KR100508065B1

KR100508065B1 - 식품 처리 제품용 항균성 수지 조성물의 제조방법

Info

Publication number: KR100508065B1
Application number: KR10-2002-0024802A
Authority: KR
Inventors: 임종섭
Original assignee: 임종섭
Priority date: 2002-05-06
Filing date: 2002-05-06
Publication date: 2005-08-17
Also published as: KR20030086681A

Abstract

본 발명은 식품 처리 제품용 수지 조성물에 있어서, 하기 식Ⅰ의 아연 피리티온계 유기 항균제를 유효량 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 처리 제품용 항균성 수지 조성물에 관한 것이다.

상기의 식품 처리 제품용 항균성 수지 조성물은 롤백, 위생백, 지퍼백, 위생장갑 등의 제품에 사용되어 항균 효과를 개선시킴으로써 식품의 신선도를 오랫동안 유지시킬 수 있고, 세균피해를 감소시킬 수 있다.

Description

식품 처리 제품용 항균성 수지 조성물의 제조방법{Method for preparing antimicrobial resin composition for food treating product}

본 발명은 식품 처리 제품용 항균성 수지 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 아연 피리티온계 유기 항균제를 이용하여 항균성을 부여한 식품 처리 제품용 항균성 수지 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 식품 처리 제품으로는 식품 포장 비닐이 주로 사용되고 있다. 식품 포장 비닐이 갖추어야 하는 요건중에 하나는 포장된 식품이 그 상태로 오랫동안 보존되는 것이다. 식품은 여러가지 요인에 의하여 화학적, 물리적, 생물학적인 변화가 일어나기 때문에 보존기간 중에 식품으로서의 상품가치가 상실되어 버리는 경우가 일반적이며, 특히 온도, 습도, 공기, 미생물들이 그 주된 요인이다. 또한 습도 및 미생물등에 의해서는 영양가의 저하와 더불어 독성을 나타내는 성분이 생성되기까지 하여 식품 포장 비닐은 오랜동안 식품을 보관하기에 적합하지 않다고 여겨지고 있다.

이에 식품 포장 비닐의 대체물질로서 종이, 플라스틱 필름, 금속, 유리, 목제 등이 제시되고 있지만, 비닐 제품 만큼 손쉽게 사용하기 어렵다는 단점을 갖는다.

또 다른 대안으로 식품 처리 제품에 항균성을 부여하는 식품 처리 용품이 개발되고 있으며, 특히 무기계 항균제로 항균성을 부여하고 있다. 그러나, 이런 무기계 항균제는 항균 효과를 나타내기 위해서는 많은 양을 사용해야 하기 때문에 식품 처리 제품에 적용시 식품 처리 제품 자체의 물성을 악화시킬 수 있거나 또는 변색시킬 수 있기 때문에 실용적으로 사용되지 못하고 있는 실정이다.

이에 본 발명자는 이런 문제점을 해결하고자 식품 처리 제품에 최적으로 항균성을 부여할 수 있는 항균제를 연구하면서, 아연 피리티온계 유기 항균제가 인체에 무해하여 식품 처리 용품에 적용시 문제가 없으며, 뿐만 아니라 무기 항균제에 비해 매우 소량만을 사용하여도 항균효과를 얻을 수 있기 때문에 식품 처리 용품 자체에 어떠한 영향도 미치지 않으면서 경제적으로 사용될 수 있다는 점을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 아연 피리티온계 유기 항균제를 이용한 식품 처리 제품용 수지 조성물을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 아연 피리티온계 유기 항균제가 함유된 식품 처리 제품용 수지 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 식품 처리 제품용 수지 조성물에 있어서, 하기 식Ⅰ의 아연 피리티온계 유기 항균제 분말을 유효량 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 처리 제품용 항균성 수지 조성물을 제공한다.

상기 아연 피리티온계 유기 항균제는 전체 수지 중량에 기초하여 0.05 내지 1.5 중량% 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 용융된 식품 처리 제품용 수지 90 내지 99중량%에 하기 식Ⅰ의 아연 피리티온계 유기 항균제 분말 1 내지 10중량%를 첨가하고, 교반을 통해 분산시키는 단계;

분산된 혼합물을 냉각 압출하여 펠렛화하는 단계; 및

식품 처리 제품용 수지 펠렛 85 내지 95중량%에 상기 펠렛 5 내지 15중량%를 혼합하는 단계를 포함하는 식품 처리 제품용 항균성 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 식품 처리 제품용 항균성 수지 조성물은 수지에 아연 피리티온계 유기 항균제를 유효량 포함한다.

본 발명에서 사용가능한 수지로는 천연 수지, 합성 수지 , 생분해성 수지 또는 이들의 조합물을 사용할 수 있고, 최종 제품의 용도를 고려하여 선별될 수 있다. 구체적으로 이것으로 제한되는 것은 아니지만 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌, 염화비닐, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 수지, 나일론, 폴리에스테르, 폴리염화비닐리덴, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리아세틸, 폴리카보네이트, 아크릴 수지, 불소 수지, 폴리우레탄엘라스토머, 폴리에스테르엘라스토머, 멜라민 수지, 우레아 수지, 테트라플루오로에틸렌 수지, 불포화폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지 및 페놀 수지 등의 성형용 플라스틱; 나일론, 폴리에틸렌, 레이온, 아세테이트, 아크릴, 폴리비닐알콜, 폴리프로필렌, 폴리에세테이트, 비닐리덴 등의 섬유용 플라스틱; 및 천연고무, 실리콘 고무, 스티렌-부타데인 고무, 크로로프렌 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 불소 고무, 니트릴 고무, 클로로술폰화폴리에틸렌 고무, 부타디엔 고무, 합성 천연 고무, 부틸 고무, 우레탄 고무 및 아크릴 고무 등의 고무상 플라스틱으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택될 수 있다.

본 발명에서 항균성을 부여하기 위해 사용되는 하기 식 Ⅰ의 아연 피리티온계 유기 항균제는 높은 활성의 광범위 항균제이다.

상기 아연 피리티온계 유기 항균제는 전체 수지 중량에 기초하여 0.05 내지 1.5중량%의 범위내에서 사용되며, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.4중량%가 바람직하다. 상기 유기 항균제의 양이 0.05 중량% 미만으로 사용되는 경우에는 충분한 항균성을 나타낼 수 없고, 1.5 중량%를 초과할 경우에는 더 이상 항균력이 향상되지 않을 뿐만 아니라 변색의 위험성이 있어 바람직하지 않다.

또한 아연 피리티온계 유기 항균제는 인체에 무해한 천연항균제로서 곰팡이, 세균에 대한 항균효과가 뛰어나고, 그의 안전성은 F.D.A에서 승인되어 있으며, 따라서 식품 처리 제품용 수지조성물에 안전하게 사용될 수 있다. 또한, 상기 유기 항균제는 상품명 Zinc Omadine으로 시판되고 있으며, 그의 물리화학적 특성은 하기의 표 1과 같다.

구분	물성
화학식/분자량	C₁₀H₈N₂O₂S₂Zn
pH 안전성	4.5 내지 9.5
열안전성	100℃에서 최소 120시간 이상 안정
광안전성	자외선광에 노출되면서 점진적으로 약화
급성경구독성	LD 50(경구독성) 180-200㎎/㎏ 랫트LD 50(경구독성) 300㎎/㎏ 마우스
피부자극성	거의 없음
최소생육저지농도	대부분의 박테리아 : 50ppm 이하몰드와 이스트 등 곰팡이 : 5ppm 이하조류(Algae) : 1ppm 이하

상기의 아연 피리티온계 유기 항균제는 상기 표 1에 나타난 바와 같이 그의 열안전성은 100℃에서 최소 120시간 이상 안정하고, 150℃에서 48시간 동안 7% 감소하고, 분해온도는 240℃이다. pH 안전성은 4.5 내지 9.5 범위에서 안정하며, pH 4.5 미만에서 아연 착물이 분해되어 피리티온이 형성되고, pH 9.5를 초과하는 경우에는 아연 착물이 아연 히드록사이드와 피리티온 이온으로 가수분해되고 결국은 피리티온 황산 염으로 전환된다. 피리티온 황산과 그 염은 비활성이다. 이온화된 피리티온은 미생물적으로 활성이나 광 또는 산소존재하에서 불안정하다. 또한 광안전성은 자와선광에 노출되면서 점진적으로 약화되지만, 이것은 광안정제의 사용으로 최적화될 수 있다. 아연은 또한 중금속이지만, 아연화합물은 자양분과 또한 제한된 음식물 공급원으로써 일반적으로 안전하다고 인정되는 FDA의 GRAS(Generally Reconized As Safe) 리스트에 있으며, 전체적으로 아연 피리티온계 유기 항균제는 인체에 무해하며, 수지류 본래의 물성에 영향을 미치지 않으면서 범용의 수지류 등에 폭넓게 사용되어 항균성을 제공할 수 있다.

본 발명의 식품 처리 제품용 수지 조성물에는 필요에 따라 각종 첨가제를 함유시키는 것이 가능하며, 구체적으로, 이것으로 제한되는 것은 아니지만 충전제, 산화방지제, 열안정제, 광안정제, 자외선 흡수제, 가소제, 대전방지제, 난연제, 이형제, 발포제, 핵제, 윤활제, 방서제, 수적방지제, 금속불활성화제 또는 안료 등이 사용될 수 있다.

아울러, 상기 아연 피리티온계 유기 항균제는 수지류 등에 사용시에는 단순배합하여 사용하는 것도 가능하지만, 분산을 고르게 하기 위해 마스터 뱃치(Master Batch)화하여 사용되는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 따른 식품 포장 비닐용 수지 조성물을 제조하는 방법은 용융된 식품 처리 비닐용 수지에 아연 피리티온계 유기 항균제 분말을 첨가하고, 교반을 통해 분산시키는 단계; 분산된 혼합물을 냉각 압출하여 절단을 통해 펠렛화하는 단계; 및 상기 펠렛을 식품 처리 제품용 수지 펠렛과 혼합하는 단계를 포함한다. 이와 같은 방법으로 제조된 수지 조성물은 최종적으로 압출과정을 거쳐 식품 포장 비닐로 제조될 수 있다.

상기에서 식품 처리 제품용 수지 총중량에 기초하여 아연 피리티온계 유기 항균제 분말은 0.05 내지 1.5 중량% 범위내에서 사용되는 것이 바람직하지만, 수지와 유기 항균제 분말을 균일한게 분산시키기 위해 아연 피리티온계 유기 항균제는 우선 마스터 뱃치화하는 것이 바람직하다. 이는 상기 아연 피리티온계 유기 항균제가 분말상으로써 식품 처리 제품용 수지 펠렛과 혼합시 입경의 차이로 인해 입도 분리 현상이 발생하는 데, 마스터 뱃치화하여 미리 수지속에 분산시킨 후 수지 펠렛과 거의 동일한 입경을 가지는 펠렛으로 만듬으로써 입도 분리 현상을 방지할 수 있어 바람직하다.

따라서, 우선 수지 90 내지 99중량%에 유기 항균제 분말 1 내지 10중량%를 혼합한 후 약 160 내지 200℃의 온도에서 40 내지 80rpm의 교반속도로 교반을 하고, 분산된 혼합물은 약 40 내지 60℃의 온도에서 냉각 압출하여 펠렛화한다.

이어서, 유기 항균제를 함유한 상기 펠렛 5 내지 15중량%를 수지 펠렛 85 내지 95중량%와 혼합하여 식품 처리 비닐용 수지 조성물을 제조한다.

이와 같이 제조된 수지 조성물은 식품 포장 비닐로 제조할 수 있다. 비닐로 제조하는 방법은 일반적인 방법이 사용될 수 있으며, 구체적으로 인플레이션 방법과 T-다이 방법 등이 사용될 수 있다.

상기 인플레이션 방법은 수지 조성물을 압출기에 넣어 가열용융시킨 후 압출기 선단의 동심원형의 디스크로부터 원통상으로 압출하고 동시에 디스크 중심부에 설치된 파이프로 공기를 흡입시켜 압출된 필름을 횡방향으로 팽창시킨 다음 상부에 있는 두개의 롤로 종방향으로 연신시켜 일정한 두께를 가진 필름을 제조한다. 또한, T-다이 방법은 펠렛을 압출기에서 가열용융상태로 한 후, 압출기 선단의 T-자형 다이에서 일정두께, 일정 폭의 필름상으로 연속압출되도록 하여 필름을 제조한다.

이와 같이 제조된 식품 포장 비닐은 롤백, 위생백, 재사용이 가능한 지퍼백, 위생장갑, 기타 비닐류 쇼핑백에 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명한다.

실시예 1

1. 식품 포장 비닐용 필름 제조

용융된 폴리에틸렌 수지 93중량%에 아연 피리티온계 유기 항균제 분말 7중량%를 첨가하였다. 이후 180℃에서 60rpm으로 교반하여 분산시킨 후, 60℃에서 냉각압출하고, 이를 절단하여 펠렛으로 제조하였다. 이어서 상기 펠렛 10중량%와 수지 펠렛 90중량%를 압출기에 넣어 200℃로 가열용융시킨 후 압출기 선단의 동심원형의 디스크로부터 원통상으로 압출하고, 동시에 디스크 중심부에 설치된 파이프로 공기를 흡입시켜 압출된 필름을 횡방향으로 팽창시킨 다음 상부에 있는 두개의 롤로 종방향으로 연신시켜 일정한 두께를 가진 필름을 제조하였다.

2. 항균력 시험

상기에서 얻은 본 발명에 따른 필름과 항균제 처리가 되지 않은 대조 필름(Stomacher?400 폴리-백)을 동일한 크기(표면적 : 25㎠)로 준비하였다. 또한, 시험 균주로는 Staphylococcus aureus ATCC 6538(황색포도상구균: 이하, 균주 1이라 함)과 Escherichia Coli ATCC 25922(대장균: 이하, 균주 2라 함)를 준비하였다.

이어서, 검체 표면에 균액(균주 1 및 균주 2)를 각각 적하하고 상기 본 발명에 따른 필름과 대조 필름을 밀착시켜서 35±1℃로 보관하고, RH90%에서 24시간 정치 배양후 남아있는 균수를 측정하여 세균 감소율을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.

이때 액체 배지에서 균이 균질하게 분포되게 하여 균의 성장을 증가시키기 위해 비이온 계면활성제로써 Tween 80(0.05%)을 사용하였다.

		본 발명 필름	대조 필름
균주 1	초기균수	1.4×10⁵	1.4×10⁵
	24시간 후	＜10	6.4×10⁶
	세균감소율(%)	99.9	---
균주 2	초기균수	1.2×10⁵	1.2×10⁵
	24시간 후	＜10	5.8×10⁶
	세균감소율(%)	99.9	-----

접종균 농도 : 균주 1 - (1.4±0.3)×10⁵/㎖

균주 1 - (1.2±0.3)×10⁵/㎖

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 필름은 황색포도상구균 또는 대장균에 대해서 거의 99% 이상의 감소율을 나타냈다. 반면에, 일반적인 필름은 오히려 세균이 증가함을 알 수 있었다. 이와 같은 결과를 통해 본 발명의 식품 포장용 비닐이 우수한 항균 효과가 있음을 알 수 있다.

또한, 상기 항균 시험결과를 도 1 내지 도 2에 각각 나타내었다. 도 1는 황색포도상구균을 접종한 경우의 시험결과인데, 도 1a는 대조 필름 상에서 황색포도상구균을 배양한 배지사진이고, 도 1b는 본 발명에 따른 필름 상에서 황색포도상구균을 배양한 배지사진이다. 도 2는 대장균을 접종한 경우의 시험결과인데, 도 2a는 대조 필름 상에서 대장균을 배양한 배지사진이고, 도 2b는 본 발명에 따른 필름 상에서 대장균을 배양한 배지사진이다.

상기 도면을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 식품 포장용 비닐이 우수한 항균효과를 가짐을 알 수 있다.

실시예 2

식품 보존 시험

본 발명에 따라 제조된 식품 포장용 비닐백과 일반 판매되고 있는 비닐백에 시금치를 집어 넣고 냉장고에 3일간 보관한 후 및 10일간 보관한 후의 신선함을 눈으로 관찰하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.

	3일후	10일후
본 발명에 따른 비닐백	싱싱함	싱싱함
기존 비닐백	시들해짐	시금치 잎이 검게 변색됨

이와 같이, 본 발명에 따른 아연 피리티온계 유기 항균제를 적용시킨 식품 처리 제품용 수지 조성물은 기존 수지 조성물에 비해 항균 효과가 월등하게 뛰어나며, 인체에 무해하여 광범위한 용도로 사용될 수 있다.

또한, 이런 뛰어난 항균 효과는 식품의 신선도를 크게 개선시킬 뿐만 아니라 세균피해를 크게 줄여 국민건강 차원에서 많은 이점을 갖는다.

또한, 아연 피리티온계 유기 항균제는 기존의 무기 항균제보다 소량만을 사용하여도 우수한 항균 효과를 얻을 수 있기 때문에 경제적인 측면에서도 크게 유리하다.

도 1a는 황색포도상구균을 대조 필름에 배양한 배지사진이다.

도 1b는 황색포도상구균을 본 발명 필름에 배양한 배지사진이다.

도 2a는 대장균을 대조 필름에 배양한 배지사진이다.

도 2b는 대장균을 본 발명 필름에 배양한 배지사진이다.

Claims

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용융된 식품 처리 제품용 수지 90 내지 99중량%에 하기 식 (1)의 아연 피리티온계 유기 항균제 분말 1 내지 10중량%을 첨가하고, 160 내지 200℃의 온도에서 40 내지 80rpm의 교반속도로 교반을 통해 분산시키는 단계;

화학식 1

분산된 혼합물을 40 내지 60℃의 온도에서 냉각 압출하여 펠렛화하는 단계; 및

상기 펠렛 5 내지 15중량%를 상기 펠렛과 동일한 입경을 갖는 식품 처리 제품용 수지 펠렛 85 내지 95중량%와 혼합하는 단계를 포함하는 아연 피리티온계 유기 항균제 분말이 전체 수지 중량에 기초하여 0.05 내지 1.5 중량% 포함된 식품 처리 제품용 항균성 수지 조성물의 제조방법.