KR101937784B1

KR101937784B1 - 바이오 pe를 이용한 친환경 항균성 수지조성물 및 이를 이용한 친환경 항균성 필름 및 저장용기

Info

Publication number: KR101937784B1
Application number: KR1020160141757A
Authority: KR
Inventors: 정성효; 최진욱
Original assignee: 주식회사 애드그린
Priority date: 2016-10-26
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2019-01-11
Also published as: KR20180045753A

Abstract

본 발명은 사탕수수로부터 얻어지는 식물성 바이오 PE와 패각을 이용한 항균성 마스터 배치를 포함하는 친환경성의 항균성 필름 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로서,
본 발명에 따른 친환경 항균성 필름은, 패각을 원료로 하여 얻어진 항균성 마스터배치 2~5중량%와, 폴리에틸렌 수지 조성물 95~98중량%를 포함하여 이루어진 항균성 수지조성물로 이루어지고, 상기 폴리에틸렌(PE) 수지 조성물은, 사탕수수를 원료로 하여 제조된 바이오 PE 20~30중량%와, 석유화학계 PE 70~80중량%를 포함하며, 전체 수지 조성물에 있어서의 이온화된 칼슘 분말 함량이 1~10중량%인 것을 특징으로 한다.

Description

바이오 PE를 이용한 친환경 항균성 수지조성물 및 이를 이용한 친환경 항균성 필름 및 저장용기{Eco-friendly antibiotic composition using bio-PE, eco-friendly antibiotic film and food container using the same}

본 발명은 바이오 PE를 이용한 친환경 항균성 수지 및 이를 이용한 친환경 항균성 필름 및 저장용기에 관한 것으로서, 특히 사탕수수로부터 얻어지는 식물성 바이오 PE와 패각을 이용한 항균성 마스터 배치칩을 포함하는 친환경 항균성 수지조성물 및 이를 이용한 친환경 항균성 필름 및 저장용기에 관한 것이다.

최근 들어, 건재(建材), 가전제품, 잡화, 포장용 자재, 식품 제조 설비, 약품 제조 설비, 의료 설비 등에는, 사용의 편리함으로 인하여 합성수지로 제조된 플라스틱 제품이 널리 사용되고 있다.

종래의 플라스틱 제품에 대한 일례로서, 한국등록특허 제10-1001998호 공보를 보면 숯이 함유된 플라스틱 포장재 및 이의 제조방법에 관한 발명이 개시되어 있다.

상기 발명에 따른 플라스틱 포장재는, 숯과 수지 간의 혼화성 부족으로 발생하는 기계적 물성 부족, 뭉침 현상 및 이물감, 성형불량, 품질불량 등의 문제점을 해결하고, 플라스틱 포장재로서의 일반적인 품질이 우수하면서도 동시에 숯을 함유하여 부패균 억제, 오염입자 및 냄새 흡착, 원적외선 및 음이온 방사, 정전기 방지 등의 기능성을 갖는 것을 특징으로 한다.

그러나 상기 플라스틱 포장재는, 화석연료로부터 유래한 합성수지만을 이용하여 제품을 제조하므로, 화석연료로부터 합성수지의 제조시에 발생하는 일산화탄소, 이물질, 질소 산화물 및 기타 오존형성 오염물에 의해 환경오염이 유발됨은 물론, 사용 후 매립된 경우 분해가 잘 이루어지지 않아 환경오염을 유발하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 방지하기 위하여, 종래에도 식물성 또는 친환경 제품을 출시하고 있으나, 이러한 친환경 제품은 화석연료로부터 유래한 플라스틱 제품들의 물성과 내구성을 대체하지 못할 뿐만 아니라, 일반 플라스틱에 비하여 원료 가격이 2~6배 높아 판매가도 높을 수밖에 없다. 이러한 친환경 제품은 식품 포장용 필름이나 식품 저장용기 등의 일회용으로 주로 사용되는 제품의 특성상 비용적인 부담이 크기 때문에 소비자의 선호도가 매우 낮은 실정이다.

그리하여, 당 분야에서는 친환경적이면서, 화석원료로부터 유래한 합성수지로 제작된 제품과 물성 및 내구성이 유사하고, 단가적인 측면에서 저렴한 항균성 필름과 이를 제조하는 방법의 개발 및 보급이 절실히 요구되고 있다.

또한, 식품 포장용 위생백이나 위생장갑 등의 식품을 취급하는 데에 사용되는 필름이나 저장용기에 있어서는 인체에 무해하면서도 가격이 저렴한 항균성을 갖는 제품에 대한 수요가 증가하고 있다.

이러한 항균성 수지 제품을 제조하는 데에 사용되는 수지 조성물에 함유되는 항균제로는, 유기계 항균제에 비교하여 안전성이 높고, 항균작용이 장기간 지속되며, 또한 내열성도 우수한 무기계 항균제가 많이 사용되고 있다

이러한 항균 기술들은 대부분 제품 표면에 항균력을 부여하는 코팅막을 형성하는 기술군과, 항균 성능을 나타내는 물질을 원소재에 포함하여 항균 제품을 성형하는 기술군으로 나뉘어 진다.

상기 제품 표면에 항균 코팅막을 형성하는 기술은 코팅막이 손상되면 항균성능이 함께 소멸되어 항균 성능 자체가 지속적이지 못하다는 문제가 있으며, 항균 물질을 원소재에 포함하여 제품을 성형하는 기술은 코팅기술에 비하여 항균 성능이 지속적으로 유지되는 장점이 있으나, 충분한 항균력이 구현되니 못하거나 제품 제조가 어려운 문제점이 있다.

상기 한국등록특허 제10-1001998호 공보에 기재된 발명의 경우에도, 얻어진 플라스틱 포장재는 냄새 흡착에는 유효하나, 항균성능은 대장균을 기준으로 최대 93%에 그쳐 항균성능이 부족하여, 식품용 포장재 등의 원료로 사용하기에는 부족함이 있다.

본 발명은 상술한 식품 포장용 필름이나 저장용기 등의 제조에 있어서의 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 식품 포장 등의 용도로 사용되는 필름이나 저장용기의 제조에 사용되는 수지조성물에, 패각을 이용한 항균성 마스터 배치칩과 사탕수수로부터 얻은 식물성 바이오 PE를 석유화학계 수지와 혼합함으로써, 항균성이 우수하고 친환경적인 것은 물론, 화석원료로부터 얻어진 합성수지로 제작된 제품과 물성과 내구성이 유사한 친환경 항균성 수지 조성물과 이를 이용하여 제조되는 친환경 항균성 필름 및 저장용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 바이오 PE를 원료로 하는 친환경 항균성 수지 조성물은,

패각을 원료로 하여 얻어진 이온화된 칼슘 분말 입자를, 0.1중량% ~ 1중량%의 황칠나무 종실의 에탄올 추출물을 포함하는 양이온성 계면 활성제로 표면 처리하여 입자의 표면 극성을 낮춘 분말 입자 1~50중량%를 포함하고, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, ABS(acrylonitirle-butadiene-styrene), 실리콘 고무, 및 폴리우레탄 고무 중 어느 하나를 포함하는 합성 수지 또는 합성고무를 포함하는 수지 조성물을 구 또는 칩 형태로 성형한 항균성 마스터배치와;

폴리에틸렌 수지 조성물을 포함하여 이루어지고,

상기 폴리에틸렌(PE) 수지 조성물은, 사탕수수를 원료로 하여 제조된 바이오 PE(폴리에틸렌) 20~30중량%와, 석유화학계 PE(폴리에틸렌) 70~80중량%를 포함하며,

전체 수지 조성물에 있어서의 상기 이온화된 칼슘 분말 함량이 1~10중량%인 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 친환경 항균성 수지조성물은, 사탕수수를 원료로 하여 제조되는 바이오 PE를 사용하여 탄소 저감형 친환경적 수지조성물이다.

또한, 석유계 합성수지와 사탕수수로부터 추출한 바이오 PE를 혼합하여 제조되기 때문에, 바이오 PE만을 통해 제작된 제품의 제조단가보다 가격은 낮추면서도, 이를 이용한 필름이나 식품 저장용기 등은 화석원료로부터 유래한 석유계 합성수지로 제조되는 제품과 유사한 내구성 및 물성을 갖게 된다.

이에 따라, 화석원료를 통해 제작된 필름이나 저장용기의 장점과 바이오 PE를 통해 제작된 필름의 장점을 모두 갖게 되므로, 환경적인 측면과 일회용품 사용을 통한 편리성을 모두 추구할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 수지조성물에 첨가되는 항균성 마스터배치를 제조함에 있어, 이온화된 칼슘분말 입자를 계면활성제로 코팅처리하여 우수한 항균성능을 갖는다.

따라서, 안전한 식자재의 보관성과 그 보관 기간의 장기화를 기할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 바이오 PE를 이용한 친환경 항균성 수지조성물의 제조방법의 전체적인 공정을 개략적으로 도시한 순서도이고,
도 2는 본 발명에 따른 방법에 있어, 이온화된 칼슘분말을 이용한 항균성 마스터배치의 제조공정을 개략적으로 도시한 순서도이며,
도 3은 본 발명에 따른 방법에 있어, 사탕수수를 이용한 바이오 PE 제조 공정을 개략적으로 도시한 순서도이다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따르면, 친환경적이면서도, 화석원료로부터 추출한 합성수지로 제작된 제품과 물성과 내구성면에서 유사하고, 항균성을 갖는 수지조성물과, 이를 이용한 식품 포장 및 보관용의 필름 및 저장용기가 제공된다.

본 발명에 따른 친환경 항균성 수지조성물은, 패각을 원료로 하여 얻어진 이온화된 칼슘 분말 입자를 양이온성 계면 활성제로 표면 처리하여 입자의 표면 극성을 낮춘 분말 입자 1~50 중량%를 포함하는 수지를 구 또는 칩 형태로 성형한 항균성 마스터배치와, 바이오 PE를 포함하는 친환경 폴리에틸렌 수지조성물을 포함하고, 전체 수지 조성물에 있어서의 이온화된 칼슘 분말 함량이 1~10중량% 포함된 것이다.

바람직하게는, 전체 친환경 항균성 수지조성물에 대하여, 항균성 마스터배치 2~10중량%와 바이오 PE를 포함하는 친환경 폴리에틸렌 수지조성물 90~98중량%로 이루어지며, 더욱 바람직하게는 항균성 마스터배치가 2~5중량%, 폴리에틸렌 수지 조성물이 95~98중량%로 이루어지며, 전체 수지 조성물에 있어서의 이온화된 칼슘 분말 함량은 바람직하게는 1~5중량%, 더욱 바람직하게는 1~2.5중량%에 이르러, 식품 포장 등의 포장, 보관용 소재로서 사용될 때 항균성을 가진다. 항균성 마스터배치의 함량이 높을수록 항균성이 우수하지만, 2중량% 이하에서도 만족스런 항균성을 나타내며, 함량이 높을수록 비용이 상승하고 지나치게 많이 첨가하면 제품의 물성이 저하될 우려가 있다.

그리고, 본 발명에서는 석유화학계 원료의 사용량을 감소시키고, 바이오 매스 원료인 사탕수수로부터 제조되는 바이오 PE를 혼합하여 친환경성을 향상시키는 것에 초점을 두었다.

본 발명에 따르면, 상기 폴리에틸렌(PE) 수지 조성물은, 사탕수수를 원료로 하여 제조된 바이오 PE 20~30중량%와, 석유화학계 PE 70~80중량%를 포함하며 구성되어, 항균성 필름을 제조하는 원료의 투입량에 있어, 석유화학계 합성수지의 투입량을 감소시켜 친환경성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 친환경 항균성 수지조성물을 제조하는 과정을 개략적으로 도시한 순서도로서, 이를 참조하면, 본 발명에 따른 바이오 PE를 이용한 친환경 항균성 수지조성물은, 항균성 마스터배치를 제조하는 단계(S1); 바이오 PE제조단계를 통해 얻어진 바이오 PE와 석유화학계 PE 제조단계를 통해 얻어진 석유화학계 PE 수지를 혼합하여 폴리에틸렌 수지 조성물을 제조하는 단계(S2); 및 상기 항균성 마스터배치와 폴리에틸렌 수지 조성물을 혼합하여 친환경 항균성 수지조성물을 제조하는 수지조성물 제조 단계(S3); 로 구성된다.

상기 항균성 마스터배치의 제조단계(S1)는, 도 2에서 보는 것과 같이 패각을 원료로 하여 이온화된 칼슘분말을 제조하는 이온화된 칼슘 분말 제조단계(S110)와, 상기 이온화된 칼슘 분말 제조 단계(S110)에서 만들어진 무기질 분말 입자를 양이온성 계면 활성제로 표면 처리하여 상기 무기질 분말 입자의 표면 극성을 낮추는 계면 활성제 처리 단계(S120)와, 상기 계면 활성제 처리 단계(S120)를 거친 분말을 중량 1~50 중량%로 수지에 혼합하는 혼합 단계(S130)와, 상기 혼합 단계를 거친 결과물을 구 또는 칩 형태로 성형하는 항균성 마스터배치 성형 단계(S140)를 포함하여 구성된다.

상기 이온화된 칼슘 분말 제조단계(S110)에 있어서, 상기 패각은 소성공정에 진입하기에 앞서 이물질제거공정 및 세정 공정을 3번 반복하고 건조 공정을 거친다.

상기 이온화된 칼슘 분말 제조단계(S110)는, 하향 경사지게 설치되고 구동장치에 의해 회전하며 고온상태를 유지하는 원통형의 소성로를 이용하여 상기 소성로의 회전속도, 패각 투입량, 소성온도를 제어하여 연속공정상에서 칼슘의 순도에 따른 식품, 공업용의 이온화 칼슘제를 각각 따로 제조하기 위한 소성 공정을 포함한다.

상기 소성 공정은 소성로가 내화벽돌에 의해 단열처리되고 그 길이가 18,000㎜, 그 내경이 900㎜로서, 상기 소성로의 회전속도가 35~40rpm, 패각의 투입량이 500kg/hr, 소성온도가 1,100~1,200인 경우, 패각이 상기 소성로 내를 30~45분 체류함으로써 칼슘의 순도가 95~99%인 식품용 이온화 칼슘 분말을 제조하고, 상기 소성로의 회전속도가 30~35rpm, 패각의 투입량이 300kg/hr, 소성온도가 1,200 이상인 경우 패각이 상기 소성로 내를 45~90분 체류함으로써 칼슘의 순도가 99% 이상인 공업용 이온화 칼슘 분말을 제조한다.

이후, 상기 소성 공정을 거친 패각을 상온으로 급랭시키는 냉각 공정과 입자 크기를 3-8㎛ 크기로 분쇄하는 분쇄 공정과, 증류수를 이용하여 상온에서 1일 동안 교반 세척한 것을 여과 회수하는 여과 회수단계를 거친다.

상기 세정 공정은 가청 주파수 이상의 주파수를 이용한 초음파 세정 방식을 이용하되, 세정수는 pH가 8.5-9.0인 알칼리수를 이용한다.

상기 알칼리수는 지하수를 꼬막 분말이 미세공이 형성된 망체에 가득 채워진 필터를 통과시켜 만들어진다.

상기 알칼리수에는 칼륨, 마그네슘, 나트륨, 철이 다량 함유되어 있어, 자연으로 귀화하는 중요한 역할을 할 뿐 아니라, 각종 공해 등으로 오염되어 있는 패각에 대해 살균효과를 도모할 수 있다.

한편, 상기 알칼리수 생성 분말은 꼬막 분말 98%를 포함하되 나머지를 홍합 껍질, 굴 껍질 등의 패각 분말로 채워진 혼합물을 사용하고, 일라이트 분말 35~50중량%, 제올라이트 분말 12~30중량%, 패각 분말 2~20중량% 및 산호초 분말 1~20중량%를 혼합된 것을 사용할 수도 있다.

계면 활성제 처리 단계(S120)는, 상기 분쇄된 분말을 0.1중량% - 1중량%의 황칠을 포함하되 나머지가 양이온성 계면 활성제로 채워진 조성물에 의해 스프레이 방식으로 코팅시키는 과정을 포함하며, 상기 양이온성 계면 활성제는 99% 순도로서 12-20개의 탄소수를 가지되, DODAB(Dioctadecyldimethylammonium bromide), CTAB(Cetyl trimethylammonium bromide), CTAC(cetyl trimethylammonium chloride), DHAB(dihexadecyldimethylammonium bromide) 중에서 선택되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 공정에서 사용되는 황칠은, 황칠나무의 종실을 70 vol% 에탄올로 추출하고, 극성이 다른 용매인 헥산, 에틸아세테이트, 부탄올로 순차적으로 분획하는 방법에 의해 추출하고 정제하여 이용함이 바람직하다.

이러한 황칠 정제수는 그 성분 중 에틸아세테이트 분획물과 핵산분획물이 항균활성이 뛰어난 것으로 알려져 있다.

그리고, 혼합단계(S130)에서 혼합되는 상기 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene), 실리콘 고무, 폴리우레탄 고무(TPU:Thermoplastic Poly Urethane) 중 어느 하나를 포함하는 합성수지나 합성 고무일 수 있으며, 용도에 맞추어 폴리에틸렌 수지와 상용성이 좋은 수지를 채택하여 사용한다.

상기 폴리에틸렌은 LLDPE(Linear LDPE), HDPE(High density polyethylene), LDPE(Low density polyethylene) 중 어느 하나일 수 있으며, 바람직하게는 상기 폴리에틸렌 수지조성물을 구성하는 석유계 PE 또는 바이오 PE 중의 어느 하나와 동일한 종류를 사용하여 이들과 잘 혼합될 수 있도록 한다.

상기와 같은 공정에 의해 제조된 항균성 마스터배치를 사용하여 각종 식자재 등을 담는 롤백이나 지퍼백, 1회용 장갑 등의 재료로 사용되는 항균성 필름이나 저장용기와 같은 성형물은, 그 재료가 되는 이온화된 칼슘 분말이 항균성능이 우수한 황칠과 계면활성제가 코팅되어, 보다 우수한 항균 성능을 갖도록 함으로써, 안전한 식자재의 보관성과 그 보관 기간의 장기화를 기할 수 있도록 한다.

또한, 비처리 되어 버려지는 지역 특산물인 꼬막, 굴 등의 패각 등을 재사용하여 유효자원의 이용 및 환경 문제의 해소에 일조할 수 있다.

한편, 상기 폴리에틸렌 수지조성물 제조단계(S2)에 있어서는, 폴리에틸렌 수지 조성물은, 바이오 PE와 석유화학계 PE의 혼합비를 바이오 PE 20-30중량%와 석유화학계 PE 70~80중량%의 비로 혼합하여 제조된다.

따라서, 본 발명에 따른 항균성 필름은, 바이오 PE와 석유화학계 합성수지 PE가 혼합하여 이루어지기 때문에, 기존의 석유화학계 합성수지를 원료로 한 제품들과 동등한 수준의 물성과 내구성을 갖는 필름으로 가공할 수 있다.

상기 바이오 PE 제조단계는, 도 3에 도시된 바와 같이, 사탕수수를 원료로 하여, 압착공정(S210), 발효공정(S220), 유수분리공정(S230), 감압증류공정(S240), 탈수공정(S250), 탈수반응(S260), 중합반응(S270)을 통해 사탕수수로부터 바이오 PE를 얻는다.

먼저, 압착공정(S210)에서는 다년생 사탕수수를 선별하고, 선별된 사탕수수들을 분쇄, 압착하여 사탕수수즙인 당즙을 얻는다.

그리고, 발효공정(S220)에서는 상기 압착공정(S210)을 통해 추출된 당즙을 발효하여 바이오 에탄올을 얻는다. 이때, 당즙을 그대로 발효공정의 원료로 사용하거나, 당즙으로부터 설탕을 분리하여 낸 부산물인 폐당밀을 원료로 사용할 수도 있다. 바람직하게는 설탕을 분리해 낸 부산물인 폐당밀을 원료로 사용함으로써 자원의 활용도를 높여 친환경성에 더욱 적합하도록 한다.

여기서, 상기 발효공정에 있어서의 발효방법은, 간헐식 발효, 반연속식 발효 혹은 연속식 발효 등 공지의 알코올 발효 방법 중 어느 하나를 선택하여 사용 가능하며, 예컨대 고온에 견디는 활성건조 효모(Active dry yeast)방법을 채택할 경우, 번잡한 주모(酒母)번식 시스템을 간략화하고, 예비 발효가마에서 배양하는 방법을 사용함에 따라 비용을 절감시키고 높은 온도 조건하에서도 연속생산을 보증할 수 있다.

이 방법에서는 발효탱크에는 발효된 사탕수수 액에 발효촉진제(제올라이트)와 고온 활성건조 효모를 첨가하여 38℃ 온도조건에서 18시간 발효시킨다.

이후, 유수분리공정(S230)과 감압증류공정(S240)에서는 상기 발효공정(S220)을 통해 얻어진 바이오 에탄올을 함께 생성된 다른 부산물 등으로부터 분리해 낸다.

먼저 유수분리공정(S230)에 있어서, 에탄올 포집탱크의 바닥면에 원적외선을 복사할 수 있는 세라믹 볼을 대략 5cm 정도로 설치하게 되면, 교반이 계속되면서 내용물인 에탄올과 물분자가 활성화된다.

이때, 물 분자보다는 에탄올 분자의 활성화가 대략 2배 정도 크기 때문에, 증류탑으로 이송하게 되면, 에탄올과 물 분리시 공비 현상을 막아줄 수 있어서, 유수분리의 효율이 높아지게 된다.

또한, 상기 감압증류공정(S240)에서는, 상온에서 끓는 점까지 가열하면 에탄올 분자가 분해될 우려가 있기 때문에, 10-20mmHg 정도의 저압하에서 진공증류를 실행한다.

이 경우, 각 증류탑에 원적외선 히터를 설치하고, 바닥에는 세라믹볼을 설치하여 감압 증류를 함으로써, 증류탑 속의 에탄올과 물의 혼합물의 열용량을 크게 해줘, 공비현상을 막을 수 있어서, 에탄올 분자를 파괴하지 않고 에탄올의 분리효율을 높일 수 있는 것이다.

그리고, 탈수공정(S250)을 통해 유수분리공정과 감압 증류공정을 통해 얻어진 에탄올을 무수 에탄올로 변화시킨다.

상기 본 발명의 탈수공정(S250)에서는 분자체(molecular sieve)를 이용하여, 감압증류공정에서 채취한 95%(v/v) 에탄올 증기(≥92℃)를 직접 열교환을 거치게 한 다음, 분자체 탈수장치로 수송하고, 배출되는 알코올 증기를 재차 액화, 냉각한 후에 99.5~99.9%(v/v)의 에탄올을 얻게 된다.

한편, 에탄올 99vol%와 물 1vol%를 함유한 증류물은 탈수탱크 속에 원적외선을 복사할 수 있는 세라믹볼을 넣어, 1vol%의 물을 흡착 탈수하여 무수의 바이오 에탄올을 얻는다.

다음으로, 에탄올 탈수반응(S260)을 통해, 이 무수의 바이오 에탄올을 160~180℃의 온도에서 진한 황산을 촉매로 탈수반응을 진행함으로써, 에탄올 분자로부터 물 분자가 제거되어 에틸렌을 얻는다.

이후, 중합반응(S270)을 통해 상기 탈수반응을 통해 얻어진 바이오 에틸렌이 최종적으로 바이오 PE로 변화하게 되는 것이다.

이 단계에서는, 상기의 방법으로 제조된 바이오 에틸렌은 공지의 에틸렌의 중합방법에 따라 바이오 폴리에틸렌(PE)으로 중합하며, 용도에 따라 HDPE(High density polyethylene), LDPE(Low density polyethylene) LLDPE(Linear LDPE) 중 어느 하나로 중합한다.

따라서, 상기와 같은 제조방법으로 제조된 항균성 필름은, 화석연료로부터 추출한 합성수지와 사탕수수로부터 추출한 바이오 PE를 혼합하여 제조되기 때문에, 친환경적일 뿐만 아니라, 화석원료로부터 유래한 합성수지로 제작된 항균성 필름과 유사한 내구성 및 물성을 갖게 된다.

상술한 것과 같이 폴리에틸렌 수지 조성물과, 항균성 마스터 배치가 얻어지고 나면, 이를 상기와 같이 항균성 마스터 배치 2~10중량%와 친환경 바이오 PE를 포함하는 폴리에틸렌 수지 조성물 90~98중량%의 비율로 혼합하여 압출 또는 사출함으로써 친환경성이 높은 항균성 수지 필름 또는 저장용기를 얻을 수 있다.

필름의 압출과정과 저장용기의 사출과정은 통상의 식품 포장용 위생백, 롤백, 위생장갑, 식품 저장용기 등에 제조되는 필름의 압출방법 및 저장용기의 사출방법과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

실시예

이하, 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 상세하게 설명한다.

실시예 1

본 발명에 따른 항균성 마스터 배치와 바이오 PE를 사용한 친환경 항균성 필름으로서, 폴리에틸렌 수지 조성물중 바이오 PE 함량이 25중량%이고, 이온화된 칼슘 분말이 전체 중량의 1.5중량% 함유된 시편을 5㎝×5㎝ 준비하여 시험편으로 하고, 대조군은 같은 크기의 무처리된 스토마커 필름을 사용하였고 접종균은 대장균(사용균주:Escherichia coli ATCC 8739, 초기농도 3.2 x 10⁵ CFU/mL), 녹농균(사용균주:Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442, 초기농도 3.5 x 10⁵ CFU/mL), 황색포도상구균(사용균주:Staphylococcus aureus ATCC 6538P, 초기농도 2.3 x 10⁵ CFU/mL), 폐렴균(사용균주: Klebsiella pneumoniae ATCC 4352, 초기농도 2.8 x 10⁵ CFU/mL), MRSA균(사용균주: Staphylococcus aureus subsp. aureus ATCC 33591, 초기농도 2.5 x 10⁵ CFU/mL)을 사용하였고 초기농도가 상온을 유지하여 24시간 후 어느 정도 변화하였는지를 관찰하여, 그 결과를 하기 표 1에 정리하여 나타내었다.

본 실시예로부터 본 발명에 의한 친환경 항균성 필름의 항균 효과는 매우 현저함을 알 수 있다.

이러한 항균 효과는 높은 알카리도와 -OH 작용과 음이온 및 자외선 방사율이 다른 물질에 비해 높은 편이고 다공성 입자의 특성상 비표면적이 높고 또한 항균성이 뛰어난 황칠정제수를 투입한 결과에 의해 발현되는 것으로 파악된다.

비교예 1

시중에 유통되는 PE 재질의 1회용 장갑의 필름을 5cm×5cm 잘라 시험편으로 하고, 대조군은 같은 크기의 무처리된 스토마커 필름을 사용하였고 접종균은 대장균(사용균주:Escherichia coli ATCC 8739, 초기농도 3.1 x 10⁵ CFU/mL), 녹농균(사용균주:Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442, 초기농도 3.4 x 10⁵ CFU/mL), 황색포도상구균(사용균주:Staphylococcus aureus ATCC 6538P, 초기농도 2.5 x 10⁵ CFU/mL), 폐렴균(사용균주: Klebsiella pneumoniae ATCC 4352, 초기농도 3.0 x 10⁵ CFU/mL), MRSA균(사용균주: Staphylococcus aureus subsp. aureus ATCC 33591, 초기농도 2.1 x 10⁵ CFU/mL)을 사용하였다.

그 결과는 하기 표 2에 나타내었으며, 표 2에서 보는 것과 같이 시험한 모든 세균에 대해 일반적으로 시중에 유통되는 1회용 장갑의 항균 효과는 미미하다는 것을 확인할 수 있다.

Claims

패각을 원료로 하여 얻어진 이온화된 칼슘 분말 입자를, 0.1중량% ~ 1중량%의 황칠나무 종실의 에탄올 추출물을 포함하는 양이온성 계면 활성제로 표면 처리하여 입자의 표면 극성을 낮춘 분말 입자 1~50중량%를 포함하고, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, ABS(acrylonitirle-butadiene-styrene), 실리콘 고무, 및 폴리우레탄 고무 중 어느 하나를 포함하는 합성 수지 또는 합성고무를 포함하는 수지 조성물을 구 또는 칩 형태로 성형한 항균성 마스터배치와;
폴리에틸렌 수지 조성물을 포함하여 이루어지고,
상기 폴리에틸렌 수지 조성물은, 사탕수수를 원료로 하여 제조된 바이오 PE(폴리에틸렌) 20~30중량%와, 석유화학계 PE(폴리에틸렌) 70~80중량%를 포함하며,
전체 수지 조성물에 있어서의 상기 이온화된 칼슘 분말 함량이 1~10중량%인 것을 특징으로 하는 바이오 PE를 원료로 하는 친환경 항균성 수지 조성물.
제1항에 따른 친환경 항균성 수지 조성물로 이루어진 것을 특징으로 하는 바이오 PE를 이용한 친환경 항균성 필름.
제1항에 따른 친환경 항균성 수지 조성물로 이루어진 것을 특징으로 하는 바이오 PE를 이용한 친환경 항균성 저장용기.