KR102490787B1 - Coating agent and barrier film comprising the same - Google Patents

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KR102490787B1
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최영주
이슬비
조소현
임은수
윤찬석
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(주)에버켐텍
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Abstract

The present invention relates to a coating agent capable of realizing a barrier film having excellent mechanical properties while having low oxygen permeability and water permeability, and the barrier film comprising the same. The coating agent of the present invention includes a crosslinked protein containing a crosslinked link between an amide group site of glutamine and an amino group site of lysine by a transglutaminase crosslinking agent.

Description

코팅제 및 이를 포함하는 배리어 필름{COATING AGENT AND BARRIER FILM COMPRISING THE SAME}Coating agent and barrier film containing the same {COATING AGENT AND BARRIER FILM COMPRISING THE SAME}

본 발명은 코팅제 및 이를 포함하는 배리어 필름에 관한 것이다.The present invention relates to a coating agent and a barrier film including the coating agent.

일반적으로 식품이 미생물, 광선, 산소, 화학물질 등의 작용에 의해 저분자 물질로 분해되고 이로 인해 맛, 냄새, 색, 외관 등이 본래의 품질을 잃어버리게 되는 현상을 변질 또는 열화라고 한다. 이러한 현상의 억제를 위해서는 위생적인 제조공정을 통하여 미생물 및 화학 물질의 오염을 최소화 해야 하며, 유통 중 식품 내용물에 영향을 주는 열화 인자(광선, 수분, 산소 등)로부터 내용물의 접촉을 최소화하는 것이 관건이다.In general, food is decomposed into low-molecular substances by the action of microorganisms, light, oxygen, chemicals, etc., and as a result, the original quality of taste, smell, color, appearance, etc. is lost, which is called deterioration or deterioration. In order to suppress this phenomenon, contamination of microorganisms and chemicals must be minimized through a hygienic manufacturing process, and the key is to minimize contact of the contents from deterioration factors (light, moisture, oxygen, etc.) that affect food contents during distribution. to be.

특히, 내용물의 수분함량과 포장내부의 산소농도는 미생물의 성장과 내용물 산패에 직접적인 영향을 주게 되므로 식품내용물의 안정적인 저장과 유통을 위한 적정한 수준의 수분 및 산소 차단성을 갖는 포장재의 선택과 적용은 가공식품의 개발에 있어 매우 중요한 요소이다.In particular, the moisture content of the contents and the oxygen concentration inside the package directly affect the growth of microorganisms and the rancidity of the contents, so the selection and application of packaging materials with appropriate moisture and oxygen barrier properties for the stable storage and distribution of food contents are essential. It is a very important factor in the development of processed foods.

현재 식품포장 분야에서 통상적으로 사용되고 있는 합성수지 필름은 주로 범용 소재인 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리아크릴로나이트릴(PAN) 등이 있으며, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐리덴클로라이드(PVDC), 에틸렌비닐알코올(EVOH), 폴리아마이드(PA) 등의 고분자를 용제형 코팅제로 제조한 후 전술한 기재 위에 박막 코팅을 시행하여 최종 포장 필름을 제조하고 있으며, 최종적으로 PP/EVOH/Nylon, PP/Nylon/Al foil/PET 등의 다층 구조로 다양한 복합 필름 형태를 제조하여 제품 특성에 맞는 차단성을 부여하고 있다.Currently, synthetic resin films commonly used in the food packaging field are mainly general-purpose materials such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), and polyacrylonitrile (PAN). After manufacturing polymers such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinylidene chloride (PVDC), ethylene vinyl alcohol (EVOH), and polyamide (PA) as a solvent-based coating agent, thin film coating is applied on the above-mentioned substrate for final packaging Films are manufactured, and finally, various composite film types are manufactured with a multi-layer structure such as PP/EVOH/Nylon, PP/Nylon/Al foil/PET, etc., to give barrier properties suitable for product characteristics.

하지만, 현재 코팅액으로 주로 사용되고 있는 EVOH, PVDC 등의 고분자는 낮은 용해도로 인하여 높은 함량의 유기용제를 함유한 용제형 코팅제가 대부분이며, 이러한 코팅제는 낮은 경제성뿐만 아니라, 대량의 VOC 방출에 따른 환경 문제 및 복합 필름 제조 노동자의 건강, 안전성 측면에서 지속적인 문제를 유발하고 있다. 이에 친환경적이고 안전성이 높은 수계용 코팅제 및 이를 이용한 복합필름의 대체 개발 필요성이 매우 높은 현실이다. 이에 따라, 천연물 유래의 생고분자 물질을 사용하여 기존의 플라스틱 필름을 대체하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 천연물 유래의 생고분자 물질을 사용하여 코팅제로는 탄수화물, 단백질, 지질 등이 사용되고 있다.However, polymers such as EVOH and PVDC, which are currently mainly used as coating liquids, are mostly solvent-type coatings containing a high content of organic solvents due to their low solubility. And it is causing continuous problems in terms of health and safety of composite film manufacturing workers. Accordingly, there is a very high need for development of an eco-friendly and safe water-based coating agent and a composite film using the same. Accordingly, research on replacing existing plastic films using biopolymers derived from natural products is being actively conducted. Carbohydrates, proteins, lipids, etc. are used as coating agents using biopolymers derived from natural products.

다만, 기존에 코팅제에 적용되는 천연물 기반의 단백질은 낮은 분자량을 가지고 있어, 제조된 필름의 기계적 물성이 저하되는 문제가 있었으며, 수분에 취약한 문제점이 있었다.However, natural-based proteins conventionally applied to coatings have a low molecular weight, and thus there is a problem in that the mechanical properties of the produced film are deteriorated and it is vulnerable to moisture.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 식품 포장재에 적합한 물성을 가지는 배리어 필름을 구현할 수 있는 코팅제 및 이를 포함하는 배리어 필름을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a coating agent capable of realizing a barrier film having physical properties suitable for food packaging materials and a barrier film including the same.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시상태는, 효소 가교제에 의한 글루타민의 아미드기 사이트와 라이신의 아미노기 사이트의 가교 결합을 함유하는 가교된 단백질을 포함하는 코팅제를 제공한다.One embodiment of the present invention provides a coating agent comprising a cross-linked protein containing a cross-linking of the amide group site of glutamine and the amino group site of lysine by an enzymatic cross-linking agent.

또한, 본 발명의 일 실시상태는, 기재; 및 상기 기재의 적어도 일면 상에 구비되며, 상기 코팅제를 포함하는 배리어층;을 포함하는 배리어 필름을 제공한다.In addition, an exemplary embodiment of the present invention, a substrate; and a barrier layer provided on at least one surface of the substrate and including the coating agent.

본 발명의 일 실시상태에 따른 코팅제는 낮은 산소투과 및 수분투과도 물성을 가지는 배리어층을 효과적으로 구현할 수 있다.The coating agent according to one embodiment of the present invention can effectively implement a barrier layer having low oxygen permeation and water permeability properties.

본 발명의 일 실시상태에 따른 코팅제는 강도 및 내구성 등의 기계적 물성이 우수한 배리어층을 효과적으로 구현할 수 있다.The coating agent according to one embodiment of the present invention can effectively implement a barrier layer having excellent mechanical properties such as strength and durability.

본 발명의 일 실시상태에 따른 배리어 필름은 낮은 산소투과 및 수분투과도 물성 가짐과 동시에 기계적 물성이 우수할 수 있다.The barrier film according to an exemplary embodiment of the present invention may have low oxygen permeation and water permeability and excellent mechanical properties.

본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 효소 가교제를 통해 글루타민의 아미드기 사이트와 라이신의 아미노기 사이트가 가교 결합하는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a는 실시예 1에서 제조된 배리어층의 IR 스펙트럼을 측정한 결과를 나타낸 것이고, 도 2b는 비교예 1에서 제조된 배리어층의 IR 스펙트럼을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 3a는 실시예 1에서 제조된 배리어 필름의 산소 배리어성 평가 시간에 따른 산소 투과도를 나타낸 도면이고, 도 3b는 실시예 2에서 제조된 배리어 필름의 산소 배리어성 평가 시간에 따른 산소 투과도를 나타낸 도면이고, 도 3c는 비교예 1에서 제조된 배리어 필름의 산소 배리어성 평가 시간에 따른 산소 투과도를 나타낸 도면이고, 도 3d는 비교예 2에서 제조된 배리어 필름의 산소 배리어성 평가 시간에 따른 산소 투과도를 나타낸 도면이다.
1 is a diagram schematically illustrating cross-linking between an amide group site of glutamine and an amino group site of lysine through an enzymatic cross-linking agent according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 2a shows the result of measuring the IR spectrum of the barrier layer prepared in Example 1, Figure 2b shows the result of measuring the IR spectrum of the barrier layer prepared in Comparative Example 1.
Figure 3a is a view showing the oxygen permeability according to the oxygen barrier property evaluation time of the barrier film prepared in Example 1, Figure 3b is a view showing the oxygen permeability according to the oxygen barrier property evaluation time of the barrier film prepared in Example 2 3c is a view showing the oxygen permeability according to the oxygen barrier property evaluation time of the barrier film prepared in Comparative Example 1, and FIG. 3d is the oxygen permeability according to the oxygen barrier property evaluation time of the barrier film prepared in Comparative Example 2 is the drawing shown.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Throughout the present specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the present specification, when a member is said to be located “on” another member, this includes not only a case where a member is in contact with another member, but also a case where another member exists between the two members.

본원 명세서 전체에서, 단위 "중량부"는 각 성분간의 중량의 비율을 의미할 수 있다.Throughout the present specification, the unit "parts by weight" may mean the ratio of the weight of each component.

본원 명세서 전체에서, “층”은 “필름, 연신 시트, 무연신 시트, 또는 이와 유사한 형태”를 포함하는 광의의 개념을 나타낸다.Throughout this specification, “layer” represents a broad concept including “film, stretched sheet, unstretched sheet, or similar form”.

본원 명세서 전체에서, “코팅제”는 코팅층(배리어층)을 형성할 수 있는 것으로, 코팅 조성물로도 지칭될 수 있다.Throughout the present specification, “coating agent” is capable of forming a coating layer (barrier layer), and may also be referred to as a coating composition.

이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 실시상태는, 효소 가교제에 의한 글루타민의 아미드기 사이트와 라이신의 아미노기 사이트의 가교 결합을 함유하는 가교된 단백질을 포함하는 코팅제를 제공한다.One embodiment of the present invention provides a coating agent comprising a cross-linked protein containing a cross-linking of the amide group site of glutamine and the amino group site of lysine by an enzymatic cross-linking agent.

본 발명의 일 실시상태에 따른 코팅제는 낮은 산소투과 및 수분투과도 물성을 가지는 배리어층을 효과적으로 구현할 수 있다. 본 발명의 일 실시상태에 따른 코팅제는 강도 및 내구성 등의 기계적 물성이 우수한 배리어층을 효과적으로 구현할 수 있다.The coating agent according to one embodiment of the present invention can effectively implement a barrier layer having low oxygen permeation and water permeability properties. The coating agent according to one embodiment of the present invention can effectively implement a barrier layer having excellent mechanical properties such as strength and durability.

단백질은 아미노산(amino acid)이라고 하는 비교적 단순한 분자들이 연결되어 만들어진 복잡한 분자를 의미한다. 단백질을 이루고 있는 아미노산에는 약 20 종류가 있는데, 이 아미노산들은 펩티드 결합이라는 화학결합을 통해 서로 연결되어 폴리펩티드(polypeptide)를 만든다. 펩티드 결합(Peptide bond, -O=C-NH-)은 카복실기와 아미노기가 반응하여 형성되는 화학결합으로 아민기 사이트를 포함하고 있다.Protein is a complex molecule made up of relatively simple molecules called amino acids. There are about 20 types of amino acids that make up proteins, and these amino acids are connected to each other through chemical bonds called peptide bonds to make polypeptides. A peptide bond (-O=C-NH-) is a chemical bond formed by the reaction between a carboxyl group and an amino group, and contains an amine group site.

상기 아민기 사이트는 수소결합 가능한 친수성 부분으로, 아민기 사이트가 그대로 존재하는 단백질이 포함된 코팅제는 수분차단 특성이 저하되며, 도포 후 건조 시에 코팅제의 끓는점(Boiling Point, B.P)이 높아짐에 따라 건조가 느려져 생산성이 낮아지는 문제점이 있다.The amine group site is a hydrophilic part capable of hydrogen bonding, and the coating agent containing the protein in which the amine group site exists as it is decreases the moisture barrier property, and the boiling point (B.P) of the coating agent increases when dried after application. There is a problem that drying is slow and productivity is lowered.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 가교된 단백질은, 후술하는 원료 단백질에 함유된 글루타민의 아미드기 사이트와 라이신의 아미노기 사이트가 상기 효소 가교제를 통해 이소펩티드 결합을 형성하며 가교된 것일 수 있다. 즉, 상기 코팅제에 포함된 단백질의 경우, 원료 단백질에 존재하는 아민기 사이트를 최소화하여, 상기 코팅제의 산소차단 특성 및 수분차단 특성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the cross-linked protein may be one in which an amide group site of glutamine and an amino group site of lysine contained in a raw protein to be described later form an isopeptide bond through the enzyme cross-linking agent and cross-link it. That is, in the case of proteins included in the coating agent, the oxygen barrier properties and moisture barrier properties of the coating agent can be effectively improved by minimizing the amine group site present in the raw protein.

도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 효소 가교제를 통해 글루타민의 아미드기 사이트와 라이신의 아미노기 사이트가 가교 결합하는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating cross-linking between an amide group site of glutamine and an amino group site of lysine through an enzymatic cross-linking agent according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 효소 가교제는 적어도 트랜스글루타미나제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 효소 가교제는 트랜스글루타미나제일 수 있다. 특히, 효소 가교제로서 트랜스글루타미나제는 글루타민의 아미드기 사이트와 라이신의 아미노기 사이트를 효과적이고 안정적으로 가교시킬 수 있다. 도 1을 참고하면, 효소 가교제인 트랜스글루타미나제(TG)는 원료 단백질에 함유된 글라타민(Gln)의 γ-카르복스아미드기(-(C=O)NH2)와 라이신(Lys)의 ε-아미노기(-NH2)사이에 이소펩티드 결합을 형성하여, 원료 단백질들을 가교시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the enzyme cross-linking agent may include at least transglutaminase. Specifically, the enzyme cross-linking agent may be transglutaminase. In particular, as an enzyme crosslinking agent, transglutaminase can effectively and stably crosslink the amide group site of glutamine and the amino group site of lysine. Referring to FIG. 1, transglutaminase (TG), an enzyme cross-linking agent, is composed of a γ-carboxamide group (-(C=O)NH 2 ) and lysine (Lys) of glutamine (Gln) contained in raw protein. By forming an isopeptide bond between the ε-amino groups (-NH 2 ) of, raw proteins can be cross-linked.

상기 효소 가교제를 통해 가교된 단백질은, 노출되는 아민기 사이트가 가교를 통해 감소되어, 단백질의 친수성 부분이 상대적으로 소수화될 수 있다. 이를 통해, 상기 가교된 단백질을 포함하는 상기 코팅제의 수분 투과도 및 산소 투과도를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 나아가, 상기 코팅제의 도포 후에 빠른 건조가 가능하여 배리어 필름의 생산성을 증대시킬 수 있고, 끓는점이 낮은 용매에도 가교된 단백질의 분산이 용이하여 가공성이 향상될 수 있는 이점이 있다. 나아가, 상기 코팅제를 이용하여 제조된 배리어층은 필름에 대한 층간 강도가 향상될 수 있다.In the protein cross-linked through the enzymatic cross-linking agent, exposed amine groups are reduced through cross-linking, so that the hydrophilic portion of the protein can be relatively hydrophobic. Through this, the water permeability and oxygen permeability of the coating agent including the cross-linked protein can be effectively reduced. Furthermore, there are advantages in that rapid drying is possible after application of the coating agent, thereby increasing productivity of the barrier film, and improving processability by facilitating dispersion of the crosslinked protein even in a solvent with a low boiling point. Furthermore, the barrier layer prepared using the coating agent may have improved interlayer strength with respect to the film.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 가교된 단백질은, 상기 효소 가교제를 포함하는 효소 가교제 분산액과 원료 단백질을 포함하는 단백질 용액의 혼합물의 반응 생성물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅제는 효소 가교제 분산액과 단백질 용액의 혼합물의 반응 생성물을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 가교된 단백질은 상기 원료 단백질이 상기 효소 가교제를 통해 가교된 것일 수 있다. 상기 가교된 단백질을 형성하기 위하여, 상기 혼합물을 40 ℃ 이상 60 ℃ 이하의 온화한 조건에서, 1 시간 이상 3 시간 이하의 시간 동안 반응시킬 수 있다. 전술한 조건에서, 상기 혼합물의 효소 가교 반응이 활성화되어 상기 가교된 단백질을 효과적으로 수득할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the cross-linked protein may include a reaction product of a mixture of an enzyme cross-linking agent dispersion containing the enzyme cross-linking agent and a protein solution containing the raw protein. Specifically, the coating agent may include a reaction product of a mixture of an enzyme crosslinking agent dispersion and a protein solution. More specifically, the cross-linked protein may be obtained by cross-linking the source protein through the enzyme cross-linking agent. In order to form the cross-linked protein, the mixture may be reacted for a time of 1 hour or more and 3 hours or less under mild conditions of 40 ° C. or more and 60 ° C. or less. Under the above conditions, the enzymatic cross-linking reaction of the mixture is activated to effectively obtain the cross-linked protein.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 원료 단백질은, 분리유청단백질 (9410 WPI), 농축유청단백질 (8000 WPC), 대두단백질 (soy protein isolate, SPI), 쌀단백질 (rice protein isolate, RPI), 오트단백질 (oat protein isolate, OPI), 완두단백질 (pea protein isolate, PPI), 카제인 (Casein), 카제인나트륨 (Sodium caseinate), 옥수수단백질 (Corn zein), 젤라틴 (Gelatin) 및 밀 단백질 (Gluten) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the raw protein is whey protein isolate (9410 WPI), whey protein concentrate (8000 WPC), soy protein isolate (SPI), rice protein isolate (RPI), Among oat protein isolate (OPI), pea protein isolate (PPI), casein, sodium caseinate, corn zein, gelatin and wheat protein (Gluten) may contain at least one.

상기 단백질은 천연물 유래의 단백질로 친환경적이며 안정성이 높은 장점이 있다. 따라서, 식품, 의약품 및 생활용품과 같이 소비자의 안전성과 직접적으로 연관된 제품의 포장필름 코팅제로 사용되기에 높은 적합성을 갖는다.The protein is a natural product-derived protein and has advantages of being environmentally friendly and having high stability. Therefore, it has high suitability to be used as a packaging film coating agent for products directly related to consumer safety, such as food, medicine, and household goods.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 단백질 용액 100 중량부 기준으로, 상기 원료 단백질의 함량은 1 중량부 이상 15 중량부 이하, 5 중량부 이상 15 중량부 이하, 또는 7 중량부 이상 10 중량부 이하일 수 있다. 상기 단백질 용엑에 포함된 상기 원료 단백질의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 상기 가교된 단백질을 포함하는 상기 코팅제의 수분 차단 성능 및 산소 차단 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 코팅제를 이용하여 제조한 배리어층의 내구성 및 강도 등의 기계적 물성이 저하되는 것을 억제할 수 있다. 나아가, 상기 코팅제를 이용하여 제조된 배리어층은 필름에 대한 층간 강도가 향상될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, based on 100 parts by weight of the protein solution, the content of the raw protein is 1 part by weight or more and 15 parts by weight or less, 5 parts by weight or more and 15 parts by weight or less, or 7 parts by weight or more 10 parts by weight. may be below. When the content of the raw protein contained in the protein solution is within the above range, the water barrier performance and oxygen barrier performance of the coating agent containing the cross-linked protein can be effectively improved. In addition, it is possible to suppress deterioration of mechanical properties such as durability and strength of the barrier layer prepared using the coating agent. Furthermore, the barrier layer prepared using the coating agent may have improved interlayer strength with respect to the film.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 효소 가교제 분산액 100 중량부 기준으로, 상기 효소 가교제의 함량은 0.1 중량부 이상 10 중량부 이하, 0.5 중량부 이상 5 중량부 이하, 또는 1 중량부 이상 3 중량부 이하일 수 있다. 상기 효소 가교제 분산액에 포함된 상기 효소 가교제의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 상기 원료 단백질의 가교 반응을 안정적이고 충분히 진행할 수 있다. 이를 통해, 상기 가교된 단백질은 소수성이 충분히 보완되어, 상기 코팅제의 수분 투과도 및 산소 투과도를 효과적으로 낮출 수 있고, 코팅제의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 상기 코팅제를 이용하여 제조된 배리어층은 필름에 대한 층간 강도가 향상될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, based on 100 parts by weight of the enzyme crosslinking agent dispersion, the content of the enzyme crosslinking agent is 0.1 part by weight or more and 10 parts by weight or less, 0.5 parts by weight or more and 5 parts by weight or less, or 1 part by weight or more 3 parts by weight. may be less than When the content of the enzyme cross-linking agent included in the dispersion of the enzyme cross-linking agent is within the above-mentioned range, the cross-linking reaction of the raw protein can be stably and sufficiently proceeded. Through this, the hydrophobicity of the cross-linked protein is sufficiently supplemented, so that the water permeability and oxygen permeability of the coating agent can be effectively lowered, and mechanical properties of the coating agent can be improved. Furthermore, the barrier layer prepared using the coating agent may have improved interlayer strength with respect to the film.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 혼합물에 포함된 원료 단백질과 상기 효소 가교제의 중량비는 100:0.1 내지 100:10일 수 있다. 구체적으로, 상기 혼합물에 포함된 고형분인 원료 단백질과 효소 가교제의 중량비는 100:0.1 내지 100:10, 100:0.1 내지 100:5, 100:0.1 내지 100:3, 또는 100:0.1 내지 100:1일 수 있다. 상기 혼합물에 포함된 상기 원료 단백질과 상기 효소 가교제의 중량비를 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 원료 단백질의 가교 반응을 안정적이고 충분히 진행할 수 있고, 상기 가교된 단백질을 포함하는 상기 코팅제의 수분 차단 성능 및 산소 차단 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 코팅제를 이용하여 제조된 배리어층은 필름에 대한 층간 강도가 향상될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the weight ratio of the raw protein and the enzyme cross-linking agent included in the mixture may be 100:0.1 to 100:10. Specifically, the weight ratio of the raw material protein and the enzyme cross-linking agent, which are solids, in the mixture is 100:0.1 to 100:10, 100:0.1 to 100:5, 100:0.1 to 100:3, or 100:0.1 to 100:1. can be By adjusting the weight ratio of the raw protein and the enzymatic crosslinking agent included in the mixture within the above-mentioned range, the crosslinking reaction of the raw protein can be stably and sufficiently proceeded, and the moisture barrier performance of the coating agent containing the crosslinked protein and The oxygen barrier performance can be effectively improved. In addition, the barrier layer prepared using the coating agent may have improved interlayer strength with respect to the film.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 혼합물은 가소제를 더 포함할 수 있다. 상기 가소제로서 당업계에서 사용되는 것을 제한 없이 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 가소제는 소르비톨(Sorbitol), 프룩토오스(Fructose), 수크로오스(Sucrose), 만니톨(Mannitol), 프로필렌글리콜(Propylene glycol), 글리세롤(Glycerol) 및 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol, PEG200, PEG400, PEG600 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the mixture may further include a plasticizer. As the plasticizer, those used in the art may be used without limitation. For example, the plasticizer may include sorbitol, fructose, sucrose, mannitol, propylene glycol, glycerol, and polyethylene glycol (PEG200, PEG400). , PEG600, etc.).

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 가소제의 함량은 상기 원료 단백질 100 중량부에 대하여 20 중량부 이상 130 중량부 이하, 50 중량부 이상 120 중량부 이하, 또는 80 중량부 이상 110 중량부 이하일 수 있다. 상기 가소제의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 상기 코팅제의 코팅성이 향상될 수 있고, 코팅제를 이용하여 제조된 배리어층의 외관, 기계적 물성 및 산소 차단 성능이 보다 개선될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the plasticizer may be 20 parts by weight or more and 130 parts by weight or less, 50 parts by weight or more and 120 parts by weight or less, or 80 parts by weight or more and 110 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the raw protein. there is. When the content of the plasticizer is within the above range, the coatability of the coating agent may be improved, and the appearance, mechanical properties, and oxygen barrier performance of the barrier layer prepared using the coating agent may be further improved.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅제는 왁스 및 지방산 중 적어도 하나를 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 혼합물은 상기 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 왁스, 지방산은 소수성 물질로 코팅제의 소수성을 보완하는 역할을 할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the coating agent may further include an additive including at least one of a wax and a fatty acid. Specifically, the mixture may further include the additive. The wax and fatty acids are hydrophobic substances and may play a role of supplementing the hydrophobicity of the coating agent.

상기 왁스는 천연 왁스일 수 있고, 구체적인 예로는 비즈왁스, 카나우바왁스, 쌀겨왁스, 칸델릴라왁스 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 지방산의 구체적인 예로는, 팔미트산(Palmitic acid), 스테아르산(Stearic acid), 라우르산(Lauric acid) 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The wax may be a natural wax, and specific examples include beeswax, carnauba wax, rice bran wax, and candelilla wax, but are not limited thereto. Specific examples of the fatty acids include, but are not limited to, palmitic acid, stearic acid, and lauric acid.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 혼합물에 포함된 상기 첨가제의 함량은, 상기 단백질 용액 100 중량부에 대하여, 0.01 중량부 이상 100 중량부 이하, 0.1 중량부 이상 50 중량부 중량부 이하, 또는 0.1 중량부 이상 20 중량부 이하일 수 있다. 상기 왁스 또는 지방산이 첨가되는 함량이 전술한 범위인 경우, 상기 코팅제에 소수성을 충분히 부여하여 수분 차단 성능을 향상시킬 수 있고, 액상 안정성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the additive included in the mixture is 0.01 part by weight or more and 100 parts by weight or less, 0.1 part by weight or more and 50 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the protein solution, or It may be 0.1 parts by weight or more and 20 parts by weight or less. When the amount of the wax or fatty acid added is within the above-mentioned range, hydrophobicity is sufficiently imparted to the coating agent to improve moisture barrier performance and suppress deterioration in liquid phase stability.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅제는 배리어 코팅제일 수 있다. 배리어 코팅제는 배리어(barrier)특성을 갖는 코팅제를 말하며, 배리어 특성이라 함은 산소 및 수분에 대한 차단 특성을 의미할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the coating agent may be a barrier coating agent. The barrier coating refers to a coating agent having barrier properties, and the barrier properties may mean barrier properties against oxygen and moisture.

본 발명의 일 실시상태는, 기재; 및 상기 기재의 적어도 일면 상에 구비되며, 상기 코팅제를 포함하는 배리어층;을 포함하는 배리어 필름을 제공한다.An exemplary embodiment of the present invention is a substrate; and a barrier layer provided on at least one surface of the substrate and including the coating agent.

본 발명의 일 실시상태에 따른 배리어 필름은 낮은 산소투과 및 수분투과도 물성 가짐과 동시에 기계적 물성이 우수할 수 있다.The barrier film according to an exemplary embodiment of the present invention may have low oxygen permeation and water permeability and excellent mechanical properties.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 기재의 두께는 10 ㎛ 이상 60 ㎛ 이하이고, 상기 배리어층의 두께는 0.5 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 배리어 필름에서 상기 기재와 상기 배리어층의 두께가 전술한 범위 내인 경우, 상기 배리어 필름은 낮은 산소투과 및 수분투과도 물성 가짐과 동시에 기계적 물성이 우수할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the substrate may have a thickness of 10 μm or more and 60 μm or less, and the barrier layer may have a thickness of 0.5 μm or more and 5 μm or less. When the thicknesses of the substrate and the barrier layer in the barrier film are within the aforementioned range, the barrier film may have low oxygen permeation and moisture permeability and excellent mechanical properties.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 저밀도폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리이미드, 연신폴리프로필렌, 무연신폴리프로필렌, 이축연신폴리프로필렌, 폴리에틸렌 2,6-디카르복실나프탈레이트, 폴리에테르설폰, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 나일론, 폴리카프로락톤, 폴리하이드록시알카노에이트, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트, 폴리락틱산 및 종이 중 어느 하나일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the substrate is polyethylene terephthalate, low density polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyimide, stretched polypropylene, unstretched polypropylene, biaxially stretched polypropylene, polyethylene 2 ,6-dicarboxylnaphthalate, polyethersulfone, polyester, polystyrene, nylon, polycaprolactone, polyhydroxyalkanoate, polybutylene adipate terephthalate, polylactic acid, and paper. .

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 배리어층은 상기 기재에 직접 접하여 구비되거나, 또는 접착제나 접착 필름을 통하여 상기 기재 상에 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 기재 상에 상기 코팅제를 도포하고 건조하여, 상기 기재 상에 상기 배리어층을 형성할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the barrier layer may be provided in direct contact with the substrate or provided on the substrate through an adhesive or an adhesive film. For example, the coating agent may be applied on the substrate and dried to form the barrier layer on the substrate.

상기 코팅제를 도포하는 코팅방법으로, 스프레이 코팅(Spray coating), 스핀 코팅(Spin coating), 딥코팅(Dipping coating), 그라비아 코팅(Gravure coating), 마이크로 그라비아 코팅(Micro gravure coating), 다이 코팅(Die coating), 콤마 코팅(Comma coating), 나이프 코팅(Knife coating), 다이렉트 코팅(Directcoating), 바코팅(Bar coating) 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As a coating method for applying the coating agent, spray coating, spin coating, dip coating, gravure coating, micro gravure coating, die coating coating), comma coating, knife coating, direct coating, bar coating, etc. may be used, but is not limited thereto.

또한, 어플리케이터(applicator)를 이용하여 코팅제를 도포할 수 있으며, 도막 두께는 산소 및 수분 차단성을 나타내는 상기 두께 범위 내에서는 얇을수록 경제적인 측면 및 작업 공정상 유리하다.In addition, the coating agent can be applied using an applicator, and the thinner the coating film thickness within the above thickness range showing oxygen and moisture barrier properties, the more advantageous it is in terms of economy and work process.

이후, 코팅제가 도포된 기재를 열풍 건조기를 이용하여, 100 ℃ 이상 120 ℃ 이하에서 3분 내지 10분 동안 건조시킬 수 있고, 구체적으로 110 ℃ 이상 120 ℃ 이하에서 3분 내지 5분 동안 건조시킬 수 있다.Thereafter, the substrate coated with the coating agent may be dried for 3 to 10 minutes at 100 ° C. or higher and 120 ° C. or lower using a hot air dryer, and specifically, at 110 ° C. or higher and 120 ° C. for 3 to 5 minutes. there is.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 배리어 필름의 산소투과도는 0.4 cc/m2*day 이하, 0.35 cc/m2*day 이하, 0.3 cc/m2*day 이하, 0.2 cc/m2*day 이하, 또는 0.1 cc/m2*day 이하일 수 있다. 또한, 상기 배리어 필름의 산소투과도는 0.1 cc/m2*day 이상, 0.2 cc/m2*day 이상, 또는 0.3 cc/m2*day 이상일 수 있다. 전술한 범위의 산소투과도를 가지는 상기 배리어 필름은 산소 차단 성능이 우수할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the oxygen permeability of the barrier film is 0.4 cc/m 2 *day or less, 0.35 cc/m 2 *day or less, 0.3 cc/m 2 *day or less, 0.2 cc/m 2 *day or less, or 0.1 cc/m 2 *day or less. In addition, the oxygen permeability of the barrier film may be 0.1 cc/m 2 *day or more, 0.2 cc/m 2 *day or more, or 0.3 cc/m 2 *day or more. The barrier film having an oxygen permeability within the aforementioned range may have excellent oxygen barrier performance.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 배리어 필름의 수분투과도는 5 g/m2*day 이하, 4 g/m2*day 이하, 3.5 g/m2*day 이하, 3 g/m2*day 이하, 또는 2.5 g/m2*day 이하일 수 있다. 또한, 상기 배리어 필름의 수분투과도는 2 g/m2*day 이상, 2.5 g/m2*day 이상, 또는 3 g/m2*day 이상일 수 있다. 전술한 범위의 수분투과도를 가지는 상기 배리어 필름은 수분 차단 성능이 우수할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the water permeability of the barrier film is 5 g/m 2 *day or less, 4 g/m 2 *day or less, 3.5 g/m 2 *day or less, 3 g/m 2 *day or less or less, or 2.5 g/m 2 *day or less. In addition, the water permeability of the barrier film may be 2 g/m 2 *day or more, 2.5 g/m 2 *day or more, or 3 g/m 2 *day or more. The barrier film having a moisture permeability within the aforementioned range may have excellent moisture barrier performance.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 배리어 필름은 산소 및 수분을 차단해야 하는 식품, 의약품 및 생활용품 등의 포장 필름으로 이용될 수 있으며, 산소 차단성과 수분 차단성이 우수하여 단층 필름으로 상용화 가능하다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the barrier film can be used as a packaging film for foods, medicines, and household items that must block oxygen and moisture, and can be commercialized as a single-layer film due to its excellent oxygen barrier and moisture barrier properties. Do.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to explain the present invention in detail. However, embodiments according to the present invention can be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments herein are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

실시예Example

실시예 1: 코팅제 및 배리어 필름의 제조Example 1: Preparation of coating agent and barrier film

효소가교제로서 트랜스글루타미나제 1 g을 증류수 99 g에 투입하고, 10 분간 교반하여 효소 가교제 분산액을 제조하였다.As an enzyme cross-linking agent, 1 g of transglutaminase was added to 99 g of distilled water and stirred for 10 minutes to prepare an enzyme cross-linking agent dispersion.

원료 단백질로서 유청단백질 8 g을 증류수 92 g에 천천히 첨가하면서 교반하여 단백질 용액을 제조하였다. 이후, 가소제로서 소르비톨 8 g을 단백질 용액에 첨가하였다.8 g of whey protein as raw protein was slowly added to 92 g of distilled water while stirring to prepare a protein solution. Then, 8 g of sorbitol as a plasticizer was added to the protein solution.

이후, 상기의 가소제가 첨가된 단백질 용액에, 준비된 효소 가교제 분산액 8 g을 투입하여 혼합물을 제조하였다. 제조된 혼합물을 기계식 교반기(mechanical stirrer)를 이용하여 300 rpm으로 교반하며, 50 ℃로 승온 후에 2시간 동안 반응시켜 효소 가교 반응을 활성화시켰다. 효소 가교 반응 후, 혼합물을 90 ℃로 승온하여 30 분간 가열하여 단백질 변성 및 효소 활성 억제시킨 후 쿨링하여, 최종적으로 코팅제를 제조하였다.Thereafter, 8 g of the prepared enzyme cross-linking agent dispersion was added to the protein solution to which the plasticizer was added to prepare a mixture. The prepared mixture was stirred at 300 rpm using a mechanical stirrer, heated to 50 °C and reacted for 2 hours to activate the enzyme crosslinking reaction. After the enzymatic crosslinking reaction, the mixture was heated to 90° C. for 30 minutes to denature proteins and inhibit enzyme activity, and then cooled to finally prepare a coating agent.

기재로서 두께가 12 ㎛인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름을 준비하였다. 이후, PET 필름 상에 상기 코팅제를 어플리케이터(YBA-5)로 도포한 후, 코팅제가 코팅된 PET 필름을 열풍건조기에 넣고 120 ℃에서 3 분 동안 건조시켜, 두께가 1 ㎛인 배리어층이 구비된 배리어 필름을 제조하였다.A polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 12 μm was prepared as a substrate. Thereafter, after applying the coating agent on the PET film with an applicator (YBA-5), the PET film coated with the coating agent was put in a hot air dryer and dried at 120 ° C. for 3 minutes to obtain a barrier layer having a thickness of 1 μm. A barrier film was prepared.

실시예 2Example 2

상기 실시예 1에서, 원료 단백질로서 유청단백질 대신에 대두단백질을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅제 및 배리어 필름을 제조하였다.In Example 1, a coating agent and a barrier film were prepared in the same manner as in Example 1, except that soybean protein was used instead of whey protein as a raw material protein.

실시예 3Example 3

상기 실시예 1에서, 원료 단백질로서 유청단백질 대신에 카제인나트륨을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅제 및 배리어 필름을 제조하였다.In Example 1, a coating agent and a barrier film were prepared in the same manner as in Example 1, except that sodium caseinate was used instead of whey protein as a raw material protein.

실시예 4Example 4

상기 실시예 1에서, 원료 단백질로서 유청단백질 대신에 옥수수단백질을 사용하고, 증류수 대신에 에탄올(90% 농도)을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅제 및 배리어 필름을 제조하였다.In Example 1, a coating agent and a barrier film were prepared in the same manner as in Example 1, except that corn protein was used instead of whey protein as a raw protein and ethanol (90% concentration) was used instead of distilled water.

실시예 5Example 5

상기 실시예 1에서, 원료 단백질로서 유청단백질 대신에 젤라틴을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅제 및 배리어 필름을 제조하였다.In Example 1, a coating agent and a barrier film were prepared in the same manner as in Example 1, except that gelatin was used instead of whey protein as a raw protein.

비교예 1 (효소 가교제 미사용)Comparative Example 1 (without using an enzyme cross-linking agent)

상기 실시예 1에서, 혼합물의 제조 시에 효소 가교제 분산액을 첨가하지 않은 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅제 및 배리어 필름을 제조하였다.In Example 1, a coating agent and a barrier film were prepared in the same manner as in Example 1, except that the enzyme crosslinking agent dispersion was not added during the preparation of the mixture.

비교예 2 (가교제로서 유기산 사용)Comparative Example 2 (using an organic acid as a crosslinking agent)

가교제로서 유기산인 구연산 1 g을 증류수 99 g에 투입하고, 10 분간 교반하여 유기산 가교제 분산액을 제조하였다.As a cross-linking agent, 1 g of citric acid, an organic acid, was added to 99 g of distilled water and stirred for 10 minutes to prepare an organic acid cross-linking agent dispersion.

이후, 상기 실시예 1에서 효소 가교제 분산액 대신에 유기산 가교제 분산액을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅제 및 배리어 필름을 제조하였다.Thereafter, a coating agent and a barrier film were prepared in the same manner as in Example 1, except that an organic acid crosslinking agent dispersion was used instead of the enzyme crosslinking agent dispersion in Example 1.

실험예Experimental example

실험예 1: IR 스펙트럼 분석Experimental Example 1: IR spectrum analysis

실시예 1에서 제조된 배리어층이 구비된 필름과 비교예 1에서 제조된 배리어층이 구비된 필름에 대하여 IR 스펙트럼을 측정하여 가교 여부를 확인하였다. 그 결과를 도 2a 및 도 2b에 각각 나타내었다.IR spectra were measured for the film provided with a barrier layer prepared in Example 1 and the film provided with a barrier layer prepared in Comparative Example 1 to confirm crosslinking. The results are shown in Figures 2a and 2b, respectively.

도 2a는 실시예 1에서 제조된 배리어층의 IR 스펙트럼을 측정한 결과를 나타낸 것이고, 도 2b는 비교예 1에서 제조된 배리어층의 IR 스펙트럼을 측정한 결과를 나타낸 것이다.Figure 2a shows the result of measuring the IR spectrum of the barrier layer prepared in Example 1, Figure 2b shows the result of measuring the IR spectrum of the barrier layer prepared in Comparative Example 1.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 실시예 1의 배리어층(코팅제)은 비교예 1의 배리어층(코팅제) 대비하여, 트랜스글루타미나제에 의하여 유청단백질의 함유된 글루타민의 아미드기 사이트와 라이신의 아미노기 사이트가 가교되어 새로운 아미드(-CO-NH-) 결합이 생성되어, 아미드에 해당되는 피크가 상대적으로 크게 나타난 것을 확인하였다.Referring to Figures 2a and 2b, the barrier layer (coating agent) of Example 1 is compared to the barrier layer (coating agent) of Comparative Example 1, the amide group site and lysine of glutamine contained in whey protein by transglutaminase It was confirmed that a new amide (-CO-NH-) bond was created by cross-linking of the amino group site, and the peak corresponding to the amide appeared relatively large.

이를 통해, 실시예 1의 배리어층(코팅제)은 단백질이 효과적으로 가교된 것임을 알 수 있다.Through this, it can be seen that the barrier layer (coating agent) of Example 1 is effectively cross-linked proteins.

실험예 2: 산소 배리어성(차단성) 및 수분 배리어성(차단성) 평가Experimental Example 2: Evaluation of oxygen barrier properties (barrier properties) and moisture barrier properties (barrier properties)

실시예 1 내지 실시예 5, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 배리어 필름에 대하여, 하기의 방법을 통하여 산소 투과도와 수분 투과도를 측정하였다. 측정된 결과는 하기 표 1에 나타내었다.With respect to the barrier films prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 and Comparative Example 2, oxygen permeability and moisture permeability were measured through the following methods. The measured results are shown in Table 1 below.

산소 투과도 평가 방법: MOCON사, OXTRAN 2/21 산소 투과도 시험기를 이용하여 산소 투과도를 측정한 결과로부터 평가하였다. 상기 산소 투과도는 온도 23±1 ℃, 습도(상대습도)가 0 % 및 50%, O2 농도 100%의 조건에서 24시간 동안 배리어 필름을 투과하는 산소의 양을 나타낸다.Oxygen permeability evaluation method: Oxygen permeability was measured using an OXTRAN 2/21 oxygen permeability tester manufactured by MOCON, and the result was evaluated. The oxygen permeability indicates the amount of oxygen passing through the barrier film for 24 hours under conditions of a temperature of 23±1 °C, humidity (relative humidity) of 0% and 50%, and O 2 concentration of 100%.

수분 투과도 평가 방법: MOCON사, PERMATRAN-W 3/34G 투과도 시험기를 이용하여 수분 투과도를 측정한 결과로부터 평가하였다. 상기 수분 투과도는 온도 38±1 ℃, 습도 100%의 조건에서 단위 시간당 배리어 필름을 투과한 수분의 양을 나타낸다.Water permeability evaluation method: The water permeability was evaluated using a PERMATRAN-W 3/34G permeability tester manufactured by MOCON. The water permeability indicates the amount of water that has passed through the barrier film per unit time under conditions of a temperature of 38 ± 1 °C and a humidity of 100%.

도 3a는 실시예 1에서 제조된 배리어 필름의 산소 배리어성 평가 시간에 따른 산소 투과도를 나타낸 도면이고, 도 3b는 실시예 2에서 제조된 배리어 필름의 산소 배리어성 평가 시간에 따른 산소 투과도를 나타낸 도면이고, 도 3c는 비교예 1에서 제조된 배리어 필름의 산소 배리어성 평가 시간에 따른 산소 투과도를 나타낸 도면이고, 도 3d는 비교예 2에서 제조된 배리어 필름의 산소 배리어성 평가 시간에 따른 산소 투과도를 나타낸 도면이다.Figure 3a is a view showing the oxygen permeability according to the oxygen barrier property evaluation time of the barrier film prepared in Example 1, Figure 3b is a view showing the oxygen permeability according to the oxygen barrier property evaluation time of the barrier film prepared in Example 2 3c is a view showing the oxygen permeability according to the oxygen barrier property evaluation time of the barrier film prepared in Comparative Example 1, and FIG. 3d is the oxygen permeability according to the oxygen barrier property evaluation time of the barrier film prepared in Comparative Example 2 is the drawing shown.

실험예 3: 층간 강도 평가Experimental Example 3: Interlayer strength evaluation

실시예 1 내지 실시예 5, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 배리어 필름에 대하여, 하기의 방법을 통하여 층간 강도를 측정하였다. 측정된 결과는 하기 표 1에 나타내었다.With respect to the barrier films prepared in Examples 1 to 5, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, interlayer strength was measured through the following method. The measured results are shown in Table 1 below.

층간 강도 평가 방법: 층간 강도 평가하기에 앞서, 평가 샘플을 만들기 위해 코팅제(배리어층)가 코팅된 배리어 필름 상면(배리어층)에 접착제를 도포한 후, 포장재 내면에 주로 사용하는 LDPE를 접착제에 합지하였다. 합지 후 접착력 향상을 위해 40 ℃ 오븐에서 72시간 동안 필름을 숙성시켰다. 층간 강도 측정은 만능시험기(Ametek Inc.社 LS1 model)를 이용하여 30 ㎜의 그립간의 거리, 254 ㎜/min의 시험 속도 조건에서 평가하였으며, 시편은 15 ㎜의 너비와 100 ㎜의 높이로 절단하여 시편 말단의 5 ㎝ 지점까지 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)를 담가 24시간 전처리를 진행한 후, 대략 40 ㎜ 박리를 진행하여 준비하였다.Interlayer strength evaluation method: Prior to interlayer strength evaluation, an adhesive is applied to the upper surface (barrier layer) of the barrier film coated with a coating agent (barrier layer) to make an evaluation sample, and then LDPE, which is mainly used on the inner surface of the packaging material, is laminated to the adhesive did After lamination, the film was aged in an oven at 40 °C for 72 hours to improve adhesion. Interlayer strength was measured using a universal testing machine (Ametek Inc. LS1 model) at a distance between grips of 30 mm and a test speed of 254 mm/min, and the specimen was cut to a width of 15 mm and a height of 100 mm. After pretreatment for 24 hours by dipping in ethyl acetate to a point of 5 cm at the end of the specimen, it was prepared by peeling about 40 mm.

원료 단백질 / 가교제Raw protein/crosslinking agent 산소 투과도
(cc/(m2*day))
oxygen permeability
(cc/(m 2 *day))
수분 투과도
(g/(m2*day))
moisture permeability
(g/(m 2 *day))
층간 강도
(kgf/15mm)
interfloor strength
(kgf/15mm)
실시예 1Example 1 유청단백질 / TGWhey Protein / TG 0.100.10 2.962.96 243.21243.21 실시예 2Example 2 대두단백질 / TGSoy Protein / TG 0.200.20 3.153.15 257.38257.38 실시예 3Example 3 카제인나트륨 / TGSodium Caseinate / TG 0.260.26 3.643.64 255.46255.46 실시예 4Example 4 옥수수단백질 / TGCorn Protein / TG 0.320.32 2.312.31 282.06282.06 실시예 5Example 5 젤라틴 / TGGelatin/TG 0.300.30 3.473.47 246.88246.88 비교예 1Comparative Example 1 유청단백질 / TG 미사용Whey Protein / TG Free 0.600.60 6.806.80 188.13188.13 비교예 2Comparative Example 2 유청단백질 / 유기산 사용Use of whey protein / organic acid 0.420.42 5.935.93 238.90238.90

상기 표 1에서, TG는 트랜스글루타미나제를 의미한다.In Table 1, TG means transglutaminase.

상기 표 1, 도 3a 내지 도 3d를 참고하면, 실시예 1 내지 실시예 5에서 제조된 배리어 필름은, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 배리어 필름 대비하여, 산소 투과도 및 수분 투과도가 현저히 낮은 것을 확인하였다.Referring to Table 1 and FIGS. 3A to 3D, the barrier films prepared in Examples 1 to 5 have significantly lower oxygen permeability and moisture permeability than the barrier films prepared in Comparative Examples 1 and 2. confirmed that

또한, 상기 표 1을 참고하면, 실시예 1 내지 실시예 5에서 제조된 배리어 필름은, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 배리어 필름 대비하여, 층간 강도가 매우 우수한 것을 확인하였다.In addition, referring to Table 1, it was confirmed that the barrier films prepared in Examples 1 to 5 had very excellent interlayer strength compared to the barrier films prepared in Comparative Examples 1 and 2.

이를 통해, 본 발명의 일 실시상태에 따른 코팅제는, 산소 및 수분 차단 성능이 우수하고, 층간 강도와 같은 기계적 물성이 우수한 배리어 필름을 용이하게 구현할 수 있음을 알 수 있다.From this, it can be seen that the coating agent according to an exemplary embodiment of the present invention can easily implement a barrier film having excellent oxygen and moisture barrier performance and excellent mechanical properties such as interlayer strength.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하고 설명하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 전술한 바와 같이 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있으며, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description is intended to illustrate and explain the present invention. In addition, the foregoing merely represents and describes preferred embodiments of the present invention, and as described above, the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments, and the scope of the inventive concept disclosed herein, the writings Changes or modifications are possible within the scope equivalent to the disclosure and / or within the scope of skill or knowledge in the art. Accordingly, the above detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to cover other embodiments as well.

Claims (10)

트랜스글루타미나제 효소 가교제에 의한 글루타민의 아미드기 사이트와 라이신의 아미노기 사이트의 가교 결합을 함유하는 가교된 단백질을 포함하는 코팅제로,
상기 가교된 단백질은 상기 효소 가교제를 포함하는 효소 가교제 분산액과 원료 단백질을 포함하는 단백질 용액의 혼합물의 반응 생성물을 포함하는 것이며,
상기 효소 가교제의 함량은 효소 가교제 분산액 100 중량부 기준으로, 1 중량부 이상 3 중량부 이하이며,
상기 원료 단백질의 함량은 단백질 용액 100 중량부 기준으로, 7 중량부 이상 10 중량부 이하인 것이며,
상기 원료 단백질과 상기 효소 가교제의 중량비는 100:0.1 내지 100:1인 것인 코팅제.
A coating agent comprising a cross-linked protein containing a cross-linked link between an amide group site of glutamine and an amino group site of lysine by a transglutaminase enzyme cross-linking agent,
The cross-linked protein includes a reaction product of a mixture of an enzyme cross-linking agent dispersion containing the enzyme cross-linking agent and a protein solution containing the raw protein,
The content of the enzyme cross-linking agent is 1 part by weight or more and 3 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the enzyme cross-linking agent dispersion,
The content of the raw protein is 7 parts by weight or more and 10 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the protein solution,
The weight ratio of the raw protein and the enzyme crosslinking agent is 100: 0.1 to 100: 1 coating agent.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 원료 단백질은,
분리유청단백질, 농축유청단백질, 대두단백질, 쌀단백질, 오트단백질, 완두단백질, 카제인, 카제인나트륨, 옥수수단백질, 젤라틴 및 밀 단백질 중 적어도 하나를 포함하는 것인 코팅제.
According to claim 1,
The raw protein,
A coating agent comprising at least one of whey protein isolate, whey protein concentrate, soybean protein, rice protein, oat protein, pea protein, casein, sodium caseinate, corn protein, gelatin, and wheat protein.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 혼합물은 가소제를 더 포함하며,
상기 가소제의 함량은 상기 원료 단백질 100 중량부에 대하여 20 중량부 이상 130 중량부 이하인 것인 코팅제.
According to claim 1,
The mixture further contains a plasticizer,
The content of the plasticizer is 20 parts by weight or more and 130 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the raw protein.
기재; 및
상기 기재의 적어도 일면 상에 구비되며, 제1항에 따른 코팅제를 포함하는 배리어층;을 포함하는 배리어 필름.
write; and
A barrier film including a barrier layer provided on at least one surface of the substrate and containing the coating agent according to claim 1 .
제9항에 있어서,
상기 기재는,
폴리에틸렌테레프탈레이트, 저밀도폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리이미드, 연신폴리프로필렌, 무연신폴리프로필렌, 이축연신폴리프로필렌, 폴리에틸렌 2,6-디카르복실나프탈레이트, 폴리에테르설폰, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 나일론, 폴리카프로락톤, 폴리하이드록시알카노에이트, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트, 폴리락틱산 및 종이 중 어느 하나인 것인 배리어 필름.
According to claim 9,
The above description is
Polyethylene terephthalate, low-density polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyimide, stretched polypropylene, unstretched polypropylene, biaxially stretched polypropylene, polyethylene 2,6-dicarboxynaphthalate, polyethersulfone A barrier film of any one of polyester, polystyrene, nylon, polycaprolactone, polyhydroxyalkanoate, polybutylene adipate terephthalate, polylactic acid, and paper.
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KR20090117800A (en) * 2007-03-08 2009-11-12 노파르티스 아게 Process for the manufacture of a composite material
KR20190028632A (en) * 2017-08-08 2019-03-19 (주)에버켐텍 Barrier coating agent comprising a modified protein and a barrier film comprising the same

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