KR100792471B1

KR100792471B1 - 생분해성 일회용 용기 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR100792471B1
Application number: KR1020060124268A
Authority: KR
Inventors: 김태홍
Original assignee: 김태홍
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2008-01-10

Abstract

본 발명은 생분해성 일회용 용기 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천연 화이버를 이용하여 생분해성 수지가 코팅되어 있는 부직포시트에 물, 폴리비닐알코올(PVA)로 제조된 접착바인더에 전분, 펄프파우더 또는 해초추출물과 같은 첨가제를 첨가하에 조정된 조성물을 도포하여 건조와 성형단계를 걸쳐 제조되는 생분해성 일회용 용기 및 이의 제조방법 관한 것이다.

이러한 본 발명은 물 100g당 폴리비닐알코올(PVA) 5~20g을 넣고 80~100℃로 20~60분 동안 교반하며 가열하는 접착 바인더 제조단계(S10)와;

상기 접착 바인더 제조단계(S10)에서 제조된 바인더 300g당 전분 60~82g, 펄프파우더(또는 해초추출물) 8~20g, 천연 부직포 2~3g, 덱스트린 4~10g, 유연제 1~5g을 첨가하여 혼합하는 조성물 제조단계(S20)와;

상기 조성물 제조단계(S20)에서 제조된 조성물을 생분해성 수지가 13~30㎛가 단면 코팅된 천연 화이버를 이용한 천연 부직포 시트에 도포하여 조성물 시트를 제조하는 도포단계(S30)와;

상기 도포단계(S30)에서 조성물 시트를 80~150℃에서 3~10분간 건조하여 함수율이 15~30%가 되도록 건조하는 건조단계(S40)와;

상기 건조단계(S40)에서 건조된 조성물 시트를 압축 성형하는 성형단계(S50)로 이루어진다.

생분해성, 일회용 용기, 천연 화이버

Description

생분해성 일회용 용기 및 이의 제조방법{By oneself resolvability receptacle and production method}

도 1 은 본 발명의 제조방법에 대한 단계를 나타낸 순서도.

산업의 발달하면서 제조하기 용이한 일회용으로 사용되는 용기가 급격하게 생산되고, 사용의 편리성의 일회용 용기의 사용의 사용은 아주 급격하게 증가하여 이제는 일회용 용기가 마치 없어서는 안 되는 용기가 되어 있는 실정이다.

그러나, 현재 우리가 사용하고 있는 일회용 용기는 주로 합성수지로 된 제품으로 사용 후 폐기되는 일회용 용기는 그 분해가 수백 년 이상이 걸림에 따라 아주 심각한 환경오염을 유발시키고 있다.

이러한 환경오염을 예방하고자 정부나 시민단체에서는 많은 홍보와 교육과 사용제한을 하고 있으나, 사용의 편리성으로 인하여 그 효과는 미흡한 실정이다.

이와 같이 합성수지를 이용하여 제작된 일회용 용기의 사용제한이 사용의 편리성으로 해소되지 못함에 따라 합성수지의 일회용 용기의 문제점인 분해기간을 단축을 시켜 환경오염을 해결하기 위하여 생분해성 일회용 용기의 제조방법에 대하여 많이 개발되고 있으며, 현재에도 그 연구가 계속 진행되고 있다.

종래의 기술로 제시된 기술로서는 국내특허 제540682호로 제시된 생분해성 일회용 용기제품의 제조방법과, 국내특허 제 276839호로 제시된 천연고분자를 이용한 생분해성 일회용 용기 제조방법 및 그 조성물과, 국내특허 제548949호로 제시된 생분해성 전분 용기 및 그 제조방법과, 국내특허 제413370호로 제시된 생분해성 용기 제조방법 등이 제시되어 있다.

국내특허 제540682호로 제시된 생분해성 일회용 용기제품의 제조방법은, 페이스트 상태의 전분에 스테아린산과 트리에탄올아민과 파라핀을 첨가하여 물과 반죽하여 원료혼합물을 제조하고, 상기 원료혼합물에 식물섬유와 활석분과 중탄산나트륨을 첨가하여 진흙상태의 원료슬러리를 제조하며, 상기 원료슬러지를 금형에 주임하고, 방수처리된 안감종이를 덮고 금형처리 및 건조시켜 제조하는 것이며,

국내특허 제 276839호로 제시된 천연고분자를 이용한 생분해성 일회용 용기 제조방법 및 그 조성물은, 천연고분자 도는 이들의 유도체 중에서 단독 또는 혼합하여 가소제, 강도보강재, 유연제, 안정제, 내부윤활제 및 탈착제 중에서 단독 또는 둘 이상 첨가하여 물과 혼합한 후 가열 가압성형기로 성형하는 것이며,

국내특허 제548949호로 제시된 생분해성 전분 용기 및 그 제조방법은, 비변성 전분에 펄프 섬유 파우더, 용매, 광촉매제, 보존제 및 이형제을 혼합하여 생분해성 용기용 조성물을 조성하고 상기 조성물을 가열 및 가압하여 원하는 형상으로 용기를 성형하고, 상기 용기의 내부면에 생분해성 필름을 부착하여 생분해성 전분용기를 제작하는 것이며,

국내특허 제413370호로 제시된 생분해성 용기 제조방법은, 약리작용이 우수한 나뭇잎을 분말처리하고, 상기 나뭇잎 분말에 광물질을 혼합하여 혼합분말을 형성하고, 상기 혼합분말에 접착제를 첨가하여 생분해성 용기를 제조하는 것이다.

상기에 제시된 종래기술은 모두 생분해가 가능한 용기를 제조하기 위한 기술로써 본 발명에서 제시하는 것과 같이 생분해가 가능한 것이다.

본 발명은 합성수지를 이용하여 제작되는 일회용 용기를 줄이기 위하여 안출된 것으로, 물과 폴리비닐알코올(PVA)을 이용하여 접착 바인더 제조하고, 상기 접착 바인더에 전분, 펄프파우더(또는 해초추출물), 천연 부직포, 덱스트린, 유연제를 첨가하여 조성물을 제조하며, 상기 조성물을 천연 화이버를 이용하여 생분해성 수지가 단면 코팅된 부직포 시트에 도포하여 조성물 시트를 제조하고, 조성물 시트를 함수율이 15~30%가 되도록 건조하여 건조된 조성물 시트를 압축 성형하는 생분해성 용기의 제조방법을 제시하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하고자 본 발명은, 물 100g당 폴리비닐알코올(PVA) 5~20g을 넣고 80~100℃로 20~60분 동안 교반하며 가열하는 접착 바인더 제조단계(S10)와;

상기 접착 바인더 제조단계(S10)에서 제조된 바인더 300g당 전분 60~82g, 펄프파우더 8~20g, 천연 부직포 2~3g, 덱스트린 4~10g, 유연제 1~5g을 첨가하여 혼합하는 조성물 제조단계(S20)와;

상기 조성물 제조단계(S20)에서 제조된 조성물을 생분해성 수지가 단면 코팅된 천연 화이버를 이용한 천연 부직포 시트에 도포하여 조성물 시트를 제조하는 도포단계(S30)와;

또는, 상기 제조단계(S20)에서 첨가되는 펄프파우더 8~20g 대신 해초추출물 8~20g을 첨가하는 것도 가능하다.

상기 접착 바인더 제조단계(S10)에서 폴리비닐알코올(PVA)에 유연제를 0.4~6g을 첨가하는 것도 가능하며, 가열 후 냉각시 표면막 현상을 방지하기 위하여 교반하며 냉각시킨다.

상기 성형단계(S50)는 금형의 온도가 100~130℃로 유지된 상태에서 30~60초 동안 성형한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

접착 바인더를 제조하는 제조단계(S10)는, 물 100g당 폴리비닐알코올(PVA) 5~20g을 투입하고 80~100℃로 20~60분 동안 교반하며 가열한다.

상기 폴리비닐알코올(PVA)의 투입시기는 물의 온도가 50~60℃일 때 투입하는 것이 폴리비닐알코올(PVA)의 용융이 잘 이루어지며, 가열 후 냉각시에는 표면막이 발생하지 않도록 교반을 하며 냉각을 한다.

상기 폴리비닐알코올(PVA)에 구연산과 같은 유연제를 0.4~6g을 첨가하는 것이 좋다.

조성물 제조단계(S20)는, 상기 접착 바인더 제조단계(S10)에서 제조된 바인더 300g당 전분 60~82g, 펄프파우더(또는 해초추출물) 8~20g, 천연 부직포 2~3g, 덱스트린 4~10g, 유연제 1~5g을 첨가하여 혼합하는 조성물을 제조한다.

상기 유연제는 보통 구연산을 사용하며, 코팅제와 같은 기타 첨가제를 혼합하는 것도 가능하다.

조성물 시트를 제조하는 도포단계(S30)는, 상기 조성물 제조단계(S20)에서 제조된 조성물을 생분해성 수지가 단면 코팅된 천연 화이버를 이용하여 제작된 천연 부직포 시트의 코팅면의 반대면에 도포하여 조성물 시트를 제조한다.

상기 생분해성 수지의 코팅은 13~30㎛로 형성되어 내수성, 내유성, 탄성률의 증가와 깨짐의 방지 기능을 하며, 단면 코팅방법은 분해성 수지를 압출 티 다이를 이용하여 열코팅하는 것이 생산원가 차원에서 좋다. 또한, 코팅된 부직포 시트의 두께는 0.15~0.25mm정도가 적당하다.

건조단계(S40)는, 상기 도포단계(S30)에서 조성물 시트를 건조하여 함수율이 15~30%가 되도록 건조한다.

상기 함수율이 너무 적을 경우에는 후설되는 성형단계에서 균열이 발생하고, 너무 많은 경우에는 가스가 발생하여 정상적이 성형이 이루어지지 않아 불량이 발생한다.

건조시간과 건조온도는 도포된 조성물의 두께에 따라 조정되며, 보통 10~30m로 형성된 건조터널의 온도를 80~150℃로 유지시키되 전반부, 중반부, 후반부의 온도가 차등 되도록 하여 이송 컨베이어와 같은 이송장치를 이용하여 서서히 이동시켜 건조터널을 3~10분 동안에 이동되도록 한다(예; 전반부 80℃, 중반부 110℃, 후반부 150℃).

압축 성형하는 성형단계(S50)는, 상기 건조단계(S40)에서 건조된 조성물 시트를 100~130℃로 유지된 금형으로 30~60초간 300~1000kg/㎠ 압력으로 압축 성형한다.

상기 압축 성형하는 성형단계(S50)에서 성형된 용기는 절단 장치로 절단하여 수량별로 개별 포장하여 출하한다.

상기에서 해초 추출물이란 우뭇가사리 등 해초를 채취하여 2~3공정을 통한 백색 해초 펄프를 생산하는 것으로 나무에서 추출하는 펄프 파우더와 같이 이미 제조공정이 제시되어 생산되고 있는 것으로 상세한 설명은 생략한다.

상기 단면에 생분해성 수지가 코팅된 천연 부직포 시트는 보통 목화, 면사 등 천연 화이버를 섞어서 솜틀에 타고, 카딩기를 이용하여 적당한 두께와 폭으로 카딩을 하고, 바인더에 분사, 함침 등의 방법으로 공급하고, 바인더가 첨가된 시트를 압축 롤러로 가압하여 탈수하고, 탈수된 시트를 건조하며, 건조된 시트를 압축티다이를 이용하여 생분해성 수지를 단면 코팅하는 방법으로 제작된다.

[실시예 1]

60℃로 가열된 물 300g에 유연제 5g이 첨가된 폴리비닐알코올(PVA) 25g을 투입하고 100℃로 30분 동안 교반하며 가열하고, 교반 하며 냉각을 하여 접착 바인더를 제조하였다.

상기 제조된 접착 바인더에 전분 70g, 펄프파우더 12g, 천연 부직포 3g, 덱스트린 8g, 유연제(구연산) 4g을 첨가하여 조성물을 제조하고, 상기 제조된 조성물을 천연 화이버를 이용하여 생분해성 수지가 20㎛로 단면 코팅된 0.25mm의 천연 화이버를 이용한 천연 부직포 시트에 도포하여 5mm의 조성물 시트를 제조하였다.

상기 제조된 조성물 시트를 온도가 전반부는 80℃, 중반부는 110℃, 후반부는 150℃로 이루어진 30m의 건조터널을 서서히 이동시켜 7분 동안 건조하여 함수율을 20%가 되도록 하였다.

상기 건조된 조성물 시트를 100℃로 유지된 금형으로 30초 동안 500kg/㎠의 압력을 가하여 생분해성 용기를 제작하였다.

상기 실시예 1의 방법에 의해 얻어진 생분해성 용기를 열내구성시험(95℃±3℃의 물에서 20분 동안 침지함), 낙하충격시험, 압축강도시험, Lip강도시험, 생분 해성 시험(미생물을 투입하여 몇 mm정도 생장하는지를 측정함)을 실시하였으며, 결과 값은 다음 표 1과 같다.

구 분	생분해성 용기	비 고
열내구성	변형과 박리 되지 않고, 얼룩이나 누수가 발행하지 않음	변형되거나 박리 되지 않고, 얼룩이나 누수가 없어야 함
낙하충격	부서지지 않음	부서지지 않아야 함
압축강도(㎏/㎡)	1.8	-
Lip강도(㎏·m/s²)	1.2	-
생분해성(10일)	3.5 mm	3mm 이상
생분해성(20일)	4.4 mm	4mm 이상

상기와 같은 방법에 의하여 제조되는 일회용 용기는 생분해성을 가지며, 가격이 저렴하고, 내유성과 내수성을 가지며, 탄성률이 좋아 깨짐이 적은 효과가 있다.

Claims

물 100g당 폴리비닐알코올(PVA) 5~20g을 넣고 80~100℃로 20~60분 동안 교반하며 가열하는 접착 바인더 제조단계(S10)와;

상기 접착 바인더 제조단계(S10)에서 제조된 바인더 300g당 전분 60~82g, 펄프파우더 8~20g, 천연 부직포 2~3g, 덱스트린 4~10g, 유연제 1~5g을 첨가하여 혼합하는 조성물 제조단계(S20)와;

상기 조성물 제조단계(S20)에서 제조된 조성물을 생분해성 수지가 단면 코팅된 천연 화이버를 이용한 천연 부직포 시트에 도포하여 조성물 시트를 제조하는 도포단계(S30)와;

상기 도포단계(S30)에서 조성물 시트를 함수율이 15~30%가 되도록 건조하는 건조단계(S40)와;

상기 건조단계(S40)에서 건조된 조성물 시트를 압축 성형하는 성형단계(S50)로 이루어지는 생분해성 용기의 제조방법.
물 100g당 폴리비닐알코올(PVA) 5~20g을 넣고 80~100℃로 20~60분 동안 교반하며 가열하는 접착 바인더 제조단계(S10)와;

상기 접착 바인더 제조단계(S10)에서 제조된 바인더 300g당 전분 60~82g, 해초추출물 8~20g, 천연 부직포 2~3g, 덱스트린 4~10g, 유연제 1~5g을 첨가하여 혼합하는 조성물 제조단계(S20)와;

상기 조성물 제조단계(S20)에서 제조된 조성물을 천연 화이버를 이용하여 생분해성 수지가 단면 코팅된 부직포 시트에 도포하여 조성물 시트를 제조하는 도포단계(S30)와;

상기 도포단계(S30)에서 조성물 시트를 함수율이 15~30%가 되도록 건조하는 건조단계(S40)와;

상기 건조단계(S40)에서 건조된 조성물 시트를 압축 성형하는 성형단계(S50)로 이루어지는 생분해성 용기의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 접착 바인더 제조단계(S10)에서 가열 후 냉각시 표면막 현상을 방지하기 위하여 교반을 하며,

폴리비닐알코올(PVA)에 유연제 0.4~6g을 첨가하는 것을 특징으로 하는 생분해성 용기의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 성형단계(S50)는 금형의 온도가 100~130℃로 유지된 상태에서 30~60초 동안 성형하는 것을 특징으로 하는 생분해성 용기의 제조방법.
제1항 또는 제2항의 제조방법을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 생분해성 일회용기.