KR20170067033A - 감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드 및 이의 제조방법 - Google Patents

감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 찬성질을 가지고 있는 감자전분과 펄프를 혼합하여 펄프몰드를 제조함으로써 보냉효과가 우수한 감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 폐지를 재활용하고, 생분해성이 높은 감자전분을 사용하여 펄프몰드를 제조함으로써, 폐기시 천연재료로 생분해성이 우수하여 단기간에 썩어 분해될 뿐만 아니라, 환경호르몬 및 유해물질을 발생되지 않아 환경오염을 방지할 수 있다.

Description

감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드 및 이의 제조방법{Eco-friendly cool Pulp mold including the Potato starch and manufacturing method thereof}
본 발명은 감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 찬성질을 가지고 있는 감자전분과 펄프를 혼합하여 펄프몰드를 제조함으로써 보냉효과가 우수한 감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
전자기기, 소비자 상품 등 패키징 보호가 필요한 제품 이외에도, 식품을 담는 일회용 용기 등 몰딩된 패키징들은 매우 다양한 분야에서 사용되고 있다. 그 중에서도 펄프를 사용한 펄프몰드는 종래의 플라스틱 몰드가 갖는 소각 및 매립 시 발생될 수 있는 환경오염 및 환경호르몬에 대한 문제점을 해결할 수 있어 그 사용이 점점 증가되고 있는 추세이다.
일반적으로 펄프몰드(Pulp mold)는 물과 폐지 또는 순수펄프를 분해시킨 펄프용액을 다양한 형태의 금형(mold)으로 제조하여 진공흡입 성형한 후 건조하여 만든 성형품을 말하는 것으로, 다양한 형태의 입체성형이 가능하고 완충리브를 형성하여 우수한 완충력과 내하중을 가지고, 두께가 얇고 부피가 작아 물류의 경비를 절감하는 포장재의 절감 및 포장 공수의 단순화에 의해 포장효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 펄프몰드는 펄프를 주재료로 활용하여 정밀 가공된 부품 및 쉽게 파손되는 제품, 보관이 필요한 제품을 포장함에 있어서, 제품의 파손을 방지하고 효과적인 포장을 위하여 펄프를 성형틀에서 제품의 형태에 따라 성형하여 건조시킨 상태에서 제품을 포장할 수 있다.
이와 같이 제품을 포장하기 위한 패키징으로 사용되는 펄프몰드는 일정량의 펄프와 물을 혼합한 뒤 성형틀에 압착시켜 형상을 제조한 뒤 건조하여 사용할 수 있고, 주재료로 펄프와 물을 이용하여 제조할 수 있다.
따라서, 기존의 플라스틱 몰드와는 다르게 석유를 이용하거나, 화학적인 제조를 하지 않아 제조시 환경오염을 최소화하고, 추후 폐기 시에도 주재료인 펄프를 재활용할 수 있으며 플라스틱 몰드와는 달리 소각시 유독가스 발생이 없고 매립 시에 쉽게 분해됨으로 환경오염 문제가 없다.
공개특허 제2005-0104742호(2005.11.03 공개)에서는 물에 펄프를 투입한 뒤에 고속으로 회전시켜서 펄프를 파쇄하고, 파쇄된 펄프혼합물에 염료와 염착제를 시간적 차이를 두어 단계적으로 투입 및 교반하되 펄프 중량에 대하여 염료를 0.1 ~ 6 %를 투입하고, 염착제를 0.1% ~ 6%를 투입하여 5 ~ 15 분 동안 고속 교반한 뒤, 염색된 펄프혼합물을 금형으로 탈수 성형한 뒤에 이를 건조하여 제조된 펄프몰드의 제조방법이 제시되어 있다.
그러나, 상기 선행문헌의 펄프몰드는 펄프를 사용하여 다양하고 선명한 색상을 가진 펄프몰드의 제조방법에 관한 것으로서, 찬성질을 가지고 있는 감자전분과 펄프를 혼합하여 펄프몰드를 제조하는 본 발명의 감자전분을 포함한 친환경 보냉 펄프몰드와는 차이가 있다.
공개특허 제2005-0104742호(2005.11.03 공개)
본 발명은 감자전분을 펄프와 혼합하여 펄프몰드를 제조함으로써, 폐기시 재활용이 가능할 뿐만 아니라 자연상태에서 쉽게 분해되어 환경오염이 발생되지 않고, 찬성질을 가지는 감자전분은 주변의 열을 낮춰주는 해열작용으로 인해 보냉 효과를 얻을 수 있는 감자전분이 포함된 친환경 펄프몰드 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 형태는, 펄프 및 감자전분이 포함된, 감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드이다.
본 발명의 다른 실시 형태는, 상기 감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드의 제조방법으로서, 펄프, 감자전분 및 물을 교반하여 혼합물을 제조하는 혼합단계, 상기 혼합물을 소정의 형태로 성형하여 펄프몰드를 제조하는 성형단계, 상기 성형된 펄프몰드를 건조하는 건조단계 및 상기 건조된 펄프몰드를 보관하는 저장단계를 포함할 수 있다.
상기 성형단계 후에, 상기 성형된 펄프몰드를 오존처리하는 오존처리단계를 더 포함하는 것이 바람직하고, 상기 저장단계는, 상기 건조된 펄프몰드를 원적외선이 방사되는 저장고에서 보관할 수 있다.
본 발명은 펄프와 감자전분을 포함하여 펄프몰드를 제조함으로써, 상기 감자전분의 차가운 성질로 인해 보냉효과가 있는 펄프몰드를 제공할 수 있다.
또한, 폐지를 재활용하고, 생분해성이 높은 감자전분을 사용하여 펄프몰드를 제조함으로써, 폐기시 천연재료로 생분해성이 우수하여 단기간에 썩어 분해될 뿐만 아니라, 환경호르몬 및 유해물질을 발생되지 않아 환경오염을 방지할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명의 감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드 및 이의 제조방법에 관하여 보다 상세히 설명하고자 한다.
먼저, 본 발명의 감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드는 펄프 및 감자전분이 포함될 수 있다.
상기 펄프는, 본 발명의 펄프몰드의 주원료로서, 바람직하게는 폐신문지, 폐골판지, 잡지류로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택된 폐지를 분쇄하여 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 분쇄기로 갈아서 미세 분말화(즉, 파우더화)한 분말 미세 펄프 섬유를 사용할 수 있다. 이는, 펄프를 미세 분말화 시킴으로써, 겉보기 밀도를 증가시킬 수 있고, 부피를 작게할 뿐만 아니라, 서로 뭉치는 현상을 저감시킬 수 있어 인장 강도, 휨저항성 등 강도를 증가시킬 수 있다.
상기 펄프몰드에 포함되는 감자전분은 다른 종류의 곡물 전분과는 다르게 직경 0.1mm 정도로 입자가 큰편에 속하며, 아밀로스 분자 길이도 길어 서로 간의 또는 다른 분자 사이에 얽혀서 다리역할을 하는 화학적 결합에 의해 상기 감자전분이 포함된 혼합물의 유체가 자유롭게 움직이지 못하게 차단시킴으로써 쉽게 파괴되지 않는 강도를 가지게 된다.
특히, 감자전분은 56 ~ 70 ℃로 가열시 점성이 길게 늘어나며 90 ℃까지 파괴되지 않는 내열성을 가지고 있으며, 열을 내리고 피막을 보호하는 효과가 있어 펄프와 혼합하여 펄프몰드 제조시 보냉효과 뿐만 아니라 펄프몰드의 강도를 향상시킬 수 있다.
상기 펄프와 감자전분은 서로 엉켜서 펄프-감자전분 복합물을 형성하고, 상기 펄프-감자전분 복합체는 본 발명의 감자전분이 포함된 친환경 펄프몰드의 기본구조를 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태로, 감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드는 펄프, 감자전분 및 물을 교반하여 혼합물을 제조하는 혼합단계, 상기 혼합물을 소정의 형태로 성형하여 펄프몰드를 제조하는 성형단계, 상기 성형된 펄프몰드를 건조하는 건조단계 및 상기 건조된 펄프몰드를 보관하는 저장단계를 포함하여 제조될 수 있고, 상기 성형단계 후에, 상기 성형된 펄프몰드를 오존처리하는 오존처리단계를 더 포함할 수도 있다.
바람직하게는, 상기 혼합단계는 본 발명의 감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드의 품질을 균질하게 하기 위하여 펄프, 감자전분, 물 및 첨가제가 혼합된 혼합물을 교반할 수 있다.
상기 첨가제는 본 발명의 감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드의 내구성 및/또는 강도를 증진시키기 위해 첨가되는 것으로서, 상기 첨가제 외에도 지방 함유 분리제, 유화제, 습윤지력증강제, 내첨사이즈제 및 염료를 더 포함할 수 있으며, 바람직하게는 펄프 100 중량부에 대하여 지방 함유 분리제는 0.2 ~ 10 중량부, 유화제는 0.2 ~ 3 중량부, 습윤지력증강제는 0.1 ~ 3 중량부, 내첨사이즈제는 0.5 ~ 1 중량부 및 염료는 0.1 ~ 7 중량부를 포함할 수 있고, 양이온성 염착제를 0.1 ~ 5 중량부 더 포함할 수 있다.
상기 혼합단계는 균질한 펄프몰드를 제조하기 위하여 상기 혼합물을 5 ~ 15분 동안 고속 교반하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 고속으로 교반되고 있는 펄프, 감자전분, 물, 첨가제, 지방 함유 분리제, 유화제가 포함된 혼합물에 염료를 투입하여 5 ~ 10분 동안 교반한 뒤, 상기 양이온 염착제를 투입하여 5 ~ 10분 동안 교반할 수 있다. 상기 혼합단계에서 염료와 염착제를 동시에 투입할 수도 있으나, 이들을 동시에 투입하게 되면 염착 시간이 많이 소요될 뿐 아니라 원하는 색상으로 염착되지 않고 펄프가 엷게 염색되기 때문에 염료를 먼저 투입 및 교반한 뒤에 염착제를 투입 및 교반하거나, 염착제를 투입 및 교반한 뒤에 염료를 투입 및 교반하는 것이 바람직하다.
상기 염료는 펄프의 색상의 진하기에 따라 그 양이 결정되는 바, 펄프의 100중량부에 대하여 0.1 중량부 미만일 경우 함량이 너무 미미해 펄프의 색상이 너무 엷어지게 되며, 상기 염료의 함량이 7 중량부를 초과하게 되면 펄프의 색상이 불필요할 정도로 너무 진해짐과 더불어 염료의 잔류량이 많이 발생하게 될 수 있다.
상기 혼합단계에서 교반 시 온도는 혼합물의 상태에 따라 적절히 조절할 수 있으나, 상기 혼합물에 포함되는 감자전분으로 인하여 바람직하게는 10 ~ 60 ℃일 수 있다.
저장 시 우수한 안정성과 안전한 유효성 및 상기 펄프몰드의 발수성을 부여하기 위한 상기 지방 함유 분리제는 하나의 지방 또는 복수 개의 서로 다른 지방이 포함된 것으로서, 상기 지방은 트리글리세라이드 즉, 지방산에 의해 3개의 수산기가 에스테르화된 글리세롤의 에스테르인 것이 바람직하며 상기 지방산은 특별히 한정되지 않고 사용가능하다. 상기 지방은 합성지방 및 식물성지방, 동물성지방 등의 천연 유래지방일 수 있으며, 부분적 또는 완전히 경화되는 지방이든 한정되지 않고 사용가능하나 더욱 바람직하게는 완전히 경화되는 지방을 사용할 수 있다. 또한, 상기 지방 함유 분리제는 하나의 지방 또는 복수 개의 서로 다른 지방 외에 레시틴을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 식물성 지방, 동물성지방 및 레시틴이 혼합된 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 감자전분을 포함하는 친환경 보냉 펄프몰드에 포함되는 재료의 균질화를 위한 유화제는 양친매성의, 즉 분자 중에 친유성기와 친수성기를 가지고 있는 화합물을 포함하는 것으로, 바람직하게는 연산, 모노 또는 디아세틸 주석산, 유산 또는 초산, 및 주석산 등의 카르복실산에 의해 에스테르화된, 식용 지방산의 모노 또는 디글리세라이드를 사용할 수 있다.
상기 습윤지력증강제는 펄프몰드의 습윤강도와 지력 강도를 향상시키는 역할을 하며, 음이온성수지, 양이온성 요소 수지, 멜라민-포름알데히드 수지 및 비포르말린계의 에폭시화 포리아미드 폴리아민계 수지로 이루어진 군 중에서 적어도 하나이상 선택된 것을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 내첨사이즈제는 펄프몰드에 내수성을 부여하는 역할을 하는 것으로, 바람직하게는 로진(rosin) 사이즈제, AKD(alkyl ketone dimer) 중성사이즈제, ASA(alkyl succinic anhydride) 중성사이즈제 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 펄프몰드에 색상을 부여하기 위하여 포함되는 염료는 인공색소 또는 천연색소를 사용할 수 있으며, 염료의 염착 효율을 증진시키기 위하여 양이온성 염착제를 더 포함할 수 있다.
상기 혼합물을 소정의 형태로 성형하여 펄프몰드를 제조하는 성형단계는 바람직하게는 단공정(One-step)이 아닌 여러공정을 통해 성형될 수 있고, 더욱 바람직하게는 제1 가압단계, 제2 가압단계 및 제3 가압단계를 포함하여 3단계 공정을 통해 성형될 수 있다.
상기 소정의 형태로 성형된 펄프몰드를 오존처리하는 오존처리단계는, 바람직하게는 상기 펄프몰드에 포함된 감자전분을 분해할 수 있는 미생물을 제거함과 동시에 살균처리하기 위해 상기 펄프몰드를 오존처리수에 담지시켜 오존처리할 수 있다.
상기 오존처리된 펄프몰드는 건조시키는 건조단계는, 바람직하게는 30 ~ 50 ℃의 송풍기를 사용하여 열풍건조할 수 있다. 상기 건조온도가 범위를 벗어나게 되는 경우 건조에 시간이 너무 오래걸려 경제성이 떨어질 수 있고, 몰드 형상이 변형될 수 있다.
상기 건조된 펄프몰드는 원적외선이 발생되는 곳에서 보관하는 저장단계를 통해 본 발명의 감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드를 제조할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시 예를 살펴본다. 그러나 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.
[제조예]
감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드의 제조
펄프는 100% 신문지 고지(Korean Old Newspaper, KONP) 펄프를 사용하였으며, 상기 펄프는 파쇄기를 사용하여 0.35mm 홀의 스크린을 통하여 미세분말화하였다. 상기 미세분말화 된 펄프를 물에 수시간 침지시킨 후 실험실용 표준해리기(disintegrator)인 valley beater를 이용하여 7,200rpm으로 완전히 해리시켰다. 상기 펄프의 현탁액에 감자전분, 첨가제, 지방 함유 분리제, 유화제, 습윤지력증강제, 내첨사이즈제 및 염료를 투입한 뒤 교반하였다.
상기 혼합액을 금형에 투입하여 펄프몰드를 성형한 다음, 오존처리기에 침지시킨 후 탈수 및 건조시켜 펄프몰드를 제조하였다. 제조된 펄프몰드는 원적외선이 발생되는 저장고에서 저장하였다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

Claims (4)

  1. 펄프 및 감자전분이 포함된, 감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드.
  2. 펄프, 감자전분 및 물을 교반하여 혼합물을 제조하는 혼합단계;
    상기 혼합물을 소정의 형태로 성형하여 펄프몰드를 제조하는 성형단계;
    상기 성형된 펄프몰드를 건조하는 건조단계; 및
    상기 건조된 펄프몰드를 보관하는 저장단계;를 포함하는, 감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 성형단계 후에,
    상기 성형된 펄프몰드를 오존처리하는 오존처리단계;를 더 포함하는, 감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 저장단계는,
    상기 건조된 펄프몰드를 원적외선이 방사되는 저장고에서 보관하는 것을 특징으로 하는, 감자전분이 포함된 친환경 보냉 펄프몰드의 제조방법.
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