[논문]홍조류를 이용한 가식성 포장지 제조

박지순; 이민우; 손효정; 서영범

문제 정의

세계적인 글로벌 기업들이 케나프 종이를 사용해 연례보고서를 제작한 바 있다. 그래서 본 연구에서는 비목질계 식물인 홍조류 그 중 우뭇가사리를 이용하여 포장재로써의 가치를 알아보고자 한다. 홍조류 자체가 오랫동안 인류역사에서 식용물질로 사용된 바, 여기서 만들어진 포장재는 바다에서 얻는 천연물질이므로 안전성이 이미 확보됨으로써 실용화에 있어서 매우 유리할 것이다.

제안 방법

1차 추출된 우뭇가사리는 녹색을 띄고 있으며, 이러한 색을 최대한 유지하며 포장재로써의 사용가능성을 부여하고자 실험용 다이제스터와 워터베스를 이용하여 전처리를 실시하였다.
Table 1에 다이제스터로 2차 추출하는 조건을 표기하였다. 1차 추출된 우뭇가사리의 경우 점액질 물질이 많이 남아있어 아무런 처리를 하지 않고 수초하면 종이가 뻣뻣한 현상을 보여 기존에 있는 방법에 의거해 2차 추출을 동일한 조건으로 실시하였다. Table 2에 표기된 알칼리 처리는 Acetic acid 나 Hydrogen peroxide 의 첨가가 섬유에 손상을 주기 때문에 실시하게 되었는데 알칼리 처리를 통해 섬유를 보호하고 손상을 입지 않게 하기 위함이다.
사용하기에는 무리가 있었다. 다양한 전처리 과정을 통하여 포장재로의 사용 가능성에 초점을 맞추고 실험을 진행하였다. 1차 추출물의 순수한 색을 그대로 유지하기는 힘들었지만 알칼리 처리를 통해 강도적인 특성은 좋고 색적인 부분에서도 어느 정도의 만족감을 얻을 수 있었다.
Table 2에 표기된 알칼리 처리는 Acetic acid 나 Hydrogen peroxide 의 첨가가 섬유에 손상을 주기 때문에 실시하게 되었는데 알칼리 처리를 통해 섬유를 보호하고 손상을 입지 않게 하기 위함이다. 수초전 전처리를 통해 얻은 펄프를 이용하여 수초지를 제작하여 물리적 성질과, 광학적 성질을 비교하였다. 수초지의 물성 측정은 조습 처리된 시편을 사용하였으며, 인장강도(TAPPI T 494 om-88), 파열강도(TAPPI Standard T 403 om-02), 내절도(TAPPI T 423 om-89)에 의거하여 실험하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 (주)페가서스 리서치에서 제공받은 모로코산 홍조류 1차로 점액질을 뺀 우뭇가사리를 이용하였다.
수초전 전처리를 통해 얻은 펄프를 이용하여 수초지를 제작하여 물리적 성질과, 광학적 성질을 비교하였다. 수초지의 물성 측정은 조습 처리된 시편을 사용하였으며, 인장강도(TAPPI T 494 om-88), 파열강도(TAPPI Standard T 403 om-02), 내절도(TAPPI T 423 om-89)에 의거하여 실험하였다. 광학적 특성은 색차(Technidyne color Touch2 Model ISO)을 이용히 여 측정하였다.

성능/효과

다양한 전처리 과정을 통하여 포장재로의 사용 가능성에 초점을 맞추고 실험을 진행하였다. 1차 추출물의 순수한 색을 그대로 유지하기는 힘들었지만 알칼리 처리를 통해 강도적인 특성은 좋고 색적인 부분에서도 어느 정도의 만족감을 얻을 수 있었다. 하지만 강알칼리 처리로 인해 저분자우무가 Sodium hydroxide에 액화되어 외부로 용출되면서 수율이 많이 떨어지게 되는 단점이 있었다.
밑에 표에서 보는 바와 같이 Acetic acid와 Hydrogen peroxide의 첨가는 섬유의 강도적 특성이 낮아지는 결과를 보이고 산성 조건에서 점액질 물질인 우무가 많이 빠지면서 종이의 뻣뻣함은 많이 줄어들지만 색적인 부분에서 갈색에 가까운 색이 나왔다. 알칼릴 처리를 하게 되면 종이의 강도도 올라가고 색적인 부분도 좋았지만 수율이 많이 떨어지는 결과를 초래하였다.
하지만 강알칼리 처리로 인해 저분자우무가 Sodium hydroxide에 액화되어 외부로 용출되면서 수율이 많이 떨어지게 되는 단점이 있었다. 본 연구는 가식 가능한 Acetic acid와 Hydrogen peroxide만을 사용하여 초지에 성공하였고 Sodium hydroxide의 전처리를 통흐H 1차 추출물의 순수한 색을 유지할 수 있으며강도적인 성질을 향상시킬 수 있었다. 이러한 전처리를 통해 우뭇가사리의 포장재로써 사용 가능성을 확인할 수 있었다.
보통 우뭇가사리는 산성 조건에서 우무의 겔강도를 낮춰주어 추출을 용이하게 하는데 우무의 추출로 인해 섬유의 강도적인 특성이 낮아지는 것으로 보인다. 알칼리 처리의 경우 겔강도를 올려주는 효과가 있는데 우무를 단단하게 해주어 섬유간의 결합을 좋게 만들어 섬유의 강도적인 특성이 높아지는 결과를 보였다.
본 연구는 가식 가능한 Acetic acid와 Hydrogen peroxide만을 사용하여 초지에 성공하였고 Sodium hydroxide의 전처리를 통흐H 1차 추출물의 순수한 색을 유지할 수 있으며강도적인 성질을 향상시킬 수 있었다. 이러한 전처리를 통해 우뭇가사리의 포장재로써 사용 가능성을 확인할 수 있었다.

후속연구

홍조류 자체가 오랫동안 인류역사에서 식용물질로 사용된 바, 여기서 만들어진 포장재는 바다에서 얻는 천연물질이므로 안전성이 이미 확보됨으로써 실용화에 있어서 매우 유리할 것이다. 이렇게 개발된 포장재는 생산과정에 화공약품이 첨가되지 않아 인체에 전혀 무해할 것이며 1차로 점액질을 뺀 우뭇가사리를 이용하여 염료나 안료를 추가적으로 착색시키지 않아도 되는 천연 녹색의 포장재가 될 것이다.

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