KR0174329B1 - 고지를 이용한 생분해성 완충재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고지를 이용한 생분해성 완충재의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고지(古紙), 전분 및 열가소성 수지가 혼합된 원료를 압출발포하여 저밀도이면서 높은 압축강도와 반발탄성을 가진 발포체를 제조함으로써 종래의 합성수지 발포체 소재를 대체하여 환경보존에 기여하고 자원의 재활용을 통한 비용절감의 효과를 부여하도록 한 고지를 이용한 생분해성 완충재의 제조방법에 관한 것이다.

Description

고지를 이용한 생분해성 완충재의 제조방법

본 발명은 고지를 이용한 생분해성 완충재의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고지(古紙), 전분 및 열가소성 수지가 혼합된 원료를 압출발포하여 저밀도이면서 높은 압축강도와 반발탄성을 가진 발포체를 제조함으로써 종래의 합성수지 발포체 소재를 대체하여 환경보존에 기여하고 자원의 재활용을 통한 비용절감의 효과를 부여하도록 한 고지를 이용한 생분해성 완충재의 제조방법에 관한 것이다.

종래에 발포폴리스티렌, 발포폴리에틸렌 및 발포폴리우레탄 등의 합성수지 발포체가 완충재로서 그 성능에서 우수하고 가격면에서 저렴하여 생활전반에서 널리 사용되어 왔으며 그 중에서도 스티로폴이라 불리는 발포폴리스티렌은 성형성, 강도, 내수성 등의 물성 및 가격 등의 전반적인 특성이 우수하고 각각의 특성이 조화를 이루어 가장 광범위하게 사용되는 완충재 중의 하나로 널리 쓰이고 있다.

그러나, 최근 환경문제에 대한 관심이 대두되면서 썩지 않고, 회수도 어려운 발포폴리스티렌을 포함한 합성수지 발포체는 환경문제의 가장 큰 주범으로 인식됨에 따라 각종 환경관련 법규등에서 연차적인 감량화 정책이 추진되고 품목에 따라서는 사용금지가 명문화되고 있는 실정이다. 이에 따라 발포폴리스티렌 제조업자들은 자구책으로 발포폴리스티렌 재활용에 힘쓰고 있으며 또 감량기를 개발하여 보급하는 등의 노력을 기울이고 있지만 사용후 완전회수가 불가능하기 때문에 근본적으로 문제를 해결할 수는 없다.

따라서, 재활용 및 자연분해되는 소재에 대한 요구가 증대되고 있으며 이를 대체하기 위한 각종 환경친화성 재료들이 개발되어 제안되고 있으며, 특히 미생물에 의하여 분해되는 전분이나 단백질 또는 최근 개발된 생분해성 수지를 이용한 각종 완충재가 개발되고 있다.

그러나, 아직까지는 가격이나 성능에서 합성수지 완충재를 대체할 제품의 개발이 늦어져 발포폴리스티렌 등의 합성수지 발포체의 사용은 줄지 않고 있으며, 심지어는 법규에 금지된 품목까지도 사용되고 있는 실정이다.

한편, 이렇게 합성수지 발포체와는 달리 고지 자체를 이용한 포장용 완충재로 사용되고 있는 것으로서 가장 대표적인 펄프몰드는 계란포장용이나 일부 가전제품의 포장용으로 사용되고 있다. 그럼 이러한 펄프몰드는 생분해성 소재임에도 불구하고 합성수지재인 스티로폴 등에 비하여 제조를 위한 설비투자비가 높고 생산성이 낮아 제조원가는 두배 이상이 되지만 물성은 오히려 요구하는 수준에 미치지 못하기 때문에 그 사용이 전반적으로 활성화되지 못하고 있다.

또한, 이러한 펄프몰드와 달리 천연원료인 전분을 주원료로하여 수분에 의한 기포형성을 이용한 전분계 발포체의 경우로서 일본특허공고 제 84-50025 호에는 전분에 10 ∼ 30%의 물과 가스발생제 혹은 팽창제를 넣고 60 ∼ 220 ℃에서 압출하여 발포체를 제조하는 방법이 공지되어 있는 바. 여기서 팽창제로 사용되는 탄산금속염과 유기산의 반응에 의하여 탄산가스가 발생하는 것을 이용하여 발포체를 제조한다. 그러나, 수분을 함유한 상태에서 금속탄산염과 유기산이 접촉할 경우 곧바로 탄산가스가 발생하므로 금속탄산염과 유기산 혼합물의 사용전 보전 안전성이 떨어진다. 또한 발포가 온도에 민감하지 않으므로 원하는 온도에서의 발포를 통한 적정 발포체의 제조가 어려운 문제가 있다.

또한, 유럽특허 제 375,831 호에는 아밀로즈의 함량이 높은 전분을 사용한 발포체가 공지되어 있는데, 이 경우는 물성이 우수하기는 하지만 아밀로즈의 함량이 적어도 45 % 이상이 되어야 하기 때문에 비경제적이다. 그렇다고하여 아밀로즈의 함량이 낮은 전분을 사용하면 반발탄성이 부족하여 힘을 가하여 변형시키는 경우 복원성이 전혀없어 쉽게 파괴되므로 어쩔수 없이 고가의 아밀로즈를 다량 사용해야 하므로 경제적인 면에서 실용성이 없는 문제점이 있다.

국제특허공개 제 18325 호에는 아밀로즈의 함량과 관계없이 압출기에서 격렬한 기계적 교반에 의해 전분을 부분적으로 덱스트린화 시키고 에틸렌/비닐알코올, 혹은 에틸렌/아크릴산 공중합물을 첨가하여 발포시키는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이 기술을 이용한 발포후의 발포체는 건조상태에서는 충격에 매우 취약한 물성을 갖기 때문에 고온의 압출기에서 압출되면 수분이 거의 없어지게 되어 발포후 별도로 흡습이 가능하도록 발포체를 처리해야 하는 단점이 있다.

또한, 전분계 이외에도 일본특허공개 평 6-256558 호에 개시된 바와 같이 생분해성의 천연섬유나 분말을 이용하여 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법도 제안되어 있으나, 이는 생분해속도가 느리며 폴리이소시아네이트 가격도 고가이므로 실용성이 떨어지는 문제가 있다.

그리고, 일본특허공개 평 5-254029 호에서와 같이 다당류나 단백질을 물에 녹여 교반에 의하여 기포를 혼입, 겔화(Gelation)시켜 발포체를 제조하는 방법도 개시되어 있으나, 역시 경제적으로 실용화되기 어려운 문제가 있다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 지금까지 알려진 발포체는 환경문제를 개선하고 있는 추세에 있기는 하지만 가격과 물성을 동시에 만족시키지 못하기 때문에 아직 실용화 단계까지는 미치지 못하는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 저가인 고지와 천연 전분 및 열가소성 수지를 이용한 생분해성 발포체의 제조방법을 개발함으로써 각종 산업용 및 생활용품의 완충재로 사용할 수 있으며, 특히 우수한 물성을 가지면서도 물에 녹고 토양 중에서 미생물에 의해 쉽게 분해되기 때문에 환경문제를 유발하지 않는 무공해 완충재를 제공하는 데 목적을 두고 있다.

본 발명은 생분해성 물질을 이용하여 완충재를 제조함에 있어서, 물을 사용하여 고지를 단섬유로 해리시키고 수분을 함유한 펠렛으로 제조한 다음, 이를 전분및 열가소성 수지와 함께 용융압출시켜 발포체를 제조하는 것을 그 특징으로 한다.

이와같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 고지를 사용하여 생분해성 완충재를 제조하는 방법에 관한 것이다.

종이는 우리의 일상생활에 없어서는 안될 소재로 많이 사용되고 있고 최근에는 환경문제의 대두로 고지를 재활용하여 제조한 재생소재가 등장하고 있으며, 이들이 점차 무공해 소재로 인식됨에 따라 합성수지 소재를 대신하여 그 사용이 크게 권장되고 있다.

이러한 고지를 사용하여 생분해성 완충재를 제조하는 본 발명의 제조공정을 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에서는 물을 사용하여 고지의 셀룰로오즈 섬유를 각각의 단섬유로 완전해리한 상태에서 가소제 혹은 소수화제 등을 건조펄프 100 중량부에 대하여 고지 해리용액에 2∼30 중량부 혼합하여 펄프섬유간의 수소결합력을 낮추고 저압상태에서 탈수한 다음, 높은 탈수능력을 가지면서 처리펄프를 펠렛으로 제조할 수 있는 탈수기에서 수분이 함유된 펠렛으로 제조한다.

이와같이 제조된 펠렛의 함수율은 20 ∼ 50 중량%가 되며 이렇게 제조된 펠렛은 전분 및 열가소성 수지와 함께 압출기에서 압출할 때 전분 100 중량부에 대하여 최대 30 중량부 이하를 유지하도록 배합하여 용융혼련 압출시켜 발포체를 제조하는 과정으로 이루어진다.

이와같이, 본 발명의 방법에 따르면 완충재 제조시 고지의 해리와 펠렛제조시 물을 이용한 습식 공정으로 진행되는데 이렇게 물을 사용하는 습식 방법의 잇점에 대하여 설명하면 다음과 같다.

종이는 나무의 셀룰로오즈 섬유로 구성되어 있기 때문에 수소결합을 할 수 있는 관능기가 다수 존재하여 펄프의 단섬유로 분리하기가 쉽지 않다. 따라서 물을 매개로 한 수용액에서는 단섬유로의 분리가 용이하며 섬유의 유연성도 유지가 되지만 건조상태에서는 유연성을 잃어버린다. 그러므로 건식방법에 의한 분리는 용이하지도 않을 뿐만 아니라 섬유가 파괴되어 가루화되기가 쉽다.

또한 단섬유로 분리시켰다 하더라도 건조상태에서는 부피가 매우 크고 공기중에 부유하기 쉽기 때문에 취급도 어렵다. 따라서 고지를 압출기에 그대로 사용할 경우 압출기에서 강한 전단력을 받게되어 각각의 펄프섬유로 쉽게 분리되지 않을 뿐만 아니라 부분적으로 분말이 되어 보강재의 효과가 현저히 떨어진다. 따라서 펄프의 길이를 최대한 보전하면서 단섬유로 해리시키기 위해서 물을 사용한다.

상온에서도 물의 교반에 의해 고지는 해리될 수 있으나 보다 용이하게 해리시키기 위해서는 온도를 50 ℃ 이상으로 가열하고 가성소다를 넣어 pH를 10 이상으로 하면 보다 용이하게 해리시킬 수 있다. 또한 고지는 여러 가지 이물질을 포함하고 있기 때문에 해리한 후 각각의 비중차를 이용하여 이물질들을 침강시킴으로써 금속 등의 비중이 높은 물질을 제거하고 원심력에 의한 분리 및 슬롯이나 메쉬에 의한 여과의 방법을 사용하면 단섬유상으로 해리된 일정길이 이상의 분포를 가지는 펄프섬유만을 얻을 수 있다.

본 발명에서 사용할 수 있는 고지는 타소재와 복합화되어 물에 의하여 해리가 어려운 고지를 제외하고는 대부분 이용할 수 있으며, 예컨데 신문지, 크라프지, 라이너지, 골판지, 아트지, 백상지 및 레이온지등 대부분의 종이를 이용할 수 있다.

한편, 본 발명에 따라 상기와같이 물을 이용하여 고지로부터 해리된 펄프섬유는 용융혼련시 전분과 열가소성 수지상에서 분산이 용이하게 되도록 하기위해 약제로 처리를 하는 것이 바람직하다. 이때 약제 처리에 사용되는 적합한 약제로는 수지의 용융압출온도에서 보다 낮은 비점을 갖는 가소제나 셀룰로오즈 소수화제 또는 녹는점이나 연화온도가 용융온도보다 낮은 액상물질등이 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명에서 사용될 수 있는 가소제 또는 셀룰로오즈 소수화제로는 방향족과 지방족의 에스터화합물, 알킬케텐 이량체 , 알케닐호박산무수물, 무수스테아린산, 알킬산클로라이드, 이소시아네이트 및 지르코늄 착화합물 등이 있으며 액상물질로서는 왁스 에멀젼, 라텍스, 탄소수 18개 이하의 지방족 또는 그들의 금속염이 있다.

이들의 사용량은 건조펄프 100 중량부에 대하여 2 ∼ 30 중량부의 비율을 사용하는 것이 바람직하다. 만일 그 사용량이 2 중량부 미만인 경우는 분산효과가 적고 펠렛제조시에도 탈수기에서 마찰열이 많이 발생하여 바람직하지 않고, 30 중량부를 초과하여 사용할 경우는 발포체에서 펄프와 전분, 열가소성 수지와의 접착력이 떨어져 발포체의 물성이 현저히 떨어지는 문제가 있다.

그 다음으로 해리된 액상펄프는 펠렛으로 제조하는데, 상기와 같이 약제 처리된 펄프해리액은 점도가 높아서 펄프액의 농도가 5 중량% 이상을 초과하기 어렵기때문에 매우 많은 수분이 함유된 상태이다. 따라서,엑스트락타, 스크류프레스, 벨트프레스 등을 이용하거나 망사 등을 이용하고 압력을 가해 함수율을 90 %이하로 낮춘다음 고효율 탈수기에 투입하기 적정한 크기의 케이크로 만든다.

상기의 케이크를 스크류의 간격 및 깊이 조정 등을 통해 고효율로 탈수 가능한 탈수기에 넣고, 그 탈수기의 실린더 앞부분에는 5 ㎜ 직경의 구멍을 방사상으로 뚫어 제조한 다이를 설치하여 탈수기에서 펄프를 압출시킨다. 이때 탈수기의 실린더의 앞부분에 위치한 다이의 앞부분에는 일정한 속도로 회전하는 날을 부착하여 압출되는 펄프를 일정한 크기로 잘라 펠렛을 제조한다.

이때 펠렛의 함수율은 20 ∼ 50 중량%가 되도록 탈수시켜 제조하는 것이 바람직하다. 만일, 이때 그 함량이 20 중량% 미만일 경우는 펠렛의 성형성은 좋으나 마찰열이 높아 펄프가 탄화될 수 있고 압출공정에서 단섬유의 분산이 어려워져서 발포체의 물성이 떨어지게 된다. 또한 50 중량%를 초과하는 경우는 펠렛의 성형성이 나빠져 펠렛의 제조가 곤란해지는 문제가 있다.

이와같이, 본 발명에서 고지로부터 해리시킨 단섬유펄프를 펠렛으로 만들어 사용하는 이유는 단섬유로는 부피가 커 취급이 곤란하고 일정양으로 압출기에 투입하기 곤란하기 때문이다.

본 발명에 따라 제조된 단섬유펄프의 펠렛은 전분 및 열가소성 수지와 혼합시켜 완충재 원료로 사용된다.

한편, 본 발명에서 사용되는 전분으로는 옥수수, 감자, 티피오카, 쌀, 보리 및 콩 등의 천연전분을 사용할 수 있으며 특히 아밀로즈의 함량이 높은 전분이 더욱 바람직하다. 또한 화학적으로 변성된 전분도 사용될 수 있는데 에톡실레이트 전분, 옥시프로필레이트 전분, 아세테이트 전분, 뷰틸레이트 전분, 프로피오네이트 전분, 양이온성 전분, 산화전분, 가교전분 및 겔화전분 등이 있다.

펠렛의 투입함량은 밀도와 관련하여 조정되나 바람직하게는 압출기에 투입되는 전분 100 중량부에 대하여 적어도 2∼ 150 중량부로 하는 것이 바람직하다. 만일 그 함량이 2 중량부 미만이면 보강효과기 떨어지고 150 중량부 이상은 물성은 좋으나 발포가 균일하지 못하고 밀도가 높다.

열가소성 수지는 천연고분자나 그들의 변성체를 사용할 수 있는 바, 예컨데 셀룰로오즈 변성체는 셀룰로오즈 아세테이트, 셀룰로오즈 프로피오네이트, 셀룰로오즈 뷰틸레이트나 그들의 공중합물, 알킬셀룰로오즈, 하이드록시 알킬셀룰로오즈, 또는 카르복시알킬셀룰로오즈가 사용되며 천연고분자는 키토산, 풀루란, 카세인, 카세이네이트, 글루텐, 제인, 콩단백질, 알긴산, 알기네이트, 천연고무 또는 폴리아스파테이트가 사용된다.

또는 화학적으로 합성하거나 발효에 의하여 제조되는 생분해성 수지를 사용할 수도 있으며 이들을 구체적으로 설명하면, 화학적으로 합성한 수지로는 폴리카프로락톤, 글리콜릭산, 폴리하이드록시부틸레이트, 폴리하이드록시부틸레이트/발러레이트와 카프로락톤 올리고머 또는 이소시아네이트와의 공중합물, 폴리하이드록시부틸레이트, 폴리하이드록시부틸레이트/발러레이트와 폴리에스터의 공중합물 및 글리콜산, 락틴산 중합물이나 공중합물, 폴리에틸렌숙시네이트, 폴리부틸렌숙시네이트, 폴리알킬렌세바케이트 또는 폴리알킬렌아질레이트 중에서 선택된 1 종 또는 이들의 공중합물을 사용할 수도 있다.

그리고 에틸렌/비닐알코올, 에틸렌/비닐아세테이트, 에틸렌/아크릴에스터와 같은 소수성과 친수성기가 함께 있는 공중합물을 사용해도 무관하다.

이때 열가소성 수지의 사용량은 전분 100 중량부에 대하여 1∼10 중량부를 사용하는 것이 바람직하며 만일 그 함량이 1 중량부 미만이면 물성개량에 효과가 없고, 10 중량부를 초과하는 경우에는 발포체의 발포율과 분해속도가 떨어져 바람직하지 않다.

상기와같이, 본 발명에 따라 준비된 펄프펠렛과 전분 및 열가소성 수지의 혼합원료 성분을 압출시 윤활제나 분산제를 사용할 수 있는데, 예컨데 폴리에틸렌옥사이드계의 계면활성제가 사용될 수 있으며, 이들은 친수성/소수성 비가 5 ∼ 25인 것을 사용하는 것이 좋고 더욱 바람직하게는 10∼20인 것이 좋다. 이때 윤활제와 분산제의 사용량은 전분 100 중량부에 대하여 0.1∼10 중량부가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.2∼5 중량부가 좋다.

또한, 혼합원료성분의 압출시 가소제를 사용할 수 있는데, 예컨데 솔비톨, 매니톨, 저분자량의 폴리비닐알코올, 우레아 또는 에리쓰리톨과 이들의 유도체를 사용할 수 있다.

또한 용도에 따라서는 인계, 황계 및 할로겐계의 난연제를 넣을 수도 있다.

그리고, 쥐와같은 동물들이 완충재를 훼손시키거나 뜯어 먹는 것을 방지하기 의하여 포태시움클로레이트, 시클로헥시미드, 멘톨 또는 리모넨 등을 직접 혹은 캡술의 형태로 혼합시켜 넣을 수 있으며 이들의 사용량은 전분 100 중량부에 대하여 3 중량부 이내가 바람직하다.

이렇게 기본원료성분 또는 기본원료성분과 첨가제가 혼합된 원료는 최종적으로 압출·발포시키는데, 본 발명에서는 스쿠류의 직경이 50 mm이고 길이/직경의 비가 20인 이축압출기에서 펠렛과 전분, 열가소성 수지, 그리고 필요시 첨가제를 정해진 비율로 넣은다음, 스쿠류의 온도를 120 ∼ 230 ℃로 유지하면서 압출하여 발포시킨다. 이때, 압출량은 스쿠류의 회전속도에 따라 다르지만 시간당 약 30 kg이 바람직하다.

이렇게 성형된 발포체는 밀도가 70 ㎏/㎤ 이하이고 반발탄성이 50 %이상으로 종래의 스티로폴과 비교하여 손색이 없는 완충효과를 갖는다.

이와같은 본 발명을 다음의 실시예에 의거하여 더욱 구체화 하겠는바, 본 실시예가 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

신문지고지를 펄프농도 3 중량%로 하여 펄퍼에 넣고 충분히 물에 해리시킨다.

건조펄프에 대하여 해리된 펄프 슬러리에 2 중량부의 고급지방산 에멀젼(사이즈판인, 일본 아라까와 화학사 제품)을 가소제로 첨가하고 균일하게 혼합한 후 클리너와 라모스크린을 사용하여 이물질과 길이가 짧은 펄프 등을 제거하였다. 그리고 나서, 이를 100 메쉬 정도의 망사천에 담아 프레스로 2기압 정도 가압하여 함수량을 80 중량% 정도로 탈수시켜 케이크로 만든 후 탈수기 투입에 맞는 최대직경 100 ㎜ 크기로 나누었다. 이와같이 제조된 케이크를 직경 5 mm 구멍의 토출구를 가진 다이를 부착한 탈수기(ZT-P01, 짜트사제)를 통하여 함수율이 35 중량%가 되게 탈수하면서 길이 5 ㎜ 크기의 펠렛으로 제조하였다.

옥수수전분 100 중량부, 제조된 펠렛 30 중량부 및 폴리비닐알코올(폴리놀 P-05E, 동양화학 제품)) 5 중량부를 온도 200 ℃의 이축압출기에 투입하여 압출시켜 발포체를 제조하였다.

[실시예 2]

실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하되, 신문지고지 대신 골판지 고지를 사용하여 펠렛제조 및 압출하여 발포체를 제조하였다.

[실시예 3]

신문지고지를 실시예 1과 같은 방법으로 물에 해리시킨 다음 라텍스(하이텍스S, 한솔화학사 제품)를 건조펄프에 대하여 4 중량부 첨가하여 펠렛을 제조하였다. 펠렛 10 중량부, 전분 100 중량부, 폴리락타이드(에코플라 2000D, 미국 카길사 제품) 5 중량부를 넣고 압출온도 190 ℃에서 용융 압출하여 발포체를 제조하였다.

[실시예 4]

실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하되, 펠렛 60 중량부, 옥수수전분 100 중량부와 폴리에틸렌숙시네이트(비오놀레 #1000, 일본 쇼와(昭和)고분자 제품) 3 중량부를 넣고 압출온도 210 ℃에서 발포체를 제조하였다.

[실시예 5]

실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하되, 펠렛 80 중량부, 감자전분 100 중량부 및 폴리비닐알코올(폴리놀 P-05E, 동양화학사 제품) 2 중량부를 넣고 압출온도 200 ℃에서 발포체를 제조하였다.

[실시예 6]

실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하되, 펠렛 100 중량부, 옥수수전분 100중량부, 폴리비닐알코올 10 중량부를 넣고 압출하여 발포체를 제조하였다.

[비교예 1]

신문지고지를 가로세로 5 mm 정도로 자른 것 30 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 같이 전분 100 중량부, 폴리비닐알코올 5 중량부를 넣고 200 ℃에서 용융압출하여 발포체를 제조하였다.

[비교예 2]

실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하되, 해리펄프를 약제처리하지 않고 펠렛을 만들고 발포체를 제조하였다.

[비교예 3]

실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하되, 제조한 펠렛을 건조시켜 펠렛의 함수율을 10 중량%로 낮춘 후 발포체를 제조하였다.

[비교예 4]

실시예 1에서와 동일한 방법으로 펠렛을 만들고 전분 100 중량부에 대하여 고지 400 중량부 및 폴리비닐알코올 20 중량부를 압출기에 넣어 발포체를 제조하였다.

[비교예 5]

실시예 1에서와 동일한 방법으로 펠렛을 만들고 전분 100 중량부, 펠렛 1 중량부를 압출기에 넣어 발포체를 제조하였다.

[비교예 6]

실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하되, 펠렛 30 중량부와 전분 100 중량부만 압출시켜 발포체를 제조하였다.

[비교예 7]

시중에서 판매하는 비드발포형 발포 폴리스티렌(대성산업사 제품)을 구입하여 물성을 비교하였다.

[실험예]

상기 실시예 1∼6 및 비교예 1∼7에서 제조된 발포체의 물성을 측정하기 위하여 다음과 같은 테스트를 수행하였다.

반발탄성은 물질이 외부의 힘에 의하여 변형된 후 원래의 모습으로 되돌아 오는 능력을 측정하는 것으로 스티븐스 LFRA 텍스쳐 분석기를 이용하여 1/4인치 실린더형 탐침을 이용하여 1인치 길이로 자른 발포체에 가장 낮게 탐침이 왔을 때 이를 고정한 후 1 분 후 풀어, 처음에 압축시키는데 소요된 힘과 1 분동안 압축된 후에 다시 압축하는데 소요된 힘의 백분율로 표현하였다.

압축성은 단위면적당 일정한 변형을 일으키는데 필요한 힘을 말하며, 스티븐슨 LF12A 텍스쳐 분석기로 측정하였다.

상기의 방법으로 측정된 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

항 목	밀 도(kg/㎥)	반발탄성(%)	압축성(kg/㎠)
실시예	1	35	63	1.821
	2	40	56	1.732
	3	38	62	1.775
	4	47	59	1.819
	5	51	66	1.931
	6	68	58	2.214
비교예	1	25	0	0.121
	2	82	5	0.354
	3	71	15	0.656
	4	265	55	3.224
	5	21	3	0.111
	6	18	25	1.464
	7	21	50	1.522

상기의 결과를 통하여 알 수 있듯이 본 발명에서 제조한 생분해성 발포체는 저밀도이면서 높은 압축강도와 반발탄성을 가진 발포체임을 알 수 있다.

또, 상기에서 제조된 발포체는 생분해성이 뛰어나면서 저가의 천연원료를 사용하므로 종래의 생분해성 발포체보다는 가격이 저렴하고 발포체의 물성이 우수하기 때문에 실용성이 있는 완충재로 널리 사용될 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 생분해성 물질을 이용하여 완충재를 제조함에 있어서, 물을 사용하여 고지를 단섬유로 해리시키고 수분을 함유한 펠렛으로 제조한 다음, 이를 전분 및 열가소성 수지와 함께 압출기로 용융압출시키는 것을 특징으로 하는 고지를 이용한 생분해성 완충재의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 고지를 해리시킬 때, 온도는 50 ℃이상, pH 10 이상에서 교반하여 수행하는 것임을 특징으로 하는 고지를 이용한 생분해성 완충재의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 고지의 해리후에는 용융압출온도보다 비점이 낮은 가소제나 셀룰로오즈 소수화제 또는 용융 또는 연화온도를 갖는 액상물을 건조펄프 100 중량부에 대하여 2 ∼ 30 중량부로 첨가하여 약제처리하는 것을 특징으로 하는 고지를 이용한 생분해성 완충재의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 펠렛은 함수율이 20 ∼ 50 중량%가 되도록 고탈수하면서 제조되고 전분 100 중량부에 대하여 30 중량부를 유지하는 것임을 특징으로 하는 고지를 이용한 생분해성 완충재의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 펠렛은 전분 100 중량부에 대하여 2∼150 중량부를 사용하는 것을 특징으로 하는 고지를 이용한 생분해성 완충재의 제조방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 열가소성 수지는 천연고분자나 이들의 변성체 또는 생분해성 수지임을 특징으로 하는 고지를 이용한 생분해성 완충재의 제조방법.
7. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 열가소성 수지는 압출원료성분 중 전분 100 중량부에 대하여 1 ∼ 10 중량부를 사용하는 것을 특징으로 하는 고지를 이용한 생분해성 완충재의 제조방법.