KR102182393B1 - 친환경 염전 매트 제조용 조성물 및 그를 이용하여 제조된 친환경 염전매트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 염전 매트 제조용 조성물 및 그를 이용하여 제조된 친환경 염전매트에 관한 것으로, 본 발명에서는 올레핀계 TPO(Thermoplastic polyolefin) 수지; 카본블랙(carbon black); 자외선차단제와 노화방지제 혼합물; 적외선 흡수제; 충진제 및 첨가제를 포함하는 친환경 염전 매트 제조용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 친환경 염전매트가 개시된다.

Description

친환경 염전 매트 제조용 조성물 및 그를 이용하여 제조된 친환경 염전매트{Eco-friendly composition for preparation of an floor mat for saltpan and an floor mat for saltpan made using it}

본 발명은 친환경 염전 매트 제조용 조성물 및 그를 이용하여 제조된 친환경 염전매트에 관한 것이다.

일반적으로 천일염(sun-dried salt)이란 바닷물을 햇볕과 바람에 증발시켜 만든 소금을 의미하는 것으로, 그 제조방법은 해수를 갯벌에 형성한 저수지, 증발지, 결정지 등의 염전에서 순차적으로 옮겨서 태양열, 풍력 따위로 수분을 증발 및 결정시켜서 천일염을 제조한다. 천일염은 다른 화학약품이나 화학적 반응 없이 말 그대로 해수를 갯벌에서 증발 및 결정화시켜서 제조하기 때문에 갯벌의 유기물, 플랑크톤, 미생물 등에 의해 인체에 필요한 미네랄을 흡수하고 불필요한 성분들을 배출함으로써 장기간 숙성된 천일염과 같이 다양한 미네랄이 균형있게 함유되어 있고 염도가 낮으며 강렬한 맛이 없어서 각종 요리에 적합한 것으로 알려져 있다. 천일염을 제조하는 형태로서 토판 천일염을 들 수 있는데, 여기서 토판은 천일염을 생성하는 갯벌 또는 결정지가 갯벌을 다져서 딱딱하게 굳힌 것을 의미하고, 토판 천일염 혹은 토판염은 토판 위에 바닷물을 끌어들여 햇볕과 바람으로 증발시켜 생산한 갯벌 천일염을 지칭하는 것으로, 과거 국내에서 생산되는 대부분의 천일염은 토판에서 제작된 토판 천일염 이었다.

여름철 염전 결정지의 함수를 만져보면 매우 미끌거리는데, 이는 염전의 수많은 호염성 미생물이 높은 삼투압을 견디기 위해 만들어낸 글리세롤 성분 때문이다. 상기 결정지의 함수가 미끌거리는 것은 미생물 세포가 높은 삼투압에 견디기 위해 분자량이 작은 물질을 세포 내에 증가시키는데, 이때 분자량이 작은 물질 중 하나가 글리세롤 성분이다. 높은 삼투압에 견디기 위해 글리세롤 성분을 만들어 낸 미생물 들은 결정지의 염도가 40 %를 넘게 되면 더 이상 견디지 못하고 무기염류인 세포 내의 미네랄 성분을 염판에 토해내고 죽기 때문에 소금 내 미네랄 함량이 높아진다.

따라서, 갯벌 바닥에서 결정화 석출되는 천일염이 미네랄 함량이 높다. 그러나 토판 천일염의 품질을 위해서는 토판의 흙을 롤러 등으로 빈번하게 다져서 결정지를 굳은 상태로 유지해 야하고, 또한 소금을 거두어들이는 채렴을 할 경우에도 육중한 대파를 사용하여 결정화된 소금을 한 방향으로 끌고 갔다가 다시 끌어오는 일을 반복해야 하는 등, 과중한 노동력이 요구되고 많은 시간이 소요되는 단점이 있다. 더욱이 생산량 측면에서 토판염전은 맑은 날씨가 연속적으로 유지되어야 하고 온도도 따뜻해야 하지만 토판 바닥 자체의 온도가 낮아서 소금 결정화가 빠르게 이루어지지 않는 등, 일기의 영향으로 인해 채렴이 늦고 거두어들이는 양도 적다는 단점이 있다.

이러한 이유로 최근 토판염전이 극히 일부지역에서만 시행되고 있을 뿐, 대부분의 지역은 결정지 위에 옹기파편과 같은 새금파리판, 세라믹타일, PVC 당판 등을 사용하고 있으며, 요즘에는 석출되는 천일염의 우수한 백색도와 생간량 증가 등을 이유로 PVC 장판이 주를 이루고 있다. 그러나, PVC 장판는 신축성과 접착성을 좋게 하기 위하여 다량의 가소제(주로 프탈레이트(phthalate)화합물)을 첨가하는데 이들은 내분비계를 교란시키거나 생식기 관련 기관(organ)에 손상을 주는 물질로 추정되고 있다. 따라서 유럽의 대부분 국가와 우리나라에서는 식품위생법 기구 및 용기 포장이 기준 규격에 따라 식품용 기구 및 용기포장 제조시 프탈레이트계 가소제인 DOP(Dioctyl phthalate)의 사용을 금지하고 있으며 랩 제조시에는 DEHP(Di-2-ethylhexyl phthalate, DEHP)의 사용을 금하고 있다.

또한, 식약청과 농림수산식품부에서는 PVC 장판는 프탈레이트 가소제의 총 함유량은 품질경영 및 공산품안전관리법에 따른 자율안전확인대상공산품의 안전기준 부속서 35.C에 따라 시험하였을 때 재질 중의 DEHP(Di-2-ethylhexyl phthalate, DEHP), DBP(Dibutyl phthalate), BBP(Benzyl butyl phthalate)의 총 함유량이 0.1%이하가 되도록 규정하고 있다. PVC 장판의 염전 바닥에서 생산되는 천일염에 비해 갯벌 흙바닥에서 생산되는 천일염이 월등하게 많은 미네랄, 유용한 유기화합물을 함유하고 있지만, 토판염전은 PCV 장판에 비해 천일염 생산 과정 중에서 위생문제, 흙가루 등의 이물질 유입, 생산량 저하와 같은 여러 단점과 PCV 장판 또는 새금파리판 등은 취급관리상 편의성이 있으나, 갯벌 고유의 유용한 무기염류 등이 결정화되는 소금에 유입되지 못하여 미네랄 함량 등이 저하되는 단점이 있다.

염전 바닥재는 가소제를 포함시켜 PVC 재질의 염전 매트를 제조하여 천일염 제조시 천일염 결정이 환경 호르몬 등에 오염될 수 있고, 갯벌이나 해수에 이러한 환경오염물질이 유입되어 환경오염을 유발시키고, 황토 옹기 토판을 사용하여 천일염 제조시 위생문제, 흙가루 등의 이물질 유입 등의 문제점이 있어 신개념의 친환경 염전 매트의 개발이 필요하다.

1. 대한민국등록특허공보 제10-1694371호 2. 대한민국등록특허공보 제10-1104752

본 발명에서는 올레핀계 TPO수지를 주성분으로 한 염전매트 제조용 조성물을 이용하여 천일염 제조시 천일염 결정에 환경 호르몬 등에 오염이 되지 않고, 갯벌이나 해수에 환경오염물질이 유입되지 않으며, 위생문제와 흙가루등의 이물질 등의 유입 등의 문제가 일어나지 않는 친환경 염전매트를 제공하는 것을 그 해결과제로 한다.

또한, 본 발명에서는 생산성을 높여 염전농가의 소득을 증대시킬 수 있는 친환경 염전매트를 제공하는 것을 다른 해결과제로 한다.

상기한 과제를 해결한 본 발명의 친환경 염전매트 제조용 조성물은 올레핀계 TPO(Thermoplastic polyolefin) 수지; 카본블랙(carbon black); 자외선차단제와 노화방지제 혼합물; 적외선 흡수제; 충진제 및 첨가제를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 염전매트 조성물은 조성물 총량에 대하여, 올레핀계 TPO(Thermoplastic polyolefin) 수지 70~80중량%; 카본블랙(carbon black) 10~15중량%; 자외선차단제와 노화방지제 혼합물 2.8~5중량%; 적외선 흡수제 2~5중량%; 충진제 3~9.9중량% 및 첨가제 2중량%를 포함한다.

여기서, 상기 자외선 차단제와 노화방지제 혼합물은 자외선 차단제와 노화방지제를 1:1 ~ 2:3의 중량비로 혼합한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 올레핀계 TPO(Thermoplastic polyolefin) 수지는 부분가교 TPO수지 15~20중량부, 완전가교 TPO수지 6~10중량부, 무가교 TPO수지 30~38중량부 및 폴리프로필렌수지 5~7중량부를 포함하는 TPO수지인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 적외선 흡수제는 무기계 적외선 습수제 또는 유기계 적외선 흡수제인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 충진제는 탈크(TALC) 또는 INCROSLIP인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서는 이상의 친환경 염전매트제조용 조성물을 이용하여 제조된 친환경 염전매트를 제공한다.

본 발명에 따른 친환경 염전 매트 제조용 조성물을 이용하여 제조된 염전매트는 열용량이 증대되고, 에너지 흡수율이 우수하여 시간 대비 소금의 생산량을 증대시킬 수 있고, 생성된 소금의 결정크기가 커 상품적 가치가 큰 소금을 생산할 수 있는 장점이 있다.

또한, 프탈레이트와 같은 가소제를 사용하지 않기 때문에 친환경 염전매트를 제공할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명자들은 본 발명에서 친환경 염전 매트 제조용 조성물 및 그를 이용하여 제조된 친환경 염전매트를 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 친환경 염전매트 제조용 조성물은 올레핀계 TPO(Thermoplastic polyolefin) 수지; 카본블랙(carbon black); 자외선차단제와 노화방지제 혼합물; 적외선 흡수제; 충진제 및 첨가제를 포함하여 이루어진다.

바람직하게는 상기 염전매트 제조용 조성물은 조성물 총량에 대하여, 올레핀계 TPO(Thermoplastic polyolefin) 수지 70~80중량%; 카본블랙(carbon black) 10~15중량%; 자외선차단제와 노화방지제 혼합물 2.8~5중량%; 적외선 흡수제 2~5중량%; 충진제 3~9.9중량% 및 첨가제 2중량%를 포함하여 구성되는 것이다.

본 발명에 따르면, 바람직하게 상기 자외선 차단제와 노화방지제 혼합물은 자외선 차단제와 노화방지제를 1:1 ~ 2:3의 중량비로 혼합한 것을 사요하는 것이다.

이때, 상기 자외선 차단제는 통상 염전매트를 제조하는 데 사용되는 것이라면 어느 것을 사용하여도 무방하다. 그 예로 cyanamide cyasorb uv531일 수 있다.

상기 노화방지제는 adeka1 ao60, BZP-250N(Benzylpiperazine) 또는 DLTDP(Dilauryl-3,3’-thiodipropionate)중 어느 하나를 사용한다.

본 발명에 따르면, 상기 올레핀계 TPO(Thermoplastic polyolefin) 수지는 부분가교 TPO수지 15~20중량부, 완전가교 TPO수지 6~10중량부, 무가교 TPO수지 30~38중량부 및 폴리프로필렌수지 5~7중량부를 포함하는 TPO수지를 사용한다.

가교 TPO 수지는 용융강도 상승 및 진공성형시 적정한 처짐성을 확보하기 사용되는 원료로서 가교도에 따라 부분가교와 완전가교로 나누어진다. 상기 부분가교 TPO는 부분가교된 고무 사이로 폴리프로필렌 사슬이 통과하는 구조로 되어있어 신장시 균일하게 늘어남으로서 성형후 제품 두께 편차를 작게하는 기능을 한다. 그러나 가교제로 사용되는 퍼옥사이드(Peroxide)에 의해 냄새 발생 정도가 높고, 내열, 내광에 의해 물성 변화가 심하다.

본 발명에 사용되는 부분가교 TPO 수지는 경도가 쇼어(Shore)A 65, 용융지수(MI) 06 ~ 12 g/10분(230℃, 5 Kg), 비중 088 ~ 090인 것를 사용하여 다른 원료와 혼합 사용시 물성 변화가 적도록 하는 것이 바람직하다. 상기 TPO수지중 부분가교 TPO수지는 15 ~ 20중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 15 중량부 미만이면 강도저하로 캘린더링 작업성 및 성형성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 20중량부를 초과하면 가교 개시제에 의한 냄새가 발생하는 문제가 있을 수 있다.

상기 완전가교 TPO 수지는 TPO 시트 가장자리의 신장율이 과다하게 높아 에어백 전개성에서 문제가 생기거나, 제품 성형후 트리밍성이 떨어지는 것을 방지하기 위해 사용한다. 본 발명에 사용되는 완전가교 TPO 수지는 경도가 쇼어 A 65, 용융지수(MI) 20 ~ 25 g/10 분(230℃, 10 Kg), 비중 088 ~ 090인 것를 사용하여 부분가교와 동일한 경도 및 작업성을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 사용량은 6 ~ 10중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 사용량이 너무 적으면 신장율을 저하시키는 효과가 미미한 문제가 있고, 사용량이 너무 많으면 캘린더링 공정에서 시트 표면에 미 용융된 성분이 남아 있어 제품 표면 품질이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.

상기 무가교 TPO 수지는 가교 TPO 수지 보다는 용융강도가 낮지만 일반 올레핀 수지보다는 높은 특성을 갖고 있다. 주로 에틸렌프로필렌 고무(EPR)를 사용하고 가교제를 사용하지 않으므로 냄새 및 물성 변화가 적으나, 성형시 두께 변화가 심하여 터짐, 백화 문제가 발생할 수 있다. 본 발명에서는 무가교 TPO 수지로 경도가 쇼어 A 90, 용융지수(MI) 06 ~ 08 g/10 분(230℃, 216Kg), 비중이 088 ~ 090, 신장율은 600 ~ 700 % 인것을 사용하는 것이 좋다. 사용량은 30 ~ 38 중량부가 바람직하며, 사용량이 25 중량부 미만이면 캘링더링 가공성이 떨어지고 냄새 발생의 문제가 있을 수 있고, 38 중량부를 초과하면 제품이 경화되면서 성형시 터짐, 백화문제가 있을 수 있다. 기존 TPO 수지 조성물의 경우 무가교 TPO 수지를 과량 사용할 경우 수지의 경도 상승에 따른 성형성 저하 문제가 있다.

상기 폴리프로필렌수지는 TPO 수지의 강성을 보강하기 위한 것으로서, 그 사용량은 5~7중량부인 것이 바람직하며, 5중량부 미만일 경우에는 폴리프로필렌계 수지의 첨가에 의한 효과를 기대하기 어렵고, 7 중량부를 초과하는 경우에는 제조된 염전매트의 탄성이 줄어들어 지면과의 밀착성이 저하될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 적외선 흡수제는 무기계 적외선 습수제 또는 유기계 적외선 흡수제를 사용하며,

바람직하게 상기 무기계 적외선 흡수제는 ATO, ITO, AZO 및 GZO 중에서 선택되는 1종 이상을 사용하고, 상기 유기계 적외선 흡수제는 OPTOGEN NIR-760S, OPTOGEN NIR-810, OPTOGEN NIR-830, OPTOGEN NIR-840S, NIR DYE B4360, NIR DYE B4361, NIR DYE C2886, NIR DYE C3051, NIR DYE D4773, NIR DYE D5013, NIR DYE T3204, NIR DYE T3205, NIR DYE T3220, PARAX NIR, G800, PARAX NIR F800, PARAX NIR F840, PARAX NIR T-900, PARAX NIR T-910, PARAX NIR T-980 및 PARAX NIRT-880 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용한다.

본 발명에 따르면, 상기 적외선 흡수제의 함량이 2중량% 미만일 경우에는 소금의 생산량이 낮으며, 특히, 상업적으로 유통하기에 적합하지 않는 입자 크기의 결정을 가진 소금이 제조되는 문제가 있고, 5중량%를 초과할 경우에는 소금의 생성량 대비 염전 매트의 가격이 높아 경제성이 떨어질 수 있다.

상기 적외선 흡수제는 염전 매트의 열용량을 증가시켜 소금의 생산량이 증가되며, 생성된 소금 입자의 크기, 형태 및 균질성이 PVC 재질의 염전매트에서 제조되는 소금보다 우수하거나 유사한 수준으로 생성될 수 있도록 기여한다.

본 발명에 따르면, 상기 충진제는 탈크(TALC) 또는 INCROSLIP을 사용한다.

상기 INCROSLIP는 영국의 크로다(Croda Europe)사가 개발한 내마모성 첨가제로 내마모성과 산화방지성을 결합시킨 제품으로 얼룩이나, 색상변화, 악취 등의 문제들을 해소시켜주는 첨가제이다.

본 발명에 따르면, 상기 카본 블랙은 대기중의 열을 흡수량을 증대시키고, 흡수된 빛을 반사하는 정도를 줄여 천일염의 생산성을 높일 수 있다. 카본블랙의 함량이 상기 범위 미만이면 천일염 생산성 증가를 기대하기 어려우며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 염전 매트의 내구성이 떨어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 첨가제는 염전매트를 제조하는데 사용될 수 있는 통상의 것을 사용하며, 본 발명에서는 활제를 사용하였다. 상기 활제는 마찰력 감소와 부착력을 감소시켜 윤활성을 부여하기 위해 첨가되는 것으로, 파라핀 왁스, 폴리올레핀 왁스, 폴리프로필렌 왁스 등의 탄화수소계 활제; 스테라마이드, 올리아미이드, 에루카마이드 등의 지방산 아미드계 활제; 부틀스테아레이트, 글리세롤 모노스테아레이트, 글리세린 모노 올레이트, 스테아릴 스테아레이트 및 몬탄산을 반응시킨 몬탄계 왁스 등의 에스테르계 활제; 스테아린산 계통의 금속염계 활제; 스테아린산, 라우릴산 등의 지방산계 활제; 또는 세틸 알코올, 스테아릴 알코올 등의 알코올계 활제를 단독 또는 혼합하여 사용 가능하며, 이에 한정되는 것은 아니다. 활제의 함량이 상기 범위 미만이면 그 효과를 기대하기 어려우며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 염전 시트의 물성을 저하시킬 수 있다.

이상 개시되는 본 발명에 의해 제공되는 염전매트 제조용 조성물은 통상의 가공방법으로 매트를 제조할 수 있으며, 그에 따라 천일염 생산에 적합한 친환경 염전매트를 제공할 수 있다.

이하. 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 보다 상세히 설명하기로 한다. 단, 하기의 실시예들은 본 발명을 설명하기위한 예시로서, 이에 한정되는 것은 아니며, 통상의 기술자라면 특허청구범위의 기재의 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 얼마든지 변형가능한 것이다.

[실시예 1~4]

<원료 준비>

1) TPO수지:부분가교 TPO수지 15~20중량부, 완전가교 TPO수지 6~10중량부, 무가교 TPO수지 30~38중량부 및 폴리프로필렌수지 5~7중량부를 포함하는 TPO수지를 준비

2) 노화방지제: AO-60

3) 자외선 차단제: UV #531

4) 카본블랙: CARBON BLACK 330R

5) 충진제: 탈크

6) 첨가제: 활제(kdchem mg-stearate)

상기 노화방지제와 자외선 차단제는 1:1의 중량비로 혼합하여된 혼합물로 준비하였다.(이하, 'UVAn'이라 칭한다.)

상기 준비된 원료들을 하기의 표 1에 나타낸 바와같은 조성으로 조성물을 준비하고, 통상의 제조방법으로 염전매트를 제조한 다음 그 물성을 측정하여 보았으며, 그 결과는 표 2에 나타내었다.

	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5
TPO 수지	70	80	70.5	70.5	70.4
C/B	15	10	11	10.5	10.5
UVAn	5	3	3.5	3	2.8
적외선흡수제	5	2	3.5	4.7	2.9
충진제	3	3	6.5	8.6	9.9
첨가제	2	2	5	2.7	3.5
합	100	100	100	100	100

상기 표 1의 각각의 성분들의 함량기준은 중량%이다.

상기 표 1의 조성에 따른 조성물을 통상의 염전매트 가공방법으로 매트를 제조하였고, 각각의 시료를 하기 표 2에 나타낸 방법으로 물성들을 측정하여 보았다.

성능지표	단위	실시예 1	실시예 2		실시예 3	실시예 4		실시예 5
1. 경도	Shore A	82	84		83	81		82
2. 신율	%	62	64		63	64		64
3. 인장강도	Mpa	2.1	2.1		2.1	2.1		2.1
4. 내마모성	mg	29	28		28	29		28
5. 스크레치성(연필경도)	-	1B	1B		1B	1B		1B
6. 흑도	육안평가	양호	양호		양호	양호		양호
7. 박리강도	Mpa	박리불가	박리불가		박리불가	박리불가		박리불가
8. 냄새	등급	1-2	1-2		1-2	1-2		1-2
9. 가소재(DEHP,DBP,BBP)	%	0.05↓	0.05↓		0.05↓	0.05↓		0.05↓
< 시료 정의 및 측정방법 >
주요 성능지표	시료정의	측정시료 수 (n≥5개)		측정방법(규격, 환경, 결과치 계산 등)
1. 경도	매트	5		KSM 6518			KCL공인시험기관 의 측정방법적용
2. 신율		5		KSM 6518
3. 인장강도		5		KSM 6518
4. 내마모성		5		KSM 6518
5. 스크레치성(연필경도)		5		ASTM D 3363
6. 흑도		5		소금물속 육안 평가
7. 박리강도		5		KSF 2274:3363
8. 냄새		5		현대기아 기술표준 MS300-34
9. 가소재(DEHP,DBP,BBP)		5		어린이용 장신구 부속서 35C
※ 시료수 5개 미만(n<5개) 지표 사유

상기 표 2의 결과, 염전매트로 사용하기 적합한 물성을 만족하는 것을 알 수 있었으며, 특히 환경물질인 가소재의 함량이 0.05%미만으로 환경 친화적인 염전매트를 제공할 수 있음을 알 수 있다.

Claims (7)

1. 올레핀계 TPO(Thermoplastic polyolefin) 수지; 카본블랙(carbon black); 자외선차단제와 노화방지제 혼합물; 적외선 흡수제; 충진제 및 첨가제를 포함하는 친환경 염전 매트 제조용 조성물에 있어서,
   상기 올레핀계 TPO(Thermoplastic polyolefin) 수지는 부분가교 TPO수지 15~20중량부, 완전가교 TPO수지 6~10중량부, 무가교 TPO수지 30~38중량부 및 폴리프로필렌수지 5~7중량부를 포함하는 TPO수지인 것을 특징으로 하는 친환경 염전 매트 제조용 조성물.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 자외선 차단제와 노화방지제 혼합물은 자외선 차단제와 노화방지제를 1:1 ~ 2:3의 중량비로 혼합한 것을 특징으로 하는 친환경 염전 매트 제조용 조성물.
   
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 적외선 흡수제는 무기계 적외선 습수제 또는 유기계 적외선 흡수제인 것을 특징으로 하는 친환경 염전 매트 제조용 조성물.
   
6. 삭제
7. 청구항 제 1 항, 제 3 항, 제 5 항 중 어느 한 항 기재의 조성물을 사용하여 제조된 친환경 염전매트.