KR20060120555A - Method for manufacturing anti-microbial resolvability container - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 분해성 항균용기의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전분을 주재료 하면서 화학적 방부제를 사용하지 않고 콜로이드상의 항균성/항곰팡이성 금속 나노입자을 첨가하여 미생물에 의한 오염을 방지하고 천연 섬유질의 혼입에 의해 성형시 재료와 재료의 부착강도가 증진되어 수분함유율의 변화에 대해서도 치수안정성이 양호하게 유지되는 분해성 항균용기와 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a decomposable antimicrobial container, and more particularly, to prevent contamination by microorganisms and to incorporate natural fibers by adding colloidal antimicrobial / antifungal metal nanoparticles without the use of chemical preservatives as a main ingredient starch. The present invention relates to a degradable antimicrobial container and a method of manufacturing the same, wherein the adhesion strength of the material and the material during molding is enhanced, so that the dimensional stability is well maintained against the change of moisture content.
종래부터, 식품원료 또는 조리식품을 위한 일회용 용기가 널리 사용되는 상황으로, 그 일회용 용기는 대개 스티로폼을 포함하는 발포성 합성수지에 의해 제조되거나 지류(紙類)에 의해 제조된다.Conventionally, in the situation where disposable containers for food or cooked food are widely used, the disposable containers are usually made of foamed synthetic resin containing styrofoam or made by paper.
그러나, 발포성 합성수지로 제조된 일회용 용기는 그 폐기를 위해 매립시키는 경우 분해에 상당한 시간이 소요될 뿐만 아니라 토양을 오염시키게 되고, 그 일회용 용기를 소각 폐기시키는 경우에는 환경에 유해한 성분을 발산하게 되어 대기오염을 초래하게 된다.However, disposable containers made of expandable synthetic resins not only take considerable time to decompose when landfilled for disposal, but also contaminate the soil, and incinerate and dispose of the disposable containers releases harmful substances to the environment. Will result.
따라서, 일회용 용기를 제조하는 발포성 합성수지를 대체하기 위한 연구 및 개발이 진행되어 자연친화적인 생분해성 소재가 다양한 형태로 제안된 상태이다.Therefore, research and development for replacing the expandable synthetic resin for producing a disposable container has been in progress, the nature-friendly biodegradable material has been proposed in various forms.
그 일예로서, 실용신안등록 제20-348611호의 일회용 분해성 도시락 용기는 폴리올레핀수지에 전분 및 변성전분, 글리세린 지방산 에스테르 또는 수크로스 지방산 에스테르의 계면활성제, 지방산(라우릭 애시드, 스테아릭 애시드, 올레익 애시드, 리놀레익 애시드 중에서 선택), 광산화촉진제(카올린, 탄산칼슘, 산화칼슘 중에서 선택)로 구성된 분해촉진제를 첨가하여 자연상태에서 완전한 분해가 가능하여 친환경적이면서 수증기 배출구가 형성된 구조로 형성된다.As an example, the disposable degradable lunch box container of Utility Model Registration No. 20-348611 is a polyolefin resin, a surfactant of starch and modified starch, glycerin fatty acid ester or sucrose fatty acid ester, fatty acid (lauric acid, stearic acid, oleic acid). , Which is selected from linoleic acid) and a photocatalytic accelerator (selected from kaolin, calcium carbonate, and calcium oxide), so that it can be completely decomposed in a natural state, thereby forming an environment-friendly and water vapor outlet structure.
다른 예로서, 특허 제10-459621호에 개시된 일회용 생분해성 용기의 제조방법에서는 왕겨와 톱밥, 짚, 펄프 및 그 2종 이상의 혼합원료로부터 선택된 원료를 70∼120메시로 분쇄한 식물원료분말 100중량부, 전분 10∼20중량부, 에스텔류 1∼2중량부, 물 2∼4중량부, 로진 3∼4중량부, 폴리솔베이트류 1∼2중량부, 스테아릴 젖산 나트륨 1∼2중량부를 혼합하여 원료를 준비하고, 그 준비된 원료를 금형 내에 넣고서 150∼155℃온도에서 30∼40㎏/㎠압력으로 4∼5초 가열하고나서 280∼320㎏/㎠압력으로 4∼5초 가열한 후 다시 30∼40㎏/㎠압력으로 10∼15초 감압하여 체적감소율이 0.75∼0.85범위내에서 압축성형해서 일회용 생분해성 용기를 제조하게 된다.As another example, in the method for producing a disposable biodegradable container disclosed in Patent No. 10-459621, 100 parts by weight of plant raw powder obtained by grinding 70 ~ 120 mesh of a raw material selected from chaff, sawdust, straw, pulp and two or more kinds of mixed raw materials thereof. Part, 10 to 20 parts by weight of starch, 1 to 2 parts by weight of esters, 2 to 4 parts by weight of water, 3 to 4 parts by weight of rosin, 1 to 2 parts by weight of polysorbate, 1 to 2 parts by weight of sodium stearyl lactate The raw materials were prepared by mixing, the prepared raw materials were placed in a mold and heated for 4 to 5 seconds at 30 to 40 kg / cm 2 pressure at 150 to 155 ° C, followed by 4 to 5 seconds at 280 to 320 kg / cm 2 pressure. Then, the pressure is reduced to 10 to 15 seconds at a pressure of 30 to 40 kg / cm 2, and compression molding is performed within the range of 0.75 to 0.85 to produce a disposable biodegradable container.
또, 특허 제 10-540682호의 생분해성 일회용 용기제품의 제조방법에서는 페이스트상태의 전분 100중량부에 대해 스테아린산 1∼10중량부, 트리에탄올아민 1∼8중량부, 파라핀 5∼50중량부를 100∼500중량부의 물에 균일하게 혼합하고 충분히 반죽하여 페이스트상태의 원료혼합물을 제조하고, 상기 전분 100중량부에 대해 식 물섬유 1∼250중량부, 활석분 20∼200중량부, 칼륨명반관 중탄산나트륨 2∼1중량부를 추가로 혼합하여 진흙상태의 원료슬러리를 제조하며, 그 진흙상태의 원료슬러리를 150∼200℃의 온도범위를 갖는 오목형의 금형과 110∼210℃의 온도범위를 갖는 볼록형 금형에 주입하고나서 방수처리된 안감종이를 덮고서 1∼3분간 금형처리 및 건조시켜 제조되는 생분해성 일회용 용기제품을 제공하게 된다. In the method for producing a biodegradable disposable container product of Patent No. 10-540682, 1 to 10 parts by weight of stearic acid, 1 to 8 parts by weight of triethanolamine, and 5 to 50 parts by weight of paraffin are 100 to 500 parts by weight of 100 parts by weight of starch in the paste state. Uniformly mixed with parts by weight of water and kneaded sufficiently to prepare a raw material mixture in the form of a paste, 1 to 250 parts by weight of plant fiber, 20 to 200 parts by weight of talc powder, potassium alum and sodium bicarbonate 2 1 to 1 part by weight is further mixed to prepare a raw material slurry in a mud state, and the raw material slurry in a mud state is added to a concave mold having a temperature range of 150 to 200 ° C. and a convex mold having a temperature range of 110 to 210 ° C. After injection, the biodegradable disposable container product is prepared by covering the waterproofed lining paper and mold and drying for 1 to 3 minutes.
그에 대해, 특허공개 제10-2006-3582호(발명의 명칭 : 내열성과 단열성이 향상된 생분해성 용기와 종이용기의 뜨거움 방지용 생분해성 홀더 및 그 제조방법)에서는 폴리유산이 60∼95중량부, 지방족-폴리에스테르 또는 방향족-지방족 폴리에스테르 5∼40중량부로 구성되는 혼합물에 탈크(Talc)(고순도 탈크, 고정제 탈크, 소성 탈크, 산처리 탈크로 구성된 그룹에서 선택된 1종 이상)를 1∼20중량부를 더 포함하는 수지조성물을 진공성형기 또는 사출성형기에서 5∼100초 동안 50∼150℃의 범위로 예열하고나서 90∼250℃의 범위에서 성형되는 생분해성 용기와, 상부경이 하부경보다 크게 형성하여 종이용기의 뜨거움을 방지하기 위한 단열용 생분해성 홀더를 제공하게 된다.On the other hand, Patent Publication No. 10-2006-3582 (name of the invention: a biodegradable holder for improving heat resistance and heat insulation and a paper container for preventing the heat of the paper container and its manufacturing method) of 60 to 95 parts by weight of polylactic acid, aliphatic 1-20 weights of Talc (at least one selected from the group consisting of high purity talc, fixative talc, calcined talc, and acid treated talc) in a mixture composed of 5 to 40 parts by weight of polyester or aromatic-aliphatic polyester The resin composition further comprises a biodegradable container which is preheated in a range of 50 to 150 ° C. for 5 to 100 seconds in a vacuum molding machine or an injection molding machine in a range of 90 to 250 ° C., and an upper diameter is made larger than a lower diameter. It is to provide a biodegradable holder for thermal insulation to prevent the heat of the paper container.
또, 특허 제 10-413370호의 생분해성 용기 제조방법에서는 약리효과를 갖는 자연채취 재료들을 사용하여 건강에 유익하면서 생분해가 가능하여 환경 오염을 감소시키기 위한 생분해성 용기의 제조를 상정하게 된다.In addition, the biodegradable container manufacturing method of Patent No. 10-413370 assumes the production of a biodegradable container for reducing the environmental pollution by using a natural extracting material having a pharmacological effect is possible to biodegradable for health.
즉, 그 특허 제 10-413370호의 생분해성 용기 제조방법에 따르면, 세척된 솔잎과 약쑥, 루틴성분 함유 나뭇잎, 뽕나무잎, 감잎, 은행잎, 죽엽, 구골목, 권백, 기생수, 우목, 두충잎, 사철나무잎, 측백나무잎을 1종 또는 2종 이상 혼합하고 건 조시키고, 그 건조된 재료를 파쇄하여 분말로 제조하며, 그 파쇄된 나뭇잎 재료 분말 70∼99.5%에 광물질인 세피오라이트, 버미큘라이트, 펄라이트를 0.5∼30%를 1종 또는 2종 혼합하고, 그 혼합분말 80∼95%에 대해 접착제 5∼20%를 첨가하여 교반하며, 그 교반된 재료를 70∼120℃로 성형하여 생분해성 용기를 제조하게 된다.That is, according to the manufacturing method of the biodegradable container of Patent No. 10-413370, washed pine needles and wormwood, leaves containing the routine ingredient, mulberry leaves, persimmon leaves, ginkgo leaves, bamboo leaves, old alleys, baekbaek, parasitic water, rainwood, tofu leaves, evergreen One or two or more kinds of tree leaves and cypress leaves are mixed and dried, and the dried material is pulverized to prepare a powder. 70-99.5% of the crushed leaf material powder is used for minerals sepiolite, vermiculite and pearlite. 0.5-30% is mixed 1 type or 2 types, 5-20% of adhesives are added and stirred with respect to 80-95% of the mixed powder, and the stirred material is shape | molded at 70-120 degreeC, and a biodegradable container is manufactured. Done.
그리고, 특허공개 제10-2006-36075호(발명의 명칭 : 생분해성 전분을 주원료로 사용하는 용기조성물 및 그 제조방법)에서는 전분과 바인더, 물성보강제 및 적어도 소수성 작용기 또는 활성 작용기를 제공하는 반응제 또는 전분 상호간 또는 전분과 부재료간을 가교시키는 반응제를 포함하며, 필러(Filler), 발포조제, 보집제, 유연제, 가소제, 바인더 및 물성보강제, 이형제, 소수성 부여제에서 선택되는 적어도 하나 이상의 성분을 포함하는 생분해성 용기조성물을 제공하게 된다.In addition, Korean Patent Publication No. 10-2006-36075 (name of the invention: a container composition using biodegradable starch as a main raw material and a method of preparing the same) discloses starch, a binder, a physical reinforcing agent, and a reactive agent that provides at least a hydrophobic functional group or an active functional group. Or a reactive agent which crosslinks each other or between starch and subsidiary materials, and comprises at least one component selected from a filler, a foaming aid, a collecting agent, a softening agent, a plasticizer, a binder and a physical reinforcing agent, a mold release agent, and a hydrophobic imparting agent. It provides a biodegradable container composition comprising.
그 특허공개 제10-2006-36075호에서는 적어도 소수성 작용기 또는 활성 작용기를 제공하는 반응제 또는 전분 상호간 또는 전분과 부재료간을 가교시키는 반응제를 주재인 전분과 혼합하여 용기의 성형공정과 함께 반응시켜 생분해성 전분을 주원료로 사용하는 용기조성물의 제조방법을 제공하게 된다.In Patent Publication No. 10-2006-36075, at least a hydrophobic functional group or a reactive agent which provides an active functional group or a reactive agent which crosslinks each other or between starch and subsidiary materials is mixed with starch as a main agent and reacted together with the molding process of the container. It provides a method for producing a container composition using the biodegradable starch as the main raw material.
또, 특허 제10-573748호에 개시된 무공해 전분용기의 제조방법에서는 전분과 곡물가루, 셀룰로오즈, 발포제 및 송진분말을 포함하는 원료 혼합물을 교반하고 100∼120℃에서 가열하여 호화시키고, 그 호화된 혼합물을 소정의 성형기에 넣어 150∼300℃의 증기를 가하면서 500∼2000㎏/㎤의 압력하에 가압발포시켜 성형하고나서 그 성형물의 표면에 생분해성 수지를 도포하고 60∼100℃의 온도에서 가열건 조시켜 수지코팅층을 형성하는 경우, 상기 원료혼합물은 전분 50∼80중량부와 곡물가루 10∼30중량부, 셀룰로오즈 5∼15중량부, 발포제 1∼5중량부 및 송진분말 4∼16중량부가 혼합되도록 하여 무공해 전분용기를 제공하게 된다.In addition, in the method for producing a pollution-free starch container disclosed in Patent No. 10-573748, a raw material mixture containing starch and grain flour, cellulose, a blowing agent, and a rosin powder is stirred and heated at 100 to 120 ° C. to be gelatinized, and the luxury mixture is used. Was put into a predetermined molding machine and pressurized and foamed under a pressure of 500 to 2000 kg / cm 3 while applying steam at 150 to 300 ° C., and then a biodegradable resin was applied to the surface of the molded product and heated at a temperature of 60 to 100 ° C. In the case of forming a resin coating layer, the raw material mixture is mixed with 50 to 80 parts by weight of starch, 10 to 30 parts by weight of grain flour, 5 to 15 parts by weight of cellulose, 1 to 5 parts by weight of blowing agent, and 4 to 16 parts by weight of rosin powder. To provide a pollution-free starch container.
그런데, 상기한 생분해성 용기 및/또는 그 제조방법에서는 생분해성 원료를 적용하여 용기를 제조하게 되지만, 그러한 용기는 미생물에 의한 오염을 방지하기 위한 대책은 전혀 고려되지 않은 상황이다.By the way, in the biodegradable container and / or the manufacturing method thereof, the container is manufactured by applying a biodegradable raw material, but such a container is a situation in which no measures for preventing contamination by microorganisms are not considered at all.
그러한 점을 고려하여, 특허 제10-465824호에 개시된 옥수수 봉 섬유와 유기광물질을 이용한 생분해성 일회용 용기재료의 제조방법에서는 말린 옥수수 이삭을 대형 탈곡기에 넣고 알곡부분을 대체적으로 분리하여 알곡은 분쇄기에 넣고 100∼150메쉬의 크기로 분쇄하고 상기 탈곡된 이삭과 표피를 분류하여 탱크에 넣고 증기로 가열하고 염산과 초산을 넣고서 가압숙성하고, 그 가압숙성된 이삭과 표피를 가수분해하고 수분을 20∼25%로 통제하고 옥수수알곡과 함께 2:1의 비율로 분쇄기에 넣고 분쇄하며, 그 분쇄된 가루에 전분교와 내수제(耐水劑), 내유제(耐油劑) 및 화학적인 방부제를 첨가하면서 구체적인 제조내용물에 따라 탄산칼슘분말 혹은 화산석 분말을 제조용품의 요구에 따라 부동한 비례로 사출하고 그 사출물의 수분을 13∼20%로 통제하며, 상기 파우더는 길이 2∼5㎚의 크기와 직경 2∼3㎜의 크기로 전단하여 완성된 파우더를 사용한 일회용 용기가 제공된다.In view of this, in the method for producing biodegradable disposable container material using corn rod fibers and organic minerals disclosed in Patent No. 10-465824, the dried corn ears are placed in a large threshing machine, and the grains are generally separated. Put it in the size of 100-150 mesh, grind the threshed ears and cuticles, put them in a tank, heat them with steam, pressurize them by adding hydrochloric acid and acetic acid, and hydrolyze the pressurized ears and cuticles, It is controlled at 25%, put into a grinder with a corn grain in a ratio of 2: 1, and the starch bridge, a water repellent, an oil retardant, and a chemical preservative are added to the ground powder. Depending on the contents of the production, calcium carbonate powder or volcanic stone powder is injected at different proportions according to the requirements of the manufactured goods, and the moisture of the injection is controlled to 13 to 20%. The powder is sheared to a size of 2 to 5 nm in length and 2 to 3 mm in diameter to provide a disposable container using the finished powder.
하지만, 상기 제10-465824호에서는 미생물에 의한 영향을 방지하기 위해 방부제를 사용하기 때문에 그 방부제에 의한 악영향을 배제하기 곤란하게 되며, 그 점을 고려하면 생분해성 원료를 사용하여 일회용 용기를 제조하는 경우에도 화학적 인 방부제를 사용하지 않고서도 미생물에 의한 영향을 회피하기 위한 대책이 필요하게 된다. However, in No. 10-465824, since preservatives are used to prevent the influence of microorganisms, it is difficult to exclude adverse effects caused by the preservatives. Even in cases where there is no need for chemical preservatives, measures to avoid the effects of microorganisms are needed.
여기에서, 화학적인 방부제로는 예컨대 벤조익 엑시드(Benzoic acid), 소르빅엑시드(Sorbic acid), 메틸파라벤(Methylparaben), 에틸파라벤(Ethylparaben), 프로필파라벤(Propylparaben), 부틸파라벤(Butylparaben), 카바메이트류(3-iodo-2-propynyl bytyl carbamate), 벤지미다졸류(4-thiazolyl)-benzimidazole), 2-(4-티아졸릴)-벤즈이미다졸, 벤잘코늄 클로라이드, 폴리비닐 부티알, 디요드메틸 p-톨립설폰, 2.4.5.6-테르라클로로 이소브티로 니트릴, 파라옥시안식향산류 등이 사용되고 있다.Here, the chemical preservatives, for example, benzoic acid (Benzoic acid), Sorbic acid (Sorbic acid), methylparaben (Methylparaben), ethylparaben (Ethylparaben), Propylparaben, Butylparaben (Butylparaben), carba 3-iodo-2-propynyl bytyl carbamate, 4-thiazolyl-benzimidazole, 2- (4-thiazolyl) -benzimidazole, benzalkonium chloride, polyvinyl butyral, diiod Methyl p-tolipsulfone, 2.4.5.6-terachloro isobutyronitrile, paraoxybenzoic acid, etc. are used.
따라서, 특허공개 제10-2005-23816호(발명의 명칭 : 옥수수를 활용한 생분해성 일회용 천연용기의 제조방법)에서는 옥수수 대 또는 옥수수 봉에 다량으로 함유된 섬유질을 활용하고 그 옥수수 대 또는 옥수수 봉에 옥수수 전분과 옥수수 가루, 발포제 중량제, 유연제 및 결합보조제를 사용하여 발포성형시켜 다양한 모양의 용기나 포장재를 제조하는 기술이 제안된다.Therefore, Korean Patent Publication No. 10-2005-23816 (name of the invention: a method for producing a biodegradable disposable natural container using corn) utilizes fiber contained in a large amount in corn stalks or corn rods and uses the corn stalks or corn rods. In order to produce a variety of shapes of containers or packaging materials by foaming with corn starch and corn flour, foaming agent weighting agent, softening agent and binding aid.
그러나, 그 특허공개 제10-2005-23816호에 의한 일회용 천연용기의 제조방법에서는 자체적인 살균기능을 갖지 못하기 때문에 생분해성 수지의 코팅이 이루어지면 건조과정을 거치고 나서 자외선 살균과정을 경유해야만 되고, 그에 따라 전체적으로 일회용 천연용기의 제조공정이 복잡해질 뿐만 아니라 자외선 살균과정을 실행하기 위한 부가적인 장비의 도입도 필요하게 된다.However, in the method of manufacturing a disposable natural container according to Korean Patent Publication No. 10-2005-23816, it does not have its own sterilization function, so when the biodegradable resin is coated, it must go through an ultraviolet sterilization process after drying. This not only complicates the manufacturing process of disposable natural containers as a whole, but also requires the introduction of additional equipment to carry out the UV sterilization process.
그에 대해, 특허 제10-554378호에서는 일회용 용기와 용기를 통한 병원서 세 균의 식품으로의 전이를 방지하기 위해 광촉매 작용에 의해 살균/탈취기능을 가지면서 실제 유통과정에서도 비교적 장기간 전분용기가 미생물에 의해 부패되는 일을 방지하고 폐기 시에는 자연 상태에서의 분해가 가능하며 광촉매 작용에 의해 토양 정화 및 대기 정화기능이 발현되도록 하기 위한 살균/탈취/보존성을 부여한 생분해성 전분용기 조성물이 개시된다.On the other hand, Patent No. 10-554378 has a sterilization / deodorization function by the photocatalytic action to prevent the transfer of pathogenic bacteria to food through disposable containers and containers, while starch containers are relatively long-term The biodegradable starch container composition which prevents corruption by decay and disintegrates in a natural state and imparts sterilization / deodorization / preservation to express soil purification and air purification by photocatalytic action is disclosed.
그러한 생분해성 전분용기 조성물에 따르면, 25∼65중량%의 변성 또는 비변성 전분과, 30∼70중량%의 물을 주재료로 하여 조성된 조성물을 혼합한 후 140∼220℃로 가열된 가열가압성형기에 주입하여 0.5∼8㎏f/㎠의 압력에서 20초∼5분간 성형하여 일회용 전분용기를 제조하는 경우, 그 전분용기의 제조를 위한 조성물에는 살균 및 탈취를 위한 광촉매제 1∼10중량%와, 소르빈산, 파라히드록시 벤조산 에스테르, 프로피온산염 및 염화나트륨으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택된 보존제 1∼20중량%와, 인장강도 보강재로 섬유질 1∼25중량% 및, 이형제 0.01∼5중량%로 포함된다.According to such a biodegradable starch container composition, a heat press molding machine heated to 140 to 220 ° C. after mixing 25 to 65% by weight of modified or unmodified starch and a composition composed of 30 to 70% by weight of water as a main material In the case of forming a starch container for 20 minutes to 5 minutes by molding at a pressure of 0.5 to 8 kgf / cm 2, the composition for preparing the starch container includes 1 to 10% by weight of a photocatalyst for sterilization and deodorization. 1 to 20% by weight of a preservative selected from the group consisting of sorbic acid, parahydroxy benzoic acid ester, propionate and sodium chloride, 1 to 25% by weight of fiber as a tensile strength reinforcing material, and 0.01 to 5% by weight of a release agent.
여기서, 상기 광촉매제로는 아나타제(anatase) 함량이 70중량% 이상인 이산화티탄이 사용되거나, Fe(Ⅲ), V, Mo, Nb, Pt중에서 어느 하나 이상의 금속이 선택적으로 첨가된 이산화티탄, 또는 SiO2, V2O5, WO3중 어느 하나 이상의 금속 산화물이 선택적으로 첨가된 이산화티탄이 포함된다.Here, as the photocatalyst, titanium dioxide having an anatase content of 70% by weight or more is used, or titanium dioxide selectively added with at least one metal among Fe (III), V, Mo, Nb, and Pt, or SiO 2 , Titanium dioxide optionally added with one or more metal oxides of V 2 O 5 , WO 3 .
그러나, 광촉매제만을 적용하여 살균/탈취기능을 제공하기 위한 상기 제10-554378호의 경우에는 광촉매제의 특성상 광(光)의 부재시에는 제대로의 살균/탈취 기능을 발휘하기 곤란하기 때문에 그 살균/탈취기능이 지극히 제한적으로 한정되어 불리하게 된다.However, in the case of No. 10-554378, which provides a sterilization / deodorization function by applying only a photocatalyst, the sterilization / deodorization function is difficult because it is difficult to properly perform sterilization / deodorization function in the absence of light due to the characteristics of the photocatalyst. The function is very limited and limited.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주 목적은 전분을 주재로 하는 분해성 용기를 제조하는 경우 미생물에 의한 영향을 방지하기 위해 화학적 방부제를 사용하지 않고서도 금속의 나노입자를 혼합하여 항균성과 항곰팡이성을 부여하도록 된 분해성 항균용기의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances of the prior art, and its main object is to produce nanodegradable containers based on starch to prevent the effect of microorganisms without using chemical preservatives. It is to provide a method for producing a decomposable antimicrobial container to give the antimicrobial and antifungal properties by mixing the particles.
본 발명의 다른 목적은 전분을 주재로 하는 분해성 용기를 제조하는 경우 미생물에 의한 영향을 방지하기 위해 화학적 방부제를 사용하지 않고서도 금속의 나노입자를 혼합하여 항균성/항곰팡이성을 부여함과 더불어 팜나무 껍질 또는 야자수 껍질의 천연 섬유질을 혼합하여 용기성형시 재료와 재료의 결합력을 증대시켜 대기중의 습도변화에 따른 수분함유률의 변화시에도 치수의 변형이 초래되지 않도록 하기 위한 분해성 항균용기의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to prepare a decomposable container based on starch to provide antimicrobial / antifungal properties by mixing nanoparticles of metals without using chemical preservatives to prevent the effects of microorganisms. Preparation of degradable antimicrobial container for mixing the natural fiber of tree bark or palm bark to increase the bond strength of materials and materials when forming the container so that the deformation of the dimensions does not occur even when the moisture content changes due to the change of humidity in the atmosphere To provide a way.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 전분을 주재로 하는 분해성 용기의 제조방법에 있어서, 상기 전분(옥수수 전분)을 30∼60중량%, 해당하는 용기의 강도를 보강하기 위해 이산화티탄과 탄산칼슘, 제올라이트, 지르코늄, 산화규소, 게르마늄, 토르말린 중에서 선택되는 하나 또는 그 조합으로 형성되는 무기물 파우더를 해당하는 용기의 중량대비 10∼30중량%, 팜나무 껍질과 야자수 껍질 중 어느 하나를 천연섬유질로서 30~50중량%로 혼합하여 용기 성형재료를 준비하고, 상기 용기성형재료와 입자크기 1∼20㎚의 아연(Zn) 나노입자를 10,000ppm농도의 것을 0.3∼4중량%로 반죽용수에 의해 혼합반죽하여 분해성 항균용기형성원료를 얻으며, 상기 분해성 항균용기형성원료를 용기프레스성형기에 의해 성형하고 그 성형된 용기의 내면에 수지코팅액에 의해 코팅처리를 실행하도록 된 분해성 항균용기의 제조방법이 제공된다.In order to achieve the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, 30 to 60% by weight of the starch (corn starch) in the method for producing a degradable container based on starch, to reinforce the strength of the corresponding container 10-30% by weight of the inorganic powder formed by one or a combination of titanium dioxide, calcium carbonate, zeolite, zirconium, silicon oxide, germanium and tourmaline, or a combination of palm tree bark and palm bark One to 30 to 50% by weight as a natural fiber to prepare a container molding material, and the container molding material and the zinc (Zn) nanoparticles having a particle size of 1 to 20nm to a concentration of 10,000 ppm of 0.3 to 4% by weight It is mixed and kneaded with dough water to obtain a degradable antimicrobial container forming material. The degradable antimicrobial container forming material is molded by a container press molding machine and the molded container. Provided is a method for producing a decomposable antimicrobial container, the inner surface of which is subjected to a coating treatment by a resin coating liquid.
바람직하게, 상기 팜나무 껍질 또는 야자수 껍질은 0.5∼2㎝의 길이로 분쇄된 입자가 그 전체 팜나무 껍질 또는 야자수 껍질의 혼합비의 90% 이상이 되도록 혼합하게 된다.Preferably, the palm bark or palm bark is mixed so that the particles pulverized to a length of 0.5 to 2 cm become 90% or more of the mixing ratio of the entire palm bark or palm bark.
상기 수지코팅액은 아크릴계 수지, 에폭시계 수지. 폴리에틸렌계 수지에서 선택되는 코팅액에 1~20nm의 입자크기를 갖는 10,000ppm 농도의 은(Ag)을 0.1∼2Wt%로 혼합하여 용기의 내면에 코팅처리를 할 수 있도록 조성된다.The resin coating liquid is acrylic resin, epoxy resin. 10,000 ppm of silver (Ag) having a particle size of 1 to 20 nm is mixed in a coating liquid selected from polyethylene-based resin at 0.1 to 2 Wt% to allow coating on the inner surface of the container.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 분해성 항균용기의 제조를 위해 금속 나노입자에 의한 항균제와 해당하는 분해성 항균용기의 제조를 위한 용기성형재료를 준비하는 과정과, 그 준비된 용기성형재료와 상기 항균성 금속 나노입자를 용매(즉, 반죽용수)에 의해 혼합하여 분해성 항균용기형성원료를 얻는 과정, 그 분해성 항균용기형성원료를 특정의 형상으로 성형하는 과정 및, 상기 성형된 특정형상의 용기의 내면에 수지코팅액에 의한 코팅처리를 행하는 과정이 실행된다. According to a preferred embodiment of the present invention, a process for preparing an antimicrobial agent by metal nanoparticles and a container molding material for producing a corresponding degradable antimicrobial container for the production of a degradable antimicrobial container, the prepared container molding material and the antimicrobial metal Mixing the nanoparticles with a solvent (i.e., kneading water) to obtain a degradable antimicrobial container forming material, molding the degradable antimicrobial container forming material into a specific shape, and a resin on the inner surface of the molded specific shape container. A process of performing a coating treatment with a coating liquid is performed.
먼저, 본 발명에 따르면 콜로이드상의 아연(Zn) 나노입자가 경제적인 면에서 유리한 점을 고려하여 항균성 금속 나노입자에 의한 항균제로서 선택된다.First, according to the present invention, colloidal zinc (Zn) nanoparticles are selected as antimicrobial agents by antimicrobial metal nanoparticles in consideration of economical advantages.
상기 항균제로서 선택된 아연(Zn)나노입자의 경우에는 10,000 ∼20,000ppm, 그 입자크기는 1∼20㎚로 상정되는 바, 그 농도 및 입자의 크기는 필요한 경우 조절이 가능함은 물론이다.In the case of zinc (Zn) nanoparticles selected as the antimicrobial agent, 10,000 to 20,000 ppm, the particle size is assumed to be 1 to 20 nm, the concentration and the size of the particles can be adjusted if necessary.
또, 해당하는 분해성 항균용기의 제조를 위한 용기성형재료는 전분(바람직하게는 옥수수 전분)과, 해당하는 용기의 강도를 보강하기 위해 이산화티탄과 탄산칼슘, 제올라이트, 지르코늄, 산화규소, 게르마늄, 토르말린 중에서 선택되는 하나 또는 그 조합으로 형성되는 무기물 파우더 및, 해당하는 용기의 성형시 재료와 재료간의 부착강도(또는 결합강도)를 증진시키기 위한 천연 섬유질로서의 팜나무 껍질 또는 야자수 껍질을 준비하게 된다.In addition, the container forming material for the preparation of the degradable antimicrobial container is starch (preferably corn starch), and titanium dioxide, calcium carbonate, zeolite, zirconium, silicon oxide, germanium, tourmaline to enhance the strength of the container. Inorganic powder formed from one or a combination thereof selected from the group consisting of, and palm tree bark or palm bark as a natural fiber for enhancing the adhesion strength (or bond strength) between the material and the material in forming the corresponding container is prepared.
본 발명에 따르면 해당하는 용기의 낱개 중량을 대략 35∼45g을 기준으로 하는 경우 상기 전분(옥수수 전분)은 30∼60중량%, 상기 이산화티탄과 탄산칼슘, 제올라이트, 지르코늄, 산화규소, 게르마늄, 토르말린 중에서 선택되는 하나 또는 그 조합으로 형성되는 무기물 파우더를 해당하는 용기의 중량대비 10∼30중량%, 상기 팜나무 껍질 또는 야자수 껍질은 30~50중량%로 혼합하여 용기성형재료를 준비하게 된다.According to the present invention, the starch (corn starch) is 30 to 60% by weight, and the titanium dioxide and calcium carbonate, zeolite, zirconium, silicon oxide, germanium, tourmaline, if the weight of each container is approximately 35 to 45 g. The inorganic powder formed by one or a combination thereof is selected from 10 to 30% by weight relative to the weight of the corresponding container, and the palm bark or palm bark is mixed to 30 to 50% by weight to prepare a container molding material.
여기서, 상기 팜나무 껍질 또는 야자수 껍질은 대략 0.5∼2㎝의 길이로 분쇄된 입자가 그 전체 팜나무 껍질 또는 야자수 껍질의 혼합비의 90% 이상이 되도록 하면 재료와 재료의 부착강도의 면에서 바람직하게 된다.Here, the palm bark or palm bark is preferably in terms of adhesion strength between the material and the material when the particles pulverized to a length of about 0.5 to 2 cm are 90% or more of the total blend ratio of the palm bark or palm bark. do.
또, 본 발명에 따르면 상기 용기성형재료의 중량 대비 상기 항균제로서의 아연(Zn) 나노입자는 10,000ppm농도로 0.3∼4중량% 준비하는 바, 그 아연(Zn) 나노입자의 중량부는 그 농도 또는 입자크기에 의존하여 제어될 수 있다.In addition, according to the present invention, the zinc (Zn) nanoparticles as the antimicrobial agent are prepared at a concentration of 10,000 ppm to 0.3 to 4% by weight, and the weight part of the zinc (Zn) nanoparticles is determined by the concentration or particle. It can be controlled depending on the size.
상기한 제 1 및 제 2과정에서 항균제와 용기성형재료가 준비되면, 우선적으로 상기 용기성형재료를 반죽하기 위한 반죽용수를 준비하게 되는 바, 그 반죽용수는 상기 전분(옥수수 전분)과, 상기 무기물 파우더(이산화티탄과 탄산칼슘, 제올라이트, 지르코늄, 산화규소, 게르마늄, 토르말린 중에서 선택되는 하나 또는 그 조합) 및, 상기 팜나무 껍질 또는 야자수 껍질을 점도있게 혼합하기 위한 용수로서 상기 전분과 상기 무기물 파우더(이산화티탄과 탄산칼슘, 제올라이트, 지르코늄, 산화규소, 게르마늄, 토르말린 중에서 선택되는 하나 또는 그 조합)를 합한 중량의 20∼80%로 설정하게 된다.When the antimicrobial agent and the container molding material are prepared in the first and second processes, the dough water for kneading the container molding material is first prepared, and the dough water is the starch (corn starch) and the inorganic material. Powders (one or a combination thereof selected from titanium dioxide and calcium carbonate, zeolite, zirconium, silicon oxide, germanium, tourmaline), and the starch and the inorganic powder as water for viscously mixing the palm bark or palm bark. Titanium dioxide, calcium carbonate, zeolite, zirconium, silicon oxide, germanium, tourmaline) or a combination thereof) is set to 20 to 80% of the total weight.
그에 후속하여, 상기 준비된 반죽용수에 상기 10,000ppm농도의 아연(Zn) 나노입자를 0.3∼4중량%를 혼합하고, 그 금속 나노입자가 혼합된 반죽용수에다 상기 전분(옥수수 전분)이 30∼60중량%와 상기 용기의 강도보강을 위한 무기물 파우더(이산화티탄과 탄산칼슘, 제올라이트, 지르코늄, 산화규소, 게르마늄, 토르말린 중에서 선택되는 하나 또는 그 조합)을 용기의 중량대비 10∼30중량% 및 상기 팜나무 껍질 또는 야자수 껍질이 30~50중량%로 혼합된 상기 용기성형재료를 혼합하여 반죽하여 분해성 항균용기형성원료를 얻게 된다.Subsequently, 0.3 to 4% by weight of the 10,000 ppm zinc (Zn) nanoparticles are mixed with the prepared dough water, and the starch (corn starch) is 30 to 60 in the dough water mixed with the metal nanoparticles. 10-30% by weight of the inorganic powder (titanium dioxide and calcium carbonate, zeolite, zirconium, silicon oxide, germanium, tourmaline, or a combination thereof) and 10 to 30% by weight of the container and the palm Bark or palm bark is mixed by mixing the container molding material 30 to 50% by weight to obtain a degradable antimicrobial container forming raw material.
그리고나서, 상기 분해성 항균용기형성원료를 용기프레스성형기에 의해 성형하여 분해성 항균용기를 제조하게 되는 바, 그 용기프레스성형기에 의한 성형은 대 략 200∼400℃의 온도조건하에서 실행된다.Then, the decomposable antimicrobial container forming material is molded by a container press molding machine to produce a decomposable antimicrobial container. Molding by the container press molding machine is performed under a temperature condition of approximately 200 to 400 ° C.
상기한 분해성 항균용기의 성형제조가 이루어지면, 그 성형된 분해성 항균용기의 내면에 수지코팅액에 의한 코팅처리가 수행되는 바, 그러한 코팅처리는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리에틸렌계 수지에서 선택되는 코팅액에 의해 0.5∼2㎛의 두께로 실행된다.When the manufacturing of the above-described degradable antimicrobial container is made, a coating treatment with a resin coating liquid is performed on the inner surface of the decomposable antimicrobial container. Such coating treatment is a coating liquid selected from acrylic resin, epoxy resin, and polyethylene resin. By a thickness of 0.5 to 2 mu m.
본 발명에 따르면, 상기 분해성 항균용기의 항균 및 항곰팡이 성능의 유지를 위해 그 항균용기의 내면에 코팅되는 상기 수지코팅액에 항균성/항곰팡성 기능의 은(Ag) 나노입자를 혼합하여 코팅처리가 이루어지도록 하면 바람직하게 된다.According to the present invention, a coating treatment is performed by mixing silver (Ag) nanoparticles of antimicrobial / antifungal function with the resin coating liquid coated on the inner surface of the antimicrobial container to maintain the antimicrobial and antifungal performance of the degradable antimicrobial container. It is preferable to make it.
즉, 상기 수지코팅액은 상기 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리에틸렌계 수지에서 선택되는 코팅액에 항균/항곰팡이 기능의 금속 나노입자로서 1∼20㎚크기의 은(Ag) 나노입자가 상기 코팅액의 중량대비 10,000ppm농도로 0.1∼2중량%의 비율로 혼합된다.That is, the resin coating liquid is antimicrobial / anti-fungal metal nanoparticles in the coating liquid selected from the acrylic resin, epoxy resin, polyethylene resin, the silver (Ag) nanoparticles of 1 to 20nm size compared to the weight of the coating liquid. It is mixed at a concentration of 0.1 to 2% by weight at a concentration of 10,000 ppm.
상기 항균성/항곰팡이성 금속 나노입자로서 1∼20㎚크기의 은(Ag) 나노입자가 혼합된 수지코팅액은 상기 분해성 항균용기의 내면에 스프레이(분무)방식으로 코팅이 실행되거나, 스핀코팅방식으로 코팅이 실행된다. The resin coating solution in which silver (Ag) nanoparticles having a size of 1 to 20 nm is mixed as the antimicrobial / antifungal metal nanoparticles is sprayed (sprayed) on the inner surface of the degradable antimicrobial container, or spin coated. Coating is carried out.
상기 스핀코팅방식에 의한 코팅처리는 회전체 금형내부로 상기 항균성/항곰팡이성 금속 나노입자로서의 1∼20㎚크기의 은(Ag)나노입자가 혼합된 수지코팅액을 압출하여 상기 분해성 항균 용기의 내표면으로 그 코팅액이 흘러나오도록 한 뒤에 그 회전체 금형으로 그 수지코팅액이 해당하는 항균용기의 표면에 압착되도록 한 상태에서 회전하여 코팅이 이루어지도록 실행된다.In the spin coating method, the coating process is performed by extruding a resin coating solution containing 1 to 20 nm sized silver (Ag) nanoparticles as the antimicrobial / antifungal metal nanoparticles into a rotating mold. The coating liquid flows out to the surface, and then the resin coating liquid is rotated in a state in which the resin coating liquid is pressed onto the surface of the corresponding antimicrobial container by the rotating mold, so that the coating is performed.
상기한 과정에 의해 제조된 본 발명에 따른 분해성 항균용기에 대해 항균력 시험을 실행하였다.The antimicrobial activity test was performed on the degradable antimicrobial container according to the present invention prepared by the above process.
상기한 항균력 시험방법에 따르면, JIS Z 2801규정을 준용하여 사용공시균주로서는 황색포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538P(균주 1)과 대장균(Escherichia coli ATCC 8739(균주 2)을 사용하고 대략 25㎠의 시료면적에 표준피복필름(Stomacher 400R POLY-BAG)을 사용하여 시험균액을 35±1℃, RH 90±5%에서 24시간 정치 배양 후 균수를 측정하였다.According to the above-described antimicrobial activity test method, the specimens of Staphylococcus aureus ATCC 6538P (strain 1) and Escherichia coli (Escherichia coli ATCC 8739 (strain 2) were used as the test strains in accordance with JIS Z 2801. Using the standard coating film (Stomacher 400R POLY-BAG) in the area, the bacteria were measured after standing for 24 hours incubation at 35 ± 1 ℃, RH 90 ± 5%.
주) 상기에서〈 = 미만, CFU = Colony Forming Unit. Note) above <= less than, CFU = Colony Forming Unit.
Ma : 표준시료의 시험균 접종직후의 생균수의 평균(3검체) Ma: Average number of viable bacteria immediately after inoculation of test bacteria of standard sample (3 samples)
Mb: 표준시료의 일정시간(24시간) 배양 후 생균수의 평균(3검체) Mb: Average number of viable cells after incubation for 24 hours on a standard sample (3 samples)
Mc: 항균가공시료의 일정시간(24시간) 배양 후 생균수의 평균(3검체) Mc: Average number of viable cells after incubation for 24 hours in antimicrobial samples (3 samples)
주) 상기에서〈 = 미만, CFU = Colony Forming Unit. Note) above <= less than, CFU = Colony Forming Unit.
Ma : 표준시료의 시험균 접종직후의 생균수의 평균(3검체) Ma: Average number of viable bacteria immediately after inoculation of test bacteria of standard sample (3 samples)
Mb: 표준시료의 일정시간(24시간) 배양 후 생균수의 평균(3검체) Mb: Average number of viable cells after incubation for 24 hours on a standard sample (3 samples)
Mc: 항균가공시료의 일정시간(24시간) 배양 후 생균수의 평균(3검체) Mc: Average number of viable cells after incubation for 24 hours in antimicrobial samples (3 samples)
상기한 시험결과로부터, 본 발명에 따라 제조된 분해성 항균용기는 균주 1과 균주 2에 대해 양호한 항균력을 나타내고, 결과적으로 미생물에 의한 악영향이 극력 억제될 수 있음을 알 수 있다.From the above test results, it can be seen that the degradable antimicrobial container prepared according to the present invention exhibits good antimicrobial activity against strains 1 and 2, and as a result, the adverse effects caused by microorganisms can be suppressed as much as possible.
또, 상기의 본 발명에 따른 전분용기에 대해 항곰팡이성 시험도 실행하였는 바, 그 시험방법에 따르면 시험군(용기 시편)과 대조군의 시료 일정량(약 5g)을 시험용기에 넣고, 전배양한 시험균액(Aspergillus niger; ATCC 9642)을 시험군과 대조군에 각각 접종하고, 대조군은 접종 직후 회수하여 재생된 규수를 초기균수로 하고, 시험군은 24시간, 2일, 7일, 14일, 21일, 28일 접촉 후에 동일한 방법으로 잔존균수를 측정하였다. 그 경우 항균력은 아래의 공식에 따라 백분율로 [표 3]에 나타내었다.In addition, the antifungal test was also performed for the starch container according to the present invention. According to the test method, a predetermined amount (about 5 g) of the test group (container specimen) and the control group was put into the test container, and pre-cultured. Aspergillus niger (ATCC 9642) was inoculated into the test group and the control group, and the control group was recovered immediately after the inoculation and the regenerated siliceous water was used as the initial bacterial count, and the test group was 24 hours, 2 days, 7 days, 14 days, and 21 days. Residual bacteria were measured in the same manner after 1, 28 days of contact. In this case, the antimicrobial activity is shown in [Table 3] as a percentage according to the following formula.
항균력(살균감소율)=대조군(초기 생균수)-시험군(일정시간 접촉후 생균수) / 대장균(초기생균수) x 100Antibacterial activity (sterilization reduction rate) = control group (initial number of bacteria)-test group (number of bacteria after a certain time of contact) / E. coli (initial number of bacteria) x 100
한편, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되지는 않고 발명의 기술적 요지 및 요점을 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경 및 변형 실시가 가능함은 물론이다.Meanwhile, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the technical gist and gist of the invention.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 분해성 항균용기의 제조방법에 의하면 전분을 주재로 하는 분해성 용기에 대해 항균성 금속 나노입자로서의 아연(Zn) 나노입자가 혼합되기 때문에 화학적인 방부제를 사용하지 않고서도 미생물에 의한 악영향이 극력 억제될 수 있다.As described above, according to the method for producing a decomposable antimicrobial container according to the present invention, since zinc (Zn) nanoparticles as antimicrobial metal nanoparticles are mixed in a decomposable container mainly containing starch, microorganisms without chemical preservatives are used. The adverse effect by can be suppressed as much as possible.
또, 본 발명에 따르면 팜나무 껍질 또는 야자수 껍질에 의한 섬유질이 혼합되기 때문에 용기의 성형과정에서 재료와 재료의 부착력이 극대화되어 대기 중의 습도변화에 따라 수분흡수율이 변화되어 치수의 변형이 초래된다거나 생산 및 제조 과정에서 규격의 변화가 초래된다는 등의 불리함이 배제되어 치수 안정성이 향상되게 된다.In addition, according to the present invention, because the fiber is mixed by the palm bark or palm bark, the adhesion of the material and the material is maximized during the molding process of the container, the moisture absorption rate is changed in accordance with the change of humidity in the atmosphere, or the deformation of the dimension is caused or Disadvantages such as a change in specifications during production and manufacturing are eliminated to improve dimensional stability.
더욱이, 본 발명에 따르면 해당하는 분해성 항균용기의 내면에 수지코팅액에 의한 코팅이 이루어지고, 그 수지코팅액에도 항균성/항곰팡이성 금속 나노입자로서 의 은(Ag)나노입자가 혼합되기 때문에 항균작용의 효과가 배가될 수 있게 된다.Furthermore, according to the present invention, a coating by a resin coating solution is made on the inner surface of the corresponding degradable antimicrobial container, and silver (Ag) nanoparticles as the antimicrobial / antifungal metal nanoparticles are mixed with the resin coating solution. The effect can be doubled.
또, 상기한 과정에서 전분용기 자체에는 비교적 저가로 항균성의 아연(Zn)나노입자가 혼합되고, 상기 수지코팅액에는 인체에 대해 안전성이 높은 항균성/항곰팡이성 금속 나노입자로서 은(Ag)나노입자가 적용되고 그 사용량은 용기의 중량에 대해 1~15Wt%로 사용되기 때문에 경제적인 면에서도 유리한 분해성 항균용기의 제공이 가능하게 된다.In the above process, the starch container itself is mixed with antimicrobial zinc (Zn) nanoparticles at a relatively low cost, and the resin coating liquid is silver (Ag) nanoparticles as an antimicrobial / antifungal metal nanoparticle having high safety to the human body. Is applied and the amount is used in 1 ~ 15Wt% of the weight of the container, it is possible to provide an economically degradable antimicrobial container.
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