KR20180025576A - 농산물 박스용 코팅 조성물 및 이를 적용한 농산물 박스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농산물 박스용 코팅제 조성물 및 이를 적용한 농산물 박스에 관한 것으로, 파라핀 왁스 0.1 내지 10 중량%; 올레산 칼륨염 1 내지 3 중량%; 폴리에틸렌 왁스 0.1 내지 10 중량%; 석유 탄화수소 수지 0.1 내지 10 중량%; 및 물 70 내지 90 중량%를 포함하는 농산물 박스용 코팅 조성물을 제공한다.

Description

농산물 박스용 코팅 조성물 및 이를 적용한 농산물 박스{Coating composition for agricultural products box and the box applied with the composition}

본 발명은 농산물 박스용 코팅제 조성물 및 이를 적용한 농산물 박스에 관한 것이다.

현재 수많은 제지회사 및 골판지 회사는 수확한 농작물의 신선도 유지기능 및 부패방지기능을 가진 제지 및 골판지를 개발하기 위하여 노력하고 있다. 그에 따라 농작물 신선도 유지 및 부패방지 기능을 가진 다수의 골판지 상자가 개시되어 왔지만, 실제 효과가 있는 골판지 박스는 거의 없는 실정이다.

또한 황토, 제올라이트, 숯 등을 박스 이면에 코팅하는 등 다양한 시도들이 개시되었지만, 이러한 종래의 기술 또한 박수 내부의 숨구멍을 막아 오히려 농작물이 더 빨리 부패하는 부작용이 초래하여 오히려 그 신뢰성이 상실되는 문제점이 있었다. 또한 농작물에 직접 접촉함으로써 황토가루, 숯가루, 기타 광물가루 들이 그대로 작물에 묻어남으로써 미관상으로도 좋지 않고 위생적으로도 좋지 않은 문제점이 있었다.

한편 판지가 생산되어 나올 때 코팅을 하게 되는데, 이때 박스 본래의 편평함이 뒤틀어지는 문제점도 발생하여 인장 강도에도 문제가 있었다. 일반적으로 식물의 5개 호르몬이라 알려져 있는 지베레린, 사이토키닌, 아브시스산, 오옥신, 에틸렌 중에서 에틸렌 가스는 과실류로부터 생성되는데 이 가스의 발생량이 높은 과실일수록 저장성이 낮으며, 아주 낮은 농도일지라도 에틸렌가스에 접촉되는 시간이 길어지면 그 품질이 저하되는 치명적인 문제가 있다.

또한 일반적으로, 과실 등과 같은 농작물은 농작물 포장용 박스에 담아, 유통 및 전시 판매하고 있다. 이와 같이 농작물을 포장하여 판매하는데 사용되는 농작물 포장박스는 다양한 형태로 구성되어, 작물의 종류에 따라 적절히 사용되고 있다.

한편, 이러한 농작물 포장박스는 골판지를 재단한 후 절곡 및 접착하여 제조되는 것이 일반적이다. 상기 골판지는 파형으로 구성된 골지와, 상기 골지의 양면에 부착된 표면지로 구성된다. 이때, 상기 골지와 표면지는 일반적인 종이재질로 구성된다. 이러한 골판지는 저렴하면서도 강도가 높고, 단열성과 완충기능이 있는 장점이 있다.

그런데, 일반적인 농작물은 수확한 순간부터 선도가 저하되는 반면, 골판지로 제조된 농작물 포장박스는 이러한 농작물의 선도저하를 막을 수 있는 방법이 없는 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 등록특허 10-0360336호나, 공개특허 10-2006-0060903호를 비롯한 다수의 선행문건에 나타난 바와 같이, 농작물의 선도를 유지할 수 있도록 된 다양한 종류의 농작물 포장박스가 개발되었으나, 이러한 농작물 포장박스는 실질적으로 농작물의 선도저하를 막을 수 있을 정도로 충분한 효과를 얻기 어려운 문제점이 있었다.

이와 같이, 농산물이 수납되는 종이박스의 경우 신선도를 유지하는 것이 중요하고, 농산물에 함유된 수분이 투습될 경우 종이박스가 흐물흐물해져 박스의 상품가치가 떨어진다.

본 발명의 목적은 수분의 침투를 최대한 방지하고 신선도를 유지할 수 있는 농산물 박스용 코팅 조성물 및 이를 적용한 농산물 박스를 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위해, 파라핀 왁스 0.1 내지 10 중량%; 올레산 칼륨염 1 내지 3 중량%; 폴리에틸렌 왁스 0.1 내지 10 중량%; 석유 탄화수소 수지 0.1 내지 10 중량%; 및 물 70 내지 90 중량%를 포함하는 농산물 박스용 코팅 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 코팅 조성물은 폴리테트라플루오로에틸렌 0.1 내지 10 중량%; 폴리비닐알코올 0.1 내지 10 중량%; 실리콘 수지 0.1 내지 10 중량%; 및 메틸프룩토시드 올레산 에스테르 0.1 내지 10 중량%를 추가로 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 코팅 조성물로 코팅된 농산물 박스를 제공한다.

본 발명에 따른 코팅 조성물을 적용한 농산물 박스는 수분의 침투를 최대한 방지하고 신선도를 유지할 수 있다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은 농산물 박스용 코팅 조성물 및 이를 적용한 농산물 박스에 관한 것이다.

본 발명에 따른 농산물 박스용 코팅 조성물은 파라핀 왁스 0.1 내지 10 중량%; 올레산 칼륨염 1 내지 3 중량%; 폴리에틸렌 왁스 0.1 내지 10 중량%; 석유 탄화수소 수지 0.1 내지 10 중량%; 및 물 70 내지 90 중량%를 포함할 수 있다.

파라핀 왁스(paraffin wax, CAS No. 8002-74-2)는 함랍유에서 얻어지는 상온에서 결정성 고체의 탄화수소 혼합물로서, 고형 파라핀이라고도 한다. 주로 곧은 사슬 파라핀으로 구성되며, 녹는점에 따라 분류되어 부여되어 양초, 파라핀지 등의 제조에 사용된다. 파라핀 왁스는 원유 정제시 생긴 파라핀의 수분 함량을 좀 더 줄여 열전도율을 더욱 강화시킨 좀 더 고형화된 파라핀 상태를 말한다.

파라핀은 파라핀과 함께 배합되거나 제조된 특정 물질이나 특정 성분이 제품화되어 실제 사용 용도로 사용되거나 이용될 시, 이용 제품에 닿는 접착면과 접착부분에 파라핀과 함께 배합된 특정 물질이나 특정 성분의 흡수되는 정도를 가속화하는데 큰 영향을 미치며, 골판지에서 이러한 파라핀 왁스(파라핀의 수분 함량을 줄여 좀 더 고형화한 상태)는 열전도율을 높여 골판지 제조시 골 형성 단계에 가해지는 압력과 온도를 골판지 전반에 걸쳐 고루 전달할 뿐만 아니라, 골판지 접착에 주요한 전분의 흡수를 가속화함과 동시에, 골판지 제품의 파단강도 및 수분 저항력(코팅력)을 강화하는데 매우 중요한 성분이다.

파라핀 지(waxed paper, paraffin paper)는 파라핀 납을 도포 또는 함침한 종이로서, 납지라고도 한다. 원지로는 글라신지, 모조지, 크라프트지 등이 사용된다. 원지에 가열 용융한 파라핀을 한면 또는 양면에 도피 또는 침투시킨 다음 냉각하여 마무리한다. 냉각은 찬바람을 쏘이거나 냉각 실린더 면에 대는 건식과, 냉수에 담가서 급히 냉각시키는 습식의 두 가지가 있다. 후자는 전자에 비해 종이 표면에 묻는 파라핀의 양이 많고 광택도 크다. 특성은 물과 습기의 투과에 대하여 저항이 크지만, 파라핀과 밀랍만을 사용했을 경우 꺾인 부분의 방습이 떨어진다. 이런 결점을 제거하기 위하여 폴리에틸렌 수지 등을 혼용한다. 내수·내습성이 좋아 내수 포장지로 사용된다.

파라핀 왁스의 함량은 상술한 기능을 수행하는데 최적화되도록, 코팅 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%인 것이 바람직하다.

올레산 칼륨염(oleic acid potassium salt, potassium oleate, CAS No. 143-18-0)은 올레산의 에탄올 용액을 수산화칼륨 또는 탄산칼륨으로 중화하여 만든다. 성질의 경우, 황색 또는 갈색의 연고체이고, 녹는점은 235 내지 240℃이며, 물, 에탄올에 녹는다. 용도로는 세제 등에 사용된다.

올레산(oleic acid)은 녹는점 13.3℃ 또는 16.2℃, 끓는점 223℃(10 Torr), 비중 0.89(25℃), 화학식 C₁₇H₃₃COOH로서, 중성지방의 구성성분인 지방산의 종류에 따라 포화 지방산, 불포화 지방산으로 분류되고, 불포화 지방산은 탄소 이중 결합의 수에 따라 단가(mono) 불포화 지방산, 다가(poly) 불포화 지방산으로 분류된다. 올레산은 탄소 원자 사이에 이중결합을 1개만 가지고 있는 단가 불포화지방산에 속한다. 물에는 거의 녹지 않으나 에탄올, 벤젠, 클로로포름 등에는 녹는다. 백금흑, 니켈 등을 촉매로 하여 수소로 환원시키면 수소첨가반응에 의해 이중결합이 없는 포화지방산 스테아르산이 만들어진다. 순수한 것은 무색, 무취의 액체이지만 공기 중에서 산화되어 노란색 또는 갈색으로 변하며 썩는 냄새가 난다. 비누의 원료나 천의 방수제로서 이용된다.

대부분의 동식물유에 포함되어 있는 올레산은 식용유지에 함유되어 있는 대표적 지방산으로, 특히 옥수수 씨눈에 다량 함유되어 있다. 이 옥수수를 쪄서 말리고 가루화한 옥수수 전분 내의 천연 스테아르 지방산인 올레산에, 나트륨이나 칼륨을 첨가하여 알칼리에 의한 가수분해를 시키면, 황색 또는 연갈색의 색상을 띄는 나트륨염 또는 칼륨염의 조성을 갖는 연고체 상태의 윤활비누가 생성되어, 골판지 표면의 광택에 기여한다.

올레산 칼륨염의 함량은 상술한 기능을 수행하는데 최적화되도록, 코팅 조성물 전체 중량에 대하여 1 내지 3 중량%인 것이 바람직하다.

폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax, CAS No. 68441-17-8)는 저분자량의 폴리에틸렌으로서, 왁스 상태의 겉모양을 갖기 때문에 이처럼 불린다. 이것은 파라핀과 폴리에틸렌의 중간 분자량을 가지며, 따라서 중간의 강도, 내열성(녹는점)을 갖는다. 폴리에틸렌 왁스는 파라핀에 넣어 녹는점 및 강도를 증대하고 윤활제, 이형제로 이용되며, 양초, 파라핀지, 등사판 원지 등의 개량에도 이용된다. 그 밖의 구두약, 광택제, 크레용 재료 등의 용도가 있다.

이형제(parting agent, releasing agent)는 압축 성형 혹은 캐스팅 등의 경우, 플라스틱 성형품이 금형 내면에 부착하여 제거되지 않는 일이 없도록, 즉 주형이 잘 떨어지도록 금형 내면에 칠하는 윤활제나 왁스류를 말한다. 금형면에 칠하고 나서 가열하여 눌어 붙여 몇 회의 사용에도 견딜 수 있도록 하는 경우도 있다. 이형제에는 실리콘 수지, 폴리비닐알코올, 파라핀, 왁스류, 테플론 디스퍼젼(폴리테트라플루오로에틸렌의 분산상) 등이 이용되고 있다.

윤활제(lubricant)는 윤활 목적으로 사용되는 물질의 총칭으로, 윤활제를 그 겉모양에서 크게 나누면 고체 윤활제, 액상의 이른바 윤활유 및 반고체 상태의 그리스로 나눌 수 있다. 이들 중 가장 중요한 것은 윤활유이다. 그리스는 윤활유의 유동성을 적게 하여 반고체 상태로 유지하기 위해 금속 비누 등의 증점제를 혼합한 것이다. 고체 윤활제는 윤활유를 사용할 수 없는 고온, 고압의 장소 혹은 윤활유의 냄새를 흡수하는 것이 좋지 않은 식품 가공 기계 등에 사용된다.

폴리에틸렌은 에틸렌 가스를 중합해서 얻는 에틸렌 중합체인 플라스틱 성분으로서, 골판지 표면 광택제 성분인 올레산 칼륨염과 함께 쓰이기에 극히 안정적이며, 비중이 1 보다 작은 특징을 갖고 있는 투명 또는 반투명의 고체로 열가소성 수지이다.

내수성과 방습성 및 내한성이 좋아, 습기를 꺼리는 골판지에 얇은 막으로 형성된 폴리에틸렌이 중요 방수 코팅 역할을 함으로써, 농업용 필름으로서도 널리 이용되고 있는 실정이다.

중합시 조건(압력, 촉매)에 따라 고압, 중압, 저압법으로 만들어지는 폴리에틸렌은 결정성의 차이가 크고 조건에 따른 물성이 매우 상이하므로, 적합한 조건을 부여하여 제품의 특성을 고려해 제품 특성에 맞는 폴리에틸렌 왁스(골판지 방수 코팅 왁스)를 만들기 위해 지금도 많은 연구가 계속되고 있다.

폴리에틸렌 왁스의 함량은 상술한 기능을 수행하는데 최적화되도록, 코팅 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%인 것이 바람직하다.

석유 탄화수소 수지(petroleum hydrocarbon resin, CAS No. 64742-16-1)는 석유나 원유를 증류하거나 정제하여 얻는 것으로, 즉 여러 끓는점을 지닌 탄화수소 혼합물을 그대로 사용 혹은 접촉 개질 등의 처리를 하여 얻는 부산물로서, 석유화학을 이용하는 제품의 주요 원료로서, 골판지 제품의 경우 골판지를 코팅 및 방수시키는 윤활제 원료로 쓰이고 있다.

석유는 그 산지에 따라 각종 성분의 구성비율이 다르게 함유되어 있다. 그 주성분은 탄소(C)와 수소(H)이고, 이 성분의 크기와 배열 및 결합 상태에 따른 탄화수소 혼합물로 이루어져 있다. 석유에 포함된 탄화수소 중 대부분은 파라핀계(천연가스 등에 함유되어 있는 저급 탄화수소), 나프텐(naphthene)계(생고무, 폴리에틸렌의 고분자 탄화수소), 방향족(aromatic)계(석탄의 건류에 의한 탄화수소)의 혼합물로 이루어져 있고, 여기에 불순물로서 황, 산소, 질소, 금속들이 미량 포함되어 석유의 성질에 영향을 미치고 있다.

석유 탄화수소 수지의 함량은 상술한 기능을 수행하는데 최적화되도록, 코팅 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%인 것이 바람직하다.

물(CAS No. 7732-18-5)은 코팅 조성물의 대부분을 차지하는 성분으로, 물의 함량은 코팅 조성물 전체 중량에 대하여 70 내지 90 중량%인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 코팅 조성물은 폴리테트라플루오로에틸렌 0.1 내지 10 중량%; 폴리비닐알코올 0.1 내지 10 중량%; 실리콘 수지 0.1 내지 10 중량%; 및 메틸프룩토시드 올레산 에스테르 0.1 내지 10 중량%를 추가로 포함할 수 있다.

폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene)은 테트라플루오로에틸렌의 중합체로서, 테트라플루오로에틸렌의 라디칼 중합에 의해 합성된다. 폴리테트라플루오로에틸렌은 보통 백색 내지 엷은 회색의 고체이고, 밀도(d)는 2.1 내지 2.3, 굴절률(nD)은 1.775, 녹는점은 327℃이며, 흡수성은 없다. 2000 내지 4000Å의 빛을 잘 투과한다. 불연성으로 왕수, 염산, 클로로황산, 강한 알칼리 등을 비롯한 모든 유기 용제에 안정하며, 300℃에서도 황산, 강한 알칼리에 분해되지 않는다. 400℃ 이상에서 비로소 분해가 일어나고, 600 내지 700℃에서 완전히 붕괴한다. 이러한 뛰어난 성질로 패킹, 튜브, 시트 등 기계 부품 외에 전선 피복, 전자 기기 부품, 라이닝 등에 이용된다.

폴리테트라플루오로에틸렌의 함량은 상술한 기능을 수행하는데 최적화되도록, 코팅 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%인 것이 바람직하다.

폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol)은 폴리아세트산비닐을 알칼리, 산, 암모니아수 등에서 비누화함으로써 얻어지는 고분자 화합물로서, 완전 비누화물은 다소의 아세트산기를 남기는 것도 포함된다. 단위체 구조를 갖는다고 생각되는 비닐알코올은 존재하지 않으나, 주사슬은 비닐알코올 단위의 반복으로 1,3-글리콜형이다. 원료인 폴리아세트산비닐 생성 조건에 의하여 1 내지 2% 이내의 1,2-글리콜형이 존재하기도 한다. 결정 구조는 단위 격자로서 a 7.83, b 2.52, c 5.51 Å, 단위 격자 중의 단위체수 2의 값을 나타낸다. 밀도(d)는 1.31(결정체), 0.94(비결정체), 유리전이온도는 약 65 내지 85℃이고, 인장 강도, 압축 강도, 내충격성, 내마찰성이 뛰어나다. 물에는 약간의 발열을 수반하고 서서히 용해하나, 분자량이 커지면 용해성은 저하한다. 그 밖에 몇 가지의 아민류, 액체 암모니아에 녹으며, 아세트산, 글리세롤, 아세트아미드, 페놀 등에 뜨거울 때 용해하나, 일반 유기 용제에는 전혀 녹지 않는다. 폴리비닐알코올의 수산기는 저분자 다가인 이차 알코올과 같고 아세탈화, 아세틸화, 탈수 등 각종 반응을 한다. 폴리비닐알코올에서는 습식 방사에 의하여 섬유가 만들어지고, 그 포르말화에 의해 내열성 등을 개량한 것은 비닐론이라는 이름으로 시판되고 있다. 그 밖에 풀제, 도료, 접착제, 유화제 등 광범위한 용도를 갖는다. 또 최근 수용액 필름이 만들어지며, 세제, 농약 등의 유닛 포장에 이용되고 있다.

폴리비닐알코올의 함량은 상술한 기능을 수행하는데 최적화되도록, 코팅 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%인 것이 바람직하다.

실리콘 수지(silicone resin)는 좁은 의미로는 삼차원적인 그물 모양 구조를 가진 오르가노폴리실록산이고, 넓은 의미로는 실리콘 수지, 실리콘 고무, 실리콘유 등의 총칭으로 사용되는 경우가 있다. 주성분은 디메틸폴리실록산으로서, 유기기와 규소의 몰비 R/Si에 의해 수지의 성질은 변화한다. R/Si가 클수록 유연해지며 탄성이 풍부하다. 또 R/Si가 같은 것에서는 유기기의 탄소수가 많을수록 유연한 수지가 된다. 유기기가 메틸기일때 내열성이 가장 크며, 비활성 기체 중에서는 400 내지 500℃로 가열해도, 또 공기 중에서 200℃로 1년 이상 연속 가열해도 거의 변화하지 않는다. 내습성도 좋아 고온 및 고습 하에서도 그 전기적 성능은 저하하지 않는다. 메틸기를 다른 알킬기 또는 아릴기로 치환한 것은 기계적 성질이 좋지만, 전기적 성능은 다소 저하한다. 전기 절연물(예를 들면 전동기, 변압기, 전자석의 권선 피복 절연 등), 내열성 도료, 접착제 등에 사용된다. 보통 초기 축합물의 용액으로 시판되고 있으며, 이것을 도장, 합침, 성형한 후 가열 경화하여 사용한다.

실리콘 수지의 함량은 상술한 기능을 수행하는데 최적화되도록, 코팅 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%인 것이 바람직하다.

메틸프룩토시드 올레산 에스테르(oleic acid ester of methyl fructoside)는 과당계열 당 지방산 에스테르로서, 효소적 및 화학적 합성을 통해 얻을 수 있고, 모노에스테르, 디에스테르, 트리에스테르 및/또는 테트라에스테르를 포함할 수 있다. 메틸프룩토시드 올레산 에스테르는 과당계열 배당체인 메틸프룩토시드를 아실 수용체로, 올레산을 아실 공여체로 하여 효소적 아실화 반응과 화학적 에스테르 전환반응으로부터 저치환 당 지방산 에스테르인 메틸프룩토시드 올레산 모노 및 디에스테르와 고치환 당 지방산 에스테르인 메틸프룩토시드 올레산 트리 및 테트라에스테르를 합성할 수 있다.

메틸프룩토시드 올레산 에스테르의 합성방법에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

메틸프룩토시드 올레산 에스테르의 공업적 실용화가 가능하기 위해서는 먼저 반응 출발물질인 메틸프룩토시드의 생산공정이 최적화되어야 하므로, 고정화 전화당 효소를 이용한 연속 생물반응기에서 메틸프룩토시드의 연속생산과 그에 따른 반응기 모사를 통하여 최적 조업조건을 얻을 수 있으며, 연속생산공정으로부터 생산된 메틸프룩토시드와 반응 혼합물을 Amberlite IRA-900을 고정상 담체로 한 액체 크로마토그래피로 분리할 수 있고, 그에 따른 최적 조업조건을 얻을 수 있다.

이로부터 순수하게 생산된 메틸프룩토시드를 반응출발물질로 하여 Novozym 435 고정화 리파아제와 2-메틸-2-프로판올을 반응 매질로 하는 효소적 용매공정에서 메틸프룩토시드 올레산 모노에스테르를 합성할 수 있으며, 반응 매질 없이 당을 용융시켜 반응하는 효소적 무용매공정에서 메틸프룩토시드 올레산 디에스테르를 합성할 수 있다. 특히, 고치환도의 당 지방산 에스테르인 메틸프룩토시드 올레산 트리에스테르를 효소적 무용매공정에서 합성할 수 있다.

그리고, 탄산칼륨을 촉매로 하는 화학적 무용매공정에서 금속비누를 첨가하지 않고 메틸프룩토시드와 올레산 메틸 에스테르를 혼화하여 메틸프룩토시드 올레산 테트라에스테르를 합성할 수 있으며, 이들의 공업적 실용화가 가능하도록 조업변수의 영향과 최적 반응조건을 체계적으로 연구하고 기타 물성을 검토하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있다.

당 지방산 에스테르합성의 반응출발물질로 사용하기 위한 메틸프룩토시드를 자당과 메탄올 수용액에서 alginate-enclosed microspheres 고정화 효소촉매를 이용하여 연속생산과 그에 따른 반응기 모사를 통하여 최적 조업조건을 얻을 수 있는데, 메틸프룩토시드의 최대 생성농도는 약 28.4 g/L, 메틸프룩토시드의 생산성과 농도를 함께 고려한 최적 공간속도는 약 0.1 hr^-1일 수 있고, 이로부터 얻을 수 있는 생산성은 약 2 g/L-hr, 수율은 약 47.1%일 수 있다.

연속생산공정에 의하여 생산된 메틸프룩토시드와 반응혼합물을 Amberlite IRA-900을 고정상 담체로 한 액체 크로마토그래피로 대량 분리하기 위한 최적 조업조건은 메틸프룩토시드의 급액 농도 약 3 g/L를 공탑 유속 약 1.13 cm/min로 충전 체적의 약 75%로 주입할 때, 해상도 약 1.1에서 약 95% 이상의 회수율과 약 7 mg-MF/g-resin-hr의 생산성을 얻을 수 있다.

공업적 실용화가 가능한 연속생산과 대량분리공정에 의하여 순수하게 생산된 메틸프룩토시드를 반응출발물질로 하여 고정화 리파아제(Novozym 435)를 이용하는 효소적 용매공정으로부터 메틸프룩토시드 올레산 모노에스테르를 합성할 경우, 최적 상용용매로는 2-메틸-2-프로판올이 반응물의 전화율, 생성물의 수율 및 당의 용해도의 관점에서 우수할 수 있으며, 특히 메틸프룩토시드의 용해도는 약 60℃에서 약 400 g/L 이상일 수 있고, 메틸프룩토시드와 올레산의 최적 몰비 약 3:1, 메틸프룩토시드의 최적 초기농도 약 200 g/L, Novozym 435의 최적 촉매 함량 약 1%(w/v), 반응온도 약 60℃에서 반응시간 약 8시간 만에 약 70%의 평형 전화율에 도달하여 약 12.6 g/L-hr의 생산성으로 메틸프룩토시드 올레산 모노에스테르를 생산할 수 있다.

그리고, 무용매공정에서 고정화 리파아제로 메틸프룩토시드와 올레산을 디아실화하여 메틸프룩토시드 올레산 디에스테르를 합성한 경우, 메틸프룩토시드와 올레산의 최적 몰비 약 1:2, Novozym 435의 최적 촉매 함량 약 10% (w/w), 반응온도 약 70℃, 진공도 약 20 내지 200 mmHg에서 반응시간 약 10시간 만에 약 95% 이상의 전화율로 약 140 g/L-hr의 생산성으로 메틸프룩토시드 올레산 디에스테르를 생산할 수 있다.

또한, 무용매공정에서 진공도 약 20 내지 200 mmHg, 메틸프룩토시드와 올레산의 몰비 약 1:5, Novozym 435의 촉매 함량 약 l0%(w/w), 반응온도 약 90℃에서 메틸프룩토시드 올레산 트리에스테르를 합성할 수 있으며, 반응시간 약 60시간이 경과시 약 61.2%의 수율(mole fraction)을 얻어, 효소를 이용한 폴리에스테르 합성의 가능성을 제시할 수 있다. 이와 같은 결과는 메틸프룩토시드의 우수한 반응성과 간결한 분자구조에 기인한 것으로 평가된다.

메틸프룩토시드와 올레산 메틸 에스테르를 무용매, 화학적인 방법으로 트랜스에스테르화하여 메틸프룩토시드 올레산 테트라에스테르를 합성한 경우, 메틸프룩토시드와 올레산 메틸 에스테르의 최적 몰비는 약 1:5, 촉매인 탄산칼륨의 최적 함량은 올레산 메틸 에스테르에 대하여 약 2%(w/w), 최적 반응온도와 진공도는 약 180℃와 약 20 내지 200 mmHg이며, 반응시간 약 5시간 만에 메틸프룩토시드를 기준으로 약 96% 이상, 최고 약 98%의 수율을 얻을 수 있다.

메틸프룩토시드 올레산 에스테르의 함량은 상술한 기능을 수행하는데 최적화되도록, 코팅 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%인 것이 바람직하다.

본 발명은 코팅 조성물은 일종의 제지용 발수제로서, 외관은 백색 유화 액상, pH는 9.3 내지 11.3(원액 측정치), 녹는점과 어는점은 약 -2℃, 초기 끓는점은 약 100℃, 비중은 약 1.0이고, 냉수에 쉽게 혼합 희석될 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 코팅 조성물로 코팅된 농산물 박스를 제공한다. 농산물 박스는 기재; 및 이 기재에 상술한 코팅 조성물을 코팅하여 형성된 코팅층을 포함할 수 있다. 기재의 재질로는 종이, 플라스틱 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 골판지를 사용할 수 있다. 코팅층의 두께는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 0.1 ㎛ 내지 3 mm일 수 있다. 코팅 방법은 특별히 제한되지 않고, 롤 코팅, 스프레이 코팅, 브러쉬 코팅, 바 코팅 등과 같은 통상적인 코팅방법을 사용하여 코팅할 수 있다.

[실시예 1]

파라핀 왁스 6 중량%, 올레산 칼륨염 2 중량%, 폴리에틸렌 왁스 6 중량%, 석유 탄화수소 수지 6 중량% 및 물 80 중량%를 포함하는 농산물 박스용 코팅 조성물을 제조하였다. 이 코팅 조성물을 골판지에 약 1 mm 두께로 코팅한 후, 농산물 박스 형태로 제작하였다.

[실시예 2]

파라핀 왁스 5 중량%, 올레산 칼륨염 2 중량%, 폴리에틸렌 왁스 5 중량%, 석유 탄화수소 수지 4 중량%, 폴리테트라플루오로에틸렌 1 중량%, 폴리비닐알코올 1 중량%, 실리콘 수지 1 중량%, 메틸프룩토시드 올레산 에스테르 1 중량% 및 물 80 중량%를 포함하는 농산물 박스용 코팅 조성물을 제조하였다. 이 코팅 조성물을 골판지에 약 1 mm 두께로 코팅한 후, 농산물 박스 형태로 제작하였다.

[시험예]

실시예 1 및 2에서 제조한 농산물 박스에 다양한 야채와 과일을 약 1주일간 보관한 결과, 야채와 과일로부터 수분이 박스에 거의 침투되지 않아서 박스가 원래의 상태를 유지하였으며, 야채와 과일의 신선도 또한 거의 그대로 유지되었다. 특히, 4가지 성분이 추가로 첨가된 실시예 2의 경우, 수분 침투 방지효과와 신선도 유지효과가 실시예 1의 박스보다 우수하였다. 그러나, 코팅 처리하지 않고 일반 골판지로 제작한 박스의 경우, 야채와 과일을 박스에 약 1주일간 보관한 결과, 야채와 과일로부터 수분이 박스에 침투하여 박스가 흐물흐물해졌으며, 이에 따라 야채와 과일의 신선도 또한 현저하게 떨어졌다.

Claims (3)

1. 파라핀 왁스 0.1 내지 10 중량%;
   올레산 칼륨염 1 내지 3 중량%;
   폴리에틸렌 왁스 0.1 내지 10 중량%;
   석유 탄화수소 수지 0.1 내지 10 중량%; 및
   물 70 내지 90 중량%를 포함하는 농산물 박스용 코팅 조성물.
   
2. 제1항에 있어서,
   폴리테트라플루오로에틸렌 0.1 내지 10 중량%;
   폴리비닐알코올 0.1 내지 10 중량%;
   실리콘 수지 0.1 내지 10 중량%; 및
   메틸프룩토시드 올레산 에스테르 0.1 내지 10 중량%를 추가로 포함하는 농산물 박스용 코팅 조성물.
   
3. 제1항 또는 제2항에 따른 코팅 조성물로 코팅된 농산물 박스.