KR20090012383A - 실리카 에어로겔을 주성분으로 하는 광분해성 일회용 식품용기의 제조방법 및 그에 따른 일회용 식품 용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실리카 에어로겔 수지를 주성분으로 하는 광분해성 일회용 식품용기의 제조방법 및 그에 따른 일회용 식품 용기에 관한 것으로 본 발명의 일회용 식품용 용기는 실리카 에어로겔 수지 50 내지 70 중량%, 폴리프로필렌 25 내지 45 중량%, 스테아린 또는 스테아린산 3 내지 5 중량%로 구성된 원료를 혼합기에 투입하여 충분히 혼합하여 줌으로서 균질화하고 섭씨 110도에서 운전되는 제습기에 투입하여 10 내지 12분간 가열하여 수분을 완전히 제거한 후 수분이 제거된 혼합 원료를 섭씨 230도 내지 250도로 운전되는 압출기에 투입하여 얇은 시트 형상을 갖도록 압출한 뒤 프레스 등을 이용하여 용기 모양을 갖도록 압축 성형 함으로서 이루어진다.

실리카 에어로겔 수지, 일회용 식품용기

Description

실리카 에어로겔 수지를 주성분으로 하는 광분해성 일회용 식품용기의 제조방법 및 그에 따른 일회용 식품 용기 {Silica aerogel resin based photodegradable disposable container and method for preparing the same}

본 발명은 실리카 에어로겔 수지를 주성분으로 하는 광분해성 일회용 식품용기의 제조방법 및 그에 따른 일회용 식품 용기에 관한 것이다.

산업이 발달함에 따라 천연의 소재를 이용하여 제품을 개발하는 것만 아니라 새로운 소재를 개발하여 다양한 제품을 생산할 수 있게 됨으로서 인류의 생활은 풍요로워지고 풍요한 생활을 바탕으로 경제의 발달을 가속화하고 있다.

그러나 새로운 소재의 개발과 지나친 사용은 환경오염과 생태계 혼란 등을 야기하게 됨으로서 환경에 피해를 주지 않는 친환경소재의 개발이 꾸준히 이루어지고 있는 실정이다.

일반적으로 한번 사용되고 버려지는 일회용 제품 즉, 용기, 컵 등과 같은 제품은 주원료가 스치로폼이나 합성수지 및 종이로 제조되어 널리 사용되고 있는 실정이다.

이러한 제품들은 일회용으로서 한번 사용되면 그대로 버려지는 것으로서 상 기와 같은 제품은 자연 환경에 방치되거나 땅속에 묻혀있더라도 쉽게 섞지 않는 것으로서, 반드시 사용이 완료된 제품을 수거시켜 준 상태에서 버려야만 하는 것으로 이들은 일회용으로 사용되는 특성에 따라 야외에서 많이 사용됨으로서 사용된 제품을 완전히 수거하기가 매우 어려웠던 것이다.

즉, 유원지나 해변가에서는 버려진 제품을 수거하기가 용이하나, 특히 산에 버려진 제품은 일일이 수거하기가 매우 어려워 버려진 제품을 수거할 수가 없어 그대로 방치됨에 따라 자연환경을 오염시켜 주게되는 주범이 되었고, 상기와 같이 버려진 제품을 일일이 수거하기 위해서는 많은 인력이 동원됨으로서 인력낭비 및 경제적 손실을 가져왔던 것이다.

이에 따라 근래에는 일정한 시간이 경과되면 분해가 일어나 환경오염을 일으키지 않도록 한 광분해 또는 생분해의 일회용 식품용기의 개발이 활발하게 이루어지고 있고 비교적 값이 저렴한 탄산칼슘을 주성분으로 하는 일회용 식품 용기와 이 일회용 식품 용기의 제조 방법이 제안되고 있다.

이러한 기술로는 등록특허 제657413호(광분해성 탄산칼슘 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 일회용 용기)로 탄산칼슘 40~65중량%, 폴리프로필렌 20~50중량%, 폴리에틸렌 5~15 중량%, 스테아린 3~5 중량%, 스테아린산 또는 스테로이디올레인 1~3중량% 로 이루어진다.

종래의 탄산칼슘을 주성분으로 하는 일회용 식품 용기는 기존의 일회용 식품 용기를 제조하기 위해 사용하던 압출기 등의 기계를 이용하여 제조할 경우 뭉치거나 기포가 생성되는 등의 문제점이 있어 성형을 위한 시트상의 원단 자체의 제조가 불가능하고 어렵게 제조된 식품 용기의 경우에도 색상이 검고 깨끗하지 못해 식품 용기로의 사용에 제약이 많았다는 문제점이 있었다.

이에 따라, 종래의 일회용 식품 용기의 제조 장비를 그대로 이용하여 제조가 가능하고 색상도 희고 깨끗하여 식품 용기로서 적합하고 일정시간이 경과하면 분해되어 환경오염을 일으킬 우려가 없는 새로운 소재의 개발이 필요하다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 활석 광물인 실리카에어로겔(SiO2)수지, 폴리프로필렌 및 스테아린 또는 스테아린산으로 이루어진 광분해성 일회용 용기 제품을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 상기 광분해성 성분을 균일하게 혼합한 후 건조한 후 압출기를 통해 시트(Sheet)형태의 원단을 제조한 후 용기 형태로 압축성형하여서 광분해성 일회용 용기 제품을 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 방법에 의해 제조되는 일회용 식품 용기는 인체에 무해할 뿐 아니 라 내열온도가 높고 내냉온도가 낮아 다양한 용도로 사용이 적합하고 생산된 제품의 외관이 미려하고 고급스러워 상품의 가치를 높일 수 있으며 사용 후에는 쉽게 광분해가 일어나 환경에 미치는 영향이 없고 소각 처리시에도 환경호르몬이나 유독가스 및 매연의 발생이 없어 무해하다는 효과를 가진다.

본 발명의 실리카 에어로겔 수지를 주성분으로 하는 광분해성 일회용 식품용기는 활석 광물인 실리카 에어로겔(SiO2)수지와 폴리프로필렌 및 분해활성제인 스테아린 또는 스테아린산으로 구성하여서 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일회용 식품용 용기는 실리카 에어로겔 수지 50 내지 70 중량%, 폴리프로필렌 25 내지 45 중량%, 스테아린 또는 스테아린산 3 내지 5 중량%로 구성되어 있다.

상기 스테아린은 스테아린산으로 대체할 수 있고 광분해 기간을 조절하기 위해 첨가량을 적절히 조절할 수 있는 것으로 투입량이 많으면 광분해가 빨리 일어나고 적으면 천천히 일어난다.

상기 실리카 에어로겔 수지는 70 중량%가 초과할 경우 압출기를 통해 제조된 시트에 간혹 크랙이 형성되어 70%를 초과하지 않는 것이 바람직하다.

또한, 실리카 에어로겔 수지의 함량을 50% 이하로 할 경우에는 폴리프로필렌의 함량이 상대적으로 많아져 비용이 상승되는 단점과 광분해가 지체되는 단점이 있다.

본 발명에 따른 광분해성 일회용 식품 용기를 제조하기 위해서는 먼저 주성 분인 실리카 에어로겔 수지와 폴리프로필렌 및 스테아린을 혼합기에 투입하여 충분히 혼합하여 줌으로서 균질화하고 섭씨 110도에서 운전되는 제습기에 투입하여 10 내지 12분간 가열하여 수분을 완전히 제거한다.

수분이 제거된 혼합 원료는 섭씨 230도 내지 250도로 운전되는 압출기에 투

본 발명에서 사용되는 실리카 에어로겔 수지는 주성분을 이산화규소(SiO2)로 하는 천연무기물(Talc)로 그 물성은 아래 표 1과 같다.

[표 1]

물성항목	단위	대 표 치
용융지수(MI)	g/10min	0.7
밀도	g/㎠	1.32
인장강도	Kg/㎠	220
신율(파단점)	%	500 <
굴곡탄성율	Kg/㎠	19,000
충격강도(IZOD)	Kg cm/cm	15
표면경도	Rockwell	130
성형수축율	%	0.8 ~ 0.9
열변형온도	℃	137 <

상기 실리카 에어로겔 수지는 섭씨 137도 이상에서 열변형이 시작되어 그 이상의 온도에서 용융되어지는 것으로 2 내지 3밀리미터 정도의 직경을 갖는 입상으로 제공된다.

상기 실리카 에어로겔 수지는 태양의 자외선과 공기중의 산소 및 습기(수분)를 쉽게 흡수하는 특성을 가지고 있어 광분해에 유용하다.

상기 폴리프로필렌(PP)은 제조되어지는 용기의 사용 용도에 따라 연질폴리프로필렌이나 경질 폴리프로필렌을 선택적으로 혼합하여 사용할 수 있는 것으로 그 제약은 없고 이미 널리 알려진 소재로서 자세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 스테아린 및 스테아린산 또한 종래부터 폴리프로필렌이나 폴리에 틸렌 등과 같이 고분자수지를 소재로 제조된 일회용 용기가 화학적으로 연결된 고리를 끊어주어 광분해를 유도하기 위해 사용되어져 온 것으로 특별한 설명은 생략한다.

이와 같은 본 발명의 일회용 광분해성 식품 용기에 대해 다음에 실시 예에 의거하여 더욱 자세히 설명하기로 한다.

[실시예1]

실리카 에어로겔 수지 58 중량%와 폴리프로필렌 38 중량% 및 스테아린 4 중량%를 혼합기에 투입하여 충분히 혼합한 후 섭씨 110도에서 운전되는 제습기에 투입하여 10분간 교반하면서 가열하여줌으로서 수분의 건조를 행하였다.

수분이 건조가 이루어진 혼합된 원료를 섭씨 250도로 운전되는 압출기에 투입하고 압출하여 0.4 밀리미터의 두께의 원단 시트를 확보하였다.

상기 공정에 따라 획득한 원단 시트를 프레스로 가압하여 용기형상으로 성형제조하였다.

제조되어진 광분해성 일회용 식품 용기의 외관은 매끈하고 미려하여 상품성이 높았고 색상 또한 깨끗한 백색으로 식품 용기로 사용될 경우 식품의 상품성을 높이기에 충분하였다.

제조된 용기를 절단하여 소각시험을 행한 결과 쉽게 착화되어 연소가 일어나고 연소 중에 연기나 그을음의 발생이 없었으며 연소된 후에는 백색의 재만 남았다.

또한 제조된 용기를 땅속에 묻고 30일이 경과한 뒤 확인한 결과 중간 중간 작은 구멍이 형성되면서 분해가 진행되고 있음을 확인할 수 있었다.

Claims (2)

1. 실리카 에어로겔 수지 50 내지 70 중량%, 폴리프로필렌 35 내지 45 중량% 및 분해활성제인 스테아린 또는 스테아린산 3 내지 5 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광분해성 일회용 식품용기.
2. 주성분인 실리카 에어로겔 수지와 폴리프로필렌 및 스테아린 또는 스테아린산을 혼합기에 투입하여 충분히 혼합하여 줌으로서 균질화하고 섭씨 110도에서 운전되는 제습기에 투입하여 10 내지 12분간 가열하여 수분을 완전히 제거한 후 수분이 제거된 혼합 원료를 섭씨 230도 내지 250도로 운전되는 압출기에 투입하여 얇은 시트 형상을 갖도록 압출한 뒤 프레스 등을 이용하여 용기 모양을 갖도록 압축 성형 하는 것을 특징으로 하는 광분해성 일회용 식품 용기의 제조방법.