KR101160208B1 - 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼 제조방법 - Google Patents

생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼 제조방법은 벤조산나트륨(Sodium Benzoate), 벤조트리아졸(Benzotriazole), 몰리브덴산나트륨(Sodium Molibdate) 및 덱스트린(Dextrin)을 혼합 교반하여 제1혼합물을 형성하는 제1혼합교반단계(S10)와, 제1혼합물을 분쇄하는 분쇄단계(S20)와, 분쇄단계(S20)에서 분쇄된 제1혼합물에 하이드록시 에틸 셀룰로오스(Hydroxy Ethyl Celluose:HEC), 스테아린산 아연(Zinc Stearate) 및 폴리에틸렌왁스(Polyethylene Wax)를 혼합 교반하여 제2혼합물을 형성하는 제2혼합교반단계(S30)와, 제2혼합물에 폴리에틸렌수지(Polyethylene Resin), 폴리프로필렌(polypropylene) 및 200～400Kcal/mhr℃의 열전도율을 갖는 금속을 혼합 교반하여 제3혼합물을 형성하는 제3혼합교반단계(S40)와, 제3혼합물을 폼성형기에 의해 발포시켜 폴리에틸렌폼을 형성하는 폼성형단계(S50)로 구성된다.
폴리에틸렌폼, 기화성 방청, 생화학분해

Description

생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼 제조방법{biodegradable volatile corrosion inhibitor polyethylene form manufacturing method}
본 발명은 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼 제조방법에 관한 것으로, 특히 벤조산나트륨, 벤조트리아졸, 몰리브덴산나트륨, 덱스트린, 하이드록시 에틸 셀룰로오스, 열전도율이 높은 금속 및 폴리에틸렌수지를 혼합하여 제조되는 기화성 방청 폴리에틸렌폼을 사용하여 철 또는 비철금속류의 포장 운반시 충격 등으로부터 보호할 수 있고, 제품들의 부식 및 변색을 방지시키고, 기화성방청 폴리에틸렌폼의 폐기시 생화학분해가 발생되도록 하여 환경오염을 방지하고 생태계의 안정성에 유익하고, 인체건강에 해를 주지 않는 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 철 및 비철금속류의 제품의 포장 운송시 제품의 낙하 및 진동 등의 충격으로부터 제품을 안전하게 보호하기 위해 독립기포 구조와 공기의 보존 완충성에서 높은 충격 흡수성을 얻을 수 있고, 유연성이 좋은 폴리에틸렌폼(Polyethylene Form:P.E. Form)을 사용한다.
폴리에틸렌폼(P.E. Form)은 폼성형기를 사용하여 폴리에틸렌수 지(polyethylene resin)와 발포제를 혼합한 후, 전자선을 조사하여 가교하고, 발포제의 분해온도 이상의 고온에서 가열하여 발포시켜 제작된다.
종래의 폴리에틸렌폼은 철 및 비철금속류의 제품의 포장 운송시 제품의 낙하 및 진동 등의 충격으로부터 제품을 안전하게 보호할 수는 있으나, 폴리에틸렌폼에 수용 보관된 제품들이 부식되거나 변색되는 것을 방지하지 못하는 문제점을 가지고 있고, 폴리에틸렌폼의 주 재료인 폴리에틸렌수지는 분자량이 크고, 큰 분자사슬(molecular chain) 구조를 가지고 있어 폴리에틸렌폼의 폐기를 위한 매립시 자연환경하에서 분해가 되지 않으며, 매립하지 않고 소각처리시 다이옥신 등의 발암물질이 생성되어 공기오염 및 인체에 해를 끼치는 문제점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은 벤조산나트륨, 벤조트리아졸, 몰리브덴산나트륨, 덱스트린, 하이드록시 에틸 셀룰로오스, 열전도율이 높은 금속 및 폴리에틸렌수지를 혼합하여 제조되는 기화성방청 폴리에틸렌폼을 사용하여 철 또는 비철금속류의 포장 운반시 충격 등으로부터 보호할 수 있고, 제품들의 부식 및 변색을 방지시키는 방청효과가 탁월하고, 기화성방청 폴리에틸렌폼의 폐기시 열전도율이 높은 금속에 의해 폴리에틸렌수지의 큰 분자시슬을 작은 분자사슬로 산화분해되는 생화학분해과정과 덱스트린, 하이드록시 에틸 셀룰로오스에 의해 증식된 미생물에 의한 생화학분해과정에 의해 폴리에틸렌폼의 생화학분해가 빠르게 발생되어 환경오염을 방지하고 생태계의 안정성에 유익하고, 소각처리할 필요가 없으므로 소각처리시 발생되는 위해물질이 발생되지 않는 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼 제조방법은 벤조산나트륨, 벤조트리아졸, 몰리브덴산나트륨 및 덱스트린을 혼합 교반하여 제1혼합물을 형성하는 제1혼합교반단계; 상기 제1혼합물을 분쇄하는 분쇄단계; 상기 분쇄단계에서 분쇄된 제1혼합물에 하이드록시 에틸 셀룰로오스, 스테아린산 아연 및 폴리에틸렌왁스를 혼합 교반하여 제2혼합물을 형성하는 제2혼합교반단계; 상기 제2혼합물에 폴리에틸렌수지, 폴리프로필렌 및 200～400Kcal/mhr℃의 열전도율을 갖는 금속을 혼합 교반하여 제3혼합물을 형성하는 제3혼합교반단계; 및 상기 제3혼합물을 폼성형기에 의해 발포시켜 폴리에틸렌폼을 형성하는 폼성형단계를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 폴리에틸렌수지 1000중량부에 대해서 상기 벤조산 나트륨은 1.5중량부 내지 2.5중량부이고, 상기 벤조트리아졸은 0.8중량부 내지 1.5중량부이고, 상기 몰리브덴산나트륨은 0.8중량부 내지 1.5중량부이고, 상기 덱스트린은 0.2중량부 내지 1.2중량부이고, 상기 하이드록시 에틸 셀룰로오스는 0.8중량부 내지 1.5중량부이고, 상기 스테아린산 아연은 1.0중량부 내지 1.7중량부이고, 상기 폴리에틸렌 왁스는 1.0중량부 내지 1.5중량부이고, 상기 폴리프로필렌은 50중량부 내지 150중량부인 것을 특징으로 한다.
상기 금속은 구리금속으로 그 입자크기는 10㎚～800㎚인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼 제조방법은 벤조산나트륨, 벤조트리아졸, 몰리브덴산나트륨, 덱스트린, 하이드록시 에틸 셀룰로오스, 열전도율이 높은 금속 및 폴리에틸렌수지를 혼합하여 제조되는 기화성방청 폴리에틸렌폼을 사용하여 철 또는 비철금속류의 포장 운반시 충격 등으로부터 보호할 수 있고, 제품들의 부식 및 변색을 방지시키는 방청효과가 탁월하고, 본 발명에 의해 제조되는 기화성방청 폴리에틸렌폼의 폐기시 열전도율이 높은 금속에 의해 폴리에틸렌수지의 큰 분자시슬을 작은 분자사슬로 산화분해되는 생화학분해과정과 덱스트린, 하 이드록시 에틸 셀룰로오스에 의해 증식된 미생물에 의한 생화학분해과정에 의해 폴리에틸렌폼의 생화학분해가 빠르게 발생되어 환경오염을 방지하고 생태계의 안정성에 유익하고, 소각처리할 필요가 없으므로 소각처리시 발생되는 위해물질이 발생되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼 제조방법을 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼 제조방법의 공정순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼 제조방법은 벤조산나트륨(Sodium Benzoate), 벤조트리아졸(Benzotriazole), 몰리브덴산나트륨(Sodium Molibdate) 및 덱스트린(Dextrin)을 혼합 교반하여 제1혼합물을 형성하는 제1혼합교반단계(S10)와, 제1혼합물을 분쇄하는 분쇄단계(S20)와, 분쇄단계(S20)에서 분쇄된 제1혼합물에 하이드록시 에틸 셀룰로오스(Hydroxy Ethyl Celluose:HEC), 스테아린산 아연(Zinc Stearate) 및 폴리에틸렌왁스(Polyethylene Wax)를 혼합 교반하여 제2혼합물을 형성하는 제2혼합교반단계(S30)와, 제2혼합물에 폴리에틸렌수지(Polyethylene Resin), 폴리프로필렌(polypropylene) 및 200～400Kcal/mhr℃의 열전도율을 갖는 금속을 혼합 교반하여 제3혼합물을 형성하는 제3혼합교반단계(S40)와, 제3혼합물을 폼성형기에 의해 발포시켜 폴리에틸렌폼을 형성하는 폼성형단계(S50)로 구성된다.
또한, 상기 폴리에틸렌수지 1000중량부에 대해서 상기 벤조산 나트륨은 1.5중량부 내지 2.5중량부이고, 상기 벤조트리아졸은 0.8중량부 내지 1.5중량부이고, 상기 몰리브덴산나트륨은 0.8중량부 내지 1.5중량부이고, 상기 덱스트린은 0.2중량부 내지 1.2중량부이고, 상기 하이드록시 에틸 셀룰로오스는 0.8중량부 내지 1.5중량부이고, 상기 스테아린산 아연은 1.0중량부 내지 1.7중량부이고, 상기 폴리에틸렌 왁스는 1.0중량부 내지 1.5중량부이고, 상기 폴리프로필렌은 50중량부 내지 150중량부로 형성된다.
또한, 상기 금속은 구리금속으로, 10㎚～800㎚의 입자크기를 갖는다.
상기의 구성에 따른 본 발명인 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼 제조방법의 동작은 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 제1혼합교반단계(S10)는 필름의 주원료인 폴리에틸렌수지(Polyethylene Resin) 1000중량부에 대해서 1.5중량부 내지 2.5중량부의 벤조산 나트륨(Sodium Benzoate)과, 0.8중량부 내지 1.5중량부의 벤조트리아졸(Benzotriazole)과, 0.8중량부 내지 1.5중량부의 몰리브덴산나트륨(Sodium Molibdate)과, 0.2중량부 내지 1.2중량부의 덱스트린(Dextrin)을 교반기에 넣고, 20분간 혼합 교반하여 제1혼합물을 형성한다.
분쇄단계(S20)는 제1혼합물을 250메시(mesh)에서 350메시의 크기로 분쇄한다.
제2혼합교반단계(S30)는 분쇄단계(S20)에서 분쇄된 제1혼합물에 폴리에틸렌수지(Polyethylene Resin) 1000중량부에 대해서 0.8중량부 내지 1.5중량부의 하이 드록시 에틸 셀룰로오스(Hydroxy Ethyl Celluose:HEC)와, 1.0중량부 내지 1.7중량부의 스테아린산 아연(Zinc Stearate)과, 1.0중량부 내지 1.5중량부의 폴리에틸렌왁스(Polyethylene Wax)를 분당 25RPM으로 회전하는 교반기에서 30분간 교반하여 제2혼합물을 형성한다.
제3혼합교반단계(S40)는 제2혼합물에 융용지수 2g/min 내지 5g/min을 갖는 폴리에틸렌수지 1000중량부와, 50중량부 내지 150중량부의 폴리프로필렌(polypropylene)과, 200～400Kcal/mhr℃ 이상의 열전도율을 갖는 금속을 교반기에 혼합한 후 85℃의 온도범위에서 30분간 교반하여 제3혼합물을 형성한다.
제3혼합교반단계(S40)에서 혼합되는 금속은 200～400Kcal/mhr℃의 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.
폼성형단계(S50)는 180℃에서 200℃의 온도범위에서 제3혼합물을 폼성형기에 의해 발포시켜 폴리에틸렌폼을 형성한다.
상기와 같이 제조된 본 발명의 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼은 벤조산나트륨, 벤조트리아졸 및 몰리브덴산나트륨의 화학약품들에 의해 철 또는 비철금속류의 제품들이 부식되거나 변색되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 제조되는 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼은 폐기를 위해 매립시 200～400Kcal/mhr℃의 높은 열전도율을 갖는 금속, 특히 구리나노금속에 의해 주변 자연환경에서 발생되는 열을 일반 폴리에틸렌폼에 비해 빨리 전달시키고, 기화성방청 폴리에틸렌폼에 전달된 열을 이용하여 큰 분자사슬 구조로 되어 있는 폴리에틸렌수지의 큰 분자사슬을 작은 분자사슬로 산화분해되는 1차 생화학분해가 발생되고, 덱스트린과 하이드록시 에틸 셀룰로오스에 의해 미생물류가 증식되면서 이러한 미생물류에 의해 본 발명의 기화성방청 폴리에틸렌폼을 분해시키는 2차 생화학분해가 발생된다.
이와 같이 구리나노금속, 덱스트린 및 하이드록시 에틸 셀룰로오스에 의해 본 발명의 기화성방청 폴리에틸렌폼은 생화학분해가 발생되므로, 일반 폴리에틸렌폼과는 달리 소각처리할 필요가 없으므로 소각처리에 의한 위해물질이 발생되지 않고, 매립시에도 분해가 빨리 이루어져서 환경오염의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼은 폴리에틸렌수지 1000중량부에 대해서 벤조산 나트륨은 1.5중량부 내지 2.5중량부이고, 벤조트리아졸은 0.8중량부 내지 1.5중량부이고, 몰리브덴산나트륨은 0.8중량부 내지 1.5중량부이고, 덱스트린은 0.2중량부 내지 1.2중량부이고, 하이드록시 에틸 셀룰로오스는 0.8중량부 내지 1.5중량부이고, 스테아린산 아연은 1.0중량부 내지 1.7중량부이고, 폴리에틸렌 왁스는 1.0중량부 내지 1.5중량부이고, 상기 폴리프로필렌은 50중량부 내지 150중량부로 형성된다.
벤조산나트륨, 벤조트리아졸 및 몰리브덴산나트륨은 방청을 위한 성분으로, 상기 적정 중량보다 낮게 혼합할 경우 방청력이 감소되게 되고, 적정 중량보다 클 경우에는 방청성의 균형이 깨져서 발청이 발생될 수 있다.
덱스트린과 하이드록시 에틸 셀룰로오스는 적정치 이하일 경우 미생물 증식 이 활발하지 못하게 되어 생화학분해가 원활하지 못하고, 적정치 보다 클 경우에는 필름의 물성을 약화시킨다.
또한, 스테아린산 아연은 분산제로서 제1혼합물과 제2혼합물의 혼합교반시 교반이 원활하게 이루어지기 위해 사용된다.
폴리에틸렌왁스는 상기 적정 중량보다 낮을 경우 제1혼합교반단계(S10)에서 혼합되는 벤조산나트륨, 벤조트리아졸 및 몰리브덴산나트륨의 방청약품들과 후공정인 제3혼합교반단계(S40)에서 혼합되는 폴리에틸렌수지와의 혼합이 원활하게 이루어지지 않고, 상기 적정 중량보다 클 경우에는 본 발명의 기화성방청 폴리에틸렌폼이 너무 유연하게 되어 파열강도나 인장강도가 좋지 못하게 된다.
폴리프로필렌은 본 발명의 기화성방청 폴리에틸렌폼의 인장강도를 높여주기 위해 혼합되어진다.
도 2는 본 발명의 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼을 50℃의 온도범위에서 미생물이 활성화될 수 있는 조건을 형성시킨 후 본 발명의 기화성방청 폴리에틸렌폼의 분해율을 도시한 그래프로, 도 2에서 알 수 있듯이 대략 780일이 경과한 후에는 본 발명의 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼은 70% 정도 분해되는 것을 알 수 있다.
아래의 표 1은 본 발명에 의해 제조된 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼과 일반 폴리에틸렌수지를 사용하여 제조된 일반 폴리에틸렌폼을 사용하여 여러 종류의 금속들에 대한 발청실험과 염소분무실험에 대한 비교결과가 나타나 있다.
금속류 발청실험 염소분무실험
본발명 기화성방청 폴리에틸렘폼 일반
폴리에틸렌폼		 본발명 기화성방청 폴리에틸렘폼 일반
폴리에틸렌폼
탄소강 발청없음 발청발생 발청없음 발청발생
알루미늄 발청없음 부분발청발생 발청없음 발청발생
구리 발청없음 부분발청발생 발청없음 발청발생
아연도강판 발청없음 발청발생 발청없음 발청발생
함석 발청없음 발청발생 발청없음 발청발생
니켈 발청없음 발청발생 발청없음 발청발생
주석 발청없음 부분발청발생 발청없음 부분발청발생
상기 표 1에 나타난 발청비교실험은 상기 탄소강, 알루미늄, 구리, 아연도강판, 함석, 니켈 및 주석 등의 여러 종류의 각 금속 시편을 가로, 세로 2.5㎝로 절단한 후 절단된 각 시편 표면을 알루미늄 옥사이드(Aluminum Oxide)천으로 균일하게 사포한 후, 이소 프로필 알콜(Iso Propyl Alcohol)로 세척한 후 건조시켜 본 발명에 따라 제조된 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼과 일반 폴리에틸렌폼으로 각 시편을 실링 포장한다. 발청실험은 실링 포장된 시편을 절대습도 90%이상이고, 50℃로 유지된 항온조에서 넣고 72시간 경과후 시편들을 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 기화성방청 폴리에틸렌폼은 일반 폴리에틸렌폼에 비해 발청현상이 발생되지 않음을 알 수 있고, 이로 인해 방청처리가 우수한 것을 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼 제조방법의 공정순서도,
도 2는 본 발명의 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼의 분해율의 그래프이다.

Claims (3)

  1. 벤조산나트륨, 벤조트리아졸, 몰리브덴산나트륨 및 덱스트린을 혼합 교반하여 제1혼합물을 형성하는 제1혼합교반단계;
    상기 제1혼합물을 분쇄하는 분쇄단계;
    상기 분쇄단계에서 분쇄된 제1혼합물에 하이드록시 에틸 셀룰로오스, 스테아린산 아연 및 폴리에틸렌왁스를 혼합 교반하여 제2혼합물을 형성하는 제2혼합교반단계;
    상기 제2혼합물에 폴리에틸렌수지, 폴리프로필렌 및 200～400Kcal/mhr℃의 열전도율을 갖는 금속을 혼합 교반하여 제3혼합물을 형성하는 제3혼합교반단계; 및
    상기 제3혼합물을 폼성형기에 의해 발포시켜 폴리에틸렌폼을 형성하는 폼성형단계를 구비한 것을 특징으로 하는 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌수지 1000중량부에 대해서 상기 벤조산 나트륨은 1.5중량부 내지 2.5중량부이고, 상기 벤조트리아졸은 0.8중량부 내지 1.5중량부이고, 상기 몰리브덴산나트륨은 0.8중량부 내지 1.5중량부이고, 상기 덱스트린은 0.2중량부 내지 1.2중량부이고, 상기 하이드록시 에틸 셀룰로오스는 0.8중량부 내지 1.5중량부이고, 상기 스테아린산 아연은 1.0중량부 내지 1.7중량부이고, 상기 폴리에틸렌 왁스는 1.0중량부 내지 1.5중량부이고, 상기 폴리프로필렌은 50중량부 내지 150중량부인 것을 특징으로 하는 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼 제조방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 금속은 구리금속으로 그 입자크기는 10㎚～800㎚인 것을 특징으로 하는 생화학분해성 기화성방청 폴리에틸렌폼 제조방법.
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