KR20010077332A - 천연항균제를 포함하는 항균필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액상의 천연항균제를 포함하는 항균필름을 제공함으로써 항균성 기능이 부여된 식품용 필름을 제공한다.

본 발명에 따른 천연항균제를 포함하는 항균필름은 폴리염화비닐과 같은 폴리올레핀계 수지에 천연 가공식품 보존제의 일종으로서 그레이프후르츠 종자추출물을 천연항균제로 사용하여 이를 폴리올레핀계 수지의 필름의 제조를 위한 마스터배치에 혼련시켜 필름으로 성형함으로써 필름에 부여된 항균성에 의하여 잡균을 제거하여 야채, 과일, 생육 등의 오염 및 부패를 방지하여 선도를 연장시킴은 물론 필름의 투명도 및 강도는 기존의 필름의 물성 수준을 유지토록 한다.

또한, 상기 천연항균제로 사용되는 그레이프후르츠 종자추출물은 액상으로서 마스터배치에 혼련하여 필름으로 성형할 때, 분쇄 등의 사전 공정이 필요치 않고, 균질한 혼합이 가능하여 필름의 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

천연항균제를 포함하는 항균필름 {Antibacterial film having natural antibacterial agent}

본 발명은 천연항균제를 포함하는 항균필름에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 식품 포장용 등 인체에 무해하면서도 항균성을 강화시켜 포장된 식품의 장기보존성 등을 향상시킬 수 있는 천연항균제를 포함하는 항균필름에 관한 것이다.

최근 소비수준이 많이 향상되어 식생활의 풍요로움을 추구하는 미식가들이 늘어남에 따라 해외에서 여러 가지 식품재료가 수입되는 등 식품재료의 포장 및 유통이 증가하고 있으며, 이들 식품재료의 포장 및 유통에서는 특히 식품재료의 미생물에 의한 변질을 예방하여야 함에 특히 주의를 요한다. 또한, 국내외에서 다수 발생되고 있는 병원성 대장균인 O-157균에 의한 식중독의 발생 등에 의하여 인명에 피해를 주는 경우가 종종 발생하여 항균제를 이용한 포장재의 개발에 많은 노력이 경주되고 있다.

현재 폴리염화비닐 등의 폴리올레핀계 필름에 부여되는 항균제는 대부분 가공 제올라이트에 은, 아연, 구리 등을 화학반응시켜서 인공적으로 제조한 무기항균제를 수지에 혼련시켜 생산된 필름으로서, 대개의 경우 고체상으로 된 무기항균제를 분쇄한 미세분말을 마스터배치(masterbatch)에 혼련하고, 이를 필름으로 성형하여 항균필름으로 제조하고 있다. 그러나, 분쇄공정에서 미세한 분말을 얻기 위하여는 상당한 주의와 시간과 비용이 소요되며, 이를 다시 마스터배치에 혼합함으로써 제조 공정상 어려움이 많았으며, 그럼에도 불구하고, 무기항균제가 충분히 분쇄되지 못하여 입경이 큰, 덜 분쇄된 입자들이 마스터배치에 혼합, 혼련될 수 있는 여지가 있으며, 이러한 경우 필름의 제조에는 무리가 있게 되는 문제점이 있을 수 있다. 이러한 문제점들은 제품의 불량의 원인으로 작용하여 필름의 생산성을 저하시킬 수 있으며, 항균제로서 고체상의 물질을 사용하는 경우에는 피할 수 없는 문제점이기도 하다.

또한, 현재까지 항균제로서 천연소재를 사용하는 항균필름은 전무한 실정이다.

따라서, 본 발명자들은 우수한 항균 성능을 유지하면서도 항균필름의 물성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 연구를 거듭한 결과, 액상의 천연항균제를 포함하는 항균필름 및 그 제조방법을 개발하게 되었다.

본 발명의 목적은 천연항균제를 포함하는 항균필름을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 천연항균제로서 액상의 그레이프후르츠 종자 추출물을 포함하는 항균필름을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 천연항균제를 포함하는 항균필름은, 폴리염화비닐과 같은 폴리올레핀수지에 가소제와 첨가제를 포함시켜 이루어지는 마스터배치에 액상의 천연항균제를 0.01 내지 15중량%의 양으로 혼합시켜서 필름으로 성형하여 이루어진다.

상기 마스터배치에 포함되는 가소제 및 첨가제는 DOA, 대두유, 열안정제, 방담제 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것이 사용될 수 있다.

바람직하게는 상기 액상의 천연항균제가 상기 마스터배치에 0.1 내지 5중량%의 양으로 혼합될 수 있다.

상기 액상의 액상의 천연항균제는 그레이프후르츠 종자에서 추출한 종자추출물 60 내지 80중량%에 글리세린 20 내지 40중량%를 혼합하여 이루어진 것이 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 천연항균제를 포함하는 항균필름은, 식품포장용 등으로 사용될 수 있는 필름의 제조에 사용되는 폴리올레핀계 수지의 필름의 제조를 위한 마스터배치에 액상의 천연항균제를 0.01 내지 15중량%의 양으로 혼합시켜서 필름으로 성형하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기에서 폴리올레핀계 수지라 함은 수지의 제조에 사용되는 단량체 분자 내에 이중결합을 갖는 단량체의 중합반응에 의하여 고분자량화된 수지를 총칭한다. 폴리올레핀계 수지의 대표적인 예로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등을 들 수 있으며, 이들은 단지 예시적으로 열거한 것이며, 이외에도 다수의 수지들이 있으며, 또한 두가지 이상의 단량체들을 공중합시킨 공중합체들도 의도하는 물성에 따라 다양한 조성비 및 구조적 다양성을 가질 수 있다. 이중결합을 갖는 단량체의 예로서는 폴리에틸렌의 제조에 사용되는에틸렌 단량체, 폴리프로필렌의 제조에 사용되는 프로필렌 단량체, 폴리스티렌의 제조에 사용되는 스티렌 단량체 및 폴리염화비닐의 제조에 사용되는 비닐클로라이드 등을 열거할 수 있으며, 이들은 비닐 단량체로 총칭될 수 있는 것으로서, 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다.

폴리올레핀수지에 포함되어 마스터배치를 구성하는 가소제와 첨가제로는 DOA(Dioctyl Adipate ; 디옥틸 아디페이트), DOP(Dioctyl Phthalate ; 디옥틸 프탈레이트) 등의 가소제와, 기타 대두유, 열안정제, 방담제 등의 첨가제들을 예로 들 수 있으며, 이들은 모두 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다.

상기 첨가제는 저온유연성, 분자량 조절 등의 목적으로 사용될 수 있으며, 수지의 물성에 따라 그 첨가량을 가감할 수 있음은 당업자에게는 극히 용이하게 이해될 수 있는 것이다. 대두유는 활제로서 사용되며, 필름으로의 성형을 용이하게 하는 것으로 이해될 수 있다. 열안정제로는 디-n-옥틸주석비스(이소옥틸티오글리콜산에스테르)와 같은 비스유기주석계 안정제들이 사용될 수 있으며, 열에 의한 분해를 방지하는 역할을 하는 것으로서, 역시 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다. 이들은 또한 무독성 또는 저독성을 나타내어 널리 사용되고 있다. 방담제는 필름의 표면에 수적의 형성(흔히 '김서림'이라 함)을 방지하여 포장용 필름의 투명성을 유지하는 역할을 하는 것으로서, 역시 당업자에게는 상용화된 방담제를 구입하여 사용할 수 있을 정도로 이해될 수 있는 것이다. 상기한 가소제와 첨가제를 폴리비닐계 수지에 포함시킨 것을 일반적으로 '마스터배치'라 하며, 필름 등으로 성형하기 위한 조성물로 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있다.

본 발명에서는 이러한 마스터배치에 액상의 천연항균제를 0.01 내지 15중량%의 양으로 더 포함시키고, 이를 필름으로 성형시켜 항균필름을 제공하는 것을 특징으로 한다. 상기 천연항균제가 0.01중량% 미만으로 포함되는 경우, 세균 및 곰팡이에 대한 항균효과가 나타나지 않거나 또는 너무 미약하여 의도하는 항균효과를 기대할 수 없게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 15중량%를 초과하여 포함되는 경우, 수득되는 항균필름의 물성 및 생산성이 저하되어 필름의 제조가 어렵게 되는 문제점이 있을 수 있다.

상기 액상의 천연항균제는 바람직하게는 상기 마스터배치에 0.1 내지 5중량%의 양으로 혼합될 수 있다.

상기 액상의 천연항균제의 마스터배치에의 첨가는 천연항균제의 첨가량과 동일 중량으로 수지를 대체하는 것으로 하여 조성할 수 있다.

상기 액상의 액상의 천연항균제는 그레이프후르츠 종자에서 추출한 종자추출물 60 내지 80중량%에 글리세린 20 내지 40중량%를 혼합하여 이루어진 것이 사용될 수 있다. 상기 종자추출물은 그레이프후르츠의 종자에서 추출되는 것으로서, 천연항균제로서 항균효과가 높을 뿐만 아니라 안정성의 면에서도 식품의 첨가제로 사용될 수 있을 정도인 것이다. 상기 종자추출물의 조성은 아스코르빈산, 디하이드로아스코르빈산, 아미노산류, 토코페롤 등이 다량 함유되어 있다. 상기 아스코르빈산은 금속이온의 환원제로 기능하여, 산소계 특히 하이드록시라디칼을 생성시킬 수 있으며, 이 하이드록시라디칼이 세포 내에 분포되어 있는 효소 활성을 저해하여 세포막 기능을 약화시키고, 낮은 농도에서는 미생물의 세포호흡작용을 저해하여 미생물의정상적인 생육을 억제하는 물질로 이에 의하여 항균효과가 주로 나타나는 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 상기 아스코르빈산을 다량 함유하는 천연의 그레이프후르츠 종자추출물을 사용하는 것에 의하여 야채, 과일, 생육 등의 오염 및 부패를 방지하여 선도를 연장시키는 항균필름을 수득할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따라 액상의 천연항균제를 포함하는 마스터배치는 통상의 방법에 따라 필름으로 성형될 수 있다. 즉, 필름의 성형으로 사용되는 통상의 성형법으로는 인플레이션 블로우법(Inflation blow method) 또는 티-다이법(T-die method) 등을 들 수 있으며, 이들은 모두 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다. 본 발명에서는 종래의 무기항균제인 가공 제올라이트를 사용하는 방법에서 분쇄공정, 혼합공정, 혼련공정 및 성형공정을 거치는 것에 비하여 액상의 천연항균제를 마스터배치에 혼련시켜 직접 필름으로 성형할 수 있기 때문에 분쇄공정과 혼합공정을 생략할 수 있으며, 직접 혼련 및 성형이 가능하다는 장점이 있으며, 또한 가공 제올라이트에 비하여 적은 양의 사용으로도 충분한 항균효과를 기대할 수 있기 때문에 혼련공정을 단축시킬 수 있다. 더욱이, 기존의 무기항균제는 주로 고체상으로 이루어져 분쇄공정시 충분한 분쇄가 이루어지지 않아 입경이 큰 분쇄물이 포함되는 경우, 필름으로의 성형이 불가능하게 되는 문제점이 있을 수 있으나, 본 발명에서는 액상의 천연항균제의 사용으로 이러한 성형상의 문제점을 완전히 제거할 수 있어 필름의 생산성을 극히 향상시킬 수 있게 된다.

상기 액상의 천연항균제를 구성하는 글리세린은 상기 종자추출물과 수지 간의 혼합을 자유롭게 하여 필름으로의 성형 및 성형 후 필름 내에서의 균일한 분포 등을 가능하게 하여 필름의 물성을 향상시킬 수 있도록 기능하는 것으로 이해될 수 있다.

이렇게 제조된 본 발명에 따른 항균필름은 식품포장용 랩, 위생장갑, 위생봉투 등으로 사용될 수 있다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다.

이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.

실시예 1 내지 6 및 비교예

하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성으로 마스터배치를 준비하고, 이 마스터배치를 티-다이 익스투르더를 사용하는 통상의 티-다이법을 이용하여 식품포장용 랩으로 사용될 수 있는 필름으로 성형하였다. 성형된 필름으로부터 시편을 취하여 하기의 실험예 1의 위생안정성 시험, 실험예 2의 항균력 평가 시험 및 실험예 3의 투명도 시험에 적용시켰다.

	폴리염화비닐	DOA	대두유	열안정제	방담제	항균제
실시예 1	69.9	18	10	1	1	0.1
실시예 2	69	18	10	1	1	1
실시예 3	68.5	18	10	1	1	1.5
실시예 4	68	18	10	1	1	2
실시예 5	65	18	10	1	1	5
실시예 6	55	18	10	1	1	15
비교예	70	18	10	1	1	0

실험예 1. 위생안정성 시험

위생안정성 시험은 유해물질 함유 섬유제품 품질검사기준에 따른 방법에 의거하여 시험하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

구 분	기 준	평가치
급성 경구독성(LD50)	600㎎/㎏이상	2,500㎎/㎏이상
복귀돌연변이 평가(AMES시험)	음성	음성
피부자극성 평가	준음성 이하	음성

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 위생안정성 시험결과 본 발명에 따른 항균필름은 모두 평가치 이상으로 나타나 인체에 대한 안정성이 우수함을 확인할 수 있었다.

실험예 2. 항균력 평가 시험

상기 실시예들 및 비교예에서 수득된 필름으로부터 시편을 10cm²의 크기로 절단하고, 여기에 하기 표 3에 나타낸 바의 전 배양한 시험균 현탁액을 100㎕ 접종하고, 가압 밀착하여 37℃의 온도를 유지하는 항온항습기에서 24시간 배양한 후, 생균수를 계수하여, 생균수의 백분율(((최초 균수 - 최종 생존 균수)/ 최초 균수) * 100)을 구하였다.

시험균주	실시예 2	실시예 4	실시예 5	실시예 6	비교예
에스케리키아 콜리(Escherichia coli)	56%	90%	99%	99%	-13%
스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus)	70%	88%	99%	99%	-8%

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 항균필름은 2종의 시험균주에 대하여 높은 항균효과를 나타냄을 확인할 수 있었다. 특히, 상기 비교예에서 오히려 생존 균수가 증가하는 것에 비하여 볼 때, 본 발명에 따른 항균필름은 매우 우수한 항균효과를 나타냄을 확인할 수 있었다.

실험예 3. 투명도 시험

투명도 시험은 상용화된 것으로서 일본국 소재 토요 사이키사(Toyo seiki)의 헤이즈 미터(haze meter)를 사용하여 일반적인 시험방법에 따라 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

구 분	실시예 2	실시예 4	실시예 5	실시예 6	비교예
투명도(Haze, %)	0.52	0.56	0.60	1.80	0.50

상기 표 4에 나타난 바와 같이, 항균제 첨가량이 증가함에 따라 투명도가 다소 떨어지는 경향이 나타니기는 하나, 그 차이가 작으며, 충분히 높은 투명도를 유지하는 것으로 나타났다. 단, 실시예 6의 경우는 투명도가 그리 높지 않은 것으로 나타났으나, 기타의 물성에는 전혀 영향을 주지 않아 실제 사용이 가능한 것으로 평가되었다.

상기한 실시예들을 종합한 결과, 본 발명에 따르면 종래의 가공 제올라이트와 같은 무기항균제와 비교하여 동일 또는 유사한 항균효과를 얻을 수 있으면서도, 인체에 대한 안정성이 우수하고, 필름의 생산성이 높은 항균필름을 수득할 수 있음을 확인할 수 있었다.

따라서, 본 발명에 의하면 액상의 천연항균제로서 그레이프후르츠 종자추출물을 폴리비닐계 수지로 구성되는 마스터배치에 포함시켜 우수한 항균효과와 인체에 대한 우수한 안정성을 갖는 항균필름을 수득할 수 있는 효과가 있으며, 더욱이 액상의 천연항균제의 사용으로 필름의 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (4)

1. 폴리염화비닐과 같은 폴리올레핀수지에 가소제와 첨가제를 포함시켜 이루어지는 마스터배치에 액상의 천연항균제를 0.01 내지 15중량%의 양으로 혼합시켜서 필름으로 성형하여 이루어짐을 특징으로 하는 천연항균제를 포함하는 항균필름.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마스터배치에 포함되는 가소제 및 첨가제는 DOA, 대두유, 열안정제, 방담제 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것이 사용됨을 특징으로 하는 상기 천연항균제를 포함하는 항균필름.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 액상의 천연항균제가 상기 마스터배치에 0.1 내지 5중량%의 양으로 혼합되는 것을 특징으로 하는 상기 천연항균제를 포함하는 항균필름.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 액상의 액상의 천연항균제는 그레이프후르츠 종자에서 추출한 종자추출물 60 내지 80중량%에 글리세린 20 내지 40중량%를 혼합하여 이루어진 것이 사용됨을 특징으로 하는 상기 천연항균제를 포함하는 항균필름.