KR100811189B1 - Heat resistant container manufacture method - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 제작방법 순서도.1 is a manufacturing method flow chart of the present invention.
도 2는 본 발명에 의해 제작된 용기의 외관도.Figure 2 is an external view of the container produced by the present invention.
본 발명은 생분해성 용기 제작방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 친환경 합성수지인 생분해성 용기의 내열특성을 더욱 강화시키기 위한 제작방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biodegradable container manufacturing method, and more particularly to a manufacturing method for further strengthening the heat resistance characteristics of the biodegradable container is an environmentally friendly synthetic resin.
일반적으로, 한번 사용되고 버려지는 일회용 제품으로 대표적인 것은 도시락 용기, 컵라면 용기, 완충제 등이 있다. 이러한 제품들은 대부분 프라스틱, 스티로폼, 종이, 합성수지 등으로 제작되기 때문에 쉽게 사용되고 또 쉽게 버려지는 실정이다. In general, typical disposable products that are used and discarded once include lunch box containers, cup noodles containers, and buffers. Most of these products are made of plastic, styrofoam, paper, synthetic resin, etc., so they are easily used and easily discarded.
그러나 이렇게 버려진 프라스틱, 스티로폼, 합성수지 등은 땅에 매립하였을 때 분해까지 대략 500년의 세월이 필요하기 때문에 매립장소의 포화라는 문제점을 안고 있다.However, these abandoned plastics, styrofoam, synthetic resins have a problem of saturation of the landfill because it takes about 500 years to disassemble when landfilled.
이러한 환경문제를 해결하기 위해 최근에는 옥수수전분을 이용한 생분해성 플라스틱(PLA;Poly Lactic Acid) 개발이 각광받고 있다.In order to solve these environmental problems, development of biodegradable plastics (PLA) using corn starch has been in the spotlight.
그러나, 종래 생분해성 플라스틱 용기는 내구성 및 열에 약한 단점이 있어, 식품보관 용기로 사용시 내용물의 중량으로 인해 쉽게 변형이 발생되는 문제점이 있었다.However, the conventional biodegradable plastic container has a weak disadvantage in durability and heat, there was a problem that the deformation easily occurs due to the weight of the contents when used as a food storage container.
본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 생분해성 플라스틱 용기의 내구성 및 내열성을 강화할 수 있는 제작방법을 제안하여 식품포장용으로 사용시 이용 편의성 및 제품의 신뢰성을 극대화 할 수 있도록 하는데 목적이 있다.The present invention has been proposed to improve the above problems in the prior art, to propose a manufacturing method that can enhance the durability and heat resistance of the biodegradable plastic container to maximize the ease of use and reliability of the product when used for food packaging The purpose is to.
상기 목적은, 고구마, 감자, 옥수수, 쌀, 밀가루, 사탕수수중 선택된 하나 이상의 전분가루가 포함된 전분 혼합물을 반죽하는 반죽단계; 상기 반죽이 이루어진 혼합물을 시트 형태로 성형하는 시트성형단계; 상기 성형된 성형시트를 고온으로 예열시키는 예열단계; 상기 성형시트를 일정한 용기형태의 몰드를 이용하여 진공성형을 실시하는 용기성형단계; 상기 성형된 용기를 진공챔버내에서 가열하는 가열단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성이 강화된 생분해성 용기 제작방법을 통해 이룰 수 있게 된다.The object is a dough step of kneading the starch mixture containing at least one starch powder selected from sweet potatoes, potatoes, corn, rice, flour, sugar cane; A sheet forming step of molding the mixture made of the dough into a sheet form; A preheating step of preheating the molded molding sheet to a high temperature; A container molding step of performing vacuum molding of the molding sheet using a mold having a predetermined container shape; A heating step of heating the molded container in a vacuum chamber; It is possible to achieve through the heat-resistant enhanced biodegradable container manufacturing method comprising a.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 생분해성 PLA용기의 제작과정을 도 1의 순서도를 참조하여 살펴보면, Hereinafter, looking at the manufacturing process of the biodegradable PLA container according to a specific embodiment of the present invention with reference to the flow chart of FIG.
<전분혼합물 반죽단계>(<Starch mixture dough step> ( STST 1) One)
먼저, 혼합물 반죽단계에서 사용되는 전분은 고구마, 감자, 옥수수, 쌀, 밀가루, 사탕수수중 선택된 하나 이상의 농작물로 부터 추출하게 되는데, 전분가루 80중량%에 접착제인 솔비톨 10중량%와, 내열강화제 10중량%를 혼합 교반하여 반죽하게 된다. First, the starch used in the kneading step of the mixture is extracted from one or more crops selected from sweet potatoes, potatoes, corn, rice, flour, and sugar cane. The starch powder is 80% by weight of sorbitol 10% by weight, and the heat-resistant reinforcement 10 The weight percent is mixed and stirred to knead.
즉, 전분만으로 이루어진 용기는 열변형 온도가 50℃로 열에 약하기 때문에 내열강화제를 첨가하여 약 70~80℃까지 내열 온도를 보강할 수 있게 되는데, 이때 사용되는 내열강화제로는 인체에 무해한 분말형태의 질화규소가 사용되게 되며, 이와 함께 산화 알루미늄 또는 방사능 동위원소인 이트리움(90-Yttrium)을 질화규소와 중량대비 6:4의 비율로 하여 선택적으로 첨가함으로서 내열 강화성을 극대화 함이 바람직하다.In other words, the container made of starch only has a heat deformation temperature of 50 ° C., which is weak to heat, thereby adding a heat-resistant reinforcing agent to reinforce the heat-resistant temperature up to about 70-80 ° C. In this case, the heat-resistant reinforcement used is a powder form that is harmless to the human body. Silicon nitride is used, and it is preferable to maximize the heat strengthening resistance by selectively adding aluminum oxide or radioisotope yttrium (90-Yttrium) in a ratio of 6: 4 to silicon nitride by weight.
특히, 상기 이트리움은 주로 소결촉진제로 사용되는데 상기 혼합물에 첨가시 규소분말과 전분 입자간의 결합력을 증대시켜주는 역할을 수행하게 된다.In particular, the yttrium is mainly used as a sintering accelerator, and when added to the mixture, it serves to increase the bonding force between the silicon powder and the starch particles.
<시트 성형단계>(<Sheet forming step> ( STST 2) 2)
한편, 상기 반죽이 이루어진 혼합물은 필렛형태로 압출 성형된 후 시트형태로 성형되어지게 되는데, 이러한 시트 성형단계에서는 압출 성형물을 롤러기에 투입함으로 얇은 시트형태로의 성형이 이루어질 수 있게 된다.On the other hand, the mixture is made of the dough is extruded in the form of a fillet is molded in a sheet form, in this sheet forming step it is possible to form into a thin sheet form by inserting the extrusion molding to the roller.
그리고, 성형된 시트는 권취기에서 두루마리 형태로 권취되어 다음 단계로 이동하게 된다.Then, the molded sheet is wound in a roll form in a winder and moved to the next step.
<시트 예열단계>(<Sheet preheating stage> ( STST 3) 3)
본 예열단계에서는 상기 성형이 이루어진 시트의 내열성을 약 100℃ 까지 강화하기 위해서 미열로 부터 서서히 온도를 높여주는 작업이 이루어지게 된다.In this preheating step, the temperature is gradually increased from the mild heat in order to enhance the heat resistance of the formed sheet to about 100 ℃.
즉, 이때에는 내열성 강화를 위해 3단계에 걸쳐 예열이 이루어지게 되는데, 먼저 성형시트를 50℃의 온도에서 30초 동안 예열하는 1차 예열과정과(ST 3-1), 1차 예열이 이루어진 성형시트를 다시 좀더 높은 온도인 80℃의 온도에서 30초 동안 예열을 실시하는 2차 예열과정과(ST 3-2) 2차 예열이 이루어진 성형시트를 다시 120℃의 온도에서 30초 동안 예열을 실시하는 3차 예열과정(ST 3-3)이 순차적으로 실시되어지게 된다.That is, in this case, preheating is performed in three stages to strengthen the heat resistance. First, the preheating process of preheating the molding sheet at a temperature of 50 ° C. for 30 seconds (ST 3-1), and the first preheating is performed. Secondly preheating the sheet again for 30 seconds at a higher temperature of 80 ° C (ST 3-2) and preheating the formed sheet with secondary preheating for 30 seconds at a temperature of 120 ° C. The third preheating process (ST 3-3) is performed sequentially.
특히, 상기 각 과정에서의 예열온도중 1차 예열과정(ST 3-1)에서는 온도를 40~60℃의 범위를 만족토록 하고, 2차 예열과정(ST 3-2)에서는 예열온도를 70~90℃의 범위를 만족하도록 하며, 3차 예열과정(ST 3-3)에서는 예열온도를 110~130℃ 범위를 만족토록 함이 바람직하다.In particular, the first preheating process (ST 3-1) of the preheating temperature in each process to satisfy the temperature range of 40 ~ 60 ℃, in the second preheating process (ST 3-2) the preheating temperature is 70 ~ It is desirable to satisfy the range of 90 ℃, and in the third preheating process (ST 3-3) it is preferable to satisfy the preheating temperature range of 110 ~ 130 ℃.
만일, 상기 각 과정의 온도범위를 벗어나게 되면 원하는 온도 수치까지의 내열온도 보강이 이루어지지 못하는 문제점이 발생할 수 있음을 하기 [표 1]의 실험예를 통해 알 수 있다.(단위는 ℃)If it is out of the temperature range of each process, it can be seen through the experimental example of the following [Table 1] that the problem that the heat-resistant temperature reinforcement up to the desired temperature value can not occur.
상기 실험예를 통해 알 수 있듯이 본 발명의 온도범위 내에서 3단계 예열이 이루어진 실험예1,2는 시트 자체의 내열온도가 각각 100℃ 및 99℃로 만족할 결과를 나타내었으나, 비교예1,2,3의 경우는 내열온도가 낮아 용기로서의 제작이 어려웠으며, 특히 비교예3의 경우는 3차 예열온도를 너무 높여주어서 시트에 부분적으로 그을음이 발생하는 불량이 확인되었다.As can be seen through the above experimental example Experimental Examples 1 and 2, which were preheated in three stages within the temperature range of the present invention, the heat resistance temperature of the sheet itself showed satisfactory results of 100 ℃ and 99 ℃, Comparative Examples 1,2 In the case of, 3, the heat resistance temperature was low, making it difficult to manufacture as a container. In particular, in the case of Comparative Example 3, the third preheating temperature was too high, so that the soot occurred partially in the sheet.
또한, 각 과정에서의 예열시간 역시 25~35초의 범위 내에서 실시되도록 함이 바람직하다.In addition, the preheating time in each process is also preferably to be carried out within the range of 25 ~ 35 seconds.
이러한 3단계의 예열단계를 거침으로 최종 성형되어진 용기의 열변형에 견딜수 있는 온도를 약 100℃ 까지 보완할 수 있게 된다.Through these three preheating steps, the temperature that can withstand thermal deformation of the final molded container can be compensated up to about 100 ° C.
<용기성형단계>(<Container Forming Step> ( STST 4) 4)
한편, 용기 성형단계에서는 상기 예열과정을 거친 시트를 몰드내에서 압진공 방식으로 성형을 실시하여 용기 형태로의 성형을 실시하게 된다.On the other hand, in the container forming step, the sheet subjected to the preheating process is molded in a mold by a pressure vacuum method, thereby forming a container.
이때에는, 에어 압력을 7kgt/cm2 를 유지하여 10초 범위내에서 실시함이 적절하며, 냉각수 온도는 40℃를 유지한 후 서서히 30초동안 냉각 후 용기형태로 성형시킨다.At this time, it is appropriate to carry out within 10 seconds by maintaining the air pressure of 7kgt / cm2, the cooling water temperature is maintained in 40 ℃ after slowly cooling for 30 seconds to form a container.
한편, 성형전 시트의 표면온도는 110~120℃ 범위내에서 유지시킴이 바람직 하다.On the other hand, it is preferable to maintain the surface temperature of the sheet before molding within the range of 110 ~ 120 ℃.
<냉각단계>(<Cooling stage> ( STST 5) 5)
상기 성형이 이루어진 용기는 냉각과정을 거쳐 경화시키게 되는데, 몰드 온도는 약 70℃ 유지시키면서 30초 동안 냉각을 실시하게 된다.The molded container is cured through a cooling process, and the cooling is performed for 30 seconds while maintaining a mold temperature of about 70 ° C.
이때의 몰드 온도는 65~75℃ 범위를 만족토록 하는 가운데 냉각 시간을 20~40초 범위를 유지함이 바람직하게 된다.At this time, the mold temperature is preferably in the range of 20 to 40 seconds cooling time while satisfying the 65 to 75 ℃ range.
<가열단계>(<Heating stage> ( STST 6) 6)
한편, 냉각 경화가 이루어진 용기는 내부 진공상태를 이루고 있는 가열기 챔버내에서 최종 가열과정을 실시하여 내열온도를 극대화 시키게 된다.On the other hand, the container is cooled and cured to maximize the heat resistance by performing the final heating process in the heater chamber forming the internal vacuum state.
즉, 이때에는 100℃ 온도에서 2분간 가열을 실시하여 내열온도를 약 120℃ 까지 상승시키게 되는데, 이때의 가열온도는 90~110℃ 온도범위로 실시하며, 가열시간은 2분~3분을 유지함이 바람직 하다. That is, in this case, heating is performed at 100 ° C. for 2 minutes to raise the heat resistance temperature to about 120 ° C., at which time the heating temperature is performed at a temperature range of 90 to 110 ° C., and the heating time is maintained at 2 to 3 minutes. This is desirable.
하기 [표 2]는 본 가열단계에서의 다양한 설정온도에 따른 용기의 내열온도를 실험예로 나타낸 것이다.Table 2 shows the heat resistance temperature of the container according to various set temperatures in the present heating step as an experimental example.
상기 실험예를 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 온도범위로 실시한 실험예1,2의 경우는 용기의 열변형에 견디는 내열온도가 120℃ 이상을 나타내었으나, 비교예1,2의 경우는 내열온도가 급격히 낮아지거나, 용기 변형에 따른 불량이 발생함을 확인할 수 있었다.As can be seen through the experimental example, in the case of Experimental Examples 1 and 2 carried out in the temperature range of the present invention, the heat resistance temperature to withstand the thermal deformation of the container showed 120 ℃ or more, in the case of Comparative Examples 1 and 2 Was rapidly lowered, or it could be confirmed that a defect occurred due to the deformation of the container.
또한, 가열시간이 2분 이하인 경우에는 내열성 보완효과가 미미하게 되며, 3분 이상인 경우에는 더이상의 내열온도 상승효과가 나타나지 않게 된다.In addition, when the heating time is 2 minutes or less, the heat resistance complementary effect is insignificant, and when the heating time is 3 minutes or more, the effect of increasing the heat resistance temperature no longer appears.
도 2는 제작이 완료된 본 발명의 실시예에 따른 PLA 용기 외관을 나타낸 것으로서, 이와 같은 본 발명의 각 단계를 거쳐 제작이 이루어진 생분해성 PLA 용기는 주로 식품 포장용으로 사용되어지게 된다.Figure 2 shows the appearance of the PLA container according to the embodiment of the present invention, the production is completed, the biodegradable PLA container made through each step of the present invention is mainly used for food packaging.
특히, 본 발명의 생분해성 용기는 내열 특성이 강화되어 고온의 식품 중량물을 담아서 포장하더라도 용기의 한쪽이 처지는 등의 변형발생이 방지될 수 있게 된다.In particular, the biodegradable container of the present invention is enhanced in the heat resistance characteristics can be prevented from occurring deformation such as sag of one side of the container even if the packaging containing a high temperature food weight.
즉, 닭고기 등과 같은 육류 제조공장에서 갓 조리되어진 식품은 일정 온도를 이루고 있기 때문에 종래 생분해성 용기의 경우는 식품의 온도 및 중량의 영향으로 인해 용기의 변형이 발생하였으나, 본 발명의 내열특성이 강화된 PLA 용기에 식품을 담아서 포장하게 되면 전체적인 용기의 형상이 그대로 유지될 수 있게 되어 포장 및 운반과정에서 용기 병형으로 인한 문제점이 개선되어질 수 있게 됨을 알 수 있다.That is, since the freshly cooked food in a meat manufacturing plant such as chicken has a certain temperature, the conventional biodegradable container has a deformation of the container due to the influence of food temperature and weight, but the heat resistance of the present invention is enhanced. When the food is packaged in a packaged PLA container, the shape of the entire container can be maintained as it is, and thus, problems due to the bottle shape of the container can be improved.
그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 용기 제작과정이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.In addition, although specific embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it is obvious that the process of manufacturing the container of the present invention may be variously modified and implemented by those skilled in the art.
그러나, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.However, such modified embodiments should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention, and such modified embodiments shall fall within the appended claims of the present invention.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명은, 식품 포장용으로 사용되는 생분해성 전분용기의 내열특성을 향상시켜 포장이 이루어질 육류 식품의 포장에서부터 운반 및 판매과정에 걸쳐 용기의 변형을 방지할 수 있는 효과를 나타낸다.The present invention as described above has the effect of preventing the deformation of the container from the packaging of the meat food to be packaged to transport and sale by improving the heat resistance of the biodegradable starch container used for food packaging.
특히, 용기 제작을 위한 재료 반죽과정에서 내열 강화재를 첨가함으로 내열온도를 70~80℃까지 상승시키고, 이후 3단계에 걸친 예열공정을 통해 내열온도를 100℃까지 상승시키며, 용기 성형 후 최종 가열단계를 통해 열변형을 견딜 수 있는 내열온도를 120℃ 까지 극대화 시킬 수 있게 된다.In particular, by adding a heat-resistant reinforcing material in the material kneading process for manufacturing the container, the heat resistance temperature is increased to 70 ~ 80 ℃, and after the three stages of preheating process to increase the heat resistance temperature to 100 ℃, the final heating step after forming the container Through this, it is possible to maximize the heat resistance temperature to withstand heat deformation up to 120 ℃.
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Free format text: TRIAL DECISION FOR INVALIDATION REQUESTED 20101215 Effective date: 20110518 Free format text: TRIAL DECISION FOR CONFIRMATION OF THE SCOPE OF RIGHT_DEFENSIVE REQUESTED 20101215 Effective date: 20110518 |
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J2X1 | Appeal (before the patent court) |
Free format text: INVALIDATION |
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J302 | Written judgement (patent court) |
Free format text: JUDGMENT (PATENT COURT) FOR INVALIDATION REQUESTED 20110617 Effective date: 20111214 |
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J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL DECISION FOR INVALIDATION REQUESTED 20120110 Effective date: 20120131 |
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