초록 ▼

○ 연구결과
1. 합성 및 천연코팅제의 기능 비교
합성코팅제 중에서는 AKD와 PVA가, 천연코팅제 중에서는 CMC, 옥수수전분 및 산화전분이 우수한 코팅제로 나타났다. 이들을 농도별로 보면, AKD는 0.5%, PVA는 10%, CMC는 1.5%, 옥수수 전분은 6%, 산화전분은 8%가 적정 농도 이었다. 이들 중수분을 다량 함유한 야채류 또는 식품을 저장하는 펄프몰드의 코팅제로서는 AKD가, 기름을 다량 함유한 튀김등을 포장하는 용기에는 PVA가 가장 적합할 것으로 사료된다.
2. 고기능 혼합코팅제 제조기술 개발

○ 연구결과
1. 합성 및 천연코팅제의 기능 비교
합성코팅제 중에서는 AKD와 PVA가, 천연코팅제 중에서는 CMC, 옥수수전분 및 산화전분이 우수한 코팅제로 나타났다. 이들을 농도별로 보면, AKD는 0.5%, PVA는 10%, CMC는 1.5%, 옥수수 전분은 6%, 산화전분은 8%가 적정 농도 이었다. 이들 중수분을 다량 함유한 야채류 또는 식품을 저장하는 펄프몰드의 코팅제로서는 AKD가, 기름을 다량 함유한 튀김등을 포장하는 용기에는 PVA가 가장 적합할 것으로 사료된다.
2. 고기능 혼합코팅제 제조기술 개발
합성코팅제로서는 AKD와 PVA를, 천연코팅제로서는 CMC, 옥수수전분 및 산화전분을 각종 비율로 혼합하여 실험한 결과, AKD:CMC는 10:90, AKD:옥수수전분은 10:90, AKD:산화전분은 10:90, PVA:CMC는 40:60, PVA:옥수수전분은 20:80, PVA:산화전분은 20:80의 비율이 적절한 것으로 나타났다. 또한 이들 중에서는 PVA와 옥수수전분을 20:80의 비율로 혼합한 코팅제가 가장 우수한 것으로 판단된다. 이에따라 이코팅제는 생분해성이 우수할 뿐만아니라 내수성 및 내유성이 높으므로, 수분을 다량함유한 야채류 또는 식품을 저장하는 펄프몰드용 코팅제로서 뿐만아니라, 기름을 다량함유한 튀김등을 저장하는 용기의 코팅제로서도 유용할 것으로 사료된다.
3. 전분유도체 코팅제 제조기술 개발
각종 전분 유도체들을 내수성과 내유성 면에서 보았을 때, hydroxypropyl화 전분은 propylene oxide 첨가량을 15%, cyanoethyl화 전분은 acrylonitrile 첨가량을 4%,carboxymethyl화 전분은 monochloroacetate 첨가량을 4%, 가교전분은 epichlorohydrin 첨가량을 0.01%로 하는 것이 적절할 것으로 사료된다. 또한 이들 중에서 monochloroacetate를 4% 첨가하여 제조한 carboxymethyl화 전분을 8% 농도로 제조한 코팅제가 가장 우수하였다.
4. 생분해성 고기능 코팅제 제조기술 개발
생분해성 고분자 코팅제로서 κ-카라기난은 4% 농도에서, 키토산은 5% 농도에서 우수한 내수성 및 내유성을 나타냈다. 한편 sodium alginate는 10%에서, corn zein은 4%에서, polycaprolactone은 15%에서 우수한 내수성은 나타내었으나, 내유성면에서는 큰효과가 없었다.
이에따라 carboxymethyl화 전분(8%)에 κ-카라기난(4%)과 키토산(5%)을 각각 혼합하여 실험한 결과, carboxymethyl화 전분에 κ-카라기난의 혼합비율은 90:10, 키토산의 혼합비율은 50:50으로 하여 제조한 코팅제가 가장 우수한 것으로 판단되었다. 또한 이들 코팅제는 내수성과 내유성이 우수할 뿐만아니라 생분해성이므로, 환경친화적인 소재로서 높은 이용 가능성을 가질 것으로 사료된다.
5. 코팅제의 경제성 분석
본 연구에서 개발된 생분해성 고기능 코팅제들의 제조원가를 시판되고 있는 펄프몰드용 코팅제들과 비교하여 보면 다음과 같다. 시판되고 있는 합성코팅제(acrylic emulsion polymer)는 1,600원/kg이고, 일본에서 수입하여 판매되고 있는 생분해성 코팅제는 6,000원/kg이다. 그런데 키토산을 사용한 혼합 코팅제는 가격이 합성코팅제와 비슷한 수준이고, 생분해성 코팅제의 30% 수준이므로 환경의 중요성이 부각되고 정부의 환경에 대한 규제가 심해짐에 따라 기존 코팅제에 대한 경쟁력이 있다고 본다. 또한 카파카라기난을 사용한 혼합코팅제는 가격이 시판되고 있는 코팅제들 보다 크게 저렴하므로 가장 경제성이 있다고 평가되었다.

Abstract ▼

In recent years, numerous studies have been carried out to find out the possible substitution of exploded polystyrene(EPS) used in packaging of watery or oily foods. Accordingly, this study was carried out to develop the higher functional coating agents for pulp mold by evaluating various kinds of b

In recent years, numerous studies have been carried out to find out the possible substitution of exploded polystyrene(EPS) used in packaging of watery or oily foods. Accordingly, this study was carried out to develop the higher functional coating agents for pulp mold by evaluating various kinds of biodegradable coating agents.
1. Investigation of functions of synthetic and natural coating agents
This study was carried out to obtain the basic data for producing higher functional coating agents for pulp mold by evaluating various kinds of synthetic and natural coating agents on the market. Physical properties of coated paperboards were tested. Conclusions obtained from this study were as follows.
AKD and PVA showed higher functions than the other synthetic coating agents, while functions of CMC, Corn starch and Oxidized starch were higher than those of other natural coating agents. Based on concentrations, AKD 0.5%, PVA 10%, CMC 1.5%, corn starch 6% and oxidized starch 8% were appeared as the proper concentrations. We consider that AKD may be suitable for the storage of higher moisture vegetables and other food, and PVA may be suitable for higher oily fried food.
2. Development of mixed coating agents
This study was carried out to obtain the basic data for producing higher functional coating agents for pulp mold by evaluating various kinds of mixed coating agents. At that time, two kinds of synthetic coating agents(AKD, PVA) and three kinds of natural coating agent(CMC, corn starch, oxidized starch) were used for making the mixed coating agents respectively. Physical properties of coated paperboards were tested. Conclusions obtained from this study were as follows.
Based on concentrations, the proper mixture ratios were 10:90(AKD:CMC), 10:90(AKD:corn starch), 10:90(AKD:oxidized starch), 40:60(PVA:CMC), 20:80(PVA:corn starch) and 20:80(PVA:oxidized starch). The mixed coating agent of PVA:corn starch(20:80) was the most efficient coating agent. Consequently, water and oil resistance were improved even with much addition of natural coating agents. We consider that they can be suitable for the packaging used in the storage of higher moisture vegetables and other food, and also can be suitable for oily fried food.
3. Manufacture of starch derivatives for coating
This study was carried out to obtain the basic data for producing higher functional coating agents for pulp mold by evaluating various kinds of starch derivatives. At that time, four kinds of starch derivatives were manufactured for making coating agents respectively. Physical properties of coated paperboards were tested. Conclusions obtained from this results were as follows.
The water and oil resistance of hydroxypropylated starch were high when 15% of propylene oxide was added to the starch. The those of cyanoethylated starch were high when 4% of acrylonitrile was added to the starch. And the those of carboxymethylated starch were high when 4% of sodium monochloroacetate was added. Also, the those of crosslinked starch were high when 0.01% of epichlorohydrin was added. Consequently, 8% solution of carboxymethylated starch made with 4% of monochloroacetate was best among coating agents from starch derivatives mentioned above.
4. Development of biodegradable and higher functional coating agents
This study was carried out to obtain the basic data for producing higher functional and biodegradable coating agents for pulp mold by evaluating various kinds of biodegradable polymers. At that time, five kinds of biodegradable polymers were used for making coating agents respectively. Thereafter, the carboxymethylated starch and biodegradable polymers(κ-carrageenan, chitosan) were used for making the mixed coating agents. And physical properties of coated paperboards were tested. Conclusions obtained from this reults were as follows.
Based on concentrations, 4% of κ-carrageenan and 5% of chitosan showed the higher water and oil resistance. 10% of sodium alginate, 4% of corn zein and 15% of polycaprolactone showed only the high water resistance. However, these had no great effect on oil resistance. On the other hand, considering the results of coating with agents which mixed κ-carrageenan or chitosan in carboxymethylated starch, the proper mixture ratios were 90:10(carboxymethylated starch : κ-carrageenan) and 50:50(carboxymethylated starch : chitosan).
Consequently, since these mixed coating agents have the excellent biodegradability with the higher water and oil resistance, these can be used as the environmental-friendly coating agents.
5. Economical analysis of coating agents
We compared manufacturing cost of higher funtional and biodegradable coating agents with that of pulp mold coating agents that is marketed. Conclusions obtained from this reults were as follows.
The marketed synthetic coating agent(acrylic emulsion polymer) is 1,600 won/kg, and biodegradable coating agent that is imported from Japan is 6,000 wons/kg.
By the way, the price of coating agent that mixed chitosan in carboxymethylated starch is similar to the that of synthetic coating agent. And, that is 30% level of price of biodegradable coating agent. Accordingly, this coating agent will be competitive to marketed coating agents because the importance of environment is embossed and govermental regulation for environment becomes strict. On the other hand, coating agent that mixed κ-carageenan in carboxymethylated starch was evaluated as the most commercially viable agent because its price is greatly cheaper than any coating agents that is marketed.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 12
• 목차 ... 15
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 18
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 18
• 1. 기술적 측면 ... 18
• 2. 경제ㆍ산업적 측면 ... 18
• 3. 사회ㆍ문화적 측면 ... 20
• 제2절 연구개발의 목적과 범위 ... 22
• 1. 합성 및 천연코팅제의 기능 비교 ... 22
• 2. 고기능 혼합코팅제 제조기술개발 ... 23
• 3. 전분 유도체 코팅제 제조기술개발 ... 26
• 4. 생분해성 고기능 코팅제 제조기술개발 ... 28
• 5. 코팅제의 경제성 분석 ... 29
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 31
• 제1절 국외의 기술개발 현황 ... 31
• 제2절 국내의 기술개발 현황 ... 33
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 35
• 제1절 합성 및 천연코팅제의 기능 비교 시험 ... 35
• 1. 서 언 ... 35
• 2. 재료 및 방법 ... 36
• 3. 결과 및 고찰 ... 38
• 4. 결 론 ... 47
• 제2절 고기능 혼합코팅제 제조기술 개발 ... 48
• 1. 서 언 ... 48
• 2. 재료 및 방법 ... 48
• 3. 결과 및 고찰 ... 50
• 4. 결 론 ... 61
• 제3절 전분 유도체 코팅제 제조기술 개발 ... 63
• 1. 서 언 ... 63
• 2. 재료 및 방법 ... 64
• 3. 결과 및 고찰 ... 66
• 4. 결 론 ... 77
• 제4절 생분해성 고기능 코팅제 제조기술 개발 ... 78
• 1. 서 언 ... 78
• 2. 재료 및 방법 ... 79
• 3. 결과 및 고찰 ... 81
• 4. 결 론 ... 89
• 제5절 코팅제의 경제성 분석 ... 90
• 1. 서 언 ... 90
• 2. 코팅제 제조업체의 개황 ... 90
• 3. 코팅제 제조 업체의 경영현황 ... 91
• 4. 코팅제의 경제성 분석 ... 94
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 98
• 제1절 목표 달성도 ... 98
• 제2절 관련분야에의 기여도 ... 100
• 제5장 연구개발 결과의 활용계획 ... 101
• 제6장 연구개발 과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 101
• 제7장 참고문헌 ... 102
• 끝페이지 ... 107