KR102300547B1 - 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 및 그 제조방법 - Google Patents

비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 축분을 발효시킨 축산퇴비분말 50~70중량%, 목분 10~20중량%, 톱밥 5~10중량%, 폴리아크릴산나트륨 5~10중량%, 메틸트리메톡시실란 1~5중량%, 생분해성 수지 5~10중량%, 상용화제 1~5중량% 및 활제 1~5중량%를 포함하는 것을 기술적 특징으로 하며, 기계적 물성, 투명성 및 내열성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 및 그 제조방법{Biodegradable Plastic Composite using Livestock Organic Resource and Manufacturing Method thereof}
본 발명은 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기계적 물성, 투명성 및 내열성을 향상시킬 수 있으며, 수분이 함유되어 있는 축분을 발효시킨 축산퇴비분말의 수분을 감소시켜 가공성을 향상시킬 수 있는, 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 플라스틱 제품은 가격이 저렴하고 가공의 편리함 때문에 많은 분야에서 다양한 용도로 플라스틱 제품들은 사용되고 있다. 하지만 사용 후 폐기되는 플라스틱 제품의 처리는 대부분 소각 또는 매립에 의존하고 있으며, 소각처리의 경우엔 다이옥신 등의 유해물질들이 발생하고, 환경호르몬 등을 배출하는 문제를 내포하고 있을 뿐만 아니라 흙 속에 매몰하더라도 분해기간이 500년 이상되기 때문에 소각 또는 매립에 의한 쓰레기 폐기 장소의 확보가 곤란하여 지구 환경을 오염을 야기하는 문제가 있다.
한편, 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 다양한 생분해성 소재의 사용이 검토되고 있는데. 이들 생분해성 수지의 경우 미생물에 의해 생화학적으로 이산화탄소 및 물 등으로 분해하기 때문에 자연환경에 폐기된 이후에도 환경에 무해할 수 있기 때문에 그 필요성이 점차 커지고 있는 상태이다.
일반적인 생분해성 수지는 원료에 따라 천연계 고분자, 화학 합성 고분자 그리고 미생물 생산 고분자 등 크게 3 가지로 분류할 수 있다. 상기 천연계 고분자로는 전분, Cellulose, Hemi-cellulose, 키틴과 Protein 등을 들 수 있으며, 상기 화학 합성 고분자로는 PCL[Poly (caprolactone)], PLA[Poly(lactic acid)], PG[Ploy(glycolic acid)], Poly(phosphate ester) 그리고 Poly(phosphazene)등을 들 수 있으며, 미생물 생산 고분자로는 PHB(Polyhydroxy butyric acid)가 대표적이며, 기계적 물성 및 상용성, 경제성을 고려해 볼 때 화학 합성 고분자인 PLA[Poly(lactic acid)], 폴리부틸렌 석시네이트(ploybutyelne succinate), 아디페이트(adiphate), 폴리에틸렌 석시네이트(polyethylene succinate), 테레프탈레이트(terephthalate)가 바람직하다.
한편, KSM ISO 472 플라스틱 용어 정의에 따르면, 분해성 플라스틱(degradable plastics)이란 ‘특정 환경 조건 하에서 상당한 화학적 구조 변화를 진행하여 그 플라스틱과 그 분류를 결정하는 기간 중의 용도에 적절한 표준시험 방법에 따라 측정하였을 때 달라질 수 있는 어떤 성질에서의 손실을 초래하도록 설계된 플라스틱’으로 설명하고 있다. 또한 분해성 플라스틱은 생분해성(biodegradable)과 광분해성 (photo degradable)으로 크게 나눌 수 있는데, 생분해성 플라스틱은 박테리아, 곰팡이 및 조류와 같이 자연히 발생하는 미생물의 작용에 의한 분해과정을 통해 생기는 저분자량 단편으로 되는 분해성 플라스틱을 의미하며, 광분해 플라스틱은 자연 주광의 작용에 의해 분해가 일어나는 분해성 플라스틱으로 정의하고 있다. 이 외에도 가수 분해에 의해 분해가 일어나는 가수 분해 분해성(hydrolytically-degradable) 플라스틱과 분해가 산화에 의해 일어나는 산화 분해성(oxidatively-degradable) 플라스틱으로 구분할 수 있다. 이러한 분해성 플라스틱의 분해 기작 중 2가지 이상이 복합되어 분해가 발생되는 경우 복합분해성(multi-degradable) 플라스틱이라고 말할 수 있다. 복합분해는 광분해, 생분해, 미생물분해 등이 단계적 또는 복합적으로 일어나는 것을 말하는데 일반적으로 복합분해는 상호보완적으로 일어난다.
하지만, 이들 상기 생분해성 소재의 경우 내가수분해 특성이 취약하며, 충격강도 등의 기계적 강도 특성이 저하되며, 구부렸을 때 원래대로 회복하여는 성질이 거의 없으며, 탄성이 떨어지는 단점을 지니고 있어 탄성 및 강도가 비교적 덜 중요시되는 일회용품 및 하우징재로만 사용되고 있다.
따라서, 일반 생활용품 분야에서도 친환경이 이슈가 되면서 이러한 문제점들을 해결하고자 하는 노력이 계속되고 있다.
관련 선행기술로써, 대한민국등록특허공보 제10-0879528호(2009.01.23.)에 생분해성 플라스틱 조성물 및 이를 이용한 생분해성 플라스틱 제조방법이 개시되어 있다.
상기 생분해성 플라스틱 조성물은 내수성의 문제점을 해결한 장점이 있지만, 기계적 물성, 투명성 및 내열성이 미흡한 단점이 있다.
KR 10-0879528 B1 2009.01.23.
본 발명의 목적은 기계적 물성, 투명성 및 내열성을 향상시킬 수 있는, 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 수분이 함유되어 있는 축분을 발효시킨 축산퇴비분말의 수분을 감소시켜 가공성을 향상시킬 수 있는, 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같은 수단을 제공한다.
본 발명은, 축분을 발효시킨 축산퇴비분말 50~70중량%, 목분 10~20중량%, 톱밥 5~10중량%, 폴리아크릴산나트륨 5~10중량%, 메틸트리메톡시실란 1~5중량%, 생분해성 수지 5~10중량%, 상용화제 1~5중량% 및 활제 1~5중량%를 포함하되, 상기 축분을 발효시킨 축산퇴비분말은 80~400mesh의 크기로 분쇄하며, 상기 목분은 폐목재를 파쇄한 것으로, 입자크기가 1~3㎜이며, 상기 톱밥은 나무를 켜는 과정에서 발생하는 것으로, 입자크기가 4~5㎜이며, 상기 생분해성 수지는 폴리락트산(PLA, Polylatic Acid), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT, Polybutylene adipate-co-terephtalate), 폴리카프로락톤(PCL, Polycaprolactone), 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS, Polybutylene Succinate), 폴리하이드록시뷰티레이트(PHB, Polyhydroxybutyrate) 및 AP(Aliphatic polyester) 로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 사용하는, 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재를 제공한다.
상기 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 100중량부에 대하여 나노셀룰로오스 0.1~1중량부, 다이메틸카보네이트 1~5중량부 및 옥수수유 1~5중량부를 추가적으로 포함하한다.
상기 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 100중량부에 대하여 투명성 향상제 1~3중량부를 추가적으로 포함하되, 상기 투명성 향상제는 스티렌-부타디엔 공중합체 50~60중량%, SIS(Styrene-Isoprene-Styrnene) 20~30중량%, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 5~10중량%, 클로로프렌 고무 1~5중량%, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 1~5중량%, 메틸메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 1~5중량% 및 폴리아미드수지 0.1~1중량%를 포함한다.
상기 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 100중량부에 대하여 내열성 향상제 1~3중량부를 추가적으로 포함하되, 상기 내열성 향상제는 폴리아미드이미드(polyamideimide) 50~60중량%, Polyetheretherketon(PEEK) 20~30중량%, 폴리에테르설폰(Polyethersulfone) 10~20중량%, 폴리페닐렌설파이드(Polyphenylenesulfide) 1~5중량% 및 석창포 발효물 0.1~1중량%를 포함하며, 상기 석창포 발효물은 바이오세라믹 스톤 정제수 50~70중량%, 복합균주 10~30중량% 및 석창포 잎 분말 15~25중량%를 혼합한 혼합물을 20~25℃에서 72~74시간 동안 호기발효한 발효물을 사용하며, 상기 바이오세라믹 스톤 정제수는 물 100중량부에 바이오세라믹 스톤 1~5중량부를 넣고 10~14시간 동안 방치하여 수득하며, 상기 바이오세라믹 스톤은 진주석 40~50중량%, 견운모 25~35중량% 및 황토 20~30중량%를 포함하는 혼합물을 물에 넣고 혼련한 후 숙성시킨 다음, 1,300~1,400℃의 온도에서 1~2시간 동안 소성시킨 것을 사용하며, 상기 복합균주는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 50~60중량%, 비피도박테리움 인판티스(Bifidobacterium infantis) 20~30중량%, 오래오바시디움 플루란(Aureobasidium pullulans) 10~20중량% 및 사카로마이세스 세르비지아(Saccharomyces cerevisiae) 5~10중량%를 포함한다.
또한, 본 발명은, 축분 60~80중량%, 수분조절제 15~35중량% 및 부숙촉진 미생물 1~10중량%를 발효조에 투입하고 발효시켜 축산퇴비를 만드는 단계(단계 1); 상기 축산퇴비를 건조기에 투입하고 1차 건조시키는 단계(단계 2); 상기 1차 건조된 축산퇴비를 분쇄하여 축산퇴비분말을 만드는 단계(단계 3); 상기 축산퇴비분말을 건조기에 투입하고 100~250℃에서 1~3시간 동안 2차 건조하는 단계(단계 4); 상기 2차 건조된 축산퇴비분말에 목분, 톱밥 및 폴리아크릴산나트륨을 첨가하고 20~30℃에서 1~2시간 동안 교반하여 제1 혼합물을 만드는 단계(단계 5); 상기 제1 혼합물에 메틸트리메톡시실란을 첨가하고 110~120℃에서 6~10시간 동안 교반하여 제2 혼합물을 만드는 단계(단계 6); 및 상기 제2 혼합물에 생분해성 수지, 상용화제 및 활제를 첨가하고 성형하는 단계(단계 7); 를 포함하는, 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재의 제조방법을 제공한다.
상기 단계 2에서, 상기 건조기는 내부 교반설비가 부착되어 상기 축산퇴비를 지속적으로 교반시켜 주고, 상기 교반설비에 구비된 교반드럼 외부에 열매유를 이용하여 열을 공급하여 100~200℃에서 1~3시간 동안 건조시키되, 건조시 발생되는 수증기를 주기적으로 강제 배출시킨다.
본 발명에 따른 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재는 기계적 물성, 투명성 및 내열성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재의 제조방법은 수분이 함유되어 있는 축분을 발효시킨 축산퇴비분말의 수분을 감소시켜 가공성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재를 설명한다.
본 발명에 따른 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재는,
축분을 발효시킨 축산퇴비분말 50~70중량%, 목분 10~20중량%, 톱밥 5~10중량%, 폴리아크릴산나트륨 5~10중량%, 메틸트리메톡시실란 1~5중량%, 생분해성 수지 5~10중량%, 상용화제 1~5중량% 및 활제 1~5중량%를 포함한다.
본 발명에서 바이오매스는 축분을 발효시킨 축산퇴비분말, 목분 및 톱밥을 사용한다.
축분을 발효시킨 축산퇴비분말을 단독으로 바이오매스로 사용하는 경우에는 생분해성 플라스틱의 기계적 물성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은, 축분을 발효시킨 축산퇴비분말과 함께 목분 및 톱밥을 바이오매스로 사용함으로써 생분해성 플라스틱의 기계적 물성을 향상시킨 것에 특징이 있다.
상기 축분을 발효시킨 축산퇴비분말은 80~400mesh의 크기로 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 목분은 폐목재를 파쇄한 것으로, 입자크기가 1~3㎜인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 톱밥은 나무를 켜는 과정에서 발생하는 것으로, 입자크기가 4~5㎜인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 축분을 발효시킨 축산퇴비분말은 50~70중량% 포함하는 것이 바람직하며, 50중량% 미만 포함되면 생분해성이 미흡해지는 문제가 있고, 70중량% 초과 포함되면 생분해성 플라스틱의 기계적 물성이 떨어지는 문제가 있다.
상기 목분은 10~20중량% 포함되는 것이 바람직하며, 10중량% 미만 포함되면 생분해성 플라스틱의 기계적 물성이 떨어지는 문제가 있고, 20중량% 초과 포함되면 다른 조성물의 포함되는 양이 줄어드는 문제가 있다.
상기 톱밥은 5~10중량% 포함되는 것이 바람직하며, 5중량% 미만 포함되면 생분해성 플라스틱의 기계적 물성이 떨어지는 문제가 있고, 10중량% 초과 포함되면 다른 조성물의 포함되는 양이 줄어드는 문제가 있다.
상기 폴리아크릴산나트륨은 상기 축분을 발효시킨 축산퇴비분말의 수분을 제거하기 위해 포함된다.
상기 폴리아크릴산나트륨은 5~10중량% 포함되는 것이 바람직하며, 5중량% 미만 포함되면 상기 축분을 발효시킨 축산퇴비분말의 수분을 제거하지 못하는 문제가 있고, 10중량% 초과 포함되면 제품 성형시 탄화물이 발생할 수 있다.
상기 메틸트리메톡시실란은 바이오매스의 친수성을 소수화하여 소수성을 증가시키기 위하여 포함된다.
상기 메틸트리메톡시실란은 1~5중량% 포함되는 것이 바람직하며, 1중량% 미만 포함되면 바이오매스의 소수성을 충분히 증가시키지 못하는 문제가 있고, 5중량% 초과 포함되면 제품 성형시 탄화물이 발생할 수 있다.
상기 생분해성 수지는 폴리락트산(PLA, Polylatic Acid), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT, Polybutylene adipate-co-terephtalate), 폴리카프로락톤(PCL, Polycaprolactone), 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS, Polybutylene Succinate), 폴리하이드록시뷰티레이트(PHB, Polyhydroxybutyrate) 및 AP(Aliphatic polyester) 로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 사용한다.
상기 생분해성 수지는 5~10중량% 포함되는 것이 바람직하며, 5중량 미만 포함되면 생분해성이 떨어지는 문제가 있고, 10중량% 초과 포함되면 바이오매스의 함유량이 감소되는 문제가 있다.
상기 상용화제(compatibilizer)는 비극성인 상기 생분해성 수지와 극성인 초본계 바이오매스간의 이형성을 제거하여 상용성을 부여하는 물질로서, 그 예로는 글리시딜메타크릴레이트, 에틸렌비닐알콜(EVA), 폴리비닐알코올(PVA), 에틸렌비닐아세테이트 및 부틸아크릴레이트 공중합체(EBA) 등을 사용될 수 있다.
상기 상용화제는 1~5중량% 포함되는 것이 바람직하며, 1중량% 미만 포함되면 상용성이 충분하지 못하여 층간 분리현상이 발생할 수 있으며, 5중량% 초과 포함되면 제품 성형시 탄화물이 발생할 수 있다.
상기 활제는 바이오매스 분체가 포함된 배합물과 생분해성 수지 간의 접합 또는 친화력 강화 및 배합, 압출시 발생되는 마찰열을 감소하여 열적 분해를 방지하는 동시에 원활한 압출작업을 수행하기 위하여 첨가되는 성분으로서, 이들을 첨가하더라도 기계적 물성은 기초소재와 유사하게 유지하면서 원활한 작업성을 제공해 준다. 이 활제로는 환경친화도가 높은 천연물인 스테아린산염, 팔미트산염 및 라우르산염으로 구성되는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 칼슘 스테아린산(Calcium Stearate), 아연 스테아린산(Zinc Stearate) 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 활제는 1~5중량% 포함되는 것이 바람직하며, 1중량% 미만 포함되면 제품 성형시에 충분한 윤활제로서의 효과를 얻을 수 없고, 5중량% 초과 포함되면 제품 내부에 결함을 발생시키거나 제품 성형시 탄화물 또는 플로우마크(flow-mark) 등이 발생하여 미려한 미관을 저해하는 문제가 있다.
본 발명에 따른 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재는,
상기 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 100중량부에 대하여 나노셀룰로오스 0.1~1중량부를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재에 나노셀룰로오스를 포함하므로써 기계적 강도를 더욱 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재는,
상기 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 100중량부에 대하여 다이메틸카보네이트 1~5중량부 및 옥수수유 1~5중량부를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재에 다이메틸카보네이트 및 옥수수유를 포함하므로써 바이오매스의 친수성을 소수화시켜 소수성을 더욱 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재는,
상기 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 100중량부에 대하여 투명성 향상제 1~3중량부를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 투명성 향상제는 스티렌-부타디엔 공중합체 50~60중량%, SIS(Styrene-Isoprene-Styrnene) 20~30중량%, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 5~10중량%, 클로로프렌 고무 1~5중량%, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 1~5중량%, 메틸메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 1~5중량% 및 폴리아미드수지 0.1~1중량%를 포함한다.
본 발명에 따른 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재는,
상기 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 100중량부에 대하여 내열성 향상제 1~3중량부를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 내열성 향상제는 폴리아미드이미드(polyamideimide) 50~60중량%, Polyetheretherketon(PEEK) 20~30중량%, 폴리에테르설폰(Polyethersulfone) 10~20중량%, 폴리페닐렌설파이드(Polyphenylenesulfide) 1~5중량% 및 석창포 발효물 0.1~1중량%를 포함한다.
상기 석창포 발효물은 바이오세라믹 스톤 정제수 50~70중량%, 복합균주 10~30중량% 및 석창포 잎 분말 15~25중량%를 혼합한 혼합물을 20~25℃에서 72~74시간 동안 호기발효한 발효물을 사용한다.
상기 바이오세라믹 스톤 정제수는 물 100중량부에 바이오세라믹 스톤 1~5중량부를 넣고 10~14시간 동안 방치하여 수득한다.
상기 바이오세라믹 스톤은 진주석 40~50중량%, 견운모 25~35중량% 및 황토 20~30중량%를 포함하는 혼합물을 물에 넣고 혼련한 후 숙성시킨 다음, 1,300~1,400℃의 온도에서 1~2시간 동안 소성시켜 제조한다.
상기 복합균주는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 50~60중량%, 비피도박테리움 인판티스(Bifidobacterium infantis) 20~30중량%, 오래오바시디움 플루란(Aureobasidium pullulans) 10~20중량% 및 사카로마이세스 세르비지아(Saccharomyces cerevisiae) 5~10중량%를 포함한다.
상기 석창포는 천남성과(Araceae)에 속하는 다년생 초본으로 한국, 중국, 일본 등지에서 자생하고 있으며, 한국에서는 중부와 남부지방에서 자생한다. 석창포는 산골짜기에서 자라며 뿌리줄기는 옆으로 길게 자라고 지상에 있는 줄기와 더불어 독특한 향기가 나는 식물이다. 석창포는 연못가나 도랑가에서 자라는 일반 창포보다 잎이 보다 좁고 길이가 짧으며 뿌리가 가는 특징이 있다. 또한, 석창포의 다른 이름으로 수검초, 요구, 창본, 창양, 창초, 창포, 구절창포 등이 있다. 석창포는 건위ㆍ진경ㆍ거담 등에 효능이 있어 약재로 이용 가능하며, 그에 관한 연구로는 추출물에 대한 항산화 활성, 감마-아미노부틸레이트 트랜스아미나아제(Gamma-aminobutyrate(GABA) transaminase) 억제활성, 억제성 신경수용체 효능활성, 흥분성 신경독성 억제효과, 중추신경계 억제효과 등이 있다. 또한, 석창포에는 0.11~0.42%의 정유가 함유되어 있으며 주성분인 베타-아사론(63.2~81.2%) 외에 알파-아사론(8.8 ~ 13.7%)을 비롯하여 약 30여종의 성분이 있다. 석창포의 방향성 정유는 습담을 없애고 경락의 흐름을 수월하게 해주고 비위의 습기를 제거하고 가슴 답답한 증상, 동통, 입안에서 설태가 끼는 증상 등을 치료하며 정신을 맑게 하여 마음과 정신을 안정시키고 건망, 불면, 이명 등을 치료한다. 정신이 혼미하거나 귀가 잘 들리지 않을 때, 눈이 침침하고 머리가 무거울 때 효과를 나타낸다. 인후염, 성대부종으로 음성이 변화되거나 풍습성 사지마비동통, 종기, 옴 버짐 및 타박상에도 응용된다. 약리 작용으로 진정 작용, 항경련 작용, 위장 평활근의 경련, 기관과 회장의 경련을 풀어주며 소화액 분비 촉진과 위장의 이상 발효 억제작용, 피부진균 억제작용이 있다.
본 발명에 따른 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재는 기계적 물성, 투명성 및 내열성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
다음은, 본 발명에 따른 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재의 제조방법을 설명한다.
본 발명의 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재의 제조방법은,
축분 60~80중량%, 수분조절제 15~35중량% 및 부숙촉진 미생물 1~10중량%를 발효조에 투입하고 발효시켜 축산퇴비를 만드는 단계(단계 1);
상기 축산퇴비를 건조기에 투입하고 1차 건조시키는 단계(단계 2);
상기 1차 건조된 축산퇴비를 분쇄하여 축산퇴비분말을 만드는 단계(단계 3);
상기 축산퇴비분말을 건조기에 투입하고 100~250℃에서 1~3시간 동안 2차 건조하는 단계(단계 4);
상기 2차 건조된 축산퇴비분말에 목분, 톱밥 및 폴리아크릴산나트륨을 첨가하고 20~30℃에서 1~2시간 동안 교반하여 제1 혼합물을 만드는 단계(단계 5);
상기 제1 혼합물에 메틸트리메톡시실란을 첨가하고 110~120℃에서 6~10시간 동안 교반하여 제2 혼합물을 만드는 단계(단계 6); 및
상기 제2 혼합물에 생분해성 수지, 상용화제 및 활제를 첨가하고 성형하는 단계(단계 7);
를 포함한다.
상기 단계 1에서 상기 축분은 우분, 돈분 및 계분 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 수분조절제는 축분의 수분흡수를 위해 포함된다. 상기 수분조절제는 톱밥 또는 왕겨 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 부숙촉진 미생물은 고초균, 질화균 및 락토바실러스로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 부숙촉진 미생물은 수분조절제 속에 혼합된 축분의 발효를 촉진시켜 더욱 용이하게 분해되도록 하는 역할을 수행한다.
상기 단계 1은 축분 60~80중량%, 수분조절제 15~35중량% 및 부숙촉진 미생물 1~10중량%를 발효조에 투입하고, 하루에 한번씩 교반하면서, 지속적으로 공기를 공급하여 30~90일 동안 발효시켜 축산퇴비를 만드는 단계이다.
발효시작 후 5~10일 후에 미생물 활동이 활발하게 진행되어 퇴비화과정에서 자체 온도가 80℃ 이상 증가하여 축분 내 유해균이 모두 사멸된다.
발효과정이 마치게 되면 축분에서 축산퇴비로 변화되어 냄새가 없어지고 축산퇴비 온도가 10~20℃로 유지되며 수분함유량은 20~50중량%로 감소된다.
상기 단계 1 이후에 상기 축산퇴비로부터 수분조절제를 분리하는 단계가 추가될 수 있다.
상기 축산퇴비로부터 분리된 수분조절제는 다시 발효과정에서 재활용될 수 있다.
상기 단계 2는 상기 축산퇴비를 건조기에 투입하고 100~200℃에서 1~3시간 동안 1차 건조시키는 단계이다.
상기 건조기는 내부 교반설비가 부착되어 상기 축산퇴비를 지속적으로 교반시켜 주고, 상기 교반설비에 구비된 교반드럼 외부에 열매유를 이용하여 열을 공급하여 100~200℃에서 1~3시간 동안 건조시킨다. 건조시 발생되는 수증기를 주기적으로 강제 배출시켜 내부 수증기 발생으로 인한 축산퇴비 뭉침현상 및 내부벽면과 교반시설에 축산퇴비가 붙는 것을 방지하고, 건조효율을 극대화시켜준다.
상기 건조온도가 100℃ 미만이면 건조효율이 떨어져 건조시간이 증가하는 문제가 있고, 200℃ 초과이면 축산퇴비가 탄화되는 문제가 있다.
상기 단계 3은 상기 1차 건조된 축산퇴비를 분쇄기를 이용하여 80~400mesh로 분쇄하여 축산퇴비분말을 만드는 단계이다. 상기 분쇄기는 hammer crusher, pin crusher, micro air jet mill, jet mill, turbo mill, fitz mill 또는 ball mill 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 단계 4는 상기 축산퇴비분말을 건조기에 투입하고 100~250℃에서 1~3시간 동안 2차 건조하는 단계이다. 상기 건조기는 유동스크류건조기, 진공건조기, 열풍건조기, 마이크로웨이브 건조기, 분말건조기 또는 동결건조기 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 2차 건조 후의 축산퇴비분말의 수분함유량은 1~5중량%가 된다.
상기 단계 5는 상기 2차 건조된 축산퇴비분말 100중량부에 목분 20~30중량부, 톱밥 10~15중량부 및 폴리아크릴산나트륨 10~15중량부를 첨가하고 20~30℃에서 1~2시간 동안 교반하여 제1 혼합물을 만드는 단계이다.
본 발명은 축산퇴비분말에 목분 및 톱밥을 첨가함으로써 생분해성 플라스틱의 기계적 강도를 향상시킨 장점이 있다.
또한, 본 발명은 축산퇴비분말에 폴리아크릴산나트륨을 첨가함으로써 축산퇴비분말에 있는 수분을 제거할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은, 상기 단계 5에서 나노셀룰로오스를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 단계 6은 상기 제1 혼합물 100중량부에 메틸트리메톡시실란 1~5중량부를 첨가하고 110~120℃에서 6~10시간 동안 교반하여 제2 혼합물을 만드는 단계이다.
본 발명은 제1 혼합물에 메틸트리메톡시실란을 첨가하여 바이오매스의 친수성을 소수화시켜 소수성을 증대시킨 장점이 있다.
본 발명은, 상기 단계 6에서 다이메틸카보네이트 및 옥수수유를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 단계 7은 상기 제2 혼합물 100중량부에 생분해성 수지 5~10중량부, 상용화제 1~5중량부 및 활제 1~5중량부를 첨가하고 성형하여 생분해성 플라스틱을 제조하는 단계이다.
본 발명은 상기 단계 7에서 투명성 향상제 또는 내열성 향상제 중 어느 하나 이상을 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재의 제조방법은 수분이 함유되어 있는 축분을 발효시킨 축산퇴비분말의 수분을 감소시켜 가공성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시 예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되는 것은 아니다.
축분 75중량%, 수분조절제 20중량% 및 고초균 5중량%를 발효조에 투입하고, 하루에 한번씩 교반하면서, 지속적으로 공기를 공급하여 60일 동안 발효시켜 축산퇴비를 만들었다. 상기 축분은 우분 70중량%, 돈분 10중량% 및 계분 20중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 수분조절제는 톱밥을 사용하였다. 상기 축산퇴비로부터 수분조절제를 분리하였다. 상기 수분조절제가 분리된 축산퇴비를 건조기에 투입하고 150℃에서 2시간 동안 1차 건조시켰다. 상기 건조기는 내부 교반설비가 부착되어 상기 축산퇴비를 지속적으로 교반시켜 주고, 상기 교반설비에 구비된 교반드럼 외부에 열매유를 이용하여 열을 공급하였다. 건조시 발생되는 수증기를 주기적으로 강제 배출시켰다. 상기 1차 건조된 축산퇴비를 분쇄기를 이용하여 100mesh로 분쇄하여 축산퇴비분말을 만들었다. 상기 축산퇴비분말을 열풍건조기에 투입하고 200℃에서 1시간 동안 2차 건조하였다. 상기 축산퇴비분말 100중량부에 목분 25중량부, 톱밥 13중량부 및 폴리아크릴산나트륨 13중량부를 첨가하고 25℃에서 1시간 동안 교반하여 제1 혼합물을 만들었다. 상기 목분은 폐목재를 3㎜의 입자크기로 파쇄하였으며, 상기 톱밥은 입자크기가 5㎜인 것을 사용하였다. 상기 제1 혼합물 100중량부에 메틸트리메톡시실란 3중량부를 첨가하고 110℃에서 6시간 동안 교반하여 제2 혼합물을 만들었다. 상기 제2 혼합물 100중량부에 생분해성 수지 7중량부, 상용화제 3중량부 및 활제 3중량부를 첨가하고 160~190℃에서 압출시키면서 커팅하여 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재를 제조하였다. 상기 생분해성 수지는 폴리락트산(PLA, Polylatic Acid)을 사용하였다. 상기 상용화제는 부틸아크릴레이트 공중합체(EBA-MA-G)를 사용하였다. 상기 활제는 아연 스테아린산(Zn-st.)을 사용하였다.
[비교예 1]
가축분뇨 70중량%, 톱밥 15중량%, 미생물배지 14.3중량% 및 퇴비부숙용미생물 0.7중량%를 혼합하여 퇴비혼합물을 만들었다. 상기 가축분뇨는 우분 70중량%, 돈분 10중량% 및 계분 20중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 미생물배지는 버섯배지를 사용하였다. 상기 퇴비부숙용미생물은 유산균을 사용하였다. 상기 퇴비혼합물에 공기를 주입하면서 교반하며 2개월 동안 발효시켜 퇴비발효물을 만들었다. 상기 퇴비발효물을 2개월 동안 후숙시켜 퇴비후숙물을 만들었다. 상기 퇴비후숙물을 건조시켜 퇴비건조물을 만들었다. 상기 퇴비건조물을 80mesh로 분쇄하여 퇴비입자를 만들었다. 상기 퇴비입자 40중량%, 합성수지 40중량%, 항균제 5중량%, 결합제 2중량%, 분산제 10중량%, 슬립제 1중량%, 아크릴분말 1중량% 및 오일 1중량%를 80℃의 온도에서 30분 동안 혼합 및 160~190℃에서 압출시키면서 커팅하여 축산퇴비를 이용한 바이오플라스틱을 제조하였다. 상기 합성수지는 롯데케미칼사의 PP(Polypropylene, B-310, 밀도=0.9g/㎤, 용융지수=0.5g/10min)를 사용하였다. 상기 항균제는 포졸란을 사용하였다. 상기 결합제는 무수말레인산을 사용하였다. 상기 분산제는 백운석 파우더를 사용하였다. 상기 슬립제는 아마이드계 슬립제를 사용하였다. 상기 오일은 유동파라핀을 사용하였다.
[비교예 2]
가축분뇨 70중량%, 톱밥 15중량%, 미생물배지 10중량% 및 미생물제제 5중량%를 혼합하여 혼합물을 만들었다. 상기 혼합물의 수분함량은 45중량%이다. 상기 가축분뇨는 우분을 사용하였다. 상기 미생물배지는 버섯배지를 사용하였다. 상기 미생물제제는 효소활성보조제 100중량부에 미생물혼합균주 10중량부, 생리활성화물질 30중량부 및 부식산 5중량부를 혼합하여 제조하였다. 상기 효소활성보조제는 육류 세척수 100중량부에 바실러스 낫토균 1중량부를 가하고 7일 동안 혐기 발효하고, 40일 동안 폭기하여 호기 발효하여 제조하였다. 상기 미생물혼합균주는 홍국균 50중량%, 고초균 25중량%, 효모 15중량% 및 누룩균 10중량%를 혼합하여 제조하였다. 상기 생리활성화물질은 유기질 100중량부에 상기 효소활성보조제 5중량부 및 물 20중량부를 혼합 후 20일 동안 혐기 발효시킨 후, 3일 동안 호기 발효시킨 발효물질 100중량부에 물 500중량부를 넣어 5일 동안 폭기조에서 발효시킨 후 이를 정치 및 침전시켜 분리한 상등액을 사용하였다. 상기 유기질은 어분을 사용하였다. 상기 혼합물을 30℃에서 4시간 동안 교반하여 발효물을 만들었다. 상기 발효물의 수분함량은 25중량%이다. 상기 발효물을 25℃에서 15일 동안 후숙시켜 후숙물을 만들었다. 상기 후숙물의 수분함량은 15중량%이다. 상기 후숙물을 35℃에서 24시간 동안 건조시켜 건조물을 만들었다. 상기 건조물의 수분함량은 2중량%이다. 상기 건조물을 100mesh로 분쇄하여 퇴비분말을 만들었다. 상기 퇴비분말 55중량%, 합성수지 30중량%, 결합제 5중량%, 분산제 9중량% 및 슬립제 1중량%를 30분 동안 배합한 후 160~190℃에서 압출시키면서 커팅하여 축분을 이용한 바이오플라스틱 펠렛을 제조하였다. 상기 합성수지는 롯데케미칼사의 PP(Polypropylene, B-310, 밀도=0.9g/㎤, 용융지수=0.5g/10min)를 사용하였다. 상기 결합제는 스티렌-무수말레인산 공중합체 60중량%, 폴리실록산 25중량% 및 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 15중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 분산제는 백운석 파우더를 사용하였다. 상기 슬립제는 아마이드계 슬립제를 사용하였다.
[실험예 1]
실시예 1의 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 및 비교예 1, 2의 바이오플라스틱 조성물의 압출성은 screw diameter의 지금은 32㎜이고 screw L/D는 40인 압출기를 이용하여 온도나 스크류 회전속도 등을 setting한 후, nozzle에서 압출되는 압출물을 펠렛타이저에 연결하고, 원료의 투입 외에 별도의 작업없이 생산시 시간당 생산되는 pellet의 양을 측정하여 다음 기준에 따라 우수, 보통, 불량으로 평가하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다. (30㎏/hr 이상 : 압출성 우수, 10~30㎏/hr : 압출성 보통, 10㎏/hr 미만 : 압출성 불량)
구분 압출성
실시예 1 우수
비교예 1 불량
비교예 2 보통
표 1에 의하면 실시예 1의 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재는 축분을 발효시킨 축산퇴비분말의 수분을 감소시켜 압출성이 우수한 데 비하여, 비교예 1의 바이오플라스틱 조성물은 축산퇴비에 함유된 수분으로 인해 압출성이 불량하며, 비교예 2의 바이오플라스틱 조성물은 압출성이 보통인 것을 확인할 수 있다.
실시예 1에서, 상기 축산퇴비분말 100중량부에 목분 25중량부, 톱밥 13중량부 및 폴리아크릴산나트륨 13중량부를 첨가하는 대신에, 상기 축산퇴비분말 100중량부에 목분 25중량부, 톱밥 13중량부, 폴리아크릴산나트륨 13중량부 및 나노셀룰로오스 0.8중량부를 첨가한 것과, 상기 제1 혼합물 100중량부에 메틸트리메톡시실란 3중량부를 첨가하는 대신에, 상기 제1 혼합물 100중량부에 메틸트리메톡시실란 3중량부, 다이메틸카보네이트 3중량부 및 옥수수유 3중량부를 첨가하는 것을 제외하고 나머지는 동일하게 하여 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재를 제조하였다.
실시예 1에서, 상기 제2 혼합물 100중량부에 폴리락트산(PLA, Polylatic Acid) 7중량부, 상용화제 3중량부 및 활제 3중량부를 첨가하는 대신에 상기 제2 혼합물 100중량부에 폴리락트산(PLA, Polylatic Acid) 7중량부, 상용화제 3중량부, 활제 3중량부 및 투명성 향상제 2중량부를 첨가한 것을 제외하고 나머지는 동일하게 하여 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재를 제조하였다. 상기 투명성 향상제는 스티렌-부타디엔 공중합체 55중량%, SIS(Styrene-Isoprene-Styrnene) 20중량%, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 10중량%, 클로로프렌 고무 5중량%, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 5중량%, 메틸메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 4중량% 및 폴리아미드수지 1중량%를 혼합하여 제조하였다.
실시예 1에서, 상기 제2 혼합물 100중량부에 폴리락트산(PLA, Polylatic Acid) 7중량부, 상용화제 3중량부 및 활제 3중량부를 첨가하는 대신에 상기 제2 혼합물 100중량부에 폴리락트산(PLA, Polylatic Acid) 7중량부, 상용화제 3중량부, 활제 3중량부 및 내열성 향상제 2중량부를 첨가한 것을 제외하고 나머지는 동일하게 하여 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재를 제조하였다. 상기 내열성 향상제는 폴리아미드이미드(polyamideimide) 50중량%, Polyetheretherketon(PEEK) 30중량%, 폴리에테르설폰(Polyethersulfone) 15중량%, 폴리페닐렌설파이드(Polyphenylenesulfide) 4중량% 및 석창포 발효물 1중량%를 포함한다. 상기 석창포 발효물은 바이오세라믹 스톤 정제수 50중량%, 복합균주 30중량% 및 석창포 잎 분말 20중량%를 혼합한 혼합물을 25℃에서 72시간 동안 호기발효한 발효물을 사용하였다. 상기 바이오세라믹 스톤 정제수는 물 100중량부에 바이오세라믹 스톤 5중량부를 넣고 14시간 동안 방치하여 수득하였다. 상기 바이오세라믹 스톤은 진주석 45중량%, 견운모 30중량% 및 황토 25중량%를 포함하는 혼합물을 물에 넣고 혼련한 후 숙성시킨 다음, 1,300℃의 온도에서 2시간 동안 소성시켜 제조하였다. 상기 복합균주는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 50중량%, 비피도박테리움 인판티스(Bifidobacterium infantis) 30중량%, 오래오바시디움 플루란(Aureobasidium pullulans) 15중량% 및 사카로마이세스 세르비지아(Saccharomyces cerevisiae) 5중량%를 혼합하여 제조하였다.
[비교예 3]
전분 50.0중량%, 키토산 15.0중량%, 폴리락트산(PLA) 7.0중량%, 전분계 바인더 4.5중량%, 소포제 2.73중량%, 촉매제 0.05중량%, 가교제 3.0중량%, 중화제 2.54중량%, 이산화티타늄 0.03중량%, 은 분말 0.15중량%, 정제수 10.0중량%, 인산칼슘계 화합물 2.0중량% 및 폴리알킬렌글리콜 3.0중량%를 혼합하여 생분해성 플라스틱 조성물을 제조하였다.
[실험예 2]
실시예 1 내지 4의 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재, 비교예 2의 바이오플라스틱 조성물 및 비교예 3의 생분해성 플라스틱 조성물을 가열 가압 성형기를 이용하여 200kgf/㎠ 의 압력 및 150℃의 온도에서 20분 동안 압축 성형하여 용기를 제조하고, 기계적 물성, 생분해성, 내열성 및 투과도를 아래와 같은 방법으로 측정하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[기계적 물성 측정]
상기 실시예 1 내지 4, 비교예 2, 3에서 제조된 각각의 용기들에 대해, 인장 강도, 인열 강도 등의 기계적 물성을 유니버셜 테스팅 기계(universal testing machine)으로 측정하였다.
[생분해성 측정]
상기 실시예 1 내지 4, 비교예 2, 3에서 제조된 각각의 용기들의 생분해성을 측정하였다. 측정 방법은, 먼저 상기 용기들을 각각 필름화하여 형성된 필름 100 g을 습도 65％, 온도 21℃의 표준 상태에서 30 일간 방치시킴으로써 부패하고 곰팡이가 생겨 생분해성 플라스틱 용기의 무게가 감소하는 비율을 측정하였다.
[내열성 측정]
상기 실시예 1 내지 4, 비교예 2, 3에서 제조된 각각의 용기들의 내열성을 확인하기 위해, 팬 타입이 ALU OXIDE CRUCIBLES이며, 가스가 N2인 METTLER TOLEDO 社의 TGA/DSC 1를 사용하여 30℃ 내지 700℃의 온도 범위 및 20℃/min의 승온 속도에서 상기 생분해성 플라스틱 용기 전체 중량부 100 중 5 중량부가 분해되는 시점을 측정하였다.
[투과도 측정]
상기 실시예 1 내지 4, 비교예 2, 3에서 제조된 각각의 용기들을 각각 3 mm 두께로 필름화한 후, 형성된 필름 각각을 ASTM D1003 방법으로 Nippon Denshoku Indusries Co. LTD, NHD-5000을 이용하여 550 nm 파장에서 투과도를 측정하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 2 비교예 3
인장강도
(㎏/㎠)		 395 410 398 398 392 390
인열강도
(㎏/㎝)		 196 210 199 199 192 190
생분해성
(무게감소율
, %)		 48.4 46.5 45.2 45.1 21.1 44.2
열분해온도
(Td, 5%)		 381 381 381 389 351 378
투과도
(3㎜, ASTM D1003)		 97 97 99 97 84 96
표 2에 의하면, 실시예 1 내지 4의 생분해성 플라스틱 용기는 비교예 2의 바이오플라스틱 용기 및 비교예 3의 생분해성 플라스틱 용기에 비하여 더 뛰어난 기계적 물성, 내열성 및 투과도를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 1 내지 4의 생분해성 플라스틱 용기는 생분해성을 포함하면서도, 적절한 생분해 속도를 갖는 것을 확인할 수 있다.

Claims (6)

  1. 축분을 발효시킨 축산퇴비분말 50~70중량%, 목분 10~20중량%, 톱밥 5~10중량%, 폴리아크릴산나트륨 5~10중량%, 메틸트리메톡시실란 1~5중량%, 생분해성 수지 5~10중량%, 상용화제 1~5중량% 및 활제 1~5중량%를 포함하되,
    상기 축분을 발효시킨 축산퇴비분말은 80~400mesh의 크기로 분쇄하며,
    상기 목분은 폐목재를 파쇄한 것으로, 입자크기가 1~3㎜이며,
    상기 톱밥은 나무를 켜는 과정에서 발생하는 것으로, 입자크기가 4~5㎜이며,
    상기 생분해성 수지는 폴리락트산(PLA, Polylatic Acid), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT, Polybutylene adipate-co-terephtalate), 폴리카프로락톤(PCL, Polycaprolactone), 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS, Polybutylene Succinate), 폴리하이드록시뷰티레이트(PHB, Polyhydroxybutyrate) 및 AP(Aliphatic polyester) 로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 사용하는,
    비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 100중량부에 대하여 나노셀룰로오스 0.1~1중량부, 다이메틸카보네이트 1~5중량부 및 옥수수유 1~5중량부를 추가적으로 포함하는,
    비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 100중량부에 대하여 투명성 향상제 1~3중량부를 추가적으로 포함하되,
    상기 투명성 향상제는 스티렌-부타디엔 공중합체 50~60중량%, SIS(Styrene-Isoprene-Styrnene) 20~30중량%, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 5~10중량%, 클로로프렌 고무 1~5중량%, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 1~5중량%, 메틸메타크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 1~5중량% 및 폴리아미드수지 0.1~1중량%를 포함하는,
    비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 100중량부에 대하여 내열성 향상제 1~3중량부를 추가적으로 포함하되,
    상기 내열성 향상제는 폴리아미드이미드(polyamideimide) 50~60중량%, Polyetheretherketon(PEEK) 20~30중량%, 폴리에테르설폰(Polyethersulfone) 10~20중량%, 폴리페닐렌설파이드(Polyphenylenesulfide) 1~5중량% 및 석창포 발효물 0.1~1중량%를 포함하며,
    상기 석창포 발효물은 바이오세라믹 스톤 정제수 50~70중량%, 복합균주 10~30중량% 및 석창포 잎 분말 15~25중량%를 혼합한 혼합물을 20~25℃에서 72~74시간 동안 호기발효한 발효물을 사용하며,
    상기 바이오세라믹 스톤 정제수는 물 100중량부에 바이오세라믹 스톤 1~5중량부를 넣고 10~14시간 동안 방치하여 수득하며,
    상기 바이오세라믹 스톤은 진주석 40~50중량%, 견운모 25~35중량% 및 황토 20~30중량%를 포함하는 혼합물을 물에 넣고 혼련한 후 숙성시킨 다음, 1,300~1,400℃의 온도에서 1~2시간 동안 소성시킨 것을 사용하며,
    상기 복합균주는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 50~60중량%, 비피도박테리움 인판티스(Bifidobacterium infantis) 20~30중량%, 오래오바시디움 플루란(Aureobasidium pullulans) 10~20중량% 및 사카로마이세스 세르비지아(Saccharomyces cerevisiae) 5~10중량%를 포함하는,
    비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재.
  5. 축분 60~80중량%, 수분조절제 15~35중량% 및 부숙촉진 미생물 1~10중량%를 발효조에 투입하고 발효시켜 축산퇴비를 만드는 단계(단계 1);
    상기 축산퇴비를 건조기에 투입하고 1차 건조시키는 단계(단계 2);
    상기 1차 건조된 축산퇴비를 분쇄하여 축산퇴비분말을 만드는 단계(단계 3);
    상기 축산퇴비분말을 건조기에 투입하고 100~250℃에서 1~3시간 동안 2차 건조하는 단계(단계 4);
    상기 2차 건조된 축산퇴비분말에 목분, 톱밥 및 폴리아크릴산나트륨을 첨가하고 20~30℃에서 1~2시간 동안 교반하여 제1 혼합물을 만드는 단계(단계 5);
    상기 제1 혼합물에 메틸트리메톡시실란을 첨가하고 110~120℃에서 6~10시간 동안 교반하여 제2 혼합물을 만드는 단계(단계 6); 및
    상기 제2 혼합물에 생분해성 수지, 상용화제 및 활제를 첨가하고 성형하는 단계(단계 7);
    를 포함하는,
    비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 단계 2에서,
    상기 건조기는 내부 교반설비가 부착되어 상기 축산퇴비를 지속적으로 교반시켜 주고, 상기 교반설비에 구비된 교반드럼 외부에 열매유를 이용하여 열을 공급하여 100~200℃에서 1~3시간 동안 건조시키되,
    건조시 발생되는 수증기를 주기적으로 강제 배출시키는,
    비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재의 제조방법.
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