KR20240070804A - 커피 부산물을 포함하는 플라스틱 조성물 - Google Patents
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Abstract
커피 부산물을 포함하는 플라스틱 조성물이 제공된다. 상기 플라스틱 조성물은, 수지 파우더 15 ~ 25중량부, 수지 펠렛 20 ~ 50중량부, 변성 수지 펠렛 5 ~ 15중량부, 및 커피 부산물 분말 20 ~ 50중량부를 포함한다. 상기 수지 파우더는 PP 파우더 또는 HDPE 파우더를 포함할 수 있고, 상기 수지 펠렛은 PP 펠렛 또는 HDPE 펠렛을 포함할 수 있으며, 상기 변성 수지 펠렛은 무수말레산으로 그라프트된 PP 수지로 제조된 변성 PP 펠렛 또는 무수말레산으로 그라프트된 HDPE 수지로 제조된 변성 HDPE 펠렛을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 커피 부산물을 포함하는 플라스틱 조성물에 관한 것이다.
국내 커피 수요의 지속적인 증가로 인해 대량으로 배출되는 커피찌꺼기의 재활용에 대한 관심이 증가하고 있고, 현재 여러 용도로 재활용되고 있으나 대부분 퇴비로 사용되고, 일부는 가공하여 사용되는데 크게 활성화되지 못하고 있다. 커피박을 분쇄하여 플라스틱에 첨가하여 친환경 소재로 사용하고자 하는 시도가 있으나 커피박 분말은 합성 수지와 잘 섞이지 않아 재활용 효과가 높지 않다.
본 발명은 커피 부산물을 포함하는 플라스틱 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 명확해 질 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 플라스틱 조성물은, 수지 파우더 15 ~ 25중량부, 수지 펠렛 20 ~ 50중량부, 변성 수지 펠렛 5 ~ 15중량부, 및 커피 부산물 분말 20 ~ 50중량부를 포함한다.
상기 수지 파우더는 PP 파우더 또는 HDPE 파우더를 포함할 수 있고, 상기 수지 펠렛은 PP 펠렛 또는 HDPE 펠렛을 포함할 수 있고, 상기 변성 수지 펠렛은 무수말레산으로 그라프트된 PP 수지로 제조된 변성 PP 펠렛 또는 무수말레산으로 그라프트된 HDPE 수지로 제조된 변성 HDPE 펠렛을 포함할 수 있으며, 상기 커피 부산물 분말은 커피박 분말을 포함할 수 있다.
상기 무수말레산은 변성할 수지 100중량부에 대하여 0.1 ~ 2중량부로 사용될 수 있다.
상기 수지 파우더 대 상기 수지 펠렛의 중량비는 1:1.5 ~ 1:2.5일 수 있다.
상기 수지 파우더는 300 ~ 500㎛의 크기를 가질 수 있고, 상기 수지 펠렛은 2 ~ 3mm의 크기를 가질 수 있으며, 상기 커피 부산물 분말은 100㎛ 이하의 크기를 가질 수 있다.
상기 커피 부산물 분말은, 수분이 제거된 커피 부산물을 디스크 밀로 100 ~ 300㎛의 크기로 분쇄(1차 분쇄)한 후 제트 밀로 100㎛ 이하의 크기로 분쇄(2차 분쇄)하여 제조될 수 있다.
상기 플라스틱 조성물은 제습제 및 활제를 더 포함할 수 있다. 상기 제습제는 산화칼슘을 포함할 수 있고, 상기 활제는 왁스 및 칼슘 스테아레이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 합성 수지에 다량의 커피 부산물을 혼합하여도 합성 수지와 커피 부산물이 잘 혼합될 수 있고, 합성 수지와 커피 부산물의 혼련성이 향상되어 컴파운딩에 의해 플라스틱 펠렛이 정상적으로 형성될 수 있다. 커피 부산물을 포함하는 플라스틱 조성물을 이용하여 다양한 친환경 플라스틱 제품을 제조할 수 있고, 커피 부산물을 효과적으로 재활용할 수 있다.
이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 된다.
본 발명의 실시예들에 따른 플라스틱 조성물은, 수지 파우더 15 ~ 25중량부, 수지 펠렛 20 ~ 50중량부, 변성 수지 펠렛 5 ~ 15중량부, 및 커피 부산물 분말 20 ~ 50중량부를 포함한다.
상기 수지 파우더는 PP 파우더 또는 HDPE 파우더를 포함할 수 있고, 상기 수지 펠렛은 PP 펠렛 또는 HDPE 펠렛을 포함할 수 있고, 상기 변성 수지 펠렛은 변성 PP 펠렛 또는 변성 HDPE 펠렛을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 조성물은 PP 파우더, PP 펠렛, 및 변성 PP 펠렛을 포함할 수 있고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라스틱 조성물은 HDPE 파우더, HDPE 펠렛, 및 변성 HDPE 펠렛을 포함할 수 있다.
상기 수지 파우더는 수지 펠렛을 분쇄하여 제조될 수 있다. 상기 수지 펠렛은 2 ~ 3mm의 크기를 가질 수 있고, 상기 수지 파우더는 300 ~ 500㎛의 크기를 가질 수 있다. 상기 수지 파우더 대 상기 수지 펠렛의 중량비는 1:1.5 ~ 1:2.5일 수 있고, 바람직하게 1:2일 수 있다. 수지 펠렛과 함께 수지 파우더를 혼합함으로써 컴파운딩시 PP 또는 HDPE의 합성 수지와 커피 부산물 분말이 잘 혼합될 수 있어 혼련성이 향상될 수 있다.
상기 변성 PP 펠렛은 무수말레산으로 그라프트된 PP 수지로 제조될 수 있고, 상기 변성 HDPE 펠렛은 무수말레산으로 그라프트된 HDPE 수지로 제조될 수 있다. 상기 무수말레산은 변성할 수지 100중량부에 대하여 0.1 ~ 2중량부로 사용될 수 있다. 수지 펠렛과 함께 변성 수지 펠렛을 혼합함으로써 PP 또는 HDPE의 합성 수지와 커피 부산물 분말의 결합력이 증대하여 커피 부산물 분말의 함량을 높일 수 있다.
상기 커피 부산물 분말은 커피박 분말을 포함할 수 있다. 상기 커피 부산물 분말은 100㎛ 이하의 크기를 가질 수 있다. 상기 커피 부산물 분말은, 수분이 제거된 커피 부산물을 디스크 밀(Disk mill)로 100 ~ 300㎛의 크기로 분쇄(1차 분쇄)한 후 제트 밀(Jet mill)로 100㎛ 이하의 크기로 분쇄(2차 분쇄)하여 제조될 수 있다.
상기 플라스틱 조성물은 제습제 및 활제를 더 포함할 수 있다. 상기 제습제는 산화칼슘을 포함할 수 있고, 상기 제습제는 합성 수지와 커피 부산물 전체 100중량부에 대하여 2 ~ 10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 제습제는 컴파운딩 공정시 플라스틱 조성물 내 습기를 제거할 수 있다. 상기 활제는 왁스 및 칼슘 스테아레이트를 포함할 수 있고, 상기 활제는 합성 수지와 커피 부산물 전체 100중량부에 대하여 1 ~ 5 중량부로 포함될 수 있다.
[실시예]
실시예 1
PP 파우더 2kg, PP 펠렛 4kg, 변성 PP 펠렛 1kg, 커피박 분말 3kg, 산화칼슘 0.5kg, 왁스 0.3kg, 및 칼슘 스테아레이트 0.1kg을 혼합한 후 컴파운딩하여 플라스틱 펠렛을 제조하였다. PP 수지는 MI 8, 밀도 0.9의 블록 PP(LG 화학 M1400 Grade 제품)를 사용하였고, 변성 PP 수지는 PP 수지 1kg에 대하여 0.01kg의 무수말레산을 사용하여 제조된 것을 사용하였다. 컴파운딩은 L/D 28, 직경 32mm의 트윈 압출기를 사용하여 수행되었고, 상기 트윈 압출기의 온도는 원료 피딩부터 압출 다이까지 170 ~ 230℃로 설정되었다.
실시예 2
PP 펠렛 3kg, 커피박 분말 4kg을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 조건으로 플라스틱 펠렛을 제조하였다.
실시예 3
HDPE 파우더 2kg, HDPE 펠렛 4kg, 변성 HDPE 펠렛 1kg, 커피박 분말 3kg, 산화칼슘 0.5kg, 왁스 0.3kg, 및 칼슘 스테아레이트 0.1kg을 혼합한 후 컴파운딩하여 플라스틱 펠렛을 제조하였다. HDPE 수지는 MI 5, 밀도 0.965의 HDPE(롯데케미칼 HDPE 2200J 제품)를 사용하였고, 변성 HDPE 수지는 HDPE 수지 1kg에 대하여 0.01kg의 무수말레산을 사용하여 제조된 것을 사용하였다. 컴파운딩은 L/D 28, 직경 32mm의 트윈 압출기를 사용하여 수행되었고, 상기 트윈 압출기의 온도는 원료 피딩부터 압출 다이까지 160 ~ 210℃로 설정되었다.
실시예 4
HDPE 펠렛 3kg, 커피박 분말 4kg을 사용한 것을 제외하고 실시예 3과 동일한 조건으로 플라스틱 펠렛을 제조하였다.
실시예 1 내지 4 모두 PP 또는 HDPE의 합성 수지와 커피박 분말이 잘 혼합되었고, 정상적인 플라스틱 펠렛이 형성되었다. 실시예 1 내지 4의 플라스틱 펠렛을 T-다이 압출기에 사용하여 20cm 폭, 3mm 두께의 시트를 형성하였는데 실시예 1 내지 4의 플라스틱 펠렛 모두 양호한 시트를 형성하였다.
이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (8)
- 수지 파우더 15 ~ 25중량부,
수지 펠렛 20 ~ 50중량부,
변성 수지 펠렛 5 ~ 15중량부, 및
커피 부산물 분말 20 ~ 50중량부를 포함하는 플라스틱 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 수지 파우더는 PP 파우더 또는 HDPE 파우더를 포함하고,
상기 수지 펠렛은 PP 펠렛 또는 HDPE 펠렛을 포함하고,
상기 변성 수지 펠렛은 무수말레산으로 그라프트된 PP 수지로 제조된 변성 PP 펠렛 또는 무수말레산으로 그라프트된 HDPE 수지로 제조된 변성 HDPE 펠렛을 포함하며,
상기 커피 부산물 분말은 커피박 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 조성물. - 제 2 항에 있어서,
상기 무수말레산은 변성할 수지 100중량부에 대하여 0.1 ~ 2중량부로 사용되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 수지 파우더 대 상기 수지 펠렛의 중량비는 1:1.5 ~ 1:2.5인 것을 특징으로 하는 플라스틱 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 수지 파우더는 300 ~ 500㎛의 크기를 갖고,
상기 수지 펠렛은 2 ~ 3mm의 크기를 가지며,
상기 커피 부산물 분말은 100㎛ 이하의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 플라스틱 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 커피 부산물 분말은,
수분이 제거된 커피 부산물을 디스크 밀로 100 ~ 300㎛의 크기로 분쇄(1차 분쇄)한 후 제트 밀로 100㎛ 이하의 크기로 분쇄(2차 분쇄)하여 제조되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 조성물. - 제 1 항에 있어서,
제습제 및 활제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 조성물. - 제 7 항에 있어서,
상기 제습제는 산화칼슘을 포함하고,
상기 활제는 왁스 및 칼슘 스테아레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 조성물.
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