KR20220112873A - 헤미셀룰로오스를 이용한 생분해성 플라스틱의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 생분해성 플라스틱 - Google Patents

헤미셀룰로오스를 이용한 생분해성 플라스틱의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 생분해성 플라스틱 Download PDF

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Abstract

본 발명은 헤미셀룰로오스를 이용한 생분해성 플라스틱의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 생분해성 플라스틱에 관한 것으로, 종이 또는 펄프의 제조공정에서 발생되는 헤미셀룰로오스를 이용함으로써 이산화탄소 배출량을 줄이고 기존의 석유유래 플라스틱을 대체함으로써 환경오염 문제를 해결할 수 있으며, 셀룰로오스 표준물질 대비 70% 이상의 생분해도를 나타내고 식품포장재로 안전한 생분해성 플라스틱을 제공할 수 있다.

Description

헤미셀룰로오스를 이용한 생분해성 플라스틱의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 생분해성 플라스틱{METHOD FOR PREPARING BIODEGRADABLE PLASTIC USING HEMICELLULOSE AND BIODEGRADABLE PLASTIC USING THE SAME}
본 발명은 헤미셀룰로오스를 이용한 생분해성 플라스틱의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 생분해성 플라스틱에 관한 것으로, 보다 상세하게는 헤미셀룰로오스, 바이오매스 및 범용수지를 이용한 생분해성 플라스틱의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 생분해성 플라스틱에 관한 것이다.
수목, 대나무, 풀 등의 식물에서 추출되는 헤미셀룰로오스는 식물의 세포막을 구성하는 다당류로서, 비정질성, 고유동성, 생분해성 등의 물성이 뛰어나 다양한 상업분야에 응용할 수 있을 것으로 예상된다.
한편, 나무는 전 세계에 18억 톤 존재하며, 그 부피의 약 30%를 차지하는 성분인 헤미셀룰로오스는 현재까지 용도를 발견하지 못해 거의 전량이 연료 또는 불필요물로 연소되어 이산화탄소를 발생시키며 처리에도 상당한 비용이 소요된다.
따라서, 이러한 막대한 헤미셀룰로오스 자원을 바이오플라스틱으로 활용함으로써 이산화탄소 배출량을 줄이고 기존의 석유 유래 플라스틱을 대체함으로써 해양 플라스틱 쓰레기 문제를 비롯한 환경오염 문제를 해결하는 등 큰 효과를 기대할 수 있다.
목재의 3대 주성분은 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌이며, 기존의 종이, 펄프 제조공정 및 제조설비에서 목재를 분해하여 셀룰로오스를 얻는 과정에서 헤미셀룰로오스가 추출된다. 이에 본 발명자들은 이러한 식물 유래 헤미셀룰로오스를 활용할 수 있는 생분해성 플라스틱의 제조방법을 개발하고 그 효능을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
한국 등록특허공보 제10-1924813호 (2018.12.04. 공고)
본 발명의 목적은, 헤미셀룰로오스를 이용한 생분해성 플라스틱의 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 상기의 헤미셀룰로오스를 이용한 생분해성 플라스틱의 제조방법을 이용하여 제조된 생분해성 플라스틱을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 이하의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 헤미셀룰로오스, 바이오매스 및 범용수지를 포함한 바이오매스 복합원료를 예비분쇄하고, 혼합 및 가소화하는 1차 배합단계; 및 상기 1차 배합단계에서 제조된 물질에 산화생분해제를 혼합하고, 혼련 및 압출하는 2차 배합단계; 를 포함하는, 생분해성 플라스틱의 제조방법을 제공한다.
상기 1차 배합단계의 헤미셀룰로오스는 종이 또는 펄프 제조공정에서 발생되는 것 일 수 있다.
상기 1차 배합단계의 바이오매스는 왕겨, 목분, 밀겨 및 전분 중 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 바이오매스 복합원료는 헤미셀룰로오스 5 ~ 15 중량%, 바이오매스 20 ~ 40 중량%, 폴리프로필렌 20 ~ 40 중량%, HDPE 10 ~ 30 중량%, MAPP 4 ~ 8 중량%, PE-WAX 1 ~ 3 중량%, ST-ZN 1~3 중량%를 포함할 수 있다.
상기 혼합 및 가소화는 예비분쇄한 바이오매스 복합원료를 교반 및 분쇄하고, 상기 교반 및 분쇄를 통해 바이오매스 복합원료의 온도가 상승하여 수증기가 발생하고 혼련이 이루어지는 것 일 수 있다.
상기 복합원료의 온도는 180 내지 220 ℃ 까지 상승하는 것 일 수 있다.
상기 산화생분해제는 무기필러 10 ~ 20 중량%, 생분해 촉매제 0.1 ~ 1.0 중량%, 바인더 수지 60 ~ 95 중량%, 자동산화제 1 ~ 2 중량%, 윤활제 1.0 ~ 3.0 중량%, 금속이온 활성화제 0.1 ~ 1.0 중량%를 포함할 수 있다.
상기 바이오매스 복합원료와 산화생분해제의 혼합 중량비는 98:2 ~ 99.5:0.5 일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 상기 생분해성 플라스틱 제조방법으로 제조된, 생분해성 플라스틱을 제공한다.
상기 생분해성 플라스틱을 셀룰로오스 표준물질 대비 70% 이상의 생분해도를 나타내고, 식품포장재로 안전한 것 일 수 있다.
본 발명의 생분해성 플라스틱의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 생분해성 플라스틱에 따르면, 종이 또는 펄프의 제조공정에서 발생되는 헤미셀룰로오스를 이용함으로써 이산화탄소 배출량을 줄이고, 기존의 석유유래 플라스틱을 대체함으로써 환경오염 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 생분해성 플라스틱의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 생분해성 플라스틱에 따르면, 셀룰로오스 표준물질 대비 70% 이상의 생분해도를 나타내고, 식품포장재로 안전한 생분해성 플라스틱을 제공하는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 배합단계에 사용될 수 있는 혼합 가소화 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화생분해제 마스터배치 생산 공정의 개략도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 헤미셀룰로오스, 바이오매스 및 범용수지를 포함한 바이오매스 복합원료를 예비분쇄하고, 혼합 및 가소화하는 1차 배합단계; 및 상기 1차 배합단계에서 제조된 물질에 산화생분해제를 혼합하고, 혼련 및 압출하는 2차 배합단계; 를 포함하는 생분해성 플라스틱의 제조방법을 제공한다.
1차 배합단계
본 발명의 1차 배합단계는 헤미셀룰로오스, 바이오매스 및 범용수지를 포함한 바이오매스 복합원료를 예비분쇄하고, 혼합 및 가소화하는 단계이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 배합단계에 사용할 수 있는 혼합 가소화 장치를 나타낸 것이다.
상기 예비분쇄는 혼합 가소화 장치에 헤미셀룰로오스, 바이오매스 및 범용수지를 포함한 바이오매스 복합원료를 투입하고 이를 예비분쇄하는 것이다.
상기 헤미셀룰로오스는 종이 또는 펄프 제조공정에서 발생되는 것 일 수 있다.
상기 바이오매스는 왕겨, 목분, 밀겨 및 전분 중 선택된 하나 이상일 수 있다. 본 발명에 있어서, 전분계 바이오매스는 식물체에서 유래하는 전분계 바이오매스 일 수 있으며, 구체적으로는, 옥수수전분, 감자전분, 고구마전분, 카사바 전분, 이들의 변성 전분일 수 있고, 예를 들면, 산화 전분, 양이온 전분, 크로스링키지 전분, 전분 에스테르, 이들의 결합물에서 선택되는 전분일 수 있고, 또는, 식물 종자, 줄기, 뿌리, 잎을 분쇄한 가루로서, 예를 들면, 밀가루, 옥수수가루, 쌀가루, 찹쌀가루, 감자가루, 고구마가루, 카사바가루, 이들의 결합물에서 선택되는 식물가루일 수 있다. 본 발명에 있어서, 셀룰로오스계 바이오매스는 식물체에서 유래하는 식물섬유계 바이오매스일 수 있으며, 구체적으로는, 나무섬유, 면섬유, 풀섬유, 갈대섬유, 대나무섬유, 이들의 변성물일 수 있고, 예를 들면, 카르복실메틸셀룰로오스, 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 에테르, 및 그들의 결합물에서 선택될 수 있다.
상기 범용수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 플로스타이렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 폴라카보네이트, 폴리염화비닐리덴 등을 1종 이상 사용할 수 있으며, 그 중 폴리프로필렌이 가장 바람직하다.
상기 바이오매스 복합원료에는 HDPE(high-density polyethylene), MAPP(maleic anhydride polypropylene), PE-WAX(polyethylene wax), ST-ZN(zinc stearate)을 더 첨가할 수 있다. 상기 바이오매스 복합원료는 헤미셀룰로오스 5 ~ 15 중량%, 바이오매스 20 ~ 40 중량%, 폴리프로필렌 20 ~ 40 중량%, HDPE 10 ~ 30 중량%, MAPP 4 ~ 8 중량%, PE-WAX 1 ~ 3 중량%, ST-ZN 1~3 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 무수마레인산 변성 폴리프로필렌(MAPP)을 첨가제로 배합하여 제조된 바이오매스 복합원료는, 탄성률과 강도가 폴리프로필렌(PP)보다 향상되어 바이오매스의 복합화 효과를 충분히 나타낼 수 있다.
상기 혼합 및 가소화는 상기 예비분쇄한 바이오매스 복합원료를 교반 및 분쇄하고, 상기 교반 및 분쇄를 통해 바이오매스 복합원료의 온도가 상승하여 수증기가 발생하고 혼련이 이루어지는 것이다.
예비분쇄된 바이오매스 복합원료를 교반 및 분쇄하면 재료온도가 상승해 수증기가 발생한다. 상기 혼합된 재료를 계속 교반하면서 시간이 경과되면 재료의 온도가 급격히 상승하여 혼련이 이루어져 가소화 및 복합화가 이루어진다.
즉, 혼합 가소화 장치에서 고속충돌분쇄 및 교반으로 재료의 온도가 상승하여 헤미셀룰로오스와 바이오매스 내의 수분으로부터 고온, 고압 수증기가 발생되고, 이 고온, 고압 수증기로 인하여 바이오매스 복합원료 성분의 변성과 범용수지에 대한 용해성의 향상되어, 바이오매스 복합원료를 복합화할 수 있다. 상기 복합원료의 온도는 180 내지 220 ℃ 까지 상승하는 것이 바람직하다. 이 온도의 범위를 벗어나는 경우 바이오매스 복합원료의 가소화, 복합화가 잘 일어나지 않는 문제가 발생할 수 있다.
1차 배합단계를 포함하는 본 발명의 생분해성 플라스틱 제조방법은, 1차 배합단계 없이 바로 이축압출기를 사용하여 생분해성 플라스틱을 제조하는 것에 비해, 바이오매스 재료의 미분쇄, 고도의 건조, 제조 시 바이오매스 소재의 열 열화, 충전량의 제한의 장점이 있다. 기존의 방식대로 1차 배합단계 없이 이축압출기의 사용시 탄화 및 미건조 발생이 빈번하나, 1차 배합단계를 거치면 바이오매스 재료의 미분쇄가 되어 분산이 용이하고, 별도의 제습건조장치가 없어도 바이오매스의 통상수분함량 8%를 건조시키며 1차 배합단계로 인해 다종간의 결합이 일어나서 2차 배합단계의 이축압출기에서 보다 용이한 생산이 가능해진다. 1차 배합단계 없이 생분해성 플라스틱을 제조하는 경우, 헤미셀룰로오스 및 바이오매스 함량을 20 ~ 35 중량% 수준으로 포함할 수 있으나, 1차 배합단계를 포함하는 본 발명의 경우 헤미셀룰로오스 및 바이오매스 함량을 40 ~ 60 중량% 수준으로 높일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 1차 배합단계는 헤미셀룰로오스, 바이오매스 및 범용수지를 포함하는 바이오매스 복합원료를 2차 배합단계 전에 처리하여 반결합 상태로 만들어, 기존의 2차 배합단계로만 처리하는 생분해성 플라스틱 제조방법의 문제점들을 해소할 수 있다.
산화생분해제
본 발명의 2차 배합단계에 혼합되는 산화생분해제는 표 1에 나타낸 바와 같이 무기필러 10 ~ 20 중량%, 생분해 촉매제 0.1 ~ 1.0 중량%, 바인더 수지 60 ~ 95 중량%, 자동산화제 1.5 중량%, 윤활제 1.0 ~ 3.0 중량%, 금속이온 활성화제 0.1 ~ 1.0 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 무기필러로 탄산칼슘 또는 탈크(활석)를 사용할 수 있고, 산화분해 보조 역할 및 필러 역할을 한다.
상기 생분해 촉매제로는 아세틸계 금속염을 이용할 수 있고, 그 예로는 Al, Fe, Ni의 금속염이 있다. 금속염에 포함된 금속이온 과산화물과 산화환원반응을 반복하여 에너지를 생성시키며, 이 에너지로 인해 라디칼 반응이 시작된다. 이 반응에 의해 고분자의 탄소사슬이 절단되고 산화분해 작용이 일어나서 고분자를 저분자화 된다.
상기 바인더 수지로는 선형 저밀도 폴리에틸렌(Linear low density polyethylene, LLDPE)을 사용하는 것이 바람직하다
상기 자동산화제는 불포화 지방산 중에서 이중결합을 가진 올레산, 리놀레산을 다량 함유한 대두를 사용하였으며, 열, 빛 등이 촉매작용을 하여 이중결합을 끊어 에너지를 발생시키고, 발생된 에너지는 고분자 수지의 결합을 끊어서, 분해를 가속화하고 열분해 및 광분해를 연쇄적 반응에 의해 촉진하는 역할을 한다.
상기 금속이온 활성화제로는 구연산, 말레산 등이 사용될 수 있고, 금속이온 활성화제는 절단시킨 고분자 말단기에 염기를 결합시키기 위한 중간체 역할 및 분해제 역할을 하게 되어 분자량이 저하된 고분자의 재결합 방지 및 산화분해 촉진작용을 수행한다.
상기 윤활제로는 왁스를 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들면 파라핀 왁스, PE 왁스 등이 있다.
구분 중량% 물질
무기필러 10 ~ 20 CaCO3, Talc
생분해 촉매제 0.1 ~ 1.0 Metal salt: Al, Fe, Ni
바인더 수지 60 ~ 95 Linear low density polyethylene (LLDPE)
자동산화제 1.5 Unsaturated fatty acid
윤활제 1.0 ~ 3.0 Waxes
금속이온 활성화제 0.1 ~ 1.0 Organic acids (Malic acid, Citric acid, etc.)
2차 배합단계
본 발명의 2차 배합단계는 1차 배합단계에서 제조된 물질에 산화생분해제를 혼합하고, 혼련 및 압출하는 단계이다.
상기 2차 배합단계는 이축스크류 혼련 압출기를 이용할 수 있다. 1차 배합단계에서 제조된 물질을 이축스크류 혼련 압출기 내의 건식 드라이 건조장치에 투입하여 바이오매스 원료에 남아 있는 수분을 한번 더 건조할 수 있으며, 수분 함량은 0.3 PPM 이내로 관리하는 것이 바람직하다.
이축스크류 혼련압출기를 사용하는 경우, 헤미셀룰로오스, 바이오매스, 범용수지, HDPE 등의 바이오매스 복합원료 복합화되어 용융점도가 상승하면 스크류 모터의 토크를 조절할 수 있다.
상기 바이오매스 복합원료와 산화생분해제의 혼합 중량비는 99.5:0.5 ~ 98:2 일 수 있다. 산화생분해제의 중량비가 0.5 중량% 미만이면 생분해가 늦어지고, 2 중량% 초과하면 유통 중에도 생분해되어 사용하기 어려운 문제가 있을 수 있다.
바이오매스 복합원료와 산화생분해제와 관련된 구체적인 설명은 상기 기술된 내용과 중복되므로 생략한다.
본 발명은 상기 생분해성 플라스틱의 제조방법으로 제조된 생분해성 플라스틱을 제공한다.
상기 생분해성 플라스틱은 셀룰로오스 표준물질 대비 70% 이상의 생분해도를 나타내고, 식품포장재로 안전한 것 일 수 있다.
본 발명의 생분해성 플라스틱 내의 헤미셀룰로오스 및 바이오매스 함량은 40 ~ 60 중량% 일 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
<1차 배합>
예비분쇄: 표 2로 나타낸 바이오매스 복합원료를 장치에 투입하고 서서히 회전수를 올려 2,700 rpm 에서 120 초간 교반하여 왕겨를 예비분쇄 하였다.
혼합 및 가소화: 다시 회전수를 올려 2,700 rpm 에서 계속 교반하여, 재료가 분쇄되고 재료 온도가 상승하여 수증기가 발생하였다. 시간이 경과되면 재료의 온도가 급격히 상승하여 혼련이 이루어졌고, 그 후 재료를 배출하는데 이 때 재료의 온도는 200 ℃ 이었다. 소요시간은 60 내지 70 초로 수행하였다(재료 상태에 따라 달라질 수 있음).
물질명 구성비(%)
헤미셀룰로오스 10
바이오매스 30
PP 30
HDPE 20
MAPP 6
PE-WAX 2
ST-ZN 2
계 100
<산화생분해제 제조>
먼저 무기 필러(1T CaCO3) 15 중량%, 과산화물(CYASORB) 1 중량%, 생분해 촉매제인 제2철 이온 0.5 중량%, 이중결합을 가진 자동산화제로 불포화지방산(Soybean oil) 1 중량%, 왁스(LC-102N) 2 중량%, 그리고 금속이온 활성화제로 유기산(Ctiric acid) 0.5 중량% 및 바인더 수지(UL814) 80 중량%를 믹서에 투입한 다음 500 rpm 으로 100±10 ℃ 에 도달할 때까지 혼합 및 수분건조를 수행하였다. 다이 직경 58 mm, L/D 40:1, 스크류 니딩존 3개, 리버스 존 2개인 압출성형기(JTE-58HS, tween extruder)를 이용하여 배럴 온도 170 ℃, 스크류 회전속도 800 rpm으로 스트랜드를 제조하였고, 수분 재흡수 문제 방지를 위해 공랭식으로 냉각한 다음, 이를 2 ~ 3 mm 크기로 커팅하여 산화생분해제 마스터 배지를 제작하였다.
<2차 배합>
1차 배합단계에서 제조된 물질을 이축스크류 혼련압출기의 건식드라이 건조장치에 투입하고, 100 ℃, 40 rpm 에서 6 ~ 8시간 혼련하였다. 이 때 다시 한번 바이오매스 복합원료에 남아 있는 수분을 건조하게 되는데, 수분의 함량을 0.3 PPM 이내로 관리하였다.
상기 바이오매스 복합원료 99 중량% 및 산화생분해제 1 중량%를 혼합하고, 혼련 및 압출하였다.
실험예 1: 물성평가
상기 실시예 1에서 제조된 생분해성 플라스틱에 대하여 아래 표 3과 같이 물성을 측정하고 그 결과를 얻었다. 사출성형용 PP(롯데캐미칼 J-120C)을 대조군으로 동일한 물성을 측정하였다.
물성측정항목 측정방법 단위 PP 실시예 1
용융지수 ASTM D1238 g/10min 2.1 3.2
밀도 ASTM D792 g/cm3 0.9 1.2
항복점응령 ASTM D638 kgf/cm2 370 450
파단점신율 ASTM D638 % <100 <120
굴곡탄성율 ASTM D790 kgf/cm2 17,000 25,000
Izod 충격강도 (23 ℃) ASTM D256 Kgfㆍcm/cm 50 80
열변형온도(4.6 kgf/cm2) ASTM D648 ℃ 125 105
실험예 2: 생분해성도 평가
상기 실시예 1에서 제조된 생분해성 플라스틱에 대해, 시험기간 45일, KS M ISO 148855-1 의 방법으로 생분해도를 측정하였고, 그 결과를 표 4로 나타내었다. 표 4에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 생분해성 플라스틱은 셀룰로오스 표준물질 대비 77.5 % 의 생분해도를 나타냄을 검증하였다.
구분 이산화탄소 방출량에 의해 계산한 평균 생분해도 (%) 시험기간 (일) 관찰사항
실시예 1 59.8 45 접종원의 함수율, 색깔, 냄새 등 특이사항 없음
표준물질(셀룰로오스) 77.2 45
표준물질 대비 실시예 1 물질의 생분해도 (%) 77.5
실험예 3: 식품포장재로서의 제품 안전성 평가
한국식약처 식품공전의 기구 및 용기·포장의 기준·규격 중 합성수지제 시험 방법에 의거하여 식품포장재로서의 적합성 여부를 판정하였다. KFDA의 규정에 따라 중금속 함량(mg/L) 측정과 용출실험을 하였고, 그 결과를 표 5에 나타내었다. 표 5에서 볼 수 있듯이, 중금속인 Pb, Cd, Hg, Cr6+ 및 용출시험결과 Pb, 과망간산칼륨, 총 용출량이 기준치 이하로 규격기준에 적합하여 식품포장재로 사용에 문제가 없음을 확인할 수 있었다.
구분 단위 결과 기준
중금속 함량 Lead(Pb) mg/kg < 10 ≤ 100
(Summation of Pb, Cd, Hg, Cr6+)
Cadmuim(Cd) < 10
Mercury(Hg) < 10
Chrome(Cr6+) < 10
용출시험 Lead(Pb) mg/L < 1 < 1
Potassium permanganate consumption < 10 < 10
Total Extraction < 10 < 10
지금까지 본 발명에 따른 생분해성 플라스틱의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 생분해성 플라스틱에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지고, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 헤미셀룰로오스, 바이오매스 및 범용수지를 포함한 바이오매스 복합원료를 예비분쇄하고, 혼합 및 가소화하는 1차 배합단계; 및
    상기 1차 배합단계에서 제조된 물질에 산화생분해제를 혼합하고, 혼련 및 압출하는 2차 배합단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    생분해성 플라스틱의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    1차 배합단계의 헤미셀룰로오스는 종이 또는 펄프 제조공정에서 발생되는 것을 특징으로 하는,
    생분해성 플라스틱의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    1차 배합단계의 바이오매스는 왕겨, 목분, 밀겨 및 전분 중 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는,
    생분해성 플라스틱의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 바이오매스 복합원료는
    헤미셀룰로오스 5 ~ 15 중량%, 바이오매스 20 ~ 40 중량%, 폴리프로필렌 20 ~ 40 중량%, HDPE 10 ~ 30 중량%, MAPP 4 ~ 8 중량%, PE-WAX 1 ~ 3 중량%, ST-ZN 1~3 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    생분해성 플라스틱의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 혼합 및 가소화는
    예비분쇄한 바이오매스 복합원료를 교반 및 분쇄하고,
    상기 교반 및 분쇄를 통해 바이오매스 복합원료의 온도가 상승하여 수증기가 발생하고 혼련이 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    생분해성 플라스틱의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복합원료의 온도는 180 내지 220 ℃ 까지 상승하는 것을 특징으로 하는,
    생분해성 플라스틱의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 산화생분해제는
    무기필러 10 ~ 20 중량%, 생분해 촉매제 0.1 ~ 1.0 중량%, 바인더 수지 60 ~ 95 중량%, 자동산화제 1 ~ 2 중량%, 윤활제 1.0 ~ 3.0 중량%, 금속이온 활성화제 0.1 ~ 1.0 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    생분해성 플라스틱의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 바이오매스 복합원료와 산화생분해제의 혼합 중량비는 98:2 ~ 99.5:0.5 인 것을 특징으로 하는,
    생분해성 플라스틱의 제조방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는,
    생분해성 플라스틱.
  10. 제9항에 있어서,
    셀룰로오스 표준물질 대비 70% 이상의 생분해도를 나타내고,
    식품포장재로 안전한 것을 특징으로 하는,
    생분해성 플라스틱.
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