KR102534014B1 - Manufacturing method Biodegradable food container - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예는, 식품을 담을 수 있는 용기로서, 상기 용기는, 상기 용기의 전체 중량에 대해 케나프 섬유질 94.5wt% 내지 98.6wt%, 내수성을 위한 제1 첨가제 1wt% 내지 4wt% 및 내유성을 위한 제2 첨가제 0.4wt% 내지 1.5wt%를 포함하는 생분해성 식품 용기 생분해성 식품 용기를 개시한다.One embodiment of the present invention is a container capable of containing food, wherein the container contains 94.5 wt% to 98.6 wt% of kenaf fiber, 1 wt% to 4 wt% of a first additive for water resistance, and A biodegradable food container comprising 0.4wt% to 1.5wt% of a second additive for oil resistance Disclosed is a biodegradable food container.
Description
본 발명은 생분해성 식품 용기의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 케나프를 활용한 생분해성 식품 용기의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a biodegradable food container, and more particularly, to a method for manufacturing a biodegradable food container using kenaf.
근래는 생활수준의 향상 및 편의시설의 공급으로 1회용품의 사용이 급격하게 증가하고 있다. 1회용품이란, 1회 사용 후 재사용하지 않고 폐기되는 용품을 의미하는데, 주로 플라스틱, 종이 등의 재질로 만들어지며, 식품을 운반하기 위한 용품의 경우는 용품의 내측면에 코팅층을 형성하여 내용물의 유출을 방지한다.In recent years, the use of disposable products is rapidly increasing due to the improvement of living standards and the supply of convenience facilities. Disposable items refer to items that are discarded without being reused after being used once, and are mainly made of materials such as plastic and paper. to prevent
한편, 1회용품의 과도한 사용으로 인해, 종이펄프를 제조하기 위한 벌목이 이루어지고, 폐기된 1회용품의 소각 시 발생하는 매연은 대기오염을 유발하며, 폐기된 1회용품을 매립하더라도 자연 분해가 되기까지 오랜 시간이 소요되기 때문에, 과도한 1회 용품의 사용은 환경 오염의 주된 원인이 될 수 있다.On the other hand, due to the excessive use of disposable products, logging is performed to manufacture paper pulp, and the soot generated when discarded disposable products are incinerated causes air pollution. Because it takes a long time, excessive use of disposable products can be a major cause of environmental pollution.
본 발명의 실시예들은, 장기간 식품의 보관이 가능하고, 폐기 후에는 생분해되어 환경오염을 일으키지 않는 친환경적 생분해성 식품 용기의 제조 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a method for manufacturing an eco-friendly biodegradable food container that is capable of storing food for a long period of time and does not cause environmental pollution by being biodegraded after disposal.
본 발명의 일 실시예는, 식품을 담을 수 있는 용기로서, 상기 용기는, 상기 용기의 전체 중량에 대해 케나프 섬유질 94.5wt% 내지 98.6wt%, 내수성을 위한 제1 첨가제 1wt% 내지 4wt% 및 내유성을 위한 제2 첨가제 0.4wt% 내지 1.5wt%를 포함하는 생분해성 식품 용기를 개시한다.One embodiment of the present invention is a container capable of containing food, wherein the container contains 94.5 wt% to 98.6 wt% of kenaf fiber, 1 wt% to 4 wt% of a first additive for water resistance, and Disclosed is a biodegradable food container comprising 0.4wt% to 1.5wt% of a second additive for oil resistance.
본 실시예에 있어서, 상기 케나프 섬유질은 케나프 코어 섬유질과 케나프 껍질 섬유질을 포함하고, 상기 케나프 코어 섬유질과 상기 케나프 껍질 섬유질의 함량비는 9:1 내지 7:3일 수 있다.In this embodiment, the kenaf fibers include kenaf core fibers and kenaf shell fibers, and the content ratio of the kenaf core fibers to the kenaf shell fibers may be 9:1 to 7:3.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 첨가제는, 알킬케텐 다이머 (AKD), 숙신산 무수물 (ASA), 로진 사이즈, 및 스티렌 말레산 무수물 (SMA) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In this embodiment, the first additive may include at least one of alkylketene dimer (AKD), succinic anhydride (ASA), rosin size, and styrene maleic anhydride (SMA).
본 실시예에 있어서, 상기 제2 첨가제는, 플루오로알킬 아크릴레이트, 퍼플루오로폴리에테르 실란 및 플루오로알킬 실리콘 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In this embodiment, the second additive may include at least one of fluoroalkyl acrylate, perfluoropolyether silane, and fluoroalkyl silicone.
본 실시예에 있어서, 상기 용기의 수분 잔량은 2% 미만일 수 있다.In this embodiment, the residual amount of water in the container may be less than 2%.
본 발명의 다른 실시예는, 케나프 코어와 케나프 껍질을 절단 및 분쇄하는 단계; 분쇄된 상기 케나프 코어와 상기 케나프 껍질을 물과 혼합하여 케나프 펄프를 포함하는 제1 슬러리를 제조하는 단계; 상기 제1 슬러리에 내수성을 위한 제1 첨가제 및 내유성을 위한 제2 첨가제를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및 상기 혼합물을 압축성형하여 용기를 제조하는 단계;를 포함하는 생분해성 식품 용기의 제조 방법을 개시한다.Another embodiment of the present invention includes cutting and crushing the kenaf core and the kenaf shell; preparing a first slurry containing kenaf pulp by mixing the pulverized kenaf core and the kenaf shell with water; forming a mixture by mixing a first additive for water resistance and a second additive for oil resistance in the first slurry; Discloses a method for manufacturing a biodegradable food container including; and preparing a container by compression molding the mixture.
본 실시예에 있어서, 상기 혼합물의 형성하는 단계 전에, 상기 제1 슬러리를 이용하여 고형의 펄프를 형성하고, 상기 펄프를 해리시켜 제2 슬러리를 제조하는 단계;를 더 포함하고, 상기 혼합물을 형성하는 단계에서, 상기 제1 첨가제 및 상기 제2 첨가제는 상기 제2 슬러리에 혼합될 수 있다.In this embodiment, before forming the mixture, forming a solid pulp using the first slurry, and dissociating the pulp to prepare a second slurry; further comprising, forming the mixture In the step of doing, the first additive and the second additive may be mixed in the second slurry.
본 실시예에 있어서, 상기 케나프 코어와 상기 케나프 껍질의 혼합비는 9:1 내지 7:3일 수 있다.In this embodiment, the mixing ratio of the kenaf core and the kenaf shell may be 9:1 to 7:3.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 첨가제의 함량은 상기 케나프 펄프 100 중량부에 대하여 1.06 wt% 내지 4.06 wt%일 수 있다.In this embodiment, the amount of the first additive may be 1.06 wt% to 4.06 wt% based on 100 parts by weight of the kenaf pulp.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 첨가제는 알킬케텐 다이머 (AKD), 숙신산 무수물 (ASA), 로진 사이즈, 및 스티렌 말레산 무수물 (SMA) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In this embodiment, the first additive may include at least one of alkylketene dimer (AKD), succinic anhydride (ASA), rosin size, and styrene maleic anhydride (SMA).
본 실시예에 있어서, 상기 제2 첨가제의 함량은 상기 케나프 펄프 100 중량부에 대하여 0.42 wt% 내지 1.52 wt%일 수 있다.In this embodiment, the content of the second additive may be 0.42 wt% to 1.52 wt% based on 100 parts by weight of the kenaf pulp.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 첨가제는 플루오로알킬 아크릴레이트, 퍼플루오로폴리에테르 실란 및 플루오로알킬 실리콘 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In this embodiment, the second additive may include at least one of fluoroalkyl acrylate, perfluoropolyether silane, and fluoroalkyl silicone.
본 실시예에 있어서, 제조된 상기 용기를 건조하는 건조 단계;를 더 포함하고, 상기 건조단계는 열건조, 열풍건조 또는 단파장(microwave)건조에 의할 수 있다. In this embodiment, a drying step of drying the prepared container; further included, and the drying step may be by heat drying, hot air drying or microwave drying.
본 발명의 실시예들에 의하면, 식품용기가 내유성 및 내수성을 가짐으로써 장기간 식품을 보관할 수 있으며, 배출 시 특별한 분리배출이 필요 없고, 폐기 후에는 생분해됨으로써 환경오염을 일으키지 않을 수 있다.According to the embodiments of the present invention, since the food container has oil resistance and water resistance, it is possible to store food for a long time, and there is no need for special separate discharge when discharging. After disposal, it is biodegradable and may not cause environmental pollution.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 식품 용기의 일 예를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 생분해성 식품 용기의 제조 방법의 일 예를 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 3은 도 1의 생분해성 식품 용기의 제조 방법의 다른 예를 개략적으로 도시한 순서도이다.1 is a perspective view schematically showing an example of a biodegradable food container according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flow chart schematically showing an example of a manufacturing method of the biodegradable food container of FIG.
Figure 3 is a flow chart schematically showing another example of the manufacturing method of the biodegradable food container of FIG.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. Effects and features of the present invention, and methods for achieving them will become clear with reference to the embodiments described later in detail together with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.In the following embodiments, terms such as first and second are used for the purpose of distinguishing one component from another component without limiting meaning.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. In the following examples, expressions in the singular number include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.In the following embodiments, terms such as include or have mean that features or components described in the specification exist, and do not preclude the possibility that one or more other features or components may be added.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In the drawings, the size of components may be exaggerated or reduced for convenience of explanation. For example, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or corresponding components will be given the same reference numerals when described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 식품 용기의 일 예를 개략적으로 도시한 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing an example of a biodegradable food container according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 식품 용기(10)는 1회 용품으로 불투명한 종이의 질감을 가질 수 있으며, 내부에 식품을 담을 수 있다. 한편, 도 1은 오목한 형상의 식품 용기(10)의 예를 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 생분해성 식품 용기(10)는 컵, 접시 등 다양한 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 1 , the
본 발명에 따른 생분해성 식품 용기(10)는 케나프 섬유질을 주 성분으로 하여 형성됨으로써, 폐기 후 생분해되어 환경오염을 일으키지 않는 친환경적인 성질을 가진다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 생분해성 식품 용기(10)는, 용기(10)의 전체 중량에 대해 케나프 섬유질을 94.5wt% 내지 98.6wt% 포함할 수 있다. Since the
한편, 케나프 섬유질은 케나프 코어 섬유질과 케나프 껍질 섬유질을 포함할 수 있으며, 이때 케나프 코어 섬유질과 케나프 껍질 섬유질의 함량비는 9:1 내지 7:3일 수 있다. Meanwhile, the kenaf fibers may include kenaf core fibers and kenaf shell fibers, and in this case, the content ratio of the kenaf core fibers to the kenaf shell fibers may be 9:1 to 7:3.
생분해성 식품 용기(10)에 포함된 케나프 전체 섬유질 대비 케나프 껍질 섬유질의 함량비가 10wt% 보다 적으면, 케나프 껍질에 포함된 장섬유의 함량이 지나치게 감소하고, 케나프 코어에 포함된 단섬유의 함량이 높아 생분해성 식품 용기(10)의 강도가 저하될 수 있다.If the ratio of the kenaf shell fibers to the total fibers of the kenaf contained in the
반면에, 생분해성 식품 용기(10)에 포함된 케나프 전체 섬유질 대비 케나프 껍질 섬유질의 함량비가 30wt% 보다 크면, 제조된 생분해성 식품 용기(10)의 표면이 거칠어지고 고르지 못하며, 장섬유의 함량이 과도함에 따라 생분해성 식품 용기(10)의 제조를 위한 성형 공정이 어려울 수 있다.On the other hand, if the content ratio of the kenaf shell fibers to the total fibers of the kenaf contained in the
한편, 본 발명에 따른 생분해성 식품 용기(10)는 내수성 및 내유성을 가질 수 있어, 용기(10) 내에 보관된 식품이 장기간 보관이 가능하다. 이를 위해, 생분해성 식품 용기(10)는 서로 다른 제1 첨가제와 제2 첨가제를 포함할 수 있다.On the other hand, the
제1 첨가제는 생분해성 식품 용기(10)에 내수성을 부여하기 위한 것으로, 제1 첨가제는 인체나 환경에 영향을 미치는 성분을 포함하지 않는다. 예를 들어, 제1 첨가제는 알킬케텐 다이머 (AKD), 숙신산 무수물 (ASA), 로진 사이즈, 및 스티렌 말레산 무수물 (SMA) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. The first additive is for imparting water resistance to the
제1 첨가제는 용기(10)의 전체 중량에 대해 1wt% 내지 4wt%로 포함될 수 있다. 제1 첨가제가 두 개 이상의 물질을 포함하는 경우는, 두 개 이상의 물질의 총 함량이 용기(10)의 전체 중량에 대해 1wt% 내지 4wt%로 포함될 수 있다.The first additive may be included in an amount of 1 wt % to 4 wt % based on the total weight of the
제1 첨가제의 함량이 용기(10)의 전체 중량에 대해 1wt% 미만인 경우는, 생분해성 식품 용기(10)의 내수성이 감소하여, 외부의 수분이 생분해성 식품 용기(10)의 내부로 침투하거나, 생분해성 식품 용기(10) 내에 잔존한 수분이 생분해성 식품 용기(10) 내로 용출될 수 있다. 반면에, 제1 첨가제의 함량이 용기(10)의 전체 중량에 대해 4wt% 보다 크면, 상대적으로 생분해성 식품 용기(10)의 내유성이 감소하게 되고, 케나프 섬유질의 함량 감소로 생분해성 식품 용기(10)의 제조가 어려워지고, 제조된 생분해성 식품 용기(10)의 강도가 저하될 수 있다.If the content of the first additive is less than 1 wt% based on the total weight of the
제2 첨가제는 생분해성 식품 용기(10)에 내유성을 부여하기 위한 것으로, 인체나 환경에 영향을 미치는 성분을 포함하지 않는다. 예를 들어, 제2 첨가제는 플루오로알킬 아크릴레이트, 퍼플루오로폴리에테르 실란 및 플루오로알킬 실리콘 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. The second additive is for imparting oil resistance to the
제2 첨가제는 용기(10)의 전체 중량에 대해 0.4wt% 내지 1.5wt%로 포함될 수 있다. 제2 첨가제가 두 개 이상의 물질을 포함하는 경우는, 두 개 이상의 물질의 총 함량이 용기(10)의 전체 중량에 대해 0.4wt% 내지 1.5wt%로 포함될 수 있다.The second additive may be included in an amount of 0.4wt% to 1.5wt% based on the total weight of the
제2 첨가제의 함량이 용기(10)의 전체 중량에 대해 0.4wt% 미만인 경우는, 생분해성 식품 용기(10)의 내유성이 감소하여 기름 흡수에 의한 오염이 발생할 수 있다. 반면에, 제2 첨가제의 함량이 용기(10)의 전체 중량에 대해 1.5wt% 보다 크면, 생분해성 식품 용기(10)의 제조가 어려워지고, 제조된 생분해성 식품 용기(10)의 강도가 저하될 수 있다.If the content of the second additive is less than 0.4wt% with respect to the total weight of the
한편, 생분해성 식품 용기(10)의 상부 개구부(12)는 식품의 투입 후 밀봉될 수 있다. 일 예로, 생분해성 식품 용기(10)의 가장자리 상면(14)에 접착물질을 도포한 후, 밀봉을 위한 시트 등을 위치시키고 열압착 하는 것에 의해 생분해성 식품 용기(10)의 내부 공간은 외부와 차단된 밀봉 상태를 가질 수 있다. 따라서, 외부의 수분이 생분해성 식품 용기(10) 내부로 침투하지 않아 식품의 장기간 보관이 가능하다.Meanwhile, the upper opening 12 of the
또한, 생분해성 식품 용기(10)의 수분 잔량은 2% 미만일 수 있다. 즉, 생분해성 식품 용기(10)에 잔존하는 수분의 함량을 최소화하고, 생분해성 식품 용기(10)가 내수성을 가짐으로써, 생분해성 식품 용기(10)의 잔존 수분이 생분해성 식품 용기(10) 내부로 용출되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다. In addition, the remaining water content of the
도 2는 도 1의 생분해성 식품 용기의 제조 방법의 일 예를 개략적으로 도시한 순서도이다.Figure 2 is a flow chart schematically showing an example of a manufacturing method of the biodegradable food container of FIG.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 식품 용기의 제조 방법은, 케나프 코어와 케나프 껍질을 절단 및 분쇄하는 단계(S210), 분쇄된 케나프 코어와 케나프 껍질을 물과 혼합하여 제1 슬러리를 제조하는 단계(S220), 제1 슬러리에 제1 첨가제 및 제2 첨가제를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계(S230), 및 혼합물을 압축성형 하여 용기를 제조하는 단계(S240)를 포함할 수 있다. 또한, 제조된 용기를 건조하는 건조 단계(S250)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , in the method of manufacturing a biodegradable food container according to an embodiment of the present invention, the kenaf core and the kenaf shell are cut and crushed (S210), and the kenaf core and the kenaf shell are crushed. Preparing a first slurry by mixing with water (S220), mixing the first additive and the second additive with the first slurry to form a mixture (S230), and compressing the mixture to prepare a container ( S240) may be included. In addition, a drying step (S250) of drying the manufactured container may be further included.
케나프는 아욱과 1년생 초본식물로서, 활발한 광합성 작용으로 생장 속도가 빠르다. 케나프는 대략 120일 기준으로 열대 기후에서는 5m 내지 8m, 온대 기후에서는 3m 내지 6m까지 성장할 수 있다. 아울러, 케나프는 이산화탄소 흡수량이 소나무 보다 최대 9배, 상수리나무 보다 10배 높을 뿐만 아니라, 물리적 강도가 목재 펄프와 비슷하다. 따라서, 케나프는 목재 펄프의 대용품으로 접합하여, 벌목에 의한 피해를 방지할 수 있고, 수확량을 충분히 확보할 수 있다.Kenaf is an annual herbaceous plant of the mallow family and has a fast growth rate due to active photosynthesis. Kenaf can grow to a height of 5 m to 8 m in tropical climates and 3 m to 6 m in temperate climates in approximately 120 days. In addition, kenaf not only absorbs carbon dioxide up to 9 times higher than pine trees and 10 times higher than oak trees, but also has physical strength similar to that of wood pulp. Therefore, kenaf can be joined as a substitute for wood pulp, preventing damage caused by logging and ensuring sufficient yield.
이러한 케나프를 활용하여 생분해성 식품 용기를 제조하면, 사용 후 폐기된 식품 용기가 생분해될 수 있기에, 1회 용품의 사용에 따른 환경오염을 방지할 수 있다.If a biodegradable food container is manufactured using such a kenaf, environmental pollution caused by the use of disposable products can be prevented because the food container discarded after use can be biodegraded.
케나프를 활용하여 생분해성 식품 용기를 제조하는 방법은, 먼저 케나프 코어와 케나프 껍질을 절단 및 분쇄(S210)한다. In the method of manufacturing a biodegradable food container using kenaf, first, the kenaf core and the kenaf shell are cut and crushed (S210).
재배가 종료하여 수확한 케나프의 껍질을 벗겨, 케나프 코어와 케나프 껍질로 분리하고, 케나프 코어와 케나프 껍질을 각각 0.5㎝ 내지 3㎝의 평균 길이로 절단한다. 이때, 껍질을 벗겨낸 코어는 망치 등으로 두드려 다져주는 것이 바람직하다. After the completion of cultivation, the harvested kenaf is peeled, separated into a kenaf core and a kenaf shell, and the kenaf core and kenaf shell are each cut into an average length of 0.5 cm to 3 cm. At this time, it is preferable to pound the peeled core with a hammer or the like.
이어서, 분리된 케나프 코어와 껍질을 분쇄한다. 분쇄시에는 케나프 코어와 케나프 껍질을 일정한 혼합 비율로 혼합한 상태에서 물과 함께 분쇄기에 투입하고, 1,000rpm 내지 10,000rpm의 속도로 교반하면서 분쇄할 수 있다. 여기서, 교반시, 온수 보다는 10
이때, 케나프 코어와 케나프 껍질의 혼합비는 9:1 내지 7:3일 수 있다. In this case, the mixing ratio of the kenaf core and the kenaf shell may be 9:1 to 7:3.
케나프 코어와 케나프 껍질 전체에서, 케나프 껍질의 함량이 10wt% 보다 작으면, 케나프 껍질에 포함된 장섬유의 함량이 지나치게 감소하고, 케나프 코어에 포함된 단섬유의 함량이 높아져 최종적으로 제조된 생분해성 식품 용기의 강도가 저하될 수 있다.In both the kenaf core and the kenaf shell, when the content of the kenaf shell is less than 10 wt%, the content of long fibers in the kenaf shell is excessively reduced and the content of short fibers in the kenaf core is increased, resulting in the final The strength of the biodegradable food container made of may be lowered.
반면에, 케나프 코어와 케나프 껍질 전체에서 케나프 껍질의 함량이 30wt% 보다 크면, 최종적으로 제조된 생분해성 식품 용기의 표면이 거칠어지고 고르지 못하며, 장섬유의 함량이 과도함에 따라 생분해성 식품 용기의 제조 공정이 어려울 수 있다.On the other hand, if the content of the kenaf shell in the entire kenaf core and the kenaf shell is greater than 30 wt%, the surface of the finally manufactured biodegradable food container is rough and uneven, and the content of long fibers is excessive, resulting in biodegradable food The manufacturing process of the container can be difficult.
또한, 케나프 코어와 케나프 껍질의 분쇄시, 분쇄기의 교반 속도가 1,000rpm 미만일 경우에는 절단된 케나프 코어 및 껍질이 완벽하게 분쇄되지 않을 우려가 있다. 반대로, 분쇄기의 교반 속도가 10,000rpm을 초과할 경우에는 과도한 에너지를 소비할 우려가 있으므로, 경제적이지 못하다.In addition, when the kenaf core and kenaf shell are crushed, if the grinding speed of the crusher is less than 1,000 rpm, there is a concern that the cut kenaf core and shell may not be completely crushed. Conversely, when the stirring speed of the grinder exceeds 10,000 rpm, excessive energy may be consumed, which is not economical.
이어서, 분쇄된 케나프 코어와 케나프 껍질을 물과 혼합하여 케나프 펄프를 포함하는 제1 슬러리를 제조(S220)한다. Subsequently, a first slurry containing kenaf pulp is prepared by mixing the pulverized kenaf core and kenaf shell with water (S220).
제1 슬러리는 케나프 코어와 케나프 껍질이 물에 해리되어 펄프화 된 상태로, 분쇄된 케나프 코어와 케나프 껍질을 물과 혼합할 때, 가열 교반함으로써 제조할 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면 펄프화 과정에서 유기용매 등을 사용하지 않아 최종 제품에 유기용매 등이 잔존하는 것을 방지할 수 있다. The first slurry may be prepared by heating and stirring the kenaf core and kenaf shell in a state where the kenaf core and the kenaf shell are dissociated in water to be pulped, and the pulverized kenaf core and the kenaf shell are mixed with water. That is, according to the present invention, organic solvents and the like are not used in the pulping process, so that organic solvents and the like can be prevented from remaining in the final product.
또한, 제1 슬러리의 제조 시, 케나프 펄프의 표백처리를 생략할 수 있다. 따라서, 표백처리를 위한 물질이 케나프 펄프에 혼입되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 제1 슬러리는 상술한 분쇄 과정과 연속적으로 이루어질 수도 있다. In addition, when preparing the first slurry, bleaching of the kenaf pulp may be omitted. Therefore, it is possible to prevent materials for bleaching from being mixed into the kenaf pulp. Meanwhile, the first slurry may be continuously performed with the above-described grinding process.
다음으로, 제1 슬러리에 내수성을 위한 제1 첨가제 및 내유성을 위한 제2 첨가제를 혼합하여 혼합물을 형성(S230)한다.Next, a mixture is formed by mixing the first additive for water resistance and the second additive for oil resistance with the first slurry (S230).
혼합물의 형성시에는, 제1 슬러리에 제1 첨가제와 제2 첨가제를 혼합하고, 1,500rpm 내지 3,000rpm의 속도로 교반하면서, 30kHz 내지 40kHz 및 200W 내지 250W의 출력 전력 조건으로 3h 내지 7h 동안 초음파 처리를 실시하는 것이 바람직하다. In the formation of the mixture, the first additive and the second additive are mixed in the first slurry, and stirred at a speed of 1,500 rpm to 3,000 rpm, 30 kHz to 40 kHz and 200 W to 250 W. Ultrasonic treatment for 3 h to 7 h under power conditions It is preferable to carry out
이와 같이, 제1 슬러리에 제1 첨가제와 제2 첨가제를 혼합하고 교반할 시, 초음파 처리를 함께 수행하면 분산 효율을 보다 더 향상시킬 수 있게 된다. 이때, 초음파 출력 전력이 200W 미만이거나, 초음파 처리 시간이 3시간 미만일 경우에는 케나프 펄프와 첨가제 상호 간이 균일하게 혼합되지 못할 우려가 있다. 반대로, 초음파 출력 전력이 250W를 초과하거나, 초음파 처리 시간이 7시간을 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 제조 비용 및 시간 만을 증가시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다. In this way, when the first additive and the second additive are mixed and stirred in the first slurry, if ultrasonic treatment is performed together, the dispersion efficiency can be further improved. At this time, when the ultrasonic output power is less than 200 W or the ultrasonic treatment time is less than 3 hours, there is a concern that the kenaf pulp and additives may not be mixed uniformly. Conversely, when the ultrasonic output power exceeds 250 W or the ultrasonic treatment time exceeds 7 hours, it is not economical because it may act as a factor that increases only manufacturing cost and time without further increasing the effect.
한편, 제1 첨가제는 케나프 펄프 100 중량부에 대하여 1.06 wt% 내지 4.06 wt%로 첨가될 수 있다.Meanwhile, the first additive may be added in an amount of 1.06 wt% to 4.06 wt% based on 100 parts by weight of kenaf pulp.
제1 첨가제의 함량이 케나프 펄프 100 중량부에 대하여 1.06 wt% 미만인 경우는, 생분해성 식품 용기의 내수성이 감소하여, 외부의 수분이 생분해성 식품 용기의 내부로 침투하거나, 생분해성 식품 용기 내에 잔존한 수분이 생분해성 식품 용기 내로 용출될 수 있다. 반면에, 제1 첨가제의 함량이 케나프 펄프 100 중량부에 대하여 4.06 wt% 보다 크면, 상대적으로 생분해성 식품 용기의 내유성이 감소하게 되고, 케나프 섬유질의 함량 감소로 생분해성 식품 용기의 제조가 어려워지고, 제조된 생분해성 식품 용기의 강도가 저하될 수 있다.When the content of the first additive is less than 1.06 wt% based on 100 parts by weight of kenaf pulp, the water resistance of the biodegradable food container is reduced, so that external moisture penetrates into the biodegradable food container or inside the biodegradable food container. Residual moisture can leach into the biodegradable food container. On the other hand, if the content of the first additive is greater than 4.06 wt% based on 100 parts by weight of kenaf pulp, the oil resistance of the biodegradable food container is relatively reduced, and the manufacturing of the biodegradable food container is difficult due to the decrease in the kenaf fiber content. difficult, and the strength of the manufactured biodegradable food container may be reduced.
제1 첨가제는 인체나 환경에 영향을 미치는 성분을 포함하지 않는다. 예를 들어, 제1 첨가제는 알킬케텐 다이머 (AKD), 숙신산 무수물 (ASA), 로진 사이즈, 및 스티렌 말레산 무수물 (SMA) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제1 첨가제가 두 개 이상의 물질을 포함하는 경우는, 두 개 이상의 물질의 총 함량이 케나프 펄프 100 중량부에 대하여 1.06 wt% 내지 4.06 wt%로 포함될 수 있다.The first additive does not contain components that affect the human body or the environment. For example, the first additive may include at least one of alkylketene dimer (AKD), succinic anhydride (ASA), rosin size, and styrene maleic anhydride (SMA). When the first additive includes two or more materials, the total content of the two or more materials may be 1.06 wt% to 4.06 wt% based on 100 parts by weight of kenaf pulp.
제2 첨가제는 케나프 펄프 100 중량부에 대하여 0.42 wt% 내지 1.52 wt%로 첨가될 수 있다.The second additive may be added in an amount of 0.42 wt% to 1.52 wt% based on 100 parts by weight of kenaf pulp.
제2 첨가제의 함량이 케나프 펄프 100 중량부에 대하여 0.42 wt% 미만인 경우는, 생분해성 식품 용기의 내유성이 감소하여 기름 흡수에 의한 오염이 발생할 수 있다. 반면에, 제2 첨가제의 함량이 케나프 펄프 100 중량부에 대하여 1.52 wt% 보다 크면, 생분해성 식품 용기의 제조가 어려워지고, 제조된 생분해성 식품 용기의 강도가 저하될 수 있다.If the content of the second additive is less than 0.42 wt% based on 100 parts by weight of kenaf pulp, the oil resistance of the biodegradable food container may be reduced and contamination due to oil absorption may occur. On the other hand, if the content of the second additive is greater than 1.52 wt% based on 100 parts by weight of kenaf pulp, manufacturing of a biodegradable food container becomes difficult, and the strength of the manufactured biodegradable food container may decrease.
제2 첨가제는 인체나 환경에 영향을 미치는 성분을 포함하지 않는다. 예를 들어, 제2 첨가제는 플루오로알킬 아크릴레이트, 퍼플루오로폴리에테르 실란 및 플루오로알킬 실리콘 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제2 첨가제가 두 개 이상의 물질을 포함하는 경우는, 두 개 이상의 물질의 총 함량이 케나프 펄프 100 중량부에 대하여 0.42 wt% 내지 1.52 wt%로 포함될 수 있다.The second additive does not contain components that affect the human body or the environment. For example, the second additive may include at least one of fluoroalkyl acrylate, perfluoropolyether silane, and fluoroalkyl silicone. When the second additive includes two or more materials, the total content of the two or more materials may be 0.42 wt% to 1.52 wt% based on 100 parts by weight of kenaf pulp.
혼합물을 형성(S230)한 이후에는, 혼합물을 압축성형 하여 용기를 제조(S240)한다. 예를 들어, 금형에 혼합물을 넣은 후 금형을 폐쇄하고 가열 가압함으로써, 생분해성 식품 용기를 제조할 수 있다. 압축성형시에는 프레스 등에 의해 가압함과 동시에 가열을 하므로, 혼합물이 건조될 수 있다. After forming the mixture (S230), a container is prepared by compression molding the mixture (S240). For example, a biodegradable food container can be manufactured by putting the mixture into a mold, closing the mold, and heating and pressurizing the mold. During compression molding, since the mixture is heated while being pressed by a press or the like, the mixture can be dried.
선택적으로, 압축성형된 생분해성 식품 용기는 건조 단계를 더 거침으로써, 용기 내부의 함수율을 조정할 수 있다. 건조는 생분해성 식품 용기 내에 잔존하는 수분함량을 최소화하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 생분해성 식품 용기는 2% 미만의 수분함량을 가질 수 있다. 이에 의해 생분해성 식품 용기 내부에 잔존하는 수분이 용기 내부로 용출되는 것을 차단할 수 있다. 건조단계는 열건조, 열풍건조 또는 단파장(microwave)건조에 의할 수 있다.Optionally, the compression molded biodegradable food container may be further subjected to a drying step to adjust the moisture content inside the container. Drying is to minimize the moisture content remaining in the biodegradable food container, and the biodegradable food container according to the present invention may have a moisture content of less than 2%. As a result, it is possible to block the elution of moisture remaining inside the biodegradable food container into the container. The drying step may be performed by heat drying, hot air drying, or microwave drying.
도 3은 도 1의 생분해성 식품 용기의 제조 방법의 다른 예를 개략적으로 도시한 순서도이다.Figure 3 is a flow chart schematically showing another example of the manufacturing method of the biodegradable food container of FIG.
도 3을 참조하면, 생분해성 식품 용기의 제조 방법은, 케나프 코어와 케나프 껍질을 절단 및 분쇄하는 단계(310), 분쇄된 케나프 코어와 케나프 껍질을 물과 혼합하여 제1 슬러리를 제조하는 단계(S320), 제1 슬러리를 이용하여 고형의 펄프를 제조하는 단계(S330), 고형의 펄프를 해리시켜 제2 슬러리를 제조하는 단계(S340), 제2 슬러리에 제1 첨가제 및 제2 첨가제를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계(S350), 및 혼합물을 압축성형 하여 용기를 제조하는 단계(S360)를 포함할 수 있다. 또한, 제조된 용기를 건조하는 건조 단계(S370)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , a method for manufacturing a biodegradable food container includes cutting and crushing kenaf cores and kenaf shells (310), mixing the pulverized kenaf cores and kenaf shells with water to form a first slurry. Preparing (S320), preparing solid pulp using the first slurry (S330), dissociating the solid pulp to prepare a second slurry (S340), adding a first additive and a second slurry to the second slurry It may include forming a mixture by mixing two additives (S350), and manufacturing a container by compression molding the mixture (S360). In addition, a drying step (S370) of drying the manufactured container may be further included.
케나프 코어와 케나프 껍질을 절단 및 분쇄하는 단계(310), 분쇄된 케나프 코어와 케나프 껍질을 물과 혼합하여 제1 슬러리를 제조하는 단계(S320), 혼합물을 압축성형 하여 용기를 제조하는 단계(S360) 및 제조된 용기를 건조하는 건조 단계(S370)는 도 2에서 설명한 바와 동일하므로, 이하에서는 차이점만을 설명하도록 한다.Cutting and crushing the kenaf core and kenaf shell (310), mixing the crushed kenaf core and kenaf shell with water to prepare a first slurry (S320), compression molding the mixture to prepare a container Since the step (S360) and the drying step (S370) of drying the manufactured container are the same as those described in FIG. 2, only differences will be described below.
제1 슬러리를 이용하여 고형의 펄프를 형성하는 단계(S330)에서는, 제1 슬러리를 일정형상으로 제작된 틀 내에 충진하고, 이를 건조시켜 고형의 펄프를 제조한다. 일 예로, 고형의 펄프는 보드 타입일 수 있다. 이처럼, 제1 슬러리를 이용하여 고형의 펄프를 제조하면, 펄프의 운반이 용이하여 케나프의 경작지에서 멀리 떨어진 위치에서 생분해성 식품 용기의 제조할 수 있으며, 생분해성 식품 용기의 제조에 필요한 원재료를 고형의 펄프 상태로 보관할 수 있어, 케나프의 재배시기와 무관하게 생분해성 식품 용기를 제조할 수 있다.In the step of forming solid pulp by using the first slurry (S330), the first slurry is filled into a mold having a predetermined shape and dried to prepare solid pulp. For example, the solid pulp may be of a board type. In this way, when solid pulp is produced using the first slurry, the transportation of the pulp is easy, so that biodegradable food containers can be manufactured at a location far from the arable land of kenaf, and raw materials necessary for manufacturing biodegradable food containers can be obtained. Since it can be stored in a solid pulp state, a biodegradable food container can be manufactured regardless of the cultivation period of kenaf.
이처럼 고형의 펄프를 이용하여 생분해성 식품 용기를 제조하기 위해서는 고형의 펄프를 해리시켜 제2 슬러리를 제조(S340)하는 것이 필요하다. 고형의 펄프를 물에 넣고 열을 가하면서 교반하여 고형의 펄프를 해리시킬 수 있다. In order to manufacture a biodegradable food container using such solid pulp, it is necessary to prepare a second slurry by dissociating the solid pulp (S340). The solid pulp may be put into water and stirred while applying heat to dissociate the solid pulp.
제2 슬러리를 제조한 후에는 제1 첨가제와 제2 첨가제를 제2 슬러리에 혼합하여 혼합물을 형성(S350)한다. 혼합물의 형성시에는, 제2 슬러리에 제1 첨가제와 제2 첨가제를 혼합하고, 1,500rpm 내지 3,000rpm의 속도로 교반하면서, 30kHz 내지 40kHz 및 200W 내지 250W의 출력 전력 조건으로 3h 내지 7h 동안 초음파 처리를 실시할 수 있다. After preparing the second slurry, the first additive and the second additive are mixed with the second slurry to form a mixture (S350). In the formation of the mixture, the first additive and the second additive are mixed in the second slurry, and stirred at a speed of 1,500 rpm to 3,000 rpm, 30 kHz to 40 kHz and 200 W to 250 W. Ultrasonic treatment for 3 h to 7 h under power conditions can be carried out.
제1 첨가제는 생분해성 식품 용기에 내수성을 부여하기 위한 것으로, 알킬케텐 다이머 (AKD), 숙신산 무수물 (ASA), 로진 사이즈, 및 스티렌 말레산 무수물 (SMA) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이와 같은 제1 첨가제는 케나프 펄프 100 중량부에 대하여 1.06 wt% 내지 4.06 wt%로 혼합될 수 있다.The first additive is for imparting water resistance to the biodegradable food container, and may include at least one of alkylketene dimer (AKD), succinic anhydride (ASA), rosin size, and styrene maleic anhydride (SMA). The first additive may be mixed in an amount of 1.06 wt% to 4.06 wt% based on 100 parts by weight of kenaf pulp.
제2 첨가제는 생분해성 식품 용기에 내유성을 부여하기 위한 것으로, 플루오로알킬 아크릴레이트, 퍼플루오로폴리에테르 실란 및 플루오로알킬 실리콘 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제2 첨가제는 케나프 펄프 100 중량부에 대하여 0.42 wt% 내지 1.52 wt%로 첨가될 수 있다.The second additive is for imparting oil resistance to the biodegradable food container, and may include at least one of fluoroalkyl acrylate, perfluoropolyether silane, and fluoroalkyl silicone. The second additive may be added in an amount of 0.42 wt% to 1.52 wt% based on 100 parts by weight of kenaf pulp.
이어서, 금형에 혼합물을 넣은 후 금형을 폐쇄하고 가열 가압함으로써, 생분해성 식품 용기를 제조할 수 있다. 제조된 생분해성 식품 용기는 건조 단계를 거치면서 생분해성 식품 용기 내에 잔존하는 수분함량을 최소화할 수 있다. 일 예로, 생분해성 식품 용기의 수분함량은 2% 미만일 수 있다. 따라서, 생분해성 식품 용기 내부에 잔존하는 수분이 용기 내부로 용출되는 것을 차단할 수 있다. 건조단계는 열건조, 열풍건조 또는 단파장(microwave)건조에 의할 수 있다.Subsequently, a biodegradable food container can be manufactured by putting the mixture into a mold, closing the mold, and heating and pressing. The manufactured biodegradable food container can minimize the moisture content remaining in the biodegradable food container while going through a drying step. For example, the moisture content of the biodegradable food container may be less than 2%. Therefore, it is possible to block the elution of moisture remaining inside the biodegradable food container into the container. The drying step may be performed by heat drying, hot air drying, or microwave drying.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 생분해성 식품 용기는 케나프를 주 성분으로 하여 제조됨으로써, 배출 시 특별한 분리배출이 필요 없고, 폐기 후에는 생분해됨으로써 환경오염을 일으키지 않는다. 또한, 내유성 및 내수성을 가짐으로써 장기간 식품을 보관할 수 있다.As described above, the biodegradable food container according to the present invention is manufactured using kenaf as a main component, so there is no need for special separate discharge when discharging, and it does not cause environmental pollution by being biodegraded after disposal. In addition, by having oil resistance and water resistance, food can be stored for a long time.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.As such, the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, but this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and variations of the embodiment are possible therefrom. Therefore, the true technical scope of protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
Claims (13)
분쇄된 상기 케나프 코어와 상기 케나프 껍질을 물과 혼합하여 케나프 펄프를 포함한 제1 슬러리를 제조하는 단계;
상기 제1 슬러리를 이용하여 고형의 펄프를 형성하고, 상기 펄프를 해리시켜 제2 슬러리를 제조하는 단계;
상기 제2 슬러리에 내수성을 위한 제1 첨가제 및 내유성을 위한 제2 첨가제를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및
상기 혼합물을 압축성형 하여 용기를 제조하는 단계;를 포함하는 생분해성 식품 용기의 제조 방법. cutting and crushing the kenaf core and the kenaf shell;
preparing a first slurry containing kenaf pulp by mixing the pulverized kenaf core and the kenaf shell with water;
forming a solid pulp using the first slurry, and preparing a second slurry by dissociating the pulp;
forming a mixture by mixing a first additive for water resistance and a second additive for oil resistance with the second slurry; and
A method for producing a biodegradable food container comprising the step of preparing a container by compression molding the mixture.
상기 케나프 코어와 상기 케나프 껍질의 혼합비는 9:1 내지 7:3인 생분해성 식품 용기의 제조 방법.According to claim 1,
The method of manufacturing a biodegradable food container wherein the mixing ratio of the kenaf core and the kenaf shell is 9:1 to 7:3.
상기 제1 첨가제의 함량은, 상기 케나프 펄프 100 중량부에 대하여 1.06 wt% 내지 4.06 wt%인 생분해성 식품 용기의 제조 방법.According to claim 1,
The content of the first additive is 1.06 wt% to 4.06 wt% based on 100 parts by weight of the kenaf pulp.
상기 제1 첨가제는 알킬케텐 다이머 (AKD), 숙신산 무수물 (ASA), 로진 사이즈, 및 스티렌 말레산 무수물 (SMA) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 생분해성 식품 용기의 제조 방법.According to claim 1,
The first additive is a method for producing a biodegradable food container comprising at least one of alkylketene dimer (AKD), succinic anhydride (ASA), rosin size, and styrene maleic anhydride (SMA).
상기 제2 첨가제의 함량은 상기 케나프 펄프 100 중량부에 대하여 0.42 wt% 내지 1.52 wt%인 생분해성 식품 용기의 제조 방법.According to claim 1,
The content of the second additive is 0.42 wt% to 1.52 wt% based on 100 parts by weight of the kenaf pulp.
상기 제2 첨가제는 플루오로알킬 아크릴레이트, 퍼플루오로폴리에테르 실란 및 플루오로알킬 실리콘 중 적어도 어느 하나를 포함하는 생분해성 식품 용기의 제조 방법.According to claim 1,
The second additive is a method for producing a biodegradable food container comprising at least one of fluoroalkyl acrylate, perfluoropolyether silane and fluoroalkyl silicone.
제조된 상기 용기를 건조하는 건조 단계;를 더 포함하고,
상기 건조단계는 열건조, 열풍건조 또는 단파장(microwave)건조에 의하는 생분해성 식품 용기의 제조 방법.According to claim 1,
A drying step of drying the prepared container; further comprising,
The drying step is a method for producing a biodegradable food container by heat drying, hot air drying or short wavelength (microwave) drying.
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