KR20230132323A - 폐플라스틱을 사용한 워터 배리어 특성이 향상된 강화 생분해 플라스틱 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 전체 폐플라스틱 혼합물 100 중량부에 대해서, 폐플라스틱 50 내지 75 중량부, 자연유래 보강재 10 내지 20 중량부, 유화제 중량부 10 내지 35 중량부 및 분해촉진제 3 내지 10 중량부를 포함하고, 상기 폐플라스틱은 PET, EPS, PS, PP, LDPE, HDPE 및 PVC 중 하나 이상이 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 혼합물에 관한 것이다.
본 발명은 혼합 생활 폐플라스틱의 인장 및 압축 강도가 뛰어날 뿐만 아니라 수분 투과성도 낮아, 주위 날씨나 환경에 의해 쉽게 손상되지 않는 우수한 품질의 플라스틱 블록의 제조가 가능하고, 폐플라스틱을 재활용하여 블록을 제조하므로, 점점 늘어나는 추세의 폐플라스틱의 활용을 극대화시키되, 공정 편의성을 극대화할 수 있어, 경제성을 도모함과 동시에 환경 보호를 도모할 수 있고, 플라스틱 블록의 생산 및 제조 이후의 폐기 과정에 있어서, 생분해가 되도록 구성하여, 환경 보호를 도모할 수 있다.

Description

폐플라스틱을 사용한 워터 배리어 특성이 향상된 강화 생분해 플라스틱 및 그 제조방법{REINFORCED BIODEGRADABLE PLASTICS WITH ADVANCED WATER BARRIER PROPERTY USING WASTE PLASTIC AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 폐플라스틱을 재료로 하는 재활용 플라스틱 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대량으로 발생되고 있는 폐플라스틱 중에서 특히 재활용이 제대로 이루어지지 않고 있는 가정에서 사용하는 복합 소재로 만들어진 봉지재 등을 이용하여 재활용 플라스틱을 구성하되, 단일 소재가 아닌 바, 균질성 및 강도의 문제 해결을 위하여 생분해 보강재를 사용하고, 수분 투과성을 개선하여 사용성을 향상시킨 플라스틱에 관한 것이다.

일반적으로, 비닐봉지나, 과자봉지, 컵라면 용기, 일회용 컵, 스티로폼, 생수병 등은 합성수지 재질로 이루어진다. 이러한 합성수지제 제품들은 제조공정이 쉽고, 다양한 형태로 제조가 가능하여 더욱 널리 이용되고 있다. 하지만, 내용물의 사용이나 제품의 수명이 다하면 일부는 재활용되고 일부는 폐기되어 소각 또는 매립 등의 방법으로 처리하지만, 소각진행시 환경오염(미세먼지 발암물질)을 야기하는 것은 물론, 단기간에 자연분해가 어렵기 때문에 미세플라스틱에 의한 환경 파괴의 주요 원인으로 대책이 필요하다.

이에 근래에는 버려지는 폐플라스틱을 이용하여 재생 플라스틱제품을 생산하는 공정이 개발되었지만, 이러한 폐플라스틱은 파쇄, 세척, 탈수 공정 및 용융 압출 등의 과정에서 에너지 낭비 및 환경 유해물질 사용이 필요하며, 재생 공정 등을 거칠 때 이물질이나 수분 등이 포함되어 있고, 복합소재로 구성되어 제품을 구성하는 경우가 허다하여, 양질의 재생 플라스틱을 생산하는 데 한계가 있다.

따라서, 폐플라스틱을 파쇄 및 용융하고, 이를 이용하여 건축자재를 제조하는 방법이 이용되고 있다. 이러한 방법의 일례로 대한민국 공개특허 제10-2010-0079671호, 대한민국 등록실용신안 제20-0287262호가 있다. 해당 특허들은 폐플라스틱을 포함하여 방음벽재를 제조하는 방법을 제안하였으나, 내부는 폐플라스틱을 이용하고 있으나 외부는 신재 합성수지를 이용함으로써, 제조공정이 추가되어 제조비용이 증가함은 물론, 폐플라스틱의 사용량이 적고, 재활용으로 인한 경제적 이점이 없다는 단점이 있었다.

대한민국 특허등록 제2082004호(2020.02.20.등록) 0002)대한민국 특허등록 제1389752호(2014.04.22.등록)

본 발명은 종래의 문제점을 해소하고자 발명한 것으로 다음과 같은 목적을 가진다.

본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 전체 폐플라스틱 혼합물 100 중량부에 대해서, 폐플라스틱 50 내지 75 중량부, 자연유래 보강재 10 내지 20 중량부, 유화제 중량부 10 내지 35 중량부 및 분해촉진제 3 내지 10 중량부를 포함하고, 상기 폐플라스틱은 PET, EPS, PS, PP, LDPE, HDPE 및 PVC 중 하나 이상이 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 혼합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 발명에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 실시예는, 전체 폐플라스틱 혼합물 100 중량부에 대해서, 폐플라스틱 50 내지 75 중량부, 자연유래 보강재 10 내지 20 중량부, 유화제 중량부 10 내지 35 중량부 및 분해촉진제 3 내지 10 중량부를 포함하고, 상기 폐플라스틱은 PET, EPS, PS, PP, LDPE, HDPE 및 PVC 중 하나 이상이 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 혼합물을 제공한다.

또한, 본 발명의 하나의 실시예는, 전체 폐플라스틱 혼합물 100 중량부에 대해서, 폐플라스틱 50 내지 75 중량부, 자연유래 보강재 10 내지 20 중량부, 유화제 중량부 10 내지 35 중량부 및 분해촉진제 3 내지 10 중량부를 포함하고, 상기 폐플라스틱은 PET, EPS, PS, PP, LDPE, HDPE 및 PVC 중 하나 이상이 혼합되어 있는 것을 특징으로 하고, 상기 자연유래 보강재는 밀짚(wheat straw) 또는 목분(wood flour)인, 폐플라스틱 혼합물을 제공한다.

또한, 본 발명의 하나의 실시예는, 전체 폐플라스틱 혼합물 100 중량부에 대해서, 폐플라스틱 50 내지 75 중량부, 자연유래 보강재 10 내지 20 중량부, 유화제 중량부 10 내지 35 중량부 및 분해촉진제 3 내지 10 중량부를 포함하고, 상기 폐플라스틱은 PET, EPS, PS, PP, LDPE, HDPE 및 PVC 중 하나 이상이 혼합되어 있는 것을 특징으로 하고, 상기 유화제는 소이 레시틴(soy lecithin) 및 아세틸트리부틸 시트레이트(acetyltributyl citrate)를 포함하는, 폐플라스틱 혼합물을 제공한다.

또한, 본 발명의 하나의 실시예는, 전체 폐플라스틱 혼합물 100 중량부에 대해서, 폐플라스틱 50 내지 75 중량부, 자연유래 보강재 10 내지 20 중량부, 유화제 중량부 10 내지 35 중량부 및 분해촉진제 3 내지 10 중량부를 포함하고, 상기 폐플라스틱은 PET, EPS, PS, PP, LDPE, HDPE 및 PVC 중 하나 이상이 혼합되어 있는 것을 특징으로 하고, 상기 유화제는 소이 레시틴(soy lecithin) 및 아세틸트리부틸 시트레이트(acetyltributyl citrate)를 포함하고, 상기 유화제는 전체 유화제 100 중량부에 대해서, 상기 소이 레시틴(soy lecithin) 30 내지 50 중량부 및 상기 아세틸트리부틸 시트레이트(acetyltributyl citrate) 50 내지 70 중량부를 포함하는, 폐플라스틱 혼합물을 제공한다.

또한, 본 발명의 하나의 실시예는, 전체 폐플라스틱 혼합물 100 중량부에 대해서, 폐플라스틱 50 내지 75 중량부, 자연유래 보강재 10 내지 20 중량부, 유화제 중량부 10 내지 35 중량부 및 분해촉진제 3 내지 10 중량부를 포함하고, 상기 폐플라스틱은 PET, EPS, PS, PP, LDPE, HDPE 및 PVC 중 하나 이상이 혼합되어 있는 것을 특징으로 하고, 상기 분해촉진제는 전체 분해 촉진제 100 중량부에 대하여, 코코넛피 20 내지 60 중량부, 왁스 0.2 내지 2 중량부, 금속이온염 4.0 내지 8.0 중량부, 유기산화개시제 2.0 내지 8.0 중량부, 유기산 4.0 내지 20 중량부, 과산화물 0.04 내지 4.0 중량부, 상온 열분해개시제 2.0 내지 8.0 중량부, 레독스 개시제 4.0 내지 20 중량부, 산화방지제 4.0 내지 16 중량부, UV 흡수제 0.04 내지 4.0 중량부, 락테이트계 화합물 4.0 내지 20 중량부 및 에틸 락틸 레티노에이트(Ethyl Lactyl Retinoate) 2 내지 6.0 중량부를 포함하는 폐플라스틱 혼합물을 제공한다.

본 발명에 따른 폐플라스틱을 사용한 수분 투과성이 낮은 강화 생분해 플라스틱 및 그 제조방법에 의하면, 혼합 생활 폐플라스틱의 인장 및 압축 강도가 뛰어날 뿐만 아니라 수분 투과성도 낮아, 주위 날씨나 환경에 의해 쉽게 손상되지 않는 우수한 품질의 플라스틱의 제조가 가능하다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 폐플라스틱을 사용한 수분 투과성이 낮은 강화 생분해 플라스틱 및 그 제조방법에 의하면, 폐플라스틱을 재활용하여 제조하므로, 점점 늘어나는 추세의 폐플라스틱의 활용을 극대화시키되, 공정 편의성을 극대화할 수 있어, 경제성을 도모함과 동시에 환경 보호를 도모할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 폐플라스틱을 사용한 수분 투과성이 낮은 강화 생분해 플라스틱 및 그 제조방법에 의하면, 플라스틱의 생산 및 제조 이후의 폐기 과정에 있어서, 생분해가 되도록 구성하여, 환경 보호를 도모할 수 있다는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되는 것은 아니다. 이하에서 사용하는 용어는 단지 특정한 예시를 설명하기 위하여 사용되는 것이다. 때문에 가령 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수여야만 하는 것이 아닌 한, 복수의 표현을 포함한다. 덧붙여, 본 출원에서 사용되는 "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 명확히 지칭하기 위하여 사용되는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것의 존재를 예비적으로 배제하고자 사용되는 것이 아님에 유의해야 한다.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진 것으로 보아야 한다. 따라서, 본 명세서에서 명확하게 정의하지 않는 한, 특정 용어가 과도하게 이상적이거나 형식적인 의미로 해석되어서는 안된다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 이하에서 사용되는 용어 "결합"은 물리적, 화학적인 부착, 연결 등을 모두 포함할 수 있으며, 물질 간의 특정 결합력에 의해 서로 떨어지지 않는 상태를 의미할 수 있으며 이에 한정되지 않는다.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 기술하나, 하기 실시예에 의해 본 발명이 한정되지 아니함은 자명하다.

본 발명은 폐플라스틱, 자연유래 보강재, 유화제 및 분해촉진제를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 혼합물이다. 본 발명에 따른 폐플라스틱 혼합물은 분해 보조 촉진제를 더 포함할 수 있다. 이 외 가공성, 제품 안정성, 제품의 성능 등의 향상을 위하여 이 분야에 공지된 플라스틱 제조를 위한 첨가제가 사용될 수 있고, 바람직하게 상용화제, 활제 및 무기물 등이 부가적으로 첨가될 수 있다. 재활용을 위해 회수된 폐플라스틱을 별도의 분리 공정을 거치지 않고 한번에 가공함으로써, 제조상의 이점을 가진 폐플라스틱 혼합물을 제공할 수 있다.

상기와 같은 폐플라스틱 혼합물을 이용하여, 폐플라스틱 일회용품(용기, 식기구 등), 폐플라스틱 가구 또는 폐플라스틱 블록을 제조할 수 있다.

본 발명에서, '폐플라스틱'은 생산되어 사용된 플라스틱을 의미한다. 구체적으로, 폐플라스틱은 산업 폐기물 및 생활 폐기물로 구분되어 질 수 있다.

구체적으로, 전체 폐플라스틱 혼합물 100 중량부에 대해서, 상기 폐플라스틱은 50 내지 75 중량부일 수 있다. 바람직하게는, 전체 폐플라스틱 혼합물 100 중량부에 대해서, 상기 폐플라스틱은 50 내지 55 중량부일 수 있다. 상기 폐플라스틱은 폐플라스틱 혼합물에서 매트리스로써 사용되며, 폐플라스틱 혼합물의 형상 또는 외관을 형성할 수 있다. 상기 폐플라스틱은 PET, EPS, PS, PP, LDPE, HDPE 및 PVC 중 하나 이상이 혼합되는 것을 특징으로 할 수 있다. 바람직하게는, 상기 폐플라스틱은 PP, LDPE, HDPE 및 PVC만을 포함할 수 있다. 상기 폐플라스틱이 혼합되는 플라스틱 종류가 다양할수록 균질 된 혼합물을 제공하기 어렵고, 이를 가공한 최종 제품의 완성도가 떨어질 수 있다. 본 발명에 따른 폐플라스틱을 통해 제조된 폐플라스틱 혼합물은 생활 폐기 플라스틱을 별도의 분리공정을 거치지 않고 재활용할 수 있어, 경제적인 이점을 가질 수 있다.

본 발명에서, '자연 유래'는 인공적으로 합성된 물질이 아닌, 자연에서 구하여 제공되는 의미를 가진다. 상기 자연 유래는 자연에서 구해진 소재 자체일 수 있고, 소재에 대해서 일정 수준 이상이 가공이 들어간 상태를 포함할 수 있다.

본 발명에서, '보강재'는 플라스틱 가공품의 내부에 포함되는 지지체로써, 가공품 전체의 물성 중 강성을 향상시킬 수 있는 것을 의미한다.

구체적으로, 전체 폐플라스틱 혼합물 100 중량부에 대해서, 상기 자연유래 보강재는 10 내지 20 중량부일 수 있다. 바람직하게는, 전체 폐플라스틱 혼합물 100 중량부에 대해서, 상기 자연유래 보강재는 15 내지 20 중량부일 수 있다. 상기 자연유래 보강재는 동물 분뇨(animal manure), 바가스(bagasse), 대나무(bamboo), 바나나(banana), 셀룰로오스(cellulose), 코이어(coir), 옥수숫대(corncob), 옥수수 줄기(corn stalk), 옥수수 줄기대(corn stem), 아마(flax), 마(hemp), 삼(jute), 케나프(kenaf), 유지종자 줄기(oilseed stalk), 제지 슬러지(paper mill sludge), 갈대 줄기(reed stalk), 쌀 껍질(rice husk), 볏짚 잎(rice straw leaf), 볏짚 줄기(rice straw stem), 쌀 짚(rice whole straw), 사이잘삼(sisal), 해바라기 줄기(sunflower stalk), 열 변형 목재(thermally modified wood), 중간 밀도 섬유판의 샌딩 먼지(sanding dust from medium-density fiberfoard), 밀짚(wheat straw) 및 목분(wood flour) 중 하나 이상일 수 있다. 바람직하게는, 상기 자연유래 보강재는 단일 소재로 구성될 수 있다. 좀 더 바람직하게는, 폐플라스틱의 대부분이 PP, PE, PVC인 점을 고려해볼 때, 상기 단일 소재로 구성되는 자연유래 보강재는 밀짚(wheat straw) 또는 목분(wood flour) 중 하나가 선택될 수 있다. 상기 자연유래 보강재는 폐플라스틱 매트리스의 내부에 포함되어, 폐플라스틱 혼합물의 물성을 개선할 수 있다. 상기 폐플라스틱 혼합물의 경우, 균질한 매트리스를 제공할 수 없는 한계점을 가지고 있으므로, 자연유래 보강재를 통해서 지지체 기능을 수행하여 폐플라스틱 혼합물의 물성을 개선할 수 있다. 또한, 자연유래 보강재는 일반적으로 자연 폐기물에 해당되어, 재료 원가가 저렴하고, 낮은 밀도를 가지고 있어 혼합 시 수송 상의 이점을 가지고 있다. 또한, 자연유래 보강재는 생분해 가능하여 친환경적인 강화 폐플라스틱 혼합물을 제조할 수 있다.

본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 상기 자연유래 보강재는 신문지 파이버(newspaper fiber)로 대체되거나 추가될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 하나의 실시예는 폐플라스틱 혼합물은 폐플라스틱, 신문지 파이버(newspaper fiber), 유화제 및 분해촉진제를 포함한다. 좀 더 구체적으로, 본 발명의 하나의 실시예는 전체 폐플라스틱 혼합물 100 중량부에 대해서, 폐플라스틱 50 내지 75 중량부, 신문지 파이버(newspaper fiber) 10 내지 20 중량부, 유화제 중량부 10 내지 35 중량부 및 분해촉진제 3 내지 10 중량부를 포함할 수 있다. 상기 신문지 파이버(newspaper fiber)는 폐지를 사용하여 만들어진 파이버로, 자연유래된 보강재는 아니지만 폐플라스틱 혼합물 내에 포함되어 지지체 기능을 수행하여 폐플라스틱 혼합물의 물성을 개선할 수 있다. 또한, 신문지 파이버(newpaper fiber)는 일반적으로 폐기물에 해당되어, 재료 원가가 저렴하고, 생분해 가능하여 친환경적인 강화 폐플라스틱 혼합물을 제조할 수 있다.

본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 상기 신문지 파이버(newpaper fiber)가 추가된 자연유래 보강재는 자연유래 보강재와 신문지 파이버(newpaper fiber)의 비율이 1:1 내지 3:1일 수 있다.

구체적으로, 전체 폐플라스틱 혼합물 100 중량부에 대해서, 상기 유화제는 10 내지 35 중량부일 수 있다. 바람직하게는, 전체 플라스틱 혼합물 100 중량부에 대해서, 상기 유화제는 20 중량부일 수 있다. 상기 유화제는 소수성 가소제일 수 있다. 상기 유화제는 소이 레시틴(soy lecithin) 및 아세틸트리부틸 시트레이트(acetyltributyl citrate)을 포함한다. 상기 유화제를 포함하여, 폐플라스틱 혼합물의 수분 투과성을 낮출 수 있다. 상기 유화제가 10 중량부 이하로 포함되는 경우, 폐플라스틱 혼합물의 수분 투과성을 유의미하게 낮출 수 없다. 상기 유화제가 35 중량부 이상으로 포함되는 경우, 폐플라스틱 혼합물의 매트리스 구성물이 상대적으로 부족하여 형상이 유지되지 못한다.

구체적으로, 유화제 100 중량부에 대해서, 상기 소이 레시틴(soy lecithin) 30 내지 50 중량부 및 상기 아세틸트리부틸 시트레이트(acetyltributyl citrate) 50 내지 70 중량부를 포함할 수 있다. 상기와 같은 유화제의 조성비는 유화제의 균질화를 위해서 유지되어야 하는 것이다.

구체적으로, 전체 폐플라스틱 혼합물 100 중량부에 대해서, 상기 분해촉진제는 3 내지 10 중량부일 수 있다. 바람직하게는, 전체 폐플라스틱 혼합물 100 중량부에 대해서, 상기 분해촉진제는 10 중량부일 수 있다. 상기 분해촉진제는 코코넛피, 왁스, 금속이온염, 유기산화개시제, 유기산, 과산화물, 상온 열분해개시제, 레독스 개시제, 산화방지제, UV 흡수제, 락테이트계 화학물 및 에틸락틸레티노에이트(ethyl lactyl retinoate)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 분해촉진제는 전체 분해 촉진제 100 중량부에 대하여, 코코넛피 20 내지 60 중량부, 왁스 0.2 내지 2 중량부, 금속이온염 4.0 내지 8.0 중량부, 유기산화개시제 2.0 내지 8.0 중량부, 유기산 4.0 내지 20 중량부, 과산화물 0.04 내지 4.0 중량부, 상온 열분해개시제 2.0 내지 8.0 중량부, 레독스 개시제 4.0 내지 20 중량부, 산화방지제 4.0 내지 16 중량부, UV 흡수제 0.04 내지 4.0 중량부, 락테이트계 화합물 4.0 내지 20 중량부 및 에틸 락틸 레티노에이트(Ethyl Lactyl Retinoate) 2 내지 6.0 중량부를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 분해촉진제는 전체 분해 촉진제 100 중량부에 대하여, 코코넛피 40 중량부, 폴리에틸렌 왁스 1.0 중량부; 5:5(1:1)의 중량비로 혼합된 페릭(III) 포메이트와 페릭(III) 락테이트 4.8 중량부, 5:5(1:1)의 중량비로 혼합된 알파리놀렌산과 감마리놀렌산의 혼합물 4 중량부, 말레산 6 중량부, 벤조일퍼옥사이드 0.2 중량부, 나프탈렌-2-아조벤젠 6 중량부, 큐멘 하이드로퍼옥사이드 10 중량부, 1차 산화방지제로(1,2-Dioxoethylene)bis(iminoethylene)bis(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate) 4.0 중량부, 2차 산화방지제로 Tris[2-(2,4,4-trimethyl-2-pentanyl)phenyl] phosphite 4.0 중량부, 벤조페논 4 중량부 및 5:5(1:1)의 중량비로 혼합된 글리세릴락테이트(Glyceryl lactate) 스테아릴락테이트(Stearyl Lactate) 16 중량부를 포함할 수 있다. 상기 분해촉진제에 포함된 금속이온염은 레독스 개시제, 유기산 및 하이드로 과산화물과 반응하여 라디칼 반응을 촉진할 수 있다. 상기 분해촉진제에 포함된 상온 열분해 개시제는 가공, 보관 등의 온도 조건에 따라 적절한 온도 범위를 갖는 아조 화합물을 사용함으로써, 폐플라스틱 혼합물의 생분해성을 조절할 수 있다.

좀 더 구체적으로, 상기 코코넛피는 코코넛 열매에서 과육을 직접적으로 둘러싸고 있는 내껍질(shell)과 내껍질을 덮고 있는 외껍질(husk)의 혼합물을 의미할 수 있고, 코코넛피의 수집 과정에서 부득이하게 혼입된 미량의 부산물이 포함된 것을 의미할 수 있다. 코코넛피에 포함된 팜유는 펠렛 생산시 스크류를 보호할 수 있고, 코코넛피가 보유한 이중결합은 산화환원을 통한 라디칼 반응을 용이하게 함으로써 생분해성의 향상에 유리한 조건을 가질 수 있다. 한편, 바이오매스에 있어서 함수율은 가공 과정에서 탄화를 초래하거나 다른 원료와의 배합 과정에서 결합력의 약화를 초래할 수 있으므로, 낮은 함수율을 갖는 바이오매스가 사용되는 것이 유리하며. 이에, 코코넛피는 약 10% 이하의 낮은 함수율을 갖는 것이 바람직하다. 10% 이하의 함수율로 건조된 코코넛피는 다른 원료들과 균질하게 배합될 수 있도록 이 분야에 공지된 임의의 분쇄기에 의하여 100 내지 400 메쉬 크기로 분쇄될 수 있고, 본 발명에서 100 내지 400 메쉬 크기로 분쇄된 코코넛피를 코코넛피 분체로 명명한다. 코코넛피 분체는 본 발명에 따른 첨가제 조성물로부터 제조되는 펠렛을 포함한 다양한 제품의 생분해성을 위하여, 전체 분해촉진제 조성물 100 중량부에 대하여 5 중량부 이상이 사용될 수 있으며, 15 중량부를 초과하여 사용되는 경우 물성의 저하를 야기할 수 있으므로, 바람직하게 5 내지 15 중량부가 사용될 수 있다.

좀 더 구체적으로, 상기 왁스는 상기 건조된 코코넛피 분체의 수분재흡수를 방지하기 위하여 상기 코코넛피의 표면에 코팅 처리되는 방식으로 사용될 수 있으며, 바람직하게 파라핀 왁스, 유동 파라핀 왁스, 밀납, 몰다 왁스, 이멀시파잉 왁스, 칸데릴라 왁스, 폴리에틸렌 왁스 및 폴리프로필렌 왁스가 사용될 수 있다. 또한, 상기 왁스는 활제의 보조제 역할을 할 수 있음은 물론, 저분자 구조로 인한 생분해가 용이한 장점을 가짐으로써 본 발명에서 유리하게 사용될 수 있다. 상기 왁스는 코팅 기능 및 활제 보조제로서의 역할을 위하여, 분해촉진제 조성물 100 중량부에 대하여 0.05 중량부 이상이 사용될 수 있고, 0.5 중량부를 초과하여 사용되는 경우 다이스에 찌꺼기를 발생시킬 수 있으므로, 바람직하게 0.05 내지 0.5 중량부가 사용될 수 있다.

좀 더 구체적으로, 상기 금속이온염은 후술할 과산화물과의 반복적인 산화환원반응에 의하여 생성되는 에너지를 라디칼 반응을 개시하는데 사용할 수 있다. 이 반응에 의하여 고분자 탄소사슬이 절단되고 산화분해 작용이 일어나서 고분자가 저분자화될 수 있게 된다. 상기 저분자화된 산화저분자화물은 최종적으로 자연환경의 미생물에 의해 소화 흡수되어 물, 이산화탄소로 변환되어 분해가 완료될 수 있다. 본 발명에 따른 금속이온염은 바람직하게 Nickelous acetate, Nickel(±) acetate, Nickel(Ⅱ) oxalate, Manganous acetate, Manganic acetate, Manganous oxalate, Cobaltous acetate, Cobaltic acetate Cobaltous oxalate, Ferric(Ⅲ) formate 및 Ferric(III) lactate 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 금속이온염은 분해촉진제 조성물 100 중량부에 대하여 1.0 중량부 미만으로 사용될 경우 폐플라스틱 혼합물의 산화분해 효과가 미비하게 되고, 2.0 중량부를 초과하여 사용될 경우 제조비용의 상승을 불러올 수 있으므로, 바람직하게 1.0 내지 2.0 중량부로 사용될 수 있다.

좀 더 구체적으로, 상기 유기산화개시제는 폐플라스틱 혼합물의 분해반응을 촉진시키기 위하여 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 유기산화개시제는 활성 메틸렌기를 갖는 천연의 다불포화지방산이 사용될 수 있다. 상기 다불포화지방산에 형성된 활성 메틸렌기는 빛, 열 등의 촉매작용에 의하여 자동 산화된 후, 지질의 열화를 야기함으로써 폐플라스틱 혼합물의 산화분해를 촉진할 수 있다. 상기 유기 산화개시제는 분해성의 향상을 위하여 저분자 구조를 갖는 것이 유리할 수 있으며, 바람직하게는 C18계의 알파리놀렌산(α-Linolenic acid, ALA), 감마리놀렌산(γ-Linolenic acid, GLA) 및 이들의 혼합물(예컨대, 4:6 내지 6:4의 중량비, 더욱 상세하게는 5:5(1:1)의 중량비로 혼합된 것)이 사용될 수 있다. 상기 유기 산화개시제는 분해촉진제 조성물 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 미만으로 사용될 경우 분해성 효과가 미비하게 되고, 2.0 중량부를 초과하여 사용되는 경우 불필요한 제조비용의 상승과 더불어, 지나친 산화의 급속화를 야기할 수 있으므로, 바람직하게 0.5 내지 2.0 중량부로 사용될 수 있다.

좀 더 구체적으로, 상기 유기산은 가소화된 코코넛피 분체와 바인더 고분자와의 가교결합을 유도하고, 금속이온과 반응하여 고분자의 분해를 촉진시키기 위하여 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 유기산은 프로피온산, 파라니트벤조익산, 구연산, 사과산 및 말레산으로 구성된 군에서 선택된 1 종 이상이 될 수 있다. 상기 유기산은 분해촉진제 조성물 100 중량부에 대하여 1.0 중량부 미만으로 사용될 경우 폐플라스틱 혼합물의 산화 분해 기능이 저조할 수 있고, 5.0 중량부를 초과하여 사용될 경우 불필요한 제조비용의 상승을 불러올 수 있으므로, 바람직하게 1.0 내지 5.0 중량부로 사용될 수 있다.

좀 더 구체적으로, 상기 과산화물은 상기 금속이온염과의 산화환원반응에 의하여 생성된 에너지를 라디칼 반응을 활성화시키기 위하여 사용될 수 있고, 추가적으로 가소화된 코코넛피 분체와 후술할 바인더 고분자의 그라프트 결합의 형성을 위하여 사용될 수 있다. 상기 과산화물은 아조-비스-이소부틸로 니트릴, 삼중부틸 히드로 퍼옥사이드, 디큐밀 퍼옥사이드, 벤조일퍼옥사이드, 디-삼중부틸퍼옥사이드, 2,5 디메칠-2,5디(티부틸퍼옥시)헥산 및 1,3-비스(티-부틸퍼옥시-이소프로필)벤젠 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 과산화물은 분해촉진제 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1.0 중량부가 사용될 수 있으며, 0.01 중량부 미만으로 사용될 경우 폐플라스틱 고분자 말단기 생성이 적어 고분자와의 그라프트 결합 효과를 기대하기 어렵게 되거나, 폐플라스틱 혼합물의 자연분해 및 산화 효과가 감소하여 최종 자연분해 기간이 길어지는 문제가 생길 수 있고, 1.0 중량부 초과하여 사용될 경우 너무 이르게 분해될 수 있으므로, 바람직하게 0.01 내지 1.0 중량부가 사용될 수 있다.

좀 더 구체적으로, 상기 상온 열분해 개시제는 방향족 아조 화합물이 사용될 수 있다. 상기 방향족 아조 화합물은 상온에서 아조기(-N=N-)의 양쪽의 결합이 동시에 분해됨으로써 두 개의 라디칼을 형성하여 라디칼 개시반응을 한다. 상기 상온 열분해 개시제는 2,2'-아조비스이소부티로나이트릴(2,2-Azobisisobutyronitrile), 나프탈렌-2-아조벤젠(Naphthalene-2-azobenzene), 하기 3-메틸-1-(p-니트로페닐)-5-피라졸론-4-아조-3'-(4'-히드록시벤자미드)(3-Methyl-1-(p-nitrophenyl)-5-pyrazolone-4-azo-3'-(4'-hydroxybenzamide)), 안트란센-2-아조o-2'-나프탈렌-7'-아조벤젠(anthracene-2-azo-2'-naphthalene-7'-azobenzene) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 상온 열분해 개시제는 분해촉진제 조성물 100 중량부에 대하여 1.0 내지 2.0 중량부로 사용될 수 있다.

좀 더 구체적으로, 상기 레독스 개시제로 퍼설페이트계 개시제와 하이드로 과산화물계 개시제가 사용될 수 있다. 상기 퍼설페이트계 개시제는 암모늄 퍼설페이트(APS), 포타슘 퍼설페이트(PPS), 소듐 퍼설페이트(SPS) 및 Hydroxymethanesulfinic acid monosodium salt dihydrate가 사용될 수 있으며, 특히, 암모늄 퍼설페이트(APS)는 단독으로 사용되거나 암모늄 바이설파이트, 소듐 메타바이설파이트와 같은 환원제와 조합되어 사용될 수 있으며, 상기 하이드로 과산화물계 개시제는 tert-Butyl hydroperoxide, tert-Amyl peroxybenzoate, 2,2-di(tert-amyl peroxy)butane, 2,2-di(tert-butyl peroxy)butane 및 큐멘 하이드로퍼옥사이드가 사용될 수 있다. 상기 레독스 개시제는 분해촉진제 조성물 100 중량부에 대하여 1.0 내지 5.0 중량부가 사용될 수 있다.

좀 더 구체적으로, 상기 산화방지제는 1차산화방지제와 2차 산화방지제로 나누어 혼합될 수 있다. 상기 1차 산화방지제는 Tetrakis[methylene(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate)]methane, Octadecyl 3-(3'5'-di-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionate, Hexamethylene bis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, (1,2-Dioxoethylene)bis(iminoethylene)bis(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate), 3,5-DI-TERT-BUTYL-4-HYDROXY-HYDROCINNAMIC ACID TRIESTER OF 1,3,5-TRIS(2-HYDROXYETHYL)-S-TRIAZINE-2,4,6-(1H,3H,5H)-TRIONE 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 1차 산화방지제는 분해촉진제를 포함하여 제조되는 폐플라스틱 혼합물의 열화를 방지하고, 산화생분해 기간이 연장될 수 있도록 폐플라스틱 매트리스 내에 생성된 라디칼과 반응하여 폐플라스틱 혼합물을 안정화시키는 역할을 한다. 상기 2차 산화방지제는 Tris(2,4-di-t-butyl phenyl)phosphite, Tris[2-(2,4,4-trimethyl-2-pentanyl)phenyl] phosphite, Tris(nonylphenyl) phosphite, tris[4-(acetamido)phenyl] phosphite 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 2차 산화방지제는 과산화물과 분해반응을 형성하여 폐플라스틱 혼합물의 황변을 방지하고 산화분해를 지연시키는 역할을 한다. 상기 산화방지제는 상기 1차 산화방지제와 상기 2차 산화방지제를 1:1의 중량비로 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 산화방지제는 분해촉진제 조성물 100 중량부에 대하여 1.0 내지 4.0 중량부가 사용될 수 있으며, 사용량은 상온 복합분해 플라스틱 소재의 생분해 소요기간에 따라 조절될 수 있다.

상기 UV-흡수제는 벤조페논, 벤조트리아졸, 벤질리덴 말로네이트, 옥사닐리드, 벤조악사지논 또는 트리아진 중 하나 이상을 포함한다. 바람직하게는, 상기 UV-흡수제는 벤조페논 또는 벤조트리아졸 중 하나이다. 상기 UV 흡수제는 분해촉진제 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1.0 중량부가 사용될 수 있다.

상기 락테이트계 화합물은 글리세릴락테이트(Glyceryl lactate) 또는 스테아릴락테이트(Stearyl Lactate) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 락테이트계 화합물은 상기 글리세릴락테이트(Glyceryl lactate)와 스테아릴락테이트(Stearyl Lactate)를 1:1의 중량비로 혼합하여 사용된다. 상기 락테이트계 화합물은 분해촉진제 조성물 100 중량부에 대하여 1.0 내지 5.0 중량부가 사용될 수 있다. 상기 락테이트계 화합물은 폴리락트산(PLA)와 함께 사용하는 경우에 폐플라스틱 혼합물의 생분해 효과를 높일 수 있다.

상기 에틸 락틸 레티노에이트(Ethyl Lactyl Retinoate)는 분해촉진제 조성물 100 중량부에 대하여 1.0 내지 3.0 중량부가 사용될 수 있다. 상기 에틸 락틸 레티노에이트는 많은 이중결합을 포함하고 있어, 불포화 지방산과 함께 촉매 작용을 하여 2차 산화반응을 통해 이중결합을 끊어 에너지를 발생시키고, 이와 같이 발생된 에너지는 폐플라스틱의 고분자 간 결합을 끊어서, 분해를 가속화하고 열분해 및 광분해를 촉진하는 효과가 있다.

상기 분해 보조 촉진제로 무기물이 사용될 수 있다. 상기 분해 보조 촉진제는 폐플라스틱 혼합물의 내구성 향상에 기여할 수 있다. 상기 분해 보조 촉진제로 탄산칼슘과 탈크의 혼합물(예컨대, 1:6 내지 6:1의 중량비로 혼합된 것)이 사용될 수 있다.

본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 상기 폐플라스틱의 준비 및 폐플라스틱 혼합물의 제조 과정은 다음과 같은 과정에 따라 준비될 수 있다.

첫번째로, 생활 쓰레기로부터 수거된 PET, EPS, PS, PP, LDPE, HDPE 및 PVC 등의 폐플라스틱들을 절단수단을 이용하여 절단하는 작업을 실시한다. 이때에는 커팅기 또는 절단날이 구비된 파쇄기 등의 절단 수단을 선택적으로 사용하게 되는데, 용도에 따라 일정한 크기로 파쇄 또는 절단이 이루어지게 된다.

두번째로, 절단이 이루어진 폐플라스틱은 물기의 제거를 위한 건조작업을 실시하게 된다. 이때에는 열풍건조를 통한 신속한 건조작업이 이루어지게 되는데, 필요에 따라서는 세척수를 분사하거나 폐플라스틱을 세척수에 일정시간 침지시켜서 세척작업이 선행되어질 수도 있게 된다. 또한, 필요에 따라서는 추가적으로 미생물 증식 또는 방지용 약제의 사용이 이루어질 수 있다. 또한, 필요에 따라서는 건조 과정에서 폐플라스틱에 혼합되어 있는 이물질 제거를 위한 거름망이나 금속물질 제거를 위한 자석 등의 선별 수단이 사용될 수 있다.

세번째로, 코코넛피, 왁스, 금속이온염, 유기산화개시제, 유기산, 과산화물, 상온 열분해개시제, 레독스 개시제, 산화방지제, UV 흡수제, 락테이트계 화합물 및 에틸 락틸 레티노에이트(Ethyl Lactyl Retinoate)를 믹서에 투입한 후 130 내지 160

의 온도에서 12 분간 믹싱하여 분해촉진제 조성물을 제조한 뒤, 이축압출기를 이용하여 용융 혼련한 후, 반응온도가 100 내지 300

이고, 스크류의 회전속도가 300 내지 800 RPM인 이축 압출기를 통과시켜 냉각한 후 일정 크기로 절단하여 분해촉진제를 제조하였다.

네번째로, 건조가 이루어진 폐플라스틱은 1차 압축 및 1차 가열이 이루어지게 되는데, 이때에는 가압판을 이용하여 가압을 실시하거나 또는 가압스크류를 따라 이동이 이루어지는 가운데 가압 작용이 이루어지도록 하여 일정 크기로 압축이 이루어짐과 함께 폐플라스틱 상호간의 공극이 최소화되어지도록 하게 되며, 이 과정에서 200℃ 이상의 온도를 가한다.

다섯번째로, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱과 상기 분해촉진제, 자연유래 보강재, 유화제를 혼합하여 블록 형태로 몰딩 성형이 이루어지도록 하는 2차 압축과정을 실시하게 한다. 구체적으로, 몰딩 방식의 경우 성형틀에 폐플라스틱, 자연유래 보강재, 유화재, 및 분해촉진제를 투입 후, 이들 혼합물의 외부를 감싸는 방식으로 제품 성형이 이루어지게 된다. 성형 틀의 경우 용도에 따라 1개 이거나 2개 이상이 사용될 수 있다. 몰딩에 사용하는 재료의 경우 방염, 오염, 전자파 차단 등의 필요한 기능성을 부여하여 사용할 수 있다.

이 때, 몰딩 과정에서 자연유래 보강재를 일 방향으로 배열시킬 수 있다. 상기 일 방향으로 배열하는 것은 폐플라스틱 블록의 기준 방향에 대해서, 모든 보강재들의 길이 방향이 -15도에서 +15도 사이로 위치되는 것을 말한다. 이와 같은 자연유래 보강재의 방향성에 의해서 폐플라스틱 혼합물의 강성과 같은 물성이 더욱 향상될 수 있다.

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 및 비교예 제조.

[실시예 1]

(1) 분해촉진제 조성물의 제조

전체 분해촉진제 조성물 100 중량부에 대하여, 코코넛피 40 중량부, 폴리에틸렌 왁스 1.0 중량부; 5:5(1:1)의 중량비로 혼합된 페릭(III) 포메이트와 페릭(III) 락테이트 4.8 중량부, 5:5(1:1)의 중량비로 혼합된 알파리놀렌산과 감마리놀렌산의 혼합물 4 중량부, 말레산 6 중량부, 벤조일퍼옥사이드 0.2 중량부, 나프탈렌-2-아조벤젠 6 중량부, 큐멘 하이드로퍼옥사이드 10 중량부, 1차 산화방지제로(1,2-Dioxoethylene)bis(iminoethylene)bis(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate) 4.0 중량부, 2차 산화방지제로 Tris[2-(2,4,4-trimethyl-2-pentanyl)phenyl] phosphite 4.0 중량부, 벤조페논 4 중량부 및 5:5(1:1)의 중량비로 혼합된 글리세릴락테이트(Glyceryl lactate) 스테아릴락테이트(Stearyl Lactate) 16 중량부를 슈퍼믹서에 투입한 후 130 내지 160

의 온도에서 12 분간 믹싱하여 분해촉진제 조성물을 제조한 뒤, 이축압출기를 이용하여 용융 혼련한 후, 반응온도가 100 내지 300

이고, 스크류의 회전속도가 300 내지 800 RPM인 이축 압출기를 통과시켜 냉각한 후 일정 크기로 절단하여 분해촉진제를 제조하였다.

(2) 폐플라스틱 혼합물 제조

생활 폐기물 폐플라스틱의 비율과 같이, 폐플라스틱은 폐플라스틱 100 중량부에 대해서, PE는 25 중량부, PP는 22 중량부, PS는 22중량부, PVC는 6 중량부, PET는 5 중량부 및 EPS 20 중량부를 혼합하여 1차 압축 및 1차 가열을 한다.

(3-1) 폐플라스틱 용기의 제조(실시예 1-1)

이후, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 65g, 밀짚(wheat straw) 5g, 소이 레시틴(soy lecithin)/아세틸트리부틸(acethyltributyl citrate)을 3:7로 구성한 유화제 20kg 및 상기 분해촉진제 10kg를 혼합하여 몰딩을 통해 용기 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

(3-2) 폐플라스틱 블록의 제조(실시예 1-2)

이 후, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 65kg, 목분(wood flour) 5kg, 소이 레시틴(soy lecithin)/아세틸트리부틸(acethyltributyl citrate)을 3:7로 구성한 유화제 20kg 및 상기 분해촉진제 10kg를 혼합하여 몰딩을 통해 블록 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

[실시예 2]

분해촉진제 조성물의 제조 및 폐플라스틱 혼합물 제조의 방법은 실시예 1의 방법과 동일하다.

(실시예 2-1)

폐플라스틱 용기의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 60g, 밀짚(wheat straw) 10g, 소이 레시틴(soy lecithin)/아세틸트리부틸(acethyltributyl citrate)을 3:7로 구성한 유화제 20g 및 상기 분해촉진제 10g를 혼합하여 몰딩을 통해 용기 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

(실시예 2-2)

폐플라스틱 블록의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 60kg, 목분(wood flour) 10kg, 소이 레시틴(soy lecithin)/아세틸트리부틸(acethyltributyl citrate)을 3:7로 구성한 유화제 20kg 및 상기 분해촉진제 10kg를 혼합하여 몰딩을 통해 블록 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

[실시예 3]

분해촉진제 조성물의 제조 및 폐플라스틱 혼합물 제조의 방법은 실시예 1의 방법과 동일하다.

(실시예 3-1)

폐플라스틱 용기의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 55g, 밀짚(wheat straw) 15g, 소이 레시틴(soy lecithin)/아세틸트리부틸(acethyltributyl citrate)을 3:7로 구성한 유화제 20g 및 상기 분해촉진제 10g를 혼합하여 몰딩을 통해 용기 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

(실시예 3-2)

폐플라스틱 블록의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 55kg, 목분(wood flour) 15kg, 소이 레시틴(soy lecithin)/아세틸트리부틸(acethyltributyl citrate)을 3:7로 구성한 유화제 20kg 및 상기 분해촉진제 10kg를 혼합하여 몰딩을 통해 블록 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

[실시예 4]

분해촉진제 조성물의 제조 및 폐플라스틱 혼합물 제조의 방법은 실시예 1의 방법과 동일하다.

(실시예 4-1)

폐플라스틱 용기의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 50g, 밀짚(wheat straw) 20g, 소이 레시틴(soy lecithin)/아세틸트리부틸(acethyltributyl citrate)을 3:7로 구성한 유화제 20g 및 상기 분해촉진제 10g를 혼합하여 몰딩을 통해 용기 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

(실시예 4-2)

폐플라스틱 블록의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 50kg, 목분(wood flour) 20kg, 소이 레시틴(soy lecithin)/아세틸트리부틸(acethyltributyl citrate)을 3:7로 구성한 유화제 20kg 및 상기 분해촉진제 10kg를 혼합하여 몰딩을 통해 블록 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

[실시예 5]

분해촉진제 조성물의 제조 및 폐플라스틱 혼합물 제조의 방법은 실시예 1의 방법과 동일하다.

(실시예 5-1)

폐플라스틱 용기의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 45g, 밀짚(wheat straw) 25g, 소이 레시틴(soy lecithin)/아세틸트리부틸(acethyltributyl citrate)을 3:7로 구성한 유화제 20g 및 상기 분해촉진제 10g를 혼합하여 몰딩을 통해 용기 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

(실시예 5-2)

폐플라스틱 블록의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 45kg, 목분(wood flour) 25kg, 소이 레시틴(soy lecithin)/아세틸트리부틸(acethyltributyl citrate)을 3:7로 구성한 유화제 20kg 및 상기 분해촉진제 10kg를 혼합하여 몰딩을 통해 블록 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

[실시예 6]

분해촉진제 조성물의 제조 및 폐플라스틱 혼합물 제조의 방법은 실시예 1의 방법과 동일하다.

(실시예 6-1)

폐플라스틱 용기의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 40g, 밀짚(wheat straw) 30g, 소이 레시틴(soy lecithin)/아세틸트리부틸(acethyltributyl citrate)을 3:7로 구성한 유화제 20g 및 상기 분해촉진제 10g를 혼합하여 몰딩을 통해 용기 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

(실시예 6-2)

폐플라스틱 블록의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 40kg, 목분(wood flour) 30kg, 소이 레시틴(soy lecithin)/아세틸트리부틸(acethyltributyl citrate)을 3:7로 구성한 유화제 20kg 및 상기 분해촉진제 10kg를 혼합하여 몰딩을 통해 블록 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

[비교예 1]

분해촉진제 조성물의 제조 및 폐플라스틱 혼합물 제조의 방법은 실시예 1의 방법과 동일하다.

(비교예 1-1)

폐플라스틱 용기의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 90g, 상기 분해촉진제 10g를 혼합하여 몰딩을 통해 용기 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

(비교예 1-2)

폐플라스틱 블록의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 90kg, 상기 분해촉진제 10kg를 혼합하여 몰딩을 통해 블록 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

[비교예 2]

분해촉진제 조성물의 제조 및 폐플라스틱 혼합물 제조의 방법은 실시예 1의 방법과 동일하다.

(비교예 2-1)

폐플라스틱 용기의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 50g, 대나무 (bamboo) 20g, 소이 레시틴(soy lecithin)/아세틸트리부틸(acethyltributyl citrate)을 3:7로 구성한 유화제 20g 및 상기 분해촉진제 10g를 혼합하여 몰딩을 통해 용기 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

(비교예 2-2)

폐플라스틱 블록의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 50kg, 대나무 (bamboo) 20kg, 소이 레시틴(soy lecithin)/아세틸트리부틸(acethyltributyl citrate)을 3:7로 구성한 유화제 20kg 및 상기 분해촉진제 10kg를 혼합하여 몰딩을 통해 블록 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

[비교예 3]

분해촉진제 조성물의 제조 및 폐플라스틱 혼합물 제조의 방법은 실시예 1의 방법과 동일하다.

(비교예 3-1)

폐플라스틱 용기의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 50g, 바나나(banana) 20g, 소이 레시틴(soy lecithin)/아세틸트리부틸(acethyltributyl citrate)을 3:7로 구성한 유화제 20g 및 상기 분해촉진제 10g를 혼합하여 몰딩을 통해 용기 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

(비교예 3-2)

폐플라스틱 블록의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 50kg, 바나나(banana) 20kg, 소이 레시틴(soy lecithin)/아세틸트리부틸(acethyltributyl citrate)을 3:7로 구성한 유화제 20kg 및 상기 분해촉진제 10kg를 혼합하여 몰딩을 통해 블록 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

[비교예 4]

분해촉진제 조성물의 제조 및 폐플라스틱 혼합물 제조의 방법은 실시예 1의 방법과 동일하다.

(비교예 4-1)

폐플라스틱 용기의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 70g, 밀짚(wheat straw) 20g 및 상기 분해촉진제 10g를 혼합하여 몰딩을 통해 용기 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

(비교예 4-2)

폐플라스틱 블록의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 70kg, 목분(wood flour) 20kg 및 상기 분해촉진제 10kg를 혼합하여 몰딩을 통해 블록 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

[비교예 5]

폐플라스틱 혼합물 제조의 방법은 실시예 1의 방법과 동일하다.

(비교예 5-1)

폐플라스틱 용기의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 60g, 밀짚(wheat straw) 20g 및 소이 레시틴(soy lecithin)/아세틸트리부틸(acethyltributyl citrate)을 3:7로 구성한 유화제 20g를 혼합하여 몰딩을 통해 용기 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

(비교예 5-2)

폐플라스틱 블록의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 60kg, 목분(wood flour) 20kg 및 소이 레시틴(soy lecithin)/아세틸트리부틸(acethyltributyl citrate)을 3:7로 구성한 유화제 20kg를 혼합하여 몰딩을 통해 블록 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

[비교예 6]

폐플라스틱 혼합물 제조의 방법은 실시예 1의 방법과 동일하다.

(비교예 6-1)

폐플라스틱 용기의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 100g을 몰딩을 통해 용기 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

(비교예 6-2)

폐플라스틱 블록의 제조에 있어서, 상기 1차 압축이 이루어진 폐플라스틱 100kg을 몰딩을 통해 블록 형태로 2차 압축과정을 실시하게 한다.

실험 방법.

(1) 압축 강도 측정

시험편의 형상은 KS 규격에 따라, 지름 12.7mm, 높이 25.4cm의 원통형 시편을 2장의 평판에 끼고, 수직 하중을 가하여 파괴될 때까지의 최대 응력을 측정하였다.

(2) 인장 강도 측정

시험편의 형상은 KS 규격에 따라, 전체 100 mm 강재 시편 2개를 12.5mm로 겹쳐 제작하며, 길이 38mm의 강재 탭을 편심이 걸리지 않도록 양단에 교차로 접착하였다. 실험기는 50kN 용량의 인장 UTM을 사용하였으며, 가력속도는 1mm/min의 속도로 인장을 가하였다. 이때, MD 방향(축선 방향에 대해 90° 방향)과 일치하는 것, 및 TD 방향(축선 방향)과 일치하는 것의 각각을 제작하여 측정하였다.

(3) 수분 투과성 평가

시험편의 형상은 가로 3.1mm, 세로 1.5mm, 두께 0.2mm으로 제작하였다. 일정량의 물이 담겨 있는 용기를 양면 테이프와 고무밴드를 사용하여 필름으로 밀봉시킨 다음 40 ℃ 로 유지되고 있는 오븐에 넣고, 24시간 간격으로 무게를 측정하는 방법으로 수분 투과도를 산출하여 평가하였다.

(4) 상온 생분해성 평가

폐플라스틱 용기 및 폐플라스틱 블록의 생분해성을 평가하기 위하여 ASTM D6954-04에 의거하여 시험을 진행하였다. 분해성 평가는 3 단계로 구분될 수 있고, 1 단계에서는 ASTM D5208-01 CYCLE A방법으로 UVA 340nm로 100 시간 처리하여 화학적 분해를 시킨 후, UV처리된 시료의 생분해도를 KSM-3100-1의 방법으로 측정하였다. ASTM D6954-04 방법에 의한 45 일간의 생분해성 시험을 하였다. 생분해도는 이산화탄소 방출량에 의하여 계산된다.

시료	압축강도(MPa)	인장강도 MD/TD (MPa)	수분 투과성(%)	상온 생분해성(%)
실시예 1-1	15.21	187/284	11.3	51.8
실시예 1-2	16.70	197/307	10.1	48.5
실시예 2-1	19.72	309/416	13.0	53.7
실시예 2-2	21.25	329/449	12.5	49.3
실시예 3-1	20.87	327/426	15.5	57.5
실시예 3-2	23.03	352/450	14.8	53.2
실시예 4-1	21.24	356/436	16.8	59.4
실시예 4-2	23.44	380/457	16.0	56.3
실시예 5-1	16.14	271/399	18.3	62.8
실시예 5-2	17.65	303/413	17.8	57.8
실시예 6-1	14.93	247/382	20.9	64.7
실시예 6-2	15.78	262/402	20.2	59.7

시료	압축강도(MPa)	인장강도 MD/TD (MPa)	수분 투과성(%)	상온 생분해성(%)
비교예 1-1	7.4	75/121	17.8	51.3
비교예 1-2				48.4
비교예 2-1	19.56	330/452	16.2	58.1
비교예 2-2				54.2
비교예 3-1	17.75	304/405	17.7	60.2
비교예 3-2				57.8
비교예 4-1	21.76	354/425	38.1	57.5
비교예 4-2	24.94	399/462	30.2	51.3
비교예 5-1	22.75	301/389	18.0	37.9
비교예 5-2	23.77	322/426	15.1	30.3
비교예 6-1	8.1	81/134	18.7	43.2
비교예 6-2				38.7

상기 표 1 및 표 2에 따른 실시예 1-1 내지 실시예 6-2 및 비교예 1-1 내지 비교예 6-2을 비교해보면, 폐플라스틱 용기 및 페플라스틱 블록은 자연유래 보강재(밀짚 또는 목분)의 추가 혼합을 통해, 물성이 강화될 수 있음을 확인하였다. 또한, 실시예 1-1 내지 실시예 6-2을 비교해보면, 폐플라스틱, 자연유래 보강재, 유화제 및 분해촉진제를 포함하는 폐플라스틱 용기 및 폐플라스틱 블록은, 자연유래 보강재가 10 중량부 미만으로 포함되는 경우, 충분한 물성강화가 이루어지지 않는 것을 확인하였고, 20 중량부 초과로 포함되는 경우, 폐플라스틱이 충분하지 못하여 물성강화 효과가 떨어지는 것을 확인하였다.

상기 표 1 및 표 2에 따른 실시예 4-1/실시예 4-2 및 비교예 2-1 내지 비교예 3-2을 비교예보면, 폐플라스틱 용기 및 폐플라스틱 블록은 자연유래 보강재 중에 각각 밀짚 또는 목분의 추가를 통해 강화하는 것이 다른 자연유래 보강재 대비하여 효과가 뛰어남을 확인하였다.

상기 표 1 및 표 2에 따른 실시예 4-1/실시예 4-2 및 비교예 4-1/비교예 4-2를 비교해보면, 자연유래 보강재를 포함하는 폐플라스틱 블록의 수분 투과성이 유화제의 포함 여부에 따라 개선되는 것을 확인하였다.

상기 표 1 및 표 2에 따른 실시예 4-1/실시예 4-2 및 비교예 5-1/비교예 5-2 및 비교예 6-1/비교예 6-2를 비교해보면, 폐플라스틱 블록의 상온 생분해성이 분해촉진제의 포함 여부에 따라 개선되는 것을 확인하였다.

이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

1. 전체 폐플라스틱 혼합물 100 중량부에 대해서,
   폐플라스틱 50 내지 75 중량부;
   자연유래 보강재 10 내지 20 중량부;
   유화제 중량부 10 내지 35 중량부;및
   분해촉진제 3 내지 10 중량부;를 포함하고,
   상기 폐플라스틱은 PET, EPS, PS, PP, LDPE, HDPE 및 PVC 중 하나 이상이 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱 혼합물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 자연유래 보강재는 밀짚(wheat straw) 또는 목분(wood flour)인 폐플라스틱 혼합물.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 유화제는 소이 레시틴(soy lecithin) 및 아세틸트리부틸 시트레이트(acetyltributyl citrate)을 포함하는 폐플라스틱 혼합물.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 유화제는 전체 유화제 100 중량부에 대해서, 상기 소이 레시틴(soy lecithin) 30 내지 50 중량부 및 상기 아세틸트리부틸 시트레이트(acetyltributyl citrate) 50 내지 70 중량부를 포함하는 폐플라스틱 혼합물.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 분해촉진제는 전체 분해 촉진제 100 중량부에 대하여, 코코넛피 20 내지 60 중량부, 왁스 0.2 내지 2 중량부, 금속이온염 4.0 내지 8.0 중량부, 유기산화개시제 2.0 내지 8.0 중량부, 유기산 4.0 내지 20 중량부, 과산화물 0.04 내지 4.0 중량부, 상온 열분해개시제 2.0 내지 8.0 중량부, 레독스 개시제 4.0 내지 20 중량부, 산화방지제 4.0 내지 16 중량부, UV 흡수제 0.04 내지 4.0 중량부, 락테이트계 화합물 4.0 내지 20 중량부 및 에틸 락틸 레티노에이트(Ethyl Lactyl Retinoate) 2 내지 6.0 중량부를 포함하는 폐플라스틱 혼합물.