초록 ▼

$\bigcirc$ 난분해성 완충소재인 발포 스티로폼을 대체할 수 있는 친환경적인 완충소재를 개발하고자 함.
$\bigcirc$ 완충소재의 원료로는 물성이 매우 떨어지는 골판지 폐지와 신문지 폐지를 이용하였음.
$\bigcirc$ 친환경적인 완충소재의 성형방식은 압출팽연 방식과 감압성형방식을 이용하였으며, 성형방식에 따른 완충성능은 다음과 같음.
- 압출팽연 방식
팽연보조제로 사용되어진 전분의 첨가량이 10% 수준에서 최적의 팽연성을 보임.
대기

$\bigcirc$ 난분해성 완충소재인 발포 스티로폼을 대체할 수 있는 친환경적인 완충소재를 개발하고자 함.
$\bigcirc$ 완충소재의 원료로는 물성이 매우 떨어지는 골판지 폐지와 신문지 폐지를 이용하였음.
$\bigcirc$ 친환경적인 완충소재의 성형방식은 압출팽연 방식과 감압성형방식을 이용하였으며, 성형방식에 따른 완충성능은 다음과 같음.
- 압출팽연 방식
팽연보조제로 사용되어진 전분의 첨가량이 10% 수준에서 최적의 팽연성을 보임.
대기 중의 함수율 수준이 8-10% 정도에서 탄성계수 600-900 kPa (발포 스티로폼: 300-900 kPa)을 가짐으로 완충효능 발현에는 큰 문제가 없을 것으로 판단되어짐.
- 감압성형 방식
KOCC와 KONP 모두 발포 스티로폼이나 펄프 몰드에 비하여 훨씬 더 낮은 탄성계수를 보임으로써 우수한 완충성능을 가지는 것을 확인. 그러나 폐지 완충소재가 외부 충격을 흡수할 수 있는 매우 큰 유리 공간들을 가지고 있지만 그 밀도(0.1-0.2 $g/cm^3$)가 발포 스티로폼에 비하여 4-5배 정도 높음.
- 양쪽 감압성형방식을 도입 하여 투입되는 지료의 양을 감소시키면 폐지 완충소재의 밀도를 더 줄일 수 있을 것으로 사료됨.
$\bigcirc$ KOCC와 KONP 폐지로 제조한 평판형 완충소재의 경우 완충성능이나 밀도 면에서 펄프 몰드보다는 훨씬 더 우수하고, 발포 스티로폼보다는 밀도 면에서만 다소 떨어지는 것으로 확인이 되었지만 이를 대체 할 수 있는 충분한 가능성을 확인.

Abstract ▼

The environment-friendly shock-absorbing materials were made of wastepapers by two different methods, expansion and suction forming respectively. The shock-absorbing materials made by expansion of wastepaper developed good physical properties relating to absorption of external impacts. More addition

The environment-friendly shock-absorbing materials were made of wastepapers by two different methods, expansion and suction forming respectively. The shock-absorbing materials made by expansion of wastepaper developed good physical properties relating to absorption of external impacts. More addition of starch as bonding additives in making the expanded materials created stronger bonding of the material that contributed to the increase of elastic modulus of the materials. The higher the elastic moduli of the materials become, the worse the shock-absorbing ability of the materials become. The addition of starch less than 10% based on an oven-dried fiber weight generated the most optimum shock-absorbing property. On the other hand, polyvinyl alcohol could not endow the expanded materials with better property due to its weak bonding ability. The most important thing for the expanded materials was to maintain their moisture content under the optimum condition. When the materials were controlled under the moisture content of 8-10%, their elastic moduli were 600-900 kPa as much as 300-900 kPa of styrofoam.
The plate-like materials made of KOCC and KONP respectively by suction forming showed the superior shock-absorbing property with lower elastic moduli compared to styrofoam`s elastic modulus. Even though the plate-like materials had many free voids in a fiber structure, their apparent densities(0.1-0.2 $g//cm^3$) was higher than styrofoam`s one (0.03 $g/cm^3$), The high density of the shock-absorbing materials leads to the increment of the total weight of packed goods with the materials.
However, when the solid contents of the materials made by dual-suction forming decreased, their densities could be decreased without sacrificing their shock-absorbing ability. The materials made of KOCC showed better shock-absorbing property than those of KONP. Finally the shock-absorbing materials made of KOCC and KONP respectively showed much better shock-absorbing property than pup mold, and it was confirmed that it could replace styrofoam as the shock-absorbing materials. Thus, in order to preserve the technical know-how for making the environment-friendly shock-absorbing materials, the domestic and foreign patents were applied.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...22
• 제 1 절. 연구개발의 목적...22
• 제 2 절. 연구개발의 필요성...24
• 제 3 절. 연구개발 범위...25
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...28
• 제 1 절. 국외 기술개발 현황...28
• 제 2 절. 국내 기술개발 현황...28
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...32
• 제 1 절. 폐지 활용의 경제적 효과...32
• 1. 폐지의 개요...32
• 2. 폐지를 이용하여 팽연 완충 포장재를 만들 경우의 경제적 효과...32
• 3. 생산자책임 재활용제도의 도입.시행...34
• 4. 폐지 재활용 완충포장재 생산기업에 대한 지원 확대와 인센티브 부여...34
• 제 2 절, 팽연 원료의 물리.화학적 성질 분석...35
• 1. 재료 및 방법...35
• 가. 폐지 종류별 화학적 성질 분석...35
• 나. 폐지 섬유의 결정화도 분석...36
• 다. 폐지 섬유의 열분해 성질 분석...37
• 라. 폐지 섬유의 보수도(WRV) 측정...37
• 마. 폐지 섬유 및 팽연 소재의 횡단면 관찰...37
• 바. 폐지 섬유의 건식해섬...38
• 2. 결과 및 고찰...38
• 가. 폐지 종류별 화학적 조성...38
• 나. 폐지 섬유 종류별 결정화도 변화...41
• 다. 폐지 섬유 종류별 열분해 성질의 차이...43
• 라. 폐지 섬유 종류별 보수도...44
• 마. 폐지 섬유 종류별 섬유장 분석...45
• 제 3 절. 폐지의 팽연.압출...49
• 1. 팽연압출기의 제작...49
• 2. 압출 특성 분석...51
• 가. 폐지의 압출 조건...51
• 나. 팽연소재의 물성 분석...51
• 3. 폐지의 압출 특성 분석을 위한 조건...52
• 가. KONP 섬유의 압출 특성...52
• 나. KOCC 섬유의 압출 특성...53
• 다. 팽연보조제 혼합에 따른 압출 특성 분석...53
• 라. 함수율에 따른 압출 특성 분석...54
• 4. 폐지 섬유의 압출 특성...54
• 가. KONP 섬유의 압출 특성...54
• 나. KOCC 섬유의 압출 특성...56
• 다. 팽연보조제 혼합에 따른 압출 특성 분석...59
• 라. 함수율에 따른 압출 특성 분석...62
• 제 4 절. 감압성형 방식을 이용한 완충소재의 제조...67
• 1. 감압성형장치...67
• 가. 감압성형장치의 구성...67
• 나. 감압성형장치의 원리...72
• 2. 완충소재 제조용 폐지 시료...75
• 가. 폐지 시료의 종류 및 탈묵(deinking)...75
• 나. 완충소재 제조를 위한 폐지 시료의 전처리 과정...77
• 다. 완충소재 제조를 위한 감압성형장치의 제조 조건...78
• 라. 감압성형된 완충소재의 물성 측정...79
• 마. 완충소재의 공극률 계산...81
• 3. 결과 및 고찰...83
• 가. 완충소재의 단면 형상...83
• 나 완충소재의 물성...84
• (1) 감압탈수 시간에 따른 완충소재의 물성 변화...84
• (2) 우유팩 폐지 혼합 비율과 감압탈수 시간에 따른 완충소재의 물성 변화...89
• (3) 전분 혼합량 및 폐지 재생 횟수에 따른 완충소재의 물성변화...94
• (4) 감압성형 공정에 의해 만들어진 완충소재의 공극률(porosity)...101
• (5) 감압성형 공정에 의해 만들어진 완충소재의 백색도...106
• (6) 감압성형 공정에 의해 제조된 완충소재의 건조속도...107
• (7) 잉크를 제거한 탈묵 펄프를 이용한 완충소재 제조...110
• (8) 친환경 완충소재에 대한 향후 전망...111
• 제 5 절. 폐지를 활용한 포장용 완충재의 경제성 분석...113
• 1. 포장용 완충재 제조비용 비교...113
• 2. 사회? 정책 및 무역규제...117
• 제 4 장 개발목표 달성도 및 관련분야 기여도...122
• 제 1 절. 연구개발목표의 달성도...122
• 제 2 절. 관련분야의 기술발전에의 기여도...124
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...127
• 제 1 절. 추가연구의 필요성...127
• 제 2 절. 연구결과의 활용계획...128
• 제 6 장 참고문헌...131
• 부록...134