earticle

영어

Paper is a promising alternative to petroleum-based plastic materials for sustainable packaging applications. However, paper exhibits poor gas and water vapor barrier properties, which restrict its effective application in the packaging industry. To enhance the properties of papers, sodium caseinate (CasNa)/transglutaminase (TG) coating solutions with various TG contents were prepared and coated on the papers. The chemical and morphological structures, mechanical properties, seal strength, and water vapor barrier properties of the coated papers were thoroughly investigated. The paper properties depended significantly on the chemical and morphological structures. Pristine CasNa and CasNa/TG coating solutions were evenly coated on the paper surfaces, without any cracks. The chemical structure of the CasNa/ TG coated papers was slightly influenced by TG addition, resulting in increased elongation at break and enhanced water barrier properties. To promote the use of CasNa-coated papers in packaging applications, additional investigations must be performed to prevent gas and moisture permeation and enhance the mechanical strength of these papers via chemical reactions and introduction of organic/inorganic composites.

한국어

본 연구에서는 CasNa와 TG를 혼합하여 5종의 CasNa/ TG코팅액을 제조하였고, 제조한 코팅액을 종이 표면에 코 팅하여 CasNa/TG 코팅지들을 제조하였다. 제조한 코팅지 는 TG 함량에 따라 형태학적 특성, 인장강도 및 신장율, 열 접착강도, 수증기 투과 특성에 대하여 분석하였다. CasNa/ TG 코팅지의 경우 pristine CasNa 코팅지보다 신장율, 수 증기 투과 특성이 개선됨을 확인하였다. FTIR 분석 결과, TG 함량이 증가함에 따라 피크의 세기가 변화하는 것을 확 인하였다. 또한 SEM 분석 결과, TG 함량이 증가함에 따 라 깨짐 없는 균일한 코팅층이 형성된 것을 확인하였다. 이 는 TG의 도입으로 인한 CasNa 내 화학적 구조의 변화가 CasNa 기반 코팅액과 코팅지에 영향을 미치는 것으로 판단 되며, 이로 인해 신장율, 수증기 투과 특성이 개선되는 것 으로 판단된다. CasNa 기반 코팅지의 경우 지속 가능한 포 장 소재로서 응용될 가능성이 클 것으로 예상된다. 하지만, 셀룰로오스 나노파이버, 폴리에틸렌 이민 등과 같은 첨가제 를 활용하여 CasNa의 화학적•물리적 변화에 관한 추가적인 연구와 포장 소재로 사용하기 위해 요구되는 물성인 산소 및 수분 차단 특성, 내열성 등에 대하여 추가적인 연구가 필요한것으로 판단된다.