KR20110029724A - 위생용 흡수물품 해리용 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기저귀, 요실금 패드, 애완동물용 위생패드 등과 같은 위생용 흡수 물품을 용이하게 재생하여 펄프화할 수 있도록 하는 해리용 조성물을 개시하는바, 이는 간수 40 내지 60부피% 및 초산을 5 내지 10중량%로 포함하는 식초 40 내지 60부피%를 포함하여, 높은 해리율로 흡수물품을 재펄프화할 수 있음에 따라 전량 소각 처리되던 기저귀, 요실금 패드 또는 애완동물용 위생패드를 재펄프화하여 재활용할 수 있게 되고, 이로써 환경적으로나 경제적 측면에서 유용하다.
Description
본 발명은 기저귀, 요실금 패드 또는 애완동물용 위생패드 등과 같은 위생용 흡수 물품을 용이하게 재생하여 펄프화할 수 있도록 하는 해리용 조성물에 관한 것이다.
보통, 기저귀, 요실금 패드 또는 애완동물용 위생패드 등과 같은 일회용 흡수물품은 친수성 섬유, 예를 들면 셀룰로스 플러프 펄프의 적어도 하나의 층으로 되는 흡수구조물을 포함한다. 즉 다량의 천연섬유소재가 포함되어 있다. 이외에 흡수구조물에는 물 중량의 수배를 흡수할 수 있는 능력을 가진 중합체인 흡수 입자를 함유하고 있다.
최근 병원이나 양로원, 가정 등에서 유아용 또는 성인용으로서 1회용 흡수물품의 사용이 증가하고 있다. 사용된 흡수물품은 거의 전량 소각 처분되고 있는 것이 현 상황인데, 사용한 흡수물품은 시뇨 등의 수분을 포함하고 있으므로 연소 온 도를 높게 하지 않으면 완전히 연소되지 않아 소각 처리비용의 증대 및 소각시에 발생하는 이산화탄소의 배출량의 증가가 문제가 되고 있다. 이와 같은 문제를 해소하기 위한 일환으로 사용한 폐 흡수물품을 연료 등으로 이용하기 위한 여러 처리 방법이 제안되고 있는데, 예를 들어 고온 증기에 의한 탄화 처리법 및 식물성 기름 가열 가공 처리법 등을 들 수 있다.
그러나 다량의 천연섬유를 포함하는 흡수물품을 소각처리하거나 연료로 사용하는 것보다는, 좋기로는 사용된 흡수물품이나 제조과정 중 발생되는 불량품과 같은 폐 흡수물품을 재펄프화하는 것이 바람직하다.
일반적인 폐지의 경우 물과 함께 교반하여 해리시킴으로써 재펄프화가 가능하나, 특수 처리가 된 제품, 일예로 주방용 티슈, 흡수물품 및 산업용 포장지 등과 같은 습윤지력 증강처리된 폐지의 경우 통상적인 재펄프화 방법으로는 해리되지 않는다.
이에 출원인은 하이포아염소산나트륨 수용액과 식용식초를 일정 부피비로 혼용하여 습윤지력 증강처리된 폐지를 해리하는 방법을 안출하여 특허받은바 있다(대한민국 등록특허 10-0627996호). 구체적으로 여기에 개시된 습윤강력지 해리용 조성물은 하이포아염소산나트륨을 10 내지 12중량%로 포함하는 하이포아염소산나트륨과 초산을 5 내지 10중량%로 포함하는 식용식초를 1:0.8 내지 1.2부피비로 포함하는 것으로, 이를 이용하여 주방용 티슈를 해리한 결과 미해리분 함량이 낮고, 해리된 펄프를 이용하여 재생된 종이는 품질이 우수하였다.
그러나 여기에 개시된 조성물로 기저귀 등과 같은 위생용 흡수물품을 재펄프 화하는데 있어서는 비용적인 측면에서 개선의 여지가 있다.
본 발명의 일 구현예에서는 기저귀, 요실금 패드 또는 애완동물용 위생용품 등과 같은 흡수물품의 폐기물을 보다 저렴한 비용으로 용이하게 재펄프화할 수 있는 해리용 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예에서는 기저귀, 요실금 패드 또는 애완동물용 위생용품 등과 같은 흡수물품의 폐기물을 높은 해리율로 재펄프화할 수 있는 해리용 조성물을 제공하고자 한다.
이러한 견지에서 본 발명의 일 구현예에서는 간수 40 내지 60부피%; 및 초산을 5 내지 10중량%로 포함하는 식초 40 내지 60부피%를 포함하는 위생용 흡수물품 해리용 조성물을 제공한다. 여기서 간수는 염도가 적어도 20%인 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서는 하이포아염소산나트륨을 10 내지 12중량%로 포함하는 하이포아염소산나트륨 수용액을 간수 총량 중 40 내지 60중량%만큼을 대체하여 포함하는 위생용 흡수물품 해리용 조성물을 제공한다.
여기서, 위생용 흡수 물품은 기저귀, 요실금 패드 또는 애완동물용 위생패드일 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 구현예에 의한 해리용 조성물을 이용하는 경우 높은 해리율로 흡수물품을 재펄프화할 수 있음에 따라, 전량 소각 처리되던 기저귀, 요실금 패드 또는 애완동물용 위생패드 등을 재펄프화하여 재활용할 수 있게 되고, 이로써 환경적으로나 경제적 측면에서 유용하다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 해리용 조성물 중 포함되는 식초는 시판되는 것인 경우 식용식초를 사용하는 것이 바람직한데, 여기서 식용식초는 일반적으로 식용으로 사용되는 발효식초로 양조식초, 과일식초를 포함한다. 공업용 식초를 사용할 경우 본 발명의 효과가 나타나지 않는다. 식용식초는 초산을 5 ~ 10 중량% 함유하는 것을 사용하는 것이 바람직한데 식용식초 중 초산의 함량이 10중량% 초과일 경우 산성이 강해지고 해리의 속도가 정상적인 경우보다 느려지며 5중량% 미만인 경우 해리가 오히려 잘 되지 않는다.
시판되는 식용식초 이외에, 출원인에 의해 개발된 폐음료로부터 얻어지는 해리용 식초를 사용할 수도 있는데, 이는 대한민국 등록특허 10-761782호에 개시되어 있다. 구체적으로, 당류를 포함하는 폐음료에 효모 및 세균류 중 선택된 어느 하나 이상으로 구성된 발효제를 폐음료 함량에 대하여 0.1~1중량% 투입하여 15~30℃에서 알코올발효시킨 후, 초산균을 폐음료 함량에 대하여 0.1~1중량% 투입하고 15~30℃에서 5일~10일 동안 숙성시켜 초산발효된 것이다. 이와 같은 과정을 거쳐 제조되는 식초는 폐음료에 대한 당류의 함량, 발효시간 등에 따라 농도가 다양하게 나올 수 있다. 초산 농도가 5~10%인 경우에는 폐지의 해리 공정에 그대로 적용할 수 있고, 이보다 더 높은 농도인 습윤강력지 해리용 식초의 경우에는 물로 희석하여 해리 공정에 사용할 수 있다.
식초는 전체 해리용 조성물 중 40 내지 60부피%로 포함하는 것이 해리속도 측면에서 유리하다.
본 발명의 해리용 조성물 중에는 식초와 함께 간수를 포함하는데, 간수는 고염(苦鹽)·노수라고도 한다. 소금을 제조할 때 부산물로서 얻을 수 있고, 또 조염(粗鹽)을 저장할 때, 그 조해작용(潮解作用)을 이용하여 얻을 수 있다. 성분은 염화마그네슘이 15∼19%, 황산마그네슘이 6∼9%, 염화칼륨이 2∼4%, 염화나트륨이 2∼6%, 브로민화마그네슘이 0.2∼0.4% 등으로 되어 있다.
간수가 흡수물품을 해리하는데 있어서 어떠한 작용을 통해 재펄프화에 유리한 영향을 주는 것인지 명확히 알 수는 없으나 일정량의 간수를 포함함에 따라 특히 기저귀 등과 같은 흡수물품을 재펄프화하는 데 있어서 미해리분의 함량을 최소화할 수 있다.
간수는 염도가 적어도 20%인 것일 수 있다.
간수는 전체 해리용 조성물 중 40 내지 60부피%로 포함하는 것이 해리속도 및 해리효율 측면에서 유리하다.
상술한 것과 같이 식초와 간수를 포함하는 해리용 조성물을 통해 위생용 흡 수물품을 해리하여 재펄프화하는 데 있어서 미해리분의 함량을 최소화할 수 있는데, 비용적인 측면에서 불리하나 효과적 측면에서 보다 유리하기는 간수 중 일부 양을 하이포아염소산나트륨(NaOCl) 수용액으로 대체하는 것일 수 있다.
하이포아염소산나트륨은 흡수물품에 포함된 습윤지력 증강용 수지 성분 중 폴리아미드에피클로로히드린(PAE)의 산화 및 할로겐화 반응을 통하여 폴리아미드에피클로로히드린(PAE)과 셀룰로오스의 강력한 화학결합을 약화시키는 작용을 한다. 따라서 하이포아염소산나트륨으로 분쇄된 흡수물품은 내수성이 감소되고, 물이 셀룰로오스로 흡수된다. 이러한 역할을 하는 하이포아염소산나트륨은 수용액으로서, 하이포아염소산나트륨을 10 ~ 12중량%로 포함하는 것이 바람직한데, 수용액 중 하이포아염소산나트륨의 농도가 12중량%를 초과할 경우에는 산성이 강해지는 문제가 있고, 10중량% 미만인 경우에는 해리의 속도가 정상적인 경우보다 느려지는 문제가 있기 때문이다. 본 발명의 해리용 조성물 중 하이포아염소산나트륨 수용액은 간수 총량을 기준으로 하여 40 내지 60중량%에 대항하는 양만큼으로 간수를 대체하여 포함하는 것이 가격적인 측면에서 유리하다.
이와 같은 해리용 조성물을 이용하여 폐 흡수물품을 해리하는 방법에는 각별히 한정이 있는 것은 아니나, 폐 흡수물품을 물에 침지시키는 1단계; 식초 및 간수(경우에 따라 하이포아염소산나트륨 수용액)를 포함하는 해리용 조성물을 가하여 침지된 폐 흡수물품을 해리시키는 제2단계로 구성된다. 보다 효율적으로는 폐 흡수물품을 물에 침지시키기 이전에, 폐 흡수물품을 파쇄하는 단계를 더 수행하는 것일 수 있다. 폐 흡수물품의 파쇄는 각별히 그 방법에 한정이 있는 것은 아니며, 파쇄기를 이용하여 수행할 수 있다.
폐 흡수물품을 물에 침지시키는 1단계에서는 바람직하게는 펄퍼(Pulper)의 임펠러(Impeller)를 가동시킨 후 물을 투입하고, 펄퍼에 물이 약 1/3 이상 공급이 되면 물과 함께 폐 흡수물품을 투입하고 이를 침지시킨다. 본 단계에서 폐 흡수물품을 침지시키기에 적절한 물의 함량은 폐 흡수물품 원료 100중량부에 대하여 800~1,200중량부인 것이 적정 밀도 및 점도를 맞추어 해리가 잘 될 수 있도록 할 수 있으며 운영비용 측면에서도 적절하다.
2 단계에서는 침지된 폐 흡수물품에 식초 및 간수를 포함하는 해리용 조성물(경우에 따라 하이포아염소산나트륨 수용액을 포함)을 첨가하여 해리시킨다. 원료 폐 흡수물품 100중량부당 해리 조성물의 양은 1 ~ 5 중량부가 바람직한데, 1중량부 미만인 경우에는 해리가 잘 되지 않고 시간이 지연되는 문제가 있고, 5중량부를 초과할 경우에는 해리속도가 더 이상 빨라지 않고 비용만 추가되는 문제가 있기 때문이다.
이하에서는 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 하기 실시예는 당업자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 제시하는 것으로서 본 발명의 보호범위가 이에 한정되는 것이 아님은 명백할 것이다.
이하의 실시예에서 폐 흡수물품의 해리정도 및 재펄프화율을 결정하기 위한 재생산 가능한 정량적 실험 방법은 미국 펄프제지공학회(TAPPI:Technical Association of Pulp and Paper Industry)에서 만들어 놓은 TAPPI method에 기재된 방법을 사용하였다.
폐 흡수물품으로는 기저귀 생산업체(유한킴벌리)로부터 구입한 폐 유아용 기저귀를 이용하였다.
실제 펄퍼에서 진행되는 섬유의 해리 여부를 실험실 수준에서는 해리기에서 진행하였다. 파쇄기에서 폐 유아용 기저귀를 직경 50mm 정도 되도록 파쇄하였다. 그 다음, 펄퍼(Pulper)의 회전수를 90,000rev 로 조정하고 임펠러(Impeller)를 가동시킨 후, 물 2,000리터를 투입하고, 파쇄된 유아용 기저귀 200kg을 침지시켰다. 다음, 침지된 유아용 기저귀를 탈수기를 통하여 물을 제거하고, 오뚜기 식품에서 제조한 식용양조식초(초산 농도 6-7중량%) 및 간수(염도 20% 이상), 경우에 따라 하이포아염소산나트륨수용액(카리화학 제품, 하이포아염소산나트륨 농도 10-12중량%)을 다음 표 1에 나타낸 혼합비로 혼합한 해리조성물을 3.6리터 넣은 후, 상술한 해리방법에 의해 해리시켰다.
기저귀의 해리 정도를 측정하기 위해서 미해리분과 여수도를 측정하였다. 미해리분의 측정은 해리된 지료를 슬롯 사이즈가 0.15mm인 소머빌 스크린(Somerville screen)을 통해 측정하였다. 조성된 지료의 농도를 측정하여 전건섬유를 스크린에 놓은 후 40분간 수돗물을 부어주면서 해리된 지료를 스크린을 통과시킨 후 스크린을 통과하지 못한 미해리 섬유를 다시 수집하여 그 함량을 측정하여 투입된 섬유의 양과의 비로 미해리분을 나타내었다. 여수도의 측정은 캐나다 여수도 측정기(Canadian freeness tester)를 통해 스크리닝 전과 후를 구별하여 TAPPI Standard T 227 om-92에 의거 CSF mL 단위로 측정하였다.
그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
| 하이포아염소산나트륨 수용액(부피%) | 식초 (부피%) |
간수 (부피%) |
미해리분(%) | 여수도 (mL CSF) |
|
| 실시예 1 | - | 40 | 60 | 0.5 | 295 |
| 실시예 2 | - | 50 | 50 | 0.4 | 290 |
| 실시예 3 | - | 60 | 40 | 0.2 | 289 |
| 실시예 4 | 25 | 50 | 25 | 0.1 | 287 |
상기 표 1의 결과로부터 기저귀의 해리를 위해 식초와 함께 간수를 병용하는 경우 미해리분 함량이 낮아 해리효과가 크게 증대됨을 알 수 있다.
한편 상기와 같이 얻어진 해리된 지료를 이용하여 종이를 제조하였다. 종이 제조시 사각수초지기를 이용하였으며 종이 1m × 1m 의 면적에 존재하는 섬유의 무게인 종이의 평량은 100 g/㎡ 으로 하였다. 이와 같이 제조된 종이에 대해 인장강도와 백색도를 측정하였다. 제조된 종이에 대한 인장강도의 측정은 인장강도 측정기(tensile tester)를 이용, TAPPI Standard T404에 의하여 인장강도를 측정하고, 측정된 인장강도를 종이의 평량으로 나누어 종이의 강도를 인장지수로 나타내었다. 백색도 측정기를 이용하여 TAPPI Standard T452 에 의하여 제조된 종이의 백색도를 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
| 인장지수(Nm/g) | 백색도(%) | |
| 실시예 1 | 56.88 | 77.89 |
| 실시예 2 | 56.97 | 78.20 |
| 실시예 3 | 56.98 | 78.32 |
| 실시예 4 | 57.00 | 78.53 |
상기 표 2의 결과로부터, 본 발명의 해리용 조성물을 사용하여 해리된 지료를 이용하여 종이를 제조했을 경우 종이의 인장강도는 증대되고 백색도의 변화가 거의 없었다.
Claims (4)
- 간수 40 내지 60부피%; 및초산을 5 내지 10중량%로 포함하는 식초 40 내지 60부피%를 포함하는 위생용 흡수물품 해리용 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 간수는 염도가 적어도 20%인 것인 위생용 흡수물품 해리용 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 하이포아염소산나트륨을 10 내지 12중량%로 포함하는 하이포아염소산나트륨 수용액을 간수 총량 중 40 내지 60중량%만큼을 대체하여 포함하는 위생용 흡수물품 해리용 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 위생용품은 기저귀, 요실금 패드 또는 애완동물용 위생패드인 것인 위생용 흡수물품 해리용 조성물.
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