KR20000067282A - 식물성 섬유를 원료로 하는 자연 분해성 1회용 식품용기의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1회용 식품용기의 제조방법에 있어서, 식물성 섬유 60~73중량%, 대두박 20~30중량%, 전분 2~4 중량%, 소금 1~5중량%, 점결제 3~5중량%, 물 2~3중량%를 혼합하여서 된 혼합물을 80~90℃의 자연 발생열이 유지될 때까지 압축 혼합하여 펠레트 형태로 압출한 후 이를 재차 판상으로 압출하고 이 판재를 압축성형기로 압축성형하여 1회용 식품용기를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 1회용 식품 용기는 값이 저렴하고 자연분해 되거나 동물의 사료로서 적합한 자재만을 사용하여 제조되므로 사용후 이차 공해를 야기시키지 않고 폐기시킬 수 있으며, 필요한 경우 수거하여 동물의 사료로도 재사용할 수 있어, 1회용 식품용기의 폐기로 인한 환경오염을 방지하고 폐자원을 재활용할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

식물성 섬유를 원료로 하는 자연 분해성 1회용 식품용기의 제조방법{A manufacturing method for spontaneous decomposable-disposable food container made from plant fibers}

본 발명은 볏짚, 밀짚, 갈대, 벼왕겨, 밀왕겨, 옥수수대, 옥수수송이 등에서 선택된 식물성 섬유(Plant fiber)와 콩깻묵, 전분 및 점결제로 조성된 점결성 조성물을 용기(容器)형태로 성형하는 공정으로 이루어진 식물성 섬유를 원료로하는 자연분해성 1회용 식품용기의 제조방법에 관한 것이다.

현대 생활에서는 합성수지, 알루미늄 호일(Aluminum foil)과 같은 금속호일, 종이류 등 다양한 종류의 1회용 식품용기가 대량으로 사용되고 있으며 사용후 대부분 폐기물로 배출되고 있는데 그중 합성수지로 된 식품용기는 폐기물로 배출시 또는 재처리시 환경 공해를 유발하는 문제 때문에 독일, 불란서 등 일부 국가에서는 합성수지로 된 1회용 식품용기의 사용을 엄격하게 제한하고 있다.

합성수지 폐기물은 매립하여도 쉽게 썩거나 분해되지 않아 토양오염의 원인이 되며 소각폐기 시에도 유해가스의 발생으로 대기오염의 원인을 제공하게 된다.

최근 합성수지 폐기물로 인한 토양오염을 방지하기 위하여 생물학적으로 분해되는 합성수지가 제안된 바도 있으나 현재까지 알려져 있는 자연 분해되는 합성수지는 합성수지에 전분과 같이 자연분해되는 유기물질을 혼합하여 제조된 것이고 전분은 자연 분해되나 합성수지는 자연 분해되지 않기 때문에 분해 잔사(殘渣)에 합성수지가 잔류(殘留)하게 되어 토양오염의 원인을 완전하게 제거할 수는 없었다.

식물성 섬유를 원료로 하는 1회용 식품용기(disposabl food container)류로서 대표적인 것으로 커피 자동판매기(Vending machine)에서 사용되는 1회용 종이컵을 들 수 있다.

이 종이컵의 주재가 식물성 펄프로 구성되기는 하나 펄프만으로는 수분이 누출되는 것을 방지할 수 없으므로 수분의 누출방지와 컵의 강도유지를 위하여 펄프로 된 판지에 합성수지를 도포 또는 침투시킨 것을 사용한다. 따라서 이러한 종이 컵도 식물성 섬유를 원료로 하기는 하지만 합성수지 때문에 자연 분해되지는 않는다.

본 발명의 목적은 종래 합성수지를 사용하는 1회용 식품용기를 대체하기 위하여 자연 분해될 수 있는 물질만을 사용하여 식품용기용 점결성 조성물을 만들고 이 조성물을 압출기에 넣고 압축혼합열이 80~90℃에 이를때까지 압축 혼합시킨 후 지름 2~5mm의 펠렛트(pellet) 형태로 압출하고 이 펠렛트를 "T" 금형(die)를 장착한 압출기로 재압출하여 판재(板材)로 만든다음 이 판재를 유압(油壓) 프레쓰(press)를 이용하는 압축성형기로 성형하여 1회용 식품용기를 제조하는 방법을 제공하므로서 사용후 용기를 폐기시 자연 분해되도록 하거나 수거하여 동물의 사료 또는 사료 첨가제로 재활용 할 수 있도록 하는 자연 분해성 1회용 식품용기를 제공하는데 있다.

본 발명자는 값이 비교적 저렴하면서 대량구득이 용이한 식물성 섬유와 대두박을 주원료로 하고 여기에 가공성 향상과 점착력 유지를 위한 첨가제를 혼합하면 합성수지에 근접하는 가공성을 갖는 조성물을 얻을 수 있고 이를 합성수지 가공방법과 유사한 방법으로 가공 처리하면 현재 사용하고 있는 합성수지재로 된 식품용기와 유사한 물리적 성질을 갖는 식품용기를 얻을 수 있고 또한 이 식품용기는 수분과 접촉시 3~5시간 정도는 수분의 침투가 일어나지 않으나 그 이후에는 수분의 침투가 일어나고 2~3일 이내에는 분해될 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명은 50~200 메쉬로 분쇄한 식물성 섬유, 대두박, 전분 및 점결제로 조성된 점결성 조성물을 압출 성형하여 판상으로 제조하고 이 판상으로 제조된 판재를 압축성형하여 일회용 식품용기를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 식품용기는 식물성 섬유, 콩깻묵(대두박), 전분 및 점결제로 구성된다.

본 발명에서 식물성 섬유는 볏짚, 밀짚, 갈대, 벼왕겨, 밀왕겨, 옥수수대, 옥수수송이, 톱밥 등에서 선택된 것을 사용한다.

콩에서 콩기름을 짜내고난 찌꺼기를 콩깻묵(大豆粕)이라 한다.

콩깻묵은 탈지대두(脫脂大豆)라고도 하는데 대부분 용제추출(溶劑抽出) 방법으로 콩기름을 빼내고 남는 찌꺼기로서 얻어진다.

탈지대두에는 사용하는 용제의 비점(沸点)에 따라 열을 받지 않은 미변성 탈지대두와 열은 받은 변성 탈지대두가 있는데 미변성 탈지 대두는 변성 탈지 대두에 비하여 수용성이 크다. 본 발명의 원료로 사용하는데는 미변성 탈지대두가 더 유용하기는 하지만 변성 탈지대두를 사용하여도 무방하다.

일반적으로 용제추출에 의한 탈지대두의 함유량(含油量)은 1% 이하이다.

콩(豆, Soybean)은 산지에 따라 차이가 있기는 하나 유지(油脂) 20% 내외, 단백질 40% 내외, 기타 식용섬유질, 아미노산 등으로 조성되어 있어 우유단백질에 근접하는 영양가가 높은 식품의 일종이다.

따라서 콩 1kg을 처리하여 콩기름을 얻게되면 약 800g의 대두박이 얻어진다.

본 발명의 조성물은 다음과 같이 구성된다.

식물성 섬유 : 60~73 중량%

대 두 박 : 20~30 중량%

전 분 : 2~4 중량%

소 금 : 1~5 중량%

물 : 3~5 중량%

점 결 제 : 1~3 중량%

여기에서 전분은 옥수수 전분, 감자 전분, 고구마 전분 중에서 선택될 수 있으며 전분의 종류에는 제한받지 않는다.

대두박은 소량의 유지(油脂)와 단백질, 아미노산, 섬유질로 구성되어 있어 가열성형시 가공성은 우수하나 대두박만으로 성형품을 제조하게 되면 강도가 낮고 경도(硬度)만 높아 외부 충격에 쉽게 파손되는 문제가 있다.

식물성 섬유의 첨가는 충격강도를 높여주는 효과가 있다. 본 발명에서 사용되는 식물성 섬유는 거의 대가(代價) 없이 얻을 수 있는 저가(低價)의 것들이므로 제조비용을 크게 낮출 수 있다.

전분은 결착성과 성형성을 향상시키며, 소금은 보관시 변질을 방지하는 역활과 단백질의 응고를 촉진시켜 주는 효과가 있을 뿐만 아니라 습도 유지의 효과도 있다.

그러나 보다 가공성을 개선하고 합성수지와 유사한 물리적 성질을 갖게하고 결착력을 증대시켜 주기 위하여 아교(glue)를 점결제로 첨가한다. 아교는 동물의 피(皮)나 골(骨)에 함유되어 있다.

동물의 가죽을 물에 넣고 끓여서 추출물을 얻고 이 추출물을 가열, 물을 증발시켜서 얻은 것을 사용한다. 아교는 콜라겐(Collagen)이 주성분이다.

콜라겐은 동물 가죽 조직의 세포사이에 섬유상으로 존재하며 성형가공성이 우수하고 가수분해가 용이한 단백질의 일종으로서 식물성 물질들에 대한 결착력이 우수한 물질이다.

본 발명에서 사용되는 모든 원료는 동물이 섭취할 수 있는 물질들이고 또한 자연 분해되는 물질들이다.

상기의 조성물을 압출기에 넣고 80~90℃의 자연발생열이 유지될 때까지 압축믹싱하여 지름 2~5mm의 국수 모양으로 1차 압출한 후 이를 펠레트(pellet)로 만들어 주고 이 펠레트를 재 압출하여 필요한 두께와 폭을 갖는 판재로 압출하고 이 판재를 유압 프레쓰를 이용하는 압축성형기로 압축성형하면 원하는 형태의 식품용기를 얻을 수 있다.

이하 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다.

실시예 1.

100메쉬(mesh)로 분쇄한 밀짚 100kg, 100메쉬로 분쇄한 대두박 30kg, 소금 3kg, 감자 전분 3kg, 아교 2.5kg, 물 4.5kg을 혼합교반하여 혼합물을 만든다.

이 혼합물을 압출기(Extruder)에 투입하고 80~90℃ 자연발생열이 발생할 때까지 압축혼합 한후 2~5mm의 국수모양의 펠레트(pellet) 형태로 압출하고 이를 다시 같은 조건에서 "T"형 금형(die)을 장착한 압출기로 재압출하여 두께 3mm의 판재(板材)를 얻는다.

이 판재를 라면 용기, 도시락 용기, 접시, 컵, 수저, 아이스바(Ice bar)등 금형에 넣고 유압프레쓰를 이용하는 압축 성형기로 재 성형하면 두께 1mm의 원하는 형태의 성형품을 얻을 수 있다.

여기에서 점결제는 아교 이외에도 폴리비닐알콜과 같은 식용 가능한 수용성 점결제를 사용할 수도 있다.

접시나 컵 같은 소형식기는 30~35톤의 유압프레쓰로 성형이 가능하나 용량 1ℓ 정도의 라면 용기와 같은 대용량의 것은 50~100톤의 압축 성형력이 필요하다. 본 발명의 방법으로 제조된 접시나 컵은 3시간 정도의 방수효과를 가지므로 1회용으로 사용하는데 지장이 없다.

본 발명의 판재를 압축성형하면 라면 용기, 도시락 용기, 접시, 컵, 수저 아이스바(Ice bar) 등 압축 성형방식으로 성형 가능한 대상은 무엇이든 제조 가능하다.

본 발명의 방법으로 제조된 식품용기는 물에서 2~3일 이내에 분해되며 사용원료가 모두 사료 또는 사료 첨가제로 사용될 수 있는 물질들이므로 사용후 폐기시 단기간 내에 자연분해되어 폐기로 인한 2차 공해의 발생이 없다.

본 발명의 1회용 식품 용기는 값이 저렴하고 자연분해 되거나 동물의 사료로서 적합한 자재만을 사용하여 제조되므로 사용후 이차 공해를 야기시키지 않고 폐기시킬 수 있으며, 필요한 경우 수거하여 동물의 사료로도 재사용할 수 있어, 1회용 식품용기의 폐기로 인한 환경오염을 방지하고 폐자원을 재활용할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1회용 식품용기의 제조방법에 있어서, 50~200 메쉬의 식물성 섬유 60~73중량%, 대두박 20~30중량%, 전분 2~4 중량%, 소금 1~5중량%, 점결제 3~5중량%, 물 2~3중량%를 혼합하여서 된 혼합물을 80~90℃의 자연 발생열이 유지될 때까지 압축 혼합하여 펠레트 형태로 압출한 후 이를 재차 판상으로 압출하고 이 판재를 압축성형기로 압축성형하여 1회용 식품용기를 제조하는 방법.

제1항에 있어서, 식물성 섬유가 볏짚, 밀짚, 갈대, 벼왕겨, 밀왕겨, 옥수수대, 옥수수송이 톱밥 중에서 선택된 1회용 식품용기를 제조하는 방법.

제1항에 있어서, 전분이 옥수수전분, 감자전분, 고구마전분 중에서 선택되는 1회용 식품용기를 제조하는 방법.