KR20230114918A - 대마를 이용한 항균 마스터배치 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대마를 이용한 항균 마스터배치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는, 균일한 입도를 갖는 대마분말을 선별 및 가열처리하여 항균력을 갖도록 하고 최적의 비율로 플라스틱 수지와 혼합하여 제조되는 항균 마스터배치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 대마를 이용한 항균 마스터배치의 제조방법은 분쇄된 대마로부터 소정의 입도를 갖는 대마를 분리하는 대마선별단계;와 선별된 대마를 가열하는 가열단계;와 플라스틱 수지에 가열된 대마를 첨가하여 마스터 배치를 제조하는 성형단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 대마를 이용한 항균 마스터배치의 제조방법은 분쇄된 대마로부터 소정의 입도를 갖는 대마를 분리하는 대마선별단계;와 선별된 대마를 가열하는 가열단계;와 플라스틱 수지에 가열된 대마를 첨가하여 마스터 배치를 제조하는 성형단계;를 포함한다.
Description
본 발명은 대마를 이용한 항균 마스터배치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는, 균일한 입도를 갖는 대마분말을 선별 및 가열처리하여 항균력을 갖도록 하고 최적의 비율로 플라스틱 수지와 혼합하여 제조되는 항균 마스터배치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
대마(Cannabis sativa L.)는 칸나비스속 일년생 식물로서, 삼 또는 마라고도 불린다. 대마는 예로부터 각 부위가 다양한 용도로 사용되어 왔는데, 대표적으로, 대마 줄기의 섬유는 삼베나 그물을 짜는 원료로 사용되어 왔으며, 이 밖에 열매는 향신료의 원료나 한방 약재로, 종자는 조미료용이나 채유용으로 사용되어 왔다.
한편, 최근 의류, 건축, 식품, 의약품 등 산업 전반에서 친환경 소재에 대한 소비자들의 관심이 높아지면서, 자연 유래 소재들에 대한 연구가 심화되고 있다. 대마 역시 그 연구결과가 축적되면서, 최근에는 대마에 약 460여종의 유용 성분이 포함되어 있고, 항균, 항염증, 항진균성 효능이 있다는 점이 밝혀졌다.
본 발명자는 대마를 이용한 친환경 소재 개발에 대한 연구의 일환으로 균일한 입도를 갖는 대마분말을 선별 및 가열처리하여 항균력을 갖도록 하고 최적의 비율로 플라스틱 수지와 혼합하여 항균 마스터배치를 제조하였으며, 99.9%의 항균력을 갖는 것을 확인하여 본 발명에 이르게 되었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 균일한 입도를 갖는 대마분말을 선별 및 가열처리하여 항균력을 갖도록 하고 최적의 비율로 플라스틱 수지와 혼합하여 제조되는 항균 마스터배치 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 대마를 이용한 항균 마스터배치의 제조방법은 분쇄된 대마로부터 소정의 입도를 갖는 대마를 분리하는 대마선별단계;와 선별된 대마를 가열하는 가열단계;와 플라스틱 수지에 가열된 대마를 첨가하여 마스터 배치를 제조하는 성형단계;를 포함한다.
상기 대마선별단계는 대마 원료를 분쇄한 후 진동체로 20 내지 40㎛를 갖는 대마를 선별하는 것을 특징으로 한다.
상기 성형단계는 마스터 배치 전체 100중량% 중 가열된 대마를 15 내지 40 중량% 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 대마를 이용한 항균 마스터배치는 상술된 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 대마를 이용한 항균 마스터배치 및 이의 제조방법에 의하면, 균일한 입도를 갖는 대마분말을 선별 및 가열처리하여 항균력을 갖도록 하고 최적의 비율로 플라스틱 수지와 혼합하여 마스터 배치를 제조함으로써 친환경적이며, 제조된 마스터 배치는 99.9%의 항균력을 갖는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 대마를 이용한 항균 마스터배치의 제조방법의 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 대마를 이용한 항균 마스터배치의 제조방법의 선별단계 이후 입도분포분석결과.
도 3은 본 발명에 따른 대마를 이용한 항균 마스터배치를 이용하여 제조된 식품 보관 용기.
도 2는 본 발명에 따른 대마를 이용한 항균 마스터배치의 제조방법의 선별단계 이후 입도분포분석결과.
도 3은 본 발명에 따른 대마를 이용한 항균 마스터배치를 이용하여 제조된 식품 보관 용기.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 이하에서 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
본 발명은 대마를 이용한 항균 마스터배치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는, 균일한 입도를 갖는 대마분말을 선별 및 가열처리하여 항균력을 갖도록 하고 최적의 비율로 플라스틱 수지와 혼합하여 제조되는 항균 마스터배치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 대마를 이용한 항균 마스터배치의 제조방법의 순서도를 보여준다.
본 발명의 대마를 이용한 항균 마스터배치의 제조방법은 분쇄된 대마로부터 소정의 입도를 갖는 대마를 분리하는 대마선별단계(S100)와 선별된 대마를 가열하는 가열단계(S200)와 플라스틱 수지에 가열된 대마를 첨가하여 마스터 배치를 제조하는 성형단계(S300)를 포함한다.
대마선별단계(S100)는 분쇄된 대마로부터 소정의 입도를 갖는 대마를 분리하는 단계이다.
대마 원료는 분쇄하기에 앞서 전처리될 수 있으며, 전처리는 수세, 스팀 및 건조공정을 포함할 수 있다.
대마 원료는 줄기, 뿌리 등을 포함할 수 있으며, 대마 원료를 1 내지 5회 수세한 후 대마 원료에 존재하는 미생물 및 오염원을 제거하기 위하여 스팀처리될 수 있다.
수세 및 스팀처리 후에는 수분함량 3% 내지 10 wt%를 갖도록 건조처리되는데, 건조처리함으로써 대마 원료간의 응집없이 균일한 분쇄가 가능하게 된다.
전처리된 대마는 평균입도 20 내지 40㎛를 갖는 입자가 전체 대마의 50% 이상이 되도록 분쇄처리하며, 바람직하게는, 평균입도가 25 내지 35㎛를 갖는 입자가 전체 대마 부피의 50 내지 70%가 되도록 분쇄처리한다.
분쇄처리된 대마 원료는 진동체에 투입되어 평균입도 20 내지 40㎛를 갖는 대마입자만을 선별하게 되는데, 평균입도가 20㎛ 미만일 경우에는 표면적 대비 항균력 증가가 미미하고 오히려 마스터 배치 제조시 입자간의 응집이 발생될 수 있있으며, 평균입도가 40㎛를 초과할 경우에는 단위면적당 항균 활성 표면적이 낮아 상기 범위를 벗어나지 않는 것이 바람직하다.
가열단계(S200)에서는 대마입자의 항균력을 극대화하기 위하여 선별된 대마를 가열하는 단계로, 가열공정은 100 내지 250℃에서 30 내지 90분간 수행된다.
성형단계(S300)는 플라스틱 수지와 가열된 대마를 혼합하여 마스터 배치를 제조하는 단계이다.
상기 마스터 배치를 제조하는 방법은 가열된 대마와 플라스틱을 믹서에서 혼합하고, 혼합물을 피더(Feeder)에 투입한 후 압출-냉각-절단하는 공정을 포함할 수 있다. 마스터 배치를 제조하는 방법은 주지된 제조방법을 이용하는 바 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
플라스틱은 마스터 배치 및 펠렛 제조가 가능한 것이라면 한정하지 않으며, 구체적으로는, PP, ABS, PE, PET, PU, PS, PA, PC 및 PMMA 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 바람직하게는, PP, ABS, PE 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
이때, 가열된 대마는 마스터 배치 전체 100중량% 중 15 내지 40 중량% 포함될 수 있는데, 가열된 대마가 15 중량% 미만으로 첨가되면 항균성을 갖기 어렵고, 40 중량%을 초과할 경우 첨가량 대비 항균력 증가가 미미하고, 마스터 배치 제조시 성형성이 불량하거나 상기 마스터 배치로 제조된 제품의 물리적인 특성이 저하되기 때문에 상기 범위를 벗어나지 않는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 가열된 대마는 마스터 배치 전체 100중량% 중 25 내지 35중량% 포함될 수 있다.
이하, 본 발명의 대마를 이용한 항균 마스터배치를 설명하도록 한다.
본 발명의 대마를 이용한 항균 마스터배치는 상술된 제조방법에 의해 제조된다.
본 발명의 대마를 이용한 항균 마스터배치는 분쇄된 대마로부터 소정의 입도를 갖는 대마를 선별하고, 선별된 대마를 가열하여 플라스틱 수지와 혼합한 것이다.
대마 원료는 분쇄하기에 앞서 전처리될 수 있으며, 전처리는 수세, 스팀 및 건조공정을 포함할 수 있다.
대마 원료는 줄기, 뿌리 등을 포함할 수 있으며, 대마 원료를 1 내지 5회 수세한 후 대마 원료에 존재하는 미생물 및 오염원을 제거하기 위하여 스팀처리될 수 있다.
수세 및 스팀처리 후에는 수분함량 3% 내지 10 wt%를 갖도록 건조처리되는데, 건조처리함으로써 대마 원료간의 응집없이 균일한 분쇄가 가능하게 된다.
전처리된 대마는 평균입도 20 내지 40㎛를 갖는 입자가 전체 대마의 50% 이상이 되도록 분쇄처리하며, 바람직하게는, 평균입도가 25 내지 35㎛를 갖는 입자가 전체 대마 부피의 50 내지 70%가 되도록 분쇄처리한다.
분쇄처리된 대마 원료는 진동체에 투입되어 평균입도 20 내지 40㎛를 갖는 대마입자만을 선별하게 되는데, 평균입도가 20㎛ 미만일 경우에는 표면적 대비 항균력 증가가 미미하고 오히려 마스터 배치 제조시 입자간의 응집이 발생될 수 있있으며, 평균입도가 40㎛를 초과할 경우에는 단위면적당 항균 활성 표면적이 낮아 상기 범위를 벗어나지 않는 것이 바람직하다.
입도 기준으로 선별된 대마입자는 항균력을 극대화하기 위하여 가열처리되며, 가열공정은 100 내지 250℃에서 30 내지 90분간 수행된다.
가열된 대마는 플라스틱 수지와 혼합되어 마스터 배치로 제조된다.
상기 마스터 배치를 제조하는 방법은 가열된 대마와 플라스틱을 믹서에서 혼합하고, 혼합물을 피더(Feeder)에 투입한 후 압출-냉각-절단하는 공정을 포함할 수 있다. 마스터 배치를 제조하는 방법은 주지된 제조방법을 이용하는 바 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
플라스틱은 마스터 배치 및 펠렛 제조가 가능한 것이라면 한정하지 않으며, 구체적으로는, PP, ABS, PE, PET, PU, PS, PA, PC 및 PMMA 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 바람직하게는, PP, ABS, PE 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
이때, 가열된 대마는 마스터 배치 전체 100중량% 중 15 내지 40 중량% 포함될 수 있는데, 가열된 대마가 15 중량% 미만으로 첨가되면 항균성을 갖기 어렵고, 40 중량%을 초과할 경우 첨가량 대비 항균력 증가가 미미하고, 마스터 배치 제조시 성형성이 불량하거나 상기 마스터 배치로 제조된 제품의 물리적인 특성이 저하되기 때문에 상기 범위를 벗어나지 않는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 가열된 대마는 마스터 배치 전체 100중량% 중 25 내지 35중량% 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 대마를 이용한 항균 마스터배치는 균일한 입도를 갖는 대마분말을 선별 및 가열처리하여 항균력을 갖도록 하고 최적의 비율로 플라스틱 수지와 혼합하여 마스터 배치를 제조함으로써 친환경적이며, 99.9%의 항균력을 갖는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 바람직한 일 실시예를 참조하여 다음에서 구체적으로 상세하게 설명한다. 단, 다음의 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것이며, 이것만으로 한정하는 것은 아니다.
1. 대마선별
균일한 입도 유지를 위해서 원물을 1차 파쇄 후 다목적 분쇄기 및 미립자 분쇄기까지 수회 가동을 해야 0.6~5㎛의 균일한 입도를 갖는 입자를 수득할 수 있으나 분쇄공정에 많은 시간이 소요되기 때문에 많은 양의 대마 미분입자를 수득하기 어렵고 공정효율이 낮다.
공정효율을 높이기 위하여 다목적 분쇄(1차 분쇄) 이후 시브장비(진동체)로 균일한 입도를 갖는 입자를 선별하고자 하였고, 선별된 입자가 항균력을 가지면서 플라스틱 마스터 배치에 적절한 입도를 갖는지를 확인하였다.
시브장비를 활용한 파우더 분쇄물의 입도는 Dv(50) 30.569 ㎛로 해당 입도로도 플라스틱 마스터 배치를 구현해낼 수 있어 굳이 미립자 분쇄기를 가동시킬 필요가 없음을 파악하였다. 도 2는 본 발명에 따른 대마를 이용한 항균 마스터배치의 제조방법의 선별단계 이후 입도분포분석결과를 보여준다.
2. 대마가열
선별된 대마를 플라스틱 수지에 첨가하여 항균력 및 탈취력 테스트를 실시하였다. 탈취성능은 가스검지관법(FITI 시험지침서 FTM-5-2:2004)를 기준으로 테스트되었다. 항균력 테스트는 균주 Staphylococcus aureus ATCC 6538, Escherichia coli ATCC 25922 을 대상으로 수행되었다.
하기의 표 1은 탈취 지속력 테스트 결과이고, 표 2는 탈취력 테스트 결과이다.
| #1 | |
| 탈취율 | |
| -암모니아 | 99.5% |
| #1 | |
| 탈취율 | |
| -암모니아 | 99.8 초과 |
하기의 표 3는 균주 Staphylococcus aureus ATCC 6538에 대한 항균력 테스트결과이고, 하기의 표 4는 균주 Escherichia coli ATCC 25922에 대한 항균력 테스트 결과이다.
그 결과, 헴프 파우더 자체의 탈취력, 탈취의 지속성, 항균력을 테스트 해보았을 때 탈취력은 좋으나 항균력이 나타나지 않았다.
이에, 선별된 분말을 가열처리한 후 항균테스트를 실시한 결과, 항균력을 갖는 것을 확인하였다.
하기의 표 5는 가열처리한 대마분말로 균주 Staphylococcus aureus ATCC 6538에 대한 항균력 테스트결과이고, 하기의 표 6은 가열처리한 대마분말로 균주 Escherichia coli ATCC 25922에 대한 항균력 테스트 결과이다.
3. 마스터 배치의 제조
상기 결과를 토대로 가열처리된 대마분말로 마스터 배치를 제작하여 항균력을 확인하였다.
실시예 1
베이스 수지로 ABS 수지를 준비하였다. 가열처리된 대마분말이 전체 마스터 배치 100wt% 중 25wt%가 되도록 첨가하여 마스터 배치를 제조하였다.
실시예 2
베이스 수지로 PP 수지를 준비하였다. 가열처리된 대마분말이 전체 마스터 배치 100wt% 중 25wt%가 되도록 첨가하여 마스터 배치를 제조하였다.
하기의 표 7은 실시예 1로 제조된 마스터 배치를 균주 Staphylococcus aureus ATCC 6538에 대해 항균테스트한 결과이고, 하기의 표 8은 실시예 1로 제조된 마스터 배치를 균주 Escherichia coli ATCC 25922에 대해 항균테스트한 결과이다.
하기의 표 9는 실시예 2로 제조된 마스터 배치를 균주 Staphylococcus aureus ATCC 6538에 대해 항균테스트한 결과이고, 하기의 표 10은 실시예 2로 제조된 마스터 배치를 균주 Escherichia coli ATCC 25922에 대해 항균테스트한 결과이다.
그 결과, 본 발명에 따른 마스터 배치는 항균 감소율 99.9%를 보여주어 마스터 배치 제조시에도 우수한 항균력을 유지함을 확인할 수 있었다.
4. 항균 마스터 배치로 제조된 제품
도 3은 본 발명에 따른 대마를 이용한 항균 마스터배치를 이용하여 제조된 식품 보관 용기를 보여준다.
본 발명에 따른 대마를 이용한 항균 마스터배치는 천연원료인 대마를 이용하여 종래 유기 항균제 대비 친환경적이고, 종래 대나무, 숯, 키토산 등의 천연원료 대비 경제적이다.
또한, 제조된 마스터 배치는 99.9% 항균력을 가져 언급한 식품 보관 용기 외에도 항균 및 소취성이 요구되는 플라스틱 제품에 적용가능하다.
이상과 같이 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.
Claims (4)
- 분쇄된 대마로부터 소정의 입도를 갖는 대마를 분리하는 대마선별단계;와
선별된 대마를 가열하는 가열단계;와
플라스틱 수지에 가열된 대마를 첨가하여 마스터 배치를 제조하는 성형단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
대마를 이용한 항균 마스터배치의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 대마선별단계는
대마 원료를 분쇄한 후 진동체로 20 내지 40㎛를 갖는 대마를 선별하는 것을 특징으로 하는
대마를 이용한 항균 마스터배치의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 마스터 배치 제조단계는
마스터 배치 전체 100중량% 중 가열된 대마를 15 내지 40 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는
대마를 이용한 항균 마스터배치의 제조방법.
- 제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 대마를 이용한 항균 마스터배치.
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| KR1020220011241A KR20230114918A (ko) | 2022-01-26 | 2022-01-26 | 대마를 이용한 항균 마스터배치 및 이의 제조방법 |
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| KR1020220011241A KR20230114918A (ko) | 2022-01-26 | 2022-01-26 | 대마를 이용한 항균 마스터배치 및 이의 제조방법 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20080101005A (ko) | 2007-05-15 | 2008-11-21 | 한국식품연구원 | 삶은 나물의 신선도 유지를 위한 천연항균제 및 동천연항균제를 포함하는 삶은 나물 용기 |
| KR20200062478A (ko) | 2018-11-27 | 2020-06-04 | 신동수 | 천연식물 추출물 함유 pet 마스터 배치 및 그의 제조방법 |
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2022
- 2022-01-26 KR KR1020220011241A patent/KR20230114918A/ko unknown
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