KR101989854B1 - 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체 및 그 제조방법 - Google Patents

소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체는 친수성인 셀룰로오스를 염화지방산을 이용한 기상 그라프팅 반응을 이용하여 소수화시키므로 소수성 고분자 수지와의 상용성이 향상되어 비강도 및 비탄성률이 뛰어난 물성을 가지며 초경량인 고분자 복합소재로서 제조되어 제품에 적용될 수 있는 장점이 있으며; 상기 셀룰로오스의 친환경성 및 셀룰로오스의 소수화에 사용되는 염화지방산의 친환경성으로 인하여 환경오염의 우려가 전혀 없는 친환경 고분자 복합소재로써 활용될 수 있는 장점이 있다. 본 발명의 소수성 셀룰로오스는 밀도가 낮으며 원지로 조치 및 건조되고 다겹의 시트(sheet) 형태로 제조된 후 가스 그라프팅 반응을 수행하여 소수화되며 상기 소수화된 시트 상태의 셀룰로오스를 분쇄하여 플러프(fluff) 섬유 상태로 제조하고 이를 소수성 고분자 수지와 배합하여 고분자복합체를 제조하므로 소수성 고분자 수지에 대한 상용성이 향상되어 복합체의 인장강도가 향상될 뿐 아니라 상기 적절한 소수화로 인하여 셀룰로오스의 수산기가 완전히 제거되지 않고 잔존하게 되므로 추가적인 상용화제의 사용으로 인하여 인장강도가 월등히 향상되는 효과가 있다. 따라서 본 발명의 기상 그라프팅을 통해 소수화된 셀룰로오스는 수산기가 완전히 제거되어 상용화제의 효과가 없는 종래의 소수성 셀룰로오스에 대비하여 상용화제와 함께 사용되어 고분자 복합체의 인장강도를 월등히 향상시키는 효과가 있다. 또한 본 발명의 고분자 복합체에 사용되는 충진재인 소수성 셀룰로오스는 가스 그라프팅 방법을 이용하여 제조되므로 셀룰로오스 섬유의 소수화에 소요되는 처리비용이 저렴하고 종이 롤용 소수화 처리설비를 이용한 소수성 셀룰로오스 섬유의 대량제조가 가능하여 경제적인 장점이 있다.

Description

소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체 및 그 제조방법{Eco Friendly Polymer Composite based on Hydrophobic Celluloses Fiber and Method Thereof}
본 발명은 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체 및 그 제조방법에 관한 것이다. 상세하게는 친수성인 셀룰로오스 섬유가 소수성 고분자와 균일하게 혼합되면서도 상용화제와 반응할 수 있도록 염화지방산의 가스 그라프팅으로 셀룰로오스의 소수화 정도를 조절하여 구성한 소수성 셀룰로오스-플라스틱 복합소재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
셀룰로오스-플라스틱 복합소재는 1908년에 개발된 페놀수지에 셀룰로오스 섬유를 첨가하면서 시작되었다. 기존의 플라스틱 복합재는 자연에서 쉽게 분해되지 않고, 재활용이 어려운 첨가제가 포함되어 있어 사회적 인식 변화 및 환경 규제의 강화로 점차 그 활용이 제한을 받고 있는 추세이다. 이러한 제한 요소를 극복하기 위하여 1989년에 독일의 Deutshches Zentrum fur Luft und Raumfart Institute of Structural Mechanics에서는 아마(flux), 대마(hemp), 모시(ramie) 등의 천연 셀룰로오스를 고분자 수지의 충진재로 도입한 바 있으며 이후 셀룰로오스 섬유를 활용한 친환경 바이오 복합재료에 대한 연구개발의 중요성이 최근 더욱 강조되고 있다. 셀룰로오스 섬유를 복합재의 충진재로 사용하면 플라스틱 고분자의 기존 생산 공정을 변형하지 않아도 여러 환경 규제에 유연하게 대체 할 수 있는 소재를 개발할 수 있다는 장점이 있기 때문에, 선진국을 비롯한 남미, 동남아, 중국 등에서도 다양한 연구가 진행되고 있다. 셀룰로오스 섬유는 기존의 보강재로 널리 사용했던 유리섬유 혹은 탈크와 같은 무기안료 충진재에 대비하여 비강도 및 비탄성률 측면에서 유사한 물성을 얻을 수 있고, 천연섬유의 밀도(1.2 내지 1.5 g/㎤)가 유리섬유(2.5 g/㎤)와 탈크(2.7 내지 2.8 g/㎤)의 경우 보다 낮기 때문에 상대적으로 경량 소재 개발에 유용한 장점이 있다. 플라스틱 복합재의 친환경성 확보와 경량화 측면에서 장점이 있는 천연 셀룰로오스를 적용하여 높은 기계적 물성을 지닌 복합재료를 만들기 위해서는 셀룰로오스와 플라스틱 고분자 사이의 강한 계면 결합이 매우 중요하다. 그러나 천연 셀룰로오스는 친수성이 강하기 때문에 소수성 고분자 수지와 상용성이 낮아 플라스틱 복합 소재로서 제조하기에 한계가 있다. 따라서 셀룰로오스-플라스틱 복합소재의 물성을 향상시키기 위해서는 셀룰로오스의 적절한 개질을 통한 소수성 플라스틱 고분자와의 상용성을 개선하는 방법의 개발이 절실히 필요한 실정이다.
본 명세서에서 언급된 특허문헌 및 참고문헌은 각각의 문헌이 참조에 의해 개별적이고 명확하게 특정된 것과 동일한 정도로 본 명세서에 참조로 삽입된다.
한국등록특허 10-0862043 미국등록특허 US 6,342,268. 미국등록특허 US 8,637,119. 유럽등록특허 EP 2,231,401. 미국공개특허 US 2013-0199409. 미국공개특허 US 2014-0113080. 미국공개특허 US 2013-0236647. 한국등록특허 10-1713416.
본 발명자들은 친환경 고분자 복합소재를 개발하기 위하여 노력한 결과, 가스 그라프팅으로 염화지방산 분자를 천연 셀룰로오스의 표면에 결합시켜 소수성 셀룰로오스를 제조하면 천연 셀룰로오스와 고분자 수지 간의 상용성이 향상되어 소수성 셀룰로오스 기반 친환경 고분자 복합체를 제조할 수 있으며; 상기 소수성 셀룰로오스의 제조에 있어서, 셀룰로오스 원지를 다겹으로 제조하고 상기 가스그라프팅 반응을 수행하여 시트(sheet)의 상태로 소수화시킨 후 상기 소수화된 셀룰로오스를 분쇄하여 플러프 섬유의 형태로 고분자 수지 및 상용화제와 배합하면 상기 소수성 셀룰로오스에 의해 고분자 수지와의 상용성이 향상되는 동시에 상기 소수성 셀룰로오스에 수산기가 잔존하여 상용화제를 첨가하는 경우 월등한 인장강도 효과가 있다는 것을 실험적으로 확인하여 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 기상 그라프팅 방법을 이용하여 소수화된 셀룰로오스 및 소수성 고분자 수지를 포함하는 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 다음의 단계를 포함하는 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체의 제조방법을 제공하는 데 있다:
a) 평량이 15 내지 100 g/㎡이며 벌크(bulk)가 2 이상인 판상형태의 셀룰로오스 섬유 시트(sheet)를 2 내지 5 겹으로 합지하여 다겹 셀룰로오스 섬유시트를 제조하는 단계;
b) 상기 다겹 셀룰로오스 섬유시트에 대하여 200 내지 700㎎/㎡의 염화지방산의 처리량으로 기상 그라프팅을 수행하여 소수화 하는 단계;
c) 상기 소수화된 다겹 셀룰로오스 섬유시트를 분쇄하여 소수성 셀룰로오스 플러프 섬유로 제조하는 단계; 및
d) 상기 소수성 셀룰로오스 플러프 섬유 20 내지 40 중량%와 플라스틱 수지 60 내지 80 중량%를 배합하고 컴파운딩(compounding)하여 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체를 제조하는 단계.
본 발명의 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 발명의 상세한 설명, 청구의 범위 및 도면에 의해 보다 구체적으로 제시된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 기상 그라프팅 방법을 이용하여 소수화된 셀룰로오스 및 소수성 고분자 수지를 포함하는 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 소수화된 셀룰로오스는 평량이 15 내지 100 g/㎡이며 벌크(bulk)가 2 이상인 판상형태의 셀룰로오스 섬유 시트(sheet)를 기상 그라프팅 방법으로 소수화한 것을 특징으로 하며 상기 셀룰로오스 섬유 시트(sheet)는 2 내지 5겹의 다겹인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 기상 그라프팅 방법은 염화지방산의 처리량을 200 내지 700㎎/㎡으로 조정하며 상기 기상 그라프팅 방법으로 소수화된 셀룰로오스 시트(sheet)는 분쇄하여 플러프(fluff) 섬유 형태로 사용된다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체는 소수화된 셀룰로오스 20 내지 40 중량% 및 플라스틱 수지 60 내지 80 중량%을 배합하고 컴파운딩(compounding)하여 제조하며 추가로 상용화제(compatibilizing agent)를 첨가하여 고분자 복합체의 인장강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체의 제조방법을 제공한다:
a) 평량이 15 내지 100 g/㎡이며 벌크(bulk)가 2 이상인 판상형태의 셀룰로오스 섬유 시트(sheet)를 2 내지 5 겹으로 합지하여 다겹 셀룰로오스 섬유시트를 제조하는 단계;
b) 상기 다겹 셀룰로오스 섬유시트에 대하여 200 내지 700㎎/㎡의 염화지방산의 처리량으로 기상 그라프팅을 수행하여 소수화하는 단계;
c) 상기 소수화 된 다겹 셀룰로오스 섬유시트를 분쇄하여 소수성 셀룰로오스 플러프 섬유로 제조하는 단계; 및
d) 상기 소수성 셀룰로오스 플러프 섬유 20 내지 40 중량%와 플라스틱 수지 60 내지 80 중량%를 배합하고 컴파운딩(compounding)하여 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체를 제조하는 단계.
본 발명은 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체는 친수성인 셀룰로오스를 염화지방산을 이용한 기상 그라프팅 반응을 이용하여 소수화시키므로 소수성 고분자 수지와의 상용성이 향상되어 비강도 및 비탄성률이 뛰어난 물성을 가지며 초경량인 고분자 복합소재로서 제조되어 제품에 적용될 수 있는 장점이 있으며; 상기 셀룰로오스의 친환경성 및 셀룰로오스의 소수화에 사용되는 염화지방산의 친환경성으로 인하여 환경오염의 우려가 전혀 없는 친환경 고분자 복합소재로써 활용될 수 있는 장점이 있다. 본 발명의 소수성 셀룰로오스는 밀도가 낮으며 원지로 초지 및 건조되고 다겹의 시트(sheet) 형태로 제조된 후 가스 그라프팅 반응을 수행하여 소수화되며 상기 소수화된 시트 상태의 셀룰로오스를 분쇄하여 플러프(fluff) 섬유 상태로 제조하고 이를 소수성 고분자 수지와 배합하여 고분자복합체를 제조하므로 소수성 고분자 수지에 대한 상용성이 향상되어 복합체의 인장강도가 향상될 뿐 아니라 상기 적절한 소수화로 인하여 셀룰로오스의 수산기가 완전히 제거되지 않고 잔존하게 되므로 추가적인 상용화제의 사용으로 인하여 인장강도가 월등히 향상되는 효과가 있다. 따라서 본 발명의 기상 그라프팅을 통해 소수화된 셀룰로오스는 수산기가 완전히 제거되어 상용화제의 효과가 없는 종래의 소수성 셀룰로오스에 대비하여 상용화제와 함께 사용되어 고분자 복합체의 인장강도를 월등히 향상시키는 효과가 있다. 또한 본 발명의 고분자 복합체에 사용되는 충진재인 소수성 셀룰로오스는 가스 그라프팅 방법을 이용하여 제조되므로 셀룰로오스 섬유의 소수화에 소요되는 처리비용이 저렴하고 종이 롤용 소수화 처리설비를 이용한 소수성 셀룰로오스 섬유의 대량제조가 가능하여 경제적인 장점이 있다.
도 1의 패널 A는 기상 그라프팅 반응의 모식도를 보여주며 패널 B는 말레인산계 상용화제의 반응 모식도를 보여주며 패널 C는 실란계 상용화제의 반응모식도를 보여준다.
도 2은 본 발명의 종이형태 셀룰로오스 섬유 sheet의 벌크 및 투기도를 증대시키기 위한 미세 주름 가공을 실시한 결과를 보여준다.
도 3은 본 발명의 염화지방산 가스 그라프팅 설비를 보여준다. 상기 염화지방산 가스그라프팅 설비는 선행문헌(KR 2016-0141920)의 도면 4에 기재된 종래의 염화지방산 가스그라프팅 설비와 동일한 설비이다. 부호 S는 기재(substrate)를 나타내고; 부호 1은 상기 기재(S)를 연속적으로 공급하기 위한 언와인더(unwinder)부를 나타내고; 부호 2는 기재의 수산기가 노출된 표면(Fh)을 가열하여 건조하기 위한 건조부를 나타내고; 부호 3은 가스 그라프팅 시약(gas grafting reagent)을 기재의 수산기가 노출된 표면에 전달하여 도포하는 도포 롤러를 나타내고; 부호 4는 건조 롤러를 나타내고; 부호 5a 및 5b는 터치롤(touch roll)을 나타내고; 부호 6은 상기 건조 롤러와 상기 기재 사이에 위치하며 상기 건조 롤러의 외주면을 감싸고 회전하는 벨트를 나타내고; 부호 7은 환풍기를 나타내고; 부호 8은 에어나이프 노즐을 나타내고; 부호 9은 리와인더(rewinder)부를 나타내고; 도면 부호 Fh는 가스 그라프팅 처리가 이루어질 수 있는 기재의 수산기(hydroxyl group)가 노출된 일 표면을 나타낸다.
플라스틱(소수성 고분자 수지)과의 복합체를 이룰 소재라면 물을 배제하고 기름과 친한 성질, 즉 소수성을 지닐수록 원활한 혼합 및 균일한 분포가 가능하고 사출이 신속 쉬워진다. 이에 반하여 친수성 소재를 플라스틱과 배합한 복합체의 강도를 개선하기 위해 사용되는 상용화제(compatibilizing agent)는 수산기와 반응하기 때문에 소재 표면에 친수성 수산기가 존재해야 하며 이것은 전술한 표면의 소수성과 반대되는 요구사항이다. 본 발명에서는 상기와 같이 서로 대치되는 요구사항을 충족시키기 위하여 셀룰로오스 섬유들이 섬유 간 결합을 이루도록 벌키한 저평량, 저밀도 시트(sheet)의 초지, 건조, 크레이프 가공(creping)을 실시하였으며 상기 시트를 다겹으로 합지 한 후 염화지방산을 사용한 기상 그라프트 처리를 하였다. 종래의 소수화 처리방식과 달리 섬유간 결합부위의 친수성이 보존되고 크레이프 가공으로 인한 잔주름이 있는 상태에도 소수화 처리가 가능했던 이유는 염화지방산이 기화되어 기체상으로 섬유표면 수산기를 치환하는 기상 그라프트 방법 때문이다. 상기와 같이 준비된 소수성 셀룰로오스 섬유 시트를 플러핑(fluffing)하여 플러프 섬유의 상태로 제조하고 이를 소수성 고분자 수지와 배합하여 플라스틱 복합체를 구성하면 친환경 바이오 소재로서 셀룰로오스 섬유 플라스틱 복합체(소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체)를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 기상 그라프팅 방법을 이용하여 소수화된 셀룰로오스 및 소수성 고분자 수지를 포함하는 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체를 제공한다.
셀룰로오스를 소수화 방법에는 알칼리 처리방법, 실란제 처리방법, 아세틸화 반응방법, 에스테르화 반응방법이 사용될 수 있다. 종래의 알칼리 처리방법, 실란제 처리방법, 아세틸화 반응방법, 에스테르화 반응방법을 이용한 화학적 개질에 의한 소수화 처리는 기본적으로 셀룰로오스 섬유를 유기용제에 분산시키고 고가의 처리약품을 사용하여야 한다는 경제성 문제가 있다. 이에 반하여 본 발명의 기상 그라프팅 방법은 수산기를 포함한 친수성 표면에 기체상의 염화지방산을 반응시켜 지방산 에스테르를 형성함으로써 흡수 및 흡습을 방지하는 기술로서, 기존의 액상반응에 대비하여 매우 빠르며 효율적으로 친수성 물질을 소수화시킬 수 있다는 장점이 있다(도 1 의 패널 A 참조). 종래의 셀룰로오스를 소수성으로 개질하는 방법으로 종이생산에 있어서, 로진-알럼(rosin-alum), AKD(alkylketene dimers), ASA(alkenylsuccinic anhydrides) 등과 같은 사이즈제를 슬러리 형태의 제지원료에 투입하여 건조 과정 중 섬유 표면을 소수화시키는 방법이 있는데, 상기 방법은 pH, 온도, 보류도 등 종이제조 환경에 따라 처리 효율이 상이하며 기본적으로 소수화 정도가 약하여, 상기 소수화 반응을 위한 충분한 체류시간이 요구될 뿐만 아니라 일부 사이즈제의 경우 장시간 경화 과정을 거쳐야 소수화 효과가 발현되는 단점이 있다. 또한 셀룰로오스 유도체의 제조 과정 중 산, 산무수화합물과 반응시켜 에스테르를 형성하므로 셀룰로오스를 소수화하는 방법이 있는데, 상기 에스테르 화합물은 제조에 다량의 약품이 소모된다는 단점이 있으며 주로 액상으로 반응되기 때문에 반응 효율이 낮고, 수 분에서 수 시간의 긴 반응시간이 소요되는 문제점이 있다. 이에 반하여 본 발명의 기상 그라프팅 방법은 수산기를 포함한 친수성 표면에 기체상의 염화지방산을 반응시켜 지방산 에스테르를 형성함으로써 처리 효율이 일정하고 소수화 정도가 뛰어나며 롤 형태의 원지를 신속하게 반응시킬 수 있으므로 체류시간 또한 짧은 장점이 있을 뿐 아니라 경화의 과정이 필요 없고 기체상으로 반응하기 때문에 짧은 반응시간으로도 원하는 소수화 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다. 친수성인 셀룰로오스 섬유를 충진재로 사용하여 고분자 복합체를 제조하는 경우, 섬유의 친수성에 의해 분포가 불균일하게 되고 뭉침이 발생하여 셀룰로오스 섬유 및 고분자 복합체 구조에 결함이 형성되므로 제조된 고분자 복합체의 강도는 저하된다. 그러나 본 발명의 기상 그라프팅 방법을 이용하여 소수화된 셀룰로오스는 개질로 인하여 소수성 고분자 수지와 혼합이 원활해지기 때문에 상기 고분자복합체 내 셀룰로오스 섬유의 분포가 균일해지는 장점이 있다. 본 발명의 셀룰로오스는 재활용 제지원료로 사용 후 폐기된 종이가 사용될 수 있다. 상기 종이는 재활용 펄프, 밍크카툰, 폐신문지, 골판지, 사무실 폐지, 폐잡지, 또는 서적용지 폐지일 수 있으며 바람직하게는 재활용 펄프이다. 본 발명의 소수성 고분자 수지는 컴파운딩(compounding)을 통해 플라스틱으로 제조가 가능하며 소수성 성질을 가지는 있는 고분자 수지라면 제한 없이 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 소수성 고분자 수지는 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸메타아크릴레이트, 폴리펜타디엔, 폴리스티렌, 폴리아미드-6, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리-4-메틸-1-펜텐으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 중합체이며 보다 바람직하게는 폴리프로필렌이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 소수화된 셀룰로오스는 평량이 15 내지 100 g/㎡이 되도록 초지하고 벌크(bulk)가 2 이상이 되도록 크레이핑 처리를 수행한 판상형태의 셀룰로오스 섬유 시트(sheet)를 기상 그라프팅 방법으로 소수화한 것이다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 셀룰로오스 섬유 시트(sheet)는 2 내지 5겹의 다겹이다. 본 발명의 셀룰로오스는 낮은 밀도로 초지하고 건조되며 크레이핑 처리를 수행하여 표면적을 향상시켰음으로 기상 그라프팅의 효율이 향상된 장점이 있다. 또한 본 발명의 셀룰로오스는 다겹으로 합지된 상태로 기상 그라프팅을 수행하므로 원지 사이의 공간에 기상 그라프팅 반응물이 위치하게 되어 기상 그라프팅의 효율이 향상되는 장점이 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 평량이 15 g/㎡미만이면 종이가 너무 얇아 합지해야 하는 원지의 수가 증가되는 단점이 있고 평량이 100 g/㎡을 초과하면 원지의 두께가 증가하여 롤 형태의 보관이 어렵거나 기상 그라프팅 장치에 적용시 소수화된 셀룰로오스의 대량생산효율이 저하되는 단점이 있다. 또한 상기 벌크가 2 미만이면 원지의 밀도가 높아 기상 기라프팅 반응물의 침투가 어려워 소수화 반응 효율이 저하될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 소수화된 셀룰로오스는 평량이 15 내지 100 g/㎡이 되도록 초지하고 벌크(bulk)가 2 이상이 되도록 크레이핑 처리를 수행한 판상형태의 셀룰로오스 섬유 시트(sheet)를 기상 그라프팅 방법으로 소수화한다. 바람직하게는 상기 소수화된 셀룰로오스는 평량이 30 내지 50 g/㎡이 되도록 초지하고 벌크(bulk)가 2.4 이상이 되도록 크레이핑 처리를 수행한 판상형태의 셀룰로오스 섬유 시트(sheet)를 기상 그라프팅 방법으로 소수화한다. 보다 바람직하게는 상기 소수화된 셀룰로오스는 평량이 40 g/㎡이 되도록 초지하고 벌크(bulk)가 2.66 이상이 되도록 크레이핑 처리를 수행한 판상형태의 셀룰로오스 섬유 시트(sheet)를 기상 그라프팅 방법으로 소수화한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 셀룰로오스 섬유 시트(sheet)는 2 내지 5겹의 다겹이다. 바람직하게는 상기 셀룰로오스 섬유 시트(sheet)는 3겹의 다겹이다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 기상 그라프팅 방법은 염화지방산의 처리량을 200 내지 700 ㎎/㎡으로 조정한다. 셀룰로오스의 소수화가 과도하게 이루어지면 소수성 고분자 수지와 상용성이 향상되어 분산성이 향상되는 장점이 있으나 인장강도의 향상을 위한 상용화제의 효과가 미미한 단점이 있다. 상기 염화지방산의 처리량이 200 ㎎/㎡ 미만이면 셀룰로오스의 소수화 정도가 너무 낮아 고분자와의 상용성이 저하되므로 제조된 고분자 복합체가 낮은 인장강도를 가지게 되는 단점이 있으며 상기 염화지방산의 처리량을 200 ㎎/㎡을 초과하면 셀룰로오스 수산기가 알칼리로 모두 치환되므로 상용화제의 효과가 미미하게 된다. 상기 염화지방산의 처리량은 250 내지 500 ㎎/㎡으로 조정하는 것이 바람직하며 보다 바람직하게는 상기 염화지방산의 처리량을 300 ㎎/㎡으로 조정하는 것이 좋다. 본 발명의 일 구현예에 따르면 본 발명의 소수화 된 셀룰로오스는 기상 그라프팅 방법을 통하여 소수화된 셀룰로오스 시트(sheet)를 분쇄하여 플러프(fluff) 섬유화한 후 소수성 고분자 수지와 배합하여 복합체를 컴파운딩한다. 본 발명의 셀룰로오스는 시트(sheet)의 상태로 기상 그라프팅 반응을 통해 소수화된 후 플러프 섬유 상태로 분쇄되어 고분자 복합체의 충진재로서 사용된다. 셀룰로오스를 섬유화하여 충진재로 사용하는 것은 일반적으로 사용되는 방법이나 본 발명에서는 셀룰로오스를 시트상태에서 기상 그라프팅을 이용하여 소수화한 후 섬유화함으로써 셀룰로오스의 소수화 정도를 적절히 조정한 기술적 특징이 있다. 본 발명자의 선행 연구에 따르면, 플러프 섬유 상태로 셀룰로오스 먼저 제조하고 이에 대하여 기상 그라프팅 반응을 수행한 후 고분자 복합체의 충진재로서 사용하면 셀룰로오스의 기상 그라프팅 반응정도가 과도하여 셀룰로오스의 모든 수산기가 알킬기로 치환되므로 상용화제의 사용 효과가 미미한 것으로 확인되었으며 상기 기상 그라프팅 반응에서 염화지방산의 처리량을 조절하더라도 기상 그라프팅으로 인한 소수화의 감도가 너무 높아 소수성 고분자와의 적정 상용성 및 상용화제의 적정 효과 정도를 모두 만족하는 수준의 소수화가 불가능한 것으로 확인되었다. 따라서 본 발명에서는 시트 상태로 제조된 셀룰로오스에 대하여 기상 그라프팅을 수행함으로써 기상 그라프팅 반응에 의한 셀룰로오스의 소수화 감도를 저하시켜 상기 제시한 염화지방산의 처리량으로 소수성 고분자와의 상용성을 만족시키면서도 상용화제의 효과가 뛰어난 소수화 정도를 가진 셀룰로오스를 제조하였다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체는 소수화된 셀룰로오스 20 내지 40 중량% 및 플라스틱 수지 60 내지 80 중량%을 배합하고 컴파운딩(compounding)하여 제조한다. 상기 소수화된 셀룰로오스가 20 중량% 미만이면 소재의 친환경성 및 경량성이 미미하며 40 중량%를 초과하면 소재의 인장강도가 급격히 저하되는 단점이 있다. 바람직하게는 본 발명의 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체는 소수화된 셀룰로오스 30 중량% 및 플라스틱 수지 70 중량%를 배합하고 컴파운딩(compounding)하여 제조한다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체는 추가적으로 상용화제(compatibilizing agent)를 포함할 수 있다. 상기 상용화제는 셀룰로오스 섬유와 고분자를 혼합하여 복합체를 제조하는 경우 우수한 기계적 물성을 얻기 위해 셀룰로오스와 고분자 사이의 강한 계면 결합을 유도할 목적으로 사용된다. 상기 상용화제는 소수성 및 친수성과 같은 이종 물성 간의 계면결합을 증대시켜 기계적 강도를 개선하는 효과가 있다. 상기 상용화제는 인장강도, 굴곡강도 그리고 충격강도 등 복합재 강도를 향상시키는 효과가 있으나 복합체의 비중에는 전혀 영향이 없다. 상용화제와 같은 기능성 첨가제의 경우 보조적으로 기능성을 부여하여 복합재의 부족한 물성을 개선할 수 있지만 반대로 감소하는 물성이 있기 때문에 첨가제 적용에 따른 물성변화를 파악하는 것은 매우 중요하다. 본 발명의 상용화제는 말레인산계 상용화제인 무수 말레인산으로 개질된 폴리프로필렌(MAH modified polypropylene) 또는 실란계 상용화제인 g-aminopropyl triethoxysilane을 사용할 수 있다. 상기 상용화제는 수산기와 결합 가능한 관능기에 알킬 체인이 붙은 구조로 친수성의 셀룰로오스와 소수성의 플라스틱 고분자 같은 이종 간의 강한 계면 결합을 유도한다(도 1의 패널 B 및 C 참조). 염화지방산의 기상 그라프팅으로 셀룰로오스 섬유 표면의 수산기가 대부분 알킬기로 치환되고 치환된 알킬기가 잔존하는 수산기와 무수말레인산이나 실란의 반응을 입체장애 등으로 막는다면 첨가된 상용화제의 효과를 볼 수 없게 된다. 따라서 상기 염화지방산의 처리량을 조정하고 셀룰로오스 시트 상에서 기상 그라프팅 반응을 수행하여 반응 감도를 낮추어 셀룰로오스의 소수화 정도를 적절히 조정하는 과정은 고분자 복합체에서 상기 상용화제의 효과를 결정하는 중요한 요소라 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체는 소수화된 셀룰로오스 20 내지 40 중량% 및 플라스틱 수지 60 내지 80 중량%을 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여 상용화제(compatibilizing agent) 1 내지 5 중량부를 첨가하여 제조한다. 바람직하게는 소수화된 셀룰로오스 20 내지 40 중량% 및 플라스틱 수지 60 내지 80 중량%을 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여 상용화제(compatibilizing agent) 2 내지 4 중량부를 첨가하여 제조하며 보다 바람직하게는 소수화된 셀룰로오스 20 내지 40 중량% 및 플라스틱 수지 60 내지 80 중량%을 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여 상용화제(compatibilizing agent) 3 중량부를 첨가하여 제조한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체의 제조방법을 제공한다:
a) 평량이 15 내지 100 g/㎡이며 벌크(bulk)가 2 이상인 판상형태의 셀룰로오스 섬유 시트(sheet)를 2 내지 5 겹으로 합지하여 다겹 셀룰로오스 섬유시트를 제조하는 단계;
b) 상기 다겹 셀룰로오스 섬유시트에 대하여 200 내지 700㎎/㎡의 염화지방산의 처리량으로 기상 그라프팅을 수행하여 소수화하는 단계;
c) 상기 소수화 된 다겹 셀룰로오스 섬유시트를 분쇄하여 소수성 셀룰로오스 플러프 섬유로 제조하는 단계; 및
d) 상기 소수성 셀룰로오스 플러프 섬유 20 내지 40 중량%와 플라스틱 수지 60 내지 80 중량%를 배합하고 컴파운딩(compounding)하여 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체를 제조하는 단계.
상기 단계 a)는 바람직하게는 평량이 30 내지 50 g/㎡이며 벌크(bulk)가 2.3 이상인 판상형태의 셀룰로오스 섬유 시트(sheet)를 3 겹으로 합지하여 다겹 셀룰로오스 섬유시트를 제조하는 단계이며 보다 바람직하게는 평량이 40 g/㎡이며 벌크(bulk)가 2.66 이상인 판상형태의 셀룰로오스 섬유 시트(sheet)를 3 겹으로 합지하여 다겹 셀룰로오스 섬유시트를 제조하는 단계일 수 있다.
상기 단계 b)는 바람직하게는 상기 다겹 셀룰로오스 섬유시트에 대하여 250 내지 500㎎/㎡의 염화지방산의 처리량으로 기상 그라프팅을 수행하여 소수화하는 단계이며 보다 바람직하게는 상기 다겹 셀룰로오스 섬유시트에 대하여 300㎎/㎡의 염화지방산의 처리량으로 기상 그라프팅을 수행하여 소수화하는 단계이다.
상기 단계 d)는 바람직하게는 상기 소수성 셀룰로오스 플러프 섬유 25 내지 35 중량%와 플라스틱 수지 65 내지 75 중량%를 배합하고 컴파운딩(compounding)하여 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체를 제조하는 단계이며 보다 바람직하게는 상기 소수성 셀룰로오스 플러프 섬유 30 중량%와 플라스틱 수지 70 중량%를 배합하고 컴파운딩(compounding)하여 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체를 제조하는 단계이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 d)에 추가적으로 상기 소수성 셀룰로오스 플러프 섬유 20 내지 40 중량%와 플라스틱 수지 60 내지 80 중량%가 배합된 혼합물 100중량부에 대하여 1 내지 5 중량부의 상용화제를 추가하여 배합하고 컴파운딩(compounding)하여 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체를 제조한다. 바람직하게는 상기 단계 d)에 추가적으로 상기 소수성 셀룰로오스 플러프 섬유 20 내지 40 중량%와 플라스틱 수지 60 내지 80 중량%가 배합된 혼합물 100중량부에 대하여 2 내지 4 중량부의 상용화제를 추가하여 배합하고 컴파운딩(compounding)하여 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체를 제조하며 보다 바람직하게는 상기 단계 d)에 추가적으로 상기 소수성 셀룰로오스 플러프 섬유 20 내지 40 중량%와 플라스틱 수지 60 내지 80 중량%가 배합된 혼합물 100중량부에 대하여 3 중량부의 상용화제를 추가하여 배합하고 컴파운딩(compounding)하여 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체를 제조한다.
상기 제조방법에 제시된 수치들에 대한 기술적 의의는 상기 일 양태에서 이미 설명하였으므로 본 명세서의 중복을 피하기 위하여 설명하지 않는다.
실시예
실시예 : 소수성 셀룰로오스-플라스틱 복합소재의 제조
1) 소수성 셀룰로오스의 제조
셀룰로오스 섬유는 친수성의 특성이 있어 소수성인 플라스틱 소재(소수성 고분자 수지)와 혼합이 어렵다. 본 발명에서는 친수성 셀룰로오스 섬유를 염화지방산으로 기상 그라프트 처리하여 소수화하므로 플라스틱 소재와의 혼합능력을 향상시켰다. 본 발명의 셀룰로오스 섬유는 걸리(gurley) 투기 저항성이 1.5초/100cc 이하이며, 다수의 공극이 존재하는 저 밀도 종이(재생펄프 100%)을 사용하였으며 귄취롤의 형태로 준비하였다. 본 발명의 친수성을 가지는 섬유는 수산기를 포함하는 천연 펄프 섬유 또는 정선공정을 거쳐 이물질을 제거한 재활용 펄프 섬유라면 제한 없이 사용 가능하다. 본 발명에서 사용한 종이는 벌크 2.2, 평량 40g/㎡의 키친타월 및 핸드타월 원지이며 표면에 미세 주름을 형성하여 종이의 벌크를 증대시켰다(도 1의 c2 참조). 귄취롤 형태의 1겹 윈지를 3겹 또는 4겹으로 체결하는 합지 공정을 수행하면 그라프트 반응 효율을 향상시키는 효과가 있다. 따라서 본 발명의 원지는 그라프트 반응 효율을 향상시키기 위하여 원지를 3겹으로 합지하여 준비하였다.
상기 3겹으로 합지된 권취 롤에 대하여 염화지방산 가스 그라프팅 설비(이형지 생산업체인 T사, 경기도 동두천)를 활용하여 소수화 처리를 수행하였다(도 2 참조). 상기 소수화 처리는 800 메쉬 또는 1000 메쉬로 음각된 아니록스 롤(anilox roll)에 염화지방산인 염화팔미토일(palmitoyl chloride, C16)과 염화스테아로일(stearoyl chloride, C18)을 1:1의 부피비로 혼합된 제품을 적용하여 도포량 0.3g/㎡의 조건으로 합지된 셀룰로오스 섬유 sheet에 인쇄하였다. 아니록스 롤(gravure)의 온도는 60℃로 고정하고 건조롤 2개의 온도는 각각 200℃로 조정하였으며 에어 나이프 플러싱(air knife flushing)용 뜨거운 공기(hot air)의 온도는 300℃로 하였다. 상기 처리 조건 하에 설비의 운전 속도를 50m/min로 고정하여 소수화 처리를 수행한 후 귄취 롤 형태의 셀룰로오스 섬유 시트(sheet)를 제작하였다.
2) 소수성 플러프 셀룰로오스 섬유의 제조
소수성 플러프 셀룰로오스 섬유는 상기 소수화 처리한 셀룰로오스 섬유시트를 분쇄기를 이용하여 플러프(fluff)화하여 제조하였다. 상기 소수성 셀룰로오스 시트를 플러프 섬유화하기 위해서 사용한 분쇄기는 커팅밀(cutting mill)이다.
3) 소수성 셀룰로오스-플라스틱 복합체의 제조
소수성 셀룰로오스-플라스틱 복합체를 제조하기 위하여 상기 제조한 소수성 플러프 셀룰로오스 섬유 및 플라스틱(폴리프로필렌)을 혼합하고 컴파운딩(compounding)하였다. 상기 컴파운딩은 소수화 플러프 셀룰로오스 섬유 30중량% 및 용융흐름지수(melting flow index)가 25인 폴리프로필렌 70중량%을 배합하고 Two shaft compounding extruder를 이용하여 수행하였다. 상기 컴파운딩 된 소수성 셀룰로오스-플라스틱 복합체는 도그본(dog-bone) 형상으로 시편을 사출(실시예 1: 소수성 셀룰로오스 플러프 섬유+폴리프로필렌)한 후 ASTM D638-14에 의거하여 인장강도를 측정하였다.
4) 상용화제를 첨가하여 제조한 소수성 셀룰로오스-플라스틱 복합체
상기의 실시예와 같은 방법으로 소수성 셀룰로오스 플러프 섬유를 제조한 후 용융흐름지수(melting flow index)가 25인 폴리프로필렌와 배합하여 컴파운딩을 수행하는 단계에서 상용화제(compatibilizing agent)인 무수 말레인산 폴리프로필렌(anhydride maleic polypropylene)을 상기 소수성 셀룰로오스 플러프 섬유 및 폴리프로필렌 혼합물 100 중량부에 대하여 3 중량부로 첨가한 후 컴파운딩을 수행하였다. 상기 컴파운딩된 복합체(실시예 2: 소수성 셀룰로오스 플러프 섬유+폴리프로필렌+무수 말레인산 폴리프로필렌)를 상기 도그본(dog-bone) 형상의 시편으로 사출한 후 그 인장강도를 ASTM D638-14에 의거하여 측정하였다.
비교예 : 친수성 셀룰로오스-플라스틱 복합소재의 제조
1) 친수성 셀룰로오스-플라스틱 복합체의 제조
상기 실시예의 소수성 셀룰로오스-플라스틱 복합체의 제조방법과 동일한 방법으로 제조하였다. 다만, 친수성 셀룰로오스-플라스틱 복합체는 상기 셀룰로오스(원지)에 대하여 소수화를 수행하지 않아 친수성 특성을 가지는 차이점이 있다. 상기 실시예와 동일하게 상기 컴파운딩된 친수성 셀룰로오스-플라스틱 복합체를 도그본(dog-bone) 형상으로 시편을 사출(비교예 1: 친수성 셀룰로오스 플러프 섬유+폴리프로필렌)한 후 ASTM D638-14에 의거하여 인장강도를 측정하였다.
2) 상용화제를 첨가하여 제조한 친수성 셀룰로오스-플라스틱 복합체
상기 실시예의 상용화제를 첨가하여 제조한 소수성 셀룰로오스-플라스틱 복합체의 제조방법과 동일한 방법으로 제조하였다. 다만, 상용화제를 첨가하여 제조한 친수성 셀룰로오스-플라스틱 복합체는 상기 셀룰로오스(원지)에 대하여 소수화를 수행하지 않아 친수성 특성이 있는 차이점이 있다. 상기 실시예와 동일하게 상기 컴파운딩된 용화제를 첨가하여 제조한 친수성 셀룰로오스-플라스틱 복합체를 도그본(dog-bone) 형상으로 시편을 사출(비교예 2: 친수성 셀룰로오스 플러프 섬유+폴리프로필렌+무수 말레인산 폴리프로필렌)한 후 ASTM D638-14에 의거하여 인장강도를 측정하였다.
상기 실시예 및 비교예의 조성을 정리하면 하기 표 1과 같다.
셀룰로오스(A) 플라스틱(B) 상용화제
비교예 1 친수성
셀룰로오스 플러프 섬유(30중량%)		 폴리프로필렌
(70중량%)		 없음
비교예 2 친수성
셀룰로오스 플러프 섬유(30중량%)		 폴리프로필렌
(70중량%)		 무수 말레인산 폴리프로필렌
(셀룰로오스 및 플라스틱 혼합물 100중량부에 대하여 3중량부 첨가)
실시예 1 소수성
셀룰로오스 플러프 섬유(30중량%)		 폴리프로필렌
(70중량%)		 없음
실시예 2 소수성
셀룰로오스 플러프 섬유(30중량%)		 폴리프로필렌
(70중량%)		 무수 말레인산 폴리프로필렌
(셀룰로오스 및 플라스틱 혼합물 100중량부에 대하여 3중량부 첨가)
실험예: 인장강도 측정
상기 실시예 및 비교예를 통해 제조한 셀룰로오스-플라스틱 복합체에 대하여 ASTM D638-14에 의거하여 인장강도를 측정하였다(표 2 참조).
구분 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
인장강도 (MPa) 20.9 40.7 11.4 28.8
상기 표 2에 의하면 셀룰로오스가 소수화 처리되지 않은 셀룰로오스-플라스틱 복합체(비교예 1)의 인장강도에 대비하여 셀룰로오스를 기상 그라프팅 방법으로 소수화 처리한 셀룰로오스-플라스틱 복합체(실시예 1)의 인장강도가 현저히 우수함을 확인할 수 있다. 상기 결과는 실시예 1의 소수화 처리된 셀룰로오스 플러프 섬유가 폴리프로필렌과 원활히 혼합되었으며 그 분포가 상대적으로 균일했기 때문에 강도측정 시 시편의 결점이 줄어든 만큼 강도가 개선되었다는 것을 의미한다.
상기 표 2에 의하면 소수화 처리하지 않은 친수성 셀룰로오스 플러프 섬유를 사용하여 제조한 셀룰로오스-플라스틱 복합체(비교예 2)라 할지라도 폴리프로필렌의 복합체를 컴파운딩하는 단계에서 상용화제인 무수 말레인산 폴리프로필렌을 상기 셀룰로오스-폴리프로필렌 혼합물 100 중량부에 대하여 3 중량부로 첨가하여 복합체를 제조(비교예 2)하면 그 인장강도가 소수화 셀룰로오스 플러프 섬유만을 사용하고 상용화제인 무수 말레인산 폴리프로필렌을 첨가하지 않은 셀룰로오스-플라스틱 복합체(실시예 1)보다 우수하다는 것을 확인할 수 있었다. 상기 결과는 상용화제에 의한 강도향상 정도가 섬유의 균일한 분포를 촉진하는 섬유 표면에 대한 소수화 처리보다 강도개선 효과가 큼을 의미한다.
그러나 소수화 처리를 한 셀룰로오스 플러프 섬유와 폴리프로필렌을 컴파운딩하는 단계에서 상용화제인 무수 말레인산 폴리프로필렌을 상기 셀룰로오스-폴리프로필렌 혼합물 100 중량부에 대하여 3 중량부로 첨가하여 제조한 셀룰로오스-플라스틱 복합체(실시예 2)의 경우 다른 복합체들에 대비하여 인장강도가 가장 우수한 것으로 확인된다.
상기 결과는 실시예 1의 셀룰로오스-플라스틱 복합체와 같이 일단 소수화 처리된 셀룰로오스 플러프 섬유가 폴리프로필렌과 원활히 혼합되어 그 분포가 상대적으로 균일한 상태로 존재하더라도 상기 셀룰로오스 섬유 사이의 결합면에 잔존하는 수산기가 존재하고 있기 때문에 무수 말레인산 폴리프로필렌과 같은 상용화제가 추가적으로 첨가되어 추가적인 강도개선 효과를 나타낼 수 있다는 것을 의미한다.
정리하면, 본 발명의 상용화제가 사용된 소수성 셀룰로오스-플라스틱 복합체(실시예 2)와 같이 섬유의 소수화를 통해 섬유와 플라스틱 사이의 분산성(분포도)을 향상시키고 추가적으로 상용화제를 첨가하여 두 물질 사이의 상용성을 향상시키면 최적의 강도개선 효과를 거둘 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 설명된 구체적인 실시예는 본 발명의 바람직한 구현 예 또는 예시를 대표하는 의미이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되지는 않는다. 본 발명의 변형과 다른 용도가 본 명세서 특허청구범위에 기재된 발명의 범위로부터 벗어나지 않는다는 것은 당업자에게 명백하다.

Claims (10)

  1. 기상 그라프팅 방법을 이용하여 소수화된 셀룰로오스, 소수성 고분자 수지 및 상용화제(compatibilizing agent)를 포함하는 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체에 있어서,
    상기 소수화된 셀룰로오스는 평량이 30 내지 50 g/㎡이며 벌크(bulk)가 2.4 이상이 되도록 크레이핑(creping)한 판상형태의 셀룰로오스 섬유 시트(sheet) 2 내지 5 겹을 기상 그라프팅 방법으로 소수화한 후 분쇄하여 플러프(fluff) 섬유화하는 방법으로 제조되어 상기 상용화제에 의한 상기 소수성 고분자와의 상용성이 향상된 것을 특징으로 하는 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 기상 그라프팅 방법은 염화지방산의 처리량을 200 내지 700 ㎎/㎡으로 조정한 것을 특징으로 하는 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체는 소수화된 셀룰로오스 20 내지 40 중량% 및 플라스틱 수지 60 내지 80 중량%을 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여 상용화제(compatibilizing agent) 1 내지 5 중량부를 첨가하여 제조하는 것을 특징으로 하는 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체.
  9. a) 평량이 15 내지 100 g/㎡이며 벌크(bulk)가 2 이상인 판상형태의 셀룰로오스 섬유 시트(sheet)를 2 내지 5 겹으로 합지하여 다겹 셀룰로오스 섬유시트를 제조하는 단계;
    b) 상기 다겹 셀룰로오스 섬유시트에 대하여 200 내지 700㎎/㎡의 염화지방산의 처리량으로 기상 그라프팅을 수행하여 소수화하는 단계;
    c) 상기 소수화된 다겹 셀룰로오스 섬유시트를 분쇄하여 소수성 셀룰로오스 플러프 섬유로 제조하는 단계; 및
    d) 상기 소수성 셀룰로오스 플러프 섬유 20 내지 40 중량%와 플라스틱 수지 60 내지 80 중량%를 배합하고 컴파운딩(compounding)하여 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체를 제조하는 단계;
    를 포함하는 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 단계 d)에 추가적으로 상기 소수성 셀룰로오스 플러프 섬유 20 내지 40 중량%와 플라스틱 수지 60 내지 80 중량%가 배합된 혼합물 100중량부에 대하여 1 내지 5 중량부의 상용화제를 추가하여 배합하고 컴파운딩(compounding)하여 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체를 제조하는 것을 특징으로 하는 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 친환경 고분자 복합체의 제조방법.
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