KR101320338B1 - 그린에너지를 방사하는 천연광물을 포함하는 식품 포장재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수정, 석영, 황옥, 전기석, 황토석, 진주암 및 규조토를 함유한 천연광물을 포함하여, 이를 처리한 대상물질의 보존성 및 안정성을 증진시키는 기능성 조성물, 및 이를 함유한 포장재에 관한 것이다.

Description

그린에너지를 방사하는 천연광물을 포함하는 식품 포장재{FOOD PACKAGE COMPRISING NATURAL MINERALS RADIATING GREEN ENERGY}

본 발명은 천연광물을 포함하는 기능성 조성물 및 이를 함유한 포장재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수정, 석영, 황옥, 전기석, 황토석, 진주암 및 규조토를 함유한 천연광물을 포함하여, 이를 처리한 대상물질의 보존성 및 안정성을 증진시키는 기능성 조성물 및 포장재에 관한 것이다.

자연계에 존재하는 다양한 천연광물은 광물의 종류에 따라 원적외선 방사, 항균성, 탈취성 등을 나타내어 이를 적절히 조합하여 생활에 적용하기 위한 시도가 이루어지고 있다.

한편, 인간이 직접적으로 섭취하거나 피부에 도포하는 식품, 약품 및 화장품은 일정기간 이상 변성 및 변패 없이 저장하는 것이 중요하며, 이를 위해 이들의 보존성 및 안정성 증진을 위한 기술이 다양한 방법으로 연구되고 있다.

또한, 건전지 및 축전기 등의 에너지 제품의 안정성을 향상시켜 제품 수명을 증진시키는 기술이 시도되고 있다.

수분활성도는 동일 온도 상에서 순수한 물의 수증기압과 음식물 내 존재하는 물의 수증기압 사이의 비율을 의미하는 것으로, 특히 식품성분에 회합되어 있는 물의 강도를 표시하기 위한 수단이다. 물은 식품의 변성, 변패의 주요인자가 되기 때문에 보존성이 요구되는 식품에서는 수분활성도를 한계 이하로 저하시킨 후 포장하는 과정이 필요하다. 또한, 식품 중의 수분활성은 미생물의 번식과 성장, 효소작용 및 각종 화학반응에 영향을 미치므로 식품의 품질에 미치는 영향이 매우 크다.

지금까지 이러한 수분활성도를 저하시키기 위해 제품 건조, 동결, 소금절임, 설탕절임 및 인공첨가제 등의 방법을 이용하였으나, 이는 과정이 번거롭고 처리비용이 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명자는 특정 조성을 갖는 천연광물이 이를 처리한 대상물질의 보존성 및 안정성을 증진시키는 것을 발견하였다. 특히 상기 조성의 천연광물을 제품 포장재나 포장재 인쇄 수단 등에 간단하게 첨가하는 방법만으로도 식품, 약품 및 화장품 등의 수분활성도를 저하시킴으로써 미생물 변패를 막고 보존성 및 안정성을 증진시키는 것을 발견하였다. 또한 건전지 및 축전지 포장재에 적용하는 경우에도 제품 안정성이 향상되어 수명이 증진되는 것을 발견함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 수정, 석영, 황옥, 전기석, 황토석, 진주암 및 규조토를 함유한 천연광물을 포함함으로써 이를 처리한 대상물질의 보존성 및 안정성을 증진시키는 조성물, 및 이를 함유한 포장재를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수정, 석영, 황옥, 전기석, 황토석, 진주암 및 규조토를 함유한 천연광물을 포함하는 조성물로서, 상기 조성물을 처리한 대상물질의 보존성 및 안정성 증진을 위한 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 대상물질은 식품, 약품 또는 화장품일 수 있고, 특히 식품이다.

본 발명에서 상기 조성물은 대상물질의 수분활성도 저하 효과를 가짐을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 수분활성도 저하는 대상물질내의 결합수 비율을 증진시키고 자유수 비율을 저하시킴으로써 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 천연광물은 수정 6~14중량%, 석영 18~29중량%, 황옥 12~21중량%, 전기석 3~5중량%, 황토석 14~26중량%, 진주암 8~13중량% 및 규조토 7~11중량%를 함유할 수 있다.

본 발명에서 상기 천연광물은 0.1~100 ㎛ 입도 크기를 갖는 분체 상태이며, 500~5,000㎡/g 비표면적을 가질 수 있다.

본 발명에서 상기 조성물의 처리는 수정, 석영, 황옥, 전기석, 황토석, 진주암 및 규조토를 함유한 천연광물을 대상물질의 포장재 또는 용기에 첨가시키는 방식으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 조성물의 처리는 수정, 석영, 황옥, 전기석, 황토석, 진주암 및 규조토를 함유한 천연광물을 대상물질의 포장재 또는 용기의 인쇄 수단에 첨가시키는 방식으로 이루어질 수 있다.

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본 발명에서 상기 대상물질은 건전지 및 축전기를 포함하는 에너지 제품일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 조성물을 포함하는 포장재에 관한 것이다. 본 발명에서 상기 포장재는 식품 포장재일 수 있다.

본 발명의 조성물 및 이를 함유한 포장재는 식품, 약품 및 화장품 등의 수분활성도를 저하시킴으로써 미생물 변패를 막고 보존성 및 안정성을 증진시키고, 제품 품질을 향상시키는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 조성물은 건전지 및 축전지의 에너지 방출속도를 제어하고 안정성을 향상시켜 제품 수명을 증진시키는 효과를 나타낸다.

도 1은 수분활성도를 낮추기 위한 방법으로서 기존 방법과 본 발명의 조성물을 처리하는 방법을 비교한 그림을 나타낸 것이다.
도 2는 T133 적용 형태에 따른 입도 분포를 나타낸 것이다.
도 3은 에어 제트 밀 분체 시스템을 구현하는 기본구조 및 가공 공장을 도시한 것이다.
도 4는 T133 파우더 FDA 승인서를 도시하였다.
도 5, 도 6 및 도 7은 제조예 1의 T133 파우더, 제조예 3의 T133 종이 및 제조예 4의 T133 필름의 원적외선 방사량를 각각 시험한 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 T133 프린팅 지퍼백으로 귤을 포장한 경우 귤 저장성을 조사한 결과이다.
도 9는 T133 포장재로 식품(과실류 및 제빵류)을 포장한 경우 식품 저장성을 조사한 결과이다.
도 10은 T133 필름이 생수의 수분활성도에 미치는 영향을 검사한 결과이다.
도 11은 T133 필름이 막걸리의 수분활성도에 미치는 영향을 검사한 결과이다.
도 12는 T133 종이가 우유 변질에 미치는 영향을 평가한 결과이다.
도 13은 T133 프린팅 지퍼백에 콜라캔에 넣은 경우 콜라의 어는점 변화를 조사한 결과이다.

이하, 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명한다.

하나의 양태로서, 본 발명은 수정, 석영, 황옥, 전기석, 황토석, 진주암 및 규조토를 함유한 천연광물을 포함하는 조성물로서, 상기 조성물을 처리한 대상물질의 보존성 및 안정성 증진을 위한 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 조성물은 천연광물로서 수정, 석영, 황옥, 전기석, 황토석, 진주암 및 규조토를 동시에 포함함을 특징으로 하며, 이하, 이러한 조성을 갖는 본 발명의 천연광물 조성물을 "T133"으로 명명한다.

본 발명에서 상기 대상물질은 식품, 약품, 화장품일 수 있으며, 특히 식품일 수 있다. 또한, 상기 대상물질은 건전지 및 축전지를 포함한 에너지 제품일 수 있다.

본 발명에서 상기 조성물의 처리는 조성물을 구성하는 천연광물이 대상물질에 영향을 줄 수 있는 방식이면 특별히 제한되지 아니하며, 포장재 및 용기에 적용시키는 방법 등의 간접적인 처리가 가능하고, 대상물질에 첨가하거나 표면 도포하는 직접적인 처리 방식도 가능하다. 바람직하게는 처리 편의성 및 경제성을 고려하여 포장재 및 용기에 적용하는 방식이다.

본 발명에서 상기 조성물의 처리는 구체적으로 수정, 석영, 황옥, 전기석, 황토석, 진주암 및 규조토를 함유한 천연광물을 대상물질의 포장재 또는 용기에 첨가시키는 방식으로 이루어질 수 있다. 포장재 또는 용기에 첨가하는 방법으로는 포장재 및 용기 제조시 이를 구성하는 재료에 직접적으로 첨가시켜 제조하거나 포장재 및 용기 외부에 코팅하는 방식을 이용할 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 조성물의 처리는 수정, 석영, 황옥, 전기석, 황토석, 진주암 및 규조토를 함유한 천연광물을 대상물질의 포장재 또는 용기에 제품을 표식하기 위해 사용되는 인쇄 수단에 적용시켜 이용할 수 있다. 예를 들면 인쇄용 잉크에 직접 첨가시켜 포장재 및 용기에 직접 도포하는 방식으로 인쇄할 수 있고, 인쇄용 잉크를 이용하여 인쇄라벨, 필름 및 종이를 제작한 후 포장재 및 용기 외면에 부착시켜 이용할 수 있다. 상기 잉크의 경우 포장재 산업분야에서 인쇄시 통상적으로 이용되는 다양한 종류의 잉크를 이용할 수 있고, 예를 들면 인쇄시 백그라운드 색상으로 이용 가능한 백색 그라비아 잉크를 이용할 수 있다.
다른 양태로서, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 포장재에 관한 것이다.
상기 포장재는 본 발명의 조성물이 적용가능한 식품, 약품 또는 화장품일 수 있으며, 바람직하게는 식품 포장재이다.
상기 포장재는 상술된 조성물 처리 방법을 적용시켜 제조할 수 있다. 구체적으로 상기 조성물을 포장재 제조시 직접 첨가하거나 포장재 외부에 코팅하는 방법, 포장재의 인쇄 수단에 첨가시켜 제조하는 방법 등을 이용할 수 있다.

본 발명에서 상기 조성물은 대상물질의 수분활성도 저하 효과를 가짐을 특징으로 한다.

상기 수분활성도(aw)는 우리가 매일매일 사용하는 제품의 품질과 안전성을 결정하는 가장 중요한 요소 중 하나이다. 수분활성도는 음식의 유통기한, 안전성, 외관, 맛과 향기에 영향을 준다. 또한 약품 및 화장품의 안정성에 있어서도 중요한 요소이다. 온도, pH와 다른 요소들은 제품 내에서 유기체의 성장 유무 및 속도에 영향을 줄 수 있는 반면, 수분활성도는 변질을 컨트롤하는 가장 중요한 요소이다. 대부분의 박테리아는 예를 들면 수분활성도 0.91 이하에서는 성장할 수 없으며 대부분의 곰팡이는 수분활성도 0.80 이하에서 성장을 멈춘다. 수분활성도를 측정함으로써, 각종 미생물에 의한 변질 가능성의 유무를 예측할 수 있다. 수분활성도는 수분 자체가 아닌, 수분 내의 미생물 성장에 영향을 주는 유효수분의 최저한계를 결정한다. 수분활성도는 미생물학적 변질에 영향을 주는 것 뿐만이 아니라, 수분활성도는 음식의 효소 및 비타민, 음식의 색깔, 맛, 향기에도 중요한 영향을 준다. 또한 의학제품의 효능 및 약효 지속성에도 지대한 영향을 미친다.

일반적으로 식품의 수분활성도 값은 1 미만이며, 수분활성도가 클수록 식품내 자유수 비율이 높아 미생물 이용성이 용이하여 부패가 쉽다. 대부분의 박테리아는 수분활성도(a_w) 0.9 이하에서는 성장할 수 없고, 이스트는 a_w 0.85 이하, 곰팡이는 a_w 0.7 이하에서 성장할 수 없다. 건조식품은 대개 a_w 0.6~0.64 정도이며, 수분활성도가 높은 식품일수록 미생물 성장이 활발하게 일어난다.

본 발명에서 상기 수분활성도 저하는 대상물질내의 결합수 비율을 증진시키고 자유수 비율을 저하시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 자유수는 식품 중에서 자유로이 운동하는 물을 나타내는 것으로서, 외적 변화(squeezing, cutting, pressing)를 통해 음식에서 쉽게 분리될 수 있으며, 표면장력 및 점성이 크고, 어는점이 0℃ 정도이다. 이러한 자유수는 용질에 대해 용매로서 작용하며 미생물 번식에 이용된다. 상기 결합수는 식품 자체에 결합되어 외적 변화로 쉽게 분리되지 않는 물을 의미한다. 결합수는 보통 물에 비해 밀도가 크고 어는점이 -18℃ 이하이다. 결합수는 용매로서 작용하지 않으며 미생물 번식에 이용되지 못한다.

식품의 저장성 증진을 위해 건조나 동결시에 결합수까지 영향을 미치게 되면 단백질 변성 등의 품질 저하를 야기할 수 있고 식품 물성에 영향을 미칠 수 있다.

본 발명에서 상기 조성물에 포함되는 천연광물은 수정, 석영, 황옥, 전기석, 황토석, 진주암 및 규조토를 동시에 포함함으로써 특정 크기의 에너지를 방사한다. 이러한 조성물을 대상물질, 예를 들어 물을 함유하고 있는 식품에 처리하게 되면 상기 조성의 천연광물은 에너지 방사를 통해 식품 내의 자유수 상태로 존재하는 물분자 집단내의 수소결합을 끊어 소단위 물분자(H₂O)의 활성화를 촉진시킨다. 이러한 방식으로 물분자 집단에서 분리된 소단위 물분자는 식품 조직성분에 존재하는 관능기와 수소결합하여 결합수를 형성하여 식품내 결합수 비율을 향상시키고 식품 조직내에서 산소 전달능을 향상시켜 식품의 신선도 유지가 가능하게 한다. 또한 상기 조성물은 흡착성 및 소취성이 높아 식품이 배출하는 유해가스나 오염물질을 흡착시켜 제품 보관성을 증진시킨다. 또한 상기 조성물은 높은 항균 활성 및 항곰팡이 활성을 나타낸다. 도 1은 식품의 저장성 증진을 위해 수분활성도를 낮추기 위한 방법으로서 기존 방법(건조, 동결, 소금절임, 설탕절임, 첨가제)과 본 발명의 조성물 처리방법을 비교한 그림을 나타내었다. 본 발명의 상기 조성물은 식품에 비첨가하는 간단한 방식(예를 들어, 포장재 및 용기에 적용) 만으로도 수분활성도를 저하시키는 효과를 나타낸다. 따라서 식품 자체의 식감을 그대로 살리면서도 보존성을 증진시키는 효과가 있으며, 식품 보존을 위한 별도의 처리공정을 생략할 수 있어 경제적인 장점이 있다.

또한, 본 발명의 조성물을 플라스틱 포장재 및 용기에 적용하는 경우 환경호르몬을 포함한 유해성분 방출량을 억제하는 효과를 나타낸다.

본 발명의 천연광물이 방사하는 에너지는 친환경적 제품 제조가 가능하도록 하므로 "그린 에너지"라 칭한다.

본 발명에서 상기 천연광물을 구성하는 수정, 석영, 황옥 및 전기석은 대상물질내에서 물분자 집단의 분리 과정에 주도적으로 관여하며, 황토석은 항균 및 항곰팡이 활성을 나타내고, 진주암 및 규조토는 다공성 물질로 유해성분 흡착기능에 관여한다.

상기 천연광물은 수정 5~20중량%, 석영 15~35중량%, 황옥 10~25중량%, 전기석 1~10중량%, 황토석 10~30중량%, 진주암 5~15중량% 및 규조토 3~15중량%를 함유할 수 있으며, 바람직하게는 수정 6~14중량%, 석영 18~29중량%, 황옥 12~21중량%, 전기석 3~5중량%, 황토석 14~26중량%, 진주암 8~13중량% 및 규조토 7~11중량%를 함유할 수 있다. 이러한 함량 범위에서 제품의 수분활성도 저하효과 및 항균 효과가 극대화되며 제품의 보존성 및 안정성 증진 효과가 더욱 향상된다.

본 발명에서 상기 천연광물(T133)은 기능적 효율성 측면에서 파우더 형태 또는 펠렛(과립) 형태로 제조하여 사용할 수 있다. 또한 적용 분야에 따라 T133 파우더, T133 펠렛 형태로 제조하여 이용할 수 있으며, T133 파우더를 잉크에 첨가시킨 T133 잉크 형태로 제조하여 이용할 수 있다. 예를 들어 0.1~100 ㎛ 입도 크기를 갖는 분체 상태로 이용할 수 있으며, 바람직하게는 1~20 ㎛ 입도 크기를 갖도록 조절할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 식품이나 약품 및 화장품 용기 및 포장재에 적용하는 경우 구체적으로 평균 입도 크기를 1~10 ㎛로 조절할 수 있다. 이러한 입도 크기 범위에서 수분활성도 저하를 통한 제품의 보존성 및 안정성 증진효과를 극대화할 수 있다. T133 적용 형태에 따른 입도 분포를 도 2에 나타내었다.

또한, 상기 각 천연광물은 500~5,000㎡/g 비표면적을 가질 수 있고, 바람직하게는 1,000~2,000㎡/g 비표면적을 갖도록 할 수 있으나, 적용 제품의 종류 및 용도에 따라 크기를 조절할 수 있고 상기 수치 범위에 제한되지 않는다.

상기 분체(파우더) 상태의 천연광물 (T133 파우더) 제조는 에어-제트 밀 분체 시스템을 통해 제조할 수 있다. 구체적으로 초음속 고속유체 기법으로 형성된 제트 공기기류로 원료의 충돌 및 마찰을 일으켜 1차 초미분쇄를 완료하고, 잔여 미분쇄 원료를 분급시스템으로 회수하여 목표 입도에 도달할 때까지 재분쇄, 최적의 미립자 분체 재료를 획득케 하는 최신 에어-제트 밀(Air-Jet Mill) 분체 시스템을 통해, T133 1차 원재료는 목표 적용제품의 특성에 따라 평균입도는 1-5미크론, 최대입도 10-20미크론 대의 초미립자 파우더를 제조할 수 있다. 도 3에 에어 제트 밀 분체 시스템을 구현하는 기본구조 및 가공 공장을 도시하였다.

한편, 본 발명의 상기 조성물은 건전지 및 축전지를 포함한 에너지 제품의 포장재 및 용기에 적용할 수 있다. 이러한 경우 제품 내부 물질의 활성화를 통해 에너지 방출의 안정성이 유도되어 제품의 수명과 품질이 증대 및 개선되는 장점이 있다.

본 발명의 상기 조성물은 적용할 수 있는 대상물질이 다양하며, 식품, 약품 및 화장품 외에도 다양한 분야, 예를 들면 포장재 및 용기를 제조하는 합성수지, 종이를 비롯하여, 화장품, 인쇄잉크, 섬유, 침구류, 도장, 농수산재, 건자재, 에너지, 위생, 전자정보, 의료 분야에 각각 적용될 수 있으며, 그 예시를 하기 표 1 내지 표 3에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

본 발명의 천연광물(T133)을 적용할 수 있는 분야로서 몇가지 예를 들면 다음과 같다.

첫째로, 본 발명의 조성물을 뜨거운 물이나 음료를 담는 합성수지 용기 또는 종이 용기, 예를 들면 컵라면 용기, 1회용 종이컵, 커피전문점의 Take out 컵 등에 적용할 수 있다. 대부분의 컵라면 용기 재질이 고온으로 가열되었을 경우 환경호르몬이 방출되고 신체 안전성에 문제를 야기시킬 수 있다. 상기 조성물을 기존 폴리스틸렌 컵라면 용기 생산 공정상은 물론, 종이 재질 컵라면 종이 몰드에 첨가 또는 종이 용기 내면에 코팅되는 폴리에틸렌 소재 등에 1) 천연 기능성 파우더를 일정량 첨가 또는, 2) 컵라면 리드필름에 첨가 또는, 3) 컵라면 리드필름 인쇄 시 기능성 그라비아 백색 잉크에 적용하여 생산하는 것이며, 이를 통해 1차적으로 환경호르몬이나 기타 인체 유해성 부분의 인자를 감소시켜 제품 안전성을 확보하고, 2차적으로 천연 기능성 파우더가 적용된 기능성 컵라면 용기 및 리드필름에서 발생하는 T133 에너지 방사에 의한‘물분자집단 분리 효과’를 활용한 조리시간 감축, 라면 맛 개선, 음식 쓰레기 감소 등의 인체 안정성 및 경제적 개선 효과를 획득할 수 있다.

둘째로, 본 발명의 조성물을 뜨거운 열을 가하는 합성수지 용기, 예를 들면, 즉석밥(햇반) 용기, 레토르트 식품 용기 등에 적용할 수 있다. 현재 익혀진 밥을 간편하게 제공하고자 즉석밥이 시판되고 있으며, 이는 익혀진 밥을 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌으로 구성된 플라스틱 합성수지 용기에 밀폐 포장하여, 소비자가 섭취 시에는 전자레인지에서 2분 이상, 끓는 물에 10분 이상 가열하여 섭취토록 하는 방식이 대표적인 조리 방식이다. 문제는 컵라면처럼 용기 내에 직접 고온의 물을 부어서 섭취하는 방식은 아니지만, 모든 플라스틱 합성수지가 장시간 고온으로 가열되었을 경우 인체 안전성에 전혀 문제가 없다고 이야기할 수 없으며, 인쇄 품질과 밀폐력을 증강시킨다는 목적으로 즉석밥 리드필름의 경우에는 나일론 및 우레탄 소재의 접착제가 적용되어 현재 제품 출시가 되고 있는 실정이다. 따라서 즉석밥 용기 가열시 방출될 수 있는 인체 유해성분이 문제가 될 수 있다. 본 발명의 조성물을 기존 즉석밥 용기 및 리드필름 제조 공정 시 1) 천연 기능성 파우더를 일정량 첨가 또는, 2) 리드필름 인쇄 시 기능성 그라비아 백색 잉크를 적용 생산할 수 있다. 이를 통해 1차적으로 즉석밥 용기나 리드필름에서 배출될 수 있는 환경호르몬이나 기타 인체 유해성 부분의 인자를 감소시켜 제품 안전성을 확보하고, 2차적으로 천연 기능성 파우더가 적용된 기능성 즉석밥 용기 및 리드필름에서 발생하는 T133 에너지 방사로 인한 ‘물분자집단 분리 효과’를 활용한 조리시간 감축 (에너지 자원 절약), 즉석밥의 맛 개선, 유통기한 증대 등의 인체 안전성 및 경제적 개선 효과를 획득할 수 있다.

셋째로, 본 발명의 조성물을 음료 및 음용수 용기에 적용할 수 있다. 현재 유통 편의를 위해 음료 및 음용수 용기는 대부분 PET (병 또는 용기), PP (라벨), PE (뚜껑) 등의 플라스틱 합성 수지 3인방으로 생산되고 있으며, 지금 전 세계 음료 및 음용수 시장의 용기 및 포장 소재로 각광을 받고 있다. 이러한 액체 형태의 용기 내 내용물의 신선도 유지 상태를 개선하여 유통 기간을 늘리기 위해 내용물 내 화학첨가제 및 산화방지제 첨가 등의 원초적인 방식을 이용하거나 에너지 자원의 소비를 통한 냉장 유통 등의 국한된 방식을 이용하는 데에 머물고 있는 것이 현실이다. 이에 본 발명의 조성물을 음료 및 음용수를 위한 플라스틱 합성수지 용기의 기본 3대 형태인 PET (병 또는 용기), PP (라벨), PE (뚜껑)의 제조 공정 시 1) 천연 기능성 파우더를 일정량 첨가 또는, 2) 라벨 인쇄 시 기능성 그라비아 백색 잉크를 적용하여 생산할 수 있다. 이를 통해 1차적으로 본 발명을 통해 플라스틱 합성수지 용기에서 발생할 수 있는 인체 유해성 부분의 인자를 감소시켜 제품 안전성을 확보하고, 2차적으로 천연 기능성 파우더가 적용된 기능성 용기, 라벨, 뚜껑 전체에서 발생하는 T133 에너지 방사로 인한 ‘물분자집단 분리 효과’를 활용하여 용기 내 내용물의 신선도 유지 상태 개선 및 맛의 개선을 통한 제품의 유통기간 증대 효과 및 내용물 내 화학첨가제 및 산화방지제 함유량 개선, 냉장 유통 시간 감소로 인한 소비 에너지 감소 효과 등을 통해 제품 원가 절감 효과 등의 경제적 효과를 획득할 수 있다. 특히 한국 정부 지자체에서 추진하고 있는 서울 ‘아리수’를 위시한 수돗물 제품 제공 및 판매 사업에 가장 큰 걸림돌이 되고 있는 것은 수돗물에 대한 맹목적인 불신 및 수돗물 자체 냄새 등인데, 본 발명의 조성물이 적용된 PET (병 또는 용기), PP (라벨), PE (뚜껑)을 수돗물 제품 용기에 적용하여 최적화된 안전성을 표명하고, 수돗물 특유의 냄새가 없는 상태 (본 발명이 적용된 용기에 수돗물을 담을 경우, 1시간 내에 기존 수돗물 냄새 제거 및 완화 효과 발생)에서 신선한 수돗물 제품을 제공하게 된다면 현존하는 문제점에 대한 해결 및 대체 방안이 충분히 될 수 있을 것이다.

넷째로, 본 발명의 조성물을 유제품 용기에 적용할 수 있다. 특히 인간에게 유용한 영양분을 공급해주는 우유제품은 제품의 특성상 신선도 유지가 제품의 생명을 좌우하는 요소이고, 대부분의 업체가 생산단계에서부터 유통단계까지 0℃-10℃의 온도를 유지하는 콜드체인 시스템을 운영하고 있으며, 이로 인해 제품 출시 초기의 유통기간 보다 3-5배까지 늘어난 제조일자로부터 10일 정도의 유통기간을 확보하고 있는 상태이다. 현재 종이 팩 용기를 비롯하여 PET (병 또는 용기), PP (라벨), PE (뚜껑) 형태의 용기 및 포장 또는 PE (병 또는 용기 / 라벨 / 뚜껑) 용기 및 포장 등으로 제품의 용량 및 용도에 따라 다양한 우유제품 용기 및 포장이 적용되고 있다. 우유업계에서는 제품의 유통기한 연장을 위해 수많은 연구를 진행하고 있으나, 콜드체인 방식을 제외하고는 식품첨가제나 산화방지제 등을 첨가하는 것 이외에는 특별한 대안을 찾지 못한 상황이며, 특히 주요 제품인 100% 원유의 경우에는 우유 내용물에 식품첨가제나 산화방지제 등의 첨가를 엄격히 법으로 규제하고 있기 때문에, 우유 제품 특성 상 콜드체인 시스템으로 외부의 환경적 요소를 제어하는 방식과 더불어 우유 내용물이 담긴 용기 자체에 신선도 개선 기능성을 부여하여 유통기한을 증대시키는 목적을 달성 하는 방식이 현재 절실히 수요되는 상황이다. 이에 본 발명의 조성물을 기존 종이 재질 우유 팩의 종이 펄프 또는 종이 팩 내면에 코팅되는 폴리에틸렌 소재 등에 천연 기능성 파우더를 일정량 첨가하여 생산 및 적용하는 방식과, 플라스틱 합성수지 PET (병 또는 용기), PP (라벨), PE (뚜껑)를 이용한 우유 용기 제조 공정 시 1) 천연 기능성 파우더를 일정량 첨가하여 생산 및 적용하는 방식 또는, 2) 우유 팩 표면 인쇄 시 기능성 그라비아 백색 잉크를 적용하여 생산할 수 있다. 이를 통해 1차적으로 우유 용기에서 배출될 수 있는 환경호르몬이나 기타 인체 유해성 부분의 인자를 감소시켜 제품 안전성을 확보하고, 2차적으로 천연 기능성 파우더가 적용된 기능성 우유 용기에서 발생하는 T133 에너지 방사에 의한 '물분자집단 분리 효과’를 활용한 우유 맛의 개선, 유통기간 내 우유 내 세균 수의 상대적 감소, 유통기한 증대, 유통기한이 지나 유효상품성이 소멸된 우유의 폐기량 감소 등을 통해 장기적으로는 원가절감 효과까지 확보하는 경제적 개선 효과를 획득할 수 있다.

다섯째로, 본 발명의 조성물을 식품 포장용 비닐에 적용할 수 있다. 현존하는 식품 포장용 비닐 제품은 포장 내용물의 밀폐나 밀봉 등의 외부 영향을 제어하는 방어적인 형태의 1차 목적만 보유한 제품이 대부분이며, 비닐 제품 자체의 기능성을 부여하여 포장 내용물의 신선도 유지 개선 및 이를 통한 유통기간 개선 등의 2차 목적을 위한 연구개발 등이 진행 중이지만 실질적인 효과 부분은 매우 미미한 상황이다. 이러한 2차 목적 달성을 위해 본 발명의 조성물을 기존 PE나 PP로 생산되는 식품 포장용 비닐 제조 공정 시 천연 기능성 파우더를 일정량 첨가하여 생산할 수 있다. 이를 통해 1차적으로 플라스틱 화학수지로 구성된 식품용 비닐제품에서 유통 시 발생할 수 있는 유해성 부분의 인자를 감소시켜 제품 안전성을 확보하고, 2차적으로 천연 기능성 파우더가 적용된 식품용 비닐 포장 제품에서 발생하는 T133 에너지 방사에 의한 ‘물분자집단 분리 효과’로 포장 내용물의 신선도 유지, 부패 완화, 항균 / 항곰팡이, 냄새 개선은 물론 유통기한이 개선되고, 포장 내용물의 유효상품성이 증대되어 특히 폐기되는 식품 및 음식 쓰레기를 절감시키는 효과 등의 경제적 개선 효과를 획득할 수 있다. 또한 모든 포장재에 식품 내용물의 정보와 광고를 위한 포장재 표면 인쇄 시 기능성 그라비아 백색 잉크를 적용하여 기능성을 극대화시킬 수 있다.

여섯째로, 본 발명의 조성물을 종이 몰드형 식품 완충 포장재 및 난좌에 적용할 수 있다. 현재 합성수지 포장재의 환경오염 문제를 해결하기 위해 식품용 완충 포장재로서 재활용 종이를 활용한 종이몰드 형식의 포장재 생산을 정책적으로 추진하고 있다. 이미 재활용 종이펄프를 활용한 관련 제품들이 출시되고 있으며, 2010년부터 유통기한을 의무적으로 표시하게 되어 있는 계란 제품의 경우에는 계란판이라 불리는 계란용 완충 난좌의 보급이 수월히 진행되고 있다. 그러나, 유통 시 마찰이나 충격 완화가 상품성을 좌우하는 품목 중의 하나인 과일 관련 완충 포장재 및 난좌 등의 시장에서는 아직도 대부분 플라스틱 합성수지인 PE를 활용한 제품이 대세를 이루고 있다. 그 이유 중의 결정적인 것은 종이몰드 형 완충 포장재의 가격이 플라스틱 합성수지 소재의 제품보다 2배 이상 비싸고, 기타 다른 기능성이 없기 때문이라는 것이 실제 제품을 사용하는 소비자군의 대체적인 의견이다. 그래서 고가로 형성된 종이 몰드형 식품 완충 포장재 및 난좌의 제조 원가 부담은 최소화하면서, 완충효과 이외의 추가적인 유통기간 증대 효과를 발휘할 수 있는 관련 제품의 출시가 시급한 상황이다. 이에 본 발명의 조성물을 기존 종이 펄프를 활용한 종이 몰드형 식품 완충 포장재 및 난좌의 제조 공정 시 천연 기능성 파우더를 일정량 첨가하여 생산할 수 있다. 이를 통해 1차적으로 종이 몰드형 식품 완충 포장재의 장점인 친환경성을 좀 더 최적화시키고, 2차적으로 천연 기능성 파우더가 적용된 종이 몰드형 식품 완충 포장재 및 난좌에서 발생하는 T133 에너지 방사에 의한 ‘물분자집단 분리 효과’로 식품의 신선도 유지, 맛의 개선, 부패 완화, 항균 / 항곰팡이, 냄새 개선 등으로 유통기한을 개선시키고, 식품의 유효상품성 증대를 통해 특히 폐기되는 식품 및 음식 쓰레기를 절감시키며, 다시 제품이 재활용되어 장기적으로는 환경 개선 및 원가 절감 효과 등의 경제적 개선 효과를 획득할 수 있다.

일곱째로, 본 발명의 조성물을 냉장고 내벽 시스템에 적용할 수 있다. 냉장 및 냉동을 통한 신선도 유지를 위해서는 위에서 언급된 냉매 시스템의 효율성을 위해 제조업체에서도 전기소모량을 최소화하기 위해 막대한 투자를 들여 연구 개발 중이지만, 냉장고라는 밀폐 공간 내부 소재의 특성을 활용하는 방식, 특히 플라스틱 합성수지의 소재로 대부분 구성되어 있는 냉장고 내부 공간에 대한 활용은 전무한 상황이다. 그래서 냉장고 냉매 시스템의 개선과 더불어 냉장고 내부 재질의 개선을 통한 신선도 및 전기소모량 감소를 유도하는 시스템의 도입이 수요된다 할 수 있다. 이에 본 발명의 조성물을 기존 냉장고 내부 공간에 장착하는 플라스틱 합성수지 사출성형제품 제조 공정 시 천연 기능성 파우더를 일정량 첨가하여 생산할 수 있다. 이를 통해 1차적으로 플라스틱 화학수지로 구성된 냉장고 내부에서 배출될 수 있는 환경호르몬이나 기타 인체 유해성 부분의 인자를 감소시켜 제품 안전성을 확보하고, 2차적으로 천연 기능성 파우더가 적용된 냉장고 내면에서 발생하는 T133 에너지 방사에 의한 ‘물분자집단 분리 효과’ 및 ‘목적온도 도달 시간 감소 효과’로 냉장고 내부에 있는 식품 및 제품의 신선도 유지 개선, 부패 완화, 항균 / 항곰팡이, 냉장고 내부 냄새 개선, 냉장 및 냉동 목적온도 도달 시간 감소 효과 등으로 한층 개선된 제품의 업그레이드는 물론 전기소모량 감소까지 도모하는 경제적 개선 효과를 획득할 수 있다. 특히 물분자활성화를 통해 구현되는 물분자의 수소결합선이 식품의 관능기와 결합하여 식품의의 결합수 비율이 증가, 수분활성도가 감소하여 식품의 신선도 유지 및 유통기한 증대 등의 효과도 기대할 수 있다. 본 발명의 조성물은 일반 냉장고 뿐만 아니라 한국에서 유행하는 김치 냉장고, 냉장 및 냉동 창고, 유통업체의 대형 냉장, 냉동 트레이 및 설비와 냉장고 내부의 야채실 용기나 김치 냉장고의 김치전용용기 등의 파생상품에 적용이 가능할 것이다.

[실시예]

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

제조예 1. T133(쳔연광물) 파우더 제조

수정, 석영, 황옥, 전기석, 황토석, 진주암 및 규조토를 혼합한 후 에어-제트 밀 분체 시스템을 통해 T133 파우더를 제조하였다. 이때 상기 천연광물의 조성은 수정 6~14중량%, 석영 18~29중량%, 황옥 12~21중량%, 전기석 3~5중량%, 황토석 14~26중량%, 진주암 8~13중량% 및 규조토 7~11중량%를 함유하도록 조절하였다.

제조예 2. T133 잉크 제조

백색 그라비아 잉크 제조시 상기 제조예 1에서 제조된 파우더를 첨가시켜 T133 잉크를 제조하였다.

제조예 3. T133 종이 제조

상기 제조예 1에서 제조한 T133 파우더를 식품 포장용 종이 제조시 첨가시켜 T133 종이를 제조하였다.

제조예 4. T133 필름 제조

상기 제조예 2에서 제조한 T133 잉크를 식품 포장용 필름에 도포시켜 T133 필름을 제조하였다.

제조예 5. T133 프린팅 지퍼백 제조

상기 제조예 2에서 제조한 T133 잉크를 포장재 인쇄 수단으로서 식품 포장용 지퍼백 외면 일부에 도포시켜 T133 프린팅 지퍼백을 제조하였다.

제조예 6. T133 포장재(폴리에틸렌) 제조

상기 제조예 1에서 제조한 T133 파우더를 식품(과실) 포장용 폴리에틸렌에 첨가시켜 T133 포장재를 제조하였다.

실시예 1. T133 파우더의 식품 및 약품 적용 가능성 검사

T133 파우더의 유해성분 검출 여부를 검사하고 식품 및 약품 분야 적용 가능 여부를 테스트하기 위해 제조예 3에서 제조한 T133 종이를 FDA에 의뢰하여 유해성분이 검출되지 않음을 확인하였으며, 식품 및 약품 분야에 적용이 허용됨을 확인받았다. 도 4에 FDA 승인서를 도시하였다.

실시예 2. T133 파우더, T133 종이 및 T133 필름의 원적외선 방사량 시험

제조예 1의 T133 파우더, 및, 이를 종이, 필름에 각각 적용시킨 제조예 3의 T133 종이 및 제조예 4의 T133 필름의 원적외선 방사량을 시험하였다. 그 결과 T133 파우더, T133 종이 및 T133 필름 모두 원적외선을 방사하는 것으로 나타났다. 이를 각각 도 5(T133 파우더), 도 6(T133 종이) 및 도 7(T133 필름)에 나타내었다.

실시예 3. T133 프린팅 지퍼백의 식품 저장성 테스트

제조예 5에서 제조한 T133 프린팅 지퍼백으로 귤을 포장한 후 중국에서 캐나다로 수출하였다. 수출 컨테이너(40℃)에 보관된 귤을 20일이 경과한 후 신선도를 조사하였다. 그 결과 부패된 귤이 없음을 확인하였다. 그 결과를 도 8에 나타내었다.

실시예 4. T133 포장재의 식품 저장성 테스트

제조예 6에서 제조한 T133 포장재로 식품(과실류 및 제빵류)을 포장한 후 일정기간 후 식품의 신선도를 평가하여 저장성을 테스트하였다. 그 결과를 도 9에 나타내었다. T133 무첨가 포장재에 비해 T133 포장재로 과실을 포장한 경우 식품의 신선도가 월등하게 유지되는 것을 확인하였다.

실시예 5. T133 필름이 제품의 수분활성도에 미치는 영향 검사

<5-1>

제조예 4에서 제조한 T133 필름으로 에비앙 생수 용기를 감싼 후 3일이 경과한 후 생수의 수분활성도를 측정하였다. 그 결과를 도 10에 도시하였으며, T133 필름을 감싸지 않은 경우에 비해 수분활성도가 저하되는 것을 확인할 수 있었다.

<5-2>

제조예 4에서 제조한 T133 필름으로 막걸리 용기를 감싼 후 3일이 경과한 후 생수의 수분활성도를 측정하였다. 그 결과를 도 11에 도시하였으며, T133 필름을 감싸지 않은 경우에 비해 수분활성도가 저하되는 것을 확인할 수 있었다.

실시예 6. T133 종이가 제품 변질에 미치는 영향 검사

제조예 3에서 제조한 T133 종이로 우유 용기를 감싼 후 30일 후 우유의 변질 상태를 관찰하였다. 그 결과 T133 종이를 적용하지 않은 경우 유해곰팡이가 다량 생성되고 악취가 났음에 비해 T133 종이를 감싼 경우 우유에서 고소한 냄새가 나며 치즈 상태로 변한 것을 확인할 수 있었다. 그 결과를 도 12에 나타내었다.

실시예 7. T133 프린팅 지퍼백이 용액의 어는점에 미치는 영향 검사

<7-1>

제조예 5에서 제조한 T133 프린팅 지퍼백 내부에 콜라캔을 넣은 후 온도 -20℃, 습도 80% 조건에서 3일간 저장한 후 콜라 상태를 관찰하였다. 그 결과 T133 지퍼백에 넣지 않은 경우에 비해 T133 지퍼백에 넣은 경우 콜라가 터져나온 양이 작은 것을 확인하였다. 이를 도 13에 나타내었다.

<7-2>

제조예 5에서 제조한 T133 프린팅 지퍼백 내부에 콜라캔을 넣은 후 온도 -10℃, 습도 90% 조건에서 3일간 저장한 후 콜라 상태를 관찰하였다. 그 결과 T133 지퍼백에 넣지 않은 경우 콜라가 터졌음에 비해 T133 지퍼백에 넣은 경우 콜라가 터지지 않았음을 확인하였다. 이는 T133 프린팅 지퍼백이 콜라의 어는점을 낮춘다는 것을 보여주는 결과이다.

이러한 결과는 T133 포장재(지퍼백)가 식품의 결합수 비율을 증진시켜 전체적인 어는점을 낮출 수 있음을 확인해주는 결과이다.

Claims (6)

1. 수정, 석영, 황옥, 전기석, 황토석, 진주암 및 규조토를 함유한 천연광물을 포함하는 조성물을 함유한 식품 포장재로서,
   상기 조성물은 식품의 보존성 및 안정성 증진을 위한 것인 식품 포장재.
2. 제1항에 있어서,
   상기 식품의 수분활성도 저하 효과를 갖는 식품 포장재.
3. 제2항에 있어서,
   상기 수분활성도 저하는 식품 내의 결합수 비율을 증진시키고 자유수 비율을 저하시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 식품 포장재.
4. 제1항에 있어서,
   상기 천연광물은 수정 6~14중량%, 석영 18~29중량%, 황옥 12~21중량%, 전기석 3~5중량%, 황토석 14~26중량%, 진주암 8~13중량% 및 규조토 7~11중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 식품 포장재.
5. 제1항에 있어서,
   상기 천연광물은 0.1~100 ㎛ 입도 크기를 갖는 분체 상태이며,
   500~5,000 ㎡/g 비표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 식품 포장재.
6. 삭제

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