KR100537747B1

KR100537747B1 - 환경친화성 원료,그의 제조방법 및 용기

Info

Publication number: KR100537747B1
Application number: KR1020030068650A
Authority: KR
Inventors: 임종섭
Original assignee: (주)에코스피어
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2003-10-02
Publication date: 2006-01-10
Also published as: KR20050032717A

Abstract

본 발명은 천연재료를 이용한 환경친화성 원료,그의 제조방법 및 용기에 관한 것으로,상기 환경친화성 원료 및 용기의 제조를 위하여, 원료 전체에 대하여 주재료로 전분가루 55~65중량%, 부재료로 폴리프로필렌(POLY-PROPYLENE) 25~30중량

% 및 이.브이.에이(ETHYLENE-VINYL-ACETATE) 4.5~6.0중량%, 접착제로서 솔비톨

(SOBITOL)1.0~2.5중량% 및 활석분 3.5~4.0중량%,첨가제로 분해촉진제 1.0~2.5중량%를 포함하고, 상기 혼합물의 수분함유율이 3.0% 미만인것을 특징으로 하는 환경친화성 원료,그의 제조방법 및 용기에 관한 것이다.

상기와 같이 제조되는 환경 친화성 용기는 사용후 지하에 매립시,용기의 구성재료들이 생분해 되는 효과 및 생분해 되는 속도가 증진되게 되며, 구성재료에 천연재료인 전분이 다량 함유되어 있어 쉽게 분해되며 고분자물질인 폴리프로필렌 및 이.브이.에이의 고분자구조를 저분자구조로 변형시켜 상기 고분자물질 또한 쉽게 생분해되는 효과가 있으며,이로 인하여 종래의 플라스틱 및 폴리스틸렌등의 재질의 용기 폐기시 발생되는 공해문제등을 완전히 해소할수가 있는 동시에 충격강도 향상효과 또한 가져올수가 있어 외부의 충격에도 제품이 변형되지 않는등의 효과가 있는 발명이다.

전분,폴리프로필렌,솔비톨,활석분,이브이에이,분해촉진제

Description

환경친화성 원료, 그의 제조방법 및 용기{Environment harmony's materials, process and container}

도 1은 본 발명의 환경친화성 원료의 제조 FLOW-SHEET를 도시한 개략도,

도 2는 본 발명의 환경친화성 원료로 부터 용기를 성형하는 제조 FLOW

-SHEET를 도시한 개략도,

도 3은 본 발명의 실시예 1,2 에 따른 환경친화성 원료의 생분해도를

나타낸 곡선도,

도 4는 본 발명의 실시예 1,2 에 따른 환경친화성 원료를 사용하여 제조된 용기의 생분해도를 나타낸 곡선도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

A : 실시예 1상의 원료의 생분해도

A' : 실시예 1상의 용기의 생분해도

B : 실시예 2상의 원료의 생분해도

B' : 실시예 2상의 용기의 생분해도

본 발명은 천연재료를 이용한 환경친화성 원료, 그의 제조방법 및 용기에 관한 것으로,보다 상세하게는 본 발명의 환경친화성 원료를 사용한 용기를 사용후 매립시 용기의 구성원료가 용이하게 생분해되는 동시에, 용기의 내충격성을 향상하여 용기사용시 외부의 충격에 의한 제품변형을 방지할수가 있는 환경친화성 원료,그의 제조방법 및 용기에 관한 것이다.

종래의 과일,어패류,육류,컵라면,도시락등에 사용되는 일회용용기로는 합성수지를 이용한 플라스틱 용기가 주로 사용되고 있으며,특히 폴리스틸렌을 이용한 발포체의 용기가 많이 사용되고 있으며,종이를 원료로 하는 일회용 포장용기가 많이 사용되고 있는 실정이다.

또한,상기와같은 종래의 플라스틱 용기 및 폴리스틸렌 발포체를 사용한 용기의 제조에 있어서,시트형상의 반제품을 제조한후,이를 금형위에 올려놓고 진공성형을 하여 용기를 제조하거나,합성수지를 고온으로 용융하여 사출성형으로 제조하고 있다. 그러나,상기와같은 재질의 용기는 환경호르몬에 관련된 각종 유해물질이 포함되어 있어 심각한 사회문제로 대두되고 있으며,종이로 제조된 용기도 한정된 천연자원을 이용하므로 환경보호측면에서 문제점이 있으며,상기 종래의 용기들은 대부분 일회용으로 사용후 재활용이 되지 못한채 땅속에 매립되게 됨으로 매립장소의 포화상태 및 부패시 악취등을 발생하게되어 위생상의 문제점이 있었으며,이를 방지키 위하여 소각하는 경우도 있으나 이또한,소각시 환경호르몬에 관련된 각종유해물 질이 대기중으로 배출되게되어 인체에 치명적인 결함 및 환경오염의 주범이 되고 있다. 또한,상기와 같은 문제점을 해결코저,천연재료를 이용한 생분해성 원료를 사용한 용기가 일부 있으나, 내충격성이 약한등의 문제점으로 제품이 변형이 되는 문제점이 있었으며,특히 가장 중요한 생분해성에 있어 사용후 지하에 매설시 생분해가 제대로 이루어 지지 않는등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,용기를 사용후 지하에 매립하였을때 생분해가 용이하게 되는 동시에 생분해 되는 속도를 증진시키며,상기에서 언급한 종래의 생분해가 되는 용기의 문제점인 내충격성을 향상시켜 외부충격에도 용기의 제품원형이 유지될수 있는 환경 친화성 원료, 그의 제조방법 및 용기를 제공하는것을 본 발명이 이루고저 하는 기술적 과제로 한다.

상기와 같은 목적을 달성을 달성하기 위하여,본 발명의 환경친화성 원료에 사용되는 재료는;

1) 전분

2) 폴리프로필렌(POLYPROPYLENE)

3) 솔비톨(SOBITOL)

4) 활석분

5) 이.브이.에이(ETHYLENE-VINYL-ACETATE)

6) 분해촉진제를 사용한다.

본 발명의 환경친화성 원료는 상기와 같이 원료전체에 대하여,주재료로 분말 상태의 전분

55~65중량%를 사용하고,부재료로 폴리프로필렌(POLYPROPY

-LENE) 25~30중량% 및 이.브이.에이(ETHYLENE-VINYL-ACETATE) 4.5~6.0중량%를 사용하며, 접착제로서 솔비톨

1.0~2.5중량% 및 활석분

3.5~4.0중량%를 사용하고,첨가제로서 분해촉진제 1.0~2.5중량%를 사용하며,상기 전체 혼합물의 수분함유율이 3.0% 미만 인것을 특징으로 한다.

상기재료중, 전분은 옥수수,감자,고구마,밀가루,쌀등의 농작물로부터 선택된 1개 이상의 농작물을 분말형태로 사용하되,옥수수가루를 사용하는것이 바람직하며,분해촉진제로는 TiO2 및 Sio2 계열의 촉진제(상품명:엘프렉스 ELFLEX)를 사용한다.

상기에서 언급한 재료중 폴리프로필렌 및 이.브이.에이 수지는 용기의 내충격성 및 내구성,내열성등을 향상시키는 역활을 하며, 분해촉진제는 상기 폴리프로필렌 및 이.브이.에이등의 합성수지 재료를 열과 빛에 의하여 분해를 촉진시키는 역활을 하게 된다.

다음은 상기의 환경친화성 원료를 제조하기위한 제조방법에 대한 것으로;

(1) 환경친화성 원료에 사용되는 각각의 재료를 상기에서 언급한 비율로 계량하여 준비후,교반기의 교반탱크에 평균입경 50~500㎛인 분말상태의 전분가루 55~65중량%,폴리프로필렌 25~30중량%,이.브이.에이 4.5~6.0중량%를 투입하여,상온에서 2~3분간 골고루 혼합한후,접착제인 솔비톨 1.0~2.5중량% 및 분해촉진제인 촉 진제(상품명:ELFLEX)1.0~2.5중량%를 첨가하여 3~5분간 계속 혼합후;

(2)105~130℃의 온도에서 650~850 R.P.M 으로 5~7분간 고속교반 및 분쇄하여 1차혼합물을 생성한후;

(3)상기와 같이 생성된 1차혼합물에 활석분 3.5~4.0중량%를 첨가하여105~130℃ 에서 5~10분간 교반하여 2차 혼합물을 생성한후;

(4)상기와 같이 생성된 2차혼합물을 25~30℃로 냉각하여 재료전체의 수분함유량을 3.0% 미만으로 생성한후;

(5)상기와 같이 생성된 혼합물을 압출기에서 160~230℃에서 압출하여 펠렛형태의 본 발명의 환경친화성 원료를 제조한다.

(6)상기 펠렛을 롤러기에 투입,180~230℃로 가열하여 시이트형태로 제작한후;

(7)상기 시이트를 통상의 프레스성형설비를 통하여 원하는 형태의 환경친화성 용기로 성형하는 단계로 이루어진다.

또한, 본 발명의 환경친화성 원료의 재료들을 교반하는 교반기의 제조설비에 대하여는 본인이 별도로 특허출원중인바,본 발명에서는 언급치 않기로 한다.

이하 첨부된 도면 및 본 발명의 실시예를 들어, 본발명을 상세하게 설명 하고자 한다.

도 1은 본 발명의 환경친화성 원료의 제조 FLOW-SHEET를 도시한 개략도이고,

-SHEET를 도시한 개략도이며,

도 3은 본 발명의 실시예 1,2 에 따른 환경친화성 원료의 생분해도를 나타낸 곡선도이고,

도 4는 본 발명의 실시예 1,2 에 따른 환경친화성 원료를 사용하여 제조된 용기의 생분해도를 나타낸 곡선도이다.

[실시예 1]

본 발명의 환경친화성 원료를 제조하기위하여,각 재료를 아래와 같은 비율로 계량하여 비치후,도 1과같이 교반기의 교반탱크에 평균입경 240㎛인 옥수수가루 55중량%, 폴리프로필렌 33중량%, 이.브이.에이 4.5중량%를 투입하여 3분간 상온에서 혼합한후,솔비톨2.0중량% 및 분해촉진제인 엘프렉스(ELFLEX) 2.0중량%를 첨가하여 5분간 교반기에서 계속 교반한후, 115℃에서 7분간 750 r.p.m 으로 교반 및 분쇄하여 1차혼합물을 생성후,상기와 같이 생성된 1차혼합물에 활석분 3.5중량%를 첨가하여 120℃에서 10분간 교반하여 2차혼합물을 생성하였다.

상기 2차혼합물을 30℃로 냉각 및 탈수하여 원료 전체의 수분함량이 2.8%로 생성후,압출기에서 230℃로 압출하여 펠렛형태의 본 발명의 환경친화성 원료를 제조하였다.

상기와 같이 제조된 본발명의 환경친화성 원료를 도 2와 같이 롤러기에 투입하여 190℃에서 시이트로 성형한후,프레스성형설비를 이용하여 환경친화성 용기를 제조 하였으며,상기와같이 제조된 펠렛형태의 환경친화성 원료 및 이를 이용한 용기의 가장 중요한 물성인 생분해도 및 최대 생분해도,충격강도의 시험결과는 표 1및 도 3,도 4와 같다.

시험방법:

1.KSM 3100-1 "퇴비화조건에서 플라스틱의 호기성 생분해도 및 붕괴도의 측정"

2.ASTM D256 "충격강도 시험방법"

[실시예 2]

상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 옥수수가루 60중량%, 폴리프로필렌 27중량%, 이.브이.에이5.5중량%, 솔비톨2.0중량%,활석분3.5중량%, 분해촉진제인 엘프렉스(ELFLEX) 2.0중량%를 투입하여 본발명의 환경친화성 원료 및 용기를 제조 하였으며,그 주요 물성인 생분해도 및 충격강도의 시험결과는 표1 및 도 3, 도 4와 같다.

제품	항목	분해율	시험결과		시험방법
제품	항목	분해율	실시예1	실시예2
원료	생분해도	10%분해	6일	4일	KSM 3100-1
		40%분해	20일	12일
		70%분해	32일	24일
	최대생분해율		78%	87%	KSM 3100-1
용기	생분해도	10%분해	5일	5일	KSM 3100-1
		40%분해	24일	16일
		70%분해	36일	26일
	최대생분해율		72%	82%	KSM 3100-1
용기	충격강도	㎏㎝/㎝	5.8	6.1	ASTM D256

상기 표 1 및 도 3, 도 4 에서 알수 있는바와 같이, KS규격에 의하여 펠렛형태의 원료 및 이를 이용하여 제조된 용기의 생분해도 및 최대 생분해율을 시험한 결과,실시예 1의 원료(A)는 70% 분해시까지 32일이 소요 되었고 용기(A')는70% 분해시까지 36일이 소요 되었으며,최대 생분해율은 원료(A)78%,용기(A')72%로 나타나 관련 KS규격의 인정범위인 45일간 생분해도가 70%이상이면 유효한 범위내에 해당되어 사용상에는 지장이 없는 것으로 나타났으며, 실시예 2의 원료(B) 및 이를 이용한 용기(B')의 생분해도는 70%분해시까지 원료(B) 24일,용기(B') 26일이 소요 되었고 최대 생분해율은 원료(B) 87%,용기(B') 82%로 나타나 대단히 양호 하였다.

또한,상기표 1에 게재된바와 같이 기계적 성질인 충격강도에서 실시예2가 실시예1에 비하여 비교적 양호한것으로 나타났으며,실시예 1및 2 양자 모두 우수한 충격강도를 나타내었다.

상기 실시예를 통하여,본 발명의 환경 친화성 원료의 재료중 실시예 1의 폴리프로필렌을 다량 사용하는 원료에 비하여,실시예 2의 옥수수가루 다량 사용 및 기타 첨가 재료의 적절한 구성이 본 발명의 주요목적인 원료 및 용기의 생분해성과 밀접한 연관이 있음이 확실히 확인 되었다.

상기와 같은 본 발명에 의한 환경친화성 원료 및 그를 이용하여 제조한 용기는 용기 사용후 매립할 경우, 용기의 구성원료등이 미생물과 생분해 되는 생분해성성이 우수하며 자연적으로 분해되게되어 종래의 플라스틱 및 폴리스틸렌 용기폐기시 발생되는 토양의 황폐화 및 대기,수질오염등의 공해문제를 완전히 해소한 동시에,자원 재활용등의 효과가 있으며 충격강도를 강화시켜 일회용으로 사용하고 있는 도시락용기 또는 컵,반찬용기,과일,육류,어류등의 일회용용기의 사용시 외부충격 및 일정하중을 견딜수 있으며, 일회용용기를 일정기간 재활용하여 사용할수가 있는 효과 또한 얻을수 있는 매우 유익한 발명이다.

Claims

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다음과 같은 단계로 이루어지는 환경친화성 원료 제조 방법;

(1)교반기의 교반탱크에 평균입경 50~500㎛인 분말상태의 전분가루 55~65중량%,폴리프로필렌 25~30중량%,이.브이.에이 4.5~6.0중량%를 투입하여,상온에서 2~3분간 골고루 혼합한후,접착제인 솔비톨 1.0~2.5중량% 및 분해촉진제인 촉진제 1.0~2.5중량%를 첨가하여 3~5분간 계속 혼합후;

(2) 105~130℃의 온도에서 650~850 R.P.M 으로 5~7분간 고속교반 및 분쇄하여 1차혼합물을 생성하고;

(3)상기 1차혼합물에 활석분 3.5~4.0중량%를 첨가하여 105~130℃에서 5~10분간 교반하여 2차 혼합물을 생성하며;

(4)상기 2차혼합물을 25~30℃로 냉각하여 혼합물 전체의 수분함유량을 3.0% 미만으로 생성한후;

(5)상기 혼합물을 압출기에서 160~230℃로 압출하여 펠렛형태의 환경친화성 원료를 제조하는 제조방법.
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