KR19980030457A - 무공해 또는 저공해 발포 성형체의 제조방법 및 그 방법에 의해 생성된 발포 성형체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자연상태에서 분해될 수 있는 식품, 사료, 비료 등의 원료로 사용되는 천연물질이나 펄프 슬러지를 포함한 펄프 물질을 주원료로 하여 상기 주원료에 농수산물 또는 임산물의 폐기물을 부원료로 섞어 혼합물을 만들고, 상기 혼합물에 발포제와, 요구되는 성질에 따라 겔화제, 기포제, 조직강화제, 방부제, 착색제 및 표백제를 선택해서 첨가하고, 튀밥 발포법, 팝콘 발포법, 압축성형기로 발포하는 방법, 유탕에 튀기는 방법 및 가마 또는 고온의 모래를 이용한 발포법으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 방법으로 발포시켜서 소형의 발포체를 형성하고, 그리고 접착제를 사용하여 상기 소형의 발포체를 접착시키는, 단계로 구성되는 무공해 또는 저공해 발포 성형체 제조방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은 상기 발포 성형체 제조방법에 의해 생성된 발포 성형체 및 이 발포 성형체로 만들어지는 상품의 포장재, 포장 완충재, 일회용 용기, 건축자재, 보온보냉재, 장식재 및 해상의 부표물에 관한 것이다.

Description

[발명의 명칭]

무공해 또는 저공해 발포 성형체의 제조방법 및 그 방법에 의해 생성된 발포 성형체

[발명의 상세한 설명]

[발명의 분야]

본 발명은 발포 성형체에 관한 것이다.

보다 구체적으로는 천연 발포용 물질, 조직강화제, 접착제, 방부제, 착색제, 표백제, 발포제, 기포제, 겔화제, 방수제, 발수제 및 피복제를 이용하여 무공해성 또는 저공해성 발포 성형체를 제조하는 제조방법 및 이 발포 성형체로 제조한 각종 물품에 관한 것이다.

본 발명은 특히 종래의 플라스틱으로 발포한 물질인 일명 스티로폴로 제조한 각종 물품을 대체하여 종래의 플라스틱 발포 물품의 공해 문제를 해결할 수 있는 무공해 또는 저공해 발포 성형체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

[발명의 배경]

종래의 발포 플라스틱으로 제조되는 상품의 포장재, 포장 완충재, 일회용 용기, 건축자재, 보온보냉재, 장식재 및 해상 부표물등은 많은 장점이 있는 반면에 많은 문제점을 야기시키고 있다.

이들 문제점으로 가장 심각한 것은 플라스틱을 발포할 때 CFC(염화불화탄화수소) 발포제를 사용함으로써 공해 문제를 야기시킨다는 점이며 또한 이 발포 플라스틱으로 제조한 각종 자재나 용기들이 사용 후 폐기 처분될 때 이들 플라스틱이 수백년 동안 분해 또는 부패되지 않기 때문에 심각한 환경공해 문제를 야기시킨다는 점이다. 또한 재활용품으로 지정이 되기는 했으나, 부피가 커서 부피를 줄이는데 따로 고가의 장비가 필요하고, 장비가 있는 곳까지 운송시키는 물류비가 많이 들어 재활용율이 극히 낮고, 쓰레기 매립장에서는 부피를 많이 차지하여 처리하는데 대단히 애로가 많다는 점이다.

따라서 본 발명자는 종래의 발포 플라스틱으로 제조한 발포 성형체의 이러한 환경공해의 문제점을 해결하고 농산물과 같은 천연원료로부터 발포 성형체를 제조하여 각종 성형 제품에 사용할 수 있는 무공해 또는 저공해 발포 성형체를 개발하기에 이른 것이다.

[발명의 목적]

본 발명의 목적은 자연상태에서 무독성 물질로 용이하게 분해되는 천연물질을 사용하여 환경공해 문제를 제거할 수 있는 성형체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 농산물과 그 폐기물과 같은 천연의 자원 및 그 폐자원으로부터 제조될 수 있는 발포 성형체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 자연상태에서 용이하게 분해되는 농수산물과 그 폐기물과 같은 천연자원 및 폐자원으로부터 발포 성형체를 제조하는 방법 및 그 방법에 의하여 제조된 각종 발포 성형체 물품을 제공하기 위한 것이다.

[발명의 요약]

본 발명은 천연물질이나 펄프 슬러지를 포함한 펄프 물질을 주원료로 하여 상기 주원료에 농수산물 또는 임산물의 폐기물을 부원료로 섞어 혼합물을 만들고, 상기 혼합물에 발포제와, 요구되는 성질에 따라 겔화제, 기포제, 조직강화제, 방부제, 착색제 및 표백제를 선택해서 첨가하고, 튀밥 발포법, 팝콘 발포법, 압축성형기로 발포하는 방법, 유탕에 튀기는 방법 및 가마 또는 고온의 모래를 이용한 발포법으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 방법으로 발포시켜서 소형의 발포체를 형성하고, 그리고 접착제를 사용하여 상기 소형의 발포체를 접착시키는 단계로 구성되는 무공해 또는 저공해 발포 성형체 제조방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은 천연물질이나 펄프 슬러지를 포함한 펄프 물질을 주원료로 하여 상기 주원료에 농수산물 또는 임산물의 폐기물을 부원료로 섞어 혼합물을 만들고, 상기 혼합물에 발포제와, 요구되는 성질에 따라 겔화제, 기포제, 조직강화제, 방부제, 착색제 및 표백제를 선택해서 첨가하고, 접착제를 혼합하여 반죽을 만들고, 그리고 전병 과자 굽는 방법, 비스켓 제조방법 및 뻥과자 제조방법으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 방법으로 발포시키는 단계로 구성되는 무공해 또는 저공해 발포 성형체 제조방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은 상기 발포 성형체 제조방법에 의해 생성된 발포 성형체에 관한 것이다.

또한 본 발명은 이 발포 성형체로 만들어지는 상품의 포장재, 포장 완충재, 일회용 용기, 건축자재, 보온보냉재, 장식재 및 해상의 부표물에 관한 것이다.

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 상품의 포장재, 포장 완충재, 건축자재, 보온보냉재, 장식재, 해상 부표 제품, 또는 일회용 도시락 용기, 일회용 식품용기와 같은 일회용 용기등, 종래의 발포 플라스틱으로 제조하던 물품을 대치할 수 있고 사용 후 용이하게 분해 또는 부패되어 환경공해 문제를 제거할 수 있는 천연물질을 주원료로 한 발포 성형체와 그 발포 성형체로 제조한 각종 자재 또는 용기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 발포 성형체에는 발포용 물질과 접착제가 기본으로 사용되며 필요에 따라 조직강화제, 발포제, 기포제, 겔화제, 방부제, 염료 또는 안료, 표백제, 피복제, 방수제나 발수제 등이 사용된다. 사용되는 각각의 원료물질에 대하여 설명하면 다음과 같다.

발포 물질은 자연상태에서 분해 또는 부패될 수 있는 것으로 식품, 사료, 비료등의 원료로 사용되는 천연물질이나 펄프 슬러지를 포함한 펄프 물질이 주원료로 사용되며, 부원료로서 모든 농수산물 또는 임산물의 폐기물을 사용할 수있다. 천연 발포용 물질의 주원료로 사용되는 것으로는 쌀, 밀, 옥수수, 보리 등의 모든 곡류, 감자, 고구마, 타피오카(카사바 또는 만니옥)등의 모든 서류, 도토리 상수리와 같은 나무의 열매류, 칡(갈근) 등의 전분질과 섬유질을 포함하는 것들과 펄프 슬러지를 포함한 각종 펄프 등이 있다. 부원료로 사용되는 것으로는 쌀기울, 밀기울, 보리기울, 옥수수말분 등의 농산물의 부산물, 면실박, 참깨박, 대두박, 감자나 고구마의 전분박 등의 농산물의 부산물 밀짚, 볏짚, 보리짚, 옥수수대, 해바라기대, 아주까리대 등의 초본식물 줄기, 옥수수 수염, 옥수수 껍질등과 참깨, 밤, 땅콩, 잣, 호도, 은행, 해바라기씨, 호박씨, 도토리 등의 내외피, 쌀겨, 보리겨, 밀겨, 콩껍질 및 콩깍지 등의 모든 식물의 종자 껍질, 갈대, 낙엽, 솔잎, 건초 등의 모든 식물의 잎이나 줄기, 바나나, 귤, 레몬등의 과일 껍질, 맥아의 유근등 식물의 뿌리와 쇄목 펄프 및 목모, 나무 껍질, 톱밥과 같은 임산물과 임산 폐기물, 해조류 폐기물, 또는 한약재의 찌꺼기 및 어류와 오징어등 수산물의 껍질등이 있다. 또한 부원료로는 견사, 양모, 목면, 모시, 삼베등의 천연 섬유류 물질과 이들로부터 제조된 각종 직물의 세절 또는 분쇄상 물질도 사용될 수 있다. 본 발명에서의 부원료로 합성 섬유류를 사용할 수 있는데, 이러한 것으로 비스코스, 아크릴, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 비닐론, 나일론등의 합성 섬유류와 이들로부터 제조된 각종 직물의 세절 또는 분쇄상 물질이 있다. 이런것들 외에도 특정한 목적에 따라서는 부석(화산석의 일종)의 파쇄물이나 돌가루, 발포 혈암, 발포 점토, 기포 유리 등을 사용할 수도 있고 모든 종류의 플라스틱과 그 발포물과 필름류 및 폐기물도 세절하여 사용할 수 있다. 또한 섬유상으로 분해된 폐 PET플라스틱은 물론 모든 종이류와 그 폐기물도 사용할 수 있고 유리섬유, 석면, 탄소섬유, 산화물섬유, 금속섬유 및 그 폐기물과 동식물의 털 종류도 사용이 가능하다. 이상의 부재료 중 섬유상 물질이 첨가될 경우 발포 성형체 조직의 강도는 증가하며 이러한 부원료 외에도 셀룰로오즈와 그 유도체, 변성 전분류, 마이크로 크리스탈린 셀룰로오즈(MCC), 물유리, 물엿 등의 당류, 동물성 단백질, 고형지방분 등을 첨가하여 발포체의 조직 강도를 개선시킬 수 있다. 본 발명에서 사용되는 물질은 위와 같이 주원료와 부원료로 구분하지만 그 구분이 항상 명확한 것은 아니며 발포 성형체의 용도 및 기타 특성에 따라 각각 그 성분을 변경할 수 있다.

발포체와 발포체, 발포체와 피복제를 결합하기 위하여 접착제가 사용된다. 여기서 사용되는 접착제는 크게 천연 접착제 원료, 변성 접착제 원료, 합성 접착제 원료 및 기타 종류로 구분된다. 천연 접착제 원료로는 천연고무, 각종의 전분, 카제인, 알부민, 콩단백물질, 밀단백물질, 아교, 젤라틴, 알긴산과 그 염, 산탄검, 아라비아검, 트라가칸트검 등이 있다. 변성 접착제 원료로는 리그닐과 그유도체, 변성 전분류(카르복시 메틸 전분(CMS), 덱스트린, 가교전분등), 변성 셀룰로오스류(카르복시 메틸 셀룰로오스(CMC), 메틸셀룰로오스(MC), 히드록시 프로필 셀룰로오스(HPC)등이 있다. 합성 접착제 원료로는 폴리비닐 아세테이트(PVA), 아미노 수지, 폴리에틸렌, 폴리비닐알코올, 폴리스티렌, 시아노 아세테이트, 나트륨-실리케이트등의 다양한 합성 수지류와 부타디엔등의 합성 고무류가 있다. 여기서 사용되는 기타 종류로는 물엿, 덱스트린, 실리콘 수지, 물유리, 송진등이 있다. 상기의 접착제와 함께 보조재료가 사용될 수 있는데, 그 보조재료로는 요소, 붕사, 글리세린, 포름알데히드, 계면활성제등이 있다. 접착제와 그 보조재료는 용제에 용해시켜 사용한다.

발포물질을 발포하기 위한 발포제로는 무기물 발포제와 유기물 발포제로 구분된다. 여기서 사용되는 무기물 발포제로는 LPG, LNG, 공기, 질소, 이산화탄소, 베이킹 파우더(BP:Baking Pawder), Na₂H₂P₂O₇, CaHPO₄, MgCO₃, Na₂CO₃, CaCO₃, (NH₄)₂CO₃등이 있다. 유기물 발포제로는 벤젠, 에테르, 헥산, 글루코노텔타락톤(GDL), N-니트로소 화합물(R-N-R'), 아조화합물(R-N=N-R), 술포닐히드라지드 화합물(R-SO₂-NHNH₂)등이 있다.

본 발명에서 발포물질의 발포를 돕기 위하여 기포제(foaming agent)가 사용될 수도 있으며, 그 기포제로 칼륨비누나 규소화합물 또는 음이온, 양이온 및 비이온계의 계면활성제가 첨가될 수 있다.

발포체의 수분흡수 능력을 조절하기 위하여 겔화제가 사용될 수도 있으며, 이 겔화제는 천연검(Gum)류, 변형 및 미생물 제제의 검류, 합성 겔화제 및 기타 겔화제로 분류된다. 천연검류는 아라비아검, 트라가칸트검, 로커스트빈검(LBG), 구아검, 한천알길, 카라기난, 펙틴, 젤라틴, 타마린드검등이 있다. 변형 및 미생물제제의 검류로는 CMC, CMS, MC, HPC, HPMC(히드록시 프로필, 메틸셀루로오스), HPS(히드록시프로필 전분), HES(히드록시 에틸 전분), 산탄검(Xanthan Gum), 덱스트란, 카르복시메틸 LBG, 카르복시메틸 구아검등이 있다. 합성 겔화제로는 비닐고분자, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 카르복시비닐 고분자, 아크릴 고분자, 폴리아클릴아미드, 에틸렌옥시드 고분자 등이 있다. 기타 겔화제로는 카제인, 카제인-나트륨, 전분-포스페이트 등과 플루오르화나트륨 등이 있다.

본 발명에서도 발포 성형체를 장기간 보존할 필요가 있는 경우에 그 용도에 따라 방부제를 사용한다. 방부제로는 모든 유기 또는 무기 방부제가 사용될 수 있으며, 그 예로는 솔빈산과 그 염, 프로피온산과 그 염, 디히드로초산과 그 염, 안식향산과 그 염, 살리실산, 포르말린, 부틸화 히드록시 아니졸(BHA), 부틸화 히드록시 톨루엔(BHT), 프로필 갈레이트(PG), t-부틸 히드록시 퀴논(TBHQ), 파라벤즈, 이산화황, 아황산염, 질산연, 아질산염 등이 있다.

본 발명에서의 발포 성형체의 착색을 위하여 필요한 경우에 착색재로 염료와 안료가 사용되기도 하며 색소를 첨가하기도 한다. 여기서 사용되는 염료 또는 안료로는 이산화티탄, 산화제이철, 카본블랙, 리토폰, 아연화, 메틸오렌지, 메틸블루우, 인디고, 콩고레드, 아닐린 등이 있다. 또한 첨가되는 색소로는 인공색소와 천연색소로 구분되는데, 인공색소로는 Fast Green FCF(식용타르색소)와 그 알루미늄 레이크, Brilliant 블루 FCF(식용타르색소)와 그 알루미늄 레이크, 에르트로신, Alura Red(식용타르색소) 등이 있으며, 천연색소로는 쵸콜렛색소, 치자색소, 파브리카색소, 코치닐색소, 베타카로틴 등이 있다. 부수적으로 쓰이는 매염제로는 음이온, 양이온 및 비이온계의 계면활성제나 백반(명반)류 등을 사용한다.

발포 성형체의 표백 효과를 나타내기 위하여 필요한 경우에 표백제가 사용되는데, 이 표백제로는 O₃, NaClO₂, 글로로칼키, K₂S₂O₅, SO₂, Na₂S₂O₄, H₂O₂등의 산화환원 표백제를 중심으로 롱갈리트, 아르젠 및 형광 증백제류를 사용한다.

상기의 성분들로 발포된 발포 성형체의 용기나 자재는 필요에 따라 피복재로 피복한다. 피복제는 무공해성 피복제와 공해성 피복제로 구분되는데 무공해성 피복제로는 아밀로오스, 말토덱스트린, 종이, 석고, 시멘트, 알루미늄박, 금속박판, 천연섬유 직물, 천연섬유 부직포, 물유리, 제재장(껍질채 먹는 소시지에 쓰이는 포장용재), 셀로판지, 파이록실린(이질산 셀룰로오스), 천연고무, 광분해성 플라스틱등이 있으며, 공해성 피복제로는 모든 종류의 플라스틱과 그 필름류, 합성섬유 직물, 합성섬유 부직포, 규소수지, 합성고무, 각종 도료등이 있다.

표면 처리시 방수제와 발수제가 사용될 수도 있으며 이 경우 물유리, 왁스, 파라핀, 염화파라핀, 규소수지, 마이크로 크리스탈린 왁스(MCW), 천연고무, 합성고무, 염화고무, 천연수지류, 합성수지류, 셀로판, 셀루로이드, 금속비누등이 이 용도로 쓰일 수 있다.

상기의 재료를 사용하여 본 발명의 발포 성형체를 제조하는 방법은 다음과 같다. 본 발명의 방법은 소형 발포체를 제조한 후 최종 발포 성형체를 제조하는 방법과 필요한 모든 원료를 함께 혼합하여 한번의 공정으로 발포 성형체를 제조하는 방법으로 크게 분류할 수 있다.

구체적으로 발명품을 만드는 방법은 4가지이다.

1) 소형 발포체 접합법

이 방법은 소형 발포체를 미리 만든 후 이 발포체들을 접착제를 사용하여 접합시켜 원하는 모형을 만든 다음 표면처리를 한다. 소형 발포체를 만드는 방법은 이미 제과공업에서 사용되고 있는 모든 방법이 다 사용가능하다. 기존에 쓰이고 있는 방법은 통상 6가지 정도가 널리 쓰이며 그 내용은 다음과 같다.

① 튀밥 또는 튀긴 옥수수 발포법

고전적인 둥근 발포기를 사용하는 방식으로 폐쇄된 공간에 재료를 넣고 가열하여 압력을 높인 후 일시에 압력을 제거하여 발포시킨다. 주로 알곡의 발포에 이용하며 재료속에 들어있던 수분이 발포제의 역할을 한다.

② 팝콘 발포법

폭발성 옥수수를 가열하여 수분을 증발시킴으로써 발포시키는 법

③ 압축성형기(extruder)를 사용하는 발포법

흔히 먹는 스낵과자를 만드는 방법으로 다양한 형태의 연출이 가능하다. 가루상태의 원료를 반죽하여 압출성형기를 통과시켜 발포시킨다.

④ 유탕에 튀기는 법

종래의 튀김 강정이나 유탕과자 또는 한과등을 만들때 쓰는 방법으로 분체를 반죽하여 성형한 후 뜨거운 기름에 넣어 일시에 수분을 증발시킴으로써 발포시키는 법으로 단단한 발포체의 제조가 가능하다.

⑤ 가마를 이용하는 발포법

땅콩굽는 가마와 비슷하게 생긴 도구를 이용하여(업계에서는 통칭 가마라 부른다) 가루를 반죽, 성형한 알갱이에 포함된 발포제나 수분을 이용하여 발포시키는 법이다. 이 방법으로 만들어진 발포체를 속칭 마카로니라고 하며 강정을 만드는 제과업계에서는 강정의 원재료를 커다란 자루에 담아 거래되고 있다. 상당히 단단한 발포체를 제조할 수 있다.

⑥ 고온의 모래를 이용하는 발포법

상기 ⑤번까지는 퍼핑식 발포법에 속하고 ⑥번은 퍼칭식 발포법에 속한다. 굵은 모래나 가는 자갈 굵은 소금 등을 가열하여 고온으로 만든 후 반죽 성형한 재료를 넣어 발포제와 수분을 이용하여 발포시키는 법이다.

이상의 방법중 재료와 요구되는 성질에 알맞는 방법을 골라 소형 발포체를 먼저 제조한 후 접착제와 섞어 개어 고형화되기 전에 형틀에 붓는다. 굳어진 후 형틀에서 떼어내어 필요에 따라 표면처리를 하여 사용한다. 종이나 금속박, 또는 플라스틱 필름류 등의 일부 표면처리 재료는 아예 처음부터 형틀에 넣어 성형과 함께 표면처리가 마무리 되도록 할 수 있다. 대형이거나 복잡한 모형도 제작이 가능하고, 반죽시와 접착제로 개는 과정에서 섬유상 물질이나 발포점토 등의 첨가물의 첨가가 용이하다. 형틀을 제거하기 어려울때는 이형제를 쓴다.

2) 전병 과자 굽는 방법 이용법.

전병(속칭 센베)이라고 불리우는 얇은 일본식 막과자를 굽는 방법을 응용한 것이다. 필요로 하는 재료를 골라 반죽을 한 후 형틀에 넣어 구워낸다. 구워낸 후 표면처리를 하는데 종이, 금속 박 등의 일부 재료는 형틀에 넣어 함께 구울 수 있으며 이때는 성형과 함께 표면처리가 마무리된다. 원하는 모양을 가장 정확히 얻을 수 있는 방법이고 섬유상 물질등 첨가물의 첨가도 자유롭다.

3) 비스켓 제조방법 이용법

필요한 재료를 반죽한 후 필요한 모양으로 먼저 성형한다. 오븐이나 비스켓 제조기를 이용하여 구운 후 표면처리를 한다. 평면모형 내지 어느정도 단순한 입체모형 제품에서 비교적 여러가지 형태의 연출이 가능하고 섬유상 물질등의 첨가도 가능하나 대형 제품이나 복잡한 입체 형태의 제품은 만들기가 어렵다.

4) 뻥과자 제조방법 이용법

속칭 뻥과자라고 불리우는 과자를 만드는 방식을 응용한 것으로 필요로 하는 재료를 반죽하여 알곡 형태의 입자로 성형하여 적당한 습도로 건조한 후 원하는 형틀에 알맞은 양을 넣고 가열, 가압하였다가 일시에 감압하여 발포체를 만든다. 네가지 방법중 고속 제작이 가능하다는 장점이 있으나 대형 제품을 만들기가 어렵고 형태의 정밀도 유지와 형태의 다양한 연출이 가장 어려운 방법이다.

이상의 방법으로 만들어진 발명품은 기존의 스치로폴과 비교할 때 장점도 있고 단점도 있다. 무엇보다 가장 뛰어나 장점은 주재료가 쉽게 썩으므로 공해가 없거나 적다는 것이고 다음으로는 설계에 따라 스치로폴보다 훨씬 강도가 높은 제품의 생산이 가능하다는 점이다. 마지막으로 제품설계에 따라 스치로폴과 달리 다소의 흡수성을 부여할 수 있으므로 습기에 민감한 제품을 보호하는데는 스치로폴보다 더 낫다는 장점도 있다. 단점으로는 첫째, 쿠션성(물렁물렁한 탄력성)이 거의 없다는 사실을 들 수가 있고 둘째, 적정 범위 이상의 외력이 가해졌을 때 스치로폴은 질겨서 찌그러진 채로도(물론 찢어지면 안되지만) 어느정도 기능의 수행이 가능하나(일회용 컵의 경우가 대표적이다) 본 발명품은 금속박이나 플라스틱 필름, 아밀로오즈 필름등의 질긴 피복제를 입힌 제품이 아닌 경우 힘을 받은 부분이 파괴되어 더 이상 사용할 수 없다는 점을 들 수 있다.

본 발명은 그 조성이 상당히 다양하므로 제품의 원하는 강도, 용도, 내구력 등에 따라 발포율, 발포조건, 원재료 및 부재료의 종류와 함량등을 설정하게 된다. 이러한 기술내용은 발포 성형체와 관련된 분야의 통상의 지식을 가진 자들이 용이하게 이용할 수 있다.

발포 성형체의 표면을 피복재로 피복하는 방법도 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들어 피복재를 발포 성형체의 표면에 분무기로 분무하는 방식(분무법), 액체 상태의 피복제에 침지시켰다가 꺼내어 건조시키는 방식(침지법), 붓 등을 이용하여 성형체의 표면에 도포하는 방식(도포법), 피복제를 성형체의 표면에 열로 접착시키는 방식, 피복제를 접착제로 그 표면에 접착시키는 방식(접착법)등이 이용될 수 있다. 이러한 피복 방법들도 피복기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들이 용이하게 이용할 수 있다.

소형 발포체의 입자 크기를 적절히 크게 하여 표면 피복을 하면 그대로 입자모양의 포장 완충재로 사용될 수 있고 또 비스켓 제조법을 이용한 방법으로도 적당한 크기의 발포체를 만들어 표면처리를 하면 그대로 입자모양의 포장 완충재로 사용될 수 있다.

발포 성형체의 용기나 자재의 표면에 인쇄를 하고자 하는 경우에는 그 표면에 직접 인쇄하는 방법과 인쇄물을 성형체에 붙인 후 투명한 피복물로 피복하는 방법이 있고 또 이면에 인쇄한 투명 또는 반투명의 피복재를 접착시켜 쓸 수도 있다.

본 발명에서의 원료를 반죽상태로 혼합한 후 기체를 주입시키면서 교반기로 고속 회전시켜 발포체를 형성시키는 플라스틱 분야의 기술을 응용하여 발포체를 제조할 수도 있다.

본 발명의 발포 성형체는 그 용도에 따라 방음, 단열, 보온, 보냉등의 효과를 가져야 하는 경우가 있으며, 이러한 각각의 용도에 맞는 발포 성형체는 앞에서의 접착제, 피복제등을 적절히 선택하여 제조할 수 있다. 예를 들어 난연성 건축재를 제조하고자 하는 경우에는 부석의 파쇄물이나 돌가루, 발포점토, 발포혈암, 기포유리 등을 섞고 물유리나 규소수지를 접착제로 쓰고 물유리, 규소수지 또는 버사틸플라스틱 등의 난연성 재질로 표면처리를 하면 되고, 금속판, 석고, 또는 시멘트등으로 표면처리를 하여 가볍고 우수한 건축용 자재를 만들 수 있다. 용도에 따라 발포 성형체의 표면을 알루미늄박 등의 금속박으로 처리할 수도 있고, 표면을 다채롭게 염색 또는 도색하여 장식재로 사용할 수도 있다.

본 발명의 발포 성형체는 공해성 피복제를 제외하고는 모든 성분이 분해 또는 부패될 수 있는 물질로 이루어지기 때문에 환경공해 문제를 제거할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 발포 성형체는 그 원재료 및 부재료를 어떻게 선택하느냐에 따라 사람이 먹을 수 있는 제품으로서부터 사료용으로 사용할 수 있는 제품, 농업용 퇴비로 사용할 수 있는 제품, 무공해성 또는 저공해성 제품으로 다양하게 생산될 수 있다. 예를 들어 알곡의 발포체를 물엿이나 텍스트린으로 접착하고 식용 색소로 착색한 후 표면피복을 제재장이나 아밀로오스로 행한다면, 포장 완충재 등으로 사용한 후 사람이 먹을 수 있는 제품이 되며, 위의 제품에 볏짚, 옥수수대, 옥수수 수염 등이 혼합된 경우에는 가축의 사료용으로 사용될 수 있는 제품이 되며, 기타 사료용으로 부적합한 농산 폐기물등이 혼합된 경우에는 농업용 퇴비로 사용될 수 있다. 이러한 용도로 사용되지 않고 폐기 처분되는 경우에는 그 원료성분은 자연 상태에서 분해되거나 부패되어 환경공해 문제를 야기시키지 않는다.

본 발명에서는 거의 폐기물로 처리되는 모든 농수산 또는 임산의 부산물이나 합성고분자 물질등이 재활용될 수 있기 때문에 폐자원을 활용하는 효과가 크며, 발포 성형체에 공해성 물질이 일부 포함된다 하여도 폐기시 공해가 적게 발생하고 일반 소각로로 쉽게 소각되므로 소각로 설치 비용이 적게 들고 소각시 발생하는 유해가스의 양이 상대적으로 적어지는 등의 효과가 있다.

본 발명의 발포 성형체는 그 제품의 물성을 자유로이 조절하여 제조할 수 있고 제품의 형태도 각종 용기를 비롯하여 시이트형, 판재형, 구형체등의 각각의 용도에 적합한 형태로 제조할 수 있는 장점을 갖는다.

본 발명은 종래 식품이나 사료등으로만 한정 사용되던 물질을 주원료로 하여 용도가 광범위한 새로운 복합재료를 만들어 낸 것이다. 성형이 자유롭고, 다양한 원료의 다양한 조합에 의한 다양한 제품의 설계가 가능하고, 공해가 최소화된다는 점을 주목하기 바란다.

[실시예]

본 발명에서 실시한 실시예는 다음과 같다.

[실시예 1]

옥수수를 주원료로 하여 본 발명의 발포 성형체를 제조하였다. 옥수수 및 쌀을 각각 뻥튀기 기계로 발포시켜 발포체를 제조한다. 볏짚을 약 5㎜ 정도로 세절한다. 옥수수 발포체 40g, 쌀 발포체 20g 및 위의 볏짚 30g을 물엿 20g에 잘 혼합하여 혼합체를 형성한다. 이 혼합체를 직육면체로 성형한 뒤 건조시킨다. 건조시킨 성형체를 PVC랩으로 싸서 최종의 포장 완충재를 제조한다. 이 발포 성형체는 포장 완충재로서 충분히 내충격성을 갖는다.

[실시예 2]

밀가루를 주원료로 하여 본 발명의 발포 성형체를 제조하였다. 밀가루 50g을 물 20g 및 B.P(베이킹 파우더)에 혼합하여 반죽한 후 성형기를 통하여 작은 입자로 성형시킨다. 성형된 입자를 기름에 튀겨서 발포체를 제조한다. 이 발포체에 쌀 발포체 30g과 세절한 두꺼운 종이 30g을 혼합하여 물엿 30g과 혼합한다. 실시예 1과 동일한 방법으로 직육면체의 성형체를 제조하고 PE랩으로 싼다. PE랩이 성형체의 표면에 밀착하도록 적정 온도에서 표면을 가열시켜 최종의 포장 완충재를 제조한다. 이 발포 성형체의 포장 완충재도 포장 완충재로서 충분한 내충격성을 갖는다.

[실시예 3]

쌀과 보리를 주원료로 하여 각각의 발포 성형체를 제조하였다. 보리 발포체 40g, 쌀 발포체 40g, 섬유장 5∼10㎜로 절단한 솜 및 녹말풀 30g을 혼합하여 혼합체를 형성하고 혼합체를 직육면체로 절단한 후 건조시킨다. 이 직육면체의 성형체에 종이를 붙여서 포장재 또는 장식재로 사용할 수 있다.

[실시예 4]

5㎜ 정도의 길이를 갖는 잘게 썬 펄프 20g, 밀가루 40g 및 (NH₄)₂CO₃5g을 물 30g에 혼합하여 반죽형태로 제조하고 작은 입자로 성형하여 기름에 튀겨서 발포체를 제조한다. 이 발포체에 쌀 발포체 30g을 혼합하여 공업용 본드 30g으로 교반시켜 발포체를 접착시킨다. 이 접착 혼합체를 직육면체로 절단한 후 건조시킨다. 이 직육면체의 성형체에 셀로판지를 붙여서 포장재 또는 장식제로 사용할 수 있다.

[실시예 5]

밀가루에 발포제와 염료, 동물단백질을 조직강화제로 넣어 반죽한 후 소형 쟁반(tray) 모양의 형틀에 넣고 구웠다. 꺼내어 식힌 다음 표면에 방수성 도료를 칠하여 얇은 피막을 입혔다. 건조후 사용하니 강도나 방수성에서 실용적인 제품이 되었다.

[실시예 6]

실시예 5와 같은 방법으로 구워낸 발포체에 접착제를 칠하고 종이를 붙였다. 양면을 붙였을 때가 일면에만 붙였을때 보다 휠씬 강도가 높았고 크라프트지를 일면에만 붙였을때 보다 훨씬 강도가 높았고 크라프트지를 썼을때는 대단히 커다란 강도를 보였으며 황산지나 파라핀지를 붙였을 때는 방수성과 내수성, 내유성이 모든 우수한 제품이 되었다. 인체에 무해한 접착제를 사용했을 때에는 위생성도 뛰어난 제품이 되었다.

[실시예 7]

실시예 5와 같은 방법으로 구워낸 발포체에 접착제를 칠하고 알루미늄박을 붙였다. 위생적이고 거의 반영구적인 내수성, 내유성, 방수성, 내습성을 가진 제품이 되었다. 알루미늄박의 두께에 따라 다소의 차이는 있었으나 강도 또한 뛰어났다.

[실시예 8]

실시예 5와 같은 방법으로 구워낸 발포체에 접착제를 칠하고 PE필름을 붙였다. 성능이 우수한 쟁반(tray) 형태가 되었다.

[실시예 9]

실시예 5와 같은 방법으로 반죽을 구울때 미리 형틀에 일면도포 파라핀지를 대고 반죽을 구웠다. 성형이 끝나 발포체를 꺼냈을 때 파리핀지와 발포체는 훌륭히 접착하였고 성능면에서도 접착제를 이용하여 붙였을 때와 아무런 차이가 없었다.

[실시예 10]

반죽을 할때 석면의 단섬유를 첨가하여 실시예 5와 같이 굽되, 형태는 단순한 판상으로 하였다. 석고와 물유리로 표면을 도포하여 건조하자 두께 5㎜에서 라이타 불에 5분정도 노출되어도 그으름이 끼고 연기만 생길 뿐 불은 붙지 않는 난연성 판재가 되었다. 독가스의 발생도 없었고 강도도 상당히 높았다.

Claims (6)

1. 자연상태에서 분해될 수 있는 식품, 사료, 비료등의 원료로 사용되는 천연물질이나 펄프 슬러지를 포함한 펄프 물질을 주원료로 하여 상기 주원료에 농수산물 또는 임산물의 폐기물을 부원료로 섞어 혼합물을 만들고, 상기 혼합물에 발포제와, 요구되는 성질에 따라 겔화제, 기포제, 조직강화제, 방부제, 착색제 및 표백제를 선택해서 첨가하고, 튀밥 발포법, 팝콘 발포법, 압축성형기로 발포하는 방법, 유탕에 튀기는 방법 및 가마 또는 고온의 모래를 이용한 발포법으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 방법으로 발포시켜서 소형의 발포체를 형성하고, 그리고 접착제를 사용하여 상기 소형의 발포체를 접착시키는 단계로 구성되는 무공해 또는 저공해 발포 성형체 제조방법.
2. 자연상태에서 분해될 수 있는 식품, 사료, 비료등의 원료로 사용되는 천연물질이나 펄프 슬러지를 포함한 펄프 물질을 주원료로 하여 상기 주원료에 농수산물 또는 임산물의 폐기물을 부원료로 섞어 혼합물을 만들고, 상기 혼합물에 발포제와, 요구되는 성질에 따라 겔화제, 기포제, 조직강화제, 방부제, 착색제 및 표백제를 선택해서 첨가하고, 접착제를 혼합하여 반죽을 만들고, 그리고 전병 과자 굽는 방법, 비스켓 제조방법 및 뻥과자 제조방법으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 방법으로 발포시키는 단계로 구성되는 무공해 또는 저공해 발포 성형체 제조방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 발포 성형체를 아밀로오스, 말토덱스트린, 종이, 석고, 시멘트, 알루미늄박, 금속박판, 천연섬유 직물, 천연섬유 부직포, 물유리, 제재장, 셀로판지, 이질산 셀룰로오스, 천연고무, 광분해성 플라스틱, 플라스틱필름, 합성섬유 직물, 합성섬유 부직포, 규소수지, 합성고무 및 도료로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 피복제로 사용하여, 분무법, 침지법, 도포법 및 접착법으로 구성되는 군으로 부터 선택된 하나의 방법으로 피복시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무공해 또는 저공해 발포 성형체 제조방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 발포 성형체 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 발포 성형체.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 발포 성형체로 제조되는 것을 특징으로 하는 상품의 포장재, 포장 완충재, 일회용 용기, 건축자재, 보온보냉재, 장식재 및 해상의 부표물.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 형성된 소형의 발포체를 접착제로써 반죽하여 조직 강화제를 첨가하고 기체를 주입시키면서 고속회전으로 교반시키는 단계를 더 포함하는 무공해 또는 저공해 발포 성형체 제조방법.