KR101312542B1

KR101312542B1 - 초 고속성의 산소흡수제와 그 제조방법

Info

Publication number: KR101312542B1
Application number: KR1020110065620A
Authority: KR
Inventors: 서윤덕
Original assignee: 주식회사 립멘
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2013-09-30
Also published as: KR20130003954A

Abstract

본 발명은 산소흡수를 하는 철분과 전해물질이 반응을 할 수 있는 최적의 상태를 만들어 줌으로서 기존의 제품보다 초고속으로 산소를 제거하고 우수한 범용성으로 사용 범위가 넓으며, 콤팩트한 포장을 함으로서 사용 시 크기에 따른 불편함을 해소하여 포장이 간단하고 제조공정이 간단하고 혼합이 우수하며 분진이 발생하지 않아 생산과 수급이 원활하고, 금속취(金屬臭) 특히 철취(臭)를 제거하므로서 기존의 산소흡수제에서 발생되는 문제점을 해결한 새로운 형태의 산소흡수제로서 초고속성을 가진 산소흡수제 및 그의 제조방법을 개시하고 있다.

Description

초 고속성의 산소흡수제와 그 제조방법{Oxygen Absorbent having Ultrahigh Speed Characteristic And Method of Preparing Thereof}

본 발명은, 공기 중의 산소흡수에 사용되는 산소흡수제를 통기성이 있는 포장체 충진한 후, 이를 전자, 기계, 식품 포장 내에 넣어 밀봉하는 것에 의하여 그 자체적인 화학 반응으로 산소를 흡착하여 제품의 산화를 방지하게 한, 산소 흡수제에 관한 것으로, 특히 제품의 산화 요인으로 작용하는 산소를 초(超) 고속으로 흡수하는 특성을 발휘하여 제품의 품질을 원 상태로 장기간 유지할 수 있는 기능을 갖게 한 초 고속성의 산소흡수제와 그 제조방법에 관한 것이다.

산소흡수제는 식품에서는 안전한 먹을거리를 위해서 꼭 필요한 필수 불가결한 제품이다. 그런데 식품 회사에서는 제조한 식품은 유통기한 연장을 목적으로 식품에 방부제, 보존제, 방충제 등을 직접 혼합한 후 제조하고 이를 포장형태(나일론, 폴리에틸렌 필름 및 플라스틱 용기 등)로 유통. 판매하고 있다.

그러나 방부제, 보존제, 방충제의 경우 식품과 같이 먹을 경우 건강에 유해한 요소로 작용하게 된다고 하는 문제로 제기되고 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위한 방법으로 한편 한국 특허 출원번호 1977-0002852, 한국특허 공개 1983-0002529호에 개시된 기술이 있다.

이러한 선행기술에 개시된 바에 의하면, 일반적인 산소흡수제에 관한 내용이 공표되어 있으나, 산소를 흡수하는 시간이 2 ~ 3일 이상의 시간이 소요되는 가장 큰 문제가 있으며, 산소를 흡수하는 과정 또한 초기 반응이 일어나지 않아 실제 사용할 때 효율적이지 못하고 흡수량이 균일하지 못하다. 또한 금속냄새가 나면서도 실제 제조시 제조 설비에서는 비산(飛散)으로 인해서 포장을 하지 못하는 결점이 여전히 존재하고 있다. 따라서 이를 해소하기 위한 산소흡수제의 개발이 절실히 요구되고 있다.

한국 특허 출원번호 1977-0002852, 산소흡수제 한국특허 공개 1983-0002529호, 산소 흡수제.

본 발명은 상기 제반 결점들을 해소하기 위하여 예의 연구결과 개발한 것으로, 그 목적은 분쇄 철 분말(Atomized iron powder)에 초전해성 물질과 다공성 실리카 물질을 적정 비율로 혼합 반응시켜서 고속으로 산소 흡수를 달성하게 한 효과 와 아울러 금속취(金屬臭)(혹은 철취(鐵臭)) 제거의 달성 효과가 있고, 또한 제조공정이 간단하여 혼합시 분진이 발생이 없어 작업성 및 생산성을 향상시킨 초고속성의 산소흡수제 및 그의 제조방법을 제공하는데 있 다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 초고속성을 가지는 산소흡수제는, 청구항 1기재의 80~100 메쉬의 입도를 갖는 분쇄 철분말(Atomized Iron Powder)과 염화칼슘을 물에 녹여 만든 초전해성물질을 혼합하여 만든 입자상 산소흡수제 50중량%와, 다공질 침강 실리카와 무기염화 칼슘과 그리고 활성카본 블랙을 혼합하여 만든 초전해성 담체 50중량%로 혼합 조성되고, 이 혼합물을 통기성 포장체에 충진하여 제품의 포장용기 내에 넣어 밀봉하면 상기 초전해성담체(擔體)로부터는 수분이 휘산하면서 초전해성물질과 수분을 분쇄 철분말에 초고속으로 공급하게 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 초고속성을 가지는 산소흡수제는, 청구항 2기재의, 상기 입자상 산소흡수제는 철 고형분을 전로(轉爐)에서 융해시키고, 이 금속 융해물에 대하여 워터 제트(Water Jet)에 의한 고압의 물을 분사하여 잘게 절단 후, 건조하여 80~100mesh의 입도를 갖는 철분 말을 얻고, 이 철분말을 회전 반응조(Reaction Tank)에 넣은 후, 회전 반응조 내에는 철 분말에 대하여 초전해성물질 1~ 10중량%를 넣어 50~100rpm의 회전속도로 회전하면서 반응열을 배출하는 반응과 건조를 동시에 실행하면서 가공한 것을 특징으로 한다.

또 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 초고속성을 가지는 산소흡수제는,청구항3 기재의, 상기 초전해성 담체는 다공질 침강실리카 50중량%와 무기염화 캄슘을 물에 녹여 만든 혼합 수용액 50중량%를 혼합기에 넣고 저속과 고속의 속도변화를 주면서 혼합하는 혼합 반응을 실 시하고, 혼합 반응 종료 전에는 상기 다공질 침강실리카와 혼합 수용액의 혼합물에 대하여 3~10 중량%의 활성 카본 블랙을 넣어 상호 혼합 조성한 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 초고속성을 가지는 산소흡수제의 제조방법은, 청구항4 기재의 (1)하기 ① 내지 ④ 단계로 이루어지는 입자상 산소 흡수제의 제조 단계; ①입자상 산소흡수제는 철 고형분을 전로(轉爐)에서 융해시키는 단계, ②이 금속 융해물에 대하여 워터 제트(Water Jet)에 의한 고압의 물을 분사하여 잘게 절단하는 단계, ③금속 절단물을 건조하여 80~100mesh의 입도를 갖는 철분 말을 얻는단계, ④이 철분말을 회전 반응조(Reaction Tank)에 넣은 후, 다시 회전 반응조 내에는 기 투입한 철 분말에 대하여 초전해성물질 1~ 10중량%를 넣고, 상기 회전 반응조를 50~100rpm의 회전속도로 회전하면서 반응열을 배출하는 반응과 건조를 동시에 실행하면서 가공하는 단계,

(2)하기 ① 내지 ②단계로 이루어지는 초전해성 담체를 제조하는 단계; ①다공질 침강실리카 50중량%와 무기염화 캄슘을 물에 녹여 만든 혼합 수용액 50중량%를 혼합기에 넣고 저속과 고속의 속도변화를 주면서 혼합하는 혼합 반응을 실시하는 단계, ②혼합 반응 종료 전에 상기 다공질 침강실리카와 혼합 수용액의 혼합물에 대하여 3~10 중량%의 활성 카본 블랙을 넣어 상호 혼합 조성하는 단계,

(3)상기 (1)단계에 의해 제조된 입자상 산소 흡수제 50중량%와 상기 (2)단계에 의해 제조된 초 전해성 담체 50중량%를 혼합하여 통기성 포장체에 소정단위로 포장하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 분쇄 철 분말(Atomized iron power)에 초전해성 물질과 다공성 실리카 물질을 적정 비율로 혼합하여 반응시켜 만든 산소 흡수제에 의해, 통기성 필름에 밀봉 충진 후 식품 혹은 제품용기 내에 넣어 밀봉시, 산소흡수제의 화학반응에 의해 초고속으로 산소를 제거하는 효과 부여와 아울러 금속취(金屬臭)(혹은 철취(鐵臭))를 제거하는 효과가 있고, 또 제조공정이 간단하여 혼합시 분진이 발생이 없어 작업성 및 생산성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 초고속성의 산소흡수제의 제조 방법에 대한 공정을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 초고속성의 산소흡수제의 제조에 사용된 초 전해성 담체(超電解性擔體)의 구조를 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 초 고속성의 산소흡수제와 그 제조방법의 보다 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

<입자상 산소 흡수제>

도 1은 본 발명에 따른 초고속성의 산소흡수제의 제조 방법에 대한 공정을 개략적으로 나타낸 도면으로, 이 도면을 참조하여 먼저, 입자상의 산소흡수제의 제조 방법에 대하여 설명한다.

입자상 산소흡수제는 분쇄 철분말(Atomized iron powder)과 염화칼슘 등과 같은 염화물을 물에 용해시킨 수용액(초 전해성물질)으로 제조된다.

먼저, 분쇄 철분말(Atomized iron powder)의 제조에 대하여 설명한다.

철 고형물(10)을 전로(轉爐 ,Converter)(20)에서 충분히 융해시키고, 이 금속 융해물을 워터 제트(water jet)(30)에 의한 고압(10000 psi ~ 60000 psi)의 물로 절단 후 건조단계를 거침으로서, 상기 분쇄 철분말(Atomized iron powder)(40)을 제조한다. 제조된 분쇄 철분말(Atomized iron powder)의 입자는 100 MESH의 입도에서 80%이상이 되도록 하는 것이 좋지만 80MESH의 입도 라도 큰 문제는 없다.

초 전해성 물질은 염화물( 염화칼슘(CaCl2)등) 5g을 물 5ml에 용해시킨 수용액(초 전해성물질)이다.

상기에서 제조된 분쇄 철분말(Atomized iron powder)을 먼저, 회전 반응조(Reaction Tank)(50)에 넣고, 여기에 상기 초전해성물질(60)을 기 투입된 분쇄 철분말(Atomized iron powder)에 대하여 1~10중량%를 넣고 50~100RPM의 회전속도 회전을 시키면서 반응열을 최대한 배출시키면서 반응과 건조가 동시에 진행되게 가공을 한다. 이때 반드시 반응열은 품질 기준점을 맞추기 위해서는 80~100℃를 유지시키는 것이 좋다. 제조된 분쇄 철분말(Atomized iron powder)이 더 이상 반응열이 발생하지 않고 건조가 완벽하다면 작업을 마치는데, 제조된 분쇄 철분말(Atomized iron powder)은 반응성이 폭발적으로 상당히 크므로 별도의 용기에 보관하고 완전 밀폐를 한다.

이렇게 제조된 입자상 산소흡수제는 후술하는 초전해성담체(超電解性擔體)(70)와 혼합하여 예컨데 식품(혹은 제품)의 보존제로 사용 시, 식품 포장용기의 내부에 존재하는 공기와 만나게 되면 철분 분말이 공기 중의 산소를 흡수하면서 연속적으로 산화되어 산소를 제거하는 것에 의해 산소에 의한 식품의 부패율을 저하시켜 식품의 보존력을 길게 하는 작용을 한다. 또한 상기 염화칼슘은 철분 분말의 산화 작용을 촉진하면서 초 전해성을 가지고 있으므로 연쇄적인 산화반응을 일으키도록 하는데, 후술하는 초전해성담체(擔體)(70)에 함유된 수분을 공급 받으면서 산화작용을 실행되게 한다.

<초전해성담체(超電解性擔體)>

도면1과 도면2를 참조하여 초전해성담체(超電解性擔體)의 제조 방법을 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 초고속성의 산소흡수제의 제조에 사용된 초 전해성 담체(超電解性擔體)의 구조를 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2의 표시와 같이, 다공성 침강실리카(71)50중량%와, 50중량%의 무기염화칼슘5g과 물5ml를 혼합한 수용액 50중량%(초 전해성 물질)(72)를 혼합기(73)에 넣고 회전수 40~200RPM의 반응기에서 저속으로 시작하여 고속으로 속도를 변화를 천천히 하면서 혼합반응을 한다. 이때 다공성 침강실리카(71)와 수용액(초 전해성물질)(72)을 10분에서 60분을 혼합시키는데, 일반적으로 30분을 초과하지 않는 것이 좋다. 그리고 혼합이 끝나기 5분전에, 다공성 침강실리카(71)와 수용액(초 전해성물질)(72)의 혼합물에 대하여 활성 카본 블랙(Active carbon black)(74)을 3~10%를 넣어 초전해성담체(擔體)(70)의 제조를 완료한다.

이렇게 혼합이 완료된 초전해성담체(擔體)(70)는 도면2와 같은 구조로 이루어진다. 다공질을 가지고 있는 다공성 실리카에 수분이 다공성 공간에 흡착하게 되고 표면에는 초전해성물질과 활성 카본블랙(Active carbon black)이 붙게 된다.

활성 카본블랙(Active carbon black)은 탈취를 하는 강력한 물질로서 산소흡수제에 있는 금속취(金屬臭) 특히 철취(鐵臭)를 흡착 반응하여 외부로 금속취가 나가지 못하도록 한다. 초전해성물질은 다공성 실리카의 단위 중량당 1g ~5g를 흡착하게 함이 바람직하다.

<초고속성 산소흡수제>

상기와 같은 방법으로 각각 제조된 분쇄 철분말(Atomized iron powder)과 초전해성담체(擔體)를 준비하여 통기성 필름으로 만든 포장체의 내부에 5:5의 중량%로 혼용되게 충진함에 의해, 도 1의 표시와 같이, 본 발명에 따른 초고속성 산소흡수제(80)가 최종적으로 제조되는 것이다.

상기 포장체의 크기는 식품 혹은 제품 포장 용기의 크기에 따라서 변형되지만 대략 500cc의 식품 포장용기에는 5cm X 6cm의 체적을 갖는 통기성이 있는 포장체에 넣어져서 밀봉되며 이를 식품이나 혹은 제품 포장 용기의 내부에 식품과 같이 넣어져서 밀봉된다.

이렇게 밀봉된 본 발명에 따른 초고속성의 산소 흡수제는 분쇄 철분말(Atomized iron powder)이 산소 흡수를 하는 화학반응(산화반응)시 초전해성담체(擔體)의 수분과 전해성물질이 전달되고 이를 기반으로 연쇄적으로 반응하면서 산소를 빠르게 흡수하는 작용을 함과 아울러 금속취(金屬臭)(혹은 철취(鐵臭))를 제거하여, 식품 혹은 그 밖의 해당 제품들을 보다 장기간 동안 원래 상태의 품질로 유지하며, 또 제조공정이 간단하여 혼합시 분진이 발생이 없어 작업성 및 생산성이 향상된다.

<실시예>

100 메쉬의 입도를 갖게 한 상기 입자상 산소흡수제 50중량%와 초전해성담체(擔體)50중량%를 준비한다. 두 성분이 대략 6g가 되게 5:5의 비율(중량%)로 혼용한 것을 5cmX6cm의 체적을 갖는 통기성이 있는 포장체에 넣어 밀봉한 후 이를 1000cc의 폴리에틸렌필름의 포장용기에 식품과 같이 넣어 밀봉하였다. 이 식품 포장용기는 25~27℃의 항온기에 넣어 용기안의 산소흡수량의 변화를 경시적으로 관찰함과 아울러 후각 관능 결과는 하기 표1 및 표2와 같았다.

<비교예1>

100메쉬의 입도를 갖는 분쇄 철분말(Atomized iron powder) 50중량%와 규조토에 초전해물질을 20중량%를 흡착시켜 놓는다. 두 성분이 대략 6g이 되게 5:5의 비율(중량%)로 혼용한 것을 5cmX6cm의 체적을 갖는 통기성이 있는 포장체에 넣어 밀봉한 후 이를 1000cc의 폴리에틸렌필름의 포장용기에 식품과 같이 넣어 밀봉하였다.이 식품 포장용기는 25~27℃의 항온기에 넣어 용기안의 산소흡수량의 변화를 경시적으로 관찰함과 아울러 후각 관능 결과는 하기 표1 및 표2와 같았다.

<비교예2>

100메쉬의 철분(Fe) 50중량%와 실리카겔에 초전해물질을 20중량% 흡착시켜 놓는다. 두 성분이 대략 6g가 되게 5:5의 비율(중량%)로 혼용한 것을 5cmX6cm의 체적을 갖는 통기성이 있는 포장체에 넣어 밀봉한 후 이를 1000cc의 폴리에틸렌필름의 포장용기에 식품과 같이 넣어 밀봉하였다. 이 식품 포장용기는 25~27℃의 항온기에 넣어 용기안의 산소흡수량의 변화를 경시적으로 관찰함과 아울러 후각 관능 결과는 하기 표1 및 표2와 같았다.

산소흡수량의 변화

	0시간	6시간	12시간	24시간	48시간	72시간
실시예	20.9	6.7	0
비교예1	20.9	18.4	13.2	6.4	4.2	0.8
비교에2	20.9	12.4	7.4	0.7

후각 관능(식빵과 함께 상온 90%RH 보관후 금속취 검사)

시험 종류	10일후
실시예	무취
비교예1	금속취
비교에2	금속취

상기 실시예에 따른 표1 및 표2에서 확인되는 바와 같이, 본 발명은 각종 식품의 보존에 유용한 것임을 간접적으로 확인할 수 있다.

본 발명은, 분쇄 철 분말(Atomized iron power)에 초전해성 물질과 다공성 실리카 물질을 적정 비율로 혼합하여 반응시켜 만든 산소 흡수제에 의해, 식품이나 혹은 다른 제품들을 원래 상태로 장기간 유지할 수 있게 한 산업적인 유용성이 있다.

40: 철분쇄 분말 70: 초 전해성 담체
80 : 초고속성 산소흡수제

Claims

80~100 메쉬의 입도를 갖는 분쇄 철분말(Atomized Iron Powder)과 염화칼슘을 물에 녹여 만든 초전해성물질을 혼합하여 만든 입자상 산소흡수제 50중량%와, 다공질 침강 실리카와 무기염화 칼슘과 그리고 활성카본 블랙을 혼합하여 만든 초전해성 담체 50중량%로 혼합 조성되고, 이 혼합물을 통기성 포장체에 충진하여 제품의 포장용기 내에 넣어 밀봉하면 상기 초전해성담체(擔體)로부터는 수분이 휘산하면서 초전해성물질과 수분을 분쇄 철분말에 초고속으로 공급하게 한 초고속성을 갖는 산소흡수제.
제1항에 있어서, 상기 입자상 산소흡수제는 철 고형분을 전로(轉爐)에서 융해시키고, 이 금속 융해물에 대하여 워터 제트(Water Jet)에 의한 고압의 물을 분사하여 잘게 절단 후, 건조하여 80~100mesh의 입도를 갖는 철분 말을 얻고, 이 철분말을 회전 반응조(Reaction Tank)에 넣은 후, 회전 반응조 내에는 철 분말에 대하여 초전해성물질 1~ 10중량%를 넣어 50~100rpm의 회전속도로 회전하면서 반응열을 배출하는 반응과 건조를 동시에 실행하면서 가공한 것을 특징으로 하는 초고속성을 갖는 산소흡수제.
제1항에 있어서, 상기 초전해성 담체는 다공질 침강실리카 50중량%와 무기염화 캄슘을 물에 녹여 만든 혼합 수용액 50중량%를 혼합기에 넣고 저속과 고속의 속도변화를 주면서 혼합하는 혼합 반응을 실 시하고, 혼합 반응 종료 전에는 상기 다공질 침강실리카와 혼합 수용액의 혼합물에 대하여 3~10 중량%의 활성 카본 블랙을 넣어 상호 혼합 조성한 것을 특징으로 하는 초고속성을 갖는 산소흡수제.
(1)하기 ① 내지 ④ 단계로 이루어지는 입자상 산소 흡수제의 제조 단계;
①입자상 산소흡수제는 철 고형분을 전로(轉爐)에서 융해시키는 단계,
②이 금속 융해물에 대하여 워터 제트(Water Jet)에 의한 고압의 물을 분사하여 잘게 절단하는 단계,
③금속 절단물을 건조하여 80~100mesh의 입도를 갖는 철분 말을 얻는단계,
④이 철분말을 회전 반응조(Reaction Tank)에 넣은 후, 다시 회전 반응조 내에는 기 투입한 철 분말에 대하여 초전해성물질 1~ 10중량%를 넣고, 상기 회전 반응조를 50~100rpm의 회전속도로 회전하면서 반응열을 배출하는 반응과 건조를 동시에 실행하면서 가공하는 단계,
(2)하기 단계로 이루어지는 초전해성 담체를 제조하는 단계;
①다공질 침강실리카 50중량%와 무기염화 캄슘을 물에 녹여 만든 혼합 수용액 50중량%를 혼합기에 넣고 저속과 고속의 속도변화를 주면서 혼합하는 혼합 반응을 실시하는 단계,
②혼합 반응 종료 전에 상기 다공질 침강실리카와 혼합 수용액의 혼합물에 대하여 3~10 중량%의 활성 카본 블랙을 넣어 상호 혼합 조성하는 단계,
(3)상기 (1)단계에 의해 제조된 입자상 산소 흡수제 50중량%와 상기 (2)단계에 의해 제조된 초 전해성 담체 50중량%를 혼합하여 통기성 포장체에 소정단위로 포장하는 단계로 이루어진 초고속성을 갖는 산소흡수제의 제조 방법.