KR20190141393A - 음식물의 부패 상태를 표시하는 음식물 포장재 - Google Patents

음식물의 부패 상태를 표시하는 음식물 포장재 Download PDF

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Abstract

음식물의 부패 상태 확인이 가능한 음식물 포장재를 개시한다. 일 실시 예에 따른 음식물의 보관을 위한 음식물 포장재는, 포장재의 외면을 형성하는 인쇄층; 상기 포장재의 내면을 형성하는 보관층; 상기 인쇄층 및 보관층 사이에 적층되는 배리어층; 및 상기 배리어층에 도포되고, 상기 음식물의 부패상태를 감지하는 부패 감지부를 포함할 수 있다.

Description

음식물의 부패 상태를 표시하는 음식물 포장재{FOOD PACKAGING MATERIAL INDICATING THE STATE OF FOOD SPOILAGE}
아래의 실시예는 음식물의 부패 상태를 표시하는 음식물 포장재에 관한 것이다.
물건의 포장을 위한 포장재의 경우, 서로 다른 성질을 가지는 복수의 필름층을 합지하여 제조된다. 복합 포장재를 구성하는 각각의 필름층은 서로 다른 물성을 가지고 각기 다른 역할을 수행하게 된다.
음식물을 보관하는 포장재의 경우, 포장재 내부 공간 및 외부 공간을 격리시킴으로써, 내부 음식물이 부패되는 것을 방지하게 된다. 포장재에 보관된 음식물은 일정 기간동안 부패가 방지되기 때문에 음식물이 정상 상태로 제공되는 기한을 유통기한으로 설정하여 판매된다. 그러나, 포장재 내부에 보관된 음식물은, 음식물이 놓여진 환경의 상태에 따라 부패 정도에 차이가 있기 때문에, 음식물의 유통기한은 완벽한 음식물의 정상 상태를 담보할 수 없다.
음식물의 부패과정은, 음식물을 구성하는 유기물은 공기 속의 산소, 빛, 열, 세균, 효소 등의 작용으로 인해 분해되면서 이루어진다. 유기물이 분해되는 과정에서, 단백질은 특정한 악취를 발생시키면서 질소화합물이나 황화합물등을 발생시키게 된다.
한편, 음식물의 부패과정 초기에서는, 그 분해물질의 양이 많지 않기 때문에, 육안이나 냄새만으로는 그 부패 상태를 확인하기 어렵다는 문제가 있다. 따라서, 포장재 내부에 보관된 음식물의 부패 상태를 쉽게 확인 가능한 포장재가 요구되는 실정이다.
실시 예에 따른 목적은, 내부에 보관된 음식물의 부패를 방지할 수 있는 음식물 포장재를 제공하는 것이다.
실시 예에 따른 목적은, 내부에 보관된 음식물의 부패 상태를 외부에 표시하는 음식물 포장재를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 음식물의 보관을 위한 음식물 포장재는, 포장재의 외면을 형성하는 인쇄층; 상기 포장재의 내면을 형성하는 보관층; 상기 인쇄층 및 보관층 사이에 적층되는 배리어층; 및 상기 배리어층에 도포되고, 상기 음식물의 부패상태를 감지하는 부패 감지부를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 부패 감지부는, 황화수소(H2S) 또는 암모니아(NH3)에 반응하여 색이 변화할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 부패 감지부는, 에탄올(ethanol); 반응제; 및 PTBA(poly(tert-butyl acrylate-co-ethyl acrylate-co-methacrylic acid)을 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 반응제는, BCG(3,3′,5,5′-Tetrabromo-m-cresolsulfonphthalein Bromcresol green) 또는, BCP(5′,5″-Dibromo-o-cresolsulfonephthalein Bromcresol purple)를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 부패 감지부는, 상기 에탄올에 대한 상기 PTBA의 중량비가 30 내지 40 % 이고, 상기 에탄올에 대한 상기 반응제의 중량비가 2 내지 12 % 일 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 인쇄층은, PE(Polyethylene), PET(Polyethylene Terephthalate), PP(Polypropylene), PO(Polyolefin), 나일론, PBT(Polybutylene Terephthalate) 및 PPS(Polyphenylene Sulfide)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 보관층은 LDPE 또는 LLDPE를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 배리어층은 표면에는 무기물이 코팅되고, 상기 무기물은 지르코늄(Zirconium)을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 음식물 포장재는, 내부에 보관된 음식물의 부패를 방지할 수 있다.
실시 예에 따른 음식물 포장재는, 내부에 보관된 음식물의 부패 상태를 외부에 표시할 수 있다.
실시 예에 따른 음식물 포장재의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 음식물 포장재의 사용 상태도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 음식물 포장재의 단면도이다.
도 3는 일 실시 예에 따른 부패 감지부의 작동도이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 음식물 포장재가 적용된 제품의 사용 상태도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 음식물 포장재의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 음식물 포장재(1)는, 음식물을 수용하는 포장용기를 제조하는데 사용될 수 있다. 포장용기는 수용하는 음식물의 종류에 따라 다양한 형상 및 크기로 제조될 수 있다. 예를 들어, 포장용기는 음식물을 보관하는 트레이(TRAY)를 커버하는 박스 형태로 형성될 수 있다. 반면, 포장용기는 도 1과 같이, 스탠드형 또는 삼방형 파우치의 형태로 형성될 수 있다. 다만, 이는 일 예시로, 음식물 포장재(1)로 형성되는 포장용기의 종류는 내부에 음식물을 보관하는 다양한 포장용기의 형태로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 음식물 포장재(1)는, 내부에 보관된 음식물을 외부로부터 보호함으로써 내부의 음식물의 손상, 부패를 방지하는 한편, 내부에 보관된 음식물의 부패 여부를 외부에 표시할 수 있다. 음식물 포장재(1)는, 인쇄층(110), 보관층(130), 배리어층(120) 및 부패 감지부(500)를 포함할 수 있다.
인쇄층(110)은 포장재의 외면을 형성할 수 있다. 인쇄층(110)은, PE(Polyethylene), PET(Polyethylene Terephthalate), PP(Polypropylene), PO(Polyolefin), 나일론, PBT(Polybutylene Terephthalate) 및 PPS(Polyphenylene Sulfide)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄층(110)이 PET를 포함하는 경우, 인쇄층(110)의 안정성 및 내구성이 향상될 수 있다.
인쇄층(110)은 소비자에게 상품의 정보를 표시할 수 있도록, 포장재 내부에 보관된 음식물의 정보나, 상품의 디자인 등이 인쇄될 수 있다. 인쇄층(110)은 상기 인쇄된 내용이 외부에서 확인 가능하도록 투명하게 형성될 수 있다.
인쇄층(110)의 표면, 다시 말해, 외부면에는 투명필름이 적층될 수 있다. 투명필름은 예를 들어, OPP(oriented polypropylene)을 포함할 수 있다. 이 경우, 인쇄층(110)은 투명필름에 의해 광택 및 방습성이 향상될 수 있다.
보관층(130)은 포장재의 내면, 다시 말해 음식물을 마주하는 면을 형성할 수 있다. 보관층(130)은 포장재가 내부에 보관된 음식물과 반응하지 않도록 낮은 반응성을 가지는 재료를 포함할 수 있다. 또한, 보관층(130)은 내열 안정성, 가공성이 높은 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 보관층(130)은 LDPE(low density polyethylene), LLDPE(linear low density polyethylene) 또는 m-LLDPE(metallocene linear low-density polyethylene)를 포함할 수 있다.
보관층(130)은 포장재 외부로부터 내부 음식물로 세균 및 바이러스의 침투를 방지하도록, 높은 투습도를 가지도록 형성될 수 있다. 동시에, 보관층(130)은 내부 음식물에서 발생한 부패가스가 보관층(130)을 통과하여 배리어층(120)에 전달될 수 있도록, 낮은 투기도를 가질 수 있다.
배리어층(120)은 인쇄층(110) 및 보관층(130) 사이에 적층될 수 있다. 배리어층(120)은 포장재의 외부로부터 음식물이 보관된 내부로 산소, 수증기, 빛 등이 투과되는 것을 방지하는 배리어 역할을 수행할 수 있다. 배리어층(120)은 Alox, Siox, Aluminium, VMPET(Vacuum metalized PET), NYLON, OPP(Oriendted polypropylene), CPP(Casting Polypropylene), Aluminium Foil, EVOH, PVDC, PE(Polyethylene)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 배리어층(120)이 예를 들어, VMPET를 포함하는 경우, 음식물 포장재(1)의 내열성, 가스배리어성, 방습성, 차광성이 향상될 수 있다.
배리어층(120)은 인쇄층(110) 및 보관층(130)과 다양한 방식으로 합지됨으로써, 하나의 포장재를 형성할 수 있다. 예를 들어, 배리어층(120)은 인쇄층(110) 및 보관층(130)과 그라비아, 열압착, 오프셋, 키스바, 메이어바, 코마법, 롤, 캐스팅 성형 또는 스프레이 등의 방법을 통해 합지될 수 있다.
배리어층(120) 및 보관층(130) 사이에는 알루미늄층이 적층될 수 있다. 알루미늄은 높은 배리어성, 방습성, 차광성을 가지기 때문에, 외부의 빛이 음식물 포장재(1) 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 음식물 포장재(1) 내부에 부관된 음식물의 장기 저장성을 확보할 수 있다.
배리어층(120) 및 인쇄층(110) 사이에는 무기물이 코팅될 수 있다. 예를 들어, 무기물은 지르코늄(zirconuim)일 수 있다. 배리어층(120)의 표면에 무기물이 코팅되는 경우, 상기 무기물은 배리어의 역할을 수행함으로써, 포장재 외부로부터 포장재 내부로 수분 또는 산소가 침투하는 것을 억제하여, 음식물의 부패를 지연시킬 수 있다.
부패 감지부(500)는 배리어층(120)에 도포되고, 음식물 포장재(1) 내부에 보관된 음식물의 부패 상태를 감지할 수 있다. 부패 감지부(500)는 색이 변화하는 방식으로 음식물의 부패 상태를 감지할 수 있다. 예를 들어, 부패 감지부(500)는 음식물이 부패되는 경우 발생하는 황화수소(H2S) 또는 암모니아(NH3)에 반응하여 색이 변화할 수 있다. 참고적으로, 도 1에서는 부패 감지부(500)가 음식물 포장재(1)의 특정 부위에만 형성된 것으로 도시하였으나, 이는 설명에 편의를 위한 것으로, 실제로는 음식물 포장재(1)의 다양한 부위에 복수의 부패 감지부(500)가 형성될 수 있다.
부패 감지부(500)는 배리어층(120)에 부패 감지 잉크가 도포되어 형성될 수 있다. 부패 감지 잉크는, 에탄올(ethanol), 반응제 및 PTBA(poly(tert-butyl acrylate-co-ethyl acrylate-co-methacrylic acid)를 포함할 수 있다.
에탄올은 부패 감지 잉크의 용매로의 역할을 수행할 수 있다. 에탄올은 친수성이고 극성이 작기 때문에 유기 용매로 사용될 수 있다.
반응제는 음식물이 부패되는 경우 발생하는 화학물질을 감지하여 색이 변화함으로써, 부패 감지 잉크의 색을 변화시킬 수 있다. 반응제는 예를 들어, 황화수소(H2S) 또는 암모니아(NH3)와 같은 염기성 물질에 반응하는 BCG(3,3′,5,5′-Tetrabromo-m-cresolsulfonphthalein Bromcresol green) 또는, BCP(5′,5″-Dibromo-o-cresolsulfonephthalein Bromcresol purple)를 포함할 수 있다.
PTBA는 부패 감지 잉크의 점성을 향상시킬 수 있다. 부패 감지 잉크의 점성이 향상될수록, 배리어층(120)으로부터 부패 감지 잉크가 증발하는 것이 방지될 수 있다. 다시 말해, PTBA에 의해, 부패 감지 잉크가 배리어층(120)에 도포된 상태에서 자연 증발하는 것이 방지될 수 있다.
부패 감지 잉크는, 배리어층(120)의 표면에 도포된 상태에서 부패 물질을 감지하여 색이 변화하는 동시에, 배리어층(120)에 도포된 상태의 점성을 확보할 수 있다. 부패 감지 잉크는, 에탄올에 대한 PTBA의 중량비가 30 내지 40 % 이고, 에탄올에 대한 반응제의 중량비가 2 내지 12 %일 수 있다.
도 3는 일 실시 예에 따른 부패 감지부(500)의 작동도이다.
도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 부패 감지부(500)는, 음식물의 부패에 따라 발생하는 화학물질과 반응하여 색이 변화할 수 있다. 도 3의 좌측은 BCP를 포함하는 부패 감지부(500)의 예시를 도시하며, 도 3의 우측은 BCR을 포함하는 부패 감지부(500)의 예시를 도시한다.
초기 상태에서, BCP를 포함하는 부패 감지부(500)는 적색을 나타내고 BCR을 포함하는 부패 감지부(500)는 오렌지색을 나타내는 것을 확인하였다. 이후, NH3 가스에 부패 감지부(500)를 노출시킨 경우, BCP를 포함하는 부패 감지부(500)는 보라색을, BCR을 포함하는 부패 감지부(500)는 파란색을 나타내는 것을 확인하였다.
부패 감지부(500)가 나타내는 색의 초기 상태 및 반응된 상태의 색차를 측정한 결과, BCP를 포함하는 부패 감지부(500)는 52.6의 차이를 가지고, BRP을 포함하는 부패 감지부(500)는 96.59를 가짐으로써, 부패 감지부(500)가 부패 물질의 감지에 따라 육안으로 확인 가능할 정도의 차이를 발생시키는 것을 확인하였다.
결과적으로, 일 실시 예에 따른 음식물 포장재(1)는, 포장재의 외부로부터 세균, 바이러스, 빛, 공기, 산소등을 차단함으로써 내부에 보관된 음식물이 상하는 것을 방지하는 한편, 내부에 보관된 음식물이 부패하는 것을 감지하여 외부에 표시함으로써, 음식물의 상태를 실시간으로 표시하고, 사용자가 상한 음식을 먹는 것을 방지할 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
1: 음식물 포장재
110: 인쇄층
120: 배리어층
130: 보관층
500: 부패 감지부

Claims (7)

  1. 음식물의 보관을 위한 음식물 포장재에 있어서,
    포장재의 외면을 형성하는 인쇄층;
    상기 포장재의 내면을 형성하는 보관층;
    상기 인쇄층 및 보관층 사이에 적층되는 배리어층; 및
    상기 음식물의 부패상태를 감지하는 부패 감지부를 포함하는, 음식물의 포장재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부패 감지부는, 황화수소(H2S) 또는 암모니아(NH3)에 반응하여 색이 변화하는 부패 감지 잉크가 상기 배리어층에 도포되어 형성되는, 음식물 포장재.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부패 감지 잉크는,
    에탄올(ethanol);
    반응제; 및
    PTBA(poly(tert-butyl acrylate-co-ethyl acrylate-co-methacrylic acid)을 포함하는, 음식물 포장재.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 반응제는,
    BCG(3,3′,5,5′-Tetrabromo-m-cresolsulfonphthalein Bromcresol green) 또는, BCP(5′,5″-Dibromo-o-cresolsulfonephthalein Bromcresol purple)를 포함하는, 음식물 포장재.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 부패 감지 잉크는,
    상기 에탄올에 대한 상기 PTBA의 중량비가 30 내지 40 % 이고,
    상기 에탄올에 대한 상기 반응제의 중량비가 2 내지 12 % 인, 음식물 포장재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄층은, PE(Polyethylene), PET(Polyethylene Terephthalate), PP(Polypropylene), PO(Polyolefin), 나일론, PBT(Polybutylene Terephthalate) 및 PPS(Polyphenylene Sulfide)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고,
    상기 보관층은 LDPE 또는 LLDPE를 포함하는, 음식물 포장재.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배리어층은 표면에는 무기물이 코팅되고,
    상기 무기물은 지르코늄(Zirconium)을 포함하는, 음식물 포장재.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220017801A (ko) 2020-08-05 2022-02-14 서울대학교산학협력단 색변이 고분자를 이용한 온도 이력 측정용 알지네이트 필름 제조법

Cited By (1)

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KR20220017801A (ko) 2020-08-05 2022-02-14 서울대학교산학협력단 색변이 고분자를 이용한 온도 이력 측정용 알지네이트 필름 제조법

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