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食品包装資材の現状と将来展望分析

2014-07-25

日本の食品包装に使用されているプラスチックはPE、PP、PS、PET、PA、PVDC、EVA、PVA、EVOH、PVC、イオン結合樹脂など15~16種類にも及びます。高い酸素バリア性を示すものとしてはPVA、EVOH、PVDC、PET、PAなどがあり、高い防湿性を示すものとしてはPVDC、PP、PEなどがあります。耐放射線照射性が高いものとしてはPS、芳香族ナイロンなどがあり、耐低温性が高いものとしてはPE、EVA、POET、PAなどがあります。耐油性と機械的特性に優れたものとしてはイオン結合樹脂、PA、PETなどがあり、耐高温殺菌性と耐低温性を兼ね備えているものとしてはPET、PAなどがあります。プラスチックの種類によって、単量体の分子構造、重合度、添加剤の種類と量が異なり、特性も異なります。同じ種類のプラスチックでも、ブランドによって性質が異なる場合があります。

  食品包装は中国の包装業界において極めて重要な位置を占め、基幹産業となっています。世界包装機関(WPO)のデータによると、世界の包装業界の売上高は5000億ドルを超え、その内訳は紙とボール紙が32%、プラスチックが28%、金属が24%、ガラスが6%、包装機械が5%、その他が5%となっています。紙、プラスチック、金属、ガラスという4大包装材料の合計は、食品包装業界の売上高の約90%を占めています。日本では、各種包装材料の総消費量は年間平均2.8%増加しており、その内訳は紙とボール紙が4.7%、金属が4.9%、ガラスが3.3%であるのに対し、プラスチックは7.1%に達しています。これは、包装材料の成長においてプラスチックが最も高い伸びを示していることを意味し、国内の包装材料メーカーにとって注目すべき点です。

  従来の包装材料の特性

  紙

  紙は伝統的な包装材料であり、現代の包装工業において重要な役割を担っています。先進国では紙包装材料が包装材料全体の40~50%を占める一方、中国では約40%です。今後、紙包装材料のシェアは拡大すると予想されます。その理由は、紙包装材料が加工性、印刷性に優れ、機械的強度も備え、複合加工や成形が容易で、衛生面でも安全であることに加え、原料が豊富で多様な種類があり、コストが低く大量生産に向いているためです。また、紙製容器は軽量で緩衝性に優れ、幅広く利用されています。さらに、紙製廃棄物はリサイクル可能で、自然環境下で微生物によって分解されるため、環境汚染も少ないという利点があります。

  プラスチック

  プラスチックは、高分子重合体である樹脂を主成分とし、各種添加剤を配合して製造される高分子材料です。分子量は通常104~106以上で、その高分子構造により、化学的惰性、難溶性、高強度などの特性を示します。プラスチック包装材料は、現代包装技術発展の重要なマイルストーンであり、原料が豊富でコストが低く、性能も優れていることから、過去40年間で世界で最も急速に発展し、使用量も増加しています。食品包装においても広く使用され、ガラス、金属、紙などの従来の包装材料に取って代わる傾向にあります。多様な形状、流通の容易さといった現代の食品包装のニーズに応え、食品包装における主要材料となっています。ただし、一部の食品においては衛生面での懸念や、包装廃棄物のリサイクル処理における環境問題も課題となっています。

  金属

  金属材料は古くから使用されている包装材料であり、食品包装への利用は200年近い歴史があります。金属薄板や箔を原料として、様々な形状の容器が製造され、食品の包装に使用されます。金属包装材料は高いバリア性、優れた機械的強度と成形加工性、耐高温低温性、熱伝導性、表面装飾性などを備えているため、包装特性、包装効果、生産効率に優れています。また、廃棄物のリサイクルが容易で環境負荷が少なく、溶解して再生利用できるため、資源とエネルギーの節約にも貢献します。これは『グリーン包装』が重視される現代において特に重要です。そのため、食品包装への応用はますます広がり、現代の4大包装材料の1つとなっています。しかし、化学的安定性が低く、酸やアルカリに弱く、特に酸性度の高い食品を包装する際には腐食されやすく、金属イオンが溶出して食品の風味に影響を与える可能性があるため、使用範囲が制限される面もあります。

  ガラス

  ガラスは、石英、ソーダ灰、石灰石、安定剤などを主原料とし、清澄剤、着色剤、脱色剤などを加えて溶融、冷却して作られる非晶質材料です。食品包装への利用は3000年以上の歴史があり、高いバリア性、透明性、化学的安定性、成形性の良さなどの利点があります。しかし、重量が大きく割れやすいという欠点があり、特にプラスチックや複合包装材料の台頭により、食品包装における使用は減少傾向にあります。近年は、高強度・軽量化されたガラス材料や製品の開発が進み、中国では包装材料全体の約10%を占め、依然として重要な包装材料の一つとなっています。

  食品包装用新材料の開発により、従来の包装材料は更なる機能性を獲得し、多くの新技術が食品包装業界で広く利用されています。環境に配慮した包装材料の開発も盛んであり、先進国では、従来のプラスチック製品に代わる生分解性プラスチック包装材料の開発に力を入れています。これは、深刻化する環境汚染問題への対策として重要です。リサイクルや再利用が可能な環境配慮型包装は、環境、社会、経済の面で大きなメリットをもたらし、持続可能なグリーン包装として、企業の経営戦略においても重要な要素となっています。

  食品包装材料の発展に向けた改善点

  食品ボトル素材の安定性。可塑剤問題により、プラスチック製食品ボトルから有害物質が溶出する可能性や、食品への影響に対する懸念が高まっています。しかし、現状では食品ボトルの可塑剤による健康被害については結論が出ていません。そのため、食品ボトルメーカーは、素材の安定性の向上に積極的に取り組む必要があります。

  食品ボトル素材の生分解性。食品ボトルは幅広く使用されている一方、リサイクル率は低く、多くのボトルが分解されずに土壌環境を汚染しています。以前、ビニール袋が同様の理由で規制されたように、食品ボトルについても生分解性の向上により政策リスクを回避する必要があります。

  食品ボトルの耐熱性。食品を加熱して食べる習慣が多いことから、耐熱性に優れた食品ボトルであれば、電子レンジなどでの加熱も可能となり、消費者の利便性が向上します。

  食品包装材料の新たな展開

  新型食品包装紙

  保温紙:太陽光を熱エネルギーに変換する機能があります。この材料で包装された食品を日光に当てると加熱され、包装を開けるまで熱が逃げません。

  防腐紙:この紙で包装された食品は、38℃の高温下でも3週間腐敗しません。

  豆渣紙: 水に溶け、様々な食品包装に広く利用できる。主成分は豆腐かすである。

  果渣紙: 食品加工廃棄物であるリンゴの搾りかすを主成分とする。食品包装に多く用いられ、使用後は容易に分解でき、再生利用も可能である。

  プラスチック包装材料の開発動向

  プラスチック包装は、主に設計改良による利便性向上と、複合材料構造の改善によるより厳しい要求への適合を目的とする。今後の開発動向としては、多層複合不透気性プラスチック、機能性プラスチック、そして生分解性プラスチックの開発が急速に進んでいる。例えば、アメリカでは乳酸を重合させて生分解性プラスチックを製造し、イタリアではトウモロコシ澱粉から生分解性プラスチックを生産している。現在、アメリカ、フランス、イタリアなどは数十億ドル規模の生分解性プラスチック市場を独占している。

  中国でも、ジャガイモやトウモロコシなどの澱粉から作られた食品容器や、「光-生物分解」プラスチックなど、生分解性プラスチックの開発は急速に進んでいるが、市場占有率はまだ低い。

  生分解性包装材料

  プラスチック包装材料の発展による『白色汚染』の深刻化から、その環境への悪影響が認識され、世界的に『グリーンパッケージ』への転換が進んでいる。包装材料リサイクルの先駆者であるドイツは『循環経済』を導入し、『グリーン税制度』を実施。他国も製造業者、輸入業者、小売業者にリサイクルと再利用の責任を負わせるよう求めている。

  現在、国内外市場で人気が高く、消費者の高い評価を得ているグリーンパッケージには、紙包装、生分解性プラスチック包装、バイオ包装材料などがある。例えば、『人工果皮』は将来有望な新素材であり、廃棄物もリサイクル可能である。中国では、既に食用可能な果物や野菜の液状保鮮フィルムが利用されている。科学技術の進歩と環境保護への意識の高まりから、包装は機能性重視へと進化している。

  食用可能な包装材料

  食用可能な包装フィルム: 現在、主に研究開発されているのは、動物性タンパク質から作られたコラーゲンフィルム、動物の皮から作られた腸詰めの皮、乳清タンパク質から作られた乳清ベースの保鮮フィルム、大豆やトウモロコシから作られた植物性ベースの保鮮フィルム、多糖類と脂肪類から作られた防湿包装フィルムなどである。

  食用可能な包装箱: 主な製品は、トウモロコシ60%、食物繊維30%、その他の穀物10%を主原料とする食用可能な製品である。配合物中の食物繊維は機能性食品素材であり、人体に有益で、体内の毒素排出や微小循環機能の強化に効果がある。食品衛生基準に従って生産され、使用後は食用可能であり、高級飼料としてのリサイクルも可能である。