KR102482951B1 - 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물 및 이를 이용한 재생 플라스틱 팔렛트 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로, 염소화폴리에틸렌 1 내지 10중량부; 탄산칼슘 0.1 내지 3중량부; 산화알루미늄 0.1 내지 2중량부; 산화방지제 0.1 내지 1중량부; 및 자외선 흡수제 0.1 내지 1중량부를 포함하는 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물 및 이를 이용한 재생 플라스틱 팔렛트 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 상용화제 조성물, 특정적으로 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 연포장재 폐필름 등을 재생하여 재생원료를 제조할 경우 신재에 비해 물성이 감소되는 것을 방지하기 위해 결합력 및/또는 친화력 등을 향상시킴으로써, 재생원료의 인장강도, 내충격성 및 굽힘강도 등의 기계적 물성을 향상시키는 효과가 있다.
또한 제조된 재생원료를 이용하여 사출성형, 유압, 및/또는 압출 성형공정을 통해 재생 플라스틱 팔렛트를 제조하여, 기존 목재 팔렛트 및 플라스틱 팔렛트를 대체할 수 있도록 하는 재생플라스틱 팔렛트 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 상용화제 조성물, 특정적으로 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 연포장재 폐필름 등을 재생하여 재생원료를 제조할 경우 신재에 비해 물성이 감소되는 것을 방지하기 위해 결합력 및/또는 친화력 등을 향상시킴으로써, 재생원료의 인장강도, 내충격성 및 굽힘강도 등의 기계적 물성을 향상시키는 효과가 있다.
또한 제조된 재생원료를 이용하여 사출성형, 유압, 및/또는 압출 성형공정을 통해 재생 플라스틱 팔렛트를 제조하여, 기존 목재 팔렛트 및 플라스틱 팔렛트를 대체할 수 있도록 하는 재생플라스틱 팔렛트 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물 및 이를 이용한 재생 플라스틱 팔렛트 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연포장재 폐필름을 경제적이고 간단한 방법으로 신재 물성과 비슷한 특성의 재생원료(Pellet)를 제조하고, 이를 이용해 팔렛트와 같은 산업자재류로 제품화하는 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물 및 이를 이용한 재생 플라스틱 팔렛트 제조방법에 관한 것이다.
현재까지 코로나19 확산으로 인해 온라인 채널을 이용한 소비가 늘어나면서 포장재 등 쓰레기가 급증하였으며, 폐기물 처리장 과부하에 따른 제2의 쓰레기 수거대란을 우려하는 상황까지 나타나고 있다.
특히, 2020년 상반기 연포장재(배달음식포장재) 발생량은 전년 동기 대비 약 15% 증가하는 등 매년 사용량이 증가하고 있고, 이에 비례하여 폐기량 또한 기하급수적으로 늘어나고 있는 실정이지만, 연포장재 폐필름의 재활용은 약 13%에 불과하고, 나머지는 70 내지 80 %가 매립되거나 소각되고 있어 환경적인 측면에서 매우 불합리하다할 것이다.
특히, 최근 들어 배달음식포장재인 연포장재 폐필름 배출량이 기하급수적으로 증가하고, 이에 따른 폐기물 처리에 대한 환경문제가 더욱 더 유발되고 있으며, 현재 코로나19의 종식이 불투명한 가운데 이러한 연포장재 폐기물에 대한 재활용 기술 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
더욱이, 정부는 2020년 12월 생활폐기물에 대한 탈 플라스틱 대책을 발표하는 등 규제가 강화되는 추세였으나, 코로나 전파를 막기 위해 일회용품 사용이 불가피하여 각종 규제가 완화되었다.
그러나 폐필름에 대한 사용 규제는 코로나로 인해 잠시 멈춰 있을 뿐으로 향후 그 규제가 필연적으로 재계될 수밖에 없고, 이에 따라 폐필름 재활용에 대한 연구개발은 필수적이라 할 수 있다.
한편, 플라스틱의 재활용, 즉 재생이용을 위한 가공 방법으로는 용융주형법, 압출가공법, 압축가공법, 발포가공법등이 널리 이용되고 있다.
이러한 방법 중 용융주형법은 플라스틱 폐기물을 가열하여 용융상태로 하고 형에 넣어 일정한 형태로 냉각시키는 방법이며, 압출가공법은 플라스틱의 성형에 사용하는 압출기와 비슷한 것을 사용하여 가열하고 반용융상으로 한 것을 잘 혼련하면서 스크루우로 압출한 후 냉각시켜 원하는 모양으로 가공하는 방법이고, 압축가공법은 가공유에 폐플라스틱을 투입하여 연화시킨 후 프레스가공하는 방법과 폐플라스틱시이트나 필름에 충진제를 가한 후 프레스가공하는 방법이고, 발포가공은 금형내에서 가교성인 폴리올레핀발포조성물과 가교하지 않는 폴리올레핀을 외부로 압출하여, 내부는 가교 올레핀층으로 하고 표피는 가교하지 않는 폴리올레핀층으로하여 이 양자를 강하게 결합하여 샌드위치제조의 매우 강한 복합재료를 만드는 방법으로서, 합성목재로 이용된다.
상기한 방법 중 압출가공법은 팰렛(Pellets)으로 만들거나 또는 다이의 형태에 따라 원하는 단면 모양의 연속 제품을 생산할 수 있고 이중 팰렛은 다시 압축 성형 또는 사출 성형 제품의 원료로 사용되어 다양한 제품을 생산할 수 있는 장점이 있어서 상기 압출가공법이 폐플라스틱을 재생하는 방법으로 가장 많이 이용되고 있으나, 혼합 폐플라스틱의 경우에는 다음과 같은 문제점이 있어 보편적으로 널리 행해지지 못하고 있다.
즉 현재 플라스틱은 다른 음식물이나 종이, 캔 등의 쓰레기와 별도로 분리수거는 되고 있으나, 플라스틱의 성분이 혼합된 채로 회수되고 있어, 이를 재생하게 되면 플라스틱 성분의 각 종류가 섞여 있어 물성이 급격히 저하되어 최종 제품의 질이 매우 떨어지게 된다.
또한, 혼합된 폐플라스틱을 그대로 재생할 수 있다면 매우 바람직하겠지만, 대부분의 경우 2가지 이상의 합성수지를 혼합하면 상용성이 없으므로 상분리가 일어나서 플라스틱의 물성이 저하되게 된다.
특히, 가정용 폐플라스틱의 경우에는 종류별 분리가 어렵기 때문에 이 방법에 의한 재생이 매우 중요하고, 가정에서 나오는 폐플라스틱의 경우 주로 포장용 등에서 나오는 저밀도 및 고밀도 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 그리고 음료수병에서 나오는 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET) 등이 혼합되어 있으므로, 이들을 종류별로 분리하여 재생하기 위해서는 많은 인력과 비용이 소요되는 문제점가 있다.
따라서 본 발명에 따른 발명자들은 나일론(NY), 폴리에틸렌(PE), 오리엔티드 폴리프로필렌(oriented polypropylene, OPP) 및/또는 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE) 등의 폐 필름을 이용한 재생 펠렛(Pellets) 제조시 물성향상을 위한 방안으로 폐필름 혼합비에 대한 최적화된 상용화제(compatibilizer)를 개발하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
한편, 국내등록특허 제10-2260113호에는 플라스틱을 포함하는 합성목재에 적용되는 PLA를 이용한 상용화제를 개시하고 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 극복하기 위해 창출된 것으로서, 나일론, 폴리에틸렌, 오리엔티드 폴리프로필렌, 및/또는 선형저밀도폴리에틸렌 등의 폐필름을 이용한 재생 펠렛 제조시 신재에 비해 물성이 떨어지는 단점을 해결하기 위하여 저하되는 물성을 향상시키기 위한 최적화된 상용화제 조성물을 제공하고, 이를 이용하여 산업자재로서 팔렛트(Pallets)를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은
에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로,
염소화폴리에틸렌 1 내지 10중량부;
탄산칼슘 0.1 내지 3중량부;
산화알루미늄 0.1 내지 2중량부;
산화방지제 0.1 내지 1중량부; 및
자외선 흡수제 0.1 내지 1중량부를 포함하는 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은
연포장재 폐필름을 분쇄하는 분쇄단계;
상기 분쇄단계가 종료된 폐필름을 세척 및 건조하는 세척건조단계;
에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로, 염소화폴리에틸렌 1 내지 10중량부, 탄산칼슘 0.1 내지 3중량부, 산화알루미늄 0.1 내지 2중량부, 산화방지제 0.1 내지 1중량부, 및 자외선 흡수제 0.1 내지 1중량부를 포함하는 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물과 상기 세척건조단계가 종료된 폐필름을 혼합하여 교반하는 혼합교반단계;
상기 혼합교반단계가 종료된 후 혼합물을 압출하는 압출단계;
상기 압출단계가 종료된 후 펠렛 형태로 가공하는 펠렛 가공단계; 및
상기 펠렛 가공단계가 종료된 후 가공된 펠렛을 압축 또는 압출성형하여 팔렛트 형태로 성형하는 팔렛트 성형단계를 포함하는 재생 플라스틱 팔렛트 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 상용화제 조성물, 특정적으로 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 연포장재 폐필름 등을 재생하여 재생원료를 제조할 경우 신재에 비해 물성이 감소되는 것을 방지하기 위해 결합력 및/또는 친화력 등을 향상시킴으로써, 재생원료의 인장강도, 내충격성 및 굽힘강도 등의 기계적 물성을 향상시키는 효과가 있다.
또한 제조된 재생원료를 이용하여 사출성형, 유압, 및/또는 압출 성형공정을 통해 재생 플라스틱 팔렛트를 제조하여, 기존 목재 팔렛트 및 플라스틱 팔렛트를 대체할 수 있도록 하는 재생플라스틱 팔렛트 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
한 가지 관점에서, 본 발명은 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로, 염소화폴리에틸렌 1 내지 10중량부; 탄산칼슘 0.1 내지 3중량부; 산화알루미늄 0.1 내지 2중량부; 산화방지제 0.1 내지 1중량부; 및 자외선 흡수제 0.1 내지 1중량부를 포함하는 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물을 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 연포장재 폐필름을 분쇄하는 분쇄단계; 상기 분쇄단계가 종료된 폐필름을 세척 및 건조하는 세척건조단계; 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로, 염소화폴리에틸렌 1 내지 10중량부, 탄산칼슘 0.1 내지 3중량부, 산화알루미늄 0.1 내지 2중량부, 산화방지제 0.1 내지 1중량부, 및 자외선 흡수제 0.1 내지 1중량부를 포함하는 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물과 상기 세척건조단계가 종료된 폐필름을 혼합하여 교반하는 혼합교반단계; 상기 혼합교반단계가 종료된 후 혼합물을 압출하는 압출단계; 상기 압출단계가 종료된 후 펠렛 형태로 가공하는 펠렛 가공단계; 및 상기 펠렛 가공단계가 종료된 후 가공된 펠렛을 압축 또는 압출성형하여 팔렛트 형태로 성형하는 팔렛트 성형단계를 포함하는 재생 플라스틱 팔렛트 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 상용화제(compatibilizer) 조성물, 특정적으로 연포장재 폐필름을 위한 사용화제 조성물은 연포장제 폐필름을 이용한 재생 펠렛 또는 재생 팰렛을 압축 및/또는 압출 성형하여 산업자재류인 재생 팔렛트를 제조할 경우, 물성이 저하되지 않도록 폐필름 혼합비에 대한 최적화된 조성물을 제공한다.
여기서, 상기 연포장재 폐필름은 당업계의 통상적인 연포장재 폐필름이라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 나일론(NY), 폴리에틸렌(PE), 오리엔티드 폴리프로필렌(oriented polypropylene, OPP), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함한다.
본 발명에 따른 에틸렌프로필렌러버(ethylene propylene rubber)는 내노화, 내오존, 극성 액체에 대한 저항성, 전기적 성질의 측면에서 우수한 특징을 가지며, 그 상용온도는 -40℃ 내지 140℃이고, 에틸렌프로필렌의 중량평균 분자량이 100,000 내지 1,500,000Da, 바람직하기로는 800,000 내지 1,000,000D인 것을 사용하는 것이 좋다.
이러한 에틸렌프로필렌러버는 당업계의 통상적인 에틸렌프로필렌러버라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하고, 그 형태는 펠렛(Pellets), 파우더 상태 등 어떠한 형태로 사용되어도 좋고, 최종성형품의 용도에 맞게 취사선택할 수 있다.
본 발명에 따른 상용화제 조성물, 특정적으로 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물을 구성하는 에틸렌프로필렌러버 외 나머지 성분들의 함량은 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 한다.
본 발명에 따른 염소화폴리에틸렌은 조성물의 강도 증진 및 내구성 등을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 염소화폴리에틸렌이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
여기서, 상기 염소화폴리에틸렌은 당업계의 통상적인 염소화폴리에틸렌이라면 특별히 한정되지 않고, 바람직하게는 폴리에틸렌의 분말 또는 입자를 수성 현탁액 중에서 염소화하거나, 또는 유기용매 중에 용해한 폴리에틸렌을 염소화함으로써 제조될 수 있지만, 추천하기로는 용융흐름지수는 0.25 내지 1.0g/10분, 중량평균분자량은 200,000 내지 400,000Da, 분자량분포도는 4 내지 8, MI21.6/MI5는 8 내지 15, 평균입도는 100 내지 200㎛인 폴리에틸렌 수지를 염소화반응시켜 제조되는 것을 사용하는 것이 좋다.
여기서, 상기 염소화폴리에틸렌의 제조에 사용되는 폴리에틸렌 수지는 에틸렌 단독, 또는 에틸렌과 알파-올레핀을 소위 지글러 촉매 또는 필립스 촉매를 이용하여 공중합하므로써 얻어질 수 있다.
이때, 상기 알파-올레핀은 일반적으로는 탄소수가 많아도 12개 이하, 추천하기로는 8개 이하인 것이 바람직하고, 대표적인 예로서는 프로필렌, 부텐-1, 헥센-1, 4-메틸펜텐-1 및 옥텐-1을 들 수 있다.
또한, 상기의 폴리에틸렌 수지에 있어서 알파-올레핀의 공중합 비율은 통상 5중량% 이하인 것이 바람직하다.
한편, 상기 폴리에틸렌 수지는 주촉매로서 전이금속화합물(예를 들면 사염화티탄) 및 조촉매로서 유기 금속 화합물(예를 들면 알킬알루미늄 화합물)로 이루어지는 지글러 촉매계 또는 담체에 담지된 산화크로뮴 등을 주촉매로하는 소위 필립스 촉매 모두 사용하는 것이 가능하다.
바람직한 염소화폴리에틸렌의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변경 가능하지만, 추천하기로는 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 탄산칼슘은 충전제로 사용되어 용적을 증대시키고, 내구성과 내충격성 등의 기계적 물성을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 탄산칼슘이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
바람직한 탄산칼슘의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변경 가능하지만, 추천하기로는 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로, 0.1 내지 3중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 산화알루미늄은 상기 충전성 및 내구성과 내충격성 등의 기계적 물성을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 산화알루미늄이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
바람직한 산화알루미늄의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변경 가능하지만, 추천하기로는 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로, 0.1 내지 2중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 산화방지제는 상용화제 조성물, 특정적으로 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물의 산화를 방지하기 위한 것이다.
바람직한 산화방지제는 아민계, 비스페놀계, 모노페놀계 및 유황계 산화방지제가 사용될 수 있고, 그 사용량은 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 0.1 내지 1중량부인 것이 좋다.
특정적으로, 본 발명에 따른 산화방지제는 고온에서 가공이 이루어질 경우 저분자형 고분자형 페놀계 산화방지제, 예를 들면 2.2-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀)[2 . 2 - M e t h y l e n e b i s ( 4 - m e t h y l - 6 - t - b u t y l p h e n o l )], 2.6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2.6-di -t-Butyl-4-methylphenol) 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것을 추천한다.
본 발명에 따른 자외선 흡수제는 상용화제 조성물을 이용한 재생원료, 예를 들면 펠렛 또는 펠렛을 이용하여 제조한 팔렛트 등을 안정화시키고, 장시간 후에도 색상 및 물성변화를 방지시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 자외선 흡수제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 하이드록시벤조에이트, 페닐 살치레이트, P옥틸페닐살치레이트, P-t-부틸살치레이트 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것을 추천하며, 그 사용량은 사용자의 선택에 따라 변경 가능하지만, 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 0.1 내지 1중량부를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 상용화제 조성물, 특정적으로 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 하기의 특정 양태로 실시되는 부가물을 1종 또는 1종 이상 더 포함할 수 있다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 연포장재 폐필름에 포함된 고무, 고분자 등이 노화되는 것을 방지하기 위하여 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 0.1 내지 1중량부의 2-멜캅토 벤조이미다졸를 더 포함할 수 있다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 조성물의 성능을 개선하기 위하여, 비닐아세테이트 모노머-파라핀오일 95중량% 와 과산화벤조일 5중량%로 이루어진 성능개선제를 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 0.1 내지 3중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 상용화제 조성물의 각 구성성분을 보다 긴 시간 동안 안정적으로 보관하기 위하여 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부의 구아검을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 조성물의 내구성 및 유동성을 향상시키고, 고온에서의 유동성을 증가시키고, 저온에서의 균열발생을 억제시키기 위하여, 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 0.1 내지 3중량부의 폴리프로펜 라텍스를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 조성물의 충진성 및 내구성을 향상시키기 위하여 암모늄 노니페놀 에테르설페이트(ammonium nonylphenol ether sulfate)를 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 조성물의 응집력과 재료의 분리를 방지하기 위하여 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지를 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 조성물의 신율과 강도를 개선하기 위하여 테트라 플루오로 에틸렌을 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 에틸렌프로필렌러버 100중량부를 기준으로 1중량부 미만이면 신율 및 강도 개선의 효과가 미미하며, 10중량부를 초과하면 경제적이지 못하여 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 조성물의 가소성 및 보수성을 향상시키고 균열방지와 강도증진을 위하여 코코베타인을 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 조성물의 분산성 향상 및 조성물의 혼합 후에도 다시 엉김현상이 발생하지 않도록 하기 위하여 로진산 나트륨을 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 0.1 내지 3중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 자외선을 흡수하고 크랙의 발생을 방지하기 위하여 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부의 하이드라진 페닐 트리아진을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 조성물의 강도를 향상시키기 위하여 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부의 술폭시폴리에틸렌글리콜 2-부테닐에테르를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 조성물에 항균작용을 부여하고 연포장재 폐필름에 포함된 중금속의 제거를 위하여 카르복시메틸 키토산(carboxymethyl chitosan)을 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 0.1 내지 3중량부로 더 포함할 수 있는데, 상기 카르복시메틸 키토산은 키토산 유도체로서 통상 게, 새우 등의 갑각류의 껍데기로부터 추출된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 조성물이 서로 용이하게 분산되어 밀착결합될 수 있도록 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 무수말레산이 그라프트된 고분자 화합물 0.1 내지 2중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 고분자 화합물은 호모 폴리프로필렌, 랜덤 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋지만, 추천하기로는 호모 폴리프로필렌 50 내지 90중량% 및 랜덤 폴리프로필렌 10 내지 50중량%가 혼합된 형태를 갖는 것이 좋다.
여기서, 상기 랜덤 폴리프로필렌으로는 특별히 한정되는 것은 아니나, 예컨대, 프로필렌과 에틸렌, 부틸렌 및 옥텐으로 이루어진 그룹에서 선택된 공단량체가 중합된 것일 수 있고, 바람직하게는 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체일 수 있다. 이때, 공단량체는 랜덤 폴리프로필렌 100중량부에 대하여 1 내지 10중량부, 바람직하게는 3 내지 8중량부 중합될 수 있으며, 상기 공단량체 함량이 1중량부 미만일 경우 무수말레산 첨가량 대비 그라프트율이 만족스럽지 않을 수 있고, 10중량부를 초과할 경우 기계적 특성 및 내열성이 저하될 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 조성물을 구성하는 구성 성분들 간의 윤활작용과 고온에서 높은 점도 상승을 방지하기 위하여 폴리에틸렌 왁스를 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 조성물은 조성물의 오염을 방지하기 위하여 산화제일구리(Cu2O)를 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 조성물의 열 안정성을 향상시키기 위하여 산화아연을 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 0.1 내지 1중량부로 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 에틸렌프로필렌러버 100중량부를 기준으로 0.1중량부 미만이면 열 안정성의 효과가 미미하며, 1중량부를 초과하면 상용화제의 물성이 저하되어 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 조성물은 조성물과 혼합되어 제조되는 제품에 난연성을 부여하기 위하여 수산화알루미늄을 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물은 조성물은 조성물과 혼합되어 제조되는 제품의 수명 연장을 위하여 마그네슘 실리케이트를 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함할 수 있는데, 상기, 마그네슘 실리케이트는 내화학성 및 내약품성과 풍화 저항성이 우수한 물성을 갖고 있으므로 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물에 포함시키면 상기와 같은 특성에 의해 수명이 연장되는 것이다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물을 이용하여 재생 플라스틱 팔렛트를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
여기서, 상기 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물을 이용한 재생 플라스틱 팔렛트 제조방법은 당업계의 통상적인 방법이라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 연포장재 폐필름을 분쇄하는 분쇄단계;
상기 분쇄단계가 종료된 폐필름을 세척 및 건조하는 세척건조단계;
에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로, 염소화폴리에틸렌 1 내지 10중량부, 탄산칼슘 0.1 내지 3중량부, 산화알루미늄 0.1 내지 2중량부, 산화방지제 0.1 내지 1중량부, 및 자외선 흡수제 0.1 내지 1중량부를 포함하는 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물과 상기 세척건조단계가 종료된 폐필름을 혼합하여 교반하는 혼합교반단계;
상기 혼합교반단계가 종료된 후 혼합물을 압출하는 압출단계;
상기 압출단계가 종료된 후 펠렛 형태로 가공하는 펠렛 가공단계; 및
상기 펠렛 가공단계가 종료된 후 가공된 펠렛을 압축 및/또는 압출성형하여 팔렛트 형태로 성형하는 팔렛트 성형단계를 포함한다.
여기서, 상기 혼합교반단계는 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물과 세척건조단계가 종료된 폐필름이 1:0.5 내지 10의 중량비율로 혼합된 것을 포함한다.
또한, 압출단계 및 팔렛트 성형단계는 150-170℃의 온도 및 40-80MPa의 압력하에서 수행할 수 있으나, 특별히 한정되는 것은 아니며, 상기 연포장재 폐필름은 나일론, 폴리에틸렌, 오리엔티드 폴리프로필렌, 선형저밀도폴리에틸렌 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물인 것을 포함한다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
중량평균 분자량이 약 900,000Da인 에틸렌프로필렌러버 100g, 염소화폴리에틸렌 5g, 탄산칼슘 1.5g, 산화알루미늄 1g, 2.2-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀) 0.5g, 및 하이드록시벤조에이트 0.5g을 혼합하여 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 2-멜캅토 벤조이미다졸 0.5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 모노머-파라핀오일 95중량% 및 과산화벤조일 5중량%로 이루어진 성능개선제 1.5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 구아검 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리프로펜 라텍스 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 암모늄 노니페놀 에테르설페이트 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 7]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 8]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 테트라 플루오로 에틸렌 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 9]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 코코베타인 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 10]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 로진산 나트륨 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 11]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 하이드라진 페닐 트리아진 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 12]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 술폭시폴리에틸렌글리콜 2-부테닐에테르 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 13]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 카르복시메틸 키토산 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 14]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 호모 폴리프로필렌 90중량% 및 랜덤 폴리프로필렌(에틸렌 함량 5중량%) 10중량%의 혼합물에 무수말레산을 전체 고분자 화합물 중량에 대해 1.3중량% 첨가하여 제조된 무수말레산 그라프트된 고분자 화합물 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 15]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리에틸렌 왁스 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 16]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 산화제일구리 1.5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 17]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 산화아연 0.5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 18]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 수산화알루미늄 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 19]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 마그네슘 실리케이트 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 20]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 2 내지 실시예 19에 따라 부가된 부가물을 모두 부가하여 실시하였다.
[실 험]
실시예들에 따라 제조된 조성물 200g과 3 내지 5mm로 분쇄건조한 폴리에틸렌 필름 300g을 혼합한 뒤 압출하여 펠렛형태의 혼합물을 제조하였다.
그 다음, 이를 압출성형하여 이용하여 약 60mm 두께의 바 형태의 제품을 제조한 후 균열성, 내충격강도, 인장강도, 변형강도, 파단신율 등을 측정하여 표 1로 나타냈다.
| 균열정도 | 내충격강도 (㎏·㎝/㎝) |
간접인장강도 (N/㎟) |
변형강도 (Mpa) |
파단신율 (%) |
|
| 실시예 1 | 없음 | 24.0 | 12.6 | 5.91 | 29 |
| 실시예 2 | 없음 | 21.5 | 11.3 | 5.67 | 30 |
| 실시예 3 | 없음 | 23.5 | 10.4 | 5.64 | 35 |
| 실시예 4 | 없음 | 22.8 | 11.2 | 5.60 | 34 |
| 실시예 5 | 없음 | 21.6 | 12.7 | 5.78 | 33 |
| 실시예 6 | 없음 | 23.2 | 11.6 | 5.80 | 31 |
| 실시예 7 | 없음 | 25.3 | 10.5 | 5.83 | 30 |
| 실시예 8 | 없음 | 24.2 | 11.3 | 5.83 | 29 |
| 실시예 9 | 없음 | 25.1 | 10.8 | 5.83 | 32 |
| 실시예 10 | 없음 | 24.3 | 11.9 | 5.78 | 29 |
| 실시예 11 | 없음 | 24.9 | 12.8 | 5.60 | 33 |
| 실시예 12 | 없음 | 22.9 | 13.1 | 5.78 | 31 |
| 실시예 13 | 없음 | 23.2 | 11.6 | 5.80 | 29 |
| 실시예 14 | 없음 | 25.4 | 13.2 | 5.83 | 30 |
| 실시예 15 | 없음 | 24.2 | 13.6 | 5.83 | 33 |
| 실시예 16 | 없음 | 26.4 | 13.2 | 5.78 | 30 |
| 실시예 17 | 없음 | 25.1 | 10.7 | 5.83 | 30 |
| 실시예 18 | 없음 | 24.2 | 11.2 | 5.82 | 30 |
| 실시예 19 | 없음 | 25.2 | 10.8 | 5.81 | 32 |
| 실시예 20 | 없음 | 24.2 | 11.9 | 5.79 | 31 |
표 1에 나타낸 바와 같이, 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물을 사용한 실시예들의 내충격강도, 인장강도, 및 변형강도가 좋을 뿐만 아니라, 균열이 없고, 파단신율이 좋은 것으로 나타났다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (5)
- 에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로,
염소화폴리에틸렌 1 내지 10중량부;
탄산칼슘 0.1 내지 3중량부;
산화알루미늄 0.1 내지 2중량부;
산화방지제 0.1 내지 1중량부; 및
자외선 흡수제 0.1 내지 1중량부를 포함하는 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 에틸렌프로필렌러버는 상용온도가 -40℃ 내지 140℃이고, 중량평균 분자량이 100,000 내지 1,500,000Da인 것을 포함하는 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 염소화폴리에틸렌은 용융흐름지수가 0.25 내지 1.0g/10분, 중량평균분자량이 200,000 내지 400,000Da, 분자량분포도가 4 내지 8, MI21.6/MI5는 8 내지 15, 평균입도는 100 내지 200㎛인 폴리에틸렌 수지를 염소화반응시켜 제조되는 것을 포함하는 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물.
- 연포장재 폐필름을 분쇄하는 분쇄단계;
상기 분쇄단계가 종료된 폐필름을 세척 및 건조하는 세척건조단계;
에틸렌프로필렌러버 100중량부 기준으로, 염소화폴리에틸렌 1 내지 10중량부, 탄산칼슘 0.1 내지 3중량부, 산화알루미늄 0.1 내지 2중량부, 산화방지제 0.1 내지 1중량부, 및 자외선 흡수제 0.1 내지 1중량부를 포함하는 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물과 상기 세척건조단계가 종료된 폐필름을 혼합하여 교반하는 혼합교반단계;
상기 혼합교반단계가 종료된 후 혼합물을 압출하는 압출단계;
상기 압출단계가 종료된 후 펠렛 형태로 가공하는 펠렛 가공단계; 및
상기 펠렛 가공단계가 종료된 후 가공된 펠렛을 압축 또는 압출성형하여 팔렛트 형태로 성형하는 팔렛트 성형단계를 포함하는 재생 플라스틱 팔렛트 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 혼합교반단계는 연포장재 폐필름 재활용을 위한 상용화제 조성물과 세척건조단계가 종료된 폐필름이 1:0.5 내지 10의 중량비율로 혼합된 것을 포함하는 재생 플라스틱 팔렛트 제조방법.
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- 2022-09-29 KR KR1020220124357A patent/KR102482951B1/ko active IP Right Grant
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