KR102616450B1 - 폐플라스틱을 재활용한 펠릿 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐플라스틱 재활용에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 각종 유해균에 대한 항균 작용과 유해성분 흡착 성능이 우수하여 친환경성을 확보하고, 압출성형 공정을 원활하게 수행할 수 있기 위한 고밀도, 융합성, 고강도 등의 물성이 안정적으로 구현될 수 있도록 하는, 펠릿 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 폐플라스틱 재활용에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 각종 유해균에 대한 항균 작용과 유해성분 흡착 성능이 우수하여 친환경성을 확보하고, 압출성형 공정을 원활하게 수행할 수 있기 위한 고밀도, 융합성, 고강도 등의 물성이 안정적으로 구현될 수 있도록 하는, 펠릿 조성물에 관한 것이다.
플라스틱은 초기에 금속, 목재, 유리, 도자기, 피혁 등의 대용품으로 등장하였으나 경량성, 강인성, 내부식성, 착색성, 대량생산 가능성 등을 가지고 있으며, 특히, 탁월한 가공성의 장점 때문에 현대에는 전기, 전자, 기계, 건축, 기타분야에서 필수 불가결한 재료로서 대용품이 아닌 새로운 재료로의 자리를 확고히 차지하기에 이르렀다.
플라스틱은 성형의 용이함으로 인해 다양한 분야에서 활용되지만, 활용분야가 많은 만큼 활용되고 버려진 폐플라스틱 처리에 관한 문제도 심각하다.
다양한 생활 쓰레기와 산업 쓰레기 등로부터 발생되는 플라스틱 폐기물은 그 처리에 있어서, 이제까지 심각한 문제를 야기시켜 왔다. 플라스틱 폐기물은 1차로 분리되어 수거되지만, 이를 적절히 재활용하기란 거의 불가능한 실정이다.
1차로 분리수거된 플라스틱 폐기물은 대체적으로 플라스틱류가 약 70% 정도를 차지하고, 종이류가 약 20%, 그리고 나무나 기타 불순물이 약 10%를 차지한다. 이러한 플라스틱 폐기물은 이제까지 매립지를 선정하여 매립하여 왔다.
그러나, 오늘날은 이러한 매립지를 선정하기가 어렵고, 매립지를 찾아 매립한다 하여도 각종 수질오염을 비롯한 환경문제를 야기시키는 문제점이 있었다.
종래에는 습식 세척방식을 활용하여 폐합성수지의 오물을 제거하고, 탈수과정으로 수분을 제거한 후 펠릿 제조장치로 운반하게 된다.
그러나, 단순히 탈수과정만으로는 수분을 완벽하게 제거할 수 없어서 성형된 펠릿과 이후 활용 시 생산된 제품의 품질을 저하시키는 문제가 있다. 또한, 본래 플라스틱은 그 성분 및 성질이 같은 것끼리는 융합이 잘 이루어지지만 성분이 다르면 융합이 잘 되지않는 성질을 가지고 있다.
따라서, 원료의 성분 및 색상 등이 서로 다른 플라스틱들을 서로 융합시켜서 하나의 성형물(또는 펠릿 조성물)을 제조하고, 우수한 물성과 품질을 나타낼 수 있도록 하는 폐플라스틱 재활용 기술에 대한 연구가 필요하다.
한편, 전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 각종 유해균에 대한 항균 작용과 유해성분 흡착 성능이 우수하여 친환경성을 확보하고, 압출성형 공정을 원활하게 수행할 수 있기 위한 고밀도, 융합성, 고강도 등의 물성이 안정적으로 구현될 수 있도록 하는, 폐플라스틱을 재활용한 펠릿 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.
상기 목적은, 폐플라스틱 100 중량부에 대하여, 5 내지 20 중량부의 항균성 강도보강재; 1 내지 10 중량부의 왁스 성분, 점결제 성분 및 천연 바인더 성분을 포함하는 결합제; 및 1 내지 5 중량부의 보조성분;을 포함하는 펠릿 성형용 조성물을 압출 성형하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 폐플라스틱을 재활용한 펠렛 조성물에 의해 달성될 수 있다.
상기 폐플라스틱은, 폴리염화비닐(PVC), 폴리스틸렌(PS), ABS수지, 폴리아세탈(POM), 폴리에틸렌(PE), 폴리아미드(PA), 나일론(NAL), 나일론섬유, 폴리프로필렌(PP), 아크릴, 폴리카아보네이트(PC), 폴리에 텔렌테레프탈레이트(PETP), 초산셀롤로오스(CA), 에틸셀롤로오스(EC) 및 폴리초산비닐(PVAC) 으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 열가소성 폐플라스틱,
멜라민수지(MF), 페놀수지(PF), 우레아수지(PUR), 에폭시수지(EP) 및 폴리디아릴프탈레이트(PVAE) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 열경화성 폐플라스틱 및 이들의 조합을 포함하는 폐플라스틱 원료를 전처리하고, 용융시켜서 얻어지는 재생 플라스틱인 것을 특징으로 한다.
상기 항균성 강도보강재는, 천연약재 추출물과 고분자를 함께 전기방사하여 얻어지는 나노섬유 또는 나노필러인 것을 특징으로 한다.
상기 왁스 성분은, 소이왁스, 비즈왁스 및 팜왁스로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이고, 상기 점결제는, 옥수수 전분, 감자 전분, 설탕, 사탕수수, 산화티탄 및 벤톤 중에서 선택되는 1종 이상이고, 상기 천연 바인더는, 케나후, 옥수수껍질, 왕겨 및 커피박으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 유기성 폐기물과 해조류 유래 점액성분의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
상기 보조성분은 세라믹 성분을 포함하고, 상기 세라믹 성분은, 탈크, 카올린, 사문석, 납석, 감람석, 흑연 및 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이고, 상기 세라믹 성분은, 세라믹나노파이버, 세라믹볼 및 세라믹나노입자로 각각 제조된 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 각종 유해균에 대한 항균 작용과 유해성분 흡착 성능이 우수하여 친환경성을 확보하고, 압출성형 공정을 원활하게 수행할 수 있기 위한 고밀도, 융합성, 고강도 등의 물성이 안정적으로 구현될 수 있도록 하는, 폐플라스틱 재활용 펠릿 조성물을 제공할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
또한, 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.
본 발명, 본 명세서에서, "펠릿 조성물"은 펠릿 성형용 조성물을 압출 및 성형하여 얻어지는 펠릿(Pellet)을 의미할 수 있다.
본원의 일 측면은, 폐플라스틱 100 중량부에 대하여, 5 내지 20 중량부의 항균성 강도보강재; 1 내지 10 중량부의 왁스 성분, 점결제 성분 및 천연 바인더 성분을 포함하는 결합제; 및 1 내지 5 중량부의 보조 성분;을 포함하는 펠릿 성형용 조성물을 압출 성형하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 폐플라스틱을 재활용한 펠렛 조성물을 제공한다.
먼저, 상기 폐플라스틱이 제조될 수 있다. 상기 폐플라스틱은, 폐플라스틱 원료를 전처리하고, 용융시켜서 얻어지는 용융된 플라스틱, 즉, 재생 플라스틱일 수 있다.
상기 폐플라스틱 원료는, 수명이 다하여 폐기처리되는 순수 플라스틱 제품은 물론이고, 예를 들어, 금속, 지류, 목재 등 플라스틱이 아닌 재료와 함께 혼용되어 제조된 모든 제품으로부터 얻어지는 폐플라스틱을 전부 포함할 수 있다.
상기 폐플라스틱 원료는, 예를 들어, 열가소성 폐플라스틱, 열경화성 폐플라스틱 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 열가소성 폐플라스틱은 폴리염화비닐(PVC), 폴리스틸렌(PS), ABS수지, 폴리아세탈(POM), 폴리에틸렌(PE), 폴리아미드(PA), 나일론(NAL), 나일론섬유, 폴리프로필렌(PP), 아크릴, 폴리카아보네이트(PC), 폴리에 텔렌테레프탈레이트(PETP), 초산셀롤로오스(CA), 에틸셀롤로오스(EC) 및 폴리초산비닐(PVAC) 으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 열경화성 폐플라스틱은 멜라민수지(MF), 페놀수지(PF), 우레아수지(PUR), 에폭시수지(EP) 및 폴리디아릴프탈레이트(PVAE) 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
그러나, 이에 한정되지 않으며, 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 폐플라스틱이라면 어느 것이든 가능하다.
상기 폐플라스틱 원료는 예를 들어, 5∼50mm의 크기를 갖도록 분쇄한 분쇄물 형태로 준비될 수 있다.
다음으로, 상기 폐플라스틱 원료를 전처리할 수 있다.
상기 폐플라스틱 원료의 전처리 공정은, 상기 폐플라스틱 원료를 준비하는 단계; 상기 폐플라스틱 원료를 제1 세척수 내에 침지시켜서 1차 세정을 수행하는 단계; 1차 세정이 완료된 폐플라스틱 원료를 제2 세척수 내에 침지시켜서 2차 세정을 수행하는 단계; 및 2차 세정이 완료된 폐플라스틱 원료를 건조하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 1차 세정은, 상기 폐플라스틱 원료를 제1 세척수 내에 침지시키는 것일 수 있다.
상기 제1 세척수는 멸균 증류수일 수 있으며, 거대 수조 내에 상기 제1 세척수를 채우고 상기 폐플라스틱 원료를 투입하여 침지시킬 수 있다. 상기 제1 세척수의 온도는 미온수, 예를 들어, 26 내지 30℃ 유지되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제1 세척수 내에 통상적인 가스 주입장치를 사용하여 탄산가스를 주입할 수 있다. 일례로, 상기 탄산가스의 주입 압력은 1.5 내지 5MPa이 바람직하다.
상기 1차 세정은 유해한 화학 세정제를 사용하지 않고, 물리적인 방법으로 세척이 이루어지도록 하여 폐플라스틱 원료에 잔류하는 각종 불순물들을 보다 친환경적으로 제거할 수 있도록 한다.
상기 2차 세정이 수행될 수 있다. 상기 2차 세정은, 1차 세정이 완료된 폐플라스틱 원료를 분리한 다음, 제2 세척수에 재침지시키는 것일 수 있다.
상기 제2 세척수는, 증류수를 사용할 수 있다. 이때, 상기 제2 세척수는 통상의 이온수 제조기를 사용하여 음이온 산소수로 변환하여 세척수로 사용할 수 있다. 상기 음이온 산소수는, 정전기적 흡착 성능을 발휘하여 상기 폐플라스틱 원료에서 미처 탈리되지 못한 각종 불순물을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.
상기 재침지 시에는, 유기 흡착제, 무기 흡착제, 유무기 흡착제 또는 이들의 조합으로 이루어진 흡착제를 함께 사용하여 각종 유해 성분의 흡착 효과를 더욱 높일 수 있다.
일례로, 상기 흡착제는, 활성탄, 바이오차, 리그노셀룰로오스, 점토 및 제올라이트 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 2차 세정이 완료된 폐플라스틱 원료에 대해 건조를 수행할 수 있다. 상기 건조는, 열건조식 건조방법 또는 세척 후 용기 속에 넣어 회전하면서 건조하는 회전분리식 탈수방법을 사용할 수 있다.
그러나, 이에 한정되지는 않으며, 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 건조 방법을 제한없이 사용할 수 있다.
전술된 전처리 공정들 이외에도, 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 다른 전처리 공정을 공지된 기술에 따라 추가적으로 수행할 수 있다.
다음으로, 전처리된 폐플라스틱 원료를 용융시킬 수 있다.
상기 용융은 가열 용융 방법을 통해 수행될 수 있다. 상기 전처리된 폐플라스틱을 통상의 용융장치 내에 투입하고, 예를 들어, 180 내지 300℃의 온도범위로 가열하여 용해시킬 수 있다.
상기 폐플라스틱은 다양한 성분조성을 갖는 복수 개의 종류로 구성되어 있어서 융점이 제각기 다르기 때문에, 용융 온도를 천천히 승온시키면서 용융을 수행함이 바람직하다.
즉, 융점이 낮은 폐플라스틱은 약 180℃의 온도범위부터 용해시키면서 서서히 온도를 높여서 300℃의 온도범위까지 승온하여, 융점이 높은 폐플라스틱까지 용해시킬 수 있다. 이에 따라, 모든 폐플라스틱 원료가 용융되도록 함으로써, 용융된 플라스틱, 즉, 재생 플라스틱(또는 재생 플라스틱 폴리머라 칭함)을 제조할 수 있다.
상기 용융 시에는, 용융 가공성을 높이고 광택성을 부여하기 위하여 비스왁스를 소량 추가할 수도 있다.
그 밖에도, 통상의 용융공정에 사용되는 공지된 기술에 의해 폐플라스틱의 용융공정을 수행할 수 있다.
상기 항균성 강도보강재는 천연약재 추출물을 함유하는 고분자일 수 있다. 구체적으로, 상기 항균성 강도보강재는, 천연약재 추출물과 고분자를 함께 전기방사하여 얻어지는 나노섬유 또는 나노필러 형태일 수 있다.
상기 천연약재 추출물은, 청대, 솔잎, 모과 및 이들의 조합 중에서 선택되는 어느 하나의 천연약재를 5~6배 중량의 용매와 함께 추출하여 얻어진 추출물일 수 있다.
상기 용매는 에탄올, 물 및 이들의 조합 중 어느 하나를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 천연약재 추출물의 제조방법에 대하여는 이에 한정되지는 않으며, 전기방사 효과를 높이기 위하여 높은 점성을 갖도록 통상의 방법에 따라 제조될 수 있다.
상기 고분자는, 폴리우레탄(PU), 폴리비닐알코올(PVA), 셀룰로오스 또는 이들의 조합일 수 있다. 일례로, 상기 고분자는 폴리비닐알코올 및 셀룰로오스를 1:1~1.2의 중량비로 혼합한 것을 사용할 수 있다.
상기 천연약재 추출물은 상기 고분자 100 중량부에 대하여, 35 내지 75 중량부로 혼합됨이 바람직하다.
상기 전기방사를 수행하는 방법은 특별히 한정되지는 않으며, 통상의 전기방사 시스템, 예컨대, 고전압 공급부, 집전판, 주사기 등의 구성 요소가 구비되는 전기방사 장치를 사용할 수 있으며, 공지된 기술에 따를 수 있다.
상기 항균성 강도보강재는, 길이 및 두께가 각각, 수 내지 수백 nm인 나노섬유 형태이되, 상기 나노섬유들은 복수 개가 서로 엮이어 가교구조를 이루는 나노섬유웹의 형태로 형성될 수도 있다.
상기 항균성 강도보강재는, 상기 폐플라스틱 100 중량부에 대하여, 5 내지 20 중량부의 함량 범위로 포함될 수 있다. 상기 항균성 강도보강재가 5 중량부 미만으로 포함되면, 항균성과 강도증진의 효과가 모두 미미할 수 있고, 20 중량부를 초과하면, 플라스틱 함량이 상대적으로 적어지게 되어 펠릿 성형용 조성물의 기초 물성이 저해될 우려가 있다.
즉, 상기 항균성 강도보강재는, 각종 유해균에 대해 우수한 항균성과 강도보강 효과를 동시에 나타낼 수 있다. 종래에는 항균활성을 나타내는 성분과 강도 보강을 위한 성분을 각각 별도로 포함해야 하기 때문에 첨가제 함량이 높아짐에 따라 플라스틱의 함량이 낮아져서, 펠릿 성형용 조성물의 기본 물성이 저해될 우려가 있었다.
반면, 상기 항균성 강도보강재는, 항균 성분이 포함된 고분자를 제조함에 따라, 소량의 첨가제로도 우수한 항균성과 강도 증진의 효과를 구현할 수 있다.
상기 보조성분은, 금속 나노입자, 세라믹나노파이버, 세라믹볼, 세라믹나노입자 및 탄소복합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 보조성분은 펠릿 성형용 조성물 내의 모든 성분들의 융합성과 조밀도를 높임으로써, 형성되는 펠릿의 강도를 더욱 향상시키는 효과를 발휘할 수 있다.
상기 세라믹 성분은, 세라믹나노파이버, 세라믹볼, 세라믹나노입자의 형태로 제조되어 사용될 수 있다.
상기 세라믹나노파이버, 세라믹볼 및 세라믹나노입자를 각각 형성하기 위한 세라믹 성분으로는, 탈크, 카올린, 사문석, 납석, 감람석, 흑연 및 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 세라믹나노파이버는 평균 길이가 10nm 내지 100nm 이고, 평균 직경이 1 내지 10nm 인 것일 수 있다. 상기 세라믹볼의 평균 직경은 5 내지 15nm 일 수 있다. 상기 세라믹나노입자의 평균 직경은 1 내지 4nm 일 수 있다.
상기 보조 성분인 세라믹 성분들은, 재질의 특성상 친환경성을 확보할 수 있으면서도, 각각의 크기를 서로 다르게 제조되어 혼합 사용함으로써, 상기 펠릿 성형용 조성물 내 성분들의 융합성과 조밀도를 높여 강도 증진에 있어서 시너지를 발휘할 수 있다.
상기 세라믹나노파이버, 세라믹볼 및 세라믹나노입자(분말)의 제조방법에 대하여는 크게 한정되지 않으며, 공지된 기술에 따를 수 있다.
상기 보조성분은 상기 폐플라스틱 100 중량부에 대하여, 1 내지 5 중량부의 함량 범위로 포함될 수 있다.
상기 결합제는, 왁스 성분, 점결제 성분 및 천연 바인더 성분을 포함할 수 있다.
상기 왁스 성분은, 소이왁스, 비즈왁스 및 팜왁스로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 점결제는, 옥수수 전분, 감자 전분, 설탕, 사탕수수, 산화티탄 및 벤톤 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 천연 바인더는, 케나후, 옥수수껍질, 왕겨, 커피박 등의 유기성 폐기물과 해조류 유래 점액성분의 혼합물일 수 있다.
상기 결합제는, 전술된 성분들 이외에도 통상적으로 사용되는 공지된 바인더 성분을 제한없이 더 포함할 수 있다. 상기 결합제는, 상기 폐플라스틱 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부의 함량 범위로 포함될 수 있다.
상기 펠릿 성형용 조성물은 전술된 각 성분들을 혼합하여 제조되되, 예를 들어, 믹서기(반버리믹서)와 같은 교반기를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 900 내지 1,000 rpm의 고속회전으로 교반시킬 수 있다.
이와 같이 믹서기를 고속회전시키게 되면, 크기가 비교적 큰 폐플라스틱 입자들은 더 작게 절단 또는 분쇄되면서, 조성물 내 모든 성분들과의 혼합이 잘 이루어질 수 있다. 상기 혼합은 10 내지 30분 동안 수행될 수 있다.
상기 펠릿 성형용 조성물은 압출을 수행하여 펠릿 조성물, 즉, 펠릿으로 성형할 수 있다.
상기 압출의 방식은 예를 들어, 가열용융 압출, 냉간 압출 또는 이들을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 압출을 수행하는 구체적인 방법에 대하여는, 통상적으로 사용되는 공지된 기술에 따를 수 있다.
일례로, 상기 압출은 가열용융 압출과 냉간 압출을 모두 수행할 수 있다. 상기 가열용융 압출과 냉간압출을 모두 수행할 경우, 펠릿의 조밀도를 더욱 높일 수 있고 경화성을 증가시켜서 보다 높은 강도를 얻을 수 있다.
상기 가열용융 압출은 예를 들어, 150 내지 270℃ 에서 1분 내지 5분 동안 수행할 수 있다. 상기 가열용융 압출에 의해 형성되는 펠릿은 예를 들어, 직경이 5 내지 10cm의 크기를 가질 수 있다.
상기 가열용융 압출에 의해 형성된 펠릿을 냉각수를 사용하여 냉각을 수행할 수 있다.
상기 냉각수는 10~70℃ 의 온도를 가지는 것이 바람직하다. 상기 냉각수의 온도가 10℃ 미만일 경우 열 충격에 의해 펠릿의 깨짐 현상이 발생할 수 있으며, 70℃를 초과할 경우 펠릿이 충분히 경화되지 않아 절단 시 절단 날에 들러붙는 문제가 발생할 우려가 있다.
상기 냉각 후에는, 상기 펠릿의 표면 상에 항균 코팅층을 형성할 수 있다. 상기 항균 코팅층은, 천연 항균오일, 천연 고분자 및 용매를 포함하는 코팅액을 도포하여 형성될 수 있다.
상기 천연 항균오일은 오레가노, 레몬그라스, 신이와, 청대 및 박하 중에서 선택되는 1종 이상의 성분을 초임계 유체를 사용하여 추출된 초임계 오일 추출물일 수 있다.
상기 천연 고분자는, 히알루론산, 키토산, 말토덱스트린, 한천 및 카라기난, 카르복시메틸셀룰로오스 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 코팅액은 전술된 성분들 이외에 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가성분, 예를 들어, 점증제, 점착제, 안료 등의 첨가제를 제한없이 더 포함할 수 있다.
상기 냉각 후에는 냉간압출을 수행할 수 있다. 상기 냉간 압출은 상기 코팅액 내의 상기 천연 항균 오일 성분이 소실되지 않도록 하면서도, 펠릿의 경화도와 강도를 현저히 높일 수 있다.
상기 냉간압출은 통상의 방법에 따를 수 있으며, 예를 들어, 20 내지 35℃의 범위 내에서 수행됨이 바람직하다.
상기 냉간압출에 의해 성형된 펠릿은 직경이 5 내지 20 mm의 크기를 가질 수 있다.
상술한 방법에 의하여 펠릿(pellet) 형태로 가공된 펠릿 조성물은, 그 자체로서 재활용 소재로 포장되어 유통될 수 있으며, 또는 추가 공정을 더 수행하여 추가 가공될 수도 있다. 상기 추가 공정은, 예를 들어, 기타 물성의 강화 및 추가, 착색, 중금속 검사 및 시트 등의 형태로 재성형 공정 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1 내지 실시예 3]
전술된 설명에 따라 제조된 전처리된 폐플라스틱을 용융시킨 용융된 플라스틱과 각각의 첨가제 성분을 혼합한 펠릿 성형용 조성물을 제조하였다. 실시예 1 내지 실시예 3의 각 조성물에 포함되는 첨가제의 성분을 달리하였으며, 그 구체적인 성분에 대하여는 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예 1 및 비교예 2]
실시예들과 동일한 방법으로, 전술된 설명에 따라 제조된 용융된 플라스틱과 각각의 첨가제 성분을 혼합한 펠릿 성형용 조성물을 제조하였다. 비교예 1 및 비교예 2의 각 조성물에 포함되는 첨가제의 성분을 달리하였으며, 그 구체적인 성분에 대하여는 하기 표 1에 나타내었다.
<실험예 : 기계적 강도 측정>
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 및 비교예 2의 각 펠릿 성형용 조성물을 압출성형하여 만들어진 시편에 대하여, 공지된 기술에 따라 경도 및 각종 강도 시험을 측정하여 기계적 강도를 평가하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
표 2를 참조하면, 실시예들의 펠릿 성형용 조성물은 비교예들의 조성물에 비하여, 기계적 물성이 전반적으로 우수한 평가를 받았다. 그 중에서도, 실시예 3이 가장 뛰어난 기계적 물성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
즉, 본 발명의 실시예들의 펠릿 성형용 조성물은 항균 성분이 함유된 강도보강재를 사용함으로써, 별도의 항균처리를 추가하지 않아도 우수한 항균성을 발휘함과 동시에 우수한 기계적 강도를 나타낼 수 있음을 알 수 있었다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
Claims (5)
- 폐플라스틱 100 중량부에 대하여,
5 내지 20 중량부의 항균성 강도보강재;
1 내지 10 중량부의 왁스 성분, 점결제 성분 및 천연 바인더 성분을 포함하는 결합제; 및
1 내지 5 중량부의 보조성분;을 포함하는 펠릿 성형용 조성물을 압출 성형하여 제조되는 것을 특징으로 하고,
상기 폐플라스틱은, 폴리염화비닐(PVC), 폴리스틸렌(PS), ABS수지, 폴리아세탈(POM), 폴리에틸렌(PE), 폴리아미드(PA), 나일론(NAL), 나일론섬유, 폴리프로필렌(PP), 아크릴, 폴리카아보네이트(PC), 폴리에 텔렌테레프탈레이트(PETP), 초산셀롤로오스(CA), 에틸셀롤로오스(EC) 및 폴리초산비닐(PVAC) 으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 열가소성 폐플라스틱; 멜라민수지(MF), 페놀수지(PF), 우레아수지(PUR), 에폭시수지(EP) 및 폴리디아릴프탈레이트(PVAE) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 열경화성 폐플라스틱; 및 이들의 조합을 포함하는 폐플라스틱 원료를 전처리하고, 용융시켜서 얻어지는 재생 플라스틱인 것을 특징으로 하고,
상기 전처리는, 상기 폐플라스틱 원료를 준비하는 단계; 상기 폐플라스틱 원료를 제1 세척수 내에 침지시켜서 1차 세정을 수행하는 단계; 1차 세정이 완료된 폐플라스틱 원료를 제2 세척수 내에 재침지시켜서 2차 세정을 수행하는 단계; 및 2차 세정이 완료된 폐플라스틱 원료를 건조하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 세척수는 26 내지 30℃로 유지되는 멸균 증류수이고, 상기 1차 세정은 1.5 내지 5MPa의 주입 압력으로 탄산가스를 주입하는 공정을 포함하고,
상기 제2 세척수는, 증류수를 사용하되, 이온수 제조기를 사용하여 음이온 산소수로 변환한 세척수이고, 상기 재침지 시에는, 활성탄, 바이오차, 리그노셀룰로오스, 점토 및 제올라이트 중에서 선택되는 1종 이상의 흡착제를 함께 사용하는 것을 특징으로 하고,
상기 항균성 강도보강재는, 청대 또는 솔잎을 5~6배 중량의 용매와 함께 추출한 천연약재 추출물과, 폴리비닐알코올 및 셀룰로오스를 1:1~1.2의 중량비로 혼합한 고분자를 함께 전기방사하여 얻어지는 나노섬유 또는 나노필러인 것을 특징으로 하고,
상기 보조성분은 탈크, 흑연 또는 이들의 조합인 세라믹 성분을 포함하고, 상기 세라믹 성분은, 평균 길이가 10nm 내지 100nm 이고, 평균 직경이 1 내지 10nm 인 흑연 나노파이버, 평균 직경은 5 내지 15nm 인 탈크 세라믹볼 및 평균 직경은 1 내지 4nm 탈크 세라믹나노입자로 각각 제조된 것을 사용하는 것을 특징으로 하고,
상기 왁스 성분은 소이왁스 및 비즈왁스를 포함하고, 상기 점결제는 설탕이고, 상기 천연 바인더는 케나후 및 커피박의 혼합물인 유기성 폐기물과 해조류 유래 점액성분의 혼합물인 것을 특징으로 하고,
상기 압출 성형은 상기 펠릿 성형용 조성물을 펠릿으로 제조하는 것이고, 형성된 펠릿은 10 내지 70℃의 냉각수를 사용하여 냉각을 수행하고,
상기 냉각 후에는, 상기 펠릿의 표면 상에 항균 코팅층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 항균 코팅층은, 오레가노, 레몬그라스, 신이와, 청대 및 박하 중에서 선택되는 1종 이상의 성분을 초임계 유체를 사용하여 추출된 초임계 오일 추출물인, 천연 항균오일과, 천연 고분자 및 용매를 포함하는 코팅액을 상기 펠릿의 표면에 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 폐플라스틱을 재활용한 펠렛 조성물. - 삭제
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