KR101953872B1 - 생분해성 카드 조성물 및 어닐링 기술을 활용한 고기능성 카드 제조방법 - Google Patents

생분해성 카드 조성물 및 어닐링 기술을 활용한 고기능성 카드 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리락티드산 100중량부 기준으로, 보강제 20 내지 60중량부, 결정화제 1 내지 20중량부, 이산화티타늄 5 내지 30중량부, 분산제 0.1 내지 5중량부, 안정화제 0.1 내지 5중량부, 산화방지제 0.1 내지 3중량부, 및 자외선 안정화제 0.1 내지 5중량부를 포함하는 생분해성 카드 조성물 및 이를 이용한 고기능성 카드 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 생분해성 카드 조성물은 향상된 내열 특성과 저온 충격성, 차폐성, 우수한 휨 특성은 물론 결정화 증진에 의한 표면 광택성 및 카드로써의 강도와 강성, 탄성력과 내구성을 갖는다.

Description

생분해성 카드 조성물 및 어닐링 기술을 활용한 고기능성 카드 제조방법{Biodegradable Card Composition and Manufacturing Methods of Cards By Annealing Methods Using Thereof}
본 발명은 생분해성 카드 조성물 및 이를 이용한 고기능성 카드의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내열 특성과 저온 충격성, 차폐성, 우수한 휨 특성뿐만 아니라 결정화 증진에 의한 표면 광택성 및 카드로써의 강도와 강성 및 탄성력과 내구성을 갖는 생분해성 카드 조성물 및 어닐링 기술을 활용한 고기능성 카드 제조방법에 관한 것이다.
현재 유통되는 대부분의 범용카드(교통카드, 멤버십카드, IC카드, 각종 신분증, 출입카드, 포인트카드)는 석유화학에 의해 제조되는 염화비닐 소재(PVC, Poly Vinyl Chloride)로 제작되고 있으며, 프탈산계(Phthalate, DEHP, DINP, DBP) 가소제나 아디핀산계(Adipates, DHEA) 가소제를 사용하여 유연성과 탄력성을 증가시켜 제품화하고 있는 실정이다.
이러한 석유화학 제품을 이용한 범용카드는 700 내지 800㎛의 두께의 염화비닐제가 사용되고 있다.
특히, 상기 PVC로 제조되는 카드는 통상적으로 약 500㎛의 백색 코어(베이스시트)기재의 양면에 소정의 인쇄를 한 후에 코어 기재에 약 100㎛의 투명한 염화비닐 시트를 열 프레스방식으로 카드기재를 형성하고, 그 양면 혹은 단면에 자기테이프를 소정의 위치에 붙인 투명한 염화비닐 수지를 복수로 가열 및 가압프레스 하여 제조하는 것이 일반적이다.
전술한 방법으로 제조된 카드는 성형이 쉽고 내구성이 좋지만, 쉽게 산화되거나 분해되지 않아 사용한 후 폐기되는 카드가 소각 처리되는 과정에서 고온의 연소열로 인해 소각로의 내구성이 저하되는 문제를 발생시킬 뿐만 아니라, 연소시 발생하는 환경호르몬과 연소가스 등의 공해로 인해 2차 환경오염을 야기하고 있다.
이에, 상기 카드를 매립하는 방법이 고려될 수 있지만, 장시간 동안 분해되지 않는 석유화학제품의 특성상 매립시 반영구적으로 쓰레기로 남아있어 환경오염을 일으키는 문제점이 있다.
더욱이, 현재 사용되고 있는 일반 플라스틱 카드는 금융 결제용으로 연간 2억 9백만장 발행되고 있고, 기타 멤버십카드, 포인트 카드, 출입증카드 등을 합산할 경우 5억장 이상이 발급되고 있어, 사용 수명이 다하거나 손상되어 폐기되는 카드로 인하여 엄청난 폐기물이 발생하고 있다.
특히, 상기 금융 결제용 카드의 경우, 보안을 이유로 개인적으로 절단하여 폐기하기 때문에 분리수거나 재활용이 되지 않아 더욱 더 환경오염을 일으키는 원인이 되고 있다.
이에, 전술한 문제점을 극복하기 위하여 환경적 고민을 해결해 줄 수 있는 신소재이면서, 환경호르몬이 없어 고객이 안심하고 사용할 수 있으며 자연 상태에서 분해가 가능한 생분해성 신소재로 제조 가능한 카드를 개발하는 것이 필요하다.
최근 들어 제안되고 있는 생분해성 카드로서, 대한민국특허 제557725호 및 대한민국특허 제891742호는 단독의 수지로 구성되어 있거나, 또는 차폐성을 부여하기 위하여 잉크를 사용하거나 기타의 광택제를 사용하여 친환경 카드기재를 구성하고 있다.
특히, 대표적인 생분해성 플라스틱 소재인 폴리락티드산(PLA : Poly Lactic Aicd)은 통상 옥수수에서 녹말을 분리하여 포도당을 발효한 젖산을 응축하여 고분자로 생산이 되며, 미생물(박테리아, 곰팡이 및 조류등)에 의해 물(H2O)과 이산화탄소(CO2)로 완전히 생분해되는 소재로써 미국 FDA 및 한국 식약청, 캐나다, 일본, 독일 등 유럽 관련 기관에서 인체 및 환경에 무해한 생분해성 원료로 승인을 받은 소재이다.
하지만, 상기 생분해성 소재인 폴리락티드산은 단독으로 얇은 시트형태의 기재가 제조하여질 경우 재료 본래의 물성이 제한되어 강도, 특히 저온 충격강도, 고온 안정성, 휨(Bending) 특성이 불충분함으로써 사용범위가 제한될 수밖에 없다.
특히, 폴리락티드산 단독으로 제조된 생분해성 수지시트를 사용하여 카드를 제조할 경우 시트를 여러 겹으로 겹쳐서 접합하는 과정에서 접착력이 낮아 시트와 시트가 서로 분리되고, 각각의 시트를 접합하는 과정에서 발생하는 열분해 현상으로 인해 카드의 내충격 강도가 저하되어 쉽게 파손되는 문제점이 발생될 뿐만 아니라, RFID 태그 및 IC칩(IC chip)을 시트에 접착 시 생분해성 수지와의 접착성이 낮아 접착불량이 발생하게 되며, 차폐력이 낮아 카드의 내부가 보이는 등의 문제점이 발생되어 실용화하지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 전술한 문제점을 극복하기 위해 창출된 것으로서, 향상된 내열 특성과 저온 충격성, 차폐성, 우수한 휨 특성은 물론 결정화 증진에 의한 표면 광택성 및 카드로써의 강도와 강성, 탄성력과 내구성을 갖는 생분해성 카드를 제공하고자 한다.
본 발명은
폴리락티드산 100중량부 기준으로,
보강제 20 내지 60중량부;
결정화제 1 내지 20중량부;
이산화티타늄 5 내지 30중량부;
분산제 0.1 내지 5중량부;
안정화제 0.1 내지 5중량부;
산화방지제 0.1 내지 3중량부 및
자외선 안정화제 0.1 내지 5중량부를 포함하는 생분해성 카드 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은
폴리락티드산 100중량부 기준으로, 보강제 20 내지 60중량부, 결정화제 1 내지 20중량부, 이산화티타늄 5 내지 30중량부, 분산제 0.1 내지 5중량부, 안정화제 0.1 내지 5중량부, 산화방지제 0.1 내지 3중량부, 및 자외선 안정화제 0.1 내지 5중량부를 포함하는 생분해성 카드 조성물을 이축 압출기를 이용하여 펠렛 상태로 제조하는 펠렛 제조단계;
상기 펠렛 제조단계가 종료된 후 펠렛을 평판 시트 압출기를 이용하여 시트로 제조하여 일정크기로 재단하고 이 시트를 3 내지 5장 겹쳐 접합하는 접합단계;
상기 접합단계가 종료된 후 85 내지 95℃의 온도범위에서 4 내지 6bar의 압력으로 25 내지 40분 동안 가압하여 어닐링하는 제1어닐링 단계; 및
상기 제1어닐링 단계가 종료된 후 상기 접합된 시트를 18 내지 22℃의 온도범위에서 60 내지 70bar의 압력으로 20 내지 25분 동안 가압 냉각하는 제2어닐링 단계를 포함하는 생분해성 카드 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 생분해성 카드 조성물은 향상된 내열 특성과 저온 충격성, 차폐성, 우수한 휨 특성은 물론 결정화 증진에 의한 표면 광택성 및 카드로써의 강도와 강성, 탄성력과 내구성을 갖는다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
한 가지 관점에서, 본 발명은 폴리락티드산 100중량부 기준으로, 보강제 20 내지 60중량부; 결정화제 1 내지 20중량부; 이산화티타늄 5 내지 30중량부; 분산제 0.1 내지 5중량부; 안정화제 0.1 내지 5중량부; 산화방지제 0.1 내지 3중량부 및 자외선 안정화제 0.1 내지 5중량부를 포함하는 생분해성 카드 조성물을 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 폴리락티드산 100중량부 기준으로, 보강제 20 내지 60중량부, 결정화제 1 내지 20중량부, 이산화티타늄 5 내지 30중량부, 분산제 0.1 내지 5중량부, 안정화제 0.1 내지 5중량부, 산화방지제 0.1 내지 3중량부, 및 자외선 안정화제 0.1 내지 5중량부를 포함하는 생분해성 카드 조성물을 이축 압출기를 이용하여 펠렛 상태로 제조하는 펠렛 제조단계; 상기 펠렛 제조단계가 종료된 후 펠렛을 평판 시트 압출기를 이용하여 시트로 제조하여 일정크기로 재단하고 이 시트를 3 내지 5장 겹쳐 접합하는 접합단계; 상기 접합단계가 종료된 후 85 내지 95℃의 온도범위에서 4 내지 6bar의 압력으로 25 내지 40분 동안 가압하여 어닐링하는 제1어닐링 단계; 및 상기 제1어닐링 단계가 종료된 후 상기 접합된 시트를 18 내지 22℃의 온도범위에서 60 내지 70bar의 압력으로 20 내지 25분 동안 가압 냉각하는 제2어닐링 단계를 포함하는 생분해성 카드 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 폴리락티드산(Polylactic acid; PLA)은 생분해성 카드 조성물의 주 성분으로서, 카드로 제조되어 사용된 후 폐기되면 자연환경에서 물과 이산화탄소로 분해되는 친환경적인 성분으로 단독 사용할 경우 물리적 및 기계적 성질이 우수하나 부적당한 신축성에서 기인하는 취약한 충격강도 및 휨 특성이 부족하다.
바람직한 폴리락티드산은 중량평균분자량은 1만 내지 40만 정도인 것이 좋다.
본 발명에 따른 생분해성 카드 조성물을 구성하는 폴리락티드산 외 나머지 성분들의 함량은 폴리락티드산 100중량부 기준으로 한다.
본 발명에 따른 보강재는 양호한 신축성과 충격강도를 제공하여 상기 폴리락티드산의 물리적 단점을 보강하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 보강재라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 생분해성 보강제, 예를 들면 폴리부틸렌 아디페이트, 폴리부틸렌 숙시네이트, 폴리부틸렌 숙시네이트 아디페이트, 폴리부틸렌 아디페이트/테레프탈레이트(PBA/T) 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것을 추천한다.
바람직한 보강재, 특정적으로 생분해성 보강재의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 추천하기로는 폴리락티드산 100중량부 기준으로 20 내지 60중량부인 것이 좋다.
여기서, 상기 보강재의 사용량은 20중량부 미만이면 유연성이 저하되어 충격강도를 보완할 수 없는 문제점이 있고, 60중량부를 초과하는 경우 유연성이 높아 오히려 물성을 저하시키는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 결정화제는 상기 생분해성 카드 조성물을 구성하는 각 구성성분의 결정 크기를 미세화하여 기계적 물성을 향상시키는 동시에, 각 구성성분의 결정화 속도를 조절하여 기계적 물성을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 결정화제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 피로인산염, 폴리인산염, 다인산염, 트리폴리인산염, 인산염 등의 인산계 염; 피페라지노메틸-비스-포스폰산염, 네오디뮴 디실 포스폰산염, 2-트리클로로-1-히드록시에틸포스폰산염, 포스폰산염 등의 포스폰산계 염 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
바람직한 결정화제의 사용량은 특별히 한정되지 않지만, 폴리락티드산 100중량부 기준으로1 내지 20중량부인 것을 추천한다.
여기서, 상기 결정화제의 사용량이 1중량부 미만이면 상기 폴리락티드산의 결정화
온도의 상승이나 결정화 속도 및 결정화도의 증가를 기대하기 어렵고, 20중량부 이상 사용하면 결정화 속도의 증가 효과가 미비하며, 가격 상승을 초래하여 경제성이 좋지 않은 문제점이 있다.
본 발명에 따른 이산화티타늄은 생분해성 카드 조성물을 이용하여 제조하는 카드, 특정적으로 생분해성 카드의 내부가 보이지 않도록 하는 동시에 내스크레치성 향상과 광택성을 향상시키고 인쇄시 잘 보이게 한다.
바람직한 이산화티타늄의 사용량은 폴리락티드산 100중량부 기준으로 5 내지 30중량부를 사용하는 것이 좋지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
특히, 상기 이산화티타늄의 사용량은 5중량부 미만이면 차폐효과가 감소하여 제조되는 생분해성 카드가 불투명도가 낮고, 그 사용량이 30중량부를 초과하면 분산이 용이하지 않는 문제점과 물성의 저하 우려가 있다.
본 발명에 따른 분산제는 생분해성 카드 조성물을 구성하는 각각의 구성성분이 조성물 내에서 용이하게 분산할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 분산제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 몬탄왁스, 에틸렌왁스, 지방산 에스테르, 에틸렌글리콜, 마그네슘, 칼슘스테아린, 카르복실화 폴리에틸렌, 프탈산, 스테아르산 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 폴리락티드산 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부인 것이 좋다.
여기서, 상기 분산제의 사용량이 0.1중량부 미만이면, 카드 조성물, 특정적으로 결정화된 폴리락티드산, 이산화티타늄 등의 조성물이 고르게 분산될 수 없고, 5중량부를 초과하면 분산효과의 증가 없이 물성을 저하시킬 수 있는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 안정화제는 생분해성 카드 조성물을 광, 열 등의 물리적인 충격으로부터 보호하여 안정성을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 안정화제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 트리메틸 포스페이트, 포스페릭산, 트리페닐 포스페이트 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
바람직한 안정화제의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변경 가능하지만, 추천하기로는 폴리락티드산 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 산화방지제는 생분해성 카드 조성물의 산화를 방지하기 위한 것이다.
바람직한 산화방지제로는 이가녹스(Irganox)계열, 울트라녹스(Ultranox)계열, TEP 계열, 아민계, 비스페놀계, 모노페놀계 및/또는 유황계 산화방지제가 사용될 수 있고, 그 사용량은 폴리락티드산 100중량부 기준으로 0.1 내지 3중량부인 것이 좋지만, 추천하기로는 시바(Ciba)사의 이가녹스(Irganox) 1010, 이가녹스 1035, 이가녹스 1076 또는 울트라녹스를 사용하는 것이 좋다.
특정적으로, 본 발명에 따른 산화방지제는 고온에서 가공이 이루어질 경우 저분자형 고분자 페놀계 산화방지제, 예를 들면 2.2-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀)[2 . 2 - M e t h y l e n e b i s ( 4 - m e t h y l - 6 - t - b u t y l p h e n o l )], 2.6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2.6-di -t-Butyl-4-methylphenol) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 자외선 안정제는 생분해성 카드 조성물을 자외선으로부터 보호하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 자외선 안정제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 HALS(입체장애 아민, Hindered Amine Light Stabilizers)계열 자외선 안정제, 예를 들면 2-아미노 2-메틸 1-프로판올(2-amino 2-methyl 1-propanol), 입체장애 시클릭 아민 등을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 폴리락티드산 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부인 것이 좋다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 생분해성 카드 조성물은 생분해성 카드 조성물의 내표면 손상을 감소시키기 위하여 폴리락티드산 100중량부 기준으로 0.1 내지 10중량부의 슬립제(slipping agent)를 더 포함할 수 있다.
바람직한 슬립제로는 스테아린산 칼슘, 스테아린산 아연, 폴리에틸렌 왁스(PE WAX) 일반 왁스(WAX) 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 생분해성 카드 조성물은 폴리락티드산 100중량부 기준으로 1 내지 20중량부의 충진제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 충진제로는 탈크(Talc), 탄산칼슘, 라임스톤(Limestone), 카본블랙 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 그 평균 입경은 0.01 내지 10㎛인 것을 추천한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 생분해성 카드 조성물은 생분해성 카드 조성물의 구성성분의 계면 접착성을 향상시켜 복합재료의 물리적 특성을 향상시키기 위하여 폴리락티드산 100중량부 기준으로 0.2 내지 10중량부의 커플링제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 커플링제로는 퍼플루오로알킬시실란, 테트라알콕시실란 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 생분해성 카드 조성물은 폴리락티드산 100중량부 기준으로 0.2 내지 10중량부의 유화제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 유화제로는 글리세린 지방산 에스테르, 프로필렌 글리콜지방산 에스테르 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것을 추천하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 생분해성 카드 조성물은 폴리락티드산 100중량부 기준으로 0.2 내지 10중량부의 유연제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 유연제로는 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리아크릴 나트륨, 알킨산나트륨 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 생분해성 카드 조성물은 별도의 제조공정 예를 들면 어닐링(annealing) 기술을 포함하는 카드 제조공정을 통해 고기능성 카드로 제조된다.
여기서, 상기 어닐링은 카드용 시트(Sheet), 예를 들면 본 발명에 따른 생분해성 카드 조성물을 통해 만든 카드용 시트를 여러 겹 접합하여 일정한 온도와 압력을 유지하면서 적절한 시간동안 고온 가압하고, 이후에 일정한 온도와 압력을 유지하면서 적절한 시간동안 냉각시키는 가압 냉각하는 과정을 지칭한다.
특히, 상기 어닐링은 용융수지가 압출시 흐름방향에 따른 분자배향에 의해서 생기는 응력과 냉각시 각 부분의 온도차로 생기는 불균형 스트레스(stress), 균열이나 깨짐, 휨 발생 등을 방지하기 위해 인위적으로 균일한 열을 가해 잔류응력을 풀어주게 된다.
그러므로 본 발명에 따른 어닐링을 이용하여 제조되는 제품(카드)은 제품의 밀도, 인장강도, 굴곡강도, 유리전이 온도 증가, 충격강도, 신율 증가, 결정구조, 결정화도의 변화, 치수 안정성 향상 등 제품의 물리적/화학적/형태학적 변화(Morphological change)가 발생한다.
한편, 본 발명에 따른 생분해성 카드 조성물을 이용한 카드 제조방법은 당업계의 통상적인 카드 제조방법, 특정적으로 어닐링을 이용한 제조방법이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 본 발명을 보다 용이하게 이해하기 위해 그 일 양태로서, 이를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 카드 제조방법, 특정적으로 어닐링을 이용한 고기능성 카드 제조방법은 폴리락티드산 100중량부 기준으로, 보강제 20 내지 60중량부, 결정화제 1 내지 20중량부, 이산화티타늄 5 내지 30중량부, 분산제 0.1 내지 5중량부, 안정화제 0.1 내지 5중량부, 산화방지제 0.1 내지 3중량부, 및 자외선 안정화제 0.1 내지 5중량부를 포함하는 생분해성 카드 조성물을 이축 압출기를 이용하여 펠렛 상태로 제조하는 펠렛 제조단계;
상기 펠렛 제조단계가 종료된 후 펠렛을 평판 시트 압출기를 이용하여 시트로 제조하여 일정크기로 재단하고 이 시트를 3 내지 5장 겹쳐 접합하는 접합단계;
상기 접합단계가 종료된 후 85 내지 95℃의 온도범위에서 4 내지 6bar의 압력으로 25 내지 40분 동안 가압하여 어닐링하는 제1어닐링 단계; 및
상기 제1어닐링 단계가 종료된 후 상기 접합된 시트를 18 내지 22℃의 온도범위에서 60 내지 70bar의 압력으로 20 내지 25분 동안 가압 냉각하는 제2어닐링 단계를 포함한다.
여기서, 상기 펠렛 제조단계의 이축 압출기 및/또는 접합단계의 평판 시트 압출기는 당업계에서 통상적으로 사용하는 이축 압출기 또는 시트 압출기라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
필요에 따라, 본 발명에 따른 제2어닐링 단계가 종료된 후 어닐링이 끝난 시트를 카드 모양으로 성형, 바람직하게는 펀칭 또는 절단하여 성형하는 성형단계를 더 포함할 수 있다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
폴리락트산(PLA, 미국 네이처웍스사제 Grade 2003D) 100kg, 폴리부틸렌 아디페이트 / 테레프탈레이트(PBA/T, 한국 에스엔폴사제 Grade PBG7070) 40kg, 트리폴리인산염 15kg, 이산화티타늄 14kg, 몬탄왁스 0.3kg, 트리메틸 포스페이트 0.5kg, 산화방지제[시바(Ciba)사의 이가녹스(Irganox) 1010] 0.15kg, 및 2-아미노 2-메틸 1-프로판올 0.5kg을 혼합하여 생분해성 카드 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 슬립제로 스테아린산 칼슘 0.5kg을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 평균 입경이 5㎛인 탈크 10kg을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 퍼플루오로알킬시실란 4kg을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 글리세린 지방산 에스테르 1kg을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리메틸메타아크릴레이트 1kg을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 7]
실시에 1에 따른 생분해성 카드 조성물을 이축 압출기로 펠렛화하여 0.19mm 두께의 시트로 압출 후에 가로 540mm 로 300m 사이즈로 재단하여 쇠평판과 쇠평판사이에 4겹을 접합하여 넣었다.
그 다음, 접합된 시트를 90℃의 온도에서 5bar의 압력으로 30분 동안 가압하여 1차로 어닐링하였다.
그 다음, 상기 1차로 어닐링한 접합된 시트를 20℃의 온도범위에서 65bar의 압력으로 22분 동안 가압 냉각하여 2차로 어닐링하였다.
그 다음, 2차로 어닐링된 시트를 가로 86mm, 세로 54mm로 펀칭하여 생분해성 카드를 제조하였다.
[실시예 8]
실시예 7과 동일한 방법으로 실시하되 실시예 1에 따른 생분해성 카드 조성물 대신 실시예 2에 따른 생분해성 카드 조성물을 사용하여 실시하였다.
[실시예 9]
실시예 7과 동일한 방법으로 실시하되 실시예 1에 따른 생분해성 카드 조성물 대신 실시예 3에 따른 생분해성 카드 조성물을 사용하여 실시하였다.
[실시예 10]
실시예 7과 동일한 방법으로 실시하되 실시예 1에 따른 생분해성 카드 조성물 대신 실시예 4에 따른 생분해성 카드 조성물을 사용하여 실시하였다.
[실시예 11]
실시예 7과 동일한 방법으로 실시하되 실시예 1에 따른 생분해성 카드 조성물 대신 실시예 5에 따른 생분해성 카드 조성물을 사용하여 실시하였다.
[실시예 12]
실시예 7과 동일한 방법으로 실시하되 실시예 1에 따른 생분해성 카드 조성물 대신 실시예 6에 따른 생분해성 카드 조성물을 사용하여 실시하였다.
[비교예 1]
실시예 1에 따른 생분해성 카드 조성물을 펠렛화하여 0.19mm두께의 시트로 압출한 후에 가로 540mm, 세로 300mm 사이즈로 재단하여 쇠평판과 쇠평판사이에 넣은 후 100℃의 온도에서 10bar의 압력으로 23분 동안 가압하여 1차로 어닐링하였다.
그 다음, 상기 1차로 어닐링한 뒤 여러 겹으로 접합된 시트를 20℃의 온도범위에서 65bar의 압력으로 25분 동안 가압 냉각하여 2차로 어닐링하였다.
그 다음, 2차로 어닐링된 시트를 가로 86mm, 세로 54mm로 펀칭하여 생분해성 카드를 제조하였다.
[비교예 2]
실시예 1에 따른 생분해성 카드 조성물을 펠렛화하여 0.19mm두께의 시트로 압출한 후에 가로 540mm, 세로 300mm 사이즈로 재단하여 쇠평판과 쇠평판사이에 넣은 후 100℃의 온도에서 5bar의 압력으로 30분 동안 가압하여 1차 어닐링하였다.
그 다음, 1차 어닐링된 시트를 20℃의 온도범위에서 65bar의 압력으로 23분 동안 가압냉각하여 2차로 어닐링하였다.
그 다음, 어닐링된 시트를 가로 86mm, 세로 54mm로 펀칭하여 생분해성 카드를 제조하였다.
[비교예 3]
실시예 1에 따른 생분해성 카드 조성물을 펠렛화하여 0.19mm 두께의 시트로 압출한 후에 가로 540mm, 세로 300mm 사이즈로 재단하여 쇠평판과 쇠평판사이에 넣은 후 80℃의 온도에서 5bar의 압력으로 30분 동안 가압하여 1차로 어닐링하였다.
그 다음, 1차 어닐링된 시트를 20℃의 온도범위에서 65bar의 압력으로 20분 동안 가압냉각하는 2차로 어닐링하였다.
그 다음, 어닐링된 시트를 가로 86mm, 세로 54mm로 펀칭하여 생분해성 카드를 제조하였다.
[실험 1]
실시예 및 비교예에 따라 제조된 생분해성 카드의 다이나믹 벤딩 스트레스(Dynamic bending stress) 시험을 하여 그 결과를 다음 표 1로 나타냈다.
여기서, 상기 다이나믹 벤딩 스트레스 시험은 ISO 10373-1 5.8에 따라, 단방향, 장방향, 각 한쪽면으로만 다수회 실시하였다.
250회 500회 750회 1000회 1200회
실시예 7 이상무 이상무 이상무 이상무 이상무
실시예 8 이상무 이상무 이상무 이상무 이상무
실시예 9 이상무 이상무 이상무 이상무 이상무
실시예 10 이상무 이상무 이상무 이상무 이상무
실시예 11 이상무 이상무 이상무 이상무 이상무
실시예 12 이상무 이상무 이상무 이상무 이상무
비교예 1 이상무 이상무 균열 - -
비교예 2 이상무 이상무 균열 - -
비교예 3 이상무 이상무 균열 - -
표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 생분해성 카드 조성물은 다이나믹 벤딩 스트레스 실험에서 1200회 이상 실시하여도 균열 등의 이상이 없었으나, 어닐링 조건이 다른 비교예의 경우 약 750회 이상에서 균열이 발생하는 것을 알 수 있었다.
[실험 2]
실시예 및 비교예에 따라 제조된 생분해성 카드의 저온 충격 시험, 하중변형온도, 내온내습성, 및 온도와 습도에 대한 카드 외형의 안전성과 변형에 대한 시험을 하여 그 결과를 다음 표 2로 나타냈다.
상기, 저온 충격 시험은 카드를 -20℃에서 16시간 노출후 카드를 고무판 위에 놓고 500g 강구로 30㎝ 높이에서 낙하후 외관(균열, 깨짐) 및 휨도를 측정하는 시험으로 ISO 78108.11에 따라 실시하였다.
상기, 하중변형온도는 0.455MPa 하중에서 일정한 변형이 발생시의 온도를 측정하였으며, 내온내습성은 카드를 -35℃에서 1시간, 50℃에서(상대습도 95%) 1시간 노출후 카드의 휨도를 측정(ISO 10373-1의 5.9)하였다.
저온 충격 시험 하중
변형온도
(℃)		 내온
내습성
(㎜)		 온도와 습도에 대한 외형의 안전성과 변형(㎜)
외관 휨도(㎜)
실시예 7 균열,깨짐없음 0.95 73.3 0.99 0.91
실시예 8 균열,깨짐없음 0.96 72.3 0.98 0.91
실시예 9 균열,깨짐없음 0.92 79.0 0.91 0.90
실시예 10 균열,깨짐없음 0.91 67.1 0.92 0.90
실시예 11 균열,깨짐없음 0.91 68.0 0.98 0.92
실시예 12 균열,깨짐없음 0.92 72.3 0.96 0.91
비교예 1 균열,깨짐없음 0.93 62.0 0.99 1.05
비교예 2 균열있음 1.12 61.5 1.18 1.16
비교예 3 깨짐있음 1.35 57.5 1.23 1.27
표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 생분해성 카드 조성물은 저온에서 균열 등의 이상이 없었고 하중변형 온도도 높고, 내온 내습성과 온도와 습도에 대한 외형의 안전성과 변형의 정도도 낮아 최적의 어닐링과 결정화가 구현된 것으로 보인다.
어닐링 조건이 다른 비교예의 경우 저온에서 균열 또는 깨짐 현상이 나타나는 것을 알 수 있고, 하중변형 온도도 낮아 내열성이 부족하고, 내온내습성과 온도와 습도에 대한 외형의 안전성과 변형의 정도가 실시예에 비해 심하여 카드의 강도, 내구성, 내열성이 낮은 것을 알 수 있으며, 이는 어닐링이 부족하여 내부 응력이 충분히 풀어지지 않았고 최적의 물성 구현이 되지 않았으며, 결정화 정도도 부족한 것으로 볼 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 폴리락티드산 100중량부 기준으로, 보강제 20 내지 60중량부, 결정화제 1 내지 20중량부, 이산화티타늄 5 내지 30중량부, 분산제 0.1 내지 5중량부, 안정화제 0.1 내지 5중량부, 산화방지제 0.1 내지 3중량부, 및 자외선 안정화제 0.1 내지 5중량부를 포함하는 생분해성 카드 조성물을 이축 압출기를 이용하여 펠렛 상태로 제조하는 펠렛 제조단계;
    상기 펠렛 제조단계가 종료된 후 펠렛을 평판 시트 압출기를 이용하여 시트로 제조하여 일정크기로 재단하고 이 시트를 3 내지 5장 겹쳐 접합하는 접합단계;
    상기 접합단계가 종료된 후 85 내지 95℃의 온도범위에서 4 내지 6bar의 압력으로 25 내지 40분 동안 가압하여 어닐링하는 제1어닐링 단계; 및
    상기 제1어닐링 단계가 종료된 후 상기 접합된 시트를 18 내지 22℃의 온도범위에서 60 내지 70bar의 압력으로 20 내지 25분 동안 가압 냉각하는 제2어닐링 단계를 포함하는 생분해성 카드 제조방법.









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