KR102063956B1 - 위조방지 qr코드가 인쇄된 기능성 쓰레기 봉투 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 재생원료를 포함하여 제조되고, 표면에 위조방지 QR코드가 인쇄된 쓰레기 봉투에 관한 것으로서, 보다 상세하면 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지, 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지, 무기충전제가 포함된 바인더 수지 및 안료를 포함하는 봉투원료를 용융 압출시켜 블로우 성형하여 만들어진 봉투원단의 표면에 위조방지 QR코드를 인쇄시켜 만들어진 기능성 쓰레기 봉투에 관한 것이다.

Description

위조방지 QR코드가 인쇄된 기능성 쓰레기 봉투{Garbage bags printed with anti-counterfeiting QR codes}
본 발명은 재생원료를 포함하여 제조되고, 표면에 위조방지 QR코드가 인쇄된 쓰레기 봉투에 관한 것으로서, 보다 상세하면 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지, 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지, 무기충전제가 포함된 바인더 수지 및 안료를 포함하는 봉투원료를 용융 압출시켜 블로우 성형하여 만들어진 봉투원단의 표면에 위조방지 QR코드를 인쇄시켜 만들어진 기능성 쓰레기 봉투에 관한 분야이다.
종량제 쓰레기 봉투는 1995년 이후, 쓰레기 배출량으로 인한 환경오염 및 자원낭비를 줄이기 위한 목적으로 쓰레기종량제를 실시하기 시작하였다. 이러한 쓰레기 종량제에 의해 쓰레기 배출자는 일반 쓰레기를 종량제 쓰레기 봉투로 지정된 규격봉투에 담아 배출하여야 하며 이러한 종량제 봉투는 관할관청의 주관 하에 규격에 따라 가격이 달리 책정되어 판매 되는 종량제 사업이 시행되어 오고 있다.
그러나, 종량제 사업 시행으로 쓰레기 배출량은 상당량 줄어들었으나, 쓰레기 봉투에 관련된 다수의 문제점이 발생되고, 이러한 문제점 중 가장 심각한 문제로 매장된 쓰레기 봉투가 잘 분해되지 않는 점과 쓰레기 봉투의 관리부재로 인한 위조 쓰레기 봉투가 유동되는 점이 제시되고 있다.
다음은 쓰레기 봉투에 관한 대표적인 종래기술이다.
대한민국 등록특허공보 제10-0926265호는 기능성 이중필름의 쓰레기 봉투에 관한 것으로서, 외부필름은 고밀도폴리에틸렌(High Density Polyethlyene, HDPE) 45~55wt%, 에틸렌-비닐아세테이트(Ethylenevinylacetate, EVA) 23~35wt%, 무기충전제 17~29wt%, 향료 2~7wt%, 형광안료 0.01~5wt%의 성분으로 배합된 수지이고, 내부필름은 고밀도폴리에틸렌(High Density Polyethlyene, HDPE) 50~70wt%, 무기충전제 30~50wt%의 성분으로 배합된 수지를 압출하여 하나의 이중필름으로 성형한 쓰레기 봉투를 제시하였다.
또한 상기 종래기술은 이중구조의 필름을 통하여 쓰레기 봉투의 물리적인 강도를 향상시킬 수 있는 효과를 실현시켰으나, 배출 규격 봉투로 사용될 시에는 위조의 위험이 있어서 그에 따른 해결책이 요구되는 실정이다.
즉, 일반적으로 종량제 쓰레기 봉투는 쓰레기 배출량을 줄이기 위하여 판매된 쓰레기 배출 규격 봉투로, 기준 배출량에 따라 가격이 산정된다. 상기 쓰레기 봉투의 가격에는 쓰레기 수거에 따른 요금이 포함되어 있으므로, 일반적인 비닐봉투에 비해 훨씬 높은 가격에 판매된다.
하지만 종래 쓰레기 봉투는 일반적인 잉크로 인쇄되고, 정품 여부를 확인할 방법이 미미하여, 동일한 형태로 위조가 용이한 문제점이 있다.
이렇게 위조된 쓰레기 봉투의 제조 및 시중 유통에 따라 위조 제조업자들은 폭리를 취하게 되며, 쓰레기 수거료의 탈세로 투명한 쓰레기 수거 작업이 이루어 질 수 없게 된다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여, 위조 방지의 쓰레기 봉투가 다양하게 개발되었다. 그 한 예로, 쓰레기 봉투의 외부에 제조에 따른 일련번호를 표기하는 방법이 제시되었으나, 이러한 방법 역시 쓰레기 봉투의 위조를 판별하기 위한 조건이 단순하여, 쓰레기 봉투의 위조가 가능한 문제점이 있어서, 이를 해결하기 위한 지속적인 연구개발이 요구되는 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1543457호(2015.08.04.) 대한민국 등록특허공보 제10-0926265호(2009.11.17.) 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0093488호(2012.08.23.) 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0128002호(2012.11.26.)
본 발명은 쓰레기 봉투의 종래기술에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 종래 쓰레기 봉투는 일반적으로 새로운 주원료를 이용하여 봉투원단을 제조하기 때문에, 새로운 주원료의 생산으로 인한 환경오염이 지속적으로 이루어지는 문제가 발생하였고;
또한 종래 쓰레기 봉투는 분해성 다소 미흡하여 쓰레기가 담겨진 상태로 매장되더라도 자연분해 기간이 길어지는 문제가 발생하였으며;
비용을 지불하고 판매되는 종량제 쓰레기 봉투의 경우에는, 정품이 아닌 스레기 봉투가 유통되고, 정품여부의 확인이 정확하지 못한 문제가 발생하여, 이에 대한 해결점을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,
재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지 20~70 중량%, 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지 20~70 중량%, 무기충전제가 포함된 바인더 수지 1~7 중량% 및 안료 1~5 중량% 를 혼합한 봉투원료를 용융시켜 압출한 후 블로우 성형하여 만들어진 봉투원단을 절단하여 만들어지도록 구성되고, 상기 봉투원단의 표면에는 위조방지 QR코드가 인쇄되도록 구성되는 위조방지 QR코드가 인쇄된 기능성 쓰레기 봉투를 제시한다.
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 위조방지 QR코드가 인쇄된 기능성 쓰레기 봉투는 봉투원단으로 만들어지는 봉투원료에 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지와 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지가 혼합되는 구성을 하기 때문에, 주원료인 폴리에틸렌 수지의 생산을 줄여 환경오염을 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있고;
또한 재생된 저밀도 폴레에틸렌 수지는 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지보다 분해성이 우수하여, 매장된 쓰레기 봉투의 자연분해 기간이 짧아질 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있으며;
아울러 봉투원료에 혼합되는 바인더 수지에 포함된 무기충전제는 상기 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지와 더불어 매장된 쓰레기 봉투의 자연분해 기간이 더욱 짧아질 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있으며;
더불어 쓰레기 봉투의 표면에 쓰레기 봉투 고유정보, 제조자 정보, 지급처 정보, 지급일자, 판매처 정보 및 판매일자가 암호화되어 구현된 위조방지 QR코드가 인쇄되는 경우에는, 사용자 또는 관리자가 정품여부를 보다 명확하게 확인할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 위조방지 QR코드가 인쇄된 기능성 쓰레기 봉투를 나타내는 평면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 위조방지 QR코드가 인쇄된 기능성 쓰레기 봉투의 봉투원료에 포함되는 조성물을 나타내는 블럭도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 위조방지 QR코드가 인쇄된 기능성 쓰레기 봉투의 봉투원단을 제조하는 과정을 나타내는 제조공정도.
본 발명은 재생원료를 포함하여 제조되고, 표면에 위조방지용 QR코드가 인쇄된 쓰레기 봉투에 관한 것으로서, 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지 20~70 중량%, 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지 20~70 중량%, 무기충전제가 포함된 바인더 수지 1~7 중량% 및 안료 1~5 중량% 를 혼합한 봉투원료를 용융시켜 압출한 후 블로우 성형하여 만들어진 봉투원단(30)을 절단하여 만들어지도록 구성되고, 상기 봉투원단(30)의 표면에는 위조방지용 QR코드가 인쇄되도록 구성되는 위조방지 QR코드가 인쇄된 기능성 쓰레기 봉투에 관한 것이다.
이하 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 3을 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명에 의한 위조방지 QR코드가 인쇄된 기능성 쓰레기 봉투(이하, ‘쓰레기 봉투’라 칭함.)는 쓰레기를 담을 수 있는 내부공간에 형성되고, 상기 내부공간의 상부는 열린 상태를 가지며, 내부공간의 측부와 하부는 막힌 상태를 가져, 내부공간에 담겨진 쓰레기가 외부로 이탈되지 않도록 구성된다.
또한 본 발명에 의한 쓰레기 봉투는 일반적으로 알려진 종량제 쓰레기 봉투 또는 종량제 음식물 쓰레기 봉투로 사용될 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 의한 쓰레기 봉투는 입자상의 원료들을 혼합한 봉투원료를 압출기(10)에 투입하여 용융시킴으로써 원료 용융물을 만들고, 상기 원료 용융물을 블로우 성형하여 봉투원단(30)을 만들며, 상기 봉투원단(30)을 일정의 크기로 절단하여 만들어진다.
즉, 상기 봉투원료는 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지(Low density polyethylene, LDPE), 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지(High Density Polyethlyene, HDPE), 무기충전제가 포함된 바인더 수지 및 안료를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지(Low density polyethylene, LDPE)는 폐기처분되는 비닐, 생활용품 또는 산업용품 등과 같은 폐용품을 재생시켜 얻어지는 수지로서, 폐용품을 재생시켜 고순도를 가지도록 가공처리하더라도 새롭게 만들어진 저밀도 폴리에틸렌 수지보다는 본연의 인장강도, 인열강도 및 신장률과 같은 물리적인 특성이 저하된 상태를 가진다.
아울러 상기 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지는 상기와 같이 최초로 만들어진 저밀도 폴리에틸렌 수지보다는 물리적인 특성이 저하된 상태이나, 본 발명에 있어서는 제조된 쓰레기 봉투의 사용에 있어서는 쓰레기 봉투의 형태 유지를 위한 기능을 가지고, 쓰레기가 담겨져 매장된 상태에서는 쓰레기 봉투의 분해성을 가속화시키는 기능을 발휘한다.
또한 상기 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지(High Density Polyethlyene, HDPE)는 일반적으로 0.941~0.965 g/㎤의 밀도를 가지는 폴리에틸렌 수지으로써 분자량이 커지면 인장강도, 충격강도, 인열강도, 내환경응력, 신장율 등 물리적 성질은 향상되지만, 용융 점도는 증가하여 가공성은 점차 저하되는 특징이 있다.
아울러 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지는 저밀도 폴리에틸렌 수지 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌(Linear Low Density Polyethlyene, LLDPE)과 비교하여 상기와 같은 대부분의 물리적인 강도가 높기 때문에, 본 발명에 있어서는 상기 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지에 의한 쓰레기 봉투의 물리적 강도 저하를 보강시켜 주는 역할을 한다.
상기와 연관하여, 상기 ‘신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지’라함은 사용된 후 재생된 고밀도 폴리에틸렌 수지가 아닌 최초로 만들어진 고밀도 폴리에틸렌 수지를 의미한다.
더불어 상기 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지는 봉투원료에 20~70 중량%의 조성비로 혼합되고, 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지는 20~70 중량%의 조성비로 혼합되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지와 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지는 쓰레기 봉투의 주원료이고, 제조된 쓰레기 봉투의 사용 용도에 따라 조성비가 서로 역전될 수 있다.
구체적으로, 쓰레기 봉투의 사용시의 물리적인 강도보다는 매장된 이후의 분해성이 우선적인 쓰레기 봉투의 용도라면, 상기 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지의 조성비가 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지의 조성비보다 더 크게 이루어지는 것이 바람직하고; 상기와 반대로 사용시의 물리적인 강도가 사용된 쓰레기 봉투의 분해성보다 우선적인 용도라면, 상기 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지의 조성비가 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지의 조성비보다 더 크게 이루어질 수 있다.
다만, 상기 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지와 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지의 총 조성비는 봉투원료의 95 중량%를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 이는 봉투원료에 포함되는 무기충전제가 포함된 바인더 수지 및 안료의 조성을 위함이고, 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지와 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지의 총 조성비가 봉투원료의 95 중량%를 초과하는 경우에는 압출기(10)에서 용융되어 압출되는 봉투원료의 유동성이 저하될 우려가 있기 때문이다.
또한 상기 무기충전제가 포함된 바인더 수지는 쓰레기 봉투의 분해성을 향상시키고, 다양한 기능성을 부여하기 위한 구성으로서, 바인더 수지에 무기충전제가 혼합되는 구성이다.
즉, 무기충전제가 포함된 바인더 수지는 사용된 후 매장된 쓰레기 봉투의 분해성 또는 기능성을 향상시키기 위한 무기충전제 및 상기 무기충전제를 주원료인 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지와 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지에 균일하게 분산된 상태로 견고히 내입시킬 수 있는 것이면 다양한 종류의 것을 이용할 수 있고, 바람직하게는 상기 무기충전제가 포함된 바인더 수지는 폴리우레아를 바인더 수지로 하여 바인더 수지 100 중량부에 대하여, 무기충전제 분말 10~30 중량부 및 실세스퀴옥산 5~15중량부를 포함하는 구성을 할 수 있다.
구체적으로, 상기 바인더 수지인 폴리우레아는 무기충전제 분말을 상기 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지가 주원료로 포함된 봉투원료를 봉투원단(30)으로 만들었을 때 균일하고 견고한 상태로 결착되어 있도록 하고, 봉투원료를 용융 압출시킬 때 가해지는 용융열에 대한 내열성을 확보할 수 있는 것이어야 한다.
즉, 본 발명에서는 상기 폴리우레아를 에폭시 프리폴리머 100 중량부에 대하여 지방족 이소시아네이트 화합물 50 내지 100 중량부를 첨가함으로써 제조하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 에폭시 프리폴리머는 아민기를 말단에 함유하는 것으로서, 2관능 에폭시 수지에 1급 아민 및 2급 아민 중 하나 이상과 반응시켜 말단에 아민기를 부여하여 제조한다. 상기 2관능성 에폭시 수지로는 강도, 접착력, 반응성, 내열성, 기계적 강도가 우수한 비스페놀 A를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 에폭시 수지와 아민의 당량비는 1 : 1.2 ~ 1.5의 비율로 반응시키는 것이 바람직하다. 상기와 같은 당량비에서 내구성, 접착력, 반응성, 내열성, 및 기계적 강도가 우수한 특성을 나타낸다. 상기 당량비가 1.2 미만인 경우에는 수율이 저하되고 점도상승으로 인한 겔화가 발생하여 바람직하지 못하고, 당량비가 1.5를 초과하는 경우에는 아민의 함유량이 너무 많아 신율 저하 등 물성의 열화를 수반하기 때문에 바람직하지 못하다.
아울러 우선 에폭시 프리폴리머를 제조한 후 제조된 에폭시 프리폴리머에 무기충전제 분말 및 실세스퀴옥산을 혼합하게 된다. 이후 상기 에폭시 프리폴리머에 지방족 이소시아네이트를 부가하여 중합반응을 통해 폴리우레아를 제조하게 된다.
상기 지방족 이소시아네이트는 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene Diisocyanate, HDI), 이소포론디이소시아네이트(Isophorone Diisocyanate, IPDI), 메틸렌 디페놀 디이소시아네이트(Methylene diphenol diisocyanate, MDI) 및 사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(Cyclohexylmethane diisocyanate, HMDI) 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 선택할 수 있다.
상기 지방족 이소시아네이트를 혼합한 후 20 내지 50℃에서 1 내지 5시간을 반응시키면 NCO 함량이 7 내지 12 중량% 이고, 점도는 500 내지 5,000cps/25℃인 1액형 폴리우레아 바인더 수지를 얻을 수 있다.
상기 지방족 이소시아네이트의 함량이 50 중량부 미만이면 원하는 NCO 함량을 얻을 수 없고, 경화 속도 저하 및 기계적 강도가 낮아 원하는 물성을 얻을 수 없으므로 바람직하지 못하고, 100 중량부를 초과하면 NCO 함량이 낮아 저장 안정성 및 물성의 저하를 가져올 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.
또한 상기 봉투원료를 압출기(10)를 이용하여 용융 압출시킬 때 가해지는 열은 상기 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지의 열화를 초래하여 제조된 쓰레기 봉투의 수명을 단축시키는 문제점이 있을 수 있다.
따라서 본 발명에 있어서는 상기 바인더 수지에 무기충전제와 함께 실세스퀴옥산을 혼합하여 사용한다. 상기 실세스퀴옥산은 다면체 구조를 가지고 있으므로 열을 흡수하면 Si-O-Si 결합의 열 진동이 발생한다. 따라서 압출기(10)에서 공급된 용융열이 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지의 구조에 전달되기 전에 상기 용융열을 실세스퀴옥산의 구조가 흡수하기 때문에 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지의 열화 속도가 현저히 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
일반적으로 실세스퀴옥산은 실리카 구조의 말단에 유기 관능기가 결합되어 있으므로 다른 성분들과의 상용성이 떨어지는 문제가 있다. 따라서 본 발명에서는 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 구조의 실세스퀴옥산을 적용하여 말단의 OH기에 의한 상용성을 향상시키면서 NCO기와 폴리우레아의 상용성을 통해 바인더 수지에 실세스퀴옥산이 균일하게 분산되어 결합이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
Figure 112018044067138-pat00001
Figure 112018044067138-pat00002
아울러 상기 구성의 바인더 수지에 포함되는 무기충전제 분말은 쓰레기 봉투의 분해성을 향상시키기 위하여 사용되는 일반적인 탄산칼슘, 실리카, 탄산마그네슘, 황산바륨, 클레이, 활석, 산화칼슘, 산화티타늄, 알루미나, 제올라이트, 황산칼륨 또는 탄산바륨 등과 같은 종류의 것을 분말로 만든 것을 사용할 수 있고, 바람직하게는 계관석 분말, 다이아스포 분말 또는 탄탈라이트 분말 등과 같은 종류의 것을 이용하여 쓰레기 봉투의 분해성 및 다양한 기능성을 동시에 실현 가능하도록 구성할 수 있다.
이때, 상기 무기충전제 분말은 무기충전제의 종류와 무관하게 상기 바인더 수지 100중량부에 대하여 10~30 중량부의 조성으로 포함되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 무기충전제 분말이 10 중량부 미만으로 바인더 수지에 포함되면 무기충전제 분말의 조성이 미흡하여 무기충전제에 의한 쓰레기 봉투의 분해성 및 기능성 발휘 효과가 다소 미흡한 문제가 있고, 30 중량부를 초과하면 무기충전제의 조성이 과다하여 제조된 쓰레기 봉투의 물리적인 강도가 약해져 쓰레기 봉투가 쉽게 찢어질 수 있는 문제가 발생하기 때문에, 무기충전제는 상기 범위 내의 조성으로 바인더 수지에 포함되는 것이 바람직하다.
또한 상기 계관석 분말은 황화광물인 계관석을 입자상을 가지도록 분쇄한 것으로서, 본 발명에 있어서는 매장된 쓰레기 봉투의 분해성을 향상시키고, 사용되는 상태에서의 쓰레기 봉투의 살충성을 확보할 수 있도록 하는 구성이다.
구체적으로, 상기 계관석은 일반적으로 그림의 채료(彩料)나 폭죽의 재료로 사용되기도 하지만 일정의 살충성을 가지는 특성이 있기 때문에, 쓰레기 봉투에 담겨진 쓰레기에서 벌레가 번식하는 것을 방지시킬 수 있는 효과를 발휘한다.
아울러 상기 계관석 분말은 0.1~10㎛의 평균입자 크기를 가지도록 분말화된 것을 이용하는 것이 바람직한데, 이는 계관석 분말이 0.1㎛ 미만의 평균입자 크기를 가지면 상기 바인더 수지에 대한 분산성이 다소 미흡한 문제가 있고, 10㎛를 초과하면 입자의 크기가 지나치게 커서 제조된 쓰레기 봉투의 표면이 거칠게 되고, 봉투원료의 압출시에 압출기(10)의 실린더 내부면이 마모될 수 있는 우려가 있기 때문에, 계관석 분말은 상기 범위 내의 평균입자 크기를 가지는 것이 바람직하다.
아울러 상기와 같이 계관석 분말이 포함된 무기충전제 분말에는 다이아스포 분말이 더 포함되는 구성을 할 수 있다.
즉, 상기 다이아스포 분말은 다이아스포(diaspore)를 입자상을 가지도록 분쇄한 것으로서, 상기 다이아스포(diaspore)는 알루미늄(Al)을 다량 함유한 수산화 광물로서 알루미늄 산화물 혼합체이다. 즉, 무기충전제 분말에 더 포함되는 다이아스포 분말은 알루미늄을 다량 함유하여 알루미늄 고유의 특성에 기인한 빛의 반사성을 향상시켜, 환경미화원이 야간에 쓰레기 봉투를 수거할 때 쓰레기 봉투를 보다 쉽게 식별할 수 있도록 하는 효과를 실현시킬 수 있다.
또한 상기 다이아스포 분말은 알루미늄을 직접 봉투원료에 혼합하는 경우보다 경제성을 확보할 수 있도록 하고, 다이아스포 분말에 포함된 알루미늄 이외의 무기성분들에 의한 쓰레기 봉투의 분해성을 향상시킬 수 있는 효과를 실현시킬 수 있다.
이때, 상기 다이아스포 분말의 평균입자 크기는 상기 계관석과 동일하게 0.1~10㎛를 가지는 것이 바람직하다.
아울러 상기 다이아스포 분말은 상기 계관석 분말 100 중량부에 대하여, 30~50 중량부의 조성으로 무기충전제 분말에 포함되는 것이 바람직하고, 이때, 상기 계관석 분말과 다이아스포 분말의 혼합물로 이루어진 무기충전제의 조성비는 바인더 수지 100 중량부에 대하여 10~30 중량부 범위 이내이어야 함은 자명할 것이다.
즉, 상기 다이아스포 분말이 계관석 분말 100 중량부에 대하여 30 중량부 미만으로 포함되면 다이아스포 분말에 의한 쓰레기 봉투의 분해성 및 빛의 반사성 확보 효과가 다소 미흡해지는 우려가 있고, 50 중량부를 초과하면 다이아스포 분말의 조성이 과다하여 상대적으로 계관석 분말에 의한 살충 효과가 미흡해질 우려가 있기 때문에, 다이아스포 분말은 상기 범위 내의 조성비를 유지하는 것이 바람직하다.
더불어 상기와 같이 계관석 분말 및 다이아스포 분말이 포함된 무기충전제 분말에는 탄탈라이트 분말이 더 포함되는 구성을 할 수 있다.
즉, 상기 탄탈라이트 분말은 탄탈라이트(tantalite)를 입자상을 가지도록 분쇄한 것으로서, 상기 탄탈라이트(tantalite)는 탄탈을 다량 함유한 무기 혼합체이다. 즉, 무기충전제 분말에 더 포함되는 탄탈라이트 분말은 탄탈을 다량 함유하여 탄탈 고유의 특성에 기인한 내산성을 향상시켜, 쓰레기 봉투의 내산성을 확보시킬 수 있는 효과를 실현시킬 수 있다.
보다 상세하면, 쓰레기 봉투에 산성이 강한 쓰레기가 담겨질 경우, 쓰레기 봉투가 산화 및 부식되어 쉽게 찢어질 수 있는데, 상기 탄탈라이트 분말에 의하여 내산성이 증대된 쓰레기 봉투는 산성의 쓰레기에 의한 쓰레기 봉투의 찢어짐을 감소시킬 수 있다.
또한 상기 탄탈라이트 분말은 탄탈을 직접 봉투원료에 혼합하는 경우보다 경제성을 확보할 수 있도록 하고, 탄탈라이트 분말에 포함된 탄탈 이외의 무기성분들에 의한 쓰레기 봉투의 분해성을 향상시킬 수 있는 효과를 실현시킬 수 있다.
이때, 상기 탄탈라이트 분말의 평균입자 크기는 상기 계관석과 동일하게 0.1~10㎛를 가지는 것이 바람직하다.
아울러 상기 탄탈라이트 분말은 상기 계관석 분말 100 중량부에 대하여, 30~50 중량부의 조성으로 무기충전제 분말에 포함되는 것이 바람직하고, 이때, 상기 계관석 분말, 다이아스포 분말 및 탄탈라이트의 혼합물로 이루어진 무기충전제의 조성비는 바인더 수지 100 중량부에 대하여 10~30 중량부 범위 이내이어야 함은 자명할 것이다.
즉, 상기 탄탈라이트 분말이 계관석 분말 100 중량부에 대하여 30 중량부 미만으로 포함되면 탄탈라이트 분말에 의한 쓰레기 봉투의 분해성 및 내산성 확보 효과가 다소 미흡해지는 우려가 있고, 50 중량부를 초과하면 탄탈라이트 분말의 조성이 과다하여 상대적으로 계관석 분말에 의한 살충 효과가 미흡해질 우려가 있기 때문에, 탄탈라이트 분말은 상기 범위 내의 조성비를 유지하는 것이 바람직하다.
아울러 상기 구성의 무기충전제가 포함된 바인더 수지는 봉투원료에 1~7 중량%의 조성비로 혼합되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 무기충전제가 포함된 바인더 수지가 봉투원료에 1 중량% 미만으로 혼합되면 무기충전제에 의한 쓰레기 봉투의 분해성 및 기능성이 다소 미흡할 뿐만 아니라 바인더 수지에 의한 무기충전제와 주원료(재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지) 간의 결착성 확보 및 봉투원료를 용융 압출시킬 때 가해지는 용융열에 대한 봉투원료의 내열성 확보 효과가 미흡해질 우려가 있고, 7 중량%를 초과하면, 과도하게 포함된 무기충전제가 포함된 바인더 수지에 의하여 제조된 쓰레기 봉투의 물리적인 강도가 떨어질 우려가 있기 때문에, 무기충전제가 포함된 바인더 수지는 상기 범위 내의 조성비를 유지하는 것이 바람직하다.
더불어 상기 안료는 제조된 쓰레기 봉투의 색상을 구현시키는 구성으로서, 일반적인 유기 안료 또는 무기 안료를 이용할 수 있다.
보다 바람직하게는 상기 안료는 빛이 조사되었을 경우에 발광성을 가지는 형광 안료를 이용할 수 있다. 즉, 이른 새벽에 쓰레기를 수거하는 환경미화 실시의 행정구조상 동 절기의 쓰레기 수거 시간에는 어두운데, 상기 형광안료는 적은 양의 불빛에도 쓰레기 봉투가 발광 가능하도록 하여 작업자가 쉽게 쓰레기 봉투를 식별 가능하도록 하는 효과를 발휘할 수 있다.
이때, 상기 형광 안료는 무기 형광안료 또는 유기 형광안료 중 어느 하나의 것을 이용할 수 있다.
즉, 상기 무기 형광안료는 청색발광의 Sr(PO2)Cl;Eu계, 녹색발광의 Zn2GeO2:Mn계, 적색발광의 Y2O2S:Eu계, 녹색발광의 BaMgAl:(Eu,Mn)계, 적색발광의 Y2O3:Eu계 등 중 어느 하나 이상의 것을 이용할 수 있고, 상기 유기 형광안료는 쿠마린계, 황색발광의 옥사지논계 등 중 어느 하나 이상의 것을 이용할 수 있다.
다만, 상기 무기 형광안료는 상기 봉투원료에 포함되어 봉투원료로 성형되면 색이 혼탁하고 발광성이 다소 떨어지는 단점이 있으나, 유기 형광안료에 비하여 대체로 용융점이 높아서 압출 성형시에 고온을 견딜 수 있다는 장점이 있고, 원료 비용이 저렴하여 본 발명에서는 무기 형광안료를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
아울러 상기 안료는 봉투원료에 1~5 중량%의 조성비를 유지하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 안료의 조성비가 1 중량% 미만이면 안료의 조성이 미흡하여 안료에 의한 쓰레기 봉투의 색상 구현 효과가 명확하지 못하고, 5 중량%를 초과하면 과도하게 포함된 안료에 의하여 제조된 쓰레기 봉투의 물리적인 강도가 떨어질 우려가 있기 때문에, 안료는 상기 범위 내의 조성비를 유지하는 것이 바람직하다.
아울러 상기와 같은 구성을 하는 봉투원료는 혼합기에 의하여 상기 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지, 신재의 저밀도 폴리에틸렌 수지, 무기충전제가 포함된 바인더 수지 및 안료가 균일하게 혼합될 수 있도록 교반 혼합되어 만들어지는 것이 바람직하다.
또한 상기 봉투원료는 압출기(10)에 투입되어 용융되고, 봉투원료 용융물은 블로우 성형방식으로써 봉투원단(30)으로 만들어진다.
즉, 상기 압출기(10)는 블로우 성형용 다이스(20)가 장착된 압출기(10)를 이용하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 압출기(10)는 봉투원료를 투입할 수 있는 호퍼(11) 구비되고, 상기 봉투원료를 용융 압출시킬 수 있는 실린더를 포함하여 구성된다. 또한 상기 압출기(10)의 실린더에서 인출되는 용융된 봉투원료 용융물은 압출기(10)의 선단에 장착된 다이스(20)를 통하여 폭방향으로 원통형의 수직단면을 가지는 봉투원단(30)으로 성형된다.
이때, 상기 다이스(20)는 링형태의 수평단면을 가지는 다이스(20)로 구성되어 봉투원단(30)의 폭방향으로 원통형의 수직단면을 가지는 봉투원단(30)을 성형시킬 수 있고, 다이스(20)의 외부에 마련된 송풍기에 의하여 공급되는 바람을 다이스(20)에서 성형 인출되는 봉투원단(30)의 내부에 가함으로써 봉투원단(30)이 얇은 상태를 가지며 폭방향 및 길이방향으로 확장되며 성형될 수 있도록 한다.
상기와 연관하여, 상기 다이스(20)에서 확장되어 성형된 봉투원단(30)의 폭은 다이스(20)에서 불어져 나오는 봉투원단(30)의 초기 폭보다 약 2~4배 더 긴 폭을 가지며 성형되는 것이 바람직하다.
또한 상기와 같이 블로우 성형되어 만들어진 봉투원단(30)은 ⅰ) 냉각된 이후에 폭보다 긴 길이를 가지는 길이방향으로 권취된 후 봉투원단(30)의 표면에 위조방지용 QR코드가 인쇄되는 구성을 할 수도 있고, ⅱ) 냉각된 이후에 위조방지용 QR코드가 인쇄된 후 권취되는 구성을 할 수도 있다.
물론, 상기 ⅰ) 및 ⅱ)의 경우 모두 일정의 길이를 가지며 권취된 봉투원단(30)은 일반적인 쓰레기 봉투의 크기 및 형태로 절단되어 단일의 쓰레기 봉투로 만들어짐은 자명할 것이다.
상기와 연관하여, 상기 봉투원단(30)의 표면에 인쇄되는 위조방지용 QR코드는 위조방지를 위한 다양한 정보를 포함하는 구성을 할 수 있는데, 바람직하게는 쓰레기 봉투 고유정보, 제조자 정보, 지급처 정보, 지급일자, 판매처 정보 및 판매일자가 암호화될 수 있다.
구체적으로, 상기 쓰레기 봉투 고유정보는 해당 쓰레기 봉투의 일련번호에 해당되고, 상기 제조자 정보는 쓰레기 봉투를 생산한 업체명에 해당하며, 상기 지급처 정보는 쓰레기 봉투가 종량제 봉투인 경우에 해당 쓰레기 봉투의 생산 및 판매를 주관하는 관할관청명에 해당되고, 상기 지급일자는 해당 업체에서 생산한 날짜 또는 해당 관할관청에서 판매를 개시한 날짜에 해당되며, 상기 판매처 정보와 판매일자는 해당 쓰레기 봉투를 직접적으로 판매한 판매사명 및 판매일자가 해당될 수 있다.
즉, 상기 구성의 위조방지용 QR코드에 포함된 암호화된 정보는 쓰레기 봉투가 정품임을 보다 명확하게 입증할 수 있도록 하는 효과를 발휘하고, 상기 위조방지용 QR코드는 사용자 또는 관리자의 스마트폰에 별도로 설치되는 어플리케이션에 의하여 확인될 수 있다.
다음은 본 발명의 바람직한 실시예 및 공지 기술에 의한 비교예를 이용한 시험이다.
시험을 위하여 하기의 표 1과 같은 조성으로 봉투원료를 제조하였고, 제조된 봉투원료를 압출기(10)의 호퍼(11)에 투입하고, 압출한 후 블로우 성형하여 봉투원단(30)을 제조하며, 제조된 봉투원단(30)을 일정의 크기로 절단하여 일정 크기의 쓰레기 봉투를 제조하였다.
이때, POSS 1은 화학식 1의 실세스퀴옥산, POSS 2는 화학식 2의 실세스퀴옥산이다.
Figure 112018044067138-pat00003
상기 표 1과 같은 조성에 의하여 각각 제조된 실시예 1 내지 4, 비교예 1에 의한 봉투원단(30)을 이용하여 일정 크기의 쓰레기 봉투를 제조하고, 각각의 쓰레기 봉투를 한국플라스틱공업협동조합연합회 단체규격(KPS M 1013-03)의 기준에 따라 시험하였으며, 하기의 표 2와 같은 결과를 얻었다.
Figure 112018044067138-pat00004
시험결과를 살표보면, 실시예 1 내지 4에 의한 쓰레기 봉투는 KPS M 1013-03에 의한 인장강도, 신장율, 인열강도 및 접합상태를 모두 만족하였다.
또한 실시예 1과 2를 비교하면, 화학식 1에 의한 실세스퀴옥산이 포함된 바인더 수지를 이용하여 제조한 쓰레기 봉투와 화학식 2에 의한 실세스퀴옥산이 포함된 바인더 수지를 이용하여 제조한 쓰레기 봉투는 물리적인 특성의 차이는 거의 없었다.
아울러 공지 기술에 의한 비교예 1에 의한 쓰레기 봉투와 실시예 1 내지 4에 의한 쓰레기 봉투를 비교하면 실시예 1 내지 4에 의한 쓰레기 봉투의 표면이 더 미려한 것을 확인할 수 있었다. 이는 실시예 1 내지 4에 의한 봉투원료에 포함된 실세스퀘옥산에 의하여 압출기(10)에서 용융 압출되는 봉투원료의 열화 속도가 감소되어, 압출된 후 블로우 성형된 쓰레기 봉투의 표면이 더 매끄럽게 형성되었음을 시사하는 결과이다.
더불어 실시예 1 내지 4에 각각 포함되는 계관석 분말, 다이아스포 분말 및 탄탈라이트 분말에 의한 각각의 기능성에 관한 시험은 쓰레기 봉투 규격에 제시되지 않아 그 명확한 기능성을 시험하지는 못하였으나, 각 무기충전제는 표 2의 결과와 같이 쓰레기 봉투의 기본적인 물리적 특성을 저해하지 않는 것으로 확인되는 바, 각 무기충전제 고유의 특성은 쓰레기 봉투에 각각 반영되어 그에 따른 기능성이 자명히 발현될 것으로 유추할 수 있다.
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.
10 : 압출기
11 : 호퍼
20 : 다이스
30 : 봉투원단

Claims (5)

  1. 재생된 저밀도 폴리에틸렌 수지 20~70 중량%, 신재의 고밀도 폴리에틸렌 수지 20~70 중량%, 무기충전제가 포함된 바인더 수지 1~7 중량% 및 안료 1~5 중량% 를 혼합한 봉투원료를 용융시켜 압출한 후 블로우 성형하여 만들어진 봉투원단(30)을 절단하여 만들어지도록 구성되되,
    상기 무기충전제를 포함하는 바인더 수지는,
    폴리우레아를 바인더 수지로 하여 바인더 수지 100 중량부에 대하여, 무기충전제 분말 10~30 중량부 및 실세스퀴옥산 5~15중량부를 포함하여 구성되며,
    상기 봉투원단(30)의 표면에는 위조방지용 QR코드가 인쇄되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위조방지 QR코드가 인쇄된 기능성 쓰레기 봉투.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무기충전제 분말은,
    평균입자 크기가 0.1~10㎛인 계관석 분말로 구성되는 것을 특징으로 하는 위조방지 QR코드가 인쇄된 기능성 쓰레기 봉투.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 무기충전제 분말은,
    상기 계관석 분말 100 중량부에 대하여, 평균입자 크기가 0.1~10㎛인 다이아스포 분말 30~50 중량부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위조방지 QR코드가 인쇄된 기능성 쓰레기 봉투.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 무기충전제 분말은,
    상기 계관석 분말 100 중량부에 대하여, 평균입자 크기가 0.1~10㎛인 탄탈라이트 분말 30~50 중량부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위조방지 QR코드가 인쇄된 기능성 쓰레기 봉투.
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