KR100578113B1 - Biodegradable Composition for Packaging Cushion and Second Material and, Manufacturing Method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전분과, 셀구조보강제를 포함하며, 여기에 가소제겸 보습제, 물성보강제, 발포조제 및 내습성 부여제에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합성분이 포함되는 생분해성 포장용 완충재 조성물을 제공한다. 상기 구성에 의하면 기계The present invention provides a biodegradable packaging buffer composition comprising starch, a cell structure reinforcing agent, and a single or a mixture of two or more selected from plasticizers and humectants, physical property reinforcing agents, foaming aids, and moisture resistance imparting agents. . According to the above configuration

적 물성 및 내습성 등에서 우수한 완충재를 제조하는 것이 가능하다.It is possible to produce a buffer material excellent in physical properties and moisture resistance.

또한 본 발명은 상기 전분의 알파화도를 85%이상으로서, 펠렛형을 포함한 다양한 형태로 성형된 것으로, 특별히 한정하는 것은 아니나 바람직하게는 수분함량이 4∼25%인 완충재 조성물(2차원료)을 개시한다. 상기 2차원료는 생산용 대형 압출기 뿐만 아니라 수요처가 현장에서 소형 휴대용 설비를 이용한 직접 발포가 가능하다.In addition, the present invention is a starch alpha degree of 85% or more, molded in a variety of forms including a pellet form, although not particularly limited, preferably a buffer material composition (two-dimensional material) having a water content of 4 to 25% It starts. The two-dimensional material can be directly foamed using a small portable equipment in the field as well as a large extruder for production.

Description

생분해성 포장용 완충재 조성물, 2차원료 및 완충재의 제조방법 {Biodegradable Composition for Packaging Cushion and Second Material and, Manufacturing Method thereof} Biodegradable Composition for Packaging Cushion and Second Material and, Manufacturing Method             

도 1a∼d는 본발명의 조성물로서 이루어진 분말 원료 및 펠렛형태의 2차원료 사진과 대형 생산용 압출기 및 소형 휴대형 발포 설비를 이용하여 각각 제조한 완충재의 완제품 사진1a to d are photographs of two-dimensional materials in the form of powder raw materials and pellets as a composition of the present invention, and finished products of buffer materials prepared by using a large production extruder and a small portable foaming facility, respectively.

a: 본 발명의 조성물로서 이루어진 분말 원료a: powder raw material composed of the composition of the present invention

b: 휴대형 설비용을 겸한 펠렛형태의 2차원료b: pellet-shaped two-dimensional material for portable equipment

c: 대형 생산용 압출기를 이용하여 제조한 생분해성 포장용 완충재c: Biodegradable packaging buffer produced using a large production extruder

d: 소형 휴대형 발포 설비를 이용하여 제조한 생분해성 포장용 완충재d: Biodegradable packaging cushioning material manufactured using small portable foam equipment

본 발명은 포장용 완충재에 관한 것이다. 보다 상세하게는 천연고분자인 전분을 주원료로 하여 기존에 파손 방지용 완충재로 사용되고 있는 스티로폼과 비교 하여 외관, 압축강도 및 복원율 등이 유사하면서도 자연에 존재하는 미생물에 의해 완전히 분해되는 생분해성 포장용 완충재의 조성물과, 이를 이용하여 소형 휴대형 설비로도 발포가 가능한 펠렛 형태의 2차 원료조성물과, 이들 조성물을 원료로 하여 완충재를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a cushioning material for packaging. In more detail, the composition of the biodegradable packaging buffer material, which is similar to the styrofoam, which has been used as a buffer material for preventing damage, using starch, which is a natural polymer, similarly in appearance, compressive strength and recovery rate, but is completely decomposed by microorganisms present in nature. And it relates to a secondary raw material composition in the form of pellets that can be foamed in a small portable equipment using the same, and a method for producing a buffer material using these compositions as a raw material.

20세기 인류최대의 발명품 중의 하나인 플라스틱은 가볍고 비교적 저렴하다는 장점외에도 내구성, 가공성, 내약품성 등의 다양하고 뛰어난 기능이 있어 타 분야의 산업 발전 및 일상 생활의 편의성에 크게 공헌을 해왔다. 그러나 인구의 증가, 각종 소비재 산업의 발달은 소모성 1회용 플라스틱 포장재 폐기물이 대량으로 발생되는 현상을 초래하였고, 이러한 플라스틱 폐기물은 사용된 후 분해되지 않고 반 영구적으로 남아 토양, 대기 및 수질 오염 등 환경오염의 심각성이 나날이 고조되고 있는 실정이다. 특히 스티로폼의 경우, 발포물이기 때문에 단위 중량당 차지하는 부피가 크며 가볍기 때문에 쉽게 바람에 날리는 특성으로 인해 환경 오염에 미치는 악영향은 더욱 크다고 볼 수 있다. 이로 인해 완충용 포장재 용도의 기존 스티로폼 대체품으로 천연계 원료인 종이나 펄프 몰드가 실용화 되고 있으나 완충효과나 비용 측면, 그리고 생분해 속도 측면의 문제점은 물론이고 펄프를 전량 수입하고 있는 국내 현실과 펄프 원료의 무한한 조달은 궁극적으로 산림 훼손이라는 더 큰 환경문제를 야기할 수 있다는 단점이 있다. Plastics, one of mankind's greatest inventions of the 20th century, have a variety of outstanding functions such as durability, processability, and chemical resistance, in addition to the advantages of being light and relatively inexpensive, and have contributed greatly to the industrial development and convenience of daily life in other fields. However, the growth of the population and the development of various consumer products industries have resulted in the generation of large quantities of consumable disposable plastic packaging waste, and these plastic wastes remain semi-permanently without being decomposed after being used, causing environmental pollution such as soil, air and water pollution. The seriousness of the situation is increasing day by day. In particular, in the case of styrofoam, since the foam is a large volume and light weight per unit weight, it can be said that the adverse effects on the environmental pollution due to the property of blowing easily in the wind. Due to this, paper or pulp molds, which are natural raw materials, have been put into practical use as substitutes for the existing styrofoam for buffer packaging materials. However, there are infinite limitations of pulp raw materials and domestic reality in which all pulp is imported as well as problems of buffering effect, cost and biodegradation rate. Procurement has the disadvantage that it can ultimately lead to greater environmental problems of deforestation.

이와 같은 문제점을 개선하기 위해 천연계에서 얻을 수 있는 원료를 이용한 생분해성 또는 환경친화적 포장용 완충재에 대한 연구 개발이 진행되고 있다. 그 중에서도 자원의 풍부성, 공급의 용이성, 저렴한 가격 등의 이유로 플라스틱의 새로운 원료로 부각되고 있는 전분을 이용한 연구가 활발히 진행되고 있고, 또한 일부 상품화 되어 있다. 현재까지 생분해성 또는 환경친화적 포장용 완충재에 대한 연구 및 제조방법은 고아밀로스 전분(아밀로스 함량 45%이상) 또는 이의 유도체에 가소제를 첨가하여 압출기를 이용하여 발포 성형하는 방법 (USP 4,863,655), 전분류에 알코올 유도체를 첨가하여 제조하는 방법 (JP 평-136168), 목분 또는 왕겨 중의 리그노 셀룰로오스와 지방족 폴리알코올의 반응물을 이용하여 발포성 폴리우레탄 대용품을 제조하는 방법(KP 95-18201), 개질화한 전분을 이용하여 제조하는 방법 (JP 특개평 2-298525) 및 전분계 첨가제, 폴리프로필렌수지, 식물성 발포제 등을 이용한 제조방법 등이 제안되고 있다. 이상의 방법들은 근본적으로 기존의 발포 폴리스티렌 또는 우레탄에 비해 환경친화적이며 제조방법이 상대적으로 간단하고 발포가스를 사용하지 않는 장점이 있는 반면 기존의 스티로폼 또는 발포우레탄에 비해 압축강도 및 복원력, 내습 또는 내수성이 상대적으로 매우 취약한 단점이 있다. 또한 고아밀로스 전분을 이용하는 경우 (USP 4,863,655) 등의 일부 제안 방법은 가격도 상대적으로 고가인 문제도 있다. 특히 현재까지 제안된 방법은 발포용 조성물 자체가 대부분 분말 형태의 혼합물로 되어 있어 생산성 및 작업 여건이 취약하며 발포된 완제품을 수요처에 공급함에 있어 단위 중량당 부피가 큼에 따라 물류비 또한 무시할 수 없는 큰 문제점으로 남아 있다. 최근 들어 물류비를 줄이기 위해 수요처에서 필요한 만큼 직접 발포하여 사용할 수 있는 휴대형 발포 성형기가 개발된 것도 이러한 문제점을 해결하기 위한 것이나 기존 분말 형태의 제안 방법에 의해서는 휴대형 설비를 이용한 발포 성형이 매우 어려운 실정이며 이러한 문제점을 개선하기 위해 알파화도를 40∼80%로 사전 조절한 전분을 주성분으로 하는 JP 2722056에 의한 방법은 소형 후대형 설비의 스크류 형태나 길이, 계절의 변화에 따른 온,습도의 변화에 취약하여 쉽게 부스러지거나 발포 후 수축되는 현상이 있으며 기존 대형 설비를 이용한 생산 역시 용이하지 않은 단점이 있다. In order to improve such a problem, research and development of a biodegradable or environmentally friendly packaging buffer material using raw materials obtainable from nature are in progress. Among them, researches using starch, which is emerging as a new raw material for plastics due to resource abundance, ease of supply, and low price, are being actively conducted, and some products have been commercialized. To date, researches and manufacturing methods for biodegradable or environmentally friendly packaging buffers have been carried out by adding a plasticizer to high amylose starch (more than 45% amylose content) or derivatives thereof and foaming using an extruder (USP 4,863,655), to starch. Method of preparing by adding alcohol derivative (JP Hei-136168), Method of preparing foamed polyurethane substitute using reactant of lignocellulosic and aliphatic polyalcohol in wood flour or chaff (KP 95-18201), Modified starch (JP Patent Application Laid-Open No. 2-298525) and a production method using a starch-based additive, a polypropylene resin, a vegetable blowing agent, and the like have been proposed. The above methods are inherently more environmentally friendly than conventional expanded polystyrene or urethane, have a relatively simple manufacturing method, and do not use foaming gas, whereas compressive strength, restoring force, moisture resistance, or water resistance are higher than conventional styrofoam or polyurethane. It has a relatively weak point. In addition, some proposed methods, such as the use of high amylose starch (USP 4,863,655), are also relatively expensive. In particular, the proposed method up to now is that the composition for foaming itself is mostly a mixture of powder form, so that productivity and working conditions are weak, and the logistics cost is not negligible as the volume per unit weight is large in supplying foamed finished products to the demand source. It remains a problem. Recently, a portable foam molding machine that can be used by directly foaming as required by the customer to reduce the logistics cost has been developed to solve this problem, but the existing molding method is very difficult to foam the foam using the portable equipment. In order to solve this problem, the method according to JP 2722056, which is composed of starch pre-adjusted with alpha degree of 40-80%, is vulnerable to changes in temperature and humidity according to the screw shape, length and season of small thick-walled equipment. There is a phenomenon that it easily crumbles or shrinks after foaming, and production using existing large facilities is also not easy.

본 발명은 비분해성 스티로폼 완충재 및 기존의 전분 함유 포장용 완충재의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자연에서 존재하는 미생물에 의해 완전히 생분해될 뿐만 아니라 압축강도 및 복원력 등의 기계적 물성이 우수하면서 용도에 따라서는 고온 다습한 지역에서 사용이 가능하도록 내습성이 부여된 생분해성 포장용 완충재 조성물 및 이를 이용한 완충재의 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.
The present invention is to solve the problems of the non-degradable styrofoam buffer and the conventional starch-containing packaging buffer, not only completely biodegraded by microorganisms existing in nature, but also excellent mechanical properties such as compressive strength and restoring force, depending on the purpose An object of the present invention is to provide a biodegradable packaging buffer composition provided with moisture resistance to be used in a humid region and a method of manufacturing the buffer using the same.

또한 본 발명의 다른 목적은 상기 조성물을 원료로 하여 생산용 대형 압출기 뿐만 아니라 수요처가 현장에서 휴대형 설비를 이용하여 직접 발포 또는 사용할 수 있는 일정한 형태의 2차 원료 조성물 및 이를 이용한 완충재의 제조방법을 제공함에 있다
In addition, another object of the present invention is to provide a secondary raw material composition of a certain type that can be directly foamed or used using a portable equipment in the field as well as a large extruder for production using the composition as a raw material and a method for producing a buffer material using the same. Be in

본 발명은 전분과, 셀구조보강제를 포함하며, 여기에 가소제겸 보습제, 물성보강제, 발포조제 및 내습성 부여제에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합성분이 포함되는 생분해성 포장용 완충재 조성물을 제공한다.The present invention provides a biodegradable packaging buffer composition comprising starch, a cell structure reinforcing agent, and a single or a mixture of two or more selected from plasticizers and humectants, physical property reinforcing agents, foaming aids, and moisture resistance imparting agents. .

이하 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 주 원료는 전분으로서, 전분은 천연전분 및 변성전분을 포함한다. 천연전분의 예로는, 옥수수전분, 찰옥수수전분, 쌀전분, 찹쌀전분, 밀전분, 마일로전분, 감자전분, 고구마전분, 카사바전분, 타피오카분말, 사고전분, 칡전분, 밀가루 등이 있다. 변성전분은 물리적 변성전분 및 화학적 변성전분을 포함한다. 물리적 변성전분의 예로는, 상기 천연전분의 호화전분, 배소전분, 산처리전분 등이있다. 화학적 변성전분의 예로는 상기 천연전분의 산화전분, 알케닐석시네이트전분, 아세틸아디핀산 가교전분, 인산가교전분, 에스테르전분, 알킬화전분, 불포화 모노머가 그라프팅된 전분이 있다. 본 발명에서는 상기 예시된 전분에서 단독 또는 2종 이상의 혼합 전분이 사용될 수 있다. The main raw material of the present invention is starch, which includes natural starch and modified starch. Examples of natural starch include corn starch, waxy corn starch, rice starch, glutinous rice starch, wheat starch, milo starch, potato starch, sweet potato starch, cassava starch, tapioca powder, sago starch, wheat starch, flour and the like. Modified starch includes physically modified starch and chemically modified starch. Examples of physically modified starches include gelatinized starch, roasted starch, acid treated starch and the like of the natural starch. Examples of chemically modified starch include starch oxide starch, alkenylsuccinate starch, acetyladipic acid crosslinked starch, phosphate crosslinked starch, ester starch, alkylated starch, starch grafted with unsaturated monomer. In the present invention, single or two or more mixed starches may be used in the above-described starches.

일반적으로 발포 효율 및 유연성을 높이기 위해서는 주 원료로서 바람직하게는 찰 전분, 찹쌀전분 및 감자전분, 고구마전분, 카사바전분, 타피오카 분말 등의 지하전분 및 이들의 에스테르화 전분이 사용된다. 또한 압축강도, 복원율 및 내구성을 높이기 위해서는 바람직하게는 옥수수 전분 및 이들의 가교전분, 알킬화전분 등이 사용된다. 특히 전분 소스 및 이화학적 변성 방법에 따라 전분의 기본 물성이 다양하므로 용도에 따라 단독 또는 2종 이상의 혼합 전분을 선택하여 사용할 수 있 다. In general, in order to increase the foaming efficiency and flexibility, preferably, starch such as waxy starch, glutinous rice starch and potato starch, sweet potato starch, cassava starch, tapioca powder, and esterified starch thereof are used. In addition, corn starch, crosslinked starch thereof, alkylated starch, and the like are preferably used to increase the compressive strength, the recovery rate, and the durability. In particular, since the basic physical properties of the starch varies depending on the starch source and the physicochemical modification method, it may be used alone or in combination of two or more kinds of starch.

생분해성 포장용 완충재의 조성물 중 이들 전분류의 총량은 최소 60% 이상 95%까지 혼합함이 바람직하다. 다만 다소 생분해성의 효율 및 속도가 낮더라도 환경 친화적인 완충재의 조성물을 얻고자 하는 경우에는 총 전분 함량이 60% 미만인 것도 가능하다.The total amount of these starches in the composition of the biodegradable packaging buffer is preferably at least 60% and at least 95% mixed. However, even if the biodegradation efficiency and speed is slightly lower, it is possible to obtain a total starch content of less than 60% in order to obtain an environment-friendly buffer composition.

또한 본 발명의 전분은 알파화도가 85%이상으로서, 펠렛형을 포함한 다양한 형태로 성형된 것으로, 특별히 한정하는 것은 아니나 바람직하게는 수분함량이 4∼25%인 완충재 조성물(이하 "2차원료"라 칭한다)을 포함한다.In addition, the starch of the present invention has an alpha degree of 85% or more, and is formed in various forms including pellets, and is not particularly limited, but preferably a buffer material composition having a water content of 4 to 25% (hereinafter referred to as "two-dimensional material"). It is referred to as).

완충재의 발포시 또는 상기 조성물을 이용한 일정한 형태로의 2차 원료 가공시 주 원료인 전분과 그라프트 반응을 동시에 유도할 수 있는 반응제 및 촉매를 조성물에 첨가할 수 있다. 이러한 반응제의 예로는, 스티렌 모노머 (Styrene Monomer), 비닐아세테이트(Vinyl Acetate), 푸마르산(Fumaric acid) 및 그 무수물, 푸마르산모노에틸에스터(Fumaric acid monoethyl ester), 말렌산 (Maleic acid) 및 그 무수물, 이타코닉액시드(Itaconic acid) 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 있다. 반응제는 바람직하게는 전체 조성물 중량 대비 0.01 ~15 중량% 첨가된다. Reagents and catalysts capable of simultaneously inducing graft reactions with starch, which are the main raw materials, in the foaming of the buffer material or in the processing of secondary raw materials in a certain form using the composition may be added to the composition. Examples of such reactants include styrene monomer, vinyl acetate, fumaric acid and its anhydrides, fumaric acid monoethyl ester, maleic acid and its anhydrides. , Itaconic acid, or a mixture of two or more kinds selected from itaconic acid. The reactant is preferably added 0.01 to 15% by weight relative to the total composition weight.

반응 촉매의 예로는, 과황산암모늄, 과망간산칼륨, 과황산칼륨, 벤조일퍼옥사이드, 석시닉액시드퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드, 과산화수소 중에서 단독 또 는 2종 이상의 혼합물이 있다. 이들 촉매는 특별히 한정하는 것은 아니나, 바람직하게는 반응제 첨가량 대비 1~20 중량% 첨가된다. Examples of the reaction catalyst include ammonium persulfate, potassium permanganate, potassium persulfate, benzoyl peroxide, succinic acid peroxide, lauroyl peroxide, and hydrogen peroxide alone or in mixture of two or more thereof. Although these catalysts are not specifically limited, Preferably 1-20 weight% is added with respect to the addition amount of a reagent.

상기 반응제 및 반응촉매를 이용하여 유도된 그라프트 반응은 조성물을 이용한 직접 발포 또는 상기 조성물을 이용한 일정한 형태로의 2차 원료 가공시에 이용되는 압출기의 고온, 고압 특성에 의해 반응이 수행된다. 이때 반응제 모노머의 특성에 따라 최종 완제품인 완충재의 내습성이나 유연성 또는 복원율을 더욱 향상시킬 수 있다.The graft reaction induced by using the reactant and the reaction catalyst is performed by the high temperature and high pressure characteristics of the extruder used in the direct foaming using the composition or the processing of the secondary raw material into a certain form using the composition. In this case, the moisture resistance, flexibility, or recovery rate of the buffer, which is the final product, may be further improved according to the properties of the reactive monomer.

셀구조보강제는 완충재의 기계적 물성에 직접적으로 영향을 줄 수 있는 발포 셀의 구조를 개선하기 위해 첨가된다. 셀구조보강제의 예로는, 활성탄, 탈크 (Talc), 점토 (Clay), 화성암 분말, 운모분말, 고령토 분말, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 폴리옥시에틸렌 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 있다. 이들 셀구조보강제의 함량은 바람직하게는 전체 조성물의 중량 대비 0.01 ~ 35 중량%, 보다 바람직하게는 5 ~ 15 중량% 첨가된다.Cell structure reinforcing agents are added to improve the structure of the foamed cell, which can directly affect the mechanical properties of the cushioning material. Examples of cell structure reinforcing agents include one or two or more selected from activated carbon, talc, clay, igneous rock powder, mica powder, kaolin powder, polyvinyl alcohol, polyvinylacetate, and polyoxyethylene. have. The content of these cell structure reinforcing agents is preferably added in an amount of 0.01 to 35% by weight, more preferably 5 to 15% by weight relative to the total weight of the composition.

가소제 겸 보습제는 최종 완제품의 수분을 일정한 수준으로 유지하기 위해 첨가된다. 가소제 겸 보습제가 첨가된 조성물은 계절에 따른 온습도의 변화 및 압출기의 가공 온도 변화에 특히 민감한 휴대용 발포 설비를 이용한 완충재 제조시 더욱 유리하다. 이러한 가소제 겸 보습제의 예로는, 에틸렌글리콜, 글리세린, 글리세린디아세테이트, 프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 메톡시에틸렌글리콜, 솔 비톨 등의 다가 알코올 및 그 유도체와, 글루코스, 말토스, 과당, 설탕 등의 당류 중에서 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 있다. 가소제 겸 보습제의 첨가량은 특별한 한정을 요하는 것은 아니나, 바람직하게는 전체 조성물의 총 중량 대비 0 ~ 28중량% 이다. Plasticizers and moisturizers are added to maintain a constant level of moisture in the final finished product. Compositions in which a plasticizer and a humectant are added are more advantageous in the manufacture of a buffer material using a portable foaming equipment which is particularly sensitive to seasonal changes in temperature and humidity and changes in the processing temperature of the extruder. Examples of such plasticizers and humectants include polyhydric alcohols and derivatives thereof such as ethylene glycol, glycerin, glycerin diacetate, propylene glycol, polypropylene glycol, methoxyethylene glycol, sorbitol, glucose, maltose, fructose, sugar, and the like. There is one kind or a mixture of two or more kinds of sugars. The amount of the plasticizer and the humectant added is not particularly limited, but is preferably 0 to 28% by weight based on the total weight of the total composition.

물성보강제의 예로는, 글루텐, 천연 및 재생 펄프, 갈대 펄프, 셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스 및 미강, 왕겨, 갈대 등을 분쇄한 식물계 분말 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 있다. 물성보강제의 첨가량은 특별한 한정을 요하는 것은 아니나, 바람직하게는 용도에 따라 전체 조성물의 중량 대비 0 ~ 30중량% 이다.Examples of physical reinforcing agents include one or two or more mixtures selected from gluten, natural and recycled pulp, reed pulp, cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, nitrocellulose and plant powders ground from rice bran, rice hull, reed, and the like. have. The addition amount of the physical reinforcing agent does not require a special limitation, but is preferably 0 to 30% by weight based on the use of the total composition.

발포조제는 조성물의 균일한 발포를 위해 첨가된다. 이러한 발포조제의 예로는, 석회석 분말, 염화칼슘, 중탄산암모늄, 아지드화합물, 중탄산칼슘, 탄산칼슘, 탄산칼륨, 탄산마그네슘, 소디움에틸잔테이트, 포타슘에틸잔테이트, 소디움아밀잔테이트, 탄산암모늄, 칼슘아세테이트 중에서 선택되는 단독 도는 2종 이상의 혼합물이 있다. 이들 발포조제의 첨가량은 특별한 한정을 요하는 것은 아니나, 바람직하게는 전체 조성물의 중량 대비 0.01 ~ 10 중량% 이다.Foaming aids are added for uniform foaming of the composition. Examples of such foaming aids include limestone powder, calcium chloride, ammonium bicarbonate, azide compounds, calcium bicarbonate, calcium carbonate, potassium carbonate, magnesium carbonate, sodium ethyl xanthate, potassium ethyl xanthate, sodium amyl xanthate, ammonium carbonate, calcium There is a single or a mixture of two or more selected from acetates. The amount of these foaming aids added is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 10% by weight relative to the total weight of the composition.

또한 본 발명의 조성물은 고온 다습지역에서 전분을 원료로 하는 완충재의 흡습성에 의한 수축현상을 방지하기 위해 소정의 내습성 부여제가 첨가될 수 있다. 이러한 내습성 부여제는 용도 또는 요구특성에 따라 상이하며 예로는, 파라핀, 왁스, 송진, 레시틴, 글리옥살, 무기물계 내수제, 유상 실리콘 레진과, 폴리카프로락톤, 폴리락틱액시드, 생분해성 폴리에스터 등의 생분해성 수지와, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등의 기존 범용수지와, 땅콩기름, 면실유, 옥수수유, 미강유, 밀배아유, 아몬드유, 아보카드유, 양귀비씨기름, 올리브유, 피마자유, 해바라기유, 헤즐넛유, 호두기름, 호박씨기름, 홍화씨기름 등의 식물성 오일류 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 있다. 이들 내습성 부여제의 첨가량은 특별한 한정을 요하는 것은 아니나, 바람직하게는 전체 조성물의 중량 대비 0 ~ 20 중량%이다. 특히 휴대용 발포 설비에 제공되는 펠렛형 2차원료를 제조할 경우, 압출기에 비해 내부 형성압이 매우 작으므로 가급적 비 윤활성 내습성 부여제가 바람직하다.In addition, the composition of the present invention may be added a predetermined moisture resistance imparting agent in order to prevent shrinkage caused by the hygroscopicity of the buffer material of the starch in the high temperature and high humidity region. Such moisture imparting agents are different depending on the use or required characteristics, for example, paraffin, wax, rosin, lecithin, glyoxal, inorganic water-based agent, oil-based silicone resin, polycaprolactone, polylactic acid, biodegradable poly Biodegradable resins such as esters, conventional general-purpose resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, peanut oil, cottonseed oil, corn oil, rice bran oil, wheat germ oil, almond oil, avocado oil, poppy seed oil, olive oil, castor oil, There are single or two or more kinds selected from vegetable oils such as sunflower oil, hazelnut oil, walnut oil, pumpkin seed oil and safflower seed oil. The addition amount of these moisture resistance imparting agents does not require special limitation, but is preferably 0 to 20% by weight based on the weight of the whole composition. In particular, when producing a pellet type two-dimensional material provided in a portable foaming equipment, since the internal forming pressure is very small compared to the extruder, a non-lubricating moisture resistance imparting agent is preferable.

이하 상기 조성물을 원료로 하는 본 발명의 생분해성 포장용 완충재의 제조방법을 설명하기로 한다.Hereinafter will be described a method for producing a biodegradable packaging buffer of the present invention using the composition as a raw material.

직접발포형 완충재의 제조Preparation of Direct Foam Foam

직접발포를 위해서는 현장 생산용 대형 싱글 또는 트윈 압출기 (Extruder, 스크류 지름 40 ~ 90 mm, L/D 10 ~ 25)가 이용될 수 있다. 전술한 전분을 주재로 하여 각 성분의 혼합으로 제조된 조성물을 수분 함량 10 ~ 30%로 조절하여 상기 압출기에 투입하고, 배럴 온도 70 ~ 300 ℃, 스크류 속도 30 ~ 550 rpm의 운전조건으 로 직접 발포가 가능하다.For direct foaming, large single or twin extruders for field production (extruders, screw diameters 40 to 90 mm, L / D 10 to 25) can be used. Based on the starch described above, the composition prepared by mixing each component is adjusted to a water content of 10 to 30% and introduced into the extruder, and directly under operating conditions of a barrel temperature of 70 to 300 ° C. and a screw speed of 30 to 550 rpm. Foaming is possible.

기존의 대형 발포 설비를 이용한 완충재의 완제품 생산 및 수요처의 운송 방식은 생산시 분말 형태의 원료로 인한 작업성의 저하, 분진에 의한 공장내 청결 및 안전성은 물론, 기존 비분해성 스티로폼과 같이 단위 중량 당 부피가 큰 완충재의 특성으로 상품 가치에 비해 물류비가 많이 들고 적재 공간과 관련된 공간 활용면에서 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 전술한 본 발명에 의한 조성물을 이용하여 수요처에서 소형이면서 이동이 가능하고 비교적 저렴한 가격의 발포 설비를 이용하여 필요한 만큼 완충재를 제조하거나 사용할 수 있는 펠렛형태의 2차 원료를 제조하는 방법을 포함한다.The production method of the finished product of the cushioning material using the existing large foaming facility and the transportation method of the demand destination are not only deterioration of workability due to powdery raw materials during production, cleanness and safety in the factory due to dust, but also the volume per unit weight like the existing non-degradable styrofoam. Due to the characteristics of the large buffer material, there is a problem in terms of space utilization related to the loading space, which is more expensive than the commodity value. Therefore, the present invention is a method for producing a secondary raw material in the form of pellets that can be manufactured or used as needed by using a foaming equipment of a compact, mobile and relatively inexpensive foaming equipment at the demand using the composition according to the present invention described above. It includes.

휴대용 설비는 설비를 구성하는 스크류의 형태가 단순하고 계절에 따른 온습도의 변화 및 압출기의 가공 온도 변화에도 매우 민감하며 소형 설비로서 배럴의 길이도 매우 짧은 기계 특성을 가지고 있어 기존 분말 혼합형의 조성으로 직접 발포시에는 목적하는 생분해성 포장용 완충재를 제조할 수 없다. 즉 스크류의 형태가 단순하고 배럴의 길이가 짧아 압출기내 원료의 발포 조건인 고온, 고압조건을 충분히 형성하기에는 설비의 특성상 원료의 압출기내 체류시간이 너무 짧아 본 발명의 조성물에 의한 원료적 보완 외에도 휴대용 설비내에서 발포 조건을 쉽게 형성할 수 있도록 조성물의 주원료인 전분의 전처리가 필요하다.The portable equipment is simple in form of screw, very sensitive to the change of temperature and humidity according to the season and the processing temperature of the extruder. It is a small equipment and has a very short barrel length. At the time of foaming, the desired biodegradable packaging buffer cannot be produced. That is, the screw shape is simple and the barrel length is short, so that the residence time of the raw material in the extruder is too short to sufficiently form the high temperature and high pressure conditions, which are foaming conditions of the raw material in the extruder. Pretreatment of starch, which is the main ingredient of the composition, is necessary so that foaming conditions can be easily formed in the installation.

2차원료의 제조Production of two-dimensional material

2차원료는 공지의 소형 휴대용 발포성형기를 이용해 제조할 수 있다. 이러한 발포성형기는 바람직하게는 배럴온도 70∼250℃, 스크류 속도 30∼550rpm의 운전조건을 가지는 진공 벤트가 부착된 싱글 또는 트윈 압출기(스크류지름 40∼90mm, L/D 10∼25)가 이용될 수 있다. 2차원료는 상기 압출기에 조성물을 투입하여 압출시키고, 이를 호화시킨 스트랜드를 절단하여 제조된다. 바람직하게는 상기 조성물은 전처리과정으로서 수분함량이 10∼30%로 조절된 것이 좋다.Two-dimensional material can be produced using a known small portable foam molding machine. Such foam molding machine is preferably used a single or twin extruder (screw diameter 40 ~ 90mm, L / D 10-25) with a vacuum vent having a barrel temperature of 70 ~ 250 ℃, a screw speed of 30 ~ 550rpm operating conditions Can be. The two-dimensional material is prepared by putting the composition in the extruder and extruded, and cutting the strand strands. Preferably the composition is a pretreatment process is preferably adjusted to 10 to 30% moisture content.

휴대용 발포설비를 이용한 완충재의 제조Manufacture of Shock Absorbing Material Using Portable Foaming Equipment

알파화도가 85%이상이고, 바람직하게는 수분함량이 4 ~ 25%인 펠렛형태의 2차 원료를 스크류 지름 55 mm, L/D 3 ~ 6인 소형 휴대용 발포설비에 투입하여 배럴 온도 60 ~ 240 ℃, 스크류 속도 30 ~ 120 rpm의 운전조건에서 발포시켜 완충재를 제조한다. 이때 2차 원료는 펠렛형태가 아닌 기타 다른 형태로도 제조가 가능하며, 휴대용 설비 외에도 현장 생산용 대형 싱글 또는 트윈 압출기에서도 발포가 가능하다.Pellets of secondary material having an alpha degree of 85% or more and preferably water content of 4 to 25% are introduced into a small portable foaming facility with a screw diameter of 55 mm and L / D 3 to 6, and the barrel temperature is 60 to 240. To prepare a cushioning material by foaming at the operating condition of ℃, screw speed 30 ~ 120 rpm. At this time, the secondary raw material can be manufactured in other forms other than pellets, and in addition to portable equipment, it can be foamed in a large single or twin extruder for field production.

본 발명에 의한 생분해성 포장용 완충재의 평가 방법 및 펠렛형태의 2차원료에 대한 알파화도 평가 방법은 다음과 같다. The method for evaluating the biodegradable packaging buffer according to the present invention and the alpha degree for the pellet-shaped two-dimensional material are as follows.

완충재의 기계적 물성 시험법Mechanical property test method of buffer material

1) 복원율1) Recovery rate

복원율이란 포장용 완충재를 일정한 힘으로 변형 시킨 후, 원래 상태로 회복되는 정도를 비율로 표시한 것으로 포장용 완충재로서 요구되는 물성 중 가장 중요한 물리적 특성이다.The recovery rate is the ratio of the degree of recovery to the original state after deforming the packaging buffer with a constant force, and is the most important physical property among the physical properties required as the packaging buffer.

복원율 측정은 원통 푸르브(Cylinderical probe, 직경 50mm)가 부착된 레오미터를 사용하여 초당 1 mm의 속도로 시료(완충재를 1cm 크기로 자른 후 직경 55mm의 원통형 용기에 일정한 높이로 채움)를 50% 압축한 후 1분간 정지하였으며 이어서 다시 압축하여 다음의 식에 의해 복원율을 측정하였다. 측정값은 시료 당 10회 측정 후 그 평균값을 취하였다.Restoration rate measurement was performed using a rheometer with a cylindrical probe (50 mm diameter), 50% filled with a sample (cut to 1 cm size and filled into a 55 mm diameter cylindrical container at a constant height) at a rate of 1 mm per second. After compression, the mixture was stopped for 1 minute and then compressed again to measure the recovery rate by the following equation. The measured value was taken the average value after 10 measurements per sample.

복원율(%)= 두번째 압축시 받은 힘/첫번째 압축시 받은 힘 × 100Recovery Rate (%) = Force Received During Second Compression / Received During First Compression × 100

2) 압축강도2) compressive strength

압축강도는 포장용 완충재를 변형시키는 데 필요한 힘으로 레오미터를 이용하여 복원력 측정방법과 동일한 조건으로 측정하였다. 즉 완충재를 1cm 크기로 자른 후 직경 55mm의 원통형 용기에 일정한 높이로 채운 다음 시료대에 부착시킨 후 초당 1mm의 속도로 이동하면서 시료를 항복점까지 변형시켰다. 이때 시료에 가해진 최고의 힘을 압축강도로 하였으며 동일한 방법으로 10회 측정하여 그 평균값을 취하였다.The compressive strength was measured under the same conditions as the restoring force measurement method using a rheometer as a force required to deform the packing buffer. That is, the buffer material was cut to a size of 1 cm, filled into a cylindrical container having a diameter of 55 mm to a certain height, and then attached to the sample stage, and the sample was deformed to the yield point while moving at a speed of 1 mm per second. At this time, the highest force applied to the sample was the compressive strength, and the average value was taken 10 times by the same method.

완충재의 생분해성Biodegradability of Buffer

생분해성 평가는 미국 표준시험법(ASTM G21-70 및 1924-70)을 변형하여 측정하였으며 고체 한천 배지에 일정한 크기로 절단한 시료를 넣은 후, 토양에서 흔히 발견되는 곰팡이인 아스퍼질러스나이저(Aspergillus niger), 아스퍼질러스 오라이제 (Aspergillus oryzae), 페니실리움 퍼니클로섬 (Penicillium funiculosum) 및 풀루라리아 풀루란스 (Pulluaria pulullans) 등의 혼합 포자를 접종하여 32±2 ℃ 에서 15일간 배양하였다. 이때 시료위에 곰팡이가 뒤덮혀진 정도를 다음과 같이 기록하여 생분해성을 평가하였다. Biodegradability assessment was determined by modifying the American Standard Test Method (ASTM G21-70 and 1924-70), and after inserting a sample of uniform size into a solid agar medium, Aspergillus, a fungus commonly found in soil. niger), Aspergillus oryzae, Penicillium funiculosum and Pulluaria pulullans were inoculated and incubated at 32 ± 2 ° C for 15 days. At this time, the degree of covering the mold on the sample was recorded as follows to evaluate the biodegradability.

* 곰팡이 생장율에 따른 지수* Index according to mold growth rate

0 % 생육: 0, 10 % 미만 생육: 1, 30 % 미만 생육: 2, 60% 미만 생육: 3, 60 % 이상 : 4 0% Growth: 0, less than 10% Growth: 1, less than 30% Growth: 2, less than 60% Growth: 3, 60% or more: 4

완충재의 내습성(내수성) 시험법Moisture resistance (water resistance) test method of buffer material

완충재의 내습성 시험 방법은 물이 채워진 실험용 비이커에 완충재를 시료를 띠우고 완충재 형상의 변화 시점까지의 소요 시간으로 비교하였으며 2시간 이하, 2~ 6시간 이하, 6 ~ 12시간 이하, 12 ~ 24 시간 이하, 24시간 이상으로 구분하였다. 즉 형상 변화 소요시간이 길수록 내습성이 더욱 양호한 것으로 평가하였으며 다음과 같이 기록하여 내습성을 평가하였다.The moisture resistance test method of the buffer material was compared to the time required until the change of the shape of the buffer material by placing the sample in a beaker filled with water and the buffer material, and less than 2 hours, 2 to 6 hours, 6 to 12 hours or less, 12 to 24 It divided into hours or less and 24 hours or more. That is, the longer the time required for the shape change, the better the moisture resistance was evaluated.

* 내습성 평가 지수* Moisture Resistance Index

2시간 이하 : 0, 2~ 6시간 이하: 1, 6 ~ 12시간 이하: 2, 12 시간 ~ 24 시간 이하 : 3, 24시간 이상: 42 hours or less: 0, 2 to 6 hours or less: 1, 6 to 12 hours or less: 2, 12 hours to 24 hours or less: 3, 24 hours or more: 4

알파화도 측정법Alpha Determination Method

일정한 형태의 2차 원료를 적당한 크기로 분쇄한 시료 1g 씩(오차범위 ±0.5%이내)을 준비된 100 ml의 삼각플라스크 4개에 각각 넣고 각각 A1, A2, A3, A4 로 하며 대조구로서 동일한 1개의 플라스크를 준비하여 B로 한다. 이어서 5개의 플라스크에 물 50 ml씩을 가하고 A1,A2를 15분간 가열 비등한 후 얼음물에서 상온으로 급히 식힌다. A1, A3 및 B에 각각 5% 다아스타제 용액 5ml씩을 가하고 5개의 플라스크를 항온 수욕 중에서 진탕하면서 37±1℃로 90분간 유지한 후 곧 1N 염산을 각 플라스크에 2ml씩 가하고 물을 가하여 100ml로 한다. 건조여과지를 사용하여 각각 여과하고 그 여액 10ml씩을 공전삼각플라스크에 취하여 이를 각각 a1, a2, a3, a4 및 b로 한다. 공시험용으로 물 10ml를 공전삼각플라스크에 취하여 모두 6개의 플라스크에 각각 0.1N 요오드액 10ml를 가한다. 다음 스톱워치를 사용하여 같은 시간간격으로 0.1N 수산화나트륨용액 18ml씩을 순차적으로 6개의 플라스크에 가하고 밀전, 진탕, 혼합한 후 정확히 15분간 방치한다. 최조의 플라스크가 15분간 경과하면 앞의 0.1N 수산화나트륨액을 가하였던 순서 및 시간 간격으로 10% 황산 2ml씩을 마개를 열고 바로 가한다. 이들 영액을 0.1N 티오황산나트륨액으로 적정하여 a1 ~ a4 및 b의 측정치를 각각 P1 ~ P4 및 q로 공시럼의 적정치를 r로 하여 다음 식에 따라 알파화도를 구한다.1 g of each sample (with an error range of ± 0.5%) crushed into a suitable sized secondary raw material was put into four prepared 100 ml Erlenmeyer flasks, respectively, A1, A2, A3, A4, and the same one was used as a control. Prepare the flask and make B. Subsequently, 50 ml of water is added to five flasks, and A1 and A2 are heated and boiled for 15 minutes, and then cooled rapidly to room temperature in ice water. 5 ml of 5% daastase solution was added to each of A1, A3, and B, each flask was shaken in a constant temperature water bath and maintained at 37 ± 1 ° C. for 90 minutes. 2 ml of 1N hydrochloric acid was added to each flask and water was added to 100 ml. do. Filter using dry filter paper and take 10 ml of the filtrate into a triangular flask to make a1, a2, a3, a4 and b, respectively. For blank test, take 10 ml of water into an orthogonal triangle flask and add 10 ml of 0.1 N iodine solution to all six flasks. Next, using a stopwatch, 18 ml of 0.1 N sodium hydroxide solution is added to six flasks sequentially at the same time interval, followed by tight mixing, shaking, and mixing, followed by standing for exactly 15 minutes. After 15 minutes of evaporation, the flask was added with 2 ml of 10% sulfuric acid in the same order and time interval as the previous 0.1 N sodium hydroxide solution was added. These young solutions are titrated with 0.1 N sodium thiosulfate solution, and the measured values of a1 to a4 and b are respectively P1 to P4 and q, and the titer of the blank is r, and the alpha degree is determined according to the following equation.

Figure 112003006363050-pat00001
Figure 112003006363050-pat00001

이하, 다음의 비교 예 및 실시 예를 통하여 본 발명의 기술사상을 더욱 분명히 할 수 있으며, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않는다.Hereinafter, the technical spirit of the present invention may be more clearly understood through the following comparative examples and examples, and the scope of the present invention is not limited thereto.

<비교 예 1> <Comparative Example 1>

기존 비분해성 스티로폼 재질의 조각형 완충재을 구입하여 대조구로 활용하였다.The existing non-degradable styrofoam cushioning cushion was purchased and used as a control.

<비교 예 2> <Comparative Example 2>

종이를 일정 크기로 절단한 종이 재질의 파손 방지용 완충재를 대조구로 활용하였다.The paper was used as a control to prevent breakage of the paper material cut to a certain size.

<실시 예 1><Example 1>

혼합기(U Mixer)에 수분 12.3%의 일반 옥수수전분 20kg, 고령토 분말 600g, 폴리비닐아세테이트 1.2kg, 에틸렌글리콜 800g, 탄산칼륨 110g을 투입하고 30분간 혼합한 다음, 총 함유 수분이 18 %가 되도록 조절하여 생분해성 포장용 완충재 용도의 조성물을 제조하였다. 이어서 이중 8kg을 취해 스크류 지름이 50mm인 트윈압출기를 이용, 각 배럴 온도가 120 ~ 200 ℃, 메인 스크류의 회전속도 300 rpm의 조건에서 직접 발포하여 생분해성 포장용 완충재를 제조하고 평가 시료로 활용하였으며, 나머지는 2차 원료 제조시에 사용하였다. Into the U Mixer, 20 kg of normal corn starch with 12.3% moisture, 600 g of kaolin powder, 1.2 kg of polyvinyl acetate, 800 g of ethylene glycol, 110 g of potassium carbonate, mixed for 30 minutes, and then adjusted to have a total moisture content of 18%. To prepare a composition for use in a biodegradable packaging buffer. Subsequently, 8 kg of this was taken and a twin extruder having a screw diameter of 50 mm was used to directly foam at the barrel temperature of 120 to 200 ° C. and the rotational speed of the main screw at 300 rpm. Thus, a biodegradable packaging buffer was prepared and used as an evaluation sample. The rest was used at the time of secondary raw material manufacture.

<실시 예 2> <Example 2>

혼합기(U Mixer)에 수분 12.3%의 일반 옥수수전분 20kg, 고령토 분말 600g, 폴리비닐아세테이트 1.2kg, 글루코스 1.1kg, 탄산칼륨 160g의 조성에 반응제 및 반응 촉매로서 푸마릭안하이드라이드 1.2kg, 벤조일퍼옥사이드 95g을 추가로 첨가하여 30분간 혼합한 다음, 총 함유 수분이 22%가 되도록 조절하여 생분해성 포장용 완충재 용도의 조성물을 제조하였다. 이하 실시 예 1과 동일한 방법으로 생분해성 포장용 완충재를 제조하고 평가 시료로 활용하였으며 나머지는 2차 원료 제조시에 사용하였다.In a mixer (U Mixer), 20 kg of normal corn starch with water 12.3%, 600 g of kaolin powder, 1.2 kg of polyvinylacetate, 1.1 kg of glucose, 160 g of potassium carbonate, and 1.2 kg of fumaric anhydride as a reactant and a reaction catalyst, benzoyl fur An additional 95 g of oxide was mixed for 30 minutes, and then adjusted to have a total moisture content of 22% to prepare a composition for use in a biodegradable packaging buffer. In the same manner as in Example 1 below, a biodegradable packaging buffer was prepared and used as an evaluation sample, and the rest was used in preparing the secondary raw material.

<실시 예 3> Example 3

혼합기(U Mixer)에 수분 12.3%의 일반 옥수수전분 12kg, 수분 13.2%의 감자전분 6kg, 수분 12.8%의 아세틸아디핀산가교옥수수전분 2kg, 고령토 분말 600g, 폴리비닐아세테이트 1.2kg, 천연펄프 분쇄물 2kg, 에틸렌글리콜 800g, 탄산칼륨 110g을 투입하고 30분간 혼합한 다음, 총 함유 수분이 20%가 되도록 조절하여 생분해성 포장용 완충재 용도의 조성물을 제조하였다. 이하 실시 예 1과 동일한 방법으로 생분해성 포장용 완충재를 제조하고 평가 시료로 활용하였으며 나머지는 2차 원료 제조시에 사용하였다. 12kg water 12.3% corn starch 12kg, 13.2% water potato starch 6kg, 12.8% water acetyladipic acid crosslinked corn starch 2kg, kaolin powder 600g, polyvinylacetate 1.2kg, natural pulp mill 2kg , 800 g of ethylene glycol, 110 g of potassium carbonate were added and mixed for 30 minutes, and then adjusted to a total content of 20% to prepare a composition for use in a biodegradable packaging buffer. In the same manner as in Example 1 below, a biodegradable packaging buffer was prepared and used as an evaluation sample, and the rest was used in preparing the secondary raw material.

<실시 예 4>Example 4

혼합기(U Mixer)에 수분 12.3%의 일반 옥수수전분 20kg, 폴리비닐알코올 1.6kg, 솔비톨 1kg, 탄산칼륨 110g을 투입하고 내습성 부여제로 왁스 2kg 및 무기물계 방수제 1kg을 추가로 첨가하여 30분간 혼합한 다음, 총 함유 수분이 18%가 되도록 조절하여 생분해성 포장용 완충재 용도의 조성물을 제조하였다. 이하 실시 예 1과 동일한 방법으로 생분해성 포장용 완충재를 제조하고 평가 시료로 활용하였으며 나머지는 2차 원료 제조시에 사용하였다. 20kg of 12.3% corn starch, 1.6kg of polyvinyl alcohol, 1kg of sorbitol, and 110g of potassium carbonate were added to the U Mixer, followed by mixing for 30 minutes by adding 2kg of wax and 1kg of inorganic waterproofing agent as a moisture resistant agent. Next, the total moisture content was adjusted to 18% to prepare a composition for use in a biodegradable packaging buffer. In the same manner as in Example 1 below, a biodegradable packaging buffer was prepared and used as an evaluation sample, and the rest was used in preparing the secondary raw material.

<실시 예 5> Example 5

혼합기(U Mixer)에 수분 12.3%의 일반 옥수수전분 20 kg, 점토분말 600g, 폴리비닐알코올 1.6kg, 솔비톨 1kg, 탄산칼륨 110g을 투입하고 내습성 부여제로 옥수수기름 560g 및 생분해성 수지인 폴리카프로락톤 1.6kg을 추가로 첨가하여 30분간 혼합한 다음, 총 함유 수분이 22%가 되도록 조절하여 생분해성 포장용 완충재 용도의 조성물을 제조하였다. 이하 실시 예 1과 동일한 방법으로 생분해성 포장용 완충재를 제조하고 평가 시료로 활용하였으며 나머지는 2차 원료 제조시에 사용하였다. Into the U Mixer, 20 kg of 12.3% corn starch, 600 g of clay powder, 600 kg of polyvinyl alcohol, 1.6 kg of sorbitol, 1 kg of potassium carbonate, 560 g of corn oil and a polycaprolactone, a biodegradable resin, are added as a moisture resistant agent. An additional 1.6 kg was added and mixed for 30 minutes, and then adjusted to have a total moisture content of 22% to prepare a composition for use in a biodegradable packaging buffer. In the same manner as in Example 1 below, a biodegradable packaging buffer was prepared and used as an evaluation sample, and the rest was used in preparing the secondary raw material.

<실시예 6 ~ 7><Examples 6 to 7>

실시 예 1 및 2로부터 얻은 각 조성물로부터 각각 약 12kg 씩을 취하여 진공 벤트가 부착된 트윈 압출기 (Extruder, 스크류 지름 50 mm, L/D 16)의 원료 탱크에 투입하고 배럴 온도 80 ~ 120 ℃, 스크류 속도 200 rpm의 운전조건으로 압출, 호화시킨 스트랜드를 절단하여 펠렛 형태의 2차 원료를 제조하였다. 이어서 2차 원료를 각각 약 4kg씩을 취하여 스크류 지름 55 mm, L/D 6 인 소형 휴대형 발포 설비에 투 입하여 배럴 온도 240℃, 스크류 속도 75 rpm의 운전조건에서 발포 및 절단하여 각 생분해성 포장용 완충재를 제조하고 평가시료로 활용하였으며 나머지는 공장 생산용 대형 압출기의 발포 시료 및 알파화도 측정시료로 사용하였다. About 12 kg each was taken from each of the compositions obtained in Examples 1 and 2 and put into a raw material tank of a twin extruder (Extruder, screw diameter 50 mm, L / D 16) equipped with a vacuum vent, and the barrel temperature was 80 to 120 ° C. and the screw speed. Pellet-shaped secondary raw materials were prepared by cutting the strands extruded and gelatinized at 200 rpm. Subsequently, each of the secondary raw materials takes about 4 kg each and is introduced into a small portable foaming facility with a screw diameter of 55 mm and L / D 6, and foamed and cut under operating conditions of a barrel temperature of 240 ° C. and a screw speed of 75 rpm. Was used as an evaluation sample and the rest was used as foam samples and alpha degree measurement samples of large extruders for factory production.

<실시 예 8 ~ 10><Examples 8 to 10>

실시 예 3 ~ 5로부터 얻은 각 조성물로부터 각각 약 12kg 씩을 취하여 진공 벤트가 부착된 트윈 압출기 (Extruder, 스크류 지름 50 mm, L/D 16)의 원료 탱크에 투입하고 배럴 온도 95 ~ 150 ℃, 스크류 속도 150 rpm의 운전조건으로 압출, 호화시킨 스트랜드를 절단하여 펠렛 형태의 2차 원료를 제조하였다. 이어서 2차 원료를 각각 약 4kg씩을 취하여 스크류 지름 55 mm, L/D 6 인 소형 휴대형 발포 설비에 투입하여 배럴 온도 220℃, 스크류 속도 75rpm의 운전조건에서 발포 및 절단하여 각 생분해성 포장용 완충재를 제조하고 평가시료로 활용하였으며 나머지는 공장 생산용 대형 압출기의 발포 시료 및 알파화도 측정시료로 사용하였다. About 12 kg of each composition obtained from Examples 3 to 5 was taken and put into a raw material tank of a twin extruder (Extruder, screw diameter 50 mm, L / D 16) with a vacuum vent, and barrel temperature 95 to 150 ° C. and screw speed. Pellet-shaped secondary raw materials were prepared by cutting strands extruded and gelatinized at 150 rpm. Subsequently, each of the secondary raw materials takes about 4 kg each and is put in a small portable foaming facility with a screw diameter of 55 mm and L / D 6, and foamed and cut at an operating condition of a barrel temperature of 220 ° C. and a screw speed of 75 rpm to produce buffer materials for each biodegradable packaging. It was used as an evaluation sample and the rest was used as foam sample and alpha degree measurement sample of large extruder for factory production.

<실시 예 11 ~ 15><Examples 11 to 15>

실시 예 6 ~ 10 으로부터 얻은 각 펠렛형태의 2차 원료 6kg을 취해 공장 생산용인 스크류 지름이 50mm인 대형 트윈압출기를 이용, 각 배럴 온도가 120 ~ 200 ℃, 메인 스크류의 회전속도 300 rpm의 조건에서 각 시료를 발포, 절단하여 생분해성 포장용 완충재를 각각 제조하고 평가 시료로 활용하였다. 6 kg of secondary raw material of each pellet form obtained in Examples 6 to 10 was taken and a large twin extruder having a screw diameter of 50 mm was used for factory production, and the barrel temperature was 120 to 200 ° C. and the rotation speed of the main screw was 300 rpm. Each sample was foamed and cut to prepare a biodegradable packaging buffer, and used as an evaluation sample.

전술한 비교 예 및 실시 예를 통하여 제조된 생분해성 포장용 완충재의 기계적 물성, 생분해성, 내습성 및 2차 원료의 알파화도 등을 평가한 결과는 하기 표 1과 같으며, 특성이 매우 우수함을 확인할 수 있다. 또한 본발명의 조성물로서 이루어진 분말 원료 및 펠렛형태의 2차원료 사진과 대형 생산용 압출기 및 소형 휴대형 발포 설비를 이용하여 각각 제조한 완충재의 완제품 사진이 도 1에 첨부되어 있다.The results of evaluating the mechanical properties, biodegradability, moisture resistance, and the degree of alpha of the secondary raw material of the biodegradable packaging buffer prepared through the above-described comparative examples and examples are as shown in Table 1 below. Can be. In addition, a two-dimensional photograph of the powder raw material and pellets made of the composition of the present invention, and a finished product photograph of a buffer material manufactured by using a large production extruder and a small portable foaming facility, respectively, are attached to FIG. 1.

<표 1> 생분해성 포장용 완충재의 기계적 물성, 생분해성, 내습성 및 일정한 형태를 가진 2차 원료의 알파화도 평가 결과 <Table 1> Results of evaluation of alpha degree of secondary raw materials with mechanical properties, biodegradability, moisture resistance, and uniform form of biodegradable packaging buffer

구 분    division 복원율 (%)   Recovery rate (%) 압축강도 (g/㎠)  Compressive strength (g / ㎠) 내습성   Moisture resistance 생분해성 (배양법)   Biodegradability (culture method) 알파화도 (%, 2차원료)   Alpha Degree (%, 2D) 비교 예 1 Comparative Example 1 83.1    83.1 953    953 5      5 0      0 -      - 비교 예 2 Comparative Example 2 42.6    42.6 328    328 -      - 2      2 -      - 실시 예 1 Example 1 80.8    80.8 896    896 0      0 4      4 -      - 실시 예 2 Example 2 83.0    83.0 949    949 1      One 4      4 -      - 실시 예 3 Example 3 82.9    82.9 872    872 0      0 4      4 -      - 실시 예 4 Example 4 82.6    82.6 912    912 4      4 3      3 -      - 실시 예 5 Example 5 83.3    83.3 967    967 5      5 3      3 -      - 실시 예 6 Example 6 81.7    81.7 929    929 0      0 4      4 93.1     93.1 실시 예 7 Example 7 82.6    82.6 955    955 1      One 4      4 86.4     86.4 실시 예 8 Example 8 82.4    82.4 966    966 0      0 4      4 92.2     92.2 실시 예 9 Example 9 82.4    82.4 945    945 4      4 3      3 91.6     91.6 실시 예 10 Example 10 83.0    83.0 972    972 5      5 3      3 90.3     90.3 실시 예 11 Example 11 81.2    81.2 894    894 0      0 4      4 -      - 실시 예 12 Example 12 82.2    82.2 927    927 1      One 4      4 -      - 실시 예 13 Example 13 81.9    81.9 908    908 0      0 4      4 -      - 실시 예 14 Example 14 81.3    81.3 934    934 4      4 4      4 -      - 실시 예 15 Example 15 82.7    82.7 952    952 5      5 4      4 -      -

본 발명에 의한 조성물은 기존 스티로폼에 비해 가격이 저렴하고 미생물에 의해 자연으로 환원된다는 장점은 물론 탄수화물이 주성분이므로 정전기의 발생이 없고 소각시에도 Clinker 발생이 적어 소각로의 수명을 연장할 수 있다. 또한 사용 후 퇴비로 재활용이 가능한 점 등 기능적인 면에서도 매우 효과적이며, 특히 기계적 물성 및 내습성 등에서 우수하다. 동시에 펠렛형으로 제조하는 경우 수요처에서 필요할 때 직접 생산이 가능하여 물류비 절감, 생산 코스트 절감, 공간 활용율 증대 및 작업성을 개선하는 효과가 있다. The composition according to the present invention is cheaper than conventional styrofoam, and the advantages of being reduced to nature by microorganisms, as well as carbohydrates as a main component, there is no generation of static electricity and less Clinker during incineration can extend the life of the incinerator. It is also very effective in terms of functionality such as recycling after use, especially in mechanical properties and moisture resistance. At the same time, in the case of manufacturing pellet type, it can be produced directly when required by the demand source, thereby reducing logistics costs, reducing production costs, increasing space utilization and improving workability.

Claims (19)

알파화도가 85%이상인 전분과, 셀구조보강제를 포함하며, 여기에 가소제겸 보습제, 물성보강제, 발포조제 및 내습성 부여제에서 선택되어지는 단독 또는 2종 이상의 혼합성분이 포함되고, 수분함량이 4∼25%인 펠렛형 생분해성 포장용 완충재 조성물It contains starch with an alpha degree of 85% or higher, cell structure reinforcing agent, and includes only one or two or more kinds of mixed ingredients selected from plasticizers and humectants, physical property reinforcing agents, foaming aids, and moisture resistance imparting agents. 4-25% pellet type biodegradable packaging buffer composition 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 전분은 천연전분 또는 변성전분인 조성물Starch is a natural starch or modified starch 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 전분은 천연전분으로서 옥수수전분, 찰옥수수전분, 쌀전분, 찹쌀전분, 밀전분, 마일로전분, 감자전분, 고구마전분, 카사바전분, 타피오카분말, 사고전분, 칡전분, 밀가루; 물리적 변성전분으로서 상기 천연전분의 호화전분, 배소전분, 산처리전분; 및 화학적 변성전분으로서 이들 천연전분의 산화전분, 알케닐석시네이트전분, 아세틸아디핀산 가교전분, 인산가교전분, 에스테르전분, 알킬화전분, 불포화 모노머가 그라프팅된 전분들 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합 전분인 조성물Starch is a natural starch such as corn starch, waxy corn starch, rice starch, glutinous rice starch, wheat starch, milo starch, potato starch, sweet potato starch, cassava starch, tapioca powder, sago starch, wheat starch, wheat flour; Physically modified starch as gelatinized starch, roasted starch, acid treated starch of the natural starch; And chemically modified starches selected from among these: starch oxide, alkenylsuccinate starch, acetyladipic acid crosslinked starch, phosphate crosslinked starch, ester starch, alkylated starch, starch grafted with unsaturated monomer, Mixed starch composition 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 펠렛은 조성물을 배럴온도 70∼250℃, 스크류 속도 30∼550rpm의 운전조건으로 압출하고, 이를 호화시킨 스트랜드를 절단하여 제조된 것인 조성물 The pellet is a composition prepared by extruding the composition under an operating condition of a barrel temperature of 70 to 250 ° C. and a screw speed of 30 to 550 rpm, and cutting strands obtained by gelatinization. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 전분은 반응제로서 스티렌 모노머, 비닐아세테이트, 푸마르산 및 그 무수물, 푸마르산모노에틸에스터, 말렌산 및 그 무수물, 이타코닉액시드 중에서 선택되는 단독 또는 2개 이상의 혼합물이 그라프트된 것인 조성물Starch is a composition in which a single or a mixture of two or more selected from styrene monomer, vinyl acetate, fumaric acid and anhydrides thereof, monoethyl ester of fumaric acid, maleic anhydride and itaconic acid and itaconic acid is grafted 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 셀구조 보강제는 활성탄, 탈크, 점토, 화성암분말, 운모분말, 고령토분말, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 폴리옥시에틸렌 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물인 조성물The cell structure reinforcing agent is a composition comprising one or a mixture of two or more selected from activated carbon, talc, clay, igneous rock powder, mica powder, kaolin powder, polyvinyl alcohol, polyvinylacetate, and polyoxyethylene. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 가소제겸 보습제는 에틸렌글리콜, 글리세린, 글리세린디아세테이트, 프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 메톡시에틸렌글리콜, 솔비톨 등의 다가 알코올 및 그 유도체, 글루코스, 말토스, 과당, 설탕 등의 당류 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물인 조성물Plasticizers and moisturizers are selected solely from polysaccharides such as ethylene glycol, glycerin, glycerin diacetate, propylene glycol, polypropylene glycol, methoxyethylene glycol, sorbitol, and derivatives thereof, and sugars such as glucose, maltose, fructose and sugar. A composition that is a mixture of two or more 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 물성보강제는 글루텐, 천연 및 재생 펄프, 갈대펄프, 셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스 및 미강, 왕겨, 갈대 등을 분쇄한 식물계 분말 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물인 조성물The composition enhancer is a composition comprising a mixture of two or more kinds selected from gluten, natural and regenerated pulp, reed pulp, cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, nitro cellulose, and plant-based powders of rice bran, rice hull, reed, etc. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 발포조제는 석회석 분말, 염화칼슘, 중탄산암모늄, 아지드화합물, 중탄산칼슘, 탄산칼슘, 탄산칼륨, 탄산마그네슘, 소디움에틸잔테이트, 포타슘에틸잔테이트, 소디움아밀잔테이트, 탄산암모늄, 칼슘아세테이트 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물인 조성물Foaming aid is selected from limestone powder, calcium chloride, ammonium bicarbonate, azide compound, calcium bicarbonate, calcium carbonate, potassium carbonate, magnesium carbonate, sodium ethyl xanthate, potassium ethyl xanthate, sodium amyl xanthate, ammonium carbonate, calcium acetate Compositions that are single or a mixture of two or more 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 내습성 부여제는 파라핀, 왁스, 송진, 레시틴, 글리옥살, 무기물계 내수제, 유상 실리콘 레진과, 폴리카프로락톤, 폴리락틱액시드, 생분해성 폴리에스터 등의 생분해성 수지와, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등의 기존 범용수지와, 땅콩기름, 면실유, 옥수수유, 미강유, 밀배아유, 아몬드유, 아보카드유, 양귀비씨기름, 올리브유, 피마자유, 해바라기유, 헤즐넛유, 호두기름, 호박씨기름, 홍화씨기름 등의 식물성 오일류 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물인 조성물Moisture resistance imparting agents are biodegradable resins such as paraffin, wax, rosin, lecithin, glyoxal, inorganic water-based agent, oil-based silicone resin, polycaprolactone, polylactic acid, biodegradable polyester, polyethylene, polypropylene , General purpose resins such as polystyrene, peanut oil, cottonseed oil, corn oil, rice bran oil, wheat germ oil, almond oil, avocado oil, poppy seed oil, olive oil, castor oil, sunflower oil, hazelnut oil, walnut oil, pumpkin seed oil, Composition which is single or a mixture of 2 or more types selected from vegetable oils, such as safflower seed oil 제 1항의 조성물을 수분함량 10∼30 중량%로 조절하고, 압출기의 배럴온도 70∼300℃, 스크류 속도 30∼550rpm의 조건으로 발포하여 생분해성 포장용 완충재를 제조하는 방법The method of claim 1, wherein the composition of the present invention is adjusted to a water content of 10 to 30% by weight, and foamed under a condition of a barrel temperature of 70 to 300 ° C and a screw speed of 30 to 550 rpm to produce a biodegradable packaging buffer material. 제 14항에 있어서,The method of claim 14, 조성물은 전분과 그라프트 반응을 유도할 수 있는 반응제로서 스티렌 모노머, 비닐아세테이트, 푸마르산 및 그 무수물, 푸마르산모노에틸에스터, 말렌산 및 그 무수물, 이타코닉액시드 중에서 선택되는 단독 또는 2개 이상의 혼합물을 더 포함하는 방법The composition is a single or mixture of two or more selected from styrene monomer, vinyl acetate, fumaric acid and its anhydride, monoethyl ester of fumaric acid, maleic acid and its anhydride, and itaconic acid as a reactant capable of inducing graft reaction with starch. How to include more 제 14항 또는 제 15항에 있어서,The method according to claim 14 or 15, 압출기는 대형 싱글 또는 트윈 압출기로서 스크류 지름 40∼90mm, L/D 10∼25인 제조방법Extruder is a large single or twin extruder with screw diameter 40 ~ 90mm, L / D 10-25 제 1항의 펠렛형 조성물을 발포기에 투입하고 배럴온도 60∼240℃, 스크류 속도 30∼120rpm의 조건으로 발포하여 생분해성 포장용 완충재를 제조하는 방법A method for preparing a biodegradable packaging buffer material by introducing the pellet-type composition of claim 1 into a foaming machine and foaming under a condition of a barrel temperature of 60 to 240 ° C. and a screw speed of 30 to 120 rpm. 제 17항에 있어서,The method of claim 17, 조성물은 전분과 그라프트 반응을 유도할 수 있는 반응제로서 스티렌 모노머, 비닐아세테이트, 푸마르산 및 그 무수물, 푸마르산모노에틸에스터, 말렌산 및 그 무수물, 이타코닉액시드 중에서 선택되는 단독 또는 2개 이상의 혼합물을 더 포함하는 방법The composition is a single or mixture of two or more selected from styrene monomer, vinyl acetate, fumaric acid and its anhydride, monoethyl ester of fumaric acid, maleic acid and its anhydride, and itaconic acid as a reactant capable of inducing graft reaction with starch. How to include more 제 17항에 있어서,The method of claim 17, 발포기는 스크류 지름 55mm, L/D 3∼6인 소형 휴대형 발포장치인 제조방법Foaming machine is a small portable foaming device with a screw diameter of 55 mm and L / D 3 to 6
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