KR20230078916A - Packaging Material and Manufacturing Method thereof - Google Patents

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KR20230078916A
KR20230078916A KR1020210166258A KR20210166258A KR20230078916A KR 20230078916 A KR20230078916 A KR 20230078916A KR 1020210166258 A KR1020210166258 A KR 1020210166258A KR 20210166258 A KR20210166258 A KR 20210166258A KR 20230078916 A KR20230078916 A KR 20230078916A
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Abstract

The present invention relates to a packaging material having gas removal and antibacterial functions. A packaging material manufacturing method of the present invention includes a step of preparing a first master batch on which copper nanoparticles are deposited on the surface, a step of preparing a second master batch containing diatomaceous earth, and a step of mixing and molding the first master batch and the second master batch into a functional film.

Description

포장재 및 이의 제조 방법 {Packaging Material and Manufacturing Method thereof}Packaging material and manufacturing method thereof {Packaging Material and Manufacturing Method thereof}

본 발명은 포장재에 관한 것으로서, 특히 가스 제거와 항균 기능을 갖는 포장재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a packaging material, and more particularly to a packaging material having degassing and antibacterial functions and a manufacturing method thereof.

유통 과정에서 품질을 유지하기 위하여 제품은 포장재에 의해 포장된다. 포장재는 제품에 따라 다양한 재질과 구조를 갖는다. In order to maintain quality in the distribution process, products are packaged by packaging materials. Packaging materials have various materials and structures depending on the product.

식품은 유통 과정에서 식품의 부패를 방지하여 충분한 유통 기간을 확보하는 것이 매우 중요하다. 이를 위해 식품 포장에서는 가스 제거와 항균이 요구된다. It is very important to secure a sufficient shelf life by preventing food spoilage during the distribution process. For this purpose, degassing and antibacterial are required in food packaging.

식품의 부패와 변질을 방지하기 위해서는 식품이 산소 및 유해가스와 접촉하는 것을 차단하는 기술이 요구된다. 이를 위해 알루미늄 진공포장, 가스 치환 포장, 가스 흡수제 등이 사용된다. 가스 흡수제는 파우치 형태의 포장재에 담겨 제품 포장재에 투입된다. 이 경우 포장 공정에 비용과 시간이 증가하는 문제가 있다. 또한 제품 포장재를 개봉하는 단계에서 가스 흡수제의 포장재가 손상된 경우 피보존물이 오염되는 문제가 있다.In order to prevent spoilage and deterioration of food, technology is required to prevent food from contacting with oxygen and harmful gases. For this purpose, aluminum vacuum packaging, gas displacement packaging, gas absorbers, etc. are used. The gas absorbent is put in a pouch-type packaging material and put into the product packaging material. In this case, there is a problem in that cost and time increase in the packaging process. In addition, when the packaging material of the gas absorbent is damaged in the step of opening the product packaging material, there is a problem in that the material to be stored is contaminated.

부패 방지를 위한 다른 방법으로 제올라이트 및 천연 광물질을 수지에 마이크로 코팅하는 기술이 있다. 이 기술은 과일 채소 등 모든 식재료가 숙성 과정에서 자연 발생하는 에틸렌 가스를 흡착하고 균 번식을 억제하여 신선도를 유지한다. 하지만 제품 가격이 매우 비싸고, 기능성 필름 및 박스 이외의 형태로 포장이 어려워 시장 확장성이 약하다는 문제가 있다. As another method for preventing decay, there is a technology of micro-coating zeolite and natural minerals on resin. This technology maintains freshness by adsorbing ethylene gas that is naturally generated during the ripening process of all food ingredients, including fruits and vegetables, and suppressing the growth of bacteria. However, the product price is very high, and it is difficult to pack in a form other than a functional film or box, so there is a problem in that the market expandability is weak.

항균을 위해서는 항균성 천연 광물질(백금, 구리, 산화아연, 제올라이트 등)을 수지에 마이크로 코팅하여 광물질의 살균 기능으로 식재료 표면에 존재하는 균을 제거하는 기술이 사용되고 있다. 이 기술은 가공 공정이 복잡하고 제품 가격이 매우 비싸며, 인체 유해한 중금속인 구리가 식품에 포함될 우려가 있고, 항균 필름 이외 시장 확장성에 한계가 있다. For antibacterial purposes, a technique of micro-coating antibacterial natural minerals (platinum, copper, zinc oxide, zeolite, etc.) on a resin is used to remove germs present on the surface of food ingredients through the sterilization function of the mineral material. This technology has a complicated processing process, a very high product price, there is a concern that copper, a heavy metal harmful to the human body, may be included in food, and there are limits to market expandability other than antibacterial films.

등록특허 제1944702호 (김치 포장 용기의 제조방법 및 그 방법으로 제조한 포장 용기)Registered Patent No. 1944702 (Method for manufacturing kimchi packaging container and packaging container manufactured by the method)

따라서 본 발명은 가스 제거와 항균 기능을 함께 수행할 수 있는 포장재를 제공하는 것을 일 목적으로 한다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a packaging material capable of performing both degassing and antibacterial functions.

또한 본 발명은 가스 제거 성능이 우수하면서도 포장 공정에 소요되는 비용과 시간이 적어 제품 가격이 저렴하고, 제품 포장재를 개봉하는 단계에서 피보존물이 오염될 염려가 적은 식품 포장재를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a food packaging material with excellent gas removal performance, low cost and low time required for the packaging process, and low risk of contamination of preservatives at the stage of opening the product packaging material. to be

또한 본 발명은 유해균을 짧은 시간에 제거할 수 있으면서도 가공 공정이 단순하고, 제품 가격이 저렴하며, 인체에 안전하고, 다양한 구조로 제작할 수 있어 시장 확장성이 큰 식품 포장재를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, another object of the present invention is to provide a food packaging material that can remove harmful bacteria in a short time, has a simple processing process, is inexpensive, is safe for the human body, and can be manufactured in various structures and has high market expandability. to be

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 포장재 제조 방법으로서, 구리 나노 입자가 표면에 증착된 제1 마스터 배치를 준비하는 단계와, 규조토를 함유한 제2 마스터 배치를 준비하는 단계와, 상기 제1 마스터 배치와 상기 제2 마스터 배치를 믹싱하여 기능성 필름으로 성형하는 단계를 포함한다.One aspect of the present invention for achieving the above object is a packaging material manufacturing method comprising the steps of preparing a first master batch on which copper nanoparticles are deposited on a surface, preparing a second master batch containing diatomaceous earth, and forming a functional film by mixing the first master batch and the second master batch.

바람직하게는, 상기 기능성 필름을 베이스 필름에 부착하는 단계를 더 포함한다. 상기 제1 마스터 배치를 준비하는 단계는 상기 구리 나노 입자를 수지에 플라스마 증착한다. 상기 규조토는 상기 기능성 필름에 2 내지 15 wt%, 특히 5 내지 10 wt% 포함된다.Preferably, the step of attaching the functional film to the base film is further included. In preparing the first master batch, the copper nanoparticles are plasma deposited on a resin. The diatomaceous earth is included in the functional film in an amount of 2 to 15 wt%, particularly 5 to 10 wt%.

본 발명의 다른 측면은 포장재로서, 베이스 필름과 상기 베이스 필름에 부착된 기능성 필름을 포함하고, 상기 기능성 필름은 상기 베이스 필름과 동일한 베이스 수지를 구비하며, 상기 기능성 필름은 증착된 구리 나노 입자를 구비하고, 상기 기능성 필름은 규조토를 구비한다. Another aspect of the present invention is a packaging material, including a base film and a functional film attached to the base film, the functional film having the same base resin as the base film, and the functional film having deposited copper nanoparticles. And, the functional film is provided with diatomaceous earth.

본 발명의 또 다른 측면은 포장재로서, 베이스 필름과, 상기 베이스 필름에 혼합되는 규조토와, 상기 베이스 필름에 증착된 구리 나노 입자를 포함한다.Another aspect of the present invention is a packaging material, which includes a base film, diatomaceous earth mixed with the base film, and copper nanoparticles deposited on the base film.

전술한 구성을 갖는 본 발명의 포장재는 가스 제거와 항균 기능을 함께 수행함으로써 식품 등을 장기간 신선하게 보관할 수 있다. 또한 본 발명에 의한 식품 포장재는 가스 제거 성능이 우수하면서도 포장 공정에 소요되는 비용과 시간이 적어 제품가격이 저렴하고, 제품 포장재를 개봉하는 단계에서 피보존물이 오염될 염려가 적다. 또한 본 발명의 식품 포장재는 유해균을 짧은 시간에 제거할 수 있으면서도 가공 공정이 단순하고, 제품 가격이 저렴하며, 인체에 안전하고, 다양한 구조로 제작할 수 있어 시장 확장성이 크다. The packaging material of the present invention having the above configuration can keep food fresh for a long period of time by performing both degassing and antibacterial functions. In addition, the food packaging material according to the present invention has excellent degassing performance, but the cost and time required for the packaging process are low, and the product price is low, and there is little concern about contamination of the preservation material in the step of opening the product packaging material. In addition, the food packaging material of the present invention can remove harmful bacteria in a short time, and the processing process is simple, the product price is low, it is safe for the human body, and it can be manufactured in various structures, so the market expandability is high.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 포장재 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 2는 바나나의 부패 정도를 테스트한 결과를 설명하는 도면이다.
1 is a diagram illustrating a method for manufacturing a packaging material according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a view explaining the results of testing the degree of decay of bananas.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to explain their invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.

본 발명은 i) 구리 나노 입자가 표면에 증착된 제1 마스터 배치를 준비하는 단계와, ii) 규조토를 함유한 제2 마스터 배치를 준비하는 단계와, iii) 상기 제1 마스터 배치와 상기 제2 마스터 배치를 믹싱하여 기능성 필름으로 성형하는 단계를 포함한다. The present invention includes i) preparing a first master batch on which copper nanoparticles are deposited, ii) preparing a second master batch containing diatomaceous earth, and iii) the first master batch and the second master batch. Mixing the master batch and forming it into a functional film.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 포장재 제조 방법을 설명하는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a method for manufacturing a packaging material according to an embodiment of the present invention.

1. 제1 마스터 배치를 준비하는 단계1. Preparing the first master batch

먼저, 구리 나노 입자(104)가 표면에 증착된 제1 마스터 배치(100)를 준비한다. 제1 마스터 배치(100)는 진공 증착조 내에서 수지(102)를 담체로 하여 수지(102)의 표면에 구리 나노 입자(104)가 진공 증착되는 방법에 의해 제조되는 것이 바람직하다. 구리 나노 입자(104)는 항균성이 있는 다른 금속 나노 입자들에 비해 항균 성능이 우수하면서도 가격이 저렴하다는 장점이 있다. First, a first master batch 100 on which copper nanoparticles 104 are deposited is prepared. The first master batch 100 is preferably manufactured by a method in which copper nanoparticles 104 are vacuum deposited on the surface of the resin 102 using the resin 102 as a carrier in a vacuum deposition bath. The copper nanoparticles 104 have an advantage in that they have excellent antibacterial performance and are inexpensive compared to other metal nanoparticles having antibacterial properties.

진공 증착은 진공 증착조, 상기 진공 증착조 내의 하부에 구비된 교반조, 상기 교반조 내에 구비되고 담체 즉, 고분자 칩을 교반하는 스크류, 및 상기 진공 증착조 내의 교반조 상부에 구비되고 금속 증기 입자를 발생시키는 증착원으로 구성되는 금속 입자 증착 장치에서 수행될 수 있다. 진공 증착조는 진공도가 10-4 내지 1 torr로 조절될 수 있다. 진공도가 10-4 torr 이하인 저진공에서는 증기 입자가 발생되는 증착원으로부터 가까운 담체 쪽에는 나노 입자 형성을 위한 증기 입자가 두껍게 증착되지만, 담체들이 증착원에서 멀어질수록 증기 입자들의 평균 자유 행적의 거리가 짧아져서 증기 입자는 담체에 증착되지 않게 된다.Vacuum deposition includes a vacuum deposition tank, a stirring tank provided at the bottom of the vacuum deposition tank, a screw provided in the stirring tank and stirring a carrier, that is, a polymer chip, and metal vapor particles provided at the top of the stirring tank in the vacuum deposition tank. It can be performed in a metal particle deposition apparatus composed of a deposition source that generates. The degree of vacuum of the vacuum deposition bath may be adjusted to 10 −4 to 1 torr. In a low vacuum with a vacuum degree of 10 -4 torr or less, thick vapor particles for forming nanoparticles are deposited on the side of the carrier close to the deposition source where the vapor particles are generated. is shortened so that the vapor particles are not deposited on the carrier.

증착원에서 원자화된 금속 증기의 비산 방향은 담체 반대 방향인 것이 바람직하다. 원자화된 증기의 비산 방향이 담체 반대 방향이어서 금속 증기는 상방으로 비산하지만 진공도가 10-4 내지 1 torr 이기 때문에 내부에 채워진 불활성 가스로 인한 금속 증기 입자와 불활성 가스 입자 간의 충돌이 일어나 평균자유경로가 짧아져서 금속 증기 입자가 중력에 의해 하향 방향으로 이동하여 교반되는 담체, 즉 고분자 칩 상에 증착됨으로써 고분자 칩 표면에 나노 입자를 형성하는 것이다.It is preferable that the scattering direction of the atomized metal vapor from the deposition source is in the opposite direction to the carrier. Since the scattering direction of the atomized vapor is in the opposite direction to the carrier, the metal vapor is scattered upward, but since the vacuum is between 10-4 and 1 torr, collisions occur between the metal vapor particles and the inert gas particles due to the inert gas filled inside, resulting in a mean free path. As the metal vapor particles are shortened, the metal vapor particles move downward by gravity and are deposited on the stirred carrier, that is, the polymer chip, thereby forming nanoparticles on the surface of the polymer chip.

상기 진공 증착에서 고분자 칩을 교반하는 스크류의 속도를 1 내지 200 rpm 으로 조절하는 것이 바람직하다. 상기 교반 속도가 1 rpm 미만일 경우에는 교반이 충분히 이루어지지 않아 금속 증기 입자가 고분자 칩 표면에 균일하게 부착되지 못하는 문제점이 있으며, 교반 속도가 200 rpm을 초과할 경우에는 교반되는 고분자 칩이 비산되는 문제점이 있다.In the vacuum deposition, it is preferable to adjust the speed of the screw for agitating the polymer chip to 1 to 200 rpm. When the stirring speed is less than 1 rpm, there is a problem in that the metal vapor particles are not uniformly attached to the surface of the polymer chip because stirring is not sufficiently performed, and when the stirring speed exceeds 200 rpm, the polymer chip being stirred is scattered. there is

진공 증착조의 진공도는 불활성 가스를 포함시켜 조절하며, 상기 불활성 가스는 Ar, Ne, N2, O2, CH4 등일 수 있다.The degree of vacuum of the vacuum deposition tank is adjusted by including an inert gas, and the inert gas may be Ar, Ne, N 2 , O 2 , CH 4 , or the like.

상기 증착원을 이용하여 나노 입자 형성을 위한 증기 입자를 발생시키는 단계는 물리적 기상증착법을 사용할 수 있으며, 그 예로 저항 가열법, 플라즈마 가열법, 유도가열법, 레이저 가열법 등의 열 증착, 디시 스퍼터링(DC Sputtering), 디시 알에프 스퍼터링(DC-RF Sputtering), 레이저 스퍼터링, 전자빔 증착(E-Beam Evaproation) 등을 들 수 있다. 특히 플라즈마 가열을 이용한 구리 나노 입자의 증착은 증착 속도에서 다른 방법에 비해 특히 우수함을 확인하였다.The step of generating vapor particles for forming nanoparticles using the deposition source may use a physical vapor deposition method, for example, thermal evaporation such as a resistance heating method, a plasma heating method, an induction heating method, a laser heating method, and dish sputtering. (DC sputtering), DC-RF sputtering, laser sputtering, E-Beam Evaproation, and the like. In particular, it was confirmed that deposition of copper nanoparticles using plasma heating was superior to other methods in terms of deposition rate.

본 실시예에서 증착 시간은 10분에서 20시간일 수 있다. 상기 시간을 조절함에 따라 고분자 칩에 대한 금속 입자의 농도를 제어할 수 있다.In this embodiment, the deposition time may be 10 minutes to 20 hours. By adjusting the time, the concentration of metal particles in the polymer chip can be controlled.

상기 진공 증착은 증착조의 진공도, 스크류의 속도, 증착 시간, 증착 파워 등을 조절함으로써 나노 입자의 성장을 제어하여 고분자 칩에 증착되는 구리 나노 입자의 크기 및 양을 조절할 수 있다.In the vacuum deposition, the size and amount of the copper nanoparticles deposited on the polymer chip can be controlled by controlling the growth of the nanoparticles by adjusting the vacuum level of the deposition bath, the speed of the screw, the deposition time, the deposition power, and the like.

구리 나노 입자가 증착된 고분자 칩의 제조에 사용되는 고분자는 사출 성형이 가능한 고분자면 제한 없이 모두 사용 가능하나, 바람직하게는 열가소성 고분자이다. 더욱 바람직하게는 LLDPE(Linear low-density polyethylene), LDPE(Low-density polyethylene), HDPE(High-density polyethylene), PP(Polypropylene), PS(Polysufone), PC(Polycarbonete), PVC(Polyvinylchloride), ABS(Acrylonitrile-butadiene-styrene), PET(Polyethyleneterephthalate) 등을 사용한다. 상기 고분자 칩의 크기는 제한이 없으나 바람직하게는 1~5mm, 더욱 바람직하게는 2~3mm이다.The polymer used in the manufacture of the polymer chip on which the copper nanoparticles are deposited can be used without limitation as long as it is a polymer capable of injection molding, but is preferably a thermoplastic polymer. More preferably LLDPE (Linear low-density polyethylene), LDPE (Low-density polyethylene), HDPE (High-density polyethylene), PP (Polypropylene), PS (Polysufone), PC (Polycarbonete), PVC (Polyvinylchloride), ABS (Acrylonitrile-butadiene-styrene), PET (Polyethyleneterephthalate), etc. are used. The size of the polymer chip is not limited, but is preferably 1 to 5 mm, more preferably 2 to 3 mm.

구리 나노 입자의 평균 크기는 2~30nm, 바람직하게는 2~10nm이다. 나노 입자들이 상기와 같은 크기로 형성되는 경우 나노 입자 간의 뭉침 현상이 방지되고 고분자 용융액에 잘 분산되어 구리 나노 입자가 잘 분산된 고분자 필름을 제조할 수 있다.The average size of the copper nanoparticles is 2 to 30 nm, preferably 2 to 10 nm. When the nanoparticles are formed in the above size, agglomeration between the nanoparticles is prevented and well dispersed in the polymer melt, so that a polymer film in which the copper nanoparticles are well dispersed can be prepared.

구리 나노 입자가 증착된 고분자에서 구리 나노 입자의 양은 바람직하게는 0.01 내지 0.5 wt%이다.The amount of the copper nanoparticles in the polymer on which the copper nanoparticles are deposited is preferably 0.01 to 0.5 wt%.

본 실시예에서 만들어진 나노 입자들은 크기가 2~30nm, 더욱 바람직하게는 2-10 nm 크기여서 금속 증기 응축법처럼 크기(50-100nm)가 크지 않아 적은 양으로 금속의 표면적을 증대시킬 수 있다. 또한 화학적 방법처럼 여러 분산제, 용매 등을 사용하지 않으면서 나노 입자들을 고분자에 증착시킴으로써 별도의 용매 제거를 위한 공정이 필요하지 않다. 또한 종래는 불충분한 나노 입자의 분산과 공정 단계의 뭉침 때문에 많은 양의 항균제를 첨가해서 가격 경쟁력을 떨어뜨렸으며 식품 포장재의 성능에 대한 지속력에 한계를 보였으며, 사출 용기들은 불투명하여 투명성을 요구하는 용기들에 사용에 제한을 가져왔다. 이에 반해 본 발명으로 제작된 나노 입자는 순도가 높고 균일성이 뛰어나며 어떤 용매를 포함하고 있지 않기 때문에 별도로 용매를 제거하는 공정이 필요 없으며, 입자의 크기가 금속 증기 응축법이나 기계적 연마법의 구리 나노 입자들보다 적어 적은 양의 구리 나노 입자들만으로도 항균성이 높은 장점을 가지게 된다.The nanoparticles made in this embodiment have a size of 2 to 30 nm, more preferably 2 to 10 nm, so that the size (50 to 100 nm) is not large as in the metal vapor condensation method, and the surface area of the metal can be increased with a small amount. In addition, as the nanoparticles are deposited on the polymer without using various dispersants or solvents like chemical methods, a separate process for removing the solvent is not required. In addition, in the prior art, a large amount of antimicrobial agent was added due to insufficient dispersion of nanoparticles and agglomeration in the process step, reducing price competitiveness, showing limitations in the performance of food packaging materials, and injection containers are opaque, requiring transparency. This has resulted in restrictions on use in containers. On the other hand, the nanoparticles produced by the present invention have high purity and excellent uniformity and do not contain any solvent, so there is no need for a separate solvent removal process, and the size of the particles is reduced by the metal vapor condensation method or mechanical polishing method. Since it is smaller than the particles, even a small amount of copper nanoparticles has an advantage of high antibacterial property.

2. 제2 마스터 배치를 준비하는 단계2. Preparing the second master batch

다음에는 규조토(110)를 함유한 제2 마스터 배치(106)를 준비한다. Next, a second master batch 106 containing diatomaceous earth 110 is prepared.

규조토(110)와 수지(108)의 비중이 다르므로 두 물질의 호퍼를 달리 사용한다. 두 개의 호퍼에 각각 투입된 규조토(110)와 수지(108)의 배출 속도를 조절하여 조성을 조절한다. 규조토(110)는 기능성 필름(112)에 2 내지 15 wt% 포함되도록 하는 것이 바림직하다. 규조토(110)가 기능성 필름(112)에 2 wt% 미만이 포함되면 가스 제거 성능이 충분하지 않을 수 있다. 규조토(110)가 기능성 필름(112)에 15 wt%를 초과하여 포함되면 필름의 기계적 성질과 가격이 문제가 된다. 규조토(110)는 기능성 필름(112)에 5 내지 10 wt% 포함되도록 하는 것이 특히 바람직하다. Since the diatomaceous earth 110 and the resin 108 have different specific gravity, different hoppers are used for the two materials. The composition is controlled by adjusting the discharge speed of the diatomaceous earth 110 and the resin 108 respectively injected into the two hoppers. The diatomaceous earth 110 is preferably included in the functional film 112 in an amount of 2 to 15 wt%. If less than 2 wt% of the diatomaceous earth 110 is included in the functional film 112, gas removal performance may not be sufficient. When the diatomaceous earth 110 is included in the functional film 112 in an amount exceeding 15 wt %, mechanical properties and cost of the film become problems. The diatomaceous earth 110 is particularly preferably included in the functional film 112 in an amount of 5 to 10 wt%.

3. 필름으로 성형하는 단계3. Forming into a film

다음에는 제1 마스터 배치(100)와 제2 마스터 배치(106)를 믹싱하여 기능성 필름(112)으로 성형하고, 상기 기능성 필름(112)을 베이스 필름(116)에 부착한다. 제1 마스터 배치(100)와 제2 마스터 배치(106)를 성형기에서 용융하고 압출하여 구리 나노 입자(104)와 규조토(110)가 균일하게 분산된 얇은 기능성 필름(112)을 제조한다. Next, the first master batch 100 and the second master batch 106 are mixed to form a functional film 112, and the functional film 112 is attached to the base film 116. The first master batch 100 and the second master batch 106 are melted and extruded in a molding machine to prepare a thin functional film 112 in which copper nanoparticles 104 and diatomaceous earth 110 are uniformly dispersed.

또한 베이스 수지(114)를 압출기에 삽입하여 베이스 필름(116)을 제조한다. 기능성 필름(112)은 베이스 필름(116)의 일 면에 합지된다. 본 실시예의 필름 성형 단계는 기존의 포장재 제작 공정 및 장비를 그대로 사용할 수 있다는 장점이 있다. 제1 마스터 배치(100)를 제조하기 위한 수지(102)와, 제2 마스터 배치(106)를 제조하기 위한 수지(108)와, 베이스 필름(116)를 제조하기 위한 수지(114)는 모두 동일한 재료를 사용하는 것이 믹싱과 합지에 바람직하다.In addition, the base film 116 is manufactured by inserting the base resin 114 into an extruder. The functional film 112 is laminated to one side of the base film 116 . The film forming step of this embodiment has the advantage of being able to use the existing packaging material manufacturing process and equipment as it is. The resin 102 for preparing the first master batch 100, the resin 108 for preparing the second master batch 106, and the resin 114 for preparing the base film 116 are all the same. The use of materials is preferable for mixing and laminating.

합지된 필름(118)은 베이스 필름(116)에 의해 필요한 기계적 성질을 가지게 된다. 또한 합지된 필름(118)은 베이스 필름(116)의 일 표면에 균일하게 구리 나노 입자(104)와 규조토(110)가 분산되므로 가스 제거와 항균 기능을 원활하게 수행할 수 있다. 이때 얇은 두께로 필름을 제조한다면 부피 대비 표면적이 높아져 적은 양의 구리 나노 입자(104)와 규조토(110)를 첨가하여도 많은 구리 나노 입자(104)와 규조토(110)가 표면에 노출되어 높은 가스 제거 및 항균 효과를 제공한다. 제조되는 필름의 두께는 제한되지 않으나 표면에 구리 나노 입자(104)와 규조토(110)를 최대한 많이 노출시키기 위하여 0.02 mm 이하, 바람직하게는 0.005 mm 이하의 얇은 두께가 바람직하다. The laminated film 118 has necessary mechanical properties due to the base film 116 . In addition, since the copper nanoparticles 104 and the diatomaceous earth 110 are uniformly dispersed on one surface of the base film 116 in the laminated film 118, degassing and antibacterial functions can be smoothly performed. At this time, if the film is manufactured with a thin thickness, the surface area to volume is increased, so even if a small amount of copper nanoparticles 104 and diatomaceous earth 110 are added, many copper nanoparticles 104 and diatomaceous earth 110 are exposed to the surface, resulting in high gas Provides a detoxifying and antibacterial effect. The thickness of the produced film is not limited, but a thin thickness of 0.02 mm or less, preferably 0.005 mm or less, is preferable in order to expose the copper nanoparticles 104 and the diatomaceous earth 110 on the surface as much as possible.

구리 나노 입자(104)와 규조토(110)가 함유된 매우 얇은 기능성 필름(112)을 베이스 필름(116)에 합지하여 식품 포장재(116)를 제작한다면 최소한의 구리 나노 입자(104)와 규조토(110)를 사용하면서도 높은 가스 제거 및 항균성과 적당한 두께 및 강도를 가지는 제품을 제작할 수 있다.If a food packaging material 116 is manufactured by laminating a very thin functional film 112 containing copper nanoparticles 104 and diatomaceous earth 110 to a base film 116, the minimum number of copper nanoparticles 104 and diatomaceous earth 110 ), it is possible to produce a product with high gas removal and antibacterial properties and appropriate thickness and strength.

본 실시예에서 구리 나노 입자(104)를 포함하는 고분자 필름(112)으로 식품 포장재(116)를 만들 경우 균과 접촉하여 항균력을 일으키는 것은 표면에 노출된 구리 나노 입자이며, 내부에 있는 묻혀 있는 구리 나노 입자들은 항균 효과에 직접적으로 기여하지 못하는데, 본 실시예의 경우 내부에 잘 분산된 구리 나노 입자들은 고분자의 긴 사슬들 사이에 놓이게 되어 고분자들의 부분적인 운동을 막아 음식물 부패의 주요 요소인 산소가 외부로부터 침투하여 확산되는 것을 방해하여 산소 투과도를 낮추는 장점을 갖는다.In this embodiment, when the food packaging material 116 is made of the polymer film 112 containing copper nanoparticles 104, it is the copper nanoparticles exposed on the surface that cause antibacterial activity in contact with bacteria, and the copper nanoparticles buried inside Nanoparticles do not directly contribute to the antibacterial effect. In the case of this embodiment, well-dispersed copper nanoparticles are placed between long chains of polymers to prevent partial movement of polymers, thereby removing oxygen, a major factor in food spoilage, from the outside. It has the advantage of lowering the oxygen permeability by preventing diffusion from penetration.

베이스 필름(116)을 제조하기 위한 수지(114)는 바람직하게는 PET, OPP, PVC, PS, 나일론, HDPE 등이다. 상기 베이스 필름은 얇은 고분자 필름일 수도 있고 식품용 트레이를 위한 후막일 수도 있다. 베이스 필름의 두께는 요구되는 기계적 강도에 따라 0.05~0.1mm 일 수 있다.The resin 114 for making the base film 116 is preferably PET, OPP, PVC, PS, nylon, HDPE or the like. The base film may be a thin polymer film or a thick film for food trays. The thickness of the base film may be 0.05 to 0.1 mm depending on the required mechanical strength.

가스 제거 및 항균 기능을 갖는 기능성 필름(112)은 내열성과 기계적 강도를 갖는 베이스 필름(116)에 합지된다. 상기 합지는 라미네이팅 방식, 드라이 방식, 티다이 방식 등을 통해 이루어질 수 있다. 기능성 필름(112)과 베이스 필름(114)을 롤러에 열을 가열하여 압착하는 방법으로 합지될 수도 있다. 이때 별도의 접착제 및/또는 용매를 사용하거나 PE를 사용하여 합지할 수 있다. 협지된 식품 포장재(116)에서 기능성 필름(112)이 식품과 직접적으로 접촉하는 면이 된다.The functional film 112 having degassing and antibacterial functions is laminated to the base film 116 having heat resistance and mechanical strength. The lamination may be performed through a laminating method, a dry method, a T-die method, and the like. The functional film 112 and the base film 114 may be laminated by heating and compressing the roller. At this time, a separate adhesive and / or solvent may be used or laminated using PE. In the sandwiched food packaging material 116, the functional film 112 becomes a surface in direct contact with food.

본 실시예의 식품 포장재(118)의 기능성 필름(112)은 구리 나노 입자(104)가 잘 분산되어 있어서 필름 표면은 고른 항균력을 부여하고, 규조토(110)가 포장재 내부의 가스를 제거한다. 한편 얇은 필름으로 만들 경우 기계적인 물성이 떨어지는 것을 방지하기 위하여 기존에 많이 사용하는 기계적 강도, 내열성 및 인쇄성이 우수한 베이스 필름(116)과 합지하여 항균 살균력, 산소 투과 방지, 기계적 물성증대, 열적 물성 증대, 우수한 인쇄성을 갖는 식품 포장재를 제공한다.In the functional film 112 of the food packaging material 118 of this embodiment, the copper nanoparticles 104 are well dispersed, so that the surface of the film imparts even antimicrobial activity, and the diatomaceous earth 110 removes gas inside the packaging material. On the other hand, in order to prevent mechanical properties from deteriorating when made into a thin film, it is laminated with a base film 116 that has excellent mechanical strength, heat resistance and printability, which is widely used in the past, to prevent antibacterial sterilization, oxygen permeation, increase mechanical properties, and thermal properties. A food packaging material having increased and excellent printability is provided.

이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 기능성 필름의 작용 효과에 대해 설명한다. Hereinafter, operational effects of functional films according to embodiments of the present invention will be described.

표 1은 본 발명의 일 실시예에 의해 PLA(Poly Latic Acid) 90 wt%, 규조토 10 wt%를 포함한 필름을 50㎛ 두께로 제작하여 이산화탄소 흡착력을 측정하고, 선행 기술과 비교한 결과이다. 가스 치환 포장 용기에 시료 필름을 넣고 가스 치환 포장 용기를 밀봉한 후 15℃에서 14일 보관하였다. 시료 필름의 크기는 9.5㎝ X 42.5㎝이고, 가스 치환 포장 용기의 부피는 850㎖이며, 가스 치환 포장 용기에는 O2 0.8%, CO2 93.2%가 충진된다. 시료 필름은 가스 치환 포장 용기에 밀봉하기 전에 35℃에서 15시간 동안 건조시키는 전처리가 수행되었다. Table 1 is a result of measuring carbon dioxide adsorption capacity by producing a film containing 90 wt% of PLA (Poly Latic Acid) and 10 wt% of diatomaceous earth to a thickness of 50 μm according to an embodiment of the present invention and comparing it with the prior art. After putting the sample film in the gas substitution packaging container and sealing the gas substitution packaging container, it was stored at 15 ° C. for 14 days. The size of the sample film is 9.5 cm X 42.5 cm, the volume of the gas exchange packaging container is 850 ml, and the gas exchange packaging container is filled with O 2 0.8% and CO 2 93.2%. The sample film was subjected to a pretreatment of drying at 35° C. for 15 hours before being sealed in a gas displacement packaging container.

Figure pat00001
Figure pat00001

표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 제올라이트를 10 wt% 함유한 경우 14일 경과 후에 CO2가 9.80% 감소하였다. 이에 비해 본 실시예에 의해 규조토를 10 wt% 함유한 경우에는 14일 경과 후에 CO2가 16.63% 감소하였음을 확인하였다. As can be seen from Table 1, CO 2 was reduced by 9.80% after 14 days when 10 wt% of zeolite was contained. In contrast, in the case of containing 10 wt% of diatomaceous earth according to this example, it was confirmed that CO 2 was reduced by 16.63% after 14 days.

도 2는 표 1과 동일한 조건에서 바나나의 부패 정도를 테스트한 결과를 설명하는 도면이다. 본 실시예에 의해 규조토를 10 wt% 함유한 경우 바나나 부패 정도가 상대적으로 작음을 시각적으로 확인할 수 있다. Figure 2 is a view explaining the results of testing the degree of decay of bananas under the same conditions as in Table 1. According to this example, it can be visually confirmed that the degree of banana decay is relatively small when 10 wt% of diatomaceous earth is contained.

표 2는 본 발명의 다른 실시예에 의해 구리 나노 입자를 포함한 필름을 제작하여 항균 성능을 측정하고, 선행 기술과 비교한 결과이다. 시험 재료는 호주산 목초 사육 냉장 소고기로서 두께는 대략 10mm이고, 중량은 300g이다. 시험 재료는 진공 포장된 상태에서 2 내지 4℃에서 냉장 보관되고, 도축일로부터 126일 경과 후에 측정되었다. 시험성적 의뢰기관은 한국식품과학연구원이다.Table 2 is a result of measuring the antibacterial performance of a film containing copper nanoparticles according to another embodiment of the present invention and comparing it with the prior art. The test material was Australian grass-fed refrigerated beef, approximately 10 mm thick and weighing 300 g. The test material was refrigerated at 2 to 4° C. in a vacuum-packed state and measured after 126 days from the slaughter date. The test results request agency is the Korea Food Science Research Institute.

Figure pat00002
Figure pat00002

휘발성 염기질소(valatile basic nitrogen : VBN)는 암모니아질소, 트리메틸아민 등의 휘발성 아민을 총칭한 것으로서, 고기의 신선도 지표가 된다. 부패 허용 기준은 일반적으로 신선육에서는 100g 중 10~20㎎ 이내이다. 초기 부패시에는 30~40㎎이 되고, 부패 육에서는 50mg 이상이 된다. 시험군 모두 9mg 이내로 완전 신선육 상태를 유지하는 것으로 확인되었다. 본 실시예에 의한 구리 나노 입자를 포함한 필름을 사용하는 경우 일반 필름을 사용하는 경우에 비해 휘발성 염기질소의 양이 적음이 확인되었다.Volatile basic nitrogen (VBN) is a general term for volatile amines such as ammonia nitrogen and trimethylamine, and is an indicator of freshness of meat. Permissible spoilage standards are generally within 10 to 20 mg per 100 g of fresh meat. It is 30 ~ 40mg in the case of early decay, and more than 50mg in spoiled meat. It was confirmed that all test groups maintained complete fresh meat within 9 mg. In the case of using the film including the copper nanoparticles according to this embodiment, it was confirmed that the amount of volatile basic nitrogen was smaller than that of the case of using the general film.

세균수는 유익균, 유해균 등 세균 종류를 구분하지 않고 총 균수를 측정하였다. 세균수 허용 기준은 1g 중 가공식품은 5만, 과자류는 1만 내지 5만, 냉동식품은 10만 이하이다. 신선육의 세균 허용 기준은 없으나 학계에서는 100만을 기준으로 한다. 본 실시예에 의한 구리 나노 입자를 포함한 필름을 사용하여 진공 수축 방식으로 포장하는 경우에만 세균수 허용 기준을 충족함이 확인되었다. The total number of bacteria was measured without classifying the types of bacteria such as beneficial bacteria and harmful bacteria. The bacterial count per 1g is 50,000 for processed foods, 10,000 to 50,000 for confectionery, and 100,000 or less for frozen foods. There is no bacterial acceptance standard for fresh meat, but in the academic world, 1 million is the standard. It was confirmed that the acceptance criteria for the number of bacteria was satisfied only when the film containing the copper nanoparticles according to this example was packaged in a vacuum shrinking method.

100 : 제1 마스터 배치
102, 108, 114 : 수지
104 : 구리 나노 입자
106 : 제2 마스터 배치
110 : 규조토
112 : 기능성 필름
116 : 베이스 필름
118 : 포장재
100: first master batch
102, 108, 114: Resin
104: copper nanoparticles
106: second master batch
110: diatomaceous earth
112: functional film
116: base film
118: packaging material

Claims (4)

구리 나노 입자가 표면에 증착된 제1 마스터 배치를 준비하는 단계와,
규조토를 함유한 제2 마스터 배치를 준비하는 단계와,
상기 제1 마스터 배치와 상기 제2 마스터 배치를 믹싱하여 기능성 필름으로 성형하는 단계를
포함하는 것을 특징으로 하는 포장재 제조 방법.
preparing a first master batch on which copper nanoparticles are deposited;
Preparing a second master batch containing diatomaceous earth;
Forming a functional film by mixing the first master batch and the second master batch
A packaging material manufacturing method comprising the.
제1항에 있어서,
상기 기능성 필름을 베이스 필름에 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포장재 제조 방법.
According to claim 1,
Packaging material manufacturing method characterized in that it further comprises the step of attaching the functional film to the base film.
베이스 필름과 상기 베이스 필름에 부착된 기능성 필름을 포함하고,
상기 기능성 필름은 상기 베이스 필름과 동일한 베이스 수지를 구비하며,
상기 기능성 필름은 증착된 구리 나노 입자를 구비하고,
상기 기능성 필름은 규조토를 구비하는 것을 특징으로 하는 포장재.
Including a base film and a functional film attached to the base film,
The functional film has the same base resin as the base film,
The functional film includes deposited copper nanoparticles,
The functional film is a packaging material, characterized in that provided with diatomaceous earth.
베이스 필름과, 상기 베이스 필름에 혼합되는 규조토와, 상기 베이스 필름에 증착된 구리 나노 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장재.A packaging material comprising a base film, diatomaceous earth mixed with the base film, and copper nanoparticles deposited on the base film.
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