KR20200025239A - 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 pet 시트 및 이를 이용하여 제조된 다층 식품 포장용기 - Google Patents

식품의 신선도 유지 기능을 구비한 pet 시트 및 이를 이용하여 제조된 다층 식품 포장용기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트 및 이를 이용하여 제조된 식품 포장용기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포장되는 식품의 신선도 유지기간이 증대되고, 투명도를 향상시키며, 고온의 식품을 수용하더라도 식품 포장용기의 변형이 방지되도록 한 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트 및 이를 이용하여 제조된 다층 식품 포장용기에 관한 것이다.
본 발명 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트는 펠릿 형태의 PET를 가열 압출하여 형성되는 베이스층과, 상기 베이스층의 상면에 일체로 적층되며, 펠릿 형태의 PET과 펠릿 형태의 순지트 마스터 배치를 혼합기로 혼합하고 가열하여 상기 베이스층의 상부에 일체로 형성되도록 압출하여 형성되는 기능층으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트 및 이를 이용하여 제조된 다층 식품 포장용기{PET SHEET HAVING GOOD MAINTENAANCE EFFECT OF MULTILAER FOOD FRESHING AND FOOD TRAY PRODUCT USING THEREOF}
본 발명은 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트 및 이를 이용하여 제조된 다층 식품 포장용기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포장되는 식품의 신선도 유지기간이 증대되고, 투명도를 향상시킬 수 있으며, 고온의 식품을 수용하더라도 식품 포장용기의 변형이 방지되도록 한 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트 및 이를 이용하여 제조된 다층 식품 포장용기에 관한 것이다.
일반적으로 식품 포장용기는 소비자의 국민 소득 증가와 식품 위생에 대한 인식의 변화로 고기능 고품질의 제품을 소비자가 요구하고 있고, 지구의 온난화 등에 따른 기후 및 계절적 요인과 소비자의 식품 기호 등의 급격한 변화와 즉석 조리 가공식품의 다양화 및 과일 생선 및 육류 등의 포장 대상물의 특성에 따라, 각종 식품의 포장방식과 수요패턴이 급속하게 변화되고 있다.
이러한 식품 포장방식과 수요패턴에 변화에 따라 식품의 포장용기는 종래의 식품에 대한 단순한 포장에 대한 개념을 넘어 포장 대상물의 특성에 대응하여 식품의 신선도 유지기간의 증대를 통한 신선 식품의 공급 및 식품 폐기물의 저감과, 즉석 가공 조리 및 고온 식품의 포장을 위한 내열성의 확보, 포장용기의 폐기에 따른 환경 오염 발생을 저감하기 위한 항균, 탈취, 항산화 등의 기능성을 구비하고, 각종 즉석 가공식품과 고온의 식품 포장을 위한 내열성을 확보하며, 포장용기의 폐기시 친환경성을 갖는 식품 포장용기의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
그리고 식품의 포장을 위한 항균성을 구비한 포장재와 관련된 선행기술로는, 한국 공개특허공보 제10-2017-0026274호(2017. 03. 09. 공개)의 "천연추출물이 도입된 무기미네랄 항균 조성물 및 이를 이용한 포장재와 그 제조방법" 에 개시된 바와 같이,『일라이트와 성광석 및 스코리아를 포함하는 천연미네랄과, 하이드로탈사이트를 포함하는 합성미네랄 중에서 선택되는 어느 하나의 무기미네랄의 표면 및 기공구조를 나노미터 수준에서 미세하게 개선하는 나노처리하는 단계와; 상기 나노처리하는 단계에서 처리된 무기미네랄 분말과 식물에서 추출된 항균성을 갖는 천연추출물 용액을 동일 중량비로 혼합하고 동결 건조하여 항균 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 항균 조성물을 제조하는 단계에서 제조된 항균 조성물과 수성 폴리우레탄 수지를 사용하여 수용성 항균 코팅제를 제조하고, 제조된 수용성 항균 코팅제를 기재필름에 코팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 조성물 및 이를 이용한 포장재 제조방법』이 개시되어 있고,
다음으로 식품 포장을 위한 탈취성을 구비한 포장용기와 관련된 선행기술로는, 한국 등록특허공보 제10- 1705604호(2017. 02. 06. 공고)의 "아세트산 제거기능을 갖는 김치 보관용기 제조방법"에 개시된 바와 같이, 『탄산수소나트륨 10 내지 20 중량%와 폴리에틸렌 80 내지 90 중량%를 혼합하여 마스터배치 혼합물을 수득하는 단계와; 상기 마스터배치 혼합물을 100℃ 내지 180℃로 유지하면서 압출성형하여 마스터배치를 얻는 단계와; 상기 마스터배치 0 중량% 초과 10 중량% 이하와 폴리에틸렌 90 중량% 내지 100 중량% 미만을 혼합하여 필름용 혼합물을 준비하는 단계와; 상기 필름용 혼합물을 100℃ 내지 180℃로 유지하면서 압출성형하여 60 내지 80 ㎛ 두께의 필름을 제조하는 단계; 및 상기 필름으로 용기를 제조하는 단계;를 포함하되, 상기 필름용 혼합물을 준비하는 단계에서 탄산나트륨이 0.2 중량% 내지 2 중량%를 포함하도록 조절되는 것을 특징으로 하는 아세트산 제거기능을 갖는김치 보관용기 제조방법』이 개시되어 있으며,
다음으로 순지트를 이용하여 오염물질을 정화하고, 살균, 항균, 및 항산화 기능을 구비한 순지트 도자기와 관련된 선행기술로는, 한국 공개특허공보 제10-2018-0020482호(2018. 02. 28. 공개)의 "순지트 도자기의 제조방법"에 개시된 바와 같이, 『순지트 원석을 건식분쇄하여 순지트 분말를 제조하는 제1단계와; 점토 및 자석슬러지가 혼합된 흑토 60 내지 80 중량%에 상기 순지트 분말 20 내지 40중량%를 첨가하여 성형한 후, 850~950℃의 온도로 1차 소성하여 도자기를 제조하는 제2단계; 및 상기 도자기를 건조한 후, 1,250~1,285℃ 온도로 2차 소성하는 제3단계;를 포함하고, 상기 제2단계는 제1차 소성후 순지트 유약 조성물을 더 도포하되, 상기 순지트 유약 조성물은 순지트 분말 10~30 중량%, 장석 30~57 중량%, 규사 12~20 중량%, 석회석 6~15 중량%, 점토 7~15 중량%, 쇠가루 6~10 중량% 및 아연 2~5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 순지트 도자기 제조방법』개시되어 있고,
다음으로, 내열성이 개선된 생분해성 폴리유산 다층시트와 관련된 선행기술로는, 한국 공개특허공보 제10-2012-0039866호(2012. 04. 26. 공개)의 "내열성이 우수한 생분해성 다층시트"에 개시된 바와 같이,『D-이소머의 함량이 3몰% 또는 이를 넘지 않는 폴리유산(PLA) 10 내지 40 중량부로 이루어진 외층(B, 상,하층)과, D-이소머의 함량이 8몰% 또는 이를 넘지 않는 폴리유산(PLA) 60 내지 90 중량부로 이루어진 내층(A, 중간층)이 상기 상,하 외층(B) 사이에 형성된 구조의 층으로 이루어진 것임을 특징으로 하는 내열성이 우수한 생분해성 폴리유산 다층시트』가 개시되어 있다.
그러나 상기 천연추출물이 도입된 무기미네랄 항균 조성물 및 이를 이용한 포장재는 항균을 위한 조성물이 천연 또는 합성미네랄과 식물에서 추출된 천연추출물이 혼합된 항균 조성물을 우레탄 수지를 포함한 수용성 바인더를 이용하여 항균 코팅제가 제조되어 생분해가 되지 아니하는 기재층에 코팅됨에 따라, 식품 포장용기의 제조시 항균성만을 구비하고 탈취성, 항산화성,내열성을 구비할 수 없고, 상기 아세트산 제거기능을 갖는 김치 보관용기는 탈취제인 탄산수소나트륨과 폴리에틸렌(POLYETHYENE)을 혼합하여 제조됨에 따라, 식품 포장용기의 제조시 탈취기능은 구비하나 항균성, 항산화성, 내열성을 구비할 수 없으며, 상기 순지트를 포함한 유약 조성물 및 도자기는 유약 조성물을 구성하는 조성물이 고온으로 1250 내지 1285℃로 가열하여 고온 소성되는 조성물이어서, 저온에서 제조되는 식품 포장용기에 적용할 수 없고, 상기 내열성이 우수한 생분해성 폴리유산 다층시트는 D-이소머의 함량을 달리하여 상,하층과 중간층을 구비한 PET 시트가 제조됨에 따라, 시트의 제조가 어렵고 항균성, 탈취성 및 항산화성을 구비할 수 없고, 이에 따라 위 선행기술을 이용하여 식품 포장용기를 제조하게 되면 식품의 신선도 증진 효과가 현저히 저하되게 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2017-0026274호 "천연추출물이 도입된 무기미네랄 항균 조성물 및 이를 이용한 포장재와 그 제조방법"(2017. 03. 09. 공개) 한국 등록특허공보 제10- 1705604호 "아세트산 제거기능을 갖는 김치 보관용기 제조방법"(2017. 02. 06. 공고) 한국 공개특허공보 제10-2018-0020482호 "순지트 도자기의 제조방법"(2018. 02. 28. 공개) 한국 공개특허공보 제10-2012-0039866호의 "내열성이 우수한 생분해성 다층시트"(2012. 04. 26. 공개)
본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 식품과 접촉하는 기능층에 순지트를 함유시켜, 기능층이 항균성, 항산화성, 탈취성, 음이온 방출 및 원적외선 방출성을 구비함으로써, 포장되는 식품의 신선도 유지기간이 증대될 수 있도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 베이스층을 탈크가 함유된 폴리프로필렌과 고밀도 폴리에틸렌으로 형성하고, 기능층을 순지트가 포함된 폴리프로필렌으로 형성하여, 고온의 식품을 수용하더라도 다층 식품 포장용기의 변형이 방지될 수 있도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트는 펠릿 형태의 PET를 가열 압출하여 형성되는 베이스층과, 상기 베이스층의 상면에 일체로 적층되며, 펠릿 형태의 PET과 펠릿 형태의 순지트 마스터 배치를 혼합기로 혼합하고 가열하여 상기 베이스층의 상부에 일체로 형성되도록 압출하여 형성되는 기능층으로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 베이스층은 시트의 총중량에 대하여 94.95 내지 95.05 중량%로 이루어지고, 상기 기능층은 시트의 총중량에 대하여 4.95 내지 5.05 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 베이스층의 가장 바람직한 중량은 95 중량%이고, 상기 기능층의 가장 바람직한 중량은 5 중량%인 것이다.
상기 베이스층의 두께(t1)는 0.713 내지 0.717mm로 이루어지고, 상기 기능층의 두께(t2)는 0.033 내지 0.037mm로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 베이스층의 가장 바람직한 두께(t1)는 0.715mm이며, 상기 기능층의 가장 바람직한 두께(t2)는 0.035mm인 것이다.
상기 베이스층은 베이스층의 총중량에 대하여 펠릿 형상의 PET 100중량%를 가열압출하여 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 기능층은 기능층의 총중량에 대하여 펠릿 형상의 PET 79.8 내지 80.2 중량%와, 상기 기능층의 총중량에 대하여 분말 형태의 순지트 0.99 내지 1.01중량%와 펠릿 형태의 PET 18.81 내지 19.19중량%가 혼합된 펠릿 형상의 순지트 마스터 배치를 혼합한 후, 가열압출하여 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 기능층의 형성시 순지트 마스터 배치를 제외한 기능층을 구성하는 PET의 가장 바람직한 중량은 기능층의 총중량에 대하여 80 중량%이며, 상기 순지트 마스터 배치를 구성하는 PET의 가장 바람직한 중량은 기능층의 총중량에 대하여 19 중량%이고, 상기 순지트 마스터 배치를 구성하는 순지트의 가장 바람직한 중량은 기능층의 총중량에 대하여 1 중량%인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 다층 식품 포장용기는 상기 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트를 이용하여 제조된 것을 특징으로 한다.
상기 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 식품 포장용기는 시트를 가열하고 진공 성형하는 과정에서 성형기 몰드를 이용하여 진공 또는 압진공 방식으로 식품 포장용기로 성형하고, 성형 후 상온 숙성 공정이 더 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 PET시트를 구성하는 베이스층의 상측에 일체로 형성되어 식품과 접촉하는 기능층에 순지트를 함유시켜, 기능층이 항균성, 항산화성, 탈취성, 음이온 방출 및 원적외선 방출성을 구비함으로써, 포장되는 식품의 신선도 유지기간이 증대될 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 PET로 제조된 베이스층을 구성함으로써 투명도를 향상시켜 내용물의 제품성을 부각시킬 수 있으며, 기능층을 PET와 순지트가 함유된 순지트 마스터 배치로 구성함으로써, 강도를 충족하면서 고온의 식품을 수용하더라도 열 변형을 최소화할 수 있는 이점을 갖는다.
도 1은 본 발명 식품의 신선도 유지기능을 구비한 PET 시트의 단면도이다.
도 2는 본 발명 식품의 신선도 유지기능을 구비한 다층 식품 포장용기의 단면도이다.
도 3은 본 발명 식품의 신선도 유지기능을 구비한 PET 시트를 이용하여 대장균과 포도상구균에 대한 항균시험 결과 사진이다.
도 4는 본 발명 식품의 신선도 유지기능을 구비한 PET 시트를 이용하여 시험한 시간 경과에 따른 가스 농도 변화 그래프이다.
도 5a 내지 5f는 본 발명 식품의 신선도 유지기능을 구비한 다층 식품 포장용기를 이용하여 시험한 과일의 시간 경과에 따른 갈변현상을 기존 용기를 사용한 비교 예와 대비하여 나타낸 사진이다.
본 발명은 포장되는 식품의 신선도 유지기간이 증대되고, 고온의 식품을 수용하더라도 다층 식품 포장용기의 변형이 방지되도록 한 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트 및 이를 이용하여 제조된 다층 식품 포장용기에 관한 것이다.
이하, 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통하여 본 발명에 따른 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트 및 이를 이용하여 제조된 다층 식품 포장용기에 대해 보다 상세하게 기술하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명 식품의 신선도 유지기능을 구비한 PET 시트의 단면도이고, 도 2는 본 발명 식품의 신선도 유지기능을 구비한 다층 포장용기의 단면도이며, 도 3은 본 발명 식품의 신선도 유지기능을 구비한 PET 시트를 이용하여 대장균과 포도상구균에 대한 항균시험 결과 사진이고, 도 4는 본 발명 식품의 신선도 유지기능을 구비한 PET 시트를 이용하여 시험한 시간 경과에 따른 가스 농도 변화 그래프이며, 도 5a 내지 5f는 본 발명 식품의 신선도 유지기능을 구비한 다층 식품 포장용기를 이용하여 시험한 과일의 시간 경과에 따른 갈변현상을 기존 용기를 사용한 비교 예와 대비하여 나타낸 사진이다.
이제, 첨부된 도 1 내지 도 5a 내지 5f를 참조하여 본 발명에 따른 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트 및 이를 이용하여 제조된 다층 식품 포장용기에 관해 자세히 살펴보고자 한다.
본 발명에 따른 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 시트(100)는 내열성이 강화된 펠릿(PELLET) 형상의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; 이하 PET이라 칭함)를 가열 압출하여 형성되는 베이스층과; 상기 베이스층의 상면에 일체로 적층되며, 펠릿 형태의 PET와 펠릿 형태의 순지트 마스터 배치를 혼합기로 혼합하고 가열하여 상기 베이스층의 상부에 일체로 형성되도록 압출하여 형성되는 기능층;으로 구성된다.
상기 PET은 테레프탈산과 에틸렌글리콜(HO-CH2-CH2-OH)의 축합반응에 의해서 얻어지는 포화 폴리에스테르수지로서, 섬유용에 쓰이는 외에 필름이나 열가소성 성형재료로 사용된다. 필름은 일반적으로 이축연신되고 강도와 내열성이 뛰어나 가열용 포장재의 기재 특히 레토르트 포장에 주로 사용되고 있다.
여기서 순지트는 규산염(SiO2)과 플러렌(C60)을 주성분으로 하는 물질로서, 천연 플러렌을 함유하는 물질이다. 이러한 순지트 중 플러렌을 90% 이상 함유한 순지트를 엘리트 순지트(ELITE SHUNGITE) 또는 노블 순지트(NOBLE SHUNGITE)라 하고, 플러렌을 60% 이하 함유한 순지트를 노멀 순지트(NORMAL SHUNGITE)라 하며, 상기 순지트는 항균성, 항산화성, 탈취성, 음이온 방출 및 원적외선 방출성을 구비하는 물질이다.
이하에서 순지트는 노멀 순지트를 채용한 것을 예를 들어 설명하기로 한다.
여기서 상기 시트(100)는 식품 포장용기 제조용 시트(100)를 제조하는 통상의 압출기(T-DIE)를 이용하여 상기 베이스층(110)을 먼저 형성한 후, 상기 베이스층(110)의 상면에 통상의 압출기를 이용하여 베이스층(110)과 일체가 되도록 연속공정으로 기능층(120)이 형성된다.
다음으로, 본 발명의 상기 시트(100)는 중량을 기준으로, 상기 베이스층(110)은 시트(100)의 총중량에 대하여 94.95 내지 95.05 중량%로 이루어지고, 상기 기능층은 시트의 총중량에 대하여 4.95 내지 5.05 중량%로 이루어진 것이다.
또한, 상기 시트(100)는 두께를 기준으로, 상기 베이스층(110)의 두께(t1)는 0.713 내지 0.717mm로 이루어지고, 상기 기능층(120)의 두께(t2)는 0.033 내지 0.037mm로 형성된다.
여기서 상기 베이스층(110)의 가장 바람직한 중량은 95 중량%이고 두께(t1)는 0.715mm이며, 상기 기능층(120)의 가장 바람직한 중량은 5 중량%이고 두께(t2)는 0.035mm이다.
그리고, 상기 시트(100)을 구성하는 베이스층(110)과 기능층(120)에 대한 중량 및 두께의 상,하한 수치한정 이유에 있어, 상기 베이스층(110)을 94.95 중량% 미만의 중량 또는 0.713mm 미만의 두께(t1)로 형성하고 상기 기능층(120)을 5.05 중량%를 초과하는 중량 또는 0.037mm 초과하는 두께(t2)로 형성하게 되면, 항균성, 탈취성, 항산화성, 음이온 방출 및 원적외선 방출성을 포함한 기능성은 증진되나 시트(100)를 가열한 상태에서 성형기로 다층 식품 포장용기(200)를 성형하는 과정에서 무기물을 포함하는 기능층(120)에 처짐 현상이 발생하여 미성형 불량이 발생하게 되고, 베이스층(110)에 대한 두께(t1)가 얇아져 다층 식품 포장용기(200)의 강도 확보가 곤란하며, 전기 온장고 및 오븐 등을 이용하여 충진식품의 조리시 변형되는 문제가 발생될 수 있기 때문이다.
또한, 상기 시트(100)을 구성하는 베이스층(110)과 기능층(120)에 대한 중량 및 두께의 상,하한 수치한정 이유에 있어, 상기 베이스층(110)을 95.05 중량%를 초과하는 중량 또는 0.717mm를 초과하는 두께(t1)로 형성하고 상기 기능층(120)을 4.95 중량% 미만의 중량 또는 0.033mm 미만의 두께(t2)로 형성하게 되면, 성형된 식품 포장용기(200)의 내열성과 강도는 증진되나 기능층(120)의 항균성, 탈취성, 항산화성, 음이온 방출 및 원적외선 방출성을 포함한 기능성이 저하되어 식품 포장용기(200)에 충진된 식품의 신선도 유지효과가 현저히 감소되는 문제가 발생될 수 있기 때문이다.
다음으로, 본 발명의 상기 베이스층(110)은 펠릿 형상의 PET 100 중량%로 구성되고, 가열압출하여 형성된 것이다.
여기서 PET는 상기 베이스층(110)의 형성시 투명도의 유지를 위하여 PET 재생재를 사용하지 않고 PET 신재로만 구성되며, 베이스층(110)의 총중량에 대해 100중량%로 구성된다.
다음으로, 본 발명의 상기 기능층(120)은 PET+순지트 마스터 배치 펠릿으로 구성되며, 기능층(120)의 총중량에 대하여 펠릿 형상의 PET 79.8 내지 80.2 중량%와, 기능층(120)의 총중량에 대하여 순지트 마스터 배치 19.8 내지 20.2 중량%가 혼합된 후, 가열압출하여 형성된다.
상기 순지트 마스터 배치는 기능층(120)의 총중량에 대하여 펠릿 형상의 PET 18.81 내지 19.19 중량%와, 기능층(120)의 총중량에 대하여 분말 형상의 노멀 순지트[NORMAL SHUNGIT, 한국 울산광역시 소재 수아 아이(SUA-I) 판매, 상품명 : NORMAL SHUNGIT #60] 0.99 내지 1.01 중량%가 혼합된 것이다.
여기서 상기 기능층(120)의 형성시 순지트 마스터 배치를 제외한 펠릿 형상의 PET의 가장 바람직한 중량은 80 중량%이며, 순지트 마스터 배치를 구성하는 PET의 가장 바람직한 중량은 기능층(120)의 총중량에 대하여 19 중량%이고, 순지트 마스터 배치를 구성하는 순지트의 가장 바람직한 중량은 기능층(120)의 총중량에 대하여 1 중량%이다.
또한, 상기 순지트 마스터 배치는 기능층(120)이 항균성, 탈취성, 항산화성음이온 방출 및 원적외선 방출성을 포함한 기능성을 구비하도록 하기 위한 것이고, 상기 기능층(120)을 구성하는 주물질(PET : 폴리에틸렌 테레프탈레이트)을 사용하는 것은 기능층(120)을 구성하는 순지트와 균일하게 혼합과 결합이 이루어지게 되어 충분한 강도와 내열성을 부여할 수 있도록 하고, 상기 베이스층(100)의 상면에 통상의 압출기를 이용하여 기능층(120)을 일체로 적층하여 시트(100)를 제조할 때 기능층(120)이 베이스층(100)의 상면에 견고하게 일체로 형성될 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 상기 기능층(120)을 구성하는 조성물의 상,하한 수치한정 이유에 있어, 상기 기능층(120)의 구성을 PET 79.8 중량% 미만의 중량과, 순지트 마스터 배치를 구성하는 PET 18.81 중량% 미만의 중량과, 순지트 마스터 배치의 순지트 1.01 중량%를 초과하는 중량%를 초과되게 혼합할 경우에는, 항균성, 탈취성, 항산화성, 음이온 방출 및 원적외선 방출성을 포함하는 기능성은 증대되나 무기물질의 함유량이 함께 증대되게 되어 시트(100)를 가열한 상태에서 통상의 성형기로 다층 식품 포장용기(200)를 성형하는 과정에서 열을 가하더라도 연신량이 부족하고 처짐이 발생하여 미성형불량이 발생하게 되는 문제가 발생하기 때문이다.
또한, 상기 기능층(120)을 구성하는 조성물의 상,하한 수치한정 이유에 있어, 상기 기능층(120)의 구성을 PET 80.2 중량%를 초과하는 중량과, 순지트 마스터 배치를 구성하는 PET 19.19 중량%를 초과하는 중량과, 순지트 마스터 배치의 순지트 0.99 중량% 미만의 중량%를 혼합할 경우에는, 시트(100)를 가열한 상태에서 성형기로 다층 식품 포장용기(200)를 성형하는 과정에서 성형상의 문제는 발생되지 아니하나, 항균성, 탈취성, 항산화성, 음이온 방출 및 원적외선 방출성을 포함한 기능성이 저하되어 식품 포장용기(200)에 충진된 식품의 신선도 유지 효과가 감소되는 문제가 발생될 수 있고, 기능층(120)의 투명도 감소로 식품 포장용기(200)의 심미감이 저하되게 되는 문제가 발생하기 때문이다.
다음으로, 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100)의 제조는 베이스층(110)의 상면에 기능층(120)이 일체로 형성하는 것에만 차이가 있고, 혼합기와 압출기(T-다이)를 이용하여 일반 PLA 레진 시트 제조 공정과 실질적으로 동일한 공정으로 제조될 수 있는 것으로, 1) 상기 베이스층(110)의 형성을 위한 PET 펠릿을 준비하는 단계와, 2) 상기 기능층(120)의 형성을 위해 PET 펠릿 및 순지트 마스터 배치를 구성하는 PET 펠릿과 순지트 분말을 혼합기로 혼합하여 기능층 혼합물을 형성하는 단계와, 3) 상기 베이스층 구성물과 기능층 혼합물을 각각의 사일로(SILO)에 충전하고, 상기 사일로(SILO)로부터 공급되는 베이스층 구성물과 기능층 혼합물을 1,2차 예열 단계를 거쳐서 예열한 후에 180~250℃의 온도로 가열하여 용융시켜 압출기의 스크류로 베이스층(110)의 상부에 기능층(120)이 일체로 형성되도록 동시 압출하는 단계와, 4) 상기 동시 압출되는 용융된 베이스층 구성물과 기능층 혼합물을 냉각롤러를 통과시켜 베이스층(110)의 상부에 기능층(120)이 일체로 형성된 평판 시트 형태의 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100)를 형성하는 단계와, 5) 상기 베이스층(110)과 기능층(120)이 일체로 형성된 시트(100)를 롤 형태로 권취하는 단계로 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100)가 제조된다.
여기서 베이스층 구성물과 기능층 혼합물을 180~250℃의 온도로 가열하는 이유는 180℃ 미만시에는 시트압출이 안되고, 250℃를 초과할 경우에는 베이스층과 기능층을 구성하는 원료가 타거나 그을음이 발생할 우려가 있으며, 180~250℃의 온도 온도 범위 내에서 베이스층 구성물과 기능층 혼합물 각각의 고른 혼합과 스크류를 이용한 압출과 냉각롤러 가공시 베이스층과 기능층이 일체로 견고하게 형성되기 때문이다.
다음으로, 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100)의 실시예에 대하여 설명한다.
(1) 기능성 순지트 마스터 배치용 펠릿의 제조
펠릿 형태의 PET 9.5Kg과 분말 형태의 노멀 순지트 0.5Kg을 혼합기에 넣어 혼합하여 노멀 순지트 혼합물을 형성하였다. 상기 노멀 순지트 혼합물을 압출기에 투입하여 190℃의 온도로 가열하여 용융 시키고 용용된 노멀 순지트 혼합물을 기능성 순지트 마스터 배치용 선재 형상으로 압출하였다. 상기 압출기로부터 압출된 기능성 순지트 마스터 배치용 선재를 냉각 수조에서 16℃의 온도가 되도록 냉각하였다. 상기 수조에서 냉각된 기능성 마스터 배치용 선재를 절단기로 칩 형태로 절단하여 기능성 순지트 마스터 배치용 펠릿을 형성하였다, 상기 순지트 마스터 배치용 펠릿을 열풍 건조기로 건조한 후, 제습 건조기로 잔여 수분을 더 제거하여 기능성 순지트 마스터 배치 펠릿을 제조하였다.
(2) 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100) 및 순지트 시료의 제조
펠릿 형상의 PET 신재 950Kg을 가열하여 제조된 베이스층(110) 구성물을 형성하고, 펠릿 형상의 PET 신재 40Kg과 상기한 기능성 순지트 마스터 배치 10Kg 펠릿을 혼합하여 제조된 기능층(120)용 혼합물 50Kg을 각각의 사일로(SILO)에 충진하였다. 그리고 상기 사일로로부터 공급되는 베이스층(110) 구성물과 기능층(120)용 혼합물의 각각을 195℃의 온도로 가열하여 용융 시키고 각각의 압출기 스크류를 이용하여 베이스층(110) 구성물의 상부에 기능층(120)용 혼합물이 적층되도록 연속 압출하며, 압출되는 베이스층(110) 구성물과 기능층(120)용 혼합물을 냉각롤러로 압력을 가하여 베이스층(110)의 두께가 0.715mm이고, 기능층(120)의 두께가 0.035mm인 평판 시트 형태의 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100)를 제조하였다. 상기 냉각롤러로 성형된 평판 시트 형태의 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100)를 열풍 또는 히터 건조기로 건조하여 베이스층(110)의 상부에 노멀 순지트가 포함된 기능층(120)이 일체로 형성된 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100)의 제조가 완성되었다. 또한 상기 완성된 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100)를 100×100mm 및 100×150mm를 포함하는 다양한 크기로 절단하여 본 발명의 기능층(120)을 구비한 순지트 PET 시료를 제조하였다.
(3) 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100)의 항균성 시험
표 1 및 도 3은 한국원적외선응용평가원에서 KFIA-FI-1003의 시험방법에 근거하여 사용균주 Escherichia coli ATCC 25922 및 Staphylococcus aureus ATCC 6538에 의해 얻어진 대장균과 포도상구균에 의한 항균시험결과 표와 사진이며, Blank(시료를 넣지 아니하고 측정한 상태임)는 초기 농도에 비해 24시간 경과 후 대장균과 포도상구균 모두 증가되나, 본 발명의 기능층(120)을 구비한 순지트 PET 시료는 대장균의 감소율이 98.8%이고, 포도상구균의 감소율이 99.3%로 나타나 우수한 항균 효과를 구비한 것임을 알 수 있었다. 여기서 농도 단위인 CFU는 Colony Forming Unit이다.
시함항목 시료구분 초기농도
(CFU/ml)		 24시간 후 농도
(CFU/ml)		 정균감소율
(%)
대장균에 의한
항균시험		 Blank 2.5×105 5.6×106 -
순지트 PET 시료 7.4×104 98.8
포도상구균에 의한 항균시험 Blank 2.6×105 6.1×106 -
순지트 PET 시료 4.2×104 99.3
(4) 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100)의 탈취성 시험표 2 및 도 4는 한국원적외선응용평가원에서 KFIA-FI-1004의 시험방법에 근거하여 암모니아가스를 가스 검지관을 이용하여 30분 간격으로 측정한 농도 표 및 그래프이며, Blank(시료를 넣지 아니하고 측정한 상태임)는 초기 농도와 실질적으로 유사하나, 본 발명의 기능층(120)을 구비한 순지트 PET 시료는 최초 30분 동안의 탈취율이 64%(Blank는 6%)이고, 120분 후의 탈취율은 69%(Blank는 12%)로 나타나 우수한 탈취효과를 구비한 것임을 알 수 있다.
시험항목 경괴시간(분) Blank 농도(ppm) 시료농도(ppm) 탈취율(%)


탈취시험		 초기 500 500 -
30 470 173 64
60 460 160 66
90 450 143 67
120 440 132 69
(5) 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100)의 음이온 방출표 3은 한국원적외선응용평가원에서 KFIA-FI-1042의 시험방법에 의해 순지트 시료(100×150mm)와, 실내온도 20℃, 습도 40%, 대기중 음이온수 110/cc 조건에서 측정 대상물에서 방출되는 음이온을 측정한 단위 체적당 ION 수를 나타낸 표이며, 본 발명의 기능층(120)을 구비한 순지트 시료는 다량의 음이온 방출 기능을 구비한 것임을 알 수 있다.
시료명 음이온(ION/CC)
순지트 PET 시료 115
(6) 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100)의 원적외선 방출시험표 4는 한국원적외선응용평가원에서 KFIA-FI-1005의 시험방법에 의해 온도 37℃에서 Spectrometer를 이용한 BLACK BODY 대비 측정결과로서, 본 발명의 기능층(120)을 구비한 순지트 시료는 다량의 원적외선 방출 기능을 구비한 것임을 알 수 있다.
방사율(5~20㎛) 방사에너지(W,m2 ·㎛, 37℃)
0.902 3.48×102
다음으로, 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100)를 이용하여 제조되는 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 다층 식품 포장용기(200)의 제조에 관하여 설명한다.식품의 신선도 유지 기능을 구비한 다층 식품 포장용기(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100)를 이용하여 제조되는 것으로, 1) 상기 시트(100)를 8 내지 10초 동안 시트의 표면 온도가 60~70℃의 온도가 되도록 서서히 예열하고, 2) 표면 온도가 60~70℃로 예열된 시트를 냉각수의 온도가 38~42℃를 유지한 상태에서 성형기 몰드를 이용하여 진공 또는 압진공 방식으로 다층 식품 포장용기(200)를 성형하는 단계와, 3) 진공 또는 압진공 방식으로 형성된 다층 식품 포장용기(200)를 몰드의 온도가 30~40℃를 유지한 상태로 8~10초 동안 냉각하는 단계로 제조된다. 4) 여기서 베이스층(110)이 PET로 형성된 경우에는 성형 후 냉각이 완료된 다층 식품 포장용기(200)를 상온의 온도로 자연 숙성 결정 처리 공정을 수행한다.
여기서 상기 예열온도보다 낮으면 용기의 성형불량이 생기고, 더 높은 경우에는 시트에 부분적으로 그을음이 발생되는 것을 방지하기 위함이며, 상기 숙성 열처리 공정의 온도와 시간이 위에서 설명한 온도보다 낮으면 다층 식품 포장용기(200)의 내열 온도가 저하되고, 더 높은 경우에는 다층 식품 포장용기(200)의 내열온도 상승효과가 나타나지 않기 때문이다.
다음으로, 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100)를 이용하여 제조된 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 다층 식품 포장용기(200)의 실시예에 대하여 설명한다.
(1) 실시예의 식품의 신선도유지 기능을 구비한 다층 식품 포장용기(200)의 제조
상기 베이스층(110)의 두께가 0.715mm이고, 기능층(120)의 두께가 0.035mm인 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100)를 식품 포장용기 성형기에 넣어 9초 간격으로 시트의 표면 온도가 65℃가 되도록 서서히 예열한 후, 시트의 표면 온도를 65℃와 냉각수의 온도 40℃를 유지한 상태에서 성형기 몰드를 이용하여 진공 또는 압진공 방식으로 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 다층 식품 포장용기(200)를 성형 후 상온에서의 숙성 공정을 수행하여 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 다층 식품 포장용기(200)의 제조를 완료하였다.
(2) 비교예의 식품 포장용기 준비
출원인이 제조판매하는 일반적인 PET(POLYETHYLENE TEREPHTHALATE) 재질(본 발명의 기능층 미구비)의 식품 포장용기 1개를 비교예의 식품 포장용기로 준비하였다.
(3) 시간 경과별 갈변 시험 방법
위 (1)에서 제조된 본 발명의 순지트 기능층(120)을 구비한 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 다층 식품 포장용기(200)와, 출원인이 현재 제조 판매하고 있고 순지트를 포함하지 아니한 일반 PET 재질의 식품 포장용기 각각에 조각낸 사과 4개를 안치시키고, 2018. 8. 20. 09:00부터 2018. 8. 22. 15:55분까지 상온에 시간 경과별 사과의 갈변현상에 대한 변화를 총 6회 촬영하였다.
(4) 실시예와 비교예의 시간 경과별 사과의 갈변현상 발생결과 비교
도 5a 내지 5f의 사진에서 비교되는 바와 같이, 비교예의 PET 재질의 식품 포장용기에 안치된 사과는 시험시작(2018. 8. 20. 09:00) 몇시간 지난 후부터 본 발명의 순지트 기능층(120)을 구비한 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 다층 식품 포장용기(200)에 비해 갈변 현상이 현저히 많이 발생하는 확연한 차이를 나타내었으며, 2018. 8. 22. 15:55에는 비교예의 PET 재질 식품 포장용기는 사과조각 모두가 진한 흑색의 갈변현상이 관찰되나, 순지트 기능층(120)을 구비한 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 다층 식품 포장용기(200)는 사과조각의 일부에서만 연한 갈변현상이 시작되는 것으로 관찰되어, 순지트 기능층(120)을 구비한 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 다층 식품 포장용기(200)는 갈변 현상을 현저히 지연시키는 작용효과를 구비하는 것임이 확인되었다.
(5) 본 발명 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 다층 식품 포장용기(200)의 열변형 시험 결과
본 발명의 순지트를 구비한 기능층(120)이 형성된 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 다층 식품 포장용기(200)의 내측에 커피포트를 이용하여 끓인 물을 충진하여 열변형 여부를 시험한 결과, 물의 열이 상기 기능층(120)을 통해 베이스층(110)으로 전도되어 상기 기능층(120)과 베이스층(110) 모두에 변형의 발생이 없음이 확인되었다.
따라서, 본 발명은 PET시트를 구성하는 베이스층의 상측에 일체로 형성되어 식품과 접촉하는 기능층에 순지트를 함유시켜, 기능층이 항균성, 항산화성, 탈취성, 음이온 방출 및 원적외선 방출성을 구비함으로써, 포장되는 식품의 신선도 유지기간이 증대될 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 PET로 제조된 베이스층을 구성함으로써 고투명도를 유지하여 제품의 미적 가치를 배가시키며, 기능층을 PET와 순지트가 함유된 순지트 마스터 배치로 구성함으로써, 강도를 충족하면서 고온의 식품을 수용하더라도 열 변형을 최소화할 수 있는 이점을 갖는다.
이상과 같이 본 발명은 양호한 실시 예에 근거하여 설명하였지만, 이러한 실시 예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이므로, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시 예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 보호 범위는 본 발명의 기술적 사상의 요지에 속하는 변화 예나 변경 예 또는 조절 예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 시트 110 : 베이스층
120 : 기능층 200 : 다층 식품 포장용기

Claims (10)

  1. 펠릿 형태의 PET를 가열 압출하여 형성되는 베이스층과,
    상기 베이스층의 상면에 일체로 적층되며, 펠릿 형태의 PET과 펠릿 형태의 순지트 마스터 배치를 혼합기로 혼합하고 가열하여 상기 베이스층의 상부에 일체로 형성되도록 압출하여 형성되는 기능층으로 구성된 것을 특징으로 하는 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스층(110)은 시트(100)의 총중량에 대하여 94.95 내지 95.05 중량%로 이루어지고,
    상기 기능층(120)은 시트(100)의 총중량에 대하여 4.95 내지 5.05 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 베이스층(110)의 가장 바람직한 중량은 95 중량%이고,
    상기 기능층(120)의 가장 바람직한 중량은 5 중량%인 것을 특징으로 하는 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스층(110)의 두께(t1)는 0.713 내지 0.717mm로 이루어지고,
    상기 기능층(120)의 두께(t2)는 0.033 내지 0.037mm로 이루어진 것을 특징으로 하는 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 베이스층(110)의 가장 바람직한 두께(t1)는 0.715mm이며, 상기 기능층(120)의 가장 바람직한 두께(t2)는 0.035mm인 것을 특징으로 하는 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스층(110)은 베이스층(110)의 총중량에 대하여 펠릿 형상의 PET 100중량%를 가열 압출하여 형성된 것을 특징으로 하는 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 기능층(120)은 기능층(120)의 총중량에 대하여 펠릿 형상의 PET 79.8 내지 80.2 중량%와, 상기 기능층(120)의 총중량에 대하여 분말 형태의 순지트 0.99 내지 1.01중량%와 펠릿 형태의 PET 18.81 내지 19.19중량%가 혼합된 펠릿 형상의 순지트 마스터 배치를 혼합한 후, 가열압출하여 형성된 것을 특징으로 하는 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 기능층(120)의 형성시 순지트 마스터 배치를 제외한 기능층을 구성하는 PET의 가장 바람직한 중량은 기능층의 총중량에 대하여 80 중량%이며,
    상기 순지트 마스터 배치를 구성하는 PET의 가장 바람직한 중량은 기능층(120)의 총중량에 대하여 19 중량%이고,
    상기 순지트 마스터 배치를 구성하는 순지트의 가장 바람직한 중량은 기능층(120)의 총중량에 대하여 1 중량%인 것을 특징으로 하는 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트.
  9. 청구항 1 내 청구항 8 중에서 선택되는 어느 한 항의 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 PET 시트(100)를 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 다층 식품 포장용기.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 식품 포장용기(200)는 시트(100)를 가열하고 압출 성형하는 과정에서 성형기 몰드를 이용하여 진공 또는 압진공 방식으로 식품 포장용기로 성형하고, 성형 후 상온 숙성 공정이 더 수행되는 것을 특징으로 하는 식품의 신선도 유지 기능을 구비한 다층 식품 포장용기.
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