KR20020006927A

KR20020006927A - 생분해성 무기재료의 조성물 및 이를 이용한 성형방법

Info

Publication number: KR20020006927A
Application number: KR1020000040481A
Authority: KR
Inventors: 한규택; 김성수
Original assignee: 한규택; 바이오리플라 주식회사
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2002-01-26
Also published as: KR100387221B1

Abstract

본 발명은 폐기시 흙속에서 접촉되는 열과 습도에 의해 분해되는 무기재료 조성물메트릭스에 관한 것으로, 석회석 미분말10-30중량%, 밀가루40-60중량%와 셀룰로우스 섬유물5-20중량%, 폴리에틸렌글리콜2-10중량%, 전분5-10중량%, 가소제0.5-2중량%, 결합제 0.1-2중량%, 물10-20중량%구성되는 샘분해성 무기재료 조성물 메트릭스을 이용하여 식품용기, 포장용기, 세면용구등 다양한 형태의 일회용 용품을 제조하므로 사용시 편리함을 제공함과 페기시에는 흙속에서의 분해가 속히 이루어져 환경이 오염되는 것을 예방하고 보호할 수 있다.

Description

생분해성 무기재료의 조성물 및 이를 이용한 성형방법{biodegradable inorganic composition and formig method therefrom}

본 발명은 생분해성이 있고, 식품과 인체에 유해성분을 유출시키지 않는 무기재료 조성물에 관한 것이다.

생활문화가 발전함에 따라서 금속으로 제작되었던 용기 및 그릇 그리고, 생활용품들이 합성수지로 제작되었다

상기 합성수지로 제작하는 방법에서는 사용의 목적에 따라서 생활도구(용기, 그릇, 면도기)를 일회용으로 제작하여 용도에 따라서 편리하게 사용하였고, 사용 후 폐기처분 하였다.

이들은 소재의 특성상 내수성에 강하고, 표면경도, 연신율 등이 좋아 일회용 용품으로는 매우 적합하다.

따라서 대표적인 일회용 용품으로는 수분이 포함된 음식물 보관용기, 물을 추가적으로 담아야 하는 인스탄드식품 용기, 안전하게 장기간 보관해야 하는 음식물 보관용기, 세면과 함께 면도하는 면도기등을 예로 들 수 있는데, 이들은 모두 한번 사용한 후에는 더 이상의 사용목적이 없으므로 버리게 되는 데, 일회성으로서의 편리함을 제공받았으나, 폐기처분하게 되는 량이 점차적으로 증가하여 사회적인 문제로 대두되어 가고 있는 실정이다,

특히, 야외에서 사용한 일회용 용품들을 지정한 장소에 버리지 않고 아무데나 마구 버리는 상태로 인해 자연을 심각하게 오염시키는 문제가 발생하였다.

이들 일회용 용품들을 폐기하는 방법으로는 지정된 장소에 버려진 일회용품을 수거하여 소각시키거나, 파쇄하여 땅 속에 묻어 버리는 방법을 이용하였다.

그러나, 합성수지로된 일회용품의 폐기기방법에서 소각하는 경우에는 합성수지에 포함된 유독성 물질이 대기중에 노출되는 문제점이 있었고, 이러한 문제점을 방지하기 위하여 수거된 일회용품을 잘게 파쇄하여 땅속에 매립하는 방법을 선택하게 되었으나, 이 역시 합성수지의 특성상 땅속의 습도와 열에 의해서 분해되지 않아 토양을 오염시키는 문제점이 있었다. .

따라서 일회용품을 제작하는 조성물에 생분해성 특성이 있는 소재를 혼합하여 흙속에 메립시에 흙속의 열과 습도에 의해 합성수지가 생분해되는 방안이 제안되었다.

즉, 전분, 톱밥, 왕겨분말, 폴리에틸렌 및 지방족 폴리에스터 등을 단독 또는 복합적으로 화학혼합시킨 조성물을 제공하게 되었고, 이를 이용하여 일회용 도시락용기, 일회용 접시, 일회용 그릇용기, 일회용 포장용기, 일회용 컵, 일회용 수저, 일회용 젖가락, 일회용 면도기등을 제조, 판매하였다.

그러나, 상기 전분, 톱밥, 왕겨분말 등을 섞어 제조하는 합성수지 조성물은 폐기시 토양속에서 습도와 열을 받아 반응하여 소정의 시간이 지나면 분해되지만 합성수지성분에 의하여 완전하게 분해되지 않으며, 완전히 분해되기까지에는 많은 시간이소요되는 문제점이 있었다.

이러한 종래의 생문해성 플라스틱 재료는 페기시 습기와 접촉할 때 어느 정도 생분해가 이루어지나 완전 생분해되기까지 많은 시간이 소요되는 것이어서 환경오염을 예방하지 못했고, 결국 일회용 용기 등을 제조하는 데는 경제성이 없으며, 물리적 성능이 떨어질 뿐만 아니라 성형물을 제조하는데 여러 가지 문제점이 있었기 때문에 지금까지 상용화가 되지 못하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 생분해성 폴리머재료와, 천연재료를 혼합하여서 제조되는 생문해성 무기재료 조성물과 그 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 조성물로 성형 제작되는 제품의 표면강도, 인장강도, 휨성 등은 그 성능이 뛰어날 뿐만 아니라, 사출, 스탬핑 등으로 대량생산이 가능하며, 적절한 조　도조절, 및 가열, 가압에 의하여 경제성 및 제품의 성형성이 우수한 특징이 있다.

이러한 본 발명에서는 지금까지 상용되고 있는 일회용 플라스틱제품 및 종이제품을 대체할 수 있도록 그와 동등 또는 그 이상의 물리적 성능을 발휘하며, 동시에 사용 후 폐기하면 습기 등이 있는 대기중이나 땅속에서 생분해되므로서 환경이 오염되지 않은 플라스틱 대체소재를 제공하여 일회용 식품용기나 용품의 성형에 사용되는 것으로서 사용 시 수용되는 물질과 접촉시에 유해성분의 용출이 전혀 없으며, 인체에 전혀 해롭지 않은 성분으로 된 소재 및 성형물을 제공하고자 한다.

이하 본 발명의 미분말 무기질재료와 셀룰로우스 섬유를 이용한 생분해성 플라스틱 조성물의 가장 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 미분말 무기질 재료와 셀룰로우스 섬유를 이용한 생분해성 조성물은 석회석 미분말, 밀가루와 셀룰로우스 섬유를 폴리에틸렌글리콜, 갈대, 쑥, 잡초등 모든 천연재료, 가소제, 결합제 및 기타 첨가제를 물과 적절한 비율로 혼합하여 고온 가압 제조하여 건조함으로서 생분해성 조성물 메트릭스를 구성하는 것이 특ㅈ징이다.

(실시예1)

생분해성 무기재료 조성물을 제조함에 있어서, 그 조성물로는 석회석 미분말, 밀가루와 셀룰로우스 섬유를 폴리에틸렌글리콜, 전분, 가소제, 결합제 및 기타 첨가제가 요구되는 물과 적절한 비율로 혼합하여 생분해성 무기재료 조성물을 구성하고, 이 조성물을 고온가압하여 일회용 식품용기. 일용품, 포장용기등의 성형물을 제조한다,. 상기 조성물에서 석회석 미분말은 평균 입경이 10∼44㎛, 비표면적이 4,000∼10,000㎠/g 정도로 석회석에서 분말화 된 것을 사용한다.

상기 셀룰로우스 섬유는 주로 침엽수에서 추출하여 특수 가공된 지름이 0.01∼0.03mm 길이가 2∼5mm, 인장강도가 4,000∼7,000kgf/cm2정도인 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 상기의 특성을 가진 무기재료 조성물의 조성비는 밀가루 40∼60 중량%, 석회석 미분말 10∼30 중량%, 셀룰로우스섬유 5∼20 중량%, 폴리에틸렌글리콜 2∼10 중량%, 전분 5∼10 중량%, 가소제 0.5∼2 중량%, 결합제 0.1∼2 중량%, 물10∼20 중량%의 조성비를 갖는 것을 특징으로 한다.

(실시예2)

본 발명에서는 상기의 특성을 가진 무기재료 조성물의 조성비는 옥수수 가루 40∼60 중량%, 석회석 미분말 10∼30 중량%, 셀룰로우스섬유 5∼20 중량%, 폴리에틸렌글리콜 2∼10 중량%, 전분 5∼10 중량%, 가소제 0.5∼2 중량%, 결합제 0.1∼2 중량%, 물 10∼20 중량%의 조성비를 갖는 것을 특징으로 한다.

(실시예3)

본 발명에서는 상기의 특성을 가진 무기재료 조성물의 조성비는 콩가루 40∼60 중량%, 석회석 미분말 10∼30 중량%, 셀룰로우스섬유 5∼20 중량%, 폴리에틸렌글리콜 2∼10 중량%, 전분 5∼10 중량%, 가소제 0.5∼2 중량%, 결합제 0.1∼2 중량%, 물 10∼20 중량%의 조성비를 갖는 것을 특징으로 한다.

(실시예4)

본 발명에서는 상기의 특성을 가진 무기재료 조성물의 조성비는 대두박 40∼60 중량%, 석회석 미분말 10∼30 중량%, 셀룰로우스섬유 5∼20 중량%, 폴리에틸렌글리콜 2∼10 중량%, 전분 5∼10 중량%, 가소제 0.5∼2 중량%, 결합제 0.1∼2 중량%, 물 10∼20 중량%의 조성비를 갖는 것을 특징으로 한다.

(실시예5)

본 발명에서는 상기의 특성을 가진 무기재료 조성물의 조성비는 보리가루 40∼60 중량%, 석회석 미분말 10∼30 중량%, 셀룰로우스섬유 5∼20 중량%, 폴리에틸렌글리콜 2∼10 중량%, 전분 5∼10 중량%, 가소제 0.5∼2 중량%, 결합제 0.1∼2 중량%,물 10∼20 중량%의 조성비를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한 상기의 조성비를 갖는 무기재료를 특수 고안된 믹싱기계를 사용 혼합하여 시트 및 펠릿형태로 사출 성형할 수 있다.

본 발명에서는 종래의 플라스틱 또는 종이 등으로 제조된 일회용 식품용기인 숫가

락, 접시, 컵, 도시락 및 컵라면용기, 면도기 등을 본 발명에서는 상기의 조성비로 제조된 시트 및 펠릿형태의 조성물을 상기의 일회용 식품용기 모양의 금형틀에 넣고 100∼250℃의 온도에서 10∼60kgf/cm2의 압력으로 가압성형한 후 금형틀에서 꺼내어 20∼50℃로 건조하여 제조한 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 무기재료 조성물은 용기성형시 사용목적에 따라서 첫째: 용기 표면 즉, 물이 닿은 내면에만 코팅층을 형성하도록 한 구성을 갖추거나, 둘째: 용기의 내외면 모두에 코팅층을 형성하고, 셋째: 용기에 코팅처리를 하지 않는 구성으로 성형할 수 있다.

상기 방법으로 제조된 무기재료 조성물의 성형품은 1) 습기의 침투시 생분해성의 특성을 갖고; 2) 인체에 전혀 해롭지 않은 물질로 조성되어 있고; 3) 연소시 무독성이며 공해 물질을 전혀 발생하지 않고; 4) 천연재료를 주로 사용함으로서 원료의 수급이 용이하고; 5) 원가가 저렴하여 경제성이 있는 것이 특징이다.

본 발명은 비록 이상에서와 같은 실시 예를 들어 설명하였지만, 여기에만 한정되지 않으며 본 발명의 범주와 사상에 벗어남이 없이 여러 가지 변형과 수정이 이루어 질 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 사용되는 재료가 천연에서 주로 생산되며, 인체에 무해한 밀가루를 포함한 천연재료와 셀룰로우스 섬유 및 석회석 미분말을 폴리에틸렌글리콜, 전분, 가소제, 결합제 및 기타 첨가제를 물과 적절한 비율로 혼합하여 일회용 용기의 금형틀에 넣고 온도 100∼250℃로 고온, 가압하여 제조하여 건조함으로서 생분해성 플라스틱 제품을 만드는 것이다.

이렇게 제조된 제품은 종래의 일회용 플라스틱제품 및 일회용 종이제품을 대체할 수 있도록 그와 동등 또는 그 이상의 물리적 성능을 발휘하며, 동시에 사용 후 폐기하면 습기 등이 있는 대기중이나 땅속에서 생분해됨으로서 환경오염을 시키지 않은 효과가 있다. 또한 사용된 재료가 환경호르몬 등의 발생이 없고, 인체에 전혀 무해하기 때문에 장기적온 플라스틱 대체소재로 활용할 수 있는 효과를 제공하는데 있다.

Claims

생분해성 무기재료 조성물을 제조함에 있어서,

천연재료인 밀가루 40∼60 중량%, 석회석 미분말 10∼30 중량%, 셀룰로우스섬유 5∼20 중량%, 폴리에틸렌글리콜 2∼10 중량%, 기타 전분가루, 보리가루등 곡물의 미분말 5∼10 중량%, 가소제 0.5∼2 중량%, 결합제 0.1∼2 중량%, 물 10∼20 중량%의 조성비를 갖는 것을 특징으로 하는 생분해성 무기재료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 석회석 미분말은 평균 입경이 10∼44㎛, 비표면적이 4,000∼10,000cm2/g 정도로 석회석에서 분말화시키며, 셀룰로우스 섬유는 주로 침엽수에서 추출하여 특수 가공된 지름이 0.01∼0.03mm, 길이가 2∼5mm, 인장강도가 4,000∼7,000kgf/cm2정도인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 생분해성 무기재료 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 천연재료는 옥수수가루, 또는 옥수수열매대 가루인 것을 특징으로 하는 생분해성 무기재료 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 천연재료는 콩가루인 것을 특징으로 하는 생분해성 무기재료 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 천연재료는 보리가루인 것을 특징으로 하는 생분해성 무기재료 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 천연재료는 잡초가루인 것을 특징으로 하는 생분해성 무기재료 조성물.
생분해성 무기재료 조성물에 있어서, 밀가루 40∼60 중량%, 석회석 미분말 10∼30 중량%, 셀룰로우스섬유 5∼20 중량%, 폴리에틸렌글리콜 2∼10 중량%, 전분 5∼10 중량%, 가소제 0.5∼2 중량%, 결합제 0.1∼2 중량%, 물 10∼20 중량%의 조성비로 이루어진 시트 및 펠릿형태의 조성물을 일회용 물품의 성형홀을 가진 금형틀에 주입하여 100∼250℃의 온도에서 10∼60kgf/cm2의 압력으로 1∼10분간 가압성형한 후 금형틀에서 꺼내어 20∼50℃로 강제건조시키는 것을 특징으로 하는 생분해성 무기재료 조성물의 성형방법.