KR100986695B1 - 생화학분해성 기화성 방청필름 제조방법 - Google Patents

생화학분해성 기화성 방청필름 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 생화학분해성 기화성 방청필름 제조방법은 벤조산나트륨, 벤조트리아졸, 덱스트린 및 젤라틴을 혼합 교반하여 제1혼합물을 형성하는 제1혼합교반단계(S10)와, 제1혼합물을 분쇄하는 분쇄단계(S20)와, 분쇄단계(S20)에서 분쇄된 제1혼합물에 적어도 200Kcal/mhr℃ 이상의 열전도율을 갖는 금속과 폴리에틸렌왁스를 혼합 교반하여 제2혼합물을 형성하는 제2혼합교반단계(S30)와, 제2혼합물에 폴리에틸렌수지를 혼합 교반하여 제3혼합물을 형성하는 제3혼합교반단계(S40)와, 제3혼합물을 필름압출기에 의해 압출시키는 압출단계(S50)로 구성된다.
본 발명에 의해 제조된 생화학분해성 기화성 방청필름은 철 또는 비철금속류의 부식을 방지시키고, 폐기시 열전도율이 높은 금속에 의해 폴리에틸렌수지의 큰 분자시슬을 작은 분자사슬로 산화분해되는 생화학분해과정과 덱스트린과 젤라틴에 의해 증식된 미생물에 의한 생화학분해과정에 의해 기화성 방청필름의 분해가 빠르게 일어나고, 소각처리할 필요가 없으므로 소각처리시 발생되는 위해물질이 발생되지 않고, 환경오염을 방지할 수 있다.
방청필름, 폴리에틸렌수지, 기화성, 생화학분해

Description

생화학분해성 기화성 방청필름 제조방법{biodegradable volatile corrosion inhibitor film manufacturing method}
본 발명은 생화학분해성 기화성 방청필름 제조방법에 관한 것으로, 특히 벤조산나트륨, 벤조트리아졸, 열전도율이 높은 금속, 덱스트린 및 젤라틴을 혼합하여 기화성방청필름을 제조하여 철 또는 비철금속류의 부식을 방지시키고, 폐기시 생화학분해가 발생되도록 하여 환경오염을 방지하고 생태계의 안정성에 유익하고, 인체건강에 악영향을 주지 않는 생화학분해성 기화성 방청필름 제조방법에 관한 것이다.
각종 기계공업 및 금속공업의 발달로 금속제품류의 생산시 각기 다른 금속류들을 홍합하거나 합금을 하게 되는데 이러한 홍합 또는 합금에 의한 이들 제품들은 부식이 야기되기가 쉬우며, 이로 인한 공업적 손실이 증대되고 있다.
따라서 금속류의 제품들의 부식을 방지하기 위해 종래의 경우 오일, 구리스, 페인트, 또는 진공포장을 하거나 기화성 방청제품을 사용하여 왔다.
종래의 기화성 방청제품은 제조시 아질산나트륨(sodium nitrite)의 화학약품과 크롬산이 사용되는데, 아질산나트륨은 인체에 흡입시 암을 유발할 수 있어 인체 에 치명적일 수 있고, 크롬산은 각종 환경오염을 유발하거나 생태계에 악영향을 미치는 문제점을 가지고 있다.
또한, 일반적인 폴리에틸렌수지(polyethylene resin)로 형성되는 필름은 분자량이 크고, 큰 분자사슬(molecular chain) 구조를 가지고 있어 폐기를 위한 매립시 자연환경하에서 분해가 발생되지 않으며, 매립하지 않고 소각처리시 다이옥신 등의 발암물질이 생성되어 공기오염 및 인체 손상을 발생시키는 문제점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은 벤조산나트륨, 벤조트리아졸, 열전도율이 높은 금속, 덱스트린, 젤라틴, 폴리에틸렌왁스 및 폴리에틸렌수지를 혼합하여 인체에 유해하지 않고, 환경오염이 유발되지 않고, 생태계에 악영향을 미치지 않을 뿐만 아니라, 철 또는 비철금속류의 부식을 방지시키는 방청효과가 탁월하고, 본 발명에 의해 제조된 생화학분해성 기화성 방청필름의 폐기시 열전도율이 높은 금속에 의해 폴리에틸렌수지의 큰 분자시슬을 작은 분자사슬로 산화분해되는 생화학분해과정과 덱스트린과 젤라틴에 의해 증식된 미생물에 의한 생화학분해과정에 의해 기화성 방청필름의 생화학분해가 빠르게 일어나고, 소각처리할 필요가 없으므로 소각처리시 발생되는 위해물질이 발생되지 않고, 환경오염을 방지할 수 있는 생화학분해성 기화성 방청필름 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 생화학분해성 기화성 방청필름 제조방법은 철 또는 비철금속류가 부식되는 것을 방지하는 기화성 방청필름 제조방법에 있어서, 벤조산나트륨, 벤조트리아졸, 덱스트린 및 젤라틴을 혼합 교반하여 제1혼합물을 형성하는 제1혼합교반단계; 상기 제1혼합물을 분쇄하는 분쇄단계; 상기 분쇄단계에서 분쇄된 제1혼합물에 적어도 200Kcal/mhr℃ 이상의 열전도율을 가지며, 10㎚∼800㎚의 입자크기를 갖는 금속과 폴리에틸렌왁스를 혼합 교반하여 제2혼합물을 형성하는 제2혼합교반단계; 상기 제2혼합물에 폴리에틸렌수지를 혼합 교반하여 제3혼합물을 형성하는 제3혼합교반단계; 및 상기 제3혼합물을 필름압출기에 의해 압출시키는 압출단계를 구비하며, 상기 폴리에틸렌수지 1000중량부에 대해서 상기 벤조산나트륨은 1중량부 내지 5중량부이고, 상기 벤조트리아졸은 0.5중량부 내지 3중량부이고, 상기 덱스트린은 1중량부 내지 5중량부이고, 상기 젤라틴은 0.1중량부 내지 1중량부이고, 상기 금속은 0.5중량부 내지 3중량부이고, 상기 폴리에틸렌왁스는 1.5중량부 내지 5중량부인 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기 금속은 구리금속인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 생화학분해성 기화성 방청필름 제조방법은 벤조산나트륨, 벤조트리아졸, 열전도율이 높은 금속, 덱스트린 및 젤라틴을 혼합하여 기화성 방청필름을 제조하여 철 또는 비철금속류의 부식을 방지시키고, 본 발명에 의해 제조된 생화학분해성 기화성 방청필름의 폐기시 열전도율이 높은 금속에 의해 폴리에틸렌수지의 큰 분자시슬을 작은 분자사슬로 산화분해되는 생화학분해과정과 덱스트린과 젤라틴에 의해 증식된 미생물에 의한 생화학분해과정에 의해 기화성 방청필름의 분해가 빠르게 일어나고, 소각처리할 필요가 없으므로 소각처리시 발생되는 위해물질이 발생되지 않고, 환경오염을 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 생화학분해성 기화성 방청필름 제 조방법을 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 생화학분해성 기화성 방청필름 제조방법의 공정순서도이고이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 생화학분해성 기화성 방청필름 제조방법은 벤조산나트륨(Sodium Benzoate), 벤조트리아졸(Benzotriazole), 덱스트린(Dextrin) 및 젤라틴(Gelatin)을 혼합 교반하여 제1혼합물을 형성하는 제1혼합교반단계(S10)와, 제1혼합물을 분쇄하는 분쇄단계(S20)와, 분쇄단계(S20)에서 분쇄된 제1혼합물에 적어도 200Kcal/mhr℃ 이상의 열전도율(thermal conductivity)을 갖는 금속과 폴리에틸렌왁스(Polyethylene Wax)를 혼합 교반하여 제2혼합물을 형성하는 제2혼합교반단계(S30)와, 제2혼합물에 폴리에틸렌수지(Polyethylene Resin)를 혼합 교반하여 제3혼합물을 형성하는 제3혼합교반단계(S40)와, 제3혼합물을 필름압출기에 의해 압출시키는 압출단계(S50)로 구성된다.
폴리에틸렌수지 1000중량부에 대해서 벤조산나트륨은 1중량부 내지 5중량부이고, 벤조트리아졸은 0.5중량부 내지 3중량부이고, 덱스트린은 1중량부 내지 5중량부이고, 젤라틴은 0.1중량부 내지 1중량부이고, 금속은 0.5중량부 내지 3중량부이고, 폴리에틸렌왁스는 1.5중량부 내지 5중량부로 형성된다.
상기 금속은 10㎚∼800㎚의 입자크기를 가지며, 구리금속으로 형성한다.
상기의 구성에 따른 본 발명인 생화학분해성 기화성 방청필름 제조방법의 동작은 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 제1혼합교반단계(S10)는 필름의 주원료인 폴리에틸렌수지 1000중량부에 대해서 1중량부 내지 5중량부의 벤조산나트륨(Sodium Benzoate)과 0.5중량부 내지 3중량부의 벤조트리아졸(Benzotriazole)과 1중량부 내지 5중량부의 덱스트린(Dextrin)과 0.1중량부 내지 1중량부의 젤라틴(Gelatin)을 교반기에 넣고, 20분간 혼합 교반하여 제1혼합물을 형성한다.
분쇄단계(S20)는 제1혼합물을 200메시(mesh)에서 350메시의 크기로 분쇄한다.
제2혼합교반단계(S30)는 분쇄단계(S20)에서 분쇄된 제1혼합물에 적어도 200Kcal/mhr℃ 이상의 열전도율을 갖는 금속과 폴리에틸렌왁스를 혼합하여 분당 25RPM으로 회전하는 교반기에서 30분간 교반하여 제2혼합물을 형성한다.
폴리에틸렌수지 1000중량부에 대해서 금속은 0.5중량부 내지 3중량부를 갖도록 하고, 폴리에틸렌왁스는 1.5중량부 내지 5중량부를 갖도록 해준다.
금속은 적어도 200Kcal/mhr℃ 이상의 열전도율을 갖는 금속으로, 금, 은, 또는 구리 등을 사용할 수 있으며, 특히 경제적인 면에서 구리를 사용하는 것이 바람직하고, 금속은 10㎚∼800㎚의 입자크기를 가진 구리나노금속을 사용하는 것이 바람직하다.
제3혼합교반단계(S40)는 제2혼합물에 융용지수 3g/min 내지 7g/min을 갖는 폴리에틸렌수지를 교반기에 혼합한 후 85℃의 온도범위에서 30분간 교반하여 제3혼합물을 형성한다.
압출단계(S50)는 180℃에서 200℃의 온도범위에서 제3혼합물을 필름압출기에 의해 압출시켜 대략 0.1㎜의 두께를 갖는 본 발명의 생화학분해성 기화성 방청필름 을 제조한다.
상기와 같이 제조된 본 발명의 생화학분해성 기화성 방청필름은 벤조산나트륨(Sodium Benzoate)과 벤조트리아졸(Benzotriazole)의 성분이 혼합되므로 본 발명의 기화성 방청필름을 철 또는 비철금속류의 방청용으로 사용할 경우 철 또는 비철금속의 부식 발생을 방지할 수 있고, 10㎚∼800㎚의 입자크기를 가진 구리나노금속을 혼합하여 일반 필름에 비해 수분흡수율이 감소된다.
또한, 본 발명에 따른 생화학분해성 기화성 방청필름의 폐기시에는 열전달율이 높은 구리나노금속에 의해 본 발명의 기화성 방청필름은 주변 자연환경에서 발생되는 열을 일반 필름에 비해 빨리 전달되고, 기화성 방청필름에 전달된 열을 이용하여 큰 분자사슬 구조로 되어 있는 폴리에틸렌수지의 큰 분자사슬을 작은 분자사슬로 산화분해되는 1차 생화학분해가 발생되고, 식물성 전분류인 덱스트린과 동물성 단백질인 젤라틴에 의해 동물성 또는 식물성 먹이를 좋아하는 미생물류가 증식되면서 이러한 미생물류에 의해 본 발명의 기화성 방청필름이 분해되는 2차 생화학분해가 발생된다.
이와 같이 구리나노금속, 덱스트린 및 젤라틴에 의해 본 발명의 기화성 방청필름은 생화학분해가 발생되므로, 일반 필름과는 달리 소각처리할 필요가 없으므로 소각처리에 의한 위해물질이 발생되지 않고, 매립시에도 분해가 빨리 이루어져서 환경오염의 발생을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 생화학분해성 기화성 방청필름을 50℃의 온도범위에서 미생물이 활성화될 수 있는 조건을 형성시킨 후 본 발명의 기화성 방청필름의 분해율 을 도시한 그래프로, 도 2에서 알 수 있듯이 대략 700일이 경과한 후에는 본 발명의 생화학분해성 기화성 방청필름은 80% 정도 분해되는 것을 알 수 있다.
도 3a는 미생물이 활성화될 수 있는 배양액이 담겨진 배양지에 일반 폴리에틸렌필름을 넣고 5주 경과 후의 미생물의 번식 상태를 관찰한 사진이고, 도 3b는 도 3a와 동일한 조건에서 배양지에 본 발명의 생화학분해성 기화성 방청필름을 넣고 5주 경과 후의 미생물의 번식 상태를 관찰한 사진으로, 본 발명의 생화학분해성 기화성 방청필름을 배양한 배양지에 일반 폴리에틸렌필름을 배양한 배양지에 비해 수많은 미생물이 번식하고 있는 것을 알 수 있다.
또한, 도 4a는 미생물이 활성화될 수 있는 배양액이 담겨진 배양지에 본 발명의 생화학분해성 기화성방청필름을 넣고 5주 경과 후의 기화성 방청필름을 현미경으로 관찰한 사진이고, 도 4b는 본 발명의 생화학분해성 기화성방청필름을 배양지에 넣고 13주 경과 후의 기화성 방청필름을 현미경으로 관찰한 사진으로, 도 4a 및 도 4b에 나타난 바와 같이 미생물에 의한 수많은 균사가 발생하고 있음을 알 수 있고, 도 4b의 경우 미생물에 의해 본 발명의 기화성 방청필름이 다수의 큰 조각으로 분리되는 것을 알 수 있다.
본 발명의 생화학분해성 기화성 방청필름은 폴리에틸렌수지 1000중량부에 대해서 벤조산나트륨은 1중량부 내지 5중량부이고, 벤조트리아졸은 0.5중량부 내지 3중량부이고, 덱스트린은 1중량부 내지 5중량부이고, 젤라틴은 0.1중량부 내지 1중량부이고, 구리금속은 0.5중량부 내지 3중량부이고, 폴리에틸렌왁스는 1.5중량부 내지 5중량부로 형성되게 된다.
벤조산나트륨과 벤조트리아졸은 방청을 위한 성분으로, 상기 적정 중량보다 낮게 혼합할 경우 방청력이 감소되게 되고, 적정 중량보다 클 경우에는 방청성의 균형이 깨져서 발청이 발생될 수 있다.
또한, 구리금속은 상기 적정 중량보다 낮을 경우 1차 생화학분해가 좋지 못하고, 상기 적정 중량보다 클 경우에는 기화성 방청필름의 투명도가 좋지 못하고, 소망하는 인장강도를 유지하지 못하고, 열전달율이 200 Kcal/mhr℃ 보다 낮을 경우 1차 생화학분해가 원활하게 이루어지지 못하고, 10㎚∼800㎚의 입자크기를 가진 구리나노금속을 사용할 경우 수분흡수율을 낮출 수 있다.
또한, 폴리에틸렌왁스는 상기 적정 중량보다 낮을 경우 방청성분인 벤조산나트륨과 벤조트리아졸과 폴리에틸렌수지와의 혼합이 원활하게 이루어지지 않고, 상기 적정 중량보다 클 경우에는 본 발명의 기화성 방청필름이 너무 유연하게 되어 파열강도나 인장강도가 좋지 못하게 된다.
아래의 표 1은 본 발명에 의해 제조된 생화학분해성 기화성 방청필름과 일반 폴리에틸렌수지만을 사용하여 제조된 일반필름에 대해 여러 가지 금속들에 대한 발청실험과 염소분무실험에 대한 비교결과가 나타나 있다.
금속류 발청실험 염소분무실험
본발명 방청필름 일반필름 본발명 방청필름 일반필름
탄소강 발청없음 발청발생 발청없음 발청발생
알루미늄 발청없음 부분발청발생 발청없음 발청발생
구리 발청없음 부분발청발생 발청없음 부분발청발생
아연도강판 발청없음 부분발청발생 발청없음 부분발청발생
함석 발청없음 발청발생 발청없음 발청발생
니켈 발청없음 발청발생 발청없음 발청발생
주석 발청없음 부분발청발생 발청없음 부분발청발생
상기 표 1에 나타난 발청비교실험은 상기 금속별 시편을 가로, 세로 2.5㎝로 절단한 후 절단된 금속시편 표면을 알루미늄 옥사이드(Aluminum Oxide)천으로 균일하게 사포한 후, 이소 프로필 알콜(Iso Propyl Alcohol)로 세척한 후 건조시켜 본 발명에 따라 제조된 생화학분해성 기화성 방청필름과 일반필름으로 실링 포장한다. 발청실험은 실링 포장된 금속시편을 절대습도 90%이상이고, 50℃로 유지된 항온조에서 넣고 72시간 경과후 금속시편들을 개봉하여 발청발생여부를 실험한 것이고, 염소분무실험은 5%농도인 염화나트륨(NaCl) 용액에 온도 35℃의 분위기에서 72시간 경과후 발청발생여부를 관찰한 결과이다.
상기 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 의한 생화학분해성 기화성 방청필름은 일반필름에 비해 발청현상이 발생되지 않음을 알 수 있고, 이로 인해 방청처리가 우수한 것을 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 생화학분해성 기화성 방청필름 제조방법의 공정순서도,
도 2는 본 발명의 생화학분해성 기화성 방청필름의 분해율의 그래프,
도 3a는 미생물이 활성화될 수 있는 배양액이 담겨진 배양지에 일반 폴리에틸렌필름을 넣고 5주 경과 후의 미생물의 번식 상태를 관찰한 사진이고,
도 3b는 도 3a와 동일한 조건에서 배양지에 본 발명의 생화학분해성 기화성 방청필름을 넣고 5주 경과 후의 미생물의 번식 상태를 관찰한 사진이고,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 생화학분해성 기화성방청필름의 생화학분해를 보여주는 기화성 방청필름을 현미경으로 관찰한 사진이다.

Claims (3)

  1. 철 또는 비철금속류가 부식되는 것을 방지하는 기화성 방청필름 제조방법에 있어서,
    벤조산나트륨, 벤조트리아졸, 덱스트린 및 젤라틴을 혼합 교반하여 제1혼합물을 형성하는 제1혼합교반단계;
    상기 제1혼합물을 분쇄하는 분쇄단계;
    상기 분쇄단계에서 분쇄된 제1혼합물에 적어도 200 Kcal/mhr℃ 이상의 열전도율을 가지며, 10㎚∼800㎚의 입자크기를 갖는 금속과 폴리에틸렌왁스를 혼합 교반하여 제2혼합물을 형성하는 제2혼합교반단계;
    상기 제2혼합물에 폴리에틸렌수지를 혼합 교반하여 제3혼합물을 형성하는 제3혼합교반단계; 및
    상기 제3혼합물을 필름압출기에 의해 압출시키는 압출단계를 구비하며,
    상기 폴리에틸렌수지 1000중량부에 대해서 상기 벤조산 나트륨은 1중량부 내지 5중량부이고, 상기 벤조트리아졸은 0.5중량부 내지 3중량부이고, 상기 덱스트린은 1중량부 내지 5중량부이고, 상기 젤라틴은 0.1중량부 내지 1중량부이고, 상기 금속은 0.5중량부 내지 3중량부이고, 상기 폴리에틸렌 왁스는 1.5중량부 내지 5중량부인 것을 특징으로 하는 생화학분해성 기화성 방청필름 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 금속은 구리금속인 것을 특징으로 하는 생화학분해성 기화성 방청필름 제조방법.
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