KR101992685B1 - 음식물 쓰레기봉투 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

음식물 쓰레기봉투 및 그 제조 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기봉투는 콜라겐(collagen); 상기 콜라겐 100 중량%에 대하여 20 내지 50 중량%의 글리세린(glycerin); 및 상기 콜라겐 100 중량%에 대하여 5 내지 35 중량%의 셀룰로오스(cellulose);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

음식물 쓰레기봉투 및 그의 제조 방법{BAG FOR FOOD WASTE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 음식물 쓰레기봉투 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 천연원료를 이용한 음식물 쓰레기봉투 및 그를 제조하는 기술에 관한 것이다.

현재 일반적으로 사용되는 음식물 쓰레기봉투의 재질은 합성비닐을 사용한다. 합성비닐 재질의 음식물 쓰레기봉투는 음식물 쓰레기의 보관이 용이하고 잘 찢어지지 않는 장점이 있으나, 음식물 쓰레기와 함께 처리할 수 없으므로 분리해서 처리해야 하는 번거로움이 있다.

이러한 음식물 쓰레기봉투를 처리 시 과거에는 땅속에 매장시켜 처리하였으나, 잘 썩지 않는 합성비닐의 특성 상 땅속에 매장시키는 경우 토양의 오염을 야기시키는 문제가 있어 최근에는 소각 방식을 사용하여 처리하고 있다.

그러나, 소각 방식은 대기를 오염시켜 또 다른 환경오염을 발생시키는 문제가 있으며, 이를 위해 별도의 오염방지 설비를 구비해야 하는 등 대기오염뿐만 아니라 비용적으로도 큰 부담이 되는 문제가 있다.

이에, 토양오염과 대기오염 등 환경오염을 유발할 가능성이 있는 합성비닐을 대체할 뿐만 아니라 음식물 쓰레기와의 분리를 위한 별도의 과정이 필요 없는 천연원료를 이용한 음식물 쓰레기봉투의 개발이 요구되고 있다.

등록특허공보 제10-0435130호(냄새를 중화시키고 액체를 흡수하는 쓰레기봉투)는 음식물 쓰레기의 냄새를 중화하기 위한 화학적 조성물에 대해서 개시하고 있으며, 등록특허공보 제10-1013446호(셀룰로오스 유도체 및 화학섬유를 포함하는 생분해성 수지 조성물)는 생분해성 소재들을 개시하고 있으나 천연재료를 이용하지 않아 자원을 재활용할 수 없어 쓰레기봉투가 불충분하게 분해되는 경우 환경오염을 유발할 가능성은 여전히 존재하는 문제가 있다.

1. 등록특허공보 제10-0435130호, 냄새를 중화시키고 액체를 흡수하는 쓰레기봉투 2. 공개특허공보 제10-1013446호, 셀룰로오스 유도체 및 화학섬유를 포함하는 생분해성 수지 조성물

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 환경오염 문제를 해소하고 음식물 쓰레기의 처리 시 음식물 쓰레기와의 분리를 위한 별도의 과정이 필요 없는 천연원료를 이용한 친환경 음식물 쓰레기봉투 및 그의 제조 방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기봉투는 콜라겐(collagen); 상기 콜라겐 100 중량%에 대하여 20 내지 50 중량%의 글리세린(glycerin); 및 상기 콜라겐 100 중량%에 대하여 5 내지 35 중량%의 셀룰로오스(cellulose);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기봉투를 제조하는 방법은 (a) 콜라겐(collagen), 상기 콜라겐 100 중량%에 대하여 20 내지 50 중량%의 글리세린(glycerin) 및 상기 콜라겐 100 중량%에 대하여 5 내지 35 중량%의 셀룰로오스(cellulose)를 배합하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 배합물을 관 형태의 소재로 성형하는 단계; (c) 상기 성형된 소재가 경화되기 전에, 상기 성형된 소재의 양측면에 대해 수직인 방향으로 일정 간격마다 바닥부를 형성하는 단계; 및 (d) 상기 일정 간격으로 바닥부가 형성된 소재를 경화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 천연원료를 이용하므로 토양오염이나 대기오염 등 종래의 합성비닐 재질의 음식물 쓰레기봉투 처리 시 발생되는 환경오염 문제들을 해소할 수 있다.

또한, 음식물 쓰레기의 처리 시 음식물 쓰레기와의 분리를 위한 별도의 과정이 필요 없으므로 음식물 쓰레기 처리에 소요되는 시간과 인건비 등을 절감할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기봉투를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 음식물 쓰레기봉투를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 음식물 쓰레기봉투를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기봉투를 도시한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기봉투는 콜라겐(collagen), 콜라겐 100 중량%에 대하여 20 내지 50 중량%의 글리세린(glycerin) 및 콜라겐 100 중량%에 대하여 5 내지 35 중량%의 셀룰로오스(cellulose)로 배합된 소재를 포함할 수 있으며, 소재의 표면에는 식물성유(plant oil)를 이용한 코팅 처리가 수행될 수 있다.

각 구성을 설명하면, 콜라겐은 일 실시예로서 60 중량%가 함량될 수 있다. 콜라겐은 생분해성을 가지며 응집제 역할을 하여 음식물 쓰레기봉투의 강도를 증가시킬 수 있다. 콜라겐은 소, 돼지, 양, 말, 염소 등 가축의 부산물 예를 들어 피부, 소화관, 방광 등으로부터 추출된 동물성 콜라겐을 사용할 수 있으며, 하나의 가축 부산물로부터 추출된 동물성 콜라겐을 사용하거나 하나 이상의 가축 부산물로부터 추출된 동물성 콜라겐을 일정 비율로 혼합하여 사용할 수도 있다. 물론 본 발명의 콜라겐은 상기 언급된 가축 외에도 다양한 생물로부터 추출된 콜라겐 원료가 사용될 수 있다. 참고로, 음식물 쓰레기봉투에서 콜라겐의 함량 비율이 60 중량%인 것으로 설명하였으나 실시예에 따라서 얼마든지 다양하게 함량 비율이 정해질 수 있다.

또한, 글리세린은 콜라겐의 100 중량%에 대하여 20 내지 50 중량%이 함량될 수 있으며, 일 실시예로서 콜라겐의 함량 비율이 60 중량%인 경우 글리세린은 20 중량%가 함량될 수 있다. 글리세린은 생분해성을 가지며 음식물 쓰레기봉투의 가공성을 개선하여 연질성을 부여하는 역할을 할 수 있다. 즉, 음식물 쓰레기봉투의 신율, 부드러움 등의 주요 물성이 향상되도록 하는 효과가 있다.

또한, 셀룰로오스는 콜라겐의 100 중량%에 대하여 5 내지 35 중량%이 함량될 수 있으며, 일 실시예로서 콜라겐의 함량 비율이 60 중량%인 경우 셀룰로오스는 12 중량%가 함량될 수 있다. 셀룰로오스는 생분해성을 가지며 음식물 쓰레기봉투가 높은 인장 강도를 가지도록 하여 내구성을 증대시키고 음식물을 보관하거나 운반하는 중 발생하는 구김이나 묶음, 하중에 의한 처짐 등에 대한 저향력을 증대시키는 효과가 있다.

한편, 전술한 콘라겐, 글리세린 및 셀룰로오스가 배합된 음식물 쓰레기봉투의 표면에는 식물성유를 이용한 코팅 처리가 수행될 수 있다. 식물성유는 상기 콜라겐, 글리세린, 셀룰로오스와 배합되어 각각의 특성을 더욱 높이는 효과가 있다. 즉 음식물 쓰레기봉투의 강도와 인장 강도를 높이면서 신율과 부드러움 또한 높임으로써, 음식물 쓰레기봉투를 사용시 발생하는 다양한 상황에서도 쉽게 찢어지지 않고 음식물을 용이하게 보관할 수 있게 한다. 식물성유는 유채유를 포함할 수 있으며, 유채유 외에도 옥수수유, 면화유, 대두유 등 다양한 식물성 기름을 사용할 수 있다.

이와 같은 특성의 원료를 사용하는 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기봉투는 음식물과 함께 미생물이 성장하도록 하여 미생물의 생존환경을 제공하며, 온도에 적응성이 좋아 토양과 쓰레기 상태에서 쉽게 미생물에게 침식되고 곰팡이가 산생되어 자연 분해될 수 있다. 따라서 음식물쓰레기와 별도로 분리할 필요 없이 음식물쓰레기와 함께 처리될 수 있다.

아래의 표는 원료의 배합 비율에 따른 음식물 쓰레기봉투의 테스트를 위한 콘라겐, 글리세린 및 셀룰로오스의 배합 비율을 나타낸 것이다.

위 실시예에서 CASE 1은 콜라겐, 글리세린 및 셀룰로오스를 각각 60%, 20% 및 12%로 배합한 것이며, 그 결과 음식물 쓰레기봉투의 연질성과 인장 강도가 좋고 생분해성 또한 우수한 것으로 확인되었다.

CASE 2는 콜라겐, 글리세린 및 셀룰로오스를 각각 75%, 15% 및 5%로 배합하였다. 이 경우 콜라겐의 배합 비율을 높여 우수한 생분해성을 보였으나, 음식물 쓰레기봉투가 다소 뻣뻣하고(부드럽지 못하고), 음식물 쓰레기를 담았을 때 봉투의 일부가 쉽게 찢어지거나 손잡이 부분 등이 쉽게 끊어지는 현상이 발생하였다.

CASE 3는 콜라겐, 글리세린 및 셀룰로오스를 각각 40%, 40% 및 10%로 배합하였다. 이 경우 글리세린의 배합 비율을 높여 음식물 쓰레기봉투 자체는 매우 부드러웠으나 음식물을 담았을 때 내구성이 다소 부족했으며, 생분해성이 낮아지는 문제가 있었다.

음식물 쓰레기봉투의 연질성과 인장 강도 그리고 환경적인 측면을 고려한 생분해성을 모두 만족시키기 위해서는 콜라겐, 글리세린 및 셀룰로오스의 적절한 배합 비율이 필요하며, 위 표에서는 CASE 1의 배합 비율이 CASE 2 및 3보다 우수한 것으로 확인되었다.

참고로 위 표에서, 각 CASE의 원료 배합 비율 중 100%에서 부족한 나머지 비율들, 즉 ‘CASE 1은 8%, CASE 2는 5% 및 CASE 3은 7%’는 음식물 쓰레기봉투의 표면을 코팅하기 위한 식물성유의 사용 비율이 포함될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기봉투를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이다.

콜라겐, 콜라겐 100 중량%에 대하여 20 내지 50 중량%의 글리세린 및 콜라겐 100 중량%에 대하여 5 내지 35 중량%의 셀룰로오스를 배합하여 박막 소재를 형성한다(S101).

여기서 콜라겐, 글리세린, 셀룰로오스 및 식물성유의 배합 비율은 일 실시예로서 콜라겐 60 중량%, 글리세린 20 중량% 및 셀룰로오스 12 중량%가 배합될 수 있으며, 콜라겐의 함량 비율에 따라서 글리세린 및 셀룰로오스의 함량 비율은 상기 범위 내에서 달라질 수 있다.

참고로 박막 소재를 형성 시 상기 원료들의 배합물이 일정 크기의 틀에 부어져 가열된 후 건조될 수 있으며, 가열 온도와 건조 시간은 실시예에 따라서 다양하게 정해질 수 있다. 일 실시예로서 가열 온도는 60 내지 80℃, 건조 시간은 2 내지 5분, 박막 소재의 두께는 0.03 내지 0.05mm일 수 있다.

S101 후, 박막 소재를 미리 정해진 음식물 쓰레기봉투의 규격에 맞게 절단한다(S102).

S102 후, 규격에 맞게 절단된 소재를 양측면이 봉합된 형태로 형성한다(S103).

여기서 양측면이 봉합된 형태는 두 장의 박막 소재가 겹쳐지도록 하여 양측을 융착함으로써 형성할 수 있으며, 한 장의 박막 소재를 접어 서로 겹쳐지는 한 쪽 부분을 융착함으로써 형성할 수 있다. 즉, 박막 소재를 원통형으로 형성하는 것이다.

S103 후, 양측면이 봉합된 형태의 박막 소재를 양측면에 대해 수직인 방향으로 일정 간격마다 융착하여 바닥부를 형성한다(S104).

여기서 일정 간격마다 융착하는 공정은 하나의 융착기를 사용하여 융착 시작 지점부터 일정 간격을 가지고 순차적으로 융착할 수 있고, 복수의 융착기를 사용하여 복수의 융착 지점을 일정 간격으로 융착할 수도 있다.

S104 후, 융착된 박막 소재를 일정 간격으로 절단하여 투입부를 형성한다(S105).

여기서, 투입부가 형성되는 절단 부분은 바닥부를 형성하는 융착 부분으로부터 일측으로 미리 정해진 간격만큼 이격된 위치일 수 있으며, 손잡이 또는 묶음부를 형성하는 재단 과정이 더 수행될 수 있다.

그리고 S104에서 융착에 의한 바닥부가 형성된 후 S105에서 절단에 의한 투입부가 형성되는 것으로 기재하였으나, 실시예에 따라서는 S104와 S105의 과정이 함께 수행될 수도 있다.

참고로 S103과 S104 사이에, 바닥부가 형성된 박막 소재의 표면에 식물성유를 이용하여 코팅 처리가 수행될 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 음식물 쓰레기봉투를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이다.

도 2는 블로우 성형의 일종인 인플레이션 성형에 의해 관형태의 음식물 쓰레기 소재가 성형되는 경우이다.

콜라겐, 콜라겐 100 중량%에 대하여 20 내지 50 중량%의 글리세린 및 콜라겐 100 중량%에 대하여 5 내지 35 중량%의 셀룰로오스를 배합한다(S201).

여기서 콜라겐, 글리세린 및 셀룰로오스의 배합 비율은 일 실시예로서 콜라겐 60 중량%, 글리세린 20 중량% 및 셀룰로오스 12 중량%가 배합될 수 있으며, 콜라겐의 함량 비율에 따라서 글리세린 및 셀룰로오스의 함량 비율은 상기 범위 내에서 달라질 수 있다.

S201 후, 인플레이션 성형을 통해 상기 배합물을 관형태의 박막 소재로 성형한다(S202).

여기서 박막 소재의 두께는 일 실시예로서 0.03 내지 0.05mm일 수 있다.

S202 후, 관형태로 성형된 박막 소재의 양측면에 대해 수직인 방향으로 일정 간격마다 융착하여 바닥부를 형성하고, 융착된 바닥부로부터 일정 간격만큼 이격된 부분을 절단하여 투입부를 형성한다(S203).

이 때, 바닥부를 융착하는 온도는 대략 60 내지 80℃에서 수행될 수 있으며, 투입부 재단 시 투입부 뿐만 아니라 음식물 쓰레기봉투의 손잡이 또는 묶음부 등이 함께 재단될 수 있다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 음식물 쓰레기봉투를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이다.

콜라겐, 콜라겐 100 중량%에 대하여 20 내지 50 중량%의 글리세린 및 콜라겐 100 중량%에 대하여 5 내지 35 중량%의 셀룰로오스를 배합한다(S301).

S301 후 사익 배합물을 관 형태의 박막 소재로 형성한다(S302).

여기서 박막 소재의 두께는 일 실시예로서 0.03 내지 0.05mm일 수 있다.

S302 후 성형된 박막 소재가 ‘경화되기 전(반경화된 상태)’에, 성형된 소재의 양측면에 대해 수직인 방향으로 일정 간격마다 바닥부를 형성한다(S303).

여기서 바닥부의 형성은 열에 의한 융착 또는 바느질 공정을 이용한 봉합에 의해 수행될 수 있다. 여기서 바느질 공정을 통해 바닥부가 봉합될 때 바느질 구멍들을 통해 음식물 쓰레기에 포함된 액체가 새지 않도록 하기 위해서 봉합 부분에는 실(seal)을 위한 천연접착제가 도포될 수 있다. 즉, 쓰레기봉투의 바닥부는 바느질 공정을 통해 봉합되고, 바느질 공정에서 형성된 바느질 구멍은 천연접착제 도포 공정을 통해서 기밀이 유지될 수 있게 된다.

또한, 바느질 공정 및 천연접착제 도포공정은 성형된 박막 소재가 반경화된 상태(60 내지 80℃)에서 이루어는 것이, 바느질 된 후 박막 소재와 바느질 섬유가 상호 달라붙게 되는 측면과 도포된 천연접착제가 바느질 구멍을 막게 되는 측면에서 유리할 수 있다. 그리고 이 바느질 공정에 사용되는 바느질 섬유는 콜라겐 등 천연물질에서 유래된 섬유가 사용될 수 있다.

S303 후, 일정 간격으로 바닥부가 형성된 박막 소재를 경화시킨다(S304).

여기서 박막 소재를 경화시키기 위한 건조 시간은 일 실시예로서 2 내지 5분일 수 있다.

S304 후, 경화된 박막 소재의 표면에 식물성유를 이용하여 코팅 처리를 수행한다(S305).

S305 후, 바닥부로부터 일정 간격만큼 이격된 부분을 절단하여 투입부를 형성한다(S306).

이 때, 투입부뿐만 아니라 음식물 쓰레기봉투의 손잡이 또는 묶음부 등이 함께 재단될 수 있다.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기봉투를 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기봉투는 도4a에 도시된 바와 같이 손 잡이(410), 즉 음식물 쓰레기를 봉투에 담고 음식물 쓰레기의 이탈 방지를 위해 상부를 묶을 수 있는 부분을 재단할 수 있다.

도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 음식물 쓰레기봉투를 도시한 도면이다.

음식물 쓰레기봉투의 상부에 복수의 홀(420)이 형성되어 있으며, 세 개의 홀 중 두 개의 홀이 중앙의 홀과 겹쳐지도록 하여 손잡이 역할을 하게 할 수 있다. 손잡이용 홀(420)을 만드는 과정에서 접혀지는 부분에 의해 투입부가 차단되므로 음식물 쓰레기의 이탈을 방지할 수 있다.

도 4c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 음식물 쓰레기봉투를 도시한 도면이다.

음식물 쓰레기봉투의 상부에 복수의 홀(430)이 서로 마주보도록 형성되어 있으며, 두 홀(430)을 겹쳐지도록 하여 손잡이 역할을 하게 할 수 있다. 손잡이용 홀(430)을 만드는 과정에서 접혀지는 부분에 의해 투입부가 차단되므로 음식물 쓰레기의 이탈을 방지할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (7)

1. 동물성 콜라겐(collagen), 상기 동물성 콜라겐 100 중량부에 대하여 30~35 중량부의 글리세린(glycerin) 및 상기 콜라겐 100 중량부에 대하여 27.5~22.5 중량부의 셀룰로오스(cellulose)를 혼합하는 원료 배합단계;
   상기 배합된 원료가 60~80℃ 범위 내로 가열된 상태에서 박막의 관 형태가 되도록 음식물 쓰레기봉투 소재를 성형하는 소재 성형단계;
   음식물 쓰레기봉투의 바닥부 형성을 위해 상기 단계에서 성형된 음식물 쓰레기봉투 소재가 반건조된 상태에서 상기 음식물 쓰레기봉투 소재의 길이방향으로 일정 간격마다 바느질로 봉합하는 한편 기밀유지를 위해 바느질로 봉합된 부분에 천연접착제를 도포하여 봉합하는 바닥부 봉합단계;
   상기 단계에서 바닥부가 형성된 음식물 쓰레기봉투 소재가 경화되도록 건조시키는 경화단계;
   상기 단계에서 경화된 음식물 쓰레기봉투 소재의 표면을 유채유로 코팅하는 코팅단계; 및
   음식물 쓰레기봉투의 투입구가 형성되도록 상기 음식물 쓰레기봉투 소재에 형성된 바닥부로부터 일정간격 이격된 부분을 절단하는 재단단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기봉투 제조 방법.
   
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