KR101997000B1

KR101997000B1 - 항균 필름

Info

Publication number: KR101997000B1
Application number: KR1020170179966A
Authority: KR
Inventors: 박범준
Original assignee: 주식회사 대은
Priority date: 2017-12-26
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2019-10-01
Also published as: KR20190078186A

Abstract

본 발명에 따른 항균 필름은 선형저밀도폴리에틸렌(Liner Low Density Polyethtlene; LLDPE)으로 구성되는 제1 LLDPE층; 선형저밀도폴리에틸렌으로 구성되는 제2 LLDPE층; 및 최소한 8 중량% 의 항균동-함유 첨가물을 포함하는 항균동층;을 포함하며, 상기 항균동-함유 첨가물은 75 중량%의 LDPE와 25 중량%의 항균동(Antimicrobial Copper)을 포함한다.

Description

항균 필름{ANTIMICROBIAL FILM}

본 발명은 항균 필름에 관한 것이다.

일반적으로 식품을 포장하는 필름은 폴리에틸렌 계열의 수지를 주원료로 사용하고 있으나 식품의 경우 일정기간이 지나면 변질되어 세균이나 곰팡이 등이 발생하기 때문에 유통기간을 늘리기 위하여 통상적으로 필름에 다양한 기능성 물질을 첨가하여 제조하고 있다. 이러한 식품포장용 필름에 첨가되는 기능성 물질들은 항균력 성분 등을 방출시켜 식품의 보존력을 향상시키는 역할을 하고 있으나, 필름의 사용기간이 길어지면서 기능성 물질의 방출량이 점진적으로 줄어드는 보존력의 한 계로 포장식품을 장기간 보존하는데 어려운 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 일반적으로 포장용 필름의 두께를 보다 두껍게 제조하고 있으나 이를 경우 재료의 사용량 과다로 제조비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

종래 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 등록특허공보 제10-0600492호에 수산화알루미늄을 합성수지에 첨가시켜 식품 포장재를 제조하는 기술이 알려져 있으나, 상기 기술의 경우 수산화알루미늄의 특성으로 인해 특정의 원적외선 등이 방출은 되지만 미세한 방출량으로 식품 포장용으로 사용할 경우 식품의 보존기간을 장기간 유지하는데 어려움이 있다.

또한, 등록특허공보 제10-1644839호에는 필름의 바깥쪽에 해당하는 상부층과, 상기 상부층의 하부에 형성되고 항균 및 항곰팡이 첨가제를 함유하는 제1필름층과, 상기 제1필름층의 하부에 형성되고 항균 및 항곰팡이 첨가제를 함유하는 제2필름층;으로 이루어지며, 상기 제1필름층은 제2필름층보다 더 두껍게 형성되는 식품포장용 필름의 기술이 알려져 있으나, 상기 필름의 경우에는 항균 및 항곰팡이 첨가제가 그 가격이 비싸기 때문에, 2개의 층에 모두 항균 및 항곰팡이 첨가제를 함유하는 것이 그 필름의 가격을 상승시키는 요인으로 작용하여, 식품포장용으로 사용하기에 가격이 비싼 문제점이 있다.

등록특허공보 제10-0600492호 등록특허공보 제10-1644839호

본 발명의 하나의 목적은 제조 비용이 싸고 항균 기능이 향상된 항균 필름을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 하나 이상의 전술한 문제들을 해소한 항균 필름을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 항균 필름은 선형저밀도폴리에틸렌(Liner Low Density Polyethtlene; LLDPE)으로 구성되는 제1 LLDPE층; 선형저밀도폴리에틸렌으로 구성되는 제2 LLDPE층; 및 최소한 8 중량%의 항균동-함유 첨가물을 포함하는 항균동층;을 포함하며, 상기 항균동-함유 첨가물은 75 중량%의 LDPE와 25 중량%의 항균동(Antimicrobial Copper)을 포함한다.

상기 항균 필름은 23 내지 180 마이크론(㎛) 범위의 두께를 가지며, 상기 항균동층은 최소한 8 마이크론의 두께를 갖는다.

상기 항균동-함유 첨가물은 마스터 배치 배합 또는 컴파운딩 배합에 의해 사출 성형된다.

상기 항균동층은 그 전체 면적에 대해 2%의 면적 이상 항균동을 함유한다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 항균필름은 내용물이 닿는 항균동층의 항균력이 우수하여 감염을 일으키는 세균을 지속적으로 박멸하고 세균의 분화 및 분열을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 필름의 구성을 나타낸 도면이고,
도 2는 균주1을 배양했을 때 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 필름(#1)과 비교예(BLANK)의 사진을 나타내고 있다.
도 3은 균주2를 배양했을 때 본 발명의 항균 필름(#1)과 비교예(BLANK)의 사진을 나타내고 있다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

본원에 사용된 바와 같이, "항균"이란 용어는 미생물 집단, 특히 대장균(escherichia coli) 및/또는 메티실린-내성 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)에서 살균 활성 또는 미생물 성장 저해를 뜻한다. 본원에 사용된 바와 같이, "항균"이란 용어는 24시간 후에 측정하였을 때 미생물의 수가 대조군에 비하여 로그적으로 감소함을 의미한다. 본원에 개시된 필름은 대조군에 비하여 미생물의 수의 더 큰 로그적 감소 속도 또는 더 빠른 사멸 속도를 나타낸다는 점에서 현재 상업적으로 입수가능한 항균 필름에 비하여 개선을 나타낸다. 본원에서 항균 활성은 후술되는 JIS Z 2801:2000의 "표준 방법"에 따라 측정된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 항균 필름의 구성을 나타낸 도면이다.본 발명에 따른 항균 필름(100)은 복수층의 구조를 갖는다. 일 실시예에 따라, 항균 필름(100)은 폴리에틸렌(PE) 재질인 선형저밀도폴리에틸렌(Liner Low Density Polyethtlene; LLDPE)으로 구성되는 제1 LLDPE층(110), 선형저밀도폴리에틸렌으로 구성되는 제2 LLDPE층(120), 및 항균동층(130)을 포함한다. 항균 필름(100)이 복수층의 구조를 가짐으로써, 항균 필름의 응용성(application)이 향상될 수 있다. 예컨대, 층구조의 필름은 각 층마다 여러 원료의 배합이 가능하므로, 고객 요구 또는 어플리케이션의 특성에 맞게 원료를 배합하여 생산이 가능하다.

항균동층(130)은 항균동(Antimicrobial Copper)-함유 첨가물(Antimicrobial Copper-contained additive)을 미리 결정된 중량%만큼 포함하는 재료로 이루어진다. 항균동은 미국의 환경보호청(Environmental Protection Agency)에 등록된 유일한 터치 표면 소재로, 의료기관감염(Healthcare-Associated Infections)을 유발하는 박테리아의 99.9% 이상을 2시간 이내에 박멸한다. 항균동은 구리(銅) 또는 구리 함량 60% 이상의 구리합금을 포함한다. 항균동은 구리 자체가 지닌 천연 항균성으로 교차오염 등 전염성 감염 질환 예방에 효과적이다. 또한, 항균동은 습도 또는 입자 사이즈에 상관없이 균일한 항균력을 나타내며, 인체 안전성이 우수하다. 또한, 항균동은 내성균 발생이 없다.

이러한 항균동은 비교적 가격이 비싸서, 일반적으로 항균 효능과 비용 사이에서 균형을 잡아야 한다. 주어진 항균 효능에 비해서 더 경제적인 항균 필름, 또는 주어진 비용에 비해서 더 큰 항균 효능을 갖는 필름을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 본 발명의 발명자는 항균동층(130)이 전체 면적에 대해 2%의 면적 이상 항균동을 함유하는 경우 항균 필름(100)의 가격을 낮추면서 항균 기능을 저하시키지 않음을 발견하였다.

항균동층(130)이 그 전체 면적에 대해 2%의 면적 이상 항균동을 함유하기 위해 본 발명의 일 실시예에서는 항균동층(130)은 항균동-함유 첨가물을 최소한 8 중량% 포함하고, 항균동-함유 첨가물은 75 중량%의 LDPE와 25 중량%의 항균동(Antimicrobial Copper)을 포함할 수 있다.

예컨대, 항균동층(130)의 재료에 항균동-함유 첨가물이 8 중량%만큼 배합되는 경우, 항균동층(130)의 재료는 2 중량%의 항균동을 포함하게 된다.

전술한 바와 같이, 항균동이 항균동층(130)의 재료에 포함되는 중량%와 유사한 수치의 면적 점유율을 나타낸다. 어플리케이션에 따라, 항균동층(130)의 재료에 포함되는 항균동의 중량%를 조절하면, 항균동층(130)의 전체 면적에 대한 항균동의 면적 점유율을 조절할 수 있다.

요약하면, 본 발명의 일 실시예에서는 항균 필름의 비용과 항균 기능 사이의 균형을 잡기 위해, 항균동층(130)은 항균동-함유 첨가물을 최소한 8 중량% 포함하고, 항균동-함유 첨가물은 75 중량%의 LDPE와 25 중량%의 항균동(Antimicrobial Copper)을 포함할 수 있다.

항균동-함유 첨가물은 일반적으로 알려진 마스터배치(master batch) 또는 컴파운딩(compounding) 배합 방법으로 사출하여 성형할 수 있다.

마스터 배치는 기본 플라스틱 원료와 투입하고자 하는 첨가제를 고농도로 농축하여 분산시켜 놓은 펠렛(PELLET) 모양의 원료를 뜻한다.

상기 항균동-함유 첨가물을 마스터배치 배합 또는 컴파운딩 배합을 통해 사출 성형할 때에는 양 배합 방법 모두 폴리에틸렌(PE) 재질인 저밀도폴리에틸렌(Low Density Polyethtlene; LDPE) 원료에 항균동 분말을 혼합하고 상기 항균동 분말이 LDPE에서 최대한 균일하게 분산되어 배치되도록 에스테르 화합물을 기반으로 하는 분산제와 외기 온도차로 인해 발생되는 항균동 분말의 미세 결로로 인한 습기를 흡수하도록 산화칼슘을 기반으로 하는 흡습제를 배합할 수 있다.

상기 항균동 분말은 항균동을 평균직경 15㎛~75㎛의 분말로 가공한 구형 분말 및 길이 10~75㎛, 폭 10~75㎛, 두께 3~10㎛의 분말로 가공한 플레이크형 분말을 포함할 수 있다. 예컨대, 항균동 분말은 항균동 분말 전체 중량에 대하여 구형 분말 70중량%와 플레이크형 분말30중량%를 섞은 혼합 항균동 분말일 수 있다.

따라서, 항균동-함유 첨가물은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 분말 75 중량%에 항균성을 가진 항균동 마스터 배치 분말 25 중량%을 첨가 혼합하여 형성할 수 있다. 항균동층(130)은 선형저밀도폴리에틸렌 분말 92중량%에 항균성을 가진 항균동-함유 첨가물 8중량%를 첨가 혼합한 뒤 융용, 압출 방사하여 필름으로 성형한 것이다.

항균동층(130)은 그 전체 면적에 대해 2%의 면적 이상 항균동을 함유하고 있으므로 항균성을 발휘할 수 있다.

상기 항균 필름(100)은 23 내지 180 마이크론(㎛) 범위의 두께를 가질 수 있다. 항균 필름(100)의 항균동층(130)은 최소한 8 마이크론(㎛)의 두께를 가질 수 있다. 다시 말해, 항균동층(130)은 최소한 8 마이크론의 두께를 갖도록 형성될 수 있다.

항균동층(130)은 최소한 8 마이크론의 두께로 형성하는 이유는 항균동층(130)의 두께가 8 마이크론 미만이면 너무 얇아서 다른 층과 섞일 가능성이 있기 때문이다. 만약, 항균동층(130)이 다른 층과 섞이는 경우, 본 실시예에서 달성하고자 하는 목표 항균력을 획득하지 못할 수 있다.

한편, 항균동층(130)이 8 마이크론의 두께를 갖는 경우, 기계에 의한 대량 생산이 가능하고 또한 원가 절감의 효과도 있다.

본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 항균 필름(100)이 사용되는 목적 또는 목표 항균력에 따라 항균동층(130)이 다양한 두께를 가질 수 있음은 당업자에게 자명하다.

이하, 본 발명에 따른 항균 필름의 제조 방법을 상세히 설명한다.

전술한 바와 같이, 항균 필름(100)은 제1 LLDPE층(110), 제2 LLDPE층(120), 및 항균동층(130)을 포함한다. 항균 필름(100)은 제1 LLDPE층(110), 제2 LLDPE층(120), 및 항균동층(130)을 적층하여 3중 구조의 필름으로 성형된 것이다. 상기 항균 필름(100)의 구성은 본 발명의 일 실시예이며, 다른 구조도 가능함은 당업자에게 자명하다,

항균 필름(100)는 3층 구조의 필름으로 성형시 3층중 하나의 층이 항균성을 갖도록 구성되어, 하나의 층에서 항균작용이 유발되도록 할 수 있다.

항균동층(130)은 선형저밀도폴리에틸렌 분말 92중량%에 항균성을 가진 항균동-함유 첨가물 8중량%를 첨가 혼합한 뒤 융용, 압출 방사하여 필름으로 성형한 것이다.

상기 항균동-함유 첨가물은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 분말 75 중량%에 항균성을 가진 항균동 마스터 배치 분말 25 중량%을 첨가 혼합하여 형성된다.

항균동층(130)은 포장되는 내용물과 접촉하도록 함으로서 세균들의 번식을 막을 수 있게 된다.

본 발명에 따른 항균 필름(100)은 예컨대, 식품 포장용 필름, 의료 기기를 포장하는 필름 등으로 사용될 수 있다. 제1 LLDPE층(110)은 가장 바깥층이 될 수 있다. 어플리케이션에 따라, PET(polyethylene terephthalate) 필름, OPP(Oriented Polypropylene) 필름, 또는 나일론(NYLON) 필름에 원하는 인쇄를 하여 그 인쇄 필름과 상기 항균 필름(100)을 합지할 수 있다(LAMINATING). 이 경우, 제1 LLDPE층(110)은 인쇄 필름과 맞닿게 되고, 항균동층(130)은 음식물 또는 어플리케이션에 따른 내용물과 맞닿게 된다.

상기와 같이 제조된 항균 필름(100)의 항균력을 을 아래의 측정방법에 따라 측정하였으며, 테스트한 결과를 [표 1]과 도 2 및 3에 나타내었다. 표 1에서 균수의 단위는 세균수/cm²이며, 항균활성치의 단위는 log (%)이다.

1) 시험균액을 (35±1)℃, 90% R.H.에서 24시간 정치 배양후 균수를 측정하였다.

2) 사용공시균주는 균주1 및 균주2 이며, 균주1은 황색포도상구균의 일종인 Staphylococcus aureus ATCC 6538P 이며, 균주2는 대장균의 일종인 Escherichia Coli ATCC 8739이다.

도 2는 균주1을 배양했을 때 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 필름(#1)과 비교예(BLANK)의 사진을 나타내고 있다. 표 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 항균 필름(#1)은 24시간동안 균주1의 배양후 균수가 0.63/cm²이므로, 초기 균수에 비해 99.9%의 균수가 박멸된 것을 알 수 있다.

도 3은 균주2를 배양했을 때 본 발명의 항균 필름(#1)과 비교예(BLANK)의 사진을 나타내고 있다. 표 1 및 도 3를 참조하면, 본 발명에 따른 항균 필름(#1)은 24시간동안 균주1의 배양후 균수가 1.1 x 10³/cm²이므로, 초기 균수에 비해 99.9%의 균수가 박멸된 것을 알 수 있다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 항균필름(100)은 내용물이 닿는 항균동층(130)의 항균력이 우수하여 감염을 일으키는 세균을 지속적으로 박멸하고 세균의 분화 및 분열을 억제한다. 이와 같이, 항균 필름(100)의 3층 중 항균동층(130)이 항균 기능을 가진다. 본 발명에서는 내용물과 닿는 층, 즉, 항균층(130)에만 항균물질의 원료를 투입하게 되면 그만큼 원가 절감이 될 수 있다.

110: 제1 LLDPE층
120: 제1 LLDPE층
130: 항균동층

Claims

항균 필름에 있어서,
선형저밀도폴리에틸렌(Liner Low Density Polyethtlene; LLDPE)으로 구성되는 제1 LLDPE층;
선형저밀도폴리에틸렌으로 구성되는 제2 LLDPE층; 및
최소한 8 중량% 의 항균동-함유 첨가물을 포함하는 항균동층;을 포함하며,
상기 항균동-함유 첨가물은 75 중량%의 LDPE와 25 중량%의 항균동(Antimicrobial Copper)을 포함하며,
상기 항균동-함유 첨가물은 마스터 배치 배합 또는 컴파운딩 배합에 의해 사출 성형하되, 저밀도폴리에틸렌(Low Density Polyethtlene; LDPE) 원료에 항균동 분말을 혼합하고 에스테르 화합물을 기반으로 하는 분산제와 산화칼슘을 기반으로 하는 흡습제를 배합하며,
상기 항균동 분말은, 항균동을 평균직경 15㎛~75㎛의 분말로 가공한 구형 분말 70중량%와, 길이 10~75㎛, 폭 10~75㎛, 두께 3~10㎛의 분말로 가공한 플레이크형 분말 30중량%를 섞은것인,
항균 필름.
청구항 1에 있어서,
상기 항균 필름은 23 내지 180 마이크론(㎛) 범위의 두께를 가지며,
상기 항균동층은 최소한 8 마이크론의 두께를 갖는 항균 필름.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 항균동층은 그 전체 면적에 대해 2%의 면적 이상 항균동을 함유하는 항균 필름.