KR20090008118A - 톱날과 스푼이 구비된 자연 분해성 및 내열성 다용도 스푼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스푼부(10)와 톱날부(20)가 일체로 구성된 톱날과 스푼이 구비된 자연 분해성 및 내열성 다용도 스푼에 관한 것이다. 본 발명에 따른 스푼은 톱날을 구비하고 있어 용기 포장재 상단부에 열실링이 되어 있는 필름이 잘 떨어지지 않는 용기 포장을 용이하게 절단할 수 있는 기능을 부여한 것이다. 또한 재질을 기존 합성수지 대신 자연 분해성 재질을 사용하여 사용후 자연에서 분해되어 자연계로 순환되어 환경 오염을 방지할 수 있다. 자연 분해성 재질중에서도 내열성이 우수한 전분 수지를 주원료로 사용함에 따라 뜨거운 국물, 밥 등에 사용하여도 기존 PLA 수지 제품과 달리 열에 의해 휘거나 변형되지 않는 장점이 있다.

생분해, 일회용 스푼, 숟가락, 톱날, 내열성, 자연 분해

Description

톱날과 스푼이 구비된 자연 분해성 및 내열성 다용도 스푼 {NATURE BIODEGRADABLE AND HEAT RESISTANT MULTIPURPOSE SPOON CONTAINING SAW BLADE AND SPOON}

본 발명은 톱날과 스푼이 구비된 자연 분해성 다용도 스푼에 관한 것으로, 상세하게는 스푼부(10)와 톱날부(20)가 일체형으로 성형되어 용기 포장재 상단부에 열실링이 되어 있는 필름이 잘 떨어지지 않는 용기 포장을 용이하게 절단하여 내용물을 용이하게 취식할 수 있는 편리함이 있으며, 뜨거운 국물을 먹을때 사용하여도 스푼이 열에 의해 변형이 되지 않는 장점이 있다.

인류 최대의 발명품중의 하나인 플라스틱은 내구성, 가공성, 내약품성, 비교적 가격이 저렴하고, 가볍다는 여러 가지 장점 때문에 산업분야에서 폭넓게 사용되어 인류의 생활의 편의성에 크게 공헌을 하고 있다. 그러나 역기능으로써 완전분해가 되기까지 수백년이 소요되는 난분해성 물질이기 때문에 사용후 폐기된 다음 수백년동안 남아 있어 토양, 대기, 수질 오염 등 환경오염에 심각한 악영향을 미치고 있는 현실이다.

현재 일회용 스푼류는 대부분 플라스틱으로 되어 있어 사용후 매립, 소각, 재활용 등의 방법을 통해 처리하고 있으나, 매립의 경우 자꾸만 늘어나는 쓰레기로 인하여 매립공간이 부족해지고, 인근 지역 주민들에 의한 집단 이기주의 현상이 심화됨에 따라 매립지 확보가 어렵다. 뿐만 아니라, 매립 후에도 분해되기까지 수백년 이상 소요되는 열가소성 중합체인 플라스틱 폐기물로 인하여 지반이 안정되지 않아 매립지의 이용에 많은 문제점이 있으며, 이들을 소각하는 경우 비산하는 분진의 발생과 더불어 상기한 바와 같은 다이옥신, 일산화탄소 등의 유해가스가 대량 발생하여 대기오염 및 인체에 심각한 해를 끼치는 원인이 되고 있다. 재활용의 경우, 음식물을 취식시 사용과정에 따른 고추 기름 등 이물질이 있어 재활용이 어려운 측면이 있다.

이러한 제반 문제를 해결하기 위한 한 방법으로, 분해성 플라스틱을 사용하고 있으나 현재 주로 사용이 되고 있는 폴리젖산(PLA)을 주 재료한 일회용 스푼이 있으나, 이 경우 내열성이 66.5℃로 뜨거운 밥, 국물류에 사용시 휘거나 변형이 오는 단점 때문에 활발히 적용되지 못하고 있는 실정이다. 현재까지 개발된 생분해 원료 물질은 물성이 약하여 쉽게 파손되는 단점이 있고, 또한 원료 가격이 고가인 관계로 경제성이 저하되고, 제품 생산후 냉각 시간이 길어지는 등 생산성이 나빠 실제 사업화가 어려운 단점이 있다.

기존 야외 또는 가정에서 음식물을 취식하는 경우에 포장재 상단부에 열실링된 필름이 잘 떨어지지 않는 경우 용이하게 실링된 필름을 절단 제거할 수 있는 톱날부(20)와 스푼부(10)가 일체로 구비된 톱날과 스푼이 구비된 자연 분해성 다용도 스푼을 제공함에 그 목적이 있다. 본 발명의 다른 목적은 전분 수지를 사용하여 내열성이 구비된 친환경적인 자연 분해성 다용도 스푼을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 본 발명자 들이 기존 선발명한 대한민국 특허출원 10-2007-0089816의 펠렛을 사용함으로써 원가가 저렴하고 또한 내열성이 있는 다용도 스푼을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적은, 스푼부와 톱날부가 일체로 구성된 금형이 장착된 통상의 사출기에서 분해성 원료 펠렛을 투입하고 가공 온도 140 ~ 220 ℃, 성형압력 5 ~ 20톤 조건에서 사출 성형함으로 달성된다.

본 발명에 있어서, 각 원료의 사용량은 전분 수지 40 내지 90 중량%, 생분해성 수지 0 내지 50 중량%, 무기 첨가제 10 내지 50 중량%일 수 있다.

상기 전분 수지는 옥수수, 감자, 타피오카, 고구마, 밀, 쌀전분 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 공기 배출구(Vent hole)가 1개 이상 구비된 트윈 익스트루더를 통 과시키면서 가공온도 100 내지 230도에서 반죽, 혼합, 열화학 변성이 일어난 원료가 다이스를 통과하여 나온 스트랜드를 냉각, 커팅하여 2-8mm 정도의 길이로 제조한 펠렛 형상의 전분 수지이다. 그 사용량은 총 중량을 기준으로 10 내지 100 중량%, 바람직하게는 40 내지 90 중량%일 수 있다. 전분을 90 중량% 이상 사용시 원료 가격이 상승되는 단점이 있고, 성형성, 물성, 가공성 및 내수성이 저하되는 문제점이 있다. 또한 40 중량% 이하로 사용하는 경우 자연환경에서 생분해 속도가 느려지는 단점이 있다.

상기 생분해성 수지는 물성, 강도 보강 등 필요에 따라 사용할 수 있는 데, 생분해 물질은 PLA(Polylactic acid), PHBV(Poly-3-hydroxy phenyl valerate), PCL(Polycaprolactone), PBS(Polybutylene succinate), PHB(Poly-hydrxy butyrate), PHA(Poly-hydroxy alkanoate), PGA(Polyglycolic acid) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있는데, 그 사용량은 조성물의 총 중량을 기준으로0 내지 80 중량%, 바람직하게는 0 내지 50 중량% 일 수 있다. 50 중량% 이상 사용하는 경우 내열성, 물성, 성형성 등이 저하되는 문제점이 있고 또한 고가의 생분해성 수지를 사용함에 따라 원가가 상승되는 단점이 있다.

상기 무기 첨가제는 통상적으로 사용되는 무기 필러를 사용하는데, 탄산칼슘, 탈크, 카올린, 펄라이트, 제올라이트, 점토 펠렛 중에서 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있는데, 그 사용량은 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 70 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량%일 수 있다. 50 중량 % 이상 사용하는 경우, 원가가 하락하는 장점은 있지만 내열성, 물성, 성형성 등이 저하되는 문제점이 있고 또한 비중이 높아지는 단점이 있다. 10 중량% 이하로 사용하는 경우 제조 원가가 상승하는 단점이 있다.

본 발명에 의한 톱날과 스푼이 구비된 자연 분해성 및 내열성 다용도 스푼은 일체형으로 성형되어 사용상의 편리성이 있고, 뜨거운 음식물에 사용하여도 열에 의한 변형이 일어나지 않는 장점이 있다. 또한 기존 생분해성 제품 대비 가격이 저렴하여 산업상 이용 가능성이 우수하며, 사용후 완전 분해되어 자연 생태계로 순환되어 토양의 유기물을 증가시키고, 환경을 오염시키지 않는 장점이 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것이며 본 발명이 그에 의해 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1 >

옥수수전분 45 중량%, 글리세롤모노스테아레이트 2.18 중량%, 탄산칼슘 1.6 중량%, 탈크 3.0 중량%, 피이왁스 1.0 중량%를 혼합기에 투입한 다음 고속으로 혼합하여 발생되는 마찰열을 이용하여 원재료의 수분을 제거하면서 혼합 한다. 그 다음 PLA 28.2 중량%, PHBV 12 중량%, 과산화 벤조일 0.02 중량%,를 혼합기에 추가로 투입한 다음, 고속으로 열혼합을 시켜 추가로 수분 제거 및 혼합을 한다. 상기 혼합물에 PCL 7 중량% 추가로 투입한 후, 상온 혼합하여 수득한 원료를 트윈익스트루더를 이용하여 2-8mm 정도 크기의 펠렛 형상의 전분 수지를 제조하였다.

< 실시예 2 >

실시예 1의 전분 수지 60 중량%, PLA 10 중량%, 탄산칼슘 펠렛 30%를 혼합하여 통상의 사출 성형기에서 가공온도 175℃로 다용도 스푼을 제조하였다.

제 1도는 본 발명에 따른 시작품의 제품 사진

제 2도는 톱날부 확대 사진

Claims (4)

1. 스푼부(10)와 톱날부(20)가 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 톱날과 스푼이 구비된 자연 분해성 및 내열성 다용도 스푼
2. 제 1항에 있어서, 그 원료가 전분 수지 40 내지 90 중량%, 생분해성 수지 0 내지 50 중량%, 무기 첨가제 펠렛 10 내지 50 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 톱날과 스푼이 구비된 자연 분해성 및 내열성 다용도 스푼
3. 제2항에 있어서, 생분해성 물질은 PLA, PHBV, PCL, PBS, PHB, PHA, PGA 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 톱날과 스푼이 구비된 자연 분해성 및 내열성 다용도 스푼
4. 제2항에 있어서, 무기 첨가제 펠렛은 통상적으로 사용되는 무기 필러 펠렛인 탄산칼슘, 탈크, 카올린, 펄라이트, 제올라이트, 점토 펠렛 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함한 것을 특징으로 하는 톱날과 스푼이 구비된 자연 분해성 및 내열성 다용도 스푼

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