KR100458621B1

KR100458621B1 - 일회용 생분해성 용기의 제조방법

Info

Publication number: KR100458621B1
Application number: KR10-2002-0022063A
Authority: KR
Inventors: 박근성
Original assignee: 박근성; 전용운
Priority date: 2002-04-22
Filing date: 2002-04-22
Publication date: 2004-12-03
Also published as: KR20030083410A

Abstract

본 발명은 왕겨, 톱밥, 짚 등을 주성분으로 하는 일회용 용기에 관한 것으로, 본 발명에 의한 일회용 용기 제조용 생분해성 재료 조성물은 (a) 식물원료 분말 100 중량부, (b) 전분 10 내지 20 중량부, (c) 에스텔류 1 내지 2 중량부, (d) 물 2 내지 4 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 조성물은 성형된 용기에 탄력성을 더 부여하기 위하여 폴리솔베이트류 1 내지 2 중량부 또는 스테아릴 젖산나트륨 1 내지 2 중량부를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한 본 발명의 일회용 용기 제조용 생분해성 재료 조성물은 상기 식물원료 분말로 왕겨, 톱밥, 짚, 펄프 및 이들의 2종이상의 혼합원료로부터 선택된 식물원료 분말인 것을 특징으로 한다. 그러나 식물원료는 상기 기재된 재료에 한정되는 것이 아니고, 1년생 식물이나 다년생 식물같이 식물섬유라면 모두 분쇄하여 사용하는 것이 가능하다.

본 발명에 의하면, 성형시에 탄력성이 좋아서 잘 부서지지 않으며, 수분 함유율이 적어서 용기성형 및 건조공정을 짧게 할 수 있는 일회용 용기 제조용 생분해성 조성물 및 그 조성물로 만들어진 용기를 제공하여, 일회성 용기를 사용함에 의한 자원의 낭비와 환경오염의 문제를 방지할 수 있다.

Description

일회용 생분해성 용기의 제조방법 {METHOD OF MANUFACTURING INSTANT FOOD CONTAINER WITH BIODEGRADABLE MATERIAL COMPOSITION}

본 발명은 왕겨, 톱밥, 짚 등을 주성분으로 하는 일회용 용기의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일회용 용기를 제조하기 위한 생분해성 재료 조성물과 이 조성물로 이루어진 용기 및 이를 사용하여 일회용 용기를 제조하는 방법 및 이 방법을 이용한 용기 성형기에 관한 것이다.

일회용 용기로 사용되고 있는 플라스틱 소재는 이의 사용 후 처리에 있어서, 소각시에는 대기오염을 초래하고, 매립시에는 분해에 장시간이 소용되며 토양을 오염시키는 등 환경문제를 발생시키고 있다. 따라서 이를 대체할 수 있는 자연친화적인 생분해성 소재의 개발이 연구되어 왔다.

플라스틱 소재를 대체할 수 있는 종래의 일회용 용기 제조용 생분해성 재료는 왕겨, 톱밥과 같은 식물원료 분말에 용기의 압축 성형시 유동성이나 결합성을 좋게하기 위하여 로진, 전분, 천연 단백질과 같은 천연재료 또는 생분해성 플라스틱 분말을 첨가하고 있다.

발명의 명칭이 '일회용 용기의 제조방법'인 한국특허출원 제1992-0027293호(출원일 1992년 12월 31일)에는 톱밥분이나 왕겨 내지는 볏짚 분말에 결합성을 좋게하기 위한 재료로 감자등의 전분과 액상 단백질 및 인산나트륨을 배합, 압축성형하여 용기를 제조하는 기술에 대하여 개시되어 있다. 그러나 상기 문헌에 개시된 조성물은 결합력이 약하고 또한 습기에 약하기 때문에 용기 제조후 별도의 경화제나 에폭시 수지로 용기의 내외면을 도포하여 사용하여야 하는 결점이 있다. 또한 상기 문헌에 개시된 제조방법은 용기를 압축 성형한 후에 성형된 용기를 온증기에서 가열하여 경화시키는 방법으로 성형과 가열이 분리되어 공정이 복잡한 결점이 있다.

또한 발명의 명칭이 '천연재료를 이용한 플라스틱 대체 용품 제조방법'인 한국특허출원 제2000-0000032호(출원일 2000년 1월 3일)에는 왕겨와 같은 농산물부산물, 톱밥같은 목재부산물에 감자전분과 같은 천연접착제와 로진과 같은 코팅제를 혼합한 플라스틱 대체 재료에 대한 기술이 공개되어 있다. 그러나 상기 조성물은 성형성은 좋으나, 제조된 용기의 결합력이 부족하고, 탄력성이 적어서 쉽게 부서지는 결점이 있다. 또한 조성물이 수분을 다량 포함하고 있어서 건조 공정이 길어서 제조 비용을 상승시키는 결점이 있다. 또한 상기 문헌에 개시된 용기의 제조 방법은 전분과 물을 석어서 가열하여 풀을 만들고, 이를 왕겨 등 생분해성 재료와 혼합하여 건조시켜서 분쇄한 후, 물 및 로진과 혼합하여 가열 및 가압을 동시에 하면서 성형하는 방법은, 전분을 풀로 만들기 위한 별도의 공정과 이를 생분해성 재료와 혼합하여 건조 및 분쇄하기 위한 공정으로 인하여 설비가 복잡해지고 비용이 커지는 결점이 있다. 또한 성형시 조성물을 가열 및 가압의 범위가 지나치게 광범위 하여, 가열 및 가압 조건에 따라 불량이 많이 발생하는 결점이 있다.

또한 발명이 명칭이 '생분해성 재료 조성물, 이 조성물로부터 제조된 생분해성 재료제용기 및 이 생분해성 재료제 용기의 제조방법'인 한국특허출원 제2000-005153호(출원일 2000년 2월 2일)에는 왕겨를 주성분으로 하는 식물원료의 분말과, 바인더를 포함하는 생분해성 물질을 혼합한 혼합재로 구성된 생분해성 조성물 및 이를 이용한 용기의 제조방법에 관한 기술이 개시되어 있다. 상기 조성물에서 바인더를 포함하는 생분해성 물질로는 셸락, 로진, 담마, 코우펄, 젤라틴, 전분 또는 이들의 혼합분말을 들고 있다. 그러나 상기 조성물과 용기 제조방법으로 제조된 일회성 용기는 결합력이 부족하고, 직포 또는 부직포를 보강제로 사용하여 용기를 제작할 경우 공정이 복잡하여져 비용이 상승하는 결점이 있다.

또한 이제까지 생분해성 재료를 가열, 가압하면서 압축 성형하는 방법으로 용기를 연속적으로 대량생산할 수 있는 성형기가 개발되어 있지 않아서, 생분해성 일회용 용기용 조성물이 개발되어도 대규모적인 상업화를 이루지 못하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 생분해성 재료는 성형시에 탄력성이 좋아서 잘 부서지지 않으며, 수분 함유율이 적어서 용기성형 및 건조공정을 짧게 할 수 있는 일회용 용기 제조용 생분해성 조성물 및 그 조성물로 만들어진 용기를 제공하는 것을 목적으로한다.

또한 본 발명은 폐기 처리될 경우, 단기간에 미생물에 의한 분해작용이나, 일광, 자외선 등에 의해서 분해되어 무해한 흙으로 되고 동시에 토양개량재로 사용될 수 있고, 사용시 필요한 탄력성, 강도, 강성, 수밀성, 형상 유지성을 갖는 용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 생분해성 재료 조성물을 고온 고압으로 가압 성형하여 강성과 탄력성이 우수하고 조직이 치밀한 일회용 용기를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 생분해성 조성물을 가열, 가압하면서 압축 성형하여 생분해성 일회용 용기를 연속적으로 대량 생산할 수 있는 성형기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명에 따른 일회용 용기의 제조방법을 설명하기 위한 개략도

도2는 본 발명의 생분해성 용기 성형기의 일 실시예의 개략 사시도

도3은 본 발명의 일실시예에 의한 생분해성 용기 성형기의 정면도

도4는 본 발명의 일실시예에 의한 성형기의 평면도

도5는 본 발명의 일실시예에 의한 성형기의 우측면도

도6은 본 발명의 일실시예에 의한 성형기의 전기 및 신호 공급부의 구조를 도시하는 개략도

도7은 본 발명의 일실시예에 의한 성형기의 구동부를 도시하는 개략도

도8는 본 발명의 일실시예에 의한 성형기의 정량공급장치의 구조를 도시하는 개략도

도9는 도8의 정량공급장치의 평면도

도10은 도8의 A방향에서 바라본 분분 상세도

도11은 본 발명의 일실시예에 의한 성형기의 용기배출장치를 도시하는 개략도

도12는 도11의 용기배출장치의 개략 평면도

도13은 본 발명의 일실시예에 의한 성형기의 브레이크유닛을 도시하는 개략도

도14는 본 발명의 성형기에 설치된 금형의 일 실시예

도15은 본 발명의 성형기에 설치된 금형의 다른 실시예

도16은 본 발명의 조성물을 사용하여 제조된 용기의 일 실시예

도17은 본 발명의 성형기의 유압실린더를 제어하기 위한 유압장치의 개략도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200 프레임 300 유압실린더

400 용기배출장치 413 제2아이들기어

500 정량공급장치 520 정량투입디스크

545 제1아이들기어 590 원료투입 차단수단

600 전기 및 신호공급부 700 메인휠

800 브레이크 유닛 900 구동부

950 턴테이블 베어링 기어 942 구동기어

본 발명에 의한 일회용 용기 제조용 생분해성 재료 조성물은 식물원료 분말 100 중량부, 전분 10 내지 20 중량부, 에스텔류 1 내지 2 중량부, 물 2 내지 4 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 조성물은 성형된 용기에 탄력성을 더 부여하기 위하여 폴리솔베이트류 1 내지 2 중량부 또는 스테아릴 젖산나트륨 1 내지 2 중량부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 의한 일회용 용기 제조용 생분해성 재료 조성물은 로진 3 내지 4 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 일회용 용기 제조용 생분해성 재료 조성물은 상기 식물원료 분말로 왕겨, 톱밥, 짚, 펄프 및 이들의 2종이상의 혼합원료로부터 선택된 식물원료 분말인 것을 특징으로 한다. 그러나 식물원료는 상기 기재된 재료에 한정되는 것이 아니고, 1년생 식물이나 다년생 식물 등 식물섬유라면 모두 분쇄하여 사용하는 것이 가능하다.

또한 본 발명의 일회용 용기 제조용 생분해성 재료 조성물은 상기 식물원료 분말이 70 내지 120 메시(mesh)로 분쇄된 분말인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 생분해성 일회용 용기는 상기 조성물을 금형에 넣고 정해진 시간동안 정해진 온도에서 정해진 압력으로 가압되어 체적감소율이 0.75 내지 0.85 범위 내에서 압축 성형된 용기인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 생분해성 일회용 용기는, 압축성형시 상기 금형의 온도는 150 내지 155 ℃ 이고, 30 내지 40 kg/cm²으로 4 내지 5 초 가압한 후, 280 내지 320 kg/cm²으로 4 내지 5 초 가압하고, 다시 30 내지 40 kg/cm²으로 10 내지15초 감압하여 압축 성형된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 생분해성 조성물은, 모두 인체에 무해한 성분으로 이루어져 있으므로, 특히 식품을 단기간 저장하기 위한 용기로 사용될 수 있다. 조성물의 성분 중 전분은 물과 혼합되어 고온에서 가압됨에 의하여 식물재료를 결합하는 바인더의 기능을 하고, 에스텔류는 전분의 호화작용을 촉진하고 노화를 억제하며, 보습효과를 제공하여 용기에 탄력성을 제공한다. 또한 스테아릴 젖산 나트륨은 물에 분산되고, 결합제의 배합을 균일하게 하는 작용을 하고, 용기의 탄력성을 증가시킨다. 폴리솔베이트류는 분산제로서 전분류의 침전을 방지하는 기능을 한다. 또한 본 발명의 조성물은 결합력을 증대 시키기 위하여 로진을 더 포함할 수도 있다.

또한 상기 조성물에는 미려한 색상을 내고, 악취를 제거하기 위하여 색소, 방부제, 표백제, 방향제 등이 첨가될 수 있다.

본 발명에 의한 생분해성 용기의 제조방법은 식물원료 분말 100 중량부와, 전분 10 내지 20 중량부와 에스텔류 1 내지 2 중량부와, 물 2 내지 4 중량부, 로진 3 내지 4 중량부, 폴리솔베이트류 1 내지 2 중량부, 스테아릴 젖산나트륨 1 내지 2 중량부를 포함하는 생분해성 조성물을 균일하게 혼합하는 조성물혼합단계와, 상기 혼합된 생분해성 조성물을 가압 성형하여 용기를 제작하기 위하여 상부 및 하부 금형을 예열하는 금형예열단계와, 상기 예열된 금형의 하부금형에 상기 조성물을 일정량 공급하는 조성물공급단계와, 상기 조성물이 공급된 하부금형을 상부금형으로 일정 온도에서 일정 압력으로 일정시간동안 가압하여 체적감소율이 0.75 내지 0.85 범위 내에서 상기 조성물을 원하는 용기의 형상으로 압축 성형하는 용기성형단계와, 상기 성형된 용기를 하부금형으로 부터 진공으로 흡착하여 배출하는 용기배출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 생분해성 용기의 제조방법에서, 상기 식물원료 분말은 70 내지 120 메시로 분쇄된 분말이고, 상기 용기성형단계에 있어서 상기 정해진 온도는 150 내지 155 ℃ 이고, 상기 정해진 압력과 정해진 시간은 30 내지 40 kg/cm²으로 4 내지 5 초 가압한 후, 280 내지 320 kg/cm²으로 4 내지 5 초 가압한 후, 다시 30 내지 40 kg/cm²으로 10 내지 15초 감압하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 생분해성 용기의 제조방법은 식물원료 분말을 전분과 같은 결합제와, 에스텔류와 같은 첨가제 및 물을 원료로 사용하여 고온, 고압으로 압축성형하여 일회용 용기로 단시간 사용되기에 충분한 탄력성과, 강성, 형태유지성을 갖는 용기를 제공한다. 특히, 150 내지 155 ℃의 온도에서, 체적감소율이 0.75 내지 0.85 범위에 들어가도록 280 내지 320 kg/cm²의 고압으로 압축 성형함에 의하여고밀도로 성형함에 의하여 탄성과 강도가 충분한 용기를 얻을 수 있다.

본 발명에 의한 생분해성 조성물로 일회용 용기를 제조하기 위한 성형기는, 프레임과, 상기 프레임의 상부에 회전이 가능하게 설치되고 상부 및 하부 플랜지를 갖는 메인휠과, 상기 메인휠을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 구동부와, 프레임에 설치되고 상기 메인휠의 하부와 마찰접촉을 하여 메인휠의 회전을 정지시키기 위한 복수의 브레이크유닛과, 실린더 로드가 상기 상부 플랜지를 관통하여 상기 하부 플랜지를 향하도록 상기 상부 플랜지의 상부면의 원주에 설치된 복수의 유압실린더와, 상기 메인휠의 상부에 설치되어 상기 복수의 유압실린더를 개별적으로 제어하고 동작시킬 수 있는 유압장치와, 상기 복수의 유압실린더의 각각의 실린더 로드에 설치되고 각각의 실린더의 상승 및 하강에 의해서 상하로 이동되는, 전기 히터를 내장한 복수의 상부금형과, 상기 상부금형에 대응하는 위치의 상기 하부 플랜지의 상부면에 설치되고 전기 히터를 내장한 복수의 하부금형과, 상기 메인휠의 회전에 의하여 회전하는 상기 복수의 상부 및 하부금형에 내장된 히터와 상기 유압장치에 전기를 공급하고 제어신호를 전달하기 위한 전기 및 신호 공급부와, 상기 프레임에 설치되고 상기 메인휠의 회전에 의하여 회전하는 상기 각각의 하부금형에 생분해성 조성물을 일정량 씩 공급하기 위한 정량공급장치와, 상기 프레임에 설치되고, 상기 상부 및 하부 금형의 가압에 의해서 상기 조성물의 가압 성형이 완료된 경우 메인휠의 회전에 의해서 이동하는 상기 각각의 하부금형과 동일한 선속도로 이동하면서 성형 완료된 용기를 진공으로 흡착하여 배출시키기 위한 용기배출장치와, 상기 메인휠의 회전에 동기시켜서 상기 복수의 하부금형에 상기 조성물을 공급하기 위하여 상기 정량공급장치를 제어하고 상기 공급된 조성물을 성형하기 위하여 상부금형이 설치된 실린더의 승강 및 하강 운동을 제어하고 상기 성형된 조성물을 메인휠의 회전과 동기시켜서 상기 하부금형으로부터 진공으로 흡착하여 배출시키는 것을 제어하기 위한 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 성형기에 있어서, 상기 메인휠을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 구동부는, 모타와, 상기 모터에 연결된 커플링과, 상기 커플링에 연결된 구동기어와, 외륜은 기어가 형성되어 상기 구동기어와 맞물리고 상기 메인휠에 고정되고, 내륜은 상기 프레임에 고정된 턴테이블 베어링 기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 성형기에 있어서, 상기 유압장치는, 작동유를 저장하는 오일탱크와, 상기 복수의 유압실린더에 작동유를 고압으로 공급하기 위한 고압펌프와, 상기 복수의 유압실린더에 작동유를 저압으로 공급하기 위한 저압펌프와, 상기 펌프들을 구동하기 위한 모터와, 상기 고압펌프에 연결된 고압유배관과, 상기 저압펌프에 연결된 저압유배관과, 상기 실린더의 작동유를 상기 오일탱크로 복귀시키기 위한 드래인유배관과, 상기 고압유, 저압유, 그리고 드래인배관과 복수의 유압실린더 각각을 연결하는 배관에 설치된 유압실린더 제어 밸브들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 성형기에 있어서, 상기 전기 및 신호 공급부는 복수의 슬립링으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 성형기에 있어서, 상기 제어장치는 상기 유압실린터의 상승및 하강을 식별하기 위한 센서와, 메인휠의 회전각도와 회전속도를 측정하기 위한 센서와, 상부 및 하부 금형의 온도를 측정하기 위한 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 성형기에 있어서, 상기 정량공급장치는, 바닥부에 상기 조성물을 배출하기 위한 배출구멍이 형성되어 있고 상부로 공급된 상기 조성물을 상기 바닥부에 형성된 배출구멍으로 원활히 배출시키기 위하여 바닥부와 접촉하여 회전하는 교반날개가 설치된 원료 저장통과, 디스크 형상으로 상부면의 일부가 상기 원료저장통의 하부에 위치하고 하부면의 일부는 상기 하부금형의 상부에 위치하며, 회전축을 중심으로 동심원 상에 형성된 복수의 관통구멍을 갖고, 회전시 상기 복수의 관통구멍의 중심은 상기 원료저장통의 배출구멍의 중심과 일치하며 동시에 상기 복수의 관통구멍의 중심은 상기 하부금형의 중심과 일치하고 상기 메인휠의 회전과 동기화 시켜서 회전시키기 위한 수단을 포함하는 정량투입디스크와, 상기 정량투입디스크와 동일한 반경의 디스크형상이고 상기 정량투입디스크가 회전시 상기 정량투입디스크의 관통구멍의 중심이 상기 하부금형의 중심과 교차하는 위치에 형성된 관통구멍들 보다 큰 하나의 재료공급구멍을 갖고 상기 정량투입디스크의 하부에 밀착하여 고정 설치된 지지디스크와, 상기 지지디스크의 하부에 설치되어 재료공급구멍을 차단하기 위한 차단수단과, 상기 정량투입디스크의 상부에 설치되고 상기 정량투입디스크의 관통구멍의 중심과 상기 하부금형의 중심이 일치할 경우 상기 정량투입디스크의 관통구멍에 놓여 있는 일정량의 조성물이 상기 하부금형으로 용이하게 투입되도록 가압하는 투입촉진수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 성형기에 있어서, 상기 정량투입디스크를 상기 메인휠의 회전과 동기화 시켜서 회전시키기 위한 수단은, 상기 프레임에 회전가능하도록 설치되고 상기 구동부의 구동기어와 맞물려 있는 제1 아이들 기어와, 상기 정량공급장치의 정량투입디스크를 회전시기키 위한 디스크회전축과, 상기 디스크회전축에 고정 설치되고 상기 제1 아이들 기어와 맞물려 있는 투입기 동기기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 성형기에 있어서, 상기 용기배출장치는 상기 프레임에 회전가능하도록 설치된 제1 회전축과, 상기 제1 회전축과 평행하고 상기 프레임에 회전가능하게 설치된 제2 회전축과, 상기 제1회전축에 설치된 제1 스프로켓과, 상기 제2 회전축에 설치된 제2 스프로켓과, 상기 제1 스프로켓과 제2 스프로켓에 설치된 체인과, 상기 체인에 설치된 복수개의 진공흡착조립체를 포함하고, 상기 진공흡착조립체는 상기 하부금형의 상기 성형된 조성물을 진공으로 흡착하기 위한 흡착패드를 포함하고, 상기 제1 또는 제2 회전축 중 하나의 축은 상기 메인휠의 회전과 동기화 시켜서 회전시키기 위한 수단을 포함하고, 상기 흡착패드는 상기 하부금형의 중심선을 따라서 하부금형의 이동속도와 동일한 속도로 일정거리 이동되도록 설치된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 성형기에 있어서, 상기 제1 또는 제2 회전축 중 하나의 축을 상기 메인휠의 회전과 동기화 시켜서 회전시키기 위한 수단은, 상기 프레임에 회전가능하도록 설치되고 상기 구동부의 구동기어와 맞물려 있는 제2 아이들 기어와, 상기 제1 또는 제2 회전축 중 하나의 축에 고정설치되고 상기 제2 아이들 기어와맞물려 있는 배출기 동기기어인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 성형기에 있어서, 상기 정량투입장치의 정량투입디스크의 복수의 관통구멍의 수는 상기 메인휠의 복수의 금형의 수의 약수인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 성형기에 있어서, 상기 메인휠의 금형은 용기의 종류에 따라서 순서대로 배열되어 있으며, 상기 용기의 종류에 따라 서로 다른 양의 조성물을 해당 금형에 투입하기 위하여 상기 정량투입장치의 정량 투입디스크의 관통구멍에 금형의 배열순서에 따라 설치된 직경의 크기가 다르게 관통된 계량 슬리브을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 의한 일회용 용기 제조용 생분해성 재료 조성물 및 이 조성물로 성형한 용기의 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명에 의한 일회용 용기 제조용 생분해성 재료 조성물은 일회용 용기로서 라면용기, 일회용 컵, 도시락 포장재, 일회용 접시 등에 이용될 수 있다. 상기 조성물은 식물성 재료를 주성분으로 하고, 이를 결합하기 위한 접착력을 제공하는 결합제로서 전분과, 성형시에 결합제인 전분에 탄력성을 제공하기 위한 에스텔류 분말과 약간의 수분이 포함된다. 에스텔류 이외에 보습에 이한 탄력성을 제공하기 위한 폴리솔베이트류 분말 또는 스테아릴 젖산나트륨 분말등이 더 포함될 수 있다. 본 발명의 생분해성 조성물은 식물원료 분말 100 중량부, 전분 10 내지 20 중량부, 로진 3 내지 4 중량부, 에스텔류 1 내지 2 중량부, 물 2 내지 4 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 또한 폴리솔베이트류 1 내지 2 중량부 또는 스테아릴 젖산나트륨 1 내지 2 중량부를 더 포함할 수 도 있다. 또한 본 발명의 조성물로 제조된 용기에 방수성과 광택을 제공하기 위하여, 본 발명의 조성물은 로진을 3 내지 4 중량부 더 포함할 수도 있다.

에스텔류는 면류나 제과 또는 제빵용 품질 개량제로 사용되는 것으로 우수한 유화성으로 보습효과와 작업성을 향상시키는 기능을 한다. 또한 성형시 소포제와 이형제로서의 기능도 한다. 스테아릴 젖산나트륨은 소맥 글루텐의 안정성과 탄력성을 증가시키는 작용을 하는 친수성 유화제이다. 폴리 솔베이트류는 솔비탄 지방산 에스테르에 에틸렌 옥사이드를 부가시켜 친수성을 높인 것으로 성형시 소포제 및 분산제의 기능을 한다.

본 발명의 조성물은 상기 성분 이외에 용기의 색상을 미려하게 하기 위하여 소량의 인체에 무해한 식용색소를 더 포함할 수 있다. 또한 본 발명의 조성물은 일회용 용기에 수용할 내용물에 따라서 풍미를 더해 주기 위하여 적당한 향료를 더 포함할 수도 있다.

또한 본 발명의 조성물은 성형시 그대로 사용하여도 무방하나, 특히 수분이 많은 내용물을 보관하고자 할 경우에는 용기의 내부를 생분해성 왁스나 실리콘 코팅제로 코팅하여 사용할 수 있다.

본 발명의 조성물에 있어서, 제1 실시예는 식물원료로서 80 메시 왕겨 분말 80 %, 전분 10 %, 수분 2 %, 에스텔류 1 %로 구성된 조성물이다. 제2 실시예는 80 메시 왕겨 분말 80 %, 전분 10 %, 수분 2 %, 에스텔류 1 %, 폴리 솔베이트류를 1 % 로 구성된 조성물이다. 제3 실시예는 80 메시 왕겨 분말 80 %, 전분 10 %, 수분 2%, 에스텔류 1 %, 폴리 솔베이트류를 1 %, 스테알리 젖산 나트륨을 1 % 로 구성된 조성물이다. 제4 실시예는 80 메시 왕겨 분말 80 %, 전분 10 %, 로진 3 %, 수분 2 %, 에스텔류 1 %, 폴리 솔베이트류를 1 % 로 구성된 조성물이다.

도16에는 본 발명의 조성물을 사용하여 제조한 용기(1001)의 일 실시예가 도시되어 있다.

이하에서는 본 발명의 조성물로 일회용 생분해성 용기를 제조하는 제조방법의 일실시예를 설명한다.

도1에는 본 발명의 의한 일회용 용기의 제조방법을 설명하기 위한 개략도가 도시되어 있다.

도1에 도시된 것과 같이, 왕겨, 짚과 같은 식물원료 분말을 준비하고(S100) 이를 잘게 분쇄한다(S110). 이 때 식물원료는 크기가 70 내지 120 메시 범위에 있도록 분쇄하는 것이 바람직하다. 한편, 전분과 폴리에스텔과 같은 결합제를 준비하고(S120), 준비된 물(S130)과 교반하여 혼합한다(S140). 다음에, 준비된 식물원료 분말과 바인더 분말을 혼합, 교반하여 생분해성 조성물을 제조한다(S150). 이때 혼합 제조된 조성물은 식물원료 분말 100 중량부와, 전분 10 내지 20 중량부와, 에스텔류 1 내지 2 중량부와, 물 2 내지 4 중량부로 구성되는 것이 바람직하다. 또한 혼합 제조된 조성물은 용기에 방수성과 광택을 제공하기 위하여, 로진을 3 내지 4 중량부 더 포함할 수도 있다. 그리고, 혼합 제조된 조성물은 용기에 용기에 탄력성을 더 부여하기 위하여 폴리솔베이트류 1 내지 2 중량부와 스테아릴 젖산나트륨 1 내지 2 중량를 더 포함할 수 있다.

한편, 미리 성형용 금형을 예열하고(S180), 예열된 금형에 혼합된 생분해성 조성물을 예열된 하부 금형에 투입한다(S160). 투입된 생분해성 조성물을 상부 금형을 이동시켜서 가열, 가압하면서 압축 성형한다(S170). 이 때 가열된 금형의 온도는 150 내지 155 ℃의 범위에서 유지하는 것이 바람직하다. 이때, 상부금형의 온도를 하부금형의 온도보다 높게 하는 것이, 합축 성형후 용기의 배출에 있어서 보다 유리하다. 성형온도가 155 ℃이상인 경우에는 성형시간이 조금이라도 길어지면 재료가 금형에 눌어버리는 문제가 있다. 특히 압축 성형시 압축율은 0.75 내지 0.85의 범위에 있도록 하는 것이 바람직하다. 압축률이 너무 크면 조직이 치밀하지 못하여 쉽게 부서지고, 압축율이 너무 작으면 탄성이 부족하여 작은 충격으로 쉽게 깨지게 된다. 압축율은 압축되기 전의 부피(V1)에서 압축된 후의 부피(V2)를 뺀 값을 압축되기 전의 부피(V1)로 나눈 값이다. 즉 (V1 - V2)/V1 으로 구한다.

다음으로 상부금형을 상승시키고 하부금형으로부터 압축 성형된 용기를 배출시킨다(S190). 배출된 용기는 필요에 따라 건조 또는 살균 공정을 거치게 할 수도 있으나, 식물재료의 분쇄이전에 세척공정을 추가하고, 성형온도가 150 ℃ 이상이므로 별도의 살균 공정이 없어도 무방하다.

이하에서는 본 발명의 제조방법을 이용한 일회용 생분해성 용기를 제조하기 위한 성형기의 일 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도2는 본 발명의 일실시예에 의한 일회용 생분해성 용기를 제조하기 위한 성형기의 개략 사시도이고, 도3은 본 발명의 일실시예에 의한 성형기의 개략 정면도이고, 도4는 본 발명의 일실시예에 의한 성형기의 개략 평면도이며, 도5는 본 발명의 일실시예에 의한 성형기의 개략 우측면도이다.

도2에 도시된 것과 같이, 본 발명에 의한 성형기(1000)는 프레임(200)과, 프레임 상부에 회전이 가능하게 설치된 메인휠(700)과, 메인휠(700)을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 구동부(900)와, 프레임(200)에 설치되어 메인휠(700)의 하부와 마찰접촉을 하여 메인휠(700)의 회전을 정지시키기 위한 복수의 브레이크유닛(800)과, 복수의 유압실린더(300)의 실린더 로드(310) 단부에 설치된 상부금형(730)과, 메인휠(700)의 하부 플랜지(720)에 설치된 하부금형(740)과, 회전하는 하부금형(740)에 생분해성 조성물을 일정량 씩 공급하기 위한 정량공급장치(500)와, 성형 완료된 용기를 진공으로 흡착하여 배출시키기 위한 용기배출장치(400), 그리고 성형기를 제어하기 위한 제어부를 포함한다.

메인휠(700)은 상부플랜지(710)와 하부플랜지(720)를 갖는 중공의 원통형상으로 되어 있다. 또한 메인휠(700)의 상부플랜지(710)의 상부면에는 복수의 유압실린더(300)가 설치되어 있다. 본 실시예에서 유압실린더(300)의 수는 80 개이다. 각각의 유압실린더(300)는 도4에 도시된 것과 상부플랜지(710)의 상부면의 가장자리에 설치되어 있다. 각각의 유압실린더(300)의 실린더 로드(310)는 도3에 도시된 것과 같이 상부 플랜지(710)를 관통하여 상부 플랜지(710)와 하부 플랜지(720) 사이에서 전진과 후진이 가능하도록 설치되어 있다. 또한, 각각의 유압실린더(300)의 상승 및 하강 상태를 감지하기 위하여는 유압실린더에 리드스위치(미도시)를 각각 설치할 수도 있으나, 상기 프레임(200)에 별도의 감지 센서를 설치할 수 도 있다.

또한 상기 유압실린더(300)를 개별적으로 제어하여 동작시킬수 있는 유압장치(1200, 도17참조)가 상기 메인휠(700)에 설치되어 있다.

상부금형(730) 및 하부금형(740)의 내부에는 도14에 도시된 것과 같이, 히터를 삽입 고정하기 위한 환형의 홈(731, 741)이 각각 형성되어 있다. 각각의 환형의 홈(731, 741)은 히터에 전원을 공급하기 위하여 일부가 외측으로 연장된 연장부(732, 742)를 갖는다. 상기 각각의 환형의 홈(731, 741) 내에는 환형상의 히터(733)가 삽입되어 있다.

또한 도5에 도시된 것과 같이, 프레임(200)과 회전하는 메인휠(700)에 설치된 히터와, 유압장치(1200)에 전기를 공급하고, 제어신호를 전달하기 위한 전기 및 신호 공급부(600)가 프레임(200)의 내부에 설치되어 있다.

도6은 본 발명의 일실시예에 의한 성형기의 전기 및 신호 공급부(600)의 구조를 도시하는 개략도이다.

전기 및 신호 공급부(600)는 메인휠(700)의 회전에 의하여, 전기 및 제어신호를 전송하기 위한 배선이 꼬이지 않도록 복수의 적층된 슬립링(650)을 포함한다. 슬립링(650)은 고정된 내부링(610)과, 내부링의 외주부에 접촉하여 미끄러지면서 회전가능하게 설치된 외부링(620)과, 외부링에 설치되고 반경방향으로 이동이 가능한 가동성 단자(660)로 구성된다. 고정측의 전원 및 신호 공급 배선(630)은 내부링(610)의 단자에 고정되고, 회전하는 메인휠(700)에 공급되는 배선은 외부링에 설치된 가동성 단자(660)에 고정되어 메인휠의 회전에 따라 회전이 가능하여 배선(640)이 꼬이는 것을 방지한다.

도7은 본 발명의 성형기의 구동부를 도시하는 개략도이다. 메인휠(700)을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 구동부(900)는, 모타(910)와, 상기 모터(910)에연결된 커플링(920)과, 상기 커플링에 연결된 구동기어(942)와, 상기 구동기어에 연결된 턴테이블 베어링 기어(950)를 포함한다. 도9에 도시된 실시예에서 모타(910)는 감속기어 박스(911)와 연결되어 있으며, 감속기어 박스(911)는 커플링(920)으로 제1 베벨기어 축(930)과 연결되어 있다. 제1 베벨기어 축(930)은 수직으로 동력전달 방향을 전환하는 제2 베벨기어축(940)과 연결되어 있다. 제1 베벨기어 축과 제2 베벨기어 축은 각각의 단부에 고정 설치된 베벨기어(933, 941)에 의하여 맞물려 있다. 제2 베벨기어 축의 일단에는 턴테이블 베어링 기어(950)에 동력을 전달하기 위한 구동기어(942)가 고정되어 있다. 턴테이블 베어링 기어(950)는 도7의 원안에 도시한 것과 같이, 외륜(951)은 상기 구동기어(942)와 맞물리도록 기어가 형성되어 있으며, 메인휠(700)에 고정되어 있다. 또한 내륜(952)은 상기 프레임(200)에 고정되어 있으며, 내륜(952)과 외륜(951) 사이에는 복수의 원통형 로울러(953)가 수직축과 교대로 얻갈리게 45° 경사져서 원주를 따라서 삽입 설치되어 있다.

도8은 본 발명의 일실시예에 의한 성형기의 정량공급장치의 구조를 도시하는 개략도이고, 도9는 도8의 정량공급장치의 평면도이고, 도10은 도8의 A방향에서 바라본 분분 상세도이다.

정량공급장치(500)는 도4에 도시된 것과 같이, 메인휠(700)이 설치된 프레임(200) 전방에서, 프레임(200) 상에 설치되어 있다. 또한 회전하는 메인휠(700)의 하부금형(740)에 생분해성 조성물을 일정량 씩 투입할 수 있도록, 메인휠(700)의 회전과 동기와 되어 회전하면서 조성물을 투입할 수 있는 수단(520)을 가지고 있다.

본 발명의 실시예의 정량공급장치(500)는 원료 저장통(510)과, 정량투입디스크(520)와, 정량투입디스크의 하부에 밀착하여 고정 설치된 지지디스크(530)와, 지지디스크(530)의 하부에 설치되어 지지디스크(530)의 재료공급구멍(531)을 차단하기 위한 차단수단(590)과, 정량투입디스크의 관통구멍에 놓여 있는 일정량의 조성물이 상기 하부금형으로 용이하게 투입되도록 조성물을 가압하는 투입촉진수단(580)을 포함하고 있다.

상기 원료 저장통(510)은 바닥부에 상기 조성물을 배출하기 위한 배출구멍(511)이 형성되어 있다. 배출구멍(511)은 원형의 개구가 정량투입 디스크의 중심에서 원주방향으로 일정길이 연장된 형상이다. 또한 저장통(510)은 저장통의 상부로 공급된 원료 조성물을 바닥부에 형성된 배출구멍(511)으로 원활히 배출시키기 위하여 바닥부와 접촉하여 회전하는 교반날개(512)를 추가로 포함하고 있다. 교반날개(512)의 날개수는 배출통의 크기에 따라서 적당한 수로 할 수 있다.

정량투입 디스크(520)는 도3, 도4, 그리고 도8의 도시로부터 알 수 있는 것과 같이, 디스크 형상으로 상부면의 일부는 상기 원료저장통의 하부에 위치하고 하부면의 일부는 상기 하부금형의 상부에 위치하며, 상기 메인휠의 회전과 동기화 시켜서 회전시키기 위한 수단을 포함하고 있다. 본 실시예에 있어서, 상기 정량투입디스크(520)를 상기 메인휠(700)의 회전과 동기화 시켜서 회전시키기 위한 수단은 상기 프레임(520)에 회전가능하도록 설치되고 상기 구동부의 구동기어(942)와 맞물려 있는 제1 아이들 기어(545)와, 정량투입디스크(520)를 지지하고 회전시기키 위한 디스크회전축(540)과, 상기 디스크회전축에 고정 설치되고 상기 제1 아이들 기어(545)와 맞물려 있는 투입기 동기기어(541)로 구성되어 있다. 그러나, 상기 정량투입디스크(520)를 상기 메인휠(700)의 회전과 동기화 시켜서 회전시키기 위한 수단은 이에 한정되는 것은 아니며, 메인휠(700)의 회전 속도와, 각 하부금형의 위치를 측정하고, 이에 따라 정량 투입디스크(520)의 회전속도를 조절하는 것도 가능하다.

또한 상기 정량투입디스크(520)는 회전축(540)을 중심으로 동심원 상에 형성된 복수의 관통구멍(521)을 갖고 있다. 회전시에 상기 복수의 관통구멍(521)의 중심의 궤적선(523)은 상기 원료저장통의 배출구멍(511)의 중심궤적선(513)과 일치하며, 동시에 상기 복수의 관통구멍의 중심은 상기 하부금형(740)의 중심과 일치하게 형성되어 있다.

또한 지지디스크(530)는 디스크 형상으로, 상기 정량투입디스크(520)의 하부에 밀착하여 고정 설치되어서 정량투입디스크의 관통구멍에 투입된 원료 조성물이 정량투입디스크(520)가 회전하더라도 하부로 떨어지지 않도록 지지하는 역활을 한다. 지지디스크(530)의 반경은 정량투입디스크(520)의 반경보다 커도 무방하나 동일한 크기인 것이 바람직하다. 지지디스크(530)는, 관통구멍(521)의 중심과 상기 하부금형(740)의 중심이 일치하는 위치에 형성되고, 상기 복수의 관통구멍들 보다 큰 재료공급구멍(531)을 갖고 있다.

따라서, 운전 중 회전하는 관통구멍(521)의 중심과 회전하는 하부금형(740)의 중심이 일치할 때, 상기 재료공급구멍(531)으로 원료 조성물이 낙하하여 하부금형(740)에 투입되게 되어 있다.

또한, 상기 지지디스크(530)의 하부에는, 용기의 성형이 불량이거나, 용기가 배출하지 않은 상태로 하부금형이 회전할 경우 조성물 재료의 투입을 막기 위해서, 지지디스크(530)의 재료공급구멍(531)을 차단하기 위한 차단수단(590)이 설치되어 있다. 상기 차단수단(590)은 도10에 도시된 것과 같이, 공압에 의해서 전후진이 가능한게 설치된 실린더(591)와, 상기 실린더(591)에 의해서 회동하도록 지지디스크(530)의 하부에 핀으로 고정된 차단디스크(592)로 구성할 수 있다. 차단디스크(592)는 상기 재료공급구멍(531)의 직경보다는 큰 직경을 갖고, 얇은 디스크 형상이다.

또한 본 실시예의 정량공급장치(500)는 원료 조성물 투입시 상기 하부금형으로 용이하게 투입되도록 가압하는 투입촉진수단(580)을 추가로 포함할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 상기 투입촉진수단(580)은, 지지디스크(530)의 재료공급구멍 (531)의 중심 위치에서 정량투입디스크(520)의 상부에 설치된 노즐 조립체(583)와, 상기 노즐조립체(583)를 지지하고 상기 저장통(510)에 고정된 노즐지지브라겟(583)과, 상기 노즐에 공기압을 제공하기 위하여 솔레노이드 밸브(미도시)를 열어주는 스위치(586)와, 상기 스위치를 개폐하기 위한 타이밍 정보를 제공하기 위하여 디스크 회전축(540)에 결합되어 회전하는 동기휠(581)로 구성된다. 상기 동기휠(581)은 원주에 톱니가 형성되어 있어서, 하부금형(740)의 중심과 재료공급구멍(531)의 중심이 일치할 경우 상기 스위치(586)를 작동시켜서 상기 노즐에 공압을 제공하기 위한 솔레노이드 밸브를 열어주는 기능을 한다. 이때, 공기압의 분사에 의한 조성물의 분산을 방지하기 위하여, 상기 노즐의 주위에 중공 원통형의 분산방지구(585)를 설치할 수 있다.

특히 본 발명의 일 실시예의 성형기(1000)는 정량투입디스크(520)에 형성된 관통구멍(521)의 수가 메인휠(700)에 설치된 금형의 수의 약수에 해당하는 갯수로 형성된 것을 특징으로 한다. 이렇게 금형의 수와 관통구멍의 수를 정하게 되면, 금형의 수와 관통구멍 수의 공약수에 해당하는 종류의 용기를 연속적으로 생산하는 것이 가능하게 된다. 예를 들어 금형의 수가 80개이고, 관통구멍의 수가 10개라면, 10가지, 5가지, 또는 2가지 종류의 금형을 연속적으로 배열하고, 각 용기의 종류에 따라서 적정한 양의 조성물을 공급할 수 있도록 도8에 도시된 것과 같이, 내경이 다른 계량슬리브(522)를 금형의 순서에 따라서 관통구멍(521)에 삽입하면, 연속적으로 여러 종류의 용기를 제조하는 것이 가능하다.

도11은 본 발명의 일실시예에 의한 성형기의 용기배출장치를 도시하는 개략도이고, 도12는 도11의 용기배출장치의 평면도이다.

본 발명의 일 실시예의 용기배출장치(400)는 프레임(200)의 상에 설치되고, 조성물의 압축 성형이 완료된 경우, 상기 하부금형(740)과 동일한 선속도로 이동하면서 성형 완료된 용기(1001)를 진공으로 흡착하여 하부금형(740)으로 부터 배출시키는 역활을 한다.

용기배출장치(400)는 상기 프레임에 회전가능하도록 설치된 제1 회전축(410)과, 상기 제1 회전축과 평행하고 상기 프레임에 회전가능하게 설치된 제2 회전축(420)과, 상기 제1회전축에 설치된 제1 스프로켓(411)과, 상기 제2 회전축에설치된 제2 스프로켓(421)과, 상기 제1 스프로켓과 제2 스프로켓에 설치된 체인(430)과, 상기 체인에 설치된 복수개의 진공흡착실린더조립체(440)를 포함한다.

진공흡착실린더조립체(440)는 상기 하부금형(740)의 상기 성형된 조성물을 진공으로 흡착하기 위한 흡착패드(445)와, 상기 흡착패드에 연결된 튜브(444)와, 제어신호에 따라 개폐되어 용기(1001)를 흡착시키는 밸브(443)를 포함한다.

상기 밸브(443)는 흡착실린더(441)의 실린더 로드에 고정된 흡착패드홀더(442)에 고정되어 있다. 흡착패드홀더(442)는 흡착실린더 로드의 이동을 안내하기 위한 실린더가이드(447)와 결합되어 있으며, 실린더가이드(447)는 실린더(441)를 체인에 지지하는 실린더홀더(448)에 형성된 홈 또는 구멍을 관통하여 안내된다. 실린더홀더(448)는 체인에 설치된 실린더고정브라켓(431)에 고정된다. 실린더 홀더(448)는 상기 실린더고정브라켓(431)에 고정볼트(449)에 의하여 고정된다. 상기 고정볼트(449)의 머리부는 스프로켓의 상하에 설치되어 체인을 보호하는 체인하우징(450)에 형성된 안내홈(451)에 의하여 안내된다. 상기 안내홈의 형상을 메인휠(700)과 동일한 곡률반경을 갖도록 함으로서, 흡착패드(445)가 하부금형의 중심과 동일한 선속도로 이동하도록 하여 안정되게 용기(1001)를 배출시킬 수 있다. 상기 체인의 흡착실린더 조립체가 설치되지 않은 부위에 상기 고정볼트만을 브라켓에 설치하여, 상기 안내홈(451)에 의하여 안내되게 하여, 체인의 회전을 보다 안정되게 할 수도 있다.

상기 제1회전축(410)에는 메인휠(700)의 회전과 제1회전축(410)의 회전을동기화 시키기 위한 배출기 동기기어(412)가 고정되어 있다. 상기 배출기 동기기어(412)는 구동기어(942)와 맞물린 제2 아이들기어(412)와 맞물려 있다.

따라서 상기 기어들 간의 회전 속도비를 적절히 조절하면, 하부금형(740)의 선속도와 흡착패드(445)의 선속도를 일정한 구간에서 동일하게 조정할 수 있다.

도13은 본 발명의 성형기의 브레이크유닛을 도시하는 개략도 이다.

브레이크유닛(800)은 브레이크용 실린더(820)와, 실린더 로드에 결합된 브레이크 패드(830)와, 상기 실린더를 프레임(200)에 고정하는 브레이크 하우징(810)을 포함하다. 상기 브레이크 유닛(800)은 브레이크 패드(830)가 메인휠(700)의 하부플랜지(720)의 하면과 접촉하여 마찰력에 의하여 메인휠(700)의 회전을 정지시킬수 있도록 복수개가 프레임(200)에 설치된다. 본 실시예에 있어서 브레이크 유닛(800)은 4개가 설치되어 있다.

도17은 본 발명의 성형기의 유압실린더를 제어하기 위한 유압장치의 개략도이다.

본 발명의 유압장치(1200)는 작동유를 저장하는 오일탱크(1210)와, 상기 복수의 유압실린더에 작동유를 고압으로 공급하기 위한 고압펌프(1230)와, 상기 복수의 유압실린더에 작동유를 저압으로 공급하기 위한 저압펌프(1240)와, 상기 펌프들을 구동하기 위한 모터(1220)와, 상기 고압펌프에 연결된 고압유배관(1250)과, 상기 저압펌프에 연결된 저압유배관(1260)과, 상기 실린더의 작동유를 상기 오일탱크로 복귀시키기 위한 드래인유배관(1270)으로 구성된다.

상기 모터(1220)는 고압펌프(1230)와 저압펌프(1240) 모두를 구동하게 설치되어 있으나, 각 펌프에 독립적으로 모터를 설치할 수도 있다. 상기 고압유배관(1250)과 저압유배관(1260)과 드래인유배관(1270)은 도5에 도시된 것과 같이 메인휠(700)의 상부플랜지(710)의 상면에 설치되어 있다. 고압펌프(1230)로부터 공급되는 고압유는 압력이 280 내지 320 kg/cm²이고, 저압펌프로(1240)로부터 공급되는 저압유는 압력이 30 내지 40 kg/cm²이다.

고압유배관과 저압유 배관의 상류측에는 각각 릴리프 밸브(1211, 1212)가 설치된다. 고압유배관(1250)으로부터 유압실린더(300)에 고압의 작동유를 공급하기 위한 배관(1251)이 솔레노이드밸드(1252)를 통하여 유압실린더(300)에 연결되어 있다. 또한 저압유배관(1260)으로부터 유압실린더(300)로 저압의 작동유를 공급하기 위한 배관(1261)이 복동식 솔레노이드밸브(1262)를 통하여 유압실린더(300)에 연결되어 있으며, 실린더(300)로부터 리턴되는 작동류를 순환시키기 위하여 드래인유배관(1270)에 별도의 드래인배관(1263)이 연결되어 있다. 또한 실린더(300)를 고압으로 가압한 후, 저압에 의하여 실린더(300)를 후진시키기 전에 감압하기 위한 배관(1271)이 별도로 드래인밸브(1272)를 통하여 드래인유배관(1270)에 연결되어 있다. 상기와 같이 실린더를 작동시키기 위한 배관과 밸브는 설치된 복수의 실린더 마다 각각 설치되어 있다.

도1에 도시된 본 발명의 성형기를 제어하기 위한 제어장치는 릴레이를 이용하여 구성할 수도 있으나, 프로그램에 있어서 유연성을 확보하기 위하여 PLC(Programmable Logic Controller)를 사용하는 것이 바람직하다. 제어장치는PLC를 내장한 제어반(1100)과 상기 유압실린터의 상승 및 하강을 식별하기 위한 별도의 센서(651, 652)와, 메인휠의 회전각도와 회전속도를 측정하기 위한 센서(미도시 되었으나 메인휠의 구동기어(942)의 축에 엔코더를 설치하여 구성된다)와, 상부 및 하부 금형의 온도를 측정하기 위한 센서(미도시 되었으나, 상부하부 금형에 홈을 파고 삽입하여 사용한다)를 포함한다.

이하에서는 본 발명의 성형기의 작동에 대하여 설명한다.

먼저 성형기의 제어반(1100)에서 성형기에 전원을 공급하는 스위치를 ON 시킨다. 그러면 도6에 도시한 전기 및 신호 공급부의 슬립링을 통하여 휠의 상부에 있는 히터 및 유압장치에 전원이 공급된다. 전원이 공급되면, 먼저 금형을 150 내지 155 ℃로 예열한다. 예열이 완료되면, 정량공급장치(500)의 저장통(510)의 교반날개(512)를 회전시켜서 원료 조성물을 정량투입기(520)의 관통구멍(521)에 공급한다. 다음으로, 메인휠(700)을 회전시키기 위하여 모터(910)를 구동시키면 구동기어(942)가 턴테이블 베어링기어(950)를 회전시키고, 따라서 턴테이블 베어링 기어(950)의 외륜에 고정된 메인휠(700)이 회전하게 된다. 또한 구동기어(942)에 연결된 제1 아이들기어(545)와 제2 아이들기어(413)가 동시에 회전하게 된다. 따라서 정량공급장치의 정량투입기(520)와, 용기배출기의 제1회전축(410)이 메인휠(700)의 회전과 동기되어 회전하게 된다.

정량투입기로부터 원료 조성물이 하부금형(740)에 투입되면, 상부금형(730)을 저압으로 대유량을 공급하여 급속히 하강시키기 위하여 먼저 저압솔레노이드 밸브(1262)를 동작시킨다. 상부금형(730)이 하부금형(740)에 삽입되어 가압 성형이시작되면, 고압을 가하기 위하여 고압밸브(1252)를 작동시켜서 고압에 의한 압축성형을 한다. 고압에 의한 가압을 일정시간 한 후, 상부 금형을 상승시키기 위하여 먼저 유압실린더의 압력을 고압에서 저압으로 감압을 행한다. 감압은 감압밸브(1272)를 동작시켜서 고압의 작동유를 드레인유배관으로 흐르도록 한다. 유압실린더(300)를 감압한 후에, 저압솔레노이드밸브(1262)를 작동시켜서 유압실린더(300)를 후진시킨다. 유압실린더(300)는 메인휠(700)의 1회전마다 전진과 후진을 반복하며, 정상적인 정지시에는 모두 후진된 상태를 유지하도록 제어된다. 유압실린더(300)는 조성물이 투입된 후, 메인휠(700)이 일정각도 회전하면서 동시에 전진하여 용기를 가압성형하고, 하부금형이 용기배출장치(400)까지 회전하여 돌아오기 전에 상승위치로 복귀된다.

용기배출장치(400)에 의하여 금형으로부터 배출된 용기는 콘베이어 밸트로 이송되어 건조, 살균, 포장 등의 공정으로 진행하게 된다.

본 발명에 의하면, 성형시에 탄력성이 좋아서 잘 부서지지 않으며, 수분 함유율이 적어서 용기성형 및 건조공정을 짧게 할 수 있는 일회용 용기 제조용 생분해성 조성물 및 그 조성물로 만들어진 용기를 제공하여, 일회성 용기를 사용함에 의한 자원의 낭비와 환경오염의 문제를 방지할 수 있다. 특히 본 발명의 생분해성 조성물은 폐기 처리될 경우, 단기간에 미생물에 의한 분해작용이나, 일광, 자외선 등에 의해서 분해되어 무해한 흙으로 되고 동시에 토양개량재로 사용될 수 있고, 사용시 필요한 탄력성, 강도, 강성, 수밀성, 형상유지성을 갖는 장점이 있다.

또한 본 발명에 의한 생분해성 용기의 제조 방법에 의하면, 강성과 탄력성이 우수하고 조직이 치밀한 일회용 용기를 제조할 수 있다.

또한 본 발명에 의한 생분해성 용기를 성형하는 성형기는 생분해성 일회용 용기를 연속적으로 대량생산할 수 있게된다. 특히, 고압으로 가압하여 압축 성형 할 수 있는 구조의 성형기를 제공하여 조직이 치밀하고 탄력성이 우수한 생분해성 용기를 제조할 수 있으며, 로터리 방식과 기어를 사용하여 기계적으로 원료의 투입과 성형된 용기의 배출을 동기화 함으로서 유지보수 및 제어가 용이한 장점이 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명을 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims

왕겨, 톱밥, 짚, 펄프 및 이들 2종이상의 혼합원료로부터 선택된 원료를 70 내지 120 메시로 분쇄한 식물원료 분말 100 중량부, 전분 10 내지 20 중량부, 에스텔류 1 내지 2 중량부, 물 2 내지 4 중량부, 로진 3 내지 4 중량부, 폴리솔베이트류 1 내지 2 중량부, 스테아릴 젖산나트륨 1 내지 2 중량부를 혼합하여 원료를 준비하고;

상기에서 준비된 원료를 금형에 넣고, 150 내지 155 ℃의 온도에서 30 내지 40 kg/cm²의 압력으로 4 내지 5 초 동안 가압한 후, 280 내지 320 kg/cm²의 압력으로 4 내지 5 초 동안 가압한 후, 다시 30 내지 40 kg/cm²의 압력으로 10 내지 15초 감압하여 체적감소율이 0.75 내지 0.85 범위 내에서 압축 성형되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 일회용 생분해성 용기의 제조방법.
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