KR100777483B1

KR100777483B1 - 생분해성 성형물

Info

Publication number: KR100777483B1
Application number: KR1020047012884A
Authority: KR
Inventors: 오자사아키오; 하시모토아키히사; 다나까신지
Original assignee: 니세이 가부시끼 가이샤
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2007-11-28
Also published as: CN1639243B; US20050202229A1; NZ535124A; US20090008819A1; US8187514B2; AU2003211573B2; CA2476799C; AU2003211573A1; JP4291699B2; WO2003070814A1; EP1486532A1; EP1486532A4; JP2009073197A; CN1639243A; CA2476799A1; KR20040098649A; JP5043807B2; JPWO2003070814A1

Abstract

생분해성 성형물로서의 주발형 용기(10a)는, 전분을 주성분으로 하는 용기 본체(11a)의 표면에, 생분해성 플라스틱을 주성분으로 하고, 적어도 소수성을 갖는 피복 필름(12)을 접착하여 이루어져 있다. 상기 용기 본체(11a)는 하이 아밀로스 전분 및 물을 포함하는 슬러리형 또는 도우형의 성형용 원료, 혹은 전분, 폴리비닐알콜 및 물을 포함하는 슬러리형 또는 도우형의 성형용 원료를 수증기 발포시킴으로써 성형된다. 이에 따라, 복잡한 형상을 갖고 있더라도 충분한 강도를 실현할 수 있고, 또한 적어도 충분한 내수성도 실현하는 데다, 매우 양호한 생분해성을 발휘할 수 있으며, 또한 흡습 강도가 우수한, 전분을 주성분으로 하는 생분해성 성형물을 제공할 수 있다.

Description

생분해성 성형물{BIODEGRADABLE MOLDED ARTICLE}

본 발명은 전분을 주원료로 하며 생분해성을 갖는 발포 성형물과, 그 표면에 접착되는 피복 필름을 포함하는 생분해성 성형물에 관한 것으로, 특히, 식품용 용기나 성형 완충재, 내장재, 포장용 트레이 등, 사용후에 폐기되는 일회용의 각종 발포 성형물로서 적합하게 이용할 수 있는 생분해성 성형물에 관한 것이다.

일반적으로, 사용후에 폐기되는 일회용의 성형물로서는, 플라스틱 성형물이나 종이·펄프 성형물이 주류로 되어 있다. 이것은 성형물의 용도에 따라 다르기도 하지만, 일반적으로 상기 일회용의 성형물의 재료에는 어느 정도의 내구성이나 강도가 요구되는 동시에, 성형이 용이할 것도 요구되기 때문이다.

그러나, 상기 플라스틱 성형물 및 종이·펄프 성형물의 어느 것에 있어서도, 일회용의 성형물로서 이용하기에는 다음과 같은 여러 가지 문제점을 안고 있다.

우선 플라스틱 성형물은, 소각 처리에 있어서 대단한 고온이 발생하여 소각로를 상하게 하거나, 다이옥신류와 같은 환경오염 물질을 부생(副生)시키는 문제점을 초래한다. 또, 플라스틱 성형물을 매립 처분했다고 해도, 플라스틱이 자연 환경에서 거의 분해되지 않기 때문에, 한번 매립한 장소에는 다시 플라스틱을 매립하는 것이 불가능하다. 더구나 최근 폐기물의 양이 늘어나고 있기 때문에, 매립 장소의 확보도 해마다 곤란해지고 있다. 게다가 플라스틱 성형물이 용이하게 분해되지 않으므로, 자연 환경을 계속적이고 또 장기간에 걸쳐 오염시키게 될 수도 있다.

또한, 플라스틱의 원료가 되는 석유 등의 화석 연료의 저장량도 해마다 감소하고 있기 때문에, 앞으로는 플라스틱 성형물은 종래보다도 비싸질 우려도 있다.

한편, 종이·펄프 성형품에 있어서는, 소각 처분이 용이한 데다, 자연 환경에서도 분해되기 때문에, 이 점에서는 플라스틱 성형품보다도 우수하다. 그런데, 종이·펄프의 원료가 되는 수목은 그 성장 사이클이 길기 때문에, 대량의 종이·펄프의 소비는 삼림 자원을 대폭 감소시키게 된다. 삼림 자원의 감소는 그 지역의 환경을 대폭 파괴해 버릴 뿐만 아니라, 더 큰 관점에서 본다면 삼림에 의한 이산화탄소의 흡수 효과가 대폭 손상되어, 대기중의 이산화탄소의 증가에 의한 지구온난화에 박차를 가하게 되기도 한다.

그래서, 상기 문제점에 대처하기 위해서, 특히 환경면의 관점에서, 최근, 성형물의 처분 방법은 폐기 처분에서 리사이클 처분으로 옮겨가고 있다.

그런데, 상기 리사이클 처분에서는 예컨대, 일회용 성형물의 주된 용도의 하나인 식품 용기에 대해서 예컨대, 용기를 리사이클 처분으로 돌리기 전에, 그 용기에 부착되어 있는 먹다 남은 찌꺼기·조미료 등의 잔류물을 제거해야만 한다. 이것은 리사이클 원료로서 불순물의 혼입을 가능한 한 피할 필요가 있기 때문이다.

이들 잔류물의 제거는 통상은 수세(水洗)에 의해 이루어지기 때문에, 그 결과, 오수의 배수량의 증대와 이로 인한 하천이나 해양 등의 수질 오염을 야기한다고 하는 다른 환경 문제를 초래하게 된다. 또, 상기 잔류물의 제거 자체가 매우 수고스러워서 리사이클의 효율을 저하시키는 데다, 현재로서는 사회적으로 리사이클 시스템이 충분히 확립되어 있지 않기 때문에, 리사이클 처분은 비용면에서도 문제점을 안고 있다.

그래서, 리사이클 처분과도 다른 성형물의 새로운 처분 방법으로서, 미생물을 이용한 생분해에 의한 성형물의 처분 기술이 개발되어 각광을 받고 있다. 이 처분 기술에서는 각종 생분해성 플라스틱이나 전분 등의 천연 고분자를 주원료로 하여 성형물을 성형하고 있기 때문에, 상술한 각종 문제점의 발생을 피할 수 있다.

특히, 상기 생분해에 의한 처분 기술에서는 실용성의 면에서, 전분이나 단백질 등의 천연 고분자를 이용하는 기술이 주목받고 있다. 이것은, 상기 각종 생분해성 플라스틱이, 종래의 각종 플라스틱(비분해성 또는 난분해성)과 거의 같은 우수한 품질 성능을 갖고 있지만, 실제로는 생분해 속도가 느리다고 하는 문제점을 갖고 있기 때문이다.

예컨대 생분해성 플라스틱으로 성형된 성형물의 두께가 크면, 완전히 분해될 때까지 매우 장시간이 필요하게 되어 실용적인 범위에서는 성형물의 체적을 크게 할 수 없다. 또한, 상기 생분해성 플라스틱으로 이루어지는 성형물을, 특히 일회용 식기 등으로서 사용한 경우에는, 식품 잔류물과 함께 퇴비화(compost)하는 것이 가장 환경에 부하가 걸리지 않는 처리 방법이 된다. 그런데 상기 생분해성 플라스틱 분해 속도는 식품 잔류물보다도 훨씬 분해 속도가 느리기 때문에, 퇴비화 처리하는 것은 어렵다. 더구나, 일반적으로 성형물에 두께나 강도가 있는 경우에는 분쇄 처리가 어렵기 때문에, 생분해성 플라스틱의 분해 속도를 향상시키기 위한 분쇄도 곤란하게 되고, 그렇기 때문에 생분해성 플라스틱으로 이루어지는 성형물을 퇴비화 처리하는 것은 사실상 불가능하게 된다.

이에 대하여 전분이나 단백질 등은 양호한 생분해성을 갖고 있고, 체적을 크게 하더라도 매우 용이하게 분해되는, 농업 등에 의해서 대량 생산되는 식물 전분 등을 이용할 수 있기 때문에, 자원의 확보가 곤란하지 않은 발포 성형물로서 이용하는 것이 대부분이기 때문에, 적절한 두께와 단열성을 겸비한 성형물을 얻을 수 있다고 하는 이점이 있어 특히 주목받고 있다.

상기 전분이나 단백질 등을 이용한 생분해에 의한 처분 기술로서는, 예컨대, ① 일본국 공개 특허 공보 「특개평5-320401호」(공개일 : 1993년 12월 3일), ② 일본국 공개 특허 공보 「특개평7-224173호」(공개일 : 1995년 8월 22일), ③ 일본국 공개 특허 공보「특개평7-10148호」(공개일 : 1995년 1월 13일), ④ 일본국 공개 특허 공보「특허공개2000-142783호」(공개일 : 2000년 5월 23일), ⑤ 일본국 공개 특허 공보「특개평7-97545호」(공개일 : 1995년 4월 11일) 등의 각 기술을 들 수 있다.

우선, ① 및 ②의 기술에서는, 주원료로서 전분의 천연물을 이용하고 있기 때문에 생분해성 플라스틱에 비해서 양호한 분해성을 발휘할 수 있는 동시에, 종이·펄프와 비교하더라도 성형 형상의 다양성이 우수하다고 하는 이점이 있지만, 내수성·내습성이 부족하고, 용도가 한정되거나, 방습 보관이 필요한 등의 문제점을 초래한다.

다음에, ③ 및 ④의 기술에서는, 전분 또는 이것과 유사한 각종 다당류를 주원료로 하여 성형물을 성형하고 있는 동시에, 내수성을 향상시키기 위해서, 성형물 표면에 천연 수지(다마르 수지나 셸락 수지 등)를 도포하여, 내수 피막을 형성하고 있다.

그런데, 전분을 주원료로 하여 성형하여 얻어지는 성형물(발포 성형물도 포함함)에서는, 표면이 완전한 평활 상태로는 되지 않고 미세한 요철이 생기기 때문에, 단순한 도포 방법에서는, 내수 피막에 있어서의 요철 부분에 대응하는 위치에 미세한 핀홀이 발생하기 쉽게 된다. 그렇기 때문에, 어느 정도의 발수 효과는 기대할 수 있더라도 완전한 내수성을 부여하는 것은 곤란하다고 되어 있다. 특히, 내습성이 요구되는 경우에는 상기 내수 피막의 핀홀로부터 습기가 흡수되기 쉽게 되어, 성형물이 용이하게 변형되는 등의 문제점을 초래한다.

더구나, 상기 다마르 수지나 셸락 수지 등은 도포를 위해 예컨대 알콜류 등의 유기 용매에 용해시켜야만 한다. 그 때문에, 도포 처리후에 유기 용매를 제거할 때에는 공기 중에 이들 유기 용매가 확산되어 대기나 주위 환경을 오염시키지 않기 위한 대규모 장치가 필요하게 되는 등, 제조 설비상의 문제점을 초래한다.

이어서, 상기 ⑤의 기술에서는, 상기 ③이나 ④의 기술과 마찬가지로 전분 등으로 이루어지는 내수성이 부족한 생분해성 소재의 표면에 대하여, 지방족 폴리에스테르를 할로겐화 탄화수소에 용해하여 이루어지는 생분해성 코팅제를 도포하고 있다. 이 기술에서는, 구체적인 도포 방법으로서 디프법(침지도포법)을 이용하고 있기 때문에, 복잡한 형상의 성형물에 대하여도 적절한 내수 피막을 형성하는 것은 가능하다.

그런데, 이 기술에서는, 코팅제의 용해에 이용한 할로겐화 탄화수소를 제거할 필요가 있어, 상기 ③이나 ④의 기술과 마찬가지로 할로겐화 탄화수소의 확산을 방지하기 위한 장치를 필요로 하는 등의 문제점을 초래한다. 더구나, 할로겐화 탄화수소는 인체나 환경에 바람직하지 못한 것이 많아, 특히 ⑤의 기술에서 구체적으로 거론되어 있는 할로겐화 탄화수소는 프론계이므로, 대기 중에는 가능한 한 비산시켜서는 안 된다. 그 결과, 상기 장치로서, 대규모의 기밀실이나 회수 장치가 필요하게 된다고 하는 문제점도 초래한다.

상술한 각 기술 외에도, 왁스나 소수성 단백질을 도포액으로서 조제한 뒤에 성형물의 표면에 도포하는 방법이 있지만, 일반적으로, 성형물의 표면 전체에 내수 피막을 충분히 균일하고 또 완전히 도포하는 것은 곤란하다. 평판과 같은 평평한 성형물이라면 도포는 비교적 용이하지만, 상기한 바와 같이 전분을 주원료로 하는 성형물에서는 그 표면에 요철이 생기기 쉬워 균일한 막 형성이 방해가 되는 데다, 컵 형상이나 볼(bowl) 형상 등 그 단면이 대략 원형인 성형물이라면, 성형물이나 도포장치를 회전시킬 필요가 있어, 도포의 곤란한 정도는 더욱 증가한다.

또한, 예컨대 디프법 등을 이용하여 도포액을 충분히 균일하게 도포할 수 있었다고 해도, 도포후의 도포액이 고화(固化)되어 피막에 형성될 때까지 흘러 내려, 피막에 얼룩짐이 발생하기 쉽다고 하는 문제점도 초래한다.

또, 상기 왁스는 그 융점이 비교적 낮기 때문에, 내열성이 뒤떨어진다고 하는 문제점이 있다. 또한 상기 소수성 단백질은 내열성도 비교적 양호하고 유기 용매를 사용할 필요가 없지만, 수계의 용매를 사용하는 경우가 많기 때문에, 도포 과정에서 성형물이 수분을 흡수하여 연화·변형을 일으켜 버린다고 하는 문제점도 있다.

그래서, 상기 성형물 표면에 대하여 내수 피막을 도포하는 것이 아니라, 내수 피막을 적층하는 기술도 종래부터 제안되어 있다. 구체적으로는, 예컨대, ⑥ 일본국 공개 특허 공보「특개평11-171238호」(공개일 : 1999년 6월 29일), ⑦ 일본국 공개 특허 공보「특개평5-278738호」(공개일: 1993년 10월 26일), ⑧ 일본국 공개 특허 공보「특개평5-294332호」(공개일 : 1993년 11월 9일) 등의 기술을 들 수 있다.

상기 ⑥의 기술에서는, 전분을 성형하는 것이 아니라 펄프몰드법에 의해 얻어진 용기를 비통수성 또는 비흡수성의 보호층으로 피복하고 있다. 이 기술에서는, 종래부터 실시되고 있는 종이 용기에의 플라스틱 피복 기술을 거의 그대로 응용할 수 있다고 하는 이점이 있지만, 펄프몰드의 주체가 섬유이므로 생분해 속도가 느리며, 식품의 잔류물 등과 함께 폐기할 수 없고, 용기에 두께를 주기가 어려운 데다, 디프드로잉 성형으로 되지 못하며, 다종 다양한 성형물의 제작에도 적합하지 않는다는 등의 문제점이 있다.

한편, 상기 ⑦ 및 ⑧의 기술에서는, 천연 다당류나 단백질 혹은 이들을 생분해할 수 있는 범위에서 화학 수식한 것으로 이루어지는 생분해성 용기의 표면에 생분해성 플라스틱 박막을 피복하여, 생분해성 용기를 제조하고 있다.

이 기술에서는, 생분해성 플라스틱이 얇은 내수 피막으로서 이용되고 있는 한편, 용기 본체는 천연 다당류나 단백질 등으로 충분한 두께를 갖는 용기로서 성형되어 있기 때문에, 충분한 내수성을 발휘하면서 충분한 생분해성도 발휘할 수 있다. 그렇기 때문에, 전분이나 단백질 등을 이용한 생분해에 의한 처분 기술에서는 특히 유망한 기술이다.

그런데, 상기 ⑦의 기술에서는, 단순히, 생분해성 용기 본체에 대하여 생분해성 플라스틱 박막을 피복하고 있는 구성이며, 생분해성 용기의 구체적인 구성에 관해서는 거의 언급되어 있지 않다.

예컨대, 생분해성 용기 본체가 다당류나 단백질을 주성분으로 하고 있는 경우에는 그 강도가 문제가 되지만, ⑦의 기술에서는, 강도에 관해서는 아무런 설명도 되어 있지 않다. 또, 생분해성 플라스틱 박막을 구체적으로 어떻게 피복하는지에 관해서, 예컨대 도포법에 의해 형성하는지, 피복 필름을 미리 형성하여 접착하는지 등에 관해서도 전혀 기재되어 있지 않다.

또한, 상기 ⑦의 기술에서는, 생분해성 용기 본체에 대한 생분해성 플라스틱박막의 피복 상태에 대해서는 전혀 규정되어 있지 않다. 상기 생분해성 플라스틱 박막은 다당류나 단백질을 주성분으로 하는 생분해성 용기 본체의 내수성을 향상시키기 위해서 피복되어 있는 것이지만, 상기 ⑦의 기술에서는, 단순히 피복되어 있다고 설명되어 있을 뿐 피복 상태가 어떻게 되어 있는지에 관하여는 하등 기재되어 있지 않다.

생분해성 용기를 아무리 일회용 용도로 이용한다고 해도, 1웨이(one way) 용기로서의 안정성이나 내구성은 필요하며, 생분해성 용기 본체에서 생분해성 플라스틱 박막이 용이하게 박리되어서는 내구성이 있다고는 말할 수 없다. 그렇기 때문에, 용기 본체에 대한 피복 상태는 중요한 조건이 되지만, 상기 ⑦의 기술에서는, 이 점에 관하여는 아무런 고려도 되어 있지 않다.

더구나, 상술한 바와 같이 생분해성 플라스틱은 생분해 속도가 느리기 때문에, 두꺼운 성형물로서 이용하는 것이 곤란한데, 생분해 속도는 성형물의 두께뿐만 아니라, 성형물 중에 포함되는 총량에도 크게 의존한다. 여기서, 상기 ⑦의 기술에서는, 생분해성 용기 본체를 발포시키면 생분해성이 향상된다고 기재하고 있을 뿐이며, 발포의 정도와 생분해성과의 관계나, 생분해성 플라스틱과 생분해성 용기 본체와의 생분해 밸런스에 대해서는 아무런 언급도 되어 있지 않고, 그렇기 때문에, 한 용기 전체의 생분해를 양호하게 진행시킬 수는 없다.

한편, 상기 ⑧의 기술은 상기 ⑦에 개시되어 있는 생분해성 용기의 제조 방법 중 하나에 대응하는 것으로 추측되는데, 이 기술에서는, 열가소성 플라스틱을 용제에 용해하여, 생분해성 용기 본체의 표면에 도포하고, 이것을 건조시켜 용제를 휘발시킨 후에, 열가소성 플라스틱으로 이루어지는 별도의 코팅 박막을 적층하여 열압착하고 있다. 즉, 코팅 박막(생분해성 플라스틱 박막에 상당)을 안정적으로 접착하기 위해서, 열가소성 플라스틱을 접착제로서 이용하고 있는 것이 개시되어 있다.

여기서, 상기 ③ 내지 ⑤의 기술에 관해서 설명한 것과 같이, 열가소성 플라스틱을 용제에 용해시켜 이용하면, 용제의 확산을 방지하기 위한 장치를 필요로 하는 등의 문제점을 초래한다. 더구나 ⑧의 기술에 있어서의 구체적인 실시예에서는, 용제로서 클로로포름을 이용하고 있는데, 이것은 대기 중에는 가능한 한 비산시켜서는 안되기 때문에, ⑤의 기술과 마찬가지로, 상기 장치로서, 대규모의 기밀실이나 회수 장치가 필요하게 된다고 하는 문제점도 초래한다.

또한, 상기 ⑧의 제조 방법에서는, 다당류나 단백질로 먼저 시트를 형성한 뒤에, 이 시트를 금형으로 프레스 성형함으로써, 생분해성 용기 본체를 얻고 있다. 그 때문에, 예컨대 컵과 같은 디프드로잉 형상의 용기나, 칸막이가 달린 식품 트레이·포장 트레이와 같은 성형물의 두께가 균일하지 않은 것, 나아가서는 포장용 완충재와 같은 복잡한 형상의 성형물을 성형할 수 없다고 하는 문제점을 초래한다.

또, 전분제 생분해성 용기에 관한 종래 기술에 있어서는, 충분한 강도를 확보하도록 하고 있다. 그러나, 일반적으로 말하여지는 「강도」는 찌르기 강도 등과 같은, 건조 상태나 통상의 분위기 하에서의 강도이다. 후술하는 바와 같이, 본원 발명자들의 검토에 의하면, 이러한 건조 상태나 통상의 분위기 하에서의 강도와, 흡습 하에서의 강도(흡습 강도) 사이에는 상관이 없다. 따라서, 일반적으로 말하여지는 「강도」가 충분한 전분제 생분해성 용기라도, 흡습 강도가 부족하기 때문에 고습도 조건하에서의 장기간 보존시에, 흡습에 의한 연화·변형이 발생하여 용기로서의 기능을 손상시킬 가능성이 있다.

또한, 상기 ①이나 ②와 같은 전분제의 발포 성형물은 수증기 발포에 의해 형성된 전분의 다공질 매트릭스 구조를 갖기 때문에, 이 구조 속에서 매우 넓은 표면적을 갖는 전분 구조체이다. 더구나, 발포 성형물은 물의 기화 팽창을 이용하여 팽화(膨化)·발포시킨 것이기 때문에, 이 전분 구조체 표면은 강한 친수성을 가지고 있다. 이에 따라, 이 전분 구조체는 우수한 생분해성을 보이는 중요한 요인이 되고 있지만, 동시에 매우 흡수·흡습이 쉽다고 하는 일면도 가지고 있다.

이러한 흡수·흡습하기 쉬운 성형물을 방호하기 위해서, 예컨대, 상기 ③이나 ④와 같은 내수성 피막을 형성하더라도, 액상의 물이 전분 구조체에 침입하는 것을 저지하는 것은 가능하지만, 기체인 수증기를 차단하는 것은 불가능하다.

또한, 전분제의 발포 성형물을 현재 입수할 수 있는 생분해성 플라스틱을 원료로 하는 필름이나 피막으로 덮었다고 해도, 그 두께를 수백 ㎛까지 두껍게 하지 않으면 상기한 경우와 같이 수증기를 막기가 곤란하다.

그래서, 특히 흡습에 대하여 내성이 강한 전분제의 발포 성형물(전분 구조체)이 요망된다.

도 1(a) 및 도 1(b)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 생분해성 성형물의 일례로서의 주발형 용기의 형상을 도시하는 개략 단면도이다.

도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 생분해성 성형물의 다른 예로서의 접시형 용기의 형상을 도시하는 개략 단면도이다.

도 3(a) 및 도 3(b)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 생분해성 성형물의 또 다른 예로서의 컵형 용기의 형상을 도시하는 개략 단면도 및 개략 평면도이다.

도 4는 본 발명에 이용되는 성형용 원료의 조성을 도시하는 그래프로서, 성형용 원료 전체를 기준으로 하는 그래프(I), 고형분 총량을 기준으로 하는 그래프(II), 및 원료 성분 총량과 물과의 대비로 나타내는 그래프(III) 사이의 개략 관계도 나타내고 있다.

도 5(a) 및 도 5(b)는 도 1(a) 및 도 1(b)에 도시하는 주발형 용기의 본체가 되는 발포 성형물을 성형하기 위한 성형 틀의 구성을 도시하는 개략 단면도이다.

도 6(a) 및 도 6(b)는 도 2(a) 및 도 2(b)에 도시하는 접시형 용기의 본체가 되는 발포 성형물을 성형하기 위한 성형 틀의 구성을 도시하는 개략 단면도이다.

도 7(a) 및 도 7(b)는 도 3(a) 및 도 3(b)에 도시하는 컵형 용기의 본체가 되는 발포 성형물을 성형하기 위한 성형 틀의 구성의 일례를 도시하는 개략 단면도이다.

도 8(a) 및 도 8(b)는 도 3(a) 및 도 3(b)에 도시하는 컵형 용기의 본체가 되는 발포 성형물을 성형하기 위한 성형 틀의 구성의 다른 예를 도시하는 개략 단면도이다.

도 9는 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시하는 성형 틀에 있어서, 내부 가열용으로 전극이 구비되어 있는 구성의 일례를 도시하는 개략 설명도이다.

도 10(a)는 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시하는 성형 틀에 의해 형성된 발포 성형물의 형상을 도시하는 개략 단면도이며, 도 10(b)는 도 6(a) 및 도 6(b)에 도시하는 성형 틀에 의해 형성된 발포 성형물의 형상을 도시하는 개략 단면도이며, 도 10(c)는 도 7(a) 및 도 7(b) 또는 도 8(a) 및 도 8(b)에 도시하는 성형 틀에 의해 형성된 발포 성형물의 형상을 도시하는 개략 단면도이다.

도 11은 도 10(a)에 도시하는 발포 성형물의 표면에, 후접착법을 이용하여 피복 필름을 접착하는 접착 공정을 설명하기 위한 개략 설명도이다.

도 12(a)는 후접착법을 이용하여 피복 필름을 접착한 생분해성 성형물의 표면에 있어서의 피복 필름의 접착 상태를 도시하는 개략 설명도이며, 도 12(b)는 동시접착법을 이용하여 피복 필름을 접착한 생분해성 성형물의 표면에 있어서의 피복 필름의 접착 상태를 도시하는 개략 설명도이다.

도 13은 도 2(a)에 도시하는 생분해성 성형물을 제조하는 동시접착법에 있어서, 제법 1을 이용하는 경우를 설명하는 설명도이다.

도 14는 도 1(a)에 도시하는 생분해성 성형물을 제조하는 동시접착법에 있어서, 제법 2를 이용하는 경우를 설명하는 설명도이다.

도 15는 도 2(a)에 도시하는 생분해성 성형물을 제조하는 동시접착법에 있어서, 제법 3을 이용하는 경우를 설명하는 설명도이다.

도 16은 도 1(a)에 도시하는 생분해성 성형물을 제조하는 동시접착법에 있어서, 제법 4를 이용하는 경우를 설명하는 설명도이다.

도 17(a)은 제법 5를 이용하여 도 3(a)에 도시하는 생분해성 성형물을 제조할 때에, 피복 필름을 필름 조각으로 잘라낸 상태의 2 분할의 일례를 도시하는 개략 평면도이며, 도 17(b)는 피복 필름을 필름 조각으로 잘라낸 상태의 3 분할의 일례를 도시하는 개략 평면도이다.

도 18은 도 3(a)에 도시하는 생분해성 성형물을 제조하는 동시접착법에 있어서, 제법 5를 이용하는 경우를 설명하는 설명도이다.

도 19는 도 3(a)에 도시하는 생분해성 성형물을 제조하는 동시접착법에 있어서, 제법 6을 이용하는 경우를 설명하는 설명도이다.

도 20은 도 3(a)에 도시하는 생분해성 성형물을 제조하는 동시접착법에 있어서, 제법 7을 이용하는 경우를 설명하는 설명도이다.

도 21(a)는 도 1(b)에 도시하는 생분해성 성형물의 가장자리 측에 시일형의 덮개를 붙인 상태를 도시하는 개략 설명도이며, 도 21(b)는 도 21(a)에 도시하는 가장자리부에 있어서 피복 필름이 접착되어 있지 않은 상태를 도시하는 개략 설명도이다.

도 22는 동시접착법에 있어서, 제법 1B를 이용하는 경우를 설명하는 설명도이다.

도 23은 상기 제법 1B에 의해 얻어진, 본 발명의 일 실시형태에 따른 생분해성 성형물의 또 다른 예로서의 접시형 용기의 형상을 도시하는 개략 단면도이다.

또, 본원 발명자는 소정 형상으로 성형된 생분해성 발포 성형물과, 그 표면에 접착되는 피복 필름을 포함하며, 상기 피복 필름이 생분해성 플라스틱을 주성분으로 하고, 적어도 소수성을 갖고 있는 생분해성 성형물에 있어서, 상기 생분해성 발포 성형물은 전분 또는 그 유도체를 주성분으로 하며, 이것에 물을 혼합하여 얻어지는 슬러리형 또는 도우(dough)형의 성형용 원료를 수증기 발포시킴으로써 성형된 생분해성 성형물에 관한 특허를 출원하였다(국제 출원 PCT/JP01/07903, 출원일 2001년 9월 12일, 본원의 우선일 시점에서 미공개).

그러나, 상기 선원 발명의 생분해성 성형물은 고습도 조건하에서의 장기간 보존시에는 전분 또는 그 유도체가 습기를 흡수하여, 연화나 변형을 일으키는 경우가 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 복잡한 형상을 하고 있더라도 충분한 강도를 실현할 수 있으며, 또한 적어도 충분한 내수성도 실현하는 데다, 매우 양호한 생분해성을 발휘할 수 있고, 또한 흡습 강도(내습 강도)가 우수한, 전분을 주성분으로 한 생분해성 성형물을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 생분해성 성형물은 상기한 목적을 달성하기 위해서, 소정 형상으로 성형된 생분해성 발포 성형물과, 그 표면에 접착되는 피복 필름을 포함하며, 그 피복 필름이 생분해성 플라스틱을 주성분으로 하고 적어도 소수성을 갖고 있는 생분해성 성형물에 있어서, 상기 생분해성 발포 성형물은 전분 또는 그 유도체를 주성분으로 하고, 이것에 물을 혼합하여 얻어지는 슬러리형 또는 도우형의 성형용 원료를 수증기 발포시킴으로써 성형된 것으로, 상기 전분 또는 그 유도체가, 하이 아밀로스 전분 또는 그 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성에 따르면, 전분을 주성분으로 하며 슬러리형 또는 도우형의 성형용 원료를 조제하고, 이것을 이용하여 수증기 발포 성형함으로써, 매우 복잡한 형상이라도 용이하게 성형할 수 있는 동시에, 성형되어 얻어지는 발포 성형물이 어느 정도의 함수율을 보유하게 되어, 종래의 전분 성형물에 비해서 우수한 강도를 발휘할 수 있다. 게다가, 이 발포 성형물에 대하여 생분해성을 갖는 피복 필름을 접착하기 위해서, 예컨대, 발포 성형물을 성형할 때의 성형 틀과 같은 것을 이용하여 열압착하거나, 발포 성형시에 동시에 접착하거나 함으로써, 발포 성형물의 형상에 맞춰 확실하고 또 용이하게 피복하는 것이 가능하게 된다.

상기 피복 필름은 일반적인 플라스틱에 가까운 성질을 갖는 생분해성 플라스틱을 주성분으로 하고, 적어도 소수성을 갖고 있으므로, 그 피복 필름을 접착하는 것만으로, 상기 전분을 주성분으로 하는 발포 성형물에 내수성을 부여할 수 있다. 게다가, 생분해성 플라스틱의 종류 등을 적절하게 선택함으로써 가스 배리어성과 그 밖의 각종 기능을 외적으로 부여할 수도 있다.

또한, 상기 구성에 따르면 상기 전분 또는 그 유도체가 하이 아밀로스 전분 또는 그 유도체를 포함하기 때문에, 고습도 환경하에서의 전분의 흡습에 의한 강도 저하를 방지하여, 물리적 강도를 향상시킬 수 있다.

한편, 본원 명세서에서 「하이 아밀로스 전분」이란 아밀로스를 50% 이상 포함하는 전분을 가리키는 것으로 한다.

본 발명의 생분해성 성형물은, 상기한 과제를 해결하기 위해서, 소정 형상으로 성형된 생분해성 발포 성형물과, 그 표면에 접착되는 피복 필름을 포함하며, 상기 피복 필름이 생분해성 플라스틱을 주성분으로 하고, 적어도 소수성을 갖고 있는 생분해성 성형물에 있어서, 상기 생분해성 발포 성형물은 전분 또는 그 유도체를 주성분으로 하며, 이것에 물 및 폴리비닐알콜을 혼합하여 얻어지는 슬러리형 또는 도우형의 성형용 원료를 수증기 발포시킴으로써 성형된 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성에 따르면, 전분을 주성분으로 하여 슬러리형 또는 도우형의 성형용 원료를 조제하고, 이것을 이용하여 수증기 발포 성형함으로써, 매우 복잡한 형상이라도 용이하게 성형할 수 있는 동시에, 성형되어 얻어지는 발포 성형물이 어느 정도의 함수율을 보유하게 되어, 종래의 전분 성형물에 비해서 우수한 강도를 발휘할 수 있다. 더구나, 이 발포 성형물에 대하여 생분해성을 갖는 피복 필름을 접착하기 위해서, 예컨대, 발포 성형물을 성형할 때의 성형 틀과 같은 것을 이용하여 열압착하거나, 발포 성형시에 동시에 접착하거나 함으로써, 발포 성형물의 형상에 맞춰 확실하고 또 용이하게 피복할 수 있게 된다.

상기 피복 필름은 일반적인 플라스틱에 가까운 성질을 갖는 생분해성 플라스틱을 주성분으로 하며, 적어도 소수성을 갖고 있으므로, 그 피복 필름을 접착하는 것만으로, 상기 전분을 주성분으로 하는 발포 성형물에 내수성을 부여할 수 있다. 더구나, 생분해성 플라스틱의 종류 등을 적절하게 선택함으로써 가스 배리어성과 그 밖의 각종 기능을 외적으로 부여할 수도 있다.

또한, 상기 구성에 따르면, 상기 성형용 원료가 폴리비닐알콜을 포함하기 때문에, 고습도 환경하에서의 전분의 흡습에 의한 강도 저하를 방지하여, 물리적 강도를 향상시킬 수 있다.

따라서, 상기 각 구성에 의하면, 이상과 같이, 복잡한 형상을 갖고 있더라도 충분한 강도를 실현할 수 있으며, 또한 적어도 충분한 내수성도 실현하는 데다, 매우 양호한 생분해성을 발휘할 수 있고, 또한 흡습 강도가 우수한, 전분을 주성분으로 한 생분해성 성형물을 제공할 수 있다.

상기 각 구성의 생분해성 성형물에 있어서, 상기 성형용 원료는 수불용성 섬유를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 특히 내압 강도를 향상시킬 수 있어, 낙하시의 파손을 방지할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 우수한 점은 이하에 기재한 내용에 의해서 충분히 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 이점은 첨부 도면을 참조한 다음의 설명에 의해 명백하게 될 것이다.

본 발명의 일 실시형태에 관해서 첨부 도면에 기초하여 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 생분해성 성형물은 소정 형상으로 성형된 생분해성 발포 성형물과, 그 표면에 접착되는 피복 필름을 포함하고, 그 피복 필름이 생분해성 플라스틱을 주성분으로 하며, 적어도 소수성을 갖고 있는 생분해성 성형물이다. 그리고, 상기 생분해성 발포 성형물은, (a) 전분 또는 그 유도체를 주성분으로 하며, 이것에 물을 혼합하여 얻어지는 슬러리형 또는 도우형의 성형용 원료를 수증기 발포시킴으로써 성형된 것으로, 전분 또는 그 유도체가 하이 아밀로스 전분 또는 그 유도체를 포함하는 것, 혹은 (b) 전분 또는 그 유도체를 주성분으로 하며, 이것에 물 및 폴리비닐알콜을 혼합하여 얻어지는 슬러리형 또는 도우형의 성형용 원료를 수증기 발포시킴으로써 성형된 것이다.

또한, 상기 생분해성 성형물에 있어서는, 생분해성 발포 성형물에 대한 피복 필름 등의 생분해성 플라스틱의 양이 일정량으로 규정되어 있거나, 혹은 생분해성 발포 성형물 중에 포함되는 공기상의 체적 비율이 규정되어 있는 것이 바람직하며, 또한, 상기 피복 필름은 그 생분해성 발포 성형물의 표면에 대략 밀착한 상태에서 피복되어 있는 것이 바람직하다. 이 때의 밀착 상태는 피복 필름이 직접 밀착하고 있는 것이 보다 바람직하지만, 접착제층을 개재하고 있어도 좋다.

한편, 이하의 설명에서는, 상기 생분해성 발포 성형물을 적절하게 「발포 성형물」이라고 약기한다. 또, 상기 슬러리형이란 적어도 전분에 물을 가한 상태에서 충분한 유동성을 갖고 있는 상태를 가리킨다. 따라서, 전분은 물에 용해되어 있을 필요는 없고, 현탁액에 가까운 상태로 되어 있으면 된다. 한편, 상기 도우형이란 상기 슬러리형보다도 유동성이 낮은 상태에서 반고형에 가까운 상태로 되어 있다.

본 발명에 따른 생분해성 성형물에 관해서 설명한다. 구체적으로는, 상기 생분해성 성형물의 일례로서 주발 형상의 용기(주발형 용기라 함)를 예로 들면, 도 1(a)에 도시한 바와 같이, 상기 주발형 용기(10a)는 상기 생분해성 발포 성형물인 용기 본체(11a)와, 그 표면을 피복하도록 직접 대략 밀착하여 접착되어 있는 피복 필름(12)을 갖고 있다. 혹은, 상기 주발형 용기(10a)에서는, 도 1(b)에 도시한 바와 같이, 용기 본체(11a)와 피복 필름(12) 사이에 개재하여 이 피복 필름(12)을 용기 본체(11a)의 표면에 접착하기 위한 접착제층(13)을 갖고 있어도 좋다. 한편, 후술하는 바와 같이, 용기 본체(11a)의 표면은 전부 피복 필름(12)으로 덮여져 있을 필요는 없으며 부분적으로 덮여지는 상태라도 좋다.

마찬가지로, 본 발명에 따른 생분해성 성형물의 다른 예로서, 접시형의 용기(접시형 용기)를 예로 들면, 도 2(a)에 도시한 바와 같이 상기 접시형 용기(10b)도 용기 본체(11b) 및 피복 필름(12)으로 이루어져 있는 구성이거나, 혹은 도 2(b)에 도시한 바와 같이 용기 본체(11b)와 피복 필름(12) 사이에 접착제층(13)을 갖는 구성으로 되어 있다.

또한, 본 발명에 따른 생분해성 성형물의 다른 예로서, 컵형의 용기(컵형 용기)를 예로 들면, 도 3(a)에 도시한 바와 같이, 이 컵형 용기(10c)도 용기 본체(11c) 및 피복 필름(12)으로 이루어져 있는 구성이거나, 혹은 도 3(b)에 도시한 바와 같이, 용기 본체(11c)와 피복 필름(12) 사이에 접착제층(13)을 갖는 구성으로 되어 있다. 한편, 도 3의 (a), (b)에서는, 상측의 도면이 컵형 용기(10c)의 종단면도이며, 하측의 도면이 상측의 도면에 대응하는 평면도(컵형 용기(10c)를 상측에서 내려다 본 도면)이다.

본 발명에 따른 생분해성 성형물의 본체(상기 용기 본체(11a·11b·11c))가 되는 상기 생분해성 발포 성형물은 전분 또는 그 유도체를 주성분으로 하며, 이것에 물을 혼합하여 얻어지는 슬러리형 또는 도우형의 성형용 원료로 수증기 발포에 의해 성형되는 것이다.

상기 성형용 원료는 전분 또는 그 유도체의 적어도 일부가 하이 아밀로스 전분인 성형용 원료(이하, 「제1 성형용 원료」라 부름), 폴리비닐알콜을 더 포함하는 성형용 원료(이하, 「제2 성형용 원료」라 부름)이다. 제1 또는 제2 성형용 원료를 이용함으로써, 고습도 환경하에서의 전분의 흡습에 의한 강도 저하를 방지하여 물리적 강도를 향상시킬 수 있다.

상기 제1 성형용 원료에 이용되는 하이 아밀로스 전분으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 아밀로스를 60% 이상 포함하는 전분이 보다 바람직하다. 이에 따라, 고습도 조건하에서의 장기간 보존에 의해서 전분이 습기를 흡수했을 때의 강도(이하, 적절하게 흡습 강도라 부름)를 더욱 향상시킬 수 있다.

성형용 원료의 주원료로서 이용되는 전분 및 그 유도체(하이 아밀로스 전분을 포함함)는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예컨대, 감자, 옥수수(콘), 타피오카, 쌀, 밀, 고구마 등, 주요 곡물로서 세계적으로 생산되고 있는 농산물로부터 용이하게 얻어지는 전분을 적합하게 이용할 수 있다. 상기 전분은 특정한 농산물로부터 제조된 것이라도 좋고, 여러 농산물로 제조된 것을 혼합하더라도 좋다.

또, 상기 하이 아밀로스 전분의 유도체는 생분해성을 저해하지 않은 범위에서 하이 아밀로스 전분을 수식한 것을 가리키며, 구체적으로는 예컨대 α화 하이 아밀로스 전분, 가교 하이 아밀로스 전분, 변성 하이 아밀로스 전분 등을 들 수 있다. 또한, 상기 수식되어 있지 않은 하이 아밀로스 전분과 상기 하이 아밀로스 전분의 유도체를 혼합한 혼합물을 이용할 수도 있다.

전분 또는 그 유도체 중에 있어서 하이 아밀로스 전분 또는 그 유도체의 함유율은 50 중량% 이상인 것이 바람직하고, 60 중량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 75 중량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이에 따라, 흡습 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 제1 성형용 원료에 포함되는 전분의 함유율은 도 4의 「(II) 주요 고형분 총량중」의 그래프에 나타낸 바와 같이, 상기 성형용 원료의 주요 고형분의 총량을 100 중량%로 한 경우, 50 중량% 이상 100 중량% 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 물도 가한 성형용 원료 전체를 100 중량%로 한 경우에는, 도 4의 「(I) 성형용 원료중」의 그래프에 나타낸 바와 같이, 20 중량% 이상 60 중량% 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 이 범위 내에 있으므로, 본 발명에 따른 생분해성 성형물은 그 주성분이 전분이라고 볼 수 있게 되어, 양호한 생분해성을 발휘할 수 있다. 한편, 상기 주요 고형분 및 그 총량에 대해서는 후술한다.

상기 제2 성형용 원료에 이용되는 폴리비닐알콜은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 1000 이상의 중합도를 갖는 폴리비닐알콜이 바람직하며, 1500 이상의 중합도를 갖는 폴리비닐알콜이 특히 바람직하다.

상기 제2 성형용 원료에 이용되는 폴리비닐알콜의 비누화도는 75% 이상인 것이 바람직하고, 90% 이상인 것이 보다 바람직하다.

상기 제2 성형용 원료에 있어서의 폴리비닐알콜의 함유량은 4.0 중량% 이상인 것이 바람직하며, 5.0 중량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 이에 따라, 흡습 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 제2 성형용 원료의 주원료로서 이용되는 전분은, 특별히 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 감자, 옥수수(콘), 타피오카, 쌀, 밀, 고구마 등, 주요 곡물로서 세계적으로 생산되고 있는 농산물로부터 용이하게 얻어지는 전분을 적합하게 이용할 수 있다. 상기 전분은 특정한 농산물로 제조된 것이라도 좋고, 여러 농산물로 제조된 것을 혼합하여도 좋다.

또한, 상기 제2 성형용 원료의 주원료로서 이용되는 전분의 유도체는, 생분해성을 저해하지 않은 범위에서 전분을 수식한 것을 가리키며, 구체적으로는 예컨대 α화 전분, 가교 전분, 변성 전분 등을 들 수 있다. 또한, 상기 수식되어 있지 않은 전분과 상기 전분의 유도체를 혼합한 혼합물을 이용할 수도 있다. 따라서, 넓은 뜻으로는 본 발명에 있어서의 전분이란, 아무런 수식도 되어 있지 않은 전분(좁은 뜻의 전분)과, 상기 전분의 유도체와, 이들의 혼합물을 포함하게 된다. 한편, 이하의 설명에서는 특별히 한정하지 않는 한 「전분」이라고 기재하고 있으면 넓은 뜻의 전분을 가리키는 것으로 한다.

상기 제2 성형용 원료에 포함되는 전분의 함유량은, 상기 성형용 원료의 주요 고형분의 총량을 100 중량%로 한 경우 50 중량% 이상 95 중량% 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 또, 물도 가한 성형용 원료 전체를 100 중량%로 한 경우에는 20 중량% 이상 75 중량% 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 이 범위 내에 있으므로, 본 발명에 따른 생분해성 성형물은 그 주성분이 전분이라고 볼 수 있게 되어, 양호한 생분해성을 발휘할 수 있다. 한편, 상기 주요 고형분 및 그 총량에 대해서는 후술한다.

상기 제2 성형용 원료에 있어서도, 전분 또는 그 유도체가 하이 아밀로스 전분을 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 흡습 강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 또, 전분 또는 그 유도체 중에 있어서의 하이 아밀로스 전분 또는 그 유도체의 함유율은 50 중량% 이상인 것이 바람직하며, 60 중량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 75 중량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이에 따라, 흡습 강도를 보다 한층 향상시킬 수 있다.

상기 제1 성형용 원료나 제2 성형용 원료(이하, 이들을 총칭하여 「성형용 원료」라 부름)에는 상기 필수 성분(제1 성형용 원료에서는 하이 아밀로스 전분 또는 그 유도체, 제2 성형용 원료에서는 전분 및 폴리비닐알콜) 이외에, 각종 첨가제가 포함되어 있더라도 좋다. 이 첨가제로서는 구체적으로는, 증량제, 강도 조정제, 가소제, 유화제, 안정제, 이형제, 균질성 조정제, 보습제, 핸드링 조정제, 도전율 조정제, 유전손실 조정제, 팽화제, 착색제 등을 들 수 있다.

이들 첨가제는, 생분해성 성형물의 제조 효율을 향상시키거나, 제조 과정에서의 문제점을 피하거나 하는 제조 과정상에서 이점이 있을 뿐만 아니라, 얻어지는 생분해성 성형물의 품위를 향상시키거나, 생분해성 성형물의 비용을 저감시킨 완성품인 생분해성 성형물에 있어서 이점이 있는 것을 예로 들 수 있다. 이들 첨가제는 발포 성형물 및 생분해성 성형물의 품질을 대폭 저하시키지 않는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니다.

상기 증량제는 성형용 원료에 첨가함으로써 그 성형용 원료를 증량시켜, 주원료인 전분의 사용량을 가능한 한 줄여 비용 절감을 도모하는 첨가제이다. 그 때문에, 전분보다 저렴한 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 폐기물 처리도 겸한 식품 등의 가공·제조에 따른 부생물을 적합하게 이용할 수 있다.

구체적으로는, 예컨대, (1) 셀러리, 당근, 토마토, 감귤류(귤, 레몬, 그레이프후루츠 등), 사과, 포토, 베리(berry)류, 파인애플, 사탕수수, 사탕무우 등의 야채나 과일을 원료로 하는 식품(음식물)의 제조·가공시 등에서 산출되는 착즙 찌꺼기나 짜고 남은 앙금, 혹은 이들의 혼합물; (2) 비지 등의 두부 등의 곡물을 원료로 하는 가공 식품의 제조시에 산출되는 부생물; (3) 정종·소주·맥주·와인 등의 주류의 제조시에 산출되는 술지게미, 소주지게미, 맥주 효모 찌꺼기, 와인 효모 찌꺼기, 혹은 이들의 혼합물; (4) 커피·홍차·보리차·녹차·우롱차 등과 같은 차류 등의 기호 식품의 추출 잔류물, 차 찌꺼기, 혹은 이들의 혼합물; (5) 대두, 옥수수, 유채, 참깨 등을 착유한 후의 착유 찌꺼기 혹은 이들의 혼합물; (6) 밀기울, 겨, 왕겨 등의 곡물 정제시에 산출되는 부생물 혹은 이들의 혼합물; (7) 글루텐밀 등 전분 생산시에 산출되는 부생물; (8) 콘컵, 비스켓, 웨이퍼, 와플 등 제과·제빵 제품의 제조시에 산출되는 베이킹 찌꺼기 혹은 이들의 혼합물; (9) 상기 각 부생물 등을 건조 처치 및/또는 분쇄 처리한 것; 등을 들 수 있다. 이들은 1종류만 이용하더라도 좋고 2종류 이상을 혼합하여 이용하더라도 좋다.

상기 강도 조정제는, 발포 성형물 및 생분해성 성형물의 강도를 조정하는(특히, 강도를 향상시킴) 첨가제이며, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는 예컨대, 상기 증량제로서 예로 든 (1)∼(9)의 각종 부생물; (10) 포도당(글루코오스), 덱스트린 또는 이성화당 등의 당류 혹은 이들의 혼합물; (11) 솔비톨, 만니톨, 락티톨 등의 당알콜 혹은 이들의 혼합물; (12) 식물성 유지, 동물성 유지, 이들의 가공 유지 등의 유지 혹은 이들의 혼합물; (13) 카르나바 왁스, 칸데리라 왁스, 밀랍, 파라핀, 마이크로크리스탈 왁스 등의 왁스(납)류 혹은 이들의 혼합물; (14) 크산탄 검, 젤란 검, 구아 검, 로카스트빈 검, 펙틴, 아라비아 검, 카라야 검, 타라 검, 카라기난, 파셀란, 한천, 알긴산, 수용성의 카르복시메틸셀룰로오스 및 그 염 등, 미생물 생산 다당류 또는 식물 유래 다당류 등의 증점 다당류 혹은 이들의 혼합물; (15) 칼슘, 나트륨, 칼륨, 알루미늄, 마그네슘, 철 등의 금속의 염화물, 황산염, 유기산염, 탄산염, 수산화물, 인산염 등의 금속염류, 혹은 이들의 혼합물; (16) 석영 가루, 규조토, 탈크, 실리콘 등의 불용성 광물류 혹은 이들의 혼합물; (17) 불수용성 섬유; (18) 유리, 금속, 탄소, 세라믹 등의 무기물 등의 각종 구조물; (19) 패각, 골분, 난각, 잎, 목분 등의 천연 소재류 혹은 이들의 혼합물; (20) 탄산칼슘, 탄소, 탈크, 이산화티탄, 실리카겔, 산화알루미늄, 비섬유 필러, 혹은 이들의 혼합물; (21) 스테아린산, 젖산, 라우린산 등의 지방산 또는 이들의 금속염 등의 염류, 또는 산아미드, 에테르 등의 지방산 유도체, 혹은 이들의 혼합물; (22) 글리세린, 폴리글리세린, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜, 글리세린지방산에스테르, 폴리글리세린지방산에스테르, 프로필렌글리콜지방산에스테르, 슈가에스테르, 레시틴, 소르비탄지방산에스테르, 폴리솔베이트 등, 그 밖의 식품 첨가물, 혹은 이들의 혼합물; (23) 셸락, 로진, 산다락 수지, 구타페르카, 다마르 수지 등의 천연 수지, 혹은 이들의 혼합물; (24) 폴리젖산 등의 생분해성 수지, 혹은 이들의 혼합물; (25) 아세틸트리부틸사이트레이트, 지르코늄염 용액, 암모늄지르코늄카르보네이트 알칼리 수용액, 혹은 이들의 혼합물; 등을 들 수 있다. 이들은 1종류만 이용하더라도 좋고 2종류 이상을 혼합하여 이용하더라도 좋다.

본 발명의 성형용 원료는 강도 조정제로서 수불용성 섬유(물에 녹지 않는 섬유)를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 더욱 강도를 향상시킬 수 있다. 특히 내압 강도를 향상시킬 수 있어 낙하시의 파손을 방지할 수 있다.

상기 수불용성 섬유로서는, 유리, 금속, 탄소, 세라믹 등의 무기물로 이루어지는 무기 섬유; 합성 섬유; 식물성 섬유; 견 등의 동물성 섬유 등을 들 수 있지만, 생분해성을 갖는 점에서, 식물성 섬유가 바람직하다.

상기 식물성 섬유로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 셀룰로오스, 미결정셀룰로오스, (수불용성)카르복시메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스 등의 다당류나 그 유도체; 종이나, 펄프; 목면, 마 등의 식물에서 분리한 식물성 천연 섬유; 견 등의 동물성 천연 섬유; 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 이들 중, 펄프가 가장 바람직하다.

한편, 여기서, 펄프란, 침엽수, 활엽수, 닥나무, 삼지닥나무 등의 각종 식물을 원료로서 적당히 처리하여, 그 구성하고 있는 섬유를 모은 것을 가리키는 것으로 한다. 또, 펄프는 버진 펄프라도 좋고, 고지 펄프라도 좋다.

상기 성형용 원료에 있어서의 수불용성 섬유의 함유율은 2∼10 중량%인 것이 바람직하다. 이에 따라, 강도를 보다 한층 향상시킬 수 있다. 특히 내압 강도를 보다 한층 향상시킬 수 있어 낙하시의 파손을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

상기 가소제는 성형용 원료의 유동 특성을 개선하여, 생성되는 발포 성형물 및 생분해성 성형물에 유연성을 부여하는 첨가제이며, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는 예컨대, 상기 증량제에서 예로 든 (1)∼(9)의 각종 부생물; 강도 조정제로서 예로 든 (10)∼(21)과 (23) 및 (24)의 각종 화합물; (26) 아세틸폴리부틸사이트레이트 또는 글리세린, 폴리글리세린, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜 등의 당알콜류, 혹은 이들의 혼합물; 등을 들 수 있다. 이들은 1종류만 이용하더라도 좋고 2종류 이상을 혼합하여 이용하더라도 좋다.

상기 유화제는 성형용 원료에 유성의 첨가제가 첨가되는 경우에, 상기 유성의 첨가제를 충분히 혼합시켜 수중유적형의 유액형으로 하기 위한 첨가제이며, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 구체적으로는 예컨대 (27) 글리세린산에스테르, 폴리글리세린산에스테르, 프로필렌글리콜지방산에스테르, 슈가에스테르, 소르비탄산에스테르, 레시틴, 폴리솔베이트 등의 계면활성제, 혹은 이들의 혼합물을 들 수 있다.

상기 안정제는 조제된 성형용 원료의 상태를 안정화시키기 위한 첨가제이며, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는 예컨대 상술한 주원료로서의 전분(좁은 뜻·수식 없음) 또는 그 유도체; 상기 강도 조정제에서 예로 든 (10) 당류; (11) 당알콜; (14) 증점 다당류; (17) 식물성 섬유나 그 유도체(단 종이를 제외함); (21) 지방산, 지방산염, 지방산 유도체; 등을 들 수 있다. 이들은 1종류만 이용하더라도 좋고, 2종류 이상을 혼합하여 이용하더라도 좋다.

상기 이형제는 성형후의 발포 성형물을 성형 틀에서 떨어지기 쉽게 하는 동시에, 발포 성형물의 표면을 가능한 한 원활하게 마무리하기 위해서 첨가하는 첨가제이며, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는 예컨대, 상기 강도 조정제에서 예로 든 (12) 유지; (13) 왁스; (14) 증점 다당류; (21) 지방산, 지방산염, 지방산 유도체; 등을 들 수 있다. 이들은 1종류만 이용하더라도 좋고, 2종류 이상을 혼합하여 이용하더라도 좋다.

상기 균질성 조정제는, 슬러리형 또는 도우형의 성형용 원료에 있어서의 균질성 즉, 성형용 원료의 「결」(이 경우, 슬러리 상태 또는 도우 상태를 형성하는 고형분의 입자 등)을 가능한 한 미세하고, 균일하며 매끄러운 상태로 하기 위한 첨가제이며, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는 예컨대, 상술한 주원료로서의 전분(좁은 뜻·수식 없음) 또는 그 유도체; 증량제에서 예로 든 (1)∼(9)의 각종 부생물; 강도 조정제에서 예로 든 (10)∼(25)의 각종 화합물; 등을 들 수 있다. 이들은 1종류만 이용하더라도 좋고, 2종류 이상을 혼합하여 이용하더라도 좋다.

상기 보습제는 발포 성형물에 일정한 수분을 포함하게 하기 위한 것으로, 상기 가소제와 같은 기능을 갖는다. 즉, 전분을 주성분으로 하는 발포 성형물이 어느 정도의 수분을 포함한 상태(보습 상태)에 있으면, 알파화한 전분의 취약함(脆性)이 저하되는 한편, 그 강도나 유연성이 향상된다고 하는 효과를 얻을 수 있다. 그 때문에, 보습제는 가소제나 강도 조정제로서도 기능한다.

상기 보습제도, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는 예컨대, 상술한 주원료로서의 전분(좁은 뜻·수식 없음) 또는 그 유도체; 증량제에서 예로 든 (1)∼(9)의 각종 부생물; 강도 조정제에서 예로 든 (10) 당류; (11) 당알콜; (12) 유지; (13) 왁스; (14) 증점 다당류; (15) 금속염류; (17) 식물성 섬유나 그 유도체; (19) 패각, 골분, 난각, 잎, 목분 등의 천연 소재류; (22) 식품 첨가물류; 등을 들 수 있다. 이들은 1종류만 이용하더라도 좋고 2종류 이상을 혼합하여 이용하여도 좋다.

상기 핸드링 조정제는, 슬러리 조정제로서 기능하는 것으로, 슬러리형 또는 도우형인 성형용 원료의 핸드링성을 향상시키는 첨가제로서, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 상기 가소제·유화제·안정제로서 예로 든 모든 재료나 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 1종류만 이용하더라도 좋고, 2종류 이상을 혼합하여 이용하더라도 좋다.

상기 도전율 조정제는 발포 성형물을 성형할 때에, 후술하는 바와 같이 내부 발열시키는 경우, 특별히 통전 가열에 의해서 내부 발열시켜 가열 성형하는 경우에, 발열 상태를 제어하기 위한 요인의 하나인, 성형용 원료의 유전률을 조정하기 위한 첨가제이며, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는 예컨대, 상기 강도 조정제에서 예로 든 (12) 유지; (13) 왁스; (14) 증점 다당류; (15) 금속염류; (28) 염류, 산, 알칼리, 알콜 등의 각종 수용성 전해질; 등을 들 수 있다. 이들은 1종류만 이용하더라도 좋고, 2종류 이상을 혼합하여 이용하더라도 좋다.

상기 유전 손실 조정제는, 발포 성형물을 성형할 때에, 특히 고주파 유전 가열에 의해서 내부 발열시켜 가열 성형하는 경우에, 발열 상태를 제어하기 위한 요인의 하나인, 성형용 원료의 유전 손실을 조정하기 위한 첨가제이며, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는 예컨대, 상기 강도 조정제에서 예로 든 (12) 유지; (13) 왁스; (15) 금속염류; (16) 불용성 광물류; (17) 식물성 섬유나 그 유도체; 상기 유전률 조정제에서 예로 든 (28) 각종 수용성 전해질; (29) 지르코늄염, 암모늄지르코늄카르보네이트 용액 등의 지르코늄염 함유 화합물, 혹은 이들의 혼합물; 등을 들 수 있다. 이들은 1종류만 이용하더라도 좋고, 2종류 이상을 혼합하여 이용하더라도 좋다.

상기 팽화제는, 성형용 원료의 발포 정도를 조정하거나, 팽화를 보다 촉진하여 형상이나 용도에 알맞은 발포 성형물로 하기 위한 첨가제이며, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는, 예컨대, (30) 벤젠술포히드라진 화합물, 아조니트릴 화합물, 니트로소 화합물, 디아조아세트아미드 화합물, 아조카르복실산 화합물 등의 유기계 팽화제 및 이들을 포함하는 각종 제제; (31) 이스파타 등의 암모니아계 팽창제 및 이들을 포함하는 각종 제제; (32) 탄산수소나트륨, 암모늄명반타르타르산수소염, 탄산마그네슘 등의 무기계 팽화제 및 이들을 포함하는 각종 제제; 등을 들 수 있다. 이들은 1종류만 이용하더라도 좋고, 2종류 이상을 혼합하여 이용하더라도 좋다.

상기 착색제는 발포 성형물 전체를 착색할 목적으로 첨가되는 첨가제이며, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는 예컨대, (33) 이산화티탄이나 카본블랙 등의 무기계 안료; (34) 예컨대 컬러 인덱스에서 규정되는 각종 착색료와 같은 천연 또는 합성의 유기계 염료; (35) 카라멜, 카카오말 등의 천연 소재의 착색제; 등을 들 수 있다. 이들은 1종류만 이용하더라도 좋고, 2종류 이상을 혼합하여 이용하더라도 좋다.

여기서, 상기 성형용 원료에 포함되는 첨가제 중, 증량제(증량성 첨가제라고도 표현하는 경우가 있음)의 함유량은 그 성형용 원료의 주요 고형분 총량에 포함되는 전분의 함유량 이하인 것이 바람직하다.

즉, 증량성 첨가제(증량제)는 특별히 포함되어 있지 않더라도 좋지만, 본 발명에 따른 생분해성 성형물의 원료 비용을 삭감하거나, 혹은, 상술한 각종 폐기물을 유효하게 이용하는 관점에서, 전분의 함유량과 당량이 되는 양을 최대로 하는 범위 내에서 포함되어 있는 것이 바람직하다. 그래서, 주원료인 전분과, 첨가제 중 증량성 첨가제인 증량제에 대해서는 이들을 통합하여 주요 고형분으로 한다.

한편, 주요 고형분 중, 증량성 첨가제가 전분의 함유량을 넘어 포함되어 있으면, 얻어지는 생분해성 성형물의 주성분이 실질적으로 전분이 아니게 되기 때문에, 생분해성 성형물의 성질이 저하되어 버리기 때문에 바람직하지 못하다. 또, 성형용 원료에 포함되는 「고형분」에는 기능성 첨가제의 고형분도 포함되기 때문에(도 4의「(I) 성형용 원료중」의 그래프 참조), 상기 전분 및 증량제를 통합하여 「주요 고형분」이라고 표현한다.

즉, 본 발명에 따른 제1 성형용 원료에서는, 도 4의「(II) 주요 고형분 총량중」의 그래프에 나타낸 바와 같이, 주요 고형분(전분 및 증량제)의 총량(주요 고형분 총량)을 100 중량%로 한 경우, 전분(유도체도 포함함)이 50 중량% 이상 100 중량% 이하의 범위 내로 되고, 증량제는 0 중량% 이상 50 중량% 미만의 범위 내(도면에서는 0∼50 중량% 미만으로 기재)가 된다.

또한, 본 발명에 따른 제1 성형용 원료에서는, 도 4의 「(I) 성분용 원료 중」의 그래프 가로에 기재하고 있는 것과 같이, 상기 주요 고형분 총량은, 물도 첨가한 성형용 원료 전체를 100 중량%로 한 경우에는 70 중량% 이하가 되는 것이 바람직하다.

또, 상기 성형용 원료에 포함되는 첨가제 중, 상기 증량제(증량성 첨가제)를 제외한 각 첨가제(기능성 첨가제라 함)의 함유량은, 본 발명에 따른 제1 성형용 원료에서는, 도 4의 「(I) 성형용 원료중」에 나타낸 바와 같이, 물도 가한 성형용 원료 전체를 100 중량%로 한 경우에는, 0 중량% 이상 25 중량% 이하의 범위 내인 것이 바람직하며, 0 중량% 이상 20 중량% 이하의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 또, 주요 고형분 총량을 100 중량%로 한 경우의 기능성 첨가제의 첨가량, 즉 주요 고형분 총량에 대한 기능성 첨가제의 양은, 성형용 원료에 있어서의 최종적인 함유량이 상기 범위 내로 들어가면 특별히 한정되는 것은 아니다.

즉, 상기 기능성 첨가제도 상기 증량제와 마찬가지로 성형용 원료에는 특별히 포함되어 있지 않더라도 좋지만, 본 발명에 따른 생분해성 성형물의 성능을 향상시키기 위해서는, 성형용 원료 100 중량% 중 25 중량% 이하로 포함되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 기능성 첨가제가 25 중량%를 넘어 포함되는 경우에는, 그 함유량에 따른 만큼의 기능이 발휘되지 않게 되는 데다, 상황에 따라서는 생분해성 성형물의 성능을 저하시킬 우려가 있기 때문에 바람직하지 못하다.

상기 주요 고형분(주원료로서의 전분+증량제) 및 기능성 첨가제를 통합하여 원료 성분으로 한 경우, 본 발명에서 이용되는 성형용 원료에는, 또한 물이 포함되어 있다. 여기서 말하는 물이란, 공업용으로 이용되는 물이면 되며, 특별히 한정되는 것이 아니다.

상기 성형용 원료에 있어서의 물의 함유량으로서는, 도 4의 「(I) 성형용 원료중」의 그래프에 나타낸 바와 같이, 상기 성형용 원료를 100 중량%라고 하면, 20 중량% 이상 70 중량% 이하의 범위 내로 되도록, 바람직하게는 25 중량% 이상 55 중량% 이하의 범위 내가 되도록 물을 첨가한다.

바꾸어 말하면, 도 4의 「(III) 원료 성분과 물과의 대비」의 그래프에 나타낸 바와 같이, 성형용 원료에 있어서의 원료 성분(주요 고형분+기능성 첨가제) 총량을 100 중량%로 한 경우, 물은 25 중량% 이상 230 중량% 이하의 범위 내에서 첨가하며, 바람직하게는 33 중량% 이상 120 중량% 이하의 범위 내에서 첨가한다. 물의 함유량이 상기 범위 내라면, 성형용 원료는 슬러리형 또는 도우형으로 된다.

성형용 원료 중의 물의 함유량이 20 중량% 미만이라면, 성형용 원료에 포함되는 수분이 지나치게 적어 유동성이 거의 없어져 성형상 바람직하지 못하다. 한편, 70 중량%을 넘으면, 성형용 원료에 포함되는 물의 함유량이 지나치게 많아 고형분 의 함유량이 지나치게 저하되어 버려 충분한 성형을 할 수 없게 되기 때문에 바람직하지 못하다.

상기 성형용 원료가 슬러리형 또는 도우형으로 되어 있으므로, 후술하는 것과 같이 성형 틀의 캐비티 내에 용이하게 성형용 원료를 충전하는 것이 가능하게 되어, 성형 가공성이 향상된다. 또한, 성형후의 발포 성형물에 어느 정도의 수분을 잔존시킬 수 있게 되어, 후술하는 바와 같이 발포 성형물의 유연성을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 성형용 원료에는 상술한 주원료·첨가제·물 이외에, 그 밖의 첨가제가 포함되어 있더라도 좋다. 기타 첨가제의 구체예로서는, 생분해성 성형물에 어떠한 기능을 부여하는지에 따라 적절하게 선택되는 것으로 특별히 한정되는 것은 아니다.

또, 본 실시형태에서 설명하고 있는 슬러리형 또는 도우형이란 성형용 원료의 유동성에 기초하여 편의적으로 분류하고 있을 뿐으로, 물의 함유량에는 관계가 없다. 예컨대, 어느 함유량으로 물이 포함되어 있는 성형용 원료가 슬러리형이어서, 그 성형용 원료에 있어서의 안정제나, 비지 등과 같은 흡수성의 증량제, 혹은 펄프 등의 함유량을 증가시키면, 도우형으로 되는 경우가 있다. 마찬가지로, 단백질과 같은 결착제를 첨가함에 의해서도 유동성이 감소되어 도우형으로 되는 경우도 있다.

상술한 성형용 원료를 이용함으로써 상기 발포 성형물이 성형되는데, 그 성형 방법으로서는, 원하는 성형물의 형상에 맞춘 캐비티를 가지고, 적어도 2개 이상의 부분으로 이루어지는 성형 틀을 이용하는 방법을 들 수 있다. 상기 성형 틀의 캐비티 내에 상기 성형용 원료를 투입하여 가열·가압함으로써 상기 발포 성형물을 성형한다.

상기 성형 틀로서는 성형후에 발포 성형물을 꺼낼 수 있도록 분할 가능하게 되어 있는 2개 이상의 금속제의 틀 부재를 적어도 갖는 구성을 들 수 있다.

구체적으로는, 도 5(a), 도 6(a), 도 7(a)에 도시한 바와 같이, 상하 2개의 금속제의 틀 부재(21a·22a)로 이루어지는 금형(20a), 틀 부재(21b·22b)로 이루어지는 금형(20b) 또는 틀 부재(21c·22c)로 이루어지는 금형(20c)이나, 도 8(a)에 도시한 바와 같이, 상기 틀 부재(21c)와 같은 형상을 갖는 상측의 틀 부재(21d)와, 상기한 하측의 틀 부재(22c)가 2분할되어 이루어지는 형상을 갖는 하측의 틀 부재(23d·24d)로 이루어지는 금형(20d) 등을 성형 틀의 예로서 들 수 있다.

즉, 본 발명에 이용되는 성형 틀은 분할 가능한 복수의 틀 부재를 포함하는 구성으로 되어 있으면 되며, 분할 방법(즉 틀 부재의 개수)은 발포 성형물의 형상에 맞춰 적절히 설정되는 것으로 특별히 한정되는 것은 아니다.

예컨대, 상기 주발형 용기(10a)나 접시형 용기(10b)는, 평면적으로 넓어지는 방향의 사이즈가 큰 형상으로 되어 있기 때문에, 상기 금형(20a)이나 금형(20b)과 같이, 상하 2분할의 성형 틀이 바람직하게 이용된다. 한편, 상기 컵형 용기(10c)의 경우라도, 금형(20a)이나 금형(20b)과 마찬가지로, 상하 2 분할의 성형 틀인 금형(20c)이라도 좋지만, 이 컵형 용기(10c)는 주발형 용기(10a)나 접시형 용기(10b)에 비해서 높이 방향의 사이즈가 큰 형상으로 되어 있기 때문에, 금형(20c)과 같은 2 분할 타입보다도 금형(20d)과 같이 3 분할 타입이 보다 바람직하게 이용된다.

상기 금형(20a·20b·20c)은, 상하의 각 틀 부재(21a·21b·21c 및 22a·22b·22c)를 조합시킨 상태에서, 도 5(b)·도 6(b)·도 7(b)에 도시한 바와 같이, 내부에 원하는 발포 성형물(도 1 내지 도 3 참조)의 형상에 맞춘 캐비티(25a·25b·25c)가 형성되도록 되어 있다. 마찬가지로, 상기 금형(20d)도, 각 틀 부재(21d·23d·24d)를 조합시킨 상태에서, 도 8(b)에 도시한 바와 같이, 캐비티(25d)가 형성되도록 되어 있다.

또한, 도시하지 않지만, 상기 금형(20a·20b·20c·20d)에는 발포 성형물을 빼내기 위한 녹아웃 핀이나, 상기 각 틀 부재(21a∼21d와 22a∼22c 및 23d·24d)를 가동적으로 연결시키는 힌지나 가이드 또는 바 등이 구비되어 있더라도 좋다.

또한, 본 실시형태에서는, 성형 틀의 일례로서, 상기 금형(20a·20b·20c·20d)을 예로 들었지만 이것에 한정되는 것이 아니라, 종래 공지의 여러 가지 성형 틀을 이용할 수 있으며, 또한 그 형상도 발포 성형물의 형상에 맞춰 적절하게 선택할 수 있다.

다만, 후술하는 바와 같이, 본 발명에서 이용되는 성형 틀에는, 수증기 발포 성형을 위한 내열성이 요구되며, 동시에 강도·내마모성 등도 필요하다. 또한 마이크로파를 이용하여 내부 가열을 하는 경우에는, 마이크로파 투과성이 필요하다. 따라서, 마이크로파를 이용한 내부 가열에서는, 상기 성형 틀로서, 마이크로파 투과성, 내열성, 강도, 내마모성을 갖춘 수지나 세라믹 등으로 이루어지는 성형 틀이 바람직하게 이용되지만, 그 이외의 경우, 특히 후술하는 통전, 고주파 유전을 이용한 내부 가열의 경우는, 틀 자체도 전극의 일부로서 작용한다는 점에서, 금속제의 「금형」인 것이 보다 바람직하다.

상기 성형시의 가열 수법으로서는, 예컨대 직화나 원적외선, 전기 히터, IH 가열 장치 등, 성형 틀을 직접 가열하는 직접 가열 수단에 의한 외부 가열이나, 통전 가열, 고주파 유전 가열, 마이크로파 가열 등, 내부의 성형용 원료 그 자체를 가열하는 내부 가열 수단에 의한 내부 가열을 이용할 수 있다.

외부 가열의 경우, 성형 틀(금형(20a) 등)을 상기 직접 가열 수단에 의해 직접 가열한다. 이로써, 성형 틀로부터 캐비티(캐비티(25a) 등) 내에 있는 성형용 원료가 외부 가열되어, 그 성형용 원료가 수증기 발포함으로써 발포 성형물이 성형된다.

한편, 내부 가열의 경우, 외부 가열용의 상기 성형 틀과 같은 형상인 것을 이용할 수 있지만, 이 경우, 예컨대 도 9에 모식적으로 도시한 바와 같이, 상기 금형(20a)을 예로 들면, 각 틀 부재(21a·22a)의 조합에 있어서, 각 틀 부재(21a·22a)에 대하여 각각 전극(26·26)을 접속하는 동시에 각 틀 부재(21a·22a)의 접촉 부분에 절연체(27)를 배치하고, 또 전극(26·26)에는 전원(28)을 접속하여 이루어지는 구성을 이용할 수 있다. 이로써, 캐비티(25a) 내에 충전되는 성형용 원료를 내부 가열시킬 수 있다. 한편, 전극(26)은 상기 전원(28) 외에 기타 도시하지 않은 스위치나 제어 회로 등에 접속되어 있다.

또한, 상기 전극(26)을 틀 부재(21a) 또는 틀 부재(22a)에 배치하는 구성은 상기 외부 가열인 경우에도 적용할 수 있다. 즉, 외부 가열의 경우라도, 성형 틀을 직접 가열하기 위해서, 직접 가열 수단 및 전극(26)을 배치하는 구성을 채용할 수 있다. 따라서, 상기 전극(26)을 배치하는 도 9에 도시하는 구성은 외부 가열 및 내부 가열의 쌍방에 병용하는 것이 가능하다.

가열 성형에 있어서의 가열 온도는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 외부 가열의 경우는, 성형 틀을 140℃ 이상 240℃ 이하의 범위 내에서 가열하는 것이 바람직하다. 성형 틀의 가열 온도가 이 범위 내라면, 캐비티(캐비티(25a) 등) 내의, 슬러리형 또는 도우형의 성형용 원료를 충분히 가열하여 고형물로서의 성형물을 얻을 수 있다. 또한, 상기 온도 범위는 물의 비점 100℃ 이상이기 때문에, 성형용 원료 중에 포함되는 수분은 반드시 증발하여 수증기로 되어 기포가 생긴다. 그렇기 때문에, 생성되는 성형물은 반드시 수증기 발포하게 되어, 상기 발포 성형물을 용이하게 얻을 수 있다.

한편, 내부 가열의 경우는, 상기 전극(26)에 대하여 저주파 교류 전압이나 고주파 전계를 인가함으로써, 캐비티(캐비티(25a) 등) 내의 성형용 원료 그 자체를 내부 가열시키기 때문에, 가열 온도도 내부 가열에 따른 각종 조건에 의존하며, 특별히 한정되는 것은 아니고, 성형용 원료가 수증기 발포하는 온도 범위면 된다.

상기 각종 조건으로서는, 구체적으로는 전극(26)의 특성이나, 상기 저주파 교류 전압이나 고주파 전계의 크기가 크게 관여하지만, 그 외에, 상술한 바와 같이, 성형용 원료의 도전율이나 유전 손실에도 크게 의존한다. 즉, 통전 가열에 의해서 가열 성형할 때는 그 발열 상태는 성형용 원료의 도전율에 의해 제어되며, 고주파 유전 가열에 의해서 가열 성형할 때는 그 발열 상태는 성형용 원료의 유전 손실에 의해서 제어되기 때문이다.

상기 각종 조건의 구체적인 설정 범위에 대해서는 실용상, 캐비티 내의 온도가 외부 가열과 같은 온도 범위가 되도록 설정하면 되며, 특별히 한정되는 것은 아니다.

상기 가열 시간은, 가열 온도와, 발포 성형물의 형상이나 두께 등에 따라서 적절히 설정되는 것인데, 적어도 성형후의 발포 성형물의 함수율이 소정 범위 내에서 수습되는 시간인 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 성형용 원료 중의 수분을 거의 완전히 증발시키지 않는 시간인 것이 바람직하다.

상기 가열 시간이 발포 성형물의 수분이 후술하는 소정 범위보다도 작아질 때까지 장시간에 이르면, 그 발포 성형물은 과잉 발포 상태가 되는 데에 소정의 함수율을 갖지 않게 되기 때문에, 딱딱하게 또 잘 부서지게 되어, 발포 성형물의 품위를 저하시키기 때문에 바람직하지 못하다.

구체적인 가열 시간은, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예컨대 고주파 유전 가열을 실시하는 경우에는, 일반적인 외부 가열에 비해서 훨씬 단시간에 성형 가능하게 되고, 또한 발포 성형물이 두꺼운 경우에는 가열 시간이 길어지는 경향이 있다. 그렇기 때문에 가열 시간은 기본적으로는 가열 수법이나 발포 성형물의 형상 등에 따라 적절히 설정되는 것이지만, 일반적으로는 10초 이상 5분 이내의 범위 내인 것이 바람직하다.

가열 성형시의 가압은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 일반적으로는 예컨대, 5 kg/cm² 이상 50 kg/m² 이하의 범위 내가 바람직하게 이용된다. 물론, 이 성형 압력은 여러 가지 조건에 따라서 변경 가능하다.

상기 금형(20a·20b·20c·20d) 등의 성형 틀을 이용하여 캐비티(25a·25b·25c·25d) 내의 성형용 원료를 가열·가압함으로써, 도 10의 (a)·(b)·(c)에 도시한 바와 같이, 발포 성형물로서, 주발형의 용기 본체(11a), 접시형의 용기 본체(11b), 혹은 컵형의 용기 본체(11c)를 얻을 수 있는데, 이들 발포 성형물은 성형후의 최종적인 함수율이 3 중량% 이상 20 중량% 이하의 범위 내, 바람직하게는 3 중량% 이상 15 중량% 이하의 범위 내로 되고 있다.

최종적인 함수율이 3 중량% 미만이면, 함수율이 너무 낮아 발포 성형물이 딱딱하고 또 잘 부서지게 되어 버려, 유연성이 저하되기 때문에 바람직하지 못하다. 한편, 함수율이 20 중량%을 넘으면, 함수율이 지나치게 높아 발포 성형물이 필요 이상으로 습기를 머금게 되어, 중량이 늘어나거나, 피복 필름(12)의 접합이나 밀착이 어렵게 되기 때문에 바람직하지 못하다.

상기 보습제의 설명에서 기술한 바와 같이, 전분을 단순히 알파화하여 성형물을 얻는 것만으로는 그 성형물은 딱딱하고 잘 부서지게 되어 그 용도는 매우 한정된다. 그래서, 본 발명에서는, 성형용 원료를 슬러리형 또는 도우형으로 하여, 충분한 물을 포함시키고 있기 때문에, 단순히 성형한 것만으로, 생성되는 발포 성형물의 함수율을 상기 범위 내로 설정하는 것이 가능하다. 한편, 성형 조건이나 기타 환경 조건에 따라, 함수율이 상기 범위 내에서 다소 떨어지는 경우가 있지만, 이 경우는 일정 습도의 고(庫) 내에 발포 성형물을 일정 시간 방치하거나, 수분을 분무하거나 반대로 건조고 내에 일정 시간 방치함으로써, 함수율을 조정할 수 있다.

본 발명에 따른 생분해성 성형물에 있어서는, 상기 발포 성형물(용기 본체(11a) 등)의 표면에 대하여, 생분해성 플라스틱으로 이루어지는 피복 필름(12)이 접착된다. 이 피복 필름(12)은 적어도 소수성을 갖고 있기 때문에, 상기 발포 성형물에 접착함으로써, 그 발포 성형물에 적어도 내수성을 부여할 수 있다. 또, 상기 피복 필름(12)은 더욱 가스 배리어성, 단열성, 내마모성, 강도의 향상, 유연성 등을 부여하는 것이면 보다 바람직하다.

특히, 본 발명에 따른 생분해성 성형물을 밀폐성이 높은 보존 용기 등에 이용하는 경우에는, 내부에 수용되는 수용물의 산화나 흡습을 피해야 할 필요가 있기 때문에, 피복 필름(12)은 가스 배리어성을 부여할 수 있는 것, 즉 가스 배리어성을 갖는 것이 매우 바람직하다.

또, 특히, 본 발명에 따른 생분해성 성형물을 컵면 용기 등에 이용하는 경우에는, 내부에 수용되는 수용물의 열에 의한 생분해성 성형물의 변형이나 용융을 피할 필요가 있기 때문에, 피복 필름(12)은 높은 내열성을 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 피복 필름(12)은 연화 개시 온도가 130℃ 이상인 것이 바람직하며, 연화 개시 온도가 150℃ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 피복 필름(12)은 융점이 170℃ 이상인 것이 바람직하며, 융점이 200℃ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 피복 필름(12)은 연화 개시 온도가 130℃ 이상이며, 또, 융점이 170℃ 이상인 것이 특히 바람직하고, 연화 개시 온도가 150℃ 이상이며, 또, 융점이 200℃ 이상인 것이 가장 바람직하다. 이들에 의해, 내부에 수용되는 수용물의 열 등의 열에 의한 생분해성 성형물의 변형이나 용융을 피할 수 있다.

상기 피복 필름(12)의 원료는, 생분해성을 발휘할 수 있는 동시에, 적어도 상기 발포 성형물의 표면에 접착한 후에 내수성, 바람직하게는 가스 배리어성 등을 발휘할 수 있는 재료라면 특별히 한정되는 것은 아니다.

구체적으로는, 예컨대, 3-히드록시부티르산-3-히드록시발레르산 공중합체, 폴리-p-히드록시벤즈알데히드(PHB), 폴리부틸렌숙시네이트(PBS), 폴리카프로락톤(PLC), 초산셀룰로오스계(PH) 중합체, 폴리에틸렌숙시네이트(PESu), 폴리에스테르아미드, 변성 폴리에스테르, 폴리젖산(PLA), 마타비(등록 상표임, 이탈리아·노바몬트사: 전분을 주성분으로 하고, 생분해성을 갖는 폴리비닐알콜계 수지나 지방족 폴리에스테르계 수지 등을 부성분으로 하고 있음), 셀룰로오스·키토산 복합물 등의 소위 「생분해성 플라스틱」으로서 공지의 여러 가지 재료를 들 수 있다. 이들 원료는 1종류만 이용되더라도 좋고, 2종류 이상의 복합물로서 이용되더라도 좋다. 또, 이들 생분해성 플라스틱에는 생분해성의 가소제, 필러 등의 부원료가 첨가되어 있더라도 좋다.

상기 피복 필름(12)의 원료로서는, 양호한 가스 배리어성이나 내투습성, 내열성을 지닌다는 점에서, 변성 폴리에스테르가 바람직하다. 또, 상기 피복 필름(12)으로서는 강도, 내열성, 가스 배리어성이 우수하다는 점에서, 이축 연신된 생분해성 필름이 바람직하다. 따라서, 상기 피복 필름(12)으로서는 이축 연신된 변성 폴리에스테르가 가장 바람직하다.

또한, 상기 각 원료(생분해성 플라스틱)에 대하여 전분을 혼합하여 피복 필름(12)을 작성하더라도 좋다. 이 경우, 상기 생분해성 플라스틱 대 전분의 혼합비는 피복 필름(12)의 소수성 등의 각종 기능을 저하시키지 않는 한 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 중량비로 1:1 정도의 혼합비를 바람직하게 이용할 수 있다.

아울러, 상기 피복 필름(12)에는 여러 가지 첨가제가 첨가되어 있더라도 좋다. 구체적인 첨가제로서는 예컨대, 착색제나, 내수성·가스 배리어성 등을 향상시킬 수 있는 첨가제, 접착시의 연화에 있어서의 각종 특성을 향상시키는 첨가제 등을 들 수 있지만 특별히 한정되는 것은 아니다.

상기 피복 필름(12)의 두께(막 두께)는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 발포 성형물에 접착되기 전이라면, 0.01 mm 이상 수 mm 이하의 범위 내의 필름 또는 시트로 되어 있으면 된다.

또한, 상기 피복 필름(12)은 후술하는 바와 같이, 가열 연화되어 발포 성형물의 표면에 접착되기 때문에, 접착된 후의 두께는 상기 범위 내보다도 얇게 되어 있다. 이 접착후의 피복 필름(12)의 두께는 원료인 생분해성 플라스틱의 종류에 따라서, 내수성이나 가스 배리어성 등을 발휘할 수 있을 정도의 두께로 적절히 설정되는 것으로 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 그 상한이 80 ㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 50 ㎛ 이하이다. 하한도, 상기한 바와 같이 내수성이나 가스 배리어성 등을 발휘할 수 있을 정도의 두께면 되며, 일반적으로는 5 ㎛ 이상이 바람직하게 이용된다.

본 발명에 따른 생분해성 성형물에 있어서는, 전체 중량 중, 발포 성형물이 차지하는 중량이 60 중량% 이상인 것이 바람직하다. 즉, 본 발명에 따른 생분해성 성형물에 있어서는, 전체 중량 중, 생분해성 플라스틱이 차지하는 중량이 적어도 40 중량% 미만인 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 생분해성 플라스틱은 전분보다도 생분해 속도가 느리다. 구체적으로는, 전분을 주성분으로 하는 발포 성형물의 생분해 속도를 1로 규정한 경우, 동일한 중량의 생분해성 플라스틱의 생분해 속도는 생분해성 플라스틱의 종류나 형상에 따라 대폭 다르지만, 일반적으로 수분의 1∼십수분의 1의 범위 내에 있다고 볼 수 있다.

그 때문에, 생분해성 성형물 중에 포함되는 생분해성 플라스틱의 양이 지나치게 많으면, 아무리 생분해성을 갖고 있다고 하더라도, 생분해성 성형물의 전체적인 생분해성이 떨어지게 된다. 그렇기 때문에, 보다 우수한 생분해성을 발휘하게 하기 위해서, 전체 중량 중의 생분해성 플라스틱의 양의 상한을 규정해 두는 것이 매우 바람직하게 된다.

여기서, 본 발명에 따른 생분해성 성형물에 있어서는, 생분해성 플라스틱으로서는, 상기 피복 필름(12)이 반드시 포함되어 있는 동시에, 후술하는 접착제(접착제층(13))로서 생분해성 플라스틱이 이용되는 경우도 있다. 그래서, 생분해성 플라스틱의 양의 상한을 규정한다는 것은 이들 피복 필름(12)이나 접착제층(13)의 양의 상한을 규정하는 것이 된다.

다만, 상기 접착제(13)는 반드시 이용할 필요는 없고(예컨대 도 1(a)에 도시하는 주발형 용기(10a) 등), 또한 상기 접착제층(13)으로서는, 후술하는 바와 같이 전분계 등과 같은 비플라스틱제의 천연 소재를 이용하는 것도 가능하다. 그래서, 본 발명에 따른 생분해제 성형물은 전분을 주체로 하는 발포 성형물의 양을 규정함으로써, 상기 생분해성 플라스틱의 양을 규정한다.

본 발명에 따른 생분해성 성형물에서는, 피복 필름(12)이나 접착제층(13)이 필름화되어 있기 때문에, 생분해성 플라스틱은 분해되기 쉽게 되어 있다. 이 점을 고려하면, 본 발명에 따른 생분해성 성형물에 있어서는 상기한 바와 같이, 발포 성형물이 차지하는 중량을 60 중량% 이상으로 함으로써, 적어도 생분해성 플라스틱(피복 필름(12)이나 접착제층(13))의 중량을 40 중량% 미만으로 규정하게 된다. 그 결과, 생분해성 플라스틱과 발포 성형물과의 생분해 밸런스가 양호하게 되고, 그렇기 때문에, 생분해성 성형물의 생분해성을 보다 한층 향상시킬 수 있다.

특히, 발포 성형물은 발포체이므로 생분해성이 양호하지만, 이에 대응하여 피복 필름(12)이나 접착제층(13)의 함유량이 억제되기 때문에, 전체적으로 보아, 매우 양호한 생분해성을 발휘할 수 있다. 그 때문에, 본 발명에 따른 생분해성 성형물을 식품 트레이 등에 이용한 경우, 식품의 잔류물과 함께 비료화하여도 하등 문제는 발생하지 않는다.

본 발명에 따른 생분해성 성형물에 있어서는 전체 중량 중, 발포 성형물이 차지하는 중량이 60 중량% 이상인 것이 바람직하다. 즉, 본 발명에 따른 생분해성 성형물에서는 전체 중량 중, 생분해성 플라스틱이 차지하는 중량이 적어도 40 중량% 미만인 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 피복 필름(12)이 접착되어 있는 구성은, 생분해성 성형물의 제조 방법에 의해서, 발포 성형물에 직접 접착하는 구성(예컨대 도 1(a) 참조)과, 접착제층(13)을 통해 접착하는 구성(예컨대 도 1(b) 참조)의 2종류가 있는데, 후자의 구성이라면 피복 필름(12)의 접착에는 접착제가 필요하게 된다.

상기 접착제로서는, 생분해성을 지니며, 또한 발포 성형물에 대하여 피복 필름(12)을 접착할 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는, 예컨대, 전분이나 단백질을 주원료로 하는 천연성의 각종 풀이나 결착제, 이들에 PVA(폴리비닐알콜)을 혼합한 것 등, 수성의 접착제; 물에 난용성 또는 불용성이며, 열변성에 의해서 굳어지는 단백질; 상기 피복 필름(12)의 융점 이하에서 용융 가능한 저융점 생분해성 플라스틱(일반적으로 합성품) 및 이들의 혼합물 등의 저융점의 접착제; 상온에서 유동성을 갖는 열경화성의 접착제; 등을 들 수 있다.

상기 수성의 접착제는, 천연성인 것이 주체이며, 기본적으로 발포 성형물과 같은 전분 등의 재료가 원료로 되고 있기 때문에, 생분해성이나 안전성이 매우 우수하다고 하는 이점이 있다. 상기 수성 접착제의 사용 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 솔 등으로 발포 성형물 표면에 도포한 후, 피복 필름(12)을 접착하거나, 반대로 피복 필름(12)의 표면에 도포한 뒤에, 발포 성형물 표면에 접착하거나 하면 된다.

또, 상기 저융점의 접착제로서는, 상기 피복 필름(12)의 융점 이하에서 용융 가능한 저융점 생분해성 플라스틱(일반적으로 합성품) 및 이들의 혼합물 등을 이용할 수 있다. 즉, 상기 피복 필름(12)의 구체예로서 예로 든 생분해성 플라스틱 중, 가장 표층이 되는 피복 필름(12)으로서 선택된 생분해성 플라스틱보다도 융점이 낮은 것, 구체적으로는, 피복 필름(12)의 연화점보다도 낮은 온도에서 용융되거나, 피복 필름(12)의 연화점 이상 융점 미만의 온도에서 용융되는 것을 적절하게 선택하여 채용할 수 있다.

예컨대, 피복 필름(12)으로서, 폴리젖산이나 변성 폴리에스테르를 주성분으로 하는 필름을 이용하는 경우에는, 이들의 연화점이, 80℃∼100℃ 범위 내이기 때문에, 상기 저융점의 접착제로서, 융점이 60℃∼70℃인 폴리카프로락톤을 바람직하게 이용할 수 있다.

상기 저융점 생분해성 플라스틱은 통상은 필름형으로 형성하여 이용한다. 즉 상기 저융점 생분해성 플라스틱은 접착제 필름으로서 이용하는 것이 매우 바람직하다. 후술하는 바와 같이, 상기 피복 필름(12)은 발포 성형물에 대하여 접착 틀에 의해 가열·가압 프레스되어 접착되기 때문에, 이 때, 피복 필름(12)과 발포 성형물과의 사이에, 저융점 생분해성 플라스틱으로 이루어지는 접착제 필름을 끼워 넣으면, 가열·가압 프레스에 의해서, 저융점 생분해성 플라스틱이 용해되기 때문에, 양호한 접착제로서 기능한다.

상기 수성의 접착제나 저융점 생분해성 플라스틱을 포함하는, 본 발명에 이용하는 접착제로서는 휘발성의 유기 용매를 사용하지 않은 것이 바람직하다. 유기 용매를 사용한 경우, 피복 필름(12)의 접착 공정에서, 휘발하여 유기 용매의 확산 등을 방지하기 위한 장치를 설치할 필요가 있고, 그렇기 때문에, 제조 설비가 대형화되기 때문에 바람직하지 못하다.

다음으로, 본 발명에 따른 생분해성 성형물의 제조 방법에 관해서 다음에 설명한다.

본 발명에 따른 생분해성 성형물의 제조 방법으로서는, 먼저 성형용 원료로 소정 형상의 발포 성형물을 수증기 발포 성형시킨 후에, 피복 필름을 접착하는 방법(후접착법이라 함)과, 성형용 원료의 수증기 발포 성형과 동시에 피복 필름을 접착하는 방법(동시접착법이라 함)의 2종류가 있다.

우선, 후접착법에 관해서 설명한다. 이 후접착법은 적어도 상기 성형용 원료로 소정 형상의 발포 성형물(용기 본체(11a·11b·11c) 등)을 수증기 발포 성형하는 성형 공정과, 상기 피복 필름(12)을 가열하여 연화시키고 나서 상기 발포 성형물 표면에 압착하여 접착하는 접착 공정의 2 공정을 포함하고 있는 것이다. 이 방법으로 얻어지는 생분해성 성형물은 도 1(b)·도 2(b)·도 3(b) 등에 도시한 바와 같이, 피복 필름(12)과 발포 성형물(용기 본체(11a·11b·11c)) 사이에 접착제층(13)을 포함하는 구성으로 된다.

이로써, 성형 시점에서 충분한 강도를 발휘할 수 있을 정도의 함수율을 갖게 할 수 있는 동시에, 안정된 함수율의 본체(발포 성형물)에 대하여 피복 필름(12)을 안정적으로 접착하여 이루어지는 생분해성 성형물을 얻을 수 있다.

여기서, 상기 피복 필름(12)의 접착시에는, 상기 발포 성형물의 성형에 이용되는 성형 틀(금형(20a) 등)과 대략 동일 형상을 갖는 접착 틀을 이용한다. 예컨대, 주발형 용기(10a)가 되는 용기 본체(11a)에 피복 필름(12)을 접착하는 경우에는, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 금형(20a)과 대략 동일 형상을 갖는 금형(30)을 이용한다.

상기 접착 틀의 형상은 발포 성형물의 외형과 완전히 일치할 필요는 없고, 발포 성형물의 표면에 충분히 접착될 정도로 피복 필름(12)을 유도할 수 있는 형상이면 되며, 일반적으로는 발포 성형물의 성형 틀을 복제(카피)한 것이면 된다. 이로써, 접착 틀을 저비용으로 작성할 수 있는 동시에, 복잡한 형상의 발포 성형물에 대하여도 확실하고 또 용이하게 피복 필름(12)을 접착할 수 있다. 그 결과, 생분해성 성형물을 보다 한층 간소한 공정으로 제조할 수 있다.

상기 접착 틀의 형상은 기본적으로 성형 틀과 동일 형태의 캐비티를 갖는 구조로 되어 있으면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 피복 필름(12)과 접착제 필름과의 2층을 접착하는 경우에는, 접착제 필름을 확실하게 용융시키기 위해서, 성형 틀과 마찬가지로 가열 수단이 구비된다. 따라서, 예컨대, 상기 주발형 용기(10a)를 제조하는 경우의 피복 필름(12)의 접착에는 도 5의 (a)·(b) 혹은 도 9에 도시한 바와 같은 금형(20a)을 접착 틀로서 그대로 이용하는 것이 가능하다.

구체적인 접착 방법의 일례에 관해서 설명하면, 도 11에 도시한 바와 같이, 우선 금형(30)에 대하여, 발포 성형물로서의 주발형의 용기 본체(11a)를 배치하는 동시에, 상기 용기 본체(11a)에 있어서의 피복 필름(12)을 접착하고 싶은 표면에 대응하는 위치에 피복 필름(12)을 배치한다.

도 11에서는, 발포 성형물 전체에 피복 필름(12)을 접착하는 예를 들고 있기 때문에, 금형(30)의 하측의 틀 부재(32) 상에 피복 필름(12)을 얹어 놓고, 그 위에 용기 본체(11a)를 얹어 놓고, 또한 그 위에 피복 필름(12)을 얹어 놓고, 더욱 그 위에, 금형(30)의 상측의 틀 부재(31)를 배치한다. 따라서, 용기 본체(11a)는 2장의 피복 필름(12)에 협지되도록 배치되어 있다.

또한, 접착제로서 상기 저융점 생분해성 플라스틱을 채용하는 경우에는, 도 11에 도시한 바와 같이, 이것으로 이루어지는 접착제 필름(13a)을 피복 필름(12)과 용기 본체(11a) 사이에 배치한다. 즉, 하측의 틀 부재(32) 상에는 피복 필름(12), 접착제 필름(13a), 용기 본체(11a)(발포 성형물), 접착제 필름(13a) 및 피복 필름(12)이, 이 순서로 얹어지게 된다. 한편, 도 11에서는, 설명의 편의상, 필름 사이나 성형물-필름 사이에는 간격을 두고 나타내고 있다.

그 후, 미리 틀 부재(31·32)의 온도를 피복 필름(12)의 연화점 이상 융점 미만의 온도로 설정해 둔 뒤에, 상측의 틀 부재(31) 및 하측의 틀 부재(32)를 위아래에서 조여, 각 틀 부재(31·32)에 적당한 압력을 가하여, 피복 필름(12)을 용기 본체(11a)의 표면에 접착한다. 이 때, 접착제 필름(13a)은 피복 필름(12)의 연화점 이하의 온도에서 용융되기 때문에, 용융한 접착제 필름(13a)이 용기 본체(11a)의 표면에 융착되어 접착제층(13)으로 되고, 그 위에 피복 필름(12)이 접착하게 된다.

한편, 피복 필름(12)의 연화점 이상 융점 미만의 온도에서 용융되는 생분해성 플라스틱을 접착제 필름(13a)으로서 채용한 경우에는 각 틀 부재(31·32)의 가열 온도도 피복 필름(12)의 연화점 이상 융점 이하의 온도로 설정해야 한다.

상기 피복 필름(12)의 접착시의 압력은, 이용하는 접착제의 종류에 따라 적절히 설정되는 것으로 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 발포 성형물의 두께를 줄이는 정도의 고압을 가한다. 이로써, 접착제층(13)에 의한 피복 필름(12)의 접착성이 양호하게 되는 동시에, 최종 성형물인 생분해성 성형물(도 1(b)에 있어서의 주발형 용기(10a))의 두께도 얇게 할 수 있어, 스택성(컵을 용이하게 겹칠 수 있는 성질 및 소정 높이까지 컵을 겹쳤을 때의 컵의 수)을 향상하는 것이 가능해진다.

본 발명에 따른 제조 방법에서는 후접착법을 채용하는 경우에는, 상기한 바와 같이 피복 필름(12)을 접착하기 위한 접착제로서, 접착제 필름(13a)을 이용하는 것이 특히 바람직하다. 이 방법에서는, 피복 필름(12)의 접착전에 접착제 필름(13a)을 배치하는 것만으로도 좋기 때문에, 발포 성형물의 표면에 접착제를 도포하는 공정이 필요 없게 되어, 생분해성 성형물의 제조 방법을 보다 한층 간소화할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 생분해성 성형물의 본체가 되는 발포 성형물(용기 본체(11a) 등)은 전분을 주성분으로 하고, 일정한 함수율을 갖는 것이기 때문에, 분명히 친수성이다. 이에 대하여 피복 필름(12)은 상술한 바와 같이 소수성이다. 그렇기 때문에, 후접착법으로 발포 성형물에 피복 필름(12)을 단순히 접합시키더라도 발포 성형물에 대하여 충분히 접착되지 않을 가능성이 매우 높다.

이에 대하여, 상기 접착제 필름(13a)을 이용하여 피복 필름(12)을 접착하면, 도 12(a)에 도시한 바와 같이, 친수성의 발포 성형물(11)에 대하여, 접착제층(13)을 통해 피복 필름(12)이 확실하게 접착되게 된다. 그 결과, 본 발명에 따른 생분해성 성형물에 있어서의 피복 필름(12)의 접착 상태를 안정화시켜 내수성이나 가스 배리어성을 보다 한층 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 후접착법에 있어서는, 상기 피복 필름(12)으로서 후술하는 동시접착법에서 이용하는, 성형 필름, 필름 조각 혹은 외형형 필름 등과 같은, 얻어지는 생분해성 성형물의 외형에 대략 맞춘 형상으로 미리 성형된 것을 이용할 수 있다.

이와 같이, 먼저 피복 필름을 생분해성 성형물의 외형에 대략 맞춘 형상으로 성형해 두면, 접착 공정에서 피복 필름이 찢어지거나 하는 일이 없다. 그 때문에, 디프드로잉 형상의 생분해성 성형물을 양호하게 성형할 수 있다. 상기 성형 필름, 필름 조각, 혹은 외형형 필름 등에 대해서는 동시접착법에서 보다 상세히 설명한다.

다음에 동시접착법에 관해서 설명한다. 이 동시접착법은 상기한 바와 같이, 성형용 원료를 수증기 발포 성형시키는 동시에 피복 필름(12)을 접착하는 성형 동시접착 공정을 적어도 포함하고 있다. 이 방법으로 얻어지는 생분해성 성형물은 도 1(a)·도 2(a)·도 3(a) 등에 도시한 바와 같이, 발포 성형물(용기 본체(11a·11b·11c)의 표면에 직접 피복 필름(12)이 형성되어 있는 구성이 된다. 이 동시접착법은 상술한 후접착법과 비교한 경우, 다음과 같은 이점을 갖는다.

우선 제1 이점으로서, 공정수를 삭감할 수 있다고 하는 점을 들 수 있다. 즉, 동시접착법은 실질적으로 1 공정으로 피복 필름(12)을 접착할 수 있기 때문에, 적어도 2 공정은 필요한 상기 후접착법에 비해서 공정수를 삭감할 수 있다. 또한, 1 공정으로 접합이 가능하므로, 제조에 드는 시간을 단축할 수도 있다. 따라서, 본 발명에 따른 생분해성 성형물의 생산 효율을 향상시킬 수 있다.

제2 이점으로서, 접착 틀을 사용할 필요가 없다고 하는 점을 들 수 있다. 즉, 동시접착법에서는 성형 틀(금형(20a) 등)에 의해 발포 성형물(용기 본체(11a) 등)을 성형하는 동시에 피복 필름(12)도 접착하기 때문에, 후접착법과 같이, 피복 필름(12)을 접착하기 위한 접착 틀(도 11에 도시하는 금형(30) 등)이 필요 없다. 그 때문에, 제조 설비에 드는 비용도 저감할 수 있는 동시에, 상기 접착 틀을 포함하는 접착용 설비도 필요 없게 되기 때문에, 제조 설비의 공간 절약화를 도모할 수 있다.

제3 이점으로서, 접착제를 사용할 필요가 없다고 하는 점을 들 수 있다. 즉, 동시접착법에서는, 성형과 동시에 피복 필름(12)을 접착하게 되기 때문에, 피복 필름(12)은 발포 성형물(용기 본체(11a) 등)의 표면에 대략 밀착한 상태로 접착된다. 따라서, 접착제분의 원재료비를 억제할 수 있는 동시에, 접착제를 사용하지 않으므로 얻어지는 생분해성 성형물에 있어서의 전분의 함유 비율을 높여 생분해성을 보다 한층 향상시킬 수 있다.

제4 이점으로서, 피복 필름(12)을 대략 밀착시켜 발포 성형물에 접착하고 있기 때문에, 피복 필름(12)의 접착 상태가, 접착제 필름(13a)을 이용하는 상기 후접착법과 동일한 레벨로 안정된 상태로 되고 있는 점을 들 수 있다.

즉 상술한 바와 같이, 용기 본체(11a) 등의 발포 성형물은 친수성인 데 대하여, 피복 필름(12)은 소수성이기 때문에, 발포 성형물에 피복 필름(12)을 단순히 접합시키더라도 발포 성형물에 대하여 충분히 접착되지 않을 가능성이 매우 높다.

그런데, 동시접착법에 있어서는, 적어도 피복 필름(12)의 주성분이 되는 생분해성 플라스틱의 연화점 이상 융점 미만의 온도에서, 성형용 원료의 수증기 발포 성형과 동시에 피복 필름(12)을 접착하고 있다. 그 때문에, 피복 필름(12)은 발포 성형 과정에 있는 발포 성형물에 대하여 가열·가압된 상태에서 직면하게 되어, 연화 상태에서 외부로부터 성형 틀에 의한 압력을 받아, 내부로부터 발포 성형 과정에 있는 발포 성형물의 압력을 받으면서, 그 발포 성형물에 밀접한 상태가 된다. 그 결과, 피복 필름(12)은 발포 성형물의 표면에 융착하는 식으로 접합되게 된다.

이로써, 도 12(b)에 도시한 바와 같이, 얻어지는 생분해성 성형물의 단면에 있어서는, 피복 필름(12)의 층과 발포 성형물(11)의 표면과의 경계면(15)이 단순히 접착하는 경우(도 12(a)에 도시하는 후접착법의 상태를 참조)와 같은 평활한 면으로는 되지 않고, 예컨대 요철이 있는 불규칙한 면으로 되어, 피복 필름(12)이 발포 성형물(11)에 대하여 충분히 밀착한 상태가 된다. 그 결과, 피복 필름(12)의 접착 상태는 매우 강고한 것으로 되어, 접착 상태의 안정성도 접착제층(13)을 구비하는 경우와 동일한 레벨로 된다. 그렇기 때문에, 생성되는 생분해성 성형물의 내수성이나 가스 배리어성을 보다 한층 향상시킬 수 있다.

한편, 도 12(b)에서는, 피복 필름(12)의 층과 발포 성형물(11)의 표면과의 경계면(15)을 예컨대 요철이 있는 불규칙한 면으로 하여 모식적으로 표현했지만, 물론 이것에 한정되는 것이 아니라, 피복 필름(12)의 성분이나 발포 성형물(11)에 포함되는 성분, 혹은 동시접착법에 있어서의 여러 가지 조건 등에 따라, 여러 가지 형상의 경계면으로 될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는, 동시접착법에 의해서 얻어지는 생분해성 성형물에 있어서는, 피복 필름(12)의 층과 발포 성형물(11)이 거의 완전히 밀착하고 있는 상태로 있으면 좋다.

상기 4개의 이점을 종합하면, 동시접착법을 채용함으로써, 후접착법보다도 효율적이고 또한 저비용으로 후접착법과 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 생분해성 성형물을 제조할 수 있기 때문에, 그 생분해성 성형물을 보다 저가격으로 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 생분해성 성형물을 일회용 용도에 따라 사용하기 쉽게 할 수 있다.

다만, 피복 필름(12)의 종류나 성형용 원료의 조성 등에 따라서는, 동시접착법의 실시가 곤란한 경우도 있고, 그 경우에는 후접착법이 매우 바람직하게 이용된다. 즉, 후접착법 및 동시접착법에는 각각 이점이 있으며, 이들 각 방법은 상황에 따라서 적절하게 선택되는 것이다. 따라서, 어떤 방법도 본 발명에 따른 생분해성 성형물의 제조 방법으로서 우수한 특성을 갖는 것으로 되고 있다.

여기서 동시접착법에서는 성형용 원료의 수증기 발포 성형과 동시에, 피복 필름(12)을 융점 미만 연화점 이상의 온도에서 연화시켜, 발포 성형물의 성형과 동시에 피복 필름(12)을 접착하는 방법이다. 그렇기 때문에, 사용되는 피복 필름(12)에 대하여 가열 수법의 조건을 적절하게 설정해야 한다.

즉, 성형용 원료를 수증기 발포 성형시키기 위해서는, 단순하게는 100℃ 이상의 가열이 필요하기 때문에, 가열 수법으로서 외부 가열을 이용하는 경우에는, 피복 필름(12)으로서는, 그 융점은 100℃ 이상의 생분해성 플라스틱을 주성분으로 하는 것을 선택해야 한다. 피복 필름(12)이, 융점이 100℃ 이하의 생분해성 플라스틱을 주성분으로 하고 있으면, 성형용 원료를 충분히 수증기 발포 성형하기 위한 온도에서는, 피복 필름(12)이 완전히 용융되어 버린다. 그 때문에, 피복 필름(12)이 필름 형상 또는 시트 형상을 유지할 수 없게 되어, 발포 성형물의 표면에 간극이나 홀 등이 없는 균일한 피복 필름(12)의 층이 형성되지 않게 된다.

한편, 가열 수법으로서 내부 가열을 이용하는 경우라도, 피복 필름(12)은 융점 100℃ 이상의 생분해성 플라스틱을 주성분으로 하는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 다만, 외부 가열에 비교하면 비교적 저융점인 것을 이용하는 것이 가능하다.

내부 가열의 경우는 성형용 원료 그 자체를 가열한다. 따라서, 피복 필름(12)은 발포 성형 과정에 있는 고온의 성형용 원료에 의해서 가열되어 발포 성형물의 표면에 접착하게 된다. 그렇기 때문에, 내부 가열을 이용하면, 직접 피복 필름(12)을 금형으로 가열하지 않기 때문에, 비교적 융점이 낮은 생분해성 플라스틱을 주성분으로 하는 피복 필름(12)을 이용할 수 있게 된다.

상기 내부 가열로서는, 유전 가열이 특히 바람직하다. 유전 가열에 의하면, 발포 성형시의 초기에 있어서 성형용 원료가 단시간에 발열하여, 전체가 한번에 팽창한다. 이에 따라, 피복 필름(12)을 금형에 누르는 압력이 강하게, 또, 균일하게 발생한다. 또, 성형 틀의 온도와 성형용 원료의 발열을 컨트롤함으로써, 피복 필름에 있어서의 성형 틀 접촉면(성형 틀에 접촉하는 면)의 온도를 융점 이하로 억제하면서, 발포 성형물에 있어서의 접착면(피복 필름과 접착되는 면)의 온도를 융점 부근으로 올릴 수 있다. 이들의 결과로서, 발포 성형물과 피복 필름(12)의 밀착도가 높은 생분해성 성형물을 얻을 수 있다.

상기 유전 가열이란, 피열물(被熱物)의 유전 손실에 의해서 피열물을 가열하는 방법이며, 피열물(유전체)에 고주파(HF; 3∼30 MHz)를 작용시켜 유전 가열을 실시하는 고주파 유전 가열이나, 피열물(유전체)에 마이크로파(HF; 1∼100 GHz)를 작용시켜 유전 가열을 실시하는 마이크로파 가열 등이 있다. 이들 중, 고주파 유전 가열이 금속제의 「금형」을 전극으로서 이용하여 유전 가열을 행할 수 있고, 출력 기기(고주파 발생 장치)의 정밀한 출력 컨트롤이 가능하기 때문에 성형용 원료의 발열을 컨트롤하기 쉽다는 등의 점에서 보다 바람직하다.

한편, 외부 가열에서는, 성형 틀에 의해서 직접 피복 필름(12)이 가열된 뒤에, 또한 그 내부에 있는 성형용 원료도 가열되게 되기 때문에, 성형용 원료를 충분히 발포 성형하기 위해서는, 피복 필름(12)에 상당한 고온이 가해지게 된다. 그 때문에 피복 필름(12)으로서는 보다 융점이 높은 것이 이용되는 것이 바람직하며, 또한 성형 틀의 가열 온도는 피복 필름(12)의 융점이나 연화점을 고려하여 보다 미세하게 설정되어야 한다.

그렇기 때문에, 동시접착법에 있어서는, 접합의 용이함이나, 피복 필름(12)의 선택 폭 등의 점을 감안하면, 동시접착법에 있어서의 가열 수법으로서는 내부 가열 쪽이 보다 범용성을 갖는다.

다만, 외부 가열에서는, 성형 틀로부터 직접 피복 필름(12)을 가열하기 때문에, 피복 필름(12)의 연화나 발포 성형물 표면에의 밀착을 제어하기 쉽다고 하는 이점이 있다. 또한, 연화점이 고온인 피복 필름(12)의 경우에는 내부 가열을 이용하면, 피복 필름(12)을 충분히 연화시킬 정도까지 성형용 원료를 가열하면, 성형용 원료의 종류에 따라서는 지나치게 발포 성형되거나 하여 발포 성형물의 품위가 저하될 우려가 있기 때문에, 외부 가열 쪽이 바람직하게 되는 경우가 있다. 이와 같이, 동시접착법에서는, 가열 수법은 외부 가열도 내부 가열도 각각 이점이 있기 때문에, 가열 수법이라는 조건은 어떠한 생분해성 성형물을 제조하는가에 따라서, 외부 가열을 이용할지, 내부 가열을 이용할지, 혹은 이들을 병용할지 등, 적절하게 선택되는 조건이며, 특별히 한정되는 것은 아니다.

상기 동시접착법에 있어서는, 접착시의 피복 필름(12)의 사용 방법에 따라, 예컨대 다음 7 종류(변형까지 포함시키면 8 종류)의 제법으로 분류할 수 있다.

<제법 1>

제법 1은 상기 후접착법에 있어서의 피복 필름(12)의 접착 공정과 마찬가지로, 하등 성형하고 있지 않은 시트 형상 그대로의 피복 필름(12) 사이에 성형용 원료를 끼워 넣어, 성형 틀로 수증기 발포 성형시키는 동시에 얻어지는 발포 성형물에 피복 필름(12)을 접착하는 방법이다. 이 제법은 도 2(a)에 도시하는 접시형 용기(10b)와 같이, 시트 형상의 피복 필름(12)에 맞춰, 평면적으로 넓어지는 방향으로 사이즈가 큰 형상의 생분해성 성형물을 성형하는 용도에 특히 바람직하게 이용할 수 있다.

본 제법 1을 구체적으로 설명하면, 도 13에 도시한 바와 같이, 도 6의 (a)·(b)에 도시한 금형(20b)에 있어서, 상하의 틀 부재(21b·22b) 사이에 시트 형상 그대로의 피복 필름(12)을 2장 배치하고, 또한 이들 피복 필름(12·12) 사이에 슬러리형 또는 도우형의 성형용 원료(14)를 공급한다. 이 상태에서는, 금형(20b)은 피복 필름(12)의 주성분인 생분해성 플라스틱의 융점 미만의 온도까지 가열되고 있다. 그 후, 상하의 틀 부재(21b·22b)를 맞춰, 상술한 외부 가열 및/또는 내부 가열을 이용하여 가열 및 가압 성형한다. 이 1 공정에 의해서, 본 발명에 따른 생분해성 성형물로서의 접시형 용기(10b)(도 2(a) 참조)를 얻을 수 있다.

<제법 2>

제법 2는 상기 제법 1에 있어서, 사용하는 피복 필름(12)을 미리 생분해성 성형물의 외형에 대략 맞춘 형상으로 성형해 두는 방법이다. 이 제법은 도 1(a)에 도시하는 주발형 용기(10a) 등과 같이, 어느 정도 깊이의 디프드로잉 형상, 즉 높이 방향의 사이즈가 큰 형상의 생분해성 성형물을 성형하는 용도에 바람직하게 이용할 수 있다.

상기 피복 필름(12) 중에는, 주성분인 생분해성 플라스틱의 종류에 따라 다르기도 하지만, 성형시에 대폭 연신할 수 없는 것도 포함된다. 그 때문에, 예컨대 도 1(a)에 도시한 바와 같은 주발형 용기(10a)와 같은 디프드로잉 형상의 생분해성 성형물을 성형하는 경우에는, 상기 제법 1을 이용하면, 피복 필름(12)이 찢어져 발포 성형물을 충분히 피복할 수 없을 우려가 있다. 그래서, 미리 피복 필름(12)을 성형후의 외형에 가까운 형상으로 성형한 성형 필름을 준비해 둔다. 이로써, 보다 복잡하고 디프드로잉의 깊이가 깊은 형상의 발포 성형물에 대하여 피복 필름(12)을 확실하고 또한 효율적으로 피복한다.

상기 피복 필름(12)의 성형 방법은, 시트 필름의 일반적인 성형 방법이 이용되며, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 진공 성형, 사출 성형, 블로우 성형 등의 각종 성형 방법이 바람직하게 이용된다. 또한, 성형 형상은, 성형후의 생분해성 성형물의 형상에 대략 맞추면 되며, 세부까지 동일하게 성형할 필요는 없다. 피복 필름(12)은 어느 정도 유연성을 갖고 있기 때문에, 그 대략적인 형상이, 성형후의 생분해성 성형물의 형상, 즉 성형 틀의 형상에 맞춰져 있으면 된다.

본 제법 2를 구체적으로 설명하면, 도 14에 도시한 바와 같이, 도 5의 (a)·(b)에 도시한 금형(20a)에 있어서, 상하의 틀 부재(21a·22a) 사이에 주발형 용기(10a)의 외형에 대략 맞춘 형상으로 미리 성형한 성형 필름(12a)을 2장 배치하고, 또한 이들 성형 필름(12a·12a) 사이에 슬러리형 또는 도우형의 성형용 원료(14)를 공급한다. 이 상태에서는, 상기 금형(20a)은 성형 필름(12a)(피복 필름(12))의 주성분인 생분해성 플라스틱의 융점 미만의 온도까지 가열된다. 그 후, 상하의 틀 부재(21a·22a)를 맞춰, 상술한 외부 가열 또는 내부 가열을 이용하여 가열 및 가압 성형한다. 이 1 공정에 의해서, 본 발명에 따른 생분해성 성형물로서의 주발형 용기(10a)(도 1(a) 참조)를 얻을 수 있다.

<제법 3>

제법 3은 상기 제법 1에 있어서, 사용하는 피복 필름(12)을 주머니형으로 가공해 두고, 이 주머니형의 피복 필름(12) 속에 성형용 원료를 수용하는 방법이다. 이 제법도, 도 2(a)에 도시하는 접시형 용기(10b)와 같이, 시트 형상의 피복 필름(12)에 맞춰, 평면적으로 넓어지는 방향으로 사이즈가 큰 형상의 생분해성 성형물을 성형하는 용도에 특히 바람직하게 이용할 수 있다.

이 제법에서는, 피복 필름(12)을, 내부에 성형용 원료를 수용할 수 있도록 주머니형으로 가공하여 포대(包袋) 필름으로 해 둔다. 이 포대 필름의 내부에 성형용 원료를 넣어 두면, 포대 필름으로 성형용 원료를 대략 포장하고 있게 되기 때문에 미리 포대 필름 중에 성형용 원료를 나눠 부은 것을 대량으로 준비해 둔 다음에 일정 기간 보존하는 것이 가능해진다. 또한, 생분해성 성형물을 제조하는 시점에서, 상기 원료 포장물을 성형 틀에 일괄적으로 투입하는 것만으로 성형의 준비가 갖춰지게 된다. 따라서, 제조 공정을 보다 한층 간소화할 수 있다고 하는 이점이 있다.

상기 피복 필름(12)을 주머니형의 포대 필름으로 가공하는 방법으로서도 특별히 한정되는 것은 아니며, 시트 또는 필름형의 플라스틱을 주머니형으로 가공하기 위한 종래 공지의 방법이 적합하게 이용된다. 구체적으로는 필로우 포장 등을 들 수 있다. 또한, 포대 필름 내에 성형용 원료를 나눠 부어 이루어지는 원료 포장물의 보존 방법도 특별히 한정되는 것은 아니며, 전분을 부패시키지 않는 종래 공지의 보존방법이면 된다.

한편, 본 발명에서는, 상기 포대 필름(12b) 중에 성형용 원료를 수용한 것은 「발포 성형용 조성물」이 된다. 이 발포 성형용 조성물(이하, 성형용 조성물이라 함)은 상기한 바와 같이 미리 다수 준비해 두고 일정 기간 보존할 수 있는 동시에, 성형 틀에 일괄 투입하여 성형하는 것만으로, 피복 필름이 접착된 생분해성 성형물을 용이하게 제조할 수 있다. 그 때문에, 생분해성 성형물을 용이하고 또 간단한 공정으로 제조하는 조성물로서 적합한 것으로 된다.

본 제법 3을 구체적으로 설명하면, 도 15에 도시한 바와 같이, 피복 필름(12)을 미리 주머니형으로 가공하여 포대 필름(12b)으로 해 두고, 이 피복 필름(12b) 중에 소정량의 성형용 원료(14)를 나눠 부어 성형용 조성물(40b)을 준비해 둔다. 이 성형용 조성물(40b)은 소정의 스토커 등에 보존해 두면 된다. 그 후, 도 6(a) 및 도 6(b)에 도시한 금형(20b)에 있어서, 하측의 틀 부재(22b) 위에 스토커로부터 내어 온 상기 성형용 조성물(40b)을 얹어 놓는다. 이것만으로 성형 준비가 갖춰지게 된다.

이 상태에서는, 상기 금형(20b)은 피복 필름(12)(포대 필름(12b))의 주성분인 생분해성 플라스틱의 융점 이하의 온도까지 가열되고 있다. 그 후, 상하의 틀 부재(21b·22b)를 맞춰, 상술한 외부 가열 또는 내부 가열을 이용하여 가열 및 가압 성형한다. 이 1 공정에 의해서, 본 발명에 따른 생분해성 성형물로서의 접시형 용기(10b)(도 2(a) 참조)를 얻을 수 있다.

<제법 4>

제법 4는 상기 제법 1, 2, 및 3을 전부 통합한 방법이며, 사용하는 피복 필름(12)이, 미리 주머니형으로 또 생분해성 성형물의 외형에 대략 맞춘 형상으로 성형되어 있다. 즉 제법 3에 있어서의 포대 필름(12d)이 또한 생분해성 성형물의 외형에 대략 맞춘 형상의 성형 포대 필름으로 되어 있다. 이 제법도, 도 1(a)에 도시하는 주발형 용기(10a) 등과 같이, 어느 정도 깊이의 디프드로잉 형상, 즉 높이 방향의 사이즈가 큰 형상의 생분해성 성형물을 성형하는 용도에 바람직하게 이용할 수 있다.

상기 성형 포대 필름은 피복 필름(12)을 먼저 주머니형의 포대 필름으로 가공하고 나서 생분해성 성형물의 외형에 대략 맞춰 성형하더라도 좋고, 상기 외형에 대략 맞춰 성형하여 이루어지는 포대 필름으로 가공하더라도 좋다. 성형 방법이나 포대 필름에의 가공 방법도 특별히 한정되는 것은 아니며, 상술한 바와 같이, 종래 공지의 방법이 적합하게 이용된다.

본 제법 4를 구체적으로 설명하면, 도 16에 도시한 바와 같이, 피복 필름(12)을 성형 포대 필름(12c)으로 성형해 두고, 이 성형 포대 필름(12c) 중에 소정량의 성형용 원료를 나눠 부어 성형용 조성물(40c)을 준비해 둔다. 이 성형용 조성물(40c)은 소정의 스토커 등에 보존해 두면 된다. 그 후, 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시한 금형(20d)에 있어서, 하측의 틀 부재(22a) 위에 스토커로부터 꺼내온 상기 성형용 조성물(40c)을 얹어 놓는다. 이것만으로 성형 준비가 갖춰지게 된다.

이 상태에서는, 상기 금형(20a)은 피복 필름(12)(성형 포대 필름(12c))의 주성분인 생분해성 플라스틱의 융점 미만의 온도까지 가열되고 있다. 그 후, 상하의 틀 부재(21a·22a)를 맞춰, 상술한 외부 가열 또는 내부 가열을 이용하여 가열 및 가압 성형한다. 이 1 공정에 의해서, 본 발명에 따른 생분해성 성형물로서의 주발형 용기(10a)(도 1(a) 참조)를 얻을 수 있다.

<제법 5>

제법 5에서는, 상기 제법 1에 있어서, 피복 필름(12)을 미리 생분해성 성형물의 외형에 대략 맞춘 형상으로 잘라낸 필름 조각으로서 이용하는 방법이다. 이 제법은 도 3(a)에 도시하는 컵형 용기(10c) 등과 같이, 디프드로잉의 깊이 정도가 깊은 형상이나, 보다 복잡한 형상의 생분해성 성형물을 성형하는 용도에 바람직하게 이용할 수 있다.

상기 필름 조각의 구체적 형상은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상은 도 17(a) 및 도 17(b)에 도시하는 바와 같이, 성형후의 생분해성 성형물(예컨대 컵형 용기(10c))의 대략 전개도로 하여, 각 면마다 잘라 놓은 복수의 필름 조각(12d)으로 해두는 수법이 바람직하게 이용된다.

상기 필름 조각(12d)은 도 17(a) 및 도 17(b)에 도시한 바와 같이, 또한 접착대에 상당하는 중복부(12e)를 갖고 있다. 이 중복부(12e)는 저면이 되는 필름 조각(12d)의 주위나, 측면이 되는 필름 조각(12d)을 원통형에 감았을 때에 접착되는 단부 등에 형성된다.

이들 중복부(12e)는 성형시에, 필름 조각(12d)을 성형 틀의 캐비티 내에 배치할 때에, 각 필름 조각(12d)끼리의 소정 부위에 서로 중복시킨다. 이로써, 성형시에는 이 중복부(12e)와 이것에 겹치지는 필름 조각(12d)의 일부가 서로 연화되어 접착된다(용착된다). 그 결과, 복수의 필름 조각(12d)이 하나로 합쳐진 대략 컵 형상의 피복 필름(12)으로 되고, 이 피복 필름(12)이 또한 발포 성형물의 표면에 접합시켜져, 본 발명에 따른 컵형 용기(10c)를 얻을 수 있다.

또, 대략 전개도로서의 필름 조각(12d)의 형상에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니며, 컵형 용기(10c)에 맞추는 경우를 예로 들면, 도 17(a)에 도시한 바와 같이, 측면 및 저면을 각각 1개의 필름 조각(12d)으로 하는, 전개도를 측면·저면으로 2 분할하는 형상이라도 좋고, 도 17(b)에 도시한 바와 같이, 저면은 하나이지만 측면을 2개로 분할하는 3개의 필름 조각(12d)으로 하는, 전개도를 3 분할하는 형상이라도 좋다. 이와 같이 필름 조각(12d)은 전부 모아 중복부(12e)를 겹친 상태에서 컵형 등 생분해성 성형물에 대응하는 형상으로 되어 있으면 된다.

본 제법에서는, 접착전의 피복 필름(12)을, 상기 제법 2나 제법 4보다도 더욱 성형후의 형상에 맞춘 형상으로 해 두게 된다. 그렇기 때문에, 이 제법은, 연신성이 나쁜 생분해성 플라스틱을 주성분으로 하는 피복 필름(12)을 이용하는 경우, 특히, 연신성이 나쁜 피복 필름(12)으로 상기 컵형 용기(10c)와 같은 디프드로잉 형상의 생분해성 성형물을 성형하는 경우, 나아가서는, 접착후의 피복 필름(12)의 두께를 임의로 조정하고 싶은 경우 등에 유효하게 이용할 수 있다.

본 제법 5를 구체적으로 설명하면, 도 18에 도시한 바와 같이, 도 8(a) 및 도 8(b)에 도시한 금형(10d)에 있어서, 하측의 틀 부재(23d·24d)의 캐비티의 형상을 따라서, 컵형 용기(10c)의 바닥부에 대응하는 필름 조각(12d)과, 측면에 대응하는 필름 조각(12d)을 배치한다. 이 때, 상기 중복부(12e)를 충분히 확실하게 중복시켜 놓는다.

그리고, 대략 컵형으로 된 필름 조각(12d)에 대하여 또한 성형용 원료(14)를 공급한다. 한편, 상측의 틀 부재(21d)의 형상에 맞춰, 컵형 용기(10c의) 바닥부에 대응하는 필름 조각(12d)과, 측면에 대응하는 필름 조각(12d)을 배치하고, 이 필름 조각(12d)과 함께 상측의 틀 부재(21d)를 하측의 틀 부재(23d·24d)에 맞춘다. 물론 이들 틀 부재(21d·23d·24d)는 피복 필름(12)의 주성분인 생분해성 플라스틱의 융점 미만의 온도까지 가열되고 있다.

그 후, 상술한 외부 가열 또는 내부 가열을 이용하여 가열 및 가압 성형한다. 이 가열·가압 성형시에는 필름 조각(12d)에 있어서의 중복부(12e)가 상기한 바와 같이 용착함으로써, 발포 성형물(용기 본체(11c)) 표면에 대하여 간극 없는 피복 필름(12)의 층이 형성된다. 그 결과, 상기 1 공정에 의해서, 본 발명에 따른 생분해성 성형물로서의 컵형 용기(10c)(도 3(a) 참조)를 얻을 수 있다.

<제법 6>

제법 5에서는, 제법 6에 있어서, 필름 조각(12c)을 중복부(12e)에서 서로 접합시키고, 성형전 시점에서 이미 생분해성 성형물의 외형에 거의 합치하도록 해 놓는다. 이 제법도, 제법 5와 마찬가지로, 도 3(a)에 도시하는 컵형 용기(10c) 등과 같이, 디프드로잉의 정도가 깊은 형상이나, 보다 복잡한 형상의 생분해성 성형물을 성형하는 용도에 바람직하게 이용할 수 있다.

이 제법은, 기본적으로 제법 5와 같은 식이지만, 미리 중복부(12e·12e)를 용착하는 등으로 확실하게 접합시켜 외형형 필름을 형성해 둔다. 그 때문에, 일괄 성형시에 있어서, 상기 제법 5에서 중복부(12e·12e)의 용착이 곤란한 피복 필름(12)을 이용하는 경우에 유효한 방법이 된다.

본 제법 6을 구체적으로 설명하면, 도 19에 도시한 바와 같이, 도 8의 (a)·(b)에 도시한 금형(20d)에 있어서, 상하의 틀 부재(21d·23d·24d) 사이에 대략 컵 형상으로 미리 접합시켜진 외형형 필름(12f)을 2장 겹쳐 배치하고, 또한 이들 외형형 필름(12f·12f) 사이에 성형용 원료를 공급한다. 이 상태에서는, 금형(20b)은 외형형 필름(12f)(피복 필름(12))의 주성분인 생분해성 플라스틱의 융점 미만의 온도까지 가열되고 있다. 그 후, 상하의 틀 부재(21c·23d·24d)를 맞춰, 상술한 외부 가열 또는 내부 가열을 이용하여 가열 및 가압 성형한다. 이 1 공정에 의해서, 본 발명에 따른 생분해성 성형물로서의 컵형 용기(10c)(도 3(a) 참조)를 얻을 수 있다.

<제법 7>

제법 7에서는, 상기 제법 6에 있어서 제법 3의 방법을 더욱 조합시킨 것이다. 즉, 필름 조각(12c)을 중복부(12e)에서 서로 접합시키고, 성형전의 시점에서 이미 생분해성 성형물의 외형에 거의 합치하도록 해 둔 다음에, 이들을 서로 겹쳐 대략 주머니형의 형상으로 가공하여, 내부에 성형용 원료를 나눠 부어 둔다. 이 제법도, 제법 5나 제법 6과 마찬가지로, 도 3(a)에 도시하는 컵형 용기(10c) 등과 같이, 디프드로잉의 깊이 정도가 깊은 형상이나, 보다 복잡한 형상의 생분해성 성형물을 성형하는 용도에 바람직하게 이용할 수 있다.

이 제법에서도, 제법 3이나 제법 4와 마찬가지로, 피복 필름(12)을 포대 필름으로 한 다음에 내부에 성형용 원료를 수용하여 이루어지는 성형용 조성물을 준비하게 되기 때문에, 그 성형용 조성물을 일정 기간 보존하는 것이 가능하게 되는 동시에, 상기 성형용 조성물을 성형 틀에 일괄적으로 투입하는 것만으로 성형의 준비가 갖춰지게 된다. 따라서, 제조 공정을 보다 한층 간소화할 수 있다.

본 제법 7을 구체적으로 설명하면, 도 20에 도시한 바와 같이, 피복 필름(12)을 컵형 용기(10c)의 외형에 맞춰 필름 조각으로 한 다음에, 이것을 서로 접합시켜 외형형 필름으로 하고, 또한 이것을 2장 접합시켜 미리 주머니형의 외형 포대 필름(12g)으로 가공한다. 그리고, 이 외형 포대 필름(12g) 중에 소정량의 성형용 원료(14)를 나눠 부어 성형용 조성물(40g)을 준비한다. 이 성형용 조성물(40g)은 소정의 스토커 등에 보존해 두면 된다. 그 후, 도 8(a) 및 도 8(b)에 도시한 금형(20d)에 있어서, 하측의 틀 부재(23d·24d) 위에 스토커로부터 내어 온 대략 컵 형상의 성형용 조성물(40g)을 얹어 놓는다. 이것만으로 성형 준비가 갖춰지게 된다.

이 상태에서는, 상기 금형(20d)은 피복 필름(12)(외형 포대 필름(12g))의 주성분인 생분해성 플라스틱의 융점 미만의 온도까지 가열되고 있다. 그 후, 상하의 틀 부재(21d·23d·24d)를 맞춰, 상술한 외부 가열 또는 내부 가열을 이용하여 가열 및 가압 성형한다. 이 1 공정에 의해서, 본 발명에 따른 생분해성 성형물로서의 컵형 용기(10c)(도 3(a) 참조)를 얻을 수 있다.

상술한 각 접착법, 즉 후접착법 및 동시접착법의 어느 것이든, 상기 피복 필름(12)은 발포 성형물 전체에 접착할 필요는 없으며, 발포 성형물을 보호하고 싶은 부분에만 접착하면 된다. 예컨대, 그 표면에 식품을 얹어 놓기만 하는 용도, 구체적으로는, 문어구이나 야끼소바, 빈대떡, 핫도그, 감자튀김 등과 같은 가벼운 먹거리를 식사하는 시점에서 일시적으로 얹어 놓은 후, 식사가 끝나면 폐기하여 버리는 식의 1웨이 방식의 접시나, 케이크 등을 포장할 때의 받침대로서 이용되는 접시 등은 그 표면(접시의 상면)만을 보호하고 있으면 되기 때문에, 표면에만 피복 필름(12)을 접착하면 된다.

예컨대, 상술한 제법 1∼7의 동시접착법에서는, 성형 틀에서의 수증기 발포 성형에 있어서, 2장의 피복 필름(12) 사이에 성형용 원료를 끼워 넣어, 발포 성형물의 표면 전체를 피복 필름(12)에 의해 피복하고 있었다. 그러나, 제법 1∼7의 동시접착법에 있어서, 발포 성형물의 상면만을 피복 필름(12)에 의해 피복하더라도 좋다.

또한, 본 발명에 따른 생분해성 성형물을 전기 제품 등의 곤포에 사용하는 완충재로서 사용하는 경우에는, 전기 제품과 직접 접촉하는 부분에만 피복 필름을 접착해 두면 좋다. 특히, 전기 제품이 큰 사이즈인 경우에는 완충재도 커지며, 그렇기 때문에 피복 필름을 접착하기 위한 접착 틀도 대형화되기 때문에, 생분해성 성형물이 대형화하는 경우에는, 필요 최소한의 부분에 피복 필름을 접착해 두면 된다.

한편, 예컨대, 컵면 용기(도 1(a) 및 도 1(b)에 도시한 바와 같은 주발형 용기(10a) 등)와 같이, 비등한 뜨거운 물을 내부에 넣을 뿐만 아니라, 내부의 건조면이 산화되거나 흡습하거나 하지 않도록, 용기 전체에 가스 배리어성이 요구되는 경우에는, 용기 전체에 피복 필름(12)을 접착해 두는 것이 바람직하다.

다음에, 발포 성형물의 표면의 일부만을 피복 필름(12)에 의해 피복하는 동시접착법의 일례에 관해서 이하에 설명한다.

<제법 1A>

제법 1A는 제법 1의 변형이며, 제법 1에 있어서, 2장의 피복 필름(12) 사이에 성형용 원료를 끼워 넣는 대신에, 피복 필름(12)을 성형용 원료의 상측에 1장만 배치하여, 발포 성형물의 상면에만 피복 필름(12)을 접착하는 방법이다.

본 제법 1A를 구체적으로 설명하면, 도 22에 도시한 바와 같이, 도 6(a) 및 도 6(b)에 도시한 금형(20b)에 있어서, 상하의 틀 부재(21b·22b) 사이에 시트 형상 그대로의 피복 필름(12)을 1장만 배치하고, 또한 피복 필름(12)과 아래의 틀 부재(22b) 사이에 슬러리형 또는 도우형의 성형용 원료(14)를 공급한다. 이 상태에서는, 금형(20b)은 피복 필름(12)의 주성분인 생분해성 플라스틱의 융점 미만의 온도까지 가열되고 있다. 그 후, 상하의 틀 부재(21b·22b)를 맞춰, 상술한 외부 가열 또는 내부 가열을 이용하여 가열 및 가압 성형한다. 이 1 공정에 의해서, 본 발명에 따른 생분해성 성형물로서의 접시형 용기(10d)(도 23 참조)를 얻을 수 있다.

이 접시형 용기(10d)는 도 23에 도시한 바와 같이, 식품이 실리는 면인 용기 본체(11b)의 상면만이 피복 필름(12)으로 피복된 것이다. 이 접시형 용기(10d)는 식품이 실리는 상면에 대해서는 우수한 내수성을 갖고 있다. 그 때문에, 전술한 것과 같은, 그 표면에 식품을 얹어 놓은 후, 폐기하여 버리는 식의 1웨이 방식의 접시나, 케이크 등을 포장할 때의 받침대로서 이용되는 접시 등의 용도에 특히 바람직하게 이용할 수 있다.

본 발명에서는, 피복 필름(12)의 접착에는 상기한 바와 같이, 후접착법이라면, 발포 성형물의 성형에 이용하는 성형 틀과 대략 같은 형태의 캐비티를 갖는 접착 틀을 필름 접착용으로 또 1조 준비하기만 하면 된다. 또한, 동시접착법이라면, 접착 틀은 필요 없고 성형시에 일괄적으로 피복 필름(12)을 접착할 수 있다.

그렇기 때문에, 발포 성형물의 표면에 피복 필름(12)을, 정확하고 또한 확실하게 대략 밀착한 상태로 접착할 수 있다. 특히 복잡한 형상의 성형물을 제조하는 경우라도, 그 형상은 성형 틀의 캐비티의 형상에 의존하기 때문에, 예컨대 후접착법이라도, 접착 틀(30)을 발포 성형물에 맞춰 작성하거나, 형상을 미묘하게 조정하거나 하지 않더라도, 성형 틀을 복제하는 정도로 용이하게 작성할 수 있다. .

더구나, 본 발명에서는, 천연 소재인 전분을 주원료로 하여 수증기 발포시켜 먼저 소정 형상의 발포 성형물을 성형한 후에, 피복 필름(12)을 접착하거나, 발포 성형과 동시에 피복 필름(12)을 접착하도록 되어 있다. 그렇기 때문에, 틀빼기가 가능한 형상이라면, 어떠한 형상의 성형물이라도 성형할 수 있다. 예컨대 컵과 같은 디프드로잉 형상이나, 두께가 균일하지 않은 칸막이가 달린 식품 트레이나 포장용 트레이, 보다 형상이 복잡한 완충재 등이라도 확실하게 성형할 수 있다.

아울러, 후접착법에 의해서 피복 필름(12)을 접착하는 경우에는, 상기한 바와 같이, 성형에 이용한 성형 틀과 거의 동일 형상의 접착 틀을 이용할 수 있기 때문에, 생분해성을 가지고, 내수·내습성이 우수한 매우 다양한 형상의 성형물을 얻을 수 있다.

또한, 피복 필름(12)으로서, 내수성뿐만 아니라 가스 배리어성 등을 갖는 것을 이용하면, 본 발명에 따른 생분해성 성형물에 대하여 가스 배리어성 등의 각종 기능을 부여할 수 있기 때문에, 용기로서 이용하는 경우 등은 내용물의 산화나 흡습 등을 방습하는 것이 가능하게 되어, 보존성이 우수한 성형 용기를 제공할 수 있다.

또한, 피복 필름(12)의 표면에 미리 생분해성 잉크로 문자나 그림을 인쇄해 두면, 그 피복 필름(12)을 접착하는 것만으로 좋다. 이로써, 발포 성형물 표면에 직접 인쇄하는 것보다도 훨씬 용이하게, 발포 성형물의 표면에 미장성이 풍부한 미세한 인쇄를 하는 것이 가능해진다.

즉, 본 발명에서는, 피복 필름(12)에 대하여 어떠한 기능을 미리 부여해 두고 나서, 발포 성형물에 그 피복 필름(12)을 접합하면, 본 발명에 따른 생분해성 성형물에 대하여 간단하고 또한 확실하게 여러 가지 기능을 부여할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 생분해성 성형물을 내부에 수용물을 수용하는 밀폐 용기로서 이용할 때는, 용기 형상은 개구부를 갖는 형상으로 되는 경우가 많다. 여기서, 내부를 밀폐하기 위해서는, 개구부를 예컨대 시일형의 덮개로 밀폐하는 수법을 들 수 있다. 이 때, 도 21(a)에 도시한 바와 같이, 상기 개구부의 가장자리부(16)에 상당하는 부위에는 적어도 피복 필름(12)이 접착되어 있는 것이 바람직하다.

상기 발포 성형물은 천연의 전분을 주원료로 하여 수증기 발포시키고 있기 때문에, 도 21(a) 및 도 21(b)에 모식적으로 도시한 바와 같이, 발포 성형물(11)의 표면에는 매우 미세한 요철이 발생한다. 이 요철은 주로 수증기 발포 성형에 기인하는 것이지만, 이러한 요철이 있으면, 도 21(b)에 도시한 바와 같이, 시일형의 덮개(17)와 가장자리부(16)의 접촉 상태가 나빠져, 충분한 밀폐 상태를 실현할 수 없다.

또한, 내수성이 있는 수지를 도포하는 종래 기술도 있지만, 애당초 발포 성형물(11)의 표면에 미세한 요철이 있으므로, 아무리 균일하게 수지를 도포했다고 해도, 요철의 위치에 맞춰 도포한 수지의 피막에 간극이나 핀홀이 발생하기 쉽게 되어, 균일한 피막이 형성되지 않는다. 그렇기 때문에, 충분한 내수성이나 내습성을 발휘할 수 없다. 또한, 수용물의 산화 등을 방지해야 하는 경우에는 가스 배리어성도 요구되는데, 상기 미세한 요철의 존재는 가스 배리어성도 저하시키게 된다.

이에 대하여, 본 발명에서는, 원래 완전한 막으로서 형성되어 있는 피복 필름(12)을 예컨대 접착제층(13)을 통해 접착하거나, 발포 성형과 동시에 연화시켜 직접 밀착하여 접착하고 있기 때문에, 도 21(a)에 도시한 바와 같이, 상기 가장자리(16)에서는 시일형의 덮개(17)와 피복 필름(12)이 접착된 가장자리부(16)와의 밀착성이 향상된다. 그 결과, 개구부에 있어서의 내수성, 내습성, 가스 배리어성 등의 밀폐성(시일성)이 향상되어, 수용물의 보존성을 보다 한층 향상시킬 수 있다.

상기한 바와 같이, 부분적으로 피복 필름(12)을 접착하는 경우에는, 접착용의 접착 틀(도 11에 도시하는 금형(30) 등)을 준비한 다음에, 그 접착 틀과 발포 성형물 사이에 임의 크기의 피복 필름(12) 및 접착제 필름(13a)을 끼워 넣는 식으로 배치하여, 상기와 같이 프레스하여 접착하면 된다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 생분해성 성형물은 전분을 주원료로 하는 발포 성형물의 표면에 생분해성 플라스틱으로 이루어지는 피복 필름을 접착하여 이루어져 있다. 이로써, 상기 발포 성형물이 갖는 형상의 유지성(적절한 두께를 유지하는 성질)과 단열성을 유지하면서, 그 표면에 대하여 강고한 내수성을 부여할 수 있다. 동시에 상기 발포 성형물의 강도나 유연성도 향상시키는 것이 가능하게 된다.

더구나, 발포 성형물도 필름도 모두 생분해성을 갖고 있고, 특히 두꺼운 발포 성형물은 전분을 주원료로 하기 때문에 매우 생분해성이 우수한 동시에, 필름은 생분해 속도가 느린 생분해성 플라스틱을 주원료로 하고 있지만 막 두께가 작기 때문에, 충분히 생분해되게 된다. 그렇기 때문에, 본 발명에 따른 생분해성 성형물은 폐기시에 양호한 생분해성을 발휘할 수 있다.

또한, 완전한 막으로서의 피복 필름을 발포 성형물의 표면에 접착하고 있기 때문에, 예컨대 개구부를 갖는 용기로서 이용하는 경우에, 그 개구부의 가장자리부에 시일형의 덮개를 열시일하는 것이 가능하게 되어, 개구부를 완전히 밀폐하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 따른 생분해성 성형물은 예컨대, 포장용 완충재, 내장재, 포장용 트레이 등의 포장용 성형물, 컵면(컵라면·컵우동·컵소바·컵야끼소바) 등의 인스턴트 식품의 용기, 외식 서비스에 이용되는 1웨이 방식의 접시 또는 트레이, 혹은 스프나 쥬스 등의 용기 등과 같은 식품용 용기로서 적합하게 이용할 수 있다.

특히 내수성이 있으므로, 수분이 많은 식품의 용기로서 적합하게 이용할 수 있는 동시에, 가스 배리어성 등도 지니므로, 컵면 등 일정 기간의 보존을 가능하게 하는 인스턴트 식품의 용기로서도 적합하게 이용할 수 있다.

다음에, 실시예 및 비교예에 기초하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

〔흡습 강도(내습 강도)〕

실시예 및 비교예의 생분해성 성형물의 흡습 강도(내습 강도)에 대해서는 하기의 방법에 의해 평가했다.

완성된 생분해성 성형물을, 40℃, 상대 습도 90%의 고습도 환경하에서 30일간 방치하여, 흡습에 의한 생분해성 성형물의 연화나 변형의 유무를 확인함으로써 평가했다. 그리고, 흡습에 의한 변화(변형 및 연화)가 전혀 없고, 흡습에 의한 강도 저하가 발생하지 않은 것을 「◎」, 흡습에 의한 변형(외형의 변화)은 발생하지 않았지만, 흡습에 의한 연화가 약간 보인 것을 「○」, 흡습에 의한 연화·변형이 발생하지만, 어떻게든 실용 레벨의 형상 및 강도를 유지하고 있는 것을 「△」, 흡습에 의한 연화·변형이 사용 불가능할 정도까지 심하게 발생한 것을 「×」라고 하여, 4단계로 평가했다.

〔실시예 1〕

우선, 주원료인 전분 30.0 g과, 수불용성 섬유(강도 조정제)로서의 침엽수 버진 펄프 7.0 g과, 강도 조정제로서의 탄산칼슘 7.0 g과, 안정제 및 강도 조정제로서의 구아 검 0.2 g과, 물 55.8 g을 혼합하여, 도우형의 성형용 원료 100 g를 조제했다. 그리고, 본 실시예에서는 전분으로서, 하이 아밀로스 전분(아밀로스 함유율 60%의 콘스타치)만을 이용했다.

다음에, 전술한 동시접착법의 제법 1에 의해, 상기 성형용 원료를 성형용 원료(14)로서 이용하고, 2축 연신된 변성 폴리에스테르 필름(두께 50 ㎛)을 피복 필름(12)으로서 이용하고, 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시한 금형(20a)을 이용하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다.

이 때, 가열 수법으로서는, 전열용 히터를 이용하여 금형(20a)을 가열하는 외부 가열과, 고주파 유전 가열에 의한 내부 가열을 병용했다. 또, 이들 외부 가열 및 내부 가열은 금형(20a)의 온도가 130∼150℃가 되도록 조정했다.

얻어진 주발형 용기(10a)에 대해서, 상기한 평가 방법으로 흡습 강도를 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

〔실시예 2〕

전분으로서, 하이 아밀로스 전분 대신에, 감자 전분을 25 중량%, 하이 아밀로스 전분(아밀로스 함유율 60%의 콘스타치)을 75 중량% 각각 포함하는 혼합물을 이용하는 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다.

〔실시예 3〕

전분으로서, 하이 아밀로스 전분 대신에, 감자 전분을 40 중량%, 하이 아밀로스 전분(아밀로스 함유율 60%의 콘스타치)을 60 중량% 각각 포함하는 혼합물을 이용하는 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로, 주발형 용기(10a)를 제조했다.

〔실시예 4〕

전분으로서, 하이 아밀로스 전분 대신에, 감자 전분을 50 중량%, 하이 아밀로스 전분(아밀로스 함유율 60%의 콘스타치)을 50 중량% 각각 포함하는 혼합물을 이용하는 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다.

〔비교예 1〕

전분으로서, 하이 아밀로스 전분 대신에, 감자 전분만을 이용하는 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1
감자 전분	0%	25%	40%	50%	100%
하이 아밀로스 전분	100%	75%	60%	50%	0
흡습 강도 평가	◎	◎	○	△	×

상기 표에서 %는 중량%를 나타낸다.

표 1에 있어서의 비교예 1의 결과와 실시예 1∼4의 결과의 비교로부터, 감자 전분만으로 이루어지는 전분을 이용한 경우에 비하여, 하이 아밀로스 전분을 포함하는 전분을 이용한 경우에는, 흡습 강도가 향상되는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1∼4의 결과의 비교로부터, 흡습 강도를 향상시키기 위해서는, 하이 아밀로스 전분을 포함하는 전분 중에서도, 전분 하이 아밀로스 전분을 50 중량% 이상 포함하는 전분이 보다 바람직하고, 전분 하이 아밀로스 전분을 60 중량% 이상 포함하는 전분이 보다 바람직하고, 전분 하이 아밀로스 전분을 75 중량% 이상 포함하는 전분이 더욱 바람직하다는 것을 알 수 있다.

〔실시예 5〕

우선, 주원료인 감자 전분 30.0 g과, 중합도가 1000 미만이며 비누화도가 70% 미만인 폴리비닐알콜 15.0 g과, 수불용성 섬유(강도 조정제)로서의 침엽수 버진 펄프 4.0 g와, 강도 조정제로서의 탄산칼슘 10.0 g과, 안정제 및 강도 조정제로서의 구아 검 0.2 g와, 물을 혼합하여, 도우형의 성형용 원료를 조제했다. 물의 양은 고형분률(성형용 원료의 총 중량에 대한 고형분의 비율)이 54.2 중량%가 되도록 조정했다. 이 경우, 물의 양은 58.5 g이 되고, 성형용 원료의 총 중량(총계)은 127.7 g이 되었다. 또, 이 경우, 고형분(성형용 원료에 있어서의 물을 제외한 성분)의 중량은 69.2 g이다.

다음에, 전술한 동시접착법의 제법 1에 의해, 상기 성형용 원료를 성형용 원료(14)로서 이용하고, 2축 연신된 변성 폴리에스테르 필름(두께 35 ㎛)을 피복 필름(12)으로서 이용하고, 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시한 금형(20a)을 이용하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다.

이 때, 가열 수법으로서는, 전열용 히터를 이용하여 금형(20a)을 가열하는 외부 가열과, 고주파 유전 가열에 의한 내부 가열을 병용했다. 또한, 이들 외부 가열 및 내부 가열은 금형(20a)의 온도가 130∼150℃가 되도록 조정했다.

얻어진 주발형 용기(10a)에 대해서, 상기한 평가 방법으로 흡습 강도를 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.

〔실시예 6〕

폴리비닐알콜의 양을 12.0 g으로 변경하고, 고형분률이 54.2 중량%가 되도록 물의 양을 변경하는 것 이외에는 실시예 6과 같은 식으로 하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다. 이 경우, 물의 양은 55.9 g이 되고, 성형용 원료의 총 중량(총계)은 122.1 g이 되었다. 또한, 이 경우, 고형분(성형용 원료에 있어서의 물을 제외한 성분)의 중량은 66.2 g이다.

〔실시예 7〕

폴리비닐알콜의 양을 8.0 g으로 변경하고, 고형분률이 54.2 중량%가 되도록 물의 양을 변경하는 것 이외에는 실시예 6과 같은 식으로 하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다. 이 경우, 물의 양은 52.6 g이 되고, 성형용 원료의 총중량(총계)은 114.8 g이 되었다. 또, 이 경우, 고형분(성형용 원료에 있어서의 물을 제외한 성분)의 중량은, 62.2 g이다.

〔비교예 2〕

폴리비닐알콜을 사용하지 않고, 고형분률이 54.2 중량%가 되도록 물의 양을 변경하는 것 이외에는 실시예 6과 같은 식으로 하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다. 이 경우, 물의 양은 45.8 g이 되고, 성형용 원료의 총중량(총계)은 100.0 g이 되었다. 또한, 이 경우, 고형분(성형용 원료에 있어서의 물을 제외한 성분)의 중량은 54.2 g이다.

	실시예 5	실시예 6	실시예 7	비교예 2
감자 전분(g)	40.0	40.0	40.0	40.0
폴리비닐알콜(g)	15.0	12.0	8.0	0
펄프(g)	4.0	4.0	4.0	4.0
탄산칼슘(g)	10.0	10.0	10.0	10.0
구아 검(g)	0.2	0.2	0.2	0.2
물(g)	58.5	55.9	52.6	45.8
총계(g)	127.7	122.1	114.8	100.0
고형분(g)	69.2	66.2	62.2	54.2
고형분률(중량%)	54.2	54.2	54.2	54.2
폴리비닐알콜 함유율(중량%)	11.7	9.8	7.0	0
흡습 강도 평가	◎	○	△	×

표 2에 있어서의 비교예 2의 결과와 실시예 5∼7의 결과의 비교로부터, 폴리비닐알콜을 사용하지 않은 경우와 비교하여, 폴리비닐알콜을 사용한 경우에는 흡습 강도가 향상되는 것을 알 수 있다.

〔실시예 8〕

우선, 주원료인 감자 전분 37.0 g과, 중합도가 1000 미만이며 비누화도가 70% 미만인 폴리비닐알콜(PVA) 7.0 g과, 수불용성 섬유(강도 조정제)로서의 침엽수 버진 펄프 7.0 g와, 물 49.0 g을 혼합하여, 도우형의 성형용 원료를 조제했다. 이 경우, 성형용 원료의 총중량(총계)은 100.0 g이 되었다. 또, 이 경우, 성형용 원료 중에 있어서의 폴리비닐알콜의 함유량은 7.0 중량%이다. 또한, 이 경우, 고형분(성형용 원료에 있어서의 물을 제외한 성분)의 중량은 51.0 g이며, 성형용 원료의 고형분률은 51.0 중량%이다.

다음에, 전술한 동시접착법의 제법 1에 의해, 상기 성형용 원료를 성형용 원료(14)로서 이용하고, 2축 연신된 변성 폴리에스테르 필름(두께 50 ㎛)을 피복 필름 (12)으로서 이용하고, 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시한 금형(20a)을 이용하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다.

이 때, 가열 수법으로서는, 전열용 히터를 이용하여 금형(20a)을 가열하는 외부 가열과, 고주파 유전 가열에 의한 내부 가열을 병용했다. 또한, 이들 외부 가열 및 내부 가열은 금형(20a)의 온도가 140∼160℃가 되도록 조정했다.

얻어진 주발형 용기(10a)에 대해서, 상기한 평가 방법으로 흡습 강도를 평가했다. 결과를 표 3에 나타낸다.

〔실시예 9〕

실시예 8에서 이용한 폴리비닐알콜 대신에, 중합도가 1000 이상 1500 미만이며 비누화도가 70% 미만인 폴리비닐알콜을 이용하는 것 이외에는 실시예 8과 같은 식으로 하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다.

〔실시예 10〕

실시예 8에서 이용한 폴리비닐알콜 대신에, 중합도가 1500 이상이며 비누화도가 70% 미만인 폴리비닐알콜을 이용하는 것 이외에는 실시예 8과 같은 식으로 하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다.

〔실시예 11〕

실시예 8에서 이용한 폴리비닐알콜 대신에, 중합도가 1000 미만이며 비누화도가 70% 이상 90% 미만인 폴리비닐알콜을 이용하는 것 이외에는 실시예 8과 같은 식으로 하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다.

〔실시예 12〕

실시예 8에서 이용한 폴리비닐알콜 대신에, 중합도가 1000 이상 1500 미만이며 비누화도가 70% 이상 90% 미만인 폴리비닐알콜을 이용하는 것 이외에는 실시예 8과 같은 식으로 하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다.

〔실시예 13〕

실시예 8에서 이용한 폴리비닐알콜 대신에, 중합도가 1500 이상이며 비누화도가 70% 이상 90% 미만인 폴리비닐알콜을 이용하는 것 이외에는 실시예 8과 같은 식으로 하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다.

〔실시예 14〕

실시예 8에서 이용한 폴리비닐알콜 대신에, 중합도가 1000 미만이며 비누화도가 90% 이상인 폴리비닐알콜을 이용하는 것 이외에는 실시예 8과 같은 식으로 하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다.

〔실시예 15〕

실시예 8에서 이용한 폴리비닐알콜 대신에, 중합도가 1000 이상 1500 미만이며 비누화도가 90% 이상인 폴리비닐알콜을 이용하는 것 이외에는 실시예 8과 같은 식으로 하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다.

〔실시예 16〕

실시예 8에서 이용한 폴리비닐알콜 대신에, 중합도가 1500 이상이며 비누화도가 90% 이상인 폴리비닐알콜을 이용하는 것 이외에는 실시예 8과 같은 식으로 하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다.

	PVA의 중합도	PVA의 비누화도	흡습 강도 평가
실시예 8	1000 미만	70%미만	△∼×
실시예 9	1000이상 1500미만	70%미만	△
실시예 10	1500미만	70%미만	○
실시예 11	1000미만	70%이상 90%미만	△
실시예 12	1000이상 1500미만	70%이상 90%미만	○
실시예 13	1500이상	70%이상 90%미만	◎
실시예 14	1000미만	90%이상	○
실시예 15	1000이상 1500미만	90%이상	◎
실시예 16	1500이상	90%이상	◎

표 3에 있어서의 실시예 8∼16의 결과의 비교로부터, 사용하는 폴리비닐알콜의 중합도가 높을수록, 또, 비누화도가 높을수록, 흡습 강도가 향상되는 것을 알 수 있다. 또한, 흡습 강도의 향상은, 특히 비누화도의 영향이 큰 것을 알 수 있다. 이로부터, 흡습 강도를 향상시키기 위해서는, 성형용 원료에 있어서의 폴리비닐알콜의 중합도는 1000 이상인 것이 바람직하고, 1500 이상인 것이 보다 바람직하다는 것을 알 수 있다. 또한, 이로부터, 흡습 강도를 향상시키기 위해서는, 성형용 원료에 있어서의 폴리비닐알콜의 비누화도는, 70% 이상인 것이 바람직하고, 90% 이상인 것이 보다 바람직하다는 것을 알 수 있다.

한편, 실시예 1∼16 및 비교예 1·2에서 얻어진 주발형 용기(10a)에 관해서, 흡습 강도를 측정하기 전의 상태에서, 가부시키가이샤레오테크 제조의 레오미터를 이용하고, 직경 2 mm, 선단부 곡면율 1R의 막대 형상 플런저를 사용하여, 이 막대 형상 플런저를 6 cm/분의 속도로 용기에 푹 찔렀을 때의 최대 응력과 진입 거리를 측정하여, 찌르기 강도에 관해서 평가했다. 그 결과, 최대 응력·진입 거리 모두 모든 샘플 사이에서 의미 있는 차는 없었다. 따라서, 찌르기 강도와 흡습 강도 사이에 상관이 없음을 알 수 있었다.

이것은 본 발명의 생분해성 용기가 갖는 우수한 성질인 「흡습 강도」가, 종래의 전분제 생분해성 용기에 대해서 일반적으로 말하여지고 있는 「강도」, 즉, 상기 찌르기 강도 등과 같은, 건조 상태나 통상의 분위기하에서 취급했을 때의 강도와는 전혀 별도의 성질임을 나타내고 있다.

〔실시예 17〕

폴리비닐알콜의 양을 4.8 g으로 변경하고, 고형분률이 54.2 중량%가 되도록 물의 양을 조정하는 것 이외에는 실시예 16과 같은 식으로 하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다. 이 경우, 성형용 원료 중에 있어서의 폴리비닐알콜 함유율은 5.0 중량%이다.

얻어진 주발형 용기(10a)에 대해서, 상기한 평가 방법으로 흡습 강도를 평가했다. 결과를, 실시예 16의 결과와 함께 표 4에 나타낸다.

〔실시예 18〕

폴리비닐알콜의 양을 3.7 g으로 변경하고, 고형분률이 54.2 중량%가 되도록 물의 양을 조정하는 것 이외에는 실시예 16과 같은 식으로 하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다. 이 경우, 성형용 원료 중에 있어서의 폴리비닐알콜 함유율은 4.0 중량%이다.

얻어진 주발형 용기(10a)에 대해서, 상기한 평가 방법으로 흡습 강도를 평가했다. 결과를 표 4에 나타낸다.

〔실시예 19〕

폴리비닐알콜의 양을 2.75 g으로 변경하고, 고형분률이 54.2 중량%가 되도록 물의 양을 조정하는 것 이외에는 실시예 16과 같은 식으로 하여, 주발형 용기(10a)를 제조했다. 이 경우, 성형용 원료 중에 있어서의 폴리비닐알콜 함유율은 3.0 중량%이다.

	성형용 원료 중에 있어서의 PVA의 함유율	흡습 강도 평가
실시예 16	7.0 중량%	◎
실시예 17	5.0 중량%	◎
실시예 18	4.0 중량%	○
실시예 19	3.5 중량%	△

실시예 8∼17의 결과로부터, 성형용 원료에 있어서의 폴리비닐알콜의 함유량을 5∼7 중량%로 억제하더라도, 폴리비닐알콜의 중합도나 비누화도를 컨트롤함으로써, 충분한 흡습 강도 향상의 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.

또한, 실시예 16∼19의 결과로부터, 성형용 원료에 있어서의 폴리비닐알콜의 함유량은 4.0 중량% 이상이면, 흡습 강도가 향상하고, 5.0 중량% 이상이면, 흡습 강도가 더욱 향상한다는 것을 알 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서 나타낸 구체적인 실시형태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 밝히는 것으로, 본 발명의 범위는 그와 같은 구체예에만 한정하여 협의적으로 해석해야 하는 것이 아니라, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 청구범위 내에서, 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있는 것이다.

본 발명에 따르면, 이상과 같이, 복잡한 형상을 갖고 있더라도 충분한 강도를 실현할 수 있으며, 또 적어도 충분한 내수성도 실현하는 데다, 매우 양호한 생분해성을 발휘할 수 있고, 또한 흡습 강도가 우수한, 전분을 주성분으로 한 생분해성 성형물을 제공할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 생분해성 성형물은 예컨대, 내장재, 포장용 트레이 등의 포장용 성형물, 컵면(컵라면·컵우동·컵소바·컵야끼소바 등) 등의 인스턴트 식품의 용기, 외식 서비스에 이용되는 1웨이 방식의 접시 또는 트레이, 혹은 스프나 쥬스 등의 용기 등과 같은 식품용 용기 등으로서 적합하게 이용할 수 있다.

Claims

소정 형상으로 성형된 생분해성 발포 성형물과, 그 표면에 접착되는 피복 필름을 포함하며, 상기 피복 필름이 생분해성 플라스틱을 주성분으로 하고, 적어도 소수성을 갖고 있는 생분해성 성형물에 있어서,

상기 생분해성 발포 성형물은 전분 또는 그 유도체를 주성분으로 하고, 이것에 물을 혼합하여 얻어지는 슬러리형 또는 도우형의 성형용 원료를 수증기 발포시킴으로써 성형된 것으로,

상기 전분 또는 그 유도체가, 아밀로스를 50% 이상 포함하는 전분 또는 그 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 성형물.
제1항에 있어서, 전분 또는 그 유도체 중에 있어서의 아밀로스를 50% 이상 포함하는 전분 또는 그 유도체의 함유율은 50 중량% 이상인 것을 특징으로 하는 생분해성 성형물.
소정 형상으로 성형된 생분해성 발포 성형물과, 그 표면에 접착되는 피복 필름을 포함하며, 상기 피복 필름이 생분해성 플라스틱을 주성분으로 하고, 적어도 소수성을 갖고 있는 생분해성 성형물에 있어서,

상기 생분해성 발포 성형물은 전분 또는 그 유도체를 주성분으로 하고, 이것에 물 및 폴리비닐알콜을 혼합하여 얻어지는 슬러리형 또는 도우형의 성형용 원료를 수증기 발포시킴으로써 성형된 것을 특징으로 하는 생분해성 성형물.
제3항에 있어서, 상기 폴리비닐알콜의 중합도는 1500 이상인 것을 특징으로 하는 생분해성 성형물.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 폴리비닐알콜의 비누화도가 75% 이상인 것을 특징으로 하는 생분해성 성형물.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 피복 필름은 변성 폴리에스테르를 주성분으로 하는 필름인 것을 특징으로 하는 생분해성 성형물.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 피복 필름은 2축 연신된 필름인 것을 특징으로 하는 생분해성 성형물.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 성형용 원료가 수불용성 섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 성형물.
제1항 또는 제3항에 있어서, 총중량 중 상기 생분해성 발포 성형물이 차지하는 중량이 60 중량% 이상인 것을 특징으로 하는 생분해성 성형물.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 성형용 원료는 전체를 100 중량%로 한 경우에 물을 20 중량% 이상 70 중량% 이하의 범위 내에서 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 성형물.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 피복 필름은 상기 생분해성 발포 성형물의 표면에 대하여 밀착한 상태로 직접 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 생분해성 성형물.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 생분해성 발포 성형물은 최종적인 함수율이 3 중량% 이상 20 중량% 이하의 범위 내로 되어 있는 것을 특징으로 하는 생분해성 성형물.