KR20120021527A - 나노 무기재를 활용한 과수 포장지 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

과수 포장지에 대해 원적외선에 의한 항균, 방수, 탈취, 통풍 등의 기능이 용이하게 실현될 수 있도록 코팅된 과수 포장지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 바인더, 무기재 용액 및 발수제의 혼합물로 이루어진 코팅액을 마련하는 공정 및 포장지에 원지에 상기 코팅액을 코팅하는 공정을 포함하며, 상기 코팅액에는 바인더 45~65중량%, 무기재 용액 30~50중량% 및 발수제 3~8중량%가 함유되는 구성을 마련한다.
상기와 같은 과수 포장지 및 그 제조방법을 이용하는 것에 의해, 과수 포장지에 의한 항균, 방수, 탈취, 통풍 등의 기능이 용이하게 실현되어 과수의 생육을 촉진할 뿐만 아니라 포장지의 내구성을 장기간 유지하여 과수의 생육에 드는 비용을 절감할 수 있다.

Description

나노 무기재를 활용한 과수 포장지 및 그 제조방법{Fruit packing paper and manufacture method thereof}

본 발명은 과수의 가지에서 성장중인 과일을 외부의 각종 병충해, 자외선, 각종 조류 등으로부터 보호하기 위한 포장지의 코팅액에 관한 것으로, 특히 나노 무기재를 활용하며, 과수 포장지에 대해 원적외선에 의한 항균, 방수, 탈취, 통풍 등의 기능이 용이하게 실현될 수 있도록 코팅된 과수 포장지 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 과일이라 함은 사람들이 식용으로 하는 열매의 일종으로, 과실(果實)이라고도 하며, 사과, 배, 포도, 오렌지, 복숭아 등과 같이 다양한 종류가 있다.

이러한 과일은 과수에서 성장기를 거쳐 그 성장이 완료되면 과수에서 수확되어 출하되어 사용자에게 공급된다.

특히, 성장기의 과일은 외부의 병충해, 자외선 노출, 각종 조류 등에 의해 그 성장이 방해받을 수 있으므로 그 표면에 합성수지 또는 종이류로 이루어진 성장보호용 포장지로 감싸서 보호한다.

이러한 종래의 포장지는 그 일측면이 개방되고, 그 타측면이 밀봉된 봉투 형상으로 이루어졌다.

그러나 종래에 국내에서 사용한 과일 재배 봉지의 재료로 신문지, 잡지 종이, 전화번호부 종이, 크라프트지(일반 포장지) 등이 사용되어 왔으며, 이러한 재료의 봉지는 과일 성장에 필요한 일정 범위의 투광량 조절과 봉지 내의 온습도 조절 능력, 통기성 문제, 방균 방충 능력 및 풍우에 파손되지 않는 강도가 결여되어 있고, 일부에서는 태양광이 반사율을 높이기 위해 봉지 표면에 금속분을 도공하여 사용하기도 하였으나 통기성이 떨어져 봉지 내의 온도 상승으로 인한 고온 장애가 일어나 과피의 착색 불량 및 당분 생성을 억제하는 문제가 발생하였다.

즉, 종래의 일반적인 기능성 과실봉투는 과실봉투에 별도의 방균제, 방충제 및 염료처리를 한 것으로서 수확 전에 곰팡이가 생기거나 색상이 변색되는 등 처리약제의 견뢰성이 좋지 않아 과실의 품질을 저하시키고 2차적인 환경오염의 원인이 되는 문제점이 있었다.

하기 문헌 1에는 과수의 가지에서 성장중인 과일을 외부의 각종 병충해, 자외선, 각종 조류 등으로부터 보호하기 위한 포장지 및 이 포장지를 성장 중인 과일의 표면에 자동으로 포장할 수 있는 포장장치에 관한 개시되어 있다.

그러나 하기 문헌 1은 단순히 성장중인 과일을 보호하기 위해 포장지를 사용하는 방법에 대해서만 게시되어 있다.

또 하기 문헌 2에는 펄프 지료로서 점성이 높고 결속성이 높은 닥펄프에 신선도 유지 및 항균효과, 탈취효과, 습기제거효과가 탁월한 원적외선 방사물질로서 황토와 옥분, 흑운모, 맥반석분의 천연광물질을 첨가하여 혼합하고 초지하여 포장지를 형성하거나 여러 가지 형상, 모양의 입자로 성형 가공하고 포대에 투입하여 원적외선의 방출에 의한 항균, 방취, 신선도 유지효과로 부패하기 쉬운 곡물이나 각종 채소, 과일, 화훼 등의 신선작물을 신선하게 장시간 보관할 수 있는 기능성 소재로서 황토와 천연 광물질을 혼합한 기능성 제품의 제조방법에 대해 제시하고 있다.

또 하기 문한 3에는 음이온 및 원적외선 방사지 100.0중량%를 기준으로, 펄프 74.0?87.0중량%를 2?5% 농도로 물에 해리시킨 후 교반기로 20?30분간 교반하는 교반단계, 교반된 펄프를 고해기로 절단 및 피브릴화하는 고해단계, 고해된 펄프에 사이즈제인 로진 5.0?10.0중량% 및 젤라틴 5.0?10.0중량%를 투입하는 사이징단계, 사이징된 펄프에 모데나이트 1.0?2.0중량%, 폴리아크릴 아미드 1.0?2.0중량% 및 멜라민 포름알데히드 수지 1.0?2.0중량%를 혼합하는 혼합단계, 혼합된 혼합물을 스크린하여 이물질을 제거하는 스크린단계, 스크린된 혼합물을 초지기로 압착 및 건조하여 종이를 제조하는 초지단계로 되는 음이온 및 원적외선 방사지의 제조방법에 대해 개시되어 있다.

그러나 상기 문헌 등에 개시된 종래의 기술에 있어서는 단순히 원적외선을 방출하기 위해 광물질을 코팅하므로써, 빗물 등의 침투에 의해 포장지의 내부 습도가 증가하여 과실에 곰팡이가 발생하는 문제가 있으며, 빗물의 통과를 막기 위해 포장지의 외부를 파라핀 등으로 코팅하는 경우 과수의 주 성장기의 여름에 파라핀이 녹아 과수에 영향을 끼치는 문제가 발생하였다.

또한 상술한 종래 기술에 있어서는 2-4개월 동안 사용되는 포장지의 내구성이 저하하여 과실의 생육 도중 포장지가 쉽게 찢어진다는 문제도 있었다.

[문헌 1] 대한민국 공개특허 공보 제2008-0014571호(2008.02.14 공개) [문헌 2] 대한민국 등록 특허 제0501744호(2005.07.07 등록) [문헌 3] 대한민국 등록 특허 제0487793호(2005.04.27 등록)

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 과수에서 성장중인 과일을 보다 안정적으로 감쌈 상태를 유지함으로써 과일이 그 성장 도중에 병충해, 조류, 자외선 노출 등으로부터 보다 효과적으로 과일을 보호할 수 있는 과수 포장지 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 과수 포장지에 의한 항균, 방수, 탈취, 통풍 등의 기능이 용이하게 실현되어 과수의 생육을 촉진할 수 있는 과수 포장지 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 과수 포장지의 제조방법은 바인더, 무기재 용액 및 발수제의 혼합물로 이루어진 코팅액을 마련하는 공정 및 포장지에 원지에 상기 코팅액을 코팅하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 과수 포장지의 제조방법에 있어서, 상기 코팅액에는 바인더 45~65중량%, 무기재 용액 30~50중량% 및 발수제 3~8중량%가 함유되는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 과수 포장지의 제조방법에 있어서, 상기 코팅액은 바인더 55중량%, 무기재 용액 40중량% 및 발수제 5중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 과수 포장지의 제조방법에 있어서, 상기 바인더는 수성 우레탄으로 이루어지고, 상기 무기재 용액은 견운모와 물이 50 중량% 대 50 중량%로 이루어진 것이고, 상기 발수제는 불소함유 수지로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 과수 포장지의 제조방법에 있어서, 상기 바인더는 수성 우레탄으로 이루어지고, 상기 무기재 용액은 견운모의 분말과 황토, 천매암 또는 맥반석의 분말 중의 어느 하나를 50 중량% 대 50 중량%로 혼합한 무기재와 물이 50 중량% 대 50 중량%로 이루어진 것이고, 상기 발수제는 불소함유 수지로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 과수 포장지는 상술한 바와 같은 과수 포장지의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 과수 포장지 및 그 제조방법에 의하면, 과수 포장지에 의한 항균, 방수, 탈취, 통풍 등의 기능이 용이하게 실현되어 과수의 생육을 촉진할 뿐만 아니라 포장지의 내구성을 장기간 유지하여 과수의 생육에 드는 비용을 절감할 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명에 따른 과수 포장지의 제조 과정을 설명하는 공정도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 과수 포장지의 제조과정을 설명하기 위한 공정도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 과수 포장지의 제조과정을 설명하기 위한 공정도.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.

먼저 본 발명의 개념에 대해 설명한다.

주지하는 바와 같이, 원적외선은 현대과학에 의하여 그 효능이 증명되고 있으며, 종래 자연계에 존재하는 고효율 원적외선 방사물질로서 옥, 맥반석, 게르마늄 또는 황토 등을 이용한 생활주변의 여러 물품이 다수 개발되어 출시되고 있고 그 이외에도 다양한 용도가 발견되고 있다.

천매암은 점토질의 퇴적층이 열수변질에 의한 가수분해작용 및 변성, 풍화, 부식 등의 과정을 거쳐 생성된 광석이다. 주된 성분은 석영, 장석으로 이루어져 있으며, 흑운모, 백운모, 견운모, 녹니석, 방해석 등 다양한 미네랄이 적당히 혼합되어있다.

천연 천매암은 흑갈색을 띠고 편리면은 강한 광택을 발하는데 이는 견운모들의 작은 입자들 때문이다. 분쇄 후 수분을 흡수하면 기름진 옥토처럼 느껴지는 흑색을 띠게 된다.

천매암은 내부에 나노크기의 미세한 공간들을 많이 형성하고 있어 물리적 흡착력과 화학적 양이온 치완작용 등이 아주 탁월하다.(제올라이트와 공극부피와 면적이 같은 수준) 또한 수분이나 가스(gas)등을 흡수, 흡착하여 자체 보관하고 있다가 서서히 배출하는 독특한 특성으로 인해 현재 다양한 용도로 개발, 사용되고 있다.

천매암은 게르마늄(ge)의 함량이 0.11ppm으로 인삼, 온천수의 게르마늄 함량 보다 월등한 수치를 나타낸다.

따라서, 일반도료에 포함되는 물질이 천매암의 물리적 흡착력과 화학적 양이온 치완작용 등에 의하여 유해물질이 중화되거나 제거됨으로 인체에 무해한 성질을 가지는 것이다.

견운모 (絹雲母, sericite)는 단사정계(單斜晶系)에 속하며, 백색 또는 회백색에 진주광택이 있다. 원래는 결정편암, 특히 견운모 편암의 주성분 광물을 말하였으나, 오늘날에는 열수작용(熱水作用)으로 생긴 점토 모양의 미세한 백운모를 가리킨다. 화학성분은 백운모와 거의 같으나, 일반적으로 칼륨 K는 백운모보다 적고 수분 H₂O가 다소 많다.

이러한 견운모는 장석, 근청석(菫靑石), 홍주석(紅柱石) 등의 2차적 변질물로서 생성되고, 가벼운 동력변성작용을 받은 천매암질 점판암 또는 천매암의 가장 흔한 구성광물이다. 도석(陶石)은 화산암의 변질로 인해 생기는데, 석영(70%)과 견운모(30%)로 이루어졌다. 견운모는 도자기나 내화벽돌의 혼입재로 쓰이며, 그 밖에 도료, 전기절연체, 활마재(滑摩材), 화장품용 등 용도가 다양하다.

맥반석은 석영 반암(石英班岩), 장석반암류에 속하는 반심성암으로서 구성성분은 지역에 따라 다르며 알카리 장석과 석영을 주성분으로 하고 있으며, 구성물질 및 외관상으로 화강암반과 매우 유사하며 광물질적이다. 이러한 맥반석의 특징은 다공성의 성질을 갖고 있으며 분말 X선 회절법에 의한 성분 분석 결과 여러 물질로 구성된 것으로 판명되었다.

또한 맥반석은 다공성에 의한 인체에 유해한 성분의 흡착 및 여과 작용, 알카리 금속의 이온교환 능력으로 물 중에서 용이하게 중금속류와 같은 금속류 [Pb, Cd,As ,Cr(Ⅵ)]는 흡착하고, 상대적으로 알카리 이온을 용출하는 능력, 원적외선 방출 능력, 악취 탈취 능력, 과채류의 신선도를 유지하는 선도 보전 기능이 있는 것으로 알려져 있으며, 현재에는 물의 정수제, 미용제, 식품 보존제, 목욕탕의 사우나실 재료, 사료와 비료 등으로 사용되고 있다.

이러한 맥반석은 지역에 따라 그 성분이 다르며, 본 발명에서는 경주산을 사용한 맥반석의 성분을 하기 표 1에 나타내었다.

< 표 1 >

또한, 황토는 표면이 넓은 벌집 구조로 수많은 공간이 복층구조를 이루고 있다. 이 스펀지 같은 구멍 안에는 원 적외선이 다량 흡수, 저장되어 있어 열을 받으면 발산하여 다른 물체의 분자활동을 자극한다.

황토 한 스푼에는 2억 마리의 미생물이 살고 있으며, 노화의 원인인 활성산소 과산화 지질을 환원시키고 분해시켜 해독하는 인체에 유익한 생리 활성 물질인 카리타제라는 활성효소가 가득 들어 있다.

이러한 황토는 물질을 활성화시키는 생명광선인 원적외선을 대량 방사하는 물질로서 카탈라제, 디페놀, 옥시다제, 사카라제, 프로타제 등 각종 효소와 탄산칼륨 등이 많이 함유되어 있고, 석영, 장석, 운모, 방해석 등 다양한 광물입자를 포함하고 있으며 60-65%의 실리카, 10-13%의 알루미나, 5-6%의 철분, 2% 내외의 마그네슘 및 칼륨, 8% 내외의 석회 등을 포함하는 화학적 조성을 가지고 수분함량이 10-15%이고, 공극률 50-55%인 것으로 알려져 있으며, 이러한 황토는 원적외선의 방출로 각종 세균의 번식억제와 살균 효과를 가지고 작물의 생리작용을 활성화시키며 부패독소를 흡취하고, 온도조절기능과 습도조절기능이 뛰어난 물질로서 특히 황토에 포함된 프로타제의 효소는 부패세균을 억제하는데 특징이 있는 효소로 알려져 있다.

이하, 본 발명의 구성에 대해 도 1 내지 도 3에 따라 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 과수 포장지의 제조 과정을 설명하는 공정도이다.

먼저 본 발명에서는 과수 포장지에 코팅될 코팅액을 마련한다(S10).

상기 코팅액은 바인더(binder), 무기재 용액 및 발수제의 혼합물로 이루어진다. 이러한 혼합은 통상의 혼합기에 의해 용이하게 실현할 수 있다.

상기 코팅액의 혼합 비율은 바인더 45~65중량%, 무기재 용액 30~50중량% 및 발수제(water repellent) 3~8중량%를 포함한다.

바람직하게는 바인더 55중량%, 무기재 용액 40중량% 및 발수제 5중량%로 이루어진 코팅액을 통상의 과수 포장지에 적용하는 경우 가장 적합한 효과를 발휘한다.

상기 바인더는 수성 바인더로서, 친환경성을 갖는 수성 우레탄을 바인더로 사용하는 것이 바람직하다.

또 상기 무기재 용액은 항균 및 탈취 능력을 구비한 견운모와 물이 50 중량% 대 50 중량%로 이루어진다. 이때 견운모는 고운 분말상태로 분쇄하여 약 500~800 나노의 입자 크기를 갖게 한다.

상기 발수제는 과수 포장지에 침투하여 건조된 후 포장지 내의 수분이나 치수 변화를 방지하는 액상의 물질로서, 내, 외부에 공기는 통과하면서 수분은 차단해주는 불소함유 수지로 이루어진 발수제를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 바인더가 45중량% 미만이면 상기 무기재 용재에 함유된 견운모가 고착되지 않는 문제가 발생하며, 상기 바인더가 65중량%를 초과하면 견운모가 과수 포장지에 균일하게 고착되지 않는다는 문제가 발생한다.

또 무기재 용액가 30중량% 미만이면, 과수 포장지의 항균 및 탈취 기능이 저하되며, 50중량%를 초과하는 경우 과수 포장지의 제조 비용 증가로 인하여 경제적이지 못하다.

한편 상기 발수제가 3중량% 미만이면 방수 및 통풍의 기능이 저하되고, 8중량%를 초과하면 지나친 방수 효과에 의해 통풍의 기능이 저하되는 문제가 있다.

또한 상기 무기재 용액에서 무기재로서 상기 견운모의 분말과 황토, 천매암 또는 맥반석의 분말 중의 어느 하나를 50 중량% 대 50 중량%로 혼합하여 사용하는 경우, 항균 및 원적외선의 방출 능력을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 비용도 절감할 수 있다.

다음에 상술한 바와 같이 마련된 코팅액을 과수 포장지에 코팅하는 과정에 때해 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 과수 포장지의 제조과정을 설명하기 위한 공정도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 과수 포장지의 제조과정을 설명하기 위한 공정도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 우선 포장지의 원지(10)가 권취된 원지 공급 롤러(100)로부터 원지를 풀어낸 후 각 이송 롤러를 지나 바인더 롤러(200)를 거치게 함으로서 상술한 코팅액이 원지(10)의 양면에 코팅되도록 한다(S20). 상기 바인더 롤러(200)는 직경의 약 1/2 정도 코팅액 용기(300)에 침지되도록 마련되며, 코팅액 용기(300)에 공급되는 코팅액은 외부의 코팅액 공급기(미도시)에 의해 일정 수위로 유지된다.

상기 바인더 롤러(200)를 거쳐 코딩액이 도포된 과수 포장지(20)는 건조기(400)를 거쳐 건조된 후(S30), 권취 롤러(500)에 감는 것에 의해 완성된다(S40).

한편 상기 건조기(400)와 권취 롤러(500) 사이에 캘린더(calender)를 마련하는 것에 의해 상술한 바와 같은 코팅액이 도포된 과수 포장지의 다듬질 공정을 실현하여도 좋다.

또한 상기 실시예에 있어서는 바인더 롤러(200)를 사용하여 코팅액이 원지(10)의 양면에 도포되는 방법에 대해 기술하였지만 이에 한정되는 것은 아니고, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 원지의 일면 또는 영면에 스프레이 도포기(600)를 마련하여 분무하는 방식으로 상기 원지(10)에 코팅액을 도포할 수도 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

본 발명에 따른 과수 포장지 및 그 제조방법은 과수의 생육에 이용된다.

10 : 원지 20 : 과수 포장지
100 : 원지 공급 롤러 200 : 바인더 롤러
300 : 용기 400 : 건조기
500 : 권취 롤러 600: 스프레이 도포기

Claims (6)

1. 바인더, 무기재 용액 및 발수제의 혼합물로 이루어진 코팅액을 마련하는 공정 및
   포장지에 원지에 상기 코팅액을 코팅하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 과수 포장지의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 코팅액에는 바인더 45~65중량%, 무기재 용액 30~50중량% 및 발수제 3~8중량%가 함유되는 것을 특징으로 하는 과수 포장지의 제조방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 코팅액은 바인더 55중량%, 무기재 용액 40중량% 및 발수제 5중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 과수 포장지의 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 바인더는 수성 우레탄으로 이루어지고, 상기 무기재 용액은 견운모와 물이 50 중량% 대 50 중량%로 이루어진 것이고, 상기 발수제는 불소함유 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 과수 포장지의 제조방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 바인더는 수성 우레탄으로 이루어지고, 상기 무기재 용액은 견운모의 분말과 황토, 천매암 또는 맥반석의 분말 중의 어느 하나를 50 중량% 대 50 중량%로 혼합한 무기재와 물이 50 중량% 대 50 중량%로 이루어진 것이고, 상기 발수제는 불소함유 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 과수 포장지의 제조방법.
6. 청구범위 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 과수 포장지의 제조방법에 의해 제조된 과수 포장지.
   
   

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