KR102290465B1

KR102290465B1 - 친환경 봉투의 제조 방법

Info

Publication number: KR102290465B1
Application number: KR1020210008827A
Authority: KR
Inventors: 이우락
Original assignee: 이우락
Priority date: 2021-01-21
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2021-08-19

Abstract

본 발명은 친환경 봉투의 제조 방법에 관련된 것으로서, 구체적으로는 한 번 이상 사용된 후 수집된 폐자원 재료를 세척하는 세척 단계; 세척이 완료된 폐자원 재료에 EM활성액을 투입하여 기 설정된 시간 및 온도로 발효시킴으로써 폐자원 재료의 악취를 제거하는 악취 제거 단계; 기 설정된 농도 미만으로 악취가 제거된 폐자원 재료를, 폴리에틸렌계 화합물을 포함하는 원재료와 혼합한 후, 열 분해 용융 압출 장치에 투입하여 겔 상태로 용융하는 재료 용융 단계; 용융된 재료 혼합물을 공기가 공급되는 블로워를 통과시켜 냉각한 후, 원통 형상의 필름으로 연속 압출 성형하여 봉투 원단으로 제조하는 봉투 원단 제조 단계; 및, 봉투 원단에 기 설정된 길이 간격으로 하나 이상의 융착부를 형성하고, 융착부의 일 측 단부에 절취부를 형성하여 봉투 원단을 분할 가능한 봉투로 가공하는 봉투 가공 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

친환경 봉투의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF ECO FRIENDLY PLASTIC BAG}

본 발명은 친환경 봉투의 제조 방법과 관련된 것으로서, 구체적으로는 폴리에틸렌계 화합물을 포함하는 원재료와, 한 번 이상 사용된 폐자원 재료를 혼합하여 봉투로 제조함으로써, 환경 보호 및 자연 순환 목적에 부합하는 친환경 봉투를 제조하는 기술과 관련된 것이다.

일반적으로 우리 생활에서 흔히 이용되는 비닐 봉투는 얇고 투명한 필름의 형태로 이루어져 있으며, 상술한 비닐 봉투는 이용이 간편하고, 그 활용도가 높아 제품의 포장을 위한 공업용, 작물의 보온 및 생육 촉진을 위한 농업용, 물품의 보관 등을 위한 일상 생활용 등으로 여러 방면에서 널리 사용되고 있다.

그러나 상술한 비닐 봉투는 그 대부분이 한국 공개 특허 제10-2009-0035410호(비닐봉투의 제조 방법)에 개시된 바와 같이 폴리에틸렌 원수지를 가공하여 제조되고 있으며 이렇게 제조되는 비닐 봉투는 대부분 일회성으로 사용된 후 버려져 폐기 처리되므로 환경 친화적이지 못하다는 문제가 있었다.

특히 이렇게 폐기되는 비닐 봉투를 단순히 폐기 처리하는데 소모되는 비용 또한 상당하여 경제적이지 못한 문제가 있었으며, 이와 더불어 최근에는 중국의 폐기물 수입 중단 조치 여파 등으로 비닐 봉투를 포함한 일회용품의 사용 규제가 지속적으로 강화되고 있어 지속 가능한 미래 환경을 위하여 폐비닐을 효율적으로 순환 이용할 수 있도록 하는 재활용 기술에 대한 연구 개발의 필요성이 강조되고 있다.

한편, 재활용 봉투에 대한 기술의 예로서, 한국 등록특허 제10-0781691호(재활용 봉투의 제조방법)를 참조하여 보면, 상술한 선행기술에는 재생수지인 저밀도, 고밀도 폴리에틸렌과 원수지인 선형저밀도 폴리에틸렌을 혼합하여 재활용 봉투를 제작하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 상술한 선행기술의 경우 재생수지의 비율이 70~90중량%를 차지하고, 원수지가 1~10중량%로 구성되어, 인장강도가 좋지 못해 쉽게 찢어지곤 하였으며, 이에 실질적 봉투의 기능을 상실하여 재활용 봉투의 인장강도 등 내구성을 증대할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있는 실정에 있다.

이에 본 발명은 폴리에틸렌계 화합물을 포함하는 원재료와, 한 번 이상 사용된 폐자원 재료를 혼합하여 봉투로 제조함으로써, 환경 보호 및 자연 순환 목적에 부합하는 친환경 봉투를 제조하는 기술을 제공하는 것에 일 목적이 있다.

또한 본 발명은 종래 제조되던 친환경 봉투의 단점으로 지적되던 약한 인장 강도를 개선한 친환경 봉투의 제조 기술을 제공하는 것에 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 친환경 봉투의 제조 방법은, 한 번 이상 사용된 후 수집된 폐자원 재료를 세척하는 세척 단계; 세척이 완료된 폐자원 재료에 EM활성액을 투입하여 기 설정된 시간 및 온도로 발효시킴으로써 폐자원 재료의 악취를 제거하는 악취 제거 단계; 기 설정된 농도 미만으로 악취가 제거된 폐자원 재료를, 폴리에틸렌계 화합물을 포함하는 원재료와 혼합한 후, 열 분해 용융 압출 장치에 투입하여 겔 상태로 용융하는 재료 용융 단계; 용융된 재료 혼합물을 공기가 공급되는 블로워를 통과시켜 냉각한 후, 원통 형상의 필름으로 연속 압출 성형하여 봉투 원단으로 제조하는 봉투 원단 제조 단계; 및, 봉투 원단에 기 설정된 길이 간격으로 하나 이상의 융착부를 형성하고, 융착부의 일 측 단부에 절취부를 형성하여 봉투 원단을 분할 가능한 봉투로 가공하는 봉투 가공 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 EM활성액은, 정제수에 배양 배지, 미생물 종균 및 발효 배지를 투입하여 획득되는 물질로서, 배양 배지는, 미강 및 천일염 중 적어도 어느 하나가 이용되고, 미생물 종균은, 효모, 유산균, 누룩균, 방선균 및 고초균 중 적어도 어느 하나가 이용되고, 발효 배지는, 당밀, 왕겨 중 적어도 어느 하나가 이용되는 것이 바람직하다.

또한 상술한 악취 제거 단계는, 세척이 완료된 폐자원 재료를 정제수에 침지시킨 후, 정제수에 EM활성액을 1:0.01~-0.1의 부피 비율로 투입하여, 30 내지 36℃의 온도로 60 내지 75시간 동안 발효시킴으로써, EM활성액에 포함된 유용 미생물에 의한 폐자원 재료의 악취 제거가 수행될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한 상술한 봉투 가공 단계는, 융착기를 이용하여 융착부를 형성하기 이전, 융착부가 형성되는 봉투 원단 일 영역에 띠 모양으로 가공된 보강 재료를 융착부 형성 방향과 수평한 방향으로 하나 이상 배치한 뒤, 융착기에 의해 형성되는 융착부에 보강 재료를 포함시킴으로써, 가공되는 봉투의 길이 방향에 대한 인장 강도가 증대되도록 하는 것이 바람직하다.

또한 상술한 보강 재료는, 폴리부틸렌숙시네이트(PBS, Polybutylene succinate), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT, Polybutylene adipate terephthalate), 폴리카프로락톤(PCL, Polycaprolactione) 및 폴리글리콜라이드(PGA, Polyglycolide) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 생분해성 플라스틱이 이용되는 것이 바람직하다.

또한 상술한 재료 용융 단계의 수행 후에는, 자외선 살균, 초음파 살균, 적외선 살균 중 적어도 어느 하나를 포함하는 살균 수단을 이용하여 용융된 재료 혼합물을 살균하는 살균 단계;가 더 포함되는 것이 바람직하다.

또한 상술한 재료 용융 단계의 수행 후에는, 용융된 재료 혼합물에 초음파 집속 장치를 이용하여 기 설정된 주파수의 초음파를 집속시켜, 용융된 재료 혼합물에 공동현상(Cavitation)을 일으킴으로써, 용융된 재료 혼합물의 혼화성이 증대되도록 하는 초음파 집속 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상술한 재료 용융 단계의 수행 시, 폐자원 재료와 원재료를, 2~4:6~8 의 중량 비율로 혼합하되, 폐자원 재료 및 원재료에 착색 재료 및 보강 재료가 첨가될 경우, 폐자원 재료, 원재료, 착색 재료 및 보강 재료를, 2~3:6~7:0.5~1:0.5~1의 중량 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 폴리에틸렌계 화합물을 포함하는 원재료와, 한 번 이상 사용된 폐자원 재료를 혼합하여 봉투로 제조함으로써, 환경 보호 및 자연 순환 목적에 부합하는 친환경 봉투를 제조할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제조되는 친환경 봉투의 융착부에 생분해성 플라스틱 기반의 보강 재료가 포함되어 있어, 종래 친환경 봉투의 치명적 단점으로 지적되던 낮은 인장 강도를 효과적으로 보완하여, 내구성이 현저히 증대된 친환경 봉투를 제공할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 친환경 봉투의 제조 과정 중 포함된 악취 제거 공정의 수행에 따라, 악취를 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만이 아니라 악취를 발생시키는 유해 물질의 제거까지 수행된 친환경 봉투를 제공할 수 있게 됨으로써, 종래 지극히 한정된 분야에서 사용이 이루어지던 친환경 봉투의 사용 범위를 확대하여 줄 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 친환경 봉투 제조 방법의 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 융착부 형성 영역에 보강 재료가 배치되는 예를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 융착부에 보강재료가 함께 융착된 개략적인 봉투의 형상을 나타낸 도면.
도 5 및 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 친환경 봉투의 제조에 요구되는 첨가 재료의 투입 비율을 나타낸 테이블.

이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명은 친환경 봉투의 제조 방법에 관련된 것으로서, 이하에서 설명할 본 발명은 폴리에틸렌계 화합물을 포함하는 원재료와, 한 번 이상 사용된 폐자원 재료를 혼합하여 봉투로 제조함으로써, 환경 보호 및 자연 순환 목적에 부합하는 친환경 봉투를 제조하는 기술을 제공하는 것에 제1 목적이, 종래 제조되던 친환경 봉투의 단점으로 지적되던 약한 인장 강도를 개선한 친환경 봉투의 제조 기술을 제공하는 것에 제2 목적이 있다.

한편 이하에서는 상술한 목적을 달성하기 위해 창작된 본 발명에 대한 설명으로, 첨부된 도면을 참조하여 상세한 설명을 이어가기로 하며, 하나 이상의 기술적 특징 또는 발명을 구성하는 구성 요소를 설명하기 위하여 다수의 도면이 동시 참조될 수 있을 것이다.

도 1을 참조하여 보면 도 1에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 친환경 봉투의 제조 방법에 대한 흐름도가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 먼저 한 번 이상 사용된 후 수집된 폐자원 재료를 수집하여, 이를 세척하는 세척 단계(S10)가 수행될 수 있다.

이때, 상술한 폐자원 재료는 한 번 이상 사용되어 폐기물 등으로 회수된 폐자원 재료인 것으로, 바람직하게는 폴리에틸렌계 화합물로 이해될 것이며, 더욱 바람직하게는 에틸렌 함유량이 적어도 50% 이상으로 구성된 폐자원 재료인 것으로 이해될 수 있을 것이다.

또한, 본 발명에서 언급하는 폐자원 재료는 확대된 개념으로, 소비자 등에 의해 사용되지는 않았으나, 친환경 봉투의 제조 공정 중, 상품 가치가 없는 불량품으로 발생된 재료를 포함하는 개념으로 이해될 것이며, 본 발명은 이에 제한하지 않는다.

한편 상술한 S10 단계에서는 수집된 폐자원 재료를 세척하여 폐자원 재료에 포함된 이물질 등을 제거하는 과정이 수행되는 것으로 이해될 수 있을 것이다.

이때, S10 단계에서의 세척 수단은, 준비된 세척조에 세척수를 투입한 후, 폐자원 재료를 세척수에 침지시켜 세척조 내부에 구비된 폭기 노즐을 통해 세척수에 미세 버블을 형성함으로써, 폐자원 재료의 세척이 수행되도록 하는 폭기식 세척 수단이 이용될 수 있다.

다른 실시 예로서, 상술한 S10 단계의 세척 수단은, 폐자원 재료를 세척조 내부에 수용된 세척수에 침지시킨 상태에서 세척조에 인접하게 구비된 초음파 진동자를 작동시켜 세척수에 초음파 진동 에너지를 인가하도록 하여 세척을 수행하는 초음파 세척 수단이 이용될 수도 있다.

이때, 본 발명에서는 상술한 S10 단계의 수행 시, 상술한 폭기식 세척 수단 및 초음파 세척 수단 중 어느 하나의 세척 수단이 이용되거나, 하나 이상의 세척 수단이 연속적으로 이용되도록 하여 폐자원 재료에 대한 세척 효율을 높이도록 할 수도 있을 것이며 본 발명은 이에 제한하지 않는다.

또한, 이에 더하여 본 발명에서는 S10 단계의 수행으로 폐자원 재료의 세척 효율을 더욱 높이기 위하여, 세척조에 폐자원 재료를 투입하기 이전에, 폐자원 재료를 파쇄기를 이용하여 기 설정된 크기 범위로 파쇄 처리되도록 할 수도 있을 것이며 본 발명은 이 역시 제한하지 않는다.

한편 상술한 S10 단계의 수행 후에는, 세척이 완료된 폐자원 재료에 EM활성액을 투입하여 기 설정된 시간 및 온도로 발효시킴으로써, 폐자원 재료의 악취를 제거하는 악취 제거 단계(S20)가 수행되게 된다.

구체적으로 상술한 S20 단계는, 흔히 폐기물 등에서 분리되어 수집되는 폐자원 재료에 배어 있는 악취를 제거하기 위해 수행되는 것으로, 이러한 악취 제거는 흔히 악취 발생 원인으로 작용하는 유해 물질 제거에 관여하게 되는 것으로도 이해될 수 있을 것이다.

이러한 악취 물질을 제거하기 위하여 본 발명에서는 EM활성액을 이용하게 되는데, 상술한 EM활성액은 미생물로 악취 발생 원인 물질을 분해하여, 탈취 기능이 수행되도록 하는 물질로 이해될 것이다.

한편 상술한 EM활성액의 획득 과정에 대하여 살펴보면, 본 발명에서 이용되는 EM활성액은, 정제수에 배양 배지, 미생물 종균 및 발효 배지를 투입하여 획득되는 물질로서, 바람직하게는 배양 배지로 미강 및 천일염 중 적어도 어느 하나를 이용하고, 미생물 종균으로는 효모, 유산균, 누룩균, 방선균 및 고초균 중 적어도 어느 하나를 이용하고, 발효 배지로 당밀 및 왕겨 중 적어도 어느 하나를 이용할 수 있다.

더욱 구체적으로 본 발명에서 언급되는 EM활성액은, EM활성액의 전체 부피(v)에 대하여, 정제수 94 내지 96.6부피비율(%v/v), 배양배지 0.2 내지 1부피비율(%v/v)로 포함할 수 있다.

또한, EM활성액에는 EM활성액의 전체 부피(v)대비, 미생물 종균을 1.5 내지 5부피비율(%v/v)로 포함할 수 있고, 이때 상술한 미생물 종균은 바람직하게 악취에 대한 우수한 탈취 성능이 있는 고초균이 집락을 형성하는 주요 미생물 종균이 이용될 수 있을 것이다.

구체적으로 상술한 고초균의 세포는, 짧은 막대기 모양으로 주변에 다수의 편모가 있고, 회백색의 큰 집락을 형성하는 특징이 있으며, 내열성이 좋고, 섬유 분해효소(Cellulase), 전분 분해효소(Amylase), 단백질 분해효소(Protease), 자일란 분해효소(Xylanase)와 같은 효소의 생산성이 높아 각종 유기물 분해와 가스 제거에 효과이며, 본 발명에서는 미생물 종균으로 포함되는 고초균의 생균수를

이상으로 포함되도록 함이 바람직하다.

다음으로 본 발명의 EM활성액에는 EM활성액의 전체 부피(v)대비 발효 배지를 1.5 내지 5부피비율(%v/v)로 포함할 수 있다.

일 예로 상술한 발효 배지는 당밀 및 왕겨 2종이 모두 이용될 수 있으나, 설탕을 제조할 때 부산물로 생산되는 자당을 함유하는 액체인 당밀만이 이용될 수도 있을 것이고, 이러한 당밀에는 질소, 미네랄을 비롯한 각종 기타 무기영양분이 풍부하여, 미생물들의 배양 시 미생물의 생장 및 증식에 훌륭한 먹이원으로 사용될 수 있으며, 설탕 생산량의 35%의 비율로 생산되어 쉽게 구할 수 있음은 물론이고, 높은 당 함량에 비해 적은 비용으로 구매 가능하여 경제적으로 이용할 수 있다는 장점이 있다.

이렇듯 본 발명의 S20 단계에서 이용되는 EM활성액은 전술한 배양 배지, 미생물 종균 및 발효 배지를 포함하도록 구성되어, 다량의 유용 미생물들이 배양되는 것이고, 이러한 유용 미생물에 의한 분해 작용으로 악취 유발 물질에 대한 분해를 수행하여, 폐자원 재료에 대한 악취를 효과적으로 제거 또는 저감할 수 있는 효과가 있다.

다시 상술한 EM활성액을 이용한 S20 단계의 악취 제거 프로세스에 대한 설명을 이어가면, 본 발명에서는, S10 단계에서 세척이 완료된 폐자원 재료를 정제수에 침지시킨 후, 정제수에 EM활성액을 1:0.01 내지 0.1의 부피 비율로 투입하여 기 설정된 온도 및 시간으로 발효시키게 된다.

이때, 발효에 필요한 온도 및 시간은 예를 들어 30 내지 36℃의 온도로 60 내지 75 시간이 이용될 수 있으며, 이러한 발효 조건은, EM활성액에 포함된 유용 미생물들에 의해 가장 활발히 발효가 진행될 수 있는 온도 및 시간 조건인 것으로 이해될 수 있을 것이다.

한편 상술한 S20 단계의 수행 후에는, 폐자원 재료에 대한 악취 농도가 악취방지법 등으로 규정된 배출 허용 기준을 충족하였는지 여부를 판단하여, 배출 허용 기준을 충족하는 폐자원 재료를 폴리에틸렌계 화합물을 포함하는 원재료와 혼합하고, 이를 열 분해 용융 압출 장치에 투입하여 겔(gel)상태로 용융하는 재료 용융 단계(S30)가 수행되게 된다.

구체적으로 S30 단계에서 폐자원 재료와 원재료는 2~4:6~8의 중량 비율로 혼합될 수 있다. 한 실시 예로 도 5를 참조하여 보면, 도 5의 1000에서는 폐자원 재료가 40kg, 원재료가 60kg로 혼합되어 4:6의 중량비율로 혼합된 친환경 봉투의 배합 테이블이 도시되어 있다.

한편 이러한 폐자원 재료와 원재료의 혼합 비율은, 폐자원 재료가 상술한 비율 범위를 초과하여 원재료와 혼합되는 경우, 제조되는 친환경 봉투의 내구성이 현저히 낮아져, 쉽게 찢겨질 뿐만이 아니라, 젖은 물품을 아예 보관 및 저장할 수 없는 등 봉투의 기능을 상실하여 폐기량이 증대하는 문제를 최소화하기 위함인 것으로 이해될 수 있을 것이다.

또한, 후술하겠지만, 본 발명에서는 친환경 봉투의 제조 시, 친환경 봉투의 구성 재료로서, 상술한 바와 같이 폐자원 재료 및 원재료만을 포함되게 할 수도 있을 것이나, 착색 재료 및 후술할 보강 재료를 포함되게 하여 친환경 봉투에 색을 입히거나, 내구성을 증대하기 위한 수단을 포함하도록 할 수도 있다.

특히, 본 발명에서는 바람직하게 폐자원 재료, 원재료, 착색 재료 및 보강 재료를 2~3:6~7:0.5~1:0.5~1의 중량 비율로 혼합하도록 함이 바람직한데, 한 실시 예로서 도 6을 참조하여 보면, 도 6의 1100에는 폐자원 재료, 원재료, 착색 재료 및 보강 재료가 30kg, 60kg, 5kg, 5kg으로 첨가되어 3:6:0.5:0.5의 중량 비율로 혼합된 친환경 봉투의 배합 테이블이 도시되어 있다.

이때, 상술한 착색 재료 및 보강 재료까지를 포함한 친환경 봉투의 혼합 비율은, 앞서 언급한 친환경 봉투의 본 기능을 상실하지 않는 범위에 해당하는 혼합 비율인 것으로 이해됨이 바람직할 것이다.

한편 상술한 착색 재료는, 일반적으로 봉투 제조 공정에서 봉투에 색상을 구현할 수 있도록 하는 착색 안료의 개념으로 이해될 것이며, 산화물, 황화물, 유화물, 탄산염, 수산화물 및 크롬산염으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 무기 안료 및, 시아닌계, 인계, 퀴논계, 레리논계, 이소인돌리논계 및 치오인디고계로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기 안료 중 적어도 어느 하나를 포함하는 안료가 이용되는 것으로 이해될 수 있을 것이고, 상술한 보강 재료에 대한 세부적인 설명은 후술하기로 한다.

다시 도 1의 S20 단계에 대한 설명으로 돌아오면, 상술한 열 분해 용융 압출 장치는, 통상의 봉투 제조 공정에서 이용되는 장치인 것으로 이해될 것이며, 상호 혼합된 폐자원 재료와 원재료는 열 분해 용융 압출 장치를 통해 120 내지 180℃의 온도로 가열됨에 따라 겔화(gelation)되고, 겔화된 재료를 압출하여 봉투 원단을 제조하도록 하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.

한편 상술한 S30 단계의 수행 후에는, 용융된 재료 혼합물을 공기가 공급되는 블로워를 통과시켜 냉각한 후, 원통 형상의 필름으로 연속 압출 성형하여 봉투 원단으로 제조하는 봉투 원단 제조 단계(S40)가 수행될 수 있다.

구체적으로 본 발명에서는 용융된 재료 혼합물을 에어 노즐이 구비된 블로워에 통과시켜 5 내지 25℃의 온도가 되도록 냉각되도록 할 수 있으며, 상술한 압출 성형기를 이용하여 원통 형상의 필름 형태로 연속 압출 성형함으로써, 통상적으로 널리 알려진 봉투 몸체의 형태를 갖춘 봉투 원단을 제조할 수 있게 되는 것이다.

한편 S30 단계의 수행에 의해 길게 연신된 봉투 원단을 제조하게 되면, 본 발명에서는 제조된 봉투 원단에 기 설정된 길이 간격으로 하나 이상의 융착부를 형성하고, 융착부의 일 측 단부에 절취부를 형성함으로써, 개별 공급이 가능하도록 하는 봉투로 가공하는 봉투 가공 단계(S50)가 수행되게 된다.

구체적으로 상술한 S50 단계에서는 원통형으로 준비된 봉투 원단의 전면과 후면을, 열 융착기를 이용하여 상방 및 하방 중 적어도 어느 한 방향에서 가압하여 융착함으로써, 봉투 원단에 하나 이상의 융착부를 형성할 수 있게 된다.

이때, 상술한 융착부의 두께는, 개별 봉투 측면에서 볼 때, 봉투의 최하단에서 제조되는 봉투의 전체 길이 대비, 1/25 내지 1/10의 높이로 형성되도록 함이 바람직하다.

한 실시 예로서, 전체 길이가 50cm인 봉투가 있을 때, 융착부는 최소 2cm의 높이 최대 5cm의 높이로 형성될 수 있는 것으로, 본 발명에서는 제조되는 봉투의 전체 길이에 대비하여 봉투의 저장성 및 포장 안정성을 고려한 융착부를 형성할 수 있게 되어 봉투의 제조 완성도를 더욱 증대하여 줄 수 있는 효과가 있다.

한편 상술한 융착부 형성에 대한 더욱 바람직한 실시 예로서, 도 3을 참조하여 보면, 본 발명에서는 융착기(110)를 이용하여 융착부(11b)를 형성하기 이전에, 융착부(11b)가 형성되는 봉투 원단(10) 일 영역(11a)에 띠 모양으로 가공된 보강 재료(111)를 융착부(11b) 형성 방향과 수평한 방향으로 하나 이상 배치하여 둔 뒤, 융착기(110)에 의해 형성되는 융착부(11b)에 보강 재료(111)가 포함되도록 할 수 있다.

이때, 보강 재료(111)는, 바람직하게 폴리부틸렌숙시네이트(PBS, Polybutylene succinate), 폴리부틸렌아디페이트 테레프탈레이트(PBAT, Polybutylene adipate terephthalate), 폴리카프로락톤(PCL, Polycaprolactione) 및 폴리글리콜라이드(PGA, Polyglycolide) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 재료가 이용될 수 있는데, 이러한 재료들은 모두 생분해성 플라스틱으로, 사용 중에는 통상적인 플라스틱의 물성과 특성을 발휘하지만, 자연환경 중에서는 미생물에 의해 완전히 분해되어 본 발명에서 제조되는 친환경 봉투에 적합하게 이용될 수 있다.

또한 이러한 보강 재료(111)는, 융착부 형성 라인에 대응하는 길이로 형성된 띠 모양이면서 기 설정된 두께(0.01mm 내지 0.2mm)의 필름 타입의 보강 재료(111)를 단일로 배치되도록 할 수도 있으나, 바람직하게는 도 3과 같이 둘 이상의 띠 모양 보강 재료(111)를 다수 개 격자 형태로 배치함으로써, 도 4와 같이 봉투의 융착부(11)에 가해지는 종방향 하중을 보강 재료(111)를 통해 분산하여, 친환경 봉투 자체의 인장 강도를 증대하여 줄 수 있는 효과가 있다.

다시 도 1의 S50 단계에 대한 설명으로 돌아오면, 전술한 바와 같이 본 발명에서는 융착부의 일 측 단부에 절취 수단을 이용하여 절취부를 형성하게 된다.

즉 상술한 절취부는, 하나의 개별 봉투에 대한 공급 용이성을 증대하기 위한 것으로, 봉투 원단에 점선의 형태로 칼집을 내는 가공 과정이 수행되는 것으로 이해될 수 있을 것이다.

이때 본 발명에서는 절취부를 형성함에 있어 점선의 일 단부에서 타 단부로 향할수록 칼집의 길이를 점진적으로 길어지도록 가공하여, 사용자가 봉투를 뜯어 사용하는 것에 대한 편의를 제공하도록 할 수도 있을 것이며, 본 발명은 이에 제한하지 않는다.

또한, 도 1에서는 명시적으로 언급하지는 않았으나, S50 단계의 봉투 가공 시에는, 봉투의 표면을 고주파 열 처리하여, 봉투 표면을 코로나 표면 처리하는 과정이 더 포함될 수 있다.

즉, 본 발명에서는 봉투 표면에 잉크 등을 이용하여 인쇄물을 인쇄할 경우를 대비하여, 인쇄물이 원단에 잘 부착되도록 하면서 원단에서 박리되는 것을 방지하기 위하여 상술한 표면 처리가 더 수행될 수 있는 것이다.

한편 본 발명의 더욱 바람직한 실시 예로서 도 2를 참조하여 보면, 본 발명에서는 도 1의 S30 단계의 수행 후, 용융된 재료 혼합물을 자외선 살균, 초음파 살균, 적외선 살균 중 적어도 어느 하나를 포함하는 살균 수단으로 살균하는 살균 단계(S31)가 더 수행될 수 있다.

즉, 상술한 S31 단계는, 상술한 살균 수단을 이용하여 박테리아, 균류, 바이러스 따위를 제거함으로써 제조되는 친환경 봉투의 이용 가능 범위를 더욱 확대하는 효과가 있다.

또한 본 발명에서는 S30 단계 및 S31 단계 중 적어도 어느 하나를 포함하는 단계의 수행 후, 용융된 재료 혼합물에 초음파 집속 장치를 이용하여 기 설정된 주파수의 초음파를 집속시켜 용융된 재료 혼합물에 공동현상을 일으키도록 하는 초음파 집속 단계(S32)가 더 수행될 수 있다.

이때 상술한 S32 단계에서는, 20kHz 내지 250kHz의 주파수를 갖는 초음파를 용융된 재료 혼합물에 1회 이상 집속시켜 나노 입자 수준으로 미세화는 처리 과정이 수행되는 것으로, 본 발명에서는 이러한 S32 단계의 수행으로 인해 재료들의 혼화도를 증대하여 줄 수 있는 효과가 있다.

종합적으로 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 폴리에틸렌계 화합물을 포함하는 원재료와, 한 번 이상 사용된 폐자원 재료를 혼합하여 봉투로 제조함으로써, 환경 보호 및 자연 순환 목적에 부합하는 친환경 봉투를 제조할 수 있게 되는 효과가 있다.

이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기재된 “포함하다”, “구성하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

친환경 봉투의 제조 방법에 있어서,
한 번 이상 사용된 후 수집된 폐자원 재료를 세척하는 세척 단계;
세척이 완료된 폐자원 재료에 EM활성액을 투입하여 기 설정된 시간 및 온도로 발효시킴으로써 상기 폐자원 재료의 악취를 제거하는 악취 제거 단계;
기 설정된 농도 미만으로 악취가 제거된 폐자원 재료를, 폴리에틸렌계 화합물을 포함하는 원재료와 혼합한 후, 열 분해 용융 압출 장치에 투입하여 겔 상태로 용융하는 재료 용융 단계;
용융된 재료 혼합물을 공기가 공급되는 블로워를 통과시켜 냉각한 후, 원통 형상의 필름으로 연속 압출 성형하여 봉투 원단으로 제조하는 봉투 원단 제조 단계; 및,
상기 봉투 원단에 기 설정된 길이 간격으로 하나 이상의 융착부를 형성하고, 상기 융착부의 일 측 단부에 절취부를 형성하여 상기 봉투 원단을 분할 가능한 봉투로 가공하는 봉투 가공 단계;를 포함하되,
상기 악취 제거 단계의 상기 EM활성액은,
정제수에 배양 배지, 미생물 종균 및 발효 배지를 투입하여 획득되는 물질로서,
상기 배양 배지로 미강 및 천일염을, 상기 미생물 종균으로 효모, 유산균, 누룩균, 방선균 및 고초균을, 상기 발효 배지로 당밀 및 왕겨를 이용하되,
상기 EM활성액 전체 부피(v)에 대하여, 상기 정제수를 94 내지 96.9부피비율(%v/v), 상기 배양 배지를 0.2 내지 1부피비율(%v/v), 상기 미생물 종균을 1.5 내지 5부피비율(%v/v), 상기 발효 배지를 1.5 내지 5부피비율(%v/v)로 포함되도록 하고,
상기 미생물 종균으로 포함되는 상기 고초균의 생균수를
이상으로 포함되도록 하여 고초균 집락이 형성되도록 하고,
상기 봉투 가공 단계는,
융착기를 이용하여 상기 융착부를 형성하기 이전,
상기 융착부가 형성되는 상기 봉투 원단 일 영역에 0.01mm 내지 0.2mm의 두께를 갖고 띠 모양으로 가공된 보강 재료를 융착부 형성 방향과 수평한 방향으로 다수 개 격자 형태로 배치한 뒤, 상기 융착기에 의해 형성되는 융착부에 상기 보강 재료를 포함시킴으로써, 상기 융착부에 가해지는 종방향 하중을 상기 보강 재료가 분산하여 인장 강도가 증대되도록 하고,
상기 봉투 가공 단계의 수행 시,
상기 융착부의 일 측 단부에는 절취 수단을 이용하여 개별 봉투에 대한 공급 용이성을 위하여 점선 형태의 칼집을 낸 절취부가 더 형성되되,
상기 절취부는 점선의 일 단부에서 타 단부로 향할수록 칼집의 길이가 점진적으로 길어지도록 가공되는 것을 특징으로 하는 친환경 봉투의 제조 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 악취 제거 단계는,
상기 세척이 완료된 폐자원 재료를 정제수에 침지시킨 후,
상기 정제수에 상기 EM활성액을 1:0.01~-0.1의 부피 비율로 투입하여, 30 내지 36℃의 온도로 60 내지 75시간 동안 발효시킴으로써, 상기 EM활성액에 포함된 유용 미생물에 의한 상기 폐자원 재료의 악취 제거가 수행될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 친환경 봉투의 제조 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 보강 재료는,
폴리부틸렌숙시네이트(PBS, Polybutylene succinate), 폴리부틸렌아디페이트 테레프탈레이트(PBAT, Polybutylene adipate terephthalate), 폴리카프로락톤(PCL, Polycaprolactione) 및 폴리글리콜라이드(PGA, Polyglycolide) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 생분해성 플라스틱이 이용되는 것을 특징으로 하는 친환경 봉투의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 재료 용융 단계의 수행 후에는,
자외선 살균, 초음파 살균, 적외선 살균 중 적어도 어느 하나를 포함하는 살균 수단을 이용하여 상기 용융된 재료 혼합물을 살균하는 살균 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 친환경 봉투의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 재료 용융 단계의 수행 후에는,
상기 용융된 재료 혼합물에 초음파 집속 장치를 이용하여 기 설정된 주파수의 초음파를 집속시켜, 상기 용융된 재료 혼합물에 공동현상(Cavitation)을 일으킴으로써, 상기 용융된 재료 혼합물의 혼화성이 증대되도록 하는 초음파 집속 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 봉투의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 재료 용융 단계의 수행 시,
상기 폐자원 재료와 상기 원재료를, 2~4:6~8 의 중량 비율로 혼합하되,
상기 폐자원 재료 및 상기 원재료에 착색 재료 및 보강 재료가 첨가될 경우,
상기 폐자원 재료, 상기 원재료, 상기 착색 재료 및 상기 보강 재료를, 2~3:6~7:0.5~1:0.5~1의 중량 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 친환경 봉투의 제조 방법.