KR102592566B1 - 친환경 기능성 비닐포장지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 친환경 기능성 비닐포장지에 관한 것이다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 친환경 기능성 비닐포장지는, 외피층 필름(100), 상기 외피층 필름(100) 하부에 위치하는 배리어층 필름(200), 및 상기 배리어층 필름(200) 하부에 위치하는 실링층 필름(300)을 포함하고, 상기 외피층 필름(100)으로는 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene) 필름이 사용되며, 상기 외피층 필름(100) 일측면에는 제1 접착층이 형성되어 상기 배리어층 필름(200)과 접착되되, 상기 제1 접착층은 제1 접착조성물을 상기 외피층 필름(100) 일측면에 도포되어 형성되고, 상기 제1 접착조성물은 멜라민수지, 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 일라이트 분말, 제올라이트(Zeolite), 비프탈레이트계 가소제, 아크릴계 공중합체 및 활제(Lubricant)를 포함한다.
상기한 구성에 의해 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예에 의한 친환경 기능성 비닐포장지는 천연광물질을 포함함으로써 내부에 저장된 식품을 외부 환경으로부터 보호함과 동시에, 내부에 수용된 농수산물, 축산물 등의 신선도를 장기간 일정하게 유지할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 친환경 기능성 비닐포장지는, 외피층 필름(100), 상기 외피층 필름(100) 하부에 위치하는 배리어층 필름(200), 및 상기 배리어층 필름(200) 하부에 위치하는 실링층 필름(300)을 포함하고, 상기 외피층 필름(100)으로는 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene) 필름이 사용되며, 상기 외피층 필름(100) 일측면에는 제1 접착층이 형성되어 상기 배리어층 필름(200)과 접착되되, 상기 제1 접착층은 제1 접착조성물을 상기 외피층 필름(100) 일측면에 도포되어 형성되고, 상기 제1 접착조성물은 멜라민수지, 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 일라이트 분말, 제올라이트(Zeolite), 비프탈레이트계 가소제, 아크릴계 공중합체 및 활제(Lubricant)를 포함한다.
상기한 구성에 의해 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예에 의한 친환경 기능성 비닐포장지는 천연광물질을 포함함으로써 내부에 저장된 식품을 외부 환경으로부터 보호함과 동시에, 내부에 수용된 농수산물, 축산물 등의 신선도를 장기간 일정하게 유지할 수 있다.
Description
본 발명은 친환경 기능성 비닐포장지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 천연광물질을 포함함으로써 내부에 저장된 식품을 외부 환경으로부터 보호함과 동시에, 내부에 수용된 농수산물, 축산물 등의 신선도를 장기간 일정하게 유지할 수 있는 친환경 기능성 비닐포장지에 관한 것이다.
일반적으로 비닐포장지는 폴리프로필렌(polypropylene; PP), 폴리에틸렌(polyethylene; PE) 등으로 이루어진 2겹 이상의 비닐 시트의 가장자리를 열융착하여 내부 공간을 형성한다. 이러한 비닐포장지는 휴대가 간편하고 포장 비용이 저렴하다. 이로 인해, 비닐포장지는 유리병, 캔, 플라스틱 용기를 대신하여 리필용 용기로 사용되기도 하고, 식품의 보관 및 유통을 위한 포장지로서 사용되기도 한다.
소비자들의 식품 품질에 대한 관심은 꾸준히 높아지고 있는데, 과일 등의 식품은 유통기간을 연장시키고 제품의 가치를 높이기 위해 지속적인 신선도 유지가 필요하다. 또한, 친환경 농산물 및 냉장육류 등의 소비가 증가함에 따라 유통과정에서 농산물 등의 신선도 유지를 위한 기능성 포장에 대한 필요성이 커지고 있다.
이러한 야채나 과일 등의 농산물이나 축산물 등은 수확된 후에도 호흡작용을 계속하고 있으며, 저장기간 중에는 이러한 호흡작용을 통하여 농산물이 시들거나 마르는 현상이 발생한다. 또한, 농산물이 자연숙성하면서 연화현상이 나타나, 서서히 농산물의 품질이 변화되고, 숙성과정에서 야채나 과일 등은 에틸렌가스, 알데히드가스 또는 알콜가스 등을 발생시키며, 이러한 가스는 야채나 과일의 숙성현상을 더욱 촉진하는 원인이 되므로, 결국 이로 인하여 야채나 과일이 연화되고, 미생물의 작용에 의하여 부패하게 된다.
또한, 농산물은 상기와 같은 숙성현상 뿐만 아니라, 그 표면에서 일어나는 증산작용에 의하여도 시들고 건조하게 되며, 이러한 증산작용은 호흡작용과 밀접한 관계가 있으므로, 결국 농산물의 품질 변화는 호흡작용에 의하여 크게 좌우된다고 볼 수 있다.
따라서, 상기와 같이 유통과정에서 농산물이 호흡작용에 의하여 쉽게 변질되는 것을 방지하기 위하여, 농산물을 유통할 시, 저온다습한 상태로 유지되는 저장고 등에 농산물을 보관하는 방법이 사용되었으나, 이는 상기 저장고를 설치하기 위하여 여러가지 장비가 필요하다는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 저장고에 보관되던 농산물이 갑자기 상온에 노출될 경우, 농산물의 변질이 더 빠르게 일어날 수 있다는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 또 다른 방법으로 골판지 등을 이용하여 농산물을 포장하는 방법이 사용되었다. 일반적으로 농산물 포장재로서 사용되는 골판지는 내면지 및 외면지와 그 사이에 삽입된 골심지 등으로 이루어진 것을 사용한다.
그러나 상기 골판지는 농산물을 보관할 시 발생하는 가스 및 습도를 흡착할 수 있는 기능이 없어, 농산물의 변질을 방지하기에는 부족하였으며, 또한, 농산물의 저장 및 유통과정에서 발생하는 습기에 의해 골판지의 강도가 낮아지는 것을 방지하기 위하여 골판지의 표면에 파라핀왁스 등을 코팅하여 습기를 차단하는 방식이 적용되었으나, 이러한 방식 역시, 골판지 박스 내부에 습기가 남아있게 되어, 농산물의 저장상태를 떨어뜨리는 원인이 되는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 천연광물질을 포함함으로써 내부에 저장된 식품을 외부 환경으로부터 보호함과 동시에, 내부에 수용된 농수산물, 축산물 등의 신선도를 장기간 일정하게 유지할 수 있는 친환경 기능성 비닐포장지를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에서는 친환경 기능성 비닐포장지를 개시한다.
상기 친환경 기능성 비닐포장지는, 외피층 필름(100), 상기 외피층 필름(100) 하부에 위치하는 배리어층 필름(200), 및 상기 배리어층 필름(200) 하부에 위치하는 실링층 필름(300)을 포함하고, 상기 외피층 필름(100)으로는 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene) 필름이 사용되며, 상기 외피층 필름(100) 일측면에는 제1 접착층이 형성되어 상기 배리어층 필름(200)과 접착되되, 상기 제1 접착층은 제1 접착조성물을 상기 외피층 필름(100) 일측면에 도포되어 형성되고, 상기 제1 접착조성물은 멜라민수지, 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 일라이트 분말, 제올라이트(Zeolite), 비프탈레이트계 가소제, 아크릴계 공중합체 및 활제(Lubricant)를 포함한다.
상기 배리어층 필름(200)은 일측면은 상기 외피층 필름(100)과 접착되고 타측면은 실링층 필름(300)과 접착되되, 상기 배리어층 필름(200)은 EVOH 필름(220) 및 상기 EVOH 필름(220) 양측면에 형성된 코로나 처리층(240a, 240b)을 포함하고, 상기 코로나 처리층(240a, 240b)은 상기 EVOH 필름(220)의 양측면을 30 내지 70 dyne으로 코로나 방전처리하여 형성될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예에 의한 친환경 기능성 비닐포장지는 천연광물질을 포함함으로써 내부에 저장된 식품을 외부 환경으로부터 보호함과 동시에, 내부에 수용된 농수산물, 축산물 등의 신선도를 장기간 일정하게 유지할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 친환경 기능성 비닐포장지의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 비닐포장지와 비교예에 따른 비닐포장지에 상추를 넣고, 15℃ 온도에서 4일 동안 보관한 후 상추의 상태를 보여주는 사진이다.
도 2는 실시예에 따른 비닐포장지와 비교예에 따른 비닐포장지에 상추를 넣고, 15℃ 온도에서 4일 동안 보관한 후 상추의 상태를 보여주는 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
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 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 친환경 기능성 비닐포장지에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 친환경 기능성 비닐포장지의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 친환경 기능성 비닐포장지(10)는 외피층 필름(100), 상기 외피층 필름(100) 하부에 위치하는 배리어층 필름(200), 및 상기 배리어층 필름(200) 하부에 위치하는 실링층 필름(300)을 포함한다.
상기 외피층 필름(100)은 포장지(10)의 외피에 형성되고, 산소 및 수분을 차단하여 포장지(10)의 수명 및 성능 향상에 기여할 수 있다.
상기 외피층 필름(100)으로는 내열성 및 기계적강도 등이 우수한 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene; HDPE) 필름 또는 폴리프로필렌(Polypropylene; PP) 필름이 사용될 수 있는데, 예를 들어, 상기 외피층 필름(100)으로는 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene; HDPE) 필름이 사용될 수 있다.
상기 외피층 필름(100) 일측면에는 제1 접착층(미도시)이 형성되어 상기 배리어층 필름(200)과 접착될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 접착층(미도시)은 제1 접착조성물을 상기 외피층 필름(100) 일측면에 도포하여 형성될 수 있는데, 상기 제1 접착조성물은 멜라민수지, 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 일라이트 분말, 제올라이트(Zeolite), 비프탈레이트계 가소제, 아크릴계 공중합체 및 활제(Lubricant)를 혼합하여 제조될 수 있다.
또한, 상기 제1 접착조성물은 멜라민수지 80 내지 120 중량부, 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol) 30 내지 50 중량부, 일라이트 분말 1 내지 5 중량부, 제올라이트(Zeolite) 3 내지 7 중량부, 비프탈레이트계 가소제 10 내지 20 중량부, 아크릴계 공중합체 10 내지 20 중량부 및 활제(Lubricant) 5 내지 15 중량부의 중량 비율로 혼합되어 제조될 수 있다.
상기 멜라민수지(Melamine resin)는 멜라민과 포름알데히드를 반응시켜 만드는 열경화성 수지로, 상기 멜라민 수지는 부착력, 내구성, 강도 등을 향상시키면서 표면을 강화하는 역할을 할 수 있다. 본 발명에서 상기 멜라민 수지는 공지된 다양한 형태의 멜라민수지가 사용될 수 있는데, 상기 멜라민수지의 구성은 공지의 기술인바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol)은 고분자화합물로서 폴리아세트산비닐(아세트산비닐수지)을 가수분해하여 얻어지는 무색가루이다. 상기 폴리비닐알콜은 광택과 접착력이 우수하고 피막성능을 가지며 우수한 선형성, 평평한 지그재그 입체형태(zig-zag conformation), 고결정성, pH 13.5 이상에서도 견디는 우수한 내알카리성, 우수한 접착성 등의 특성을 가지고 있다. 이러한 특성으로 인하여 폴리비닐알콜은 고강도 및 고탄성율의 폴리비닐알콜 섬유로의 응용이 가능하다.
상기 폴리비닐알콜은 전술한 바와 같은 우수한 물성적 특성과 다양한 적용 범위로 인해 그 응용이 확대되고 있다. 특히, 폴리비닐알콜을 이용한 고강도 및 고탄성율 겔의 제조 및 고성능 폴리비닐알콜 섬유 제조에 대한 많은 연구들이 이루어지고 있다.
상기 일라이트 분말은 일라이트(illite)를 분쇄하여 분말화함으로써 제조될 수 있는데, 상기 일라이트(illite)는 대표적인 천연 점토 광물질로써 다공성 운모 미네랄로 정의되며 얇은 판상(sheel)의 구조로 요곡성과 탄성을 가지고 있어 탄성과 흡착성이 다른 광물보다 뛰어난 특성을 가지고 있다.
상기 일라이트(illite) 광물의 주 성분은 모공속의 노폐물 및 과일 피지를 제거하는 산화규소(SiO2) 57.5%, 혈액순환을 촉진 작용을 하는 산화알루미늄(Al2O3) 23.3%, 콜라겐 결합작용을 하는 산화철(Fe2O3) 6.76%, 해독작용, 스트레스 억제 및해소 작용을 하는 산화칼슘(C2O) 0.1%, 삼투압 조절 및 수분 조절 기능을 제공하는 산화나트륨(Na2O) 1.21%, 산화마그네슘(MgO) 0.38%, 산화칼륨(K2O) 6.43%, 이산화티타늄(TiO2), MnO, Li, Cr, Zn, Sr 등 4.32%가 포함되어 있다.
또한, 상기 일라이트의 주요 기능으로는 물속의 부유물질을 흡착하고, 음이온을 띠기 때문에 양이온의 부유 미립자와 전기적인 중화로 응집 침전을 유발하여, 물의 정화기능, 특정 방사성물질에 대한 흡착/분해 능력이 뛰어나고, 물/토양/대기 중에서 각종 중금속 및 유독가스를 흡착 탈취 분해하고, 세포를 활성화시키고, 면역을 증강시키며, 수중에서 다량의 용존산소를 발산하며, 물 분자를 활성화하고, 일라이트 자체에서 음이온을 다량 발생하고, 40℃에서 93%의 원적외선을 방사하고, 바이러스/박테리아/곰팡이 등의 정균 작용, 피부에 묻어있는 각종 중금속/유기물질/독성물질 등을 흡착 분해하고, 탄성이 좋고 덩어리지지 않으므로 부착성이 뛰어난 것으로 알려져 있다.
상기 제올라이트(Zeolite)는 규산염 광물로서 결정의 구조적으로 각 원자의 결합이 느슨하여 그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출시켜도 골격은 그대로 유지하고 있어 내부 공간으로 다른 미립물질을 흡착시킬 수 있다. 특히, 상기 제올라이트는 탈취효과와 흡착효과가 우수하여 유해성분을 흡착 제거할 수 있다.
상기 비프탈레이트계 가소제는 친환경적인 가소제로서, PLA 수지를 연화하여 열가소성을 증대시킴으로써 고온에서 성형가공을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 상기 비프탈레이트계 가소제로는 ATBC(Acetyl tributyl citrate)가 사용될 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체는 용융강도 보강제(melt strength enhancer)로서 사용될 수 있는데, 상기 PLA 수지는 그 자체로서는 용융강도 또는 내열성이 약하며, 아크릴계 공중합체는 PLA 수지의 이러한 단점을 보완하여 용융강도를 보완할 뿐만 아니라, 카렌더링, 프레스 가공도 가능하게 할 수 있다.
상기 활제(Lubricant)는 상기 멜라민수지, 폴리비닐알콜 등의 프레스 등의 가공과정에서 수지가 프레스에 부착하는 것을 방지하기 위하여 첨가될 수 있는데, 예를 들어, 상기 활제(Lubricant)로는 탄소수 18의 포화 고급지방산인 스테아린 산을 사용할 수 있다.
상기 배리어층 필름(200)은 일측면은 상기 외피층 필름(100)과 접착되고 타측면은 실링층 필름(300)과 접착될 수 있는데, 상기 배리어층 필름(200)은 EVOH 필름(220) 및 상기 EVOH 필름(220) 양측면에 형성된 코로나 처리층(240a, 240b)을 포함한다.
상기 EVOH(에틸렌-비닐알코올 공중합체) 필름은 산소 등의 가스 배리어성, 내유성, 비대전성, 기계 강도 등이 뛰어난 고분자 재료로, 에틸렌과 비닐에스테르의 공중합체를 비누화한 것일 수 있다. 상기 에틸렌과 비닐에스테르의 공중합 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 용액 중합, 현탁 중합, 유화 중합, 벌크 중합 등의 공지된 방법을 사용할 수 있는데, 상기 EVOH(에틸렌-비닐알코올 공중합체) 필름의 구성은 공지된 바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 코로나 처리층(240a, 240b)은 상기 EVOH 필름(220) 양측면에 형성되는데, 예를 들어, 상기 코로나 처리층(240a, 240b)은 상기 EVOH 필름(220)의 양측면을 30 내지 70 dyne으로 코로나 방전처리하여 형성될 수 있다.
상기 EVOH 필름(220) 상에 코로나 처리층(240a, 240b)을 형성함으로써 외피층 필름(100) 및 실링층 필름(300)과의 접착력을 증진시킬 뿐만 아니라, EVOH 필름(220) 표면을 활성화시켜 열수축 없이 합지되는 과정에서 EVOH 필름(220)에 주름이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
즉, 상기 EVOH 필름(220) 상에 코로나 처리하여 코로나 처리층(240a, 240b)을 형성하는 경우, 코로나 내의 전하를 띤 입자들이 필름표면에 충돌함으로써 EVOH 필름(220) 표면이 산화되고, 상기 EVOH 필름(220) 표면의 산화에 의해 생성된 극성그룹, 예를 들어, C=O, C-O-H, COOH, -COO-, -CO- 등에 의해 EVOH 필름(220)의 표면에너지가 증가되어 외피층 필름(100), 인쇄층(260) 및 실링층 필름(300)과의 친화력이 향상되어 접착성이 향상될 수 있다.
또한, 코로나 처리에 의해 상기와 같은 화학적 극성그룹 이외에도 폴리머 분자 간의 가교구조가 형성되어 접착성의 향상이 얻어질 수도 있는데, 코로나 표면처리는 통상적으로 코로나 방전이 이루어지는 양 전극 사이에 EVOH 필름(220)을 위치시키고, 양 전극에 일정한 전력을 공급하여 코로나 방전을 일으켜, 표면에서의 접착력을 높이도록 표면개질한다.
상기 실링층 필름(300)은 상기 배리어층 필름(200) 일측면에 위치한 코로나 처리층(240b)과 접착되어 형성될 수 있는데, 상기 실링층 필름(300)은 저온에서 실링특성을 가지는 폴리에틸렌 필름, 예를 들어, 선형 저밀도 폴리에틸렌(Liner Low Density Polyethtlene; LLDPE) 필름이 사용될 수 있다.
일반적으로 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌은 전이 금속계 촉매를 이용하여 중·저압에서 중합하여 제조되는데, 결정성이 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)보다 좋기 때문에 강성이나 내스트레스크랙성도 좋고, 인열저항이 크며, 표면경도도 비교적 크므로 광택이 좋은 성형품을 얻을 수 있다. 이러한 LLDPE는 일반 포장용(General Purpose), 농업용(Agricultural) 및 중포장용(Heavy Duty)의 필름용으로 사용되고있다.
예를 들어, 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)은 지글러-나타(Ziegler-Natta) 촉매를 사용하고, 에틸렌 단독중합, 에틸렌과 프로필렌, 부텐-1, 헥센-1, 옥텐-1 등의 알파-올레핀과의 공중합 반응에 의해 얻을 수 있으며, 중합방법은 기상법, 솔류션법 또는 슬러리법 등의 방법을 이용하여 제조할 수 있는데, 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)의 구성은 공지의 기술인바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 실링층 필름(300) 일측면에는 제2 접착층(미도시)이 형성되어 상기 코로나 처리층(240b)을 포함하는 EVOH 필름(220)과 접착될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 접착층(미도시)은 제2 접착조성물을 상기 실링층 필름(300) 일측면에 도포하여 형성될 수 있는데, 상기 제2 접착조성물은 멜라민수지, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate; MDI), 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA), 미네랄 솔트 분말, 산호석 분말, 감람석 분말, 가소제, 로진 에스테르, 팔미트산(Palmitic acid), 물, 1,3-부틸렌글리콜 및 경화제를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 접착조성물은 멜라민수지 180 내지 220 중량부, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate; MDI) 80 내지 120 중량부, 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA) 20 내지 40 중량부, 미네랄 솔트 분말 1 내지 2 중량부, 산호석 분말 1 내지 2 중량부, 감람석 분말 1 내지 2 중량부, 가소제 2 내지 6 중량부, 로진 에스테르 3 내지 7 중량부, 팔미트산(Palmitic acid) 1 내지 5 중량부, 물 10 내지 20 중량부, 1,3-부틸렌글리콜 2 내지 6 중량부 및 경화제 1 내지 3 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
상기 멜라민수지(Melamine resin)는 멜라민과 포름알데히드를 반응시켜 만드는 열경화성 수지로, 상기 멜라민 수지는 부착력, 내구성, 강도 등을 향상시키면서 표면을 강화하는 역할을 할 수 있다. 본 발명에서 상기 멜라민 수지는 공지된 다양한 형태의 멜라민수지가 사용될 수 있는데, 상기 멜라민수지의 구성은 공지의 기술인바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate; MDI)는 내수성, 내화학성, 내염수성과 같은 화학적 특성과 내마모성 및 내충격성과 같은 기계적 물성이 우수한 특성을 갖고 접착력과 방수성이 우수한 특징을 가질 수 있다.
상기 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA)는 에틸렌과 초산 비닐 단량체를 공중합시켜 얻어지는 중합체로 통상 EVA로 칭하는 고분자 수지를 의미하는 것으로, 초산비닐 단량체의 함량이 낮은 경우는 보통의 저밀도 폴리에틸렌과 같이 내충격성, 내스트레스 크래킹성의 물성이 우수하고, 초산 비닐의 함량이 높은 경우에는 향상된 접착성을 가지므로 접착제 또는 핫멜트의 원료로 사용이 가능하다.
상기 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA)는 에틸렌과 비닐아세테이트의 공중합체 수지로서 투명성, 유연성, 저온 취성 등이 매우 우수한 특성을 가짐과 동시에 매우 친환경적인 수지인데, 예를 들어, 상기 에틸렌초산비닐 공중합체는 용융지수 400, 초산비닐 함량 28%, 유리전이온도 -28.6℃인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 미네랄 솔트는 다이아몬드와 같은 결정구조를 하고 있는 등축정계에 속하는 광물이며, 화학성분은 염화나트륨(NaCl)이다. 상기 미네랄 솔트는 대부분 무색 투명하지만 노랑, 빨강, 파랑, 보라색을 띠기도 하며 조흔색은 백색이다.
상기 미네랄 솔트를 구성하는 염화나트륨은 동물에게 생리적으로 필수 불가결한 것으로 체액에 포함되어 체액의 삼투압을 조절하고, 염화나트륨의 구성 성분인 나트륨은 인산과 결합하여 완충물질로서 체액의 산염기 평형을 유지할 수 있다.
상기 미네랄 솔트는 섭취뿐만 아니라 피부에 도포하였을 때도 인체에 긍정적인 효과를 미치는바, 피부의 천연 보습인자 성분인 요소(urea) 보다도 우수한 피부 보습력을 가지는 것으로 보고되기도 하였으며, 각종 피부트러블 완화(피부진정), 피부 노폐물 제거 및 각질제거, 여드름, 주름, 아토피 등에도 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
상기 산호석은 흔히 산호류를 많이 함유하는 석회암을 뜻하며, 산호석회암(coral limestone)이라고도 하며, 지질시대의 산호초였던 곳으로 부서진 산호초 파편과 산호사(珊瑚沙)에 의해 생성된다.
상기 산호석은 대부분 탄산칼슘(CaCO3)으로 구성되는데, 산호석을 고열에 가열하게 되면 강열감량에 해당하는 이산화탄소로 빠져나가기 때문에 산화칼슘(CaO)으로 많은 비중을 차지하고, 이러한 산호석을 이용하면 다양한 친환경적인 효과를 누릴 수 있는데 그 대표적인 효과는 원적외선과 음이온 방출이다.
상기 감람석은 원적외선 방사효과가 뛰어나며, 상기 감람석에서 방사된 원적외선이 피부 속 40mm까지 침투하여 인체의 모세혈관을 확장시켜 혈액순환을 원활하게 하고, 신진대사를 촉진하여 독소의 배출을 도울 수 있다.
또한, 상기 감람석은 음이온을 통해 체내 활성산소의 활동을 억제하고 노화를 방지하는 항산화작용을 하며, 혈액순환과 물질대사를 더욱 활발하게 하여 노폐물의 배출 및 면역력 증가효과를 가질 수 있다.
상기 가소제는 멜라민수지, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate; MDI), 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA) 등과 혼합되어 유연성 및 접착성을 부여하기 위해 사용될 수 있는데, 예를 들어, 상기 가소제는 솔비톨, 에틸렌글리콜, 글리세린, 글리세린디아세테이트(glycerin diacetate) 및 펜타에리쓰리톨로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 로진 에스테르는 분자량이 수백 내지는 수천의 무정형 올리고머로 상온에서 액상 또는 고체의 열가소성 수지로서, 용융 점도를 낮춰 작업성을 향상시키고 접착 초기 젖음성을 향상시키며 상기 실리층 필름과 배리어층 필름(200)의 접착력을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 로진 에스테르는 연화점 75~100℃를 가진 테르펜 수지, 테르펜 페놀 수지, 방향족 변성 테르펜 수지, 알킬페놀 수지 및 로진 변성 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 팔미트산(Palmitic acid)은 냄새가 없는 흰색의 고체 지방산으로, 화학식은 CH3(CH2)14COOH이며, 알콜에 용해 가능하고, 조성물들을 균일하게 분산시킬 수 있는 윤활제, 가소제 등으로 사용될 수 있다.
상기 물은 폴리비닐알콜의 용매로 물의 히드록시기와 폴리비닐알콜이 수소 결합을 형성함으로써 폴리비닐알콜이 용해될 수 있고, 또한, 상기 물은 제2 접착조성물이 적정한 제형, 점도, 경도 등을 가질 수 있도록 한다.
상기 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene Glycol)은 용매로 기능하고 점도를 감소시키며, 높은 습도의 대기 중의 수분이 막 형성을 하는 쪽으로 유입되는 것을 막아주기도 한다. 또한, 1,3-부틸렌글리콜은 휘발성 물질을 안정화시킬 수 있으며, 미생물에 의한 부패를 방지하는 역할을 하며, 아주 좋은 분배계수를 가지고 있어 멜라민수지 조성물의 제형에 더욱 효과적으로 작용하게 할 수 있다.
상기 경화제는 제2 접착조성물의 경화를 촉진하는 역할을 수행할 수 있는데, 예를 들어, 상기 경화제는 글리세린, p-톨루엔술폰산 모노하이드레이트(PTSA, ptoluenesulfonic acid monohydrate), 몰포린(Morpholine), 염화암모늄, 황산암모늄 및 무수프탈산으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 친환경 기능성 비닐포장지에 대한 실시예 및 비교예를 들어 구체적으로 설명하기로 한다.
< 실시예 >
먼저, 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene; HDPE) 필름으로 이루어진 외피층 필름을 준비하고, 상기 외피층 필름 일측면에 제1 접착조성물을 도포한 후 건조하여 제1 접착층을 형성하였다.
이때, 상기 제1 접착조성물은 멜라민수지 100 중량부, 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol) 40 중량부, 일라이트 분말 3 중량부, 제올라이트(Zeolite) 5 중량부, 비프탈레이트계 가소제 15 중량부, 아크릴계 공중합체 15 중량부 및 활제(Lubricant) 10 중량부를 혼합하여 제조하였다.
다음으로, EVOH(에틸렌-비닐알코올 공중합체) 필름을 준비하였고, 상기 EVOH 필름 양측면에 50 dyne으로 코로나 방전처리하여 코로나 처리층을 형성한 후 상기 코로나 처리층이 형성된 EVOH(에틸렌-비닐알코올 공중합체) 필름을 제1 접착층이 형성된 외피층 필름과 접촉되게 적층하고 110℃의 온도에서 2kgf/cm2의 롤 압력으로 열압착하여 합지하였다.
그 다음으로, 상기 외피층 필름과 접착된 EVOH 필름과 제2 접착층이 형성된 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 필름을 접촉되게 적층하고 110℃의 온도에서 2kgf/cm2의 롤 압력으로 열압착하여 합지함으로써 비닐포장지를 제조하였다.
이때, 상기 제2 접착층은 제2 접착조성물을 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 필름 일측면에 도포한 후 건조하여 형성하였는데, 상기 제2 접착조성물은 멜라민수지 200 중량부, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate; MDI) 100 중량부, 에틸렌-초산비닐 공중합체(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer; EVA) 30 중량부, 미네랄 솔트 분말 1.5 중량부, 산호석 분말 1.5 중량부, 감람석 분말 1.5 중량부, 가소제 4 중량부, 로진 에스테르 5 중량부, 팔미트산(Palmitic acid) 3 중량부, 물 15 중량부, 1,3-부틸렌글리콜 4 중량부 및 경화제 2 중량부를 혼합하여 제조하였다.
< 비교예 >
폴리에틸렌(polyethylene; PE)으로 제조된 공지의 비닐포장지를 준비하였고, 이를 비교예에 따른 비닐포장지로 사용하였다.
1. 야채 신선도 측정
실시예에 따른 비닐포장지와 비교예에 따른 비닐포장지의 야채보관 신선도 정도에 대하여 측정하였다.
이때, 상기 야채보관 신선도는 실시예에 따른 비닐포장지와 비교예에 따른 비닐포장지에 상추를 넣고, 15℃ 온도에서 4일 동안 보관한 후 신선도를 육안으로 관찰하였다.
도 2는 실시예에 따른 비닐포장지와 비교예에 따른 비닐포장지에 상추를 넣고, 15℃ 온도에서 4일 동안 보관한 후 상추의 상태를 보여주는 사진이다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 비닐포장지에 상추를 넣어 보관한 경우(도 2에서 A)가, 비교예에 따른 비닐포장지에 상추를 넣고 보관한 경우(도 2의 B)보다 더 신선한 것을 확인할 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 비닐포장지는 내부에 저장된 식품의 신선도를 장기간 일정하게 유지할 수 있음을 확인할 수 있다.
2. 음이온 방출 시험
실시예에 따른 비닐포장지의 음이온 방출 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기의 [표 1]에 나타내었다.
| 시료항목 | 음이온(ION/cc) |
| 실시예에 따른 비닐포장지 | 542 |
[표 1]은 한국건자재시험연구원 원적외선응용평가센터에서 KICM-FIR-1042의 시험방법과 전하입자측정장치의 시험장비 및 온도 24℃, 습도 42%, 대기중 음이온수 52EA/cc의 시험조건에 의해 얻어진 단위체적당 이온수 결과이며, 실시예에 따른 비닐포장지는 다량의 천연 음이온을 방출함을 알 수 있다.
3. 원적외선 방사 시험
실시예에 따른 비닐포장지의 원적외선 방사 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기의 [표 2]에 나타내었다.
| 시료 | 방사율(5∼20㎛) | 방사에너지(W/m2) |
| 실시예에 따른 비닐포장지 | 0.835 | 3.19 ×102 |
상기 [표 3]은 한국건자재시험연구원 원적외선응용평가센터에서 시행하였고 40℃의 온도조건에서 FT-IR Spectrometer 시험장비를 이용한 BLACK BODY 대비 측정결과이며, 실시예에 따른 비닐포장지는 원적외선 방사 기능이 있음을 알 수 있다.
4. 신선도 유지 실험
수확한 후 5일이 지난 단감을 준비한 후, 실시예와 비교예에 따른 비닐포장지에 8kg씩 밀봉한 다음, -0.5 ± 0.5℃ 온도의 저온 저장고에 보관하여, 시기별로 단감의 경도 및 당도를 측정하였다.
(1) 경도 측정 실험
상기와 같은 방법으로 보관된 단감의 경도를 기간별로 측정하였으며, 측정방법은 단감 과육의 적도면에 5mm 직경의 탐침을 10mm/sec의 속도로 3~7mm까지 침투시키는데 요구되는 평균압력을 텍스쳐 애널라이저(Texture analyzer)를 이용하여 측정하였고, 그 결과를 하기의 [표 3]에 나타내었다.
| 구분 | 저장 전 | 30일 | 60일 | 90일 |
| 실시예 | 4.5 | 4.1 | 3.9 | 3.7 |
| 비교예 | 4.5 | 3.3 | 2.5 | 1.8 |
단위: kg/Ø5mm
상기 [표 3]을 참조하면, 비교예에 따른 비닐포장지에 보관한 경우에는 시간이 지날수록 단감의 경도가 현저히 감소하는데 반해, 실시예에 따른 비닐포장지에 보관한 경우에는 경도가 약해지는 속도가 느릴뿐만 아니라, 보관 후 90일이 지난 후에도 취식하기에 전혀 문제가 없는 것을 알 수 있었다.
(2) 당도 측정 실험
상기와 같은 방법으로 보관된 단감의 당도를 기간별로 측정하였으며, 측정방법은 단감의 착즙액을 채취하여 이를 레프락토 미터(Refracto meter)를 이용하여 측정하였고, 그 결과를 하기의 [표 4]에 나타내었다.
| 구분 | 저장 전 | 30일 | 60일 | 90일 |
| 실시예 | 13.5 | 13.5 | 13.4 | 13.2 |
| 비교예 | 13.5 | 12.9 | 12.3 | 11.8 |
단위: Brix
상기 [표 4]를 참조하면, 실시예에 따른 비닐포장지에 보관한 경우에는 보관된 단감의 당도가 거의 변화하지 않아 오랜 기간 동안 보관할 수 있음을 확인할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10; 포장지
100; 외피층 필름 200; 배리어층 필름
220; EVOH 필름 240a, 240b; 코로나 처리층
300; 실링층 필름
100; 외피층 필름 200; 배리어층 필름
220; EVOH 필름 240a, 240b; 코로나 처리층
300; 실링층 필름
Claims (2)
- 외피층 필름(100), 상기 외피층 필름(100) 하부에 위치하는 배리어층 필름(200), 및 상기 배리어층 필름(200) 하부에 위치하는 실링층 필름(300)을 포함하고,
상기 외피층 필름(100)으로는 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene) 필름이 사용되며,
상기 외피층 필름(100) 일측면에는 제1 접착층이 형성되어 상기 배리어층 필름(200)과 접착되되, 상기 제1 접착층은 제1 접착조성물을 상기 외피층 필름(100) 일측면에 도포되어 형성되고, 상기 제1 접착조성물은 멜라민수지, 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 일라이트 분말, 제올라이트(Zeolite), 비프탈레이트계 가소제, 아크릴계 공중합체 및 활제(Lubricant)를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 기능성 비닐포장지.
- 제 1항에 있어서,
상기 배리어층 필름(200)은 일측면은 상기 외피층 필름(100)과 접착되고 타측면은 실링층 필름(300)과 접착되되, 상기 배리어층 필름(200)은 EVOH 필름(220) 및 상기 EVOH 필름(220) 양측면에 형성된 코로나 처리층(240a, 240b)을 포함하고, 상기 코로나 처리층(240a, 240b)은 상기 EVOH 필름(220)의 양측면을 30 내지 70 dyne으로 코로나 방전처리하여 형성된 것을 특징으로 하는 친환경 기능성 비닐포장지.
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| KR1020230104597A KR102592566B1 (ko) | 2023-08-10 | 2023-08-10 | 친환경 기능성 비닐포장지 |
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| KR (1) | KR102592566B1 (ko) |
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| KR20070006076A (ko) * | 2005-07-07 | 2007-01-11 | 김재열 | 수산화알루미늄이 함유된 건축 자재용 접착제 |
| KR100788874B1 (ko) | 2006-09-12 | 2007-12-27 | 안종희 | 농산물의 신선도 유지를 위한 다기능 포장재의 제조방법 및 그에 의해 제조된 포장재 |
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-
2023
- 2023-08-10 KR KR1020230104597A patent/KR102592566B1/ko active IP Right Grant
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