KR100526722B1

KR100526722B1 - 혼화 폐 다층 포장 필름의 재활용 방법, 상기 포장 필름을포함하는 성형 조성물 및 상기 방법에 의해 제조된 성형품

Info

Publication number: KR100526722B1
Application number: KR10-2003-0045588A
Authority: KR
Inventors: 홍순만; 황승상; 김정안; 김광웅; 전병환
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2005-11-09
Also published as: KR20050005631A

Abstract

본 발명은 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 (PE), 나일론 (Nylon), 폴리에스테르 (PET), 폴리스티렌 (PS) 등과 알루미늄 박막 층으로 이루어진 다성분계 혼화 폐 포장재 필름을 기능성 상용화제의 첨가에 의한 반응 압출(reactive extrusion) 공정으로 재활용하는 방법과 이로부터 얻어지는 조성물 및 기계적 물성이 개선된 블렌드 성형품에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 폐 포장 필름을 기능성 상용화제를 이용한 반응 압출 공정으로 다성분계의 혼합 폐포장 필름을 재활용할 수 있고, 매립과 소각 등으로 발생하는 2차 환경오염을 방지할 수 있으며, 본 발명의 폐 포장재 재활용 방법으로부터 얻어진 조성물과 그 성형품은 농자재용 소재 및 건축자재용 판재 등으로 사용될 수 있다.

Description

혼화 폐 다층 포장 필름의 재활용 방법, 상기 포장 필름을 포함하는 성형 조성물 및 상기 방법에 의해 제조된 성형품{Recycling Method for Commingled Multilayer Packing Film Wastes, Composition for Molding Comprising the Same and Molded Articles Prepared by the Same}

본 발명은 폴리프로필렌 (PP), 폴리에틸렌 (PE), 나일론 (Nylon), 폴리에스테르 (PET), 폴리스티렌 (PS) 등과 알루미늄 박막 층으로 이루어진 다성분계의 포장용 필름을 기능성 상용화제의 첨가에 의한 반응 압출 공정으로 재활용하는 방법과 이에 의해 제조되는 기계적 물성이 향상된 성형품에 관한 것이다.

포장용 필름은 가스 차단성, 보습, 보향 등의 목적을 위한 육가공 및 식품 포장용 필름과 유리, 반도체 웨이퍼, 반도체 칩(chip), 투명 플라스틱 등의 전기전자용 소재의 표면층 보호를 위한 표면 보호 포장용 필름 등으로 구분될 수 있다. 포장용 필름의 생산량은 한국에서만 연간 약 50만여 톤에 이르고 필름 제조공정, 필름 열융착 공정, 접합 공정과 인쇄 공정 등에서 발생되는 폐 포장 필름의 양은 연 10만여 톤에 이르고 있으나 단순 용융 블렌드에 의한 저급품으로 일부 재활용되고 있을 뿐 대부분 매립되거나 보일러의 열원 등으로 소각되어 2차 환경오염의 주 원인이 되고 있는 실정이다.

특히, 혼합 폐플라스틱을 재활용하는 경우에는 이종 플라스틱간의 상용성 문제에 의한 제품의 물성 저하 문제가 발생하고 여러 가지 종류가 혼합된 다성분계의 혼화 폐플라스틱이기 때문에 압출기, 분쇄기, 사출기 등에서의 가공시에도 상당한 어려움이 수반된다. 최근에는 다성분계의 혼화 폐플라스틱의 상용성을 증가시킬 수 있는 방법으로 쌍극자 결합, 이온결합, 수소결합에 의하여 상용성을 증진시키기 위한 연구가 일부 진행되고 있으나 아직까지 기초적인 연구 단계에 있을 뿐이다. 특히, 알루미늄 박막 층이 증착된 혼합 폐 포장재 필름은 대부분 매립되고 있으나 폐기물 매립지 부족 현상이 갈수록 심각한 상황이고, 일부가 보일러 등의 열원으로 소각되고 있으나 소각과정에서 발생한 독성물질이 2차 환경오염을 일으키고 있는 실정이다. 또한, 한국 특허 10-0361735호에 포장용 다층 필름 폐기물의 재생 방법으로 유기용매를 이용한 폐플라스틱 분리 방법이 공지되어 있는 정도이다.

선진 외국 및 국내에서의 환경 규제가 점차 심해짐에 따라 생산자 책임 재활용 제도의 시행 등으로 자원의 절약과 합성수지 포장재에 대한 환경오염 방지 기술이 시급히 개발되어야 하는 상황이다. 따라서, 이를 해결하기 위한 알루미늄이 증착된 혼합 폐 포장 필름의 상용화 시스템 개발이 절실한 상황이다.

본 발명의 목적은 대부분 매립 또는 소각되는 다층 폐 포장 필름을 재활용하는 방법과 이에 의해 기계적 특성이 개선된 성형품을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 기존의 기능성 상용화제 또는 양 말단에 기능성기가 붙어 있는 블록 공중합체를 단독 또는 병용하여 화학반응이 동반된 반응 압출을 수행함으로써 알루미늄이 증착된 폐 포장 필름을 재활용할 수 있음을 밝혀내어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명은 다층으로 구성된 알루미늄이 증착된 폐 포장 필름을 기능성 상용화제를 이용한 반응 압출 공정으로 재활용하는 방법과 이로부터 얻어지는 조성물 및 그 성형법에 관한 것이다.

본 발명에 의한 알루미늄 증착 폐 포장 필름의 재생 방법은 수거된 폐 포장 필름의 용융 압출 단계, 1차 반응 압출 단계, 반응 압축물의 냉각 및 분쇄 단계, 2차 반응 압출 단계 및 사출 성형 단계를 포함한다. 이하에서 본 발명의 폐 포장 필름의 재생 방법을 상세히 설명한다.

(a) 폐 포장 필름의 1차 반응 용융 압출 단계:

알루미늄 증착 폐 포장 필름의 생산업체로부터 수거된 알루미늄 증착 폐 포장 필름과 일반 폐 포장 필름을 1차 이축 압출기의 주 호퍼로부터 주입하고 2차 호퍼로부터 기능성 상용화제를 단독으로 또는 병용하여 용융 압출한다.

상기 용융 압출시 2차 호퍼로부터 기능성 상용화제의 도입으로 다성분계 알루미늄 증착 폐 포장 필름 수지 혼합물의 계면에서 공유 결합 또는 수소 결합과 같은 화학 반응이 동반된 반응 압출 공정을 실시하여 기계적 물성, 특히 내충격성이 뛰어난 폐 포장 필름의 성형품을 제조하기 위한 조성물을 제조한다.

(b) 반응 압축물의 냉각 및 분쇄 단계:

박막의 알루미늄층이 증착된 폐 포장 필름으로 이루어진 반응 압축물을 1차 분쇄기로 상온에서 파쇄한 후 10 ℃ 이하의 저온에서 냉각하여 고속의 2차 분쇄기로 분쇄한다. 이 고속의 분쇄 단계에서 300 Å 두께의 알루미늄 박막이 증착된 폐 포장 필름의 반응물이 직경 2 ㎜ 이하로 잘게 분쇄된다.

상기 저온 냉각시의 온도는 일반적으로 10 ℃ 이하의 온도이고, 고속 분쇄 단계에서 예를 들어 300 Å 두께의 알루미늄 박막이 증착된 폐 포장 필름의 반응물이 예를 들어 직경 2 ㎜ 이하로 잘게 분쇄된다.

(c) 2차 반응 압출 단계:

저온에서 냉각하여 고속의 분쇄기에서 분쇄된 다성분계의 플라스틱과 알루미늄 박막층으로 이루어진 반응 압출물의 미반응 부분을 2차 압출기 내에서 충분히 공유결합 또는 수소결합과 같은 화학반응이 이루어지도록 체류시간을 조절하여 압출한다.

(d) 사출 성형 단계:

2차 반응 압출 단계에서 압출되는 스트랜드를 사출 성형한다.

본 발명의 바람직한 실시태양에서, 1차 압출기에서의 반응 온도는 250 ℃ 이상이고, 체류 시간은 3분 이상이고, 1차 반응 압축물은 1차 분쇄기로 상온에서 파쇄한 후 10 ℃ 이하의 저온에서 냉각하여 고속의 2차 분쇄기로 분쇄된다.

본 발명에 사용되는 폐 다층 포장 필름은 폴리프로필렌/폴리에틸렌계 폐 포장 필름과 나일론/폴리에틸렌계 폐 포장 필름의 혼합물을 포함하고, 예를 들어 폴리프로필렌은 필름용 폴리프로필렌 또는 고결정성 폴리프로필렌이고, 폴리에틸렌은 필름용 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)이고, 예를 들어 폐 포장 필름 혼합물은 총 중량을 기준으로 50-80 중량%의 폴리프로필렌, 10-50 중량%의 나일론, 5-20 중량%의 폴리에틸렌, 3-5 중량%의 폴리에스테르, 1-2 중량%의 폴리스티렌을 포함할 수 있다.

본 발명에 사용되는 상용화제는 무수 말레인산이 그래프트된 폴리에틸렌 공중합체, 무수 말레인산이 그래프트된 폴리프로필렌 공중합체, 수소화된 폴리스티렌-폴리부타디엔 공중합체, 주쇄에 무수말레인산이 붙어있는 수소화된 폴리스티렌-폴리부타디엔 공중합체, 양말단에 무수말레인산이 치환된 폴리이소프렌-폴리스티렌-폴리이소프렌 3중 블록 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군 중에서 선택되고, 이로 제한되지 않는다.

상용화제가 양말단에 무수말레인산이 치환된 폴리이소프렌-폴리스티렌-폴리이소프렌 3중 블록 공중합체인 경우, 상용화제는 하기 화학식의 디큐밀 퍼옥사이드인 라디칼 개시제와 혼합한 후 사용될 수 있다.

R₄-O-O-R₅

식 중, R₄와 R₅는 각각 수소, 탄소수 4 이하의 알킬기, 벤조일기 또는 큐밀기이다.

또한, 본 발명은 50-80 중량%의 폴리프로필렌과 10-50 중량%의 나일론, 5-20 중량%의 폴리에틸렌, 3-5 중량%의 폴리에스테르, 1-2 중량%의 폴리스티렌, 0.5-20 중량%의 상용화제를 포함하는 성형품 제조용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 실시태양에서, 상기 조성물에서 무수 말레인산이 그래프트된 폴리에틸렌 공중합체 및 폴리프로필렌 공중합체는 0.1-10 중량%의 무수말레인산을 포함하는 블록 및 랜덤 공중합체일 수 있고, 폴리스티렌-폴리부타디엔 공중합체가 20-80 중량%의 스티렌 단량체와 20-80 중량%의 부타디엔 단량체로 구성되고, 폴리스티렌-폴리이소프렌 공중합체가 20-80 중량%의 스티렌 단량체와 20-80 중량%의 이소프렌 단량체로 구성된 2중, 3중 또는 다중 블록 공중합체, 교호 공중합체 또는 랜덤 공중합체이다. 또한, 상기 조성물은 1 중량% 이하의 라디탈 개시제를 추가로 포함할 수 있고, 180 내지 260 ℃에서 용융 사출 성형할 수 있다.

본 발명은 50-80 중량%의 폴리프로필렌, 10-50 중량%의 나일론, 5-20 중량%의 폴리에틸렌, 3-5 중량%의 폴리에스테르, 1-2 중량%의 폴리스티렌을 포함하는 알루미늄 박막층이 증착된 폐 포장 필름과, 0.5-20 중량%의 상용화제를 포함하는 조성물을 사출 성형하여 제조한, 충격강도가 30 mJ 이상으로서 기계적 물성이 개선된 성형품을 제공한다.

본 발명자들은 알루미늄이 증착된 폴리프로필렌/폴리에틸렌계 폐 포장 필름과 나일론/폴리에틸렌계 폐 포장 필름 혼합물에 설폰기, 카르복실기 및 무수말레인이산이 양 말단에 치환된 블록 공중합체와 기존의 기능성 상용화제를 단독 또는 혼용하면 물성의 상승효과(Synergy effect)가 나타나 종래의 단순 용융 압출 공정에서 달성되는 물성을 현저히 개선시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 특히, 설폰기 및 카르복실기와 같은 이온결합보다 무수말레인산과 같은 이중결합을 갖는 공유결합에 의한 물성증가가 현저한 것을 확인할 수 있었다. 이것은 기능화 과정을 통하여 수소화된 폴리스티렌-폴리부타디엔-폴리스티렌 3중 블록 공중합체 및 폴리이소프렌-폴리스티렌-폴리이소프렌 3중 블록 공중합체에 결합된 무수말레인산이 라디칼 반응에 의하여 나일론의 아마이드기와 공유결합 및 수소 결합으로 연결되기 때문이다. 공유결합 및 수소결합으로 연결된 블렌드 조성물의 계면 접착력은 반데르발스 힘에 의한 경우보다 월등히 강하기 때문에 블렌드의 물성이 현저히 개선된다.

이하, 하기 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하고자 한 것일 뿐, 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.

실시예 1

알루미늄이 증착된 폴리프로필렌계 폐 포장 필름과 나일론계 폐 포장 필름을 각각 또는 병용하여 1차 압출기인 이축압출기를 이용하여 용융 압출한 후, 생성된 반응 압축물을 상온에서 1차 분쇄기로 파쇄한 후 10 ℃ 이하의 저온에서 냉각하여 2차 분쇄기로 고속 분쇄한 후 2차 압출기에서 압출하였다. 이때 이축압출기의 배럴과 다이 온도는 각각 250 ℃ 및 220 ℃이었다. 블렌드 성형품은 사출 성형기(Babyplast사 6/10)를 이용하여 제조하였으며, 사출 압력은 130 psi이었고 사출 온도는 220 ℃이었다.

인장시험은 ASTM D638에 제시된 표준 인장 시편형을 사용하여 인스트론 인장시험기 모델 4202로 실시하였으며, 충격시험은 ASTM D256에 제시된 표준 충격 시편형을 사용하여 25 ℃에서 충격 강도 시험기(RADMANA사 ITR-2000)로 실시하였다.

상기한 방법에 의해 알루미늄이 증착된 폴리프로필렌계 폐 포장 필름과 나일론계 폐 포장 필름의 성분비에 따라 제조된 시편의 물성을 조사하여 하기 표 1에 나타내었다.

폴리프로필렌계 폐 포장 필름과 나일론계 폐 포장 필름으로부터 제조된 블렌드 성형품의 물성

성분조성비	인장강도(MPa)	인장탄성율(GPa)	충격강도(mJ)
PP^⑴/ 나일론^⑵	⁽³⁾	⁽³⁾	⁽⁴⁾
100/0	23.3	0.87	20.5
75/25	21.0	0.69	24.0
50/50	20.4	0.61	37.9
25/75	19.4	0.50	174
0/100	19.9	0.42	240

(1) PP/PE/PET계 폐 포장 필름(알루미늄 증착)

(2) 나일론/PE/선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)계 폐 포장 필름

(3) ASTM D 638

(4) ASTM D 256

실시예 2

실시예 1에 기술된 알루미늄이 증착된 폴리프로필렌계 및 나일론계 폐 포장 필름 블렌드계에, 무수말레인산이 그래프트된 폴리에틸렌과 무수말레인산이 그래프트된 폴리프로필렌계 공중합체를 1차 압출기의 2차 호퍼에서 주입하면서 실시예 1에 기술한 것과 동일한 방법으로 사출 성형 시편을 제조하였다. 폴리프로필렌계 폐 포장 필름과 나일론계 폐 포장 필름의 중량비를 90:10과 75:25로 고정하였을 때 무수 말레인산이 그래프트된 폴리에틸렌(MAPE)과 무수 말레인산이 그래프트된 폴리프로필렌(MAPP) 공중합체의 조성비에 따른 기계적 물성을 조사하여 표 2에 나타내었다.

비상용성의 폴리프로필렌계 폐 포장 필름과 나일론계 폐 포장 필름의 블렌드계에 무수말레인산이 그패프트된 공중합체를 첨가하면 공중합체가 상용화제로 작용하여 블렌드 성형품의 충격강도가 현저하게 증가함을 알 수 있었다.

폴리프로필렌계 및 나일론계 폐 포장 필름과 공중합체 상용화제로부터 제조된 블렌드 성형품의 물성

성분 조성비				인장강도(MPa)	인장탄성율(GPa)	충격강도(mJ)
PP^⑴: 나일론^⑵: MAPE^⑶: MAPP^⑷: MAPE+MAPP				⑸	⑸	⑹
75 : 25	: 0			21.1	0.69	22.0
	: 1			22.5	0.79	23.7
	: 2			22.4	0.78	27.8
	: 5			22.1	0.75	30.1
	: 10			21.8	0.73	41.0
75 : 25		: 0		21.1	0.69	22.0
		: 1		23.4	0.73	22.3
		: 2		23.9	0.76	25.1
		: 5		25.0	0.75	25.3
		: 10		25.8	0.72	27.5
75 : 25			: 0	21.1	0.69	22.0
			: 1	23.2	0.76	22.3
			: 2	23.8	0.77	25.6
			: 5	23.3	0.78	26.8
			: 10	23.8	0.76	30.5

⑴ PP/PE/PET계 폐 포장 필름(알루미늄 증착)

⑵ 나일론/PE/LLDPE계 폐 포장 필름

⑶ 호남석유화학 (EM520M)

⑷ 호남석유화학 (CM1120)

⑸ ASTM D 638

⑹ ASTM D 256

실시예 3

실시예 1에 기술된 알루미늄이 증착된 폴리프로필렌계 및 나일론계 폐 포장 필름 블렌드계에, 수소화된 폴리스티렌-폴리부타디엔-폴리스티렌 3중 블록 공중합체(SEBS) 및 주쇄에 무수말레인산이 붙어있는 수소화된 폴리스티렌-폴리부타디엔-폴리스티렌 3중 블록 공중합체(MASEBS)를 실시예 1에서 기술한 것과 동일한 방법으로 사출 성형 시편을 제조하였다. 폴리프로필렌계와 나일론계 폐 포장 필름의 성분이 중량비로 75:25로 일정할 때 수소화된 폴리스티렌-폴리부타디엔-폴리스티렌 3중 블록 공중합체와 주쇄에 무수말레인산이 붙어있는 수소화된 폴리스티렌-폴리부타디엔-폴리스티렌 3중 블록 공중합체의 성분비에 따른 기계적 물성을 조사하여 표 3에 나타내었다.

비상용성 폴리프로필렌계 폐 포장필름과 나일론계 폐 포장 필름의 블렌드계에 제3의 성분인 수소화된 폴리스티렌-폴리부타디엔-폴리스티렌 3중 블록 공중합체와 주쇄에 무수말레인산이 붙어있는 수소화된 폴리스티렌-폴리부타디엔-폴리스티렌 3중 블록 공중합체를 첨가하면 3중 블록 공중합체가 상용화제로 작용하여 블렌드 성형품의 충격강도가 현저하게 증가하였다.

수소화된 3중 블록 공중합체, 폴리프로필렌계 및 나일론계 폐 포장 필름으로부터 제조된 블렌드 성형품의 물성

성분 조성비			인장강도(MPa)	인장탄성율(GPa)	충격강도(mJ)
PP^⑴: 나일론^⑵: SEBS^⑶: MASEBS^⑷			⑸	⑸	⑹
75 : 25	: 0		24.9	0.73	19.9
	: 1		25.0	0.79	24.5
	: 2		24.4	0.77	28.4
	: 5		25.2	0.75	45.2
75 : 25		: 0	24.9	0.73	19.9
		: 1	24.5	0.74	23.3
		: 2	24.6	0.71	31.7
		: 5	23.4	0.66	48.6

⑴ PP/PE/PET계 폐 포장 필름(알루미늄 증착)

⑵ 나일론/PE/LLDPE 계 폐 포장 필름

⑶ Kraton Shell G1652

⑷ Kraton Shell G1901X (MA 2%함유)

⑸ ASTM D 638

⑹ ASTM D 256

실시예 4

실시예 1에 기술된 폴리프로필렌계 및 나일론계 폐 포장 필름 블렌드계에 본 발명가들이 제조한 양말단에 무수말레인산이 치환된 폴리이소프렌-폴리스티렌-폴리이소프렌 3중 블록 공중합체(ISI)를 이용하여 실시예 1과 2에서 기술한 것과 동일한 방법으로 사출성형 시편을 제조하였다. 이때 무수말레인산이 양말단에 붙어있는 3중 블록 공중합체를 0.3 중량%의 디큐밀 퍼옥사이드(dicumyl peroxide)와 먼저 혼합한 후 2축 압출기를 사용하여 용융 혼합 후 사용하였다. 이때 2축 압출기의 배럴 온도는 240 ℃이었다.

알루미늄이 증착된 폴리프로필렌계 폐 포장 필름과 나일론계 폐 포장 필름의 중량비가 75/25로 일정할 때의 기계적 강도를 표 4에 나타내었다.

3중 블록 공중합체, 폴리프로필렌계 및 나일론계 폐포장 필름으로부터 제조된 블렌드 성형품의 물성

성분 조성비			인장강도(MPa)	인장탄성율(GPa)	충격강도(mJ)
PP^⑴: 나일론^⑵: ISI^⑶: ISI^⑷			⑸	⑸	⑹
75 : 25	: 0		24.9	0.73	19.8
	: 1		25.1	0.75	22.5
	: 2		25.6	0.77	28.5
	: 5		26.3	0.77	31.8

75 : 25		: 0	24.8	0.73	19.8
		: 1	24.5	0.76	23.8
		: 2	24.7	0.74	31.3
		: 5	24.8	0.72	40.2

⑴ PP/PE/PET계 폐 포장 필름(알루미늄 증착)

⑵ 나일론/PE/LLDPE 계 폐 포장 필름

⑶ 스티렌/고무 (70/30),(PS분자량: 26,000, 블록분자량: 14,000, PDI=1.17)

⑷ 스티렌/고무 (30/70),(PS분자량: 22,000, 블록분자량: 46,000, PDI=1.2)

⑸ ASTM D 638

⑹ ASTM D 256

실시예 5

디큐밀 퍼옥사이드로 선처리한 폴리프로필렌계 폐 포장필름과 실시예 1에서 기술된 나일론계 폐 포장필름의 블렌드계에, 실시예 3에서 기술된 무수말레인산이 치환되고 수소화된 폴리스티렌-폴리부타디엔-폴리스티렌 3중 블록 공중합체와 실시예 4에서 기술된 양말단에 무수말레인산이 치환된 폴리이소프렌-폴리스티렌-폴리이소프렌 3중 블록 공중합체를 단독 또는 병용하여 실시예 1에서 기술한 것과 동일한 방법으로 사출 성형 시편을 제조하였다.

디큐밀 퍼옥사이드로 선처리한 폴리프로필렌계 폐 포장 필름 펠렛은 중량비 0.3%의 디큐밀 퍼옥사이드와 중량비 99.7%의 폴리프로필렌계 폐 포장 펠렛을 상온에서 혼합한 다음, 80 ℃에서 30분간 혼합시켜 제조하였다. 폴리프로필렌계 폐 포장 필름으로 제조한 펠렛에 디큐밀 퍼옥사이드를 선처리하면 디큐밀 퍼옥사이드가 폴리프로필렌계 폐 포장 필름으로 제조한 펠렛 내부로 침투하여 블렌드계 내의 분상상의 크기가 작아지고 3중 블록 공중합체와의 가교 반응이 균일하게 일어나서 계면 접착력이 증가하여 기계적 물성이 현저하게 증가하였다.

디큐밀 퍼옥사이드로 전처리한 폴리프로필렌계 및 나일론계 폐 포장 필름으로부터 제조된 블렌드계에 무수말레인산이 함유된 수소화 폴리스티렌-폴리부타디엔-폴리스티렌 3중 블록 공중합체와 무수말레인산이 양말단에 치환된 폴리이소프렌-폴리스티렌-폴리이소프렌 3중 블록 공중합체를 첨가한 경우의 성분비에 따른 기계적 물성

성분 조성비			인장강도(MPa)	인장탄성율(GPa)	충격강도(mJ)
PP^⑴: 나일론^⑵: ISI^⑶: SEBS^⑷			⑸	⑸	⑹
75 : 25	: 0	: 2	25.0	0.80	25.6
	: 1	: 1	24.8	0.75	29.5
	: 2	: 0	25.6	0.78	28.9
	: 0	: 5	23.4	0.67	49.1
	: 2.5	: 2.5	22.8	0.65	53.8
	: 5	: 0	24.1	0.72	49.8

⑴ 디큐밀 퍼옥사이드(0.3 wt%)로 처리한 PP/PE/PET계 폐 포장 필름(알루미늄 증착)

⑵ 나일론/PE/LLDPE계 폐 포장 필름

⑶ 스티렌/고무(30/70) (PS분자량: 22,000, 블록분자량: 46,000, PDI=1.2)

⑷ Kraton shell G-1901X (MA 2%함유)

⑸ ASTM D 638

⑹ ASTM D 256

본 발명은 현재 대부분 매립되거나 소각되고 있는 알루미늄 증착 폐 포장 필름을 기능성 상용화제를 이용한 반응 압출 공정으로 다성분계의 혼합 폐포장 필름을 재활용할 수 있는 방법을 제공함과 동시에 매립과 소각 등으로 발생하는 2차 환경오염을 방지할 수 있으며, 본 발명의 폐 포장재 재활용 방법으로부터 얻어진 조성물과 그 성형품은 농자재용 소재 및 건축자재용 판재 등으로 사용될 수 있다.

Claims

(a) 폐 다층 포장 필름을 1차 압출기의 주 호퍼로부터 주입하고 2차 호퍼로부터 기능성 상용화제를 주입하여 용융 압출하는 1차 반응 용융 압출 단계,

(b) 반응 압축물의 냉각 및 분쇄 단계:

(c) 상기 분쇄물을 2차 압출기에서 압출하는 2차 반응 압출 단계 및

(d) 2차 반응 압출 단계에서의 압출물을 사출 성형하는 단계

를 포함하는, 폐 다층 포장 필름의 재활용 방법.
제1항에 있어서, 1차 압출기에서의 반응 온도가 250 ℃ 이상이고, 체류 시간이 3분 이상인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 1차 반응 압축물을 1차 분쇄기로 상온에서 파쇄한 후 10 ℃ 이하의 저온에서 냉각하여 고속의 2차 분쇄기로 분쇄하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 폐 다층 포장 필름이 폴리프로필렌/폴리에틸렌계 폐 포장 필름과 나일론/폴리에틸렌계 폐 포장 필름의 혼합물인 방법.
제4항에 있어서, 폴리프로필렌이 필름용 폴리프로필렌 또는 고결정성 폴리프로필렌이고, 폴리에틸렌이 필름용 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)인 방법.
제4항에 있어서, 폐 포장 필름 혼합물이 총 중량을 기준으로 50-80 중량%의 폴리프로필렌, 10-50 중량%의 나일론, 5-20 중량%의 폴리에틸렌, 3-5 중량%의 폴리에스테르, 1-2 중량%의 폴리스티렌을 포함하는 것인 방법.
제4항에 있어서, 상용화제가 무수 말레인산이 그래프트된 폴리에틸렌 공중합체, 무수 말레인산이 그래프트된 폴리프로필렌 공중합체, 수소화된 폴리스티렌-폴리부타디엔 공중합체, 주쇄에 무수말레인산이 붙어있는 수소화된 폴리스티렌-폴리부타디엔 공중합체, 양말단에 무수말레인산이 치환된 폴리이소프렌-폴리스티렌-폴리이소프렌 3중 블록 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군 중에서 선택되는 것인 방법.
제7항에 있어서, 양말단에 무수말레인산이 치환된 폴리이소프렌-폴리스티렌-폴리이소프렌 3중 블록 공중합체가 라디칼 개시제와 혼합한 후 사용되는 것인 방법.
제8항에 있어서, 라디칼 개시제가 하기 일반식으로 표시되는 디큐밀 퍼옥사이드인 방법.

R₄-O-O-R₅

식 중, R₄와 R₅는 각각 수소, 탄소수 4 이하의 알킬기, 벤조일기 또는 큐밀기이다.
50-80 중량%의 폴리프로필렌과 10-50 중량%의 나일론, 5-20 중량%의 폴리에틸렌, 3-5 중량%의 폴리에스테르, 1-2 중량%의 폴리스티렌, 0.5-20 중량%의 상용화제를 포함하는 성형품 제조용 조성물.
제10항에 있어서, 상용화제가 무수 말레인산이 그래프트된 폴리에틸렌 공중합체, 무수 말레인산이 그래프트된 폴리프로필렌 공중합체, 수소화된 폴리스티렌-폴리부타디엔 공중합체, 주쇄에 무수말레인산이 붙어있는 수소화된 폴리스티렌-폴리부타디엔 공중합체, 양말단에 무수말레인산이 치환된 폴리이소프렌-폴리스티렌-폴리이소프렌 3중 블록 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군 중에서 선택되는 것인 조성물.
제11항에 있어서, 무수 말레인산이 그래프트된 폴리에틸렌 공중합체 및 폴리프로필렌 공중합체가 0.1-10 중량%의 무수말레인산을 포함하는 블록 및 랜덤 공중합체인 조성물.
제11항에 있어서, 폴리스티렌-폴리부타디엔 공중합체가 20-80 중량%의 스티렌 단량체와 20-80 중량%의 부타디엔 단량체로 구성되고, 폴리스티렌-폴리이소프렌 공중합체가 20-80 중량%의 스티렌 단량체와 20-80 중량%의 이소프렌 단량체로 구성된 2중, 3중 또는 다중 블록 공중합체, 교호 공중합체 또는 랜덤 공중합체인 조성물.
제10항에 있어서, 0.1 내지 1 중량%의 라디칼 개시제를 추가로 포함하는 조성물.
제13항에 있어서, 라디칼 개시제가 하기 일반식으로 표시되는 디큐밀 퍼옥사이드임을 특징으로 하는 조성물.

R₄-O-O-R₅

식 중, R₄와 R₅는 각각 수소, 탄소수 4 이하의 알킬기, 벤조일기 또는 큐밀기이다.
제10항에 있어서, 조성물이 180 내지 260 ℃에서 용융 사출 성형되는 조성물.
50-80 중량%의 폴리프로필렌, 10-50 중량%의 나일론, 5-20 중량%의 폴리에틸렌, 3-5 중량%의 폴리에스테르, 1-2 중량%의 폴리스티렌을 포함하는 알루미늄 박막층이 증착된 폐 포장 필름과, 0.5-20 중량%의 상용화제를 포함하는 조성물을 사출 성형하여 제조한, 충격강도가 30 mJ 이상으로서 기계적 물성이 개선된 성형품.
제17항에 있어서, 상용화제가 무수 말레인산이 그래프트된 폴리에틸렌 공중합체, 무수 말레인산이 그래프트된 폴리프로필렌 공중합체, 수소화된 폴리스티렌-폴리부타디엔 공중합체, 주쇄에 무수말레인산이 붙어있는 수소화된 폴리스티렌-폴리부타디엔 공중합체, 양말단에 무수말레인산이 치환된 폴리이소프렌-폴리스티렌-폴리이소프렌 3중 블록 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군 중에서 선택되는 것인 성형품.
제17항에 있어서, 상기 조성물이 0.1 내지 1 중량%의 라디칼 개시제를 추가로 포함하는 것인 성형품.