KR20210055135A - 산소제거 및 항균·항곰팡이 복합 기능성 친환경 필름 및 이의 제조 방법 - Google Patents

산소제거 및 항균·항곰팡이 복합 기능성 친환경 필름 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산소제거 및 항균·항곰팡이 복합 기능성 친환경 필름 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL)수지 100중량부와, 평균입경이 8 내지 12㎛인 메타중아황산나트륨(sodium metabisulifte) 5 내지 40중량부를 혼련하여 혼합물을 제조하는 단계와, 상기 혼합물을 용융압출하고 필름상으로 성형하여 필름 성형물을 제조하는 단계를 포함함으로써, 산소제거 및 항균·항곰팡이 기능을 동시에 확보하여 포장재의 원료로 사용 시 별도의 산소제거제 또는 항균·항곰팡이 제거제의 동봉이 필요치 않는 복합 기능성 친환경 필름 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

산소제거 및 항균·항곰팡이 복합 기능성 친환경 필름 및 이의 제조 방법 {Oxygen Scavenging, Antimicrobial and Antifungal Multi-Functional Environment Friendly Film and Manufacturing Method of the Same}
본 발명은 산소제거 기능과 함께 항균·항곰팡이 기눙을 동시에 갖는 복합 기능성 친환경 필름 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
대부분의 식품은 공기 중의 산소와 접촉할 시에 산화 반응에 의하여 영양소 손실, 색소 분해, 효소적 갈변, 향미 저하 등의 품질 열화가 야기되며, 상기 산소는 호기성 미생물의 생장을 촉진하여 식품의 변패를 유발한다.
또한, 미생물이나 곰팡이로 인한 오염은 식품의 저장 기간을 감소시킬 뿐 아니라 식중독을 일으킬 수 있어서 식품포장에서 매우 중요하게 생각되는 요소 중 하나이다. 기존의 식품 포장에서는 열처리, 건조, 냉동 또는 식품에 직접적으로 소금이나 항균물질을 첨가하는 방법 등을 통해 미생물의 생육을 억제해왔다. 그러나, 이러한 기존 방법들은 신선식품이나 즉석식품 등과 같은 특정 식품에는 적용하기 어려운 단점이 있다.
한편, 식품 포장의 주요 목적은 식품을 산소, 수증기, 자외선, 화학 및 미생물 오염으로부터 보호하고 보존하는 것이다. 이러한 모든 품질 저하 요인 중에서 산화 반응 및 미생물로 인한 부패는 식품의 저장 수명을 줄이는 데 가장 큰 영향을 미친다.
즉, 식품의 저장수명 연장을 위해서는 식품포장 내부에 존재하는 산소를 제거하는 기술 뿐만 아니라 미생물 및 곰팡이로 인한 오염을 동시에 방지해 줄 필요가 있다.
시중의 대부분 산소제거 조성물은 철의 산화반응이나 철가루를 주원료로 한 철계 산소제거 조성물이다. 그러나 이는 금속 탐지기에 이물질로 검출되므로 금속 탐지기를 이용하는 포장 방법에서는 사용이 불가능하다. 또한, 고 수분 식품의 포장에 적용될 시에 식품과의 직접적인 접촉 또는 포장 내부의 높은 상대습도로 인하여 녹이 발생할 가능성이 있다는 문제점이 존재한다.
또한, 식품에 세균 및 곰팡이에 의한 부패를 막는 항균성을 부여하는 방법은 sorbate, propionate, benzoate 등과 같은 화학적 합성에 의한 항균성 첨가제나, 상기 첨가제를 이용한 식품포장 재료가 알려져 있다. 그러나 인체 및 환경에 대한 유해성으로 인해 그 사용량이 제한되어져 왔으며, 점차 사용을 기피하고 있다.
이외에, 기능성 물질을 활용하기 위한 방식으로 사쉐 타입이 사용된다. 상기 사쉐 타입은 기능을 갖는 조성물(이하 기능성 조성물)을 통기성이 있는 포장재로 제조한 작은 파우치에 봉입한 것으로, 보존하고자 하는 대상물(이하 피보존물)의 포장에 대상물과 함께 동봉된다. 이와 같은 종래 사쉐 타입은 피보존물의 포장에 봉입하기 위해 별도의 기계(투입기) 설치가 필요하므로, 포장 공정에 필요한 비용과 시간이 증가하게 된다.
또한, 소비자들은 사쉐의 작은 크기(5cm×5cm 이하)로 인하여 이를 미처 발견하지 못한 채 피보존물의 포장을 가위, 칼 등으로 개봉할 시에 종종 동봉한 사쉐도 함께 잘라낸다. 이에 따라 포장이 손상된 사쉐에서 내용물이 흘러나와 동봉된 피보존물을 오염시키는 일이 발생하게 된다. 또한, 피보존물이 식품일 경우, 이와 함께 산소제거제를 조리하는 일 역시 흔하게 발생한다.
따라서, 산소제거 및 항균·항곰팡이 특성을 동시에 가지면서 인체에 안전한 비철계 물질을 사용하고, 필름상 등의 형태로 성형이 용이하면서, 그 자체로 산소제거 및 항균·항곰팡이 기능을 갖는 동시에 갖는 포장재의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
한국등록특허 제610,545호 한국등록특허 제1,274,438호 일본등록특허 제3,368,944호 일본공개특허 제2000-256471호
이에 따라, 본 발명에서는 특정의 합성수지와 산소제거 및 항균/항곰팡이 기능성을 동시에 갖는 물질을 함유한 복합 기능성 친환경 필름 및 이의 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL)수지 100중량부와, 평균입경이 8 내지 12㎛인 메타중아황산나트륨(sodium metabisulifte) 5 내지 40중량부를 혼련하여 혼합물을 제조하는 단계와, 상기 혼합물을 용융압출하고 필름상으로 성형하여 필름 성형물을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 친환경 필름의 제조방법을 제공한다.
일 실시예에서, 상기 필름 성형물은 산소 및 수분 차단성 포장재에 삽입하고 진공 포장하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 필름 성형물은 그 두께가 100±3㎛일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 혼련은 60 내지 80℃에서 5 내지 30분 동안 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 용융압출은 단축 용융압출기 또는 이축 용융압출기를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL)수지 100중량부와 메타중아황산나트륨(sodium metabisulifte) 5 내지 40중량부를 함유하여 이루어진 것을 특징으로 하는 복합 기능성 친환경 필름을 제공한다.
일 실시예에서, 상기 복합 기능성 친환경 필름은 폴리프로필렌(PP) 트레이 내부에 상기 필름을 넣고 밀봉한 후, 72시간 이내에 폴리프로필렌(PP) 트레이 내부의 산소 농도를 대기 조건에서 3.49 내지 20.47 부피% 이하로 저하시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복합 기능성 친환경 필름은 항균시헙법(JIS Z 2801)으로 얻어진 하기 수학식 1의 항균활성치가, 황색상포도상구균은 2.6 이상이고, 대장균은 2.6 이상일 수 있다.
[수학식 1]
항균활성치 = log10{(24시간 후 control 균수)/(24시간 후 시료 균수)}
일 실시예에서, 상기 복합 기능성 친환경 필름은 항균 시험법(JIS Z 2801)으로 얻어진 상기 수학식 1의 항균활성치가, 황색상포도상구균은 7.1 이상이고, 대장균은 7.1 이상일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복합 기능성 친환경 필름은 항곰팡이 시험법(ASTM G21)으로 측정한, 4주 후 곰팡이 성장도가 0(곰팡이 미관찰)일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 항곰팡이 시험법은 아스페길루스 브라실리엔시스(Aspergilus brasiliensis), 페니실리움 푸니쿨로섬(Penicillium funiculosum), 채토미움 글로보숨(Chaetomium globosum), 트리코더마 비렌(Trichodema virens) 및 아우레오바시디움 풀루란스(Aureobasidium pullulans)이 혼합된 곰팡이를 사용하여 즉정될 수 있다.
또한, 본 발명은 산소 및 수분 차단성 포장재에, 상기 복합 기능성 친환경 필름이 삽입되어 진공 포장된 것을 특징으로 하는 복합 기능성 친환경 필름 포장재를 제공한다.
본 발명에 따른 복합 기능성 친환경 필름은 산소 제거와 동시에 항균·항곰팡이 기능을 갖는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 복합 기능성 친환경 필름은 포장재의 원료로 사용 시 별도의 산소제거제 또는 항균·항곰팡이 제거제의 동봉이 필요치 않는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 복합 기능성 친환경 필름은 식품, 의약품, 화장품 등 산화, 항균/항곰팡이에 취약한 물품의 포장재 원료로 사용되어, 상기 물품의 저장수명 및 품질유지기한을 증대시킬 수 있다.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 복합 기능성 친환경 필름의 제조 공정의 순서도를 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명에 따라 제조된 복합 기능성 친환경 필름의 외관 및 상기 필름이 진공 포장된 복합 기능성 친환경 필름 삽입재를 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예의 산소 제거 성능 결과를 나타낸 것이고,
도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예의 항균 시험 결과 사진을 나타낸 것이고,
도 5는 본 발명의 실시예 및 비교예의 항곰팡이 시험 결과 사진을 나타낸 것이고,
도 6은 본 발명에 따른 비금속류 산소제거 물질의 금속 촉매 유무에 따른 산소 제거 성능 결과를 나타낸 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명에 따른 복합 기능성 친환경 필름의 제조 공정의 순서도를 나타낸 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복합 기능성 친환경 필름의 제조방법은 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL)수지 100중량부와, 평균입경이 8 내지 12㎛인 메타중아황산나트륨(sodium metabisulifte) 5 내지 40중량부를 혼련하여 혼합물을 제조하는 단계(S10)와, 상기 혼합물을 용융압출하고 필름상으로 성형하여 필름 성형물을 제조하는 단계(S20)를 포함한다.
상기 필름 성형물은 산소 및 수분 차단성 포장재에 삽입하고 진공 포장하는 단계(S30)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 메타중아황산나트륨(sodium metabisulifte)은 기존 비금속류 산소제거 물질 중 금속류 촉매 유무와 관계없이 24시간 이내에 포장 내 산소 농도를 1%이하(상업적 목표 제거 수준)로 유지할 수 있는 물질이며, 이는 본 출원인이 촉매 유무에 따른 산소 제거 성능을 평가를 수행하고 도 6에서 그 결과를 확인하였다.
상기 도 6의 평가 결과, 메타중아황산나트륨과 아황산수소나트륨이 우수한 산소제거 성능을 보였으며, 이 중 본 발명은 한국, CODEX, EU, 미국, 일본 등 세계 각국에서 식품첨가물로 지정되어 식품 포장재의 구성 원료로서 안전하게 사용할 수 있는 물질인 메타중아황산나트륨을 선택 사용한 것이다.
상기 메타중아황산나트륨과 함께 사용되는 폴리카프로락톤은 종래 필름 성형 수지로 사용되는 저밀도 폴리에틸렌(Low-density polyethylene: LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(High-density polyethylene: HDPE), 폴리프로필렌(Polypropylene: PP), 폴리스티렌(Polystyrene: PS) 등의 범용 수지에 비해 환경오염을 저하할 수 있는 생분해성 수지이다.
또한, 상기 폴리카프로락톤은 종래 생분해성 수지로 사용되는 폴리(글리콜산)(PGA), 폴리(젖산)(PLA), 폴리락트산-글리콜산 공중합체(PLGA) 등에 비해 녹는점이 훨씬 낮으며 기계적 강도가 우수한 수지이다. 상기 메타중아황산나트륨은 필름 성형을 위하여 고온에서 용융되면 열분해되어 산소 제거, 항균/항곰팡이 성능이 발현되지 않게 된다.
따라서, 본 발명은 메타중아황산나트륨의 고유한 특성을 유지하면서 필름화가 가능하고, 기계적 강도가 우수한 생분해성 수지로 폴리카프로락톤을 선택 사용한 것에 기술 구성상의 특징이 있다.
상기 혼련하여 혼합물을 제조하는 단계(S10)는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 혼련기를 사용하며, 구체적으로 니더기(Kneader machine), 플래너터리 믹서(Planetary mixer), 밴버리 믹서(Banbury mixer), 버터플라이 믹서(Butterfly mixer) 및 헨셀 믹서(Henschel mixer)로 이루어진 군에서 선택된 1종을 사용할 수 있다.
상기 메타중아황산나트륨은 제조된 복합필름의 외관 특성 및 기계적 강도 향상을 위하여 평균입경을 8 내지 12㎛을 유지한다. 상기 입경이 8㎛ 미만이면 공정비용이 증가하는 문제가 발생할 수 있고, 상기 입경이 12㎛를 초과하는 경우에는 분산성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
입경은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 방법으로 평균입경을 유지할 수 있으며, 구체적으로 유성밀 및 체를 사용할 수 있다.
또한, 상기 메타중아황산나트륨(sodium metabisulifte)는 5 내지 40중량부를 사용하며, 사용량이 5중량부 미만이면 기능을 충분히 발현하지 못하는 문제가 발생할 수 있고 40중량부를 초과하는 경우에는 필름이 성형되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
이때, 상기 혼련은 메타중아황산나트륨의 열분해 온도를 고려하여 60 내지 80℃에서 5 내지 30분 동안 수행될 수 있다.
다음으로 상기 혼련된 혼합물을 용융압출하고 필름상으로 성형하는 단계(S20)는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 단축 용융압출기 또는 이축 용융압출기와 필름 제조 시스템(T-die)을 사용하여 수행할 수 있다. 여기서, 단축 용융압출기는 스크루가 단축으로 구성된 용융압출기를 의미하며, 이축 용융압출기는 스크루가 이축으로 구성된 용융압출기를 의미한다.
상기 필름 성형물은 그 두께가 100±3㎛일 수 있다.
다음으로 상기 필름 성형물은 산소 및 수분 차단성 포장재에 삽입하고 진공 포장하는 단계(S30)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 산소 및 수분 차단성 포장재는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 알루미늄 파우치 (3kg 용량, 두께 0.14mm, 140×220mm) 등을 사용할 수 있다.
한편, 하기 도 2는 본 발명에 따라 제조된 복합 기능성 친환경 필름의 외관 및 상기 필름이 진공 포장된 복합 기능성 친환경 필름 삽입재를 나타낸 것으로, 본 발명은 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL)수지 100중량부와 메타중아황산나트륨(sodium metabisulifte) 5 내지 40중량부를 함유하여 이루어진 복합 기능성 친환경 필름에 특징이 있다.
또한, 본 발명은 산소 및 수분 차단성 포장재에, 상기 복합 기능성 친환경 필름이 삽입되어 진공 포장된 복합 기능성 친환경 필름 포장재에 특징이 있다.
상기 복합 기능성 친환경 필름은 폴리프로필렌(PP) 트레이 내부에 상기 필름을 넣고 밀봉한 후, 72시간 이내에 폴리프로필렌(PP) 트레이 내부의 산소 농도를 대기 조건에서 3.49 내지 20.47 부피% 이하로 저하시킬 수 있고, 항균시헙법(JIS Z 2801)으로 얻어진 하기 수학식 1의 항균활성치가, 황색상포도상구균은 2.6 이상이고, 대장균은 2.6 이상일 수 있다.
[수학식 1]
항균활성치 = log10{(24시간 후 control 균수)/(24시간 후 시료 균수)}
바람직하기로는 상기 수학식 1의 항균활성치가, 황색상포도상구균은 7.1 이상이고, 대장균은 7.1 이상일 수 있다.
또한, 상기 복합 기능성 친환경 필름은 항곰팡이 시험법(ASTM G 21)으로 측정한, 4주 후 곰팡이 성장도가 0(곰팡이 미관찰)일 수 있다.
이때, 상기 항곰팡이 시험법은 아스페길루스 브라실리엔시스(Aspergilus brasiliensis), 페니실리움 푸니쿨로섬(Penicillium funiculosum), 채토미움 글로보숨(Chaetomium globosum), 트리코더마 비렌(Trichodema virens) 및 아우레오바시디움 풀루란스(Aureobasidium pullulans)이 혼합된 곰팡이를 사용하여 즉정될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 1
메타중아황산나트륨을 유성밀(Planatary mill, 5분, 300rpm) 및 체(Auto sieve, 3분, 325mesh)를 사용하여 입도 크기를 평균 10.9㎛로 조절하였다. 상기 입도가 조절된 메타중아황산나트륨 5중량부과, 폴리카프로락톤 100중량부를 혼련하였다. 이때, 상기 혼련기는 약 70℃에서 15분 동안 혼련시켰다.
상기 혼련된 혼합물은 이축 압출기(single or twin screw extruder) 및 필름 제조 시스템(T-die)을 이용하여 100±3㎛ 두께의 필름 형태로 용융 압출하여 복합필름을 제조하였다.
이때, 상기 이축 압출기(BauTek Co., BA-19)의 온도는 Header 80℃, Zone 1∼2 (Metering and Compression Zone) 80℃, Zone 3∼4 (Metering and Compression Zone) 60℃, Zone5∼6 (Metering and Compression Zone) 40℃, Zone 7 (Feed Zone)에서 40℃, Roller 25℃의 조건으로 복합필름을 제조하였다.
상기 제조된 복합필름은 산소 및 수분 차단성 포장재(3kg 용량 알루미늄 파우치, 두께 0.14mm, 140×220mm)에 삽입하여 진공포장하였다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 메타중아황산나트륨 10중량부를 사용하여 복합필름을 제조하고 진공포장하였다.
실시예 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 메타중아황산나트륨 15중량부를 사용하여 복합필름을 제조하고 진공포장하였다.
실시예 4
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 메타중아황산나트륨 20중량부를 사용하여 복합필름을 제조하고 진공포장하였다.
실시예 5
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 메타중아황산나트륨 30중량부를 사용하여 복합필름을 제조하고 진공포장하였다.
실시예 6
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 메타중아황산나트륨 40중량부를 사용하여 복합필름을 제조하고 진공포장하였다.
비교예 1
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 메타중아황산나트륨을 사용하지 않고, 폴리카프로락톤 100중량부만 사용하여 복합필름을 제조하고 진공포장하였다.
실험예 1 : 산소 제거 기능
시험방법: 상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에서 제조된 필름(1g)을 폴리스티렌(PS) 트레이에 넣고 증류수 50ml와 함께 800ml 용량의 폴리프로필렌(PP) 트레이에 넣고 밀봉하여 산소 제거 시험을 수행하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이때 상기 산소 제거 시험 결과는 헤드 스페이스 가스 분석기 (GS3 마이크로; Systech Illinois, IL, USA, IL)로 포장 내 가스조성을 평가하였다. 분석기는 각각의 실험 전에 일반적인 대기조건(20.9 부피% O2, 0.3 부피% CO2, 78.8 부피% N2)에서 교정되었다.
구분 포장 내 산소 농도(%)
0 24h 48h 72h
실시예 1 20.9±0.00 20.77±0.12 20.43±0.12 20.47±0.06
실시예 2 20.9±0.00 19.30±0.69 18.93±0.06 18.87±0.06
실시예 3 20.9±0.00 15.77±0.06 13.23±0.06 12.17±0.06
실시예 4 20.9±0.00 13.43±0.06 11.83±0.06 8.80±0.01
실시예 5 20.9±0.00 12.27±0.06 8.61±0.01 5.83±0.06
실시예 6 20.9±0.00 7.63±0.05 5.72±0.04 3.49±0.03
비교예 1 20.9±0.00 20.9±0.00 20.9±0.00 20.9±0.00
상기 표 1 및 도 3의 산소 제거 기능에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 복합필름은 산소 농도를 대기 조건에서 3.49 내지 20.47 부피%로 제하시킬 수 있으나, 비교예 1은 초기의 대기 조건에서의 산소 농도를 유지하는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 2: 항균 기능
시험방법: 상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에서 제조된 필름을 JIS Z 2801을 사용하여 항균 시험을 수행하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 상기 항균 시험의 결과는 하기 수학식 1의 항균활성치로 평가하였다.
[수학식 1]
항균활성치 = log10{(24시간 후 control 균수)/(24시간 후 시료 균수)}
구분 황색포도상구균 대장균
농도(CFU/mL) 항균
활성치		 농도
(CFU/mL)		 항균
활성치
초기 24시간 후 초기 24시간 후
실시예 1 2.5×108 7.1×105 2.6 2.5×108 6.9×105 2.6
실시예 2 2.5×108 4.5×103 4.8 2.5×108 3.2×103 4.9
실시예 3 2.5×108 <20 7.1 2.5×108 2.2×103 5.1
실시예 4 2.5×108 <20 7.1 2.5×108 8.1×102 5.5
실시예 5 2.5×108 <20 7.1 2.5×108 5.0×101 6.7
실시예 6 2.5×108 <20 7.1 2.5×108 2.0×101 7.1
비교예 1 2.5×108 1.8×106 2.2 2.5×108 2.1×106 2.1
대조군
(살균된 PP 표준 필름)		 2.5×108 2.7×108 - 2.5×108 2.8×108 -
상기 표 2 및 도 4의 항균 시험 결과 사진에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 복합필름은 항균활성치가, 황색상포도상구균은 2.6 이상이고 대장균은 2.6 이상이며, 특히 실시예 6의 필름은 항균활성치가, 황색상포도상구균은 7.1이고 대장균은 7.1으로 비교예 1에 비해 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 3 : 항곰팡이 기능
시험방법: 상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에서 제조된 필름을 ASTM G 21을 사용하여 항곰팡이 시험을 수행하고 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 이때, 상기 항곰팡이 시험은 아스페길루스 브라실리엔시스(Aspergilus brasiliensis), 페니실리움 푸니쿨로섬(Penicillium funiculosum), 채토미움 글로보숨(Chaetomium globosum), 트리코더마 비렌(Trichodema virens) 및 아우레오바시디움 풀루란스(Aureobasidium pullulans)이 혼합된 곰팡이를 사용하였다.
상기 항곰팡이 시험의 결과는 4주후 곰팡이 성장도로 평가하였으며, 상기 곰팡이 성장도의 평가기준은 하기와 같다.
[평가기준]
0 : 곰팡이 균이 보이지 않음,
1 : 곰팡이 균이 성장한 흔적이 보임 (필름 면적의 10% 미만),
2 : 곰팡이 균이 약간 성장함 (필름 면적의 10-30%),
3 : 곰팡이 균이 성장함 (필름 면적의 30-60%),
4 : 곰팡이 균이 많이 성장함 (필름 면적의 60-100%)
구분 4주 후, 곰팡이 성장도
실시예 1 0
실시예 2 0
실시예 3 0
실시예 4 0
실시예 5 0
실시예 6 0
비교예 1 0
대조군
(살균된 표준 면포)		 4
상기 표 3 및 도 5의 항곰팡이 시험 결과 사진에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 복합필름은 4주후 곰팡이 성장도가 0으로 비교예 1에 비해 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL)수지 100중량부와, 평균입경이 8 내지 12㎛인 메타중아황산나트륨(sodium metabisulifte) 5 내지 40중량부를 혼련하여 혼합물을 제조하는 단계와,
    상기 혼합물을 용융압출하고 필름상으로 성형하여 필름 성형물을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 친환경 필름의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 필름 성형물은 산소 및 수분 차단성 포장재에 삽입하고 진공 포장하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 친환경 필름의 제조방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 필름 성형물은 그 두께가 100±3㎛인 것을 특징으로 하는 복합 기능성 친환경 필름의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 혼련은 60 내지 80℃에서 5 내지 30분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 친환경 필름의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 용융압출은 단축 용융압출기 또는 이축 용융압출기를 사용하는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 친환경 필름의 제조방법.
  6. 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL)수지 100중량부와
    메타중아황산나트륨(sodium metabisulifte) 5 내지 40중량부를 함유하여 이루어진 것을 특징으로 하는 복합 기능성 친환경 필름.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 복합 기능성 친환경 필름은 폴리프로필렌(PP) 트레이 내부에 상기 필름을 넣고 밀봉한 후, 72시간 이내에 폴리프로필렌(PP) 트레이 내부의 산소 농도를 대기 조건에서 3.49 내지 20.47 부피% 이하로 저하시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 친환경 필름.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 복합 기능성 친환경 필름은 항균시헙법(JIS Z 2801)으로 얻어진 하기 수학식 1의 항균활성치가,
    황색상포도상구균은 2.6 이상이고,
    대장균은 2.6 이상인 것을 특징으로 하는 복합 기능성 친환경 필름
    [수학식 1]
    항균활성치 = log10{(24시간 후 control 균수)/(24시간 후 시료 균수)}
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 복합 기능성 친환경 필름은 항균 시험법(JIS Z 2801)으로 얻어진 상기 수학식 1의 항균활성치가,
    황색상포도상구균은 7.1 이상이고,
    대장균은 7.1 이상인 것을 특징으로 하는 복합 기능성 친환경 필름.
  10. 청구항 6에 있어서, 상기 복합 기능성 친환경 필름은 항곰팡이 시험법(ASTM G 21)으로 측정한, 4주 후 곰팡이 성장도가 0(곰팡이 미관찰)인 것을 특징으로 하는 복합 기능성 친환경 필름.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 항곰팡이 시험법은 아스페길루스 브라실리엔시스(Aspergilus brasiliensis), 페니실리움 푸니쿨로섬(Penicillium funiculosum), 채토미움 글로보숨(Chaetomium globosum), 트리코더마 비렌(Trichodema virens) 및 아우레오바시디움 풀루란스(Aureobasidium pullulans)이 혼합된 곰팡이를 사용하여 즉정된 것을 특징으로 하는 복합 기능성 친환경 필름.
  12. 산소 및 수분 차단성 포장재에,
    청구항 6 내지 11 중 어느 한 항의 복합 기능성 친환경 필름이 삽입되어 진공 포장된 것을 특징으로 하는 복합 기능성 친환경 필름 포장재.
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