KR102521667B1 - 음식물 쓰레기 수거용 생분해성 거름필터 - Google Patents
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03C—DOMESTIC PLUMBING INSTALLATIONS FOR FRESH WATER OR WASTE WATER; SINKS
- E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
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Abstract
본 발명은 환경오염방지를 목적으로 미생물에 의해 생분해가 가능한 소재로 성형된 음식물 쓰레기 수거용 거름필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메쉬(Mesh) 형상으로 직조된 몸체(10)를 포함하는 음식물 쓰레기 수거용 거름필터에 있어서,
상기 몸체(10)는,
1 단계 : 옥수수로부터 기름을 추출 분리하여 콘글루텐을 얻는 단계;
2 단계 : 상기 콘글루텐을 미세하게 분쇄하여 분말로 가공하는 단계;
3 단계 : 상기 분말 콘글루텐을 알칼리성 수용액에 반죽하는 단계;
4 단계 : 상기 콘글루텐 반죽을 압출공정을 통해서 미세사를 얻는 단계;
5 단계 : 상기 미세사를 10~15초 동안 끓는 물에 삶는 단계;
6 단계 : 상기 미세사에 옥수수유를 코팅하는 단계;
7 단계 : 상기 미세사를 이용하여 망사체를 직조하는 단계;
8 단계 : 상기 망세체를 이용하여 싱크대용 거름필터을 제조하는 단계;
를 포함하는 것이다.
상기 몸체(10)는,
1 단계 : 옥수수로부터 기름을 추출 분리하여 콘글루텐을 얻는 단계;
2 단계 : 상기 콘글루텐을 미세하게 분쇄하여 분말로 가공하는 단계;
3 단계 : 상기 분말 콘글루텐을 알칼리성 수용액에 반죽하는 단계;
4 단계 : 상기 콘글루텐 반죽을 압출공정을 통해서 미세사를 얻는 단계;
5 단계 : 상기 미세사를 10~15초 동안 끓는 물에 삶는 단계;
6 단계 : 상기 미세사에 옥수수유를 코팅하는 단계;
7 단계 : 상기 미세사를 이용하여 망사체를 직조하는 단계;
8 단계 : 상기 망세체를 이용하여 싱크대용 거름필터을 제조하는 단계;
를 포함하는 것이다.
Description
본 발명은 환경오염방지를 목적으로 생분해가 가능한 소재로 성형된 음식물 쓰레기 수거용 거름필터에 관한 것이다.
일반적으로 싱크대의 배수구에는 음식물쓰레기가 하수구로 배출되는 것을 방지하기 위한 거름필터가 설치된다. 흔히, 싱크대의 배수구에는 스테인리스 스틸이나 플라스틱으로 성형된 음식물쓰레기 거름용기가 구비되어 있다.
그러나 거름용기는 음식물쓰레기가 모이게 되면 사용자는 별도의 음식물쓰레기통에 분리하여 배출한 후에 다시 싱크대의 배수구에 장착하는 번거로움이 있게 된다. 또한 이러한 거름용기에는 음식물이 적층되면서 신속하게 제거하지 않으면서 음식물이 부패하게 되고, 거름용기 주변에 이물질로 불괘하게 만드는 문제가 있어서 거름용기에 안착되는 거름필터를 사용하는 것이 일반화되고 있다.
이러한 거름필터는 음식물이 쌓이게 되더라도 음식물쓰레기를 신속하게 분리하여 배출할 수 있는 장점이 있어서 널리 사용되고 있다. 그러나, 일반적으로 음식물과 함께 나일론 거름필터를 함께 버리게 됨으로써 음식물쓰레기 처리가 곤란하게 되는 문제가 있다.
이에 따라서, 생분해성이 우수한 음식물 쓰레기 거름필터를 사용하는 것이 거론됨에 따라서, 다양한 종류의 생분해성 플라스틱이 활용되고 있으나, 생분해 플라스틱은 실제적으로 특정 조건하에서만 생분해가 일어나는 것이므로, 생분해가 일어날만한 환경을 맞추는 것이 곤란하다는 문제가 있다. 또한 옥수수 전분이나 곡물 등으로 생분해가능한 거름필터를 제조하는 시도가 있었으나, 기술적인 한계에 봉착하였다.
이에 따라서 본 발명의 발명자는 저렴한 비용으로 강한 인장력과 탄성을 지니는 동시에 생분해성이 우수한 음식물쓰레기 거름필터를 착안하게 되었다.
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 제조원가가 저렴하면서도 일반적인 환경에서도 생분해성을 갖추도록 하여 환경오염을 방지할 수 있는 거름필터을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 생분해성수지로 성형한 음식물 쓰레기 수거용 거름필터은,
메쉬(Mesh) 형상으로 직조된 몸체(10)를 포함하는 음식물 쓰레기 수거용 거름필터에 있어서,
상기 몸체(10)는,
1 단계 : 옥수수로부터 기름을 추출 분리하여 콘글루텐을 얻는 단계;
2 단계 : 상기 콘글루텐을 미세하게 분쇄하여 분말로 가공하는 단계;
3 단계 : 상기 분말 콘글루텐을 알칼리성 수용액에 반죽하는 단계;
4 단계 : 상기 콘글루텐 반죽을 압출공정을 통해서 미세사를 얻는 단계;
5 단계 : 상기 미세사를 10~15초 동안 끓는 물에 삶는 단계;
6 단계 : 상기 미세사에 옥수수유를 코팅하는 단계;
7 단계 : 상기 미세사를 이용하여 망사체를 직조하는 단계;
8 단계 : 상기 망세체를 이용하여 싱크대용 거름필터을 제조하는 단계;
를 특징으로 하는 음식 쓰레기 수거용 생분해성 필터를 포함하는 것이다.
상기 5 단계에서 획득되는 미세사는 굵기가 0.1 ~ 1mm 이고, 인장강도는 5~10Kgf/㎠ 인 것을 특징으로 한다.
상기 6 단계의 옥수수유를 코팅하는 단계는, 옥수수유의 도포량을 3~6 g/㎡ 으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 생분해성 음식물쓰레기 수거용 거름필터는, 옥수수에서 기름을 제거한 콘글루텐을 이용하는것으로서, 근본적으로 생분해가능하여 친환경적이다.
본 발명의 생분해성 음식물쓰레기 수거용 거름필터는 끈기와 인장강도가 현저하게 증대되어, 미세한 실의 형태로 제작되어 작은 입자의 음식물도 거를 수 있는 거름필터의 효과가 있다.
도1은 본 발명에 따른 거름필터의 개념도
도2은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 수거용 생분해성 거름필터의 제조방법을 나타낸 순서도.
도2은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 수거용 생분해성 거름필터의 제조방법을 나타낸 순서도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 수거용 거름필터(이하, 간략하게 '거름필터'라 한다)의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
1 단계 : 옥수수로부터 기름을 추출 분리하여 콘글루텐을 얻는 단계
- 일반적으로 곡물에는 당, 지질, 그리고 단백질인 글루텐을 포함한다. 밀가루도 가능하지만, 밀가루는 주식으로 사용되는 재료이므로 가격이 비싸기 때문에 바람직하지 않다. 옥수수가 가격이 저렴하고, 특히 옥수수로부터 지방에 해당하는 옥수수유를 추출분리하고 남은 단백질인 콘글루텐을 이용한다. 콘글루텐은 불용성 단백질로서 물고기 또는 동물 사료로 많이 사용된다. 본 발명은 기름을 제거한 순수한 콘글루텐을 이용하기 때문에 옥수수분말을 사용하는 것보다 더 나은 인장강도를 제공할 수 있게 된다. 글루텐의 함량이 많을수록 옥수수는 끈기를 가지게 된다. 예를 들어서 미세한 면발이 찰기를 가지고 끊어지지 않으면서 늘어나는 것은 글루텐 때문이다. 이때 기름을 추출하는 과정은 기름을 짜는 기계로부터 200-300℃로 예열하여 기름을 추출 분리하는 것이 바람직하다
2 단계 : 상기 콘글루텐을 미세하게 분쇄하여 분말로 가공하는 단계
- 본 발명은 미세한 실의 형태로 방사를 해야 하므로 바람직하게는 입자크기가 100㎛ 이하가 되도록 분쇄한다. 상기 입자의 크기를 만들기 위해서 2~3회의 분쇄작업을 반복하는 것이 바람직하다.
3 단계 : 상기 분말 콘글루텐을 알칼리성 수용액에 반죽하는 단계
- 미세하게 가공된 분말 콘글루텐은 물에 반죽하게 되면 껌과 같이 쫀득한 질감을 가지게 된다. 본 발명은 탄산소다을 첨가함으로써 물을 알칼리성으로 변화시켜주고 알칼리성 물에 반죽된 콘글루텐은 반죽에 더 많은 끈기를 제공하게 되어 인장강도가 증가된다. 상기 분말 콘글루텐 100중량부에 대해서 물 10~15중량부, 탄산소다 0.3~0.5 중량부를 더 포함하여 20-30℃에서 5~6시간동안 교반기를 통해서 반죽되는 것이 바람직하다. 이때 탄산소다 대신 탄산칼륨, 탄산나트륨으로 대체할 수 있다.
4 단계 : 상기 콘글루텐 반죽을 압출공정을 통해서 미세사를 얻는 단계
- 상기 반죽은 찰지고 질긴 성질로 인해서 압출에 의해서 반죽을 미세공에 통과시키는 과정에서 잘 끊어지지 않고 미세한 실과 같은 형태로 얻을 수 있게 된다. 이때 미세공을 통과한 콘글루텐으로 방사된 미세사는 직경이 0.1 ~ 1.0mm 인 것이 바람직하다. 상기 미세사는 너무 가늘게 되면 인장강도가 떨어지게 되므로, 거름필터에 작용하는 하중을 고려하여 미세사의 직경을 정할 수 있다.
5 단계 : 상기 미세사를 10~15초 동안 끓는 물에 삶는 단계
- 120~150℃에서 10~15초 동안 삶는 과정을 통해서 상기 미세사는 인장강도가 증대되고 탄성을 가지게 된다. 물에 삶는 과정이 없이는 오랜 시간 미세사의 유연성과 인장강도를 유지할 수 없기 때문이다. 또한 삶는 과정을 통해서 반죽에 포함되어 있던 곰팡이균을 살균하게 되므로, 보존기간을 장기화할 수 있게 된다.
6 단계 : 상기 미세사에 옥수수유를 코팅하는 단계
- 수분을 흡수한 상기 미세사는 건조하게 되면 마르게 되고 유연성이 감소하게 되므로 공기의 접촉을 차단하기 위해서 옥수수유 또는 기타 다른 식용유로 도포하게 된다. 이때 상기 옥수수유는 1 단계에서 추출된 기름을 활용할 수도 있다. 적당량의 옥수수유를 도포하여야 제작이 용이하게 되고, 실제 거름필터를 사용함에서 있어서 불편함이 없게 된다. 바람직한 옥수수유의 도포량은 3~6 g/㎡ 으로 한다. 옥수수유의 도포로 인해서 외부의 곰팡이가 침투하는 것을 방지하여 보존기간을 장기화할 수 있게 된다. 따라서 옥수수유로 코팅하는 과정은 옥수수유가 패드에 접촉되면서 통과하는 과정에서 미세사의 표면에 골고루 도포되도록 한다.
7 단계 : 상기 미세사를 이용하여 망사체를 직조하는 단계
- 망사체는 섬유기계를 통해서 다양한 방법으로 직조할 수 있으며, 여기에 사용되는 직조기계는 제직, 또는 편직에 의해서 미세사를 섬유형태로 제조한다.
8 단계 : 상기 망세체를 이용하여 싱크대용 거름필터을 제조하는 단계
- 거름필터는 메쉬(Mesh)형상으로 직조되되, 상부는 개방되고, 하부는 밀폐되도록 제조된다. 도1에 참고해보면, 이때 상기 거름필터 몸체(10)의 상부는 비금속제 또는 금속제의 거름망의 상단부을 감쌀 수 있는 형태로 제조되는 것이 바람직하다.
이하, 구체적인 실시예와 실험예를 통해서 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
<실시예1>
옥수수 알갱이 5kg을 세척하여 200-300℃에서 예열된 기름압착기계에 상기 옥수수를 넣고 옥수수유와 콘글루텐을 분리한다. 이때 생성된 상기 옥수수유는 신선도를 유지하기 위해서 냉장 2-3℃에 보관하는 것이 바람직하다.
기름압착기계에서 생성된 콘글루텐을 분쇄기에 넣고 평균입자가 100㎛이하가 될때까지 분쇄한다. 미세한 방사 결과를 얻기 위해서 2회의 분쇄과정을 거치는 것이 바람직하다. 이후에는 분말 형태의 콘글루텐 3kg에 대해서 300~400g의 물과 탄산소다 1~1.5g을 혼합하여 교반기에 충분히 흡습시킨 후 20-30℃에서 5~6시간동안 교반기를 통해서 반죽하여 끈기와 인장강도를 높인다. 이때 콘글루텐 반죽을 미세공을 통과하여 직경 1.0mm 굵기의 미세사를 얻는다. (1-4단계) 이후 미세사는 끓는 물에 약 10~15초 정도 삶아지면서 살균 효과 더불어 탄성 및 인장강도를 더욱 높이게 된다. 이후에는 옥수수유를 도포하기 위해서 옥수수유를 흡수하고 있는 패드 사이를 통과시킴으로써 미량의 옥수수가 미세사 외주면에 골고루 도포되어 공기 접속을 차단하게 됨으로써 완성품의 미세사가 완성된다.(5-6단계) 상기 제조된 미세사를 이용하여 직조기계에서 망사형태로 직조하게 된다. 이후에는 배수구망에 잘 장착되도록 상층부는 개구되고, 하층부는 봉합되는 형태로 제조되어 포장된다.(7-8단계)
<실시예2>
상기 실시예 1에서 물에 삶고, 기름을 코팅하는 단계 (5-6단계)를 제외하고 동일한 조건에서 거름필터을 제조하였다.
<실시예3>
상기 실시예 1에서 콘글루텐 분말 대신 밀가루로로 대체하고 동일한 조건에서 거름필터을 제조하였다.
<실시예4>
상기 실시예 1에서 콘클루텐 반죽을 통해 0.5mm 굵기의 미세사를 얻는 것을 제외하고 동일한 조건에서 거름필터을 제조하였다.
<실험예1> 인장강도 비교
상기 실시예 1 내지 4를 통해서 제조된 미세사의 인장강도를 측정 비교하여 다음의 표 1을 통해 나타내었다.
인강장도는 물체가 잡아당기는 힘에 견딜 수 있는 최대한의 응력으로서 미세사를 당겼을때 이에 대해 견딜 수 있는 응력이고 (주) 메디랩의 측정기(MCT-2150)로 인장강도 측정을 실시하였다.
| 인장강도 | |
| 실시예1 | 2.4kgf/㎠ |
| 실시예2 | 0.8kgf/㎠ |
| 실시예3 | 1.35kgf/㎠ |
| 실시예4 | 2.2kgf/㎠ |
실시예1이 실시예2 보다 인장강도가 높은 것을 볼때 끓는 물에 삶는 과정과 옥수수유로 도포하는 과정이 인장강도를 높여주는 것을 알 수 있다. 실시예3를 통해서 볼때, 글루텐만으로 된 콘글루텐으로 만들어진 미세사는 일반 밀가루로 만들어진 미세사에 비하여 더 나은 인장강도를 가지는 것을 알 수 있다.
실시예4를 통해서 볼 때 미세사의 직경이 0.5mm임에도 크게 인장강도가 차이가 없음을 볼때, 초미세사로 만든 제품을 원하는 경우에는 직경을 0.1 ~ 0.5mm사이로 정하는 것도 바람직하다.
상기와 같은 제조방법으로 제조된 본 발명의 생분해성 음식물쓰레기 수거용 거름필터는, 옥수수에서 기름을 제거한 콘글루텐을 이용하는것으로서, 근본적으로 생분해가 가능한 자연물인 동시에 끈기와 인장강도가 현저하게 증대되어 미세한 실의 형태로 얻을 수 있게 되고 이를 이용하여 싱크대용 거름필터의 제조가 가능하게 된 것이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Claims (3)
- 메쉬(Mesh) 형상으로 직조된 몸체(10)를 포함하는 음식물 쓰레기 수거용 필터에 있어서,
상기 몸체(10)는,
1 단계 : 옥수수로부터 기름을 추출 분리하여 콘글루텐을 얻는 단계;
2 단계 : 상기 콘글루텐을 미세하게 분쇄하여 분말로 가공하는 단계;
3 단계 : 상기 분말 콘글루텐을 알칼리성 수용액에 반죽하는 단계;
4 단계 : 상기 콘글루텐 반죽을 압출공정을 통해서 미세사를 얻는 단계;
5 단계 : 상기 미세사를 10~15초 동안 끓는 물에 삶는 단계;
6 단계 : 상기 미세사에 옥수수유를 코팅하는 단계;
7 단계 : 상기 미세사를 이용하여 망사체를 직조하는 단계; 및
8 단계 : 상기 망사체를 이용하여 싱크대용 거름필터을 제조하는 단계;에 의해서 제조되는 것을 특징으로 하는 음식 쓰레기 수거용 생분해성 필터.
- 제1항에 있어서,
상기 5 단계에서 획득되는 미세사는 굵기가 0.1 ~ 1mm 이고, 인장강도는 5~10Kgf/㎠ 인 것을 특징으로 하는 음식 쓰레기 수거용 생분해성 필터.
- 제2항에 있어서,
상기 6 단계의 옥수수유를 코팅하는 단계는,
옥수수유의 도포량을 3~6 g/㎡ 으로 하는 것을 특징으로 하는 음식 쓰레기 수거용 생분해성 필터.
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