KR102226396B1 - 멜라민 수지 성형품의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 양태는 멜라민 수지 성형품의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 멜라민과 포르말린을 반응시키되, 반응 초기에 수산화나트륨으로 중화시켜 약알칼리 상태에서 축합중합반응을 진행시킨 후 냉각시키고, 반응 후기에 염화암모늄, 무수프탈산, 설파민산, 파라톨루엔 술폰산, 안식향산, 미리스틴산, 스테아린산, 옥살산, 염산 및 황산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 첨가하여 반응을 시켜 메틸올 멜라민을 생성하는 단계; 상기 생성된 메틸올 멜라민에 셀룰로오스를 첨가하여 제 1 혼합물을 형성하는 단계; 상기 제 1 혼합물에 굴 패각 분말을 첨가하여 제 2 혼합물을 형성하는 단계; 상기 제 2 혼합물을 건조시키는 건조 단계; 및 상기 건조 된 제 2 혼합물을 볼밀을 통해 분쇄하여 분말화한 후 프레스에 넣고 성형하는 성형 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

멜라민 수지 성형품의 제조방법{Manufacturing method of melamine resin molded article}
본 발명은 내충격성, 내열성, 내마모성 및 항균성이 우수한 멜라민 수지 성형품의 제조방법에 관한 것이다.
멜라민수지는 멜라민과 포름알데히드를 반응시켜 만드는 열경화성 수지로서, 착색이 쉽고 성형성이 좋아 각종 용기나 잡화, 건축용 타일, 전자 기기 등의 성형재료로 널리 사용된다.
일예로, 멜라민수지 용기는 특히 가정이나 식당 등에서 음식을 직접 담아 사용하는 직접식기는 물론 쟁반이나 보울 등과 같은 간접식기로도 많이 사용될 뿐만 아니라, 김치나 반찬, 야채, 채소 등을 냉장고나 기타 보관장소에 보관하는 보관용기로도 많이 사용되고 있다.
하지만, 기존의 멜라민 수지 성형품은 내마모성이 약해 스크래치가 잘 발생하며, 이와 같이 성형품에 스크래치가 발생하면 그 틈새로 포름알데히드와 같은 인체에 유해한 물질들이 유출되기 때문에 사용자의 인체에 해를 주게 되는 문제가 있으며, 가정이나 식당 등에서 멜라민 수지 용기를 사용하다가 떨어뜨리는 등 용기에 심한 물리적 충격이 가해질 경우 파손되는 경우도 자주 발생하고, 고기 불판 주위와 같은 고온 환경에 장시간 노출되는 경우 그을음 생기거나 심하면 녹게 되어 폐기해야 하는 문제가 있다.
또한, 기존의 멜라민 수지 성형품은 항균작용이 전혀 없어 세균의 번식공간으로 작용하여 음식물의 부패정도가 금속이나 자기그릇에 비해 심한 문제가 있다.
1. 한국공개특허 제2006-0009200호 (2007. 01. 31.)
본 발명은 상기와 같은 필요에 의해 도출된 것으로서, 본 발명은 기존의 멜라민 수지 성형품에 비해 내충격성, 내열성 및 내마모성이 더 우수한 멜라민 수지 성형품의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 항균성 및 세균 번식 억제 효과가 우수한 멜라민 수지 성형품의 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적과제들은 하기의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양태는 멜라민 수지 성형품의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 멜라민과 포르말린을 반응시키되, 반응 초기에 수산화나트륨으로 중화시켜 약알칼리 상태에서 축합중합반응을 진행시킨 후 냉각시키고, 반응 후기에 염화암모늄, 무수프탈산, 설파민산, 파라톨루엔 술폰산, 안식향산, 미리스틴산, 스테아린산, 옥살산, 염산 및 황산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 첨가하여 반응을 시켜 메틸올 멜라민을 생성하는 단계; 상기 생성된 메틸올 멜라민에 셀룰로오스를 첨가하여 제 1 혼합물을 형성하는 단계; 상기 제 1 혼합물에 굴 패각 분말을 첨가하여 제 2 혼합물을 형성하는 단계; 상기 제 2 혼합물을 건조시키는 건조 단계; 및 상기 건조 된 제 2 혼합물을 볼밀을 통해 분쇄하여 분말화한 후 프레스에 넣고 성형하는 성형 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양태는 멜라민 수지 성형품의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 멜라민과 포르말린을 반응시키되, 반응 초기에 수산화나트륨으로 중화시켜 약알칼리 상태에서 축합중합반응을 진행시킨 후 냉각시키고, 반응 후기에 염화암모늄, 무수프탈산, 설파민산, 파라톨루엔 술폰산, 안식향산, 미리스틴산, 스테아린산, 옥살산, 염산 및 황산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 첨가하여 반응을 시켜 메틸올 멜라민을 생성하는 단계; 상기 생성된 메틸올 멜라민에 셀룰로오스를 첨가하여 제 1 혼합물을 형성하는 단계; 상기 제 1 혼합물을 건조시키는 건조 단계; 상기 건조된 제 1 혼합물에 굴 패각 분말을 첨가하고, 볼밀을 통해 분쇄하여 분말화한 후 프레스에 넣고 성형하는 성형 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멜라민 수지 성형품의 제조방법에 의하면, 기존의 멜라민 수지 성형품에 비해 내충격성이 뛰어나고, 300℃ 이상의 열에 노출되더라도 그을음이 생기지 않을 정도의 우수한 내열성을 가진 멜라민 수지 성형품을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의해 제조된 멜라민 수지 성형품은 기존의 멜라민 수지 성형품에 비해 내마모성이 더 우수하여 포름알데히드 등과 같은 인체에 유해한 물질이 외부로 유출되는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의해 제조된 멜라민 수지 성형품은 항균성 및 세균 번식 억제 효과가 우수한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 산업 폐기물로 처리되는 굴 패각을 멜라민 수지 성형품의 원료로 재활용함으로써, 멜라민 수지 성형품의 제조 단가를 낮출 수 있고, 나아가 폐기물의 배출량을 줄이는데 일조할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
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. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명의 일 양태는 멜라민 수지 성형품의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 멜라민과 포르말린을 반응시키되, 반응 초기에 수산화나트륨으로 중화시켜 약알칼리 상태에서 축합중합반응을 진행시킨 후 냉각시키고, 반응 후기에 염화암모늄, 무수프탈산, 설파민산, 파라톨루엔 술폰산, 안식향산, 미리스틴산, 스테아린산, 옥살산, 염산 및 황산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 첨가하여 반응을 시켜 메틸올 멜라민을 생성하는 단계; 상기 생성된 메틸올 멜라민에 셀룰로오스를 첨가하여 제 1 혼합물을 형성하는 단계; 상기 제 1 혼합물에 굴 패각 분말을 첨가하여 제 2 혼합물을 형성하는 단계; 상기 제 2 혼합물을 건조시키는 건조 단계; 및 상기 건조 된 제 2 혼합물을 볼밀을 통해 분쇄하여 분말화한 후 프레스에 넣고 성형하는 성형 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에서 상기 메틸올 멜라민을 생성하는 단계는 멜라민과 포르말린을 반응시키되, 반응 초기에 수산화나트륨으로 중화시켜 약알칼리 상태에서 축합중합반응을 진행시킨 후 냉각시키고, 반응 후기에 염화암모늄, 무수프탈산, 설파민산, 파라톨루엔 술폰산, 안식향산, 미리스틴산, 스테아린산, 옥살산, 염산 및 황산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 첨가하여 반응을 시켜 메틸올 멜라민을 생성하는 단계로서, 본 발명은 멜라민과 포르말린의 반응 초기에 수산화나트륨으로 산성인 상태를 약알칼리 상태로 중화시켜 적당한 중합도로 축합중합반응을 진행시킨 후 냉각 안정화를 시키고, 이후 반응 후기에 산 촉매인 염화암모늄, 무수프탈산, 설파민산, 파라톨루엔 술폰산, 안식향산, 미리스틴산, 스테아린산, 옥살산, 염산 또는 황산을 첨가하여 반응을 시켜 메틸올 멜라민을 생성함으로써, 그렇지 않은 기존의 멜라민 수지 성형품에 비해 강화된 내충격성 및 300℃ 이상의 열에 노출되더라도 그을음이 생기지 않을 정도의 우수한 내열성을 멜라민 수지 성형품에 부여할 수 있다. 특히, 멜라민과 포르말린의 반응 후기에 산 촉매로 염화암모늄을 첨가하여 반응을 진행시켜 메틸올 멜라민을 생성하였을 때 내충격성 및 내열성이 가장 우수하다.
상기 약알칼리성 상태는 축합중합반응의 충분한 중합도를 얻기 위해 pH 7.5 ~ 9.5의 상태인 것이 바람직하다.
상기 멜라민과 포르말린의 몰비는 특별히 제한적인 것은 아니나, 반응 생성물인 메틸올 멜라민에 무기 첨가제를 혼합하였을 때 상기 무기 첨가제에 대한 결합력이 높아 혼합물이 장시간동안 높은 분산성을 유지할 수 있도록 하고, 미반응 포르말린을 최소화하기 위해서는 몰비가 1 : 1.2 내지 3.5 인 것이 바람직하다.
상기 염화암모늄, 무수프탈산, 설파민산, 파라톨루엔 술폰산, 안식향산, 미리스틴산, 스테아린산, 옥살산, 염산 및 황산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 첨가량은 멜라민 100 중량부 대비 0.02 내지 0.3 중량부인 것이 바람직하다. 이는 첨가량이 멜라민 100 중량부 대비 0.02 중량부 미만일 때는 건조공정의 효율성, 작업성, 경화성이 저하되며, 성형 후 갈라짐 등 변형이 발생하여 문제되고, 0.3 중량부를 초과할 경우에는 건조공정 시 과건조 혹은 불균형(건조콘의 겉만 익어버리는 현상)이 발생되어, 성형시 불충분한 성형이 발생하여 목표로하는 성형품의 물성 보다 물성이 저하되는 문제가 발생하기 때문이다.
한편, 상기 메틸올 멜라민을 생성하는 단계에서 반응온도는 85 내지 100℃인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에서 상기 제 1 혼합물을 형성하는 단계는 상기에서 생성된 메틸올 멜라민에 셀룰로오스를 첨가하여 제 1 혼합물을 형성하는 단계로서, 상기 셀룰로오스는 충진제로서 상기 메틸올 멜라민에 첨가되며, 본 발명은 메틸올 멜라민에 셀룰로오스를 첨가함으로써, 기존의 멜라민 수지 성형품에 비해 강화된 내충격성을 부여할 수 있고, 기존의 멜라민 수지 성형품에 비해 내마모성이 훨씬 더 우수하여 포름알데히드 등과 같은 인체에 유해한 물질이 외부로 유출되는 것을 현저히 줄일 수 있다.
상기 셀룰로오스의 첨가량은 특별히 한정적인 것은 아니나, 상기 메틸올 멜라민 100 중량부 대비 20 내지 40 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 이는 상기 셀룰로오스의 첨가량이 메틸올 멜라민 100 중량부 대비 20 중량부 미만일 경우에는 멜라민 수지 성형품의 변형이 쉽게 발생하고, 강도 저하가 발행하여 문제되고, 40 중량부를 초과할 경우에는 멜라민 수지 성형품의 중량감이나 표면 질감이 실제 도자기 성형품과 차이가 많이 나게 되고, 제품의 생산단가도 불필요하게 높아지는 문제가 있기 때문이다.
본 발명의 일 양태에서 상기 제 2 혼합물을 형성하는 단계는 상기 제 1 혼합물에 굴 패각 분말을 첨가하여 제 2 혼합물을 형성하는 단계로서, 본 발명의 일 양태는 상기 굴 패각 분말을 무기 첨가제로 사용함으로써, 본 발명의 멜라민 수지 성형품의 내열성 및 내마모성을 더욱 더 높일 수 있다.
특히, 본 발명의 일 양태는 상기 제 1 혼합물과의 결합성을 높여 멜라민 수지 성형품의 내마모성을 더욱 더 높이고, 멜라민 수지 성형품의 빛깔이 전체적으로 밝으면서 고급스러운 느낌을 줄 수 있도록 하며, 성형품 자체적으로 우수한 항균성 및 세균 번식 억제 효과를 가지도록 하기 위해, 단순 굴 패각 분말을 사용하는 경우 보다 굴 패각을 소성 처리한 후 분쇄하여 생성되는 소성 처리된 굴 패각 분말을 사용하는 것이 더욱 더 바람직할 수 있다. 상기 소성 처리된 굴 패각 분말은 소성 조건에 있어 특별히 제한적인 것은 아니나, 굴 패각에 포함된 불순물을 충분히 제거하여 멜라민 수지 성형품에 얼룩이 생기는 것을 방지하고, 항균성을 더욱 더 높이기 위해 600 내지 900 ℃에서 20분 내지 140분 동안 가열하여 소성 처리된 굴 패각 분말인 것이 바람직하다.
한편, 상기 굴 패각 분말의 첨가량은 특별히 제한적인 것은 아니나, 상기 제 1 혼합물 100 중량부 대비 3 내지 50 중량부로 첨가하는 것이 바람직하다. 이는 상기 굴 패각 분말의 함량이 제 1 혼합물 100 중량부 대비 3 중량부 미만일 경우에는 멜라민 수지 성형품의 내열성 및 내마모성이 제품 전체에 걸쳐 고르게 발현되지 않는 문제가 있으며, 제 1 혼합물 100 중량부 대비 50 중량부를 초과할 경우에는 굴 패각 분말이 다른 성분과 잘 혼합되지 않는 문제가 있으며, 이후 성형 단계를 거친 멜라민 수지 성형품의 표면이 매끄럽지 못하고, 표면에 미세한 균열이 생겨 제품 하자로 이어질 수 있기 때문이다.
본 발명의 일 양태에서 상기 건조 단계는 상기 제 2 혼합물을 건조시키는 단계로서, 본 발명에서는 조색성 및 성형성을 적정 수준 이상으로 유지하기 위해 60 내지 110℃의 건조 온도에서 수분 함량이 5 내지 15 중량%가 될 때까지 건조시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에서 상기 성형 단계는 상기 건조 된 제 2 혼합물을 볼밀을 통해 분쇄하여 분말화한 후 프레스에 넣고 성형하는 단계로서, 이 경우 필요에 따라 멜라민 수지 성형품에 특정 색상을 부여하기 위해 상기 제 2 혼합물에 조색제를 첨가한 후 볼밀에 넣어 분쇄할 수 있다. 특히, 상기와 같이 볼밀을 통해 분쇄할 때 불포화 지방산 계열의 오일을 전체 중량 대비 0.6 중량% 이하로 더 첨가한 후 볼밀을 통해 분쇄하는 것이 멜라민 수지 성형품의 광택성을 보다 더 높일 수 있고, 볼밀 공정을 거쳐 배출되는 분말들이 작업장 공간에 다량 흩날리게 되어 작업 환경을 열악하게 하는 것을 방지할 수 있어 바람직할 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 멜라민 수지 성형품의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 멜라민과 포르말린을 반응시키되, 반응 초기에 수산화나트륨으로 중화시켜 약알칼리 상태에서 축합중합반응을 진행시킨 후 냉각시키고, 반응 후기에 염화암모늄, 무수프탈산, 설파민산, 파라톨루엔 술폰산, 안식향산, 미리스틴산, 스테아린산, 옥살산, 염산 및 황산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 첨가하여 반응을 시켜 메틸올 멜라민을 생성하는 단계; 상기 생성된 메틸올 멜라민에 셀룰로오스를 첨가하여 제 1 혼합물을 형성하는 단계; 상기 제 1 혼합물을 건조시키는 건조 단계; 상기 건조된 제 1 혼합물에 굴 패각 분말을 첨가하고, 볼밀을 통해 분쇄하여 분말화한 후 프레스에 넣고 성형하는 성형 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양태에서 상기 메틸올 멜라민 및 제 1 혼합물을 형성하는 과정은 앞에서 설명한 본 발명의 일 양태에 따른 메틸올 멜라민 및 제 1 혼합물을 형성하는 과정과 동일하다.
본 발명의 다른 양태에서 상기 건조단계는 상기 제 1 혼합물을 건조시키는 단계로서, 본 발명에서는 조색성 및 성형성을 적정 수준 이상으로 유지하기 위해 60 내지 110℃의 건조 온도에서 수분 함량이 5 내지 15 중량%가 될 때까지 건조시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 양태에서 상기 성형 단계는 상기 건조된 제 1 혼합물에 굴 패각 분말을 첨가하고, 볼밀을 통해 분쇄하여 분말화한 후 프레스에 넣고 성형하는 단계로서, 본 발명의 다른 양태는 상기 굴 패각 분말을 무기 첨가제로 사용함으로써, 본 발명의 멜라민 수지 성형품의 내열성 및 내마모성을 더욱 더 높일 수 있다.
특히, 본 발명의 다른 양태는 상기 건조된 제 1 혼합물과의 결합성을 높여 멜라민 수지 성형품의 내마모성을 더욱 더 높이고, 멜라민 수지 성형품의 빛깔이 전체적으로 밝으면서 고급스러운 느낌을 줄 수 있도록 하며, 성형품 자체적으로 우수한 항균성 및 세균 번식 억제 효과를 가지도록 하기 위해, 단순 굴 패각 분말을 사용하는 경우 보다 굴 패각을 소성 처리한 후 분쇄하여 생성되는 소성 처리된 굴 패각 분말을 사용하는 것이 더욱 더 바람직할 수 있다. 상기 소성 처리된 굴 패각 분말은 소성 조건에 있어 특별히 제한적인 것은 아니나, 굴 패각에 포함된 불순물을 충분히 제거하여 멜라민 수지 성형품에 얼룩이 생기는 것을 방지하고, 항균성을 더욱 더 높이기 위해 600 내지 900 ℃에서 20분 내지 140분 동안 가열하여 소성 처리된 굴 패각 분말인 것이 바람직하다.
한편, 상기 굴 패각 분말의 첨가량은 특별히 제한적인 것은 아니나, 상기 건조된 제 1 혼합물 100 중량부 대비 3 내지 50 중량부로 첨가하는 것이 바람직하다. 이는 상기 굴 패각 분말의 함량이 상기 건조된 제 1 혼합물 100 중량부 대비 3 중량부 미만일 경우에는 멜라민 수지 성형품의 내열성 및 내마모성이 제품 전체에 걸쳐 고르게 발현되지 않는 문제가 있으며, 상기 건조된 제 1 혼합물 100 중량부 대비 50 중량부를 초과할 경우에는 굴 패각 분말이 다른 성분과 잘 혼합되지 않는 문제가 있으며, 이후 성형 단계를 거친 멜라민 수지 성형품의 표면이 매끄럽지 못하고, 표면에 미세한 균열이 생겨 제품 하자로 이어질 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명의 다른 양태에 따른 성형 단계에서 필요에 따라 멜라민 수지 성형품에 특정 색상을 부여하기 위해 상기 건조 된 제 1 혼합물에 상기 굴 패각 분말 이외에 조색제를 더 첨가한 후 볼밀에 넣어 분쇄할 수 있다. 특히, 상기와 같이 볼밀을 통해 분쇄할 때 불포화 지방산 계열의 오일을 전체 중량 대비 0.6 중량% 이하로 더 첨가한 후 볼밀을 통해 분쇄하는 것이 멜라민 수지 성형품의 광택성을 보다 더 높일 수 있고, 볼밀 공정을 거쳐 배출되는 분말들이 작업장 공간에 다량 흩날리게 되어 작업 환경을 열악하게 하는 것을 방지할 수 있어 바람직할 수 있다.
본 발명에 따른 제조방법에 의하면, 기존의 멜라민 수지 성형품에 비해 내충격성이 뛰어나고, 300℃ 이상의 열에 노출되더라도 그을음이 생기지 않을 정도의 우수한 내열성을 가진 멜라민 수지 성형품을 제공할 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명에 의해 제조된 멜라민 수지 성형품은 기존의 멜라민 수지 성형품에 비해 내마모성이 더 우수하여 포름알데히드 등과 같은 인체에 유해한 물질이 외부로 유출되는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 제조방법에 의하면, 산업 폐기물로 처리되는 굴 패각을 멜라민 수지 성형품의 원료로 재활용할 수 있어, 멜라민 수지 성형품의 제조 단가를 낮출 수 있고, 나아가 폐기물의 배출량을 줄이는데 일조할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 실시예를 통해 설명하도록 한다. 하기의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 일 예에 지나지 않으며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
하기의 공정 순서대로 본 발명의 일 실시예에 따른 멜라민 수지 성형품을 제조하였다.
1) 먼저, 멜라민과 포르말린을 몰비 1 : 2로 반응시키되, 반응 초기에 수산화나트륨으로 중화시켜 pH 8.2의 약알칼리 상태에서 축합중합반응을 진행시킨 후 냉각시키고, 반응 후기에 멜라민 100 중량부 대비 0.12 중량부의 염화암모늄을 첨가하여 반응을 시켜 메틸올 멜라민을 생성하였다.
2) 상기에서 생성된 메틸올 멜라민에 셀룰로오스를 메틸올 멜라민 100 중량부 대비 35 중량부 첨가하여 제 1 혼합물을 형성하였다.
3) 상기에서 형성된 제 1 혼합물에 무기 첨가제로 소성 처리하지 않은 굴 패각 분말을 상기 제 1 혼합물 100 중량부 대비 20 중량부 첨가하여 제 2 혼합물을 형성하였다.
4) 상기에서 형성된 제 2 혼합물을 80℃의 온도에서 수분 함량이 8중량%가 될 때까지 건조시켰다.
5) 상기에서 건조 된 제 2 혼합물을 볼밀을 통해 분쇄하여 분말화한 후 프레스에 넣고 성형하여 멜라민 수지 성형품을 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 소성 처리하지 않은 굴 패각 분말 대신 소성 처리한 굴 패각 분말을 사용하는 것을 제외하고 동일하게 실시하여 멜라민 수지 성형품을 제조하였다. 상기 소성 처리한 굴 패각 분말은 굴 패각을 500℃에서 160분 동안 소성 처리한 후 분쇄하여 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 소성 처리하지 않은 굴 패각 분말 대신 소성 처리한 굴 패각 분말을 사용하는 것을 제외하고 동일하게 실시하여 멜라민 수지 성형품을 제조하였다. 상기 소성 처리한 굴 패각 분말은 굴 패각을 600℃에서 140분 동안 소성 처리한 후 분쇄하여 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 소성 처리하지 않은 굴 패각 분말 대신 소성 처리한 굴 패각 분말을 사용하는 것을 제외하고 동일하게 실시하여 멜라민 수지 성형품을 제조하였다. 상기 소성 처리한 굴 패각 분말은 굴 패각을 800℃에서 50분 동안 소성 처리한 후 분쇄하여 제조하였다.
실시예 5
상기 실시예 1에서 소성 처리하지 않은 굴 패각 분말 대신 소성 처리한 굴 패각 분말을 사용하는 것을 제외하고 동일하게 실시하여 멜라민 수지 성형품을 제조하였다. 상기 소성 처리한 굴 패각 분말은 굴 패각을 900℃에서 20분 동안 소성 처리한 후 분쇄하여 제조하였다.
실시예 6
상기 실시예 1에서 소성 처리하지 않은 굴 패각 분말 대신 소성 처리한 굴 패각 분말을 사용하는 것을 제외하고 동일하게 실시하여 멜라민 수지 성형품을 제조하였다. 상기 소성 처리한 굴 패각 분말은 굴 패각을 1000℃에서 10분 동안 소성 처리한 후 분쇄하여 제조하였다.
비교예
1) 멜라민과 포르말린을 몰비 1 : 2로 반응시켜 메틸올 멜라민 수지 조성물을 생성하였다.
2) 상기에서 생성된 메틸올 멜라민 수지 조성물에 필러로 셀룰로오스를 상기 메틸올 멜라민 수지 조성물 100 중량부 대비 35 중량부를 첨가하여 혼합물을 형성하였다.
3) 상기에서 형성된 혼합물을 80℃의 온도에서 수분 함량이 8중량%가 될 때까지 건조시켰다.
4) 상기에서 건조 된 혼합물을 볼밀을 통해 분쇄하여 분말화한 후 프레스에 넣고 성형하여 멜라민 수지 성형품을 제조하였다.
실험예
1. 내마모성 및 내충격성 실험
상기에서 제조된 실시예 1 내지 6 및 비교예에 대해 각각 내마모성 시험은 ASTM D 4060:2014 시험규격에 의거하여 시행하였고, 내충격성 시험은 KS M ISO 179-1:2012 시험 규격에 의거하여 시행하였으며, 시험 결과는 하기 표 1에 나타난 바와 같다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예
마모감량 (mg) 36 31 29 30 30 32 41
충격강도(kJ/m 2 ) 8.3 8.4 8.6 8.5 8.6 8.4 7.9
상기 표 1에 의하면 본 발명에 따른 실시예 1은 마모감량이 36 mg이고, 실시예 2는 마모감량이 31 mg, 실시예 3은 마모감량이 29 mg, 실시예 4는 마모감량이 30 mg, 실시예 5는 마모감량이 30 mg, 실시예 6은 마모감량이 32 mg인 것으로 확인되어, 마모감량이 41 mg인 비교예에 비해 내마모성이 우수한 것을 알 수 있으며, 특히, 실시예 3이 가장 내마모성이 우수하였다.
또한, 상기 표 1에 의하면 본 발명에 따른 실시예 1은 충격강도가 8.3 kJ/m2 이고, 실시예 2는 충격강도가 8.4 kJ/m2 , 실시예 3은 충격강도가 8.6 kJ/m2 , 실시예 4는 충격강도가 8.5 kJ/m2 , 실시예 5는 충격강도가 8.6 kJ/m2 , 실시예 6은 충격강도가 8.4 kJ/m2 인데 반해, 비교예는 충격강도가 7.9 kJ/m2 인 것으로 확인되어, 본 발명의 실시예 1 내지 6이 비교예에 비해 내충격성이 우수한 것으로 나타났으며, 특히 실시예 3 및 5가 내충격성이 가장 우수한 것으로 확인되었다.
2. 내열성 실험
상기에서 제조된 실시예 1 내지 6과 비교예에 대해 KS C 2002 (열중량 감소법에 의한 플라스틱 재료의 내열 수명 평가 방법) 시험 규격에 따라 내열 수명 평가 실험을 하였으며(실험 조건 : 질량감소 10%, 승온속도 5℃/min), 실험 결과는 아래의 표 2에 나타난 바와 같다.
사용온도 수명예측시간(tf)
T 1/T(1000/K) 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예
150 6.667 1,116,923 1,116,953 1,116,960 1,116,962 1,116,965 1,116,947 39,331
200 5.000 99,391 99,411 99,425 99,423 99,425 99,409 6,040
250 4.000 14,100 14,135 14,155 14,160 14,159 14,131 1,328
300 3.333 2,756 2,788 2,797 2,791 2,793 2,786 375
상기 표 2에 의하면, 동일 온도 조건 하에서 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 수명예측시간(tf) 값이 비교예의 수명예측시간(tf) 값 보다 현저히 큰 것으로 나타나, 본 발명의 실시예 1 내지 6이 비교예에 비해 내열 수명이 훨씬 더 긴 것을 확인하였다.
3. 항균성 실험
상기에서 제조된 실시예 1 내지 6과 비교예에 대해 KS K 0693 시험 규격에 따라 아래의 시험 조건으로 항균성 실험을 하였으며, 실험 결과는 아래의 표 3에 나타난 바와 같다.
1) 사용공시균주: 황색포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538), 대장균(Escherichia coli ATCC 25922)
2) 시험조건: 시험 균액을 37 ㅁ 1℃에서 24시간 진탕 배양 후 균수 측정(진탕 횟수 120회/분)
3) 시험시료 중량: 2.0g
4) 중화용액: 인산완충용액(pH 7.0 ㅁ0.2)
5) 감소율:[(Mb- Mc)/ Mb] ㅧ 100(31.6배 이상)
여기서, Ma: 대조시료의 초기 균수 (평균치), Mb: 24시간 배양 후 대조 시료의 균수(평균치), Mc: 24시간 배양 후 시험 시료의 균수(평균치)
황색포도상구균
감소율(%) 		대장균
감소율(%)
실시예 1 40.1 35.3
실시예 2 95.5 94.9
실시예 3 99.9 99.9
실시예 4 99.9 99.9
실시예 5 99.9 99.9
실시예 6 96.8 94.3
비교예 38.8 22.6
상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 2 내지 6은 실시예 1 및 비교예에 비해 황색포도상구균 및 대장균에 대한 감소율이 훨씬 높아 항균성이 우수한 것을 알 수 있다. 특히, 실시예 3 내지 5는 황색포도상구균 및 대장균에 대한 감소율이 99.9%로 가장 항균성이 우수한 것으로 확인되었다.
이상에 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. 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술할 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 멜라민과 포르말린을 반응시키되, 반응 초기에 수산화나트륨으로 중화시켜 약알칼리 상태에서 축합중합반응을 진행시킨 후 냉각시키고, 반응 후기에 염화암모늄, 무수프탈산, 설파민산, 파라톨루엔 술폰산, 안식향산, 미리스틴산, 스테아린산, 옥살산, 염산 및 황산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 멜라민 100 중량부 대비 0.02 내지 0.3 중량부로 첨가하여 반응을 시켜 메틸올 멜라민을 생성하는 단계;
    상기 생성된 메틸올 멜라민에 셀룰로오스를 첨가하여 제 1 혼합물을 형성하는 단계;
    상기 제 1 혼합물에 소성 처리된 굴 패각 분말을 첨가하여 제 2 혼합물을 형성하는 단계;
    상기 제 2 혼합물을 건조시키는 건조 단계; 및
    상기 건조 된 제 2 혼합물을 볼밀을 통해 분쇄하여 분말화한 후 프레스에 넣고 성형하는 성형 단계;를 포함하되,
    상기 소성 처리된 굴 패각 분말은 600 내지 900 ℃에서 20분 내지 140분 동안 가열하여 소성 처리된 굴 패각 분말인 멜라민 수지 성형품의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 멜라민과 포르말린의 몰비는 1 : 1.2 내지 3.5 인 것을 특징으로 하는 멜라민 수지 성형품의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 약알칼리성 상태는 pH 7.5 ~ 9.5의 상태인 것을 특징으로 하는 멜라민 수지 성형품의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 셀룰로오스의 첨가량은 상기 메틸올 멜라민 100 중량부 대비 20 내지 40 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 멜라민 수지 성형품의 제조방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 굴 패각 분말의 첨가량은 상기 제 1 혼합물의 100 중량부 대비 3 내지 50 중량부인 것을 특징으로 하는 멜라민 수지 성형품의 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 건조 단계는 60 내지 110℃의 건조 온도에서 수분 함량이 5 내지 15 중량%가 될 때까지 건조시키는 것을 특징으로 하는 멜라민 수지 성형품의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 멜라민과 포르말린을 반응시키되, 반응 초기에 수산화나트륨으로 중화시켜 약알칼리 상태에서 축합중합반응을 진행시킨 후 냉각시키고, 반응 후기에 염화암모늄, 무수프탈산, 설파민산, 파라톨루엔 술폰산, 안식향산, 미리스틴산, 스테아린산, 옥살산, 염산 및 황산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 멜라민 100 중량부 대비 0.02 내지 0.3 중량부로 첨가하여 반응을 시켜 메틸올 멜라민을 생성하는 단계;
    상기 생성된 메틸올 멜라민에 셀룰로오스를 첨가하여 제 1 혼합물을 형성하는 단계;
    상기 제 1 혼합물을 건조시키는 건조 단계;
    상기 건조된 제 1 혼합물에 소성 처리된 굴 패각 분말을 첨가하고, 볼밀을 통해 분쇄하여 분말화한 후 프레스에 넣고 성형하는 성형 단계;를 포함하되,
    상기 소성 처리된 굴 패각 분말은 600 내지 900 ℃에서 20분 내지 140분 동안 가열하여 소성 처리된 굴 패각 분말인 멜라민 수지 성형품의 제조방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 멜라민과 포르말린의 몰비는 1 : 1.2 내지 3.5 인 것을 특징으로 하는 멜라민 수지 성형품의 제조방법.
  15. 삭제
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 약알칼리성 상태는 pH 7.5 ~ 9.5의 상태인 것을 특징으로 하는 멜라민 수지 성형품의 제조방법.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 셀룰로오스의 첨가량은 상기 메틸올 멜라민 100 중량부 대비 20 내지 40 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 멜라민 수지 성형품의 제조방법.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 굴 패각 분말의 첨가량은 상기 건조된 제 1 혼합물 100 중량부 대비 3 내지 50 중량부인 것을 특징으로 하는 멜라민 수지 성형품의 제조방법.
  19. 제 11항에 있어서,
    상기 건조 단계는 60 내지 110℃의 건조 온도에서 수분 함량이 5 내지 15 중량%가 될 때까지 건조시키는 것을 특징으로 하는 멜라민 수지 성형품의 제조방법.
  20. 삭제
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