KR101757322B1 - 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조용 금형 및 이를 구비한 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조장치 - Google Patents

전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조용 금형 및 이를 구비한 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조장치 Download PDF

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Abstract

1. 기술분야
본 발명은 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조용 금형 및 이를 구비한 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조장치에 관한 것으로, 상세하게는, 적어도 일면에 펄프 재질의 종이가 합지된 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물을 제조하기 위한 금형 및 이를 구비한 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조장치에 관한 것이다.
2. 구성 및 효과
본 발명은 가압금형과, 펄프 재질의 종이와 전분이 함유된 생분해성 원료가 내부에 수용되고 상기 가압금형의 내부에 투입되어 상기 가압금형으로부터 공급되는 열을 통해 내부에 수용된 상기 펄프 재질의 종이와 상기 전분이 함유된 생분해성 원료를 발포 성형하되 다수의 공기 배출홀이 형성되어 있는 내금형을 포함하는 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조용 금형을 제공함으로써 가압금형 내부에 생분해성 원료를 직접 투입하여 발포 성형하는 종래기술에 대비하여 발포 성형시 공정시간을 현저하게 단축시킬 수 있다.

Description

전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조용 금형 및 이를 구비한 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조장치{MOLD FOR MANUFACTURING BIODEGRADABILITY FOAM ARTICLE WITH STARCH AND MANUFACTURING APPARATUS OF BIODEGRADABILITY FOAM ARTICLE WITH STARCH HAVING THE SAME}
본 발명은 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조용 금형 및 이를 구비한 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조장치에 관한 것으로, 상세하게는, 적어도 일면에 펄프 재질의 종이가 합지된 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물을 제조하기 위한 금형 및 이를 구비한 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조장치에 관한 것이다.
산업기술의 발달과 더불어 소득 수준의 증가와 생활 환경의 변화에 따른 인스턴트 식품의 이용이 많아짐에 따라 일회용 용기의 수요가 급증하고 있다. 일회용 용기로는 합성수지인 발포성 폴리스티렌을 일정한 두께의 시트 상의 발포지로 형성한 후 진공장치가 부착된 금형에서 압축하고 내부 공기를 급속 배출하여 제조된 제품이 널리 사용되고 있다. 이외에도 종이에 합성수지인 폴리에틸렌, 폴리프로필렌을 도포하여 제조한 원지를 이용해서 제조된 종이컵 및 종이쟁반 등이 알려져 있다.
이러한 일회용 용기는 제조가 쉽고, 제조 원가가 낮으며, 경량화와 편의성을 제공하는 등 여러 가지의 이점으로 인해 전 세계적으로 사용량이 해마다 꾸준히 증가하고 있는 추세에 있다. 하지만 일회용 용기는 사용 후 환경오염을 유발하는 주범이 되고 있다. 즉, 일회용 용기는 각종 쓰레기와 함께 매립되는 경우 쉽게 분해되지 않고, 소각하는 경우에는 유독가스(다이옥신, 일산화탄소 등)를 대량 발생시켜 환경 오염에 지대한 영향을 미칠 뿐만 아니라, 지구 온난화에도 심각한 영향을 미쳐 그 사용량의 증가에 따른 환경오염 문제 또한 심각하게 대두되고 있는 실정이다.
이러한 문제 때문에 우수한 이점에도 불구하고 환경오염을 고려하여 일회용 용기의 사용량을 줄이기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다. 그 중 하나가 환경 호르몬과 환경오염을 유발하는 합성수지를 합성수지와 성질이 유사하면서 자연계의 미생물에 의해 쉽게 분해되는 생분해성 원료로 대체하기 위한 연구개발이 활발하게 이루어지고 있다. 생분해성 원료는 화학합성을 통한 지방족 폴리에스테르, 발효에 의한 폴리히드록시 알카노에이트 및 폴리히드록시 부틸레이트 및 이들과 천연고분자인 셀룰로오스 또는 전분의 복합물 등이 알려져 있다. 이중 자연계에 풍부하게 존재하고 가격 또한 저렴한 전분이 함유된 생분해성 원료에 대한 관심이 고조되고 있다.
전분이 함유된 생분해성 원료를 이용한 일회용 용기가 대한민국 등록특허 제10-0581036호(등록일: 2006.05.10.)에 제안된 바 있었다. 대한민국 등록특허 제10-0581036호에서는 전분이 함유된 생분해성 일회용 용기가 제안되어 환경오염 문제를 해결하였다. 하지만 대한민국 등록특허 제10-0581036호에서 제안된 일회용 용기는 다수의 혼합물이 첨가됨으로써 고가의 첨가제 사용에 따른 제조원가의 상승과 천연 고분자계 플라스틱으로 인하여 물성이 고르지 못하고, 강도 및 분해성이 낮은 단점이 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 출원인에 의해 제안되어 2011년 8월 25일자로 각각 등록된 대한민국 등록특허 제10-1061043호(등록일: 2011.08.25.)와, 대한민국 등록특허 제10-1061045호(등록일: 2011.08.25)에서는 전분, 물, 가소제, 보강 충진제, 바인더를 혼련하여 시트 상으로 얻어진 생분해성 원료의 내·외면에 펄프 재질로 된 적층지를 적층한 후 일체형으로 발포 성형하여 제조된 일회용 용기를 제공함으로써 기존 생분해성 일회용 용기에 비해 토양 내에서의 분해뿐만 아니라, 토양의 외부로 노출된 상태에서도 쉽게 분해되도록 하여 환경오염 문제를 해결하였다.
그러나, 대한민국 등록특허 제10-0581036호, 대한민국 등록특허 제10-1061043호 및 대한민국 등록특허 제10-1061045호 등을 포함하여 지금까지 알려진 종래기술에서는 생분해성 발포 성형물을 제조하기 위해 비교적 많은 수의 가압금형이 필요하였고, 이에 따라 가압금형에 설치된 히터봉의 설치 개수 또한 증가하여 제조장치를 설치 및 운영하는데 많은 비용이 소요되었다. 또한 제조장치의 크기(부피)가 증가하여 공간 활용도가 낮은 문제가 있었다. 또한 발포 성형 공정에서 발포 성형물을 건조하는데 많은 시간이 소요되어 제조 공정 시간이 증가하는 문제가 있었다.
공개특허공보 제10-2010-0113308호(2010.10.21.) 공개특허공보 제10-2011-0092367호(2011.08.18.)
따라서, 본 발명은 종래기술에 따른 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로 다음과 같은 목적들이 있다.
첫째, 본 발명은 종래기술에 대비하여 발포 성형시 공정시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조용 금형을 제공하는데 그 목적이 있다.
둘째, 본 발명은 설치 및 관리 비용을 낮춰 제조원가를 낮추면서, 공간 활용도를 개선할 수 있는 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 가압금형; 및 내부에 공기를 배출하는 다수의 공기 배출홀이 형성되어 있고, 상기 가압금형의 내부에 투입되어 상기 가압금형으로부터 공급되는 열을 통해 내부에 수용된 펄프 재질의 종이와 전분이 함유된 생분해성 원료를 발포 성형하여 발포 성형물을 제조하는 내금형을 포함하는 것을 특징으로 하는 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조용 금형을 제공한다.
바람직하게, 상기 내금형은 하부금형; 및 상기 하부금형의 상부를 덮어 상기 하부금형을 밀폐하는 상부금형을 포함하되, 상기 하부금형과 상기 상부금형에는 각각 서로 대향하도록 상기 다수의 공기 배출홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 내금형은 상기 하부금형과 상기 상부금형의 일측부를 상호 연결하는 연결부를 더 포함하되, 상기 연결부는 상기 하부금형의 일측부와 연결된 제1 연결판; 상기 상부금형의 일측부와 연결된 제2 연결판; 및 상기 제1 및 제2 연결판을 상호 회동가능하게 결합하는 힌지핀을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 내금형은 상기 상부금형이 상기 하부금형을 덮은 상태에서 상기 상부금형의 타측부와 상기 하부금형의 타측부를 상호 밀폐시키는 잠금부를 더 포함하되, 상기 잠금부는 상기 하부금형의 타측부와 연결된 제1 잠금판; 상기 상부금형의 타측부와 연결된 제2 잠금판; 및 상기 제1 및 제2 잠금판이 서로 밀착된 상태에서 상기 제2 잠금판에 회전 가능하게 축결합되어 상기 제1 잠금판에 형성된 잠금홀을 관통하면서 회전 결합되는 잠금부재를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은 가압금형; 내부에 공기를 배출하는 다수의 공기 배출홀이 형성되어 있고, 상기 가압금형의 내부에 투입되어 상기 가압금형으로부터 공급되는 열을 통해 내부에 수용된 펄프 재질의 종이와 전분이 함유된 생분해성 원료를 발포 성형하여 발포 성형물을 제조하는 복수 개의 내금형; 및 상기 가압금형과 정렬되도록 상기 복수 개의 내금형을 순차적으로 상기 가압금형이 배치된 위치로 이송시켜 상기 내금형을 상기 가압금형의 내부로 투입하는 이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 내금형은 하부금형; 및 상기 하부금형의 상부를 덮어 상기 하부금형을 밀폐하는 상부금형을 포함하되, 상기 하부금형과 상기 상부금형에는 각각 서로 대향하도록 상기 다수의 공기 배출홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 내금형은 상기 하부금형과 상기 상부금형의 일측부를 상호 연결하고, 상기 이송부의 이송 가이드에 지지되는 연결부를 더 포함하되, 상기 연결부는 상기 하부금형의 일측부와 연결된 제1 연결판; 상기 상부금형의 일측부와 연결된 제2 연결판; 및 상기 제1 및 제2 연결판을 상호 회동가능하게 결합하는 힌지핀을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 내금형은 상기 상부금형이 상기 하부금형을 덮은 상태에서 상기 상부금형의 타측부와 상기 하부금형의 타측부를 상호 밀폐시키고, 상기 이송부의 이송 가이드에 지지되는 잠금부를 더 포함하되, 상기 잠금부는 상기 하부금형의 타측부와 연결된 제1 잠금판; 상기 상부금형의 타측부와 연결된 제2 잠금판; 및 상기 제1 및 제2 잠금판이 서로 밀착된 상태에서 제2 잠금판(1242)에 회전가능하게 축결합되어 상기 제1 잠금판에 형성된 잠금홀(1241a)을 관통하면서 회전 결합되는 잠금부재를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 가압금형과, 펄프 재질의 종이와 전분이 함유된 생분해성 원료가 내부에 수용되고 상기 가압금형의 내부에 투입되어 상기 가압금형으로부터 공급되는 열을 통해 내부에 수용된 상기 펄프 재질의 종이와 상기 전분이 함유된 생분해성 원료를 발포 성형하되 다수의 공기 배출홀이 형성되어 있는 내금형을 포함하는 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조용 금형을 제공함으로써 가압금형 내부에 전분이 함유된 생분해성 원료를 직접 투입하여 발포 성형하는 종래기술에 대비하여 발포 성형시 공정시간을 현저하게 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 가압금형과 정렬되도록 상기 복수 개의 내금형을 순차적으로 상기 가압금형이 배치된 위치로 이송시켜 상기 내금형을 상기 가압금형의 내부로 투입하는 이송부를 포함하는 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조장치를 제공함으로써 비교적 설치 비용이 많이 소요되는 가압금형, 그리고 가압금형에 설치되는 히터봉의 설치 개수를 줄여 설치 비용을 종래기술에 비해 현저하게 낮출 수 있고, 제조장치의 크기를 줄일 수 있어 설치 장소의 공간 활용도를 개선시킬 수 있다. 또한, 제조 공정시 전기 소비량을 줄여 제조 원가를 현저하게 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조용 금형을 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 내금형의 내부가 닫혀진 상태를 도시한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 내금형의 내부가 개방된 상태를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조장치를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조장치를 통해 제조된 생분해성 발포 성형물을 도시한 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조용 금형을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조용 금형(10)은 가압금형(11)과, 가압금형(11)의 내부에 수용되는 내금형(12)을 포함한다.
가압금형(11)은 도 1과 같이, 내부에 안착되는 내금형(12)으로 열을 가하여 내금형(12)의 내부로 투입된 펄프 재질의 종이와 전분이 함유된 생분해성 원료를 동시에 발포 성형하는 금형으로서, 상호 분리되는 하부금형(111)과 상부금형(112)을 포함한다.
하부금형(111)의 금형부에는 내금형(12)의 하부금형(121)이 안착되는 홈부(111a)가 형성되어 있고, 상부금형(112)의 금형부에는 내금형(12)의 상부금형(122)의 상부에 안착되는 볼록부(미도시)가 형성되어 있다. 물론, 하부금형(111)과 상부금형(112)의 금형부 형상은 각각 도 1에 도시된 형상으로 제한되는 것은 결코 아니며, 발포 성형하여 제조할 발포 성형물의 형상에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다.
하부금형(111)과 상부금형(112)에는 내금형(12)을 고온 가압하여 발포 성형물을 제조하기 위해 가열장치가 설치된다. 예를 들어, 상기 가열장치로는 히터봉(미도시)을 사용할 수 있다. 도 1과 같이, 상기 히터봉을 설치하기 위해 하부금형(111)과 상부금형(112)에는 각각 복수 개의 히터봉 수용홀(111b, 112b)이 형성된다.
도 2는 도 1에 도시된 내금형을 설명하기 위해 내금형의 내부가 닫혀진 상태를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 내금형의 내부가 개방된 상태를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 내금형(12)은 가압금형(11)의 내부에 수용되는 금형으로서, 그 내부에는 펄프 재질의 시트와 전분이 함유된 생분해성 원료가 각각 수용된다. 그리고, 가압금형(11)에서 제공되는 열을 이용하여 내부로 투입된 펄프 재질의 시트와 전분이 함유된 생분해성 원료를 발포 성형하여 발포 성형물을 제조한다.
내금형(12)은 가압금형(11)과 마찬가지고, 하부금형(121)과 상부금형(122)을 포함한다.
하부금형(121)과 상부금형(122)의 금형부 형상은 각각 가압금형(11)의 하부금형(111) 및 상부금형(112)과 마찬가지로, 제조할 발포 성형물의 형상에 따라 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 그리고, 하부금형(121)과 상부금형(122)에는 도 3과 같이, 발포 성형 후 공기를 외부로 효과적으로 배출하기 위해 다수의 공기 배출공(121a, 122a)이 형성된다. 또한 다수의 공기 배출홈(121b, 122b)이 더 형성될 수 있다.
도 3과 같이, 공기 배출공(121a, 122a)은 하부금형(121) 및 상부금형(122)의 바닥면과 측면에 각각 다수 개가 군집을 이루어 형성되어 있다. 그리고, 공기 배출홈(121b, 122b)은 하부금형(121) 및 상부금형(122)의 각 측면 모서리 또는 상기 측면 모서리 사이에 형성되되, 바닥면으로부터 측면으로부터 연장된 구조로 형성된다.
이러한 공기 배출공(121a, 122a)과 공기 배출홈(121b, 122b)은 하부금형(121)과 상부금형(122)에 서로 대향하도록 배치되어 발포 성형 과정에서 생분해성 원료의 내부에 존재하는 공기, 혹은 내금형(12)의 내부에 존재하는 공기를 외부로 안정적으로 배출한다. 이를 통해 내부 공기를 외부로 배출시켜 내금형(12) 내에서 발포 성형된 발포 성형물을 빠르게 열풍 건조함으로써 건조 시간을 최소화할 수 있다.
내금형(12)은 도 2와 같이, 하부금형(121)과 상부금형(122)의 일측부를 상호 연결하는 연결부(123)와, 상부금형(122)이 하부금형(121)을 덮은 상태에서 상부금형(122)의 타측부와 하부금형(121)의 타측부를 상호 밀폐시키는 잠금부(124)를 더 포함할 수 있다.
연결부(123)는 도 3과 같이, 하부금형(121)의 일측부와 연결된 제1 연결판(1231)과, 상부금형(122)의 일측부와 연결된 제2 연결판(1232)과, 경첩 구조를 갖도록 제1 및 제2 연결판(1231, 1232)을 회동가능하게 결합하는 힌지핀(1233)을 포함한다.
잠금부(124)는 도 3과 같이, 하부금형(121)의 타측부와 연결된 제1 잠금판(1241)과, 상부금형(122)의 타측부와 연결된 제2 잠금판(1242)과, 제1 및 제2 잠금판(1241, 1242)이 서로 밀착된 상태에서 제2 잠금판(1242)에 회전가능하게 축결합되어 제1 잠금판(1241)에 형성된 잠금홀(1241a)을 관통하면서 회전 결합되는 잠금부재(1243)를 포함한다.
이와 같이, 내금형(12)은 하부금형(121)과 상부금형(122)의 일측부를 회동가능하게 연결하는 연결부(123)에 의해 개폐된다. 그리고 하부금형(121)과 상부금형(122)의 타측부에 설치된 잠금부(124)에 의해 하부금형(121)과 상부금형(122)이 상호 밀착된 상태에서 잠금부재(1243)에 의해 잠금상태로 유지됨으로써 내금형(12)의 내부를 안정적으로 밀폐시켜 발포 성형시 내부를 고온 고압상태로 유지시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 발포 성형물 제조용 금형을 구비한 제조장치를 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 발포 성형물 제조장치를 통해 제조된 생분해성 발포 성형물을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조장치(1)는 가압금형(11)과, 내금형(12)과, 이송부(20)를 포함한다.
이송부(20)는 도 4와 같이, 나란하게 배치된 이송 가이드(21)와, 내금형(12)을 이송 가이드(21)를 따라 이송시키는 구동부재(미도시)와, 가압금형(11)의 하부금형(111)과 상부금형(112)을 서로 대향하도록 승강시키는 승강부재(미도시)를 포함한다.
내금형(12)은 도 4와 같이, 하부금형(121)과 상부금형(122)으로부터 외측으로 돌출 형성된 판상 구조의 연결부(123)와 잠금부(124)를 포함하고, 연결부(123)와 잠금부(124)는 이송 가이드(21)에 의해 지지된다. 이에 따라 내금형(12)은 상기 구동부재에 의해 연결부(123)와 잠금부(124)가 지지되는 이송 가이드(21)를 따라 이송된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조장치의 동작 특성을 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4와 같이, 내금형(12)의 내부를 개방시킨 상태에서 하부금형(121)의 상부에 하부시트(31), 전분이 함유된 생분해성 원료(32) 및 상부시트(33)(또는 하부시트(31) 및 전분이 함유된 생분해성 원료(32))를 순차적으로 투입한다.
이어서, 도 4와 같이, 내금형(12)의 상부금형(122)을 하부금형(121)에 밀착 고정시켜 내부를 밀폐한 후, 이송부(20)를 통해 내금형(12)을 가압금형(11)이 배치된 위치로 이송시켜 내금형(12)을 가압금형(11)의 하부금형(111)과 상부금형(112) 사이에 정렬시킨다.
이어서, 도 4와 같이, 내금형(12)의 외부를 감싸도록 이송부(20)의 승강부재를 이용하여 내금형(12) 방향으로 가압금형(11)의 하부금형(111)을 상승시키는 동시에, 상부금형(112)을 하강시켜 가압금형(11)의 내부에 내금형(12)을 투입시켜 밀폐한다.
이어서, 가압금형(11)의 히터봉 수용홀(111b, 112b)에 설치된 히터봉을 이용하여 가압금형(11)의 내부에 수용된 내금형(12)을 고온으로 가열하고, 이를 통해 내금형(12)의 내부에 수용된 하부시트(31), 전분이 함유된 생분해성 원료(32) 및 상부시트(33)를 동시에 발포 성형하여 적어도 일면에 종이가 합지된 발포 성형물을 제조한다.
이어서, 이송부(20)의 승강부재를 통해 가압금형(11)의 하부금형(111)과 상부금형(112)을 분리하여 내금형(12)을 인출시킨다. 이때, 내금형(12)의 내부에 충진된 공기는 내금형(12)에 형성된 공기 배출홀(121a, 122a) 및 공기 배출홈(121b, 122b)을 통해 외부로 배출되고, 이 과정에서 발포 성형된 발포 성형물(30)은 열풍 건조된다.
이러한 구성을 갖는 생분해성 발포 성형물 제조장치는 다음과 같은 효과들을 얻을 수 있다.
첫째, 본 발명은 가압금형(12) 내에 전분이 함유된 생분해성 원료를 직접 투입시켜 발포 성형하는 것이 아니라, 다수의 공기 배출홀(121a, 122a)과 공기 배출홈(121b, 122b)이 형성된 내금형(12)의 내에 전분이 함유된 생분해성 원료를 투입시킨 후 내금형(12)을 가압금형(11)의 내부에 수용시켜 전분이 함유된 발포 성형물을 제조한다.
이에 따라, 본 발명은 다수의 공기 배출홀(121a, 122a) 및/또는 다수의 공기 배출홈(121b, 122b)을 통해 내금형(12) 내부의 공기를 빠르게 외부로 배출함으로써 가압금형 내부에 생분해성 원료를 직접 투입하여 발포 성형하는 종래기술에 대비하여 발포 성형시 공정시간을 현저하게 단축시킬 수 있다. 즉, 종래기술에서는 발포 성형물의 수분 건조시간이 100초 이상 소요되는데 반해, 본 발명에서는 발포 성형물의 수분 건조시간을 10초 내외로 단축시킬 수 있어 공정시간을 현저하게 단축시킬 수 있다.
둘째, 본 발명은 내부에 생분해성 원료가 투입된 복수 개의 내금형(12)을 이송부(20)를 통해 순차적으로 가압금형(11)의 내부로 투입시켜 생분해성 원료를 발포 성형함으로써 비교적 설치 비용이 많이 소요되는 가압금형, 그리고 가압금형에 설치되는 히터봉의 설치 개수를 줄여 설치 비용을 종래기술에 비해 현저하게 낮출 수 있고, 제조장치의 크기(부피)를 줄일 수 있어 설치 장소의 공간 활용도를 개선시킬 수 있다. 또한, 제조 공정시 전기 소비량을 줄여 제조 원가를 현저하게 낮출 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 발포 성형물 제조장치를 통해 제조된 생분해성 발포 성형물(30)은 일면 전체 또는 양면 전체, 혹은 일면의 일부분에 펄프 재질로 이루어진 종이가 합지됨에 따라 생분해성 발포 성형물(30)의 강도와 내수성을 향상시킨다. 이에 따라 내수성 코팅이 필요없는 포장용기를 사용할 수 있어 포장 비용을 낮출 수 있다. 또한, 라미네이팅 코팅 및 스프레이 코팅 등이 가능하여 다양한 문자, 도안, 그림 등의 인쇄가 가능하여 디자인과 장식성을 향상시킬 수 있다.
더욱이, 생분해성 발포 성형물(30)의 적어도 일면에 부착되는 펄프 재질의 종이는 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물의 주 원료인 전분이 함유된 생분해성 원료(32)가 내금형(12) 내에 투입된 후 발포 성형되는 과정에서 전분이 함유된 생분해성 원료(32)가 내금형(12)에 형성된 공기 배출홀(121a, 122a)을 막아 원활한 공기 배출을 차단하는 것을 방지함으로써 보다 나은 양질의 발포 성형물을 제조할 수 있다.
한편, 생분해성 발포 성형물(30)의 주 원료인 전분이 함유된 생분해성 원료(32)는 반죽상태로 내금형(12)에 투입되며, 전분, 물, 가소제 및 보강 충진제를 혼련하여 제조한다. 바람직하게는 바인더를 더 추가 혼련하여 제조할 수 있다. 이때, 생분해성 원료(32)는 함수율이 적어도 40% 이상, 바람직하게는 40~70%인 반죽(젤) 상태로 제조한다.
전분이 함유된 생분해성 원료(32)는 함수율이 적어도 40%~70%인 반죽 상태로 제조하되, 옥수수 전분 35~55중량%, 쌀 전분 3~7중량%, 글리셀 가소제 4~10중량%, 보강 충진제인 천연섬유 1~3중량%, 전분 바인더 5~10중량% 및 물 20~44중량%를 혼련하여 제조하거나, 옥수수 전분 45~60중량%, 폴리에틸렌글리콜 가소제 7~15중량%, 보강 충진제인 천연섬유 5~10중량%, 전분 바인더 15~20중량% 및 물 30~40중량%를 혼련하여 제조할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 전분이 함유된 생분해성 원료(32)를 종래기술과 같이, 고체 상태의 시트가 아닌, 함수율이 40% 이상인 반죽 상태로 내금형(12)의 내부로 투입하여 발포 성형함으로써 고체 상태의 시트를 발포 성형하는 종래기술에서 문제가 되었던 시트 터짐 현상 등을 방지하고, 그 표면에 합지되는 펄프 재질의 시트와의 부착력을 향상시켜 발포 성형물의 불량률을 최소화하면서 발포 성형물의 질을 향상시킬 수 있다.
전분이 함유된 생분해성 원료(32)에서, 전분은 생분해성 원료(32)를 통해 성형된 발포 성형물(30)이 쉽게 생분해될 수 있도록 아밀로오스 함량이 40중량% 이하의 옥수수, 찰옥수수, 감자, 고구마, 쌀, 밀, 보리 또는 비지 등 중 선택된 어느 하나 또는 2종류 이상의 전분을 사용한다. 바람직하게는 옥수수, 찰옥수수, 감자, 고구마, 쌀, 밀 또는 보리로 이루어진 그룹으로부터 선택된 2종 이상의 전분을 사용한다.
또한, 가소제는 발포 성형물의 성형성 또는 혼합물의 유동성을 좋게 하기 위해 함유되는 것으로, 글리셀 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 및 글리셀의 유도체 등의 단당류, 설탕, 포도당, 밀봉 등의 2당류, 또는 지방산, 불포화 모노글리셀 등을 사용할 수 있다.
또한, 보강 충진제는 발포 성형물의 강도 향상 및 형상을 유지시키는 한편, 습도 또는 기름 흡수 저하를 위해 함유되는 것으로, 천연섬유 펄프 등을 사용할 수 있다.
또한, 바인더는 필요에 따라 상기 생분해성 원료에 함유되는 것으로, 발포 성형물의 표면 조도를 좋게 하거나, 습도 또는 기름 흡수를 위해 1종 이상의 바인더, 예를 들어 아르긴산염 등의 하이드로콜로이드, 일반적인 전분 바인더를 사용할 수 있다.
하부시트(31)와 상부시트(33)는 펄프 재질의 종이로서, 예를 들면 로얄 아이보리지, 트레이싱지, 한지, 백상지 중 단독 또는 2종 이상의 합지 중 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 이때, 하부시트(31)와 상부시트(33)는 생분해성 원료(32)에 포함된 공기가 외부로 효과적으로 배출되기 위해 통기성을 갖도록 비교적 얇은 두께로 형성한다. 예를 들어, 하부시트(31)와 상부시트(33)는 0.04mm~0.5mm의 두께, 바람직하게는 0.05~0.2mm의 두께로 형성하고, 공기를 균일하게 배출시켜 발포 성형물(30)의 표면에 곰보 형태의 자국이 남지 않도록 균일한 크기의 다수의 미세 기공이 형성된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 발포 성형물 제조장치(1)를 통해 제조된 생분해성 발포 성형물(30)은 도 5와 같이, 일회용 식품 용기로 제한되는 것은 결코 아니며, 전기제품, 전자제품, 플라스틱 제품 또는 유리제품 등과 같이, 파손이 쉬운 제품들을 보호하기 위해 사용되는 완충재일 수 있다. 또한, 인테리어 마감재, 단열재 등과 같은 건축 시공에 사용되는 건축용 패널들 중 어느 하나일 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
1 : 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조장치
10 : 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조용 금형
11 : 가압금형
111 : 하부금형
112 : 상부금형
12 : 내금형
121 : 하부금형
122 : 상부금형
123 : 연결부
124 : 잠금부
20 : 이송부
21 : 이송 가이드
30 : 생분해성 발포 성형물
31 : 하부시트
32 : 전분이 함유된 생분해성 원료
33 : 상부시트

Claims (8)

  1. 상호 분리되도록 구비되는 하부금형(111)과 상부금형(112)으로 이루어지고, 상기 하부금형(111)과 상부금형(112)에는 각각 복수 개의 히터봉 수용홀(111b, 112b)을 형성하는 가압금형(11);
    내부에 공기를 배출하는 다수의 공기 배출공(121a,122a)을 서로 대향하도록 형성하는 하부금형(121)과 상부금형(122)이 일측부의 연결부(123)를 축으로 회동가능하게 결합되고, 타측부의 잠금부(124)에 의해 개폐 가능하게 결합되도록 하며, 상기 가압금형(11)의 내부에 수용되어 상기 가압금형(11)으로부터 공급되는 열을 통해 내부에 수용된 펄프 재질의 종이와 전분이 함유된 생분해성 원료(32)를 발포 성형하여 발포 성형물을 제조하는 내금형(12);
    으로 이루어지며,
    상기 내금형(12)의 연결부(123)는,
    상기 하부금형(121)의 일측부와 연결된 제1 연결판(1231)과,
    상기 상부금형(122)의 일측부와 연결된 제2 연결판(1232) 및
    상기 제1 및 제2 연결판(1231,1232)을 상호 회동가능하게 결합하는 힌지핀(1233)으로 구비되고,
    상기 내금형(12)의 잠금부(124)는,
    상기 하부금형(121)의 타측부와 연결된 제1 잠금판(1241)과,
    상기 상부금형(122)의 타측부와 연결된 제2 잠금판(1242) 및
    상기 제1 및 제2 잠금판(1241, 1242)이 서로 밀착된 상태에서 상기 제2 잠금판(1242)에 회전 가능하게 축결합되어 상기 제1 잠금판(1241)에 형성된 잠금홀(1241a)을 관통하면서 회전 결합되는 잠금부재(1243)으로 구비되고,
    상기 생분해성 원료(32)의 전분은 아밀로오스 함량이 40중량% 이하의 옥수수, 찰옥수수, 감자, 고구마, 쌀, 밀, 보리 또는 비지 들 중 선택된 어느 하나 또는 2종류 이상으로 이루어지는 구성을 특징으로 하는 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조용 금형.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 상호 분리되도록 구비되는 하부금형(111)과 상부금형(112)으로 이루어지고, 상기 하부금형(111)과 상부금형(112)에는 각각 복수 개의 히터봉 수용홀(111b, 112b)을 형성하는 가압금형(11);
    내부에 공기를 배출하는 다수의 공기 배출공(121a,122a)을 서로 대향하도록 형성하는 하부금형(121)과 상부금형(122)이 일측부의 연결부(123)를 축으로 회동가능하게 결합되고, 타측부의 잠금부(124)에 의해 개폐 가능하게 결합되도록 하며, 상기 가압금형(11)의 내부에 수용되어 상기 가압금형(11)으로부터 공급되는 열을 통해 내부에 수용되는 펄프 재질의 종이와 전분이 함유된 생분해성 원료(32)를 발포 성형하여 발포 성형물을 제조하는 내금형(12);
    상기 연결부(123)를 축으로 타측부가 개방되도록 한 하부금형(121)과 상부금형(122)으로 이루어지는 내금형(12)이 순차적으로 이동하면서 내부에는 펄프 재질의 종이와 전분이 함유된 생분해성 원료(32)가 수용되도록 하고, 상기 잠금부(124)에 의해서 하부금형(121)과 상부금형(122)간 폐쇄되도록 한 상태에서 상기 내금형(12)을 순차적으로 이동시켜 가압금형(11)인 하부금형(111)과 상부금형(112)의 사이에 위치되도록 하여 상기 가압금형(11)의 내부로 내금형(12)이 수용되도록 하는 이송부(20);
    로서 이루어지며,
    상기 내금형(12)의 연결부(123)는,
    상기 하부금형(121)의 일측부와 연결된 제1 연결판(1231)과,
    상기 상부금형(122)의 일측부와 연결된 제2 연결판(1232) 및
    상기 제1 및 제2 연결판(1231,1232)을 상호 회동가능하게 결합하는 힌지핀(1233)으로 구비되고,
    상기 내금형(12)의 잠금부(124)는,
    상기 하부금형(121)의 타측부와 연결된 제1 잠금판(1241)과,
    상기 상부금형(122)의 타측부와 연결된 제2 잠금판(1242) 및
    상기 제1 및 제2 잠금판(1241, 1242)이 서로 밀착된 상태에서 상기 제2 잠금판(1242)에 회전 가능하게 축결합되어 상기 제1 잠금판(1241)에 형성된 잠금홀(1241a)을 관통하면서 회전 결합되는 잠금부재(1243)으로 구비되고,
    상기 생분해성 원료(32)의 전분은 아밀로오스 함량이 40중량% 이하의 옥수수, 찰옥수수, 감자, 고구마, 쌀, 밀, 보리 또는 비지 들 중 선택된 어느 하나 또는 2종류 이상으로 이루어지는 구성을 특징으로 하는 전분이 함유된 생분해성 발포 성형물 제조장치.
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