KR101264313B1 - 식품포장용 가스흡착 수지조성물 및 이를 포함하는 성형물 - Google Patents

식품포장용 가스흡착 수지조성물 및 이를 포함하는 성형물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기재 수지에, 시일성 수지, 가스흡착성 다공성 분말, 성형표면개선제 및 윤활제가 배합된 식품포장용 가스 흡착수지 조성물 및 이를 포함하는 식품포장용 성형물에 관한 것으로서, 본 발명에 따르는 식품포장용 가스 흡착수지 조성물로 형성된 식품포장용 성형물은 과채류 및 호흡작용으로 발생하여 과채류의 과숙을 유발하는 에틸렌이나 기타 유해가스 등을 흡착제거하고 육류에서 발생되는 아민, 암모니아, 초산 등과 같은 냄새 유발 가스를 흡착제거하며 항균작용으로 미생물에 의한 부패를 방지하여 과채류, 어류, 육류 등의 신선도를 유지하고 식품의 유통 보관 기간을 연장함과 동시에 상품의 구매가치를 높이게 되므로 소비자의 구매 욕구를 높이고 결과적으로 가격 경쟁력을 높게 하여 제품의 부가가치를 향상시키는 효과가 있다.

Description

식품포장용 가스흡착 수지조성물 및 이를 포함하는 성형물{Gas adsorbable resin composition for foodstuffs packing material and molded article including same}
본 발명은 식품포장용으로 선도를 보다 오래 유지할 수 있는 흡착수지 조성물에 관한 것으로, 특히 과채류, 어류, 육류 등을 포장할 때 그 내용물의 선도를 보다 오래 유지할 수 있도록 저장, 유통 및 전시 판매하는 동안에 발생되는 에틸렌, 초산, 아민 등의 유해가스를 흡착제거하여 식품의 선도를 유지하여 구매가치를 높일 수 있도록 하는 식품포장용 가스흡착 수지 조성물 및 이를 포함하는 식품포장용 성형물에 관한 것이다.
최근 소비자의 과채류 및 어류, 육류 등의 포장형태가 소포장 형태로 변화하면서 소비자들은 보다 안전하고 품질이 좋으면서 구매가 편리한 식품을 선호하는 추세에 있으며, 이에 맞추어 식품을 소량으로 포장하여 유통하는 것이 요구되고 있다.
특히, 소비자들의 먹거리에 대한 안전성에 대한 관심이 높아짐과 동시에 안전하고 신선한 제품의 선호도가 높아지고 있어 제품 구매시 외관의 상태, 보관 및 유통을 위한 포장의 안전성과 합리성 등에 대하여 소비자의 관심도가 매우 높아지는 경향을 보이고 있다.
이에 따라 유통업체 및 식품업체에서도 포장지에 원산지표시 및 생산자 이력제를 시행하고 있으며 식품의 유통, 보관, 전시, 판매 중에를 보다 오랫동안 신선도가 유지될 수 있는 포장기술 및 포장재료에서 많은 투자를 하고 있고 변화를 진행중이다.
식품의 포장에는 주로 폴리프로필렌(PP)이나 폴리에스터(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리스티렌(PS), 폴리락트산(PLA), 폴리부틸렌석시네이트(PBS), 폴리히드록시부티레이트(PHB), 폴리히드록시알카노에이트(PHA), 폴리염화비닐(PVC) 등과 같은 합성수지를 많이 사용하고 있으며, 포장재료에 대한 연구 노력으로 이들 합성수지 포장재의 일부는 통상 산소는 투과시키고 수분은 차단할 수 있도록 개선함으로써 포장지 또는 포장용기에 수용된 상태로 판매 및 유통되는 과채류 신선도를 높이도록 하고 있다.
과채류는 호흡작용, 증산작용에 의해 전분, 유기산, 당 등의 저장물질을 소모하게 되며, 이때의 호흡은 온도가 높고 에틸렌 농도가 높은 조건에서 왕성하게 소모하게 되며, 에틸렌은 과채류의 저장 중에 발생되는 천연호르몬으로서 과채류의 호흡을 상승시키고 과숙을 촉진시킨다.
에틸렌 발생량을 저감시키기 위해서는 포장용기 내부의 온도를 낮추고 산소를 차단하거나 발생하는 에틸렌 가스를 흡착하여 제거해야 하는데 비교적 고가의 산소 투과 합성수지 필름이나 용기로는 에틸렌 가스의 제거가 불가능하며 오히려 밀폐된 경우에는 박스 내의 에틸렌 가스농도가 증가하게 되어 과숙이 촉진되는 문제가 발생된다.
과채류와 달리 생선이나 육류의 경우는 비린내와 같은 아민 화합물에서 유래되는 냄새가 발생하고, 이로 인하여 실제보다 덜 신선하게 느껴지는 경우가 많은데 통상의 합성수지 포장 재료로는 이러한 육류나 생선에서 발생되는 냄새를 저감할 수 없어 이에 대한 해결책도 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 종래 과채류의 유통 및 판매중에 과채류의 호흡시 발생되는 가스로 인한 과숙의 문제점 등과 육류 및 생선에서 발생되는 냄새의 문제점 등을 해결하기 위한 식품포장용 가스 흡착 수지조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 식품 포장용 가스 흡착 수지조성물로 형성된 포장지, 포장용기 등과 같은 식품포장용 성형물을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성한 본 발명에 의하면, 기재 수지 30~97중량%, 시일성 수지 0.1~10중량%, 가스흡착성 다공성 분말 1~40중량%, 성형표면개선제 0.1~10중량% 및 윤활제 0.1~10중량%를 함유하는 식품포장용 가스 흡착수지 조성물이 제공된다.
바람직하게 본 발명에 의하면, 상기 기재 수지가 폴리프로필렌(PP), 폴리에스터(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리스티렌(PS), 폴리락트산(PLA), 폴리부틸렌석시네이트(PBS), 폴리히드록시부티레이트(PHB), 폴리히드록시알카노에이트(PHA) 및 폴리염화비닐(PVC)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 식품포장용 가스 흡착수지 조성물이 제공된다.
바람직하게 본 발명에 의하면, 상기 가스흡착성 다공성 분말이 일라이트, 제올라이트, 칠보석, 벤토나이트, 이산화티탄, 토르마린, 게르마늄, 맥반석, 패각, 황토, 카오린, 수산화알미늄 및 활성탄으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 식품포장용 가스 흡착수지 조성물이 제공된다.
바람직하게 본 발명에 의하면, 상기 가스흡착성 다공성 분말이 200~2,000메시의 입자크기를 갖는 것을 특징으로 하는 식품포장용 가스 흡착수지 조성물이 제공된다.
바람직하게 본 발명에 의하면, 상기 시일성 수지가 폴리올레핀 왁스인 것을 특징으로 하는 식품포장용 가스 흡착수지 조성물이 제공된다.
바람직하게 본 발명에 의하면, 상기 시일성 수지가 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 식품포장용 가스 흡착수지 조성물이 제공된다.
바람직하게 본 발명에 의하면, 상기 성형표면개선제가 탄산칼슘, 탈크 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 식품포장용 가스 흡착수지 조성물이 제공된다.
바람직하게 본 발명에 의하면, 상기 성형표면개선제가 200~2,000메시의 입자크기를 갖는 것을 특징으로 하는 식품포장용 가스 흡착수지 조성물이 제공된다.
바람직하게 본 발명에 의하면, 상기 윤활제는 칼슘스테아레이트, 아연스테아레이트, 글리세린스테아레이트, 부틸스테아레이트, 칼슘베헤네이트, 아연베헤네이트, 글리세린베헤네이트, 부틸베헤네이트,고체 파라핀, 유동파라핀, 밀납, 몰다 왁스, 이멀시파잉 왁스 및 칸데릴라 왁스로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 식품포장용 가스 흡착수지 조성물이 제공된다.
또한 본 발명에 의하면 상기한 식품포장용 가스 흡착수지 조성물을 포함하는 성형물이 제공된다.
본 발명에 따르는 식품포장용 가스 흡착수지 조성물로 형성된 식품포장용 성형물은 과채류 및 호흡작용으로 발생하여 과채류의 과숙을 유발하는 에틸렌이나 기타 유해가스 등을 흡착제거하고 육류에서 발생되는 아민, 암모니아, 초산 등과 같은 냄새 유발 가스를 흡착제거하며 항균작용으로 미생물에 의한 부패를 방지하여 과채류, 어류, 육류 등의 신선도를 유지하고 식품의 유통 보관 기간을 연장함과 동시에 상품의 구매가치를 높이게 되므로 소비자의 구매 욕구를 높이고 결과적으로 가격 경쟁력을 높게 하여 제품의 부가가치를 향상시키는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에 따르는 식품포장용 가스흡착 수지 조성물은 기재 수지 30~97중량%, 시일성 수지 0.1~10중량%, 가스흡착성 다공성 분말 1~40중량%, 성형표면개선제 0.1~10중량% 및 윤활제 0.1~10중량%를 함유하는 것이다.
본 조성물 중 상기 기재 수지로는 폴리프로필렌(PP), 폴리에스터(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리스티렌(PS), 폴리락트산(PLA), 폴리부틸렌석시네이트(PBS), 폴리히드록시부티레이트(PHB), 폴리히드록시알카노에이트(PHA) 및 폴리염화비닐(PVC)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 바람직하며, 그 함량은 30~97중량%, 보다 바람직하게 50~90중량% 이다.
상기 다공성 분말은 유해가스를 흡착제거하는 작용과 원적외선의 방사로 항균작용을 조성물에 부여하기 위하여 첨가하는 물질로서, 일라이트, 제올라이트, 칠보석, 벤토나이트, 이산화티탄, 토르마린, 게르마늄, 맥반석, 패각, 황토, 카오린, 수산화알미늄및 활성탄으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 바람직하다. 상기한 다공성 분말들은 유해가스 흡착작용 및 항균작용의 협력에 의한 포장재의 시너지효과를 극대화할 수 있도록 기재 수지에 대한 최적의 혼합비를 모색하는 것이 바람직하다. 본 조성물 중 가스흡착성 다공성 분말의 함량은 1~40중량%, 바람직하게 5~30중량%이다. 본 조성물 중 상기 가스흡착성 다공성 분말의 함량이 너무 적으면 그 첨가효과가 다소 미흡하며, 너무 많으면 성형 등의 가공성이 다소 불량해질 수 있으므로 상기한 범위 내에서 혼합비율을 선정하는 것이 바람직하다. 또한 가스흡착성 다공성 분말은 200~2,000메시의 입자크기를 갖는 것이 바람직하다. 다공성 분말의 입자 크기가 200메시 보다 큰 경우에는 수지와 혼합되기 어렵고 2,000메시 보다 작은 경우에는 제조 비용이 증가하는 단점이 있다.
상기 시일(seal)성 수지는 기재 수지에 대한 상기 다공성 분말 및 성형표면개선제와 같은 무기입자의 결합성을 개선하고 조성물의 열융착을 용이하게 하기 위하여 배합되는 물질로서, 그 바람직한 예로는 폴리올레핀 왁스가 있다. 상기 폴리올레핀 왁스는 폴리올레핀 단독중합체 왁스와 폴리올레핀 공중합체 왁스를 포함하는 것으로서, 이들 중에서 특히 바람직한 것은 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스 또는 이들의 혼합물이다. 본 조성물 중 시일성 수지의 함량은 0.1~10중량%, 바람직하게 0.2~3중량%이다. 본 조성물 중 시일성 수지의 함량이 너무 적으면 기재 수지에 대한 무기입자의 결합성이 다소 떨어져 무기입자의 탈리가 발생하기 쉽고 또한 열융착성이 미흡하여 포장재의 기밀포장성이 다소 떨어질 수 있으며, 너무 많으면 성형물의 물성이 다소 불량하게 될 수 있어 상기한 범위 내에서 선정하는 것이 바람직하다.
상기 성형표면개선제로는 탄산칼슘, 탈크 또는 이들의 혼합물이 바람직하며, 그 함량은 0.1~10중량%, 보다 바람직하게 1~5중량%이다. 본 조성물 중 성형표면개선제의 함량이 너무 적으면 성형표면개선 효과가 다소 미흡하고, 너무 많으면 성형작업성이 다소 떨어지는 문제점이 있어 상기한 범위 내에서 선정하는 것이 바람직하다. 또한 성형표면개선제의 입자 크기가 200메시 보다 큰 경우에는 수지와 혼합되기 어렵고 2,000메시 보다 작은 경우에는 제조 비용이 증가하는 단점이 있다.
상기 윤활제로는 칼슘스테아레이트, 아연스테아레이트, 글리세린스테아레이트, 부틸스테아레이트, 칼슘베헤네이트, 아연베헤네이트, 글리세린베헤네이트, 부틸베헤네이트, 고체 파라핀, 유동파라핀, 밀납, 몰다 왁스, 이멀시파잉 왁스 및 칸데릴라 왁스로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 바람직하다. 상기 윤활제 중에서 탄소수 22의 베헤닌산 계열은 윤활효과는 우수하나 재료원가가 높아지는 단점이 있어 탄소수 18인 스테아린산계열을 사용하는 쪽이 경제적인 측면에서 유리하다. 또한, 상기와 같은 지방산계열 윤활제는 무기 입자에 친화성을 보이는 장점이 있으며 표면이 친수성인 무기물을 코팅하여 표면개질이 되는 장점이 있다. 윤활제는 문자 그대로 원료간의 마찰을 적게하고 매끄럽게 하기위해 사용하는 첨가제이다. 모든 마찰이 나쁜 것은 아니지만 원료혼합, 용융, 가공시 마찰에 의한 열이 원료를 필요 이상으로 가열하여 분해시키기도 하고 원료중 전분등 유기 첨가제를 탄화시키기도 하며, 트윈 익스트루더 같은 금속제 가공기의 표면에 눌러붙기도 하여 불량이 발생하는 것을 해소하기 위해 사용한다. 그 함량은 0.1~10중량%, 보다 바람직하게 1~5중량%이다. 본 조성물 중 그 함량이 너무 적으면 가공성이 다소 미흡하게 되고 너무 많으면 물성이 불량하게 될 수 있어서 상기한 범위내에서 선정하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 식품포장용 가스 흡착수지 조성물로 형성된 포장지와 포장용기로 과채류 및 호흡작용으로 발생되는 에틸렌가스, 유해가스등을 흡착제거를 통한 보다 신선도를 오래 유지시키고, 미생물에 의한 부패를 방지하여 과채류, 어류, 육류등의 신선도를 유지함과 동시에 상품의 구매가치를 높이게 되므로 소비자의 구매 욕구를 높이고 결과적으로 제품의 부가가치가 높아지는 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 구체화시키고자 한다. 그러나 본 발명은 다음의 예에만 국한되는 것은 아니다.
<실시예 1>
기재 수지인 폴리프로필렌(PP) 96중량%에 평균 입자크기 800메시의 칠보석 1중량%, 평균 입자크기 800메시의 탈크 1중량%, 스테아린산아연 1.7중량%, 폴리에틸렌(PE)왁스 0.3중량%를 혼합하여 식품포장용 가스 흡착수지 조성물을 조제하였다.
<실시예 2 내지 4>
표 1에 나타낸 바와 같이 조성비를 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하여 식품포장용 가스 흡착수지 조성물을 조제하였다.
[실험 1]
상기 실시예 1 내지 4의 조성물로 되는 시료를 제조한 후 가스흡착성능을 에틸렌 흡착량(KS M 1998:2009에 의거하여 실행)과 암모니아 흡착량(KS M 1998:2009에 의거하여 실행)으로 측정하였으며, 상기 실시예와 동일한 기재 수지인 폴리프로필렌만으로 제조한 시료(대조구)의 가스흡착성능과 비교하였다, 그 결과는 표 1에 제시된다.
구분 PP수지
(중량%)		 조성비 에틸렌
흡착량
(㎕/㎏)		 암모니아
흡착량
(㎕/㎏)
다공성
흡착제		 성형
개선제		 윤활제 시일성
수지
실시예 1 96 1 1 1.7 0.3 100 60
실시예 2 86 10 2 1.7 0.3 560 300
실시예 3 81 14 3 1.7 0.3 820 430
실시예 4 56 38 4 1.7 0.3 1,250 900
대조구 100 - - - - 25 19
표 1의 결과로부터, 본 발명의 식품포장용 가스 흡착수지 조성물은 기재 수지와 혼합되는 조성성분과 그 혼합비율에 따라서 흡착재료가 첨가되지 않은 비교예에 비하여 수배에서 수십배의 에틸렌과 암모니아 가스를 흡착하고 있음을 알수 있다. 이것은 결과적으로 과채류, 육류, 어류에서 발생되는 에틸렌가스 및 유해가스, 아민등의 비린내와 악취 유발성분인 암모니아를 효과적으로 흡착하는 것을 의미한다. 따라서, 수지와 흡착제를 적당한 혼합비율로 조성한 본 발명의 식품포장용 가스 흡착수지 조성물은 식품의 포장재로 사용함으로써 과채류와 육류, 어류의 신선도가 보다 오래 유지되고 제품의 신뢰성을 향상시켜 부가가치를 높일수 있음을 확인할 수 있다.
[실험 2]
실시예 3의 조성물로 되는 포장 용기와 대조구의 조성으로 된 포장용기에 사과 10개를 포장한 후 20℃, 상대습도 50%의 항온 항습기에 넣고 일주일 동안 경과한 다음 사과의 중량감소, FHM과일 경도계를 이용하여 측정한 경도 및 당도를 측정하여 평균치를 구하였다, 그 결과는 표 2에 제시된다.
성형물 No. 중량감소율(%) 경도(kg) 당도(Brix %)
사과포장용기 실시예 3 2.8 0.20 12
사과포장용기 대조구 4.6 0.14 13
표 2의 결과로부터 본 발명의 식품포장용 가스 흡착수지 조성물로부터 제조된 용기를 가지고 포장시험한 결과, 수지만으로 제조된 비교예의 경우 보다 사과의 중량감소율이 낮아지고, 과피의 탄력이 높게 유지되는 것으로 나타났으며, 에틸렌가스 및 유해산소, 아민, 암모니아 제거에 의하여 과숙이 억제되어 신선도가 보다 오래 지속되었으며, 비교예의 경우 사과의 경도가 떨어지면서 당도가 높아지는 현상을 보였다.

Claims (10)

  1. 폴리프로필렌(PP), 폴리에스터(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리스티렌(PS), 폴리락트산(PLA), 폴리부틸렌석시네이트(PBS), 폴리히드록시부티레이트(PHB), 폴리히드록시알카노에이트(PHA) 및 폴리염화비닐(PVC)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 기재 수지 50~85중량%;
    일라이트, 제올라이트, 칠보석, 벤토나이트, 이산화티탄, 토르마린, 게르마늄, 맥반석, 패각, 황토, 카오린, 수산화알미늄 및 활성탄으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며 입자크기가 200~2,000메시인 가스흡착성 다공성 분말 5~40중량%;
    탄산칼슘 분말, 탈크 분말 또는 이들의 혼합물이며 입자크기가 200~2,000메시인 성형표면개선제 1~5중량%;
    칼슘스테아레이트, 아연스테아레이트, 글리세린스테아레이트, 부틸스테아레이트, 칼슘베헤네이트, 아연베헤네이트, 글리세린베헤네이트, 부틸베헤네이트, 고체 파라핀, 유동파라핀, 밀납, 몰다 왁스, 이멀시파잉 왁스 및 칸데릴라 왁스로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 윤활제 1~5중량%; 및
    상기 기재 수지에 대한 무기입자의 결합성 개선과 조성물의 열융착성을 용이하게 하기 위한 시일성 수지로서 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스 또는 이들의 혼합물인 폴리올레핀 왁스 0.2~3중량%;
    를 함유하는 식품포장용 가스흡착 수지 조성물.
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