KR20210059720A - 식물 기원의 껍질을 처리하는 방법(a process for the treatment of barks of plant origin) - Google Patents

Abstract

본 발명은 식물성 껍질, 특히 파인애플 껍질 또는 멜론 껍질의 처리 방법에 관한 것으로, 이는 완전히 식물성인 생성물을 얻을 수 있게 하고, 이 생성물은 또한 출발 식물성 껍질의 미적 외관을 보존하지만 최초 생성물에 비해 크게 개선된 물리적 및 기계적 특성, 높은 안정성 및 저항성을 가져, 처리로 얻은 재료가 (특히 의류 및 가죽 제품의 제조 및/또는 장식을 위한) 패션 부문, 가구 및 디자인 부문, 및 임의의 다른 관련 분야를 비롯하여 매우 다양한 응용 분야에 사용될 수 있게 한다.

Description

식물 기원의 껍질을 처리하는 방법(A PROCESS FOR THE TREATMENT OF BARKS OF PLANT ORIGIN)

본 발명은 전반적으로 재료 처리 분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식물 기원의 껍질, 특히 파인애플 또는 멜론 껍질을 처리하는 방법에 관한 것이며, 이는 껍질의 원래의 외관이 유지될 수 있게 하면서 그 물리적 및 기계적 특성을 개선하여, 껍질이 매우 다양한 응용 분야를 위해 안정적이고 방부성(rot-proof)이 되게 한다.

최근, 식품 부문뿐만 아니라 의류 및 패션 잡화 부문을 비롯한 다른 부문에서도 식물 기원의 제품에 대한 소비자의 수요가 증가하고 있다. 이 요구는 면, 린넨 또는 삼(hemp)을 기반으로 한 전통적인 직물 제품에 적용될뿐만 아니라 콩 기반 직물 제품 또는 채소 폐기물로부터 얻어진 재료와 같은 이들 분야에 사용하기 위한 것으로 지금까지 전혀 알려지지 않은 재료에도 적용된다.

더욱이, 점점 더 강해지는 동물 권리 옹호론적 감성의 확산으로 인해, 특히 가죽 제품 부문을 생각하면, 전통 가죽의 식물 기원 제품으로의 대체는 제품의 자연스러움과 환경성(ecology)을 보장하는 것에 더하여 소비자를 위해 크루얼티-프리(cruelty-free), 즉, 피부를 얻는 것을 유일한 목적으로 하는 동물에 대한 학대 행위를 피한다는 추가의 매력을 제공한다.

그러나, 이러한 재료로 만들어진 제품은 항상 소비자가 분명히 포기하지 않으려할 기분 좋은 미적 외관을 가질 필요가 있고, 또한 응용 분야 및 사용 목적에 따른 다소 높은 작업성과 저항성에 더하여 더 높은 품질 성능을 가질 필요가 있다. 특히, 친환경 가죽의 경우, 재료에 필요한 물리적 및 기계적 특성이 특히 엄격한데, 이는 가방, 지갑, 벨트 등의 형태로 완제품을 제조하기 위해 재료가 동일하거나 상이한 재료의 부분들과 함께 예를 들어 봉제되거나 어쨌든지 접합될 수 있을 정도로 충분한 강도와 저항성을 보장해야 하기 때문이다.

그러한 특성을 갖는 재료를 얻기 위해, 출발 식물 재료는 처리를 거쳐야 하는 것은 분명하며, 이 처리는 결과적으로 처리 후 제품뿐만 아니라 이를 제조하는 데 사용되는 공정 자체 및 시약과 용매의 요망되는 환경성을 보장해야 한다.

현재까지, 폐생성물 또는 어쨌든지 과일, 채소, 버섯 등을 비롯한 식물 생성물로부터 출발하여 의류 및 패션 잡화 부문에 사용하기 위한 재료를 만들어 앞서 언급한 시장 수요를 충족하려는 일부 시도가 있었다. 그러나, 지금까지 본 출원인이 알고 있는 한, 그러한 시도는 예를 들어 가방을 만드는 데 필요한 견고성 및 저항성이라는 특성에 주의를 기울이지 않고 천연 조성과 식물 기원이 보장될 수 있는 재료를 얻는 것을 목표로 했다. 그렇지 않으면, 견고성 및 고체성이라는 특성을 얻기 위하여, 지금까지 행해진 시도는 필요한 저항성을 얻기 위해 출발 재료의 구조를 완전히 변형시키며 또한 불가피하게 원래의 미적 외관을 전혀 생각해낼 수 없게 하는 처리를 포함했다.

이러한 이유들로, 현재까지, 의류 및 패션 잡화 부문에 사용하기에 적합하도록 만드는 데 필요한 안정성과 저항성을 가지며 최초 출발 생성물의 원래의 외관을 유지하는 고품질의 처리된 재료를 제공할 수 있는 식물 기원 생성물의 친환경적 처리 방법에 대한 필요성이 여전히 인식되고 있다.

이제 본 출원인은 예를 들어 파인애플 또는 멜론 껍질과 같은 식물 기원의 껍질이, 이하 설명되는 알데하이드 제제의 수용액을 사용한 처리 방법에 적용되는 경우, 견고하고 안정적인 방부성 재료를 생성하며, 이 재료는 또한 출발 생성물의 미적 외관을 유지한다는 것을 발견하였다.

유리하게는, 이 처리 방법에서 사용되는 모든 시약과 용매는 인체에 유독하지도 않고 환경에 해롭지도 않기 때문에, 사용 안전성 및 이들을 취급하는 작업자의 건강과 관련된 문제를 일으키지도 않고 처리된 생성물에 흔적 또는 독성 잔류물을 남기지도 않는다.

따라서, 본 발명의 대상은 첨부된 청구범위에 첫 번째로 규정된 바와 같은 식물 기원의 껍질을 처리하는 방법이다.

본 명세서에 첨부된 독립 청구항 8, 9 및 10에 규정된 바와 같은, 그러한 방법으로부터 얻을 수 있는 처리된 재료, 동물 기반 가죽의 대체물로서의 그의 용도 및 그로 만들어진 물품은 본 발명의 추가의 대상을 나타낸다.

본 발명에 따른 식물 기원의 껍질을 처리하는 방법, 그렇게 처리된 재료 및 그의 용도, 및 그 재료로 제조된 물품의 다른 중요한 특징은 하기 상세한 설명에 제시되어 있다.

도 1은 하기 실시예 1에 따라 본 발명의 방법으로 처리된 파인애플 껍질의 샘플을 도시한다.
도 2는 하기 비교 실시예 2에 따라 본 발명의 처리없이 공기 건조된 파인애플 껍질의 샘플을 도시한다.

이하 설명에서, 달리 명시되지 않는 한, 백분율 양은 이를 포함하는 조성물의 총 중량에 대한 중량 백분율로 표현된다.

본 출원인은 놀랍게도 식물 기원의 껍질이 글루타르알데하이드, 아세트알데하이드, 글리옥살 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 처리제의 수용액을 포함하는 배쓰(bath)에 침지될 때 출발 생성물에 비해 개선된 열수 및 기계적 저항 특성, 및 훨씬 더 큰 안정성을 획득하면서 출발 껍질의 미적 외관을 변경없이 유지한다는 것을 발견하였다. 높은 저항성과 안정성에 더하여, 본 방법으로 얻을 수 있는 식물 재료는 또한 출발 식물 생성물과는 반대로 방부성인 것으로 입증되었다.

글루타르알데하이드는 하기 화학식을 갖는 저분자량 지방족 디알데하이드이다:

이는 수용성 화합물이며, 그의 수용액은 안정적이고 휘발성이 낮다. 이는 또한 널리 사용되는 상업적 제품이며, 그의 주요 용도는 다음과 같다:

- 보건 부문의 경우, 글루타르알데하이드는 희석된 수용액(2 중량% 내지 5 중량% 농도)의 형태로 소독제로 사용되며, 다양한 상업적 제형으로 이용 가능하고;

- 태닝(tanning) 산업의 경우, 글루타르알데하이드는 일반적으로 농축 수용액(25 중량% 내지 50 중량% 농도)의 형태로 동물 피부용 태닝 및 예비태닝(pre-tanning) 제제로 사용된다.

아세트알데하이드는 하기 화학식을 갖는 분자량이 더 낮은 가장 단순한 지방족 알데하이드이다:

실온에서, 이는 산업적 유기 합성에 널리 사용되는 무색 액체이다.

유사하게, 실온에서 무색 액체 형태인 글리옥살은 하기 화학식을 갖는 가장 단순한 디알데하이드이다:

글리옥살은 제지, 방직 및 제약 산업에서 이미 널리 사용되고 있다. 이들 산업에서 글리옥살은 유기 화합물의 합성에 있어서 전구체로 사용된다.

본 방법의 바람직한 구현예에서, 글루타르알데하이드는 처리제로서 사용된다.

이 결과는, 예를 들어 임의의 유형의 동물 기반 가죽과는 완전히 다른, 식물 기원 껍질의 특성, 조성 및 경도(consistency) 면에서 전혀 예상치 못한 결과였다. 더욱이, 출발 식물 기원 껍질의 미적 양상은 침지 단계가 껍질 부분의 내부 및 전체에 알데하이드 처리제가 침투하도록 되는 경우에도 완전히 보존된다. 껍질 내부로의 이러한 침투는 최종 재료의 강도 및 안정성을 개선하는 데 더 효과적이기 때문에 본 발명의 방법의 바람직한 조건이며, 이는 예를 들어 침지된 껍질을 교반 중인(바람직하게는 약하게 교반 중인) 배쓰에 적용하고/적용하거나 침지 시간을 충분히 길게 함으로써 얻을 수 있는 조건이다. 본 방법의 일 양태에서, 껍질 침지 단계는 1시간 내지 3일 동안 지속될 수 있다. 파인애플 껍질에 대한 최적의 결과는 배쓰에 침지된 껍질을 약한 교반하에 약 2일 동안 유지함으로써 관찰되었다. 다른 껍질의 경우, 교반의 존재 및 부재하의 최적의 시간은 위에서 설명한 조건 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 전문가에 의해 쉽게 결정될 수 있다.

이어지는 실험 부분에서 상세히 설명한 바와 같이, 이는 특히 식물 기원의 껍질로서 그 사이에 융합된 플라크에 의해 형성된 특히 독특한 외관을 지닌 껍질인 파인애플 껍질에 대해 관찰되었으며, 그러한 플라크는 본 발명의 방법에 의한 처리 후에 재료에서 완전하게 보존된다. 본 발명의 방법을 멜론 껍질에 적용함으로써 동일한 사항이 발견되었으며, 또한 멜론 껍질은 다소 뚜렷한 종방향 플랜지(flange)와 다소 두껍고 뚜렷한 그물 무늬(reticulation)를 특징으로 하는 특별한 외관으로 인해 선택되었다. 파인애플 및 멜론 껍질은 비제한적인 예로서 본 명세서에서 언급되며, 식물 기원의 다른 껍질, 특히, 미적 외관으로 인해 독특한 껍질은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해된다. 본 처리로 얻은 재료는 외관상 특히 독특하고 매력적인 동시에, 처리되지 않은 파인애플 또는 멜론 껍질에 대해 전혀 알려지지 않은 안정성과 열수 및 기계적 저항성을 획득하는 바, 본 발명에 따라 처리된 껍질을 사용하여 모델에 따라 미리 절단된 재료의 부분들을 봉제함으로써 가방 및 파우치와 같은 복잡한 물품이 제조된다. 더 일반적으로는, 식물 기원 껍질의 경우, 본 방법은 그의 기능적 특징과 성능을 개선하는 놀라운 효과를 제공하여, 물리적 및 기계적 관점, 시간에 따른 방부성 및 높은 안정성과 열수 저항성이 부여되는 점에서 고성능의 완성된 재료를 생성한다. 이러한 특성들로 인해, 이렇게 얻은 재료는 (특히 의류 및 가죽 제품의 제조 및/또는 장식을 위한) 패션 부문뿐만 아니라, 가구 및 디자인 부문, 및 기타 유사한 분야에서도 성공적으로 사용될 수 있다.

본 발명의 범위 내에서, 상기 언급된 바와 같이, 글루타르알데하이드, 아세트알데하이드, 글리옥살 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 "처리제의 수용액"이라 함은 수용액의 총 중량에 대하여 바람직하게는 2 중량%를 초과하는 농도의 앞서 언급한 처리제를 갖는 수용액을 의미하고, 더 바람직하게는 약 2.5 중량% 농도를 갖는 앞서 언급한 제제의 수용액을 의미한다.

본 방법의 침지 단계에서의 배쓰는, 물 및 처리제 이외에도, 당업계에서 일반적으로 사용되며 허용 가능한 임의의 첨가제, 염료, 향료 및 제제, 특히, 당 및/또는 단백질 물질로부터 유래된 생성물, 예컨대 수분 보정제(moisture corrector) 및 충진제(filler)를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 후자 첨가물, 즉, 재료의 내부 구조에 대해 각각 수분 보정 작용 및 충진 작용을 하는 당 및 단백질 물질로부터 유래된 생성물은 본 처리 방법에서 완성된 재료의 안정성과 제품 특성을 추가로 개선시키는 데 효과적인 것으로 입증되었다.

본 발명의 방법의 일 구현예에 따르면, 침지 단계에서의 배쓰는 하나 이상의 앞서 언급한 당 및 단백질 물질의 유도체가 함유된 앞서 언급한 처리제의 수용액으로 이루어진다. 본 발명의 방법의 추가의 구현예에 따르면, 침지 단계에서의 배쓰는 임의의 추가의 첨가제, 제제 또는 임의의 물질이 함유되지 않은 처리제의 수용액으로 이루어진다.

상기 언급한 첨가제는 처음부터 침지 배쓰에 첨가될 수 있거나, 나중에, 즉, 식물 기원의 껍질이 이미 배쓰 내에서 일정 시간을 머무른 후에 첨가될 수 있다. 이 첨가는 동시에 이루어지거나, 바람직하게는 각각의 첨가 후 일정 시간 동안 껍질을 침지된 상태로 유지하며 순차적으로 이루어져, 배쓰에 존재하는 다양한 물질의 내부 구조로의 침투를 용이하게 할 수 있다.

본 방법의 일 양태에서, 침지 단계에서의 배쓰의 pH는 약 2 내지 약 8이고, 바람직하게는 약 3이다.

본 방법에서, 침지 단계 및 가능한 전처리 단계는 모두 예를 들어 약 5℃ 내지 약 45℃ 범위의 온도에서 수행된다.

본 방법의 바람직한 구현예에 따르면, 알데하이드 처리제의 수용액을 포함하는 배쓰에 식물 기원의 껍질을 침지시키는 단계에 앞서, 적어도 NaCl과 같은 중성 염 및 포름산과 같은 산을 포함하는 수용액에서 식물 기원의 껍질을 전처리하는 단계가 수행된다.

본 발명의 알데하이드 제제는, 그 특성, 특히, 임의의 다른 용매 또는 희석제가 함유되지 않은 수용액에서의 수용성 및 안정성으로 인해, 본 발명의 방법이 그러한 바와 같이 친환경적 방법에 사용하기 위한 이상적인 생성물을 나타낸다. 더욱이, 본 방법은 단순성과 안전성 면에서 출발 생성물의 특성을 유의하게 개선하면서 미적 양상 역시 보존할 수 있는데, 이는 출발 식물 생성물을 너무 강하게 처리하여 식물 생성물의 외관을 완전히 변형시킴으로서 임의의 친환경 가죽의 외관에 비해 납작해지게 하는 알려진 방법과는 대조적인 것이다.

본 발명은 이하 실시예에 의해 설명되지만 이로 한정되는 것은 아니며, 기재된 시약의 양 및 백분율뿐만 아니라 반응기의 유형, 더 일반적으로는 사용되는 조건의 유형은 본 발명의 범위 내에 있는 한 달라질 수 있는 것으로 이해된다.

실시예 1

6개의 신선한 파인애플을 출발 재료로 하여, 각각의 껍질을 얻었다.

물과 NaCl이 함유된 전처리 배쓰를 또한 준비하였는데, 약 8

의 밀도에 도달하게 하는 양으로 첨가하였다. 염 용액에 또한 디티오카르바메이트에 기초한 항균제 0.2g/l 및 포름산 2g/l(약 72% 농도)를 첨가하였다.

이렇게 구성된 배쓰를 기계식 교반기가 장착된 원통형 용기에 붓고, 모든 성분이 혼합될 때까지 부드럽게 교반하였다. 이 시점에서, 파인애플 껍질을 배쓰에 침지시키고, 약 3의 pH에 도달할 때까지 배쓰의 약한 교반을 계속하였다. 이 전처리 단계가 완료되면, 포름산 0.2 g/l와 글루타르알데하이드 25 g/l(약 50% 농도의 수용액)를 배쓰에 첨가하고, 침지된 껍질의 약한 교반을 2일 동안 계속하였다. 이 시간이 지난 후, 중탄산나트륨을 첨가하여 약 7의 pH에 도달할 때까지 배쓰를 점진적으로 염기성화하고, 이어서 동물 콜라겐의 가수 분해로부터 얻은 단백질 물질을 첨가하고 약한 교반을 추가 6시간 동안 계속하였다.

이렇게 처리된 껍질을 용기로부터 꺼내어 새 용기의 워터 배쓰(water bath)에 완전히 침지시켰다. 이어서, 글리세린을 100 g/l의 양으로 첨가하고, 약한 교반을 1일 동안 유지하였다.

상기 설명한 바와 같이 처리된 껍질은, 일단 이 배쓰로부터 꺼내지면, 공기 건조시켰다. 도 1은 상기 설명한 바와 같이 처리된 파인애플 껍질들 중 하나를 도시한다. 본 발명의 방법으로 처리된 이 껍질들은 몇몇 가죽 제품을 만들기 위해 동물 기반 가죽 대신에 사용되었다. 상기 설명한 바와 같이 처리된 껍질은 절단 및 봉제에 있어서 현저한 용이함, 시간 경과에 따른 높은 기계적 강도 및 안정성을 나타냈다. 또한, 이러한 껍질은 완성된 물품에 상당한 강도를 부여했다. 특히, 파인애플 껍질의 구조를 구성하는 블록의 분리는 관찰되지 않았다. 동시에, 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 출발 껍질의 미적 및 치수적 특성은 완전히 유지되었고, 특히, 출발 껍질의 색상뿐만 아니라 개별 블록의 외관은 처리 후에 그대로 유지되었다.

실시예 2(비교)

상기 실시예 1에서 사용된 샘플과 동일한 크기 및 성숙도의 과일을 출발 물질로 하여, 실시예 1의 껍질과 동일한 치수를 갖는 껍질을 얻었다.

이어서, 그 신선한 과일의 껍질을 어떠한 처리도 없이 본 발명의 방법으로 처리된 실시예 1의 껍질과 동시에 그리고 그와 병행하여 공기 건조시켰다. 임의의 공기 건조된 채소 껍질에 대해 얻어지는 결과에 필적하는 결과를 첨부된 도 2에서 볼 수 있다.

도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 1의 샘플과 비교하여, 샘플의 크기가 크게 줄어들었고, 색상이 훨씬 더 흐릿해 보이며, 블록의 형상이 손상되었다. 또한, 비틀림이나 다른 기계적 응력을 받게 되면, 이 샘플은 파손되었고, 실험 시작 수일 후 곰팡이의 발생이 또한 관찰되었다.

실시예 3

실시예 1에서 파인애플 껍질에 대해 상기 설명한 것과 동일한 처리를, 신선한 과일로부터 과육을 제거한 후 얻은 멜론 껍질에 대하여 파인애플 껍질에 대해 상기 설명한 것과 동일한 실험 처리 조건을 이용하여 또한 수행하였다. 결과는 매우 유사했는데, 본 발명의 방법으로 처리된 멜론 껍질은, 복잡한 물품을 만들기 위한 정밀한 절단 및 봉제를 가능하게 하는 견고성 이외에도, 특히 높은 기계적 강도와 안정성을 나타냈다. 독특한 양각 격자무늬(relief grid)와 종방향 리브(longitudinal rib)를 특징으로 하는 출발 껍질의 미적 특성은 처리 후에 도리어 완벽하게 유지되었다. 천연 껍질의 형태에 더하여, 원래의 색도 유지되었다.

본 발명은 바람직한 구현예를 참조하여 지금까지 설명되었다. 동일한 발명 핵심을 나타내는 다른 구현예들이 존재할 수 있음을 이해해야 하며, 이는 아래에 제시된 청구범위의 보호 범위에 의해 규정되는 바와 같다.

Claims (15)

1. 글루타르알데하이드, 아세트알데하이드, 글리옥살 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 처리제의 수용액을 포함하는 배쓰(bath)에 식물 기원의 껍질을 침지시키는 단계를 포함하는, 식물 기원의 껍질을 처리하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 배쓰에는 당 유래 생성물 또는 단백질 물질 중 적어도 하나가 첨가되는, 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 식물 기원의 껍질은 1시간 내지 3일 범위의 시간 동안 교반하에 상기 배쓰에 침지된 상태로 유지되는, 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수용액은 상기 수용액의 총 중량에 대하여 2 중량%를 초과하는 농도의 상기 처리제를 갖는, 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배쓰는 2 내지 8 범위의 pH를 갖는, 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 침지 단계 전에, 적어도 중성 염 및 산을 포함하는 수용액에서 상기 식물 기원의 껍질을 전처리하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리제는 글루타르알데하이드인, 방법.
8. 제1항 또는 제2항에 규정된 바와 같은 식물 기원의 껍질을 처리하는 방법으로 얻을 수 있는 식물 기원의 재료로서, 상기 처리하는 방법에 적용되기 전의 상기 식물 기원의 껍질과 동일한 미적 외관을 가지며, 개선된 안정성과 열수 및 기계적 저항성을 갖는, 재료
9. 동물 기반 가죽의 대체물로서의 용도를 가지는 제8항에 규정된 바와 같은 재료.
10. 제8항에 규정된 바와 같은 재료로 전체적으로 또는 부분적으로 제조된 물품.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 식물 기원의 껍질은 파인애플 껍질 또는 멜론 껍질인, 방법.
12. 제8항에 있어서, 상기 식물 기원의 껍질은 파인애플 껍질 또는 멜론 껍질인, 재료.
13. 제9항에 있어서, 상기 식물 기원의 껍질은 파인애플 껍질 또는 멜론 껍질인, 재료.
14. 제10항에 있어서, 상기 식물 기원의 껍질은 파인애플 껍질 또는 멜론 껍질인, 물품.
15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배쓰에는 수분 보정제(moisture corrector) 또는 충진제(filler)가 첨가되는, 방법.

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