KR20190070071A - Agricultural packaging film containing graphene - Google Patents

Agricultural packaging film containing graphene Download PDF

Info

Publication number
KR20190070071A
KR20190070071A KR1020170170551A KR20170170551A KR20190070071A KR 20190070071 A KR20190070071 A KR 20190070071A KR 1020170170551 A KR1020170170551 A KR 1020170170551A KR 20170170551 A KR20170170551 A KR 20170170551A KR 20190070071 A KR20190070071 A KR 20190070071A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
graphene
film
resin
crops
present
Prior art date
Application number
KR1020170170551A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김립
Original Assignee
주식회사 스마트나노
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 스마트나노 filed Critical 주식회사 스마트나노
Priority to KR1020170170551A priority Critical patent/KR20190070071A/en
Publication of KR20190070071A publication Critical patent/KR20190070071A/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/02Wrappers or flexible covers
    • B65D65/16Wrappers or flexible covers with provision for excluding or admitting light
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D81/00Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D81/24Adaptations for preventing deterioration or decay of contents; Applications to the container or packaging material of food preservatives, fungicides, pesticides or animal repellants
    • B65D81/30Adaptations for preventing deterioration or decay of contents; Applications to the container or packaging material of food preservatives, fungicides, pesticides or animal repellants by excluding light or other outside radiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • C08K3/042Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06Polyethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/12Polypropene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds

Abstract

The present invention is to provide a packaging film for crops by processing a resin composition containing graphene. The present inventors have dispersed graphene in an epoxy resin and processed a pellet, obtained by melt mixing the resin in low-density polyethylene using an extrusion apparatus, into a film which can be used as a packaging material for the storage of bananas and large green onions. As a result, it has been confirmed that the progress of discoloration and decay of the crops was remarkably slowed down, and thus the present invention has been completed.

Description

그래핀을 함유한 농작물 포장용 필름{AGRICULTURAL PACKAGING FILM CONTAINING GRAPHENE}{AGRICULTURAL PACKAGING FILM CONTAINING GRAPHENE}

본 발명은 그래핀을 함유한 수지 조성물을 가공하여 농작물의 포장용 필름으로 제공하기 위한 것이다. 일반적인 물리적 포장의 용도 외에, 상기 포장용 필름의 조성물은 그 자체의 특수한 기능으로서 야채 및 과일 등의 농작물이 유통 및 저장 중에 변색 및 부패가 진행되는 것을 방지해주는 효과를 가짐을 특징으로 한다.The present invention is intended to provide a packaging film for a crop by processing a resin composition containing graphene. Besides the general use of physical packaging, the composition of the packaging film is a special function of its own, and has the effect of preventing the development of discoloration and decay of crops such as vegetables and fruits during distribution and storage.

농작물 포장용 필름은 농작물의 유통 및 저장 기간 중에 농작물의 훼손을 방지하기 위한 용도로 사용되고 있다. 최근에는 단순한 물리적인 포장 기능 외에도 해당 농작물의 품질을 오랫동안 보존할 수 있는 기술이 요구되고 있다.Crop packaging films are used to prevent crop damage during distribution and storage of crops. Recently, besides simple physical packaging function, there is a demand for a technology that can preserve the quality of the crop for a long time.

이러한 기능의 발현을 위하여 매트릭스 수지에 다양한 첨가제를 혼입하는 것이 일반적인 방법이다. 상기 첨가제의 예로는 방부제, 나노소재, 원적외선 방출 물질 등을 들 수 있다.It is a common practice to incorporate various additives into the matrix resin for the expression of these functions. Examples of the additive include preservatives, nanomaterials, far-infrared ray emitting materials, and the like.

상기 첨가제들 중 방부제는 인체에 대한 유해성 논란이 끊이지 않고 식품 고유의 맛과 향에도 좋지 않은 영향을 끼치므로 현재는 방부제를 대신할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.Preservatives among the above additives are not constantly controversial about harmfulness to the human body and have a bad influence on the taste and flavor inherent to the food. Therefore, it is required to develop a technique that can replace preservatives at present.

나노소재를 복합화한 수지 조성물을 포장용 필름으로 사용한 예로는 특허공개공보 10-2016-0113699을 들 수 있다. 상기 자료에는 나노클레이를 0.1 내지 20 중량 퍼센트 함유한 수지 조성물을 사용함으로써 포장 필름을 통한 산소의 출입을 감소시키는 방법이 개시되어 있다.An example of using a resin composition in which a nano material is complexed as a packaging film is disclosed in Patent Publication No. 10-2016-0113699. The above data discloses a method of reducing the entry and exit of oxygen through a packaging film by using a resin composition containing 0.1 to 20 weight percent of a nano-clay.

원적외선 방출 물질을 함유한 수지 조성물을 포장용 필름으로 사용한 예로는 등록실용공보 20-0390396를 들 수 있다. 상기 자료에는 실리카 및 알루미나와 같은 원적외선 방출 물질의 분말을 함유하는 수지 조성물을 사용함으로써, 원적외선 방출에 의한 농작물의 신선도를 유지하는 방법이 개시되어 있다.An example of using a resin composition containing a far-infrared ray emitting material as a packaging film is disclosed in Registration Practice Publication No. 20-0390396. A method for maintaining the freshness of a crop by the emission of far-infrared rays is disclosed by using a resin composition containing a powder of a far-infrared ray emitting material such as silica and alumina.

다만, 상기 마지막 두 유형의 방법을 사용할 경우 나노클레이 또는 세라믹 분말의 첨가에 따른 포장용 필름의 투명성이 저하되는 문제점이 제기될 수 있는바, 이를 극복하기 위한 기술의 개발이 요구되고 있다.However, when the last two types of methods are used, the transparency of the packaging film due to the addition of the nanoclay or ceramic powder may be lowered, and development of a technique for overcoming this problem is required.

KR 10-2016-0113699 A (2016.09.30)KR 10-2016-0113699 A (2016.09.30) KR 20-0390396 Y1 (2005.07.11)KR 20-0390396 Y1 (2005.07.11)

본 발명은 상기한 기존 발명들의 문제점을 해결하기 위하여, 필름을 통한 산소의 출입을 감소시킴과 동시에 원적외선을 방출할 수 있는 소재를 수지에 복합화하여 농작물 포장용 필름을 제조하되, 가시광선 영역에서의 필름의 투명도 저하를 최소화할 수 있는 제조방법을 개발하기 위한 것이다.In order to solve the above-described problems of the prior art, the present invention provides a film for packing crops by reducing oxygen outflow through a film and forming a composite material with a resin capable of emitting far-infrared rays, To thereby minimize the decrease in transparency of the substrate.

우리는 그래핀을 수지와 함께 용융 압출하는 방식으로 필름을 제조한 후 이를 이용하여 야채 및 과일을 포장한 후 농작물의 외관을 경시적으로 관찰하였다. 그 결과 그래핀을 함유한 필름으로 포장된 농작물의 변색과 부패의 진행이 그래핀을 함유하지 않은 컨트롤 필름에 비하여 현저하게 늦추어짐을 확인하고, 이에 발명을 완성하기에 이르렀다.We fabricated the film by melt - extrusion of graphene with resin, packaged vegetables and fruits, and observed the appearance of the crops over time. As a result, it was confirmed that discoloration and decay of the crops packed with the graphene-containing film were remarkably delayed as compared with the control film not containing graphene, and the inventors completed the invention.

본 발명에 따라 제조된, 그래핀을 함유한 필름을 이용하여 바나나 및 대파를 밀봉한 상태로 포장한 후 상온에 방치한 채로 경시적으로 그 변색 및 부패 상태를 관찰하였다. 그래핀을 함유하지 않은 컨트롤 필름으로 포장된 바나나 시료는 상온에서 방치한 상태로 14일이 경과한 후에 껍질이 심하게 변색되고 부패가 부분적으로 진행되었으나, 그래핀을 함유한 필름의 경우 변색이 부분적으로만 일어나고 부패는 시작되지 아니하였다. 동일한 시험 조건으로, 대파에 대해 실험한 결과에서도 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 이는 그래핀을 함유한 필름의 경우 자외선의 투과가 효과적으로 차단되고 산소의 통과가 억제됨으로써 식물 세포의 산화를 억제하고, 또한 필름으로부터의 원적외선의 방출이 증가되어 세포의 신진대사를 활발하게 유지시켜 줌으로써 변색 및 부패의 진행이 지연된 결과로 사료된다.The graphene-containing film produced according to the present invention was packed in a sealed state with the banana and sawdust, and then discolored and decayed with time while being left at room temperature. Banana samples packaged with a control film without graphene showed significant discoloration and decay of the skin after 14 days at room temperature, but in the case of graphene-containing films, the discoloration was partially Only corruption did not start. Similar results were obtained from the results of experiments on the big waves under the same test conditions. This is because, in the case of a film containing graphene, ultraviolet light transmission is effectively blocked and oxygen passage is suppressed, thereby suppressing the oxidation of plant cells and further increasing the emission of far-infrared rays from the film to actively maintain the metabolism of cells It is thought that the result of discoloration and corruption is delayed.

도 1은 실시예 1에 따라 제조된 그래핀의 투과전자현미경 이미지이다.1 is a transmission electron microscope image of graphene prepared according to Example 1. Fig.

본 발명은 그래핀을 함유한 농작물 포장용 필름 및 그 제조방법을 제공한다.The present invention provides a film for packaging agricultural crops containing graphene and a method for producing the same.

상기 그래핀은 CVD 방법 또는 물리적 박리 방법에 의해 제조되는 그래핀, 화학적 박리 방법에 의해 제조되는 그래핀 옥사이드(GO), 및 상기 그래핀 옥사이드를 환원시킴으로써 제조되는 환원 그래핀 옥사이드(rGO)를 포함할 수 있다.The graphene includes graphene produced by a CVD method or a physical stripping method, graphene oxide (GO) produced by a chemical stripping method, and reduced graphene oxide (rGO) produced by reducing the graphene oxide can do.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

이 발명에 사용될 수 있는 그래핀의 예로는 흑연을 기계적 또는 화학적으로 박리하여 톱-다운(top-down) 방식으로 제조되는 그래핀과 그래핀 옥사이드, 또는 상기 그래핀 옥사이드를 환원시켜 얻는 환원 그래핀 옥사이드를 들 수 있다. 이에 더하여, 이 발명에서 사용될 수 있는 그래핀의 다른 한 예로서, 흑연 또는 탄화수소 화합물과 같이 탄소를 함유하는 물질을 원료로 사용하여 화학기상증착법에 의해 바텀-업(bottom-up) 방식으로 제조되는 그래핀을 들 수 있다.Examples of graphenes that can be used in the present invention include graphene and graphene oxide which are produced mechanically or chemically by peeling graphite in a top-down manner, or reduced graphene obtained by reducing the graphene oxide Oxide. In addition, as another example of graphene that can be used in the present invention, a carbon-containing material such as graphite or a hydrocarbon compound is used as a raw material and is produced in a bottom-up manner by chemical vapor deposition Graphene can be heard.

일반적으로, 톱-다운 방식으로 얻는 그래핀 또는 그래핀 옥사이드는 주로 다층의 탄소층을 가진 화학구조를 가지며, 바텀-업 방식으로 얻는 그래핀은 주로 탄소 단일층에 가까운 화학구조를 가진다. 대면적 그래핀의 특수한 합성 공정을 논외로 할 경우, 상기 두 부류의 방법으로 얻어지는 그래핀의 평면 크기(lateral size)는 일반적으로 수십 nm 부터 수십 ㎛까지 다양하게 분포될 수 있다.Generally, the graphene or graphene oxide obtained in a top-down manner has a chemical structure with mainly a multi-layered carbon layer, and the graphene obtained in a bottom-up manner has a chemical structure close to that of a carbon single layer. When a special synthesis process of a large area graphene is excluded, the lateral size of the graphene obtained by the above two methods can be widely distributed from several tens nm to several tens of microns.

또한, 상기의 방법으로 합성된 그래핀의 평균 두께 (탄소층의 층수로 표현되는) 및 평균 평면 크기를 줄이기 위하여, 상기 그래핀 원료를 분산 용매에 분산시킨 후의 초음파처리 또는 볼 밀에 의한 처리, 및 그 후의 분급 과정을 이용할 수 있음은 주지의 사실이다.In order to reduce the average thickness (represented by the number of carbon layers) of the graphene synthesized by the above method and the average plane size, the graphene raw material is dispersed in a dispersion solvent and then subjected to ultrasonic treatment or ball mill treatment, And the subsequent classification process can be used.

농작물의 포장용 필름의 제조에 제공되는 수지 조성물을 위한 첨가제로서 바람직한 그래핀의 크기는 평균 두께 1~20 탄소층이며, 평균 평면 크기(average lateral size)는 0.02~20 ㎛일 수 있다. 그래핀의 평균 두께가 20 탄소층 이상일 경우 가시광선의 투과도가 큰 폭으로 감소하여 투명한 포장 상태를 얻을 수 없어 문제될 수 있다. 또한 그래핀의 평균 평면 크기가 20 ㎛ 이상일 경우 폴리머 매트릭스 내에서의 그래핀의 나노 수준으로의 분산이 어려워짐에 따라 산소투과를 억제하는 효과가 감소할 수 있다. 다른 한편으로, 그래핀의 평균 평면 크기가 0.02 ㎛ 이하인 그래핀을 제조할 경우 분급 공정 등의 추가 공정이 추가됨에 따라 경제성이 문제될 수 있다.The preferred size of graphene as an additive for the resin composition provided in the production of packaging films for crops is an average thickness of 1 to 20 carbon layers and an average lateral size of 0.02 to 20 탆. When the average thickness of the graphene layer is 20 carbon layers or more, the transmittance of the visible light is greatly reduced and a transparent packaging state can not be obtained. Also, when the average plane size of the graphene is 20 m or more, the dispersion of the graphene in the polymer matrix into the nano level becomes difficult, and the effect of suppressing the oxygen permeation can be reduced. On the other hand, in the case of producing graphene having an average plane size of 0.02 mu m or less, economical efficiency may be a problem as an additional process such as a classification process is added.

이에 더하여, 상기 그래핀의 표면을 화학적으로 처리하여 그래핀 표면을 기능기화 할 수 있음 또한 주지의 사실이다. 이와 관련한 기술의 예로는 질산 및 황산을 사용한 그래핀 표면의 산화, 환원제와의 반응을 통한 그래핀 표면의 환원, 알킬 아민과의 반응에 의한 그래핀 표면의 알킬 아미드화, 그리고 알킬 알코올과의 반응에 의한 그래핀 표면의 알킬 에스테르화 등을 들 수 있다.In addition, it is also well known that the surface of the graphene can be chemically treated to functionally function as a graphene surface. Examples of such techniques include oxidation of graphene surface using nitric acid and sulfuric acid, reduction of graphene surface through reaction with reducing agent, alkylamidation of graphene surface by reaction with alkylamine, and reaction with alkyl alcohol And the like.

본 발명에서 그래핀은 농작물의 포장용 필름의 기저 수지로서 통상 사용되는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 PET 수지에 나노 수준으로 복합된 상태로 제공될 수 있다. 이를 위하여, 그래핀을 액상 에폭시 수지에 혼합한 후 초음파를 가하여 분산시킨 후 일반 압출장치를 이용하여 상기 수지에 섞는 방법으로 그래핀이 복합화된 수지 조성물을 준비할 수 있다. 상기 조성물은 수지 100 중량부 당 그래핀의 함량을 0.01~1.0 중량부의 범위 내에서 조정하는 것이 바람직하다. 그래핀의 함량이 0.01 중량부 이하일 경우 그래핀에 의한 농작물의 신선도 보존효과가 미미할 수 있으며, 1.0 중량부 이상일 경우 가시광선의 투과도가 낮아지며 그래핀의 가격에 따른 경제적인 부담이 커질 우려가 있다.In the present invention, graphene can be provided in a composite state at a nano level to polyethylene, polypropylene, or PET resin, which is commonly used as a base resin of a packaging film for a crop. For this purpose, a resin composition in which graphene is complexed can be prepared by mixing graphene with a liquid epoxy resin, dispersing the mixture with ultrasonic waves, and mixing the resultant mixture with the resin using a common extruder. It is preferable that the composition is adjusted within a range of 0.01 to 1.0 part by weight based on 100 parts by weight of the resin. When the content of graphene is less than 0.01 part by weight, the freshness preservation effect of grapefruit may be insignificant. When the graphene content is more than 1.0 part by weight, the transparency of visible light is lowered and the economical burden due to the price of graphene may increase.

본 발명에서, 그래핀 복합 수지 조성물을 성형한 필름을 농작물 포장용 필름으로서 사용할 경우 그래핀은 다음과 같은 작용기전에 의해 농작물의 신선도 유지에 기여할 수 있다고 사료된다.In the present invention, it is believed that when a film formed of the graphene composite resin composition is used as a film for packing crops, graphene can contribute to maintaining the freshness of the crop by the following functional group.

첫째, 그래핀이 복합된 필름의 산소 투과도 감소에 의한 농작물의 산화방지 기능을 들 수 있다. 나노 클레이 또는 그래핀과 같은 평면 형상의 나노 입자가 수지에 복합된 조성물을 사용하여 필름을 제조할 경우 필름 면에 수평한 방향으로 상기 나노 입자가 배향됨으로써 산소, 질소, 이산화탄소, 또는 수증기와 같은 작은 기체 분자가 필름을 투과하는 속도가 현저하게 감소됨은 주지의 사실이다. 결과적으로, 본 발명과 같은 포장용 필름의 경우, 산소 및 수증기의 출입이 억제됨으로써 농작물의 산화가 방지되어 농작물의 신선도 유지에 기여할 수 있게 된다.First, the antioxidant function of crops by reducing the oxygen permeability of the composite film with graphene can be mentioned. When a film is produced by using a composition in which nanoparticles such as nano-clay or graphene are combined with a resin, the nanoparticles are oriented in a horizontal direction on the film surface to form a small particle such as oxygen, nitrogen, carbon dioxide, It is well known that the rate at which gas molecules permeate the film is remarkably reduced. As a result, in the case of the packaging film according to the present invention, oxygen and steam are prevented from entering and exiting, thereby preventing the oxidation of the crop and contributing to the maintenance of the freshness of the crop.

둘째, 그래핀이 복합된 필름의 자외선 투과도가 감소함에 따른 효과를 들 수 있다. 그래핀은 자외선 A 및 B 영역에서 전자기파를 흡수하는 성질을 가진다. 수확된 농작물의 경우에도, 식물 세포의 산화가 방지되고 그 신진대사가 활성화되면 그 보관 및 유통시의 신선도가 장기간 유지될 수 있음은 주지의 사실이다. 즉 그래핀을 함유한 필름이 자외선을 차단해줌에 따라 자외선에 의한 식물 세포의 산화를 방지하여 세포의 활성을 유지시켜줌으로써 포장된 농작물의 신선도 유지에 기여할 수 있게 된다.Second, the effect of reducing the ultraviolet transmittance of the composite film of graphene can be mentioned. Graphene has the property of absorbing electromagnetic waves in the ultraviolet A and B regions. It is well known that, even in the case of harvested crops, the freshness of storage and distribution can be maintained for a long period of time when the oxidation of plant cells is prevented and the metabolism thereof is activated. In other words, as the graphene-containing film blocks ultraviolet rays, oxidation of plant cells due to ultraviolet rays is prevented to maintain the activity of the cells, thereby contributing to maintaining the freshness of the packaged crops.

마지막으로, 그래핀의 원적외선 방출 효과를 들 수 있다. 그래핀은 자외선 및 원적외선 영역에서 강한 흡수 밴드를 형성하므로, 포장용 필름에 존재하는 그래핀은 자외선 흡수 이후의 진동 이완(vibrational relaxation) 및 원적외선 영역의 공명 산란(resonant light scattering) 등의 방식을 통해 포장된 내용물에 쪼여지는 원적외선의 에너지 밀도를 증가시킬 수 있다. 즉, 포장된 과일 또는 야채에 가해지는 원적외선의 에너지 밀도가 증가될 경우, 식물 세포내의 체액의 활동도 및 효소작용의 활성을 증가시킴으로써 포장된 농작물의 신선도 유지에 기여할 수 있게 된다.Finally, there is a far-infrared emission effect of graphene. Since graphene forms a strong absorption band in the ultraviolet and far infrared region, the graphenes present in the packing film are packaged in a manner such as vibrational relaxation after ultraviolet absorption and resonant light scattering in the far infrared region It is possible to increase the energy density of the far-infrared rays which are trapped in the contents. That is, when the energy density of the far-infrared rays applied to the packaged fruits or vegetables is increased, it is possible to contribute to maintaining the freshness of the packaged crops by increasing the activity of the body fluids in the plant cells and the activity of the enzyme action.

이하, 본 발명은 실시예를 통하여 더욱 구체적으로 설명되나, 본 발명이 이러한 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples, but the present invention is not limited by these examples.

실시예 1: ‘그래핀 분산 수용액’ 및 그 건조 분말의 준비Example 1: Preparation of 'graphene dispersion aqueous solution' and its dry powder

나노리더(주)에서 구입한 그래핀 분말 200 g을 정제수 1800 g에 넣은 후, 기계적으로 교반하면서 초음파를 6시간 동안 가한 후, 약 10 ㎛ 크기의 지르코니아 비드와 함께 볼밀에 투입하고 6 시간 동안 볼밀을 가동한 후 여과하여, 고형분 함량이 10.0 중량%인 ‘그래핀 분산 수용액’를 준비하였다.200 g of graphene powder purchased from Nano Reader Co., Ltd. was placed in 1800 g of purified water, and ultrasonic waves were added thereto for 6 hours while mechanically stirring. Then, the mixture was charged into a ball mill together with zirconia beads having a size of about 10 탆, And then filtered to prepare a graphene dispersion aqueous solution having a solid content of 10.0% by weight.

상기 ‘그래핀 분산 수용액’을 기판에 흡착, 건조시킨 후 투과전자현미경(TEM)으로 분석한 결과 그래핀의 평면 크기는 0.02~20 ㎛ 범위에 분포되어 있음을 확인하였다. 도 1은 상기 전자현미경 분석에서 얻어진 이미지의 일부를 표현한 것이다. 또한 상기 시료를 원자힘 현미경(AFM)으로 분석한 결과 그래핀의 평면 두께는 1 내지 20 원자층 범위에 분포되어 있음을 확인하였다.The graphene dispersion aqueous solution was adsorbed on the substrate, dried, and analyzed by transmission electron microscope (TEM). As a result, it was confirmed that the plane size of graphene was in the range of 0.02 to 20 μm. 1 shows a part of an image obtained by the electron microscope analysis. As a result of analyzing the sample with atomic force microscope (AFM), it was confirmed that the plane thickness of graphene was distributed in the range of 1 to 20 atom layers.

이어서, 상기 ‘그래핀 분산 수용액’을 60℃의 진공 오븐에서 24시간 동안 건조하여 ‘그래핀 분말’을 얻었다.Next, the 'graphene dispersion aqueous solution' was dried in a vacuum oven at 60 ° C. for 24 hours to obtain a 'graphene powder'.

실시예 2: ‘그래핀 복합수지 펠렛’의 준비Example 2: Preparation of 'graphene resin pellets'

실시예 1에서 얻어진 상기 ‘그래핀 분말’을 100 g 취하여 에폭시 수지(국도화학, YD-128) 300 g 과 혼합한 후, 6시간 동안 60℃로 가열 교반하면서 초음파를 가하였다. 이렇게 얻어진 그래핀/에폭시 혼합물 전량을 LDPE 9.6 kg이 미리 투입된 벤버리 믹서에 넣고 160℃에서 충분히 섞어준 후 압출장치를 통하여 가공함으로써, ‘그래핀 복합수지 조성물’을 펠렛 형상으로 얻었다.100 g of the 'graphene powder' obtained in Example 1 was mixed with 300 g of an epoxy resin (YD-128, Kukdo Chemical Co., Ltd.), and the mixture was heated and stirred at 60 ° C for 6 hours. The entire amount of the graphene / epoxy mixture thus obtained was put into a Benbury mixer in which 9.6 kg of LDPE had been preliminarily mixed and sufficiently mixed at 160 캜 and then processed through an extruder to obtain a 'graphene composite resin composition' in the form of pellets.

실시예 3: ‘그래핀 복합수지 필름’의 제조Example 3: Manufacture of a 'graphene composite resin film'

실시예 2에서 얻어진 상기 펠렛을 통상의 블로우 몰딩 성형 장치로 가공하여 두께 50 ㎛의 필름을 얻었다. 이하 상기 필름은 A 필름이라 한다.The pellets obtained in Example 2 were processed by a conventional blow molding molding apparatus to obtain a film having a thickness of 50 탆. Hereinafter, the film is referred to as A film.

비교예 1: 일반 성형 필름의 제조Comparative Example 1: Production of general molding film

그래핀이 함유되지 아니한 LDPE 펠렛을 사용하여, 실시예 3과 동일한 방식으로 두께 50 ㎛의 필름을 얻었다. 이하 상기 필름은 B 필름이라 한다.Using LDPE pellets not containing graphene, a film having a thickness of 50 mu m was obtained in the same manner as in Example 3. [ Hereinafter, the film is referred to as a B film.

실시예 4: ‘그래핀 복합수지 필름’의 광학특성 분석Example 4: Optical characteristics analysis of 'Graphene composite resin film'

상기 A 필름에 대한 UV/VIS 스펙트럼 및 FTIR 스펙트럼을 측정하였다. UV/VIS 스펙트럼 결과에 따르면, A 필름은 400 nm 파장 이하의 자외선 영역에서 60% 수준의 광흡수율을 보임을 알 수 있었다. 또한 FTIR 스펙트럼 결과에 따르면, 상기 A 필름은 원적외선 영역에 해당하는 10 ㎛ 근처 및 20 ㎛ 근처에서 각각 광흡수율 60% 및 80%의 흡수 띠를 가짐을 확인할 수 있었다.UV / VIS spectra and FTIR spectra of the film A were measured. According to UV / VIS spectral results, the film A showed a light absorption rate of 60% in the ultraviolet region of 400 nm wavelength or less. Further, according to the results of the FTIR spectra, it was confirmed that the A film had absorption bands of 60% and 80% of light absorption rates near 10 탆 and 20 탆, respectively, corresponding to the far infrared region.

실시예 5: ‘그래핀 복합수지 필름’의 농작물 신선도 유지 효과의 분석 시험Example 5: Analysis test of the freshness maintenance effect of 'graphene composite resin film'

상기 A 필름 및 B 필름에 바나나를 껍질째 넣고 밀봉한 상태로 상온에 방치한 후 실험 첫날, 7일이 경과한 때, 및 14일이 경과한 때에 각각 바나나의 외관을 관찰하였다.Banana was peeled into the film A and the film B and left at room temperature in a sealed state. The appearance of the banana was observed on the first day, seven days, and fourteen days after the experiment.

또한 대파를 10 cm 길이로 다듬은 다음, 상기 A필름 및 B필름에 넣은 후 밀봉하고 시간 경과에 따라 그 외관을 관찰하였다.In addition, the green wave was adjusted to a length of 10 cm, and then the film was inserted into the A film and the B film, sealed, and the appearance thereof was observed over time.

바나나의 경우, B 필름에 포장된 것은 7일이 경과한 때에 껍질에 부분적으로 갈색 반점이 생겼으며, 14일이 경과한 시점에서는 껍질의 대부분이 갈색으로 변하였고, 부패가 상당히 진행된 상태임을 확인하였다. 이에 반해 A 필름에 포장된 바나나는 7일이 경과한 후에는 그 외관의 변화가 없었으며, 14일이 경과한 시점에서는 껍질에 부분적인 갈색 반점만이 나타났고 부패는 진행되지 않은 상태로 확인되었다.In the case of banana, the brownish spots were partially formed in the bark when wrapped in B film after 7 days, and most of the bark changed to brown at 14 days and it was confirmed that the decay was considerably advanced . On the other hand, the banana wrapped in film A had no change in its appearance after 7 days, and at 14 days, only partial brownish spots appeared on the skin and corruption was not observed .

대파의 경우, B 필름에 포장된 것은 7일이 경과한 때에 부분적으로 부패가 일어나기 시작하고, 14일이 경과한 시점에서는 대파의 대부분에 부패가 상당히 진행된 상태임을 확인하였다. 이에 반해 A 필름에 포장된 대파는 7일이 경과한 후에는 그 외관의 변화가 없었으며, 14일이 경과한 시점에서는 부패가 일부분에서만 진행된 상태로 확인되었다.In the case of Dae - pa, it was confirmed that corruption began to take place partly after 7 days when it was wrapped in B film, and that corruption had progressed considerably at the end of 14 days. On the contrary, after 7 days, there was no change in the appearance of the packaged A strips and 14 days later, it was confirmed that the corruption proceeded only partially.

Claims (3)

수지 100 중량부 및 그래핀 0.01~1.0 중량부를 포함하는 농작물의 포장용 필름.
100 parts by weight of resin and 0.01-1.0 parts by weight of graphene.
제 1항에 있어서, 상기 그래핀은 평균 두께가 1~20 원자층이며, 평균 평면 크기가 0.02~20 ㎛인 것을 특징으로 하는 농작물의 포장용 필름.
The film for wrapping a crop according to claim 1, wherein the graphene has an average thickness of 1 to 20 atomic layers and an average plane size of 0.02 to 20 탆.
제 1항에 있어서, 상기 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어진 일군에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 농작물의 포장용 필름.The film for wrapping a crop according to claim 1, wherein the resin is one selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene and polyethylene terephthalate (PET).
KR1020170170551A 2017-12-12 2017-12-12 Agricultural packaging film containing graphene KR20190070071A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170170551A KR20190070071A (en) 2017-12-12 2017-12-12 Agricultural packaging film containing graphene

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170170551A KR20190070071A (en) 2017-12-12 2017-12-12 Agricultural packaging film containing graphene

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190070071A true KR20190070071A (en) 2019-06-20

Family

ID=67103652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170170551A KR20190070071A (en) 2017-12-12 2017-12-12 Agricultural packaging film containing graphene

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190070071A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102229773B1 (en) * 2019-10-23 2021-03-22 주식회사 한국알미늄 Retort food packaging film containing graphene
CN112537101A (en) * 2019-09-20 2021-03-23 韩国铝业株式会社 Graphene-containing sheet for packaging pharmaceutical agents
KR20210034506A (en) * 2019-09-20 2021-03-30 주식회사 한국알미늄 Pharmaceutical packaging sheets containing graphene
CN112701389A (en) * 2019-10-23 2021-04-23 韩国铝业株式会社 Graphene-containing film for secondary battery bag
KR20210048409A (en) * 2019-10-23 2021-05-03 주식회사 한국알미늄 Secondary battery pouch film containing graphene
KR102450040B1 (en) * 2022-02-04 2022-10-05 (주)마중물 Manufacturing method of food packaging container with graphene
KR102455672B1 (en) * 2022-02-04 2022-10-19 (주)마중물 Method for manufacturing food packaging material using pellet with graphene

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200390396Y1 (en) 2005-05-04 2005-07-21 반석제로파 주식회사 Food package film emitting far infrared ray
KR20160113699A (en) 2014-01-31 2016-09-30 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크. Nanocomposite packaging film

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200390396Y1 (en) 2005-05-04 2005-07-21 반석제로파 주식회사 Food package film emitting far infrared ray
KR20160113699A (en) 2014-01-31 2016-09-30 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크. Nanocomposite packaging film

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112537101A (en) * 2019-09-20 2021-03-23 韩国铝业株式会社 Graphene-containing sheet for packaging pharmaceutical agents
KR20210034506A (en) * 2019-09-20 2021-03-30 주식회사 한국알미늄 Pharmaceutical packaging sheets containing graphene
KR102229773B1 (en) * 2019-10-23 2021-03-22 주식회사 한국알미늄 Retort food packaging film containing graphene
CN112701389A (en) * 2019-10-23 2021-04-23 韩国铝业株式会社 Graphene-containing film for secondary battery bag
KR20210048409A (en) * 2019-10-23 2021-05-03 주식회사 한국알미늄 Secondary battery pouch film containing graphene
KR102450040B1 (en) * 2022-02-04 2022-10-05 (주)마중물 Manufacturing method of food packaging container with graphene
KR102455672B1 (en) * 2022-02-04 2022-10-19 (주)마중물 Method for manufacturing food packaging material using pellet with graphene

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190070071A (en) Agricultural packaging film containing graphene
Chatkitanan et al. Development of nitrite compounded starch-based films to improve color and quality of vacuum-packaged pork
Liu et al. Using soy protein SiOx nanocomposite film coating to extend the shelf life of apple fruit
KR101403534B1 (en) Method for manufacturing carbon quantum dots
Li et al. Development and characterization of irradiated-corn-starch films
Perumal et al. Effects of multiscale rice straw (Oryza sativa) as reinforcing filler in montmorillonite-polyvinyl alcohol biocomposite packaging film for enhancing the storability of postharvest mango fruit (Mangifera indica L.)
Jiang et al. Preparation and characterization of quinoa starch nanoparticles as quercetin carriers
Ghosh et al. Gnidia glauca leaf and stem extract mediated synthesis of gold nanocatalysts with free radical scavenging potential
Xie et al. A novel Ag2O-TiO2-Bi2WO6/polyvinyl alcohol composite film with ethylene photocatalytic degradation performance towards banana preservation
Rojas-Lema et al. On the use of phenolic compounds present in citrus fruits and grapes as natural antioxidants for thermo-compressed bio-based high-density polyethylene films
Zheng et al. Development of hydroxypropyl methylcellulose film with xanthan gum and its application as an excellent food packaging bio-material in enhancing the shelf life of banana
Lee et al. Improved physical and mechanical properties of food packaging films containing calcium hydroxide as a CO2 adsorbent by stearic acid addition
KR20100129409A (en) Fruit softening inhibitor, and inhibition method of fruit softening using the same
Tiwari et al. Synthesis, characterization and optical properties of polymer‐based ZnS nanocomposites
CN106750453A (en) Purple potato, Ipomoea batatas, the potato class anti-corrosion suppression bud preservative film of yam bean
Alli et al. Hydrogen-assisted facile synthesis of N, N, N-trimethyl chitosan stabilized zinc oxide nanoparticles and its influence on the quality of Solanum lycopersicum L
Arulkumar et al. Rapid preparation process of antiparkinsonian drug Mucuna pruriens silver nanoparticle by bioreduction and their characterization
Dat et al. Chitosan membrane drafting silver-immobilized graphene oxide nanocomposite for banana preservation: Fabrication, physicochemical properties, bioactivities, and application
Zhu et al. Development of polyethylene antifogging and antibacterial packaging films for lettuce preservation
de Oliveira Filho et al. Recent advances in the application of nanotechnology to reduce fruit and vegetable losses during post-harvest
Alayande et al. Evaluation of microbial inhibition properties of green and chemically synthesized ZnO nanoparticles
Cunha et al. The Stability of Anthocyanins and Their Derivatives through Clay Minerals: Revising the Current Literature
Sultan et al. Ecofriendly reduction of methylene blue with polyurethane catalyst
KR20190070072A (en) Agricultural packaging film containing graphene and germanuim oxide nanoparticles
Cao et al. The characterization and evaluation of the synthesis of large-ring cyclodextrins (CD 9–CD 22) and α-tocopherol with enhanced thermal stability