KR102088284B1 - 지관제조용 친환경 이형제 조성물 - Google Patents

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Abstract

개시된 내용은 지관제조용 친환경 이형제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용매, 유화제, 실리콘 혼합물, 붕소 및 지방산으로 이루어진다.
상기의 성분으로 이루어지는 지관제조용 친환경 이형제 조성물은 친환경적인 성분으로 이루어지며, 저온에서도 우수한 이형성능을 나타내고, 지관제조용 금형의 표면에 고르게 도포되어 비용절감과 작업환경을 개선하는 효과를 나타낸다.

Description

지관제조용 친환경 이형제 조성물 {ECO-FRIENDLY RELEASE COMPOSITION FOR PIPE TUBE MANUFACTURING}
개시된 내용은 지관제조용 친환경 이형제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 친환경적인 성분으로 이루어지며, 저온에서도 우수한 이형성능을 나타내고, 지관제조용 금형의 표면에 고르게 도포되어 비용절감과 작업환경을 개선하는 효과를 나타내는 지관제조용 친환경 이형제 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 지관이라 하면 종이로 만든 관(管)과 통(筒)으로 크게 나눠진다. 지관(紙管)의 공업화가 진행되면서 현재에는 일상생활에 쓰이는 용품들이 다양해진만큼 이들이 생산현장에서 쓰이지 않는 곳이 없을 정도로 그 쓰임새가 확대되고 있다. 공업용 기계 부품에 이용되고 있을 뿐만 아니라 우리의 일상품인 두루마리 화장지에 이르기까지 산업용, 테이프용, 비닐용등 헤아릴 수 없을 만큼 지금이 많은 곳에 사용되고 있다. 지관은 산업화 이후 산업폐기물 처리 등 환경에 대한 문제가 대두되면서 식품용기와 가공품의 포장용기로 사용되고 있으며 특히 플라스틱 용기들이 대체되고 있어 앞으로도 산업 전방에 확대될 전망이다.
현재 지관의 생산 공정은 수작업에 의존도가 높은 편이다. 자동화가 약 40% 정도에 불과한 실정인데, 이는 지관의 수요량이 한 기술분야에 국한되지 않고 다양한 제품들로 구분되기 때문이며, 완전 자동화는 어려운 실정이다.
종래에는 지관을 생산하는 과정에서 지관과 지관 제조용 금형의 윤활 및 이형성능을 확보하기 위해, 고상 파라핀을 용해시켜 지관 내부에 도포하는 방법을 이용하고 있는데, 이 공정에서 파라핀(paraffin)이 고르게 도포되지 않으면 나선상으로 지관을 말 때 윤활성 및 이형성이 떨어져 지관이 연속적으로 나오지 않고 변형되거나 종이 띠가 떨어져 작업성이 저하되는 문제점이 있다.
상기의 문제점을 해소하기 위해 공급되고 있는 종래에 지관용 이형제는 고상 파라핀(paraffin)을 100℃ 이상의 온도로 가열하여 용액상태로 사용하는데, 상기의 방법은 파라핀을 고온으로 유지해야 위해 열을 가하는 과정에서 화재의 위험성이 있으며, 지관 제조작업이 중단되더라도 파라핀이 고형화되는 것을 억제하기 위해 파라핀(paraffin)이 담긴 용해 탱크를 계속적으로 가열해야하는 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같이 파라핀을 고온으로 가열하게 되면, 악취가 발생하여 작업장을 오염시키고, 파라핀을 고온으로 유지하기 위해 에너지를 계속적으로 소모해야하기 때문에, 결과적으로 제조되는 지관의 원가가 상승하게 되는 문제점이 있었다.
한국특허등록 제10-0425822호(2004.03.23) 한국특허등록 제20-0409729호(2006.02.20)
개시된 내용은 친환경적인 성분으로 이루어지며, 저온에서도 우수한 이형성능을 나타내고, 지관제조용 금형의 표면에 고르게 도포되어 비용절감과 작업환경을 개선하는 효과를 나타내는 지관제조용 친환경 이형제 조성물을 제공하는 것이다.
하나의 일 실시예로서 이 개시의 내용은 용매, 유화제, 실리콘 혼합물, 붕소 및 지방산으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지관제조용 친환경 이형제 조성물에 대해 기술하고 있다.
바람직하기로는, 상기 지관제조용 친환경 이형제 조성물은 용매 100 중량부, 유화제 1 내지 2.5 중량부, 실리콘 혼합물 3 내지 5.5 중량부, 붕소 2 내지 5.5 중량부 및 지방산 2 내지 3.5 중량부로 이루어질 수 있다.
더 바람직하기로는, 상기 용매는 물 100 중량부에 탄화수소 50 내지 120 중량부로 이루어질 수 있다.
더욱 바람직하기로는, 상기 유화제는 세틸알코올, 글리세롤모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르 및 디옥틸프탈레이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 실리콘 혼합물은 디메틸 실리콘 및 알킬-개질 실리콘이 혼합되어 이루어질 수 있다.
이상에서와 같은 지관제조용 친환경 이형제 조성물은 친환경적인 성분으로 이루어지며, 저온에서도 우수한 이형성능을 나타내고, 지관제조용 금형의 표면에 고르게 도포되어 비용절감과 작업환경을 개선하는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 종래에 지관 이형제로 파라핀을 사용했을 때, 지관의 표면에 파라핀이 증발되지 못하고 잔존하여 오염된 상태를 촬영하여 나타난 사진이다.
도 2는 개시된 지관제조용 친환경 이형제 조성물이 적용되어 표면오염이 없는 지관을 촬영하여 나타낸 사진이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
개시된 지관제조용 친환경 이형제 조성물은 용매, 유화제, 실리콘, 붕소 및 지방산으로 이루어지며, 용매 100 중량부, 유화제 1 내지 2.5 중량부, 실리콘 혼합물 3 내지 5.5 중량부, 붕소 2 내지 5.5 중량부 및 지방산 2 내지 3.5 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 용매는 개시된 지관제조용 친환경 이형제 조성물을 구성하는 각 성분들이 균질하게 혼합되어 균일한 물성을 나타내는 이형제 조성물이 제공될 수 있도록하는 역할을 한다.
상기 용매는 물 100 중량부에 탄화수소 50 내지 120 중량부를 혼합하여 이루어지는데, 상기의 성분으로 이루어지는 용매는 종래에 이형제에 사용되는 유기용매들에 비해 친환경적이며, 물만으로 이루어진 용매에 비해 지관제조용 금형 주위 영역의 오염, 잔류물의 용융에 의한 금형의 세척이 용이해지도록 하는 효과를 나타낸다.
상기 유화제는 1 내지 2.5 중량부가 함유되며, 세틸알코올, 글리세롤모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르 및 디옥틸프탈레이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는데, 개시된 지관제조용 친환경 이형제 조성물을 구성하는 성분들이 고르게 혼합되어 균질한 물성을 나타내도록 하는 역할을 한다.
상기 유화제의 함량이 1 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 유화제의 함량이 2.5 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 상대적으로 실리콘이나 붕소의 함량이 줄어들어 지관제조용 친환경 이형제 조성물의 이형성능이 저하될 수 있다.
상기 실리콘 혼합물은 3 내지 5.5 중량부가 함유되며, 개시된 지관제조용 친환경 이형제 조성물에 이형성능을 부여하는 역할을 하는데, 디메틸 실리콘 및 알킬-개질 실리콘이 혼합되어 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 디메틸 실리콘과 상기 알킬-개질 실리콘이 5:1 내지 1:5 중량부로 혼합되어 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
상기와 같이 디메틸 실리콘 및 알킬-개질 실리콘이 혼합되면 실리콘 혼합물의 내열성능이 월등하게 향상되며, 상기 디메틸 실리콘의 양이 상기 비율을 초과하면 충분한 윤활성을 얻을 수 없으며, 상기 디메틸 실리콘의 양이 상기 비율보다 적으면, 이형제의 내열성이 저하될 수 있다.
상기 디메틸 실리콘은 바람직하게는 25 ℃ 에서, 200 내지 5000 cSt (센티스톡스; cSt = mm 2 /s), 특히 바람직하게는 200 내지 1000 cSt 의 동점도를 갖는데, 200 cSt 미만이면 충분한 지관제조용 금형에 부착성을 얻을 수 없고, 5000 cSt를 초과하면 다이에 과잉으로 퇴적할 수 있다.
또한, 알킬-개질 실리콘은 탄소수 8 내지 14 의 알킬쇄를 갖는 것이 바람직하며, 개질율은 50 내지 100% 인 것이 바람직하고, 동점도는 100 내지 3000 cSt 인 것이 바람직한데, 알킬-개질 실리콘은 통상 백금 촉매를 이용하여 메틸히드로겐폴리실록산에 α-올레핀을 첨가함으로써 제조될 수 있다.
이때, 상기 개질율은 개질 실리콘에 있어서, -[-(CH3)2 SiO-]x -[-(R)(CH3 )SiO-]y- 의 y/(x+y)×100(%)로 계산된 값을 의미한다.
상기 실리콘 혼합물의 함량이 3 중량부 미만이면 지관제조용 친환경 이형제 조성물의 이형성능이 저하되며, 상기 실리콘 혼합물의 함량이 5.5 중량부를 초과하게 되면 지관제조용 친환경 이형제 조성물의 이형성능은 크게 향상되지 않으면서 지관제조용 금형에 실리콘 성분의 잔사량이 지나치게 증가하여 금형이 오염될 수 있다.
상기 붕소는 2 내지 5.5 중량부가 함유되며, 개시된 지관제조용 친환경 이형제 조성물의 이형성능을 더욱 향상시키는 역할을 하는데, 상기의 붕소가 함유된 이형제는 우수한 이형성능을 나타내기 때문에, 표면형상이 복잡한 지관을 금형으로부터 탈형하는 과정에서 표면 손상없이 탈형이 이루어지도록 한다.
상기 붕소의 함량이 2 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 붕소의 함량이 5.5 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 제조비용을 증가시키게 된다.
상기 지방산은 2 내지 3.5 중량부가 함유되며, 개시된 지관제조용 친환경 이형제 조성물의 저온에서 결정화되는 것을 용이하게 하는 역할을 하는데, 에톡실화(ethoxylated)된 탄소수 10 내지 22의 22 지방산을 사용하는 것이 더욱 바람직하며,
상기의 성분으로 이루어지는 지방산은 지관제조용 친환경 이형제 조성물의 이형성능을 형상시켜 지관제조용 금형으로부터 지관을 탈형시키는 과정에서 지관의 손상을 방지할 수 있다.
상기 지방산의 함량이 2 중량부 미만이면 지관제조용 친환경 이형제 조성물의 저온결정화도가 낮아져 이형성능이 저하되며, 상기 지방산의 함량이 3.5 중량부를 초과하게 되면 상기 용매나 유화제와의 혼합성능이 저하되어 균질한 이형제를 제공할 수 없다.
이하에서는, 개시된 지관제조용 친환경 이형제 조성물의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 지관제조용 친환경 이형제 조성물의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<실시예 1>
용매(물 100 중량부 및 탄화수소 70 중량부) 100 중량부, 유화제(세틸알코올) 1.5 중량부, 실리콘 혼합물(디메틸 실리콘 100 중량부 및 알킬-개질 실리콘 100 중량부) 4.5 중량부, 붕소 4.5 중량부 및 지방산 2.5 중량부를 혼합하여 지관제조용 친환경 이형제 조성물을 제조하였다.
<비교예 1>
고상 파라핀을 100℃의 온도로 가열하여 제조된 지관제조용 이형제 조성물.
상기 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 이형제 조성물의 물성을 측정하여 아래 표 1 및 도 1 내지 2에 나타내었다.
<표 1>
Figure 112018041041711-pat00001
위에 표 1 및 아래 도 1 내지 2에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 1을 통해 제조된 친환경 이형제 조성물은 우수한 이형성능을 나타내며, 지관지 표면에 얼룩을 발생시키지 않을 뿐만 아니라, 화재의 위험성이 없고 냄새를 유발하지 않는 효과를 나타내는 것을 알 수 있다.
따라서, 개시된 지관제조용 친환경 이형제 조성물은 친환경적인 성분으로 이루어지며, 저온에서도 우수한 이형성능을 나타내고, 지관제조용 금형의 표면에 고르게 도포되어 비용절감과 작업환경을 개선하는 탁월한 효과를 나타낸다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 용매 100 중량부, 유화제 1 내지 2.5 중량부, 실리콘 혼합물 3 내지 5.5 중량부, 붕소 2 내지 5.5 중량부 및 지방산 2 내지 3.5 중량부로 이루어지고,
    상기 용매는 물 100 중량부에 탄화수소 50 내지 120 중량부로 이루어지며,
    상기 유화제는 세틸알코올 및 디옥틸프탈레이트 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것으로 이루어지고,
    상기 실리콘 혼합물은 디메틸 실리콘 및 알킬-개질 실리콘이 혼합되어 이루
    어지는 것을 특징으로 하는 지관제조용 친환경 이형제 조성물.


  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
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