KOREAN JOURNAL OF PACKAGING SCIENCE & TECHNOLOGY (한국포장학회지)

Korea Society of Packaging Science and Technology (한국포장학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Micro Pulverization and Surface Modification of Biomass Byproducts for Developing Bio-Degradable Plastic Film

생분해 플라스틱 필름 제조를 위한 바이오매스 부산물의 분체화 및 표면개질 연구

  • Received : 2021.12.22
  • Accepted : 2022.03.23
  • Published : 2022.04.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This study investigated the characteristics for rice husk pulverization and surface modification of biomass byproducts composed of rice husk, corn extract gourd, wheat bran, and soybean curd. The size of particles of rice husk was at 6.44 ㎛ and represented the most affordable material for preparing the bio-degradable film among the tested byproducts. The silane treatment and adding 2% of ESO (Epoxidized soybean oil) and 3-aminopropyl triethoxysilane solution mixed in a 1:1 ratio were best to the surface modification and SEM-based particle shape. Above the results, adding 2% of mixed solution after silane treatment of rice husks processed through an air classifying mill (ACM) allows for its use as a raw material of bio-degradable plastic film.

본 연구에서는 바이오매스 부산물을 바이오 플라스틱에 첨가할 수 있는지 여부를 찾고자 바이오매스 부산물인 왕겨, 옥 피, 밀박, 대두박에 대해 일반성분을 조사하였다. 그리고 왕겨에 대해 분체화, 표면 개질 특성을 조사하였다. 부산물 중에서는 왕겨의 입도가 6.44 ㎛로 가장 적합하였으며, silane 처리 후 ESO(Epoxidiz soybean oil)와 3-aminopropyl triethoxysilane를 1:1로 혼합한 용액을 2% 첨가 시 표면개질 상태가 가장 우수하였고, SEM에 의한 입자형상도 가장 좋은 것으로 나타났다. 따라서 ACM(air classifying mill) 처리한 왕겨를 silane 처리한 후 혼합용액을 2% 첨가하는 것이 표면이 개질된 바이오플라스틱 원료로 첨가하여 사용할 수 있을 것으로 사료되었다.

Keywords

References

  1. 최건국. 2011. 닥 섬유 강화 PLA 복합재료의 인장강도와 난연성에 미치는 화학처리의 영향. 전북대학교 일반대학원 , 국내석사. 제2장, 71.
  2. 한정구, 2015. 비 식용 계 식물체 바이오매스를 이용한 바이오플라스틱의 물성 개선에 관한 연구. 한국산업기술대학교 산업기술경영대학원, 국내석사논문. 52.
  3. 김해리, 남병욱. 2013. Water activation에 기반한 셀룰로오스의 개질 및 특성. Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society. 14(2): 977-982. https://doi.org/10.5762/KAIS.2013.14.2.977
  4. 이원기. 2011. 이산화탄소 저감형 생분해성 고분자. Clean technology(Korea). 17(3): 191-200. https://doi.org/10.7464/KSCT.2011.17.3.191
  5. 김도영. 2020. PLA에 대한 가소제 및 사슬 연장제의 시너지효과를 통한 PLA/PBAT 블로운 필름의 기계적 성질 개선. 경북대학교대학원 , 국내박사.
  6. Lee, S.I., Sur, S.H., Hong, K.M., Shin, Y.S., Jang, S.H. and Shin, B.Y. 2001. A Study on the properties of fully bio-photo-degradable composite film. J. Int. Industrial Technol. 29: 129-134.
  7. Chung, M.S., Lee, W.H., You, Y.S., Kim, H.Y. and Park, K.M. 2003. Manufacturing multi-degradable food packaging films and their degradability. Korean J. Food Sci. & Technol. 35(5): 877-883.
  8. Lee, W.K. 2011. Carbon dioxide-reducible biodegradable polymers. Clean Technol(Korea). 17(3): 191-200. https://doi.org/10.7464/KSCT.2011.17.3.191
  9. Jang, S.H. 2013. A study on morphology and mechanical properties of biodegradable polymer nanocomposites. Clean Technol. 19(4): 401-409. https://doi.org/10.7464/KSCT.2013.19.4.401
  10. Plueddemann, E.P. 1991. Silane coupling agents, 2nd ed., Plenum Press, NY.
  11. Food standards codex. 2011. Ministry of Food and Drug Safety, Cheongju, Korea. II(10). 1-33.
  12. AOAC. 2012. Official methods of analysis. 19th ed. Association of Official Analytical Chemists, Washington, DC, USA. Chapter 51. 13.
  13. Niskanen, K. 2000. Paper Physics. In Papermaking Sci. & Tech. Series. PPI and TAPPI Press. Helsinki. 55-88.
  14. Virden, A. 2010. Method Development for Laser-Diffraction Particle-Size Analysis: The author examines the process of method development with reference to ISO 13320:2009 and relevant pharmacopeial monographs. Pharmaceutical technology. 34(11): 100-107.
  15. Duncan, D.B. 1955. Multiple range and multiple F test, Biometrics, 11.
  16. 이기연, 김재은, 홍수영, 김태희, 박아름, 노희선, 김시창, 김희연. 2017. 강일옥 옥수수의 영양성분, 카로티노이드 함량분석 및 생리활성 평가. 한국식품위생안전성학회지. 32(6): 513-520. https://doi.org/10.13103/JFHS.2017.32.6.513
  17. 신은지. 2009. Bulensiasarmienti 분무건조분말의 품질특성, 경북대 석사학위, 제3장.
  18. 박동준, 김범근, 이창호, 김영언, 김인호, 김영호, 권기현, 천용기, 조아라, 신언무, 최광준, 김경중. 2012. 미립자화 밀기울의 입자표면 결합유도에 따른 저칼로리 식품소재 공장기술개발. 한국식품연구원 연구보고서. 제2장.
  19. 이승수. 2019. 제트밀을 이용한 초록 통쌀겨의 초미세화와 음료 제조 적용. 제4장. 71중앙대학교 대학원 , 국내석사.
  20. 박병대, 임기표, 김기운. 1994. 목섬유와 열가소성 플라스틱 복합재료의 기계적. 목재공학. 22(2): 46-53.
  21. 이현용, 전 충, 임경재, 홍기찬, 임정은, 최봉수, 김남원, 양재의, 옥용식. 2009. 화학적으로 개질된 왕겨 및 톱밥(미송, 참나무, 포플러)의 중금속 흡착특성. 환경농화학회지. 28(2): 158-164.
  22. 이윤주, 김영희, 김종인, 김수룡, 권우택. 2012. Structural behavior of polyphenyl carbosilane through pyrolysis process. 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회. 94.
  23. Shanmugharaj, A. W., 이경엽, 유승훈. 2006. Clay의 Aminopropyltriethoxysilane 그라프트에 영향을 미치는 인자. Elastomer (Korea). 41(4): 238-244.
  24. 김미선, 김태화, 한현각, 이기웅, 주덕기. 2011. 왕겨분말의 전처리 조건에 따른 형태학적 변화 및 열적특성. 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술발표회.