KR102645191B1 - 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템 및 방법 - Google Patents

바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (a) 호퍼부가 펠릿 형태의 수지를 수용하는 단계, (b) 압출부가 호퍼부로부터 공급되는 수지를 용융한 후 외부로 압출시켜 제1 모형을 형성시키는 단계, (c) 금형부가 제1 모형의 적어도 일부를 둘러싸도록 형폐되는 단계, (d) 커팅부가 제1 모형의 상부를 커팅하는 단계, (e) 블로윙부가 제1 모형의 상부가 커팅된 제2 모형을 블로우 성형하는 단계, (f) 절단부가 블로우 성형된 제2 모형의 상부 및 하부를 절단하여 블로우 성형품을 형성시키는 단계 및 (g) 냉각부가 블로우 성형품을 냉각시키는 단계를 포함하고, 수지는 열변형온도가 50 ℃내지 90 ℃이고 블로우 성형온도가 160 ℃ 내지 185 ℃인 바이오 플라스틱인 것을 특징으로 하는 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템 및 방법을 제공한다.

Description

바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템 및 방법{A blow molding system and method using bioplastics}
본 발명은 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바이오 플라스틱을 블로우 성형하여 친환경적인 블로우 성형품을 제조하는 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템 및 방법에 관한 것이다.
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지는 포장재, 성형품, 필름등의 재질로 널리 사용되고 있는데, 이러한 PET 수지를 사용하여 용기를 제작할 경우 높은 투명성 및 우수한 결정화 속도의 장점을 지니고 있기 때문에, 음료용 용기에 적합하다.
PET 용기는 가격이 저렴함과 동시에 재료의 성형성이 우수하고 충격에 강하면서 중량이 가벼워 다양한 형상 및 크기로 제작되어 종래에 유리병 등이 차지하고 있던 청량음료용 및 주류용 음료 용기의 상당 부분을 대체하고 있는 실정이다. 그러나, 이러한 기존 석유계 플라스틱인 PET로 제조된 용기의 경우, 높은 녹는점으로 인해 높은 작업 비용이 소모될 뿐만 아니라, 분해성이 좋지 않아서 환경문제를 야기시키는 문제가 있다.
이러한 PET 등의 플라스틱 소재는 편리하게 사용하고 대량으로 버려지는 각종 폐비닐, 스티로폼, 플라스틱용기, 식품포장재 등의 소각이나 매립에 따른 환경 호르몬 누출, 맹독성의 다이옥신 검출, 폐기물의 불완전 연소에 의한 대기오염 발생 등과 같은 심각한 환경오염의 원인으로 이어지고 있다. 이와 같은 분위기에서 자연과 융합되는 소재가 바이오 플라스틱인데, 토양 중의 미생물에 의해 생분해되어 자연으로 빠른 시간에 순환되어 자연과 융합되어 환경오염을 일으키지 않는 환경친화적인 생분해성 플라스틱으로서 부각되고 있다.
환경오염 방지와 자연을 지키려는 의무화의 압력이 전세계적으로 거세지면서 독일, 이태리, 미국 등 선진국에서는 식품포장재, 쇼핑백, 플라스틱제 용기의 생분해성 수지 사용을 의무화하는 등 바이오 플라스틱의 실용화가 활발히 진행되고 있다. 그러나 우리나라는 아직도 생분해성 플라스틱 실용화가 미미한 실정이다. 최근 쓰레기 종량제 봉투 제조시 생분해성 소재 함량 30% 이상 사용 의무를 위한 환경부 지침이 개정되어 실용화를 하고 있지만 아직도 미흡한 실정이며, 또한 도시락, 컵라면 용기 및 각종 식품 포장용 용기가 개발되어 있기는 하나 현실적인 가격 면에서 어려운 점이 있기 때문에 앞으로도 집중적인 연구 개발의 필요성이 있다.
지금까지 개발된 바이오 플라스틱의 물성(강도, 내구성 등)은 기존의 플라스틱 보다 현저히 떨어지기 때문에 다른 소재로는 사용되는데 매우 제한적이며, 또한 까다로운 제조공정 및 가격면에서 화석원료로부터 얻어진 플라스틱에 비해 경제성이 떨어지는 문제가 있다. 따라서 기존 PET 등의 플라스틱 소재를 대체할 수 있는 물성을 갖는 바이오 플라스틱 소재 개발 및 가격 경쟁력을 갖는 새로운 바이오 플라스틱 연구 및 개발이 필요한 상황이다.
(특허문헌 1) 등록특허공보 제10-2036809호(2013.04.05.)
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 바이오 플라스틱으로 이루어진 펠릿 형태의 수지를 블로우 성형하여 친환경적인 블로우 성형품을 제조하는 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 펠릿 형태의 수지를 수용하는 호퍼부; 상기 호퍼부와 연통하여 상기 호퍼부로부터 공급되는 상기 수지를 용융하여 압출하는 압출부; 상기 압출부의 하부에 위치하고 상기 수지가 용융되어 압출된 제1 모형의 적어도 일부를 둘러싸도록 형폐되는 금형부; 상기 압출부와 상기 금형부 사이에 위치하여 상기 제1 모형의 상부를 커팅하는 커팅부; 상기 커팅부와 이격되도록 배치되고 상기 제1 모형의 상부가 커팅된 제2 모형을 블로우 성형하는 블로윙부; 상기 블로윙부와 이격되도록 배치되고 상기 제2 모형의 상부 및 하부를 절단하여 블로우 성형품을 형성시키는 절단부; 및 상기 압출부와 상기 냉각부 사이에 위치하여 상기 블로우 성형품을 냉각시키는 냉각부;를 포함하고, 상기 수지는 열변형온도가 50 ℃ 내지 90 ℃이고 블로우 성형온도가 160 ℃ 내지 185 ℃인 바이오 플라스틱인 것을 특징으로 하는 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 압출부는, 상기 호퍼부와 수직한 방향으로 연장되고 상기 호퍼부로부터 공급되는 상기 수지를 수용하는 제1 압출 하우징 및 상기 제1 압출 하우징의 일측으로부터 하방으로 연장되는 제2 압출 하우징을 포함하는 압출 하우징; 상기 제1 압출 하우징의 내부에 위치하여 회전함에 따라 상기 제1 압출 하우징의 내부에 수용된 수지를 상기 제2 압출 하우징으로 이송시키는 이송스크류; 상기 호퍼부와 이격되도록 배치되는 모터; 상기 이송스크류와 상기 모터를 연결하여 상기 모터로부터 공급되는 회전력에 의해 회전하면서 상기 이송스크류를 회전시키는 벨트; 및 상기 제1, 2 압출 하우징의 외측면에 서로 이격되도록 배치되고 발열하여 상기 제1, 2 압출 하우징의 내부에 있는 수지를 용융시키는 히터;를 포함하고, 상기 제2 압출 하우징은 상기 호퍼부 및 상기 제1 압출 하우징을 통과한 수지를 외부로 압출함에 따라 고화된 상기 제1 모형을 형성시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 압출 하우징의 내부에는 상기 이송스크류가 삽입되고 상기 호퍼부로부터 공급되는 상기 수지가 흐르는 제1 압출 유로가 형성되고, 상기 제2 압출 하우징의 내부에는 상기 제1 압출 유로와 연결되어 상기 제1 압출 유로를 따라 흐르는 수지가 유입되는 제2 압출 유로가 형성되며, 상기 제1 압출 유로의 일측부는 상기 제1 압출 유로의 중앙부 및 타측부보다 작은 단면을 가지고, 상기 제2 압출 유로의 상부 단면은 원형이고, 상기 제2 압출 유로의 중앙부 및 하부는 도넛 형상인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 금형부는, 상기 제1 모형의 일측에 위치하는 제1 금형; 및 상기 제1 금형에 대향하도록 상기 제1 모형의 타측에 위치하는 제2 금형;을 포함하고, 상기 제1, 2 금형은 상기 제1 모형의 적어도 일부를 둘러싸도록 형폐된 후 타측으로 이동하여 상기 블로윙부의 하부에 위치하고, 상기 블로윙부에 의해 상기 제1 모형의 블로우 성형이 완료되면 형개되어 상기 제1 모형과 분리되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 절단부는, 상기 냉각부의 하부에 위치하면서 상기 제2 모형의 상부의 일측에 위치하고 상기 제2 모형의 상부를 절단하는 상부 절단부; 및 상기 상부 절단부의 하부에 위치하면서 상기 제2 모형의 상부의 일측에 위치하고 상기 제2 모형의 하부를 절단하는 하부 절단부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 (a) 호퍼부가 펠릿 형태의 수지를 수용하는 단계; (b) 압출부가 상기 호퍼부로부터 공급되는 수지를 용융한 후 외부로 압출시켜 제1 모형을 형성시키는 단계; (c) 금형부가 상기 제1 모형의 적어도 일부를 둘러싸도록 형폐되는 단계; (d) 커팅부가 상기 제1 모형의 상부를 커팅하는 단계; (e) 블로윙부가 상기 제1 모형의 상부가 커팅된 제2 모형을 블로우 성형하는 단계; (f) 절단부가 상기 블로우 성형된 제2 모형의 상부 및 하부를 절단하여 블로우 성형품을 형성시키는 단계; 및 (g) 냉각부가 블로우 성형품을 냉각시키는 단계;를 포함하고, 상기 수지는 열변형온도가 50 ℃내지 90 ℃이고 블로우 성형온도가 160 ℃ 내지 185 ℃인 바이오 플라스틱인 것을 특징으로 하는 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계는, 상기 압출부는, 제1 압출 하우징 및 상기 제1 압출 하우징과 연통하는 제2 압출 하우징을 포함하는 압출 하우징, 상기 제1 압출 하우징의 내부에 위치하는 이송스크류, 상기 호퍼부와 이격되도록 배치되는 모터, 상기 이송스크류와 상기 모터를 연결하는 벨트 및 상기 제1, 2 압출 하우징의 외측면에 설치되어 발열하는 다수의 히터를 포함하고, (b1) 상기 제1 압출 하우징이 상기 호퍼부로부터 공급되는 상기 수지를 수용하는 단계; (b2) 상기 다수의 히터가 발열하는 단계; (b3) 상기 모터가 벨트로 회전력을 전달하는 단계; (b4) 상기 이송스크류가 상기 벨트에 의해 회전하면서 상기 제1 압출 하우징의 내부에서 상기 다수의 히터에 의해 용융된 수지를 상기 제2 압출 하우징으로 이송시키는 단계; 및 (b5) 상기 제2 압출 하우징이 상기 용융된 수지를 외부로 압출시켜 상기 제1 모형을 형성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 금형부는, 제1 금형 및 제2 금형을 포함하고, 상기 (c) 단계는, (c1) 상기 제1 금형이 제1 모형의 일측에 위치하는 단계 (c2) 상기 제2 금형이 상기 제1 금형과 대향하도록 상기 제1 모형의 타측에 위치하는 단계; 및 (c3) 상기 제1, 2 금형이 상기 제1 모형을 향하여 이동하여 상기 제1 모형을 둘러싸도록 형폐되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (d) 단계와 상기 (e) 단계 사이에, 상기 금형부가 상기 제2 모형을 둘러싸도록 형폐된 상태로 상기 블로윙부의 하부로 이동하는 단계; 및 상기 금형부에 구비된 제1 금형 및 제2 금형이 각각 일측 및 타측을 향하여 이동하면서 형개되어 상기 제2 모형으로부터 분리되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (e) 단계와 상기 (f) 단계 사이에, 이송부가 상기 제2 모형을 상기 냉각부의 하부로 이송시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 바이오 플라스틱으로 이루어진 펠릿 형태의 수지를 블로우 성형하여 친환경적인 블로우 성형품을 제조할 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 일실시예에 따른 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템을 나타낸 일 방향에서의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템을 통한 블로우 성형 과정을 나타낸 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
1. 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템(100)
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템을 나타낸 일 방향에서의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템(100)은 호퍼부(110), 압출부(120), 금형부(130), 커팅부(140), 블로윙부(150), 절단부(160), 냉각부(170) 및 테스팅부(180)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템을 통한 블로우 성형 과정을 나타낸 공정도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 호퍼부(110)는 펠릿 형태의 수지(R)(Resin)를 수용한다. 이때, 호퍼(110)의 내부에 수용되는 수지(R)는 고체 상태이다.
여기서, 수지(R)는 바이오 플라스틱과 연신제를 포함할 수 있다.
또한, 수지는 열변형온도가 50 ℃ 내지 90 ℃이고 블로우 성형온도가 160 ℃ 내지 185 ℃인 바이오 플라스틱이다.
구체적으로 바이오 플라스틱은 목분 플라스틱으로서, 베타 β포도당을 기반으로 하는 셀룰로오스(cellulose-based on beta β) 및 첨가제로 구성된다.
목재와 같은 셀룰로오스계 재료를 이용하여 제조되는 보드, 패널, 내장재, 가구 등의 성형체는 포름알데히드를 포함한 요소계, 멜라닌계, 이소시아네이트계, 아크릴계, 에폭시계 접착제나 MDI(methyl diphenyl isocyanate)와 같은 페놀계 접착제, 우레탄계 접착제 등의 접착제를 사용해야 하기 때문에 환경에 미치는 영향과 인체 독성을 피할 수 없으며, 제조된 성형체가 수명을 다한 경우에도 재활용에 제약이 많은 문제점이 있다.
이에 종래기술과 대비하여 접착제의 사용을 크게 줄이거나 사용하지 않고도 셀룰로오스계 재료가 셀룰로오스 분자 간의 계면 결합 반응을 통해 접착되도록 하여 다양한 셀룰로오스계 재료로 블로우 성형체를 제조할 수 있다.
여기서, 셀룰로오스계 재료는 셀룰로오스로 이루어진 다양한 재료, 즉, 목재, 나무 뿌리, 잎, 왕겨, 밀짚, 옥수수대, 옥수수속 등의 다양한 재료를 포괄하는 것으로, 특히, 상기 셀룰로오스로 이루어진 다양한 재료 중 부산물이나 폐기물을 가리키는 용어이다.
임업 부산물, 농업 부산물, 산업 폐기물, 도시 폐기물 등의 다양한 셀룰로오스계 재료가 발생하고 있는데, 활용처가 없어 수거 후 소각처리하는 경우가 대부분이다. 이러한 폐기물, 부산물로는 간벌, 토목공사 현장에서 발생하는 나무 뿌리, 목재 가공시 발생하는 껍질이나 부스러기, 벌목시 발생하는 생나무의 파쇄품 등의 임업 부산물 및 폐기물, 건축현장에서 발생하는 목재 산업 폐기물, 폐가구의 파쇄물과 같은 목재 폐기물이 대표적이나, 왕겨, 밀짚, 잡초, 옥수수대, 옥수수속과 같이 잘 썩지 않는 농업 부산물, 도시 낙엽 폐기물 등도 포함되는 것이다.
이러한 셀룰로오스계 재료는 건조 및 분말화 공정을 거쳐 성형용 재료로 사용함으로써 재활용 가능한 것도 있으나, 왕겨, 밀짚, 낙엽 등은 일부 토양 개질제로 뿌려지는 것 외에는 대부분 매립하여 폐기 처리된다. 또한, 열량이 부족하여 연료 펠릿으로도 전환할 수 없고, 장기간 보관시 화재, 부식 등의 문제가 발생하기 때문에 폐기처리해야만 한다.
폐가구 파쇄품의 경우, 일부 양호한 목질 부분을 포함하여 이를 분리한 후 분쇄하여 PF 합성보드로 재활용되나, 분쇄비용 증가 및 낮은 제조효율, 접착제의 환경 유해성이 문제가 되며, 특히, 가구에 포함된 각종 페인트, 가구 제조시 사용된 화학 작용제, 오염된 먼지, 섬유 등을 처리하기 곤란한 문제가 있다.
또한, 생목재 분말은 열량이 부족하여 연료펠릿으로 활용하기에 불충분하며 건조 공정을 거쳐야 하므로 원가 경쟁력이 떨어진다. 또한, 장기 보관시 곰팡이 발생 등의 부패가 진행되어 활용도가 극히 낮으므로 소각처리하거나 매립처리하고 있다.
셀룰로오스계 재료의 대표적인 예로서 나무는 β글루코오스로 이루어진 셀룰로오스의 히드록시기에서 세포분열을 통해 한 방향으로 확장되면서 성장하고, 그 사이에는 헤미셀룰로오스로 이루어진 송진, 나무진액 등이 채워진 구조로 이루어져 있다.
따라서, 이러한 셀룰로오스계 재료가 상호 결합 반응을 일으키기 위해서는 분말이나 파쇄된 조각 등의 표면에서 상호 결합을 할 수 있도록 셀룰로오스 분자 간의 계면 결합 반응을 일으켜야 한다. 통상적으로 사용되는 접착제는 이러한 방식으로 계면에서 셀룰로오스 분자 간과 접착제 수지가 결합함으로써 결합된 구조를 이루게 된다.
그러나, 셀룰로오스 분자끼리의 결합은 쉽지 않은데, 이는 셀룰로오스 분자가 내화학성이 강하고 결합/분해를 위한 해리 에너지가 높기 때문에 온도를 올리면 결합 반응이 일어나기 보다는 산화 반응을 통해 탄화되는 것이 일반적이기 때문이다. 그러나 셀룰로오스 계면에서의 적정한 반응 수준에 도달할 수 있는 에너지를 공급한다면, 셀룰로오스 계면에서 반응이 일어날 수 있는 전이 상태를 유도함으로써 셀룰로오스 분자 간의 계면 결합 반응을 일으키고 반응 후 냉각 과정에서 β글루코오스 간의 가교 및 α-글루코오스를 β글루코오스로 치환 반응을 통한 가교를 형성할 수 있을 것으로 생각된다. 즉, 계면에서만 탄화없이 셀룰로오스의 하이드록시기가 활성화되도록 에너지를 공급하는 것이 셀룰로오스 간 결합에 중요한 요인이 된다.
여기서, 결합 작용제는 사용 전에는 안정한 상태로 존재하다가 성형 공정에 들어가 외부에서 열과 압력이 가해지면 에너지를 발생하여 셀룰로오스 간의 계면 결합 반응을 유도할 수 있도록 구성되는 것이다.
이러한 셀룰로오스 분자 간의 계면 결합 반응을 일으키기 위한 결합 작용제는 산, 과산화물, 금속촉매 및 비반응성 오일을 포함할 수 있다.
여기서, 과산화물은 셀룰로오스의 계면에서 반응이 일어날 때, 고온, 고압의 성형 조건에서 반응속도를 향상시키기 위해 사용되는 구성성분으로서, 산, 과산화물 및 금속촉매가 다공성 물질에 흡수되며, 상기 비반응성 오일이 다공성 물질을 코팅하여 이루어진 분말을 이룬다.
상기 과산화물로는 과산화에스테르, 과산화벤조일, 디아실퍼옥사이드, 하이드로퍼옥사이드, 엔도퍼옥사이드, 과산화수소에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
이에 따른 상기 다공성 물질은 상기 결합 작용제를 구성하는 성분들을 흡수하고 있으며, 성형 가공시 발생하는 열과 압력에 의해 상기 흡수된 성분들을 방출하여 결합 작용제로서 작동하도록 하는 것이다.
또한, 금속촉매는 반응을 촉진하기 위하여 첨가되는 구성성분인데, 금속염, 금속산화물, 합금, 및 금속분말 중 어느 하나 또는 그 이상인 것이 바람직하다. 구체적으로는 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 티타늄, 아연, 카드뮴, 수은 등의 금속 산화물, 마그네슘-알루미늄 합금, 아연, 나트륨 실리케이트, 칼슘 실리케이트, 탄화칼슘 등을 들 수 있다.
상기 구성성분들은 결합 작용제 내에 포함되면서 진공 성형품의 진공 성형 가공시 발생하는 열과 압력에 의해 반응하면서 에너지를 발생해야 하므로, 사용 전에는 안정한 상태로 포함되어 있어야 한다.
즉, 산과 과산화물을 혼합할 때 국지적으로 에너지를 발생하는 현상을 이용하여 셀룰로오스 분자 간의 반응 엔탈피를 충족시킬 수 있는 반응 에너지를 공급할 수 있는데, 반응 전에는 서로 혼합되지 않도록 하다가 진공 성형 공정 시에만 서로 혼합되면서 에너지를 발생시킬 수 있도록 해야 한다.
이러한 결합 작용제를 사용함으로써 종래기술과는 달리 접착제 없이 블로우 성형품을 제조할 수 있게 된다. 즉, 진공 성형품을 구성하는 재료가 분말화나 분급을 거치지 않는 단순 파쇄품을 사용하며, 결합 작용제 역시 고상 분말형태로서 금형 내에 흩뿌리는 것만으로도 쉽게 혼련된다. 그러나, 금형은 재료의 크기, 사용하고자 하는 재료의 성격(수분함수율, 오염물질 함유 등), 생산하고자하는 제품의 구조에 따라서 달라지며 생산단가 역시 고려되어야 한다.
구체적으로 바이오 플라스틱의 구성 및 함량이 아래의 [표 1]에 표기된다.
화학명(Chemical Name) 함량(Content)
(wt%)		 구성(Compositions)
천연 셀룰로오스(Natural cellulose) 35~85 Natural wood powder / starch / rice husk etc.
변성 α-D-글루코오스(Modified α-D-glucose (starch)) 0보다 크고 50 이하 Natural corn base
천연 로진&변성 올레핀(Natural rosin (Modified big bean oil) & Modified olefin) 0보다 크고 40 이하 Natural plant acid
제1 천연광물(Natural Mineral (inorganic color pigment)) 1~12 pure mineral or metal salt CaCO3 / TiO2 / Fe2O3 / Fe2O2 etc.
제2 천연광물(Natural Mineral (food mineral)) 0보다 크고 7 이하 CaCO3 / Na+ / Ka+ etc.
라디칼 유도 및 활성화 산화첨가제 (Radical inducing/activating oxidation additive) 0보다 크고 7 이하 Natural Apple acid (=malic acid), Mx(OH) self-crossing
천연 대두유&변성 식용유(Natural Soybean Oil & modified food oil) 0보다 크고 7보다 작음 Natural oil for food
제2 항산화첨가제 (Second Anti-oxidation additive (natural)) 0보다 크고 3보다 작음 MxO3 MxO2 MxR3 (M=Metal)
사과산이 함유된 산화 천연 대두유(Oxidated Natural soybean oil with malic acid) 0보다 크고 2보다 작음 Natural food oil, Soybean Oil base
천연 광물 경화제 (Natural Mineral hardener or unsaturated fatty oil) 0보다 크고 1보다 작음 Unsaturated SiO2 or Compound Oil
구체적으로 바이오 플라스틱은 천연 셀룰로오스(Natural cellulose), 변성 α-D-글루코오스(Modified α-D-glucose), 천연 로진(Natural rosin)과 변성 올레핀(Modified olefin), 제1 천연 광물(Natural Mineral, inorganic color pigment), 제2 천연광물(Natural Mineral, food mineral), 라디칼 유도 및 활성화 산화첨가제(Radical inducing/activating oxidation additive), 천연 대두유(Natural Soybean Oil)와 변성 식용유(modified food oil), 제2 항산화첨가제(Second Anti-oxidation additive), 사과산이 함유된 산화 천연 대두유(Oxidated Natural soybean oil with malic acid) 및 천연 광물 경화제(Natural Mineral hardener) 또는 불포화지방유(unsaturated fatty oil)로 구성된다. [표 1]을 참조하면, 천연 셀룰로오스(Natural cellulose)의 함량은 35중량% 내지 85중량%이고, 변성 α-D-글루코오스(Modified α-D-glucose)의 함량은 0중량%보다 크고 50중량% 이하이며, 천연 로진(Natural rosin)과 변성 올레핀(Modified olefin)의 함량은 0중량%보다 크고 40중량% 이하이고, 제1 천연 광물(Natural Mineral, inorganic color pigment)의 함량은 1중량% 내지 12중량%이며, 제2 천연광물(Natural Mineral, food mineral)의 함량은 0중량%보다 크고 7중량% 이하이다. 또한, [표 1]을 참조하면, 라디칼 유도 및 활성화 산화첨가제(Radical inducing/activating oxidation additive)의 함량은 0중량%보다 크고 7중량% 이하이고, 제2 항산화첨가제(Second Anti-oxidation additive)의 함량은 0중량%보다 크고 3중량%보다 작으며, 천연 광물 경화제(Natural Mineral hardener) 또는 불포화지방유(unsaturated fatty oil)의 함량은 0중량%보다 크고 1중량%보다 작다.
또한, [표 1]을 참조하면, 상기 천연 대두유(Natural Soybean Oil)와 변성 식용유(modified food oil)의 함량은 0중량%보다 크고 7중량%보다 작고, 상기 사과산이 함유된 산화 천연 대두유(Oxidated Natural soybean oil with malic acid)의 함량은 0중량%보다 크고 2중량%보다 작다.
단위 성질 ASTM 시험법 물성치
비중 g/cm3 D-792 0.95~1.5
인장강도 kg/cm2 D-638 130~400
신장률 % D-638 1~400
인장탄성률 kg/cm2 D-638 1.5~5.5
굴곡강도 kg/cm2 D-790 250~700
굴골탄성률 kg/cm2 D-790 1.7~5.5
아이죠드충격강도(A법) kg×cm/cm D-256 2~65
경도 로크웰 R D-785 70~120
흡수율 % KS M 3015 2 이하
열변형온도 ℃ D-648 50~90
블로우 성형온도 ℃ 160~185
또한, [표 1]에 기재된 구성 및 함량으로 이루어진 바이오 플라스틱에 대한 물성치가 [표 2]에 기재된다.[표 2]를 참조하면, 바이오 플라스틱은 인장강도가 130 kg/cm2 내지 400 kg/cm2이고, 굴곡강도가 250kg/cm2 내지 700 kg/cm2이며, 아이죠드충격강도(A법)가 2 kg×cm/cm 내지 65 kg×cm/cm이다.
또한, [표 2]를 참조하면, 바이오 플라스틱은 신장률이 1% 내지 400%이고, 인장탄성률이 1.5kg/cm2 내지 5.5kg/cm2이며, 흡수율이 2 이하이다.
또한, [표 2]를 참조하면, 바이오 플라스틱은 열변형온도가 50 ℃내지 90 ℃이고, 블로우 성형온도가 160 ℃내지 185 ℃이다.
아울러, [표 2]를 참조하면, 바이오 플라스틱은 비중이 0.95 g/cm3 내지 1.5 g/cm3이고, 경도(로크웰R)가 70 내지 120이다.
즉, 본 발명은 블로우 성형 시스템의 내부로 [표 1]에 기재된 구성 및 함량을 가지는 바이오 플라스틱을 투입하여 블로우 성형품(200)을 블로우 성형한다.
이와 같이 블로우 성형된 블로우 성형품(200)는 [표 2]에 기재된 물성치를 가지므로 블로우 성형품(200)가 가져야 할 허용 물성치를 충족함에 따라 일상생활에서 안전하게 사용할 수 있을 뿐만 아니라 친환경적인 장점이 있다.
또한, 호퍼부(110)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상부보다 하부가 넓게 형성되고, 상부에서 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 가진다.
호퍼부(110)는 압출부(120)와 연통하여 내부로 수용된 수지(R)를 압출부(120)로 유입시킨다.
이를 위한 호퍼부(110)는 압출부(120)와 수직하도록 배치되는 것이 바람직하다.
압출부(120)는 호퍼부(110)와 연통하여 호퍼부(110)로부터 공급되는 수지(R)를 용융하여 압출한다.
이때, 압출부(120)에 의한 수지(R)의 용융지수(MI)는 1~5인 것이 바람직하다.
이를 위한 압출부(120)는 압출 하우징(121), 이송스크류(122), 모터(123), 벨트(124) 및 히터(125)를 포함한다.
압출 하우징(121)은 제1 압출 하우징(121a) 및 제2 압출 하우징(121c)을 포함한다.
제1 압출 하우징(121a)은 호퍼부(110)와 수직한 방향으로 연장되고 호퍼부(110)로부터 공급되는 수지(110)를 수용한다. 예시적으로 제1 압출 하우징(121a)은 내부가 비어 있고 직선을 따라 연장되는 파이프 형상을 가질 수 있다.
이를 위한 제1 압출 하우징(121a)의 내부에는 이송스크류(122)가 삽입되고 호퍼부(110)로부터 공급되는 수지(R)가 흐르는 제1 압출 유로(121b)가 형성된다.
구체적으로 제1 압출 유로(121b)의 일측부는 제1 압출 유로(121b)의 중앙부 및 타측부보다 작은 단면을 가진다.
이에 따라 제1 압출 유로(121b)의 중앙부 및 타측부(호퍼부와 인접한 부분)에는 이송스크류(122)가 배치된다.
제2 압출 하우징(121c)은 제1 압출 하우징(121a)의 일측으로부터 하방으로 연장된다.
예시적으로 제2 압출 하우징(121c)은 내부가 비어 있고 직선을 따라 연장되는 파이프 형상을 가질 수 있다.
제2 압출 하우징(121c)은 제1 압출 하우징(121a)과 수직하게 연결된다.
또한, 제2 압출 하우징(121c)의 내부에는 제1 압출 유로(121b)와 연결되어 제1 압출 유로(121b)를 따라 흐르는 수지가 유입되는 제2 압출 유로(121d)가 형성된다.
구체적으로 제2 압출 유로(121d)의 상부 단면은 원형이고, 제2 압출 유로(121d)의 중앙부 및 하부는 도넛 형상인 것이 바람직하다.
상기한 제2 압출 유로(121d)의 형상은 최종적으로 블로우 성형되는 블로우 성형품(200)이 내용물을 담을 수 있는 용기와 같은 형태를 가지도록 한다.
이에 따라 제2 압출 유로(121d)의 형상은 구현하고자 하는 블로우 성형품(200)의 형상에 따라 변경될 수 있다.
상기한 제2 압출 하우징(121c)은 호퍼부(110) 및 제1 압출 하우징(121a)을 통과한 수지(R)를 외부로 압출함에 따라 젤(gel) 상태의 제1 모형(M1)을 형성시킨다.
여기서, 제1 모형(M1)은 용융된 상태의 수지(R)가 제2 압출 유로(121d)를 따라 제2 압출 하우징(121c)의 외부로 노출됨에 따라 상온에서 젤(gel) 상태로 상변화된 것으로서, 내부가 비어 있는 파이프 형상을 가질 수 있다.
이송스크류(122)는 제1 압출 하우징(121a)의 내부에 위치하여 회전함에 따라 제1 압출 하우징(121a)의 내부에 수용된 수지(R)를 제2 압출 하우징(121c)으로 이송시킨다.
모터(123)는 호퍼부(110)와 이격되도록 배치된다.
구체적으로 모터(123)는 호퍼부(110)의 타측에 배치되고, 회전력을 발생시킨다.
또한, 모터(123)에는 모터(123)에서 발생되는 회전력에 의해 회전하는 회전축이 형성되고, 회전축에는 벨트(124)가 연결되어 벨트(124)를 회전시킨다.
벨트(124)는 이송스크류(122)와 모터(123)를 연결하여 모터(123)로부터 공급되는 회전력에 의해 회전하면서 이송스크류(122)를 회전시킨다.
구체적으로 벨트(124)는 소정의 장력을 발생시키는 띠 형상을 가질 수 있다.
벨트(124)는 회전축 및 이송스크류(122)의 타측을 둘러싸도록 배치되고, 이러한 벨트(124)는 회전축의 회전에 의해 함께 회전하면서 이송스크류(122)를 회전시킨다.
히터(125)는 제1, 2 압출 하우징(121a, 121c)의 외측면에 서로 이격되도록 배치되고 발열하여 제1, 2 압출 하우징(121a, 121c)의 내부에 있는 수지(R)를 용융시킨다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 히터(125)는 제1, 2 압출 하우징(121a, 121c)의 외측면에 다수로 형성되되, 서로 마주보도록 배치된다.
상기한 다수의 히터(125)는 전원이 인가되면 발열하면서 펠릿 형태의 수지(R)를 용융시킨다.
이때, 다수의 히터(125)는 165℃ 내지 185℃로 수지(R)를 직접 가열한다.
금형부(130)는 압출부(120)의 하부에 위치하고 수지(R)가 용융되어 압출된 제1 모형(M1)의 적어도 일부를 둘러싸도록 형폐된다.
구체적으로 금형부(130)는 제2 압출 하우징(121c)의 외부로 노출된 제1 모형(M1) 중 제1 모형(M1)의 상부를 제외한 모든 부분을 둘러싸도록 형폐된다.
이를 위한 금형부(130)는 제1 금형(131) 및 제2 금형(132)을 포함한다.
제1 금형(131)은 제1 모형(M1)의 일측에 위치한다.
또한, 제1 금형(131)의 내부에는 블로우 성형하고자 하는 형상 중 일측부에 대한 형상이 음각으로 형성된다.
제2 금형(132)은 제1 금형(131)에 대향하도록 제1 모형(M1)의 타측에 위치한다.
또한, 제2 금형(132)의 내부에는 블로우 성형하고자 하는 형상 중 타측부에 대한 형상이 음각으로 형성된다.
상기한 제1, 2 금형(131, 132)은 제1 모형(M1)의 적어도 일부를 둘러싸도록 형폐된 후 타측으로 이동하여 블로윙부(150)의 하부에 위치하고, 블로윙부(150)에 의해 제1 모형(M1)의 블로우 성형이 완료되면 형개되어 제1 모형(M1)과 분리된다.
커팅부(140)는 압출부(120)와 금형부(130) 사이에 위치하여 제1 모형(M1)의 상부를 커팅한다.
여기서, 커팅부(140)가 커팅하는 제1 모형(M1)의 상부는 제2 압출 하우징(121c)의 외부로 노출되는 제1 모형(M1) 중 제2 압출 하우징(121c)와 금형부(130) 사이에 위치한 부위이다.
블로윙부(150)는 커팅부(140)와 이격되도록 배치되고 제1 모형(M1)의 상부가 커팅된 제2 모형(M2)을 블로우 성형한다.
구체적으로 블로윙부(150)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제2 압출 하우징(121c)와 평행하도록 상하방향으로 길게 연장된다.
상기한 블로윙부(150)는 제2 모형(M2)을 둘러싸도록 형폐된 제1, 2 금형(131, 132)가 블로윙부(150)의 하부에 위치하면, 하강한 후 제2 모형(M2)의 내부로 공기를 공급하여 제2 모형(M2)을 팽창시킴에 따라 제2 모형(M2)이 제1, 2 금형(131, 132)의 내측면에 밀착됨으로써 구현하고자 하는 블로우 성형품(200)의 기본적인 형상이 형성된다.
절단부(160)는 블로윙부(150)와 이격되도록 배치되고 제2 모형(M2)의 상부 및 하부를 절단하여 블로우 성형품(200)을 형성시킨다.
이를 위한 절단부(160)는 상부 절단부(161) 및 하부 절단부(162)를 포함한다.
상부 절단부(161)는 냉각부(170)의 하부에 위치하면서 제2 모형(M2)의 상부의 일측에 위치하고 제2 모형(M2)의 상부를 절단한다.
이를 위한 상부 절단부(161)는 냉각부(170)와 수직하도록 배치되어 회전하는 상부 블레이드일 수 있다.
하부 절단부(162)는 상부 절단부(161)의 하부에 위치하면서 제2 모형(M2)의 상부의 일측에 위치하고 제2 모형(M2)의 하부를 절단한다.
이를 위한 하부 절단부(162)는 냉각부(170)와 수직하도록 배치되어 회전하는 하부 블레이드일 수 있다.
냉각부(170)는 압출부(120)와 절단부(160) 사이에 위치하여 블로우 성형품(200)을 냉각시킨다.
구체적으로 냉각부(170)는 블로윙부(150)의 타측에 위치하고 제1 압출 하우징(121a)의 하부에 위치한다.
이러한 냉각부(170)는 별도의 이송부재에 의해 냉각부(170)의 하부로 블로우 성형품(200)이 이송되면, 블로우 성형품(200)의 내부로 차가운 공기를 공급하여 블로우 성형품(200)을 냉각시킨다.
또한, 본 발명은 냉각된 블로우 성형품(200)의 내부로 공기를 주입 및 흡입하여 블로우 성형품(200)의 불량 여부를 테스트하는 테스팅부(180)를 더 포함할 수 있다.
블로우 성형품(200)의 내부로 공기가 주입 및 흡입될 시에도 블로우 성형품(200)이 제자리에 위치하면 블로우 성형품(200)이 양품인 반면, 튕겨져 나갈 경우 블로우 성형품(200)이 불량품이다.
2. 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 방법
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 방법을 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 방법은 (a) 호퍼부(110)가 펠릿 형태의 수지(R)를 수용하는 단계(S100), (b) 압출부(120)가 호퍼부(110)로부터 공급되는 수지(R)를 용융한 후 외부로 압출시켜 제1 모형(M1)을 형성시키는 단계(S200), (c) 금형부(130)가 제1 모형(M1)의 적어도 일부를 둘러싸도록 형폐되는 단계(S300), (d) 커팅부(140)가 제1 모형(M1)의 상부를 커팅하는 단계(S400), (e) 블로윙부(150)가 제1 모형(M1)의 상부가 커팅된 제2 모형(M2)을 블로우 성형하는 단계(S500), (f) 절단부(160)가 블로우 성형된 제2 모형(M2)의 상부 및 하부를 절단하여 블로우 성형품(200)을 형성시키는 단계(S600) 및 (g) 냉각부(170)가 블로우 성형품(200)을 냉각시키는 단계(S600)를 포함한다.
상기 (a) 단계에서, 수지는 열변형온도가 50 ℃ 내지 90 ℃이고 블로우 성형온도가 160 ℃내지 185 ℃인 바이오 플라스틱이고, 이에 대한 구체적인 설명은 전술한 바를 참고하도록 한다.
다음, 상기 (b) 단계에서, 압출부(120)는, 제1 압출 하우징(121a) 및 제1 압출 하우징(121a)과 연통하는 제2 압출 하우징(121c)을 포함하는 압출 하우징(121), 제1 압출 하우징(121a)의 내부에 위치하는 이송스크류(122), 호퍼부(110)와 이격되도록 배치되는 모터(123), 이송스크류(122)와 모터(123)를 연결하는 벨트(124) 및 제1, 2 압출 하우징(121a, 121c)의 외측면에 설치되어 발열하는 다수의 히터(125)를 포함한다.
구체적으로 상기 (b) 단계는, (b1) 제1 압출 하우징(121a)이 호퍼부(110)로부터 공급되는 수지(R)를 수용하는 단계, (b2) 다수의 히터(125)가 발열하는 단계, (b3) 모터(123)가 벨트(124)로 회전력을 전달하는 단계, (b4) 이송스크류(122)가 벨트(124)에 의해 회전하면서 제1 압출 하우징(121a)의 내부에서 다수의 히터(125)에 의해 용융된 수지(R)를 제2 압출 하우징(121c)으로 이송시키는 단계 및 (b5) 제2 압출 하우징(121c)이 용융된 수지(R)를 외부로 압출시켜 제1 모형(M1)을 형성시키는 단계를 포함한다.
다음, 금형부(130)는, 제1 금형(131) 및 제2 금형(132)을 포함한다.
상기 (c) 단계는, (c1) 제1 금형(131)이 제1 모형(M1)의 일측에 위치하는 단계, (c2) 제2 금형(132)이 제1 금형(131)과 대향하도록 제1 모형(M1)의 타측에 위치하는 단계 및 (c3) 제1, 2 금형(131, 132)이 제1 모형(M1)을 향하여 이동하여 제1 모형(M1)을 둘러싸도록 형폐되는 단계를 포함한다.
다음, 본 발명은 상기 (d) 단계와 상기 (e) 단계 사이에, 금형부(130)가 제2 모형(M2)을 둘러싸도록 형폐된 상태로 블로윙부(150)의 하부로 이동하는 단계 및 금형부(130)에 구비된 제1 금형(131) 및 제2 금형(132)이 각각 일측 및 타측을 향하여 이동하면서 형개되어 제2 모형(M2)으로부터 분리되는 단계를 포함한다.
다음, 본 발명은 상기 (e) 단계와 상기 (f) 단계 사이에, 이송부가 제2 모형(M2)을 냉각부(170)의 하부로 이송시키는 단계를 더 포함한다.
아울러, 본 발명은 상기 (g) 단계 이후, 냉각된 테스팅부(180)가 블로우 성형품(200)의 내부로 공기를 주입 및 흡입하여 블로우 성형품(200)의 불량 여부를 테스트하는 단계를 더 포함할 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.
100: 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템
110: 호퍼부
120: 압출부
121: 압출 하우징
121a: 제1 압출 하우징
121b: 제1 압출 유로
121c: 제2 압출 하우징
121d: 제2 압출 유로
122: 이송스크류
123: 모터
124: 벨트
125: 히터
130: 금형부
131: 제1 금형
132: 제2 금형
140: 커팅부
150: 블로윙부
160: 절단부
161: 상부 절단부
162: 하부 절단부
170: 냉각부
180: 테스팅부

Claims (10)

  1. 펠릿 형태의 수지를 수용하는 호퍼부;
    상기 호퍼부와 연통하여 상기 호퍼부로부터 공급되는 상기 수지를 용융하여 압출하는 압출부;
    상기 압출부의 하부에 위치하고 상기 수지가 용융되어 압출된 제1 모형의 적어도 일부를 둘러싸도록 형폐되는 금형부;
    상기 압출부와 상기 금형부 사이에 위치하여 상기 제1 모형의 상부를 커팅하는 커팅부;
    상기 커팅부와 이격되도록 배치되고 상기 제1 모형의 상부가 커팅된 제2 모형을 블로우 성형하는 블로윙부;
    상기 블로윙부와 이격되도록 배치되고 상기 제2 모형의 상부 및 하부를 절단하여 블로우 성형품을 형성시키는 절단부; 및
    상기 압출부와 상기 절단부 사이에 위치하여 상기 블로우 성형품을 냉각시키는 냉각부;를 포함하고,
    상기 수지는 바이오 플라스틱이며,
    상기 바이오 플라스틱은 천연 셀룰로오스(Natural cellulose), 변성 α-D-글루코오스(Modified α-D-glucose), 천연 로진(Natural rosin)과 변성 올레핀(Modified olefin), 제1 천연 광물(Natural Mineral, inorganic color pigment), 제2 천연광물(Natural Mineral, food mineral), 라디칼 유도 및 활성화 산화첨가제(Radical inducing/activating oxidation additive), 천연 대두유(Natural Soybean Oil)와 변성 식용유(modified food oil), 항산화첨가제(Anti-oxidation additive), 사과산이 함유된 산화 천연 대두유(Oxidated Natural soybean oil with malic acid) 및 천연 광물 경화제(Natural Mineral hardener)를 포함하여 구성되거나, 천연 셀룰로오스(Natural cellulose), 변성 α-D-글루코오스(Modified α-D-glucose), 천연 로진(Natural rosin)과 변성 올레핀(Modified olefin), 제1 천연 광물(Natural Mineral, inorganic color pigment), 제2 천연광물(Natural Mineral, food mineral), 라디칼 유도 및 활성화 산화첨가제(Radical inducing/activating oxidation additive), 천연 대두유(Natural Soybean Oil)와 변성 식용유(modified food oil), 항산화첨가제(Anti-oxidation additive), 사과산이 함유된 산화 천연 대두유(Oxidated Natural soybean oil with malic acid) 및 불포화지방유(unsaturated fatty oil)를 포함하여 구성되며,
    상기 항산화첨가제(Anti-oxidation additive)는 MxO3 및 MxO2 중 어느 하나(여기서, x=양의 실수, O=산소, M=금속)인 것을 특징으로 하는 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 압출부는,
    상기 호퍼부와 수직한 방향으로 연장되고 상기 호퍼부로부터 공급되는 상기 수지를 수용하는 제1 압출 하우징 및 상기 제1 압출 하우징의 일측으로부터 하방으로 연장되는 제2 압출 하우징을 포함하는 압출 하우징;
    상기 제1 압출 하우징의 내부에 위치하여 회전함에 따라 상기 제1 압출 하우징의 내부에 수용된 수지를 상기 제2 압출 하우징으로 이송시키는 이송스크류;
    상기 호퍼부와 이격되도록 배치되는 모터;
    상기 이송스크류와 상기 모터를 연결하여 상기 모터로부터 공급되는 회전력에 의해 회전하면서 상기 이송스크류를 회전시키는 벨트; 및
    상기 제1, 2 압출 하우징의 외측면에 서로 이격되도록 배치되고 발열하여 상기 제1, 2 압출 하우징의 내부에 있는 수지를 용융시키는 히터;를 포함하고,
    상기 제2 압출 하우징은 상기 호퍼부 및 상기 제1 압출 하우징을 통과한 수지를 외부로 압출함에 따라 고화된 상기 제1 모형을 형성시키는 것을 특징으로 하는 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 압출 하우징의 내부에는 상기 이송스크류가 삽입되고 상기 호퍼부로부터 공급되는 상기 수지가 흐르는 제1 압출 유로가 형성되고,
    상기 제2 압출 하우징의 내부에는 상기 제1 압출 유로와 연결되어 상기 제1 압출 유로를 따라 흐르는 수지가 유입되는 제2 압출 유로가 형성되며,
    상기 제1 압출 유로의 일측부는 상기 제1 압출 유로의 중앙부 및 타측부보다 작은 단면을 가지고,
    상기 제2 압출 유로의 상부 단면은 원형이고, 상기 제2 압출 유로의 중앙부 및 하부는 도넛 형상인 것을 특징으로 하는 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 금형부는,
    상기 제1 모형의 일측에 위치하는 제1 금형; 및
    상기 제1 금형에 대향하도록 상기 제1 모형의 타측에 위치하는 제2 금형;을 포함하고,
    상기 제1, 2 금형은 상기 제1 모형의 적어도 일부를 둘러싸도록 형폐된 후 타측으로 이동하여 상기 블로윙부의 하부에 위치하고, 상기 블로윙부에 의해 상기 제1 모형의 블로우 성형이 완료되면 형개되어 상기 제1 모형과 분리되는 것을 특징으로 하는 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 절단부는,
    상기 냉각부의 하부에 위치하면서 상기 제2 모형의 상부의 일측에 위치하고 상기 제2 모형의 상부를 절단하는 상부 절단부; 및
    상기 상부 절단부의 하부에 위치하면서 상기 제2 모형의 상부의 일측에 위치하고 상기 제2 모형의 하부를 절단하는 하부 절단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템.
  6. 제1 항에 따른 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 시스템의 블로우 성형 방법에 있어서,
    (a) 상기 호퍼부가 상기 펠릿 형태의 수지를 수용하는 단계;
    (b) 상기 압출부가 상기 호퍼부로부터 공급되는 수지를 용융한 후 외부로 압출시켜 제1 모형을 형성시키는 단계;
    (c) 상기 금형부가 상기 제1 모형의 적어도 일부를 둘러싸도록 형폐되는 단계;
    (d) 상기 커팅부가 상기 제1 모형의 상부를 커팅하는 단계;
    (e) 상기 블로윙부가 상기 제1 모형의 상부가 커팅된 제2 모형을 블로우 성형하는 단계;
    (f) 상기 절단부가 상기 블로우 성형된 제2 모형의 상부 및 하부를 절단하여 블로우 성형품을 형성시키는 단계; 및
    (g) 상기 냉각부가 상기 블로우 성형품을 냉각시키는 단계;를 포함하는 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 압출부는,
    제1 압출 하우징 및 상기 제1 압출 하우징과 연통하는 제2 압출 하우징을 포함하는 압출 하우징, 상기 제1 압출 하우징의 내부에 위치하는 이송스크류, 상기 호퍼부와 이격되도록 배치되는 모터, 상기 이송스크류와 상기 모터를 연결하는 벨트 및 상기 제1, 2 압출 하우징의 외측면에 설치되어 발열하는 다수의 히터를 포함하고,
    (b1) 상기 제1 압출 하우징이 상기 호퍼부로부터 공급되는 상기 수지를 수용하는 단계;
    (b2) 상기 다수의 히터가 발열하는 단계;
    (b3) 상기 모터가 벨트로 회전력을 전달하는 단계;
    (b4) 상기 이송스크류가 상기 벨트에 의해 회전하면서 상기 제1 압출 하우징의 내부에서 상기 다수의 히터에 의해 용융된 수지를 상기 제2 압출 하우징으로 이송시키는 단계; 및
    (b5) 상기 제2 압출 하우징이 상기 용융된 수지를 외부로 압출시켜 상기 제1 모형을 형성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 금형부는,
    제1 금형 및 제2 금형을 포함하고,
    상기 (c) 단계는,
    (c1) 상기 제1 금형이 제1 모형의 일측에 위치하는 단계
    (c2) 상기 제2 금형이 상기 제1 금형과 대향하도록 상기 제1 모형의 타측에 위치하는 단계; 및
    (c3) 상기 제1, 2 금형이 상기 제1 모형을 향하여 이동하여 상기 제1 모형을 둘러싸도록 형폐되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 방법.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 (d) 단계와 상기 (e) 단계 사이에,
    상기 금형부가 상기 제2 모형을 둘러싸도록 형폐된 상태로 상기 블로윙부의 하부로 이동하는 단계; 및
    상기 금형부에 구비된 제1 금형 및 제2 금형이 각각 일측 및 타측을 향하여 이동하면서 형개되어 상기 제2 모형으로부터 분리되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 방법.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 (e) 단계와 상기 (f) 단계 사이에,
    이송부가 상기 제2 모형을 상기 냉각부의 하부로 이송시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 플라스틱을 이용한 블로우 성형 방법.
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