KR20150122532A - 커피슬러지를 사용한 플라스틱 성형물의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커피슬러지를 충진물로 사용한 성형물의 제조방법에 관한 것으로, 특히 버려지는 커피슬러지를 재활용함과 동시에 성형물에 발향이 가능토록 하면서 사출성형시 수축팽창의 문제를 해소함으로서 성형성이 우수함은 물론 성형후의 분해속도를 높이도록 한 것이다.
이를 위하여 커피슬러지를 수거토록 하여 일정한 습을 함유한 상태로 1차 건조토록 한 후 건조된 커피슬러지를 혼합하고자 하는 플라스틱 원료와의 비중을 감안하여 일정한 입도로 걸려낸 이후에 이와 같이 일정한 입도로 걸러진 것들을 플라스틱 원료와 혼합토록 한 후 사출 또는 압출의 방식으로 성형토록 한 것이다.
또한 이와 같이 건조된 커피슬러지를 1차로 플라스틱과 1차로 컴파운딩 하여 입자상으로 성형토록 한 후 사출이나 압출성형시 플라스틱 원료와 혼합토록 하여 성형 함으로서 원하는 강도 및 균일성을 얻을 수 있게 되는 것이다.

Description

커피슬러지를 사용한 플라스틱 성형물의 제조방법 {Sludge of coffee}

본 발명은 커피슬러지를 충진물로 사용한 성형물의 제조방법에 관한 것으로, 특히 버려지는 커피슬러지를 재활용함과 동시에 성형물에 발향이 가능토록 하면서 사출성형시 수축팽창의 문제를 해소함으로서 성형성이 우수함은 물론 성형후의 분해속도를 높이도록 한 것이다.

현재 플라스틱을 사용한 사출성형 또는 압출성형 등은 용융된 플라스틱을 인젝션하거나 밀어냄으로서 일정한 금형내에서 원하는 형상을 얻게 되는데 이럴 경우에는 용융된 플라스틱을 냉각토록 하기 위한 냉각수단이 구비되어진다.

그러나 이렇게 냉각수단에 의하여 냉각될 경우에도 완전한 냉각이 이루어진 상태가 아니기 때문에 대부분 소성상태에서 금형에서 성형물을 탈리하게 되는데 이대 소성상태에서 탈리할 경우에 팽창된 상태이기 때문에 각별한 주의가 필요하다라는 것이고, 이런 상태에서 금형에서 탈리된 성형물은 수축을 계속하게 됨으로 성형물의 형태변형에 대한 문제점이 발생된다라는 것이다.

따라서 이러한 성형물의 수축방지를 위하여 대부분 충진제를 사용하게 되는데 이러한 충진제의 대부분은 석분이 사용됨으로 금형등에 많은 손상을 유발토록 한다라는 것이고, 이러한 충진물은 또 다른 원가상승의 유발원인이 된다라는 것이다.

따라서 최근에는 목분을 충진제로 사용하여 성형물을 성형하고 있는데 이러한 목질은 비중이 플라스틱 원료보다 상대적으로 상당히 낮아 성형을 위하여는 반드시 선가공(콤파운딩)이 요구된다라는 것이어서 실질적인 성형에 추가적인 비용이 발생된다라는 것이고, 이러한 목분의 입자가 단단하기 때문에 일정한 크기로 선별할 경우에 미세입자등으로 인하여 목분이 성형물에 균일하게 분포되어지지 못하게 되는 어려움이 존재하게 되는 것이다.

한편 현재 성인들이 가장 손쉽게 또한 간편하게 선호하는 음료중에서 커피가 차지하는 비중은 상당히 높은 것이고, 특히 최근에는 원두를 사용하여 드립이나 더치방식의 내려마시는 커피가 최근의 트랜드이기 때문에 이로 인하여 발생되는 커피슬러지 또한 무한대로 발생하게 되어 이러한 것들의 처리에도 많은 문제점이 발생한다라는 것이다.

따라서 이러한 커피슬러지의 대부분은 가정에서는 고유의 향으로 인하여 냉장고나 신발장 등의 탈취를 위한 용도로 사용되어지고, 그후에는 그냥 버려진다라는 것이고, 이러한 것들이 잘못보관될 경우에는 습에 의한 부폐의 원인이 된디라는 것이다.

따라서 이러한 버려지는 커피슬러지를 재활용하기 위한 수단이 강구되었던 것이고, 이를 위하여 최근에는 탄성고무칩에 커피슬러지를 혼합하여 제조하는 것이 제안되고 있으나 이러한 것은 단지 혼합에 불과하고 이러한 탄성고무칩의 용도가 극히 제한적이기 때문에 실질적으로 원하는 정도로 재활용되지 못한다는 것이다.

등록특허공보 등록번호 10-1381158호(2014. 4. 4일 공고)

따라서 본 발명에서는 커피슬러지를 활용하여 플라스틱의 사출이나 압출성형이 충진물로 사용함으로서 성형물에 방향은 물론 수축팽창이 거의 없어 성형의 용이성은 물론 커피슬러지의 섬유질로 인하여 폐기할 경우에도 분해가 용이토록 되는 것이다.

이를 위하여 커피슬러지를 수거토록 하여 일정한 습을 함유한 상태로 1차 건조토록 한 후 건조된 커피슬러지를 혼합하고자 하는 플라스틱 원료와의 비중을 감안하여 일정한 입도로 걸려낸 이후에 이와 같이 일정한 입도로 걸러진 것들을 플라스틱 원료와 혼합토록 한 후 사출 또는 압출의 방식으로 성형토록 한 것이다.

또한 이와 같이 건조된 커피슬러지를 1차로 플라스틱과 1차로 컴파운딩 하여 입자상으로 성형토록 한 후 사출이나 압출성형시 플라스틱 원료와 혼합토록 하여 성형 함으로서 원하는 강도 및 균일성을 얻을 수 있게 되는 것이다.

따라서 커피슬러지가 건조된 상태에서도 일정한 습에 의하여 일정한 비중을 보유하게 되고, 이로 인하여 건조된 커피슬러지가 팽윤된 상태에서 플라스틱 원료와 용용되면서 혼합될 경우에 플라스틱 원료의 수축과 팽창을 완충토록 하면서 성형된 이후에 냉각과정에서 발생되는 소성상태에서도 수축이나 팽창이 거의 없게 되어 금형에서의 탈리시 탈리가 용이하게 되는 것이고, 탈리된 상태에서의 소성상태에서 완전한 냉각과정에서도 형태의 변화가 발생되지 않게 되는 것이다.

또한 버려지는 커피슬러지를 재활용토록 함은 물론 이러한 커피의 고유향이 성형물에서 장시간 지속되어짐으로 다양한 인테리어용으로 성형물을 사용할 경우에는 것이다.

도1은 본 발명의 제조과정을 도시한 블럭도,
도2는 본 발명의 성형물의 성형후의 탈리과정에서의 소성상태도.
도3은 종래의 성형물의 성형후의 소정상태도.

이하 첨부도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 본 발명의 성형물은 금형을 사용하여 성형하게 되는 사출이나 압출에 의하여 성형되어지는 것이 가장 우수한 효과를 나타내는 것이고, 공기를 주입하여 용융된 수지를 팽창토록 하는 팽창되는 용융된 수지가 금형의 내벽에 부착되면서 성형되는 브로우 성형에서는 사출이나 압출성형보다는 효과가 떨어지는 것이다.

그러나 부로우 성형에서도 커피슬러지의 함량을 최소로 할 경우에는 일반적인 부로우 성형에서도 커피향의 발향이 가능토록 성형이 가능한 것이고 수축이나 팽창의 오차범위가 줄어들게 되는 것이다.

그러나 사출이나 압출과 같이 금형에서 탈리할 경우에 외력을 가하는 것에 비하여는 그 사용의 효과가 떨어지는 것이지만 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이다.

또한 본 발명에서의 조성성분은 버려지는 커피슬러지와 플라스틱 원료(레진)를 사용하는 것이고, 상기 플라스틱 원료는 열가소성수지와 열경화성 수지 모두에 적용가능한 것이다.

본 발명에서의 커피슬러지는 원두를 갈아서 드립이나 더치방식으로 커피를 내림토록 한 슬러지를 수거토록 하여 사용하는 것이고, 수거된 커피슬러지에 포함된 이물질 등을 걸러내기 위하여 1차로 이물질을 제거토록 하는 것이다.

본 발명에서의 이물질 제거를 위한 방법은 수거된 커피슬러지를 상온의 물에 담가 서서히 휘저으면서 부상되어지는 것을 오버플러워 상태로 1차로 제거토록 한 후 다시 2차로 바닥에 가라앉는 것을 제거토록 하는 것이다.

따라서 이물질이 제거된 상태에서는 순수한 원두에 대한 커피슬러지만을 얻게 되는 것이다.

이와 같은 상태에서 대략적으로 물기를 제거토록 한 후 건조토록 하는 것이다.

이때의 건조는 플라스틱 원료와 혼합하여 사용가능한 상태로 갈아주기 용이토록 하기 위한 건조이다.

본 발명에서는 앤드밀이나 믹서 등을 사용하여 가공토록 하는 것이고, 가공된 상태에서 걸름수단을 사용하여 일정한 입도를 얻게 되는 것이다.

그후 일정한 입도를 갖는 커리슬러지를 일정한 습도를 갖도록 건조토록 하는 것이다.

본 발명에서의 건조의 방법으로는 챔버내에서 강한 바람으로 부상토록 한 후 열을 가하면서 습을 제거토록 하는 것이다.

이와 같이 건조된 것은 일정한 크기의 입도를 갖게 되는 것이고, 그 상태에서 분말상의 플라스틱 원료와 혼합하여 성형하게 되는 것이다.

이러한 성형시에는 커리슬러지와 분말상의 플라스틱 원료가 균일하게 혼합토록 하기 위하여 교반기를 사용하여 일정한 비율로 혼합토록 한 후 호퍼에서 투입되어 사용되어지는 것이다.

따라서 성형시 커피슬러지와 혼합된 분말상의 플라스틱 원료가 용융되면서 성형물을 구현할 경우에 일정한 입도를 갖는 커피슬러지가 용융된 플라스틱 원료와 균일하게 혼합되면서 일정한 성형물을 구현하게 되는 것이다.

이와 같이 성형된 상태에서 금형내에서 냉각과정을 거치게 되면서 건조된 커피슬러지에 용융된 플라스틱 원료가 함침되어지면서 용융된 수지가 냉각과정에서 수축될 경우에 수축의 정도를 미세하게 유도하면서 금형에서의 탈리가 용이하게 되는 것이다.

본 발명에서 건조되어 일정한 입도를 갖는 커피슬러지를 분말상의 플라스틱 원료와 혼합하여 사용할 경우에는 플라스틱 분말의 입도에 근접할 정도로 갈아서 사용하게 되는 것이 가장 좋은 효과를 나타내게 되는 것이다.

그러나 이러한 분망상의 가공이 어려울 경우에는 건조된 커피슬러지를 분말상의 플라스틱 원료와 일정한 입자상으로 1차 가공(컴파운딩)할 경우에는 분말상의 플라스틱 원료보다 입자가 큰 것을 사용할 경우에도 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이다.

또한 커피슬러지를 분말상의 플라스틱 원료와 직접혼합하여 성형할 경우에는 성형된 이후에 수축이 이루어지지 않은 범위로는 건조된 커피슬러지를 최소 40중량%로 하고 최대 90중량%까지 사용할 경우에도 사출이나 압출등의 성형이 가능한 것이다.

또한 본 발명에서 사용되는 커피슬러지에서의 습의 함량은 3~5%정도 함유토록 하는 것이 본 발명의 충진제로 사용되는 건조된 커피슬러지에서 용융된 수지와 혼합될 경우에 적정한 팽윤상태를 유지하게 되는 것이고, 이러한 상태에서 성형후의 수축이나 팽창이 거의 발생되지 않게 되는 것이다.

10:성형물

Claims (4)

1. 이물질이 제거되어 진 원두의 슬러지만을 건조챔버내에서 건조하여 일정한 입도를 갖는 커피슬러지와
   상기 커피슬러지와 혼합되어지도록 비슥한 입도를 갖는 분말상의 플라스틱 원료를 혼합하여 용융토록 하여 성형물로 성형되어지는 커피슬러지를 사용한 플라스틱 성형물의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 커피슬러지는 습의 함유량이 3~5%인것을 사용하는 커피슬러지를 사용한 플라스틱 성형물의 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 커피슬러지는 플라스틱 원료와 혼합될 경우에 최소 40중량과 최대 90%중량을 사용하는 커피슬러지를 사용한 플라스틱 성형물의 제조방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 커피슬러지를 1차로 플라스틱 원료와 컴파운딩하여 입자상으로 구현한 후 입자상으로 구현된 플라스틱 원료와 적정량을 혼합하여 사용하는 커피슬러지를 사용한 플라스틱 성형물의 제조방법.
   

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