KR20060110500A

KR20060110500A - 폐펄프를 함유한 합성수지 조성물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20060110500A
Application number: KR20050032789A
Authority: KR
Inventors: 신상호
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2006-10-25
Also published as: KR100743220B1

Abstract

본 발명은 폐펄프를 20 ~ 100 메쉬(mesh) 크기로 미분쇄한 직후 상기 미분쇄한 폐펄프 10 ~ 90 중량%에 50 ~ 250 메쉬(mesh) 크기로 미분쇄한 합성수지 분말 10 ~ 90 중량%를 혼합하고, 상기 혼합물의 전체 중량에 대해 안정제 1 ~ 10 중량%, 가공조제 5 ~ 15 중량% 및 경탄 1 ~ 10 중량%을 첨가하고 온도가 110 ~ 150 ℃로 올라갈 때까지 혼합한 후 상온으로 냉각한 다음 압출성형하여 제조함으로써, 펄프의 정전기 발생을 억제하여 뭉침현상을 제거하며 또한 물성이 향상되고 경제적이고 친환경적인 폐펄프를 함유한 합성수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

합성수지, 폐펄프, 안정제, 가공조제, 경탄

Description

폐펄프를 함유한 합성수지 조성물 및 그 제조방법 {Synthetic resin composition containing waste pulp and method of manufacturing the same}

본 발명은 폐펄프를 함유한 합성수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐펄프를 미분쇄한 직후 별도로 미분쇄한 합성수지 분말을 혼합하고 이어서 안정제, 가공조제, 및 경탄을 적정 비율로 첨가, 가열·혼합하고 압출성형하여 제조되는 폐펄프를 함유한 합성수지 조성물 및 그 제조방법에 대한 것이다.

산업화 이후 산업의 발전과 더불어 다양한 종류 및 다양한 용도의 합성수지와 종이 제품이 생산, 공급되고 있으며 그 수요도 계속해서 증가하는 추세에 있다. 이에 따른 결과로 사용 후 폐기되는 신문용지, 벽지, 일반 용지 등 각종 폐지류 및 제지 생산과정에서 부산물로 생성되는 펄프 종이 찌꺼기 등의 발생량 또한 급증하게 되어 폐펄프의 처리문제와 그에 따른 비용문제 및 환경문제 등이 대두되고 있다. 따라서 폐펄프를 재생하여 사용하기 위한 경제적이고 친환경적인 처리방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며 또한 합성수지에 있어서도 보다 비용을 절감하면서도 성능이 향상된 합성수지를 제조하기 위한 연구가 계속 진행되고 있다.

따라서 상기한 폐펄프의 재활용 분야를 보다 다양화하고 보다 다양한 용도의 우수한 성능을 가진 합성수지를 경제적으로 생산하기 위한 방법의 일환으로, 이러한 폐펄프를 분말화한 상태에서 일반 합성수지를 혼합한 후 적당량의 충진재를 섞어 합판 등의 목재 대용물이나 각종 용기, 블록, 어집 또는 각종 플라스틱 구조물 등으로 다양하게 성형하여 사용하는 방법에 대한 연구가 이루어지고 있다.

종래의 섬유펄프와 합성수지재를 혼합하여 합성수지를 제조하는 방법으로는 국내 특허공보 제 1996-16583호와 같이 종이와 열가소성수지를 물탱크에 넣고 혼합하여 시트형태로 만든 후 이를 건조시켜 다시 전이점 이상으로 가열된 금속판에 뿌려 펠렛(pallet)으로 만드는 방법이 있으나, 이는 펄프간 뭉침현상이 발생하여 제품에 덩어리가 그대로 남아 수분을 함유하게 되어 제품의 가치를 떨어뜨리는 문제점과 비용상승의 문제점이 있다. 국내 공개특허공보 제 1999-78981호에서는 폐지와 합성수지를 고속의 회전력으로 점성체를 만든 후 점성체를 압출기에 넣어 펠렛으로 형성하는 방법이 제시되어 있으나, 종이와 수지의 조각들이 회전으로 생기는 충돌과 마찰력만으로 점성체를 만들기가 어렵고 따라서 뭉침현상을 제거하기 힘들다는 문제점이 있다. 또한 국내 등록특허공고 제 365815호에서는 합성수지와 펄프섬유의 혼합물에 첨가제 탈크를 첨가하고 고온가열하여 압출성형하는 방법이 제시되어 있으나, 분쇄된 펄프는 시간이 지나면서 펄프 상호간의 정전기에 의한 뭉침현상이 발생되므로 여러 시간이 지난 뒤 단순히 이들 수지와 펄프, 탈크의 혼합, 가열에 의해서는 뭉침현상을 해결하기 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명은 폐펄프와 합성수지를 각각 별도로 미분쇄한 직후 상기 미분쇄한 폐펄프에 합성수지 분말을 혼합하고 이어서 안정제, 가공조제, 경탄 등을 첨가, 가열·혼합하고 압출성형 함으로써 펄프의 정전기 발생을 억제하여 뭉침현상을 제거하며 또한 물성이 보다 향상되고 경제적이고 친환경적인 합성수지 조성물 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 폐펄프를 20 ~ 100 메쉬(mesh) 크기로 미분쇄한 직후 상기 미분쇄한 폐펄프 10 ~ 90 중량%에 50 ~ 250 메쉬(mesh) 크기로 미분쇄한 합성수지 분말 10 ~ 90 중량%를 혼합하고, 상기 혼합물의 전체 중량에 대해 안정제 1 ~ 10 중량%, 가공조제 5 ~ 15 중량% 및 경탄 1 ~ 10 중량%을 첨가하고 온도가 110 ~ 150 ℃로 올라갈 때까지 혼합한 후 상온으로 냉각한 다음 압출성형하여 제조됨을 특징으로 하는 폐펄프를 함유한 합성수지 조성물 및 그 제조방법을 제공한다.

이하 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 합성수지를 50 ~ 250 메쉬(mesh) 크기로 미분쇄한다. 그리고 별도로 폐펄프를 1, 2, 3차에 걸쳐 20 ~ 100 메쉬(mesh) 크기로 미분쇄한다. 바람직하게는 합성수지를 50 ~ 150 메쉬(mesh) 크기로 미분쇄하고, 폐펄프는 20 ~ 50 메쉬(mesh) 크기로 미분쇄한다. 또한 상기 합성수지는 PVC, PP, PE, PS, ABS, PMMA 중에서 1종 이상을 사용하고, 상기 폐펄프는 신문용지, 벽지, 폐지, 기저귀, 생리대, 지폐, 책 , 제지공정의 부산물 중에서 1종 이상을 사용한다.

상기 폐펄프를 미분쇄한 직후 미분쇄한 폐펄프 10 ~ 90 중량%에 상기 미분쇄한 합성수지 분말 10 ~ 90 중량%를 첨가하고 혼합한다. 일반적으로 미분쇄된 폐펄프는 정전기에 의해 뭉침현상이 발생하게 되어 덩어리가 생기게 된다. 그 덩어리는 시간이 지남에 따라 차이가 있는데 일반적으로 약 6 시간이 지나면 약 3 ~ 10 mm 지름의 크기로 뭉쳐지게 된다. 이렇게 분쇄된 펄프가 뭉쳐지게 되면 합성수지, 기타 첨가제를 첨가하여 고온으로 혼합하여도 뭉침현상이 제거되지 않게 된다. 따라서 본 발명에서는 폐펄프를 미분쇄한 직후에 별도로 미분쇄한 합성수지 분말을 바로 투입, 혼합함으로써 1차적으로 상기 미분쇄된 펄프 간의 뭉침현상을 방지할 수 있고 합성수지 분말과 균일하게 혼합시킬 수 있다.

다음에는 상기 미분쇄된 폐펄프와 합성수지 분말의 혼합물의 전체 중량에 대해 안정제 1 ~ 10 중량%, 가공조제 5 ~ 15 중량% 및 경탄 1 ~ 10 중량%을 첨가하고 온도가 110 ~ 150 ℃로 올라갈 때까지 혼합한다. 본 발명에서는 안정제, 가공조제 및 경탄을 첨가하고 상기 온도에 이를 때까지 혼합함으로써 2차적으로 펄프 간 뭉침현상을 제거해 줄 수 있다.

여기서 상기 안정제는 3PbO·PbSO₄·H₂O 50 중량%, 2PbO·Pb(C₁₇H₃₅COO)₂ 10 중량%, Ca(C₁₇H₃₅COO)₂ 10 중량%, Zn(C₁₇H₃₅COO)₂ 10 중량% 및 파라핀 왁스(Paraffine Wax) 20 중량%으로 구성되어 혼합된 원료를 사용함이 바람직하다. 또한 상기 가공조제는 PMMA(Polymethylmethacrylate), 상기 경탄은 미세한 입자의 탄산칼슘(CaCO₃) 을 사용함이 바람직하다.

다음으로, 상기 안정제, 가공조제, 경탄이 혼합된 분말(powder) 상태의 전체 혼합물을 상온까지 냉각한다.

그리고 상기 냉각한 분말 상태의 혼합물을 압출기에 투입하여 압출성형함으로써 최종적으로 폐펄프가 함유된 합성수지 조성물을 얻을 수 있다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 단, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

(실시예)

합성수지인 PVC를 150 메쉬(mesh) 크기로 미분쇄하였고 또한 폐펄프를 1, 2, 3차에 걸쳐 50 메쉬(mesh) 크기로 미분쇄하였다.

상기 폐펄프를 미분쇄한 직후 미분쇄한 폐펄프 50 중량%에 상기 미분쇄한 PVC 분말(powder) 50 중량%를 투입하고 헨셀 믹서(Hensel Mixer)로 10분 동안 혼합하였다.

계속하여, 상기 미분쇄한 폐펄프와 PVC 분말 혼합물의 전체 중량에 대해 안정제 5 중량%, 가공조제 9 중량% 및 경탄 6 중량%를 첨가하고 온도가 130 ℃로 올라갈 때까지 가열하면서 혼합하였다.

이때 상기 안정제는 3PbO·PbSO₄·H₂O 50 중량%, 2PbO·Pb(C₁₇H₃₅COO)₂ 10 중량%, Ca(C₁₇H₃₅COO)₂ 10 중량%, Zn(C₁₇H₃₅COO)₂ 10 중량% 및 파라핀 왁스(Paraffine Wax) 20 중량%의 조성비로 혼합된 원료를 사용하였고, 상기 가공조제는 PMMA (Polymethylmethacrylate)를 사용하였으며 상기 경탄은 평균입자가 5 마이크론(㎛)인 탄산칼슘(CaCO₃)을 사용하였다.

다음으로, 상기 전체 혼합물을 상온까지 냉각하고 압출기 Hopper에 투입하여 압출성형함으로써 폐펄프를 함유한 PVC 합성수지 조성물을 제조하였다.

이상과 같이 본 발명은 폐펄프를 미분쇄한 직후 미분쇄한 합성수지 분말을 혼합하고 이어서 안정제, 가공조제 및 경탄을 첨가, 가열·혼합하고 압출성형 함으로써 펄프의 정전기 발생을 억제하여 뭉침현상을 제거하며 보다 물성이 향상된 합성수지 조성물을 제조할 수 있고 또한 폐펄프를 사용함으로써 경제적이고 자원의 재활용과 환경오염의 측면에서 친환경적인 효과가 있다.

Claims

a) 합성수지를 50 ~ 250 메쉬(mesh) 크기로 미분쇄하고 폐펄프를 20 ~ 100 메쉬(mesh)의 크기로 미분쇄하는 공정;

b) 상기 폐펄프를 미분쇄한 직후 미분쇄한 폐펄프 10 ~ 90 중량%에 상기 미분쇄한 합성수지 분말 10 ~ 90 중량%를 첨가하고 혼합하는 공정;

c) 상기 미분쇄한 폐펄프와 합성수지의 혼합물의 전체 중량에 대해 안정제 1 ~ 10 중량%, 가공조제 5 ~ 15 중량% 및 경탄 1 ~ 10 중량%를 첨가하고 온도가 110 ~ 150 ℃로 올라갈 때까지 가열하면서 혼합하는 공정; 및

d) 상기 c) 공정을 거친 혼합물을 상온까지 냉각하는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐펄프를 함유한 합성수지 조성물의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 다음의 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 폐펄프를 함유한 합성수지 조성물의 제조방법.

e) 상기 d) 공정을 거친 혼합물을 압출기에 투입하여 압출성형하는 공정.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 c) 공정의 상기 안정제는 3PbO·PbSO₄·H₂O 50 중량%, 2PbO·Pb(C₁₇H₃₅COO)₂ 10 중량%, Ca(C₁₇H₃₅COO)₂ 10 중량%, Zn(C₁₇H₃₅COO)₂ 10 중량% 및 파라핀 왁스(Paraffine Wax) 20 중량%의 조성비로 혼합 된 원료이고, 상기 가공조제는 PMMA(Polymethylmethacrylate)이고, 상기 경탄은 탄산칼슘(CaCO₃)임을 특징으로 하는 폐펄프를 함유한 합성수지 조성물의 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 a) 공정의 상기 합성수지는 PVC, PP, PE, PS, ABS, PMMA 중에서 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 폐펄프를 함유한 합성수지 조성물의 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 a) 공정의 상기 폐펄프는 신문용지, 벽지, 폐지, 기저귀, 생리대, 지폐, 책, 제지공정의 부산물 중에서 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 폐펄프를 함유한 합성수지 조성물의 제조방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 폐펄프를 함유한 합성수지 조성물.