KR102226172B1 - Packaging container for fermented food and method of manufacturing thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이산화탄소 흡착성 바이오매스 플라스틱 조성물, 이를 이용한 바이오매스 플라스틱 시트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 셀룰로오스를 포함하는 바이오매스의 표면개질을 통해 이산화탄소 흡착성을 가지는 폴리에틸렌이민(PEI)을 부가한 후 폴리올리핀계 수지와 혼합하여 발포시킨 산화탄소 흡착성 바이오매스 플라스틱 조성물, 이를 이용한 바이오매스 플라스틱 포장용기 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a carbon dioxide adsorption biomass plastic composition, a biomass plastic sheet using the same, and a method for manufacturing the same, and more particularly, polyethyleneimine (PEI) having carbon dioxide adsorption property is added through surface modification of biomass containing cellulose. The present invention relates to a carbon oxide adsorbing biomass plastic composition, which is then foamed by mixing with a polyolefin-based resin, a biomass plastic packaging container using the same, and a method of manufacturing the same.
Description
본 발명은 발효식품용 포장용기 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 셀룰로오스를 포함하는 바이오매스의 표면개질을 통해 이산화탄소 흡착성을 가지는 폴리에틸렌이민(PEI)을 부가한 후 폴리올리핀계 수지와 혼합하여 발포시킨 이산화탄소 흡착성 바이오매스 플라스틱 조성물 이용한 발효식품용 포장용기 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a packaging container for fermented food and a method for manufacturing the same, and more specifically, by adding polyethyleneimine (PEI) having carbon dioxide adsorption through surface modification of biomass containing cellulose, and mixing it with a polyolefin-based resin. The present invention relates to a packaging container for fermented food using a carbon dioxide adsorption biomass plastic composition foamed and a method of manufacturing the same.
발포 플라스틱은 완충성, 방수성, 위생성, 열차단성, 경량성, 성형시 우수한 경도유지 등 포장의 기능성이 우수하여 식품 포장용기, 건축용 포장재 등으로 널리 사용되고 있다. 현재 사용되는 식품용기의 대다수는 폴리스틸렌 발포(EPS) 또는 폴리에틸렌 플라스틱 재질을 코팅 처리한 종이 재질의 소재를 사용하여 제조한 용기에 포장을 하여 유통 되고 있다. 열가소성 수지인 폴리스틸렌은 열분해 또는 화학적 해리가 일어 나면 발암물질인 환경 호르몬을 배출할 수 있는 스틸렌 모노머를 포함하고 있어 전세계적으로 규제를 하고 있는 실정이다. 따라서, 최근 천연 식물소재를 이용하여 인체에 무해한 식품용 포장 소재를 개발하고자 하는 연구가 이루어지고 있으며, 그 대안으로 식물체 기반 바이오베이스 플라스틱 원료를 이용한 발포 플라스틱이 각광을 받고 있다. Foamed plastics are widely used as food packaging containers and construction packaging materials because of their excellent packaging functionality such as buffering, waterproof, hygienic, thermal barrier, lightweight, and excellent hardness during molding. Most of the food containers currently used are packaged and distributed in containers manufactured using polystyrene foam (EPS) or paper-based materials coated with polyethylene plastic materials. Polystyrene, a thermoplastic resin, contains styrene monomers that can release environmental hormones, which are carcinogens, when thermal decomposition or chemical dissociation occurs, and thus is being regulated worldwide. Therefore, recently, research to develop food packaging materials that are harmless to the human body using natural plant materials is being conducted, and as an alternative, foamed plastics using plant-based bio-based plastic raw materials are in the spotlight.
한편, 발효식품의 경우 통상적으로 밀폐용기에 포장하는데, 이로 인하여 시간이 경과함에 따라 미생물 발효 작용에 의하여 이산화탄소 가스가 발생하여 용기가 팽창하거나 내부에 압력이 발생하게 되어 포장 용기가 훼손될 수 있는 우려가 있었다. 이를 방지하기 위하여, 포장용기 내부에 이산화탄소 흡수제를 별도로 넣는 경우도 있지만, 이 경우 비용상승과 공정상 불편해지는 단점이 있었다. 또한, 발효식품의 발효 과정 중에 배출되는 이산화탄소로 인해 밀봉 포장된 내부의 식품 산가가 높아지는 문제점도 발생하였다.On the other hand, fermented foods are usually packaged in a closed container, and as a result of this, carbon dioxide gas is generated by microbial fermentation over time, causing the container to expand or to generate pressure inside, which may damage the packaging container. There was. To prevent this, in some cases, a carbon dioxide absorbent is separately added to the inside of the packaging container, but in this case, there is a disadvantage in that the cost increases and the process becomes inconvenient. In addition, there has also been a problem in that the acid value of the food inside the sealed package increases due to carbon dioxide discharged during the fermentation process of the fermented food.
본 발명의 일 목적은 셀룰로오스를 포함하는 바이오매스를 표면개질하여 이산화탄소 흡착제인 폴리에틸렌이미(PEI)를 부착한 후, 폴리올레핀계 수지와 혼합 발포하는 이산화탄소 흡착성 바이오매스 플라스틱 조성물을 제공 하는데 있다.An object of the present invention is to provide a carbon dioxide adsorption biomass plastic composition in which a biomass containing cellulose is surface-modified to attach polyethyleneimine (PEI) as a carbon dioxide adsorbent, and then mixed and foamed with a polyolefin-based resin.
본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 이산화탄소 흡착성 바이오매스 플라스틱을 이용한 발포층이 도입된 다층 압출방식의 플라스틱 시트를 이용한 발효식품용 포장용기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a packaging container for fermented food using a multi-layer extrusion plastic sheet into which a foam layer using a carbon dioxide adsorbing biomass plastic according to the present invention is introduced.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 바이오매스 플라스틱 시트를 이용한 발효식품용 포장용기 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a fermented food packaging container using the biomass plastic sheet.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.
본 발명은 이산화탄소 흡착성 바이오매스 플라스틱 조성물로서, 폴리올레핀계 수지 100 중량부, 이산화탄소 흡착성을 가지는 폴리에틸렌이민(PEI)이 부가된 셀룰로오스를 포함하는 바이오매스 1 내지 30 중량부를 포함한다.The present invention is a carbon dioxide adsorption biomass plastic composition, including 100 parts by weight of a polyolefin resin and 1 to 30 parts by weight of biomass including cellulose to which polyethyleneimine (PEI) having carbon dioxide adsorption is added.
상기 바이오매스 플라스틱 조성물은 상용화제 1 내지 20 중량부를 포함할 수 있으며, 글리시딜메타크릴레이트, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리비닐알코올(PVA), 에틸렌비닐아세테이트, 부틸아크릴레이트 공중합체(EBA), 폴리이소부틸렌고무(PIB), 무수말레인산 및 MAP(무수말레인산) 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The biomass plastic composition may contain 1 to 20 parts by weight of a compatibilizer, and glycidyl methacrylate, ethylene vinyl acetate (EVA), polyvinyl alcohol (PVA), ethylene vinyl acetate, butyl acrylate copolymer (EBA ), polyisobutylene rubber (PIB), maleic anhydride, and MAP (maleic anhydride) resin.
상기 바이오매스 플라스틱 조성물은 플라스틱 활제 1 내지 5 중량부를 더 포함할 수 있으며, 스테아린산염, 팔미트산염 및 라우르산염으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상일 수 있다.The biomass plastic composition may further include 1 to 5 parts by weight of a plastic lubricant, and may be at least one or more selected from the group consisting of stearate, palmitate, and laurate.
상기 바이오매스는 볏짚, 보리짚, 밀짚, 왕겨, 옥수수대와 잎, 대두줄기, 콩깍지, 양파줄기, 고구마줄기, 솔잎 또는 커피 찌꺼기를 포함하는 초본계 바이오 매스일 수 있다. The biomass may be herbaceous biomass including rice straw, barley straw, straw, rice husk, cornstalks and leaves, soybean stems, bean pods, onion stems, sweet potato stems, pine needles, or coffee grounds.
상기 폴리올레핀계 수지는 폴리에틸렌, 에틸렌 공중합체, 폴리프로필렌, 프로필렌 공중합체, 폴리(4-메틸-1-펜텐) 및 이들의 공중합체로 이루어진 군 중에서 어느 하나 이상일 수 있다.The polyolefin-based resin may be any one or more from the group consisting of polyethylene, ethylene copolymer, polypropylene, propylene copolymer, poly(4-methyl-1-pentene), and copolymers thereof.
상기 폴리올레핀계 수지는 프로필렌-에틸렌-1-부텐 터폴리머 또는 무수말레산 그라프트 폴리프로필렌(MA-g-PP)일 수 있다.The polyolefin resin may be a propylene-ethylene-1-butene terpolymer or maleic anhydride graft polypropylene (MA-g-PP).
본 발명은 상기 바이오매스 플라스틱 조성물을 이용한 플라스틱 시트에 관한 것으로, 상기 플라스틱 조성물을 포함하는 혼합물을 발포제로 발포시킨 발포층 및 상기 발포층 상측면 또는 하측면에 고분자 수지층을 압출시켜 적층한다.The present invention relates to a plastic sheet using the biomass plastic composition, and is laminated by extruding a foam layer in which a mixture containing the plastic composition is foamed with a foaming agent and a polymer resin layer on the upper or lower surface of the foam layer.
상기 고분자 수지층은 폴리프로필계 수지를 포함할 수 있으며, 상기 발포제는 아조화합물 또는 니트로 화합물인 유기계 발포제일 수 있다.The polymer resin layer may include a polypropyl-based resin, and the foaming agent may be an azo compound or an organic-based foaming agent of a nitro compound.
또한, 본 발명은 (a) 셀룰로오스를 포함하는 바이오매스를 에폭시기 또는 아민기가 말단에 포함된 실란 커플링제로 표면개질하여 에폭시기 또는 아민기가 부여된 바이오매스를 제조하는 단계; (b) 상기 에폭시기 또는 아민기가 부여된 바이오매스에 폴리에틸렌이민(PEI)을 부가하는 단계; 및 (c) 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여 상기 폴리에틸렌이민(PEI)을 부가한 바이오매스 1 내지 30 중량부를 혼합하여 바이오플라스틱 소재를 제조하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 흡착성 바이오매스 플라스틱의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (a) surface-modifying a biomass containing cellulose with a silane coupling agent containing an epoxy group or an amine group at the terminal to prepare a biomass to which an epoxy group or an amine group is imparted; (b) adding polyethyleneimine (PEI) to the biomass to which the epoxy group or amine group is imparted; And (c) preparing a bioplastic material by mixing 1 to 30 parts by weight of biomass to which the polyethyleneimine (PEI) is added to 100 parts by weight of a polyolefin-based resin. It provides a method of manufacturing a carbon dioxide adsorption biomass plastic comprising a.
상기 실란 커플링제는 3-aminopropyl triethoxysilane (APS), glycidoxypropyl trimethoxysilane (GPTMS)일 수 있다.The silane coupling agent may be 3-aminopropyl triethoxysilane (APS) or glycidoxypropyl trimethoxysilane (GPTMS).
본 발명에 따른 이산화탄소 흡착성 바이오매스 플라스틱 시트로 제조한 포장 용기에 발효식품을 넣을 경우, 발효 과정에 발생하는 이산화탄소가 흡착되므로 식품의 보전기간을 더욱 연장시킬 수 있으며, 별도의 이산화탄소 흡수제를 넣지 않아도 발생 이산화탄소 제거 효과를 가진다.When fermented food is put in the packaging container made of the carbon dioxide adsorbing biomass plastic sheet according to the present invention, carbon dioxide generated during the fermentation process is adsorbed, so that the preservation period of the food can be further extended, and it occurs even without a separate carbon dioxide absorbent. It has a carbon dioxide removal effect.
도 1은 에폭시기 또는 아민기를 가지는 실란 커플링제로 셀룰로오스 표면을 개질 처리하는 과정을 보여주는 화학반응 과정도.
도 2는 본 발명에 따른 바이오매스 플라스틱 시트의 제조 공정 모식도.
도 3은 본 발명에 따른 바이오매스 플라스틱 시트의 다층 구조를 나타내는 설명도.
도 4는 본 발명에 따른 바이오매스 플라스틱 시트로 제조한 포장용기의 이산화탄소 흡착 정도에 대한 분석 그래프.1 is a chemical reaction process diagram showing a process of modifying the surface of cellulose with a silane coupling agent having an epoxy group or an amine group.
Figure 2 is a schematic diagram of the manufacturing process of the biomass plastic sheet according to the present invention.
3 is an explanatory diagram showing a multilayer structure of the biomass plastic sheet according to the present invention.
Figure 4 is an analysis graph of the degree of carbon dioxide adsorption of a packaging container made of a biomass plastic sheet according to the present invention.
이하, 본 발명의 구성요소와 기술적 특징을 다음의 실시예들을 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 하기 실시예들은 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the constituent elements and technical features of the present invention will be described in more detail through the following embodiments. However, the following examples are merely illustrative of the content of the present invention, and the scope of the invention is not limited by the examples.
본 발명자들은 에폭시기 또는 아민기를 포함하는 실란 커플링제로 셀룰로오스를 포함하는 바이오매스를 표면개질하여 에폭시기 또는 아민기를 부여하고, 이후 이산화탄소 흡착성을 가지는 폴리에틸렌이민(PEI)을 부가한 플라스틱 조성물을 이용한 포장용기를 발효식품 등에 포장용기로 사용할 경우 발효식품의 발효과정에 발생하는 이산화탄소를 흡착함으로써, 이산화탄소에 의한 발효식품의 발효 촉진을 억제할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors modified the surface of biomass containing cellulose with a silane coupling agent containing an epoxy group or an amine group to impart an epoxy group or an amine group, and then a packaging container using a plastic composition to which polyethyleneimine (PEI) having carbon dioxide adsorption property was added. When used as a packaging container for fermented food or the like, it was found that it was possible to suppress the fermentation promotion of fermented food by carbon dioxide by adsorbing carbon dioxide generated during the fermentation process of the fermented food.
본 발명은 이산화탄소 흡착성 바이오매스 플라스틱 조성물, 그 제조방법 및 이를 이용한 바이오매스 플라스틱 포장용기에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon dioxide adsorption biomass plastic composition, a method for manufacturing the same, and a biomass plastic packaging container using the same.
본 발명의 일 구현 예에 따르면, 폴리올레핀계 수지 100 중량부, 이산화탄소 흡착성을 가지는 폴리에틸렌이민(PEI)이 부가된 셀룰로오스를 포함하는 바이오매스 1 내지 30 중량부를 포함하는 이산화탄소 흡착성 바이오매스 플라스틱 조성물에 관한 것이다.According to one embodiment of the present invention, it relates to a carbon dioxide adsorption biomass plastic composition comprising 100 parts by weight of a polyolefin resin and 1 to 30 parts by weight of biomass including cellulose to which polyethyleneimine (PEI) having carbon dioxide adsorption is added. .
본 발명에 있어서, 상기 "폴리올레핀계 수지"란, 폴리에틸렌, 에틸렌 공중합체, 폴리프로필렌, 프로필렌 공중합체, 폴리(4-메틸-1-펜텐) 및 이들의 공중합체로 이루어진 군 중에서 어느 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 프로필렌-에틸렌-1-부텐 터폴리머 또는 무수말레산 그라프트 폴리프로필렌(MA-g-PP)일 수 있다.In the present invention, the "polyolefin resin" may be any one or more from the group consisting of polyethylene, ethylene copolymer, polypropylene, propylene copolymer, poly(4-methyl-1-pentene) and copolymers thereof, and , Preferably it may be a propylene-ethylene-1-butene terpolymer or maleic anhydride graft polypropylene (MA-g-PP).
또한, 상기 폴리올리핀계 수지의 MI(melting index)는 5 내지 7일 수 있다. 이는, 본 발명에 있어서 상기 시트 성형 시 흐름성 개선을 위한 것으로, 고온의 실린더 내부에서 수지에 잘 결합된 천연물의 결합력이 스큐류 마찰열 등에 의해 약해지고 그로 인해 발생된 잔유 천연물이 탄화 되기도 하기 때문에, 이러한 점을 개선하고, 분산을 안정시켜 다이스를 통과한 수지의 고른 압출 온도를 통해 시트 두께의 균일성 및 연신의 안정성을 강화시킬 수 있다. In addition, the melting index (MI) of the polyolefin-based resin may be 5 to 7. This is to improve the flowability during the sheet molding in the present invention, because the bonding force of the natural product well bonded to the resin in the high-temperature cylinder is weakened by the frictional heat of the skew flow and the resulting residual natural product is carbonized. By improving the point and stabilizing the dispersion, it is possible to enhance the uniformity of the sheet thickness and the stability of stretching through the even extrusion temperature of the resin passed through the die.
상기 이산화탄소 흡착성을 가지는 폴리에틸렌이민(PEI)이 부가된 셀룰로오스를 포함하는 바이오매스는 에폭시기 또는 아민기를 포함하는 실란 커플링제로 셀룰로오스를 포함하는 바이오매스를 표면개질하여 에폭시기 또는 아민기를 부여한 후 폴리에틸렌이민(PEI)을 부가하는 방식으로 획득할 수 있다. 이를 위해서는, 먼저 도 1과 같이 에폭시기 또는 아민기를 가지는 실란 커플링제로 셀룰로오스 표면을 개질 하는 과정을 거쳐야 한다. 여기서 사용되는 에폭시기 또는 아민기를 포함하는 실란 커플링제는 glycidoxypropyl trimethoxysilane (GPTMS), 3-aminopropyl triethoxysilane (APS) 등이 될 수 있다. 또한 바이오매스와 실란 커플링제의 중량비는 1:0.1 ~ 10:1 인 것이 바람직하다. 표면처리 단계에서 사용 가능한 용매는 N,N-디메틸포름아미드(N,N-Dimethylformamide, DMF), 2,3-디하이드로퓨란(2,3-Dihydrofuran, DHF), 디메틸 설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO) 등이 가능하다.The biomass containing cellulose to which polyethyleneimine (PEI) having carbon dioxide adsorption property is added is surface-modified with the biomass containing cellulose with a silane coupling agent containing an epoxy group or an amine group to give an epoxy group or an amine group, and then polyethyleneimine (PEI). It can be obtained by adding ). To this end, first, as shown in FIG. 1, it is necessary to undergo a process of modifying the cellulose surface with a silane coupling agent having an epoxy group or an amine group. The silane coupling agent including an epoxy group or an amine group used herein may be glycidoxypropyl trimethoxysilane (GPTMS), 3-aminopropyl triethoxysilane (APS), or the like. In addition, it is preferable that the weight ratio of the biomass and the silane coupling agent is 1:0.1 to 10:1. Solvents that can be used in the surface treatment step are N,N-dimethylformamide (DMF), 2,3-Dihydrofuran (DHF), and dimethyl sulfoxide (DMSO). ), etc. are possible.
다음으로, 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine, PEI)을 상기 표면처리된 셀룰로오스와 반응시켜 폴리에틸렌이민(PEI)을 셀룰로오스 말단에 부가하는 단계를 거치게 된다. 이때 사용될 수 있는 용매로는 N,N-디메틸포름아미드(N,N-Dimethylformamide, DMF), 2,3-디하이드로퓨란(2,3-Dihydrofuran, DHF), 디메틸 설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO) 등이 가능하다.Next, polyethyleneimine (PEI) is reacted with the surface-treated cellulose to add polyethyleneimine (PEI) to the cellulose terminal. Solvents that can be used at this time include N,N-dimethylformamide (N,N-Dimethylformamide, DMF), 2,3-dihydrofuran (DHF), and dimethyl sulfoxide (DMSO). Etc. are possible.
상기 셀룰로오스를 포함하는 바이오매스는 폴리올레핀계 수지 100중량부에 대하여, 1 내지 30 중량부 포함하는 것이 바람직한데, 이는 1 중량부 미만의 양으로 포함되는 경우에는 이산화탄소 흡착 성능 확인이 어려운 문제가 발생될 수 있으며, 30 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 경제성 및 경도가 나빠질 수 있으며, 물성에 문제가 될 수 있다.The biomass containing the cellulose is preferably 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyolefin resin.If it is included in an amount of less than 1 part by weight, it is difficult to confirm the carbon dioxide adsorption performance. It may be, and if it is included in excess of 30 parts by weight, economical efficiency and hardness may deteriorate, and physical properties may be problematic.
상기 "바이오매스"란, 조류 및 나무, 꽃, 풀, 가지, 잎, 뿌리, 열매 등 광합성으로 생성되는 모든 생물 자원에 해당하는 고분자로, 목질계, 당질계, 전분질계, 초본계, 수생계, 등이 해당될 수 있다. 상기 초본계 바이오매스는, 예를 들면 상기 초본계 분말은 볏짚, 보리짚, 밀짚, 왕겨, 옥수수대와 잎, 대두줄기 및 콩깍지, 양파줄기, 고구마줄기, 솔잎 및 커피 찌꺼기 등에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The "biomass" is a polymer corresponding to all biological resources generated by photosynthesis, such as algae and trees, flowers, grass, branches, leaves, roots, and fruits, and is a woody, sugary, starchy, herbaceous, aquatic system. , Etc. may be applicable. The herbal-based biomass, for example, the herbal-based powder is one or more selected from rice straw, barley straw, wheat straw, rice husk, corn stalks and leaves, soybean stems and pods, onion stems, sweet potato stems, pine needles and coffee grounds It may be included, but is not limited thereto.
또한, 본 발명에 따른 바이오매스는 분쇄하여 분말 형태로 적용하는 것이 바람직한데, 분말상의 단년생 초본계 바이오매스는 근본적으로 천연물이므로 수분 및 가스를 함유하고 있고 비중이 낮아 폴리올레핀계 수지와 컴파운딩 시 비표면적이 크고 마찰계수가 낮아 연화점까지 온도를 올리려 하여도 쉽게 올라가지 않은 문제가 있을 수 있다. 이는 초미세 분말로 입경제어된 천연물의 비표면적이 크므로 열을 쉽게 방출하고 수지와 혼련 시 비중이 낮아 마찰계수가 낮아지는데 원인이 있다. 따라서 본 발명에서는 무기물 혼합분체 방법을 활용하여 분체 시 평균 함수량 8 내지 10%를 함수한 바이오매스의 수분제거를 화학적 방법으로 제어하는 것이 바람직하다. 이때 사용된 무기물은 바이오매스의 재결합(aggregation)을 방지하고, 충진재의 역할을 하며, 바이오매스와 혼합 분산되면서 미세 분체혼합물의 비중을 올림과 동시에 수지와 컴파운드 시 충진재 역할 및 고온 압출 공정에서 마찰계수를 낮춰 분산도를 높이는 기능을 한다. 또한, 수분 재흡수의 방지의 목적을 위해 표면코팅제로 지방산을 바이오매스에 2 내지 5 중량% 사용할 수 있으며 수지와 상용성 부여를 위하여 배합공정에서 실란 및 산처리지방산 혼합제를 분사 코팅하여 제조하며 이러한 과정에서 처방되는 실란의 양이 바이오매스에 0.2 내지 0.5 중량%의 극미량이므로 상기의 지방산과 혼합한 혼합용액을 분사하여 화학적 개질 및 코팅 처리하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 지방산과 실란을 9:1의 비율로 혼합한 혼합용액을 2 내지 5 중량%가 사용될 수 있다.In addition, the biomass according to the present invention is preferably pulverized and applied in the form of powder.Since the powdery monoennial herbaceous biomass is essentially natural, it contains moisture and gas and has a low specific gravity when compounding with a polyolefin resin. The specific surface area is large and the coefficient of friction is low, so there may be a problem that the temperature does not rise easily even if you try to raise the temperature to the softening point. This is because of the large specific surface area of the natural product made into ultra-fine powder, so that heat is easily released and the specific gravity is low when kneaded with a resin, so that the coefficient of friction is lowered. Therefore, in the present invention, it is preferable to control the moisture removal of biomass having an average moisture content of 8 to 10% during powder by using the inorganic powder mixture method by a chemical method. The inorganic material used at this time prevents the recombination of biomass, acts as a filler, increases the specific gravity of the fine powder mixture while being mixed and dispersed with the biomass, and at the same time acts as a filler when compounding with resin and the friction coefficient in the high-temperature extrusion process. It functions to increase the degree of dispersion by lowering the value. In addition, for the purpose of preventing moisture reabsorption, 2 to 5% by weight of fatty acids can be used in biomass as a surface coating agent, and to impart compatibility with resins, silane and acid-treated fatty acid mixtures are spray-coated in the mixing process. Since the amount of silane prescribed in the process is a very small amount of 0.2 to 0.5% by weight to the biomass, it is preferable to chemically modify and coat the biomass by spraying the mixed solution mixed with the fatty acid. In the present invention, 2 to 5% by weight of a mixed solution obtained by mixing a fatty acid and a silane in a ratio of 9:1 may be used.
본 발명에 따른 바이오매스 플라스틱 조성물은 상용화제 1 내지 20 중량부 또는 플라스틱 활제 1 내지 5 중량부를 추가로 더 포함할 수 있다.The biomass plastic composition according to the present invention may further include 1 to 20 parts by weight of a compatibilizer or 1 to 5 parts by weight of a plastic lubricant.
상기 상용화제(compatibilizer)는 비극성인 상기 합성수지와 극성인 초본계 농산폐기물간의 이형성을 제거하여 상용성을 부여하는 물질로서, 그 예로는 글리시딜메타크릴레이트, 에틸렌비닐알콜(EVA), 폴리비닐알코올(PVA), 에틸렌비닐아세테이트 및 부틸아크릴레이트 공중합체(EBA), 폴리이소부틸렌고무(PIB), 무수말레인산 및 MAP(무수말레인산) 등이 있다. 상기 상용화제는 본 발명의 발포 플라스틱 조성물 중 5 내지 15 중량부 함량으로 사용되는 것이 바람직하다. 5중량부 미만일 경우 상용성이 충분하지 못하여 층간 분리현상이 발생할 수 있으며, 15중량부를 초과할 경우 경제적 효과가 낮아지게 된다.The compatibilizer is a material that imparts compatibility by removing the releasability between the non-polar synthetic resin and the polar herbal agricultural waste, examples of which include glycidyl methacrylate, ethylene vinyl alcohol (EVA), and polyvinyl. Alcohol (PVA), ethylene vinyl acetate and butyl acrylate copolymer (EBA), polyisobutylene rubber (PIB), maleic anhydride and MAP (maleic anhydride). The compatibilizer is preferably used in an amount of 5 to 15 parts by weight in the foamed plastic composition of the present invention. If it is less than 5 parts by weight, the compatibility may not be sufficient, resulting in delamination, and if it exceeds 15 parts by weight, the economic effect is lowered.
상기 "플라스틱용 활제"는 바이오매스가 포함된 배합물과 합성수지간의 접합 또는 친화력 강화 및 배합, 압출 시 발생되는 마찰열을 감소하여 열적 분해를 방지하는 동시에 원활한 압출 작업을 수행하기 위하여 첨가되는 성분으로서, 이들을 첨가하더라도 기계적 물성은 기초 소재와 유사하게 유지하면서 원활한 작업성을 제공해 줄 수 있다. 본 발명에서 상기 플라스틱용 활제는 환경친화도가 높은 천연물인 스테아린산염, 팔미트산염 및 라우르산염으로 구성되는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있고, 바람직하게는, 칼슘 스테아린산(Calcium Stearate), 아연 스테아린산(Zinc Stearate) 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 플라스틱 활제는 상기 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부 포함될 수 있다. 본 발명에서 상기 플라스틱 활제가 1 중량부 미만으로 포함되는 경우, 시트 성형 시 충분한 윤활제로서의 효과가 미흡할 수 있다. 또한, 5 중량부 초과로 포함하는 경우 시트 내부 물성 저하를 발생시키거나 압출 성형 시 다이스 토출립에 열분해로 탄화물 또는 시트표면에 플로우마크 등이 발생하여 미관을 저해시킬 수 있다.The "plastic lubricant" is a component added to prevent thermal decomposition by reducing frictional heat generated during bonding or blending and extrusion between a blend containing biomass and a synthetic resin, and to perform a smooth extrusion operation. Even if it is added, it can provide smooth workability while maintaining the mechanical properties similar to those of the basic material. In the present invention, the plastic lubricant may be one or a mixture of two or more selected from the group consisting of stearic acid salt, palmitic acid salt, and lauric acid salt, which are natural products having high environmental friendliness, and preferably, calcium stearic acid. (Calcium Stearate), zinc stearate, or a mixture thereof may be used, but is not limited thereto. The plastic lubricant may be included in an amount of 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyolefin-based resin. In the present invention, when the plastic lubricant is contained in an amount of less than 1 part by weight, the effect as a sufficient lubricant during sheet molding may be insufficient. In addition, if the content is more than 5 parts by weight, the internal properties of the sheet may be deteriorated, or during extrusion molding, carbides or flow marks may be generated on the surface of the sheet due to thermal decomposition at the die discharge lip, which may hinder the aesthetics.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 본 발명에 따른 바이오매스 플라스틱 조성물을 포함하여 발포시킨 발포층 및 상기 발포층 상면 또는 하면에 고분자 수지층을 압출시켜 적층시킨 다층 구조의 플라스틱 시트에 관한 것이다. 상기 플라스틱 시트는 도 2과 같이 상기 발포층 상면 및 하면 모두 고분자 수지층을 압출시켜 적층시켜 3층 구조를 이루는 것이 보다 바람직하다.According to another embodiment of the present invention, it relates to a foamed layer including the biomass plastic composition according to the present invention, and a multilayered plastic sheet obtained by extruding and laminating a polymer resin layer on the upper or lower surface of the foam layer. It is more preferable that the plastic sheet is laminated by extruding a polymer resin layer on both the upper and lower surfaces of the foam layer as shown in FIG. 2 to form a three-layer structure.
상기 고분자 수지층은 폴리에틸렌, 에틸렌 공중합체, 폴리프로필렌, 프로필렌 공중합체, 폴리(4-메틸-1-펜텐) 및 이들의 공중합체 등일 수 있으며, 포장 용기를 포함한 산업 전반의 플라스틱을 제조하는 공정에 사용 가능한 것이면 무방하다. 본 발명에 있어서는 상기 고분자 수지층은 폴리프로필렌에 에틸렌 및 부텐을 물리화학적 결합한 터폴리계열의 수지를 포함하는 것이 보다 바람직하다.The polymer resin layer may be polyethylene, ethylene copolymer, polypropylene, propylene copolymer, poly(4-methyl-1-pentene), and copolymers thereof, and may be used in the process of manufacturing general plastics including packaging containers. Anything that can be used is fine. In the present invention, it is more preferable that the polymer resin layer includes a terpoly-based resin obtained by physicochemically bonding ethylene and butene to polypropylene.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따르면, (a) 셀룰로오스를 포함하는 바이오매스를 말단에 에폭시기 또는 아민기를 포함하는 실란 커플링제로 표면개질하여 에폭시기 또는 아민기가 부여된 바이오매스를 제조하는 단계; (b) 상기 에폭시기 또는 아민기가 부여된 바이오매스에 폴리에틸렌이민(PEI)을 부가하는 단계; 및 (c) 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여 상기 폴리에틸렌이민(PEI)을 부가한 바이오매스 1 내지 30 중량부를 혼합하여 제조된 복합수지를 발포하여 발포층을 제조하는 단계; (d) 상기 발포층 상면 또는 하면에 고분자 수지층을 압출시켜 적층하는 단계;를 포함하는 플라스틱 시트의 제조방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, (a) surface modification of the biomass containing cellulose with a silane coupling agent containing an epoxy group or an amine group at the terminal to prepare a biomass with an epoxy group or an amine group; (b) adding polyethyleneimine (PEI) to the biomass to which the epoxy group or amine group is imparted; And (c) foaming a composite resin prepared by mixing 1 to 30 parts by weight of biomass to which the polyethyleneimine (PEI) is added with respect to 100 parts by weight of a polyolefin-based resin to prepare a foam layer. (d) extruding and laminating a polymer resin layer on the upper or lower surface of the foam layer; it provides a method of manufacturing a plastic sheet comprising.
먼저 (a)단계는 에폭시기 또는 아민기를 포함하는 실란 커플링제로 셀룰로오스를 포함하는 바이오매스를 표면개질하여 에폭시기 또는 아민기가 부여된 바이오매스를 제조하는 단계이다. 이를 위해 용매에 상기 바이오매스를 분산시킨 후 실란 커플링제를 투입하여 반응시켜 진행한다. 상기 용매는 N,N-디메틸포름아미드(N,N-Dimethylformamide, DMF), 2,3-디하이드로퓨란(2,3-Dihydrofuran, DHF), 디메틸 설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO) 등이 가능하다. 도 1에는 표면개질 과정에 따른 화학구조의 변화를 설명하고 있다. First, step (a) is a step of surface modification of biomass containing cellulose with a silane coupling agent containing an epoxy group or an amine group to prepare a biomass with an epoxy group or an amine group. To this end, after dispersing the biomass in a solvent, a silane coupling agent is added and reacted. The solvent may be N,N-dimethylformamide (N,N-Dimethylformamide, DMF), 2,3-dihydrofuran (DHF), dimethyl sulfoxide (DMSO), and the like. . In FIG. 1, changes in the chemical structure according to the surface modification process are described.
다음으로, (b)단계는 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine, PEI)을 상기 표면처리된 셀룰로오스와 반응시켜 폴리에틸렌이민(PEI)을 셀룰로오스 말단에 부가하는 단계로서, 이때 분산 시 사용할 수 있는 용매로 N,N-디메틸포름아미드(N,N-Dimethylformamide, DMF), 2,3-디하이드로퓨란(2,3-Dihydrofuran, DHF), 디메틸 설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO) 등이 있다.Next, step (b) is a step of reacting polyethyleneimine (PEI) with the surface-treated cellulose to add polyethyleneimine (PEI) to the cellulose terminal, and at this time, N,N- Dimethylformamide (N,N-Dimethylformamide, DMF), 2,3-Dihydrofuran (DHF), and dimethyl sulfoxide (DMSO).
다음으로, (c)단계는 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여 상기 폴리에틸렌이민(PEI)을 부가한 바이오매스 1 내지 30 중량부를 교반하여 혼합한 바이오매스복합수지로 발포 압출하여 발포층을 제조하는 단계이다. Next, step (c) is a step of foaming and extruding with a biomass composite resin mixed by stirring and mixing 1 to 30 parts by weight of biomass to which the polyethyleneimine (PEI) is added with respect to 100 parts by weight of a polyolefin-based resin to prepare a foam layer. to be.
상기 셀룰로오스를 포함하는 바이오매스는 폴리올레핀계 수지 100중량부에 대하여, 1 내지 30 중량부 포함하는 것이 바람직한데, 상기 바이오매스가 1 중량부 미만의 양으로 포함되는 경우에는 이산화탄소 흡착 성능 확인이 어려운 문제가 발생될 수 있으며, 30 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 경제성 및 시트의 경도가 나빠질 수 있으며, 물성에 문제가 될 수 있다. 발포를 하기 전 상기 바이오매스와 폴리올리핀계 수지를 고속혼련시킨 후, 수지 용융 온도로 가압가열하고 발포제를 첨가한다. 이 과정에서 이산화탄소의 발생을 억제해야 하므로, 바람직한 발포제로는 아조계 화합물 또는 니트로계 화함물로 이루어진 유기계 발포제이며, 아조디카본아미드 등의 아조화합물; N,N-디니트로소펜타메틸렌테트라민, N,N-디니트로소-N,N-디메틸테레프탈레이트 등의 니트로소화합물이 될 수 있다. 상기 바이오매스 플라스틱 조성물에 폴리올리핀계 수지를 베이스로 하여 사용하고, 이때 수지와의 상용성을 더욱 높이기 위하여 상용화제가 추가적으로 사용될 수 있다. 상용화제로는 글리시딜메타크릴레이트, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리비닐알코올(PVA), 에틸렌비닐아세테이트, 부틸아크릴레이트 공중합체(EBA), 폴리이소부틸렌고무(PIB), 무수말레인산 및 MAP(무수말레인산) 수지로 이루어진 군에서 1종 이상 선택될 수 있다. 또한, 폴리에틸렌(PE)-왁스 등의 플라스틱용 활제나, 통상의 플라스틱 분해용 산화제가 추가적으로 배합될 수 있다. 상기 상용화 올레핀계 수지는 폴리에틸렌, 폴리우레탄 등 시트 및 필름 제조에 사용되는 수지가 가능하며, 바람직하게는 극성 결합(polar grafting)이 가능한 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 혼합물을 1차 및 2차 압출 팽창부를 특징으로 하는 발포 다이스 장치에 주입하여 발포 플라스틱을 제조한다. 압출 온도는 150 내지 200℃가 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다. The biomass containing cellulose is preferably 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyolefin resin, but when the biomass is contained in an amount of less than 1 part by weight, it is difficult to confirm the carbon dioxide adsorption performance. May occur, and if it is included in excess of 30 parts by weight, economical efficiency and hardness of the sheet may be deteriorated, and physical properties may be problematic. Before foaming, the biomass and polyolefin-based resin are kneaded at high speed, and then heated under pressure to a melting temperature of the resin, and a foaming agent is added. Since generation of carbon dioxide must be suppressed in this process, preferred blowing agents are organic blowing agents composed of azo compounds or nitro compounds, and azo compounds such as azodicarbonamide; It may be a nitroso compound such as N,N-dinitrosopentamethylenetetramine and N,N-dinitroso-N,N-dimethyl terephthalate. The biomass plastic composition is used with a polyolefin-based resin as a base, and at this time, a compatibilizer may be additionally used in order to further increase compatibility with the resin. Compatibilizers include glycidyl methacrylate, ethylene vinyl acetate (EVA), polyvinyl alcohol (PVA), ethylene vinyl acetate, butyl acrylate copolymer (EBA), polyisobutylene rubber (PIB), maleic anhydride and MAP. (Maleic anhydride) It may be selected at least one type from the group consisting of resins. In addition, a lubricant for plastics such as polyethylene (PE)-wax, or an oxidizing agent for decomposing plastics may be additionally added. The commercially available olefin-based resin may be a resin used for manufacturing sheets and films such as polyethylene and polyurethane, and it is preferable to use a resin capable of polar grafting. The mixture is injected into a foam die device characterized by primary and secondary extrusion expansion parts to produce a foamed plastic. Extrusion temperature is preferably 150 to 200 ℃, but is not limited thereto.
다음으로, (d)단계는 상기 제조된 발포층의 상면 또는 하면에 고분자 수지층을 압출시켜 적층하여 다층으로 이루어진 플라스틱 시트를 제조한다. 이를 위해, 공압출 시트 제조기에 상기 고분자 수지층용 마스터 배치와 발포층용 마스터 배치를 주입한 뒤 공압출을 수행하여 발포층의 상면 또는 하면 중 적어도 한면 이상에 고분자 수지층을 코팅하여 적층시킨 플라스틱 시트를 제조할 수 있다. 도 3(a)는 2층 구조의 모습을, 도 3(b)는 3층 구조의 모습을 개략적으로 보여주고 있다.Next, in step (d), a polymer resin layer is extruded and laminated on the upper or lower surface of the foam layer to prepare a multi-layered plastic sheet. To this end, a plastic sheet laminated by coating a polymer resin layer on at least one of the upper or lower surfaces of the foam layer by injecting the polymer resin layer master batch and the foam layer master batch into a coextrusion sheet maker and then performing co-extrusion. Can be manufactured. FIG. 3(a) schematically shows a two-layer structure, and FIG. 3(b) schematically shows a three-layer structure.
상기 고분자 수지층은 폴리에틸렌, 에틸렌 공중합체, 폴리프로필렌, 프로필렌 공중합체, 폴리(4-메틸-1-펜텐) 및 이들의 공중합체 등일 수 있으며, 포장 용기를 포함한 산업 전반의 플라스틱을 제조하는 공정에 사용 가능한 것이면 무방하다. The polymer resin layer may be polyethylene, ethylene copolymer, polypropylene, propylene copolymer, poly(4-methyl-1-pentene), and copolymers thereof, and may be used in the process of manufacturing general plastics including packaging containers. Anything that can be used is fine.
상기 발포층과 상기 고분자 수지층으로 이루어진 코팅층의 가장 바람직한 조성물 및 그 배합비는 아래 표 1과 같다. The most preferable composition of the coating layer composed of the foam layer and the polymer resin layer and the mixing ratio thereof are shown in Table 1 below.
(코팅층)Rich resin layer
(Coating layer)
[중층 또는 이면층 발포시트 제조 시 수지 배합비][Resin blending ratio when manufacturing intermediate or back layer foam sheet]
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples. The following examples are only examples to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
[실험예][Experimental Example]
1. 실란 커플링제로 바이오매스(왕겨분말) 표면 개질1. Surface modification of biomass (rice husk powder) with a silane coupling agent
평균 입경 8 ㎛로 분쇄된 바이오매스인 왕겨분말 1kg을 탈이온수 10L에 분산시키고, 아세트산을 투입하여 pH를 5.0으로 낮추어 가수분해 실시하였다. 1 kg of rice husk powder, which is a biomass pulverized to an average particle diameter of 8 µm, was dispersed in 10 L of deionized water, and acetic acid was added to lower the pH to 5.0, followed by hydrolysis.
다음으로, 분산된 상기 바이오매스 용액에 APS를 0.25kg 투입하고, 반응기 온도를 60 ℃까지 증가시키며 교반하였다. 반응 종료 후 원심분리기를 통해 분리한 후 세척하고 건조시켰다. 아래 표 2에 각 성분의 투입량을 정리하였다.Next, 0.25 kg of APS was added to the dispersed biomass solution, and the reactor was stirred while increasing the temperature to 60°C. After completion of the reaction, the mixture was separated through a centrifuge, washed and dried. Table 2 below summarizes the input amount of each component.
2. 폴리에틸렌이민(PEI)을 부가한 바이오매스(왕겨분말) 제조2. Manufacture of biomass (rice husk powder) with polyethyleneimine (PEI) added
APS로 아민이 부가된 바이오매스 왕겨분말 2kg을 탈이온수 10L에 분산시키고, 폴리에틸렌이민을 1kg을 추가한 후, 이 용액을 교반하며 분산시켰다. 다음으로, 포름알데히드 수용액 0.5L를 천천히 적하하면서 폴리에틸렌이민의 아민과 실란의 에폭시기에 결합시켰다. 아래 표 3에 각 성분별 투입량을 정리하였다.2 kg of biomass rice husk powder to which amine was added with APS was dispersed in 10 L of deionized water, and 1 kg of polyethyleneimine was added, and the solution was stirred and dispersed. Next, 0.5 L of an aqueous formaldehyde solution was slowly added dropwise to bond to the amine of polyethyleneimine and the epoxy group of the silane. Table 3 below summarizes the amount of input for each component.
반응 후
건조Room temperature agitation
After reaction
dry
3. 이산화탄소 흡착 기능 바이오매스(왕겨분말) 복합컴파운드 소재 제조3. Manufacture of biomass (rice husk powder) complex compound material with carbon dioxide adsorption function
고속 배합기(500L)를 사용하여 상기 제조한 폴리에틸렌이민(PEI)을 부가한 바이오매스 왕겨분말, 무기물 상용제, 고분자 수지(TER-PP), 활제 및 분산제를 아래 표 4의 배합비로 하여 교반시킨 후 이축투윈 압출기를 사용해 가압 고온 압출시켜 이산화탄소 흡착 기능을 가진 바이오매스 복합컴파운드 소재를 제조하였다. Using a high-speed blender (500L), the biomass rice husk powder, inorganic material compatibilizer, polymer resin (TER-PP), lubricant and dispersant added to the above-prepared polyethyleneimine (PEI) were stirred at the mixing ratio of Table 4 below. A biomass composite compound material having a carbon dioxide adsorption function was prepared by extruding under pressure and high temperature using a twin-screw two-win extruder.
4. 다층 구조의 플라스틱 시트 제조4. Multi-layered plastic sheet manufacturing
다층 시트 압출 설비를 활용하여 메인층에 아조계 열분해 발포제 2% 마스터베치와 상기 제조한 이산화탄소 흡착기능 바이오매스 복합소재, 발포시 생성된 질소가스의 포집이 가능한 멜트텐션을 가지는 수지의 TER-PP를 활용하여 다층 공압출 공정을 하였다. 상기의 수지를 배합하여 메인 발포층과 코팅용 고분자 수지층을 주입한 뒤 다층 공압출을 수행하여 발포층의 양면에 고분자 수지층이 적층된 포장용기를 제조하였다. 상기 포장용기에서 발포층의 두께는 약 740㎛이며, 코팅 고분자 수지층의 두께는 약 60㎛이었다.Using a multi-layered sheet extrusion facility, a 2% azo-based thermal decomposition foaming agent masterbatch, the prepared carbon dioxide adsorption biomass composite material, and TER-PP resin with melt tension capable of trapping nitrogen gas generated during foaming are used in the main layer. It was utilized to perform a multi-layer coextrusion process. After mixing the above resins and injecting the main foam layer and the coating polymer resin layer, multi-layer coextrusion was performed to prepare a packaging container in which a polymer resin layer was laminated on both sides of the foam layer. In the packaging container, the thickness of the foam layer was about 740 μm, and the thickness of the coated polymer resin layer was about 60 μm.
[실험예] 포장용기의 이산화탄소 흡착력 측정[Experimental Example] Measurement of carbon dioxide adsorption capacity of packaging container
상기 제조한 바이오매스 플라스틱 발포시트로 만든 포장용기에 발효식품 김치를 담고 7일간 보관한 후, 이산화탄소 흡착 정도를 확인하기 위하여 아래와 같은 분석조건에서 확인한 결과, 도 4의 그래프와 같은 우수한 이산화탄소 흡착 효과를 확인할 수 있었다.After containing fermented food kimchi in a packaging container made of the prepared biomass plastic foam sheet and stored for 7 days, it was confirmed under the following analysis conditions to confirm the degree of carbon dioxide adsorption. I could confirm.
[분석조건] [Analysis conditions]
회전수 : 20rpm, 온도 : 185℃, 시간 : 10minSpeed: 20rpm, Temperature: 185℃, Time: 10min
Fill factor : 80% (Feeding Vol /mixer Vol = 44ml / 55ml)Fill factor: 80% (Feeding Vol /mixer Vol = 44ml / 55ml)
상기 결과를 이상에서 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Although the above results have been described in detail with respect to the present invention, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible within the scope not departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the field.
Claims (13)
상기 발포층 상측면 또는 하측면에 압출하여 적층시킨 고분자 수지층;
을 포함하며,
상기 폴리올레핀계 수지는 폴리에틸렌, 에틸렌 공중합체, 폴리프로필렌, 프로필렌 공중합체, 폴리(4-메틸-1-펜텐) 및 이들의 공중합체로 이루어진 군 중에서 어느 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 바이오매스 플라스틱 시트로 제조되는 발효식품용 포장용기.100 parts by weight of a polyolefin resin, 1 to 30 parts by weight of biomass containing cellulose to which polyethyleneimine (PEI) is added after surface treatment with a silane coupling agent containing an epoxy group, 1 to 20 parts by weight of a compatibilizer, and a plastic lubricant A foam layer obtained by foaming a mixture containing 1 to 5 parts by weight of a carbon dioxide adsorbing biomass plastic composition with an organic foaming agent of an azo compound or nitro compound; And
A polymer resin layer extruded and laminated on the upper or lower surface of the foam layer;
Including,
The polyolefin-based resin is a biomass plastic sheet, characterized in that one or more selected from the group consisting of polyethylene, ethylene copolymer, polypropylene, propylene copolymer, poly(4-methyl-1-pentene) and copolymers thereof A packaging container for fermented foods manufactured with.
상기 상용화제는 글리시딜메타크릴레이트, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리비닐알코올(PVA), 에틸렌비닐아세테이트, 부틸아크릴레이트 공중합체(EBA), 폴리이소부틸렌고무(PIB), 무수말레인산 및 MAP(무수말레인산) 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 발효식품용 포장용기.The method of claim 1,
The compatibilizer is glycidyl methacrylate, ethylene vinyl acetate (EVA), polyvinyl alcohol (PVA), ethylene vinyl acetate, butyl acrylate copolymer (EBA), polyisobutylene rubber (PIB), maleic anhydride and A packaging container for fermented food, which is one or more selected from the group consisting of MAP (maleic anhydride) resins.
상기 플라스틱 활제는 스테아린산염, 팔미트산염 및 라우르산염으로 구성되는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인, 발효식품용 포장용기.The method of claim 1,
The plastic lubricant is one or a mixture of two or more selected from the group consisting of stearate, palmitate and laurate, fermented food packaging container.
상기 바이오매스는 볏짚, 보리짚, 밀짚, 왕겨, 옥수수대와 잎, 대두줄기, 콩깍지, 양파줄기, 고구마줄기, 솔잎 또는 커피 찌꺼기를 포함하는 초본계 바이오 매스인, 발효식품용 포장용기.The method of claim 1,
The biomass is a herbaceous biomass containing rice straw, barley straw, straw, rice husk, cornstalks and leaves, soybean stems, bean pods, onion stems, sweet potato stems, pine needles or coffee grounds, a packaging container for fermented foods.
상기 폴리올레핀계 수지는 프로필렌-에틸렌-1-부텐 터폴리머 또는 무수말레산 그라프트 폴리프로필렌(MA-g-PP)인, 발효식품용 포장용기.The method of claim 1,
The polyolefin-based resin is propylene-ethylene-1-butene terpolymer or maleic anhydride graft polypropylene (MA-g-PP), a packaging container for fermented foods.
상기 고분자 수지층은 폴리프로필계 수지를 포함하는, 발효식품용 포장용기.The method of claim 1,
The polymer resin layer comprises a polypropyl-based resin, fermented food packaging container.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102556342B1 (en) * | 2023-01-08 | 2023-07-17 | 주식회사 네이피 | Antimicrobial technology and prevention of overfermentation for fermented food |
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