KR101411690B1 - 광 붕괴-생분해 복합수지와 필름 및 그 조성물 - Google Patents

광 붕괴-생분해 복합수지와 필름 및 그 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산업이나 농업 용도로 사용되는 광 붕괴-생분해 복합수지와 필름 및 그 조성물에 관한 것으로, 이온교환수 100중량부에 수산화칼륨(KOH) 0.9-1.5중량부를 용해시키고 스테아르산(stearic acid) 4.0-6.0 중량부를 적가하면서 완전히 용해될 때까지 200RPM으로 교반한 다음 2.7-3.0중량부의 페릭설페이트 히드레이트(ferric sulphate hydrate)나 칼슘설페이트 히드레이트(calcium sulphate hydrate)인 금속 설페이트 히드레이트(metal sulphate hydrate)를 적가하면서 반응시켜 생성되는 침전물을 여과, 세척, 건조과정을 거치는 금속 스테아레이트(metal stearate) 제조단계와;
폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리에스테르, 폴리스틸렌, 아크릭 혹은 나이론과 같은 고분자 수지 100 중량부에 상기 금속 스테아레이트 형성단계에서 제조된 금속 스테아레이트 0.1-10중량부와 아이언(iron:금속) 2,4-펜탄디온(iron 2,4-pentanedione), 티타닐 2,4-펜탄디온(titanyl 2,4-pentanedione), 지르코닐 2,4-펜탄디온(zirconyl 2,4- pentanedione), 마그네슘 2,4-펜탄디온(magnesium 2,4-pentanedione), 카퍼 2,4-펜탄디온(copper 2,4-pentanedione), 칼슘 2,4-펜탄디온(calcium 2,4-pentanedione)이나 알루미늄 2,4-펜탄디온(aluminium 2,4-pentanedione)과 같은 금속 펜탄디온 0.1-20 중량부, 자외선안정제 (UV absorber, UV stabilizer) 0.1-1.0중량부, 열산화방지제인폴리(1,2-디히드로-2,2,4-트리메틸퀴놀린) [poly(1,2-dihydro-2,2,4-trimethyl quinoline)], 2,6-디-터트-부틸-4-메틸페놀(2,6-di-tert-butyl-4-methyl phenol), 테트라키스[메틸렌(3,5-디-터트-부틸-4-히드로옥시-히드로시나메이트)메탄 [tetrakis[methylene(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate)]methane]이나 트리스(2,4-디-터트-부틸-페닐)포스파이트[tris(2,4-di-tert-butyl-phenyl) phosphite] 0.1-5중량부, 안료 0.001 내지 4.0중량부, 니켈 디메틸글리옥심 (nickel diethylglyoxime) 0.01-0.5중량부, 페놀프탈레인(phenolphthalein) 0.01-5중량부와, 랙틱애시드(lactic acid :젖산) (latic acid), 말레익안하이드리드 (maleic anhydride), 시트릭액시트(citric acid)등과 같은 분해조절컴파운드 0.1-10중량부를 통상의 헨셀 믹서, 슈퍼 믹서 또는 디스퍼션 니더에서 용융혼합하여 광붕괴-생분해 복합수지 조성물형성단계와;
상기 광 붕괴-생분해 복합수지 조성물형성단계에서 얻어진 조성물을 단축(single) 또는 이축(twin) 압출기를 이용한 용융압출 성형과정을 통해 2-3mm 크기를 갖는 광 붕괴-생분해 복합수지 펠렛으로 만드는 펠렛화 단계와;로 광 붕괴-생분해 복합수지를 얻고, 상기 펠렛화단계에서 얻어진 광 붕괴-생분해 복합수지 펠렛을 호퍼에 넣고 시트 성형용 다이가 부착되어 있는 단축 또는 이축압출 시트기에서 필름을 성형하는 필름성형단계로 광 붕괴-생분해 복합수지 필름을 얻는다.상기 펠렛화단계에서 얻어진 광 붕괴-생분해 복합수지 펠렛을 호퍼에 넣고 시트 성형용 다이가 부착되어 있는 단축 또는 이축압출 시트기에서 필름을 성형하는 필름성형단계로 제조되는 광 붕괴-생분해 복합수지 조성물 및 이를 이용한 필름을 얻는다.

Description

광 붕괴-생분해 복합수지와 필름 및 그 조성물{Photo sensitive -biodegradable combined plastic and its composition and its processing film and its Manufacturing Method}
본 발명은 산업이나 농업 용도로 사용되는 광 붕괴-생분해 복합수지와 필름 및 그 조성물에 관한 것이다.
최근 들어 지구환경 보호의 중요성이 널리 인식되고 있는 가운데 각종 플라스틱 제품 등의 소각이나 매립에 따른 환경호르몬 누출, 맹독성의 다이옥신 검출 폐기물의 불완전 연소에 의한 대기오염 발생 등과 같은 심각한 환경오염의 원인으로 작용하고 있다.
플라스틱 등 고분자 소재는 저렴한 가격으로 현대인의 풍요로운 일상생활과 산업발달에 큰 공헌을 해 온 반면 대량으로 발생되는 이러한 플라스틱 폐기물의 문제를 해결하기 위하여 플라스틱의 가공성, 내구성, 기계적 성질을 유지하면서 추가로, 분해성이라는 기능이 부가된 플라스틱 개발이 절실히 요구되고 있으며, 최근에는 1회용 식품용기, 쓰레기봉투, 포장재 등 사용기간이 짧은 플라스틱 제품의 경우 사용 후 단기간 내에 분해될 수 있는 친환경 플라스틱에 대한 개발이 활발히 이루어져 그 용도가 점점 확대되고 있다.
종래의 석유자원 대체 소재로 개발된 천연생분해성 수지로는 키틴, 키토산, 알긴산, 콜라겐, 박테리아 셀룰로오스, 폴리아미노산 등을 들 수 있으며 또 미생물 유래 또는 화학 합성된 수지로는 폴리라틱액시트, 폴리히드록시부티레이트발러레이트, 폴리카프로락톤, 폴리부틸렌석시네이트, 폴리히드록시부티레이트, 폴리히드록시알카노에이트 등을 들 수 있으나 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, 폴리에스테르, 나이론과 같은 일반 범용수지에 비해 기계적 특성, 내열성, 가공성이 취약하며 원료 가격이 고가인 관계로 경제성이 저하되고, 제품 생산 후 고화 (solidification) 시간이 길어지는 등 생산성이 나빠 실제 산업 현장에서 사용되지 못하는 단점이 있다.
이에 따라 기존 개발된 생분해성 수지 2가지 이상을 복합사용하거나, 단량체의(monomer) 공중합 방법에 의한 새로운 생분해성 물질 개발을 하여 기존 생분해 물질 대비물성 개량, 성형성, 가공성을 높이기 위한 다양한 노력이 있었다.
이러한 종래의 문제를 해결하기 위한 방법으로 뜨거운 온수에도 변형이 되는 폴리랙틱애시드(lactic acid :젖산) 나 폴리카프로락톤 등의 고가인 지방족폴리에스테르 수지에 폴리에틸렌과 같은 범용 수지와의 혼용연구가 다양하게 이루어지고 있으나 상기 물질 간에 낮은 상용성으로 인한 제품 성형 시 결 무늬 방향으로 쉽게 찢어지는 단점이 있었다.
따라서 국내특허출원 제10-2002-0058408호는 전분, 섬유질 소재의 첨가하는 방식이며, 국내특허출원 제10-2005-0032965호의 경우 변형된 옥수수 전분으로 첨가하는 방식으로 지방족폴리에스테르의 물성을 일부 향상시켰으나 제조 공정이 복잡하고 생산성이 떨어지는 단점이 있으며, 국내특허출원 제10-2007-0089849호에서 공지한 것과 같이 여전히 고가인 단점을 가지고 있어 산업상 이용 가능성이 떨어진다.
농업용 멀칭(mulching) 필름 등에도 생분해성 플라스틱의 응용이 시작되고 있지만, 농업용 하우스나 피복재 등의 필름에 있어서는 기계적 물성, 투명성, 내후성 및 유연성 등을 만족해야하며, 유연성, 내충격성 개선을 위해서 일반 범용수지에 지방족폴리에스테르를 특정한 비율로 배합하는 생분해성 농업용 필름제법이 있지만, 모두 투명성이 낮고 기후변화에 따른 내구성 저하가 발생하여 농업용 하우스나 피복재로서의 이용이 어렵다.
국내특허출원 제10-2002-0058408호, 국내특허출원 제10-2005-0032965호, 국내특허출원 제10-2007-0089849호.
상기한 문제점을 해소하기 위해 본 발명은 기존 생분해성 수지 조성물의 성형성, 내열성 기계적 물성 및 생산성 저하는 물론 가격경쟁력 저하에 따른 산업상 이용 가능성이 떨어지는 문제를 해결하고, 폐기 처리 시 혹은 투기 시 분해성이 우수하면서도 가격이 저렴한 광 붕괴-생분해 복합수지와 필름을 제조하여 보급하는데 그 목적이 있다.
따라서 본 발명에 의한 광 붕괴-생분해성 수지 및 필름은 제품의 폐기나 매립 시 화학반응에 의해 카보닐이나(-CO-) 카르복실(-COO-) 기가 도입된 후 플라스틱 고분자 주쇄의 붕괴에 따른 분자량 감소가 발생되어 미생물에 의한 생분해가 진행되는 특징을 가져야한다.
반면 수지 조성물의 제품이나 성형품이 유통 및 사용기간 내에 물성이 변화되거나 분해가 진행되지 않아야 한다.
또한 통상의 범용 고분자 수지와 컴파운드 과정을 거치지 않고 최종 완제품 생산 전에 다른 원료 물질과 간단하게 혼합하여 가공함으로써 쉽게 완제품을 생산할 수 있도록 마스터배치화가 가능해야 한다.
이온교환수 100중량부에 수산화칼륨(KOH) 0.9-1.5중량부를 용해시키고, 스테아르산(stearic acid) 4.0-6.0 중량부를 적가하면서 완전히 용해될 때까지 200RPM으로 교반한 다음, 2.7-3.0중량부의 페릭설페이트 히드레이트(ferric sulphate hydrate)나 칼슘설페이트 히드레이트(calcium sulphate hydrate)등과 같은 금속 설페이트 히드레이트(metal sulphate hydrate)를 적가하면서 반응시켜 생성되는 침전물을 여과, 세척, 건조과정을 거치는 금속 스테아레이트(metal stearate) 제조단계와;
폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리에스테르, 폴리스틸렌, 아크릭 혹은 나이론과 같은 고분자 수지 100 중량부에 상기 금속 스테아레이트 형성단계에서 제조된 금속 스테아레이트 0.1-10중량부와 아이언(iron:금속) 2,4-펜탄디온(iron 2,4-pentanedione), 티타닐 2,4-펜탄디온(titanyl 2,4-pentanedione), 지르코닐 2,4-펜탄디온(zirconyl 2,4- pentanedione), 마그네슘 2,4-펜탄디온(magnesium 2,4-pentanedione), 카퍼 2,4-펜탄디온(copper 2,4-pentanedione), 칼슘 2,4-펜탄디온(calcium 2,4-pentanedione)이나 알루미늄 2,4-펜탄디온(aluminium 2,4-pentanedione)과 같은 금속 펜탄디온 0.1-20 중량부, 자외선안정제 (UV absorber, UV stabilizer) 0.1-1.0중량부, 열산화방지제인폴리(1,2-디히드로-2,2,4-트리메틸퀴놀린) [poly(1,2-dihydro-2,2,4-trimethyl quinoline)], 2,6-디-터트-부틸-4-메틸페놀(2,6-di-tert-butyl-4-methyl phenol), 테트라키스[메틸렌(3,5-디-터트-부틸-4-히드로옥시-히드로시나메이트)메탄[tetrakis[methylene(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamate)]methane]이나 트리스(2,4-디-터트-부틸-페닐)포스파이트[tris(2,4-di-tert-butyl-phenyl) phosphite] 0.1-5중량부, 안료 0.001 내지 4.0중량부, 니켈 디메틸글리옥심 (nickel diethylglyoxime) 0.01-0.5중량부, 페놀프탈레인(phenolphthalein) 0.01-5중량부와, 랙틱애시드(lactic acid :젖산) (latic acid), 말레익안하이드리드 (maleic anhydride), 시트릭액시트(citric acid)등과 같은 분해조절컴파운드 0.1-10중량부를 통상의 헨셀 믹서, 슈퍼 믹서 또는 디스퍼션니더에서 용융혼합하여 광 붕괴-생분해 복합수지 조성물을 형성하는 단계와;
상기 광 붕괴-생분해 복합수지 조성물형성단계에서 얻어진 조성물을 단축(single) 또는 이축(twin) 압출기를 이용한 용융압출 성형과정을 통해 2-3mm 정도 크기를 갖는 광 붕괴-생분해 복합수지 펠렛으로 만드는 펠렛화 단계와;로 광 붕괴-생분해 복합수지를 얻고, 상기 펠렛화단계에서 얻어진 광 붕괴-생분해 복합수지 펠렛을 호퍼에 넣고 시트 성형용 다이가 부착되어 있는 단축 또는 이축압출 시트기에서 필름을 성형하는 필름성형단계로 광 붕괴-생분해 복합수지 필름을 얻는다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 광 붕괴-생분해 복합수지 조성물 및 이를 이용한 필름은 일광에 의해 카보닐이나 카르복실기가 도입된 후 고분자 주쇄의 붕괴에 따른 분자량 감소와 미생물의 생분해가 복합적으로 작용하여 폐기 처리 시 혹은 투기 시 분해성이 우수하면서도 가격이 저렴한 장점을 가진다.
또한 기존 생분해성 수지 조성물에 비해 성형성, 내열성, 기계적물성은 물론 생산성이 뛰어나고 저가의 원재료를 사용하기 때문에 저렴한 가격으로 대량생산이 가능하다는 장점을 가지고 있다.
도1은 본 발명의 복합수지 제조 실시단계 예시도.
도2는 본 발명의 필름 제조 실시단계 예시도.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 방법을 예시하면, 이온교환수 100중량부에 수산화칼륨 0.9-1.5중량부를 용해시키고 스테아르산 4.0-6.0 중량부를 적가하면서 완전히 용해될 때까지 200RPM으로 교반한 다음 2.7-3.0중량부의 금속 설페이트 히드레이트를 적가하면서 반응시켜 생성되는 침전물을 여과, 세척, 건조과정을 거쳐 금속 스테아레이트 제조단계와;
고분자수지 100중량부에 상기 금속 스테아레이트 형성단계에서 제조된 금속 스테아레이트 0.1-10중량부와 금속 펜탄디온 0.1-20 중량부, 자외선안정제 0.1-1.0중량부, 산화방지제 0.1-5중량부, 안료 0.001 내지 4.0중량부, 니켈 디메틸글리옥심 0.01-4중량부, 페놀프탈레인 0.01-5중량부, 분해조절컴파운드 0.1-10중량부를 통상의 헨셀 믹서, 슈퍼 믹서 또는 디스퍼션 니더에서 용융혼합하여 광 붕괴-생분해 복합수지 조성물을 만드는 용융혼합단계와;
상기 용융혼합단계에서 얻어진 플라스틱 조성물을 단축 또는 이축 압출기를 이용한 용융압출 성형과정을 통해 2-3mm 정도 크기를 갖는 광 붕괴-생분해 복합수지 고분자펠렛으로 만드는 펠렛화 단계와;로 광 붕괴-생분해 복합수지 펠렛을 얻고, 상기 펠렛화단계에서 얻어진 광 붕괴-생분해 복합수지 펠렛을 호퍼에 넣고 시트 성형용 다이가 부착되어 있는 단축 또는 이축압출 시트기에서 필름을 성형하는 필름성형단계로 광 붕괴-생분해 복합수지필름을 얻는다.
여기서 상기 광 붕괴-생분해 복합수지필름을 만드는 용융혼합단계에서 사용되는 고분자수지는 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리에스테르, 폴리스틸렌, 폴리아크릴레이트(Polyacrylate)이나 나이론 등의 용융압출이 가능한 수지는 모두 사용가능하며, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다.
상기 금속펜탄디온은 고분자의 광 붕괴 촉진제로 0.1-20 중량부가 사용되며, 이와 같은 금속펜탄티온은 아이언(iron:금속) 2,4-펜탄디온, 티타닐 2,4-펜탄디온, 지르코닐 2,4-펜탄디온, 마그네슘 2,4-펜탄디온, 카퍼 2,4-펜탄디온, 바나딜 2,4-펜탄디온, 칼슘 2,4-펜탄디온이나 알루미늄 2,4-펜탄디온이 사용가능하다.
여기서 금속펜탄디온이 0.1중량부 미만일 경우 광분괴성이 떨어지고, 20중량부 이상을 첨가할 경우 최종제품의 물성이 떨어진다.
상기 금속 스테아레이트는 윤활성과 광 붕괴성을 조절하며 0.1-10중량부가 사용되며, 아이론 스테아레이트나 칼슘 스테아레이트가 바람직하며 마그네슘 스테아레이트, 징크 스테아레이트도 사용가능하다.
0.1중량부 미만일 경우 윤활성이 떨어지고, 10중량부 이상을 첨가할 경우 광붕괴성으로 급격히 촉진된다.
상기 열산화방지제로는 폴리(1,2-디히드로-2,2,4-트리메틸퀴놀린), 2,6-디-터트-부틸-4-메틸페놀, 테트라키스[메틸렌(3,5-디-터트-부틸-4-히드로옥시-히드로시나메이트)메탄이나 트리스(2,4-디-터트-부틸-페닐)포스파이트가 0.1-5중량부 사용된다.
여기서 폴리포스파이트가 0.1중량부 미만일 경우 가공 중 고분자 수지가 산화되며, 5중량부 이상을 첨가할 경우 광붕괴성이 급격히 촉진된다.
상기 안료는 산화티탄, 산화철, 탄산칼슘, 크롬옥사이드, 오커, 움버, 카본블랙 등이 사용되며 광붕괴-생분해성 조성물의 색상을 부여하기 위해 0.001~4중량부가 사용된다.
<표 1>에는 안료와 색상을 요약하였다.
<표 1> 색상별 안료
Figure 112011049694682-pat00001
상기 분해조절컴파운드는 0.1-10중량부가 사용되어 제품 매립 시 생분해를 촉진시켜주는 역할을 하며 랙틱애시드(lactic acid :젖산) (latic acid), 살리실릭액시드(salicylic acid),말레익안하이드리드 (maleic anhydride)나, 시트릭액시트(citric acid)등과 같은 저가 산이나, 에폭시화된 식물성오일로 구성되며 피-라이프(P-Life) 사의 SMC2360, SMC2522나 심포니 인바이론먼탈 (Symphony Environmental Ltd) 사의 d2w 첨가제도 사용가능하다.
여기서 분해조절컴파운드가 0.1중량부 미만일 경우 생분해성이 떨어지고, 10중량부 이상을 첨가할 경우 상온에서도 미생물성장이 촉진된다.
상기 자외선안정제는 0.1-1.0중량부가 제품 사용기간 동안 관산화 반응이 진행되는 것을 억제하는 역할을 하며 살리실릭액시드(salicylic acid), 벤조페논 (benzophenone)나 벤조트리아졸(benzotriazol) 유도체가 사용가능하다. 0.1중량부 미만일 경우 광붕괴가 급격히 일어나며, 1.0중량부 이상을 첨가할 경우 광분괴 반응이 진행되지 않는다.
<표 2>에는 고분자의 광화학 반응을 야기하는 광의 파장과 <표 3>에는 대표적인 UV absorber의 예를 나타내었다.
<표 2> 고분자의 광화학 반응을 야기하는 광의 파장
Figure 112011049694682-pat00002
<표 3> 대표적인 자외선안정제의 예
Figure 112011049694682-pat00003
본 발명에 따른 광붕괴-생분해성 수지 조성물 및 이를 이용한 필름의 제조방법을 보다 상세하게 살펴보고, 그에 따른 실시예를 서술하면 다음과 같다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
단 본 발명의 범위가 예시한 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
<표 4>에 기재된 성분을 각각의 배합비로 혼합기를 이용하여 아래와 같은 공정의 제조방법으로 혼합하여 광붕괴-생분해성 수지 조성물 및 필름을 제조하였다.
<표 4> 광붕괴-생분해성 수지의 조성 및 제법의 실시예
Figure 112011049694682-pat00004
이온교환수 100중량부에 수산화칼륨 1.0중량부를 용해시키고 스테아르산 4.7중량부을 적가하면서 완전히 용해될 때까지 200RPM으로 교반한 다음 2.7 중량부의 페릭설페이트 히드레이트를 적가하면서 반응시켜 생성되는 침전물을 여과, 세척, 건조과정을 거쳐 아이론 스테아레이트 제조한다.
저밀도폴리에틸렌 30중량부, 선상저밀도폴리에틸렌 70중량부를 혼합한 고분자수지 100중량부에 금속 스테아레이트 0.5중량부와 금속 2,4-펜탄디온 0.5 중량부, 자외선안정제 0.1중량부, 폴리(1,2-디히드로-2,2,4-트리메틸퀴놀린) 0.6 중량부, 안료 0.1중량부, 첨가제인 니켈 디메틸글리옥심 0.2중량부와 페놀프탈레인 0.1중량부, 분해조절컴파운드 1중량부를 순차적으로 디스퍼션 니더에 투입하여 3,000rpm, 140℃에서 20~30시간 혼합하여 덩어리 반죽 형태의 조성물을 만든 후에, 단축 및 이축압출기를 이용하여 용융 압출성형과정을 통해 2-3mm 정도 크기를 갖는 펠렛으로 제조하여, 380mm 시트 성형용 다이가 부착되어 있는 이축압출 시트기(80Φ, L/D 36, hanger type die)에서 실린더1은 160℃, 실리더2는 170℃, 실린더3은 180℃, 다이는 175℃은 온도 조건으로 70㎏/hr의 속도로 0.2㎜ 두께의 필름을 성형하였다.
이렇게 제조된 필름을 가지고 시편을 제작하여, 생분해성, 내수성, 내유성, 인장특성을 평가하여 그 결과를 <표 5>에 나타내었다.
실시예에 따라 제조된 시편의 성능은 하기 각종 기능성 시험방법에 따라 평가된다.
(1) 생분해성;
생분해성 조성물을 가로 10㎝, 세로 10㎝의 시트 시편으로 만들어 농작지역 토양에 묻어 시간 경과에 따라 생분해 진행에 따른 형태 변화를 관찰하여 판정 하였다. 6개월경과 후 형체가 완전 붕괴되면 우수로, 6개월경과 후 형체가 부분 붕괴되고 시편상 박테리아나 곰팡이 상태가 미약하면 보통으로 각각 구분하였다.
(2) 용융흐름지수;
ASTM D-1238 방법으로 측정하였다. (측정조건 : 190℃, 2.16㎏, 측정기기 : Haake 회사 제품의 MI 측정기)
(3) 내수성, 내유성;
가로 10㎝, 세로 10㎝, 높이 1cm의 용기를 시험용기를 제작하여, 각각 물과 식용유를 붓고 열풍오븐 50℃에서 24시간 방치 후, 용출물의 흔적이나 표면의 상태를 관찰하여 용출물의 흔적이나 표면상태의 변화가 없으면 우수로, 용출물의 흔적이나 표면상태의 변화가 있으면 불량으로 각각 구분하였다.
(4) 광산화도;
시편을 자외선램프로 조사하여 25시간 단위로 형성되는 C=O(1710cm-1) 기의 intensity를 FT-IR로 측정하여 C-H(729cm-1)기와의 비가 0.5가 될 때까지 걸리는 시간으로 결정하였다.
(5) 인장시험: 만능시험기 (universal test machine)를 이용하여 인장강도 및 인장신율을 측정하였다.
<표 5> 실험예에 따른 각 실험의 측정결과
Figure 112011049694682-pat00005
<표 5>에서와 같이 본 발명에 따른 실시예의 광 붕괴-생분해성 수지 조성물 및 이를 이용한 필름은 광산화도, 내수성, 내유성 및 인장물성, 생분해성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
여기서 <표 4>에서 요구되는 열가소성 중합체 수지와 다른 성분들을 용도에 따라 적절한 비율로 혼합하여 미리 컴파운드를 제조한 후 원하는 제품을 제조할 수 있다.
또한 <표 6>의 실시예와 같이 용도에 따라 요구되는 통상의 열가소성 중합체 수지와 광 붕괴-생분해성 수지를 제작할 경우 즉석에서 혼합하여 제조하고자 하는 제품으로 성형할 수 있다.
제조할 수 있는 완제품은 필름, 시트, 진공성형제품, 사출성형품 등 알려진 다양한 형태로 제조될 수 있다.
이러한 분해 첨가제용 마스터배치 또는 컴파운드는 통상의 고분자 수지의 총중량에 대하여 약 1-20중량부 비율로 혼합되어 사용할 수 있는 정도로 제조되는 것이 적당하나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다.
<표 6> 광 붕괴-생분해성 마스터배치의 조성 및 제법의 실시예
Figure 112011049694682-pat00006
도1 및 도2는 본 발명 광 붕괴-생분해 복합수지 조성물 및 이를 이용한 필름의 실시단계 예시도 및 마스터배치를 이용한 실시단계를 나타내었다.
본 발명의 광 붕괴-생분해 복합수지 조성물을 이용하여 제품 생산 시 기존 생산시설을 그대로 사용할 수 있고, 고가의 지방족폴리에스테르 생분해성수지를 사용하지 않아 원가절감을 이룰 수 있으며, 용도 폐기 후 자연 상태에서 쉽게 분해 되어 토양 유기물을 증가시키고 환경을 오염시키지 않는 장점은 물론 다양한 고분자와 쉽게 혼합하여 물성저하가 없는 제품이 생산 가능하게 되어 산업상 이용가치가 대단하다 할 것이다.

Claims (3)

  1. 이온교환수 100중량부에 수산화칼륨(KOH) 0.9-1.5중량부를 용해시키고 스테아르산 4.0-6.0중량부를 적가하면서 완전히 용해될 때까지 200RPM으로 교반한 다음 2.7-3.0중량부의 페릭설페이트 히드레이트나 칼슘설페이트 히드레이트인 금속 설페이트 히드레이트를 적가하면서 반응시켜 생성되는 침전물을 여과, 세척, 건조과정을 거치는 금속 스테아레이트 제조단계와;
    폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리에스테르, 폴리스틸렌, 폴리아크릴레이트(Polyacrylate) 혹은 나이론인 고분자 수지에 상기 금속 스테아레이트 형성단계에서 제조된 금속 스테아레이트와 금속 펜탄디온과, 자외선안정제와 열산화방지제인 폴리메탄이나 포스파이트와, 안료, 니켈 디메틸글리옥심, 페놀프탈레인과, 저가 산이나, 에폭시화된 식물성오일로 구성되는 분해조절컴파운드를 헨셀믹서, 슈퍼믹서 또는 디스퍼션니더에서 용융혼합하여 광 붕괴-생분해 복합수지 조성물을 형성하는 단계와;
    상기 광 붕괴-생분해 복합수지 조성물을 형성하는 단계에서 얻어진 조성물을 단축 또는 이축 압출기를 이용한 용융압출 성형과정을 통해 2~3mm 크기를 갖는 광 붕괴-생분해 복합수지 펠렛으로 만드는 펠렛화 단계로, 고분자 수지에 스테아레이트와 금속 펜탄디온과, 자외선안정제와 열산화방지제인 폴리메탄이나 포스파이트와, 안료, 니켈 디메틸글리옥심, 페놀프탈레인과, 저가 산이나, 에폭시화된 식물성오일로 구성되는 분해조절컴파운드를 용융혼합하여 이루어 짐을 특징으로 하는 광 붕괴-생분해 복합수지.
  2. 이온교환수 100중량부에 수산화칼륨(KOH) 0.9-1.5중량부를 용해시키고 스테아르산 4.0-6.0 중량부를 적가하면서 완전히 용해될 때까지 200RPM으로 교반한 다음 2.7-3.0중량부의 페릭설페이트 히드레이트나 칼슘설페이트 히드레이트인 금속 설페이트 히드레이트를 적가하면서 반응시켜 생성되는 침전물을 여과, 세척, 건조과정을 거치는 금속 스테아레이트 제조단계와;
    폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리에스테르, 폴리스틸렌, 폴리아크릴레이트(Polyacrylate) 혹은 나이론인 고분자 수지에 상기 금속 스테아레이트 형성단계에서 제조된 금속 스테아레이트와 금속 펜탄디온과, 자외선안정제와 열산화방지제인 폴리메탄이나 포스파이트와, 안료, 니켈 디메틸글리옥심, 페놀프탈레인과, 저가 산이나, 에폭시화된 식물성오일로 구성되는 분해조절 컴파운드를 헨셀믹서, 슈퍼믹서 또는 디스퍼션니더에서 용융혼합하여 광 붕괴-생분해 복합수지 조성물을 형성하는 단계와
    상기 광 붕괴-생분해 복합수지 조성물을 형성하는 단계에서 얻어진 조성물을 단축 또는 이축 압출기를 이용한 용융압출 성형과정을 통해 2~3mm 크기를 갖는 광 붕괴-생분해 복합수지 펠렛으로 만드는 펠렛화 단계와;
    상기 펠렛화단계에서 얻어진 광 붕괴-생분해 복합수지펠렛을 호퍼에 넣고 시트 성형용 다이가 부착되어 있는 단축 또는 이축압출 시트기에서 필름을 성형하는 필름성형단계로, 고분자 수지에 스테아레이트와 금속 펜탄디온과, 자외선안정제와 열산화방지제인 폴리메탄이나 포스파이트와, 안료, 니켈 디메틸글리옥심, 페놀프탈레인과 저가 산이나, 에폭시화 된 식물성오일로 구성되는 분해조절컴파운드를 용융혼합하여 이루어 짐을 특징으로 하는 광 붕괴-생분해 복합수지필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 조성물형성단계에서 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리에스테르, 폴리스틸렌, 폴리아크릴레이트(Polyacrylate) 혹은 나이론인 고분자 수지 100 중량부에 금속 스테아레이트 형성단계에서 제조된 금속 스테아레이트 0.1-10중량부와 아이언(iron:금속) 2,4-펜탄디온, 티타닐 2,4-펜탄디온, 지르코닐 2,4-펜탄디온, 마그네슘 2,4-펜탄디온, 카퍼 2,4-펜탄디온, 칼슘 2,4-펜탄디온이나 알루미늄 2,4-펜탄디온인 금속 펜탄디온 0.1-20 중량부, 자외선안정제 0.1-1.0중량부, 열산화방지제인 폴리(1,2-디히드로-2,2,4-트리메틸퀴놀린), 2,6-디-터트-부틸-4-메틸페놀, 테트라키스[메틸렌(3,5-디-터트-부틸-4-히드로옥시-히드로시나메이트)메탄이나 트리스(2,4-디-터트-부틸-페닐)포스파이트 0.1-5중량부, 안료 0.001 내지 4.0중량부, 니켈 디메틸글리옥심 0.01-0.5중량부, 페놀프탈레인 0.01-5중량부와 랙틱애시드(lactic acid :젖산) , 살리실릭액시드, 말레익안하이드리드나, 시트릭액시트인 저가 산이나, 에폭시화된 식물성오일로 구성되는 분해조절컴파운드 0.1-10중량부를 용융혼합하여 조성함을 특징으로 하는 광 붕괴-생분해 복합수지 조성물.
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US20210291434A1 (en) * 2018-07-30 2021-09-23 Konica Minolta, Inc. Three-dimensional modeling material, three-dimensional model production method using same, and three-dimensional model

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100535718B1 (ko) 2002-08-16 2005-12-09 애니바디(주) 천연 생분해성 조성물을 이용한 시트지 및 상기 시트지의제조방법
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KR20090008099A (ko) * 2007-09-05 2009-01-21 유영선 물성이 개선된 생분해성 수지 조성물 및 그의 제조 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100535718B1 (ko) 2002-08-16 2005-12-09 애니바디(주) 천연 생분해성 조성물을 이용한 시트지 및 상기 시트지의제조방법
KR100675200B1 (ko) 2005-04-21 2007-01-26 (주)에코스피어 전분을 함유하는 생분해성 조성물 및 이를 이용한 생분해성시트의 제조방법
KR20090008099A (ko) * 2007-09-05 2009-01-21 유영선 물성이 개선된 생분해성 수지 조성물 및 그의 제조 방법

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