KR20060097852A - 벤트 홀을 구비한 몰드를 이용하는 전분용기 성형 장치 및전분 용기 성형 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 전분용기용 조성물의 가열 가압 성형시 발생하는 기체 또는 전분용기용 발포 잉여물을 성형 과정에서 배출하기 위한 벤트 홀이 구비된 몰드를 이용하는 전분용기 성형 장치 및 전분용기 성형 방법을 제공한다. 그리고, 상기 몰드 표면에는 이형성을 부여하는 코팅막을 형성하는 것이 바람직하다. 본 발명에 의하면, 전분용기의 성형성이 우수하고 불량율이 적으며, 나아가, 성형 후, 형성된 전분용기가 몰드로부터 용이하게 떨어지도록 할 수 있다.

전분용기, 발포, 성형, 상부몰드, 하부몰드, 벤트홀, 이형력, 코팅막

Description

벤트 홀을 구비한 몰드를 이용하는 전분용기 성형 장치 및 전분 용기 성형 방법{Apparatus and method to form starch bowl using mold having vent hole}

도 1은 종래의 몰드를 나타내는 개략도이다.

도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 몰드를 나타내는 개략도이다.

도 2b는 도 2a의 몰드 중 용기 립부분의 몰드를 확대하여 나타내는 개략도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 몰드를 이용하여 전분용기용 조성물을 성형하는 경우 벤트 홀을 통하여 발생 기체 및 전분용기용 발포 잉여물이 배출되는 모습을 나타내는 개략도이다.

도 4는 도 2의 몰드의 내부에 이형력을 부여하는 코팅막이 형성된 모습을 보여주는 단면 개략도이다.

*주요 도면 부호의 설명*

10 : 몰드 20 : 상부 몰드

30 : 하부 몰드 31 : 하부 몰드의 상부 몰드와의 접촉부

35 : 벤트 홀 36 : 벤트홀 출구 표면적

37 : 하부 몰드 내부 38 : 용기 립부분의 몰드 표면적

39 : 코팅막 40 : 성형된 전분용기

50 : 배출되는 전분용기용 발포 잉여물

본 발명은 벤트 홀(vent hole)을 구비한 몰드(mold)를 이용한 전분용기 성형 장치 및 전분용기 성형 방법에 관한 것으로, 상세하게는 몰드에 벤트 홀을 구비하여 전분용기용 조성물을 골고루 발포시킴으로써 성형성을 향상시키고 불량률을 저감하며, 나아가 몰드 표면에 코팅막을 형성하여 이형성을 높인 전분용기 성형 장치 및 전분 용기 성형 방법에 관한 것이다.

본 발명에 있어서 "전분용기용 발포 잉여물"이란 전분용기용 조성물이 성형시 발포되어 성형 완제품인 용기로 만들어지는 과정에서 용기로 성형되지 않고 남는 전분용기용 조성물을 의미한다.

본 발명에 있어서 "용기 립부분의 몰드"란, 몰드의 상부 몰드와 하부 몰드가 접촉하는 부분으로서, 상부 몰드측에 형성되거나, 하부 몰드측에 형성되거나, 또는 상부 몰드측 및 하부 몰드측에 형성되는, 용기의 립을 형성하기 위한 몰드 부분을 의미한다.

전분용기는 전분용기용 조성물을 몰드에 투입한 후 가열 가압 성형하여 제조한다.

도 1은 종래의 몰드를 나타내는 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전분용기 성형 몰드(1)는 일반적으로 상부 몰드(2) 및 하부 몰드(3)로 이루어지는데, 상부 몰드(2)는 상하로 이동하고 하부 몰드(3)는 고정되어 있다.

그리고, 상기 하부 몰드(3)내로 전분용기용 조성물을 투입한 후 상부 몰드(2)를 하부 몰드(3)로 밀착하고 가압 가열하여 소정 형상의 전분용기를 제조한다.

이와 같은 성형 과정에서 전분용기용 조성물은 발포되는데, 발포시 수증기 등의 기체가 발생한다. 또한, 전분용기 가열·가압 성형시 대부분의 전분용기용 조성물은 용기로 성형되지만 일부 전분용기용 발포 잉여물은 용기로 성형되지 않고 남는다.

성형성 확보와 불량률 저감을 위하여 상기 기체 및 전분용기용 발포 잉여물은 몰드 외부로 배출되어야 하지만, 종래의 몰드에서는 상기 기체와 용기로 성형되지 않은 전분용기용 발포 잉여물이 몰드 외부로 배출되지 못하여 일정 부피 하에서 압력이 증가되어 과발포하거나 용기의 형상을 가지지 못하고 터져버리는 문제점이 있다.

한편, 전분용기는 이형성이 취약하여 생산 효율이 떨어진다. 즉, 전분용기는 성형후 용기가 몰드로부터 쉽게 떨어지지 않으며 이로 인하여 공정을 중단한 후 수작업을 통해 일일이 용기를 몰드로부터 떼어내야만 하는 불편이 따르고 그 결과 생산 효율이 저하된다. 나아가, 몰드로부터 용기를 떼어내는 과정에서 제품의 불량이 발생한다는 문제점도 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 성형성이 우수하고 균일하게 발포되며 제품의 불량률이 적은 전분용기 성 형 장치 및 전분용기 성형 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 또한, 전분용기 성형 과정에서 효과적으로 이형성을 확보할 수 있는 전분용기 성형 장치 및 전분용기 성형 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전분용기 성형 장치에 있어서, 상하로 이동하는 상부 몰드 및 고정된 하부 몰드로 이루어지는 전분용기 성형 몰드를 포함하고, 전분용기용 조성물의 가열 가압 성형시 발생하는 기체 또는 전분용기용 발포 잉여물을 배출하는 벤트 홀이 상기 상부 몰드와 하부 몰드 중 어느 하나 또는 둘에 구비된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 성형 장치는 상기 상부 몰드와 상기 하부 몰드가 접촉하는 부분중 상부 몰드측 접촉부와 하부 몰드측 접촉부 중 어느 하나 또는 둘에 상기 벤트 홀이 구비된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 성형 장치는 상기 벤트 홀이 형성되는 용기 립부분의 몰드 표면적에 대한 상기 벤트 홀의 출구 표면적의 비율이 1~2%인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 용기 립부분의 몰드 표면적이 1400mm²일 때, 상기 벤트 홀의 출구 표면적의 총합이 18~24mm²인 것이 바람직하고, 상기 벤트 홀의 출구 표면적이 1mm²인 동일한 형상의 벤트 홀 18~24개가 형성되는 것이 더 바람직하다.

그리고, 상기 성형 장치는 상기 몰드 표면에 이형성을 부여하는 코팅막이 형성된 것이 바람직하고, 상기 코팅막은 유-무기 복합 코팅막인 것이 더 바람직하다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전분용기 성형 방법에 있어서, 전분용기용 조성물의 성형시 발생하는 기체 또는 전분용기용 발포 잉여물을 성형 과정 중에 배출하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 성형 방법은 상기 전분용기용 조성물의 성형 몰드 자체에 상기 기체 또는 전분용기용 발포 잉여물을 배출하는 벤트 홀을 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 성형 방법은 상기 몰드가 상하로 이동하는 상부 몰드와 고정된 하부 몰드로 구성되고, 상기 상부 몰드와 상기 하부 몰드가 접촉하는 부분중 상부 몰드측 접촉부와 하부 몰드측 접촉부 중 어느 하나 또는 둘에 상기 벤트 홀을 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 성형 방법은 상기 기체 또는 전분용기용 발포 잉여물의 배출량을 조절하기 위하여, 상기 벤트 홀이 형성되는 용기 립부분의 몰드의 표면적에 대한 상기 벤트 홀의 출구 표면적의 총합의 비율을 조절하는 것이 바람직하고, 상기 벤트 홀의 출구 표면적의 총합의 조절은 각각의 벤트 홀의 출구 표면적을 동일하게 하고 벤트 홀의 개수를 조절함으로써 수행하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 성형 방법은 상기 몰드 표면에 이형성을 부여하는 코팅막을 형성하는 것이 바람직하고, 상기 코팅막으로 유-무기 복합 코팅막을 형성하는 것이 더 바람직하다.

이하, 본 발명의 벤트 홀을 구비하는 몰드를 이용하는 전분용기 성형 장치 및 전분 용기 성형 방법을 상술한다.

도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 몰드를 나타내는 개략도이고, 도 2b는 도 2a의 몰드 중 용기 립부분의 몰드를 확대하여 나타내는 개략도이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전분용기 성형 몰드(10)는 상하로 이동하는 상부 몰드(20) 및 고정된 하부 몰드(30)로 구성되고, 상기 하부 몰드(30)가 상부 몰드(20)와 접촉하는 접촉부(31)에 전분용기용 조성물의 가열 가압 성형시 발생하는 기체 또는 전분용기용 발포 잉여물을 배출하는 벤트 홀(35)이 형성되어 있다.

도 2는 상기 벤트 홀(35)이 하부 몰드의 접촉부(31)에 형성된 것만을 도시하지만, 상부 몰드(20)와 하부 몰드(30)중 어느 하나 또는 모두(바람직하게는 상부 몰드와 하부 몰드가 접촉하는 접촉부)에 벤트 홀을 형성하여 상기 기체나 전분용기용 발포 잉여물의 배출을 조절할 수 있다.

또한, 상기 벤트 홀(31)의 형상이 도 2에 도시된 바와 같은 형상에 한정되는 것이 아님은 물론이며, 벤트 홀의 전체 형상이나 출구 표면 형상은 세모, 원, 사다리꼴 등 다양한 형상이 되도록 할 수 있다.

본 발명의 전분용기용 성형 장치 및 방법에서는 특히 상기 벤트 홀의 총 출구 표면적을 조절하는 것이 바람직하다. 즉, 양호한 성형성과 균일한 발포 확보, 제품 불량률 저감 및 양호한 작업성 확보를 위하여, 도 2b에 도시된 바와 같이 벤트 홀이 형성되는 용기 립부분의 몰드 표면적(38)에 대한 벤트 홀의 출구 표면적(36)의 총합을 조절하는 것이 바람직하다.

이때, 벤트 홀이 형성되는 용기 립부분의 몰드 표면적(38)에 대한 상기 벤트 홀의 출구 표면적(36)의 비율은 바람직하게는 1~2%인데, 1% 미만인 경우에는 충분한 발포가 수행되지 않을 수 있고 내부 압력이 증가하여 폭발이 발생하거나 성형불량으로 인한 불량률이 높아질 수 있다. 2%를 초과하는 경우에는 성형성과 발포셀의 균일도가 저하되고 건조시간이 증가하여 작업성이 떨어질 우려가 있다.

나아가, 상기 용기 립부분의 몰드 표면적(38)에 대한 상기 벤트 홀의 출구 표면적(36)의 총합을 조절하는 경우 동일한 출구 표면적을 지니는 벤트 홀을 복수개 형성하되 그 개수를 조절하는 것이 균일한 발포를 용이하게 달성할 수 있으므로 바람직하다.

이와 같은 용기 립부분의 몰드 표면적(38)에 대한 벤트 홀의 출구 표면적(36)의 비율은 예를 들어 다음과 같이 설정할 수 있다. 즉, 용기 립부분의 몰드 표면적(38)이 1400mm²일 때, 상기 벤트 홀의 출구 표면적(36)의 총합을 18~24mm²로 하면 면적 비율을 약 1~2% 범위내에서 설정할 수 있다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 벤트 홀의 출구 표면적(36)이 1mm²인 동일한 형상의 벤트 홀을 18~24개 형성하는 것이 균일한 발포와 내압 조절을 가능하게 하므로 바람직하다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 몰드를 이용하여 전분용기용 조성물을 성형하는 경우 벤트 홀을 통하여 발생 기체 또는 전분용기용 발포 잉여물이 배출되는 모습을 나타내는 개략도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 벤트 홀(35)을 접촉부(31)에 형성한 하부 몰드(30)에 전분용기용 조성물을 투입한 후 가열 가압하여 소정 형상의 용기(40)를 성 형하는 과정에서 발포시 발생하는 기체(도시하지 않음)나 전분용기용 발포 잉여물(50)이 복수개의 벤트 홀(35)을 통하여 배출된다.

이와 같이, 본 발명에서는 전분용기 성형시 몰드에 벤트 홀을 구비하도록 하여 상기 발생 기체나 전분용기용 발포 잉여물의 배출을 조절할 수 있으므로 성형성이 양호하고 제품 불량률을 저감할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 전분용기가 몰드로부터 쉽게 떨어질 수 있도록 몰드 표면에 이형력을 부여하는 코팅막을 형성한다.

도 4는 도 2의 하부 몰드의 내부 표면에 코팅막이 형성된 모습을 보여주는 단면 개략도이다.

도 4 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 상기 벤트 홀(35)을 구비하는 하부 몰드(30)의 내부(37)에 코팅막(39)을 형성한다. 도 4는 하부 몰드(30)의 내부 표면만을 일예로서 도시하고 있지만 상부 몰드 표면에도 코팅막을 형성할 수 있고, 하부 몰드 및 상부 몰드 표면에 모두 코팅막을 형성할 수 있다.

이와 같은 코팅막은 몰드와 성형된 용기간의 분리를 용이하게 한다. 나아가, 상기 코팅막을 형성하게 되면 표면 장력이 낮아져서 몰드 내부의 가열 가압 성형 시, 전분용기용 조성물이 코팅된 몰드 내부에서 양호한 흐름성을 갖게 되므로, 용기의 성형성이 우수하다.

상기 코팅막의 형성은 예를 들어 테프론을 코팅하거나(유기재료 코팅), 산화막을 형성하거나(무기재료 코팅), 유-무기 복합 코팅막을 형성함으로써 수행한다.

상기 테프론(Teflon, 듀퐁사 플루오르카본수지의 상표명)은 불소와 탄소의 강력한 화학적 결합에 의하여 매우 안정된 화합물을 형성함으로써 우수한 화학적 비활성, 내열성, 비점착성, 절연 안정성, 낮은 마찰계수 등을 구현한다. 코팅시에는 테프론을 도료화하여 몰드 내부 표면에 스프레이 코팅한 후 일정한 온도에서 가열 소성하여 단단한 코팅막을 형성한다.

상기 산화막 형성(anodizing)은 일반적으로 양극 산화법으로 불리는 것인데, 몰드내에 전기를 통하게 하여 산소를 발생시키고, 이 산소가 몰드 표면을 산화시켜 피막을 형성하도록 한다. 이 피막은 고강도이고 내식성도 크며 극히 적은 유공성을 가지므로 여러가지 색으로 염색을 할 수 있다는 장점도 있다.

상기 유-무기 복합 코팅막은 유기재료에 의한 코팅과 무기재료에 의한 코팅 방식을 결합한 것이다.

예를 들면, 윤활성과 이형성, 절연성이 뛰어난, 불소 수지(플루오르카본수지), 실록산계 수지나, 기타 슈퍼 엔지니어링 플라스틱[super engineering plastics 또는 specialty engineering plastics ; 500kgf/cm²(49MPa) 이상의 인장강도, 20,000kgf/cm²(2GPa)이상의 굴곡탄성율, 150℃ 이상의 내열성을 갖는 고온에서도 장기간 사용할 수 있는 구조용이나 기계용 부재에 적합한 고성능 플라스틱]등의 유기재료를 금속, 세라믹 재료와 같은 무기재료와 혼합하여 코팅하거나, 화성 피막과 같은 고경도 무기막 코팅시 함께 적용함으로써 유-무기 복합 코팅막을 형성할 수 있다.

상기 유-무기 복합 코팅막은 종래의 유기계 코팅이나 무기계 코팅만으로는 얻을 수 없었던 고도의 내마모성 및 내열성이 필요한 조건하에서의 윤활성, 비점착성, 내식성, 내유성, 내수성을 제공하므로 본 발명의 상·하부 몰드내 코팅막 형성에 특히 효과적이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예와 실험예를 설명함으로써 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위내에서 다양한 형태의 실시예들이 구현될 수 있고 단지 하기 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 동시에 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 실시를 용이하게 하고자 하는 것이다.

[실험예1 - 몰드내 코팅막 형성시 이형력 등 평가 실험]

전분, 펄프, 물 및 통상의 첨가제를 혼합한 전분용기 조성물을 온도 180℃, 압력 3kgf/cm²의 조건을 가지는 준비된 몰드에서 130초 동안 성형하여 용기 형상을 갖는 성형체를 제조하였다.

성형전, 상·하부 몰드에 각각 테프론 코팅(본 실험예1의 실시예1), 산화막 형성(본 실험예1의 실시예2), 유-무기 복합 코팅막 형성("BICOAT" - 일본 吉田SKT사 코팅제를 사용함)(본 실험예1의 실시예3)을 수행하였고, 각 몰드에서 100개의 성형체를 제조하였다.

본 실험예의 각 실시예들에서의 이형력을 측정하고자, 몰드에서 전분용기 조성물이 130초간 성형되었을 때, 상부 몰드가 고정된 하부 몰드에서 분리되면서 제조된 용기와 상부 몰드가 떨어지지 않고 전분용기가 상부몰드에 붙어 따라 올라가 는 현상을 관찰하였다.

또한, 본 실험예의 각 실시예들의 경우에 제조된 용기에 핀홀 발생 여부를 관찰하였다. 정확한 핀홀(pin hole) 현상을 관찰하기 위하여, 두께가 180㎛인 필름을 제조된 용기에 라미네이션(lamination)하여 누액 시험을 시행하였다.

누액 시험은 시험액을 용기 내부에 넣고 20분 동안 상온에서 방치하여 둔 다음 용기의 외부로 붉은색 액체가 흘러 나왔는지를 육안으로 판별하는 방법에 의하였다. 시험액은 붉은색 잉크, 계면활성제, 물을 혼합하여 제조하였다. 흰색 또는 옅은 노랑색의 용기 외부에 붉은색 액체가 새어나오는 것으로 누액 여부를 쉽게 판별할 수 있었다.

표 1은 본 실험예의 각 실시예들에서의 코팅 방법으로 코팅을 한 몰드에 전분용기 조성물을 넣고 각 100개를 제조하여 시험한 결과이다.

여기서, 상부 몰드 붙음은 전분용기 조성물의 발포 직후 고정된 하부 몰드로부터 상부 몰드가 분리되면서 용기가 상부 몰드에 붙어 떨어지지 않아 사람의 손이나 도구를 이용하여 용기를 상부로부터 제거하는 경우를 나타낸다.

그리고, 핀홀(pin hole) 현상 발생은 진공압력 0.1Mpa, 진공시간 1.5초 조건에서, 130℃로 가열한 두께가 180㎛인 필름을 제조된 용기에 라미네이션하는 경우 라미된 표면에 구멍 뚫림 현상이 발생하는 것을 나타낸다.

성형몰드 코팅재질 실험방법	본실험예1의 실시예1	본 실험예1의 실시예2	본 실험예1의 실시예3
성형직후, 상부몰드로 붙어서 올라간 용기의 개수	6개	36개	0개
핀홀의 형성된 용기의 개수	5개	9개	0개

표 1로부터 알 수 있듯이, 성형 몰드 코팅 재질에 따른 용기 성형성 차이 및 제조된 용기와 몰드 간의 이형력의 차이를 알 수 있었다.

우선, 산화막을 형성하는 실시예2의 방법은 전분용기와의 이형력이 약해 상부 몰드 붙음 현상이 뚜렷하게 많이 나타난다는 것을 알 수 있었으며, 발포 후 제조된 용기의 표면이 매끄럽지 못하고 핀홀(pin hole) 현상이 발생하였음을 육안으로도 알 수 있었다.

또한, 테프론을 코팅한 실시예1의 방법은 실시예3의 경우와 유사한 이형력을 나타내었으나, 수차례의 실험 결과 몰드로부터 테프론 코팅이 벗겨지는 현상이 나타나 큰 단점을 보였다.

따라서, 전분용기 조성물 성형시의 성형 몰드 코팅은 실시예3의 유-무기 복합 코팅막을 형성하는 경우가 가장 바람직함을 알 수 있었다.

[실험예2 : 벤트 홀의 면적 및 개수에 따른 성형성 등 차이에 관한 실험]

본 실험에서는 벤트 홀이 형성되는 하부 용기 립부분의 몰드 표면적을 1400mm²으로 고정한 후 벤트 홀의 크기와 개수를 달리하여 각각 실시예(벤트 홀의 출구 표면적의 총합이 18~24mm²인 경우)와 비교예(벤트 홀을 형성하지 않은 경우 및 벤트 홀 출구 표면적의 총합이 상기 실시예의 범위를 벗어나는 경우)의 하부 몰드를 제작하였다. 그리고, 각각의 몰드를 이용하여 100개씩의 전분 용기 성형물을 발포시킨 후 전분용기를 완성하였다.

<본 실험예2의 실시예1>

전분, 펄프, 물 및 통상의 첨가제를 혼합하여 준비한 전분용기용 조성물을 180℃로 가열된 가열 가압 하부 몰드 안에 넣고, 상부 몰드로 덮은 뒤, 3kgf/cm²압력으로 130초간 성형하여 100개의 전분 발포 용기를 제조하였다.

상기 하부 몰드에는 상부 몰드와 하부 몰드가 접촉하는 부분중 하부 몰드의 접촉부인 상단 테두리 부분에 기체 및 용기로 성형되지 않은 전분용기용 발포 잉여물의 배출로 역할을 하는 벤트 홀을 형성하였다.

상기 벤트 홀의 출구 표면적은 모두 동일하게 1mm(폭)×1mm(높이)이고, 동일한 형상 및 크기의 18개의 벤트 홀을 형성한 하부 몰드를 제작하여 전분용기용 조성물을 발포시켰다. 한편, 상부 및 하부 몰드에는 유-무기 복합 코팅막을 형성하기 위하여 유-무기 복합 코팅제인 "BICOAT"(일본 吉田SKT사 제품)을 코팅하였다.

<본 실험예2의 실시예2>

벤트 홀의 출구 표면적은 모두 동일하게 1mm(폭)×1mm(높이)이고, 동일한 형상 및 크기의 24개의 벤트 홀을 형성한 하부 몰드를 제작하여 전분용기용 조성물을 발포시켰다. 나머지는 실시예1과 동일한 방법으로 수행하였다.

<본 실험예2의 비교예1>

벤트 홀이 하나도 구비되어 있지 않은 하부 몰드를 제작하여 전분용기용 조성물을 발포시켰다. 나머지는 실시예1과 동일한 방법으로 수행하였다.

<본 실험예2의 비교예2>

벤트 홀의 출구 표면적은 모두 동일하게 1mm(폭)×1mm(높이)이고, 동일한 형상 및 크기의 12개의 벤트 홀을 형성한 하부 몰드를 제작하여 전분용기용 조성물을 발포시켰다. 나머지는 실시예1과 동일한 방법으로 수행하였다.

<본 실험예2의 비교예3>

벤트 홀의 출구 표면적은 모두 동일하게 1mm(폭)×1mm(높이)이고, 동일한 형상 및 크기의 30개의 벤트 홀을 형성한 하부 몰드를 제작하여 전분용기용 조성물을 발포시켰다. 나머지는 실시예1과 동일한 방법으로 수행하였다.

<본 실험예2의 비교예4>

벤트 홀의 출구 표면적은 모두 동일하게 0.5mm(폭)×1mm(높이)이고, 동일한 형상 및 크기의 18개의 벤트 홀을 형성한 하부 몰드를 제작하여 전분용기용 조성물을 발포시켰다. 나머지는 실시예1과 동일한 방법으로 수행하였다.

<본 실험예2의 비교예5>

벤트 홀의 출구 표면적은 모두 동일하게 3mm(폭)×1mm(높이)이고, 동일한 형상 및 크기의 18개의 벤트 홀을 형성한 하부 몰드를 제작하여 전분용기용 조성물을 발포시켰다. 나머지는 실시예1과 동일한 방법으로 수행하였다.

<본 실험예2의 비교예6>

벤트 홀의 출구 표면적은 모두 동일하게 5mm(폭)×1mm(높이)이고, 동일한 형상 및 크기의 18개의 벤트 홀을 형성한 하부 몰드를 제작하여 전분용기용 조성물을 발포시켰다. 나머지는 실시예1과 동일한 방법으로 수행하였다.

표 2는 상기 본 실험예2의 실시예1, 2 및 비교예1~6의 벤트 홀의 크기 및 개수를 정리하여 나타내는 것이다.

	벤트 홀의 (폭)×(높이)	개수
본 실험예2의 실시예1	1mm×1mm	18개
본 실험예2의 실시예2	1mm×1mm	24개
본 실험예2의 비교예1	-	0개
본 실험예2의 비교예2	1mm×1mm	12개
본 실험예2의 비교예3	1mm×1mm	30개
본 실험예2의 비교예4	0.5mm×1mm	18개
본 실험예2의 비교예5	3mm×1mm	18개
본 실험예2의 비교예6	5mm×1mm	18개

본 실험에서는 상기 실시예1, 2 및 비교예 1~6에서의 성형성, 발포셀 균일도, 불량율, 건조시간을 측정하였다.

용기의 성형성

◎ 는 표면이 매끄럽고 주름이나 핀홀이 없음을 나타내고, O 는 표면이 상대적으로 거칠지만, 주름이나 핀홀은 없음을 나타내고, X 는 표면에 주름 또는 핀홀이 있거나 성형하기 곤란함을 나타내어 제품으로 쓸 수 없는 정도를 나타낸다.

발포셀 균일도

발포된 전분용기를 예리한 칼로 잘라서 전자현미경으로 관찰하여 발포셀이 균일하게 형성되었는지를 분석하였다. 측정 결과에서, "균일"은 발포셀의 크기가 균일하고 일정하게 형성되어 있는 것을 의미한다. "불균일"은 발포셀의 크기가 불균일하게 형성되었음을 의미한다.

불량율

각각의 몰드로부터 제작된 100개의 전분용기의 불량 여부를 검사하였다. 여기서 "불량"이란, 용기의 찢어짐 발생, 물결무늬(주름) 발생, 과발포 발생, 다량의 핀홀 현상 및 내부 압력 증가에 의한 폭발 발생 등이 있는 것을 의미한다.

건조시간

일정한 온도(180℃)와 일정한 압력(3kgf/cm²)을 가하였을 때 전분용기 조성물이 몰드에서 성형되는데 필요한 시간을 측정하였다.

표 3은 상기 성형성, 발포셀 균일도, 불량율, 건조시간의 측정 결과를 나타낸다.

	용기 성형성	발포셀 균일도	불량율	건조시간
본 실험예2의 실시예1	◎	균일	0%	130초
본 실험예2의 실시예2	◎	균일	0%	130초
본 실험예2의 비교예1	X	불균일	100%	-
본 실험예2의 비교예2	O	불균일	61%	125초
본 실험예2의 비교예3	X	불균일	43%	150초
본 실험예2의 비교예4	O	불균일	64%	125초
본 실험예2의 비교예5	X	불균일	57%	150초
본 실험예2의 비교예6	X	불균일	77%	150초

상기 표 2 및 표 3으로부터 알 수 있듯이, 하부 용기 립부분의 몰드 표면적이 1400mm²일 때, 립부분에 형성된 벤트 홀의 개수가 18~24개 이고, 각각의 벤트 홀의 동일한 면적이 1mm²인 것인 성형성이 우수하고, 발포셀이 균일하며 불량률이 적은 것을 알 수 있었다.

한편, 벤트 홀 사이즈가 감소할수록 용기의 성형성이 우수할 뿐만 아니라, 몰드 내부의 적정 내압 증가로 인하여 발포율이 우수함을 알 수 있었다.

반면, 용기 립부분의 몰드 표면적에 대한 벤트 홀의 출구 표면적의 비율이 비교예2, 4의 경우와 같이 1%가 되지 않을 경우, 내부 압력이 증가하여 폭발 발생이 일어나거나 성형 불량으로 인한 불량율이 높다는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 몰드에 벤트 홀을 하나도 구비하지 않은 경우(본 실험예2의 비교예1), 몰드로부터 빠져나와야 할 기체 또는 전분용기용 발포 잉여물이 배출되지 못하므로, 전분용기용 조성물이 과발포하거나 또는 내부 압력의 과다 상승으로 인하여 용기 모양을 형성하지도 못하고 터져버린다는 것을 알 수 있었다.

또한, 벤트 홀의 개수가 25개 이상으로 증가하거나(본 실험예2의 비교예3) 벤트 홀의 면적이 커질수록(본 실험예2의 비교예5, 6), 몰드 안이 저압력 상태가 되어 전분 용기 조성물이 미건조 성형되어 건조시간이 증가하므로 작업성이 떨어지게 됨(150초로 증가)을 알 수 있었다.

따라서, 하부 용기 립부분의 몰드 표면적을 1400mm²으로 하는 경우에, 동일한 면적이 1mm²인 벤트 홀 개수가 18~24개이고, 혹은 벤트 홀의 총 면적이 18~24mm²인 경우, 즉, 용기 립부분의 몰드 표면적에 대한 벤트 홀의 총 면적의 비율이 대략 1~2%인 경우가 불량이 적으며, 성형성과 기포층 형성이 뛰어남을 알 수 있었다.

본 발명에 의하면, 전분용기의 성형성이 우수하고 불량율이 적으며, 나아가, 성형 후, 형성된 전분용기가 몰드로부터 쉽게 떨어지도록 할 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (14)

1. 전분용기 성형 장치에 있어서,

   상하로 이동하는 상부 몰드 및 고정된 하부 몰드로 이루어지는 전분용기 성형 몰드를 포함하고, 전분용기용 조성물의 가열 가압 성형시 발생하는 기체 또는 전분용기용 발포 잉여물을 배출하는 벤트 홀이 상기 상부 몰드와 하부 몰드 중 어느 하나 또는 둘에 구비된 것을 특징으로 하는 전분용기 성형 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 성형 장치는,

   상기 상부 몰드와 상기 하부 몰드가 접촉하는 부분중 상부 몰드측 접촉부와 하부 몰드측 접촉부 중 어느 하나 또는 둘에 상기 벤트 홀이 구비된 것을 특징으로 하는 전분용기 성형 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 성형 장치는,

   상기 벤트 홀이 형성되는 용기 립부분의 몰드 표면적에 대한 상기 벤트 홀의 출구 표면적의 비율이 1~2%인 것을 특징으로 하는 전분용기 성형 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 성형 장치는,

   상기 용기 립부분의 몰드 표면적이 1400mm²일 때, 상기 벤트 홀의 출구 표면 적의 총합이 18~24mm²인 것을 특징으로 하는 전분용기 성형 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 성형 장치는,

   상기 벤트 홀의 출구 표면적이 1mm²인 동일한 형상의 벤트 홀 18~24개가 형성되는 것을 특징으로 하는 전분용기 성형 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 장치는,

   상기 상부 몰드, 또는 상기 하부 몰드, 또는 상기 상부 몰드 및 하부 몰드 표면에 이형성을 부여하는 코팅막이 형성된 것을 특징으로 하는 전분용기 성형 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 성형 장치는,

   상기 코팅막이 유-무기 복합 코팅막인 것을 특징으로 하는 전분용기 성형 장치.
8. 전분용기 성형 방법에 있어서,

   전분용기용 조성물의 성형시 발생하는 기체 또는 전분용기용 발포 잉여물을 성형 과정 중에 배출하는 것을 특징으로 하는 전분용기 성형 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 성형 방법은,

   상기 전분용기용 조성물의 성형 몰드 자체에 상기 기체 또는 전분용기용 발포 잉여물을 배출하는 벤트 홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 전분용기 성형 방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 성형 방법은,

    상기 몰드가 상하로 이동하는 상부 몰드와 고정된 하부 몰드로 구성되고, 상기 상부 몰드와 상기 하부 몰드가 접촉하는 부분중 상부 몰드측 접촉부와 하부 몰드측 접촉부 중 어느 하나 또는 둘에 상기 벤트 홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 전분용기 성형 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 성형 방법은,

    상기 기체 또는 전분용기용 발포 잉여물의 배출량을 조절하기 위하여, 상기 벤트 홀이 형성되는 용기 립부분의 몰드 표면적에 대한 상기 벤트 홀의 출구 표면적의 총합의 비율을 조절하는 것을 특징으로 하는 전분용기 성형 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 성형 방법은,

    상기 벤트 홀의 출구 표면적의 총합의 조절시 각각의 벤트 홀의 출구 표면적을 동일하게 하고 벤트 홀의 개수를 조절하는 것을 특징으로 하는 전분용기 성형 방법.
13. 제 10 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 방법은,

    상기 상부 몰드, 또는 상기 하부 몰드, 또는 상기 상부 몰드 및 하부 몰드 표면에 이형성을 부여하는 코팅막을 형성하는 것을 특징으로 하는 전분용기 성형 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 성형 방법은,

    상기 코팅막은 유-무기 복합 코팅막을 형성하는 것을 특징으로 하는 전분용기 성형 방법.

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