KR20010074465A

KR20010074465A - 생분해성 포장재료, 그 제조방법 및 용도

Info

Publication number: KR20010074465A
Application number: KR1020007010893A
Authority: KR
Inventors: 바르안드레아스게르하르트
Original assignee: 추후제출; 아팍 악티엔게젤샤프트 퓌어 비오로기쉐 페어팍쿵엔
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2001-08-04
Also published as: DE19980541D2; DE19814373A1; NO20004891D0; JP2002509969A; AU3522199A; EP1070099A1; NO20004891L; CA2324575A1; WO1999050346A1; DE19814373C2; PL343178A1

Abstract

본 발명은 생분해성 포장 재료로서 다음을 포함한다.

(a) 45 - 72 wt% 녹말,

(b) 18 - 45 wt% 셀룰로스 함유 섬유,

(c) 0.2 - 10 wt% 지방 함유 이형제,

(d) 0.05 - 3.0 wt% 유화제, 및

(e) 2 - 15 wt% 수분

본 발명은 또한 본 발명에 따른 생분해성 포장재료를 제조하는 방법과 음식물과 같은 포장에 사용하는 용도와 관련된다.

Description

생분해성 포장재료, 그 제조방법 및 용도{Biodegradable Packaging Material, Method For Producing Same And Its USE}

현재 환경과 관련된 가장 큰 문제중 하나는 폐기물의 미발생, 감소, 처리에 관한 것이다. 예를들어 음식물 포장이나 패스트푸드 레스토랑에 사용되는 비이커, 접시, 컵, 그릇, 상자나 또는 다른 용기들과 같은 성형품들의 경우, 상기 문제점들이 특히 두드러진다. 예를들어 음식물, 특히 즉시 소비용 음식물은 대부분 부피가 큰 포장으로 판매된다. 비록 그런 성형품들은 비교적 가볍지만, 사용후 사용후 폐기시 내구성 고체 폐기물의 수량과 부피를 증가시킨다. 이때문에, 부피가 커져 상기 성형품들은 쓰레기 봉투와 쓰레기 처리장의 공간을 상당히 차지한다. 이들 성형품은 또한 바람에 쉽게 날아간다. 음식물을 먹은 뒤 그 용기들을 공터에 버리면, 몇 년 후에는 자연을 훼손시킬 것이다.

지금까지는 상기 성형품들의 제조에 사용된 많은 재료들이 재생성 원료로 제조되지 않아 상당한 환경오염을 야기한다.

이상의 설명에서 알 수 있듯이, 성형품, 특히 포장용으로 사용될 수 있고,상당부분을 재생성 원료로 만들고 빠르게 생분해되는 재료가 매우 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 상당부분을 재생성 원료로 만들고, 매우 빠르게 생분해되는 재료를 제공하는 것이다.

본 발명은 포장용 생분해성 재료, 그 제조 방법 및 음식물등의 포장용도에 관한 것이다.

도 1~4는 본 발명에 따른 재료로 제조될 수 있는 성형품의 예들을 보여준다.

도 1은 기부(2)와 덮개(3)가 힌지(4)에 의해 연결되어있는 성형 포장용품(1)을 보여주는데, 이 성형 포장용품은 음식물이나 뜨거운 음식물도 담을 수 있는 용기로 사용하기 적합하다. 높은 탄성 때문에, 본 발명의 재료로부터 제조된 힌지(4)는 반복적으로 개폐될 수 있다. 녹말을 기초로한 재료는 쉽게 찌그러지고 파손되기 때문에, 이는 매우 놀라운 것이다.

도 2는 개방된 직사각형의 용기 모양의 성형품(1)을 보여주는데, 이 성형품은 대응하는 성형품과 결합되어 완전히 밀폐된 용기를 형성한다. 상자형 성형품(1)은 다수의 반원통형 요부(5)를 갖고, 이런 각각의 반원통형 요부들은 긴 세그 먼트(6)와 짧은 세그먼트(7)로 분할된다. 이런 배열은 중앙 가로대(8)에 의해 분리된 성형물의 반대쪽에 대칭적으로 반복된다. 측면의 받침대(9)는 형상의 안정성을 증가시키고, 성형된 포장재의 지지성과 성형품의 적층성을 향상시킨다. 이런 포장 용기는 볼펜, 립스틱, 화장용품, 연필, 필기도구, 혹은 튜브 포장용 용기같은 약재의 용기로 사용 가능하다.

도 3과 도 4는 예를들면, 꽃병이나 종자박스로 사용되거나 기타 포장용이나 덮개용으로 사용할 수 있는 형태의 비교적 깊은 성형품(1)을 보여준다.

본 발명에 따라서, 상기 목적은 다음의 성분들을 특징으로 하는 생분해성 포장 재료에 의해 달성된다.

(a) 45 - 72 wt% 녹말,

(b) 18 - 45 wt% 셀룰로스 함유 섬유,

(c) 0.2 - 10 wt% 지방 함유 이형제,

(d) 0.05 - 3.0 wt% 유화제, 및

(e) 2 - 15 wt% 수분

여기서 wt%는 생분해성 재료 전체를 기준으로 한다.

본 발명에 따른 재료는 주 성분인 녹말, 셀룰로스 함유 섬유, 지방 함유 이형제 뿐만 아니라 유화제와 소량의 수분을 포함한다. 본 발명에 따른 포장 재료는 초크, 카오린(고령토), 운모, 석고, 알루미나, 티타늄다이옥사이드 또는 산화알루미늄 같은 충전재와 탄산마그네슘, 수산화탄산마그네슘, 수산화나트륨 용액, 수산화암모늄등의 용제는 물론 색소와 식용 착색제를 첨가제로 더 함유할 수도 있다. 하지만 본 발명에 따른 재료는 단지 상기 성분들(a)-(e)로만 구성될 수 있는데, 즉 녹말 오염물과 같이 구성요소 (a)-(e)에 통상 수반되는 물질로서 존재하는 것들을 제외하고는 본 발명에 따른 재료에 다른 성분을 추가할 필요가 없을 수도 있다.

본 발명에 따른 재료에서, 녹말과 셀룰로스 함유 섬유들은 지방 함유 이형제와 유화제와 수분을 함유하는 녹말-섬유 조성물을 형성하고, 이 녹말-섬유 조성물은 녹말의 젤라틴화에 의해 형성된다. 이것은 본 발명에 따른 재료내 녹말중 적어도 한부분이 젤라틴화된 녹말의 형태로 존재할 수 있다는 것을 의미하고, 본 발명에 따른 재료에서 결국에는 녹말-섬유 조성물중의 녹말 전체에 대해 젤라틴화된 녹말 형태로 된 부분이 클수록 유리하다는 것이 발견되었다. "젤라틴화된 녹말"이란 천연 녹말, 또는 먼저 물에 가열한 뒤 선택적으로 냉각하여 화학적 및/또는 물리적으로 개질된 녹말로부터 제조되었음을 의미한다. 지방 함유 이형제와 이형제와 수분은 녹말-섬유 조성물내에서 균등히 분포될 수 있다.

본 발명에 따른 재료는 이 재료에 요구되는 비율로 특정 성분들 (a)~ (d)를 함유하는 반죽에서 제조될 수 있지만, 수분은 15wt% 를 초과한다. 예를들면, 이 반죽을 밀폐된 베이킹틀에 넣어 필요한 형상으로 구워낸다. 베이킹 결과, 수분의 일부분이 높은 압력으로 수증기로 빠져나가 본 발명에 따른 재료를 얻는다. 상기 수증기는 그 목적으로 특별히 설계된 구멍들을 통해 베이킹틀에서 빠져나간다. 그렇게 만들어진 본 발명에 따른 재료는 베이킹 과정이 끝난 후 베이킹틀로부터 제거된다.

본 발명에 따른 재료내 존재하는 녹말은 천연녹말, 화학적 및/또는 물리적으로 개질된 녹말 및 이들의 혼합물로부터 생성될 수도 있다. 본 발명에 따른 재료내 존재하는 천연녹말의 예로 감자녹말, 옥수수녹말, 쌀녹말 및 밀녹말, 또한 식물로부터 채취할수 있는 다른 녹말들이 있다. 첫번째로 경제적 가격으로 시중에서 대량으로 구입할 수 있고, 두번째로 특히 좋은 특성을 갖는 본 발명에 따른 재료를 제조할 수 있기 때문에 감자 녹말이 바람직하다. 게다가 감자녹말은 부피 팽창성이 크고, 그 결과 양질의 접착성뿐만 아니라 점도를 향상시키는 페이스트가 획득된다.

본 발명에 따른 재료내에 녹말은 45 - 72 wt% , 바람직하게는 58 - 66wt% , 가장 바람직하게는 64 - 66wt% 의 양으로 존재하는바, 각 경우 모두 본 발명에 따른 재료 전체를 기준으로 한다. 본 발명에 따른 재료내 이런 녹말 양은 매우 빠른 생분해성뿐만 아니라 기계적으로 특히 안정된 녹말-섬유 조성물을 제조한다.

본 발명에 따른 재료는 녹말과 함께 앞에서 상술한 녹말-섬유 합성물을 형성하는 셀룰로스 함유 섬유를 포함하고, 이 섬유는 본 발명에 따른 재료의 기본 구조를 형성한다. "셀룰로스 함유 섬유"란 셀룰로스를 포함하거나 셀룰로스를 구성하는 모든 형태의 섬유들을 의미한다. 바람직한 실시예에서, 셀룰로스 함유 섬유는 펄프로부터 획득된 펄프섬유이다. 펄프는 상당부분 셀룰로스로 구성된 미세 섬유 조성물로서, 목재나 기타 섬유질 식물로부터 획득된다.

본 출원에서 사용된 "섬유"란 길이가 폭보다 더 큰 미세한 가는 구조를 의미한다. 상기 섬유는 단섬유나 섬유다발 형태로 존재할 수 있다. 그런 섬유는 당업자에게 알려진 방깃으로 제조될 수 있고, 섬유의 생산시 햄머밀(분쇄기)등을 이용해 셀룰로스 함유 재료를 분쇄하면 특히 유리하다는 것이 밝혀졌다.

본 발명에 따른 재료의 바람직한 실시예에서, 셀룰로스 함유 섬유의 길이는 0.1-3.0mm 이고, 그 폭은 0.01-0.06mm 가 바람직하다.

본 발명에 따른 재료내 셀룰로스 함유 섬유의 양은 18-45 wt%, 바람직하게는20-30 wt%, 가장 바람직하게 24wt% 인바, 각 경우가 본 발명에 따른 재료 전체를 기준으로 한다. 본 발명에 따른 재료내의 셀룰로스 함유 섬유의 양을 이렇게 하면, 본 발명에 따른 재료가 훌륭한 기계적 안정성과 뛰어난 생분해성을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 재료내 섬유에 대한 녹말의 비율은, 1:1~4:1, 바람직하게는 3:1~2.5:1, 가장 바람직하게는 2.7:1 등으로 조정될 수 있다.

전술한 바와같이, 본 발명에 따른 재료는 지방 함유 이형제를 포함하는데, 이 지방 함유 이형제는 본 발명에 따른 재료에 기초하여 0.2-10 wt%의 양으로 존재한다. 지방 함유 이형제의 양은 0.2-2.5 wt%가 바람직하지만, 특히 0.6-1.3 wt%가 바람직하고, 각 경우는 본 발명의 따른 재료 전체를 기준으로 한다.

"지방 함유 이형제" 란 한가지 지방 또는 여러가지 지방을 함유하는 모든 형태의 조성물을 포함하고, 베이킹 과정후에 베이킹틀로부터 본 발명에 따른 재료가 쉽게 빠지도록 한다. 지방은 트리글리세리드로서 3개의 하이드록실기가 지방산에 의해 에스테르화되는 글리세롤의 에스테르이다. 여기에서 지방분자내 지방산들은 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 지방은 합성물일 수도 있고, 식물성 지방이나 동물성 지방처럼 자연산일 수도 있다. 지방은 게다가 부분적 또는 전체적으로 경화될 수도 있다. 전체적으로 경화된 지방은 보관상 뛰어난 안정성을 가지고 있고, 부패하지 않는다. 또한, 지방 함유 이형제가 저장상 뛰어난 안정성을 갖고 높은 분리효율을 갖고 생리학적으로 안전하다면 이는 유리하다. 또한 지방의 융점이 실온(약 18℃)보다 높아 40℃ 이상이면 본 발명에 따른 재료의 발수제로서 유용하다.

본 발명에 따른 재료에 사용된 지방 함유제의 바람직한 실시예에서, 이 지방함유제는 지방을 함유한다. 지방 함유제내 지방의 양은, 지방함유제를 기준으로 적어도 90 wt%, 바람직하게는 94.5 wt% 이상, 그리고 특히 바람직하게는 98 wt% 이상이다. 지방 함유제는 또한 완전 지방으로만 구성될 수도 있다.

지방 함유 이형제는 지방 이외에도, 지방도 아니고 레시틴도 아닌 오일이나 왁스같은 다른 성분을 소량 함유할 수도 있다.

지방 함유제는 지방 함유제를 기준으로 다음 성분을 갖는 것이 바람직한바: 약 64.5 wt% 의 식물성 지방, 약 30.0 wt% 동물성 지방 및 약 5.5 wt%의 레시틴과 왁스(밀랍이 좋음)의 혼합물. 이 지방 함유제는 뛰어난 저장상의 안정성과 뛰어난 분리효율를 갖고, 생리학적으로 안전하다는 점에서 우수하다. 따라서, 본 발명에 따른 물질에 가장 적합하다. 놀랍게도, 이런 지방함유제는 특히 사용량 측면에서 본 발명에 따른 재료의 구조적 특성에 악영향을 미치지 않는다는 것이 지금에서야 발견되었다. 포장용 재료의 뛰어난 기계적 안정성 역시 악영향을 받지 않는다. 또, 지방 함유 이형제를 통해 본 발명의 따른 재료에 다량의 지방이 포함되어 있음에도 불구하고, 상기 재료의 방향성 역시 악영향을 받지 않는다. 즉 상기 포장 재료는 오래 저항해도 불쾌한 냄새를 풍기지 않는다. 또, 본 발명에 따른 재료의 제조에 사용되는 베이킹틀에 그리스칠을 할 필요가 없고, 상기 재료는 여전히 베이킹틀로부터 쉽게 제거될 수 있다. 그러므로 포장용 생분해성 재료의 제조시 필수적인 액체 이형제로 베이킹틀에 그리스칠을 하지 않아도 되어, 첫번째로 그 제품이 보다 경제성을 구비하고, 두번째로 액체 이형제로 베이킹틀을 계속 감싸지 않아도 된다. 또한, 본 발명에 따른 재료가 상기 지방 함유 이형제에 의해 발수성을 띤다는 것이발견되었다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 재료는 유화제를 함유한다. 여기서 "유화제"란 분자내 친유성기와 친수성기를 포함해 양친매성을 갖는 모든 형태의 조성물을 커버하므로, 유화제는 지방이 아니다. 유화제는 유리하게도 약 40℃ 이상 정도의 실온보다도 높은 융점을 갖는다. 유화제로 인해 본 발명에 따른 재료내 역시 존재하는 지방함유 이형제가 균질 분포된다. 본 발명에 따른 재료는 식품법에서 유화제가 허용되기 때문에, 특히 음식물 포장에 사용될 때 유리하다고 발견되었다. 유화제는 시트르산, 모노아세틸타르타르산, 디아세틸타르타르산, 락트산 또는 아세트산 그리고 타르타르산과 같은 카르복실산으로 에스테르화되는 식용지방산의 모노글리세리드 또는 디글리세리드가 바람직하다. 이런 유화제들은 EEC Number 472에서 분류되어진다. "식용지방산"이란 지방 분야에서의 상용어이므로, 당업자에게는 잘알려져 있다. 유화제는 각각이 다가 알콜 지방(12개 이상의 탄소원자를 가짐)을 구비한 지방 알콜 에테르 황산염, 지방 알콜 황산염일 수도 있고, 나트륨 스테아르산염등의 다가 지방산(12개 이상의 탄소 원자를 가짐)의 알카리 금속염일 수도 있다. 유화제는 물론 위의 유화제들중 둘 이상의 혼합물일 수도 있다.

본 발명에 따른 재료내에 유화제의 양은, 본 발명에 따른 재료를 기준으로 0.2-3.0wt% 이고, 바람직하게는 0.05-0.8 wt%, 특히 바람직하게는 0.2-0.4 wt%이다. 이와 관련하여, 이렇게 적은량으로도 많은량의 지방함유제가 본 발명에 따른 재료에 균질하게 혼합될 수 있다는 것이 놀라웠다.

놀랍게도, 본 발명에 따른 발수성이 유화제에 의해 향상 되었다. 게다가, 분리효율 역시 유화제에 의해 향상되어 본 발명에 따른 재료를 구성하는 반죽을 베이킹한 뒤, 본 발명에 따른 재료가 베이킹틀로부터 보다 쉽게 제거될 수 있다.

또, 수분은 본 발명에 따른 재료내 2-15 wt% , 바람직하게는 6-12 wt% 로 존재한다.

본 발명에 따른 바람직한 재료가 아래 표 1에 보여진다

표 1: 본 발명에 따른 재료의 조성(wt%)

원료	Z1	Z2	Z3	Z4	Z5	Z6	Z7	Z8	Z9	Z10	Z11
녹말	65.5	65.4	65.1	64.8	64.4	65.1	64.8	64.5	64.2	62.9	59.5
섬유	24	24	24	24	24	23	23	23	23	22	21
지방	0.2	0.3	0.6	0.9	1.3	1.6	1.9	2.2	2.5	4.8	9.2
유화제	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
수분	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10

원료	Z12	Z13	Z14	Z15	Z16	Z17	Z18	Z19	Z20	Z21	Z22
녹말	65.75	65.5	65.2	64.8	64.3	64.9	64.5	64.1	63.7	61.6	57.1
섬유	24	24	24	24	24	23	23	23	23	22	21
지방	0.2	0.3	0.6	0.9	1.3	1.6	1.9	2.2	2.5	4.8	8.9
유화제	0.05	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	1.6	3.0
수분	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10

녹말: 감자녹말

섬유: 펄프섬유

지방: 64.5 wt% 의 식물성 지방, 30 wt% 의 동물성 지방과 5.5 wt%의

레시틴과 밀납의 혼합물

유화제: 모노글리세리드 시트르산염

본 발명에 따른 재료는 여러가지 잇점을 갖는다는 점에서 뛰어나다. 첫째로, 본 발명에 따른 재료는 재료의 두께가 약 2mm인 얇은 두께임에도 여전히 높은 기계적 안정성을 갖는다. 이런 뛰어난 기계적인 안정성은 특히 45wt% 이하의 높은 함량의 셀룰로스 함유 섬유를 통해 내용물을 통해 얻어진다. 동시에 본 발명에 따른 재료의 유연성은 냉각된 녹말이 매우 취약하기 때문에 놀라울 정도로 매우 높다. 또, 본 발명에 따른 재료는 냉수에 대해서도 1시간까지 견딘다. 또, 본 발명에 따른 재료로 만들어진 제품, 예를 들면 용기와 그 덮개는 물에 적셔 서로 접착되므로, 두개의 제품을 서로 양호하게 접착할 수 있다. 본 발명에 따른 재료는 또한, DIN 54900에 따르면, 실제적으로 28일 이내에 완전히 생분해된다. 게다가, 본 발명에 따른 재료는 오랜 기간동안의 저장에도 안정되어, 저장하는 동안 본 발명에 따른 재료의 변질이 없다. 본 재료의 대부분이 생물학적인 원료로 구성되므로 "생물학적" 재료라고 할 수 있다. 끝으로, 본 발명에 따른 재료는 특별한 조정단계로 특정한 수분 함량까지 조정될 필요가 없다.

본 발명에 따른 재료는 따라서 일회용 식기재, 패스트푸드 포장재(햄버거나 감자칩 용기), 음식물 포장재(예를들면, 마른음식,젖은음식, 찐득한 음식과 기름에 튀긴 음식)와 같은 모든 형태의 성형품용(예를들면, 특정 형상을 갖는 제품) 재료로써 대단히 잘 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 재료에 생분해 장벽층을 바르면, 본 재료는 뜨거운 음료와 스프와 같은 액체 음식 용기로써 사용될 수 있다.

성형품은, 예를들면, 사발, 접시, 비이커, 큰접시와 같이 모든 형상을 취할수 있다. 본 발명에 따른 재료로 제조될 수 있는 성형품의 예들이 도 1~4에 도시되어 있다.

또, 성형품들은 화장에 사용되는 형태의 항아리와 폭발물에 사용되는 로켓의 형태를 갖을 수 있다.

본 발명은 또한 특히 전술한 형태의 포장 재료를 생산하는 방법를 제공하는데, 첫번째로 각 본 발명에 따른 재료를 기준으로 7-22wt%의 셀룰로스 섬유, 18-36wt% 의 녹말, 0.1-4.6 wt%의 지방함유 이형제, 0.1-1.5 wt%의 유화제와 50-60 wt%의 수분의 혼합에 의해 베이킹 조성물을 준비한 다음, 이 혼합물을 성형품의 형태로 굽는다.

"베이킹 혼합물"이란 구워질수 있는, 예를들면 증기에 의해 팽창되는 모든 형태의 혼합물들을 의미한다. 본 발명에 따른 방법에 사용되는 베이킹 조성물은 연질, 반고체 반죽이라고 할 수 있다.

베이킹 공정후에, 다음 조성물의 제품(재료)을 얻을 수 있다:

(a) 45 - 72 wt% 녹말,

(b) 18 - 45 wt% 셀룰로스 함유 섬유,

(c) 0.2 - 10 wt% 지방 함유 이형제,

(d) 0.05 - 3.0 wt% 유화제, 및

(e) 2 - 15 wt% 수분

그러므로, 전술한 본 발명에 따른 포장 재료가 될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 방법에서 사용된 녹말, 셀룰로스 함유 섬유, 지방 함유 이형제 및 유화제가 본 발명에 따른 재료에 연관하여 상기 구성성분이라면 유리하다.

본 발명에 따른 방법에서 사용된 녹말의 바람직한 양은, 베이킹 조성물 기준으로 30-32 wt%이다.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에서, 셀룰로스 함유 섬유의 양은 베이킹 조성물을 기준으로 10-12 wt% 이다.

베이킹 조성물중 지방 함유 이형제는 바람직하게는 0.1-1.2 wt%이고, 특히 바람직하게는 0.3-0.6 wt%이다.

본 발명에 따른 방법내의 베이킹 조성물에서 사용된 유화제의 바람직한 양은 0.03-0.4 wt%이고, 특히 바람직하게는 0.1-0.2 wt%이다.

본 발명에 따른 방법의 베이킹 조성물에 존재하는 수분의 양은 바람직하게 54-58 wt% 이다.

본 발명에 따른 방법에서, 셀룰로스 함유 섬유는 가급적이면 부직포 형태로 사용되는 것이 바람직하다. 이를위해, 셀룰로스 함유 섬유는 먼저 기존 방식에 의해 부직포 형태로 처리된다. 셀룰로스 함유 섬유로 구성된 부직포는 펄프직물을 햄머밀로 분쇄(풀어헤침)하여 개별 섬유를 얻어서 제조할 수 있다. 이런 개별 펄프 섬유들은 위생타월용 원면을 생산하는 분야에서 통상적인 방법으로 부직포 형태로 처리된다. 본 발명에 따른 방법의 다른 단계에서, 부직포를 컨베이어벨트 등에 펼쳐 놓을 수 있다.

그 후, 나머지 성분 (a), (c)~(e)를 컨베이어벨트에 펼쳐진 부직포에 도포한다. 여기서, 컨베이어 벨트는 나머지 성분을 첨가하는 위치까지 부직포를 운반하는 역할을 한다.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에서, 녹말은 일부분은 천연녹말로 그리고 일부분은 끓인 녹말(물에서 가열된 녹말)로 구성된다. 천연녹말과 끓인 녹말의 유리한 비율은 1.0 : 1~4.0 : 1이고, 바람직하게는 2.5 : 1~3.5 : 1 이고, 가장 바람직하게는 약 3 : 1 이다. 끓인 녹말은 유화제, 지방 함유제 및 반죽 전체함량을 함유할 수 있고, 기타 첨가제를 더 함유할 수도 있다. 천연녹말과 화학적 및/또는 물리적으로 변형된 끓인 녹말은 별도로 셀룰로스 함유 섬유에 첨가될 수 있다.

천연녹말과 끓인녹말의 별도 첨가를 위해, 다음의 방식으로 처리하는 것이 특히 유리하다는 것이 발견되었다: 보일러안에 물, 지방 함유제, 유화제, 기타 첨가제와 천연녹말 형태의 녹말 일부가 함께 혼합된 혼합물을 준비하고, 10 분에서 1 시간 동안, 바람직하게는 20 분에서 40 분동안 60℃~80℃, 바람직하게는 64℃~68℃로 가열한다. 보일러안의 녹말을 포함한 혼합물을 가열한 결과로, 원래 첨가된 천연 녹말이 젤라틴화된 녹말(끓인 녹말)로 전환되었다. 결국 이것은 셀룰로스 함유 섬유가 전술한 구성내의 젤라틴화된 녹말과 천연녹말 나머지 녹말 둘다와 혼합됨을 의미한다.

끓인 녹말과 천연녹말을 차례대로 셀룰로스 함유 섬유에 첨가할 수 있다. 그러나 천연녹말을 먼저 첨가할 수도 있다. 만일 셀룰로스 함유 섬유가 컨베이어벨트상에 부직포 형태로 존재한다면, 상기 끓인 녹말을 포함한 혼합물을 먼저 부직포에 도포한 뒤 천연 녹말을 떨어뜨리거나 분무하여 도포함으로써 2층구조를 얻는다. 놀랍게도, 뒤에 베이킹 조성물로 쉽게 처리될 수 있는 소량의 성분들의 정밀한 조성물을 본 공정에서 확실히 얻을 수 있다는 것이 발견되었다.

상기 성분들은 결합된뒤 이 성분들을 연속 반죽등의 전통적인 방식으로 혼합할 수 있다. 반죽이 진행되는 동안 부피가 약 1/7로 감소될 수도 있는데, 이는 섬유가 매우 낮은 밀도를 갖기 때문이다. 반죽 과정은 소량 성분들을 정밀한 조성으로 첨가하면 상당히 촉진된다.

그런 후 획득된 베이킹 혼합물을 구워낸다. 이를위해, 베이킹 혼합물을 베이킹틀속에 넣고 밀폐된 베이킹틀내에서 0.5~15 분, 바람직하게는 1~3분, 특히 바람직하게는 1.5분동안, 100℃~300℃, 바람직하게는 150℃~220℃, 특히 바람직하게는 190℃~200℃로 가열한다. 베이킹틀은 사발과 같이 필요한 완제품 모양에 맞게 만들어진다.

베이킹틀(baking mould)은 베이킹 집게로 고정되는 적어도 두개의 베이킹 판인 상하 베이킹판으로 구성되고, 베이킹판들의 내측면은 베이킹틀이 볼트에 의해 밀폐되어 있는 주형공동을 형성하면서 떨어져 있고, 주형공동은 베이킹 조성물로 채워진다.

베이킹틀은 증기를 방출하기 위해 특별하게 고안된 구멍을 가지고 있다. 많은 베이킹 집게들은 또한 성형품의 동시 대량 생산에 사용될 수 있다. 베이킹 조성물은 압축공기, 나선형 컨베이어, 펌프, 진공에 의해 베이킹틀 속으로 공급될 수 있고, 압축공기를 사용하는 것이 바람직하다. 이런한 공급은 80℃ 이하 온도에서 실행될 수 있다.

이런 베이킹 장치들은 본질적으로 와플베이킹 기술에서 알려진 바에 기초한다.

베이킹 조성물을 굽는 동안, 이 조성물내에 함유된 수분이 제거된다. 여기서, 베이킹후 재료내의 수분 잔량이 5wt% 미만이도록 베이킹 공정을 설계하는 것이 유리하다. 수분 제거에 의해 이 조성물은 팽창되고, 조성물에 함유된 녹말이 젤라틴화되어 전술한 녹말-섬유 조성물 구조갖는 본 발명에 따른 재료를 얻을수 있다. 일반적인 사용이나 저장에 있어서, 본 발명에 따른 재료는 주위로부터 수분을 흡수하여, 수분 함량이 베이킹 조성물을 기준으로 최종적으로 5~15 wt%, 바람직하게는 6~12 wt%로 된다.

본 발명에 따른 방법에는 많은 잇점들이 있다. 베이킹 조성물의 특별한 조성 때문에, 본 발명에 따른 방법에 사용된 베이킹 혼합물의 유동성이 현저히 향상되어, 본질적으로 높은 점성의 베이킹 조성물을 공급펌프로 정확히 공급할 수 있다. 그러므로 본 발명에 따른 방법을 연속적으로 수행할 수 있다. 또, 베이킹틀에 그리스칠을 할 필요가 없다. 본 발명에 따른 방법으로 제조된 모든 성형품들은 형상의 안정성, 파괴강도, 탄성, 구조의 밀도 및 표면상태에 관해 뛰어난 특성을 가지고 빠르고 경제적으로 생산될 수 있다. 특별한 조성때문에, 5 wt% 미만의 수분함량을갖는 베이킹이 끝난 직후의 본 발명에 따른 재료는 이미 매우 안정적이어서 더 가공되거나 즉시 사용될 수 있다.

다음의 예는 본 발명을 설명하는 것이다.

실시예 1~22 : 본 발명에 따른 재료의 제조

표 2 의 조성물인 베이킹 조성물(반죽)은 다음과 같이 제조되었다:

표 2 의 양의 수분, 유화제, 지방 함유제와 소정비율의 천연 감자 녹말은 보일러 안에 배치되어 약 65℃로 약 30 분동안 교반되면서 가열된다. 유화제와 지방함유제에 함유된 끓인 녹말을 얻는다.

길이 0.1mm~3.0mm, 폭 0.01mm~0.06mm의 펄프 섬유로부터 종래의 방식으로 펄프 부직포를 제조했다.

상기 펄프 부직포를 펼쳐 놓았다. 이 펄프 부직포에 먼저 전술한 끓인 녹말을 도포하여, 유화제와 지방함유제를 함유한 끓인 녹말 층을 펄프 부직포에 형성했다. 표 2에 주어진 양의 천연녹말을 끓인 녹말층 위에 분무했다. 이렇게 얻어진 조성물을 반죽기에 넣어 조성이 혼합되도록 반죽하여 베이킹 조성물(반죽)을 얻었다.

그런 다음, 반죽을 베이킹틀에 넣고 약 90초 동안 약 195℃로 구웠다.

상당부분이 재생가능한 재료로 제조되고 빠르게 생분해되는 본 발명에 따른 재료가 이렇게 획득되었다. 또, 상기 재료는 약 2mm의 벽두께에서도 높은 기계적 안정성을 갖고, 냉수에서도 1시간까지 견딜 수 있었다.

표 2 : 베이킹 조성물의 조성

원료	EX.1	EX.2	EX.3	EX.4	EX.5	EX.6	EX.7	EX.8	EX.9	EX.10	EX.11
천연 녹말	23	23	23	23	23	23	23	23	23	23	22
끓인 녹말	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8
섬유	11	11	11	11	11	11	11	11	11	11	11
지방	0.1	0.2	0.3	0.5	0.6	0.8	0.9	1.1	1.2	2.4	4.6
유화제	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
수분	57.7	57.6	57.5	57.3	57.2	57.0	56.9	56.7	56.6	55.4	54.2

원료	EX.12	EX.13	EX.14	EX.15	EX.16	EX.17	EX.18	EX.19	EX.20	EX.21	EX.22
천연 녹말	23	23	23	23	23	23	23	23	23	23	22
끓인 녹말	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8
섬유	11	11	11	11	11	11	11	11	11	11	11
지방	0.1	0.2	0.3	0.5	0.6	0.8	0.9	1.1	1.2	2.4	4.6
유화제	0.03	0.05	0.1	0.15	0.2	0.25	0.3	0.35	0.4	0.8	1.5
수분	57.87	57.75	57.6	57.35	57.2	56.95	56.8	56.55	56.4	54.8	52.9

천연녹말: 천연 감자 녹말

끓인녹말: 물에서 가열된후 냉각된 감자 녹말

섬유: 펌프 섬유

지방: 64.5 wt% 의 식물성 지방과 30 wt%의 동물성 지방과 5.5 wt%의

레시틴과 밀납의 혼합물

유화제: 모노글리세리드 시트르산염

Claims

(a) 45 에서 72 wt%의 녹말과,

(b) 18 에서 45 wt%의 셀룰로스 함유 섬유와,

(c) 0.2 에서 10 wt%의 지방 함유 이형제와,

(d) 0.05 에서 3.0 wt%의 유화제, 및

(e) 2 에서 15 wt%의 수분으로 구성된 생분해성 포장 재료.
제 1항에 있어서, 상기 녹말이 감자녹말, 옥수수녹말, 다른 식물성 녹말이거나 또는 각종 녹말의 혼합물인 것을 특징으로 하는 생분해성 포장 재료.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 녹말이 전체 재료를 기준으로 58~66 wt% 의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 생분해성 포장 재료.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀룰로스 함유 섬유가 펄프 섬유인것을 특징으로 하는 생분해성 포장 재료.
제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀룰로스 함유 섬유의 길이가 0.1mm~3.0mm 인 것을 특징으로 하는 생분해성 포장 재료.
제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀룰로스 함유 섬유의 폭이 0.01mm~0.06mm인 것을 특징으로 하는 생분해성 포장 재료.
제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀룰로스 함유 섬유가 전체 재료를 기준으로 20~30 wt%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 생분해성 포장 재료.
제 1항 내지 제 7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 지방 함유 이형제가 전체 재료를 기준으로 0.2~2.5 wt%로 존재하는 것을 특징으로 하는 생분해성 포장 재료.
제 1항 내지 제 8항중 어느 한 항에 있어서, 상기 지방 함유제가 대부분 지방으로 구성된 것을 특징으로 하는 생분해성 포장 재료.
제 1항 내지 제 9항중 어느 한 항에 있어서, 상기 지방 함유 이형제가 오일, 왁스 및 레시틴중 적어도 한 성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 생분해성 포장 재료.
제 1항 내지 제 10항중 어느 한 항에 있어서, 상기 유화제가 카르복실산으로 에스테르화되는 식용 지방산의 모노글리세리드 또는 디글리세리드이거나, 또는 지방알콜 에테르 황산염, 지방알콜 황산염, 또는 다가 지방산의 알카리 금속염인 것을 특징으로 하는 생분해성 포장 재료.
제 11항에 있어서, 카르복실산이 시트르산, 모노아세틸타르타르산, 디아세틸타르타르산, 타르타르산, 락트산 또는 아세트산 및 타르타르산인 것을 특징으로하는 생분해성 포장 재료.
제 1항 내지 제 12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 유화제가 전체 재료를 기준으로 0.05~0.8wt%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 생분해성 포장 재료.
제 1항 내지 제 13항 어느 한 항에 있어서, 상기 수분이 전체 재료를 기준으로 6~12wt% 의 양으로 존재하는 것을 특징으로하는 생분해성 포장 재료.
먼저 베이킹 조성물 기준으로, 7~22wt% 의 셀룰로스 섬유, 18~36wt% 의 녹말, 0.1~4.6wt% 의 지방함유 이형제, 0.03~1.5wt% 의 유화제 및 50~60wt% 수분을 혼합하여 베이킹 조성물을 제조한 다음, 이 베이킹 혼합물을 성형품 형태로 구워 내는 것을 특징으로하는 포장용 생분해성 재료의 제조 방법.
제 15항에 있어서, 상기 셀룰로스 함유 섬유가 부직포의 형태로 사용되는 것을 특징으로 하는 포장용 생분해성 재료의 제조 방법.
제 15항 또는 제 16항에 있어서, 상기 녹말이 천연녹말과 끓인녹말로 구성되는 것을 특징으로 하는 포장용 생분해성 재료의 제조 방법.
제 17항에 있어서, 상기 천연녹말과 끓인녹말의 비율이 1:1~1:4인 것을 특징으로 하는 포장용 생분해성 재료의 제조 방법.
제 15항 내지 제 18항중 어느 한 항에 있어서, 상기 천연녹말과 끓인녹말이 별도로 상기 셀룰로스 함유 섬유에 첨가되는 것을 특징으로 하는 포장용 생분해성 재료의 제조 방법.
제 19항에 있어서, 상기 끓인녹말이 지방함유 이형제 및/또는 유화제를 함유하는 것을 특징으로 하는 포장용 생분해성 재료의 제조 방법.
제 19항 또는 제 20항에 있어서, 끓인녹말과 천연녹말을 차례대로 상기 셀룰로스 함유 섬유에 첨가하는 것을 특징으로 하는 포장용 생분해성 재료의 제조 방법.
제 15항 내지 제 21항중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이킹이 100℃-300℃ 에서 실시되는 것을 특징으로 하는 포장용 생분해성 재료의 제조 방법.
제 15항 내지 제 22항중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이킹이 0.5-15 분 동안 실시되는 것을 특징으로 하는 포장용 생분해성 재료의 제조 방법.
제 15항 내지 제 23항중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이킹이 수분이 증발되어 압력이 상승한 밀폐된 베이킹틀내에서 발생되는 것을 특징으로 하는 포장용 생분해성 재료의 제조 방법.
제 15항 내지 제 24항중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합이 반죽에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 포장용 생분해성 재료의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 14항의 어느 한 항에 따른 재료의 포장 재료로서의 용도.