KR100577219B1 - 밀폐용기용 수지의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐용기용 수지의 제조방법에 관한 것으로서; 밀폐용기의 성형용의 수지에 있어서; 상기 수지는, 입자경이 1 마이크로 이하인 무기항균제를 사용하고, 상기 무기항균제를 소수성으로 변환, 여과, 건조한 뒤, 폴리에틸렌수지 등의 배치용 수지와 혼합하여 칩 형태로 성형하여 상기 무기항균제가 혼합된 기본수지인 마스터배치(master batch)로서 제공되어 최종적인 밀폐용기의 성형을 위한 원료수지와 혼합되어 사출성형용의 수지로서 만들어지는 공정을 적어도 포함하고, 상기 무기항균제는, 실버이온이 나노크기 형태로 제올라이트 등과 같은 무기항균제의 담체에 이온형태로 결합되어 있고, 또한, 상기 무기항균제는, 상기 무기항균제는 나노크기의 실버이온이 수용액중에서 제올라이트에 결합되고, 결합 시의 조건은 온도 25~90℃, 반응시간은 10분에서 5시간, 대기압조건으로 하고, 상기 나노실버가 치환된 제올라이트의 수용액을 원심분리기 또는 필터프레스를 통해서 수용액과 고형분(나노실버제올라이트)을 분리시켜 건조시켜 얻어지는 것을 특징으로 한다.

밀폐용기, 체결

Description

밀폐용기용 수지의 제조방법{Manufacturing method of resins used for the airtight containers}

도 1 은 본 발명의 밀폐용기용 수지의 제조방법이 적용되는 통상적인 밀폐용기의 일실시예를 도시하는 사시도.

도 2 는 본 발명의 밀폐용기용 수지의 제조방법의 실시구성을 도시하는 플로우챠트도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

C: 밀폐용기

10: 몸체부

20: 뚜껑부

본 발명은 밀폐용기용 수지의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 가정용, 산업용 등으로 널리 사용되는 기밀용기인 밀폐용기에 사용되어 제품의 품질을 개선하고 미려한 외관의 밀폐용기를 제조할 수 있게 하는 수지, 특히 합성수지 레진의 제조방법에 관한 것이다.

식음료를 담거나, 식자재를 보관하고 동시에 기밀 및 수밀이 가능하면서도 냉장보관이 가능하게 하여 식품 등을 장기간 보관이 가능하도록 한 구성의 기밀용기가 최근의 외식산업의 발달과 식자재의 다양화 등의 요인으로 널리 보급되고 있다.

본 출원의 출원인도 이러한 밀폐용기를 다수건 선출원으로서 출원한 바가 있고, 일반적인 밀폐용기는 가정생활에서의 식품의 인스턴트화와 대형할인점의 등장으로 장기 보관을 위한 식품의 다량 구입이 많아지면서 필요성이 대두되어 널리 보급되기 시작한 제품이다.

밀폐용기는 대부분이, 성수지 사출로서 몸체부와 뚜껑부를 분리 구성하고, 몸체부의 상단 림부와 접속하는 뚜껑부에 개략 오링 형상의 연질 팩킹을 부여하거나 림부의 단면 형상과 동일한 끼움부를 구성하며, 여기에 더하여 뚜껑부와 몸체부를 체결이 가능한 체결구성으로서 뚜껑부 또는 몸체부에 각각 고정된 체결편과, 절곡이 가능한 체결리브를 어느 한쪽에 형성하여 체결리브에 체결편이 삽입되는 구성을 가지는 것이 일반적이다.

또한 이러한 밀폐용기를 제조하는 경우에 사용되는 사출성형용의 합성수지, 레진은 식품용기라는 측면에서 무기항균제를 함유하여 성형하는 것이 일반적이고 많은 규격에서 이러한 무기항균제의 사용을 요건으로 하고 있다.

무기항균제는 대부분 2 마이크론 이상의 지경을 가지고 있고, 이러한 무기항균제를 혼합하여 수지를 성형하는 경우, 수지중의 무기항균제가 가지는 입자직경으 로 인하여 가시광선이 산란하여 버리게 되므로 대부분의 밀폐용기는 반투명으로 구성될 수밖에 없다.

또한, 다양한 가공방법으로 무기항균제를 2 마이크론 이하로 하는 경우에는 입자상이 대부분 침상으로 변하거나 구상의 경우에도 표면에 수산기가 존재하기 때문에 물과 친화하지 않은 소수성을 가지게 되어 있는 폴리머와의 혼합이 원활하지 않음으로서 무기항균제의 입자가 서로 뭉치거나 분산이 되는 단점을 가질 수 밖에 없다.

최근 들어 이슈가 되는 나노실버를 무기항균제 대신 분말을 혼합하는 경우에도 대부분 노란색을 띄게 된다.

따라서 식자재와 밀접한 관계가 있는 밀폐용기가 반투명하게 됨으로서 수납되는 식품의 신선도를 쉽게 파악하기 어렵고 식욕을 저하시키는 요인이 된다. 이러한 문제점으로 인하여 밀폐용기를 고급화하기 위하여서는 수지를 투명하게 유지할 수 있는 종래의 무기항균제보다 작은 직경의 무기항균제를 제공하면서도 종래와 같은 문제의 발생을 회피하는 방법의 밀폐용기용 수지의 제조방법를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 밀폐용기용 수지의 제조방법의 제공으로서 성형되는 밀폐용기는 투명한 용기체를 구성함으로서 수납되는 식품의 대단히 신선하게 보이게 되고 식품의 신선도를 육안으로 용이하게 파악할 수 있으며 보관되는 장소로의 적용성 또한 대폭 증대되어 새로운 영역의 밀폐용기의 시장을 창출할 수 있는 유용성을 가지게 된다.

상술하는 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명의 밀폐용기용 수지의 제조방법은;

밀폐용기의 성형용의 수지에 있어서; 상기 수지는, 입자경이 1 마이크로 이하인 무기항균제를 사용하고, 상기 무기항균제를 소수성으로 변환, 여과, 건조한 뒤, 폴리에틸렌수지 등의 배치용 수지와 혼합하여 칩 형태로 성형하여 상기 무기항균제가 혼합된 기본수지인 마스터배치(master batch)로서 제공되어 최종적인 밀폐용기의 성형을 위한 원료수지와 혼합되어 사출성형용의 수지로서 만들어지는 공정을 적어도 포함하고,

또한, 상기 무기항균제는, 실버이온이 나노크기 형태로 제올라이트 등과 같은 무기항균제의 담체에 이온형태로 결합되어 있고,

상기 무기항균제는, 상기 무기항균제는 나노크기의 실버이온이 수용액중에서 제올라이트에 결합되고, 결합 시의 조건은 온도 25~90℃, 반응시간은 10분에서 5시간, 대기압조건으로 하고, 상기 나노실버가 치환된 제올라이트의 수용액을 원심분리기 또는 필터프레스를 통해서 수용액과 고형분(나노실버제올라이트)을 분리시켜 건조시켜 얻어지는 것 등을 주요한 기술적인 특징으로 하고 있다.

이하의 부수된 도면과 함께 본 발명의 밀폐용기용 수지의 제조방법을 종래 구성과 비교하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명의 밀폐용기용 수지의 제조방법이 적용되는 통상적인 밀폐용기의 일실시예를 도시하는 사시도, 도 2 는 본 발명의 밀폐용기용 수지의 제조방법 의 실시구성을 도시하는 플로우챠트도이다.

도 1 에는 본 발명의 밀폐용기용 수지의 제조방법이 적용되는 예시적인 밀폐용기(C)가 합성수지의 사출성형체로서 성형되고 다양한 형상체의 수용공간부인 몸체부(10)와 뚜껑부(20)를 가지는 통상적인 구성을 제시하고 있다.

이러한 형태와 다양한 용도로서 변경이 가능한 디자인의 밀폐용기를 구성함에 있어서 식자재와 직접 접촉하는 성형용의 수지에 항균성을 부여하여야 하고,

이러한 항균성의 부여는 상술하는 바와 같이, 종래로부터 2 마이크론 입자경 이상의 무기항균제가 사용되었다.

본 발명에서는 밀폐용기용 수지를 제조함에 있어서 무기항균제를 투입하되 그 입자경이 1 마이크론 이상으로 하여 가시광선이 투과하게 함으로서 투명한 용기의 제조가 가능하게 하는 것을 특징으로 하고 있다.

무기항균제의 입자 직경을 1 마이크론 이하로 함에 있어서 가장 중요한 기술적인 난점은 무기항균제가 폴리머와 혼합되는 경우, 폴리머의 표면층의 장력으로 인하여 혼합이 잘되지 않고 무기항균제가 뭉쳐지거나 분산되는 것이라는 것은 상술한 바와 같다.

따라서 이러한 1 마이크론 입자경 이하의 무기항균제를 구성함에 있어서 소수성을 부여함으로서, 소수성인 무기항균제와의 밀착이 용이하게 이루어짐으로서 전체 용기 내에 골고루 분산시키는 것이 중요하다.

예로부터 은이온, 구리이온, 아연이온이 금속염 용액의 형태로 소독 및 살균에 사용되어 왔다는 사실로부터 무기계 금속이온들의 항균성은 인정되어 왔지만, 용액상으로는 취급이 불편하고 용도가 한정적이었다.

그래서 고분자에 금속을 유지시키면서 그 단점을 극복하려는 시도로서,

금속의 분말을 고분자에 접촉 혹은 첨가하는 방법이 있고 또 하나의 방법으로는 금속화합물을 고분자에 함침시키는 방법이 있다. 그러나, 전자처럼 금속자체를 이용하는 방법은 금속의 비중과 영율이 통상의 고분자보다 높아 고분자와의 결합이 나쁘다는 단점과 다량 사용해야 하기 때문에 가격이 높다는 단점이 있고,

한편, 금속화합물을 사용하는 경우 고분자에 미치는 영향이 커서 이용범위가 한정 되고, 그렇지 않는 경우는 금속 이온이 단순히 함유 또는 부착되는 것에 지나지 않으므로 사용중 탈락이 많고 지속성에 문제가 있었다.

이런 문제를 줄이기 위해 이온교환능력 또는 배위화합물 형성 능력을 가진 유기 관능기를 고분자에 함유시켜 금속이온을 결합시키는 방법이 제시되었다.

그러나, 이 방법도 관능기와 고분자와의 상호작용이 무시될 수 없었고, 물성저하를 줄이기 위해서는 관능기의 종류와 양이 제한 될 수밖에 없었다. 이런 제반문제점을 해결하기 위해 1980년대에 들어 본격적으로 은계 무기금속 이온 또는 유기이온을 무기질 소재인 세라믹 등에 함유시킨 기술 등이 소개되었다.

이런 항균제를 무기항균제라고 하는데, 이들 무기항균제에 사용되는 항균활성물질 중 가장 일반적으로 사용되는 물질은 주로 은(Ag), 구리(Cu), 아연(Zn)등이며, 이들중 Ag가 가장 우수한 항균활성을 지니고 있다.

그리고 Cu와 Zn는 Ag의 항균활성을 상승시키는 목적(주로 복합금속항균제로 사용)으로 사용할 뿐, 단독으로 사용할 때는 그 효과가 미비하다. 또 다른 항균 활성물질은 무기항균제의 담점인 변색을 방지하기 위해 개발된 은착화합물과 4급암모늄이온과 같은 유기항균제가 있으며, 최근에는 반도체의 광촉매기능을 이용한 산화물 반도체의 연구도 활발하게 진행되어 실용화되고 있다.

무기항균제는 일반적으로 제올라이트계통, 인산칼슘게통, 인산지르코니움계통 등이고, 드물게 산화규소계통과 알루미나 계통등이 유통되고 있다.

그중 가장보편적인 항균제가 제올라이트 계통의 항균제이고, 금속이온의 담지능력도 가장 우수하다. 그러나 금속이온의 결합정도가 상당히 약하게 결합되어 있기 때문에 산용액에서 금속이온의 용출이 쉽게 이루어지고, 수지에 적용할 때 변색정도가 심한 단점이다.

그 다음으로 많은 항균제는 인산칼슘계통으로 써 제올라이트 계통보다는 수지에서 변색정도가 양호하지만, 은의 담지능력은 상대적으로 약한 단점이 있다. 그러나 인산칼슘 자체가 뼈의 구성성분중의 하나이므로 인체에 대한 부작용이 거의 지만, 항균력이 제올라이트계보다 약한 단점이 있다.

본 발명에서는 무기항균제의 표면의 수산기를 실란커플링제를 이용하여 소수성으로 변환시키는 것을 주요한 기술적인 관점으로 한다.

이하에서는 예시적인 실시예를 통하여 본 발명의 밀폐용기용 수지의 제조방법을 더욱 상세하게 설명한다.

[실시예]

(1) 우선, 무기항균제를 준비한다(100).

무기항균제는 다양한 구성과 조성, 혼합율등이 개시되어 있는 것 들 중에 선 택할 수 있고, 본 발명의 관점에서 바라직한 것은 실버이온이 나노크기형태로 제올라이트 등과 같은 무기항균제의 담체에 이온형태로 결합되어 있는 것을 선택한다.

이온형태로 결합하면 금속상태인 일반적인 나노실버보다 항균력이 뛰어나고 빛이나 열등 외부적인 요인에 대하여 안정성을 가지게 되므로 바람직하다.

무기항균제를 나노실버에 부착시키기 위해서는 실버를 염형태로 만든 후(수용액), 이 수용액상태에 제올라이트를 투입하면 수용액 중에서 이온상태로 있던 나노실버가 제올라이트의 양이온자리에 결합된다.

제올라이트는 자체에 Na이온이 붙어 있는데, 이 Na이온은 수용액 중에서 이온형태로 다른 치환력이 높은 양이온과 교환을 하여 다른 양이온을 제올라이트에 붙일수 있다. Ag이온은 Na보다 높은 선택성이 있기 때문에 수용액중에서 쉽게 Ag이온이 제올라이트에 결합시킬수 있다. 이 때 조건은 온도 25~90℃, 반응시간은 10분에서 5시간, 대기압조건이다.

상기와 같이 제조된 나노실버가 치환된 제올라이트는 수용액 중에 포함되어 있다. 이 제올라이트는 원심분리기나 필터프레스를 통해서 수용액과 고형분(나노실버제올라이트)을 분리시킨다. 이렇게 해서 분리된 고형분은 50% 정도의 수분을 함유하고 있다. 이 고형분을 건조기인 스핀프레쉬드라이어나 스프레이드라이어에서 분말상태의 나노실버제올라이트로 제조된다.

(2) 상기와 같이 제조된 나노실버제올라이트와 같은 무기항균제의 입자경을 1 마이크로 이하로 선별한다(200).

이러한 무기항균제의 선별은 필터프레스를 거치기 전에 고유의 입자크기가 1 마이크론 이하로 구성되도록 800 메쉬의 초음파스크린을 통하여 불순물과 기준 이상의 입자경을 여과시켜 제거한다.

(3) 무기항균제의 소수성변환을 수행한다.(300)

소수성으로의 변환은 무기항균제에 결합되어 있는 수산기를 다른 소수성기로 치환시키기 위한 반응으로 75 - 90 % 의 물에 10 - 25 중량 퍼센트의 무기항균제를 투입하여 교반기를 통해 혼합시켜 분산시킨 다음, 소수성변환을 위한 커플링에이전트를 투입하며, 커플링에이젼트는 주로 실란커플링제를 1 % 정도 사용한다.

소수성으로의 변환은 커플링에이전트를 함유하는 수용액 하에서 이루어지며 온도조건은 25~45℃, 반응시간은 10분에서 360분, 압력은 대기압하, 용기는 스텐레스스틸 반응기를 채용한다.

(4) 변환반응 후, 필터프레스를 이용하여 재여과를 수행한다.(400)

(5) 여과된 변환된 무기항균제를 분무건조기를 이용한 건조과정을 통하여 건조시킴으로서 소수성으로 변환된 무기항균제가 제조된다.(500)

(6) 상기와 같이 제조된 무기항균제는 폴리에틸렌수지 등의 배치용 수지와 9: 1 의 비율로 혼합하여 칩(CH) 형태로 사출함으로서 무기항균제를 혼합된 기본수지인 마스터배치(master batch)를 만든다(600).

(7) 상기의 항균성의 무기항균제를 함유하는 항균마스터배치를 최종적인 밀폐용기의 성형을 위한 원료수지로서 폴리에틸렌수지와 90~95 : 10~5 의 비율로 혼합하여 최종적인 사출성형용의 수지를 제조한다(700).

상기와 같이 구성한 실시예의 무기항균제를 포함하는 밀폐용기용 수지는 1 마이크로 이하의 입자경을 유지하게 되므로 가시광선이 무기항균제의 입자에 의한 난반사없이 그대로 통과하게 되므로 투명성을 유지하게 되고 나노실버의 살균력은 그대로 잔존하게 되는 것이다.

이상과 같은 구성을 가지는 본 발명의 밀폐용기용 수지의 제조방법은; 가시광선이 투과할 수 있는 정도의 입자경을 가지는 다양한 종류의 무기항균제를 가지는 성형용의 수지를 제공함으로서 전체적인 밀폐용기가 투명하게 되어 식품의 신선도가 육안으로 용이하게 관찰할 수 있을 뿐 만아니라,

시각적으로 청결한 밀폐용기를 제공함으로서 시장성이 대폭 증대되는 등의 유용한 장점을 가지는 발명인 것이다.

Claims (6)

1. 무기항균제를 포함하는 밀폐용기의 성형용의 수지를 제조하기 위하여;

   나노크기의 실버이온을 수용액중에서 제올라이트와 온도 25~90℃, 반응시간 10분에서 5시간, 대기압조건으로 치환결합시키고, 상기 나노실버가 치환된 나노실버제올라이트의 고형분을 분리, 건조시키고,

   상기 나노실버제올라이트에 결합된 수산기를 소수성기로 치환시키기 위하여,

   75 - 90 % 의 물에 10 - 25 중량 퍼센트의 상기 나노실버제올라이트를 투입,교반하여 커플링에이젼트로서 1 % 정도의 실란커플링제를 혼합하여 25~45℃, 반응시간, 10분 - 360분, 대기압하의 반응기에서 변환을 수행함으로서 수소성한 무기항균제를 제조하고,

   상기 소수화된 나노실버제올라이트를 폴리에틸렌수지로 대표되는 배치용 수지와 혼합하여 칩 형태로 성형하여,

   상기 무기항균제가 혼합된 기본수지인 마스터배치(master batch)로서 제공하여 최종적인 밀폐용기의 성형을 위한 원료수지와 혼합되어 사출성형용의 수지로서 만들어지는 공정을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐용기용 수지의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 무기항균제는,실버이온이 나노크기 형태로 제올라이트 등과 같은 무기항균제의 담체에 이온형태로 결합되어 있는 것임을 특징으로 하는 밀폐용기용 수지의 제조방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 무기항균제와 폴리에틸렌수지 등의 배치용 수지와 혼합비율은 9 : 1 중량비로서 혼합되어 칩 형태로 사출되어 마스터배치가 만들어지는 것을 특징으로 하는 밀폐용기용 수지의 제조방법.
6. 제 1 항 또는 5 항에 있어서,

   상기 마스터배치는 최종적인 밀폐용기의 성형을 위한 원료수지로서의 폴리에틸렌수지와 90~95 : 10~5 의 비율로 혼합되어 최종 사출성형용의 수지로서 제조되는 것을 특징으로 하는 밀폐용기용 수지의 제조방법.

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