KR20130083742A - 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 커피 부산물을 합성수지와 혼합하여 바이오 플라스틱을 제조하기 위한 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 커피 부산물을 건조시키고 분쇄하여 커피 부산물 건조분쇄물을 얻는 단계, 커피 부산물 건조분쇄물에 무기물, 이산화티탄, 분산제 및 왁스를 혼합하여 압출하여 1차 원료 압출물을 얻는 1차 원료 압출 단계, 및 1차 원료 압출물을 폴리플로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 그 혼합물과 혼합하여 가열, 압출하여 바이오 플라스틱을 제조하는 방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 바이오 플라스틱을 제공하며, 자연 분해성이 있고 폐기물을 재활용하여 자원 절약에 기여하는 바이오 플라스틱을 제공하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 커피 부산물(coffee waste)을 함유한 바이오 플라스틱 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 커피부산물을 이용한 바이오 플라스틱은 기존 100% 화학적 합성수지로 만든 플라스틱 대비 동등 수준의 인장강도를 보유하여 일회용 플라스틱 컵 및 용기, 식품용 포장 필름 및 봉지, 사출 시트, 이형 압출 등 기존 플라스틱 제품을 다양하게 대체하여 환경 오염을 줄일 수 있다.
산업과 경제가 발전함에 따라 일회용 플라스틱 용기, 합성수지 필름 등 플라스틱으로 만든 다양한 제품의 이용이 계속 증가하고 있다. 그러나 기존 플라스틱은 쉽게 산화되거나 분해되지 않는 합성수지로써 내구성이 우월한 장점을 가지고 있으나 분해성이 전혀 없어 환경문제를 유발시키는 단점이 있다. 매립하게 되면 성형된 플라스틱 제품 특성 상 땅이 굳어져서 토양 오염을 일으키고, 소각하게 되면 여러 가지 유해 가스가 발생하여 대기 중을 떠돌며 환경과 인체를 오염시킨다. 또한 플라스틱 원료의 주요 공급원인 석유는 시간이 경과 될수록 점차 고갈되고 있는 상황이다.
이를 해결하는 방법으로 식물자원을 활용한 바이오 화학산업이 대두되어 친환경 플라스틱 및 생분해성 플라스틱이 현재 활발하게 연구되고 있다. 그리고 생분해성 플라스틱은 사용하는 원료에 따라 천연계 고분자, 화학 합성 고분자, 미생물 생산 고분자, 천연계 고분자와 화학 합성 고분자의 혼용 등 크게 4가지로 형태로 분류할 있다. 천연계 고분자는 곡물에서 추출되는 전분, 곡물의 잎이나 갈대 등에서 유래되는 셀룰로오스, 게 새우 등의 껍질에서 유래되는 프로테인 등을 활용하여 제조한 플라스틱으로, 가격이 상대적으로 저렴하나 그 고유 특성으로 인해 합성 또는 미생물 고분자에 비해 플라스틱 가공성이 떨어지는 단점이 있다. 화학 합성 고분자는 발효 기술에 의해 제조된 아미노산 등의 원료를 중합공정을 통하여 제조한 플라스틱으로 PLA가 대표적으로 상대적으로 단가가 비싸다는 단점이 있다. 미생물 생산 고분자는 PP, PE와 같은 기존 범용 수지와 유사한 물성을 갖고 있으나 매우 고가이므로 일반 플라스틱 포장재나 일회용 플라스틱 제품으로의 실용화는 어려운 점이 많다. 마지막으로 혼합형은 전분 같은 천연물과 올레핀 등의 기존 수지를 혼련하여 생산하는 형태로 공정도 비교적 간단하고 원가가 기존대비 경쟁력이 있어서 많이 선호되고 있다.
대한민국 등록특허 제 10-0574547 호에서는 펄프 섬유 파우더, 전분 등 천연고분자계 생분해성 소재로 된 용기 내부면에 천연고분자계 생분해성 소재, 아크릴레이트 공중합체, 용매로 구성된 코팅제를 코팅하는 방법이, 대한민국 등록특허 제 10-1062012호에서는 왕겨 및 쌀겨를 함유한 생분해성, 광분해성 바이오 필름 및 이의 제조방법이 제안되어 왔다. 그러나 상기 기술은 수분 차단과 부패 방지 기술에 주력하였고, 왕겨나 쌀겨라는 특정 천연물 이외에는 적용할 수 없는 소재의 한계가 있었다.
기호식품으로서 커피는 많은 사람들의 애호를 받고 있는 제품으로 우리 나라는 물론 전세계적으로 커피 소비가 지속적으로 증가하고 있다. 이에 맞춰 커피 생산량도 늘어나고 있을 뿐만 아니라 그로 인하여 커피의 제조 후에 생기는 커피 찌꺼기의 양 또한 매년 증가하고 있는 추세이다. 여기서 커피 찌꺼기는 커피 제조를 위한 커피 원두 처리과정에서 생기는 커피박(coffee chaff)과 커피 원두에서 커피를 추출하고 남은 커피 추출 찌꺼기(coffee waste)를 의미한다. 커피박은 사료 및 비료, 보일러 원료, 활성탄 등의 흡착제 등으로 활용되기도 하지만 그 비율은 미미한 수준이며, 카피 추출 찌꺼기의 경우에는 그 활용이 거의 없어서 자원 낭비가 심각하여 그 재활용의 필요성이 매우 큰 상황이나 아직 그에 대한 연구가 거의 없는 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 커피박과 커피 추출 찌꺼기(이하 커피 부산물이라고 통칭함)를 건조 분쇄하여 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE)과 같은 화학 합성물과 혼합하여 분해성이 향상되고 소각 시 발생하는 유해 가스가 감소된 커피 부산물을 이용한 바이오플라스틱 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 커피부산물을 이용한 바이오 플라스틱 제조 방법은 커피 부산물을 건조시켜서 분쇄하여 커피 부산물 건조분쇄물을 얻는 단계, 커피 부산물 건조분쇄물에 무기질, 이산화티탄, 분산제 및 왁스를 혼합, 혼련하고 압출성형하여 1차 원료 압출물을 얻는 단계, 1차 원료 압출물을 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 그 혼합물과 혼합, 가열, 압출하여 바이오플라스틱 펠렛을 제조하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의한 바이오 플라스틱의 원료는 최종 제품인 바이오 플라스틱 펠렛 기준으로 커피 부산물 10 ~ 20중량%, 무기물 5 ~ 20중량%, 이산화티탄 2 ~ 5중량%, 왁스1 ~ 5중량% 분산제 1 ~ 3중량%으로서 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 또는 그 혼합물 47 ~ 65중량 %, 성분비를 갖는다.
상기 실시예의 일 측면에 의하면, 일반 화학 원료는 폴리프로필렌(PP), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 및 초저밀폴리에틸렌(LLDPE) 중에서 적어도 하나를 포함하거나 2개의 혼합물로 구성될 수 있다.
상기 실시예의 다른 측면에 따르면, 무기질 원료는 탄산칼슘, 탈크, 실리카 및 마이카 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 실시예의 또 다른 측면에 따르면, 분산제는 칼슘 스테아린, 아연 스테아린, 마그네슘 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 실시예의 또 다른 측면에 따르면, 왁스는 EBS 왁스(ethylene bis stearamide, 에틸렌 비스 스틸아라미드), PP 또는 PE계열 왁스(p-wax) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 실시예의 또 다른 측면에 의하면, 커피 부산물 건조분쇄물에 각종 원료를 혼합할 때 열 안정제로서 칼슘과 아연 성분으로 된 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명에서는 커피 부산물을 50℃ ~ 120℃의 온도로 60분 ~ 240 동안 가열
하여 수분이 6% 이상 ~ 7.5% 이하가 되도록 건조하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 커피 부산물을 건조하여 120 ~ 300 메쉬로 분쇄하여 사용하는
것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 커피의 가공 처리 후 남는 커피 부산물을 합성수지와 혼합하여 바이오 플라스틱을 제조할 수 있으므로, 산업 폐기물의 일종인 커피 부산물을 재활용할 수 있고 부가적인 수익 창출에 기여할 수 있다.
또한 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱 및 그 제조방법에 의하면, 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱은 기존 100% 석유 유래의 플라스틱보다 자연 분해도가 높으며 소각 시에도 유해가스의 발생이 감소되므로 포장용 용기 및 필름 등의 원료로 사용하기에 적합하다.
도 1은 본 발명의 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2은 본 발명의 상용화 프로세스 도식도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱으로 사출 제조한 포장박스용 손잡이의 사진이다.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱으로 압출 제조한 포장용 필름의 사진이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱 포장박스용 손잡이의 인장강도 평가시험 결과이다.
도 2은 본 발명의 상용화 프로세스 도식도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱으로 사출 제조한 포장박스용 손잡이의 사진이다.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱으로 압출 제조한 포장용 필름의 사진이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱 포장박스용 손잡이의 인장강도 평가시험 결과이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조로 하여 본 발명을 실시예에 따라 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 커피부산물을 이용한 바이오 필름 제조방법을 나타낸 순서도로서, 커피 부산물을 건조시켜서 분쇄하는 커피 부산물의 건조분쇄단계, 상기 건조분쇄된 커피 부산물에 무기물로서 탄산칼슘, 이산화티탄, 분산제 및 왁스를 혼합, 혼련하고 압출하여1차 원료 압출물을 얻는 단계, 상기 1차 원료 압출물을 폴리플로필렌, 폴리에틸렌 또는 그 혼합물과 혼합하여 압출하는 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱의 제조방법이 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 먼저 커피부산물의 습기를 제거하여 기준 수분량 이하로 건조 후 고온으로 압출한 후 분쇄한다.(110) 커피 부산물은 50℃ ~ 120℃의 온도에서 60분 이상 ~ 240분 동안 가열하여 수분이 6% ~ 7.5% 이하가 되도록 건조시킨다. 1차 분쇄 건조 후에는 커피 부산물을 냉각시킨 다음 분쇄기를 이용하여 120 ~ 300 메쉬의 크기로 용도에 맞게 분쇄한다.
보다 구체적으로, 커피 부산물의 입도가 120메쉬 미만의 크기일 경우, 그 입도가 커서 바이오 플라스틱 최종 제품의 표면이 거칠고 신장률과 인장강도가 저하되므로, 커피 부산물의 함량의 최대치로 혼합할 경우 최종 제품의 품질이 저하된다. 다른 한편으로, 그 입도가 300메쉬를 초과하면 그 입도가 작아서, 커피 부산물의 섬유질의 물성 파괴와 색상변화를 초래하고, 그 향이 약화되며, 분쇄에 많은 시간과 노력이 소요되어 생산성이 저하된다. 따라서 커피 부산물의 분쇄 입도는 120 ~ 300 메쉬로 하는 것이 바람직한 것으로 확인되었다.
도 1과 도 2를 참조하면, 다음으로 단계 120에서 건조분쇄된 커피 부산물에 무기물인 탄산칼슘, 이산화티탄, 분산제 및 왁스를 혼합, 혼련하고 성형한다.(120) 본 단계는 원자재의 1차 혼합을 통해 재료의 내열성과 분산 증대를 위해 분배 균일화하는 과정으로, 슈퍼 히팅 믹서기에서 120~200rpm으로 교반 혼합, 혼련하고 압출하여 1차 원료 압출성형물을 만든다. 최종 제품인 바이오 플라스틱 100 중량%를 기준으로 커피 부산물10 ~ 20중량%, 무기물 5 ~ 20중량%, 이산화티탄 2 ~ 5중량%, 분산제 1 ~ 3중량% 및 왁스 1 ~ 5중량%가 투입된다.
보다 구체적으로, 무기질로서 탄산칼슘은 그 함량이 기준치 미만이면 무기물의 부족으로 인해 폴리플로필렌이나 폴리에틸렌 또는 그 혼합물과 커피 부산물 분쇄물과의 혼합성이 촉진되지 못하게 되고, 최종 제품인 바이오 플라스틱 또는 그 제품의 자연분해되는 정도가 약화되고, 또한 그 함량이 초과되면 혼련성과 생산성이 떨어지므로 탄산칼슘과 이산화 티탄은 위에 설명한 함량에 미달되거나 기준치를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 탄산칼슘은 탈크, 실리카, 마이카 등의 무기물로 대체 사용할 수 있다.
이산화티탄은 유탁제로 쓰이는데, 결정유에서 결정 생성을 돕는 역할을 하며, 본 발명의 최종 제품인 바이오 플라스틱의 결정을 부드럽게 하고, 본 발명의 최종 제품인 바이오 플라스틱에 사용된 커피 부산물의 광분해성을 부여하기 위하여 사용하므로 함량이 부족하면 광분해성이 취약해지고, 함량을 초과하면 본 발명의 바이오 플라스틱의 연질성, 인장강도 저하를 초래한다.
분산제는 마그네슘, 칼슘스테아린, 아연스테아린이 사용되며, 커피 부산물과 폴리프로피렌, 폴리에틸렌의 원할한 혼합과 분산 혼련을 돕는 목적으로 사용하며, 그 함량이 기준치 이하이면 분산역할이 부족하고, 기준치 이상이면 환경의 오염과 인체 유해성 기준치를 초과할 수 있다.
왁스는 에틸렌 비스 스테아르아미드(ethylene bis stearamide :EBS), PP또는 PE계열 왁스(p-wax)를 사용하며, 100 중량%에 대하여 0.5 ~ 5중량%의 비율로 사용한다. 0.5 중량% 미만으로 첨가될 경우, 커피 부산물 및 왕겨의 표면에 탄화가 발생되어 냄새가 나며, 설비의 흐름이 원활하지 못하게 되는 등의 단점이 있고, 기준치 이상을 사용하면 손잡이,용기, 필름 등의 제조 시에 생산설비에 찌꺼기 및 유해 물질이 발생되어 생산성을 저하시킬 수 있다. 또한, 천연물과 화학원료의 기계적 흐름을 원활하게 하기 위하여 EBS나 p-wax 각각 또는 둘을 혼합하여 사용할 수 있다.
도 1과 도 2를 참조하면, 다음으로 단계 130에서 1차 원료 압출성형물을 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 그 혼합물과 혼합, 압출하여 바이오 플라스틱 펠렛을 제조한다(130). 본 단계는 니더기에서 열과 환류를 통해 휘발분 가스를 제거하고, 180℃ 가열로 가소화 용융시켜 원자재간 분산 및 혼련을 보다 정밀하게 한다. 이후 이축압출기를 통해 150 ~ 220℃의 온도로 직경 약 5mm, 두게 약 2~3mm 정도의 크기의 펠렛을 만든다. 화학 원료로서 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 또는 그 혼합물은 최종 제품인 바이오 플라스틱 100 중량%를 기준으로 47 ~ 65중량 %를 투입한다.
보다 구체적으로, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 그 혼합물은 본 발명의 바이오 플라스틱의 성형성을 향상시켜 주는 바인더 역할을 하는 것으로 이 합성수지의 함량이 기준치 미만일 때 본 발명의 바이오 플라스틱의 신장률과 인장강도가 약하게 되고, 기준치 이상이 되면 천연물인 커피 부산물의 향이나 착색이 미미하게 나타나고 자연생분해를 방해한다. 폴리프로필렌과 폴리에틸렌은 각각 단독으로 사용할 수 있고, 본 발명의 바이오 플라스틱에게 요구되는 물성에 따라 그 혼합비율을 조정하여 함께 사용할 수 있다.
도 1을 참조하면, 다음으로 단계 (140)에서 최종 만들어진 커피 부산물 바이오 플라스틱 펠렛을 사출하여 용기 등을 제조하고, 압출하여 필름 등을 제조한다. 사출 및 압출 공정은 공지된 플라스틱의 경우와 동일하며, 기존 설비를 그대로 이용한다.
이하 본 발명을 바람직한 실시예에 의해 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
120메시, 140메시의 커피 부산물 건조분쇄물 200kg, 탄산칼슘 50kg, 이산화티탄 50kg, P-wax 20kg, 칼슘 스테아린 30kg을 슈퍼 히팅 혼합기에 투입하고, 혼합.혼련.압출하여 1차 원료 압출성형물을 제조하였다. 제조된 1차 원료 압출물을 폴리프로필렌(PP) 650kg과 함께 이축압출기에 투입하고, 180℃로 압축 가공하여 본 발명의 바이오 플라스틱 펠렛을 각각 제조하였다.
| 구분 | 실시예 1 | |
| 중량 kg | 중량 % | |
| 커피 부산물(120~150메시 미만) | 200 | 20 |
| 탄산칼슘 | 50 | 5 |
| 이산화티탄 | 50 | 5 |
| P-wax | 20 | 2 |
| 칼슘 스테아린 | 30 | 3 |
| PP | 650 | 65 |
| 합계 | 1,000 | 100 |
200메시, 230 메시, 250메시 커피 부산물 건조분쇄물 15중량%, 탈크 15중량% 및 이산화티탄 3중량%, 아연스테아린 2중량%, EBS 1중량%, 열안정제 2중량%를 슈퍼 히팅 혼합기에 투입하고, 혼합, 혼련하고 압출하여 1차 원료 압출물을 제조하였다.
제조된 1차 원료 압출물을 폴리플로피렌 30중량%, 저밀도 폴리에틸렌 33중량%와 함께 이축압출기에 투입하고, 200℃로 압출 가공하여 본 발명의 바이오 플라스틱 펠렛을 각각 제조하였다.
| 구분 |
실시예 2 | |
| 중량 kg | 중량 % | |
| 커피 부산물(150~200메시 미만) | 150 | 15 |
| 탈크 | 100 | 10 |
| 이산화티탄 | 20 | 2 |
| EBS-wax | 50 | 5 |
| 아연 스테아린 | 30 | 3 |
| PP | 200 | 20 |
| LDPE | 450 | 45 |
| 합계 | 1,000 | 100 |
200메시, 230메시, 250메시 커피 부산물 10중량%, 실리카 20중량% 및 이산화티탄 2중량%, 마그네슘 2% 중량, EBS 1중량%, 열안정제 2중량% 를 슈퍼히팅 혼합기에 투입하고, 혼합, 혼련하고 압출하여 1차 원료 압출물을 제조하였다. 제조된 1차 원료 압출물을 폴리플로피렌 43중량%, 저밀도 폴리에틸렌 20중량%와 함께 이축압출기에 투입하고, 220℃로 압출 가공하여 본 발명의 바이오 플라스틱 펠렛을 각각 제조하였다.
| 구분 | 실시예 3 | |
| 중량 kg | 중량 % | |
| 커피 부산물(200~250메시 미만) | 100 | 10 |
| 실리카 | 200 | 20 |
| 이산화티탄 | 30 | 3 |
| P-wax | 10 | 1 |
| 마그네슘 | 10 | 1 |
| LDPE | 650 | 65 |
| 합계 | 1,000 | 100 |
위의 실시예 이외에도 여러 가지로 실험하고 제조해 본 결과, 최종 제품인 바이오 플라스틱 100 중량%를 기준으로 커피 부산물10 ~ 20중량%, 무기물 5 ~ 20 중량%, 이산화티탄 2 ~ 5 중량%, 왁스 1 ~ 5중량%, 분산제 1 ~ 3중량%를 혼합.혼련.압출하여 1차 원료 압출성형물을 만들고, 최종 제품인 바이오 플라스틱 100 중량%를 기준으로 폴리프로필렌, 저밀도폴리에틸렌, 고밀도폴리에틸렌 각각 또는 이들의 혼합물 47 ~ 65중량%을 혼합.혼련.압출하여 본 발명의 바이오 플라스틱을 만들 수 있었다.
이와 같이 제조한 최종 커피 부산물 바이오 플라스틱 펠렛으로 만든 포장상자용 손잡이의 기계적 특성을 분석하기 위해 KS M 3001 규격에 따라 샘플을 취하고 독일 Zwick사의 인장강도시험기(Instron)를 이용해 인장강도를 측정하였다. 커피 부산물 바이오 플라스틱 손잡이는 실험군으로서 시료 15개를, 기존 저밀도폴리에틸렌(LDPE)으로 만든 플라스틱 손잡이는 대조군으로서 시료 10개를 각각 측정한 결과는 도 5와 같다. 도5에서 보이는 바와 같이 실험군은 대조군보다 인장강도가 평균 약 3.0kgf 정도가 낮았으나, 플라스틱 손잡이를 사용함에 있어 인장강도 합격 기준인 30.0kgf 이상으로 사용에 있어서는 문제가 없는 수준임을 확인할 수 있었다.
위에서 설명한 바와 같은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 바이오 플라스틱은 포장박스용 손잡이, 포장 재료용 필름의 제조에 유용하게 사용할 수 있고, 그 성분의 25%이상(커피부산물+탄산칼슘)에 이르는 천연물인 커피 부산물과 탄산 칼슘 등 성분의 자연분해성으로 인해 합성수지 환경오염의 피해를 줄일 수 있고 소각 페기 시의 유해가스 발생이 감소되는 효과가 있다.
또한, 폐기물인 커피 부산물을 재활용함으로써 자원 절약에 기여하고, 관련 산업의 발전을 도모할 수 있는 효과도 있다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형, 변경 또는 수정이 가능함은 물론이다.
따라서, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형, 변경, 수정실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변형, 변경, 수정은 청구범위 기재의 권리범위에 속한다.
Claims (8)
- 커피 부산물을 가열하여 건조시키고 분쇄하여 커피 부산물 건조분쇄물을 얻는 커피 부산물 건조분쇄단계; 상기 커피 부산물 건조분쇄물에 무기물, 이산화티탄, 분산제를 혼합, 혼련하고 가열, 압출하여 1차 원료 압출성형물을 얻는 1차 원료 압출물 성형단계; 그리고 상기 1차 원료 압출성형물을 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 그 혼합물과 혼합, 가열하여 바이오 플라스틱 펠렛을 제조하는 단계를 포함하여 구성되는, 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱의 제조방법
- 청구항 1에 있어서,
상기 커피 부산물 건조분쇄단계는 커피 부산물을 50℃ ~ 120℃ 의 온도에서 60분 ~ 240분 동안 수분 함량 6% ~ 7.5% 로 건조시키는 것을 특징으로 하는 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱의 제조방법 - 청구항 1에 있어서,
상기 1차 원료 압출물 성형단계는 최종 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱 100 중량% 기준 커피부산물 건조분쇄물10 ~ 20중량%, 무기물 5 ~20중량%, 이산화티탄 2~5중량%, 분산제 1 ~ 3중량% 및 왁스 1 ~ 5중량%를 혼합하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 커피부산물을 이용한 바이오 플라스틱의 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 바이오 플라스틱 펠렛을 압출하는 단계는 최종 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱 100 중량% 기준 폴리프로필렌, 저밀도 및 고밀도를 포함한 폴리에틸렌, 또는 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 혼합물 47 ~ 65 중량%와 혼합, 압출하는 것을 특징으로 하는 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱의 제조방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 무기물이 탄산칼슘, 탈크, 실리카, 마이카 중의 하나인 것을 특징으로 하는 커피부산물을 이용한 바이오 플라스틱의 제조방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 분산제가 칼슘 스테아린, 아연 스테아린 또는 마그네슘인 것을 특징으로 하는 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱의 제조방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 왁스가 EBS wax 또는 p-wax인 것을 특징으로 하는 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱의 제조방법. - 청구항 1 내지 청구항 7의 어느 한 항의 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 커피 부산물을 이용한 바이오 플라스틱.
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