(57)【要約】  本発明では、高分子重合体１００重量部に対して卵殻粉末５〜５０重量部を含む樹脂組成物を提供する。本発明に係る樹脂組成物は、環境に優しい素材であって、食品廃棄物である卵殻をリサイクルしてプラスチックの素材として用いてコスト削減が可能である。また、本発明に係る樹脂組成物は、コスト削減のために投入される材料としてバイオマスではなく、不燃性の材料を投入することによって、焼却廃棄の際に二酸化炭素の発生量が少なく、環境負荷が少ない。さらには、また、本発明に係る樹脂組成物は、卵殻粉末と基礎樹脂との分散に優れており、美麗な外観を有する成形品として製造されることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子重合体１００重量部、卵殻粉末５〜５０重量部、無機フィラー１０〜３０重量部及びワックス１〜１０重量部を含む卵殻粉末樹脂組成物。
【請求項２】
前記高分子重合体は２００℃以下の温度で卵殻粉末と溶融混練が可能であることを特徴とする請求項１に記載の卵殻粉末樹脂組成物。
【請求項３】
前記卵殻粉末は１００メッシュ篩（開口〜１５０μｍ）を通過する大きさであることを特徴とする請求項１に記載の卵殻粉末樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の樹脂組成物から製造される成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は卵殻粉末樹脂組成物に関し、より詳細には食品廃棄物である卵殻粉末をリサイクルしてコスト削減が可能でありながらも、卵殻粉末と基礎樹脂との分散性に優れており、美麗な表面外観を有する成形品の製造が可能な卵殻粉末樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、食品包装材として利用されるフィルムを含む各種のプラスチック使用量の増加に伴い、素材／製品の開発の際にその廃棄方法まで考慮して環境負荷が少ないながらもコスト削減まで可能な素材の開発が様々な方法で試みられている。
【０００３】
例えば、特許文献の韓国特許出願公開公報２０１３−００６８６２０号、韓国特許出願公開公報２０１４−００９４８６５号などには、植物体を粉砕して収得した粉末や、草本系農産廃棄物を粉末化した後、これをプラスチック樹脂と配合して射出、押出などによる成形品として製造する方法が開示されている。開示された素材や方法は、バイオマスが添加されたプラスチック素材であって、埋め立てて廃棄する場合、生分解が可能であるというメリットがある。
【０００４】
しかしながら、前述したバイオマス添加素材は、プラスチック素材との相溶性が良くないのが普通であるので、これをプラスチック素材と配合／混練するためには、前処理に相当な費用を投じなければならず、また、埋め立てて廃棄する場合には生分解性を有するということが有利であるものの、焼却して廃棄する場合にはバイオマスも結局、二酸化炭素の形態で環境に戻るということから、環境への負荷は従来のプラスチック素材と変わらない。
【０００５】
そこで、本発明者らは、焼却して廃棄する場合、二酸化炭素の発生量が少ないながらも、コスト削減の可能な素材を探すために努力した結果、食品廃棄物である卵殻をプラスチック素材の充填剤として適用可能であることに着目して本発明を完成した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、コスト削減が可能でありながらも美麗な表面外観を有する成形品の製造が可能な卵殻粉末を含む樹脂組成物を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、前記樹脂組成物から製造される成形品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するための本発明に係る卵殻粉末樹脂組成物は、高分子重合体１００重量部に対して卵殻粉末５〜５０重量部を含むことを特徴とする。
【０００９】
前記高分子重合体は、２００℃以下の温度で卵殻粉末と溶融混練が可能であることが好ましい。
【００１０】
前記卵殻粉末は、１００メッシュ篩（開口〜１５０μｍ）を通過する大きさであることが好ましい。
【００１１】
前記卵殻粉末樹脂組成物は、高分子重合体１００重量部に対して無機フィラー１０〜３０重量部をさらに含むことができる。 
【００１２】
前記卵殻粉末高分子重合体１００重量部に対してワックス１〜１０重量部をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る樹脂組成物は環境に優しい素材であって、食品廃棄物である卵殻をリサイクルしてプラスチック素材として用いてコスト削減が可能である。
【００１４】
また、本発明に係る樹脂組成物は、コスト削減のために投入される材料としてバイオマスではなく、不燃性の材料を投入することによって、焼却廃棄の際に二酸化炭素の発生量が少なく、環境負荷が少ない。
【００１５】
また、本発明に係る樹脂組成物は、卵殻粉末と基礎樹脂との分散に優れており、美麗な外観を有する成形品として製造されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係る卵殻粉末樹脂組成物を利用して作製された射出成形品に対する写真である。
【００１７】
【図２】比較例に係る卵殻粉末樹脂組成物を利用して作製された射出成形品に対する写真である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る卵殻粉末樹脂組成物は、高分子重合体１００重量部に対して卵殻粉末５〜５０重量部を含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明の卵殻粉末樹脂組成物に適用される高分子重合体は、食品包装材、幼児用品、浴室用品、台所用品などに適用される該技術分野において公知の高分子材料が用いられることができる。
【００２０】
好ましくは、２００℃以下の温度で、より好ましくは１９０℃以下の温度で卵殻粉末と融解状態で混練加工の可能な高分子材料を適用する。発明者らの繰り返し実験によれば、卵殻粉末と高分子材料の混練加工において温度が２００℃を超える場合には卵殻の炭化により変色が発生し、かつ、混練加工中に不快な臭いが発生し、このような臭いは作業が完了した後にも長期間残存することが確認された。前記非限定的な意図として説明すると、前記変色と臭いの発生は、卵殻に少量含まれたタンパク質の炭化により発生するものと理解される。
【００２１】
通常、高分子樹脂の加工温度の下限は、融点より１０℃高い温度程度である。したがって、本発明の卵殻粉末樹脂組成物に基礎樹脂として適用可能な樹脂は１９０℃以下の融点を有する樹脂である。非制限的な意図として例えば、線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含むポリエチレンと、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）と、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）と、ポリプロピレン（ＰＰ）の単独重合体や、プロピレンとＣ３〜Ｃ１０のアルケンの共重合体と、ＡＢＳと、ナイロン、ポリエステル等が本発明の組成物に基礎樹脂として適用されることができる。
【００２２】
本発明に適用される卵殻粉末は、鳥類、爬虫類動物の卵殻を微細に粉砕して粉末化したものである。通常は、収集された卵殻を洗浄、卵殻膜の除去、乾燥、粉砕などを含む一連の作業を経て製造される。組成的には、炭酸カルシウムが主成分をなしており（〜９３ｗｔ％）、少量の炭酸マグネシウム（〜１ｗｔ％）、リン酸カルシウム（〜１ｗｔ％）、タンパク質類（〜５ｗｔ％）を含むものと知られている。
【００２３】
前記卵殻粉末は、多様な大きさに粉砕された状態の粉末状に商業的に入手することができる。本発明に適用される卵殻粉末は、好ましくは１００メッシュ篩（開口〜１５０μｍ）、さらに好ましくは２００メッシュの篩（開口〜７０μｍ）、最も好ましくは４００メッシュ篩（開口〜４０μｍ）を通過する大きさのものを用いる。発明者らの繰り返し実験によれば、１００メッシュの篩を通過することのできない大きさである場合には、基礎樹脂と卵殻粉末の分散が円滑でないことが確認された。
【００２４】
一方、本発明に係る組成物において卵殻粉末の含量は、高分子重合体１００重量部に対して卵殻粉末５〜５０重量部であることが好ましい。卵殻粉末の含量が５０重量部を超える場合には、基礎樹脂素材の物性（例えば、引張強度、伸率、衝撃強度など）の低下が著しくなる。
【００２５】
本発明に係る組成物には、好ましくは無機フィラーがさらに含まれることができる。やはり発明者らの繰り返し実験によれば、無機フィラーがさらに含まれる場合、その作用の機作は明確ではないが、卵殻粉末と基礎樹脂との混練及び分散が改善されることが確認された。このような目的で用いられる無機フィラーは、炭酸カルシウム、粘土、黄土、滑石及びカオリンの中で何れか一つ以上であり得る。最も好ましくは炭酸カルシウムを用いる。
【００２６】
一方、無機フィラーの含量は、前記高分子重合体１００重量部に対して５重量部〜３０重量部を用いることが良い。無機フィラーを５重量部未満で用いる場合、混練及び分散の改善が十分ではなく、一方、３０重量部以上を用いると、製品の引張強度、延伸率など物性の低下が誘発される。
【００２７】
また、本発明に係る卵殻粉末樹脂組成物にはワックスが添加されることができる。前記ワックスは、卵殻粉末の表面にコーティングされて卵殻粉末と基礎樹脂の分散を改善し、かつ、卵殻粉末の水分吸収を防止する機能を果たす。このような目的で用いられるワックスは、商業的に購入可能なものであれば、制限なく本発明の組成物に適用されることができ、例えば、パラフィンワックス、流動パラフィンワックス、蜜蝋、モンタンワックス、乳化ワックス、キャンデリラワックス、ＰＥワックス、ＰＰワックスなどが用いられることができる。
【００２８】
前記ワックスの使用量は、高分子重合体１００重量部に対して１〜２０重量部の割合であることが好ましい。１重量部未満で使用時、コーティング機能及び滑剤の補助剤としての役割が微弱であり、２０重量部を超えて用いる場合、超過量が組成物の製造及び後工程において溶出されて表面不良及び作業性不良（異物溶出）の原因となる恐れがある。 
【００２９】
前記ワックスは、基礎樹脂と卵殻粉末、無機フィラー、その他の添加剤などを混合した後、押出する方法で組成物に投入されることができる。卵殻粉末投入の他の例としては、前記ワックスが卵殻粉末と事前に配合されて、ワックスの表面コーティングされた卵殻粉末の形態で用いられることである。表面コーティングされた卵殻粉末は、卵殻粉末にワックスを投入して３００〜８００ｒｐｍで高速攪拌しながら、攪拌時に発生する自己発熱によりワックスを溶解させて卵殻粉末の表面をコーティングする方法で得られる。
【００３０】
一方、本発明に係る組成物には、必要に応じて熱安定剤、酸化防止剤、滑剤、離型剤、核剤、顔料、染料、紫外線安定剤、難燃材、可塑剤など、該技術分野において公知の添加剤がさらに含まれることができるのは勿論である。
【００３１】
本発明に係る卵殻粉末樹脂組成物は、構成成分を溶融混練した後、これをペレット化する公知の方法で製造されることができる。
【００３２】
例えば、組成物の溶融混練は、一軸押出機や二軸押出機を利用して遂行されることができ、組成物の各成分の投入は、パウダーやペレット状態の基礎樹脂、卵殻粉末、無機フィラー及びその他の必要な添加剤をハンドブレンドやバンバリーミキサーなど適当な手段を利用して配合した後、押出機に投入されるか、または一部の成分は計量しながら押出機の他の位置に投入されることもできる。溶融混練が完了した後は、これをペレット化して次の工程に用いることができる。
【００３３】
以下、実施例を通じて本発明の構成及びそれによる効果をより詳細に説明する。本実施例は、本発明をより具体的に説明するための例示に過ぎず、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３４】
次の表１に係る配合割合による組成で、本発明に係る卵殻粉末樹脂組成物を準備した。 
【００３５】
【表１】
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・投入量の単位：重量部
・ポリプロピレン樹脂：湖南石油化学、Ｊ−３２０Ｃ
・卵殻粉末：２００メッシュ篩を通過、９５重量％以上
・炭酸カルシウム：Ｏｍｙａ、ＯＭ１Ｔ    
・ワックス：ライオンケミカル、１０２Ｎ
・酸化防止剤：Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ、Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０
【００３６】
まず、高速攪拌機に卵殻粉末とワックスを投入し、４００ｒｐｍの速度で高速攪拌して表面にワックスがコーティングされた卵殻粉末を準備した。次に、ポリプロピレン樹脂、前記準備されたワックスコーティングの卵殻粉末、炭酸カルシウム、及びＺｎ−ステアレートを配合した後、二軸押出機のホッパーに投入し、バレルの最高温度１９０℃で溶融混練させた後、冷却、カッティングしてペレット状態の組成物を製造した。
【００３７】
前記製造された実施例と比較例の熱可塑性樹脂組成物を利用して、卵座形態の製品を射出成形した。
【００３８】
図１は、本発明の実施例に係る組成物を利用して作製された射出成形品に対する写真であり、図２は、比較例に係る組成物を利用して作製された射出成形品に対する写真である。図１によれば、高分子重合体と卵殻粉末を溶融混練することにおいて、無機フィラーを共に用いる場合、卵殻粉末の分散が均一であり、表面状態の美麗な成形品が得られることを確認できる。一方、図２から、卵殻粉末樹脂組成物を製造することにおいて基礎樹脂と卵殻粉末のみを用いる場合、組成物を用いて最終成形された製品において卵殻粉末の分散状態が不均一であることが目視で認められた。前記結果から、卵殻粉末樹脂組成物を製造することにおいて、無機フィラー（特に、炭酸カルシウム）を追加で投入してこそ、卵殻粉末の分散状態が良好であり、かつ、均一な厚さの製品を作製可能であることが認められた。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係る卵殻粉末樹脂組成物は、射出成形、押出成形またはシート成形などの公知の成形方法で、食品包装材、幼児用品、浴室用品、台所用品、自動車の内装材、産業用品などに適用されることができる。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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