KR100465824B1 - 옥수수 봉섬유와 유기광물질을 이용한 생분해성 일회용용기재료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 옥수수 봉섬유와 유기광물질을 이용한 생분해성 일회용 용기재료의 제조방법은 식품업체나 유통업계에서 이용하고 있는 용기를 식물성 섬유와 유기 광물질로 생산함으로써 인체에 무해하고 폐기 시에는 공해가 없도록 한 것이다.

종래 생분회성 일회용 용기는 옥수수 대나 각종 종피 등을 분쇄하여 만든 식물입자를 기본원료로 하여 식용성 접착제를 넣고 교반한 후 성형제로 압축하여 제조하도록 하였으나, 질량을 엄밀하게 유지하지 못하게 되면 원료가 변질되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 말린 옥수수 이삭의 알곡을 분쇄하는 과정과,

표피를 분류하여 가열하고 가압하면서 숙성하는 과정과,

가수 분쇄한 표피와 알곡을 2:1의 비율로 분쇄하는 과정과,

분쇄된 원료에 전분교, 내수제, 내유제 및 방부제를 첨가하면서 탄산칼슘 분말 혹은 화산석 분말을 사출하여 파우더로 제조하는 과정과,

완성된 파우더를 용기제작 시 가압, 가온 성형법, 냉압 성형법, 발포 성형법에다 씌우는 과정에 의해 제작하도록 한다.

Description

옥수수 봉섬유와 유기광물질을 이용한 생분해성 일회용 용기재료의 제조방법{Manufacturing method of material for natural-resolvable disposable case}

본 발명은 옥수수 봉섬유와 유기광물질을 이용한 일회용 용기재료의 제조방법에 관한 것으로, 특히 식품업체나 유통업계에서 이용하고 있는 용기를 식물성 섬유와 유기 광물질로 생산하여 인체에 무해하고 폐기 시에는 공해가 없도록 한 옥수수 봉섬유와 유기광물질을 이용한 생분해성 일회용 용기재료의 제조방법에 관한 것이다.

일회용용기는 사용후 즉시 폐기시키므로 세척할 필요가 없어 여행을 할 때는 물론 패스트푸드점 등에서 많이 사용하고 있다.

이러한 일회용용기는 합성수지제로 이루어져 있어 환경호르몬 등으로 인한 문제뿐만 아니라 잘 썩지 않고 또 재활용이 되지 않아 환경오염을 일으키는 주원인으로 작용하게 되므로 요즘은 일회용용기의 사용을 법적으로 금지하고 있다. 따라서, 자연환경에서 분해가 잘되는 식물섬유를 이용한 일회용 제품 개발을 촉진하고 있는 실정이다.

기존의 생분해 용기는 종이판 또는 수지, 스티로폴 등으로 가압하여 성형한 것이거나 전분 또는 곡물껍질을 원료로 한 용기가 대부분이다.

종이로 제조되는 일회용 용기는 생분해효과는 양호하지만 종이 원료의 부족과 아울러 원자재가가 높아 경제적이지 못하며, 제품의 견고성이 떨어지는 단점이 있다.

전분 또는 곡물껍질을 원료로 한 일회용 용기는 기술상 부족으로 색과 모양이 불량하고 강도가 낮으며, 특유의 이상한 냄새가 나 소비자들을 만족시키지 못할 뿐만 아니라 용기의 성형 후 코팅하는 재처리작업이 수반되어야 하고, 수지 등으로 만든 일회용 용기 등은 분해가 되지 않아 환경오염의 주범이 될 정도로 피해가 지대하였다.

그리고 1㎢의 밭에서 생산되는 보통 옥수수종자인 경우 이삭 약 5,5만개 ∼6만개이다.

현재 이런 옥수수들은 탈곡한 후 건조하고 배유(胚乳), 배아(胚芽), 부산물로 분류되고 있으나 알곡자체의 70%가 공업원료나 사료로 쓰인다.

상기 옥수수의 봉은 표피, 옥수수 과립(옥수수 알맹이), 옥수수 속대(芯), 수염으로 구성되어 있는데 총 중량의 약35%∼45%가 옥수수 알갱이이고, 나머지는 표피와 속대가 약55%∼65%를 차지한다.

상기의 옥수수 알갱이에서 가공된 배유가 약 50% 좌우이고, 부산물이 50%정도가 나오는데 역시 식물성 섬유이다.

밭에서 거두는 옥수수 한 이삭의 중량에서 식량용이나 분류할 수 있는 전분은 이삭 총 중량의 25% 정도이다. 그러니까 거의 75%는 가공중의 분류된 섬유질과 표피, 속대로서 좋은 식물성 섬유체이지만, 이 좋은 식물섬유를 외면하고 있다. 즉, 거의 75%의 섬유사로 이용하지 못하고 버리게 된다.

상기 70%∼75%의 섬유질을 옥수수 알곡의 자체 전분과 함께 가공 처리하게 되면 식물성 섬유도 충분하게 이용할 수 있게 되고, 가공과정에 공업화한 첨가제와 유기 광물질을 첨가함으로서 충분한 물리적 강도와 화학적 반응 효과를 나타내도록 할 필요가 있게 된다.

그러므로 본 출원인의 1999년 특허출원 제 37967호 의하여 생분해성 일회용 용기를 제안하였는 바, 이는 본 발명의 재료구성은 식물입자 즉, 옥수수대(수수대)나 각종 식물의 종피 등을 기본원료로 식용성 성형교를 첨가제로 하는데 그 중량비는 식물종피 등의 원료가 60-90%, 성형교가 10-40%로 하였다.

그리고 상기 생분해성 일회용 용기의 제조과정은 옥수수대, 대두껍질, 옥수수 껍질 등과 같은 식물입자를 20-200메쉬로 분쇄하는 과정과,

상기의 식물입자에 그 중량의 10-40%되는 성형교를 넣고 전체 중량의 1-3배되는 물을 넣는 과정과,

상기의 혼합물을 혼합기로 혼합하면서 염산, 유산, 초산을 넣는 과정과,

상기의 골고루 혼합된 원료를 크롬 도금한 금형으로 100-250℃에서 80-250Kg/cm²로 50-200초 동안 압축하면서 성형 한 후 통상의 방법대로 건조시키고 소독하는 과정에 의해 제조하도록 하였다.

그러므로 원재료가 풍부하고, 값이 싸며, 생산된 용기는 오렌지색 등의 색상으로 매끈하고, 특유의 이상한 냄새가 없으며, 강도가 일반 재료로 만든 일회용 용기보다 높고, 코팅 등 번거로운 재처리 공정이 필요 없는 이점이 있는 반면에 질량을 엄밀하게 유지하지 못하게 되면 원료가 변질되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 단점을 해소하기 위해 창안한 것으로, 그 목적은 식품업체나 유통업계에서 이용하고 있는 용기를 식물성 섬유와 유기 광물질로 생산함으로써 인체에 무해하고 폐기 시에는 공해가 없도록 한 옥수수 봉섬유와 유기광물질을 이용한 생분해성 일회용 용기재료의 제조방법을 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 말린 옥수수 이삭을 대형 탈곡기에 넣고 알곡부문을 대체적으로 분리한 후 알곡을 분쇄기에 넣고 분쇄하는 과정과,

상기의 탈곡된 이삭과 표피를 분류한 후 탱크에 넣고 증기로 가열하고 염산과 초산을 넣고 가압하면서 숙성하는 과정과,

상기의 숙성된 재료를 가수 분쇄한 후 수분을 20%∼25%로 통제하고 옥수수의 알곡과 함께 2:1정도의 비율로 분쇄기에 넣고 분쇄하는 과정과,

상기의 분쇄기에 의해 분쇄된 원료에 전분교와 내수제(耐水劑), 내유제(耐油劑) 및 방부제(防腐劑)를 첨가하면서 제조 내용물에 따라 탄산캄슘 분말 혹은 화산석 분말을 제조제품의 요구량에 따라 부동한 비례로 사출하고 그 사출물의 수분을 13%∼20%로 통제하는 과정과,

길이는 2㎚∼5㎚ 그리고 직경 2㎜ 내지 3㎜로 절단한 완성된 파우더를 용기제작 시 가압, 가온 성형법, 냉압 성형법, 발포 성형법에다 씌우는 과정에 의해 제작하도록 한다.

이하 본 발명의 실시예를 상세히 기술하면 다음과 같다.

본 발명은 이 옥수수의 표피의 섬유성과 속대의 섬유성을 충분히 이용하고 전분의 융착 응고성을 종합 이용하고 거기에 중금속성분이 전혀 없는 활석과 화산석을 200∼400 메쉬로 미세하게 분쇄한 후 내수성 첨가제 2%,내유성 첨가제 2%,휘발성 무독 방부제 1%에 30%의 수분 섞어서 나선형 고온 사출기로 성형하도록 한다.

상기의 성형 사출 시 투입되는 수분함량의 5%∼10%의 교질을 섞으면서 125∼190의 부동한 고온상태에서 사출하도록 한다.

상기의 일회용 용기가 산업용 용기, 종묘용 용기인 경우는 전분교 외에 기타 교질을 사용한다. 주로 내수성 교질을 사용한다.

접착응고용 교질은 탄성계수를 고려하고 분해시간을 고려하여 가감한다.

상기의 혼합된 원료는 파우더 형식으로 사출하면서 냉각하고 입자로 만들고 그 크기는 약2∼5㎜정도로 한다.

활석의 투입비례는 제품에 따라 총중량의 10%∼20%이고, 성형시의 내모와 유동에 도움을 주고 화산석의 비례는 총중량의 10%∼30%이며, 내온, 단열, 경량화 및 인쇄잉크의 유입제로서도 사용된다.

상기의 화산석이나 탄산칼슘 등을 중금속 성분이 없는 유기광물질이라 한다.

상기 본 발명 일회용 용기의 제조과정을 상술하면 다음과 같다.

말린 옥수수 이삭을 대형 탈곡기에 넣고 알곡부문을 대체적으로 분리한 후알곡은 분쇄기에 넣고 100∼150 메쉬의 크기로 분쇄하는 제1 과정과,

상기의 탈곡된 이삭과 표피를 분류한 후 탱크에 넣고 증기로 가열하고 염산과 초산을 넣고 가압 숙성하는 제2 과정과,

상기의 가압 숙성한 이삭과 표피를 가수 분쇄한 후 수분을 20%∼25%로 통제하고 옥수수알곡과 함께 2 : 1의 비율로 분쇄기에 넣고 분쇄하는 제3 과정과,

상기의 분쇄한 가루에 전분교와 내수제(耐水劑), 내유제(耐油劑) 및 방부제(防腐劑)를 첨가하면서 구체적인 제조 내용물에 따라 탄산칼슘 분말 혹은 화산석 분말을 제조 제품의 요구량에 따라 부동한 비례로 사출하고 그 사출물의 수분을 13%∼20% 통제하는 제4 과정과,

상기 파우더는 길이 2㎚∼5㎚의 크기와 직경 2㎜ 내지 3㎜ 크기로 전단하여 완성된 파우더를 일회용 용기의 제작 시 가열가압 성형법, 냉압 성형법, 발포 성형법에다 사용하도록 하는 제5 과정에 의해 제조한다.

상기의 가열가압 성형법에 적용할 때에는, 160톤 프레스에서 금형에 150메쉬로 분쇄된 원재료를 상기의 배합비례대로 믹서기로 믹서한 후, 다시 성형기에 넣은 후 가압 성형하도록 하고, 상기의 가열 시에 원료의 수분 증발을 유도하기 위해 금형의 상단 혹은 하단에 배기구멍을 성형물의 구조에 따라 배열하고 침공배기(針孔排氣)의 방법으로 성형물체의 가압시 유동성이 보장되도록 한다. 상기의 가열 온도는 성형 대상물에 따라 100∼250℃로 분별있게 조절한다.

상기의 냉압 성형법에 적용할 때에는, 상기 배합비 외에 화학적 응고제를 사용하는데 성형시 가온하지 않고 성형하지만 원적외선 건조라인을 통하여 건조하면서 성형하는 방법에 의해 제조한다.

상기의 재발포 성형법에 적용할 때에는, 가성 소다, 전분교를 첨가한 후 가열 믹서하면서 고압 발포후 금형에 넣고 가볍게 성형하지만 증기건조 등의 방법으로 건조하도록 한다.

상기의 옥수수 옹근 이삭전부를 분쇄한 식물성 섬유질 70%, 자체 전분 총 중량의 25%∼27%, 불포화 지방산 3∼5%를 혼합한 배아(胚芽)는 산성 처리과정에서 다른 물질로 전환되게 되고, 1% 정도의 회분은 섬유와 함께 융합된다.

그러므로 용기의 제조원료의 배합비는,

옥수수 이삭 전부를 분쇄한 100目∼150目 분말 40%∼65%,

방부제 1%,

내수제 2%,

내유제 2%,

탄산칼슘 10%∼15%,

화산석, 활석 10%∼25%,

접착용 전분교 및 기타 교질 10%∼15%가 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 말린 옥수수 이삭의 알곡과 표피로 분류하여 표피는 가열, 가압하면서 숙성한 후 표피와 알곡을 2:1의 비율로 분쇄하고,

분쇄된 원료에 전분교, 내수제, 내유제 및 방부제를 첨가하고 탄산칼슘 분말 혹은 화산석 분말을 사출하면서 파우더로 제조하여 식품업체나 유통업계에서 이용하고 있는 용기를 식물성 섬유와 유기 광물질로 생산함으로써 인체에 무해하고 폐기 시에는 공해가 없도록 한 것이다.

Claims (2)

1. 말린 옥수수 이삭을 대형 탈곡기에 넣고 알곡부문을 대체적으로 분리한 후 알곡은 분쇄기에 넣고 100∼150 메쉬의 크기로 분쇄하는 제1 과정과,

   상기의 탈곡된 이삭과 표피를 분류한 후 탱크에 넣고 증기로 가열하고 염산과 초산을 넣고 가압 숙성하는 제2 과정과,

   상기의 가압 숙성한 이삭과 표피를 가수 분쇄한 후 수분을 20%∼25%로 통제하고 옥수수알곡과 함께 2 : 1의 비율로 분쇄기에 넣고 분쇄하는 제3 과정과,

   상기의 분쇄한 가루에 전분교와 내수제(耐水劑), 내유제(耐油劑) 및 방부제(防腐劑)를 첨가하면서 구체적인 제조 내용물에 따라 탄산칼슘 분말 혹은 화산석 분말을 제조 제품의 요구량에 따라 부동한 비례로 사출하고 그 사출물의 수분을 13%∼20% 통제하는 제4 과정과,

   상기 파우더는 길이 2㎚∼5㎚의 크기와 직경 2㎜ 내지 3㎜ 크기로 전단하여 완성된 파우더를 일회용 용기의 제작 시 사용하도록 하는 제5 과정들에 의해 제조됨을 특징으로 하는 옥수수 봉섬유와 유기광물질을 이용한 생분해성 일회용 용기재료의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기의 배합비는 옥수수 이삭 전부를 분쇄한 100目∼150目 분말 40%∼65%,

   방부제 1%,

   내수제 2%,

   내유제 2%,

   탄산칼슘 10%∼15%,

   화산석, 활석 10%∼25%,

   접착용 전분교와 교질 10%∼15%인 것을 특징으로 하는 옥수수 봉섬유와 유기광물질을 이용한 생분해성 일회용 용기재료의 제조방법.