KR20230070960A - 식품 포장용기 - Google Patents

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KR20230070960A
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최정민
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농업회사법인 (주)상복명과원
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 식품 포장용기는,
내부에 식품이 포장되는 용기로서,
상기 식품과 접촉되며, 숯분말과 황토분말이 바인더에 의해 표면에서 서로 부착된 분말복합체가 제1고분자수지에 분산되는 내층;
상기 내층의 바깥측에 구비되며, 상기 분말복합체가 제2고분자수지에 분산되는 외층; 및
상기 내층과 상기 외층의 사이에 구비되며, 상기 숯분말 및 상기 황토분말이 각각 제3고분자수지에 분산되는 중간층; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

식품 포장용기{Food packaging container}
본 발명의 일 측면은 식품의 포장용기에 관한 것으로서, 구체적으로는 빵이나 떡 등의 식품을 보관, 포장할 수 있는 용기에 관한 것이다.
황토는 빛깔이 누르고 거무스름한 흙(Yellow soil)으로서, 우리나라에서는 황색 내지 적갈색의 풍화토로 발견된다. 황토는 실리카(SiO2), 탄산칼슘(CaCO3), 알루미나(Al2O3), 철분, 마그네슘, 나트륨, 등으로 이루어지며, 탄산칼슘이 다량 함유되는 특징이 있어 쉽게 부서지지 않는 대신 물을 가하면 찰흙처럼 변하는 성질이 있다.
황토는 표면이 넓은 벌집구조로 많은 공간이 복층 형태로 구성되는 미세구조를 갖는데, 이 구멍 안에는 원적외선이 다량 흡수, 저장되어 열을 받으면 원적외선을 외부로 방출할 수 있다고 알려져 있다.
숯은 목재를 600 ~ 900℃ 의 고온에서 연소시켜 탄소 약 85%, 수분 약 10%, 미네랄 약 3% 로 이루어지며 다공성의 구조로 이루어지는 물질을 총칭하는 것으로서, 원래 연료로 사용되지만, 최근들어 탈취, 제습, 여과, 정화 등의 여러가지 효과와 항균, 살균, 원적외선 및 음이온 방출, 중금속 제거 등의 유익한 기능들을 갖는 것으로 알려지며 다양한 기술분야에서 활용되고 있으며, 지속적인 활용방법이 연구되고 있다.
이러한 숯 또는 황토 성분은 원가가 상대적으로 낮고 그 효능이 우수하며, 소비자의 인식도 대체적으로 좋은 편이어서 도료, 금속의 표면처리, 화장품 등의 다양한 기술분야에서 활용하기 위한 다양한 기술들이 연구되어 왔으며, 플라스틱 수지와 블렌딩 함으로써 숯이나 황토를 함유한 기능성 플라스틱 소재로서의 활용 가능성 또한 연구되어왔다.
그러나, 숯 또는 황토 성분을 포함하여 제조된 플라스틱 제품들은 숯 또는 황토 입자와 플라스틱 소재와의 좋지않은 혼화성, 입자간의 뭉침(응집)현상과, 플라스틱의 표면에서의 이탈 현상 등이 발생하기 쉬워 그 상용화에 기술적 어려움이 존재하였으며, 숯 또는 황토 성분의 장점을 활용하면서도 숯 또는 황토 입자들을 플라스틱 수지와 잘 혼합하고 균일하게 분산시키는 방법이나 표면에서의 이탈을 방지하는 방법에 대한 연구가 더욱 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-0788584 호
본 발명의 목적은, 종래 식품의 포장용기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 살균 및 탈취, 흡습성 등의 특성을 유지하면서도 포장된 식품을 오염시키지 않는 포장용기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 측면은 내부에 식품이 포장되는 용기로서,
상기 식품과 접촉되며, 숯분말과 황토분말이 바인더에 의해 표면에서 서로 부착된 분말복합체가 제1고분자수지에 분산되는 내층;
상기 내층의 바깥측에 구비되며, 상기 분말복합체가 제2고분자수지에 분산되는 외층; 및
상기 내층과 상기 외층의 사이에 구비되며, 상기 숯분말 및 상기 황토분말이 각각 제3고분자수지에 분산되는 중간층; 을 포함하는 식품 포장용기이다.
여기에서, 상기 중간층에 포함되는 상기 숯분말과 상기 황토분말의 중량분율의 총합은,
상기 내층 또는 상기 외층에 포함되는 상기 분말복합체의 중량분율의 4 내지 10 배인 것이 좋고,
상기 분말복합체는 상기 숯분말과 상기 황토분말이 아민기를 포함하는 바인더에 의해 표면에서 서로 부착된 것일 수 있으며,
상기 아민기를 포함하는 바인더는
DETA(diethylenetriamine), PEHA(pentaethylenehexamine) 및 PEI(polyethylenimine)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
또, 상기 내층에 포함되는 상기 분말복합체의 함량은 상기 제1고분자수지 100중량부에 대하여 0.05 내지 0.35 중량부인 것이 좋고,
상기 분말복합체를 이루는 상기 숯분말과 상기 황토분말의 중량비는 1:1 내지 1:10 인 것이 좋으며,
상기 중간층에 포함되는 상기 숯분말과 상기 황토분말의 함량비는 1:1 내지 1:6인 것이 좋고,
상기 숯분말의 평균입경은 1 ~ 40㎛ 인 것이 바람직하다.
또한, 상기 황토분말의 평균입경은 10 ~ 70㎛인 것이 좋고,
상기 고분자수지는,
폴리올레핀(Polyolefin), 폴리스타이렌(Polystyrene), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리설폰(Polysulfone), 폴리에스터(Polyester) 및 이들의 단량체간 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것이 좋으며,
상기 식품 포장용기는 표준상태(20℃, 1기압, 상대습도 65%)에서 24시간 이상 방치하여 수분평형에 도달한 시료의 표준수분율이 0.01 ~ 0.05%인것이 바람직하다.
또, 상기 분말복합체는,
상기 바인더를 알코올계 용매에 혼합하여 용해시킨 후, 상기 숯분말 및 상기 황토분말을 투입하여 형성되는 것이 좋고,
상기 분말복합체는, 상기 숯분말과 상기 황토분말의 총합과, 상기 바인더, 및 상기 알코올계 용매의 중량비율을 1:6:1 내지 1:8:1 로 혼합하여 형성되는 것이 좋으며,
상기 숯분말은 다수의 기공을 포함하고,
상기 기공의 평균직경은 2.0㎛ 이내인 것이 바람직하고,
상기 식품포장용기는 상기 식품 형태의 금형을 이용해 사출 또는 프레스 성형되는 것이 바람직하며,
상기 식품포장용기의 두께는 0.1 ~ 1.5mm 인 것이 좋다.
여기에서, 상기 식품은 빵 또는 과자인 것이 좋다.
본 발명의 일 측면에 따른 포장용기는 숯 분말과 황토분말이 서로 결합되는 분말복합체를 포함하여 숯 또는 황토 분말이 포장용기로부터 탈락되거나 식품의 표면을 오염시키는 현상을 방지할 수 있으며, 분말이 플라스틱 내에 균일하게 분산되는 장점이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 포장용기는 살균, 흡습 및 탈취 등에 효과가 있는 숯 및 황토 분말이 혼합된 플라스틱 포장용기를 제공함으로써, 포장된 식품이 보관시 세균의 번식이나 부패를 효과적으로 방지할 수 있으며, 특히 숯 또는 황토분말이 높은 함량으로 포함되는 층이 포장용기의 내부에 구비되어 표면에서의 단점을 해소하면서도 우수한 살균, 탈취 및 흡습효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따른 포장용기는 수분의 흡착이 용이한 황토 및 숯 분말이 포함되어 밀봉 포장된 이후 내부의 습도를 일정하게 유지할 수 있으며, 포장된 빵의 표면이 너무 마르거나 습기가 차지 않게하여 빵의 보관을 용이하게한다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따른 포장용기는 포장하고자 하는 빵의 형태에 맞추어 제작된 금형을 이용해 제조되며, 개별적으로 빵을 포장할 수 있어 유통시 빵의 변형이나 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 측면인 식품 포장용기의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 측면인 식품 포장용기의 적층구조를 갖는 내층, 중간층 및 외층의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하에 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 한다. 본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한은 기술적으로 통상의 기술을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
본 명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한 포함(comprise, comprises, comprising)이라는 용어는 언급된 물건, 단계 또는 일군의 물건, 및 단계를 포함하는 것을 의미하고, 임의의 어떤 다른 물건, 단계 또는 일군의 물건 또는 일군의 단계를 배제하는 의미로 사용된 것은 아니다.
한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다.
도면들에 있어서, 구성 요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 구성요소가 다른 구성요소 "위에/아래에" 또는 "상에/하에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 위에/바로 아래에" 있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 있는 경우도 포함한다.
본 발명은 식품 포장용기에 관한 것으로서, 식품포장용기는 다층구조로 이루어지며, 구체적으로는 식품이 담기는 내부에 구비되어 식품과 직접 접촉되는 내층과, 내층의 바깥쪽에 구비되어 식품과 직접 접촉되지 않으나 소비자가 포장용기의 파지시에 소비자의 손과 접촉되는 외층, 및 내층과 외층의 사이에 구비되는 중간층을 포함하여 이루어진다.
내층은, 제1고분자수지를 포함하여 이루어지는 플라스틱 소재의 층으로서, 제1고분자수지로는 식품의 포장에 사용할 수 있으며, 유해물질이 방출되지 않는 수지를 사용해야하며, 얇은 두께로 가공이 용이하고 경제성이 우수한 고분자수지가 사용되는 것이 좋다.
예를들어, 제1고분자수지로는 폴리올레핀(Polyolefin), 폴리스타이렌(Polystyrene), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리설폰(Polysulfone), 폴리에스터(Polyester) 및 이들의 단량체(Monomer)간 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 수지가 사용되는 것이 좋고, 바람직하게는 폴리에틸렌(poly ethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene)과 같은 폴리올레핀이나 폴리에스터가 고분자수지로 사용되는 것이 바람직하다.
한편, 고분자수지는 생분해성(Biodegradability)를 갖는 것도 가능하며, 다른 생분해성 첨가물을 포함하는 것도 가능하여 환경오염 및 플라스틱 배출 규제를 벗어날 수 있다.
제1고분자수지로 제조된 내층 또는 식품 포장용기는 원하는 형태로 성형된 후 경화되며, 포장된 식품을 외력으로부터 보호하여 식품이 파손되거나 변형되는 것을 방지한다.
제1고분자수지에 분산되는 분말복합체는, 숯분말과 황토분말이 표면에서 서로 부착된 것을 의미하며, 숯분말과 황토분말은 아민기를 포함하는 바인더에 의해 표면에서 서로 부착되는 것이 좋다.
분말복합체를 구성하는 숯분말은, 포장용기내에서 살균, 흡습, 탈취 등의 기능을 수행할 수 있다. 숯은 다수의 기공을 갖는 다공성의 구조를 가져 비표면적이 넓고, 미생물이나 화학물질이 흡착되는 특성이 우수하며, 원적외선을 방출하고, 습기를 머금는 흡습성이 우수한 장점이 있다.
분말복합체에 포함되는 숯분말의 평균입경은 1 ~ 40㎛, 바람직하게는 10 ~ 33㎛인 것이 좋다.
숯분말의 평균입경이 해당 범위보다 작은 경우 분말복합체의 제조시 분말간 응집이 잘 일어나 분산이 잘 이루어지지 않거나 입경의 편차가 커지므로 균일한 제품을 생산하기가 어려운 문제가 있고, 숯분말의 평균입경이 해당 범위보다 큰 경우 비표면적이 감소해 살균이나 흡습 효과가 저하되는 문제가 있을 수 있다.
숯분말은 해당 범위의 평균입경으로 사용되기 위하여, 숯 또는 숯가루를 건조시킨 후 분쇄하여 얻어지는 것이 바람직하고, 분쇄시 숯분말의 평균입경의 편차가 감소할 수 있다.
또한, 숯분말은 다공성의 구조를 가지고, 다수의 기공이 포함된다. 숯분말의 기공은 크기는 평균적인 직경으로 계산될 수 있는데, 평균직경은 2.0㎛ 이내일 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 1.0㎛ 이내인 것이 좋다. 기공의 크기에 따라 숯분말의 표면적과 흡착특성이 달라질 수 있으며, 기공이 너무 큰 경우 내부에 공기가 많이 포함되어 제1고분자수지와 혼합시 내부에 기포를 발생시킬 가능성이 높고, 후술할 황토분말과의 결합이 잘 형성되지 않을 수 있다.
분말복합체를 구성하는 황토분말은, 숯분말과 함께 분말복합체를 형성하며, 숯분말과 마찬가지로 다공성의 구조를 가져 흡착 특성이 우수해 탈취, 흡습성이 좋고, 음이온 또는 원적외선을 방출하여 살균효과를 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.
황토분말의 평균입경은 10 ~ 70㎛, 바람직하게는 20 ~ 50㎛ 인 것이 좋다.
황토분말의 평균입경이 해당 범위보다 작은 경우 분말복합체 제조시 분말간 응집이 잘 일어나 분산이 잘 이루어지지 않아 균일한 제품을 생산하기가 어려운 문제가 있고, 황토분말의 평균입경이 해당 범위보다 큰 경우 층의 두께 조절이 어려워지고, 입자가 외관상 크게 관찰되는 문제가 있을 수 있다.
분말복합체는 숯분말과 황토분말이 바인더에 의해 서로 부착되는 구조를 갖는다.
여기에서 바인더는 숯분말과 황토분말의 표면에서 분말간 결합을 형성시키거나 부착을 용이하게하는 역할을 수행하며, 표면의 구조 및 물성을 개선하여 고분자수지와의 결합력을 더욱 향상하는 역할을 수행할 수 있다. 바인더는 아민기를 포함하는 화합물일 수 있고, 예를들어 DETA(diethylenetriamine), PEHA(pentaethylenehexamine), PEI(polyethylenimine) 등의 화합물이 사용되는 것이 좋다.
바인더에 포함되는 아민기는 숯분말의 표면에 결합되어 숯분말의 표면성질을 개질시킬 수 있으며, 바인더의 다른 작용기 또는 분자구조에 의해 고분자수지와의 친화력이 증대되어 숯분말과 고분자수지 간의 결합력을 향상시키고, 숯분말의 내부에 포함되는 다수의 기공에서의 흡착이 잘 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 바인더는 숯분말에 결합된 아민기 외의 다른 작용기 또는 분자구조에 의해 황토분말과의 결합을 형성하거나 높은 친화력을 가지는 것도 가능하다. 황토분말은 일반적은 흙과 달리 실리카 외에 금속산화물, 탄산염 등을 포함하고 있어 바인더와의 반응성이 높으며, 바인더와 결합을 형성하거나 바인더와의 결합력을 향상시킴으로써 숯분말과 황토분말 사이의 인력이 증가될 수 있다.
본 명세서에서 숯분말과 황토분말 사이의 결합이 형성되어 분말복합체를 형성한다는 표현은, 숯분말과 황토분말이 바인더에 의해 직접 화학적 결합을 형성하는 경우를 포함하고, 이외에도 높은 친화력을 가짐으로써 고분자수지내에 분산시 서로 인접하게 배치되어 일체로서 볼 수 있는 경우까지도 포함하는 것으로 본다.
분말복합체가 제1고분자수지에 혼합, 분산되는 경우 극성 결합이 많이 포하되는 황토분말이 숯분말보다 혼화성이 낮은 문제가 있는데, 분말복합체의 형성시 황토분말의 표면에 숯분말이 하나 이상 부착될 수 있어 황토분말과 제1고분자수지와의 혼화특성이 향상되므로, 황토분말의 응집을 에방할 수 있고, 분말복합체의 이탈을 방지할 수 있다.
분말복합체를 형성하는 방법의 일 예시로는, 숯분말과 황토분말을 혼합한 후 바인더를 더 첨가하는 방법이 사용될 수 있으며, 이를 습식 함침법(wet impregment) 방식이라고도 부른다.
보다 구체적으로는 바인더를 알코올계 용매에 혼합하여 용해시킨 후, 숯분말 및 황토분말을 첨가하여 교반하는 방식으로 합이 형성될 수 있고, 이때, 숯분말 및 황토분말 : 바인더 : 용매의 비율은 1:6:1 내지 1:8:1 인 것이 바람직하다.
여기에서, 분말복합체를 구성하기 위한 숯분말과 황토분말의 비율은 (숯분말) : (황토분말) 이 1:1 내지 1:10 인 것이 좋고, 예를들어 1:3 내지 1:6 인 것이 바람직하다.
또한, 분말복합체는 제1고분자 수지 100중량부에 대하여 0.01 내지 0.1 중량부로 포함되는 것이 좋고, 바람직하게는 0.05 내지 0.08 중량부로 포함되는 것이 좋다. 분말복합체가 너무 많은 경우 표면에서의 분말복합체의 탈락이 일어날 수 있는 문제가 있다.
이후 제조된 분말복합체는 증류수로 세척된 후 건조되어 습기를 완전히 제거하고 제1고분자수지와 혼합되어 포장용기의 내층으로 활용될 수 있다.
내층으로 분말복합체가 분산된 고분자수지를 사용함으로써, 황토와 숯 분말의 유리한 효과를 얻을 수 있으면서도, 식품의 표면에 황토나 숯분말이 묻어 식품을 오염시키는 문제를 예방할 수 있다.
외층은, 내층의 바깥층에 구비되며 포장용기를 파지하는 소비자의 손에 숯이나 황토분말이 묻어나오지 않도록 분말복합체가 분산된 고분자수지로 구비된다.
구체적으로 외층은 분말복합체가 제2고분자수지에 분산되는 구조를 갖는다.
외층에 포함되는 분말복합체는 전술한 내층에 포함되는 분말복합체와 동일한 분말복합체일 수 있으며, 동일한 방법으로 형성된 분말복합체를 사용하는 것도 가능하다.
외층에 포함되는 제2고분자수지로는 폴리올레핀(Polyolefin), 폴리스타이렌(Polystyrene), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리설폰(Polysulfone), 폴리에스터(Polyester) 및 이들의 단량체(Monomer)간 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 수지가 사용되는 것이 좋고, 바람직하게는 폴리에틸렌(poly ethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene)과 같은 폴리올레핀이나 폴리에스터가 고분자수지로 사용되는 것이 바람직하다.
내층과 외층은 동일한 고분자수지를 사용하여 제조될 수 있으며, 분말복합체의 숯분말과 황토분말의 함량 및 그 비율이 동일하게 이루어지는 것도 가능하다. 본 발명의 일 실시예는 내층과 외층을 동일하게 제조된 고분자수지와 분말복합체의 혼합물을 이용하여 동일하게 제조한다.
내층 및 외층에서 분말복합체가 포함되는 함량은, 제1 또는 제2 고분자수지 100중량부에 대하여 0.05 내지 0.35 중량부, 바람직하게는 0.06 내지 0.22 중량부인 것이 좋다. 분말복합체의 함량이 높은 경우 내층이나 외층에서 분말복합체가 외부로 이탈되어 식품이나 외부를 오염시키는 문제가 발생할 수 있으며, 너무 적은 경우 흡습 및 살균 효과가 떨어질 수 있다.
중간층은, 전술한 내층과 외층 사이에 구비되는 층으로서, 내층과 외층을 구조적으로 구분시키는 층이다.
중간층에는 분말복합체를 이루지 않는 각각의 숯분말과 황토분말이 제3고분자 수지에 분산되어 포함될 수 있다.
제3고분자수지로는 폴리올레핀(Polyolefin), 폴리스타이렌(Polystyrene), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리설폰(Polysulfone), 폴리에스터(Polyester) 및 이들의 단량체(Monomer)간 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 수지가 사용되는 것이 좋고, 바람직하게는 폴리에틸렌(poly ethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene)과 같은 폴리올레핀이나 폴리에스터가 고분자수지로 사용되는 것이 바람직하며, 제1고분자수지 또는 제2고분자수지와 동일한 물질이 사용되는 것도 바람직하다.
중간층은 전술한 분말복합체를 형성하기 위한 숯분말 및 황토분말과 동일한 평균입경을 갖는 숯분말 및 황토분말이 사용될 수 있다.
중간층에 포함되는 숯분말은 전술한 제3고분자수지와 혼합되는데, 제3고분자수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 0.8 중량부, 바람직하게는 0.2 내지 0.4 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다.
숯분말의 함량이 적은 경우, 숯분말의 첨가에 의한 효과가 감소하게 되며, 함량이 너무 많은 경우 제품의 외관이나 투명성이 저하되거나, 성형이 어려워지는 문제가 있을 수 있다.
한편, 중간층에 포함되는 황토분말은 제3고분자수지에 숯분말과 함께 혼합되어 중간층을 구성하는데, 제3고분자수지 0.1 내지 0.8 중량부, 바람직하게는 0.2 내지 0.4 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다.
황토분말의 함량이 적은 경우, 황토분말의 첨가에 의한 효과가 감소하게 되며, 함량이 너무 많은 경우 제품의 외관이나 투명성이 저하되거나, 성형이 어려워지는 문제가 있을 수 있다.
중간층에서 숯분말과 황토분말이 혼합되는 중량비율은 (숯분말) : (황토분말) 이 1:1 내지 1:6 인 것이 좋고, 예를들어 1:3 내지 1:4 인 것도 좋다. 숯분말이 황토분말 대비 너무 많이 혼합되는 경우 숯분말끼리의 응집이 증가할 수 있고, 숯분말 대비 황토분말이 너무 많이 혼합되는 경우 황토분말과 숯분말이 충분히 결합을 형성하지 못해 황토분말이 포장용기에서 이탈되거나 균일하게 분산되지 않는 문제가 있을 수 있다.
중간층에서 숯분말과 황토분말의 총합은 제3고분자수지 100중량부에 대하여 0.2 내지 1.6 중량부일 수 있고, 바람직하게는 0.4 내지 1.0 중량부일 수 있다. 숯분말 및 황토분말의 함량이 너무 많은 경우, 분말끼리의 응집이 증하거나 균일한 분산이 어려울 수 있고, 외관상 투명도 및 색감이 나빠지는 문제가 있을 수 있다.
중간층에 포함되는 숯분말과 황토분말의 중량분율 총합은 외층 또는 내층에 포함되는 분말복합체의 중량분율보다 큰 것이 좋다. 예를들어 중간층에 포함되는 숯분말과 황토분말의 중량분율 총합(W2)과, 외층에 포함되는 분말복합체의 중량분율(W1), so층에 포함되는 분말복합체의 중량분율(W3)에 대하여, W2 가 W1과 W3의 산술평균값보다 4 내지 10배인 것이 좋고, 바람직하게는 4 내지 7배인 것이 좋다.
중간층에서의 숯 및 황토분말의 함량이 외층이나 내층보다 높은 구조로 인하여, 내층 및 외층에서의 분말의 함량이 낮아 외부로 이탈되는 분말이 식품이나 사용자의 손을 오염시키는 문제가 저감되면서도, 내층에 포함된 숯, 황토분말이 포장용기 내에서의 살균, 흡습, 탈취효과를 충분히 제공할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예인 식품 포장용기는 흡습성이 우수한 황토 및 숯 분말이 복합체를 이루는 외층 및 내층을 포함하여 포장용기와 식품을 포함하여 비닐 등으로 추가적인 밀봉 포장을 하는 경우에, 밀봉 포장 내부에서의 습도를 균일하게 유지할 수 있다.
보다 구체적으로는 온도가 증가해 식품에서 수분이 증발하고 습도가 높아지는 경우 분말복합체가 수분을 흡수하여 내부 습도를 유지해 세균의 증식 등을 방지하고, 이후 다시 습기를 방출하여 식품이 건조해지거나 표면이 마르는 것을 방지하여 식품의 보관 기간을 늘리고 식품의 상태를 유지할 수 있다.
제조된 포장용기는 고분자수지에 분말복합체가 고르게 분산된 구조를 가지는 투명한 플라스틱 소재로 이루어지며, 표준상태(20℃, 1기압, 상대습도 65%)에서 24시간 이상 방치하여 수분평형에 도달한 시료의 표준수분율이 0.01 ~ 0.05% 인 것이 좋고, 예를들어 0.037 ~ 0.05% 일 수 있다. 이러한 수분율은 분말복합체에 의하여 수분이 흡착된 정도를 나타내며, 순수한 고분자수지 플라스틱보다 높은 흡습율을 가짐을 알 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 식품 포장용기의 제조방법이다.
식품 포장용기의 제조방법은 각각의 층을 형성하기 위한 혼합원료를 준비하는 단계, 혼합원료를 이용하여 내층, 중간층, 외층의 순서대로 적층된 필름형태의 구조를 가지도록 원료를 적층하는 단계, 적층된 혼합원료를 프레스하여 성형하고 경화시키는 단계를 포함한다.
각각의 층을 형성하기 위한 혼합원료를 준비하는 단계는 전술한 제1고분자수지, 제2고분자수지 및 제3고분자수지와 숯분말, 황토분말 및 분말복합체를 준비하고, 이를 중량비율에 맞게 혼합, 교반하여 분산시키는 단계를 포함한다.
본 측면에서 전술한 측면인 식품 포장용기에 기재한 내용과 중복되는 부분은 생략하였다.
원료를 적층하는 단계는 각각의 혼합원료를 별도로 적층하여 필르형태로 만든 뒤 적층하는 단계일 수 있으며, 이형필름 상에 순차적으로 혼합원료를 도포하여 적층구조를 형성하는 단계인 것도 가능하다.
적층된 혼합원료를 프레스하는 단계에서는 식품의 형태를 본따 만들어진 금형을 활용하여 혼합원료가 성형될 수 있고, 구체적으로는 내층을 형성하기 위한 혼합원료, 중간층을 형성하기 위한 혼합원료 및 외층을 형성하기 위한 혼합원료를 각각 필름과 같이 얇은 형태로 제조하여 적층하거나, 한번에 적층된 형태를 만든 뒤, 프레스하여 성형하고 경화시키는 방식이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예로는 경주빵과 같은 원통형의 빵을 포장하기 위한 포장용기를 제조하는 방법이 있으며, 빵과 동일한 형상을 가지고 크기가 빵보다 큰 금형을 사용하여 빵이 완전히 내부에 위치될 수 있으며, 일측면이 개방되는 개구면을 가질 수 있다.
포장용기의 두께는 0.1 ~ 1.5mm 일 수 있고, 0.5 ~ 1.1 mm인 것이 좋다. 포장용기의 두께가 너무 얇은 경우 숯분말, 황토분말 또는 분말복합체에 의해 내구성이 저하되거나 찢어지기 쉬운 문제가 있으며, 포장용기의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 경제성이 떨어지고 유통시 제품의 무게가 무거워지는 문제가 있다.
실시예
표 1과 같은 구성의 숯분말과 황토분말을 배합하고, 바인더로 DETA를 사용하여 분말복합체를 제조하였으며, 고분자수지로는 폴리에틸렌을 사용하여 포장용기용 고분자수지 혼합물 제조하였다.
고분자수지
(PE)		 숯분말 황토분말 (숯분말) :
(황토분말)
함량 (g) 입경(㎛) 함량 (g) 입경(㎛) 함량 (g)
실시예 1 100 10 0.01 20 0.05 1:5
실시예 2 100 10 0.05 20 0.05 1:1
실시예 3 100 33 0.01 20 0.05 1:5
실시예 4 100 33 0.05 20 0.05 1:1
실시예 5 100 10 0.05 20 0.15 1:3
실시예 6 100 10 0.05 20 0.3 1:6
실시예 7 100 10 0.02 20 0.2 1:10
실시예 8 100 10 0.05 10 0.3 1:6
실시예 9 100 10 0.05 50 0.3 1:6
실시예 10 100 10 0.05 70 0.3 1:6
비교예 1 100 10 0.5 20 0.05 10:1
비교예 2 100 10 1 20 0.05 20:1
비교예 3 100 33 0.5 20 0.05 10:1
비교예 4 100 33 1 20 0.05 20:1
비교예 5 100 60 0.05 20 0.05 1:1
비교예 6 100 40 1.3 50 1 1.3:1
비교예 7 100 10 0.05 100 0.05 1:1
비교예 8 100 10 1 50 1.3 1:1.3
한편, 숯분말과 황토분말을 각각 바인더에 습식 함침법으로 바인더와 혼합하여 포장용기에 사용될 수 있는 고분자수지 혼합물 제조하였다.
고분자수지
(PE)		 숯분말 황토분말
함량 (g) 입경(㎛) 함량 (g) 입경(㎛) 함량 (g)
실시예 11 100 10 0.1 20 0.3
실시예 12 100 33 0.2 20 0.8
실시예 13 100 10 0.4 20 0.8
실시예 14 100 33 0.8 20 0.8
실시예 15 100 10 0.1 20 0.1
실시예 16 100 33 0.2 20 0.2
실시예 17 100 10 0.2 20 0.4
실시예 18 100 33 0.2 20 0.8
비교예 9 100 33 0.1 20 0.8
비교예 10 100 33 0.6 20 0.2
표 3은 실시예 및 비교예에 따라 제조된 고분자수지 혼합물을 이용하여 내층, 중간층 및 외층의 구조를 가지는 포장용기를 제조한 뒤, 제품의 특성을 평가한 결과를 나타낸 표이다.
표 1에서 제조된 고분자수지 혼합물을 0.2mm 두께의 필름으로 성형하고, 그 위에 표 2에서 제조된 고분자 수지 혼합물을 0.2mm 두께로 적층한 후, 다시 표 1에서 제조된 고분자수지 혼합물을 0.2mm 두께로 적층한 후, 미리 제조된 금형을 사용헤 프레스하고, 경화시켜 두께가 0.6 mm인 포장용기를 제조하였다.
포장용기의 투명도는 글씨를 쓴 종이의 앞에 포장용기를 배치한 후 글씨의 육안 식별 정도에 따라 글씨가 명확하게 식별가능한 경우를 5점, 글씨의 식별이 불가능한 경우를 1점으로 평가해 그 결과를 나타내었다.
응집여부는 육안으로 관찰하였을 때 황토분말이나 숯분말이 서로 응집되어 육안으로 관찰되는지를 확인하였다.
분말의 탈락정도는 포장용기의 표면을 흰 천으로 3회 마찰시킨 후 표면에 황토나 숯의 알갱이가 묻어나오는 정도를 육안으로 판단하였으며, 묻어나오지 않은 경우 5점, 10개 미만의 분말이 관찰된 경우 4점, 10개 ~ 50개 정도의 분말이 관찰되는 경우 3점, 50개 이상은 2점으로 평가하였다.
표준수분율은 표준상태(20℃, 1기압, 상대습도 65%)에서 24시간 이상 방치된 상태의 수분율이고, 하여 수분평형에 도달한 시료의 중량과, 건조 오븐에서 완전히 건조된 시료의 건중량의 차이를 표준상태의 시료의 중량으로 나누어 계산된다.
내층 및 외층 중간층 투명도 관찰 분말 응집여부 분말 탈락 정도 표준수분율 (%)
실시예 1 실시예 11 5 관찰되지 않음 5 0.046
실시예 2 실시예 11 5 관찰되지 않음 5 0.048
실시예 3 실시예 11 5 관찰되지 않음 5 0.047
실시예 4 실시예 11 5 관찰되지 않음 5 0.048
실시예 5 실시예 14 4 관찰되지 않음 5 0.045
실시예 6 실시예 14 4 관찰되지 않음 5 0.044
실시예 7 실시예 14 4 관찰되지 않음 5 0.050
실시예 8 실시예 14 4 일부관찰 5 0.041
실시예 9 실시예 14 4 관찰되지 않음 4 0.039
실시예 10 실시예 14 4 일부관찰 4 0.037
비교예 1 실시예 14 4 관찰되지 않음 3 0.039
비교예 2 실시예 14 3 관찰되지 않음 3 0.055
비교예 3 실시예 14 4 관찰되지 않음 3 0.041
비교예 4 실시예 14 3 관찰되지 않음 3 0.054
비교예 5 실시예 12 5 관찰되지 않음 4 0.029
비교예 6 실시예 12 3 관찰되지 않음 4 0.069
비교예 7 실시예 12 5 일부관찰 5 0.030
비교예 8 실시예 12 3 관찰되지 않음 5 0.071
전술한 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 포장용기
2: 내층
3: 중간층
4: 외층
10 : 숯분말
20 : 황토분말
30 : 분말복합체
40 : 고분자수지

Claims (17)

  1. 내부에 식품이 포장되는 용기로서,
    상기 식품과 접촉되며, 숯분말과 황토분말이 바인더에 의해 표면에서 서로 부착된 분말복합체가 제1고분자수지에 분산되는 내층;
    상기 내층의 바깥측에 구비되며, 상기 분말복합체가 제2고분자수지에 분산되는 외층; 및
    상기 내층과 상기 외층의 사이에 구비되며, 상기 숯분말 및 상기 황토분말이 각각 제3고분자수지에 분산되는 중간층; 을 포함하는 식품 포장용기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중간층에 포함되는 상기 숯분말과 상기 황토분말의 중량분율의 총합은,
    상기 내층 또는 상기 외층에 포함되는 상기 분말복합체의 중량분율의 4 내지 10 배인 식품 포장용기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 분말복합체는 상기 숯분말과 상기 황토분말이 아민기를 포함하는 바인더에 의해 표면에서 서로 부착된 것인 식품 포장용기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 아민기를 포함하는 바인더는
    DETA(diethylenetriamine), PEHA(pentaethylenehexamine) 및 PEI(polyethylenimine)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 식품 포장용기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 내층에 포함되는 상기 분말복합체의 함량은 상기 제1고분자수지 100중량부에 대하여 0.05 내지 0.35 중량부인 식품 포장용기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 분말복합체를 이루는 상기 숯분말과 상기 황토분말의 중량비는 1:1 내지 1:10 인 식품 포장용기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 중간층에 포함되는 상기 숯분말과 상기 황토분말의 함량비는 1:1 내지 1:6인 식품 포장용기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 숯분말의 평균입경은 1 ~ 40㎛ 인 식품 포장용기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 황토분말의 평균입경은 10 ~ 70㎛인 식품 포장용기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 고분자수지는,
    폴리올레핀(Polyolefin), 폴리스타이렌(Polystyrene), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리설폰(Polysulfone), 폴리에스터(Polyester) 및 이들의 단량체간 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 식품 포장용기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 식품 포장용기는 표준상태(20℃, 1기압, 상대습도 65%)에서 24시간 이상 방치하여 수분평형에 도달한 시료의 표준수분율이 0.01 ~ 0.05%인 식품 포장용기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 분말복합체는,
    상기 바인더를 알코올계 용매에 혼합하여 용해시킨 후, 상기 숯분말 및 상기 황토분말을 투입하여 형성되는 식품 포장용기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 분말복합체는, 상기 숯분말과 상기 황토분말의 총합과, 상기 바인더, 및 상기 알코올계 용매의 중량비율을 1:6:1 내지 1:8:1 로 혼합하여 형성되는 식품 포장용기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 숯분말은 다수의 기공을 포함하고,
    상기 기공의 평균직경은 2.0㎛ 이내인 식품 포장용기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 식품포장용기는 상기 식품 형태의 금형을 이용해 사출 또는 프레스 성형되는 식품 포장용기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 식품포장용기의 두께는 0.1 ~ 1.5mm 인 식품 포장용기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 식품은 빵 또는 과자인 식품 포장용기.



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* Cited by examiner, † Cited by third party
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