KR100761038B1

KR100761038B1 - 자연분해식 기능성 일회용 그린용기 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100761038B1
Application number: KR1020040110349A
Authority: KR
Inventors: 이진미; 김효진; 이주영
Original assignee: 이진미; 김효진
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2007-10-04
Also published as: KR20060071667A

Abstract

본 발명은 자연분해식 기능성 일회용 그린용기 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각종 곡물의 껍질에 해당하는 곡류겨와 목재 가공시 발생하는 톱밥 및 옥수수 분말을 그 주성분으로 하여 글루텐(Gluten)과 식용성 파우더를 혼합시킨 혼합분말을 펠렛의 형태로 선가공 한 다음 해당 펠렛을 용기의 형태로 압착 성형시킴으로서, 자연적으로 완전히 분해되어 친환경적이며 그 제조단가가 저렴할 뿐만 아니라, 용기의 표면이 매우 매끄럽고 그 강도와 연성이 뛰어나 각종 충격에 쉽게 파손되지 않는 우수한 기능성의 일회용 용기를 제공할 수 있도록 하고, 용기의 성형시 조성물의 정량 투입이 가능하도록 하여 성형된 용기의 후처리 공정과 이에 따른 조성물의 낭비를 방지하면서도 분말성형가공에 따른 분진의 발생은 최소화시킬 수 있도록 하며, 스피리루나 또는 식품향료의 첨가에 의하여 곡물 특유의 냄새 또한 완전히 제거시킬 수 있도록 함으로서, 일회용 용기에 담긴 각종 음식의 풍미를 그대로 유지시켜 소비자들에게 보다 큰 만족감을 제공할 수 있도록 한 자연분해식 기능성 일회용 그린용기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일회용 용기, 곡류겨, 톱밥, 글루텐, 식용성 파우더, 스피리루나, 식품향료

Description

자연분해식 기능성 일회용 그린용기 및 그 제조방법{Natural decomposition type functional green container for one time use, and the manufacturing method thereof}

도 1은 본 발명에 의한 자연분해식 기능성 일회용 그린용기의 제조방법을 나타내는 공정블록도.

도 2a 내지 2d는 본 발명의 제조방법을 나타내는 개략적인 공정도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 펠렛 2 : 상부금형 3 : 하부금형

4,7 : 이송로드 5,8 : 클램퍼 6,9 : 이송테이블

10 : 혼합조성물 제조단계

20 : 펠렛성형단계

30 : 용기성형단계

본 발명은 자연적으로 완전히 분해되어 친환경적이며 그 제조단가가 저렴할 뿐만 아니라, 용기의 표면이 매우 매끄럽고 그 강도와 연성이 뛰어나 각종 충격에 쉽게 파손되지 않는 우수한 기능성의 일회용 용기를 제공할 수 있도록 하고, 용기의 성형시 조성물의 정량 투입이 가능하도록 하여 성형된 용기의 후처리 공정과 이에 따른 조성물의 낭비를 방지하면서도 분말성형가공에 따른 분진의 발생은 최소화시킬 수 있도록 하며, 스피리루나 또는 식품향료의 첨가에 의하여 곡물 특유의 냄새 또한 완전히 제거시킬 수 있도록 함으로서, 일회용 용기에 담긴 각종 음식의 풍미를 그대로 유지시켜 소비자들에게 보다 큰 만족감을 제공할 수 있도록 한 자연분해식 기능성 일회용 그린용기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근에 들어 바쁜 일상 속에서 생활하고 있는 현대인들은 시간의 절약과 간편한 요기를 목적으로 각종 인스턴트 식품을 선호하고 있고, 이러한 추세에 발맞추어 인스턴트 식품의 포장과 보관을 위한 일회용 포장용기의 수요 또한 증가하고 있는 추세이며, 일반 대중음식점에서도 주문배달된 음식용기의 회수에 따른 번거러움과 위생상의 문제점으로 인하여 일회용 용기가 점차적으로 선호되고 있다.

특히, 주 5일제 근무의 보편적인 시행에 따라 주말에 여러 가지의 취미생활이나 여가생활을 위하여 야외활동을 즐기려는 사람들의 수가 폭발적으로 증가하고 있는 바, 이와 같은 야외활동에서도 도시락을 직접 집에서 준비하였던 과거의 경우와는 달리 값싸고 간편한 주문도시락을 활용하는 비중이 커지고 있으며, 이러한 주문도시락의 경우에도 일회용 포장용기를 사용하는 것이 대부분이다.

상기와 같은 일회용 용기는 반찬용기나 양념용기 또는 커피잔과 같은 소형용기로부터 도시락이나 음식용기와 같은 중,대형용기에 이르기까지 다양한 형태와 크기로 제조되는 데, 그 제조에 따른 편의성과 단가절감을 위하여 폴리프로필렌 (Polypropylene)이나 폴리스티렌(Polystyrene) 등과 같은 합성수지를 발포시켜 압축 성형한 것이나, 종이를 주재료로 하여 그 표면에 합성수지 피막을 코팅시킨 종류가 대표적으로 널리 사용되어 왔다.

그러나, 상기와 같은 일반적인 일회용 용기는 인체에 유해한 물질을 함유하고 있기 때문에 특히 뜨거운 음식물을 담아두기에는 다소 부적절한 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 기사용된 일회용 용기를 소각에 의하여 폐기처리할 시에는 유해한 대기오염 물질을 배출하게 되고, 매립에 의하여 폐기처리할 시에도 일회용 용기가 자연적으로 분해되는 데 매우 긴 시간이 소요됨으로서, 대기오염 및 토양오염과 같은 환경오염을 유발시키는 문제점으로 인하여 그 사용이 점차적으로 규제되고 있는 실정이다.

상기와 같이 합성수지 재질로 이루어지는 일반적인 일회용 용기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 각종 곡물의 전분이나 소맥분을 포함하여 곡물의 표피나 볏짚가루 또는 톱밥 등으로 일회용 용기를 제조하여 자연적으로 완전하게 분해될 수 있고 폐기처리시 환경오염 문제를 유발시키지 않는 친환경적인 제품을 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.

상기와 같은 친환경적인 일회용 용기를 제조할 수 있도록 한 것으로서 대한민국 등록특허공보 제 10-0458167호(등록일자; 2004년 11월 12일)에 기재된 자연분해되는 일회용 용기의 제조방법에 의하면, 볏짚가루 17.4wt%(or 25wt%), 등겨가루 4.3wt%(or 5wt%), 코팅제 61wt%(or 20wt%), 옥수수 전분 17.3wt%(or 50wt%)를 균일하게 혼합시키고, 상기 혼합물을 금형으로 압착하여 1회용 용기를 성형시킨 다음 오존가스로 멸균 처리하도록 한 것이 알려져 있다.

그러나, 상기와 같은 방법에 의하여 제조된 종래의 일회용 용기는 그 가격이 비교적 저렴한 볏짚가루와 등겨가루에 비하여 그 가격이 비교적 고가인 코팅제와 옥수수 전분이 함량의 대부분을 차지하게 됨으로서 일회용 용기의 제조단가를 상승시키는 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 상기 코팅제가 60ml의 증류수와, 4%의 초산과, 65%의 에틸알콜과, 65%의 에탄을 골고루 혼합하여 증발기에서 70 ~ 75%로 농축시킨 액상 제품으로 코팅제 자체의 제조가 매우 까다롭게 되고, 이로 인하여 일회용 용기의 제조에 따른 단가상승을 더욱 부추기는 문제점이 있었다.

특히, 상기 코팅제가 액상으로 이루어져 볏짚가루와 등겨가루 및 옥수수 전분을 혼합시킨 혼합물이 반죽 상태로 되는 데, 수분의 증발을 고려하여 반죽 상태의 혼합물을 용기의 성형에 요구되어지는 규정량 만큼 정확하게 떼어내기가 매우 어려운 문제점이 있었고, 이로 인하여 용기의 성형에 필요한 량보다 다소 많은 량의 혼합물을 투입시킴으로서 용기의 압착 성형후 불필요한 부위를 제거하는 후처리 공정을 빈번하게 거쳐야 하는 문제점이 있었다.

또한, 용기의 성형과정에서 혼합물에 함유된 수분을 충분히 증발시켜야만 일정한 강도를 가지는 용기를 성형할 수 있게 되므로, 반죽 형태의 성형원료 혼합물을 금형의 내부에 투입시킨 상태에서, 약 9 ~ 10초간 상기 혼합물을 1차적으로 압착 성형한 후 금형을 개방하여 성형물 내에 잔존하는 기포를 약 2 ~ 4초 동안 제거시킨 다음, 동일 금형을 이용하여 42 ~ 47초간 다시 성형물을 압착 성형시키는 것과 같이 용기의 성형에 많은 시간과 번거러운 절차가 필요한 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 상기와 같이 제조된 일회용 용기는 그 강도가 비교적 우수한 반면 용기 자체의 연질성이 저하되기 때문에 사소한 충격에도 쉽게 부서지는 문제점이 있었고, 이로 인하여 성형된 용기 및 그 용기에 담긴 음식물의 관리에 상당한 주의가 요구되는 문제점이 있었으며, 성형된 용기로부터 볏짚가루나 등겨가루 및 옥수수 전분 특유의 냄새가 발생하여 용기에 담겨진 음식물의 풍미를 그대로 유지시키기가 어렵게 되고, 이로 인하여 일회용 용기에 담긴 음식을 섭취하는 사람에게 상당한 불쾌감을 유발시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 자연분해식 기능성 일회용 그린용기 및 그 제조방법은 각종 곡물의 껍질에 해당하는 곡류겨와 목재 가공시 발생하는 톱밥 및 옥수수의 분말을 그 주성분으로 하여 글루텐(Gluten)과 식용성 파우더를 혼합시킨 혼합분말을 펠렛의 형태로 선가공 한 다음 해당 펠렛을 용기의 형태로 압착 성형시킴으로서, 자연적으로 완전히 분해되어 친환경적이며 그 제조단가가 저렴할 뿐만 아니라, 용기의 표면이 매우 매끄럽고 그 강도와 연성이 뛰어나 각종 충격에 쉽게 파손되지 않는 우수한 기능성의 일회용 용기를 제공할 수 있도록 하고, 용기의 성형시 조성물의 정량 투입이 가능하도록 하여 성형된 용기의 후처리 공정과 이에 따른 조성물의 낭비를 방지하면서도 분말성형가공에 따른 분진의 발생은 최소화시킬 수 있도록 하며, 스피리루나 또는 식품향료의 첨가에 의하여 곡물 특유의 냄새 또한 완전히 제거시킬 수 있도록 함으로서, 일회용 용기에 담긴 각종 음식의 풍미를 그대로 유지시켜 소비자 들에게 보다 큰 만족감을 제공할 수 있도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 자연분해식 기능성 일회용 그린용기는 그 평균 입도가 20 ~ 350㎛가 되는 분말 형태의 혼합조성물에 의하여 성형되며, 상기 혼합조성물은 곡류겨 20 ~ 40wt%와, 톱밥 5 ~ 10wt%와, 글루텐(Gluten) 15 ~ 25wt%와, 옥수수 분말 20 ~ 30wt%와, 식용성 파우더 15 ~ 20wt%로 이루어지며, 상기 식용성 파우더는 펄프(Pulp) 60 ~ 70wt%와, 전분 10 ~ 30wt%와, 폴리에틸렌(Polyethylene) 10 ~ 20wt%의 성분비율로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 또한 상기 100wt%의 혼합조성물에 그 평균 입도가 20 ~ 350㎛인 분말 형태의 스피리루나 또는 식품향료 5 ~ 20wt%가 추가로 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 자연분해식 기능성 일회용 그린용기의 제조방법은 곡류겨 20 ~ 40wt%, 톱밥 5 ~ 10wt%, 글루텐(Gluten) 15 ~ 25wt%, 옥수수 분말 20 ~ 30wt%와 함께, 펄프(Pulp) 60 ~ 70wt%와 전분 10 ~ 30wt%와 폴리에틸렌(Polyethylene) 10 ~ 20wt%의 성분비율로 이루어지는 식용성 파우더 15 ~ 20wt%를 20 ~ 350㎛의 입도로 분쇄 및 혼합시키는 혼합조성물 제조단계와, 분말 형태의 혼합조성물을 소결형틀에 투입하여 5 ~ 30kg/cm²의 압력으로 5 ~ 90g의 무게를 가지는 펠렛(Pellet)을 성형시키는 펠렛성형단계와, 성형된 펠렛을 금형의 내부에 투입하여 120 ~ 300kg/cm²의 압력과 110 ~ 170℃의 온도조건하에서 용기를 압착 성형시키는 용기성형단계를 거치는 것을 특징으로 하며, 또한 상기 혼합조성물 제조단계에서는 100wt%의 혼합조성물에 스피리루나 또는 식품향료를 5 ~ 20wt% 추가로 첨가시킨 다음, 상기 조성물을 그 평균 입도가 20 ~ 350㎛가 되도록 분쇄 및 혼합시키도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 의한 자연분해식 기능성 일회용 그린용기는 그 평균 입도가 20 ~ 350㎛가 되는 분말 형태의 혼합조성물로 이루어지는 것으로서, 상기 혼합조성물은 각종 곡물의 껍질에 해당하는 곡류겨 20 ~ 40wt%와, 목재의 가공시 발생하는 톱밥 5 ~ 10wt%와, 밀가루에 함유된 단백질 성분으로서 글루텐(Gluten) 15 ~ 25wt%와, 옥수수 분말 20 ~ 30wt%와, 식용성 파우더 15 ~ 20wt%가 되며, 상기 식용성 파우더는 펄프(Pulp) 60 ~ 70wt%와, 전분 10 ~ 30wt%와, 폴리에틸렌(Polyethylene) 10 ~ 20wt%의 성분비율로 이루어지게 된다.

상기 식용성 파우더라는 용어는 식용 물품을 담는 그릇을 제조하는 데 사용되는 재료이므로 이를 “식용성 파우더”라고 정의하며, 상기 곡류겨는 벼나 조 또는 보리 등과 같은 포아풀과(科)에 속하는 곡식을 찧어서 벗겨 낸 껍질의 총칭으로 외피(外皮)와 배아(胚芽) 등이 섞여 있고, 그 주 성분은 단백질과 지방 및 녹말과 비타민, 인, 석회가 된다.

이러한 곡류겨를 본 발명에 의한 일회용 용기의 주원료로 사용하는 이유는 섬유질이 풍부하여 합성수지 재료와의 대체가 가능함과 동시에 그 구입이 손쉽고 가격 또한 저렴할 뿐만 아니라, 분말로의 가공이 용이하고 미생물에 의한 용기의 분해를 촉진시킬 수 있는 녹말 성분과 용기의 매립시 비료성분으로 용출되는 인과 석회가 다량으로 함유되어 있기 때문이다.

상기와 같은 곡류겨는 혼합조성물의 전체 무게비(100wt%)를 기준으로 하여 20 ~ 40wt%의 범위내로 첨가시키는 것이 가장 바람직한데, 그 이유는 곡류겨가 20wt% 미만으로 첨가되면, 곡류겨 이외의 다른 성분함량이 상대적으로 높아지기 때문에 단가의 절감측면에서 바람직하지 못하며, 곡류겨가 40wt%를 초과하여 첨가되면 용기의 성형성, 특히 얇은 두께를 가지는 소형용기(소형 반찬용기나 양념용기 등)의 성형에 다소 무리가 따르기 때문이다.

그리고, 상기 톱밥은 각종 목재의 가공시 발생하는 목재 찌꺼기를 수거하여 수분을 충분히 제거시킨 상태에서 사용하게 되는 데, 음식을 담아두는 일회용 용기의 재료라는 측면에서 참나무와 오동나무 또는 이와 유사한 특성을 가지는 목재의 톱밥이 가장 적합하며, 독성이 있는 소나무와 같은 목재의 톱밥을 사용하는 것은 바람직하지 못하다.

상기 톱밥은 곡류겨에 비하여 매우 풍부한 섬유질을 함유하고 있기 때문에 성형된 용기에 요구하는 강도를 부여하는 역할을 하는 것으로서, 5wt% 미만의 첨가량으로는 성형된 용기로부터 요구하는 강도를 얻어내기가 어렵게 되고, 10wt%를 초과하여 첨가시키는 것은 성형된 용기의 표면을 거칠게 할 뿐만 아니라 용기의 연질성을 저하시키게 되므로 바람직하지 못하다.

또한, 상기 글루텐(Gluten)은 그 주성분이 글루테닌과 프롤라민(글리아딘 등)의 두 가지 단순단백질로 이루어지는 것으로서, 밀가루와 물을 충분히 개어 온수에 담가 두었다가 흐르는 물에 주물러 풀어 주면, 흰녹말(녹말립)은 씻겨 내려가고 추잉검과 같은 글루텐만이 남게 되는 데, 이를 분말 형태로 가공하여 생선 소세지나 인조육 등의 원료로서 널리 사용하고 있다.

상기와 같은 글루텐을 분말 형태를 가지는 다른 조성물과 혼합하여 가열 및 가압시키게 되면, 글루텐을 이루는 주성분인 프롤라민이 분말 입자간의 접착제 역할을 함과 동시에 또 다른 성분인 글루테닌이 접착된 입자를 알맞게 굳게 하여 용기의 강도 및 용기의 표면광택을 부여하는 역할을 하게 된다.

따라서, 혼합조성물의 전체 무게비(100wt%)를 기준으로 하여 글루텐이 15wt% 미만으로 첨가되면, 용기의 성형을 위한 분말입자간의 결합력이 약하게 되어 요구하는 강도와 연성(연질성)을 얻어낼 수 없게 될 뿐만 아니라 용기의 표면광택이 저하되어 품질의 저급화를 초래하게 되고, 글루텐의 첨가량이 25wt%를 초과하게 되면, 그 제조단가의 상승을 유발시킬 뿐만 아니라 용기의 강도보다 연질성이 크게 되어 뜨거운 음식물을 다량으로 담아 놓을 경우 용기가 쉽게 변형되는 현상이 발생하므로 바람직하지 못하다.

또한, 상기 옥수수 분말은 곡류겨 및 톱밥과 함께 일회용 용기의 성형을 위한 주된 성분을 형성하는 것으로서, 성형된 일회용 용기를 매립에 의하여 폐기처분할 시 그 분해성을 우수하게 함과 동시에 상기 글루텐과 함께 성형된 일회용 용기의 표면에 광택을 부여하는 역할을 하는 것이다.

따라서, 혼합조성물의 전체 무게비(100wt%)를 기준으로 하여 옥수수 분말이 20wt% 미만으로 첨가되면, 성형된 용기의 표면 광택이 저하되어 제품의 품질이 저급화됨과 동시에 용기의 매립시 용기의 자연분해에 소요되는 시간 또한 지연되고, 옥수수 분말의 첨가량이 30wt%를 초과하게 되면, 그 제조단가의 상승을 유발시킴으로 바람직하지 못하다.

그리고, 상기 식용성 파우더는 상기 글루텐과 함께 분말입자간에 우수한 성형성을 부여함과 동시에 성형된 용기의 강도 및 연성 향상에 크게 기여하는 역할을 하는 것으로서, 펄프(Pulp) 60 ~ 70wt%와, 전분 10 ~ 30wt%와, 폴리에틸렌(Polyethylene) 10 ~ 20wt%의 성분비율로 이루어지는 식용성 파우더가 일회용 용기의 성형시에 가장 우수한 물성을 나타내었다.

상기와 같은 식용성 파우더는 혼합조성물의 전체 무게비(100wt%) 기준으로 15 ~ 20wt% 범위내로 첨가시키게 되는 데, 식용성 파우더의 첨가량이 15wt% 미만이 되면, 글루텐과의 상호작용에 의한 용기의 성형성 및 성형된 용기의 강도와 연성이 저하되고, 그 첨가량이 20wt%를 초과하게 되면 용기의 제조단가 상승을 유발시키게 되므로 바람직하지 못하다.

그리고, 곡류겨와 톱밥과 글루텐과 옥수수 분말 및 식용성 파우더로 이루어지는 혼합조성물의 평균 입도는 20 ~ 350㎛의 범위내가 바람직한데, 혼합조성물의 평균 입도가 350㎛를 초과하게 되면 용기의 성형이 까다롭고 성형된 용기의 강도 저하가 우려되며, 혼합조성물의 평균 입도가 미세하면 미세할수록 성형된 용기의 표면광택과 품질향상을 도모할 수는 있으나, 20㎛ 미만이 평균 입도를 가지는 것은 혼합조성물의 제조 자체가 까다롭게 되기 때문에 비경제적이다.

상기와 같이 분말 형태의 혼합조성물을 성형원료로 하는 본 발명의 일회용 용기는 그 가격이 매우 저렴한 곡류겨와 톱밥의 함량이 상대적으로 높을 뿐만 아니 라, 용기의 성형을 위한 첨가제로서의 글루텐과 식용성 파우더 또한 어디서나 손쉽고 저렴하게 구입할 수 있는 소재이므로 일회용 용기의 제조단가를 종래의 환경친화적 제품과 비교하여 큰 폭으로 낮출 수 있게 된다.

또한, 용기를 구성하는 곡류겨와 톱밥과 글루텐 및 옥수수 분말이 모두 자연적으로 수집 또는 추출한 소재가 되고, 상기 식용성 파우더 역시 환경친화적인 소재로 이루어지게 될 뿐만 아니라, 식용성 파우더의 소재가 되는 폴리에틸렌은 녹말의 첨가에 의하여 생분해성 바이오 플라스틱으로 사용되고 수술이나 골절 고정제에 적용되는 인체에 무해한 소재이므로, 일회용 용기의 폐기처분시 환경오염 물질이 거의 발생하지 않을 뿐만 아니라, 용기를 구성하는 소재의 대부분이 토양에 존재하는 미생물의 영양소가 됨으로서 토양에 매립된 용기가 매우 빠른 시간내에 자연적으로 완전하게 분해된다.

특히, 본 발명의 일회용 용기는 글루텐 분말과 식용성 파우더를 첨가제로 사용함으로서, 성형된 용기의 강도가 매우 우수하면서도 용기 자체의 연질성이 뛰어나기 때문에 각종 충격에 쉽게 부서지거나 변형되지 않으며, 이로 인하여 성형된 용기 및 그 용기에 담긴 음식물의 관리를 보다 용이하게 이루어낼 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 표면광택으로 인하여 제품의 외관 또한 미려하게 됨으로서 그 상품적 가치 또한 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

그러나, 상기 혼합조성물에 의하여 성형된 본 발명의 일회용 용기 또한 곡류겨나 톱밥으로부터 발생하는 특유의 냄새까지 완전히 제거할 수는 없게 되는 데, 이를 달성하고 보다 우수한 기능성의 일회용 용기를 제공할 수 있도록 곡류겨와 톱 밥과 글루텐과 옥수수 분말 및 식용성 파우더가 혼합된 100wt%의 혼합분말에 그 평균 입도가 20 ~ 350㎛인 분말 형태의 스피리루나 또는 식품향료 5 ~ 20wt%를 추가로 혼합시키게 된다.

상기와 같이 곡류겨나 톱밥으로부터 발생하는 특유의 냄새를 제거시킬 수 있도록 첨가되는 스피리루나는 바다 미생물인 플랑크톤의 일종으로 해수를 채취하여 원심분리기로 추출할 수 있고, 해수에서 수집 가능한 대표적인 천연 다기능성 식품원료로 각종 기능성 식품이나 화장품의 첨가제로 널리 사용되는 것이며, 그 성분의 60 ~ 70%가 양질의 단백질로 이루어져 있고 6 ~ 9%의 지질과 15 ~ 20%의 탄수화물 및 다양한 비타민, 무기질, 섬유질, 식용색소를 함유하고 있는 것이다.

상기 스피리루나를 분말 형태의 혼합조성물과 함께 첨가시키게 되면, 일회용 용기의 성형성을 우수하게 하고 성형된 용기의 강도보강에도 크게 기여할 뿐만 아니라, 성형된 용기에 미려한 색상을 부여하면서도 곡류겨나 톱밥으로부터 발생하는 특유의 냄새까지 완전하게 제거시킬 수 있으므로 본 발명에 적용될 수 있는 최적의 소재이지만 그 가격이 다소 고가인 단점이 있다.

그리고, 상기 식품향료로는 식물의 꽃, 잎, 뿌리, 종자, 과실이나 나무껍질 또는 수지(樹脂)로부터 얻은 식물성 분말향료를 사용하는 것이 바람직하지만, 용기의 성형성과 자연분해성에 영향을 미치지 않는 것이라면 어느 것을 사용하여도 무방하며, 그 가격이 비교적 저렴하므로 필요에 따라서는 상기 스피리루나를 식품향료와 일정 비율로 혼합시켜 사용할 수도 있다.

상기 스피리루나 및 식품향료 또한 다른 혼합조성물과 마찬가지로 20 ~ 350 ㎛인 분말 형태를 가지도록 하는 것이 용기의 성형에 있어 유리하고, 그 추가되는 첨가량 또한 5 ~ 20wt의 범위내로 하는 것이 성형된 용기의 탈취기능를 효과적으로 달성하면서도 용기의 제조에 따른 단가상승을 최소화시키는 데 바람직하다.

이하, 상기와 같은 혼합조성물을 사용하여 자연분해식 기능성 일회용 그린용기를 제조하기 위한 본 발명의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 자연분해식 기능성 일회용 그린용기의 제조방법을 나타내는 공정블록도이고, 도 2a 내지 2d는 본 발명의 제조방법을 나타내는 개략적인 공정도이다.

본 발명에 의한 자연분해식 기능성 일회용 그린용기의 제조방법은 도 1의 공정블록도에 도시되어 있는 바와 같이, 일회용 용기의 소재가 되는 각각의 조성물을 분말형태로 분쇄 및 혼합시키는 혼합조성물 제조단계(10)와, 혼합된 조성물에 압력을 가하여 일정한 형태의 펠렛을 성형시키는 펠렛성형단계(20)와, 성형된 펠렛을 금형에서 가열 및 압착시켜 용기를 성형하는 용기성형단계(30)를 거치게 된다.

먼저, 상기 혼합조성물 제조단계(10)는 곡류겨 20 ~ 40wt%, 톱밥 5 ~ 10wt%, 글루텐(Gluten) 15 ~ 25wt%, 옥수수 분말 20 ~ 30wt%와 함께, 펄프(Pulp) 60 ~ 70wt%와, 전분 10 ~ 30wt%와, 폴리에틸렌(Polyethylene) 10 ~ 20wt%의 성분비율로 이루어지는 식용성 파우더 15 ~ 20wt%를 각종 분쇄기의 내부로 투입하여 각각의 조성물이 20 ~ 350㎛의 입도로 분쇄 및 혼합되도록 하는 공정단계로서, 상기 분쇄기는 각각의 조성물을 요구하는 입도로 분쇄시킴과 동시에 그 과정에서 조성물의 균 일한 혼합이 가능한 것이라면 어떠한 종류의 것을 사용하여도 무방하다.

또한, 글루텐과 옥수수 분말 및 식용성 파우더의 경우 요구하는 입도로 미리 성형되어 있는 제품을 사용할 수도 있는 데, 이러한 경우에는 곡류겨와 톱밥만을 분쇄기를 이용하여 요구하는 입도로 분쇄시킨 다음, 이와 같이 분쇄된 곡류겨와 톱밥의 분말을 글루텐 분말과 옥수수 분말 및 식용성 파우더와 함께 별도의 혼합기(Mixer)로 투입하여 각각의 조성물을 균일하게 혼합시킬 수도 있으며, 각 조성물에 대한 평균입도(20 ~ 350㎛)의 한정이유는 위에서 이미 설명한 바와 같다.

그리고, 상기 혼합조성물 제조단계(10)에서 곡류겨와 톱밥과 글루텐과 옥수수 분말 및 식용성 파우더로 이루어지는 100wt%의 조성물에 스피리루나 또는 식품향료 5 ~ 20wt%를 추가로 첨가시킬 수도 있으며, 이러한 경우 또한 분쇄기를 이용한 분쇄 및 혼합방식을 적용시킬 수도 있고, 분쇄기와 혼합기(Mixer)를 별도를 사용하는 방식을 적용시킬 수도 있으며, 이는 최초 구입한 스피리루나 또는 식품향료 제품의 입도에 따라 달라질 수 있다.

상기와 같은 혼합조성물 제조단계(10)를 거친 후에는, 분말 형태의 혼합조성물을 소결형틀에 투입하여 5 ~ 30kg/cm²의 압력으로 5 ~ 90g의 무게를 가지는 펠렛(Pellet)을 성형시키는 펠렛성형단계(20)를 거치게 되는 데, 이와 같은 펠렛성형단계(20)는 제조하고자 하는 일회용 용기의 1회 성형에 필요한 하나의 정량화된 단위체를 혼합조성물을 사용하여 미리 성형시키기 위한 단계이다.

다시 말해서, 반찬용기나 양념용기 또는 커피잔과 같은 소형용기로부터 도시 락이나 음식용기와 같은 중,대형용기에 이르기까지 매우 다양한 종류를 가지는 일회용 용기에 대한 혼합조성물의 사용량을 규격화시켜 해당 용기의 1회 성형에 1개의 정량 펠렛을 사용하도록 함으로서, 일회용 용기의 성형후 거쳐야 하는 불필요한 후처리 공정과 이에 따른 혼합조성물의 낭비를 방지하도록 함과 동시에 분말가공성형에 따른 분진의 발생 또한 최소화시킬 수 있도록 한 것이다.

이와 같이 혼합조성물의 정량 투입과 분말가공성형에 따른 분진발생을 최소화시킬 수 있는 것은 상기 조성물 중 글루텐과 식용성 파우더에 의한 것으로서, 글루텐이 가지는 접착성과 식용성 파우더가 가지는 성형성으로 인하여 용기의 성형전에 분말 형태의 혼합조성물을 하나의 덩어리 형태로 성형시킬 수 있음은 물론, 용기의 가열 및 압착 성형시에도 과도한 수분증발과 같은 체적과 밀도의 손실없이 계산되어진 수치대로 정확한 용기의 성형을 이루어 낼 수 있게 된다.

또한, 상기 혼합조성물을 정량화시킨 펠렛은 그 무게가 5 ~ 90g의 범위내가 되도록 하는 것이 소형 일회용 용기로부터 중,대형 일회용 용기를 요구하는 형태로 성형시키는 데 바람직하며, 상기 혼합조성물을 5 kg/cm²미만의 압력으로 가압시키게 되면 성형된 펠렛이 쉽게 부서지게 되고, 30kg/cm²의 압력을 초과하여 가압시키는 것은 펠렛의 강도향상 측면과 설비의 사용경비 측면을 동시에 고려할 경우 비경제적이 된다.

또한, 상기 펠렛은 최종적으로 용기의 형태로 압착 성형되기 때문에 펠렛 자체의 형상은 크게 구애를 받지 않아도 무방하나, 도 2a에 도시되어 있는 바와 같 이, 일회용 용기의 성형을 위하여 금형(2)(3)의 내부로 투입시킨 펠렛(1)이 정위치에 안전하게 놓여질 수 있도록 그 바닥면을 평평하게 형성시키는 것이 바람직하며, 도 2a에서는 이송테이블(6)을 따라 공급된 펠렛(1)이 클램프(5)를 구비하는 이송로드(4)에 의하여 금형(2)(3)으로 투입되는 것을 도시하였으나, 이 외에도 여러 가지의 투입수단이 사용될 수 있다.

상기와 같은 펠렛성형단계(20)를 거친 후에는, 도 2b 및 도 2c에 도시되어 있는 바와 같이, 기성형된 펠렛(1)을 상부금형(2)과 하부금형(3)으로 이루어지는 성형금형의 내부로 투입시킨 다음, 110 ~ 170℃의 온도조건하에서 120 ~ 300kg/cm²의 압력으로 성형금형(2)(3)을 폐쇄시킴으로서, 상부금형(2)과 하부금형(3)의 사이에 투입된 펠렛(1)을 용기의 형태로 압착 성형시키는 용기성형단계(30)를 거치게 된다.

상기 용기성형단계(30)에 사용되는 성형금형(2)(3)은 일반적인 유압식 또는 모터구동식 프레스(Press) 금형이라면 어느 것을 사용하더라도 무방하며, 도면상 도시되어 있지는 않지만 금형(2)(3)의 가열을 위한 전열선이나 기타 가열수단이 금형(2)(3)에 내장되며, 필요에 따라서는 성형된 용기의 냉각을 위한 냉각수 통로와 같은 냉각수단이 가열수단과 병행하여 설치될 수도 있다.

또한, 상기 용기성형단계(30)에서 금형(2)(3)의 압력과 온도범위를 110 ~ 170℃와 120 ~ 300kg/cm²의 범위내로 한정하는 이유는, 110℃와 120kg/cm² 미만의 온도와 압력조건하에서는 글루텐에 의한 분말입자간의 결합력과 식용성 파우더에 의한 용기의 성형성을 요구하는 수준까지 끌어올릴 수 없게 되고, 그 온도와 압력이 170℃와 300kg/cm²을 초과하게 되면, 글루텐 및 식용성 파우더의 물성 변화를 초래하여 성형된 용기의 강도와 연성이 저하될 우려가 있으므로 바람직하지 못하다.

본 발명의 제조방법에 대한 보다 상세한 참조를 위하여 하기의 표 1에서는 펠렛(1)의 무게를 기준으로 하여 가장 바람직한 용기의 성형두께와 이를 위한 금형(2)(3)의 온도 및 압력의 범위를 개략적으로 나타내었으나, 본 발명에 의한 제조방법은 표 1에 기재된 범위로 한정되는 것이 아니며 다양한 실시예로 나타날 수 있음을 밝혀두는 바이다.

표 1

펠렛무게(g)	용기두께(mm)	금형온도(℃)	금형압력(kg/cm²)
5 ~ 10	0.5 미만	110 ~ 130	120 ~ 160
10 ~ 30	0.5 ~ 1	130 ~ 145	160 ~ 200
30 ~ 70	1 ~ 2	135 ~ 155	200 ~ 230
70 ~ 90	2 ~ 2.5	155 ~ 170	230 ~ 300

상기와 같이 용기성형단계(30)를 통하여 성형된 용기는 도 2d에 도시되어 있는 바와 같이, 흡착판 형태의 클램퍼(8)를 구비하는 이송로드(7)에 의하여 하부금형(3)으로부터 이탈된 다음, 성형된 용기의 배출을 위한 이송테이블(9)에 놓여져 지정된 장소로 공급되며, 이러한 용기의 배출수단 역시 도면에 도시된 것 이외의 다른 배출수단을 사용할 수도 있다.

상기와 같이 본 발명에 의한 혼합조성물 제조단계(10)와 펠렛성형단계(20) 및 용기성형단계(30)를 거쳐 일회용 용기를 성형시키게 되면, 글루텐과 식용성 파우더 성분에 의하여 그 강도와 연성 및 표면광택이 매우 우수하고 자연적으로도 완 전히 분해되어 친환경적일 뿐만 아니라, 스피리루나 또는 식품향로를 추가로 첨가시킨 경우에는 곡류겨나 톱밥의 특유한 냄새까지 제거시킨 우수한 품질의 기능성 일회용 용기를 제조할 수 있게 된다.

특히, 조성물에 의한 직접적인 용기의 성형단계를 거치기 이전에 글루텐이 가지는 접착성과 식용성 파우더가 가지는 성형성을 이용하여 일정한 덩어리 형상의 펠렛(1)을 미리 성형시키도록 함으로서, 용기성형단계(30)에서 발생하는 분진의 량을 최소화시켜 생산현장의 작업조건을 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라, 용기의 가열 및 압착 성형시 과도한 수분증발과 같은 체적과 밀도의 손실없이 계산되어진 수치대로 정확한 용기의 성형을 이루어내어 낼 수 있게 된다.

따라서, 반죽 형태의 조성물로 용기를 성형하였던 종래의 친환경적 일회용 용기의 제조방법과 비교하여 용기의 성형에 소요되는 시간을 약 1/2 ~ 1/3 정도의 수준까지 줄일 수 있게 되고, 조성물의 정량 투입에 따라 용기의 성형 후 불필요한 후처리 공정과 이에 따른 조성물의 낭비를 방지함으로서 용기의 제조단가 절감에도 크게 기여할 수 있게 되는 것이다.

실시예 1 :

곡류겨 30wt%, 톱밥 5wt%, 글루텐 20wt%, 옥수수 분말 25wt%, 식용성 파우더 20wt%가 혼합된 조성물을 분쇄기에 투입하여 50㎛의 평균 입도로 분쇄 및 혼합시킨 다음, 이를 소결형틀에 정량 투입하여 10kg/cm²의 압력으로 약 3초 동안 가압시킴으로서 30g의 무게를 가지는 펠렛을 성형시켰으며, 이를 성형금형의 내부에 투입하여 145℃의 온도와 200kg/cm²의 압력 조건하에서 약 10초 동안 가열 및 압착시킴으로서 그 두께가 0.7mm가 되는 종이컵 크기의 일회용 용기를 제조하였다.

실시예 2 :

곡류겨 35wt%, 톱밥 10wt%, 글루텐 20wt%, 옥수수 분말 20wt%, 식용성 파우더 15wt%로 이루어지는 100wt%의 혼합분말에 스피리루나 10wt%가 혼합된 조성물을 분쇄기에 투입하여 80㎛의 평균 입도로 분쇄 및 혼합시킨 다음, 이를 소결형틀에 정량 투입하여 25kg/cm²의 압력으로 약 4초 동안 가압시킴으로서 50g의 무게를 가지는 펠렛을 성형시켰으며, 이를 성형금형의 내부에 투입하여 150℃의 온도와 210kg/cm²의 압력 조건하에서 약 10초 동안 가열 및 압착시킴으로서 1.2mm 두께를 가지는 컵라면 용기 크기의 일회용 용기를 제조하였다.

상기에서 설명되어진 바와 같이 본 발명에 의한 자연분해식 기능성 일회용 그린용기는, 그 가격이 매우 저렴한 곡류겨와 톱밥의 함량이 상대적으로 높게 될 뿐만 아니라, 용기의 성형을 위한 첨가제로서의 글루텐과 식용성 파우더 또한 어디서나 손쉽고 저렴하게 구입할 수 있는 소재이므로 일회용 용기의 제조단가를 종래의 환경친화적 제품과 비교하여 큰 폭으로 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한, 용기를 구성하는 곡류겨와 톱밥과 글루텐 및 옥수수 분말이 모두 자연적으로 수집 또는 추출한 소재가 되고, 상기 식용성 파우더 또한 환경친화적인 소재이므로 용기의 폐기처분시 환경오염 물질이 거의 발생하지 않을 뿐만 아니라, 용 기를 구성하는 소재의 대부분이 토양에 존재하는 미생물의 영양소가 됨으로서 토양에 매립된 용기가 매우 빠른 시간내에 자연적으로 완전하게 분해될 수 있는 효과가 있다.

특히, 글루텐 분말과 식용성 파우더를 첨가제로 사용하여 성형된 용기의 강도가 매우 우수하면서도 용기 자체의 연질성이 뛰어나기 때문에 각종 충격에 쉽게 부서지거나 변형되지 않는 효과가 있고, 이로 인하여 성형된 용기 및 그 용기에 담긴 음식물의 관리를 보다 용이하게 이루어낼 수 있는 효과가 있으며, 우수한 표면광택으로 인하여 제품의 외관 또한 미려하게 됨으로서 그 상품적 가치를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 스피리루나 또는 식품향료의 첨가에 의하여 곡류겨나 톱밥 특유의 냄새 또한 완전히 제거시킬 수 있게 됨으로서, 일회용 용기에 담긴 각종 음식의 풍미를 그대로 유지시켜 소비자들에게 보다 큰 만족감을 제공할 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 일회용 용기의 상품적 가치를 보다 크게 향상시키는 효과가 있는 것이다.

그리고, 본 발명에 의한 자연분해식 기능성 일회용 그린용기의 제조방법에 따르면, 분말 형태의 조성물에 의한 직접적인 용기의 성형단계를 거치기 이전에 글루텐이 가지는 접착성과 식용성 파우더가 가지는 성형성을 이용하여 일정한 덩어리 형상의 펠렛을 미리 성형시키도록 함으로서, 용기성형단계에서 발생하는 분진의 량을 최소화시켜 생산현장의 작업조건을 개선시킬 수 있는 효과와, 용기의 성형에 소요되는 시간을 종래의 경우보다 약 1/2 ~ 1/3 정도의 수준까지 축소시킴과 동시에, 조성물의 정량 투입에 따라 용기의 성형 후 불필요한 후처리 공정 및 이에 따른 조성물의 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 일회용 용기의 제조단가 절감에 보다 크게 기여하는 효과가 있는 것이다.

Claims

곡물류를 이용한 일회용 용기에 있어서,

상기 일회용 용기는 그 평균 입도가 20 ~ 350㎛가 되는 분말 형태의 혼합조성물에 의하여 성형되며,

상기 혼합조성물은 각종 곡물의 껍질에 해당하는 곡류겨 20 ~ 40wt%와, 목재의 가공시 발생하는 톱밥 5 ~ 10wt%와, 밀가루에 함유된 단백질 성분으로서 글루텐(Gluten) 15 ~ 25wt%와, 옥수수 분말 20 ~ 30wt%와, 식용성 파우더 15 ~ 20wt%로 이루어지며,

상기 식용성 파우더는 펄프(Pulp) 60 ~ 70wt%와, 전분 10 ~ 30wt%와, 폴리에틸렌(Polyethylene) 10 ~ 20wt%의 성분비율로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자연분해식 기능성 일회용 그린용기.
제 1항에 있어서, 상기 혼합조성물은 곡류겨와 톱밥과 글루텐과 옥수수 분말과 식용성 파우더가 혼합된 100wt%의 혼합분말에 그 평균 입도가 20 ~ 350㎛인 분말 형태의 스피리루나 또는 식품향료 5 ~ 20wt%가 추가로 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자연분해식 기능성 일회용 그린용기.
곡물류를 이용한 일회용 용기의 제조방법에 있어서,

곡류겨 20 ~ 40wt%, 톱밥 5 ~ 10wt%, 글루텐(Gluten) 15 ~ 25wt%, 옥수수 분말 20 ~ 30wt%와 함께, 펄프(Pulp) 60 ~ 70wt%와 전분 10 ~ 30wt%와 폴리에틸렌(Polyethylene) 10 ~ 20wt%의 성분비율로 이루어지는 식용성 파우더 15 ~ 20wt%를 20 ~ 350㎛의 입도로 분쇄 및 혼합시키는 혼합조성물 제조단계(10)와,

상기 혼합조성물 제조단계(10)를 거친 후, 분말 형태의 혼합조성물을 소결형틀에 투입하여 5 ~ 30kg/cm²의 압력으로 5 ~ 90g의 무게를 가지는 펠렛(1)(Pellet)을 성형시키는 펠렛성형단계(20)와,

상기 펠렛성형단계(20)를 거친 후, 성형된 펠렛(1)을 금형(2)(3)의 내부에 투입하여 120 ~ 300kg/cm²의 압력과 110 ~ 170℃의 온도조건하에서 용기를 압착 성형시키는 용기성형단계(30)를 거치는 것을 특징으로 하는 자연분해식 기능성 일회용 그린용기의 제조방법.
제 3항에 있어서, 상기 혼합조성물 제조단계(10)에서는 곡류겨와 톱밥과 글루텐과 옥수수 분말과 식용성 파우더로 이루어지는 100wt%의 조성물에 스피리루나 또는 식품향료를 5 ~ 20wt% 추가로 첨가시킨 다음, 상기 조성물을 그 평균 입도가 20 ~ 350㎛가 되도록 분쇄 및 혼합시키도록 한 것을 특징으로 하는 자연분해식 기능성 일회용 그린용기의 제조방법.