KR100979734B1 - Biodegradable material composition and manufacturing method of the same, the manufacturing method of container using the biodegradable material composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 생분해성물질 모두를 사용한 즉, 천연고분자화합물과 생분해성 화학합성물수지 모두를 이용하면서도 이후 용기 등의 성형에서 성형성 내지 가공성과, 그리고 내구성이 우수한 제품을 얻을 수 있는 생분해성 조성물 및 이의 제조방법과, 그리고 이러한 생분해성 조성물을 이용한 용기의 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention uses both biodegradable materials, that is, a biodegradable composition and its composition, which can obtain a product having excellent moldability, processability, and durability in molding of a container or the like after using both a natural polymer compound and a biodegradable chemical synthetic resin. It relates to a manufacturing method and a method for producing a container using such a biodegradable composition.
일반적으로 플라스틱 제품 또는 플라스틱 용기의 원료가 되는 합성플라스틱은 가공성, 내구성, 기계적 물성, 대량생산성이 우수하여 천연소재의 단점을 극복함으로써 이러한 플라스틱을 응용한 고분자물질이 개발되어 일상생활에서 없어서는 안되는 중요한 물품의 소재로 사용되어 왔다.In general, synthetic plastics, which are raw materials for plastic products or plastic containers, have excellent processability, durability, mechanical properties, and mass productivity, and overcome the shortcomings of natural materials. It has been used as a material for.
그러나 수많은 플라스틱 제품으로 인한 플라스틱 폐기물 등이 전세계 환경 오염의 주원인으로 밝혀짐에 따라 플라스틱을 비롯한 각종 고형 폐기물에 의한 환경오염 문제를 해결하기 위한 노력이 진행되고 있으나 이러한 환경문제를 근본적으로 해결할 수 있는 것은 아니었다.
However, as plastic wastes caused by numerous plastic products are found to be the main cause of environmental pollution around the world, efforts are being made to solve environmental pollution problems caused by various solid wastes including plastics. It wasn't.
이러한 상황을 고려하여 플라스틱 폐기물 자체를 분해 가능하도록 생분해성 플라스틱 제조에 관한 연구가 활발히 진행되고 있는데, Considering this situation, researches on the manufacture of biodegradable plastics to decompose the plastic waste itself are actively conducted.
분해성 플라스틱이라 함은 흙 속이나 물속에 있는 미생물에 의해 최종적으로 물과 이산화탄소로 분해되는 플라스틱인 것으로,Degradable plastics are plastics that are finally decomposed into water and carbon dioxide by microorganisms in soil or water.
미생물이 생산하는 플라스틱, 전분이나 셀룰로스 등의 천연소재를 주성분으로 하여 제조하는 것(소위 천연고분자화합물이라고 한다)과 다시 분해성을 부여한 화학합성플라스틱으로 분류할 수 있는데, 이들은 모두 땅 속에 묻거나 바다 속에 버려두면 세균이나 조류, 곰팡이와 같은 자연에 존재하는 미생물에 의해 분해되어 저분자화합물이 되었다가 최종적으로 물과 이산화탄소 또는 물과 메테인가스로 변하게 된다.
Manufactured by microorganisms produced from natural materials such as plastics, starch or cellulose as main ingredients (so-called natural polymer compounds) and chemically synthetic plastics that are decomposable again, they can all be buried in the ground or in the sea. If left alone, it is decomposed by microorganisms in nature such as bacteria, algae, and fungi to form low molecular weight compounds, which are finally converted into water and carbon dioxide or water and methane gas.
이러한 생분해성 플라스틱을 용기, 보다 한정해서는 육묘용 포트에 적용하고자 하는 연구 역시 최근 활발히 진행이 되고 있는데, In recent years, researches on applying such biodegradable plastics to containers, more specifically, to seedling pots, have been actively conducted.
종래의 플라스틱 육묘용 포트는 플라스틱 또는 플리에틸렌을 재료로 하여 여러 개를 연결시켜 제작하고, 적은 면적에서 집중 관리 후 본포에 이식하는데 종래의 포트의 육묘를 본포에 이식한 후 자연계에서 분해되지 않아서 이를 수거해야 하며 수거 과정에서 인력이 소모되고 또한 뿌리가 손상되어 생장이 일시적으로 정지되어 회복하는 데 상당한 시간이 걸린다는 문제가 있었다. 또 수거된 종래 포트를 방치할 경우 썩지 않아서 공해물질이며 소각시에는 환경호르몬인 다이옥신이 생성되어 공기 오염을 가중시키게 된다는 문제점이 있다.Conventional plastic seedling pots are manufactured by connecting several pieces of plastic or polyethylene as a material, and transplanted into the main fabric after intensive management in a small area. After transplanting the seedlings of the conventional pot into the main fabric, it is not decomposed in nature. They had to be collected, manpower was consumed in the harvesting process, and roots were damaged, and growth was temporarily stopped. In addition, when the collected conventional ports are left uncorrosive, they are pollutants and when incinerated, dioxin, which is an environmental hormone, is generated to increase air pollution.
또한 통풍성과 보습성이 없어 식물 성장에 지장을 주게 되고 식물을 옮겨 심는 과정에서 육묘용 포트와 모종을 분리하면서 뿌리의 손상을 가져올 수 있다는 문제점 역시 있었다.
In addition, there is a problem that it does not breathe and moisturize the plant growth and may damage the roots while separating the seedling pot and seedlings during the plant transfer process.
이에 공개특허 제10-203-0084042(2003.11.01)『환경친화형 식물성 특수 육묘 포트 및 그의 제조방법』, 등록특허 제10-477272호(2005.03.08)『농·원예용 생분해성 성형 육묘포트의 제조방법』 등 육묘 포트에서도 생분해성 플라스틱을 이용하고자 하는 기술들이 제시되어 있다.
Patent Publication No. 10-203-0084042 (2003.11.01) "Environmentally friendly vegetable seedling pot and its manufacturing method", Patent No. 10-477272 (2005.03.08) "Biodegradable seedling pot for agriculture and horticulture Techniques for using biodegradable plastics in seedling pots, such as a method of manufacturing, have been proposed.
그러나 상기 제기된 기술들을 비롯한 생분해성 육묘용 포트제품들은 생분해성 플라스틱을 이용하여 용기를 제조함으로써 기존 플라스틱 용기에 따른 근본적인 문제점은 해결할 수 있게 되었으나,However, the biodegradable seedling pot products including the above-mentioned techniques can solve the fundamental problem of the existing plastic container by manufacturing the container using biodegradable plastic,
통상적으로 가압성형으로 조직이 치밀해져 수분이나 공기의 투과성이 좋지 않아 식물 성장에 지장을 주며, 반면 강도가 약해서 모종을 심을 때 취급시 충격으로 갈라지거나 깨지는 등의 문제점이 있다.
Typically, the tissue is densified by pressure molding, so that moisture or air permeability is not good, which hinders plant growth. On the other hand, when the seedlings are planted due to their weak strength, there are problems such as cracking or breaking due to impact.
뿐만 아니라 이와 같은 생분해성 플라스틱의 경우 통상적으로 천연성분인 왕겨나 쌀겨 등을 사용하게 되는데, 이를 이용한 조성물을 제조함에 있어 기름성분과 같은 불순물 제거가 이루어지지 않아 용기를 성형함에 있어 다른 재료와의 가교혼합을 방해하여 성형 불량의 원인이 되어 생산성을 저해하고, 쉽게 변질되거나 취급시 깨지거나 갈라지는 문제점이 있다.
In addition, such biodegradable plastics generally use natural chaff or rice bran, and in preparing the composition using the same, impurities are not removed, such as oil, and thus crosslinked with other materials in forming a container. There is a problem in that it interferes with mixing, causing poor molding, inhibits productivity, and easily deteriorates or breaks or cracks during handling.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, The present invention is to solve the above problems,
생분해성물질인 천연고분자화합물과 생분해성 화학합성물 수지 모두를 사용하면서 이후 용기 등의 제작에 있어 내구성을 만족하고 쉽게 변질 내지 변색되는 문제점이 해결된 생분해성 조성물, 이의 제조방법, 그리고 생분해성 조성물을 이용한 용기의 제조방법을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.A biodegradable composition, a method for preparing the biodegradable composition, and a biodegradable composition, a method of preparing a biodegradable material and a biodegradable chemical composite resin, which satisfy the durability and easily change or discolor in the manufacturing of a container, etc. An object of the present invention is to provide a method for producing a used container.
더욱이 생분해성 조성물에 질소, 인산, 칼륨 등과 같은 비료성분을 추가 구 성하여 분해되는 과정에서 안치된 식물 등의 내용물에 영양을 제공해 줄 수 있는 생분해성 조성물을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.
Furthermore, it is an object of the present invention to provide a biodegradable composition that can provide nutrition to the contents of plants, etc., in the process of being decomposed by further configuring fertilizer components such as nitrogen, phosphoric acid and potassium in the biodegradable composition.
또한 생분해성 조성물 제조에 쌀겨 등의 천연고분자화합물을 이용함에 있어 기름성분과 같은 불순물을 사전에 제거하여 용기 제작시 성형성이 우수한 생분해성 조성물을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.
In addition, the purpose of providing a biodegradable composition having excellent moldability when manufacturing a container by removing impurities such as an oil component in advance in using a natural polymer compound such as rice bran to prepare a biodegradable composition.
또한 육묘 포트용 용기라는 기능에 맞게 생분해성 조성물로 용기를 제작하되 수분 또는 공기 투과성이 우수하여 안착된 식물 성장에 지장을 주지 않는 자연 친환경적인 생분해성 조성물을 이용한 용기의 제조방법을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.
In addition, to produce a container with a biodegradable composition according to the function of the container for seedling pot, but to provide a method for producing a container using a natural environment-friendly biodegradable composition that does not interfere with the growth of the plant settled with excellent moisture or air permeability. The purpose.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 생분해성 조성물은, The biodegradable composition of the present invention for solving the above problems,
천연고분자화합물인 식물섬유 분말 20~70중량%와, 비변성 전분 5~20중량%, 생분해성 화학합성물수지 20~70중량%, 활석, 탄산칼슘, 이산화규소, 키틴 중 선택된 강도보강제 1~5중량%, 젤라틴, 알긴산 중 선택된 가교제 1~5중량%, 광촉매제 0.1~3 중량%, 보존제로서 소르빈산칼륨 0.1~1중량%, 영양분으로서 질소, 인산, 칼륨, 규산 중 선택된 비료성분 1~3중량%로 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.
20 ~ 70% by weight of plant fiber powder, which is a natural polymer compound, 5 ~ 20% by weight of non-modified starch, 20 ~ 70% by weight of biodegradable chemical synthetic resin, 1 ~ 5 selected from talc, calcium carbonate, silicon dioxide and chitin 1% to 3% by weight of selected crosslinking agent among gelatin and alginic acid, 0.1 to 3% by weight of photocatalyst, 0.1 to 1% by weight of potassium sorbate as preservative, 1 to 3% of fertilizer selected from nitrogen, phosphoric acid, potassium and silicic acid as nutrient The technical feature is made of%.
또한 상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 생분해성 조성물의 제조 방법은, Moreover, the manufacturing method of the biodegradable composition of this invention for solving the said subject,
식물섬유를 분쇄하여 분말상태로 성형하는 식물섬유분말제조단계와, 상기 분말상태로 성형된 식물섬유분말에 생분해성 화학합성물수지, 비변성 전분, 강도보강제, 가교제, 광촉매제를 투입하여 혼합분말을 제조하는 혼합분말제조단계를 거쳐 생분해성 조성물을 제조하되,Plant fiber powder manufacturing step of pulverizing the plant fiber to form a powder, and mixed powder by adding biodegradable chemical synthetic resin, non-modified starch, strength enhancer, crosslinking agent, photocatalyst to the plant fiber powder molded in the powder state To prepare a biodegradable composition through a mixed powder manufacturing step to prepare,
상기 식물섬유분말의 제조는,Production of the plant fiber powder,
가열히터가 구비된 파쇄롤에 식물섬유를 투입하는 단계와, Injecting plant fibers into a crushing roll equipped with a heating heater,
투입된 식물섬유를 압착이송시키면서 불순불을 제거하는 단계와, Removing impurity while compressing and feeding the injected plant fiber,
기름과 불순물이 제거된 식물섬유를 과산화수소 수용액과 혼합 교반하는 단계와, Mixing and stirring the plant fiber from which oil and impurities have been removed, with an aqueous hydrogen peroxide solution;
열풍 건조기에서 건조시켜 수분을 제거하는 단계와, 그리고 Drying in a hot air dryer to remove moisture, and
수분이 제거된 혼합물을 분쇄기에서 분쇄하여 분말을 완성하는 분말성형단계로 이루어지는 것을 특징으로 하며,
Characterized in that it consists of a powder molding step of pulverizing the mixture from which the water is removed in a grinder to complete the powder,
혼합분말제조단계를 거친 조성물을 압출성형기에서 120~200℃ 온도로 가열 압출하여 펠릿 형태로 조성물을 형성하는 펠릿성형단계를 더 거치는 것을 기술적 특징으로 한다.
It is a technical feature to further undergo a pellet molding step of forming a composition in a pellet form by heating and extruding the composition that has undergone the mixed powder manufacturing step in an extrusion molding machine at a temperature of 120 ~ 200 ℃.
또한 상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 생분해성 조성물을 이용한 용기의 제조방법은, In addition, the manufacturing method of the container using the biodegradable composition of the present invention for solving the above problems,
앞서 설명된 방법으로 제조된 생분해성 조성물 분말을 100~160℃로 이루어진 용기성형틀에 투입하여 가압성형하여 용기를 제조하되, The biodegradable composition powder prepared by the method described above is put into a container mold made of 100 ~ 160 ℃ to press-molded to prepare a container,
50~100kg/㎠의 압력하에서 20~90초 동안 가압성형하고.Press-molded for 20 to 90 seconds under a pressure of 50 to 100 kg / cm 2.
제조된 용기의 밀도가 0.3~0.8g/㎤인 것을 특징으로 한다.
The density of the prepared container is characterized in that 0.3 ~ 0.8g / ㎠.
상기한 구성에 의하면, According to the above configuration,
생분해성물질인 천연고분자화합물과 생분해성 화학합성물 수지 모두를 사용하면서 강도보강제와, 가교제와, 광촉매제, 보존제를 혼합하여 이후 용기 제작시의 내구성과 성형성을 우수하게 하고, 또한 변질 내지 변색이 일어나지 않는 상품성이 우수한 용기 등의 제품을 제공할 수 있다는 효과를 가진다.By using both biodegradable natural polymer compound and biodegradable chemical composite resin, strength enhancer, crosslinking agent, photocatalyst, and preservative are mixed to make the container excellent in durability and formability. It has the effect that it can provide products, such as a container which is excellent in productability which does not arise.
또한 질소, 인산 등과 같은 비료성분을 추가적으로 혼합시켜 작물의 양분흡수에 도움을 줄 수 있다는 효과를 가지며,
In addition, by further mixing the fertilizer components such as nitrogen, phosphoric acid, etc. has the effect that can help to absorb the nutrients of the crop,
더욱이 생분해성 조성물 제조 방법 내지 이를 이용한 용기의 제조 방법에 있어 쌀겨 등의 천연고분자화합물을 이용함에 있어 준비단계에서 기름 성분과 같은 불순물을 제거하여 용기 제작시 성형성을 좋게 하였으며,Furthermore, in using the biodegradable composition manufacturing method or the manufacturing method of the container using the same, the use of natural polymer compounds such as rice bran removes impurities such as oil components in the preparation step, thereby improving moldability in manufacturing the container.
또한 수분 내지 공기에 대한 투과성이 우수하여 식물성장에 지장을 주지 않는 자연 친환경적인 용기를 얻을 수 있다는 효과를 가진다.
In addition, it is excellent in permeability to water to air has the effect of obtaining a natural environmentally friendly container that does not interfere with plant growth.
도 1은 본 발명에 따른 생분해성 조성물의 제조 공정을 개략적으로 도시한 흐름도.1 is a flow chart schematically showing a process for producing a biodegradable composition according to the present invention.
이하 본 발명에 의한 생분해성 조성물 및 이의 제조방법, 그리고 생분해성 조성물을 이용한 용기의 제조방법에 대해 구체적으로 설명하고자 한다.
Hereinafter, a biodegradable composition and a method for preparing the same according to the present invention, and a method for producing a container using the biodegradable composition will be described in detail.
우선 본 발명에 의한 생분해성 조성물로 용기 특히 육묘용 용기를 제작하는 것에 집중하여 본 발명을 설명할 것이나, First, the present invention will be described focusing on producing a container, particularly a container for raising seedlings, using the biodegradable composition according to the present invention.
본 발명에 의한 응용은 용기에 한정될 것이 아니라 생분해성 조성물을 이용하여 생산할 수 있는 성형품 즉, 트레이, 포트, 보드, 식품용기류 등 광범위한 범위에서의 사용이 가능하다 할 것이다.The application according to the present invention is not limited to the container, but may be used in a wide range of molded articles that can be produced using the biodegradable composition, that is, trays, pots, boards, and food containers.
또한 용기 성형에 있어 특정된 이름의 장치가 언급될 수 있으나 이는 기존 종래 일반적으로 사용되고 있는 장치인 것으로 이에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는바 생략한다.
In addition, a device of a specific name may be mentioned in molding a container, which is an existing conventionally used device, and a detailed description thereof will be omitted as it may obscure the gist of the present invention.
우선 본 발명의 생분해성 조성물은, First, the biodegradable composition of the present invention,
천연고분자화합물인 식물섬유 분말 20~70중량%와, 비변성 전분 5~20중량%, 생분해성 화학합성물수지 20~70중량%, 활석, 탄산칼슘, 이산화규소, 키틴 중 선택된 강도보강제 1~5중량%, 젤라틴, 알긴산 중 선택된 가교제 1~5중량%, 광촉매제 0.1~3 중량%, 보존제로서 소르빈산칼륨 0.1~1중량%, 영양분으로서 질소, 인산, 칼륨, 규산 중 선택된 비료성분 1~3중량%로 이루어진다.
20 ~ 70% by weight of plant fiber powder, which is a natural polymer compound, 5 ~ 20% by weight of non-modified starch, 20 ~ 70% by weight of biodegradable chemical synthetic resin, 1 ~ 5 selected from talc, calcium carbonate, silicon dioxide and chitin 1% to 3% by weight of selected crosslinking agent among gelatin and alginic acid, 0.1 to 3% by weight of photocatalyst, 0.1 to 1% by weight of potassium sorbate as preservative, 1 to 3% of fertilizer selected from nitrogen, phosphoric acid, potassium and silicic acid as nutrient In percent.
식물섬유라 함은, 쌀겨, 왕겨, 볏짚, 갈대, 양마, 황마, 목분, 대나무(목질계, 비목질계 섬유) 등을 들 수 있으며 통상적으로 쌀겨를 주로 사용한다.Plant fiber includes rice bran, rice husk, rice straw, reed, horse, jute, wood flour, bamboo (wood-based, non-wood-based fiber) and the like, and commonly used rice bran.
물론 상기 언급된 식물섬유에 있어 1종 이상을 선택 혼합하여 사용할 수 있음은 물론이다.Of course, in the above-mentioned plant fiber can be used by mixing one or more kinds of course.
이와 같이 선택된 식물섬유는 분말 형태로 사용이 되는데 분말 크기는 10~300㎛인 것이 바람직하다.
The selected plant fiber is used in the form of a powder, but the powder size is preferably 10 ~ 300㎛.
그리고 비변성 전분 5~20중량%가 사용되는데, 비변성 전분으로는 옥수수, 밀, 쌀, 감자, 고구마, 타피오카 등을 들 수 있으며 주로 옥수수 전분을 사용하게 된다. 특히 아밀로스 함량이 40%이하인 비변성 전분인 것이 바람직하다.
In addition, 5 to 20% by weight of unmodified starch is used. The unmodified starch includes corn, wheat, rice, potatoes, sweet potatoes, tapioca, and the like, and mainly corn starch is used. In particular, it is preferable that it is an unmodified starch whose amylose content is 40% or less.
상기 비변성 전분은 충격 강도 및 내수성 저하 문제를 위해 20중량% 이하로 혼합이 되어야 하며, 바인더 역할을 하는 전분의 부족으로 다른 첨가제의 균일한 분산이 이루어지지 않는 것을 방지하기 위해 5중량% 이상으로 첨가를 하여야 한다.The non-modified starch should be mixed to 20% by weight or less for the impact strength and water resistance deterioration problem, to 5% by weight or more to prevent the uniform dispersion of other additives due to the lack of starch to act as a binder Must be added.
물론, 본 생분해성 조성물에서 바인더의 역할로는 후술하는 가교제 또한 가능하다 할 것이어서 5중량%이상이면 족하다.Of course, the role of the binder in the present biodegradable composition will also be possible to the cross-linking agent to be described later is 5% by weight or more.
그리고 전분의 투입에 따른 강도 및 내수성 저하는 후술하는 강도 보강제 첨가로 보완이 된다.
In addition, the decrease in strength and water resistance due to the addition of starch is supplemented by the addition of a strength reinforcing agent described later.
다음으로 생분해성 화학합성물 수지가 사용되는데, 지방족 폴리에스테르(polyester), 폴리유산(poly lacticacid), 폴리카프로락톤(poly caprolactone), 폴리부틸렌석시네이트(poly butylene succinate) 등이 사용될 수 있는데, 폴리유산(poly lacticacid)을 사용한다.
Next, a biodegradable chemical composite resin is used, and aliphatic polyester, poly lactic acid, poly caprolactone, poly butylene succinate, and the like may be used. Use lactic acid.
다음으로 1~5중량%로 혼합되는 강도 보강제로서는 활석(taic), 탄산칼슘(CaCO3), 이산화규소(SiO2), 키틴(Kiten) 등 유기·무기 성분으로 1종 이상 사용이 가능하다. Next, as the strength reinforcing agent mixed at 1 to 5% by weight, one or more kinds of organic and inorganic components such as taic, calcium carbonate (CaCO 3 ), silicon dioxide (SiO 2 ), and chitin may be used.
그리고 강도 보강제와 동일하게 1~5중량%로 혼합되는 가교제는 젤라틴(Gelatin), 알긴산(Algincacid) 등으로 역시 1 종 이상 혼합 사용이 가능하다.
And the crosslinking agent is mixed in 1 ~ 5% by weight as the strength enhancer, gelatin (Gelatin), alginic acid (Algincacid), etc. can also be used in combination of one or more.
광촉매제는 이산화티탄(TiO2)이 사용될 수 있는데 이나타제 함량이 70%이상인 것이 바람직하고, 상기 광촉매제는 살균 및 탈취효과를 부여하기 위함이다.Titanium dioxide (TiO 2 ) may be used as the photocatalyst, and the inatase content is preferably 70% or more, and the photocatalyst is to impart a bactericidal and deodorizing effect.
상기 광촉매제는 0.1~3중량%가 적절하다 할 것인데, 상기 범위를 넘어 과량 첨가할 경우 용기의 성형성과 강도를 저하시킬 우려가 있고, 과소량으로 첨가할 경우 살균, 탈취 효과를 발휘하기 어렵기 때문이다.
The photocatalyst is 0.1 to 3% by weight will be appropriate, if the addition is over the range there is a risk of lowering the formability and strength of the container, when added in a small amount it is difficult to exert sterilization, deodorizing effect Because.
보존제는 냄새 발생 및 변색의 방지를 위해 혼합되는 것으로 소르빈산칼륨(potassium sorbate)을 들 수 있다.Preservatives include potassium sorbate (potassium sorbate) which is mixed to prevent odor generation and discoloration.
그리고 1~3중량%로 영양분이 첨가되는데, 질소(N), 인산(P), 칼륨(K), 규산(Si) 등 비료성분에서 1종 이상 선택 사용이 가능하다.
And nutrients are added in 1 to 3% by weight, it is possible to use one or more selected from fertilizer components such as nitrogen (N), phosphoric acid (P), potassium (K), silicic acid (Si).
이와 같이 구성된 본 발명의 생분해성 조성물의 제조 방법은 다음과 같다,The manufacturing method of the biodegradable composition of the present invention configured as described above is as follows.
앞서 설명된 바 있으나 본원발명의 제조방법은 종래의 생분해성 조성물을 이용한 용기 제조 방법에 통상적으로 사용되는 동일한 천연고분자화합물인 식물섬유를 분말 형태로 성형하여 사용을 하지만, Although described above, the manufacturing method of the present invention is used by molding a plant fiber, which is the same natural polymer compound commonly used in a container manufacturing method using a conventional biodegradable composition, in a powder form,
종래의 경우 쌀겨나 왕겨 등의 식물섬유에 내재된 기름성분 등의 불순물이 제거되지 않고 그대로 분쇄기에서 잘게 분쇄된 후 분말로 만들어져서 다른 재료들과의 혼합이 이루어졌었는데, 이때 쌀겨나 왕겨 등에 들어있는 기름성분과 같은 불순물이 성형시 다른 재료와의 가교혼합을 방해하여 성형불량의 원인이 되어 생산성을 저해하고 쉽게 변질되거나 취급시 깨지거나 갈라지는 문제점이 있었다.
In the conventional case, impurities such as oil components in plant fiber, such as rice bran or rice husk, are not finely pulverized in a pulverizer and are made of powder and mixed with other materials. Impurities, such as oil components, interfere with cross-linking with other materials during molding, causing poor molding, which impairs productivity and easily deteriorates or breaks or cracks when handled.
따라서 본 발명의 제조 방법에서는 이러한 불순물을 사전에 제거하여 용기 성형에 있어 상품성이 우수한 제품 제작이 가능하도록 하기 위한 것으로, Therefore, in the manufacturing method of the present invention to remove such impurities in advance to enable the production of products with excellent commercial properties in container molding,
도 1을 참고하여 본 발명에 의한 생분해성 조성물의 제조방법은,With reference to Figure 1 manufacturing method of the biodegradable composition according to the present invention,
식물섬유를 분쇄하여 분말상태로 성형하는 식물섬유분말제조단계와, A plant fiber powder manufacturing step of pulverizing the plant fiber and forming the powder;
상기 분말상태로 성형된 식물섬유분말에 생분해성 화학합성물수지, 비변성 전분, 강도보강제, 가교제, 광촉매제를 투입하여 혼합분말을 제조하는 혼합분말제조단계로 이루어진다.It consists of a mixed powder manufacturing step of preparing a mixed powder by adding a biodegradable chemical synthetic resin, an unmodified starch, a strength enhancer, a crosslinking agent, a photocatalyst to the powdered plant fiber powder.
물론, 상기 혼합분말제조단계에 식물섬유분말에 투입되는 성분은 생분해성 화학합성물수지, 비변성 전분, 강도보강제, 가교제, 광촉매제 외에도 앞서 설명된 생분해성 조성물 성분 중 보존제, 영양분 모두가 투입될 수 있음은 물론이며, Of course, the ingredients added to the plant fiber powder in the mixed powder manufacturing step may be all of the preservatives, nutrients of the above-described biodegradable composition components in addition to biodegradable chemical synthetic resin, unmodified starch, strength enhancer, crosslinking agent, photocatalyst. Of course,
성분들간의 혼합비 역시 앞서 설명된 생분해성 조성물 성분비와 동일하게 적용하는 것이 바람직하다.
The mixing ratio between the components is also preferably applied in the same manner as the biodegradable composition component ratios described above.
다음으로 상기 식물섬유분말의 제조는 식물섬유에 내재된 불순물 제거를 위해 다음과 같은 공정을 거쳐 이루어진다.
Next, the production of the plant fiber powder is made through the following process to remove impurities inherent in the plant fiber.
다시 도 1을 참조하여 우선 가열히터가 구비된 파쇄롤에 식물섬유를 투입하게 되는데, Referring to FIG. 1, first, the plant fiber is added to a crushing roll equipped with a heating heater.
상기 가열히터의 온도는 100~200℃가 바람직하다 할 것이고, 파쇄롤(Crushing Roll)이란 2축을 가진 믹서기(2 roll screw mixer)인 것으로 쌀겨나 왕겨 등을 상기 믹서기의 호퍼에 투입한다.The temperature of the heating heater is preferably 100 ~ 200 ℃, the crushing roll (Crushing Roll) is a two-axis mixer (2 roll screw mixer) is put rice bran or rice husk and the like into the hopper of the mixer.
이후 투입된 쌀겨나 왕겨 등의 식물섬유는 파쇄가 이루어지고, 파쇄된 파쇄물은 압착된 후 이송이 이루어지면서 쌀겨 등에 내재해 있던 기름성분 등의 불순물이 제거되게 된다.Since the plant fibers such as rice bran or rice husk is crushed, the crushed crushed material is compressed and transported to remove impurities such as oil components inherent in rice bran.
다음으로 기름성분 등의 불순물이 제거된 파쇄물은 교반장치가 있는 혼합탱크에 투입이 되는데, 과산화수소 수용액을 함께 투입하여 이들을 혼합 교반시킨다.Next, the debris from which impurities such as an oil component are removed is put into a mixing tank with a stirring device, and the mixture is mixed and stirred by adding an aqueous hydrogen peroxide solution together.
이는 과산화수소 수용액을 이용하여 쌀겨 등의 파쇄물을 표백 및 살균하고, 그리고 남아 있는 불순물을 제거하기 위함이다.This is to bleach and sterilize crushed products such as rice bran using an aqueous hydrogen peroxide solution, and to remove the remaining impurities.
참고로, 상기 과산화수소 수용액은 물과 과산화수소를 중량으로 95:5로 혼합을 시키는 것이 바람직하다.
For reference, the hydrogen peroxide aqueous solution is preferably mixed with water and hydrogen peroxide at 95: 5 by weight.
다음으로 상기 과정을 거친 파쇄물에 물을 투입하여 과산화수소의 잔존 량을 완전히 제거하도록 하는 것이 바람직하다.
Next, it is preferable to add water to the crushed material that has undergone the above process to completely remove the residual amount of hydrogen peroxide.
다음으로 과산화수소 수용액이 투입된 파쇄물을 열풍 건조기에서 건조시켜 남아 있는 수분을 제거하는 단계를 거치고, 이후 수분이 제거된 파쇄물을 분쇄기에서 분쇄하여 10~300㎛ 크기의 분말을 완성하게 된다.Next, the crushed product in which the hydrogen peroxide aqueous solution is added is dried in a hot air dryer to remove remaining water, and then the crushed water is removed from the pulverizer to complete a powder having a size of 10 to 300 μm.
결국 상기한 과정을 거쳐 불순물이 제거되고 성형성이 좋은 식물섬유분말을 얻게된다.
Eventually, impurities are removed and plant fiber powder having good moldability is obtained through the above process.
따라서 상기한 과정을 거친 식물섬유분말에 생분해성 화학합성수지, 비변성 전분, 강도보강제 등의 조성물을 믹서기 또는 혼합기에 투입하여 혼합함으로서 본발명에서의 생분해성 조성물이 완성된다.
Therefore, the biodegradable composition according to the present invention is completed by adding a composition such as a biodegradable chemical synthetic resin, an unmodified starch, a strength enhancer, and the like into a blender or a mixer to the plant fiber powder which has undergone the above process.
또한 상기 과정을 거친 조성물 자체를 용기 성형에 이용을 할 수 있으나, In addition, the composition itself after the process can be used for container molding,
다르게는 상기 혼합분말제조단계를 거친 조성물을 압출성형기에서 120~200℃ 온도로 가열 압출하여 펠릿 형태로 생분해성 조성물을 완성할 수 있다(펠릿성형단계). 참고로, 상기 펠릿은 직경 3mm의 크기로 이루이지는 것이 바람직하다.Alternatively, the biodegradable composition may be completed in a pellet form by heating and extruding the composition that has undergone the mixed powder manufacturing step at a temperature of 120 to 200 ° C. in an extrusion molding machine (pellet molding step). For reference, the pellet is preferably made of a size of 3mm in diameter.
나아가 상기 펠릿성형단계를 거쳐 완성된 펠릿 형태의 조성물을 필름 또는 시트의 판상의 형태로도 성형할 수 있음을 물론이고,Furthermore, it is a matter of course that the pellet-shaped composition completed through the pellet forming step can be molded into a plate or a plate-like form,
이러한 과정들을 거쳐 완성된 각각 다른 타입의 생분해성 조성물들은 용기 성형의 조건에 따라 각기 다르게 사용되게 된다.
Different types of biodegradable compositions completed through these processes are used differently depending on the conditions of container molding.
이하에서는 상기의 과정을 거쳐 완성된 생분해성 조성물을 이용한 육묘용 포트의 제조방법에 대해 살펴본다.Hereinafter, the manufacturing method of the seedling pot using the biodegradable composition completed through the above process will be described.
특히 기존 생분해성 수지와 식물섬유를 이용해서 만든 육묘용 포트는 생분해는 가능하나 가압성형으로 조직이 치밀해져 수분이나 공기의 투과성, 통풍성, 보습성이 좋지 않아 식물의 성장에 지장을 주며 강도가 약해서 모종을 심을 때 또는 취급시 충격으로 갈라지거나 깨지는 등의 문제가 있는데, 본 발명에 의한 육묘용 포트는 이러한 문제점을 해결하기 위함이다.
In particular, seedling pots made using existing biodegradable resins and plant fibers are biodegradable, but the tissue is densified by press molding, which impedes plant growth due to poor moisture, air permeability, breathability, and moisture retention. When planting seedlings or when handling, there is a problem such as cracking or cracking, the seedling pot according to the present invention is to solve this problem.
우선 앞서 설명된 식물섬유분말제조단계와 혼합분말제조단계를 거쳐 완성된 생분해성 조성물 분말을 100~160℃로 이루어진 용기성형틀에 투입하여 가압성형을 통하여 용기를 제조하게 된다.First, the biodegradable composition powder, which has been completed through the above-described plant fiber powder production step and mixed powder production step, is put into a container forming mold made of 100 to 160 ° C. to prepare a container through press molding.
이 경우 가압성형의 조건은 50~100kg/㎠의 압력하에서 20~90초 동안 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.In this case, the pressure molding conditions are preferably made for 20 to 90 seconds under a pressure of 50 ~ 100kg / ㎠.
이때 제조된 용기의 밀도는 0.3~0.8g/㎤이어서 가벼우면서 강도가 강하고 수분과 공기의 투과성이 좋은 육묘용 포트를 얻을 수 있게 된다.
In this case, the prepared container has a density of 0.3 to 0.8 g / cm 3, so that a light pot can be obtained with a strong strength and good water and air permeability.
또한 상기 육묘용 포트의 두께는 2mm미만으로 하는 것이 바람직한데,In addition, the thickness of the seedling pot is preferably less than 2mm,
두께를 2mm이상으로 하는 경우에는, 생분해성 조성물에 있어 발포성 성분이 있는 이스트(yeast)를 생분해성 조성물 전체 중량 대비 1~5중량% 첨가하여 용기를 제작하는 것이 바람직하다.When the thickness is 2 mm or more, it is preferable to prepare a container by adding 1 to 5% by weight of yeast with a foamable component to the total weight of the biodegradable composition in the biodegradable composition.
참고로 본 용기의 제조 방법에 있어, 상기 조성물 분말의 크기는 200~300㎛인 것이 바람직하다.
For reference, in the production method of the container, the size of the composition powder is preferably 200 ~ 300㎛.
다음으로 육묘용 포트는 가열가압성형방식 외, 사출성형기를 통해서도 제조가 가능하다 할 것인데, Next, in addition to the heating press molding method, the seedling pot may be manufactured through an injection molding machine.
우선 사출 성형기를 통한 제작에 있어서는 앞서 설명한 생분해성 조성물 형태 중 펠릿으로 성형된 생분해성 조성물이 사용될 수 있다.First, in manufacturing through an injection molding machine, a biodegradable composition molded into pellets among the biodegradable composition forms described above may be used.
즉 직경이 3mm 정도인 펠릿으로 성형된 생분해성 조성물을 사출성형기에 질소가스 또는 탄산가스와 혼합 사출성형하여 육묘용 포트를 완성하게 된다.That is, the biodegradable composition molded into pellets having a diameter of about 3 mm is injected and mixed with nitrogen gas or carbon dioxide gas in an injection molding machine to complete a pot for raising seedlings.
이 경우 육묘용 포트의 조직 사이에 기공층을 만들어 가벼우면서 강도가 강하고 수분과 공기의 투과성이 좋은 육묘용 포트를 얻을 수 있게 된다.
In this case, a pore layer is formed between the tissues of the seedling pot so as to obtain a pot for seedling, which is light, has high strength, and has good water and air permeability.
물론 사출성형기를 통한 육묘용 포트의 제조는 펠릿 형태가 아닌 분말 형태의 생분해성 조성물을 사용할 수 있음은 물론이다.Of course, the production of the pot for seedling through the injection molding machine can be used for the biodegradable composition in the form of powder rather than in the form of pellets.
Claims (4)
상기 분말상태로 성형된 식물섬유분말에 생분해성 화학합성물수지, 비변성 전분, 강도보강제, 가교제, 광촉매제를 투입하여 혼합분말을 제조하는 혼합분말제조단계;를 거쳐 생분해성 조성물을 제조하되,
상기 식물섬유분말의 제조는,
가열히터가 구비된 파쇄롤에 식물섬유를 투입하는 단계;
투입된 식물섬유를 압착이송시키면서 불순불을 제거하는 단계;
기름과 불순물이 제거된 식물섬유를 과산화수소 수용액과 혼합 교반하는 단계;
열풍 건조기에서 건조시켜 수분을 제거하는 단계;
수분이 제거된 혼합물을 분쇄기에서 분쇄하여 분말을 완성하는 분말성형단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생분해성 조성물 제조방법.Plant fiber powder manufacturing step of pulverizing the plant fiber to form a powder; And
The biodegradable composition is prepared by preparing a mixed powder by adding biodegradable chemical synthetic resin, non-modified starch, strength enhancer, crosslinking agent, and a photocatalyst to the powdered plant fiber powder.
Production of the plant fiber powder,
Injecting plant fibers into a crushing roll equipped with a heating heater;
Removing impurity while compressing and feeding the injected plant fiber;
Mixing and stirring the plant fibers from which oil and impurities have been removed with an aqueous hydrogen peroxide solution;
Drying in a hot air dryer to remove moisture;
Method of producing a biodegradable composition, characterized in that consisting of a powder molding step of pulverizing the mixture from which the water is removed in a pulverizer to complete the powder.
상기 혼합분말제조단계에서 식물섬유분말과의 혼합 시 보존제로서 소르빈산칼륨과 영양분으로서 질소, 인산, 칼륨, 규산 중 선택된 비료성분이 더 추가되고,
혼합되어 완성되는 생분해성 조성물은
식물섬유 분말 20~70중량%와,
생분해성 화학합성물수지 20~70중량%,
비변성 전분 5~20중량%,
활석, 탄산칼슘, 이산화규소, 키틴 중 선택된 강도보강제 1~5중량%,
젤라틴, 알긴산 중 선택된 가교제 1~5중량%,
광촉매제 0.1~3 중량%,
소르빈산칼륨 0.1~1중량%
질소, 인산, 칼륨, 규산 중 선택된 비료성분 1~3중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 생분해성 조성물 제조방법.The method of claim 1,
In the mixed powder manufacturing step, the fertilizer component selected from nitrogen, phosphoric acid, potassium, and silicic acid is added as potassium sorbate and a nutrient as a preservative when mixing with plant fiber powder.
The biodegradable composition that is mixed and finished
20-70% by weight of plant fiber powder,
Biodegradable chemical synthetic resin 20 ~ 70% by weight,
5-20% by weight of unmodified starch,
1 to 5% by weight of the strength enhancer selected from talc, calcium carbonate, silicon dioxide, chitin,
1 to 5% by weight of a crosslinking agent selected from gelatin and alginic acid,
0.1-3% by weight of photocatalyst,
0.1-1% by weight of potassium sorbate
Method for producing a biodegradable composition, characterized in that consisting of 1-3% by weight of the fertilizer component selected from nitrogen, phosphoric acid, potassium, silicic acid.
혼합분말제조단계를 거친 조성물을 압출성형기에서 120~200℃ 온도로 가열 압출하여 펠릿 형태로 조성물을 형성하는 펠릿성형단계를 더 거치는 것을 특징으로 하는 생분해성 조성물 제조방법.The method of claim 1,
Method of producing a biodegradable composition, characterized in that further undergoing a pellet molding step of forming a composition in a pellet form by heating and extruding the composition that has undergone the mixed powder manufacturing step in the extrusion molding machine at a temperature of 120 ~ 200 ℃.
50~100kg/㎠의 압력하에서 20~90초 동안 가압성형하고.
제조된 용기의 밀도가 0.3~0.8g/㎤인 것을 특징으로 하는 생분해성 조성물을 이용한 용기의 제조방법.The biodegradable composition powder prepared according to claim 1 is put in a container forming mold made of 100 ~ 160 ℃ by pressing to prepare a container,
Press-molded for 20 to 90 seconds under a pressure of 50 to 100 kg / cm 2.
Method for producing a container using a biodegradable composition, characterized in that the density of the produced container is 0.3 ~ 0.8g / cm 3.
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