고, 광택이 나는 엠보싱 포일은 약 88%를 반사한다.[7] 두 면의 열적 특성 차이는 계측 장비 없이는 감지하기 어렵다. 키르히호프의 복사 법칙에 따라 반사율이 높아지면 복사의 흡수와 방출이 모두 감소한다.
알루미늄 소재 제조업체에서 보내 온 포일 원단 롤은, 특히 얇은 포일을 제조하기 위해 고속 4단 압연기와 같은 높은 압력을 생성하는 특수 냉간 압연기를 사용하여 0.4mm에서 0.025mm까지 점차 얇게 압연된다. 이 압연기는 키스롤 압연기라고 불리며, 2개의 롤은 단순히 일직선으로 접하는 것이 아니라, 압연 대상인 알루미늄에 의해 발생하는 워크롤의 탄성 변형분을 포함하여 설계되어 있다. 이러한 가공에는 포일 원단 1개당 1시간이 걸리며, 0.025mm의 경우 최고 1250m/분의 속도로 감겨 나간다.[18] 압연기에 공급되기 전에 중합기(더블러)에 의해 2장이 겹쳐지고, 그 사이에 압연유가 분무되어 압연 후 분리하기 쉽게 만들어진다. 마지막 압연 공정에서는 0.025mm 두께의 포일 2장이 중합 압연기에 통과되어 한 번에 0.012mm까지 압연된다. 압연 후에는 분리기(세퍼레이터)로 2장을 분리한다.
2장의 포일은 각각 1장이 되고, 롤과 접촉하는 바깥면과 알루미늄끼리 마주 보는 안쪽면이 생긴다. 롤과 접촉하는 바깥면은 압연롤의 매끄러운 연마면이 그대로 반영되어 광택이 있는 면이 생긴다. 반대로 알루미늄끼리 마주 보는 안쪽면은 압연유를 매개로 자유롭게 변형되기 때문에 미세한 요철이 생겨 빛을 난반사하는 희끄무레한 무광택 면이 된다. 예를 들어 3장을 겹치면 중앙은 양면이 무광택이 되고 생산성도 향상될 것 같지만, 중앙의 포일은 변형 제어가 어렵고 결함이 많아 실용화되지는 않았다. 압연유로는 등유와 비슷한 저점도 광유가 사용되어 고속 압연을 가능하게 한다. 약 1일 반 동안, 풀림 가공을 겸한 "소둔(燒鈍)"이라고 불리는 전기로에 의한 300°C의 가열 공정[30]에 의해 압연유는 증발하여 제거된다.[18] 제품으로 하기 위해 작게 종이 심지에 감아서 잘라 박스에 담아 판매된다.
5. 용도
알루미늄박은 산소 차폐, 내수, 내유, 전자기 차폐·반사, 적외선반사, 차광, 내열 등의 성질을 가지고 있어 다양한 용도로 사용된다.[19] 종이나 플라스틱 필름에 비해 산소나 수증기와 같은 기체를 통과시키기 어려운 가스 배리어성이 있다.[20] 전자파를 차단·반사하고, 빛을 반사하는 차광성도 있다. 표면에 부동태 피막을 만들어 장기간 광택이 유지되며, 유연하여 여러 번 접어도 찢어지지 않는다. 가위로 자르면 Built up edge영어 현상이 발생하여 일시적으로 날카로움이 회복된다.[21]
가정용 알루미늄박은 제조 공정상 미세한 핀홀이 생길 수 있어, 식품 산화를 장기간 방지하려면 25μm(0.025mm) 정도의 두꺼운 제품을 사용하는 것이 좋다. 알루미늄박은 순도와 두께에 따라 용도가 달라지며, 금속 외 다른 재료와 조합한 복합재료 박으로도 활용된다.
5. 1. 식품 포장 및 조리
알루미늄박은 소비자 시장에 널리 판매되며, 종종 500mm 너비에 수 미터 길이의 롤 형태로 판매된다.[14]알루미늄박은 섬세한 음식을 바비큐할 때 사용된다.[15]
모든 금속 제품과 마찬가지로 알루미늄박은 전자레인지에 넣으면 반응한다. 이는 전자레인지의 전자기장이 알루미늄박에 전류를 유도하고 알루미늄박 시트의 날카로운 부분에 높은 전압을 발생시키기 때문이다. 전압이 충분히 높으면 시트 주변의 공기까지도 전위가 낮은 영역으로 전기 아크가 발생한다. 현대의 전자레인지는 전자레인지 에너지 반사로부터 마그네트론관의 손상을 방지하도록 설계되었으며, 전자레인지 가열을 위해 설계된 알루미늄 포장재도 판매되고 있다.[16]
5. 2. 산업 분야
알루미늄박은 다양한 산업 분야에서 널리 사용된다.순도 | 용도 |
---|---|
99.3% 이상 | 장식, 건축자재, 포장 등 일반적인 용도 |
망간 첨가 | 용기 재료 또는 핀(fin) |
99.7% 이상 | 전선 피복 (차폐 케이블) |
99.9% 이상 | 전해 콘덴서의 양극 |
두께 | 용도 |
---|---|
6~15μm | 컵라면 용기 뚜껑, 레토르트 식품 포장, 치즈 포장, 버터 및 마가린 포장, 캐러멜 포장, 과립상 의약품 소포장, 호일 케이스 |
15~50μm | 요구르트 용기 뚜껑, 커피 포션 용기 뚜껑, 정제·캡슐 약 용기 |
50~100μm | 냄비우동 용기, 그라탕 용기, 알루미늄 접시, 주방 가스레인지 주변 알루미늄 용품 |
산업 분야 | 용도 |
---|---|
제과, 제빵 | 초콜릿, 츄잉검, 비스킷, 케이크, 아이스크림, 양갱 포장[19] |
낙농 관련 식품 제조 | 버터, 마가린, 치즈 포장, 요구르트 뚜껑[19] |
음료 제조 | 건강 음료, 유산균 음료, 분말 음료, 드링크제 용기(뚜껑), 술팩 용기[19] |
인스턴트 식품 제조 | 컵라면 뚜껑(및 양념 포장), 레토르트 식품, 김차덮밥, 냉동식품 포장[19] |
의약품, 화장품, 세제 제조 | 분말/과립 의약품 포장, 정제/캡슐제 용기, 화장품 포장, 샴푸/비누 포장[19] |
가정용품 제조 | 가정용 호일, 부엌 등에서 사용하는 가공 제품[19] |
전기·전자 부품 | 전해 콘덴서, 기타 전기·전자 부품[19] |
건설·건축 | 지붕 재료, 단열재, 벽재, 벽지[19] |
인쇄·출판 | 잡지 표지, 카탈로그, 포스터, 캘린더[19] |
섬유·의류 | 금·은실[19] |
농업, 원예 관련 | 채소·나무 뿌리덮개, 과일·채소류 보존[19] |
이 외에도 산소 차폐, 내수, 내유, 전자기 차폐·반사, 적외선 반사, 차광, 내열 등의 성질을 활용하여 다양한 용도로 사용된다.
가공품 및 복합소재알루미늄컵과 같은 가공품이 있으며, 냄비우동 용기, 가스레인지 국물받이 커버, 일회용 환풍기 커버 등 2차 제품도 개발되고 있다. 얇은 알루미늄박은 종이와 접착하여 담배 내포장 등 습기 차단 용도로 사용된다. 일본 종이나 얇은 종이와 접착시켜 오리가미 용지로 사용되기도 하는데, 이를 은박지라고 부르지만 실제 은은 사용되지 않는다.
가정용 알루미늄 호일일본에서는 가정용 알루미늄박을 '식사용, 식탁용 또는 부엌용 알루미늄박'으로 분류하며, 가정용품품질표시법의 적용 대상이다.[26] 식품용 랩 필름처럼 종이통에 감아 종이상자에 담거나, 티슈페이퍼처럼 사각형으로 절단하여 상자에 담은 형태로 판매된다. 주로 주방에서 식재료나 요리 보관, 찜, 조림, 빠에야 조리 시 뚜껑 등으로 사용된다. 랩 필름보다 빛, 공기, 수분을 차단하기 쉽고, 내열·내화성이 있어 냉장·냉동 보관 및 오븐 조리에 용이하다.[27] 표면을 엠보싱 가공하거나 실리콘 수지, 세라믹으로 코팅하여 식품이 달라붙지 않도록 한 제품도 있다.
전자레인지 조리에는 사용을 피해야 하지만,[16] 삶은 계란을 만들 때는 알루미늄박으로 계란을 싸서 물과 함께 컵에 넣으면 폭발을 방지하고 열전도로 천천히 가열할 수 있다.[28] 또한, 전자파 차폐·반사 성질을 이용하여 가정용 라우터의 와이파이 전파를 강화하는 간이 반사판 제작에도 활용된다.[29]
5. 3. 기타 용도
알루미늄박은 소비자 시장에서 널리 판매되며, 주로 500mm 너비에 수 미터 길이의 롤 형태로 판매된다.[14] 섬세한 음식을 바비큐할 때 사용되기도 한다.[15]전자레인지에 금속 제품인 알루미늄박을 넣으면, 전자기장이 알루미늄박에 전류를 유도하고 높은 전압을 발생시켜 전기 아크가 발생할 수 있다. 하지만 현대의 전자레인지는 이러한 손상을 방지하도록 설계되었으며, 전자레인지 가열을 위해 설계된 알루미늄 포장재도 판매되고 있다.[16]
알루미늄박은 산소 차폐, 내수, 내유, 전자기 차폐·반사, 적외선반사, 차광, 내열 등의 성질을 가지고 있어 다양한 용도로 활용된다. 종이나 플라스틱 필름보다 산소나 수증기를 통과시키기 어려운 가스 배리어성이 뛰어나다.[20] 전자파를 차단·반사하고, 빛을 반사하는 차광성도 있다. 표면에 부동태 피막을 형성하여 장기간 광택이 유지되며, 유연하여 여러 번 접어도 찢어지지 않는다. 가위로 자르면 Built up edge영어 현상으로 일시적으로 날카로움이 회복된다.[21]
가정용 알루미늄박은 JIS 규격에서 정의된 두께보다 약간 넓은 0.015mm~0.02mm 두께의 제품이 주로 판매된다.[18] 25μm(0.025mm) 정도의 두꺼운 알루미늄박은 식품의 산화를 장기간 방지하는 데 사용된다.
알루미늄박은 순도에 따라 다양한 용도로 사용된다.
순도 | 용도 |
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99.3% 이상 | 장식, 건축자재, 포장 등 일반적인 용도[19] |
망간 첨가 | 용기 재료 또는 핀(fin)[19] |
99.7% 이상 | 전선 피복(차폐 케이블)[19] |
99.9% 이상 | 전해 콘덴서의 양극[19] |
두께에 따른 용도는 다음과 같다.
두께 | 용도 |
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6~15μm | 컵라면 용기 뚜껑, 레토르트 식품 포장, 치즈 포장, 버터 및 마가린 포장, 캐러멜 포장, 과립상 의약품 소포장, 호일 케이스 등[23] |
15~50μm | 요구르트 용기 뚜껑, 커피 포션 용기 뚜껑, 정제·캡슐 약 용기[23] |
50~100μm | 냄비우동 용기, 그라탕 용기, 알루미늄 접시, 주방 가스레인지 주변 알루미늄 용품[23] |
산업 분야별 용도는 다음과 같다.
알루미늄박은 가공하여 알루미늄컵, 냄비우동 용기, 가스레인지 국물받이 부분 커버, 일회용 환풍기 커버 등 2차 제품으로도 활용된다. 종이와 접착하여 담배 내포장이나 오리가미 용지로 사용되기도 한다.
가정용 알루미늄박은 일본에서 가정용품품질표시법의 적용 대상이며, 식품용 랩 필름과 유사한 형태로 판매된다. 주로 식재료나 요리 보관, 찜, 조림, 빠에야 조리 등에 사용되며, 빛, 공기, 수분을 차단하여 냉장·냉동 식품의 보존성을 높인다.[27] 오븐 가열 시 임시 용기로도 사용 가능하며, 표면을 엠보싱 가공하거나 실리콘 수지, 세라믹으로 코팅한 제품도 있다. 전자레인지 조리 시 불꽃이 튈 수 있어 기본적으로 사용하지 않지만, 삶은 계란을 만들 때는 알루미늄박으로 싸서 물과 함께 넣으면 폭발을 방지할 수 있다고 알려져 있다.[28]
전자파 차단·반사 성질을 이용하여 가정 내 라우터의 와이파이 전파를 강화하는 간이 반사판 제작에도 활용된다.[29]
6. 환경 문제 및 재활용
7. 논란 및 사회적 이슈
2005년 공정거래위원회는 일본의 주요 알루미늄 호일 제조업체 6개사가 가격 담합을 했다고 판단하여 독점규제 및 공정거래에 관한 법률 위반으로 시정명령을 내렸다.[31] 알루미늄박은 재활용될 수 있지만, 일부 제품은 원래 에너지 비용의 약 5%만으로 재활용이 가능하다.[17]
7. 1. 가격 담합
2005년, 공정거래위원회는 일본의 주요 알루미늄 호일 제조업체 6개사가 가격 담합을 맺었다고 판단하여, 독점규제 및 공정거래에 관한 법률 위반으로 시정명령을 내렸다.[31]해당 업체는 다음과 같다.
- 동양알루미늄
- 미쓰비시알루미늄
- 일본제박 (현 UACJ제박)
- 산알루미늄공업 (현 동양알루미늄 자회사 동양알루미늄치바)
- 주경알루미늄박 (현 UACJ제박)
- 도카이알루미늄박
7. 2. 환경 문제
일부 알루미늄박 제품은 원래 에너지 비용의 약 5%로 재활용될 수 있다.[17]참조
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2016-03-24
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http://www.reynoldsk[...]
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