KR20150018536A - 해조류계의 식품 포장 코팅 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 식품 포장재는 종이, 판지(paperboard) 또는 카드보드지(cardboard) 기재와 이 기재 상의 차단 코팅을 포함하며, 여기서 차단 코팅은 전분, 해조류 추출물 및 종이 섬유의 조합을 포함한다.

Description

해조류계의 식품 포장 코팅{SEAWEED-BASED FOOD PACKAGING COATING}
관련 출원에 대한 상호 참조
이 출원은, 2012년 5월 15일에 제출된 미국 가출원 제61/646,989호를 기초로 하고 그를 우선권으로 주장하며, 그의 전체 개시 내용이 본원에 참조로 인용되어 있다.
보통지 및 판지(paperboard)는 차단성이 부족하고 식품에 불순물을 침출시키기 때문에 장기간의 식품 보존에는 이용되지 않는다. 종이/카톤(carton)을 식품과 직접 접촉하여 사용하려면, 이들을 다양한 물질로 코팅해야 한다. 다층 포장재(일반적으로 3 ∼ 9 층)는 포장의 기능 및 보호 특성을 향상시킨다. 코팅 도포 기술은 널리 공지되어 있으며, 가장 통상적인 것들은, 분무, 블레이드(blade) 및 회전(또는 인쇄)이다.
이들 코팅에 사용되어온 물질의 예로는 왁스, 퍼플루오로옥탄산, 다양한 고차단성 폴리머 및 폴리염화비닐리덴이 있다. 그러나, 이들 물질 대부분은 재생 가능하거나, 생분해성이거나 또는 퇴비화성(compostable)이지 않으면서, 일부는 연소될 경우 건강상 위험성을 보인다.
이 발명에 따르면, 재생 가능하고 생분해성이며 퇴비화성일 뿐만 아니라, 연소시에 무독성 산화 생성물을 생성하는 신규한 포장재가 제공된다.
따라서, 이 발명은 종이, 판지 또는 카드보드지(cardboard) 기재와 이 기재 상의 차단 코팅을 포함하는 신규한 식품 포장재를 제공하며, 여기서 상기 차단 코팅은 전분, 해조류 추출물 및 종이 섬유의 조합을 포함한다.
또한, 이 발명은 이러한 식품 포장재를 제조하는 신규한 방법도 제공하며, 이 방법은 수성 코팅 조성물을 종이, 판지 또는 카드보드지 기재에 도포한 후, 코팅된 기재가 건조되도록 함으로써 차단 코팅을 형성하는 것을 포함하고, 여기서 상기 코팅 조성물은 전분, 해조류 추출물 및 종이 섬유의 조합을 포함한다.
또한, 이 발명은 포장물 및 포장물 내의 식료품을 포함하는 포장 식품(packaged food product)을 추가로 제공하며, 여기서 포장물은 종이, 판지 또는 카드보드지 기재와 이 기재 상의 차단 코팅을 포함하는 포장재로 이루어지고, 여기서 차단 코팅은 전분, 해조류 추출물 및 종이 섬유의 조합을 포함한다.
해조류 추출물을 비롯한 매우 다양한 식용성 막 형성 물질은, 이 식용성 막 형성 물질로 식품을 직접 코팅함으로써 다양한 식품에 방어 장벽을 형성시키는 데에 사용되어 왔다. 해조류 추출물은 이러한 물질의 흥미로운 예인데, 이들이 형성하는 다수의 차단막이 양호한 산소 증기 차단성을 가지며 유지에 불침투성이기 때문이다. 그러나, 해조류 추출물을 비롯한 이들 물질 대부분은, 가요성 및 기계적 강도가 부족하기 때문에 너무 취성적이어서 종이 및 유사 식품 포장재에 도포시에 유효한 장막을 형성하지 못한다. 이 발명에 따르면, 해조류 추출물을 전분 및 종이 섬유와 조합함으로써 이 문제를 극복한다.
해조류 추출물
다수의 상이한 유형의 해조류 추출물이 공지되어 있다. 이와 관련하여, 막 형성적이고 산소 증기 차단성을 나타내는 어떠한 해조류 추출물도 본 발명의 포장재의 차단 코팅의 제조에 사용될 수 있으며, 그의 예로는 알긴산염, 카라기난, 한천 및 푸르셀라란이 있다.
알긴산염은 갈조류로 알려진 갈색 해조류에서 유래하는 다당류이며, 1-4 결합형 폴리우론성(poly-uronic)이다. 알긴산염은 균일하고 투명하며 수용성인 막을 생성한다. 2가 양이온은 통상, 알긴산염 막 형성에서 겔화제로서 사용되어 이온 상호작용을 유도한 다음, 수소 결합을 형성한다. 알긴산염은 양호한 막 형성성을 가지나, 건조 상태에서 상당히 취성적인 경향이 있다. 알긴산염을 베이스로 하는 막은 유지에 불침투성이나, 수분 차단성이 부족하다. 또한, 알긴산염 코팅은 양호한 산소 차단성을 가지며, 식품 내의 지방 산화를 지연시킬 수 있고, 향미 질감 및 보다 양호한 점착성을 향상시킬 수 있다.
카라기난은 적색 해조류에서 유래하며, 수개의 다당류의 복합 혼합물이다. 3가지 주요한 카라기난 분획은 카파(kappa), 이오타(iota) 및 람다(lambda)이다. 카라기난을 베이스로 하는 코팅은 항균 및 항산화 특성 때문에, 그리고 수분 손실, 산화 및 붕괴를 저하시키기 때문에 여러 식품에 오랫동안 이용되어 왔다.
한천은 여러 가지 적색 해조류에서 유래하는 검(gum)이며, 카라기난과 마찬가지로, 갈락토오스 폴리머이다. 한천은 초기 겔화 온도 이상의 융점을 특징으로 하는 고농도 겔을 형성한다. 카라기난 항생물질과 마찬가지로, 박테리오신 또는 천연 항균 화합물은 한천을 베이스로 하는 막에 혼입될 수 있다. 이들 막은 유통 기한을 늘리고 병원균의 성장을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
푸르셀라란은 홍조류의 해조류, 즉, 기가르티날레스(Gigartinales)목, 푸르셀라리아세아에(Furcellariaceae)과, 붉은말 푸르셀라리아 파스티기아타(Furcellaria fastigiata)로부터 얻어지는 검이다. 조류는 북유럽해, 특히 카테갓 해협(스웨덴과 덴마크 사이)에서 주로 발견된다. 검(gum)은 고분자량 다당류의 황산 에스테르의 칼륨 염이다. 이는 주로 D-갈락토오스, 3,6-안히드로-D-갈락토오스, 및 이들 당류의 반에스테르(half-ester) 설페이트로 이루어지며; (1→3) 및 (1→4)-연결 단위의 교대 순서로 배열되는, 3 또는 4 개의 단량체 단위마다 1 개의 설페이트기가 있다. 참조: Bjerre-Petersen et al. in Industrial Gums, R. L. Whistler, Ed. (Academic Press, New York, 2nd ed., 1973) pp 123-136.
가공된 검의 형태인 경우, 푸르셀라란은 고온수 또는 미온수에 용해성인 백색의 무취 분말이다. 이것은 저온수에서 쉽게 분산되어 덩어리 없이 균일한 현탁액을 형성한다. 푸르셀라란 입자들은 수화되고 팽창하며 거의 보이지 않게 되나, 가열되지 않으면 용해되지 않는다. 푸르셀라란은 저농도에서 한천과 유사한 겔을 형성한다. 겔의 농도는 염, 특히 칼륨 염을 첨가함으로써 증가될 수 있다. 중성 매질중의 고점도 용액은 고온에의 장시간 노출에 의해 악영향을 받지 않는다. 그러나, 산성 매질 중에서의 고온에의 노출은 급격한 가수 분해 및 겔화력(gelling power)의 소실을 초래한다.
푸르셀라란은 주로 식품에서, 그러나 약제에서도, 천연 콜로이드, 겔화제 및 점도 조절제로서 사용된다. 이것은 당뇨병 환자를 위한 제품, 과체중을 감량하기 위한 전매품, 치약에서도 사용되며, 식품 방부제용 캐리어로서 및 세균 배양 배지에서 살균제로서 사용된다.
전분
전분은 2000년도 세계 생산량이 4,900만톤(80% 옥수수 전분)인, 가장 풍부한 천연 다당류 중 하나이다. 이것은 다양한 공급원으로부터 상업적으로 입수 가능하며, 일반적으로 과립의 형태로 존재한다. 이것은 천연형("비변성 전분") 또는 유도형("변성 전분) 모두로 입수 가능하다.
전분 유도체로도 일컬어지는 변성 전분은, 천연 전분을 물리적으로, 효소적으로 또는 화학적으로 처리하여 그의 특성을 변화시킴으로써 제조한다. 예를 들어, 전분은 과열, 산, 전단(shear), 시간, 냉각 또는 동결에 대한 안정성의 향상; 질감의 변화; 점도의 증감; 호화 시간의 연장 또는 감축; 또는 점도 안정성(visco-stability)의 향상을 위해 변성시킬 수 있다. 변성 전분의 예로는 덱스트린, 말토덱스트린, 알칼리 변성 전분, 표백 전분, 산화 전분, 효소 처리 전분, 말토덱스트린, 시클로덱스트린, 인산일전분, 인산이전분, 가교결합 전분, 아세틸화 전분, 히드록시프로필화 전분, 히드록시에틸 전분, 양성 전분 및 카르복시메틸화 전분 등이 있다.
전분은 통상 아밀라아제와 아밀로펙틴 폴리머의 혼합물이다. 전분 및 이의 유도체는 수십 년간 식품의 물성의 변성에 이용되어, 질감의 변화, 점도, 겔 형성, 점착성, 결합 수분 유지, 생산물 균질성 및 막 형성에 기여해 왔다. 전분 막은 흔히 투명, 무취, 무미 및 무색이며, 이들은 O2 투과도가 낮아서 포장 및 식품 코팅에 사용된다. 막 조성, 특히 아밀라아제, 아밀로펙틴, 물 및 기타 가소제의 함량 및 막 형성 조건은 유리 전이 온도(Tg는 비정질 고체의 주성분들을 함께 유지하는 힘이 해제되는 온도임) 및 결정도에 현저한 영향을 미친다. 전분 막의 기계적 특성은 주로, 비정질상 내의 거대분자 사슬의 유동성 및 결정도의 정도에 좌우된다. 유리 전이 온도(Tg) 이하의 온도에서 형성되는 막이 취성적인 반면, Tg보다 높은 온도에서 형성되는 막은 가요성이고 연장 가능하다. 통상, 전분 막은 산소에 대해 우수한 배리어인데, 산소가 비극성 기체이고 전분 막에 용해되지 않기 때문이다. 반면, 전분 막은 이 전분 막에서 CO2의 용해성이 높기 때문에 CO2에 대한 저항성이 낮다.
전분은 무해성/환경 친화적 특성 때문에 식품, 약제, 포장 등에 널리 이용되는, 매우 풍부하고 저렴하며 재생 가능한 물질이다. 이 점에서, 전분은 EEC, 특히 "Packaging & Packaging Waste Directive (94/62/EC) and European Framework Regulation (EC) No. 1935/2004 on Materials and Articles Intended to Come into Contact with Foodstuffs"의 관련 규정에 부합하는 물질로서 인정된다.
이 발명에 따르면, 식용성이고 막 형성성인 어떠한 전분 또는 전분 유도체도 본 발명의 포장재의 차단 코팅의 전분 성분으로서 사용될 수 있다.
업계에 알려진 바와 같이, 전분 제품은 차단 코팅으로서의 이들의 용도를 제한하는 다소의 문제를 겪을 수 있다. 그 문제들로는 다음과 같은 것들이 있다:
ㆍ물과 접촉시 가수 분해 및 붕괴되기 쉽고 안정성이 부족함
ㆍ글루코시드 결합을 공격하여 긴 폴리머 사슬을 분해시키는 효소의 존재 하에서 쉽게 생분해됨(효소 가수 분해)
ㆍ물리적 강도/온전성(integrity)이 부족하여 분해가 유발됨.
그러나 이 발명에 따르면, 전분을 종이 섬유 및 해조류 추출물과 조합함으로써 이 문제들이 극복된다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 포장재의 차단 코팅을 형성하는 데에 사용되는 전분은 차단 코팅이 형성되는 온도보다 낮은 Tg를 가지므로, 이 방식으로 제조된 차단 코팅은 그렇지 않은 경우보다 고도의 가요성을 나타낸다.
종이 섬유
종이 섬유 또는 종이 펄프는 목재, 섬유 작물 또는 폐지로부터 셀룰로오스 섬유를 화학적으로 또는 기계적으로 분리함으로써 제조하는 리그노셀룰로오스계 섬유재이다. 목재가 펄프 생산의 기준의 약 90%를 제공하는 한편, 약 10%는 한해살이 식물에서 유래한다. 펄프는 세계에서 가장 풍부한 원료 중 하나이다. 이것은 제지에서 원료로서 가장 흔하게 사용되나, 직물, 식품, 약제 및 다수의 기타 공업에서도 사용된다.
이 점에서, 종이 섬유 또는 종이 펄프는 EEC, 특히 "Packaging & Packaging Waste Directive (94/62/EC) and European Framework Regulation (EC) No. 1935/2004 on Materials and Articles Intended to Come into Contact with Foodstuffs"의 관련 규정에 부합하는 물질로서 인정되는 것으로 알려져 있다.
나무(종이) 펄프의 제조에 사용되는 목재 자원은 펄프 목재로도 일컬어진다. 목재 펄프는 연질목, 예컨대 가문비나무, 소나무, 전나무, 낙엽송 및 독미나리와, 견목, 예컨대 유칼립투스, 사시나무 및 자작나무에서 유래한다.
펄프 공장은 목편 또는 다른 식물 섬유 자원을 두꺼운 섬유판으로 전환시키는 제조 시설이며, 상기 섬유판은 추가의 처리를 위해 제지 공장으로 수송될 수 있다. 펄프는 기계적, 반화학적 또는 완전 화학적 방법(크래프트 및 설파이트 공정)을 이용하여 제조할 수 있다. 완제품은 고객의 요구에 따라 표백 또는 비표백될 수 있다.
펄프의 제조에 사용되는 나무 및 다른 식물 재료는 3가지 주요 성분(물 제외): 셀룰로오스 섬유(제지에 필요함), 리그닌(셀룰로오스 섬유들을 함께 결합시키는 3차원 폴리머) 및 헤미셀룰로오스(짧은 분지형 탄수화물 폴리머)를 함유한다. 펄핑(pulping)의 목적은 섬유원의 벌크 구조, 즉 칩(chip), 줄기 또는 기타 식물 부분을 구성 섬유로 분해하는 것이다.
화학적 펄핑은 리그닌 및 헤미셀룰로오스를 작은 수용성 분자로 분해함으로써 이를 달성하며, 셀룰로오스 섬유를 해중합하지 않으면서(셀룰로오스의 화학적 해중합은 섬유를 약화시킴) 셀룰로오스 섬유부터 상기 분자를 씻어낼 수 있다. 다양한 기계적 펄핑 방법, 예컨대 쇄목(groundwood: GW) 및 리파이너 기계 펄핑(refiner mechanical pulping: RMP)은 셀룰로오스 섬유들을 서로 물리적으로 분열시킨다. 상당량의 리그닌이 섬유에 접착된 채로 잔존한다. 강도는 저하되는데, 섬유가 절단될 수 있기 때문이다. 화학 처리와 열 처리의 조합을 이용하여 단축된 화학 펄핑 공정을 개시한 직후에 기계적 처리에 의해 섬유를 분리하는, 몇몇 연관 하이브리드 펄핑 방법이 있다. 이들 하이브리드 방법은 TMP로도 공지된 열 기계 펄핑, 및 CTMP로도 공지된 화학 열 기계 펄핑을 포함한다. 화학 및 열 처리는 기계 처리에 차후 필요한 에너지량을 감소시키며, 섬유가 겪게되는 강도 손실의 양도 감소시킨다.
이 발명에 따르면, 이들 기술 중 어느 것에 의해 제조되는 종이 섬유는, 본 발명의 포장재의 차단 코팅의 제조에 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서는, 화학적 펄핑으로 제조한 종이 섬유가 바람직한데, 이 제조 공정으로부터 얻어지는 종이 섬유가 비교적 낮은 농도의 리그닌 및 헤미셀룰로오스를 갖고 어떠한 실질적 방식으로도 해중합되지 않기 때문이다.
추가의 첨가제
상기 명시한 3가지 주성분 이외에, 본 발명의 포장재의 차단 코팅은, 궁극적으로 얻어지는 차단 코팅의 특성뿐만 아니라 이들이 제조되는 수성 코팅 조성물의 유변학적 특성을 변화시키기 위한 여러 가지 추가 성분을 포함할 수 있다.
예를 들어, 물뿐만 아니라, 이 발명의 코팅 조성물은 코팅 작업을 촉진하기 위해서 하나 이상의 추가적인 캐리어 액체를 포함할 수 있다. 적합한 캐리어 액체의 예로는 물, 다양한 알코올, 예컨대 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등, 다양한 케톤, 예컨대 아세톤, 메틸 에틸 케톤 등, 다양한 글리콜, 예컨대 프로필렌 글리콜 등, 다양한 글리콜 에테르, 다양한 에스테르, 예컨대 아세트산에틸 등이 있다. 추가의 캐리어 액체를 사용하는 경우, 사용량은 조성물 중의 액체 캐리어의 총량의 50 중량% 미만, 더 바람직하게는 35 중량% 미만, 25 중량% 미만 또는 심지어 15 중량% 미만인 것이 바람직하다.
또한, 전술한 해조류 추출물 및 전분 성분 이외에, 본 발명의 차단 코팅은 필요할 경우, 추가의 막 형성 성분을 포함할 수 있다. 이러한 추가의 막 형성 성분의 예로는 왁스 및 오일, 예컨대 파라핀 왁스, 카나우바 왁스, 비즈왁스, 칸델리아 왁스 및 폴리에틸렌 왁스를 포함하는 지질 및 수지를 포함하는 셸락 및 셸락 유사체; 지방산 및 모노글리세리드, 예컨대 스테아릴 알코올, 스테아르산, 팔미트산, 모노- 및 디-글리세리드; 천연 수지, 예컨대 나무 수지; 및 쿠마론-인덴이 있다. 적절한 셸락 유사체는 옥수수 제인(a-제인, b-제인 및/또는 v-제인), 밀 글루텐, 대두 단백, 땅콩 단백질, 케라틴, 콜라겐, 젤라틴, 우유 단백질(카세인) 및 유청 단백질을 포함하는 단백질로부터 선택될 수도 있다. 이들 물질의 혼합물도 사용될 수 있다.
특히 흥미로운 추가의 막 형성 성분은 폴리락타이드로도 공지된 폴리젖산인데, 이들이 생분해성이면서 퇴비화성이기 때문이다.
이러한 추가의 막 형성 성분을 사용하는 경우, 이들 추가의 막 형성 성분 전체의 총 농도는 궁극적으로 얻어지는 차단 코팅의 40 중량%를 초과하지 않아야 한다. 더 바람직하게는, 이들 추가의 막 형성 성분 전체의 총 농도는 궁극적으로 얻어지는 차단 코팅의 25 중량%, 10 중량% 또는 심지어 5 중량%를 초과하지 않아야 한다.
본 발명의 보호 코팅에 포함될 수 있는 또 다른 추가 성분은 가소제 및 점착 감소제(detackifier)를 포함한다. 적합한 가소제의 예로는 글리콜, 예컨대 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리프로필렌 글리콜(PPG) 등, 지질, 예컨대 식물성 오일, 광유, 중간쇄 트리글리세리드, 지방, 지방산, 왁스 등이 있다. 적합한 점착 감소제의 예로는 단백질, 예컨대 제인 등, 및 지질, 예컨대 아세틸화 모노글리세리드, 중간쇄 트리글리세리드, 오일, 왁스, 지방산, 예컨대 스테아르산 및 올레산 등이 있다. 일반적으로 말하면, 궁극적으로 얻어지는 차단 코팅 각각 내의 가소제 및 점착 감소제의 양은 이 차단 코팅의 15 중량%를 초과하지 않아야 하며, 이들 성분 둘 다의 배합량은 궁극적으로 얻어지는 차단 코팅의 25 중량%를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 이들 성분 각각의 양은 궁극적으로 얻어지는 차단 코팅의 10 중량% 또는 심지어 5 중량%를 초과하지 않아야 한다.
제조
본 발명의 포장 제품은 종이, 판지 또는 카드보드지를 포함하는 기재를, 전분, 해조류 추출물 및 종이 섬유의 조합을 함유하는 수성 코팅 조성물로 코팅함으로써 제조한다. 침지 코팅, 커튼 코팅, 롤러 코팅, 나이프 블레이드 코팅, 스크린 코팅 등을 비롯한 임의의 코팅 방법이 이용될 수 있긴 하나, 분무 코팅이 제어가 용이하고 간편하기 때문에 다수의 용도에 바람직하다.
이 목적으로, 분무 코팅 목적에 적합한 성분의 점도 및 농도를 갖는 수성 코팅 조성물을 제조할 수 있다. 이러한 점도는 코팅 기술에서 널리 공지되어 있으며, 적절한 성분 농도는 일상 실험에 의해 용이하게 결절할 수 있다.
이 점에서, 본 발명의 포장재의 차단 코팅의 두께는 광범위하게 변화할 수 있으며, 실질적으로 소정의 보호 수준을 제공할 수 있는 임의의 두께가 사용될 수 있다. 통상, 본 발명의 보호 코팅의 형성에 사용되는 코팅 조성물은, 필요할 경우 다회의 도포가 이용될 수 있긴 하나, 단일 도포로 도포될 수 있도록 제조될 것이다.
이 발명의 수성 코팅 조성물 중의 성분들의 비율도 역시 광범위하게 변화할 수 있으며, 실질적으로 임의의 양이 이용될 수 있다. 통상, 이들 코팅은 차단 코팅의 합계 중량, 즉, 코팅의 도포에 이용되는 임의의 액체 캐리어를 제외한 코팅 조성물 중의 모든 성분들의 합계 중량을 기준으로 약 20 중량% 이상의 해조류 추출물을 함유할 것이다. 보다 통상적으로는, 이들 차단 코팅은 이 기준으로 적어도 25, 30, 35, 40, 45 또는 심지어 50 중량% 이상의 해조류 추출물을 함유할 것이다.
마찬가지로, 이들 차단 코팅은 일반적으로, 차단 코팅의 합계 중량을 기준으로 약 20 중량% 이상의 전분도 함유할 것이다. 보다 통상적으로는, 이들은 이 기준으로 적어도 25, 30, 35, 40, 45 또는 심지어 50 중량% 이상의 전분을 함유할 것이다. 동일한 방식으로, 이들 차단 코팅은 일반적으로, 이 기준으로 약 20 중량% 이상의 종이 섬유, 보다 통상적으로는 적어도 25, 30, 35, 40, 45 또는 심지어 50 중량% 이상의 종이 섬유를 함유할 것이다.
이들 차단 코팅은 또한 동일한 기준으로 약 0 ∼ 40 중량%의 점착 감소제를 함유할 수 있으나, 대략 0 초과 ∼ 30 중량%, 약 2 ∼ 20 중량% 또는 심지어 약 5 ∼ 15 중량%의 점착 감소제 농도도 역시 흥미롭다. 마찬가지로, 이들 차단 코팅은 동일한 기준으로 약 0 ∼ 30 중량%의 가소제를 함유할 수 있으나, 대략 0 초과 ∼ 20 중량%, 약 1 ∼ 15 중량% 또는 심지어 약 2 ∼ 10 중량%의 가소제 농도도 관심의 대상이다.
본 발명의 보호 코팅의 형성에 사용되는 코팅 조성물의 형성에 사용되는 액체 캐리어의 농도는 역시 광범위하게 변화할 수 있으며, 실질적으로 임의의 양이 사용될 수 있다. 코팅 조성물 전체의 총 중량을 기준으로 대략 20 ∼ 90 중량% 이상의 액체 캐리어 농도가 가능하나, 대략 40 ∼ 85 중량%, 55 ∼ 75 중량%의 농도가 보다 통상적이다.
특성
본 발명의 포장 제품은 생분해성 및 퇴비화성이도록 제조된다. 이 맥락에서, "분해 가능함"은 특정한 환경 조건 하에서 자신의 화학 구조의 현저한 변화를 겪음으로써 일부 특성이 소실되는 물질을 가리킨다. 한편, 생분해성 물질은 천연 미생물, 예컨대 세균, 진균 등으로부터 분해되는, 분해 가능한 물질이다. 퇴비화성 물질은 셀룰로오스와 유사한 기간 동안에, 무독성이면서 분해성인 분해 산물로 생분해되는 생분해성 물질이다.
이 발명의 바람직한 포장재는 생분해성일 뿐만 아니라 퇴비화성이다. 특히 바람직한 포장재는 퇴비화성 플라스틱(Compostable Plastics)에 관한 ASTM-6400에 부합한다. 그에 기술된 바와 같이, 이 기준에 부합하는 퇴비화성 플라스틱은, "이용 가능한 프로그램의 일부로서의 퇴비장에서 생물 분해될 수 있으며, 그 결과 플라스틱이 시각적으로 분간되지 않고, 공지의 퇴비화성 물질(예들 들면, 셀룰로오스)과 동일한 속도로 이산화탄소, 물, 무기 화합물 및 바이오매스로 분해되며, 유독성 잔류물을 남기지 않는" 것이다.
ASTM-6400 하에서, 플라스틱은, 이것이 일정한 최저 수준의 생분해성, 분해능 및 무독성을 보인다면 퇴비화성인 것이다. 플라스틱은 이 기준 하에서, 이 분해에 의해 생성되는 CO2의 양으로 판단하여, 180일 동안 플라스틱의 60% 이상이 생분해되는 경우에, 생분해성인 것이다. 플라스틱은, 이 기준 하에서, 체질시에 그의 분해 산물의 10% 미만이 2 mm 스크린 상에 잔존하는 경우에, 분해 가능한 것이다. 플라스틱은, 이 기준 하에서, 그의 분해 산물의 중금속 함량이 특정의 소정 한도 이하로 유지되는 경우, 및 또한, 상이한 농도의 토양과 배합시에 대조 퇴비에 비해서 일정한 식물 생장 수준을 유지할 수 있을 경우에, 무독성인 것이다.
퇴비화성 플라스틱, 또한 포장 및 이들로 이루어진 기타 제품들은, 근래에 공개 및/또는 등록된 몇몇 특허 문헌들, 예를 들어 US 제7,083,673호, US 제2008/0153940호, US 제2008/0113887호, US 제2007/0259139호, US 제2007/0203283호, US 제2007/0148384호, US 제2007/0129467호, US 제2004/0217087호, US 제2005/0192377호, US 제2005/0039689호, US 제2004/0059047호, US 제2003/0236358호, US 제2003/0204028호, US 제2003/0204027호 및 US 제2003/0191210호에 기술되어 있다. 이들 문헌의 개시 내용은 본원에 참조로 인용된다.
본 발명의 포장재는, 비록 엄밀히 따지자면 플라스틱은 아니나, 그럼에도 최소한 그의 바람직한 실시양태에서는 ASTM-6400의 요건에 부합한다.
상기 생분해 및 퇴비화 특성 외에도, 본 발명의 포장재는 또한 바람직하게는 3 × 10-16 mol m/m2 sPa 이하의 산소 투과도를 나타낸다. 바람직한 본 발명의 포장재는 2 × 10-16 mol m/m2 sPa 이하, 또는 심지어 1 × 10-16 mol m/m2 sPa 이하의 산소 투과도를 나타낸다.
또한, 본 발명의 포장재는 지질 불용성이기도 하다. 이 맥락에서 "지질 불용성"은, 본 발명의 포장재가 1% w/w 이하의 지방 보유율(fat retention)을 나타냄을 의미한다. 바람직한 본 발명의 포장재는 0.5% w/w 이하, 또는 심지어 0.2% w/w 이하의 지방 보유율을 나타낸다.
마지막으로, 본 발명의 포장재는 바람직하게는 3.5 × 10-15 mol m/m2 sPa 이하, 더 바람직하게는 2.5 × 10-15 mol m/m2 sPa 이하, 또는 심지어 1 × 10-15 mol m/m2 sPa 이하의 CO2 투과도를 나타낸다.
이상, 이 발명의 몇몇 실시양태만을 기술하였으나, 이 발명의 개념 및 범위를 벗어나지 않으면서 다수의 변형이 이루어질 수 있음이 이해되어야 한다. 이러한 모든 변형은, 이 발명의 범위 내에 포함되도록 의도되며 이하의 특허청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims (19)

  1. 종이, 판지(paperboard) 또는 카드보드지(cardboard) 기재와 이 기재 상의 차단 코팅을 포함하는 식품 포장재로서,
    상기 차단 코팅이 전분, 해조류 추출물 및 종이 섬유의 조합을 포함하는 것인 식품 포장재.
  2. 제1항에 있어서, 해조류 추출물이 알긴산염, 카라기난, 한천, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것인 식품 포장재.
  3. 제1항에 있어서, 생분해성인 식품 포장재.
  4. 제3항에 있어서, 퇴비화성(compostable)인 식품 포장재.
  5. 제1항에 있어서, 차단 코팅이 폴리젖산을 포함하는 것인 식품 포장재.
  6. 제1항에 있어서, 차단 코팅의 전분이 폴리카르복실산에 의해 가교결합되는 것인 식품 포장재.
  7. 제6항에 있어서, 폴리카르복실산이 시트르산, 말산, 타르타르산 및 젖산 중 하나 이상인 식품 포장재.
  8. 제1항에 있어서, 차단 코팅은, 차단 코팅이 가요성이 되도록 충분한 양의 종이 섬유와, 낮은 산소 투과도를 나타내도록 충분한 양의 해조류 추출물을 함유하는 것인 식품 포장재.
  9. 제8항에 있어서, 차단 코팅이 수증기 불투과성인 식품 포장재.
  10. 제1항에 있어서, 차단 코팅이 또한 셸락 또는 유사체를 포함하는 것인 식품 포장재.
  11. 종이, 판지 또는 카드보드지 기재 및 이 기재 상의 차단 코팅을 포함하는 식품 포장재의 제조 방법으로서,
    수성 코팅 조성물을 기재에 도포한 후, 코팅된 기재가 건조되도록 함으로써 차단 코팅을 형성하는 것을 포함하며, 상기 코팅 조성물이 전분, 해조류 추출물 및 종이 섬유의 조합을 포함하는 것인 방법.
  12. 제11항에 있어서, 해조류 추출물이 알긴산염, 카라기난, 한천 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것인 방법.
  13. 제11항에 있어서, 코팅 조성물이 폴리젖산을 포함하는 것인 방법.
  14. 제11항에 있어서, 코팅 조성물이, 코팅 조성물 내의 전분을 가교결합시킬 수 있는 폴리카르복실산을 함유하는 것인 방법.
  15. 제14항에 있어서, 폴리카르복실산이 시트르산, 말산, 타르타르산 및 젖산 중 하나 이상인 방법.
  16. 제11항에 있어서, 코팅 조성물은, 차단 코팅이 가요성이 되도록 충분한 양의 종이 섬유와, 차단 코팅이 낮은 산소 투과도를 나타내도록 충분한 양의 해조류 추출물을 함유하는 것인 방법.
  17. 제11항에 있어서, 코팅 조성물이 약 4 ∼ 30 중량%의 전분을 함유하는 것인 방법.
  18. 제11항에 있어서, 차단 코팅의 형성에 사용되는 전분이 유리 전이 온도(Tg)를 가지며, 추가로, 이 Tg 이하의 온도에서 차단층이 형성되는 것인 방법.
  19. 포장물 및 포장물 내의 식료품을 포함하는 포장 식품(packaged food product)으로서,
    상기 포장물이 종이, 판지 또는 카드보드지 기재와 이 기재 상의 차단 코팅을 포함하는 포장재로부터 형성되며, 상기 차단 코팅이 전분, 해조류 추출물 및 종이 섬유의 조합을 포함하는 것인 포장 식품.
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