KR102430977B1 - 친환경 아이스팩 포장지 - Google Patents

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Abstract

본원에서는 친환경 아이스팩 포장재가 개시된다. 일실시예에 따른 친환경 아이스팩 포장지는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)를 포함하는 제1 필름 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)를 포함하는 제2 필름이 무용제 접착 방식으로 합지된 것을 특징으로 한다.

Description

친환경 아이스팩 포장지 {Eco-friendly Ice Pack Wrapping Paper}
아래 실시예들은 친환경 아이스팩 포장지 및 이의 제조방법 기술에 관한 것이다.
최근 운송업이 발달하면서 빠른 배송이 필요한 음식물에 대한 운송도 증가하고 있다.
음식물은 상온에 노출되면 빠르게 부패되기 때문에 저온에 보관하여 신선도를 유지시켜줘야 한다. 따라서, 음식물 운송 시에는 운송 수단에 냉동 및 냉장 보관이 가능한 수단이 별도로 필요하고, 소량의 음식물을 개별적으로 운송할 때에는 음식물이 담긴 상자 안에 드라이아이스나 아이스팩을 넣어 음식물의 부패를 방지한다.
기존 아이스팩 포장지는 PET(Polyethylene terephthalate) 와 LDPE의 또는 NY(Nylon)와 LDPE의 두 가지 필름 합지로서, 두가지 필름의 합지는 LDPE를 필름 형태로 압출하여 유독한 휘발성 유기 화합물이 혼합된 접착제로 전처리된 필름에 붙여서 두 가지 필름을 합지하는 T-DIE(Extrusion Laminating) 공정으로 만들어지고 있다. 외층에는 제품의 내용물을 표시하는 인쇄층 및 외층의 손상(긁힘, 빛에 의한 변색 등)을 방지하기 위한 코팅층이 설치될 수 있다.
이러한 다층포장재는 기존의 식품 포장인 캔이나 병보다 가볍고, 납작한 봉지 모양이라서 공간을 적게 차지하고, 개봉하기 쉽고 포장이 가볍고 유연해서 다칠 위험이 적고, 공기와 세균을 완전히 제거한 상태에서 밀봉되므로 보존료 등의 첨가물을 넣지 않아도 장기간 보존할 수 있고, 포장비가 저렴하고 제조과정에서 소모되는 에너지가 캔이나 병보다 1/4 정도 밖에 들지 않다는 장점이 있다.
따라서, 포장지가 대부분 불투명해 변질된 제품 식별이 곤란하고, 뾰족하거나 날카로운 물체에 포장이 쉽게 파손되어 내용물이 흘러나올 수 있다는 단점에도 불구하고, 아이스팩 포장에는 이와 같은 장점을 가진 다층 포장재가 주로 사용되고 있다.
그러나, 최근 들어, 환경 문제에 대한 이슈가 많이 제기되면서 아이스팩 뿐만 아니라 아이스팩을 포장하는 포장재에 대해서도 친환경성에 대한 요구가 증가하고 있다. 기존의 아이스팩용 다층 포장재는 석유 유래의 플라스틱 제품을 사용한 것으로, 사용된 다층 포장재는 분리수거가 잘 이루어지지 않을 뿐만 아니라, 분리수거된 경우에도 재활용이 어려우며, 이를 소각, 매립하는 경우 유독가스가 발생하여 대기오염을 유발하고, 매립공간의 부족 및 환경오염을 유발시키는 원인이 된다.
이러한 상황에서 본 발명자는 아이스팩 포장재로서 산소투과도 및 수분 투과도가 기준치 이하이며, 생분해성이 우수하여 재활용이 가능한 친환경 아이스팩 포장재를 개발하고자 노력하였으며, 그 결과 나일론이나 PET를 필요로 하지 않는 PE 층이 무용제 접착방식으로 합지된 친환경 아이스팩 포장재를 개발하였다.
한국등록특허 제10-1874372호
실시예들은 아이스팩 포장재로서 산소투과도 및 수분 투과도가 기준치 이하이며, 생분해성이 우수하여 재활용이 가능한 친환경 아이스팩 포장재를 제공하는 것에 목적이 있다. 나아가, 냉온 효과가 양호하며 항균 효과를 가질 수 있는 방식의 아이스팩 포장재를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 친환경 아이스팩 포장지로서, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)를 포함하는 제1 필름 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)를 포함하는 제2 필름이 무용제 접착 방식으로 합지된 것을 특징으로 하는, 친환경 아이스팩 포장지를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1 필름은 저밀도 폴리에틸렌 80 내지 95 중량부, 지방산 금속염 3 내지 10 중량부, 생분해 촉매제 0.5 내지 2 중량부, 및 항균 추출물 1 내지 3 중량부를 포함하는 것이며,
상기 제2 필름은 고밀도 폴리에틸렌 90 내지 98 중량부 및 무기 입자상 금속 충전제 2 내지 10 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 지방산 금속염은 에루스산, 리놀산, 스테아린산 및 올레인산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 지방산과 망간, 바나듐, 철, 아연, 구리, 코발트, 니켈, 크롬, 및 티타늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속의 염인 것이며,
상기 생분해 촉매제는 페릭 아세틸카바메이트, 알미늄 아세틸카바메이트 및 망간 아세틸카바메이트로 구성된 군에서 선택된 것이며,
상기 생분해 촉매제는 페릭 아세틸카바메이트, 알미늄 아세틸카바메이트 및 망간 아세틸카바메이트로 구성된 군에서 선택된 것이며,
상기 항균 추출물은 용담 추출물이며,
상기 무기 입자상 금속 충전제는 탄산바륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화티탄, 이산화티탄 산화아연, 바륨 술페이트, 칼슘 술페이트, 마그네슘 술페이트, 점토, 카올린, 탈크, 실리카, 규조토, 알루미나, 운모, 유리 분말, 및 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1 필름은 저밀도 폴리에틸렌 80 내지 95 중량부, 지방산 금속염 3 내지 10 중량부, 생분해 촉매제 0.5 내지 2 중량부, 및 항균 추출물 1 내지 3 중량부를 포함하는 것이며,
상기 제2 필름은 고밀도 폴리에틸렌 90 내지 98 중량부 및 무기 입자상 금속 충전제 2 내지 10 중량부를 포함하는 것이며,
상기 지방산 금속염은 에루스산, 리놀산, 스테아린산 및 올레인산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 지방산과 망간, 바나듐, 철, 아연, 구리, 코발트, 니켈, 크롬, 및 티타늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속의 염인 것이며,
상기 생분해 촉매제는 페릭 아세틸카바메이트, 알미늄 아세틸카바메이트 및 망간 아세틸카바메이트로 구성된 군에서 선택된 것이며,
상기 항균 추출물은 용담 추출물이며,
상기 무기 입자상 금속 충전제는 탄산바륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화티탄, 이산화티탄 산화아연, 바륨 술페이트, 칼슘 술페이트, 마그네슘 술페이트, 점토, 카올린, 탈크, 실리카, 규조토, 알루미나, 운모, 유리 분말, 및 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1 필름은 저밀도 폴리에틸렌 90 내지 95 중량부, 지방산 금속염 5 내지 7 중량부, 생분해 촉매제 0.8 내지 1.2 중량부, 및 항균 추출물 1.5 내지 2.5 중량부를 포함하는 것이며,
상기 제2 필름은 고밀도 폴리에틸렌 90 내지 95 중량부 및 무기 입자상 금속 충전제 5 내지 10 중량부를 포함하는 것이며,
상기 지방산 금속염은 스테아린산 망간 또는 올레인산 스트론튬이며,
상기 생분해 촉매제는 페릭 아세틸카바메이트 또는 알미늄 아세틸카바메이트이며,
상기 항균 추출물은 용담 추출물이며,
상기 무기 입자상 금속 충전제는 탄산칼슘, 제올라이트, 실라카, 이산화티탄, 및 탈크로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.
일실시예에 따른 장치는 하드웨어와 결합되어 상술한 방법들 중 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 제어될 수 있다.
실시예의 친환경 아이스팩은 나일론이나 PET를 포함하지 않으며, 두 폴리에틸렌 층이 무용제 라미네이팅(solventless laminating)으로 합지된 친환경 포장재이다. 구체적으로, 재활용이 가능한 비닐류(PE)로 분류될 수 있어, 제조사에 환경 분리배출 등급 정도에 따른 환경 부담금을 줄일수 있다. 나아가 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 뿐만 아니라 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)의 층을 외부에 가짐에 따라 아이스팩 동결시 평평한 모양을 만들기가 유리해 다량 적재 용이하다.
한편, 실시예의 친환경 아이스팩은 낮은 산소투과도 및 수분 투과도를 나타낼 뿐만 아니라 항균 효과도 가짐이 확인되었다.
도 1은 일실시예에 따른 친환경 아이스팩 포장지의 구조를 나타내는 모식도이다.
도 2는 실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 7의 보냉 효과를 측정하기 위하여 시간의 흐름에 따라 온도를 측정한 결과이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
본원의 일 실시예로서 친환경 아이스팩 포장지를 설명한다.
친환경 아이스팩 포장지로서, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)를 포함하는 제1 필름 (10) 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)를 포함하는 제2 필름(20)이 무용제 접착 방식으로 합지된 것을 특징으로 하는, 친환경 아이스팩 포장지이다.
저밀도 폴리에틸렌(LDPE)는 에틸렌을 중합하여 제조하는 합성수지로서 상온에서 투명한 고체(밀도가 0.91~0.94 g/cm2)로 결정화가 낮아 가공성과 유연성, 투명성이 우수해 농업용·포장용 투명필름, 전선피복, 각 종 랩 등의 원료로 사용될 수 있다. 본원의 친환경 아이스팩 포장지에서는 제1 필름으로서 아이스팩 포장지의 내층을 형성할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 필름은 50 내지 90㎛의 두께를 가질 수 있으며, 구체적으로, 상기 제1 필름은 60 내지 80㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 저밀도 폴리에틸렌의 밀도는 0.915 내지 0.925 g/cm2일 수 있다.
제1 필름은 상기 제1 필름은 저밀도 폴리에틸렌 80 내지 95 중량부, 지방산 금속염 3 내지 10 중량부, 생분해 촉매제 0.5 내지 2 중량부, 및 항균 추출물 1 내지 3 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 필름은 저밀도 폴리에틸렌 90 내지 95 중량부, 지방산 금속염 5 내지 7 중량부, 생분해 촉매제 0.8 내지 1.2 중량부, 및 항균 추출물 1.5 내지 2.5 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 지방산 금속염은 에루스산, 리놀산, 스테아린산 및 올레인산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 지방산과 망간, 바나듐, 철, 아연, 구리, 코발트, 니켈, 크롬, 및 티타늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속의 염일 수 있다. 구체적으로, 상기 지방산 금속염은 스테아린산 망간 또는 올레인산 스트론튬일 수 있다. 지방산 금속염은 내수성 및 냉온 효과를 높이는데 효과적일 수 있다.
생분해 촉매제는 산화 생분해제(oxo biodegradable agent)를 의미하며, 자연계에서 열, 광, 효소, 화학 반응 등의 복합적 분해 작용이 이루어져 1차적으로 산화분해가 이루어져 저분자화되고, 2차적으로 미생물에 의한 분해를 야기하는 물질이다.
생분해 촉매제를 함유하는 플라스틱(산화 생분해 플라스틱으로도 칭함) 제품은 일상 사용 조건에서는 분해되지 않고, 일정 조건 하에서만 분해가 발생하는데, 예를 들면 열 및 광분해는 열 및/또는 빛의 존재 하에 68℃ 이상 및 습도 85% 이상에서, 미생물 분해는 미생물의 존재 하에 37℃ 이상 및 습도 85% 이상에서 발생하는 것으로 알려져 있다.
상기 생분해 촉매제는 페릭 아세틸카바메이트, 알미늄 아세틸카바메이트 및 망간 아세틸카바메이트로 구성된 군에서 선택된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 생분해 촉매제는 페릭 아세틸카바메이트 또는 알미늄 아세틸카바메이트일 수 있다.
상기 생분해 촉매제는 페릭 아세틸카바메이트, 알미늄 아세틸카바메이트 및 망간 아세틸카바메이트로 구성된 군에서 선택된 것일 수 있다. 상기 생분해 촉매제는 페릭 아세틸카바메이트 또는 알미늄 아세틸카바메이트일 수 있다.
항균 추출물은 친환경 아이스팩의 항균 효과를 높이기 위해 첨가될 수 있다. 상기 항균 추출물은 용담 (Gentiana　scabra) 추출물일 수 있다. 용담(Gentiana　scabra)은 쌍떡잎식물 합판화군 용담목 용담과의 여러해살이풀이다. 예로부터 향균 및 소염 작용, 소화불량 등의 증상에 사용되었다. 상기 추출물은 용담 껍질로부터 추출될 수 있다. 상기 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합 용매로 추출한 것일 수 있으며, 물 또는 95 % 에탄올로 추출한 것이 바람직하다.
고밀도 폴리에틸렌(HDPE)는 밀도가 높은 에틸렌 중합체 (밀도가 0.94 내지 0.96 g/cm2)로서, 환경호르몬이 검출되지 않은 무독성 친환경 플라스틱이다. 강도가 우수하며 주로 일회용 쇼핑백, 각종 용기, 완구 등을 만들 때 사용될 수 있다. 본 실시예의 친환경 아이스팩 포장지에서는 제2 필름으로서 아이스팩 포장지의 외층을 형성할 수 있다. 이 때 아이스팩 동결시 평평한 모양을 만들기 유리하도록 한다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제2 필름은 20 내지 40 ㎛의 두께를 가질 수 있으며, 구체적으로, 25 내지 35 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 고밀도 폴리에틸렌의 밀도는 0.945 내지 0.955 g/cm2일 수 있다.
상기 제2 필름은 고밀도 폴리에틸렌 90 내지 98 중량부 및 무기 입자상 금속 충전제 2 내지 10 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 필름은 고밀도 폴리에틸렌 90 내지 95 중량부 및 무기 입자상 금속 충전제 5 내지 10 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
무기 입자상 금속 충전제는 제2 필름의 강도를 높일 뿐만 아니라 내수성을 높일 수 있다.
상기 무기 입자상 금속 충전제는 탄산바륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화티탄, 이산화티탄 산화아연, 바륨 술페이트, 칼슘 술페이트, 마그네슘 술페이트, 점토, 카올린, 탈크, 실리카, 규조토, 알루미나, 운모, 유리 분말, 및 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 무기 입자상 금속 충전제는 탄산칼슘, 제올라이트, 실라카, 이산화티탄, 및 탈크로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.
실시예의 친환경 아이스팩 포장재는 제1필름과 제2 필름은 무용제 접착 방식으로 합지된 것을 특징으로 하며, 제1 필름과 제2 필름은 무용제 접착제에 의해 접착될 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 무용제 접착제는 폴리우레탄 프리폴리머(Polyurethane prepolymer)나 이온성 관능기를 갖는 inomer형 폴리우레탄 100중량부에 대하여 4,4'-메틸렌디페닐 디이소시아네이트[4,4'-methylenediphenyl diisocyanate] 1 내지 15 중량부, 폴리이소시아네이트(Polyisocyanate) 15 내지30 중량부, 및 o-(p-이소시아나토벤질)페닐 이소시아네이트[o-(p-Isocyanatobenzyl)phenyl isocyanate] 0.1~2중량부가 혼합된 조성을 갖는 무용제 라미네이트 접착제를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 무용제 접착제는 폴리우레탄 프리폴리머(Polyurethane prepolymer)나 이온성 관능기를 갖는 inomer형 폴리우레탄 100중량부에 대하여 4,4'-메틸렌디페닐 디이소시아네이트[4,4'-methylenediphenyl diisocyanate] 5 내지 10 중량부, 폴리이소시아네이트(Polyisocyanate) 12 내지 20 중량부, 및 o-(p-이소시아나토벤질)페닐 이소시아네이트[o-(p-Isocyanatobenzyl)phenyl isocyanate] 0.1~1중량부가 혼합된 조성일 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 제1 필름, 제2 필름, 및 무용제 접착제의 조성과 LDPE 및 HDPE 층의 밀도 및 두께를 조절하여 아이스팩 포장지로서 우수한 효과를 가질 수 있다.
이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
저밀도 폴리에틸렌 90 중량부, 스테아린산 망간 7 중량부, 패릭 아세틸카바메이트 1 중량부, 및 용담 추출물 2 중량부를 배합한 후 필름 성형기를 이용하여 두께가 70㎛인 제1 LDPE 필름을 제조하였다.
밀도가 0.95g/cm2의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 95 중량부, 탄산칼슘 3 중량부, 제올라이트 2 중량부를 배합한 후 필름 성형기를 이용하여 두께가 30㎛인 제2 HDPE 필름을 제조하였다.
폴리우레탄 프리폴리머(Polyurethane prepolymer) 100중량부에 대하여 4,4'-메틸렌디페닐 디이소시아네이트[4,4'-methylenediphenyl diisocyanate: MDD] 20중량부, 폴리이소시아네이트(Polyisocyanate: PI) 10중량부, o-(p-이소시아나토벤질)페닐 이소시아네이트[o-(p-Isocyanatobenzyl)phenyl isocyanate: oPI] 0.5중량부가 혼합된 조성을 갖는 무용제 접착제를 제조하였다.
제1 필름과 제2 필름은 상기 무용제 접착제를 이용하여 무용제 타입 합지기를 이용하여 합지한 후 압착하여 포장지를 제조하였으며, 상기 제조된 포장지에 냉매인 물을 채우고 밀봉하고 급냉하여 친환경 종이 아이스팩을 제조하였다.
실시예 2 내지 6
실시예 1의 친환경 PE 기반 아이스팩을 제조하되, 표 1에 기재한 바와 같이 조성을 달리하여 제조하였다.
비교예 1
시중에 유통되고 있는 워터비닐류 아이스팩으로서, 나일론과 폴리에틸렌의 재질로 형성된 아이스팩을 준비하였다. 이는 폴리에틸렌 필름에 나일론 필름을 합지시켜 압출 라미네이팅에 의해 제조되는 것으로 알려져 있다.
비교예 2 내지 6
실시예 1의 아이스팩을 제조하되, 표 1에 기재한 바와 같이 조성 또는 제조방법을 달리하여 제조하였다.
비교예 7
시중에 유통되고 있는 젤 아이스팩을 구매하였다.
Figure 112021081023180-pat00001
시험예 1 - 산화생분해성 시험
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6에서 제조된 아이스팩의 포장지를 아래와 같은 방법으로 테스트하였다.
ASTM D5510를 사용하여 시험물질의 열산화로 인한 분자량 손실 정도를 평가하였다.
ASTM D5338에 따라 위 열산화 시험에서 시편의 호기성 생분해 정도와 속도를 판단하였다. 이 시험법에서 시험물질은 퇴비 접종물과 함께 배양되었다.
ASTM D6954는 제품이 식물과 동물의 삶에 미치는 영향을 결정하기 위한 여러가지 육상 및 수생 독성 시험으로서, 산화생분해 테스트 후 최종 처리 매체에서 테스트 물질의 생태학적 영향을 평가하였다.
상기 평가 기준에 모두 합격할 경우 ‘적합’, 어느 하나라도 불합격할 경우 ‘부적합’으로 판정하였다. 판정결과를 하기 표 2에 나타내었다.
시험예 2 - 수분 투과도/산소 투과도 측정
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6에서 제조된 아이스팩의 포장지를 아래와 같은 방법으로 테스트 하였다. 아이스팩의 포장지를 120 x 20mm로 재단하고 ASTM D3985에 따라 산소투과도, ASTM F1249에 따라 수분투과도를 측정하였다.
상기 물성 측정 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
시험예 3 - 냉온 효과
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 7에서 제조된 아이스팩을 박스 내에 보관한 후 1시간 경과 후와 10시간 경과 후의 온도를 측정하였다. 1시간 경과 후와 10시간 경과 후의 온도와 비교하여 온도가 유지되는 경우 "양호"와 온도가 상승한 경우 "부적합"으로 하기 표 2에 나타내었다.
한편, 실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 7의 보냉력을 측정하여 그래프로 표시하였다(도 2).
도 2에 따르면, 실시예 1은 기존의 포장지인 비교예 1 및 7의 아이스팩 성능과 큰 차이가 없게 나타났다. LDPE로 분류될 수 있으므로 재활용성이 우수하다. 반면, 비교예 1의 보냉효과는 실시예 1과 큰 차이가 없었다. 아이스팩의 물은 폐기 가능하나 포장지는 산업 폐기물이므로 문제가 된다. 비교예 7은 보냉이 유지되는 구간이 가장 완만하므로 보냉력이 실시예 1 및 비교예 1보다 우수한 것으로 보인다. 그러나, 포장지 및 젤 모두가 산업 폐기물로서 근시일내에 사양품목이다.
시험예 4 - 항균 효과
KS 0693 - 1990 시험법에 의거 사람의 피부와 비강표면에 일반적으로 존재하는 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)을 균주로 하여 106　마리를 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6에서 제조된 아이스팩에 대해 접종하고 항균도를 측정하였다.
◎ : 미생물의 양 103이하
○ : 미생물의 양 104이하
△ : 미생물의 양 105이하
항균 효과는 표 2와 같이 나타내었다.
산화생분해성 산소투과도(OTR)
cc/m2·day(23℃,0%RH)		 수분투과도(MVTR)
g/m2·day(38℃,90%RH)		 냉온효과 항균효과
실시예 1 적합 0.49 1.06 양호 ◎
실시예 2 적합 0.51 1.12 양호 ◎
실시예 3 적합 0.58 1.08 양호 ◎
실시예 4 적합 0.61 1.24 양호 ◎
실시예 5 적합 0.63 1.19 양호 ◎
실시예 6 적합 0.65 0.97 양호 ◎
비교예 1 부적합 0.75 1.54 양호 O
비교예 2 적합 0.74 1.56 부적합 O
비교예 3 적합 0.91 1.68 부적합 O
비교예 4 적합 0.73 1.56 부적합 △
비교예 5 적합 0.81 1.61 부적합 O
비교예 6 적합 1.10 1.91 부적합 △
상기 표 2를 참고하면, 실시예에 따른 친환경 아이스팩의 포장지는 산화 생분해성이 적합한 것으로 나타났으며, 우수한 산소투과도 (0.7 cc/m2·day 이하) 및 수분투과도 (1.3 g/m2·day 이하)를 보였다. 또한, 실시예에 따른 친환경 아이스팩의 포장지는 10시간 경과 후에도 온도 유지에 있어서 양호함을 나타냈으며, 항균효과 뛰어났다.
해당사항 없음

Claims (3)

  1. 친환경 아이스팩 포장지로서,
    저밀도 폴리에틸렌(LDPE)를 포함하는 제1 필름 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)를 포함하는 제2 필름이 무용제 접착 방식으로 합지된 것으로,
    상기 제1 필름은 저밀도 폴리에틸렌 80 내지 95 중량부, 지방산 금속염 3 내지 10 중량부, 생분해 촉매제 0.5 내지 2 중량부, 및 항균 추출물 1 내지 3 중량부를 포함하는 것이며,
    상기 제2 필름은 고밀도 폴리에틸렌 90 내지 98 중량부 및 무기 입자상 금속 충전제 2 내지 10 중량부를 포함하는 것이며,
    상기 지방산 금속염은 에루스산, 리놀산, 스테아린산 및 올레인산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 지방산과 망간, 바나듐, 철, 아연, 구리, 코발트, 니켈, 크롬, 및 티타늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속의 염인 것이며,
    상기 생분해 촉매제는 페릭 아세틸카바메이트, 알미늄 아세틸카바메이트 및 망간 아세틸카바메이트로 구성된 군에서 선택된 것이며,
    상기 항균 추출물은 용담 추출물이며,
    상기 무기 입자상 금속 충전제는 탄산바륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화티탄, 이산화티탄 산화아연, 바륨 술페이트, 칼슘 술페이트, 마그네슘 술페이트, 점토, 카올린, 탈크, 실리카, 규조토, 알루미나, 운모, 유리 분말, 및 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 것이며,
    상기 무용제 접착은 폴리우레탄 프리폴리머(Polyurethane prepolymer)나 이온성 관능기를 갖는 inomer형 폴리우레탄 100중량부에 대하여 4,4'-메틸렌디페닐 디이소시아네이트[4,4'-methylenediphenyl diisocyanate] 5 내지 10 중량부, 폴리이소시아네이트(Polyisocyanate) 12 내지 20 중량부, 및 o-(p-이소시아나토벤질)페닐 이소시아네이트[o-(p-Isocyanatobenzyl)phenyl isocyanate] 0.1 내지 1중량부가 혼합된 무용제 접착제에 의한 것을 특징으로 하는, 친환경 아이스팩 포장지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 필름은 저밀도 폴리에틸렌 90 내지 95 중량부, 지방산 금속염 5 내지 7 중량부, 생분해 촉매제 0.8 내지 1.2 중량부, 및 항균 추출물 1.5 내지 2.5 중량부를 포함하는 것이며,
    상기 제2 필름은 고밀도 폴리에틸렌 90 내지 95 중량부 및 무기 입자상 금속 충전제 5 내지 10 중량부를 포함하는 것이며,
    상기 지방산 금속염은 스테아린산 망간 또는 올레인산 스트론튬이며,
    상기 생분해 촉매제는 페릭 아세틸카바메이트 또는 알미늄 아세틸카바메이트이며,
    상기 항균 추출물은 용담 추출물이며,
    상기 무기 입자상 금속 충전제는 탄산칼슘, 제올라이트, 실라카, 이산화티탄, 및 탈크로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 친환경 아이스팩 포장지.

  3. 삭제
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