KR100685775B1 - 부레풀이 포함된 완전히 썩는 일회용 용기 제조용미분파우더 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부레풀이 포함된 완전히 썩는 일회용 용기 제조용 미분파우더 조성물에 관한 것으로, 그 목적은 일회용 용기 제조 시 부레풀의 완만한 경화속도에 의해 높은 성형률로 용기의 생산이 가능하게 하여 생산성을 높이고, 완만한 경화속도로 인하여 복잡한 형상으로의 용기 성형도 가능하게 되며, 일회용 용기의 사용 후에는 단순 매립 등에 의해서도 쉽게 자연적으로 분해되어 썩어 환경오염을 최대한 방지할 수 있도록 한 부레풀이 포함된 완전히 썩는 일회용 용기 제조용 미분파우더 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 구성은 10 내지 30중량% 부레풀과 나머지는 천연의 셀룰로오스질로 조성되거나 5 내지 15중량% 녹말풀을 더 포함하여 조성된 미분파우더 조성물을 특징으로 한다.

일회용, 생분해성, 아교, 부레풀, 녹말풀, 성형성, 경화시간

Description

부레풀이 포함된 완전히 썩는 일회용 용기 제조용 미분파우더 조성물 {Natural powder composition including isinglass for naturally decomposing disposable tableware}

본 발명은 부레풀이 포함된 완전히 썩는 일회용 용기 제조용 미분파우더 조성물에 관한 것으로 특히, 부레풀 또는 부레풀과 녹말풀의 혼합물을 결착제로 이용하여 용기 제조시 부레풀의 완만한 경화속도에 의해 높은 성형률로 용기의 생산을 가능하게 하여 생산성을 높이고, 복잡한 형상으로의 용기의 성형도 가능하게 하며, 사용 후에는 단순 매립 등에 의해서도 쉽게 자연적으로 완전히 썩어서 환경에 무해한 완전히 썩는 일회용 용기 제조용 조성물에 관한 것이다.

전반적인 산업경제의 발전과 더불어 인간의 생활문화도 복잡, 다양화하면서 시간을 절약할 수 있는 여러 가지 형태의 일회용 용기가 생산되어 사용되고 있는데, 이러한 용기의 종류로는 숟가락, 컵, 접시, 도시락 용기 등등의 일회용 생활용품들이 있다.

상기 일회용 용기의 재질은 대부분 합성수지(폴리스티렌 등) 또는 펄프 등을 사용하여 제조된다.

그러나 상기 합성수지 등을 이용한 제품은 인체에 유해한 성분이 함유되어 있으며, 사용량이 증가함에 따라 사용후 처리문제로 인한 환경오염의 주범으로 그 사용에 제한이 있다는 단점이 있다.

또한 상기 펄프 등을 이용한 종이제품들은 대부분이 수입 펄프 등을 사용하며, 수입에 따른 경제적 문제와, 원료인 펄프를 생산하기 위해 펄프의 원료가 되는 나무를 구하기 위해 숲을 훼손시켜 하는 환경파괴의 문제점 및 이를 생산하는 과정에 투입되는 첨가제 등의 처리에 따른 환경오염의 문제가 있다.

또한 펄프 대신에 재생펄프를 사용한다 하더라도 이를 재생펄프를 재생하기 위한 에너지 및 각종 재생과정에 들어가는 첨가제 등의 처리 및 폐기에 따른 2차적인 환경오염문제가 대두 된다.

또한 펄프재질의 구조적 문제점을 해결하기 위해 그 표면을 비닐 등으로 방수 코팅하여 생산되는데, 이 또한 환경오염의 주범으로 각종 환경규제를 받아 그 사용에 제약이 따르고, 이러한 용기를 사용하는 업소 등에서 사용시 꼭 분리수거하여야만 하는 등의 불편함이 있다.

또한 상기와 같은 일회용 용기 사용을 제약하는 이유는 종래 일회용 용기 대부분이 자연적으로 분해가 어렵고 썩지 않아 이를 단순 매립하는 경우, 썩지 않아 토양이 오염되고, 또한 소각하는 경우에도 다이옥신 등의 환경오염물질을 배출하기 때문이다.

물론 이러한 문제점을 해결하기 위해 자연적으로 분해되는 일회용 용기 등이 생산되기도 하지만 분해기간이 길고 그 생산원가가 비싸고, 실용적이지 않다는 구조적인 문제점이 있다.

이하 종래 기술을 보다 구체적으로 살펴본다.

최근 곡물의 전분 또는 소맥분, 곡물의 표피 등에서 얻을 수 있는 천연 고분자 물질로 폴리스티렌을 대체하려는 연구들이 활발히 진행 중이다.

곡물의 분말을 이용한 예를 살펴보면, 소맥분, 전분, 베이킹파우더 및 식염 혼합 반죽을 성형, 냉동, 코팅하는 방법(한국특허공고공보 제1996-6565호)과, 곡물의 전분과 소맥분을 주원료로 하고, 당분, 향료, 이스트 등을 보조재료로 하여 적정온도의 정제수에 혼합하여 얻은 반죽을 숙성, 압출, 성형, 냉동건조하는 방법(한국공개특허공보 제1999-47173호) 등이 있다.

또한 곡물의 표피를 이용한 예를 살펴보면, 분쇄된 벼, 보리, 조, 수수 등의 표피와 물 및 전분을 교반하여 성형, 코팅하여 제조하는 방법(한국특허출원 제1999-55567호)과 옥수수대나 각종 종피를 분쇄하여 만든 식물 입자를 기본원료로 하여 식용성 교를 넣고 교반한 후 성형제로 압축하여 제조하는 방법(한국특허출원 제1999-37967호) 등이 있다.

그러나 상기와 같은 기술로 제조된 종래의 제품은 무겁고 파손되기 쉬우며 외기온도에 의한 수축현상 때문에 사용시 제약이 만다는 단점이 있다.

이러한 문제들을 해결하기 위해서는 천연 고분자를 주원료로 하여야 하지만, 불가피하게 분해되지 않는 첨가제를 사용하는 경우가 많았다.

특히 녹말풀 등을 사용하는 경우, 녹말풀은 상당히 빨리 굳어지며, 약간이라도 굳어지면 급격히 접착성을 소실하게 되어 성형이 자유롭지 못하여 생산성의 저하의 원인이 된다는 단점이 있었다.

또한 식용성 교를 사용하는 선행기술(한국특허출원 제1999-37967호) 역시 아교, 전분교, 골교, 충교 중 어느 하나의 식용성 성형교를 사용하는 것을 내용으로 하고 있기는 하나, 이들 식용성 교들 역시 상당히 빨리 굳어지며, 약간이라도 굳어지면 급격히 접착성을 소실하게 되어 성형이 자유롭지 못하여 생산성의 저하의 원인이 된다는 단점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 일회용 용기 제조 시 부레풀의 완만한 경화속도에 의해 높은 성형률로 용기의 생산이 가능하게 하여 생산성을 높이고, 완만한 경화속도로 인하여 복잡한 형상으로의 용기 성형도 가능하게 되며, 일회용 용기의 사용 후에는 단순 매립 등에 의해서도 쉽게 자연적으로 분해되어 썩어 환경오염을 최대한 방지할 수 있도록 한 부레풀이 포함된 완전히 썩는 일회용 용기 제조용 미분파우더 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수 행하는 본 발명은 수용성이어서 쉽게 점착성을 갖는 겔로 변화될 수 있으며, 경화시간이 다른 천연의 접착제들인 아교, 전분교, 골교, 충교 들에 비해 상대적으로 길어 이를 포함하는 조성물에 충분한 시간 동안 자유로이 성형될 수 있는 가소성을 부여할 수 있도록 함으로써 용기 제조시 부레풀의 완만한 경화속도에 의해 높은 성형률로 용기의 생산을 가능하게 하여 생산성을 높이고, 복잡한 형상으로의 용기의 성형도 가능하게 된다. 또한 사용 후에는 단순 매립 등에 의해서도 완전하게 썩어서 환경에 무해할 뿐만 아니라 퇴비가 되도록 한 점에 특징이 있다.

구체적인 조성비를 살펴보면 10 내지 30중량% 부레풀과 나머지는 천연의 셀룰로오스질로 조성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 부레풀의 가공시간을 조절하기 위해 녹말풀을 더 첨가하여 10 내지 30중량% 부레풀과 5 내지 15중량% 녹말풀과 나머지는 천연의 셀룰로오스질로 조성된 것을 특징으로 한다.

상기 천연의 셀룰로오스질은 목질, 초질, 곡피질, 과피질, 곡분으로 이루어진 군중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용한다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 완전히 썩는 일회용 용기 제조용 미분파우더는 부레풀 10 내지 30중량% 및 잔량으로서 천연의 셀룰로오스질을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. 즉, 본 발명은 수용성이어서 쉽게 점착성을 갖는 겔로 변화될 수 있으며, 경화시간이 다른 천연의 접착제들인 아교, 전분교, 골교, 충교 들에 비해 상대적으로 길어 이를 포함하는 조성물에 충분한 시간 동안 자유로이 성형될 수 있는 가소성을 부여할 수 있도록 함으로써 용기 제조시 부레풀의 완만한 경화속도에 의해 높은 성형률로 용기의 생산을 가능하게 하여 생산성을 높이고, 복잡한 형상으로의 용기의 성형도 가능하게 하며, 사용 후에는 단순 매립 등에 의해서도 쉽게 자연적으로 완전하게 썩어서 환경에 무해할 뿐만 아니라 퇴비가 되도록 한 점에 특징이 있는 것이다.

본 발명에 사용되는 부레풀은 어류의 부레를 이용하여 만든 풀(교)로써, 들러붙는 힘(결착력)이 아교보다도 뛰어나 주로 목공예품을 만들 때, 나무를 덧붙이거나 자개 장식인 나전의 화각을 붙이는데 오래전부터 사용되어 오던 전통적인 천연의 유기 접착제이다.

아교나 화학접착제가 일반화되기 전까지는 가장 많이 쓰이던 우리 전통 접착제중의 일종이다. 그 제조방법은 아교를 만들 듯이 단백질이나 지방 등 불순물을 없애고, 쌀뜬물 속에 담가 두거나 물에 넣어 뭉근한 불에 고은 다음 응달에 말려 고체상태로 보관하며, 사용할 때는 다시 불에 녹여서 액체가 되게 하는데, 녹일 때에는 불길이 직접 닿지 않도록 중탕을 해서 길고 깨끗한 성긴 천으로 걸러내어 사용한다.

특히 민어의 부레로 만든 부레풀은 전통적으로 활(국궁)을 만들거나 부채(선)를 만들 때 사용될 정도로 강한 접착력을 보이면서도 세심한 작업이 가능할 정도로 충분한 경화시간을 갖는다는 장점이 있다.

상기 부레풀을 액화할 때의 가열온도, 가열시간, 첨가하는 수량(水量) 등은 모두 당업자에게는 충분히 실시할 수 있을 정도로 공지된 것으로서, 우리나라에서는 전통적으로 널리 사용되어 오던 접착제로 충분히 이해될 수 있는 것이며, 본 발명은 부레풀의 액화의 조건 등에 제한되는 것은 아니며, 특히 수량의 조절에 의한 농도조절로 경화시간 등을 어느 정도 자유로이 조절할 수 있다.

상기 부레풀은 본 발명에 따른 일회용 생분해성 용기 제조용 미분파우더 중에서 10 내지 30중량%의 양으로 사용된다. 상기와 같이 수치 한정한 이유는 부레풀조성비가 10중량% 미만인 경우, 본 발명에 따른 조성물의 유동성이 적어져서 성형이 자유롭지 못하고, 접착력이 저하되어 쉽게 부서지는 등의 문제점이 있을 수 있고, 반대로 30중량%를 초과하는 경우, 제품의 단가면에서 경제적이지 못하고, 실용성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.

본 발명에 따른 완전히 썩는 일회용 용기 제조용 미분파우더에서 상기 부레풀을 제외한 나머지 성분은 천연의 셀룰로오스질이다. 여기에서 천연의 셀룰로오스질이란 그 자체로는 아무런 접착력 등을 나타내지 못하며, 단지 다른 접착제에 의해 굳혀져서 기계적 물성을 향상시키는 경질부를 형성하는 재료이다.

천연의 셀룰로오스질은 목질, 초질, 곡피질, 과피질, 곡분으로 이루어진 군중에서 선택된 어느 하나 이상이다.

상기에서 목질은 소나무, 참나무 등의 각종 목재로 이루어진 군중에서 선택된 어느 하나 이상의 박피나 분쇄물이고, 바람직하게는 톱밥이다.

상기 초질은 볏짚, 콩대, 깻대 등으로 이루어진 군중에서 선택된 어느 하나 이상의 초본류 박피나 분쇄물이고,

상기 곡피질은 콩껍질, 겨, 조피, 수수피 등으로 이루어진 군중에서 선택된 어느 하나 이상의 곡물류 껍질이고,

상기 과피질은 채종유박, 귤껍질, 사과껍질 등 과일류나 기타 열매류로 이루어진 군중에서 선택된 어느 하나 이상의 껍질이고,

상기 곡분은 쌀가루, 옥수수가루, 밀가루 등 곡물로 이루어진 군중에서 선택된 어느 하나 이상의 알갱이 분말이다.

상기 성분 중 곡분을 제외한 나머지들은 모두 각종 농산가공품의 생산과정이나 제제과정 등에서 부산물로 얻어질 수 있는 것들이며, 이를 재활용하여 일회 사용 후 폐기하는 일회용 용기의 생산에 재활용한다는 장점을 갖게 된다.

상기 곡분은 모든 종류의 곡물 분말이 될 수 있으나, 경제적인 면으로 볼 때, 부분적으로 변질되거나 상품가치가 저하된 것들을 재활용하는 것으로 이해될 수 있다.

또한 본 발명은 부레풀과 녹말풀을 혼합하여 조성할 수 있다.

상기 녹말풀의 첨가이유는 부레풀과 혼합시 결합력의 큰 저하가 없고, 부레풀과 함께 사용되어 경화시간을 부레풀 단독의 사용의 경우에 비해 단축시키는 역활을 하게 되어 경화시간 조절이 가능해져 경제적으로 일회용 용기를 제조할 수 있 게 된다.

상기 녹말풀이 5중량% 미만으로 사용되는 경우, 부레풀에 의한 경화시간 늦춤 기능을 단축하는 효과가 미미하여 경제적인 효과가 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 15중량%를 초과하는 경우, 부레풀의 사용량이 적어져서 부레풀에 의한 경화시간 늦춤 기능 자체가 일어나기 어렵다는 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.

상기와 같이 조성된 본 발명은 경화시간이 길어 예술적 용기를 성형할 수 있는데 이 경우 부레풀의 건도는 20이상 되어 겔화가 이루어진 상태에서 용기를 성형하게 된다. 이와 같은 용기는 성형 후 건조된 완전히 종료된 상태에서 사용하면 된다.

또한 상기와 같이 조성된 본 발명은 경화시간이 길어 건축내장재로서 조형감을 가지는 부조 등을 만드는데 사용할 수도 있다. 이 경우 건도가 20이상 되도록하여 겔 상태에서 작업하면 된다.

또한 본 발명은 상기 조성물중 부레풀의 건도가 10~20 정도 되는 분말로 만들어 분말을 고온압축성형장치에 공급 후 압축성형하여 대량으로 일회용 용기를 만들 수도 있는데, 이와 같이 일회용 용기를 만든 경우, 그 용기는 천연의 재질들로 이루어져서 단순매립에 의해서도 쉽게 자연적으로 분해되어 썩어 환경오염을 유발 시키지 않는다. 더욱이, 부레풀의 사용으로 인해 자연 중의 수분에 의해 쉽게 그 형태를 잃고 허물어져서 땅의 경작이나 기타 외관상 영향을 주지 않으며, 조성물의 대부분을 차지하는 천연의 셀룰로오스질은 그 자체가 퇴비 등으로 기능할 수 있게 된다. 따라서 농지 등에 매립하여도 바로 그 형태를 잃고, 서서히 퇴비화되기 때문에 논이나 밭의 경작을 방해하지 않으면서도 퇴비로 재활용될 수 있다는 장점을 갖게 된다.

즉, 본 발명에 따라 제조된 용기는 그 용기를 이루는 조성물들이 모두 천연의 재료로 이루어짐으로 인해 외부의 대기 중에서 방치시 3-4개월이면 완전 자연분해되어 썩게 된다. 따라서 환경오염의 문제점이 없다.

구체적으로 본 발명의 조성물은 일회용용기로 대량 생산하기 위해 용기의 형상에 맞게 가공된 상하 금형을 프레스로 압축함으로써 고온압축에 의한 조성물의 자기화가 일어나 전자렌지 등에 사용시 타지 않으면서도 요리가 조리된다는 장점이 있다.

상기 금형에는 용기의 형상에 따라 가공된 형상에 본 발명의 미분파우더 조성물이 공급되어 압축성형하게 되는데, 일회용 용기 압축성형시 자기화가 일어나기 위한 압축조건은 온도는 150~180℃, 압축 압력은 1300mm~1300mm규격의 금형기준 1000~1500톤의 압력으로 압축하게 된다.

상기 온도는 금형에 가열장치가 구비되어 상기 온도를 유지하게 되고, 상기 압축압력은 금형크기 변화에 따라 상기 가압력이 선형비례적으로 변하게 된다.

상기 온도조건 및 가압조건을 수치한정한 이유는 하한값일 경우는 자기화가 일어나지 않고, 상한값일 경우 성형중 조성물이 타게 되기 때문이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이다.

이하의 실시 예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한하는 것으로 이해돼서는 안될 것이다. 특히 아래의 실시예들은 대량생산시처럼 부레풀이나 녹말풀이 건도 10~20 사이의 건도를 가지는 것이 아니라 20보다 큰 갤 상태에서 실시한 것으로 수분의 함유는 작업자가 임의로 동일하게 조절한 상태에서 실시한 것이다.

(실시예 1)

부레풀 20중량%와 천연의 셀룰로오스질로서 왕겨 60중량%와 잘게 썬 볏짚 20중량%를 혼합하여 본 발명에 따른 조성물을 수득하였다.

상기 조성원소들을 반죽 후 임의의 형상으로 성형하였다.

(실시예 2)

부레풀 15중량%와 녹말풀 5중량%를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

(실시예 3)

부레풀 10중량%와 녹말풀 10중량%를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

(실시예 4)

부레풀 5중량%와 녹말풀 15중량%를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

(비교예)

부레풀 대신 아교를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

(실험예)

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예의 조성물들을 사용하여 수작업으로 테두리에 물결모양의 주름구조를 갖는 그릇(대접의 형상)을 제조하였다.

제조하는 동안에 성형의 자유로움(성형성) 및 경화에 소요되는 시간을 측정하였다. 성형성은 성인 여성 10인이 그릇을 만들면서 느끼는 감촉을 5점평점(아주좋음(5), 좋음(4), 보통(3), 나쁨(2) 및 아주 나쁨(1))으로 결정한 것을 평균으로 나타내었으며, 경화에 소요되는 시간은 실제 시간을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

[표 1]

구 분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예
성형성	5	4	4	4	3
경화시간(분)	30	27	23	21	14

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따르면 부레풀을 사용함으로써 용기 등의 제조 시, 특히 금형에 의한 대량생산이 아닌 개성을 중시하는 수공예품 등의 생산을 위하여 충분한 경화시간을 제공하며, 성형성도 아주 만족스러울 정도로 우수함을 확인할 수 있었다.

또한 녹말풀을 사용하면 부레풀의 경화시간을 조절할 수 있음을 확인할 수 있었고,

부레풀 대신에 아교를 사용시 부레풀을 사용시보다 경화시간이 50%보다도 적음을 확인할 수 있어 성형시간이 매우 짧다는 것을 확인할 수 있어서 가공 공정이 원활하지 않음을 알 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 본 발명은 부레풀 단독 또는 녹말풀과 부레풀의 혼합물을 결착 제로 이용하여 용기 제조 시 부레풀의 완만한 경화속도에 의해 높은 성형률로 용기의 생산을 가능하게 하여 생산성을 높이고, 복잡한 형상으로의 용기의 성형도 가능하게 하며, 사용 후에는 단순 매립 등에 의해서도 쉽게 자연적으로 완전히 썩어서 환경에 무해할 뿐만 아니라 퇴비로 재활용되는 완전히 썩는 일회용 용기 제조용 조성물이라는 효과를 가지는 유용한 발명으로 그 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

Claims (8)

10 내지 30중량% 부레풀과 나머지는 천연의 셀룰로오스질로 조성되고, 상기 천연의 셀룰로오스질은 목질, 초질, 곡피질, 과피질, 곡분으로 이루어진 군중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 부레풀이 포함된 완전히 썩는 일회용 용기 제조용 미분파우더 조성물.

10 내지 30중량% 부레풀과 5 내지 15중량% 녹말풀과 나머지는 천연의 셀룰로오스질로 조성되고, 상기 천연의 셀룰로오스질은 목질, 초질, 곡피질, 과피질, 곡분으로 이루어진 군중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 부레풀이 포함된 완전히 썩는 일회용 용기 제조용 미분파우더 조성물.

삭제

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기에서 목질은 소나무, 참나무 목재로 이루어진 군중에서 선택된 어느 하나 이상의 박피나 분쇄물인 것을 특징으로 하는 부레풀이 포함된 완전히 썩는 일회용 용기 제조용 미분파우더 조성물.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 초질은 볏짚, 콩대, 깻대로 이루어진 군중에서 선택된 어느 하나 이상의 초본류 박피나 분쇄물인 것을 특징으로 하는 부레풀이 포함된 완전히 썩는 일회용 용기 제조용 미분파우더 조성물.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 곡피질은 콩껍질, 겨, 조피, 수수피로 이루어진 군중에서 선택된 어느 하나 이상의 곡물류 껍질인 것을 특징으로 하는 부레풀이 포함된 완전히 썩는 일회용 용기 제조용 미분파우더 조성물.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 과피질은 채종유박, 귤껍질, 사과껍질로 이루어진 군중에서 선택된 어느 하나 이상의 껍질인 것을 특징으로 하는 부레풀이 포함된 완전히 썩는 일회용 용기 제조용 미분파우더 조성물.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 곡분은 쌀가루, 옥수수가루, 밀가루로 이루어진 군중에서 선택된 어느 하나 이상의 알갱이 분말인 것을 특징으로 하는 부레풀이 포함된 완전히 썩는 일회용 용기 제조용 미분파우더 조성물.