식품 브랜드사에서 성분표를 요구하기 시작하면 UV 잉크 처방이 통째로 흔들립니다. 오래 써온 개시제가 배제 목록에 올라 있고, 대체품을 넣으면 감도가 떨어지고, 감도를 맞추려고 투입량을 올리면 이행량이 늘어납니다. 이 문제는 개시제를 하나 바꿔서 해결되지 않습니다. 저분자 개시제는 경화 후에도 도막 안에 남아 움직일 수 있고, 그 이동을 막는 방법이 분자 크기를 키우는 것뿐이기 때문입니다.
- 평가되지 않은 물질의 기본 이행 한도는 10ppb입니다. 독성 자료가 없다는 이유만으로 사실상 가장 엄격한 기준이 적용됩니다.
- 법규를 통과해도 브랜드사 기준에서 막힐 수 있습니다. 스위스 조례에 등재된 물질 중에도 특정 브랜드사가 자체 배제 목록에 올려둔 항목이 있습니다.
- 고분자 개시제는 분자량을 키워 이행을 막습니다. 분자가 크면 도막 밖으로 빠져나가지 못합니다.
- 개시제 자체보다 분해산물이 문제인 경우가 있습니다. 경화 과정에서 쪼개져 나온 저분자 조각은 원래 분자보다 훨씬 잘 움직입니다.
1. 이 문제가 어떻게 시작됐나
UV 잉크의 이행 문제는 특정 사건들을 계기로 업계 전체의 기준을 바꿔놓았습니다. 2005년 분유 제품에서 ITX가 검출된 사건이 첫 번째 전환점이었습니다. 당시 널리 쓰이던 개시제였고 독성 자료가 충분하지 않아, 사건 이후 사실상 사용이 막혔습니다.
이후에도 유사한 사례가 이어졌습니다. 2009년 시리얼 제품의 4-MBP, 2011년 냉동식품의 벤조페논, 2022년 판지 포장의 184와 치즈 포장의 1173까지, 검출 대상이 되는 물질이 계속 늘어났습니다.
중요한 것은 이 사건들이 대부분 직접 식품에 닿지 않는 인쇄면에서 발생했다는 점입니다. 인쇄된 바깥면의 성분이 포장재를 통과하거나, 감아둔 상태에서 뒷면으로 옮겨 붙거나, 기체 상태로 이동해 내용물에 도달합니다.
저이행 잉크로 배합하고 배리어층까지 두면 문제가 없을 것 같지만, 인쇄 피복률이 높으면 이야기가 달라집니다. 스위스 조례와 브랜드사 가이드에 맞춰 설계한 잉크라도, 최악 조건의 피복률에서는 배리어 없이 한도를 넘길 수 있다는 시험 결과가 보고되어 있습니다. 즉 잉크 처방만으로 판정되는 문제가 아니라 인쇄 면적과 구조까지 함께 계산해야 하는 문제입니다. 어떤 브랜드사 기준에서는 특정 잉크의 피복률을 절반 이하로 제한해야 한도를 만족하는 사례도 있습니다. 처방을 확정하기 전에 실제 인쇄 도안의 피복률을 확인하십시오.
2. 기준은 두 층으로 되어 있습니다
국내에는 인쇄 잉크의 식품 접촉 이행을 직접 규율하는 별도 법규가 명확하지 않아, 실무에서는 스위스 조례와 브랜드사 가이드를 기준으로 삼는 경우가 많습니다. 그런데 이 두 층은 요구 수준이 다릅니다.
| 구분 | 내용 | 실무상 의미 |
|---|---|---|
| 평가 완료 물질 (Part A) | 물질별 SML이 설정됨 | 해당 수치 이하로 관리 |
| 미평가 물질 (Part B) | 기본 이행 한도 0.01 mg/kg (10ppb) | 사실상 가장 엄격한 구간 |
| 벤조페논류 SML | 0.6 mg/kg | 실제 조사에서 초과 검출 사례 보고 |
| 브랜드사 자체 기준 | 별도 배제 목록 운영 | 법규 통과와 무관하게 사용 불가 |
* 기준은 개정되므로 실제 적용 시 최신 원문과 납품처 사양서를 확인하십시오.
특정 글로벌 식품사의 가이드는 스위스 조례에 등재되어 있는 물질 중에서도 여러 개시제를 배제 목록에 올려두고 있습니다. 이유는 독성뿐 아니라 관능 영향과 오염 가능성까지 포함됩니다. 배제 대상에는 1173, 184, 벤조페논류(벤조페논·2-메틸·4-메틸 포함), BDK, 907, ITX, DETX 등이 언급됩니다. 즉 법규상 사용 가능한 물질이라도 납품처가 받지 않으면 쓸 수 없습니다. 처방 검토를 시작하실 때 확인하실 순서는 법규가 아니라 납품처 사양서입니다. 참고로 같은 가이드에는 접착 증진제로서 티타늄 아세틸아세토네이트를 사용하지 말라는 조항도 포함되어 있어, 개시제 외의 첨가제까지 함께 점검하셔야 합니다.
3. 왜 저분자 개시제는 빠져나가나
광개시제는 빛을 받아 쪼개지면서 라디칼을 만듭니다. 그 라디칼이 모노머·올리고머의 이중결합을 열어 사슬을 잇습니다. 그런데 개시제 분자 자체는 대부분 고분자 망에 결합되지 않고 도막 안에 남습니다.
분자량이 작으면 이 잔류분이 도막 안에서 움직일 수 있습니다. 시간이 지나면서 표면으로 확산하고, 포장재를 통과하거나 접촉면으로 옮겨 갑니다. 저이행 설계의 핵심이 분자 크기인 이유입니다.
첫째는 개시제를 올리고머화해 분자량을 키우는 방법입니다. 분자가 커지면 확산 계수가 급격히 떨어져 도막 밖으로 나가지 못합니다. 둘째는 개시제에 반응성 관능기를 붙여 경화 시 고분자 망에 화학적으로 결합시키는 방법입니다. 셋째는 개시제 없이 스스로 개시하는 올리고머를 쓰는 방법입니다. 현재 인쇄 잉크 분야에서 가장 널리 쓰이는 것이 첫 번째이며, 감도 손실을 최소화하면서 이행을 잡을 수 있기 때문입니다.
4. 분해산물까지 봐야 합니다
개시제를 고분자로 바꿔 이행을 막았다고 해도 문제가 남을 수 있습니다. 개시제는 경화 과정에서 쪼개지는 물질이고, 쪼개진 조각은 원래 분자보다 훨씬 작기 때문입니다.
α-하이드록시 케톤 계열 개시제는 광분해 과정에서 벤즈알데히드를 생성하는 것으로 알려져 있습니다. 벤즈알데히드는 분자량이 작고 특유의 냄새가 있어, 이행과 관능 양쪽에서 문제가 됩니다. 개시제 본체의 분자량만 보고 저이행이라고 판단하면 이 경로를 놓칩니다. 실제로 헤드스페이스 GC-MS로 경화 도막을 분석한 시험에서 184, MBF, 특정 벤조일포르메이트 계열 개시제는 벤즈알데히드 피크가 뚜렷하게 검출된 반면, 일부 고분자 개시제에서는 불검출로 나온 결과가 보고되어 있습니다. 저이행 처방을 설계하실 때는 개시제의 분자량과 함께 분해 경로에서 어떤 저분자가 나오는지를 공급사에 확인하십시오. 이 데이터를 제시할 수 있는 원료가 많지 않습니다.
5. 대체 시 감도를 어떻게 지키나
고분자 개시제로 옮길 때 가장 먼저 부딪히는 것이 감도입니다. 분자량이 커지면 같은 질량 안에 들어 있는 유효 개시 단위 수가 줄어들기 때문입니다.
그래서 비교 기준을 정해야 합니다. 동일 질량으로 대체할 것인지, 동일 유효량으로 환산해 증량할 것인지에 따라 결과가 달라집니다.
| 적용 | 보고된 결과 | 비고 |
|---|---|---|
| 백색 잉크젯 | 동일 질량 대체로 TPO 수준 감도 도달 | 황변은 814N이 상대적으로 우수 |
| 녹색 잉크젯 | 814N은 동일 질량, 813N은 증량 시 TPO 수준 | 착색계는 파장 설계가 중요 |
| 투명 플렉소 잉크 | 고분자 조합으로 기존 고분자 표준품과 동등 감도 | 813N 단독이 황변 가장 낮음 |
| 백색 플렉소 잉크 | 813N+814N 조합이 기존 조합 대비 동등 이상 | 황변도 더 낮게 측정 |
* 공급 자료의 시험 결과이며 배합·광원·기재 조건에 따라 달라집니다. 자체 검증이 필요합니다.
고분자 개시제라고 다 같은 자리에 들어가지 않습니다. 흡수 파장대가 다르기 때문입니다. λmax 328nm 등급은 330nm 부근까지 넓고 강한 흡수를 보여 장파장 LED 경화에 유리하고, λmax 297nm 등급은 245nm 부근이 주력인 기존 α-하이드록시 케톤보다 장파장 쪽에 흡수가 있어 그 대체 후보가 됩니다. 어떤 개시제를 대체하려는지에 따라 골라야 할 등급이 갈립니다. 광원 파장과 대체 대상을 먼저 확정하시면 후보가 한두 개로 좁혀집니다.
6. 성능표에 나오지 않는 실무 변수
| 변수 | 무엇이 문제인가 | 대응 |
|---|---|---|
| 점도 | 고분자 개시제는 점성 액체라 잉크젯 점도 설계에 영향 | 40℃ 점도 확인, 예열 배합 검토 |
| 잔류 미경화분 | 심부가 덜 굳으면 모노머 이행이 개시제보다 큰 문제가 됨 | 경화도 확인, 모노머 이행도 함께 시험 |
| 세트오프 이행 | 감아둔 상태에서 인쇄면이 뒷면에 옮겨 붙음 | 권취 조건과 세트오프 시험 별도 실시 |
| 관능 영향 | 이행량이 한도 이내여도 냄새로 클레임이 발생 | 관능 평가를 별도 항목으로 관리 |
| 피복률 | 도안에 따라 같은 잉크도 이행 총량이 달라짐 | 최악 조건 피복률 기준으로 검증 |
| 불순물 관리 | 순도·산가·잔류 나트륨이 낮은 등급이 별도로 존재 | 고순도 등급 사양 확인 |
7. 증상별 원인 진단
| 증상 | 가능한 원인 | 우선 조치 |
|---|---|---|
| 브랜드사 심사에서 성분 반려 | 법규는 통과했으나 자체 배제 목록 해당 | 납품처 사양서 기준으로 전 성분 재검토 |
| 고분자 개시제로 바꾸니 감도 저하 | 동일 질량 기준으로 유효 개시 단위 감소 | 유효량 환산 후 재평가, 조합 설계 |
| 이행 시험은 통과, 냄새 클레임 | 저분자 분해산물 | 분해산물 자료 확인, 계열 변경 |
| 시험 시편은 통과, 실제 인쇄물 초과 | 피복률 차이 | 실제 도안 기준으로 재산정 |
| 뒷면에서 성분이 검출됨 | 권취 중 세트오프 | 경화도·권취 조건 점검 |
| 백색 잉크에서 황변 | 개시제 계열의 황변 특성 | 저황변 등급으로 전환, 색차 비교 |
| 잉크젯에서 토출 불안정 | 고분자 개시제의 점도 기여 | 토출 온도에서의 점도 재설계 |
| 모노머 이행이 한도 초과 | 경화도 부족 | 심부 경화 설계, 노광량 재확인 |
8. 관련 취급 원료
저이행 설계에 검토하실 수 있는 고분자·저이행 계열과, 비교 대상이 되는 범용 개시제를 함께 정리했습니다.
| 품번 | 구분 | 특징 |
|---|---|---|
| TR-NPI-813N | 고분자 개시제 (분자량 약 1,300) | λmax 328nm, 장파장 LED 대응, 저황변 |
| TR-NPI-814N | 고분자 개시제 (분자량 약 1,500) | λmax 297nm, 184 대체 후보 |
| TR-PPI-101 / 102 | α-하이드록시 케톤 올리고머 | 고분자형, 101은 고순도 등급 |
| TR-PPI-ONE | 2관능 α-하이드록시 케톤 올리고머 | 분말, 심부·표면 경화 모두 대응 |
| TR-NPI-50103 / 50104 | 2관능 α-하이드록시 케톤 | 분자량 상향형, 바니시 대응 |
| TR-NPI-501 | 하이드록시에톡시 치환형 | 수계 시스템 대응 |
| TR-NPI-803 | 고분자형 아민 조촉매 | 저분자 아민 조촉매 대체 검토용 |
| TR-NPI-602 / 201 | 고순도 등급 | 산가·나트륨 관리 사양 |
| TR-TPO / TPO-L / NPI-601 | 아실포스핀옥사이드 | 비교 기준품, 용도별 검토 필요 |
| UV 모노머 (DPHA·DPPA·PETA) | 다관능 아크릴레이트 | 모노머 이행도 함께 관리 |
* 원산지는 중국입니다. 등급별 규격과 시험 자료는 문의 시 안내해 드립니다.
9. 자주 묻는 질문
10. 정리
저이행 설계는 개시제를 바꾸는 일이 아니라 이행 경로를 하나씩 닫는 일입니다. 개시제 본체, 분해산물, 미반응 모노머, 조촉매, 그리고 인쇄 구조까지 각각이 별개의 경로입니다.
순서를 제안드리면, 먼저 납품처 사양서의 배제 목록으로 쓸 수 없는 성분을 걸러내십시오. 그다음 남은 후보 중에서 광원 파장에 맞는 것을 고르고, 감도와 이행을 같은 사다리에서 평가하십시오. 마지막으로 분해산물 자료와 실제 도안 피복률까지 확인하시면 됩니다. 법규 확인부터 시작하면 대개 마지막에 납품처 기준에서 걸립니다.
원료 문의 및 샘플 신청
(주)삼양화인은 고분자 광개시제를 포함한 UV 광개시제 전 계열을 국내에 공급하고 있습니다. 라디칼 개시제, 고분자 개시제, 증감제, 조촉매와 UV 모노머(DPHA·DPPA·PETA)를 함께 취급하고 있어 개시제 단품이 아니라 경화계 전체를 놓고 검토하실 수 있습니다.
문의 주실 때 안내사항
- 상호 / 주소(지역) / 업종 / 담당자명 / 연락처 / 문의제품(용도)를 말씀해 주시거나 기입해 주세요.
- 기술 상담 시 대체하려는 개시제, 광원 종류와 파장, 잉크 색상과 인쇄 방식, 기재, 납품처 요구 기준을 알려주시면 더 정확한 제안이 가능합니다.
(주)삼양화인은 1999년 창립 이래, 국내외 고객들과의 꾸준한 협업을 통해 국내 화학산업 발전에 이바지해 왔습니다. 2025년에는 자체 R&D 센터를 설립해 물성·성능 비교분석, 포뮬레이션 연구, 규제 대응, 샘플실 운영을 통한 기술지원 서비스를 고객의 수요에 맞게 맞춤 지원하고 있습니다.
☎ (032) 837-5300 ｜ 📠 (032) 837-5301
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* 본문의 규제 수치와 시험 결과는 공개 자료 및 공급 자료 기준이며, 기준은 개정되고 시험 결과는 배합·광원·기재 조건에 따라 달라집니다. 실제 적용 전 최신 규정 원문, 납품처 사양서, 자체 이행 시험으로 확인하시기 바랍니다. 본 글은 원료 관점의 일반 안내이며 특정 제품의 규제 적합성을 보증하지 않습니다.
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