보고서 정보
주관연구기관 |
BIOREPLA(주) |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2005-01 |
과제시작연도 |
2003 |
주관부처 |
농림부 Ministry of Agriculture and Forestry |
등록번호 |
TRKO201400023450 |
과제고유번호 |
1380001120 |
사업명 |
농림기술개발 |
DB 구축일자 |
2014-11-10
|
초록
▼
Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1.연구개발 결과
2003년 하반기부터 1회용 스티로폼 용기, 합성수지 도시락용기를 사용할 수 없게 되면서 자연에서 저절로 분해 가능한 생분해성 합성수지에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한 환경부는 2003년 2월 「자원의 절약과 재활용 촉진에 관한 법률」시행규칙에 의거해 규제에서 제외되는 도시락용기에 적용되는 분해성 합성수지에 대한 재질기준을 입법예고했으며, 6월 「생분해성 합성수지도입 및 사용확대 계획」을 발표해 구체적인 인증기준 및 절차 등을 규정했다. 이러한 이유로 국내에서
Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1.연구개발 결과
2003년 하반기부터 1회용 스티로폼 용기, 합성수지 도시락용기를 사용할 수 없게 되면서 자연에서 저절로 분해 가능한 생분해성 합성수지에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한 환경부는 2003년 2월 「자원의 절약과 재활용 촉진에 관한 법률」시행규칙에 의거해 규제에서 제외되는 도시락용기에 적용되는 분해성 합성수지에 대한 재질기준을 입법예고했으며, 6월 「생분해성 합성수지도입 및 사용확대 계획」을 발표해 구체적인 인증기준 및 절차 등을 규정했다. 이러한 이유로 국내에서는 sk 케미칼, 한화석유화학, 호남석유화학, 대상, 새한, 이래화학, 코마스틱, 신한케미칼, 진웅화학 등이 종량제 쓰레기봉투를 비롯해 일회용주사기, 내시경용 마우스피스, 식품용 포장재, 스티로품 완충제를 비롯한 각종 일회용품 등을 생분해성 플라스틱 재질로 개발해 일부 생산ㆍ판매중이며, 일본은 쇼핑백, 쓰레기봉투, 농업용 멀칭필름, 완충재 등 다양한 용도로 생분해성 플라스틱을 실용화하였고 미국은 Cargill-Dow Polymer, Dupont, National Starch & chemical 등을 중심으로 지방족 polyester를 포함한 생분해성 소재를 개발해 의류에도 적용하는 등 다양한 용도로 개발 중이다. 그러나 생분해성 플라스틱을 상업화하기 위해서는 두 가지의 문제점이 있다. 첫째는 그 단가가 국내 일반플라스틱에 비해 4∼5배 높아서 kg당 4500∼5500원을 호가하고 있으며. 둘째, 일반플라스틱에 비해 인장강도(Tensile strength), 인장신율(Elongation) 등의 여러가지 기계적물성이 떨어진다는 점이다.
일반적으로 쌀은 화학적으로 불안정한 성질을 띄는 리보플라빈의 함유량이 다른 곡물류보다 아주 적으므로, 쌀 분말을 함유하는 플라스틱 조성물로 제조된 제품은 다른 곡물 분말을 함유하는 플라스틱 조성물로 이루어진 제품보다 변색의 우려가 매우 적다.
또한, 일반적으로 곡물과 매트릭스 수지를 컴파운딩하여 성형한 제품은 높은 흡수성으로 인하여 제품 안정성이 저하된다. 그러나 저품위쌀은 흡수성이 아주적은 나이아신의 함량이 다른 곡물류보다 훨씬 높으므로, 저품위쌀과 매트릭스 수지를 컴파운딩하여 성형한 제품은 흡수성에 대한 제품의 안정성이 보장된다.
본 연구에서는 저품위쌀과 수지를 기본으로 하여 당사의 기술인 Reactive blending을 이용해 위의 두 가지 문제점을 개선하여 국내 일반플라스틱의 가격과 동등하거나 그이하인 생분해성플라스틱을 개발하였으며 제반물성적인 측면에서도 기존의 PP나 PE, 그리고 PS가 대부분을 차지하고 있는 film, sheet, Injection moulding 제품 등에 적용할 수 있게 되었고 현재 상용화하여 판매교섭중이다.
본 연구를 통해 얻은 결과는 다음과 같다.
가. 본 연구에서는 PP와 HDPE를 base resin으로 첨가하였으며 또한 PP에 가소제(Plasticizer)를 첨가한 실험도 수행하였다. 수지에 쌀분말의 함량이 증가할 수 록 물성은 감소하였으나 PP에 가소제를 첨가한 결과 PP만을 사용한 grade보다 더 높은 인장 신율을 나타내었으며 가공성도 개선되었다.
나. 본 연구를 통해 얻은 제품으로 생분해도를 측정한 결과 50∼80%로서 pulp mold(종이)의 생분해도인 46%보다도 높았다.
다. 금형에 의한 성형은 compression과 vacuum forming의 두 가지 공정을 통해 시제품의 성형을 연구하였으며 mould의 형태에 따라서 요구르트 수저, 소형 트레이, 베이커리 트레이Ⅰ,Ⅱ, 종이컵 뚜껑, 일회용 도시락용기 등을 성형하여 각각의 제품에 따른 요구물성을 알 수 있었고 이러한 요구에 의해 물성을 더욱 개선시켜 sheet류나 film류에도 적용할 수 있는 기술력을 갖추었다.
라. 해마다 쌀소비량이 감소하여 이월량이 증가하였으며 쌀소비를 촉진하기위해 급식용, 가공용, 주정용(수입쌀)으로 소비하고 있으나 2002년도에는 국가적정재고량인 600만석을 제외하면 706만석이 잉여량으로 남게 되었다. 또한 2000∼2003년까지의 쌀생산량에서 저품위쌀의 발생량을 추정한 결과 매해 1000ton이 넘는 양이 부산물로 발생하였다.
마. 곡물수지를 사업화할 경우 생분해성 곡물수지이기 때문에 환경오염을 저감할 수 있고 해마다 막대한 양으로 사용되고 있는 범용수지 중 최소한 30%를 곡물수지로 대체할 수 있어 수입대체효과를 나타내며 마지막으로 감모로 인한 소요비용(2000, 2001년 총 13,461억원)을 절감할 수 있다.
2. 활용에 대한 건의
환경규제와 폐기물처리 문제가 크게 부각되면서 앞으로 생분해성수지의 시장규모가 20년 이내에 범용수지 시장의 약 10%인 1600만톤 이상으로 급격히 성장할 것으로 기대되고 있다. 그러나 국내 생분해성플라스틱의 생산은 1000톤 미만의 미미한 실적을 보이고 있으며 그나마 이래화학이 2002년 약 300톤의 수출실적을 나타낸 정도이다. 따라서 앞으로 거대시장이 될 생분해성 플라스틱의 구매를 장려함과 동시에 환경오염의 주범인 범용수지 제품을 적극 규제하는 제도를 정부에서 순차적으로 시행하여 급변하는 생분해성 플라스틱시장에 기업들이 대응할 수 있는 여건을 만들어 주었으면 한다.
Abstract
▼
Ⅳ.Result of research and suggestion of application
1. Result of research
In this research we used powdered form of the rice treated by the commercial method such as foaming. The process for manufacturing plastic article can be simplified further in comparison with the process using the starch,
Ⅳ.Result of research and suggestion of application
1. Result of research
In this research we used powdered form of the rice treated by the commercial method such as foaming. The process for manufacturing plastic article can be simplified further in comparison with the process using the starch, a material treated once, or using the modified starch, a material treated twice because the composition of the present invention comprises the rice powder.
Especially, the rice powder makes it possible to manufacture products having excellent property in blending with the polyolefin resin compared with other types of grain. That is, the rice shows better compatibility due to the attractive force between the nonpolar materials when compounding with nonpolar polyolefin matrix resin because the rice contains less quantity of protein composed of polypeptide, fibroid material and polar lipid in comparison with other types of grain.
Further, since the rice contain much less quantity of riboflavin which is chemically unstable the products manufactured with the plastic composition containing the rice shows much less possibility of discoloration compared with the article manufactured with the plastic composition containing other types of grain. And generally, the stability of the molded article manufactured by compounding the grain with the matrix resin is deteriorated due to its high hygroscopic property. But, the rice contains much more quantity of niacin which shows quite low hygroscopic property, so the stability of the molded article manufactured by compounding the rice powder with the matrix resin is fairly guaranteed.
According to the composition of the present research, the diameter of the rice powder is preferably 10 to 2000 ㎛ considering the shape and workability using the plastic composition.
If the molded article is manufactured with the plastic composition containing the rice powder, the pollution problems of soil, air and water can be minimized because it can be biodegraded by the microbes after a certain period and the efficiency of waste disposal can be improved.
A.
○ In this research, polyolefins such as polyethylene and high density polyethylene are used with rice powder by using mixer such as twin extruder.
○ Generally, the properties and processabilities of products containing rice powder decrease as contents of rice powder increase. In this reasearch, we develop the methods for increasing the properties and processabilities by adding chemical additives and processing aids. Also Processing condition such as screw design of twin extruder also modified for better processing of products containing rice powder.
We develop the marketable products containing rice powder in the range of 30 % ~ 60 %.
B.
○ Biodegrability of products is in the range of 50 ~ 80%. This values shows higher value than pulp mold which has the value of 46 % of biodegrability.
C.
○ We catagorized the requirements of specific properties and processabilities of various moulded products in the various areas. From this reaearch, we develop the technology to meet the needs of various processing conditions such as sheet and film.
D.
○ By-products of rice, low grade rice, produce about 1000 ton ever year during 2000 ~ 2003.
E.
○ By using products containing rice powder, we can reduce the 1,346 billion won every year.
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제출문 ... 2
- 요약문 ... 3
- SUMMARY ... 8
- CONTENTS ... 12
- 목차 ... 14
- 제 1 장 연구개발의 필요성 ... 16
- 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 17
- 제1절 국내외 생분해성 플라스틱 개발현황 ... 17
- 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 23
- 제1절 생분해성 플라스틱 대체소재 개발을 위한 연구 방법 ... 23
- 제2절 연구개발 목표와 내용 ... 30
- 제3절 연구 결과 ... 32
- 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 71
- ◎ 연구개발목표의 달성도 ... 71
- 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 72
- 제1절 사업의 전망 ... 72
- 제2절 저품위쌀을 이용한 생분해성 플라스틱의 마케팅진행 현황 ... 73
- 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 74
- 제 7 장 참고문헌 ... 75
- 끝페이지 ... 76
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.