KR101886020B1 - 항충 비닐의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항충 비닐 - Google Patents

항충 비닐의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항충 비닐 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항충 비닐의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항충 비닐에 관한 것이다.
본 발명에 따른 항충 비닐의 제조방법은 항충 물질을 준비하는 항충 물질 준비 단계(S100); 칩 상태로 제조된 폴리프로필렌(PP:PolyProphlene), 폴리에틸렌(PE: PolyEthylene) 및 EVA(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer) 수지를 모두 압출기에 투입하고, 상기 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 EVA 수지가 투입된 압출기에 열을 가하여 용용 시킨 후, 상기 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 EVA 수지를 교반하여 칩을 제조하고, 상기 칩을 냉각하여 절단함으로써 마스터 배치 칩을 제조하는 마스터 배치 칩 제조 단계(S200); 상기 마스터 배치 칩과 항충 물질을 혼합하여 혼합 칩을 제조하는 혼합 칩 제조 단계(S300); 및 상기 혼합 칩을 이용하여 항충 비닐을 제조하는 항충 비닐 제조 단계(S400)를 포함한다.
상기한 구성에 의해 본 발명은 항충, 방충 성분이 포함된 조성물을 포함하여 마스터칩을 형성하고 이를 이용하여 비닐을 제조함으로써, 곤충이나 해충이 기피하여 항충 및 방충 효과를 발휘할 수 있다.

Description

항충 비닐의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항충 비닐{MANUFACTURING METHOD FOR ANTI-INSECT VINYL AND ANTI-INSECT VINYL MANUFACTURED BY THE SAME}
본 발명은 항충 비닐의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항충 비닐에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 항충, 방충 성분이 포함된 조성물을 포함하여 마스터칩을 형성하고 이를 이용하여 비닐을 제조함으로써, 곤충이나 해충이 기피하여 항충 및 방충 효과를 발휘할 수 있는 항충 비닐의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항충 비닐에 관한 것이다.
요즈음 생활수준이 향상되면서 방충과 방균처리에 대한 소비자들의 기호와 요구가 증가하는 추세에 있다.
이에 각종 산업용품, 생활용품 등에 항균 처리가 되고 있는 제품들이 늘어나고 있는데, 세균, 곰팡이에 의한 피해뿐만 아니라 해충에 의한 피해를 입기 쉬운 부분에 대해 방충처리 요구가 증가하는 추세에 있다.
일반적으로 식품 포장, 담배 외부 포장, 과자류 포장, 과수봉지용 포장 등에 일반적으로 사용되는 플라스틱 필름 포장은 포장되어 있는 내용물을 외부 환경으로부터 보호하여 장기간 보관할 수 있는 상태로 유지시키는 것을 목적으로 하고 있다.
그러나 포장 내용물에 의해서 발생하는 방향 성분으로 인하여 다양한 곤충 및 벌레 등을 포장물에 접근시키고, 접근된 곤충 및 벌레 등은 필름 포장물을 손상시킨 후 포장 내부로 침입하여 내용물을 손상시키는 문제점을 지니고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 방충성분을 제품 포장에 포함하는 다양한 방안이 고려되었으며, 그 방안 중 하나가 방충 필름이다. 방충 필름을 사용하는 경우 방충 필름에 존재하는 방충제로 인하여 곤충이나 벌레 등의 접근을 막고 이러한 곤충 및 벌레에 의해서 발생하는 제품 손상을 방지할 수 있는 장점을 가지고 있다.
이러한 방충 필름의 하나로써, 해충의 방제에 효과를 갖는 방충제를 폴리올레핀계 필름에 투입하여 사용하게 되면 직접 방충제를 뿌리는 것에 비하여 꼭 필요한 장소에만 약제를 살포하는 효과 및 필름 안에 들어 있는 방충제가 서서히 방출되는 특성으로 인하여 효과적인 해충 방제법의 하나로 알려져 있다.
그러나 일반적으로 방충제가 폴리올레핀수지와 상용성이 없어 방충제의 필름내 분산이 매우 어렵고, 필름 성형 후에도 곧바로 방충제가 표면으로 이행되면서 방충효과가 단명하는 문제점이 있다. 물론 방충제의 적절한 분산을 위해 알려진 기술중에는 다공성 플라스틱 펠렛을 이용하여 방충 마스터 배치를 만들고, 이것을 수지와 건식 혼합하여 필름을 성형하는 방법이 있다.
그러나 이 경우 방충제의 분산에는 문제가 없으나 마스터 배치의 베이스가 플라스틱인 만큼 필름 성형시 용융되어 형체가 없어지기 때문에 방충제의 필름표면으로의 이행을 억제시키는 효과가 없어 방충효과가 단명하게 된다.
국내등록특허 제10-0819250호(2008년 03월 27일 등록) 국내등록특허 제10-1489655호(2015년 01월 29일 등록) 국내등록특허 제10-0605351호(2006년 07월 20일 등록)
본 발명은 항충, 방충 성분이 포함된 조성물을 포함하여 마스터칩을 형성하고 이를 이용하여 비닐을 제조함으로써, 곤충이나 해충이 기피하여 항충 및 방충 효과를 발휘할 수 있는 항충 비닐의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항충 비닐을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 종래 휘발성 방충제의 비산으로 인한 냄새 유발 및 방충 효과의 저하 등을 효과적으로 방지할 수 있고 방충 효과를 장기간 안정적으로 발현할 수 있는 항충 비닐의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항충 비닐을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 항충 비닐의 제조방법은 항충 물질을 준비하는 항충 물질 준비 단계(S100); 칩 상태로 제조된 폴리프로필렌(PP:PolyProphlene), 폴리에틸렌(PE: PolyEthylene) 및 EVA(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer) 수지를 모두 압출기에 투입하고, 상기 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 EVA 수지가 투입된 압출기에 열을 가하여 용용 시킨 후, 상기 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 EVA 수지를 교반하여 칩을 제조하고, 상기 칩을 냉각하여 절단함으로써 마스터 배치 칩을 제조하는 마스터 배치 칩 제조 단계(S200); 상기 마스터 배치 칩과 항충 물질을 혼합하여 혼합 칩을 제조하는 혼합 칩 제조 단계(S300); 및 상기 혼합 칩을 이용하여 항충 비닐을 제조하는 항충 비닐 제조 단계(S400)를 포함한다.
상기 항충 물질로는 알레트린(Allethrin), 바이펜트린(Bifenthrin), 사이할로트린(Cyhalothrin), 사이페르메트린(Cypermethrin), 사이플루트린(Cyfluthrin), 델타메트린(Deltamethrin), 에토펜프록스(Etofenprox), 펜발레레이트(Fenvalerate), 페르메트린(Permethrin), 페노트린(Phenothrin), 프랄레트린(Prallethrin), 레스메트린(Resmethrin), 테트라메트린(Tetramethrin), 트랄로메트린(Tralomethrin) 및 트랜스플루트린(Transfluthrin)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 항충 물질 준비 단계(S100)에서 상기 항충 물질 이외에 기능성 물질을 더 포함하되, 상기 기능성 물질은 상기 항충 물질 100 중량부에 대해 100 내지 200 중량부의 중량 비율로 사용되고, 상기 기능성 물질은 이산화규소 나노입자 5 내지 10 중량부, 견운모 1 내지 3 중량부, 광촉매 0.5 내지 1.5 중량부, 활성탄 0.1 내지 1 중량부 및 황토 0.1 내지 0.5 중량부의 중량 비율로 포함되고, 상기 광촉매는 이산화티탄(TiO2) 2 내지 4 중량부 및 나노은 분말 0.5 내지 1.5 중량부의 중량비율로 혼합되어 제조될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 제조방법으로 제조된 항충 비닐을 포함한다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 항충 비닐의 제조방법은 항충, 방충 성분이 포함된 조성물을 포함하여 마스터칩을 형성하고 이를 이용하여 비닐을 제조함으로써, 곤충이나 해충이 기피하여 항충 및 방충 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 제조된 항충 비닐은 종래 휘발성 방충제의 비산으로 인한 냄새 유발 및 방충 효과의 저하 등을 효과적으로 방지할 수 있고 방충 효과를 장기간 안정적으로 발현할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 항충 비닐의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 항충 비닐이 부착된 종이를 개미가 이동하는 통로에 부착한 후, 개미의 이동을 육안으로 관찰한 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 항충 비닐의 제조방법에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 항충 비닐의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 항충 비닐의 제조방법은 항충 물질 준비 단계(S100), 마스터 배치 칩 제조 단계(S200), 혼합 칩 제조 단계(S300) 및 항충 비닐 제조 단계(S400)를 포함한다.
1. 항충 물질 준비 단계(S100)
상기 항충 물질 준비 단계(S100)는 해충 기피 효과를 발휘할 수 있는 항충 물질을 준비하는 단계이다.
상기 항충 물질 준비 단계(S100)에서 상기 항충 물질은 곤충 또는 해충 등의 기피 물질을 준비하는 것으로, 상기 항충 물질로는 유기 염소계(Organochlorides) 항충 물질, 피레트로이드계(Pyrethroids) 항충 물질, 유기인산염계(Organophosphates) 항충 물질, 카바메이트계(Carbamates) 항충 물질, 네오니코티노이드계(Neonicotinoids) 항충물질 및 식물 유래 항충 물질로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상일 수 있는데, 예를 들어, 상기 항충 물질로는 알레트린(Allethrin), 바이펜트린(Bifenthrin), 사이할로트린(Cyhalothrin), 사이페르메트린(Cypermethrin), 사이플루트린(Cyfluthrin), 델타메트린(Deltamethrin), 에토펜프록스(Etofenprox), 펜발레레이트(Fenvalerate), 페르메트린(Permethrin), 페노트린(Phenothrin), 프랄레트린(Prallethrin), 레스메트린(Resmethrin), 테트라메트린(Tetramethrin), 트랄로메트린(Tralomethrin) 및 트랜스플루트린(Transfluthrin)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상이고, 더욱 구체적으로는 N,N-디에틸-m-톨루아미드(N,N-diethyl-m-toluamide) 또는 1-피페리딘카르복실산-2-(2-하이드록시에틸)-1-메틸프로필에스테르[1-piperidinecarboxylic acid-2-(2-hydroxyethyl)-1-methylpropyl ester]에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
한편, 상기 항충 물질 준비 단계(S100)에서는 상기 항충 물질 이외에 원적외선과 음이온이 다량 방사되고 오염 물질에 대한 항균, 탈취 효과가 있는 기능성 물질을 더 포함할 수 있는데, 상기 기능성 물질은 상기 항충 물질 100 중량부에 대해 100 내지 200 중량부의 중량 비율로 사용될 수 있다.
상기 기능성 물질로는 이산화규소 나노입자, 견운모, 광촉매, 활성탄 및 황토가 포함되고, 상기 광촉매는 이산화티탄(TiO2) 및 나노은 분말이 이용됨으로써, 본 발명에 따른 항충 비닐이 생활 용품에 이용되는 경우에도 안전하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 기능성 물질은 이산화규소 나노입자 5 내지 10 중량부, 견운모 1 내지 3 중량부, 광촉매 0.5 내지 1.5 중량부, 활성탄 0.1 내지 1 중량부 및 황토 0.1 내지 0.5 중량부의 중량 비율로 포함되고, 상기 광촉매는 이산화티탄(TiO2) 2 내지 4 중량부 및 나노은 분말 0.5 내지 1.5 중량부의 중량비율로 혼합되어 제조될 수 있다.
상기 이산화규소(Silicon dioxide, SiO2)는 규소의 산화물로 실리카(silica) 라고도 하며 원적외선을 방출하는 것으로 잘 알려진 뮬라이트(mullite), 근청석, 황토 등의 주요 구성요소로 사용된다. 상기 이산화규소는 적은 양으로도 많은 양의 원적외선을 방출하는 효능을 가지며 값도 저렴한데, 비결정성 실리카는 인체 발암성이 없는 것으로 평가되어 화장품의 주된 원료로 사용되며, 인체에 유해성은 알려진 바 없다.
상기 견운모(sericite)는 철분(Fe), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 망간(Mn), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 셀레늄(Se), 게르마늄(Ge), 규소(Si), 바나듐(V) 및 스트론튬(Sr) 등의 다양한 인체 필수 미네랄을 내포하는 점토성 광물로, 강한 환원력을 지닌 활성산소의 분해용도로 사용되는 운모족 광물로서 생리활성물질이며, 살균작용을 한다.
또한, 본 발명에서 상기 견운모는 발포하여 분말화하여 사용하므로 분체 내부에 공기층이 형성되어 습도 조절이 가능함은 물론 탈취 효과나 곰팡이의 발생 방지 및 음이온과 원적외선 효과가 있다.
또한, 상기 견운모는 분말화되기 전에 강도의 증가를 위해 1400 내지 1550℃의 범위 내에서 열처리를 진행할 수 있다. 이때, 열처리의 가열온도가 1400℃ 미만인 경우에는 견운모가 적정 강도를 얻을 수 없고, 가열온도가 1550℃를 초과하는 경우에는 견운모가 소실될 우려가 있다.
또한, 상기 열처리된 견운모는 코팅층을 구성하는 조성물과 혼합되기에 앞서 균일하게 혼합되도록 하기 위하여 10 내지 200nm의 입자크기로 분말화되어 포함될 수 있는데, 상기 견운모가 10nm 미만으로 분말화되는 경우에는 분말화 작업하기 어려운 문제가 발생할 뿐만 아니라 원적외선 방사 및 음이온의 방출 효율이 떨어지게 되는 문제가 발생할 수 있고, 200nm를 초과하여 분말화되는 경우에는 코팅액을 구성하는 조성물들 사이에서 균일하게 혼합되기 어려운 문제가 발생할 수 있다.
상기 광촉매는(光觸媒, photocatalyst)는 빛을 받아들여 화학반응을 촉진시키는 물질을 말하는 것으로, 이러한 광촉매는 주로 띠 간격에너지(band gap energy) 이상의 빛 에너지가 조사되었을 때 전자와 정공을 발생시키고, 발생된 정공에 의해 수산화라디칼(-OH)이 생성되게 되며, 상기 수산화라디칼의 강력한 산화력을 통해 그 표면에 흡착된 기상 또는 액상의 유기물을 분해하는 이른바 '광산화반응'을 일으키는 물질을 말한다.
본 발명에서 상기 광촉매는 빛 에너지를 흡수함으로써 촉매활성을 나타내게 되는데, 이때 발생하는 강력한 산화력으로 유해물질을 산화, 분해하게 된다. 이러한 광촉매는 그 특성을 이용하여 박테리아, 미생물, 유기물질들을 분해하는 유기오탁수의 정화에 주로 활용되고 있다.
본 발명에서 상기 광촉매는 이산화티탄(TiO2) 및 나노은 분말이 혼합된 혼합분말이 사용될 수 있는데, 상기 광촉매는 이산화티탄(TiO2) 2 내지 4 중량부 및 나노은 분말 0.5 내지 1.5 중량부의 중량비율로 혼합되어 제조될 수 있다.
상기 이산화티탄은 빛을 받으면 벤젠ㆍ톨루엔ㆍ포름알데히드 등과 같은 유해물질을 분해하여 물과 이산화탄소로 만드는 특성이 있고, 저렴하고 인체에 무해하는 등 여러 가지 장점이 있고, 상기 나노은(Ag)은 이산화티탄과 함께 혼합되어 항균성 광촉매의 효과를 증진시키기 위하여 첨가되며, 상기 나노은(Ag)을 첨가함으로써, 광산화반응을 촉진하고 혼합성 및 도포성을 좋게 하며, 항균성, 항곰팡이성을 높일 수 있다.
상기 황토는 입자들 사이의 공간으로 불순물, 오염물질을 흡착 분해하며, 산소가 풍부하고, 원적외선을 방출한다. 상기 황토에서 나오는 원적외선은 파장이 8 내지 14㎛으로 인체의 에너지 영역과 거의 일치하며, 상기 황토의 원적외선은 세포의 분자를 활성화해 신진 대사를 촉진한다. 황토에서는 원적외선을 복사하여 인체에 흡수, 신진대사 및 혈액순환을 활성화시켜 인체의 노화방지, 만성피로 등 각종 성인병을 예방할 수 있다. 상기 황토에서 원적외선을 방사 받게 되면 인체 내의 각종 발병의 원인이 되는 세균이 그 열작용으로 인하여 약화되며, 인체내 모세혈관을 확장시켜 혈액 순환을 촉진함은 물론 세포 조직의 생성 촉진 등을 도와줄 수 있다.
또한, 상기 항충 물질 준비 단계(S100)에서는 상기 항충 물질 이외에 해충 기피, 항균, 탈취 등의 효과가 있는 편백나무 추출액을 더 포함할 수 있는데, 상기 편백나무 추출액은 상기 항충 물질 100 중량부에 대해 5 내지 15 중량부의 중량 비율로 사용될 수 있다.
상기 편백나무(Chamaecyparis obtusa)는 노송나무라고도 하며, 겉씨식물 구과목 측백나무과의 상록교목으로서, 일본이 원산지이지만 개발을 통해 우리나라 남부 지방에서 조림수종으로 널리 재배되고 있는데, 편백나무 특유의 향으로 인해 탈취제, 항균제 등으로 사용되고 있다.
편백나무에서 생산되는 피톤치드는 식물의 자기방어물질로써, 병원균 및 해충, 곰팡이 등에 저항하기 위해 식물이 내뿜거나 분비하는 물질로 그 자체에 살균, 살충성분이 포함되어 있다 피톤치드의 구성물질은 테르펜을 비롯한 페놀 화합물, 알칼로이드 성분, 글리코시드 등으로 이루어진 유기화합물이며, 항균작용, 진정작용, 탈취작용, 스트레스 해소작용 등을 하는 것으로 알려져 있다. 이러한 피톤치드는 화학합성 물질이 아닌 천연물질이고, 인간의 신체에 무리 없이 흡수되며, 인간에게 해로운 균들을 선택적으로 살균한다.
또한, 피톤치드는 항균작용, 소취작용, 진정작용 및 스트레스 해소 작용 등 수많은 기능을 하는 것으로 알려져 있다. 또한, 피톤치드는 뛰어난 살균, 항균, 세정작용으로 피부를 깨끗하게 하고 보습작용도 하며, 체내의 면역기능을 강화한다.
본 발명에서 편백나무 추출액은 하기의 제조방법을 거쳐 제조될 수 있다.
즉, 본 발명에서 상기 편백나무 추출액은 편백나무를 준비한 후, 볼 밀링(ball milling) 장치와 같은 분쇄기를 이용하여 편백나무 분말을 제조할 수 있는데, 상기 편백나무 분말은 500 내지 5000㎛의 입경을 가지고, 50 내지 3000m2/g의 비표면적을 가지도록 분쇄될 수 있다.
상기 편백나무 분말이 500㎛의 입경 또는 50m2/g의 비표면적 미만으로 분쇄되는 경우에는 분쇄 시간이 지연되고 분진이나 미세 분말에 의해 작업성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있고, 5000㎛의 입경 또는 3000m2/g의 비표면적을 초과하여 분쇄되는 경우에는 상기 편백나무 분말 내부에 함유되어 있는 유효성분들이 용이하게 추출되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 분쇄된 편백나무 분말을 건조하여 수분을 제거할 수 있다.
상기 분쇄된 편백나무 분말의 건조는 햇빛 건조시 상기 편백나무 분말의 식물세포 또는 엽록소가 파괴되고 편백나무의 유용성분이 감소되는 것을 방지하기 위하여 일정한 온도 및 습도가 유지되는 건조기에서 수행될 수 있는데, 예를 들어, 상기 분쇄된 편백나무 분말의 건조는 온도 20 내지 25℃ 및 습도 35 내지 45%로 유지되는 건조기에서 5 내지 10시간 동안 건조함으로써 상기 분쇄된 편백나무 분말의 수분 함량은 처음 분쇄된 편백나무 분말의 전체 중량에 대하여 30 내지 40 중량%가 되도록 할 수 있다.
즉, 상기 분쇄된 편백나무 분말의 건조는 상기와 같은 공정 조건의 건조기에서 건조하여 상기 편백나무 분말에 포함되어 있는 수분이 점진적으로 고르게 증발되도록 함으로써, 편백나무의 유용성분을 보다 용이하게 발휘시킬 수 있고, 편백나무 분말의 세포조직의 파괴로 공기의 침투를 용이하게 하여 편백나무 분말의 유용성분이 진하게 추출될 수 있도록 할 수 있다.
그 다음으로, 상기 건조된 편백나무 분말을 증숙하여 수증기로 찔 수 있다.
상기 건조된 편백나무 분말의 증숙은 일정한 압력하에서 일정한 온도의 수증기로 가열함으로써 수행될 수 있는데, 예를 들어, 상기 건조된 편백나무 분말을을 150 내지 160℃의 온도 및 1 내지 2kgf/cm2의 압력에서 1 내지 3시간 동안 수증기로 가열함으로써 진행될 수 있다.
본 발명에서 상기 건조된 편백나무 분말의 증숙이 상기한 공정 조건의 하한 미만으로 수행되는 경우에는 편백나무 분말이 충분히 증숙되지 못하여 추후 공정에서 짧은 시간 내에 충분한 추출물을 제조하기 어려운 문제가 발생할 수 있고, 상기한 공정 조건의 상한을 초과하여 수행되는 경우에는 편백나무 분말의 유효성분이 휘발되거나 더 이상의 증숙의 효과 증가가 미미할 수 있다.
이어서, 상기 증숙된 편백나무 분말에 초음파를 가한 후 상기 편백나무 분말 고형분을 제거하여 1차 편백나무 추출액을 제조할 수 있다.
상기 1차 편백나무 추출액을 제조하기 위하여 상기 증숙된 편백나무 분말을 용매와 혼합하여 혼합액을 제조한 후, 초음파 추출기에 투입하여 상기 혼합액에 초음파를 가함으로써 1차 편백나무 추출액을 제조할 수 있는데, 상기 용매로는 물 또는 탄소수 1 내지 4(C1 내지 C4)의 알코올 중에서 선택된 어느 하나 이상의 용매가 사용될 수 있다.
또한, 상기 1차 편백나무 추출액을 제조하기 위하여 상기 혼합액에 가해지는 초음파는 30 내지 80KHz의 진동주파수에서 100 내지 200분 동안 100 내지 200와트(watt)의 출력을 이용하여 추출할 수 있다.
다음으로, 상기 1차 편백나무 추출액을 분리한 후 원심분리할 수 있다.
상기 1차 편백나무 추출액에는 용매 및 편백나무의 유용성분이 침출되어 있는데, 상기 편백나무의 유효성분들이 침출되어 있는 1차 편백나무 추출액을 원심분리함으로써, 편백나무 분말의 미세 불순물들이 위치하는 하층액과, 상기 하층액 상부에 위치하는 중층액 및 상층액으로 위치적으로 구분하여 분리할 수 있다.
그 다음으로, 상기 원심분리된 정제수의 중층액 및 상층액을 분리한 후, 상기 중층액 및 상층액을 가열하여 편백나무 추출액을 제조할 수 있다.
상기 단계에서는 상기 원심분리된 1차 편백나무 추출액의 중층액 및 상층액을 분리한 후, 110 내지 120℃의 온도로 가열하여 용매를 제거함으로써 편백나무의 유효성분들이 침출되어 형성된 겔 상태의 편백나무 추출액을 제조할 수 있다.
2. 마스터 배치 칩 제조 단계(S200)
상기 마스터 배치 칩 제조 단계(S200)는 칩 상태로 제조된 폴리프로필렌(PP:PolyProphlene), 폴리에틸렌(PE: PolyEthylene) 및 EVA(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer) 수지를 모두 압출기에 투입하고, 상기 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 EVA 수지가 투입된 압출기에 열을 가하여 용용 시킨 후, 상기 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 EVA 수지를 교반하여 칩을 제조하고, 상기 칩을 냉각하여 절단함으로써 마스터 배치 칩을 제조하는 단계이다.
본 발명에서 상기 폴리에틸렌(PE)은 플라스틱 제품 중 초경량에 속하면서 우수한 쿠션력과 내수성 및 내저온 충격성을 가지고, 상기 폴리프로필렌(PP)은 상기 폴리에틸렌(PE)과 매우 유사한 성질을 가지면서도 투명성 및 항장력 등이 우수한 특성을 가지며, 상기 EVA 수지는 에틸렌과 비닐아세테이트의 공중합체 수지로서 투명성, 유연성, 저온 취성 등이 매우 우수한 특성을 가짐과 동시에 매우 친환경적인 수지이다.
상기 마스터 배치 칩 제조 단계(S200)에서 상기 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 EVA 수지는 각각 폴리프로필렌 20 내지 40 중량부, 폴리에틸렌 40 내지 60 중량부 및 EVA 수지 10 내지 20 중량부의 중량비율로 혼합될 수 있고, 상기 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 EVA 수지가 투입된 압출기는 EVA 수지가 용융될 수 있도록 220 내지 250℃의 온도로 열이 가해질 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 칩을 냉각하여 절단함으로써 마스터 배치 칩을 제조하는데, 상기 냉각은 냉각기에서 진행되고, 50 내지 60℃의 온도에서 수행될 수 있다.
3. 혼합 칩 제조 단계(S300)
상기 혼합 칩 제조 단계(S300)는 상기 마스터 배치 칩과 항충 물질을 혼합하여 혼합 칩을 제조하는 단계이다.
상기 혼합 칩 제조 단계(S300)는 상기 마스터 배치 칩 및 항충 물질을 압출기에 투입하고, 상기 마스터 배치 칩 및 항충 물질이 투입된 압출기에 열을 가하여 용용 시킨 후, 상기 용융된 마스터 배치 칩 및 항충 물질을 혼합한 후 교반하고 냉각하여 절단함으로써 혼합 칩을 제조할 수 있다.
상기 혼합 칩 제조 단계(S300)에서 상기 마스터 배치 칩 및 항충 물질은 각각 마스터 배치 칩 100 내지 300 중량부 및 항충 물질 5 내지 15 중량부의 중량 비율로 혼합되고, 220 내지 240℃의 온도로 가열되어 용융될 수 있다.
또한, 상기 혼합 칩 제조 단계(S300)에서 상기 혼합 칩은 상기 용융된 마스터 배치 칩 및 항충 물질을 혼합하고 교반한 후 냉각하고 절단함으로써 제조될 수 있는데, 상기 냉각은 40 내지 50℃ 온도를 유지하는 냉각기에서 수행될 수 있다.
한편, 상기 혼합 칩 제조 단계(S300)에서는 상기 마스터 배치 칩 및 항충 물질을 혼합하여 혼합 칩을 제조하는 것 이외에, 원적외선과 음이온이 다량 방사되고 오염 물질에 대한 항균, 탈취 효과가 있는 기능성 물질을 더 혼합하여 혼합 칩을 제조할 수 있는데, 상기 기능성 물질은 상기 항충 물질 100 중량부에 대해 100 내지 200 중량부의 중량 비율로 사용될 수 있다.
또한, 상기 혼합 칩 제조 단계(S300)에서는 상기 마스터 배치 칩 및 항충 물질을 혼합하여 혼합 칩을 제조하는 것 이외에, 해충 기피, 항균, 탈취 등의 효과가 있는 편백나무 추출액을 더 혼합하여 혼합 칩을 제조할 수 있는데, 상기 편백나무 추출액은 상기 항충 물질 100 중량부에 대해 5 내지 15 중량부의 중량 비율로 사용될 수 있다.
4. 항충 비닐 제조 단계(S400)
상기 항충 비닐 제조 단계(S400)는 상기 혼합 칩을 이용하여 항충 비닐을 제조하는 단계이다.
상기 항충 비닐 제조 단계(S400)에서는 상기 항충 물질이 포함되어 제조된 혼합 칩을 마스터 칩으로 하여 통상적인 비닐 제조공정에 투입함으로써 비닐을 제조할 수 있는데, 상기와 같이 비닐을 제조하는 공정은 공지의 기술인바 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 항충 비닐의 제조방법에 대한 실시예를 들어 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
< 실시예 1 >
먼저, 바이펜트린(Bifenthrin)으로 이루어진 항충 물질 및 마스터 배치 칩을 준비하고, 항충 물질 10 중량부 및 마스터 배치 칩 200 중량부의 중량 비율로 혼합한 후 230℃의 온도로 가열하고 45℃ 온도에서 냉각하여 혼합 칩을 제조하였다.
이어서, 상기 혼합 칩을 이용하여 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 비닐을 제조하였다.
< 실시예 2 >
실시예 1과 동일한 방법으로 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 비닐을 제조하였는데, 실시예 2에서는 항충 물질 100 중량부에 대하여 기능성 물질 150 중량부 및 편백나무 추출액 10 중량부의 중량 비율로 더 포함되도록 하여 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 비닐을 제조하였다.
< 비교예 >
항충 물질을 사용하지 않은 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 비닐을 준비하였고, 이를 비교예로 사용하였다.
상기와 같이 제조된 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 이용하여 실험을 수행하였고, 그 결과를 하기의 표에 나타내었다.
1. 탈취 실험
실시예 2에 따라 제조된 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)과 비교예에 따른 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)의 탈취 실험을 수행하였고, 그 결과를 하기의 [표 1]에 나타내었다.
시험항목 경과시간(분) 비교예 농도(ppm) 실시예 2 농도(ppm)
탈취시험 30 550 285
90 538 255
150 519 228
300 508 203
상기 [표 1]을 참조하면, 암모니아의 시험가스 및 FTIR을 이용한 가스농도측정에 의해 얻어진 탈취시험 결과이며, 실시예 2에 따라 제조된 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)은 시간이 지날수록 탈취율이 향상됨을 알 수 있다.
2. 항균 시험
상기 실시예 2에 따라 제조된 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 이용하여 사용균주 Escherichia coil ATCC 25922 및 Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442을 이용하여 항균 시험을 수행하였으며, 그 결과를 하기의 [표 2]에 나타내었다.
시험항목 시료 구분 초기농도 48시간 후 농도(CFU/40p)
대장균에 의한 시험 비교예 470 955
실시예 2 470 225
녹동균에 의한 시험 비교예 380 670
실시예 2 380 185
상기 [표 2]를 참조하면, 비교예에 따른 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)은 시간이 경과함에 따라 세균이 증가하고 있으나, 실시예 2에 따른 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)은 세균이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
여기서, 농도의 단위 중 CFU는 Colony Forming Unit를 의미하며 40p는 0.04mL를 의미한다.
3. 항충 효과
실시예 1에 따라 제조된 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 종이에 부착한 후, 개미가 이동하는 통로에 부착하여 항충 효과를 육안으로 관찰하였다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 항충 비닐이 부착된 종이를 개미가 이동하는 이동 통로에 부착한 후, 개미의 이동을 육안으로 관찰한 사진이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 실시예 1에 따른 항충 비닐이 부착된 종이를 개미가 이동하는 이동 통로에 부착한 경우, 개미가 상기 항충 비닐이 부착된 종이를 통하여 이동하지 않고 주변만 맴도는 것을 확인할 수 있었다.
이를 통해 실시예 1에 따른 항충 비닐은 해충이 기피하는 항충 효과가 우수함을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 항충 물질을 준비하는 항충 물질 준비 단계(S100);
    칩 상태로 제조된 폴리프로필렌(PP:PolyProphlene), 폴리에틸렌(PE: PolyEthylene) 및 EVA(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer) 수지를 모두 압출기에 투입하고, 상기 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 EVA 수지가 투입된 압출기에 열을 가하여 용용 시킨 후, 상기 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 EVA 수지를 교반하여 칩을 제조하고, 상기 칩을 냉각하여 절단함으로써 마스터 배치 칩을 제조하는 마스터 배치 칩 제조 단계(S200);
    상기 마스터 배치 칩과 항충 물질을 혼합하여 혼합 칩을 제조하는 혼합 칩 제조 단계(S300); 및
    상기 혼합 칩을 이용하여 항충 비닐을 제조하는 항충 비닐 제조 단계(S400)를 포함하고,
    상기 항충 물질로는 알레트린(Allethrin), 바이펜트린(Bifenthrin), 사이할로트린(Cyhalothrin), 사이페르메트린(Cypermethrin), 사이플루트린(Cyfluthrin), 델타메트린(Deltamethrin), 에토펜프록스(Etofenprox), 펜발레레이트(Fenvalerate), 페르메트린(Permethrin), 페노트린(Phenothrin), 프랄레트린(Prallethrin), 레스메트린(Resmethrin), 테트라메트린(Tetramethrin), 트랄로메트린(Tralomethrin) 및 트랜스플루트린(Transfluthrin)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상이 사용되며,
    상기 항충 물질 준비 단계(S100)에서 상기 항충 물질 이외에 기능성 물질을 더 포함하되,
    상기 기능성 물질은 상기 항충 물질 100 중량부에 대해 100 내지 200 중량부의 중량 비율로 사용되고, 상기 기능성 물질은 이산화규소 나노입자 5 내지 10 중량부, 견운모 1 내지 3 중량부, 광촉매 0.5 내지 1.5 중량부, 활성탄 0.1 내지 1 중량부 및 황토 0.1 내지 0.5 중량부의 중량 비율로 포함되고, 상기 광촉매는 이산화티탄(TiO2) 2 내지 4 중량부 및 나노은 분말 0.5 내지 1.5 중량부의 중량비율로 혼합되어 제조되는 것을 특징으로 하는 항충 비닐의 제조방법.
  4. 제 3항의 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 항충 비닐.
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