KR20130007057A - 시간-온도 지시계, 시간-온도 지시계의 제조방법, 시간-온도 지시계를 이용한 품질보증 시스템 및 품질보증 시스템을 이용한 품질보증 방법 - Google Patents

시간-온도 지시계, 시간-온도 지시계의 제조방법, 시간-온도 지시계를 이용한 품질보증 시스템 및 품질보증 시스템을 이용한 품질보증 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시간 및 온도 조건에 따라 색상 또는 모양이 변화하는 2차원 코드 형태의 시간-온도 지시계, 시간-온도 지시계의 제조방법, 시간-온도 지시계를 이용한 품질보증 시스템 및 품질보증 시스템을 이용한 품질보증 방법에 관한 것이다. 본 발명은 영양성분을 이용하여 유산을 생성시키는 미생물과, 생성된 상기 유산에 의해 색상변화를 나타내는 지시약, 상기 미생물과 상기 지시약을 고정시키는 고정화 물질, 및 상기 영양성분 등을 함유하는 나노비드; 접착제 층을 구비한 기재; 및 상기 미생물과 상기 기재 층에 접촉됨으로써 상기 나노비드를 활성화시키는 고정된 수분활성도(water activity: Aw)를 가지는 커버 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 시간-온도 지시계를 제공한다. 본 발명의 실시예에 따르면 제품이 허용된 범위 이외의 온도 또는 시간 조건에 노출되어 부패가 진행되었는지 여부를 신속하고 정확하게 확인할 수 있다는 장점이 있다.

Description

시간-온도 지시계, 시간-온도 지시계의 제조방법, 시간-온도 지시계를 이용한 품질보증 시스템 및 품질보증 시스템을 이용한 품질보증 방법{Time-Temperature Indicators and manufacturing method thereof, quality assurancing system and methode using Time-Temperature Indicators}
본 발명은 시간 및 온도 조건에 따라 색상 또는 모양이 변화하는 2차원 코드 형태의 시간-온도 지시계, 시간-온도 지시계의 제조방법, 시간-온도 지시계를 이용한 품질보증 시스템 및 품질보증 시스템을 이용한 품질보증 방법에 관한 것이다.
소비자에게 판매하는 수많은 제품의 품질은 환경 조건의 범위가 있고, 그 조건을 넘는 부적당한 온도 조건에서는 변질 등으로 인하여 제품의 가치가 떨어진다.
예를 들어, 식품은 적절한 온도 범위 내에서 보관 및 유통되지 않으면 부패하게 되고, 특정 조제약과 같은 냉장 운송을 필요로 하는 제품은 허용가능한 온도 범위를 넘는 환경에 노출되면 예상되는 기능을 수행 또는 전달할 수 없게 된다. 또한, 미생물 오염에 민감한 식품들은 바람직하지 않은 온도에 노출하면 미생물 성장으로 인해 먹을 수 없게 된다.
따라서, 부패하기 쉬운 물질을 제품에 사용하는 경우에는 물질의 수명 및 현재 사용 가능한 상태인지 여부를 확인하는 것이 중요하다.
이를 위해 지금까지는 포장재에 유효 기간 만료일을 기입하였으나, 유효 기간 만료일을 기입하는 것으로는 제품의 상태를 정확히 판단하는 것이 불가능하다. 특히, 부패하기 쉬운 제품의 상태는 일반적으로 시간뿐만 아니라 온도와 같은 조건에도 큰 상관관계가 있다.
또한, 유효 기간 만료일은 용이하게 조작하는 것이 가능하여 제품을 소비하는 소비자에게 충분한 신뢰를 주기에는 부족하다.
한편, QR(Quick Response)코드는 1994년에 덴소 웨이브가 개발한 것으로, 작은 정사각형의 점을 가로, 세로 같은 수만큼 병렬시킨 매트릭스형 2차원 코드이며,한변에 21개 내지 177개(버전 40)가 나열된 것까지 다양한 버전이 있다.
또한, 바코드와 달리 코너의 모서리에는 파인더 패턴이 배치되어 있어서 360도 어느 방향에서도 인식가능하며 버전 40의 경우 최대 23,648비트의 정보를 기록할 수 있다. 이러한 QR코드는 간판이나 신문기사 등에 표시되어 정보를 전달하는 용도로 활용되고 있다.
아직까지, 제품이 제조 또는 포장되는 순간부터 최종 목적지에 도달할 때까지 바람직하지 않은 환경에 노출되어 있는 품목을 자동으로 추적 및 규명하는데 이용가능한 방법은 전무한 실정이다.
따라서, 온도의 환경적인 변화를 감지하고, 잠재적으로 위험하게 여겨지는 레벨의 안정성 또는 유용성이 있는 제품을 식별하는 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 요구에 부응하여 제품이 허용된 범위 이외의 온도 또는 시간 조건에 노출되어 부패가 진행되었는지 여부를 신속하고 정확하게 확인할 수 있도록 하는 시간-온도 지시계와 그 제조방법 및 시간-온도 지시계를 이용한 품질보증 시스템과 이를 이용한 품질보증 방법을 제공한다.
본 발명은 영양성분을 이용하여 산성의 생물학적 산물을 생산하는 미생물을 함유하는 나노비드와 접착제 층을 구비한 기재와 미생물의 활성화를 위한 고정된 수분활성도(water activity: Aw)를 가지는 커버필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 시간-온도 지시계를 제공한다.
또한, 본 발명은 a) 영양성분을 이용하여 유산을 생성시키는 락토바실루스(Lactobacillus)속, 류코노스톡(Leuconostoc)속 및 와이셀라(Weissella)속 중 어느 하나의 호냉성 유산균과, 상기 호냉성 유산균에 의해 색상변화를 나타내는 지시약과, 상기 호냉성 유산균과 상기 지시약을 고정시키는 고정화 물질, 및 상기 영양성분 등을 혼합하는 단계; b) 상기 혼합된 물질을 칼슘염 용액 또는 스트론튬염 용액에 분무한 후 방치하여 겔 상태의 나노비드를 수득하는 단계; c) 공기 분사를 이용하여 접착제 층을 구비한 기재의 표면에 상기 확산성의 생물학적 산물 생산 미생물을 함유한 나노비드를 단일 입자층으로 도포하여 고정시키는 단계; 및 d) 폴리프로필렌필름, 접착제 및 포화염물질을 포함하는 수용성 겔로 이루어져 0.98 이상의 수분활성도를 유지하는 커버필름을 상기 나노비드에 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시간-온도 지시계의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 시간-온도 지시계; 상기 2차원 코드를 촬영하는 카메라모듈과, 촬영된 상기 2차원 코드의 이미지를 디코딩하는 코드인식부와, 상기 2차원 코드가 디코딩된 코드데이터를 전송하는 통신모듈이 구비된 단말기; 및 상기 단말기로부터 상기 코드데이터를 수신하고, 상기 시간-온도 지시계의 색상변화에 대한 색상정보를 포함하는 색판정DB 또는 상기 시간-온도 지시계가 부착된 제품에 대한 제품정보를 포함하는 제품정보DB로부터 상기 코드데이터에 대응되는 상기 색상정보 또는 상기 제품정보를 상기 단말기로 전송하는 중앙서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 시간-온도 지시계를 이용한 품질보증 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 a) 단말기에 구비된 카메라모듈을 이용하여 제2 항의 시간-온도 지시계에 형성된 상기 2차원 코드의 이미지를 생성하는 단계; b) 생성된 상기 2차원 코드의 이미지를 디코딩하고, 디코딩된 상기 2차원 코드의 코드데이터를 중앙 서버로 송신하는 단계; c) 상기 시간-온도 지시계의 색상변화에 대한 색상정보를 포함하는 색판정DB와 상기 시간-온도 지시계가 부착된 제품에 대한 제품정보를 포함하는 제품정보DB를 구비하는 상기 중앙서버에서 상기 코드데이터에 대응되는 상기 색상정보 또는 상기 제품정보를 인출하는 단계; 및 d) 인출된 상기 색상정보 또는 상기 제품정보를 상기 단말기로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 품질보증 시스템을 이용한 품질보증 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면 제품이 허용된 범위 이외의 온도 또는 시간 조건에 노출되어 부패가 진행되었는지 여부를 신속하고 정확하게 확인할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 제품을 구매하는 소비자에게 제품의 유통과정에 대한 신뢰를 줄 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간-온도 지시계의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 단면도이다.
도 3은 나노비드에 의해 형성된 2차원 코드가 변형되는 것을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간-온도 지시계의 제조과정을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간-온도 지시계를 이용한 품질보증 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 단말기와 중앙 서버의 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 품질보증 시스템을 이용한 품질보증 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 색상정보가 출력된 화면의 예를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 시간 및 온도 의존 방식으로 색이 변하는 미생물형 시간-온도 지시계(MTTIs: Microbial Time-Temperature Indicators)를 이용하여 2차원 코드를 생성하고, 이를 이용하여 제품의 품질을 신속하게 확인할 수 있도록 한다.
2차원 코드는 pH 지시약과 미생물 및 영양성분 등을 나노 크기로 고정화함으로써 생성할 수 있는데, 이러한 2차원 코드는 생산 단계에서부터 최종 소비자에게 도달될 때까지 어느 장소에서나 육안 또는 소정의 단말기를 이용하여 제한범위 이상의 시간 또는 온도에 노출되어 변질된 식품을 인식하도록 포맷된 탬퍼-프루프(tamper-proof) 라벨로 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간-온도 지시계의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 단면도이다.
이하, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간-온도 지시계(100)를 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간-온도 지시계(100)는 나노비드(110), 기재(120) 및 커버필름 (130)을 포함한다.
나노비드(110)는 영양성분을 이용하여 유산을 생성시키는 미생물과, 생성된 상기 유산에 의해 색상변화를 나타내는 지시약, 상기 미생물과 상기 지시약을 고정시키는 고정화 물질, 및 상기 영양성분 등을 함유한다.
여기서, 상기 미생물은 락토바실루스(Lactobacillus)속, 류코노스톡(Leuconostoc)속 및 와이셀라(Weissella)속의 호냉성 유산균 중에서 어느 하나를 이용할 수 있다.
상기의 호냉성 유산균들은 5℃ 이하의 온도에서 비활성화 상태를 유지하고, 5~15℃의 범위에서 점진적으로 활성화된다. 따라서, 저온의 온도 조건에서 신선도를 유지한 상태로 보관 및 유통이 이루어져야 하는 의약품이나 식품과 같은 제품에 상기의 호냉성 유산균들을 이용한 시간-온도 지시계(100)를 적용할 경우 제품의 보관 및 유통 상태를 정확하게 체크할 수 있게 된다.
pH 지시약은 상기의 호냉성 유산균이 영양성분을 이용하여 생성하는 유산(젖산)에 의해 색상이 변화하는 산염기지시약을 이용할 수 있으며, 미생물에 영향을 미치지 않는 것이라면 어떠한 종류의 산염기지식약을 이용하여도 무방하다.
미생물과 지시약 및 영양성분 등을 고정시키는 고정화 물질은 알긴산, 한천, 카라기난 및 폴리아크릴아미드 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 물질을 이용할 수 있다.
이러한 나노비드(110)는 직경이 10~35㎚로 형성하는 것이 바람직하다.
이와 같이 초미립 상태의 나노비드(110)에 활성화를 위한 고정된 수분활성도(water activity: Aw)를 가지는 커버 필름(130)을 접촉시키면, 커버 필름(130)의 수분이 미생물에 접촉하게 되고, 미생물의 생육에 의하여 유산이 생산된다. 따라서, pH 저하에 의하여 색변화가 현저하게 나타나며, 이에 따라 시간-온도 지시계(100)에 의한 더욱 정밀한 데이터를 얻을 수 있게 된다.
기재(120)는 나노비드(110)가 도포될 표면에 접착제 층(122)을 구비한다.
여기서, 기재(120)에 구비되는 접착제 층(122)은 부타디엔 골격 부분을 갖는 제1 중합체 및 제1 중합체와는 상이한 제2 중합체를 유기 퍼옥사이드의 존재 하에 가교결합시킴으로써 형성할 수 있다.
기재(120)는 금속, 비철금속, 세라믹, 프라스틱 및 종이의 재질로 형성할 수 있다.
커버필름(130)은 폴리프로필렌필름, 접착제 및 포화염물질을 함유한 수용성 겔로 이루어지는 것으로, 0.98 이상의 수분활성도를 유지하여 시간-온도 이력지시계(100) 활성화 시 수분을 제공하는 역할을 한다.
접착제 층(122)에 의해 기재(120)의 표면에 결합되는 나노비드(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 2차원 코드의 형태 또는 2차원 코드의 일 부분을 이루도록 기재(120)의 표면상에 단일 입자층으로 도포된다. 즉, 나노비드(110)를 일종의 잉크와 같이 활용하여 2차원 코드 또는 2차원 코드의 일 부분을 기재(120)의 표면에 형성하는 것이다.
나노비드(110)에 의해 형성된 2차원 코드는 코드인식수단을 통해 인식가능하도록 이루어진다. 예를 들어, 상기 2차원 코드는 QR 코드, 마이크로 QR 코드, PDF417 코드, Data Matrix 코드, Maxi 코드, veri 코드, cadablock 코드, aztec 코드,calula 코드, BP04 State 코드 및 Postnet 코드 등의 2차원 코드로 이루어질 수 있다.
바람직하게 나노비드(110)에 의해 형성되는 2차원 코드는 QR코드 또는 마이크로 QR 코드로 한다.
도 3은 나노비드에 의해 형성된 2차원 코드가 변형되는 것을 예시적으로 나타낸 도면이다.
나노비드(110)를 이용하여 형성한 2차원 코드는 미생물이 비활성화 상태를 유지하는 소정의 시간 또는 온도 조건을 벗어날 경우 나노비드(110)의 색상 또는 명암이 변화되기 때문에 결과적으로 상기 2차원 코드의 모양도 변형되게 된다.
예를 들어, 나노비드(110)를 이용하여 도 3의 (a)와 같이 기재(120) 상에 QR코드의 일부분을 형성한 이후, 시간-온도 지시계(100)가 시간 또는 온도 조건을 벗어난 환경에 노출되면, 나노비드(110)의 색상 또는 명암이 변하여 도 3 (a)의 QR코드가 도 3의 (b)와 같이 처음과 다른 모양을 갖는 QR코드로 변형되는 것이다.
다시 말해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간-온도 지시계(100)는 코드의 모양이 가변적인 QR코드가 인쇄된 QR코드라벨의 형태를 가지게 되는 것이다.
변형 전과 변형 후의 QR코드는 서로 다른 데이터값을 가지게 되며, 이를 이용하여 시간의 흐름에 따른 제품의 상태정보 및 유통과정과 관련된 정보를 용이하게 파악할 수 있게 된다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간-온도 지시계의 제조과정을 나타낸 순서도이고, 도 5는 기재에 나노비드를 단일 입자층으로 고정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도 4a 내지 도 5를 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간-온도 지시계를 제조하는 방법을 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간-온도 지시계(100)를 제조하기 위해서는 먼저, 영양성분을 이용하여 유산을 생성시키는 미생물, 즉 락토바실루스(Lactobacillus)속, 류코노스톡(Leuconostoc)속 및 와이셀라(Weissella)속의 호냉성 유산균 중 어느 하나의 미생물과 상기 호냉성 유산균에 의해 색상변화를 나타내는 지시약 및 상기 호냉성 유산균과 상기 지시약을 고정시키는 고정화 물질 및 영양물질 등을 혼합한다(S110).
여기서, 지시약은 pH지시약이며, 고정화물질은 알긴산나트륨 염 용액을 이용할 수 있다.
한편, 호냉성 유산균은 고농도 배양과정을 거친 후 S110 단계와 같이 혼합하는 것이 가능하다. 호냉성 유산균을 고농도 배양하는 과정은 도 4b에 도시된 바와 같이 수행할 수 있다.
이에 대해 구체적으로 설명하면, 먼저, 호냉성 유산균과 CaCO3를 알긴산으로 고정화시켜 엠알에스(MRS broth) 배지에서 22~27℃의 온도로 45~50시간 배양한 후(S10), 배지로부터 호냉성 유산균을 원심분리하여 회수하고 회수된 호냉성 유산균을 펩톤수에 1차 현탁한다(S20).
여기서, 상기 엠알에스 배지는 알긴산 등으로 고정화된 CaCO3 비드(bead)를 15~20% 함유하며, CaCO3 비드의 크기는 작을수록 고농도 배양에 바람직하다.
S20 단계 이후에는, 펩톤수에 현탁된 호냉성 유산균을 다시 원심분리하여 회수하고, 회수된 호냉성 유산균을 2~3% 식염수에 2차 현탁한다(S30).
S20 단계 및 S30 단계를 통해 호냉성 유산균을 깨끗하게 세척할 수 있으며, 호냉성 유산균이 생성한 다당류들을 제거할 수 있게 된다.
마지막으로, 식염수에 현탁된 호냉성 유산균을 원심분리하여 회수하는(S40) 과정을 거쳐 호냉성 유산균을 배양 및 회수할 수 있다.
상기와 같이 호냉성 유산균을 배양하는 것이 가능하기 때문에 균체를 획득하는 것이 용이하고, 시간-온도 지시계(100)를 제조하는 데 소요되는 비용을 절감할 수 있는 것이다.
S110 단계 이후에는 혼합된 물질을 고정화제인 칼슘염 용액 또는 스트론튬염 용액에 분무한 후 0~5℃에서 1~3시간 방치하여 겔 상태의 나노비드(110)를 수득한다(S120).
이와 같이 생성된 나노비드(110)는 미생물 생육과 관련된 집락(colony)에 의한 색 간섭이 없으며, 10~35㎚의 직경을 가지게 된다. 이러한 나노비드(110)에 고정된 수분활성도(water activity: Aw)를 가지는 커버 필름(130)을 접촉시키면 수분이 매우 신속하게 나노비드(110) 내부로 흡습되어 호냉성 유산균이 온도에 매우 감도 높게 반응할 수 있어 효율적으로 유산을 생성하는 것이 가능하다. 따라서, 시간-온도 지시계(100)의 색 변화 차이를 용이하게 확인할 수 있으며, 더욱 정밀한 데이터를 얻을 수 있게 된다.
S120 단계 이후에는, 수득한 겔 상태의 나노비드(110)를 접착제 층(122)을 가지는 기재(120)의 표면에 고정시킨다(S130).
구체적으로 S130 단계는 도 4c에 도시한 순서에 따라 수행되는데, 먼저 나노비드(110)를 함유한 콜로이드 용액을 제조한다(S132). 상기 콜로이드 용액은 휘발성 용매 또는 비휘발성 용매에 나노비드(110)를 혼합하여 제조한다.
이후, 제조된 콜로이드 용액을 에어스프레이 노즐을 이용하여 고압의 기체상태로 접착제 층(122)을 가지는 기재(120)의 표면에 분사한다(S134).
접착제 층(122)에 분산된 콜로이드 용액 중에서 상기 휘발성 용매가 공기중에서 휘발되면 도 5에 도시된 바와 같이 나노비드(110)가 접착제 층(122)의 표면에 결합되어 단일 입자층을 이루게 된다(S136).
이때, 분산된 콜로이드 용액의 용매가 비휘발성인 경우 용매는 감압증발, 동결건조 등과 같은 통상의 건조 수단을 이용하여 온화한 조건하에서 건조시킴으로써 접착제 층(122)의 표면에 결합시킨다.
나노비드(110)와 기재(120)는 접착제 층(122)에 의해 강하게 결합되어 씻겨지거나 분리되는 것에 대해 상당한 저항력을 나타낸다.
나노비드(110)는 코드인식수단에 의해 인식 가능한 2차원 코드의 형태를 이루도록 하며, 바람직하게는 QR코드 또는 마이크로 QR 코드의 형태를 이루도록 한다. 이때, 시간-온도 지시계(100)의 2차원 코드를 이루는 미생물의 양은 103 ~ 107 CFU/g 인 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 품질보증 시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 단말기와 중앙 서버의 블럭도이다.
이하, 도 6 및 도 7을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간-온도 지시계를 이용한 품질보증 시스템(10)을 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간-온도 지시계를 이용한 품질보증 시스템(10)은 시간-온도 지시계(100), 2차원 코드를 인식하기 위한 단말기(200) 및 중앙 서버(300)를 포함한다.
여기서, 시간-온도 지시계(100)는 상술한 바와 같이 나노비드(110)를 이용하여 형성한 2차원 코드가 인자된다.
단말기(200)는 시간-온도 지시계(100)에 형성된 2차원 코드를 인식 및 디코딩하고, 디코딩된 2차원 코드의 코드데이터를 중앙 서버(300)로 전송하는 것으로,핸드폰이나 스마트폰 등으로 구현될 수 있다.
구체적으로 단말기(200)는 카메라 모듈(210), 코드인식부(220), 통신모듈(230) 및 표시부(240)를 구비한다.
카메라 모듈(210)은 2차원 코드를 촬영하여 디지털화된 이미지를 생성하는 역할을 한다. 이러한 카메라 모듈(210)은 CCD(Charge-Coupled Device) 센서 또는 CMOS(Complementary metal-oxide semiconductor) 센서와 같은 이미지 센서를 구비한 디지털 촬영장치로 구현될 수 있다.
코드인식부(220)는 카메라 모듈(210)에 의해 생성된 2차원 코드의 이미지를 디코딩하여 코드데이터를 생성한다.
이때, 상기 코드데이터는 하기 [표 1]에 나타낸 바와 같은 데이터 구조를 갖도록 할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, A구간은 식별자 필드, B구간은 DB종류 필드, C구간은 시리얼넘버 필드이며, D구간은 텍스트 데이터 필드이다.
코드데이터의 구조를 설명하면, 식별자 필드는 2차원 코드가 코드인식부(220)에 의하여 디코딩 되도록 의도된 것인지 여부를 판단하기 위한 것이고, DB종류 필드는 중앙 서버(300)에 구비된 색판정DB(320) 및 제품정보DB(330) 중 어느 하나를 선택하기 위한 것이며, 시리얼넘버 필드는 선택된 색판정DB(320) 또는 제품정보DB(330)에서 할당된 데이터값에 대응되는 색상정보 또는 제품정보를 인출하기 위한 것이다.
또한, 텍스트 데이터 필드는 코드인식부(220)에 의해 디코딩되어 단말기(200)의 표시부(240)에 텍스트의 형태로 정보를 출력하기 위한 것이다.
코드인식부(220)는 식별자 필드에 할당된 데이터값이 미리 저장된 식별 데이터값과 동일한지 여부를 판단하고, 식별자 필드에 할당된 데이터값이 식별 데이터값과 동일하면, DB종류 필드와 시리얼넘버 필드에 할당된 데이터값을 획득한다.
구체적으로 설명하면, 코드인식부(220)는 디코딩된 코드데이터의 상위 비트 즉, 식별자 필드의 데이터값을 획득하여 코드인식부(220)에 미리 저장된 식별 데이터값과 일치하는지 여부를 판단한다.
[표 1]에서는 식별자 비트로 3비트를 할당하고 있으며, 이 경우 코드인식부(220)는 상위 3비트를 획득함으로써 식별자 필드의 데이터값을 판단할 수 있다.
이때, 식별 데이터와 식별자 필드에 할당된 데이터값이 일치할 경우 [표 1]에서의 B 및 C 구간으로 표시된 DB종류 필드 및 시리얼넘버 필드에 대한 처리가 가능해진다.
[표 1]의 예에서, 상위 3비트의 식별자 필드의 데이터값이 식별 데이터값과 일치할 경우, 이후의 10비트가 DB종류 필드 및 시리얼넘버 필드를 나타냄을 확정할 수 있기 때문이다.
한편, [표 1]에서는 이해를 돕기 위해 코드데이터를 24비트의 데이터 구조로 표시하였으나, 버전 40인 QR 코드의 경우 23,648비트의 정보를 저장할 수 있다. 따라서, 식별자 필드, DB종류 필드 및 시리얼넘버 필드에 해당하는 상위 비트를 제외한 나머지 비트는 텍스트 데이터 필드로 활용하는 것이 가능하다.
통신모듈(230)은 유무선 통신방식을 이용하여 2차원 코드가 디코딩된 상기 코드데이터를 중앙 서버(300)로 전송하거나, 중앙 서버(300)로부터 후술할 색삭정보 또는 제품정보를 수신하는 기능을 한다.
예를 들어, 통신모듈(230)은 CDMA 어댑터 또는 ieee 801.11g 또는 11n 규격에 의한 Wi-Fi(Wireless Lan) 어댑터로 구현될 수 있으며, 이동통신망을 통해 데이터통신을 시도하거나, Wi-Fi를 통한 무선인터넷 접속을 통해 컨텐츠 서버와의 통신을 수행한다. 이때, 중앙 서버(300)에 접속하기 위한 url 등은 단말기(200)의 코드인식부(220)에 미리 저장될 수 있다.
표시부(240)는 상기한 바와 같이 텍스트 데이터 필드에 해당하는 텍스트 정보나 색상정보 또는 제품정보를 화면상에 표시하는 것으로, 통상의 디스플레이 수단으로 구현할 수 있다.
중앙 서버(300)는 DB선택부(310), 색판정DB(320), 제품정보DB(330) 및 정보송신부(340)를 포함한다.
DB선택부(310)는 통신모듈(230)로부터 코드데이터를 전송받고, 색판정DB(320) 및 제품정보DB(330) 중에서 DB종류 필드에 할당된 데이터값과 대응되는 DB를 선택하는 기능을 수행한다.
이러한 DB선택부(310)는 코드데이터를 수신하기 위한 수신부(미도시)를 구비한다.
색판정DB(320)에는 시간-온도 지시계(100)의 색상변화에 대한 색상정보가 저장되고, 제품정보DB(330)에는 시간-온도 지시계(100)가 부착된 제품에 대한 제품정보가 저장된다.
정보송신부(340)는 DB선택부(310)에 의해 선택된 DB에서 시리얼넘버 필드에 할당된 데이터값에 대응되는 색상정보 또는 제품정보를 해당 DB에서 검색하여 단말기(100)로 송신한다.
이러한 정보송신부(340)는 통신모듈(230)과 같이 CDMA 어댑터 또는 ieee 801.11g 또는 11n 규격에 의한 Wi-Fi(Wireless Lan) 어댑터를 구비할 수 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 품질보증 시스템을 이용한 품질보증 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 도 8을 참고하여 상기 품질보증 시스템(10)을 이용한 품질보증 방법을 설명한다.
먼저, 카메라모듈(210)은 제품 또는 제품의 포장에 부착된 시간-온도 지시계(100)의 2차원 코드를 촬영한 이미지를 생성한다(S210).
코드인식부(220)는 생성된 상기 2차원 코드의 이미지를 디코딩하고(S220), 2차원 코드가 디코딩된 코드데이터를 구성하는 식별자 필드의 데이터값이 미리 저장된 식별 데이터값과 동일한지 여부를 판단한다(S230).
이때, 식별자 필드의 데이터값이 식별 데이터값과 동일하면, 통신모듈(230)은 코드데이터에 포함되는 DB종류 필드의 데이터값과 시리얼넘버 필드의 데이터값을 중앙 서버(300)에 구비된 DB선택부(310)로 송신한다(S240).
DB선택부(310)는 미리 소정의 데이터값이 각각 할당된 색판정DB(320) 및 제품정보DB(330) 중에서 수신한 DB종류 필드의 데이터값에 대응되는 데이터값을 갖는 DB를 선택한다.
예를 들어, DB선택부(310)는 먼저 DB종류 필드의 데이터값이 색판정DB(320)에 할당된 데이터값과 대응되는지 여부를 판단하고(S250), 양자의 데이터값이 서로 동일한 것으로 판단하면 정보송신부(340)는 색판정DB(320)에서 시리얼넘버필드의 데이터값에 대응되는 색상정보를 인출하여(S260) 인출된 색상정보를 단말기(200)로 전송한다(S290).
단말기(200)는 통신모듈(230)을 통해 수신한 색상정보를 표시부(240)를 통해 화면상에 출력한다.
만약, S250 단계에서 DB종류 필드의 데이터값이 색판정DB(320)의 데이터값과 대응되지 않으면, DB선택부(310)는 DB종류 필드의 데이터값이 제품정보DB(320)에 할당된 데이터값과 대응되는지 여부를 판단하고(S270), 양자의 데이터값이 서로 동일한 것으로 판단하면 정보송신부(340)는 제품정보DB(320)에서 시리얼넘버필드의 데이터값에 대응되는 제품정보를 인출하여(S280) 인출된 제품정보를 단말기(200)로 전송한다(S290).
도시하지는 않았으나, 중앙 서버(300)는 데이터값이 할당된 색상정보와 제품정보가 모두 저장된 DB를 구비하고, 코드데이터의 특정 구간에 할당된 데이터값에 대응되는 정보를 검색하여 단말기(200)로 송신하도록 구비될 수도 있다.
한편, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 정상 상태의 2차원 코드가 디코딩된 DB종류 필드의 데이터값은 제품정보DB(330)에 대응되도록 하여, 일정한 신선도가 유지되고 있는 제품에 대해서는 소비자가 해당 제품의 정보를 알 수 있도록 하고.
도 3의 (b)와 같이 시간 또는 온도 조건에 따라 모양이 변화된 2차원 코드가 디코딩된 DB종류 필드의 데이터값은 색판정DB(320)에 대응되도록 하여, 소비자에게 제품의 변질가능성에 대한 경고메시지를 전달하거나, 소비자가 제품의 구매여부를 판단하기 위한 정보를 제공할 수 있도록 한다.
도 9는 색상정보가 출력된 화면의 예를 나타낸 도면이다.
색상정보는 소비자가 시간-온도 지시계(100)가 점차적으로 변색되어 나타나는 색상에 대한 판단을 할 수 있도록 하는 기준표와 같이 구성할 수 있다.
예를 들어, 색상정보는 도 9에 도시된 바와 같이 시간-온도 지시계(100)의 변색과정과 함께 이에 대한 잔여유통기한이 표기된 이미지로 구현될 수 있다.
바람직하게 상기 색상정보의 이미지는 2차원 코드를 촬영한 단말기(200)와 동일한 기종의 단말기로 촬영된 것을 구비하여 단말기 기종 차이에 의해 색상이 변질되어 나타나는 것을 방지한다.
제품정보는 시간-온도 지시계(100)가 부착된 제품의 제품 설명이 포함된 웹 페이지 url, 제품종류코드 등으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 시간-온도 지시계는 온도변화에 대해 분명하고 연속적이면서 비가역적인 변화를 효과적으로 표현하고, 독성이 없다는 장점이 있다. 또한, 식품판매 가격에 큰 영향을 주지 않을 정도로 제조원가가 저렴하여 경제적이라는 장점이 있다.
본 발명은 QR코드(Quick Response Code)와 같은 2차원 코드를 이용하여 시간-온도 이력 정보를 모니터링하기 위한 것으로, 신선도가 제품의 중요한 품질 지표이거나, 바람직하지 않은 환경 온도에 노출된 경우 유통 금지 또는 제거를 원하는 콜드-체인(cold-chain) 유통이 요구되는 제품에 적용할 수 있다.
또한, 이에 더하여 콜드-체인(cold-chain) 유통 중 파손되어 미생물 2차 오염 가능성이 증가되고 품질이 저하된 제품에 대하여 제조업자, 가공업자, 유통업자, 위생 당국 및 소비자에게 주의를 주는 것에 도움을 주고, 그와 같은 사건에 관한 유용한 이력 데이터를 제공할 수 있어 매우 유용한 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 시간-온도 지시계 110 : 나노비드
120 : 기재 122 : 접착제 층
130 : 커버필름 200 : 단말기
210 : 카메라모듈 220 : 코드인식부
230 : 통신모듈 240 : 표시부
300 : 중앙 서버 310 : DB선택부
320 : 색판정DB 330 : 제품정보DB
340 : 정보송신부

Claims (17)

  1. 영양성분을 이용하여 유산을 생성시키는 미생물과, 생성된 상기 유산에 의해 색상변화를 나타내는 지시약, 상기 미생물과 상기 지시약을 고정시키는 고정화 물질, 및 상기 영양성분 등을 함유하는 나노비드;
    접착제 층을 구비한 기재; 및
    상기 나노비드에 접촉되어 상기 미생물을 활성화시키는 고정된 수분활성도를 가지는 커버 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 시간-온도 지시계.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 나노비드는
    2차원 코드의 형태를 이루도록 상기 기재의 접착제 층에 결합되고, 시간 또는 온도의 변화에 따라 색상 또는 명암이 변화되어 상기 2차원 코드의 모양을 변형시키는 것을 특징으로 하는 시간-온도 지시계.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 미생물은 락토바실루스(Lactobacillus)속, 류코노스톡(Leuconostoc)속 및 와이셀라(Weissella)속 중 어느 하나의 호냉성 유산균인 것을 특징으로 하는 시간-온도 지시계.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 고정화 물질은 알긴산, 한천, 카라기난 및 폴리아크릴아미드 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 시간-온도 지시계.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 접착제 층은 부타디엔 골격 부분을 갖는 제1 중합체 및 제1 중합체와는 상이한 제2 중합체를 유기 퍼옥사이드의 존재 하에서 가교결합시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 시간-온도 지시계.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 나노비드는 직경이 10~35㎚로 형성된 것을 특징으로 하는 시간-온도 지시계.
  7. a) 영양성분을 이용하여 유산을 생성시키는 락토바실루스(Lactobacillus)속, 류코노스톡(Leuconostoc)속 및 와이셀라(Weissella)속 중 어느 하나의 호냉성 유산균과, 상기 호냉성 유산균에 의해 색상변화를 나타내는 지시약과, 상기 호냉성 유산균과 상기 지시약을 고정시키는 고정화 물질, 및 상기 영양성분 등을 혼합하는 단계;
    b) 상기 혼합된 물질을 칼슘염 용액 또는 스트론튬염 용액에 분무한 후 방치하여 겔 상태의 나노비드를 수득하는 단계;
    c) 수득한 상기 나노비드를 접착제 층이 구비된 기재에 고정시키는 단계; 및
    d) 폴리프로필렌필름, 접착제 및 포화염물질을 포함하는 수용성 겔로 이루어져 0.98 이상의 수분활성도를 유지하는 커버필름을 상기 나노비드에 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시간-온도 지시계의 제조방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 c) 단계에서 상기 나노비드를 상기 기재에 고정시키는 것은,
    코드인식수단에 의해 인식 가능한 2차원 코드의 형태를 이루도록 상기 나노비드를 상기 기재의 접착제 층에 고정시키는 것을 특징으로 하는 시간-온도 지시계의 제조방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    c1) 상기 겔 상태의 나노비드에 휘발성 용매 또는 비휘발성 용매를 혼합하여 콜로이드 용액을 제조하는 단계;
    c2) 제조된 상기 콜로이드 용액을 에어스프레이 노즐을 이용하여 접착제 층이 구비된 기재에 분사하는 단계; 및
    c3) 분사된 상기 콜로이드 용액 중의 상기 용매를 휘발 또는 증발시켜 상기 나노비드를 상기 접착제 층에 단일 입자층으로 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시간-온도 지시계의 제조방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 a) 단계 이전의 단계로
    상기 호냉성 유산균과 CaCO3를 알긴산으로 고정화시켜 엠알에스(MRS broth) 배지에서 배양하는 단계;
    상기 배지로부터 상기 호냉성 유산균을 원심분리하여 회수하고, 회수된 상기 호냉성 유산균을 펩톤수에 현탁하는 단계;
    상기 펩톤수에 현탁된 상기 호냉성 유산균을 원심분리하여 회수하고, 회수된 상기 호냉성 유산균을 2~3% 식염수에 현탁하는 단계; 및
    상기 식염수에 현탁된 상기 호냉성 유산균을 원심분리하여 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시간-온도 지시계의 제조방법.
  11. 제2 항의 시간-온도 지시계;
    상기 2차원 코드를 촬영하는 카메라모듈과, 촬영된 상기 2차원 코드의 이미지를 디코딩하는 코드인식부와, 상기 2차원 코드가 디코딩된 코드데이터를 전송하는 통신모듈이 구비된 단말기; 및
    상기 단말기로부터 상기 코드데이터를 수신하고, 상기 시간-온도 지시계의 색상변화에 대한 색상정보를 포함하는 색판정DB 또는 상기 시간-온도 지시계가 부착된 제품에 대한 제품정보를 포함하는 제품정보DB로부터 상기 코드데이터에 대응되는 상기 색상정보 또는 상기 제품정보를 상기 단말기로 전송하는 중앙서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 시간-온도 지시계를 이용한 품질보증 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 코드데이터는 상기 2차원 코드가 상기 코드인식부에 의하여 디코딩 되도록 의도된 것인지 여부를 판단하기 위한 식별자 필드와, 상기 색판정DB 및 상기 제품정보DB 중 어느 하나를 선택하기 위한 DB종류 필드, 및 선택된 상기 색판정DB 또는 상기 제품정보DB에서 할당된 데이터값에 대응되는 색상정보 또는 제품정보를 인출하기 위한 시리얼넘버 필드로 이루어지고,
    상기 코드인식부는 상기 식별자 필드에 할당된 데이터값이 미리 저장된 식별 데이터값과 동일한지 여부를 판단하여 상기 식별자 필드에 할당된 데이터값이 상기 식별 데이터값과 동일하면 상기 DB종류 필드와 상기 시리얼넘버 필드에 할당된 데이터값을 획득하는 것을 특징으로 하는 시간-온도 지시계를 이용한 품질보증 시스템.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 중앙 서버는
    상기 색판정DB 및 상기 제품정보DB 중에서 상기 DB종류 필드에 할당된 데이터값과 대응되는 DB를 선택하는 DB선택부와,
    상기 DB선택부에 의해 선택된 DB에서 상기 시리얼넘버 필드에 할당된 데이터값에 대응되는 색상정보 또는 제품정보를 상기 단말기로 송신하는 정보송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시간-온도 지시계를 이용한 품질보증 시스템.
  14. a) 단말기에 구비된 카메라모듈을 이용하여 제2 항의 시간-온도 지시계에 형성된 상기 2차원 코드의 이미지를 생성하는 단계;
    b) 생성된 상기 2차원 코드의 이미지를 디코딩하고, 디코딩된 상기 2차원 코드의 코드데이터를 중앙 서버로 송신하는 단계;
    c) 상기 시간-온도 지시계의 색상변화에 대한 색상정보를 포함하는 색판정DB와 상기 시간-온도 지시계가 부착된 제품에 대한 제품정보를 포함하는 제품정보DB를 구비하는 상기 중앙서버에서 상기 코드데이터에 대응되는 상기 색상정보 또는 상기 제품정보를 인출하는 단계; 및
    d) 인출된 상기 색상정보 또는 상기 제품정보를 상기 단말기로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 품질보증 시스템을 이용한 품질보증 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 b) 단계는
    b1) 생성된 상기 2차원 코드의 이미지를 디코딩하는 단계;
    b2) 상기 2차원 코드가 디코딩된 코드데이터를 이루는 식별자 필드의 데이터값이 미리 저장된 식별 데이터값과 동일한지 여부를 판단하는 단계; 및
    b3) 상기 식별자 필드의 데이터값이 상기 식별 데이터값과 동일하면, 상기 코드데이터에 포함되는 DB종류 필드의 데이터값과 시리얼넘버 필드의 데이터값을 중앙 서버로 송신하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 품질보증 시스템을 이용한 품질보증 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 c) 단계는
    c1) 상기 색판정DB 및 상기 제품정보DB 중에서 수신한 상기 DB종류 필드의 데이터값에 대응되는 DB를 선택하는 단계; 및
    c2) 선택된 상기 색판정DB 또는 상기 제품정보DB에서 상기 시리얼넘버 필드의 데이터값과 대응되는 색상정보 또는 제품정보를 인출하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시간-온도 지시계를 이용한 품질보증 시스템을 이용한 품질보증 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    정상 상태의 상기 2차원 코드가 디코딩된 상기 DB종류 필드의 데이터값은 상기 제품정보DB에 대응되고,
    시간 또는 온도 조건에 따라 모양이 변화된 상기 2차원 코드가 디코딩된 DB종류 필드의 데이터값은 상기 색판정DB에 대응되는 것을 특징으로 하는 품질보증 시스템을 이용한 품질보증 방법.
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