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영어

The demands for Home Meal Replacement (HMR) products are continuously increasing owing to the convenience of instant food and online food delivery. Ready-to-heat (RTH) products have received massive attention in the HMR industry because these products can be easily warmed using a microwave oven. However, the conventional microwave packaging should be opened before microwave heating to prevent bursting or food loss owing to the steam-pressure build-up inside the package. Open packaging might lead to non-uniform food heating and cross-contamination. Therefore, packaging materials that are able to release steam without opening are of interest to the HMR industry. In this study, polylactic acid(PLA)/polyethylene glycol(PEG)/nanoclay composite films were manufactured using an extrusion method as packaging materials with a smart steam-releasing function. The introduction of PEG to the PLA imparted a steam selfreleasing feature to the composite films owing to the morphology change of composite films during microwave heating. Further, PEG increased the ductility of PLA, which in turn prevented bursting caused due to the steam-pressure build-up. The uniform dispersion of nanoclay obtained by a twin-screw extrusion led to stronger mechanical properties. Therefore, the smart composite films developed here can be applied as microwave packaging materials with a self-releasing function.

한국어

본 연구에서는 전자레인지 조리 시 발생하는 포장 내부 의 수증기를 스스로 방출할 수 있는 PLA 기반 스마트 복 합 필름을 제조하였다. 제조된 복합필름의 전자레인지 조리 가 가능한 HMR 제품의 포장재로써 적용가능성을 평가하 기 위해 DSC, UTM, GTR 및 전자레인지 모의 적용 평 가를 통해 열적 특성, 기계적 특성, 온도 구간별 기체 투과 도 및 전자레인지 적용성을 평가하였다. 복합필름의 열적 특성을 확인한 결과, PLA와 PEG의 강한 화학적 상호작용 을 확인하였고 본 연구에서 기대한 전자레인지 조리 온도 내에서 PEG가 용융되는 것을 확인하였다. 또한, 제조된 복 합필름은 PEG의 첨가로 인해 인장강도는 감소하였지만 연 신율이 증가하였고, nanoclay의 함량이 증가함에 따라 감소 된 인장강도가 일부 회복한 것을 확인하였다. 또한, 기체 투과도의 경우 PEG의 Tm1 이상인 65°C 부터 PEG가 용 융되면서 투과도가 비약적으로 증가한 것을 확인하였다. 전 자레인지 모의 적용 평가를 통해 pure PLA는 내부 수증기 를 방출하지 못하고 그 압력을 버티지 못해 폭발한 것에 비해, 복합필름의 경우 전자레인지 수증기 발생 온도에서 그 형태를 유지하며 효과적으로 내부 수증기를 자가방출한 것을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 본 연구에서 제 조한 스마트 복합필름은 포장재로써 향후 전자레인지 조리 HMR식품 포장재로써 적용될 수 있다.