KR101663480B1

KR101663480B1 - 항균 용기 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101663480B1
Application number: KR1020140173947A
Authority: KR
Inventors: 백기현; 이일재
Original assignee: 주식회사 싱싱캔
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2016-10-11
Also published as: KR20160069052A

Abstract

본 발명은 패각을 이용하여 살균 및 탈취 효과가 있는 항균 용기를 제조하는 방법과, 이에 의해 제조되는 항균 용기에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 의하면 고분자 수지에 항균 기능성 물질이 첨가되어 사출 성형된 것을 특징으로 하는 항균 용기가 제공된다.

Description

항균 용기 및 그 제조방법{ANTIBIOTIC CONTAINER AND PRODUCT METHOD THEREOF}

본 발명은 항균 용기 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 패각을 이용하여 살균 및 탈취 효과가 있는 항균 용기를 제조하는 방법과, 이에 의해 제조되는 항균 용기에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐 용기는 음료나 음식물이 담긴 몸체에 뚜껑을 밀착시켜, 몸체의 내부가 밀폐되도록 하여 내용물을 이동 및/또는 보관할 수 있게 하는 용기로서, 이동시 몸체 내부의 내용물이 외부로 흘러나오는 것을 방지하고, 보관시에는 수분이 밖으로 빠져나가는 것을 방지하여 몸체에 담긴 내용물의 신선도를 오랫동안 유지시키는 기능을 한다.

특히 플라스틱 용기는 쥬스나 우유 또는 청량음료 등의 다양한 음료의 개발로 인해 사용량이 계속 증가 추세에 있으며, 견과류나 장, 젓갈 종류와 김치 등의 음식물과 소주나 맥주와 같은 주류 또한 플라스틱 용기에 봉입하여 판매되고 있다.

그런데, 이러한 플락스틱 용기는 운반 및 보관의 편리함에 있어서는 좋은 반면에, 용기 내의 오염과 세균 감염으로 인해 대중이 식중독균을 포함한 세균의 침입에 무방비한 상태인 점이 문제가 되고 있다.

또한, 용기 내의 일시적인 세척 또는 살균 처리는 외부로부터 세균의 침입을 잠시 지연시킬 수만 있을 뿐이며, 용기가 자체적인 살균력을 갖지는 못한다는 문제점이 있다.

KR

10-2014-0094311

A (2014.07.30 공개)

KR

10-0554378

B1 (2006.02.15 등록)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 살균과 소독, 소취 및 탈취 기능을 가진 항균 용기를 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 패각을 재활용하여 제조한 항균 기능성 물질을 포함하는 항균 용기를 제공함에 있다.

전술한 본 발명의 목적은, 고분자 수지에 830℃ ~ 1200℃에서 고열 처리된 패각 분말을 포함하는 항균 기능성 물질이 첨가되어 사출 성형되며, 상기 항균 기능성 물질은, Ca(OH)₂89wt% ~ 92wt%, CaCO₃ 4.6wt% ~ 6.6wt%, SiO₂ 0.5wt% ~ 5wt%, SO₃ 0.2 ~ 0.6wt%, CaO 0.2 ~ 0.6wt%, Al₂O₃ 0.25wt% ~ 0.45wt%, Fe₂O₃ 0.24wt% ~ 0.44wt%, SrO 0.1wt% ~ 0.3wt%, P₂O₅ 0.1wt% ~ 0.3wt%, MgO 0.05wt% ~ 0.15wt%, B₂O₃ 0.05wt% ~ 0.15wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 용기를 제공함에 의해 달성될 수 있다.

또한, 전술한 본 발명의 목적은, 고분자 수지에 830℃ ~ 1200℃에서 고열 처리된 패각 분말을 포함하는 항균 기능성 물질이 첨가되어 사출 성형되며, 상기 항균 기능성 물질은, Ca(OH)₂91wt%, CaCO₃ 5.6wt%, SiO₂ 1wt%, SO₃ 0.41wt%, CaO 0.39wt%, Al₂O₃ 0.35wt%, Fe₂O₃ 0.34wt%, SrO 0.2wt%, P₂O₅ 0.2wt%, MgO 0.11wt%, B₂O₃ 0.11wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 용기를 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.

이때, 본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 고분자 수지는 PP 또는 PET로 이루어질 수 있다.

한편, 전술한 본 발명의 목적은, (a) 패각을 분쇄하여 분말화하는 단계; (b) 패각 분말을 830℃ ~ 1200℃에서 1시간 ~ 3시간 동안 고열 처리하여 소성 가공하는 단계; (c) 패각 분말의 총 중량 대비 10wt% ~ 20wt%의 물을 패각 분말과 혼합하는 단계; (d) 패각 분말을 입경 0.1㎛ ~ 10㎛로 분쇄하여 항균 기능성 물질을 제조하는 단계; (e) 액상의 고분자 수지 65wt% ~ 97wt%와 상기 항균 기능성 물질 3wt% ~ 35wt%를 혼합하여 액상 혼합물을 제조하는 단계; 및 (f) 상기 액상 혼합물을 사출기에 투입하여 사출 성형하는 단계를 포함하는 항균 용기 제조방법을 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.

이때, 본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 (d) 단계에서, 분쇄된 패각 분말에 입경 1㎛ ~ 30㎛인 실리카 분말을 0.5wt% ~ 5wt% 혼합할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 (d) 단계에서 상기 항균 기능성 물질은, Ca(OH)₂89wt% ~ 92wt%, CaCO₃ 4.6wt% ~ 6.6wt%, SiO₂ 0.5wt% ~ 5wt%, SO₃ 0.2 ~ 0.6wt%, CaO 0.2 ~ 0.6wt%, Al₂O₃ 0.25wt% ~ 0.45wt%, Fe₂O₃ 0.24wt% ~ 0.44wt%, SrO 0.1wt% ~ 0.3wt%, P₂O₅ 0.1wt% ~ 0.3wt%, MgO 0.05wt% ~ 0.15wt%, B₂O₃ 0.05wt% ~ 0.15wt%를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 항균 용기 및 그 제조방법에 의하면, 용기에 항균 기능성 물질이 함유됨으로써, 살균과 소독, 소취 및 탈취의 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 항균 용기 및 그 제조방법에 의하면, 패각을 재활용하여 항균 기능성 물질이 제조되므로, 환경오염 방지의 효과가 있고, 제조비용이 저렴한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 용기의 제조방법.

이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 그리고 본 발명의 여러 실시예를 설명함에 있어서, 동일한 기술적 특징을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

실시예

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 용기의 제조방법이다. 이하 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 용기의 제조방법과, 이에 의해 제조되는 항균 용기에 대하여 설명하기로 한다.

일반적으로 PP(폴리프로필렌), PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PE(폴리에틸렌), PS(폴리스티렌), ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌) 등의 범용성 고분자 합성 수지는 사출 성형에 의해 일상 생활에 필요한 용기로 제조된다.

이와 같은 범용성 고분자 합성수지는 가공성 및 성형성이 뛰어나서 식품이나 음료의 보관용기 또는 각종 생활용품의 원재료로 널리 이용되고 있으나, 음식물을 장기간 보관하는 경우에는 세균 때문에 신선도가 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 고분자 수지에 살균, 소독, 소취 및 탈취 기능을 가진 항균 기능성 물질을 첨가하고 사출 성형함으로써, 자체적인 항균 기능을 가진 항균 용기 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 용기 제조방법은, 도 1에 도시된 바와 같이 고분자 수지 용융 단계(S10)와, 항균 기능성 물질 첨가 단계(S20), 및 사출 성형 단계(S30)를 포함하며, 이하 각 단계별로 상세히 살펴보기로 한다.

고분자 수지 용융 단계( S10 ):

최종 재품의 원재료인 고분자 수지를 150℃ ~ 250℃에서 용융하여 액상으로 만든다. 이때, 고분자 수지로는 PP(폴리프로필렌), PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PE(폴리에틸렌), PS(폴리스티렌), ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌) 중에서 어느 하나 이상을 선택할 수 있으며, 선택된 소재에 따라 용융 온도를 달리할 수 있다.

항균 기능성 물질 첨가 단계( S20 ):

본 발명의 일 실시예에 의하면, 패각(貝殼)을 고온에서 가열한 후 수분을 첨가함으로써, 항균도가 높은 수산화칼슘(Ca(OH)₂)을 포함하는 항균 기능성 물질을 제조하게 된다.

먼저, 패각을 분쇄하여 분말화한다(S21). 패각으로는 석화, 전복, 굴, 피조개, 바지락, 가리비 조개, 진주 조개, 꼬막 등의 조개류와, 달걀, 오리알, 타조알과 같은 조류의 알껍질이 선택될 수 있다.

다음, 패각 분말을 830℃ ~ 1200℃에서 1시간 ~ 3시간 동안 고열 처리하여 소성 가공한다(S22). 이와 같은 소성 가공에 의해, 패각 분말에 함유된 탄산칼슘(CaCO₃)이 산화칼슘(CaO)로 변화하게 된다. 이때, 소성 온도 및 시간이 상기 범위 미만이면 산화칼슘(CaO)이 충분히 생성되지 않으며, 상기 범위를 초과할 경우, 소성로의 구동 시간 및 비용 대비 산화칼슘(CaO)의 증가율이 미미하여 비경제적이다.

이후, 패각 분말의 총 중량 대비 10wt% ~ 20wt%의 물을 패각 분말에 섞는다(S23). 바람직하게는 처음에 5wt% ~ 10wt%의 물을 섞고, 증발 후 다시 5wt% ~ 10wt%의 물을 섞는다.

이때, 패각 분말의 산화칼슘(CaO)이 물과 접촉하여 수산화칼슘(Ca(OH)₂)으로 변화하게 된다. 수산화칼슘(Ca(OH)₂)은 강알칼리성으로 pH가 약 12 ~ 13이며, 알칼리(alkali) 환원 능력이 높고 살균, 항균, 탈취 효과 및 식품의 신선도 유지 효과를 갖는 성분이다.

즉, 소성 전 패각의 성분은 주로 탄산칼슘(CaCO₃)이고, 이것을 소성하면 산화칼슘(CaO)로 변화하게 되는데, 이 산화칼슘(CaO)이 물과 접촉함으로써 수산화칼슘(Ca(OH)₂) 수용액이 생성되고, 이 수용액은 강한 알칼리성을 나타내어 수용액 중의 수산화이온(OH)^-이 세균의 세포막을 투과하여 세포질을 가수분해함으로써 항균 작용을 발휘하게 되는 것이다.

한편, 10wt% 미만의 물을 섞는 경우에는 수산화칼슘(Ca(OH)₂)이 충분히 생성되지 않으며, 20wt%를 초과하여 물을 섞는 경우에는 물의 공급양 대비 수산화칼슘(Ca(OH)₂) 생성량의 증가폭이 미미하여 경제성이 떨어진다.

이후, 패각 분말을 입경 0.1㎛ ~ 10㎛로 분쇄하여 항균 기능성 물질의 제조를 완료한다(S24). 패각 분말의 입경이 0.1㎛ 미만이면 그 크기 감소율 대비 항균 성능이나 분산성의 향상 효과가 없어 비경제적이며, 10㎛를 초과하는 경우에는 분산성이 저하된다.

이때, 평균 입경의 균일화를 위해, 패각 분말에 0.5wt% ~ 5wt%의 실리카(SiO₂) 분말을 혼합하는 것이 바람직하다. 실리카(SiO₂)는 패각 분말 사이의 재결합을 최소한으로 억제하여 평균 입경을 균일하게 하는 역할을 하며, 분산성 등을 고려하여 실리카(SiO₂)의 크기는 1㎛ ~ 30㎛인 것이 바람직하다.

이와 같이 제조된 항균 기능성 물질을 액상의 고분자 수지에 첨가하여 액상 혼합물을 제조한다. 이때, 액상 혼합물은 고분자 수지 65wt% ~ 97wt%와 항균 기능성 물질 3wt% ~ 35wt%를 포함하는 것이 바람직한데, 항균 기능성 물질이 3wt% 미만이면 항균 효과가 미미하고, 35wt%를 초과하면 항균 기능성 물질의 증가량에 비해 항균 효과의 향상이 미미하여 경제성이 떨어지기 때문이다.

아래는 위와 같은 방법으로 제조된 항균 기능성 물질의 성분 함유량의 일 예를 표로 나타낸 것이다.

성분		함유량(wt%)
Ca(OH)₂	수산화칼슘	91.00
CaCO₃	탄산칼슘	5.60
SiO₂	실리카	1.00
SO₃	이산화황	0.41
CaO	산화칼슘	0.39
Al₂O₃	산화알루미늄	0.35
Fe₂O₃	산화철	0.34
SrO	산화스트론튬	0.20
P₂O₅	린산	0.20
MgO	산화마그네슘	0.11
B₂O₃	산화붕소	0.11

위의 [표 1]에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 항균 기능성 물질은 소성 온도 및 시간에 따라 그 조성범위에 약간의 차이가 있으나, 일반적으로 Ca(OH)₂89wt% ~ 92wt%, CaCO₃ 4.6wt% ~ 6.6wt%, SiO₂ 0.5wt% ~ 5wt%, SO₃ 0.2 ~ 0.6wt%, CaO 0.2 ~ 0.6wt%, Al₂O₃ 0.25wt% ~ 0.45wt%, Fe₂O₃ 0.24wt% ~ 0.44wt%, SrO 0.1wt% ~ 0.3wt%, P₂O₅ 0.1wt% ~ 0.3wt%, MgO 0.05wt% ~ 0.15wt%, B₂O₃ 0.05wt% ~ 0.15wt%를 포함한다.

사출 성형 단계( S30 ):

항균 기능성 물질이 첨가된 고분자 수지는 용융된 상태로 사출기에 투입되어 원하는 제품의 형태로 사출 성형된다.

다른 예로서, 항균 기능성 물질이 첨가된 고분자 수지를 압출하여 펠렛 형태로 절단한 후 냉각시켜, 사출 성형 공정이 수행될 때까지 보관할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양하게 변형 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

S10 : 고분자 수지 용융 단계
S20 : 항균 기능성 물질 첨가 단계
S30 : 사출 성형 단계

Claims

고분자 수지에 830℃ ~ 1200℃에서 고열 처리된 패각 분말을 포함하는 항균 기능성 물질이 첨가되어 사출 성형되며,
상기 항균 기능성 물질은, Ca(OH)₂89wt% ~ 92wt%, CaCO₃ 4.6wt% ~ 6.6wt%, SiO₂ 0.5wt% ~ 5wt%, SO₃ 0.2 ~ 0.6wt%, CaO 0.2 ~ 0.6wt%, Al₂O₃ 0.25wt% ~ 0.45wt%, Fe₂O₃ 0.24wt% ~ 0.44wt%, SrO 0.1wt% ~ 0.3wt%, P₂O₅ 0.1wt% ~ 0.3wt%, MgO 0.05wt% ~ 0.15wt%, B₂O₃ 0.05wt% ~ 0.15wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 용기.
고분자 수지에 830℃ ~ 1200℃에서 고열 처리된 패각 분말을 포함하는 항균 기능성 물질이 첨가되어 사출 성형되며,
상기 항균 기능성 물질은, Ca(OH)₂91wt%, CaCO₃ 5.6wt%, SiO₂ 1wt%, SO₃ 0.41wt%, CaO 0.39wt%, Al₂O₃ 0.35wt%, Fe₂O₃ 0.34wt%, SrO 0.2wt%, P₂O₅ 0.2wt%, MgO 0.11wt%, B₂O₃ 0.11wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 용기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 고분자 수지는 PP 또는 PET로 이루어지는 것을 특징으로 하는 항균 용기.
(a) 패각을 분쇄하여 분말화하는 단계;
(b) 패각 분말을 830℃ ~ 1200℃에서 1시간 ~ 3시간 동안 고열 처리하여 소성 가공하는 단계;
(c) 패각 분말의 총 중량 대비 10wt% ~ 20wt%의 물을 패각 분말과 혼합하는 단계;
(d) 패각 분말을 입경 0.1㎛ ~ 10㎛로 분쇄하여 항균 기능성 물질을 제조하는 단계;
(e) 액상의 고분자 수지 65wt% ~ 97wt%와 상기 항균 기능성 물질 3wt% ~ 35wt%를 혼합하여 액상 혼합물을 제조하는 단계; 및
(f) 상기 액상 혼합물을 사출기에 투입하여 사출 성형하는 단계를 포함하되,
상기 (d) 단계에서 상기 항균 기능성 물질은, Ca(OH)₂89wt% ~ 92wt%, CaCO₃ 4.6wt% ~ 6.6wt%, SiO₂ 0.5wt% ~ 5wt%, SO₃ 0.2 ~ 0.6wt%, CaO 0.2 ~ 0.6wt%, Al₂O₃ 0.25wt% ~ 0.45wt%, Fe₂O₃ 0.24wt% ~ 0.44wt%, SrO 0.1wt% ~ 0.3wt%, P₂O₅ 0.1wt% ~ 0.3wt%, MgO 0.05wt% ~ 0.15wt%, B₂O₃ 0.05wt% ~ 0.15wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 용기 제조방법.
청구항 4에 있어서,
상기 (d) 단계에서, 분쇄된 패각 분말에 입경 1㎛ ~ 30㎛인 실리카 분말을 0.5wt% ~ 5wt% 혼합하는 것을 특징으로 하는 항균 용기 제조방법.
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