KR100291729B1 - 패각분말을 함유한 합성수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 합성수지 조성물을 제조함에 있어서 자연의 패각분말을 함유시켜 제조원가를 절감하고 폐자원을 활용할 수 있는 패각물질 함유 합성수지 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 합성수지 조성물에 사용되는 기초수지로는 종래의 일반적인 수지 조성물이 가능하지만 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌이 바람직하다. 폴리에틸렌으로는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 등이 사용된다. 상기 패각분말은 평균 입자 크기가 1㎛ 이하인 것이 바람직하며, 전체 수지 조성물에 대하여 45중량%까지 함유될 수 있다. 본 발명의 패각물질 함유 합성수지 조성물은 펠렛(pellet)상태로 제조되어 필름이나 성형품을 제조하는데 사용될 수 있다.

Description

패각분말을 함유한 합성수지 조성물
본 발명은 패각분말을 함유한 합성수지 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 패각분말을 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 수지와 블렌딩하여 제조단가가 낮고 폐자원으로 버려지는 패각을 사용함으로써 환경친화적인 합성수지 조성물의 제조에 관한 것이다.
해안지역을 중심으로 조개껍데기 즉 패각은 대량 방치되어 폐기되고 있다. 주로 무기성분으로 이루어진 패각은 특수한 용도로 재활용되기도 하지만 거의 대부분이 그대로 폐기되고 있다. 이렇게 폐기되고 있는 자연의 패각을 합성수지 조성물에 적용함으로써 폐자원을 활용할 수 있고, 나아가 합성수지 조성물의 제조원가를 절감시킬 수 있다.
본 발명자는 특수한 용도를 갖는 필름이나 성형품의 제조에 필요한 합성수지 조성물을 제조함에 있어서, 패각물질을 함유하더라도 각종 물성의 변화를 심하게 초래하지 않고 사용할 수 있는 범위내의 패각물질 함유 합성수지 조성물을 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 자연에 폐기되는 패각물질을 사용하여 환경친화적인 패각물질 함유 합성수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 폐자원을 활용하여 원가 절감을 할 수 있는 패각물질 함유 합성수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 합성수지 조성물을 제조함에 있어서 자연의 패각분말을 함유시켜 제조원가를 절감하고 폐자원을 활용할 수 있는 패각물질 함유 합성수지 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 합성수지 조성물에 사용되는 기초수지로는 종래의 일반적인 수지 조성물이 가능하지만 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌이 바람직하다. 폴리에틸렌으로는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 등이 사용된다. 상기 패각분말은 평균 입자 크기가 1㎛ 이하인 것이 바람직하며, 전체 수지 조성물에 대하여 45중량%까지 함유될 수 있다. 본 발명의 패각물질 함유 합성수지 조성물은 펠렛(pellet) 상태로 제조되어 필름이나 성형품을 제조하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 패각물질 함유 합성수지 조성물을 제조하는 방법은 다음과 같다. 우선 패각물질을 분말상태로 분쇄한다. 패각을 분쇄하는 방법은 종래의 통상적인 분쇄방법에 의하여 행해진다. 분쇄된 패각분말의 평균 입자 크기는 수지 조성물의 용도에 따라 달라질 수 있으나 통상의 성형품이나 필름을 제조하기 위해서는 1㎛ 이하닌 것이 바람직하다.
분쇄된 패각분말에 1차로 기초수지를 혼합하여 마스터배치를 제조한다. 이때 사용되는 기초수지와 패각분말은 각각 55중량%와 45중량%로 한다. 1차로 제조된 펠렛 형태의 마스터배치에 기초수지를 2차로 블렌딩하여 최종의 패각물질 함유 합성수지 조성물을 제조한다. 2차로 블렌딩하는 기초수지의 양을 조절함으로써 전체 수지 조성물 내에서의 패각물질 함유량을 조절할 수 있다. 물론 1차로 블렌딩되는 기초수지와 2차로 블렌딩되는 기초수지는 동일한 것이어야 한다.
본 발명의 수지 조성물은 펠렛 상태로 제조되어 필름을 제조하거나 또는 성형품을 사출할 때 원료로 사용될 수 있다. 일반적으로 합성수지 조성물에 패각분말이 함유되는 경우에는 물리적 성질이 저하된다. 강도, 스트레인, 탄성율, 강인성, 아이조드 충격강도, 인열강도와 같은 물리적 특성이 일반적으로 저하된다. 패각물질의 함량이 크면 클수록 상기 물리적 특성이 일반적으로 저하된다. 따라서 어느 정도 물리적 특성이 저하되도라도 그 용도에 다라 본 발명의 수지 조성물이 적절하게 사용될 수 있다. 본 발명의 수지 조성물에서는 전체 수지 조성물에 대하여 45중량%까지 패각물질을 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 수지 조성물을 원료로 하여 필름이나 사출 성형품을 제조할 수 있는데, 사출 성형품을 제조하기 위한 벌크(bulk) 시료의 물성은 패각물질의 함량이 20중량%를 초과할 때 현저히 저하된다. 다라서 사출 성형품을 제조하기 위한 본 발명의 수지 조성물은 20중량% 이하의 패각물질을 함유하는 것이 더 바람직하다.
본 발명의 수지 조성물로 필름을 제조하기 위한 필름 시료의 물성은 패각물질의 함량이 15중량%를 초과할 때 대체적으로 현저히 저하된다. 따라서 합성수지 필름을 제조하기 위한 본 발명의 수지 조성물은 15중량% 이하의 패각물질을 함유하는 것이 더 바람직하다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 구체화될 것이며, 하기 실시에는 본 발명의 구체적인 예시에 불과하며 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
실시예 1 : 폴리에틸렌/패각의 벌크 시편(bulk sample) 제조
기초수지로서 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, 한양화학 5321) 및 패각을 각각 55중량% 및 45중량%의 비율로 혼합하여 펠렛형(pellet type)으로 된 1차 폴리에틸렌/패각 블렌드를 제조하였다.
상기 1차 폴리에틸렌/패각(LDPE 55중량%패각 45중량%) 블렌드에 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 2차로 블렌딩시켜, 최종의 패각물질 함유 수지 조성물을 제조하였다. 2차로 블렌드되는 저밀도 폴리에틸렌의 함량을 조절함으로써 블렌드내에 패각함량이 각각 0, 5, 10, 20, 45중량%인 벌크 시편(bulk sample)을 제조하였다. 저밀도 폴리에틸렌 함량변화에 따른 폐각의 조성비를 표 1에 나타내었다. 상기 벌크 시편(bulk sample)의 충격성 및 인장성을 ASTM D-638, ASTM D-256에 의거하여 실험하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 2 : 폴리에틸렌/패각의 필름 시편(film sample) 제조
최종 수지 조성물에 대하여 패각의 함량이 5, 10, 15, 30중량%인 폴리에틸렌/패각 조성물로부터 필름을 제조하여 machine direction, transverse direction으로 각각 ASTM D-638에 의거하여 실험하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 3 : 폴리에틸렌/패각 필름내의 패각 입자 크기
폴리에틸렌/패각 필름의 패각 입자들의 크기를 알아보기 위하여 시편을 액체질소하에서 파단시킨 후 파단면을 ion sputter로 coating 처리 한 후 JEOL사의 주사 전자현미경(SEM, model : JSM-5200)을 이용해 조사한 결과 패각의 평균 입자크기가 1㎛ 이하인 것을 알 수 있다.
본 발명은 자연에 폐기되는 패각물질을 사용하여 환경친화적인 패각물질 함유 합성수지 조성물을 제공하고, 폐자원을 활용하여 원가 절감을 할 수 있는 패각물질 함유 합성수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (3)

  1. 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 이루어지는 기초수지 55중량%와 1㎛ 이하의 평균 입자 크기를 갖는 패각분말물질 45중량%를 1차로 혼합하여 마스터배치를 제조하고, 상기 마스터배치에 기초수지를 2차로 혼합하여 전체 수지 조성물에 대하여 패각분말물질이 45중량% 이하인 것을 특징으로 하는 패각물질 함유 합성수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 및 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 패각물질 함유 합성수지 조성물.
  3. 제1항의 패각물질 함유 합성수지 조성물로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 사출 성형품 또는 필름.
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