KR102320029B1 - 고온 성형용 생분해성 복합 수지 및 이를 이용한 성형품 - Google Patents

고온 성형용 생분해성 복합 수지 및 이를 이용한 성형품 Download PDF

Info

Publication number
KR102320029B1
KR102320029B1 KR1020200070491A KR20200070491A KR102320029B1 KR 102320029 B1 KR102320029 B1 KR 102320029B1 KR 1020200070491 A KR1020200070491 A KR 1020200070491A KR 20200070491 A KR20200070491 A KR 20200070491A KR 102320029 B1 KR102320029 B1 KR 102320029B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
resin
biodegradable
composite resin
parts
Prior art date
Application number
KR1020200070491A
Other languages
English (en)
Inventor
강신주
백은희
Original Assignee
강신주
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 강신주 filed Critical 강신주
Priority to KR1020200070491A priority Critical patent/KR102320029B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102320029B1 publication Critical patent/KR102320029B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/04Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K69/00Stationary catching devices
    • A01K69/06Traps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0013Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor using fillers dispersed in the moulding material, e.g. metal particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/72Heating or cooling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/045Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with vegetable or animal fibrous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013Fillers, pigments or reinforcing additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/14Peroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C08L101/16Compositions of unspecified macromolecular compounds the macromolecular compounds being biodegradable
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/02Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 생분해성 복합수지 및 이를 이용하여 제조한 성형품에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로 설명하면, 생분해성 수지를 고온 성형하여 제조한 성형품은 기계적 물성이 낮아서 외부 충격에 의해 쉽게 파손되는 문제가 있는데, 본 발명은 150℃ 이상으로 고온 성형시켜도 높은 기계적 물성을 확보할 수 있는 생분해성 복합 수지 및 이를 이용하여 제조한 성형품에 관한 것이다.

Description

고온 성형용 생분해성 복합 수지 및 이를 이용한 성형품{Two-type ground reinforcement and reparing agent for Urethane power consolidation method and UPC construction method of ground using the same}
본 발명은 150℃ 이상의 고온에서 성형을 수행하더라도 높은 기계적 물성을 확보할 수 있는 생분해성 복합 수지 및 이를 이용한 성형품에 관한 것이다.
플라스틱(plastics)은 경제적이며, 물성, 투과도 등에 있어 뛰어난 특성을 가져 여러 소비재와 특수 분야에 널 리 이용되고 있고, 그 사용량은 매년 큰 폭으로 증가하고 있는 추세이다. 특히, 국내에서 플라스틱의 사용량은 1인 가구의 증가, 택배 서비스 등으로 인해 크게 증가하고 있다. 2016 년 통계청 발표에 따르면, 국가별 1인당 연간 플라스틱 소비량은 일본(66.9 kg), 프랑스(73 kg), 미국(97.7 kg)을 제치고 한국이 1위(98.2 kg)로 집계되었다. 그러나, 상기 플라스틱의 사용 후 발생되는 폐플라스틱으로 인한 환경 문제는 전세계적으로 쉽게 해결되지 못하고 있으며, 이에 기존 플라스틱을 대체하기 위한 친환경 소재 개발이 진행되고 있다.
한편, 폴리락트산(poly lactic acid, PLA)은 옥수수와 사탕수수 등의 재생 가능한 원료로부터 만든 생분해성 플라스틱으로, 가장 활발히 사용되고 있는 원료이다. 그러나, 상기 폴리락트산은 일반 플라스틱에 비해 유연성 및 물성이 떨어져 성형이나 가공이 어려우며, 생분해가 너무 빠르게 진행되어 식품 용기를 만들었을 경우 내용물의 보존력이 떨어지고, 원료의 가격도 1톤당 450 만원 내지 650 만원 대로 매우 고가이기에 경제성이 떨어진다는 단점이 있다. 또한, 폴리락트산의 경우 고온에서 변형되므로 형상의 유지가 어려워, 전자레인지 사용이 불가하다는 문제점도 가지고 있다.
이러한, 생분해성 플라스틱인 폴리락트산을 이용한 다양한 기술이 개발 및 사용되고 있는데, 기존 생분해성 플라스틱 수지를 이용하여 150℃ 이상의 온도에서 성형시킨 성형품은 세라믹화가 되어 외부 충격에 의한 깨짐이 쉽게 발생하는 등의 기계적 물성이 좋지 않아서, 생분해성 플라스틱을 이용한 다양한 용도의 성형품 적용에 한계가 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2010-0108683호(2010.10.08) 일본 공개특허번호 제2002-355932호(2002.12.10)
본 발명은 폴리락트산 기반의 기존 생분해성 수지 내 조성비를 개선하고, 내구성 향상 소재를 추가적으로 특정 비율로 도입하면, 고온 가공시 생분해성 수지의 세라믹화를 최소화 내지 방지하여 고온 성형을 수행해도 기계적 물성이 우수한 성형품을 제공할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다. 즉, 본 발명은 고온 성형용 생분해성 복합 수지 및 이를 이용한 고온 성형하여 제조한 성형품을 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 고온 성형용 생분해성 복합 수지는 생분해성 수지 함유 혼합수지, 인피섬유, 삼실 및 식물성 천연 바인더를 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 상기 생분해성 복합수지는 생분해성 수지 함유 혼합수지 100 중량부에 대하여, 인피섬유 2 ~ 5 중량부, 삼실 0.5 ~ 2 중량부 및 식물성 천연 접착제 0.5 ~ 2 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 상기 생분해성 복합수지는 상용화제(compatibilizing agent), 안료, 산화방지제, 가소제 등의 첨가제를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 상용화제는 말레산 무수물이 그래프트된 폴리프로필렌, 말레산 무수물이 그래프트된 폴리에틸렌, 말레산 무수물이 그래프트된 폴리부텐, 말레산 무수물이 그래프트된 에틸렌비닐아세테이트, 글리시딜메타크릴레이트 및 에틸렌 메틸 아크릴레이트 공중합체 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 상용화제는 상기 생분해성 수지 100 중량부에 대하여, 0.05 ~ 0.5 중량부로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 인피섬유 및 삼실 각각은 독립적으로 섬도 2 ~ 10 데니어(de) 및 섬유장 3 ~ 10 mm일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 식물성 천연 바인더는 닥풀 및 녹말풀 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 생분해성 수지 함유 혼합수지는 폴리락트산, 폴리카프로락톤, 셀룰로오스 나노 입자, 결정화 핵제, 무기충전제 및 가교제를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 생분해성 수지 함유 혼합수지는 폴리락트산 25 ~ 50 중량%, 결정화 핵제 0.1 ~ 4 중량%, 무기충전제 1 ~ 20 중량%, 가교제 0.01 ~ 5 중량% 및 잔량의 폴리카프로락톤을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 생분해성 수지 함유 혼합수지 성분 중 상기 무기충전제는 라임스톤, 이산화티타늄, 황산칼슘, 산화마그네슘, 칼슘스테아레이트, 마이카, 실리카, 규산칼슘, 점토 및 카본블랙 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 생분해성 수지 함유 혼합수지 성분 중 상기 가교제는 과산벤조일, 퍼부틸퍼옥사이드, 메틸이소부틸케톤퍼옥사이드 및 디메틸다이-t-부틸퍼옥시헥산 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 생분해성 수지 함유 혼합수지는 셀룰로오스 나노 입자 1 ~ 3 중량%를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 다른 목적은 앞서 설명한 고온 성형용 생분해성 복합 수지로 고온 성형하여 제조한 성형품을 제공하는데 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 성형품은 연체동물 포획 단지 또는 연체동물 산란 단지일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 연체동물 포획 단지 또는 연체동물 산란 단지는 전방에 입구가 형성되고 연체동물이 들어가 산란할 수 있도록 내부 공간이 형성된 몸체로 이루어지되, 상기 몸체에는 상부 내측에 연체동물이 알을 부칠 수 있도록 상부 평면부가 형성되고, 하부에는 앙카를 박아 고정하기 위하여 하부 평면부가 형성되어 있을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 몸체는 좌우측의 제 1 몸체와, 제 2 몸체가 조립되어 이루어질 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 제 1 몸체와 제 2 몸체는 밀착되는 부분에는 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지에 형성된 조립용 홀에 체결수단이 체결되어 조립될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 하부 평면부의 두께가 상기 상부 평면부보다 두껍게 형성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 몸체의 입구 반대편에는 원활한 해수 흐름이 이루어지도록 해수용 홀이 형성되어 있을 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 앞서 설명한 고온 성형용 생분해성 복합 수지를 이용한 성형품을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 앞서 설명한 고온 성형용 생분해성 복합 수지를 준비하는 1단계; 상기 고온 성형용 생분해성 복합 수지를 용융시켜 용융 수지를 제조한 후, 상기 용융 수지를 사출 성형을 수행하는 2단계;를 포함하는 공정을 수행하여 성형품을 제조할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 용융 및/또는 사출 성형은 온도 180℃ 이상, 바람직하게는 190 ~ 210℃ 하에서 수행할 수 있다.
본 발명의 생분해성 복합 수지는 150℃ 이상의 고온에서 성형을 수행해도 생분해성 소재 자체의 생분해성을 유지하면서도 성형품의 충격강도 등의 기계적 물성이 우수하고, 수지의 성형성도 우수하다.
도 1은 본 발명에 의한 문어 산란 단지의 저면 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 문어 산란 단지의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 문어 산란 단지의 구성도이다.
도 4는 본 발명에 의한 문어 산란 단지의 내부 구성도이다.
도 5의 A ~ D는 제조예 1에서 제조한 문어 산란 단지를 찍은 사진이다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 고온 성형용 생분해성 복합 수지(이하, "복합 수지"로 칭함)는 생분해성 수지 함유 혼합수지, 인피섬유, 삼실 및 식물성 천연 바인더를 포함한다.
또한, 상기 복합 수지는 상용화제(compatibilizing agent), 안료, 착색제, 산화방지제, 가소제 등의 첨가제를 더 포함할 수도 있다.
우선, 생분해성 수지에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 복합 수지 성분 중 상기 생분해성 수지 함유 혼합수지는 폴리락트산, 폴리카프로락톤, 결정화 핵제, 무기충전제 및 가교제를 포함한다.
생분해성 수지 함유 혼합수지의 상기 폴리락트산은 옥수수와 같은 풍부한 녹말을 가진 바이오 매스에서 녹말을 분리하고 녹말을 분리하여 생성된 포도당을 발효시켜 젖산을 응축 고분자화하여 생산한 소재로서, 100% 생분해 되는 식물계 바이오 플라스틱으로 널리 적용되고 있는 소재이다. 일반적으로 폴리락트산은 D-락타이드(D-Lactide) 및 L-락타이드(L-Lactide)으로부터 유래된 모노머로부터 중합되어 제조되므로 D -락타이드(D-Lactide) 및 L -락타이드(L-Lactide)의 함량을 자유롭게 조절할 수 있어, 용도에 따라 각각의 성분 함량 조절이 가능하다. 상기 생분해성 수지에 적용되는 상기 폴리락트산은 중량평균분자량 70,000 ~ 200,000인 것을 사용하는 것이 좋으며, 생분해성 수지 내 폴리락트산의 함량은 생분해성 수지 전체 중량 중 25 ~ 50 중량%, 바람직하게는 35 ~ 50 중량%, 더욱 바람직하게는 37 ~ 48 중량%인 것이 좋다. 이때, 생분해성 수지 내 폴리락트산 함량이 25 중량%% 미만이면 고온 성형품의 생분해성이 다소 떨어질 수 있고, 50 중량%를 초과하면 생분해성은 우수하나, 성형품의 충격강도 등의 기계적 물성이 떨어질 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
또한, 생분해성 수지 함유 혼합수지의 상기 폴리카프로락톤은 상기 폴리락트산과 같이 생분해성이 우수한 소재로서, 인체 무해하여 필러 재료로 사용되거나, 낮은 용점으로 3D 프린팅 소재로도 사용되는 소재이다. 본 발명에서는 폴리카프로락톤을 복합수지의 성형성 향상을 위해 도입하며, 중량평균분자량 30,000 ~ 100,000인 것을 사용할 수 있다.
생분해성 수지 함유 혼합수지 내 폴리카프로락톤의 함량은 생분해성 수지 성분인 폴리락트산, 셀룰로오스 나노 입자, 결정화 핵제, 무기충전제 및 가교제 외의 나머지 잔량으로 도입할 수 있다.
생분해성 수지 함유 혼합수지의 상기 결정화 핵제는 상기 생분해성 소재인 폴리락트산 및/또는 폴리카프로락톤의 결정성을 향상시켜 내열성을 증대시키기는 역할을 하는 것으로, 본 발명에서 상기 결정화 핵제로는 당 분야에 알려진 통상적인 성분을 사용할 수 있으며, 바람직한 일례를 들면, 방향족 술폰산염(aromatic sulfonate derivatives), 질화붕소(boron nitride), 알루미늄 파라 터셔리(para tertiary) 부틸 벤조산, 나트륨 벤조산, 칼슘 벤조산 등과 같은 유기금속 계열의 핵제, 벤질리덴솔비톨, 메틸벤질리덴솔비톨, 에틸벤질리덴솔비톨, 3,4-디메틸벤질리덴솔비톨 등과 같은 솔비톨계 핵제; 및 1,2,3-트리데옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4-프로필페닐)메틸렌]-노니톨 등과 같은 노니톨계 핵제; 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 그리고, 결정화 핵제의 함량은 생분해성 수지 전체 중량 중 0.1 ~ 4.0 중량%, 바람직하게는 0.5 ~ 3.0 중량%, 더욱 바람직하게는 0.8 ~ 2.5 중량%로 포함할 수 있다. 이때, 결정화 핵제 함량이 0.1 중량% 미만이면 생분해성 소재의 결정화가 잘 되지 않아서 사출 성형성이 좋지 않을 수 있고, 4.0 중량%를 초과하여 사용하면 오히려 생분해성 수지와 인피섬유, 삼실 등의 다른 성분을 혼합하여 복합수지를 제조할 때, 인피섬유, 삼실이 복합 수지 내 분산성이 떨어져서 성형품의 기계적 물성이 떨어지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
또한, 생분해성 수지 함유 혼합수지의 상기 무기충전제는 복합수지의 강도 등의 물성 향상을 위해 사용하는 것으로서, 당업계에서 사용하는 일반적인 무기충전제를 사용할 수 있고, 바람직하게는 라임스톤, 이산화티타늄, 황산칼슘, 산화마그네슘, 칼슘스테아레이트, 마이카, 실리카, 규산칼슘, 점토 및 카본블랙 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 라임스톤, 이산화티타늄, 마이카, 실리카 및 카본블랙 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 그리고, 무기충전제의 사용량은 생분해성 수지 전체 중량 중 1 ~ 20 중량%, 바람직하게는 5 ~ 15 중량%, 더욱 바람직하게는 7 ~ 15 중량%를 포함할 수 있다. 이때, 무기충전제 사용량이 1 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 충분한 강도 향상 효과를 볼 수 없을 수 있고, 20 중량%를 초과하여 사용하는 것은 과량 사용으로서 오히려 성형성을 떨어뜨리거나 성형품의 인장 신율 등의 물성을 저하시키는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 포함하는 것이 좋다.
또한, 생분해성 수지 함유 혼합수지의 상기 가교제는 생분해성 성분인 폴리락트산 및/또는 폴리카프로락트산 간의 가교 반응을 위해 사용하는 것으로서, 상기 가교제로는 과산벤조일, 퍼부틸퍼옥사이드, 메틸이소부틸케톤퍼옥사이드 및 디메틸다이-t-부틸퍼옥시헥산 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 퍼부틸퍼옥사이드, 메틸이소부틸케톤퍼옥사이드 및 디메틸다이-t-부틸퍼옥시헥산 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 그리고, 가교제의 사용량은 생분해성 수지 전체 중량 중 0.01 ~ 5.00 중량%, 바람직하게는 0.5 ~ 5.0 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 ~ 3.5 중량%를 사용하는 것이 좋다. 이때, 가교제 사용량이 0.01 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 가교 반응이 발생되지 않는 문제가 있을 수 있고, 5 중량% 초과하여 사용하는 것은 과량 사용으로서, 비경제적이며, 잔량의 가교제 성분으로 인해 성형품의 성형성이 떨어지거나, 성형품의 색바램 문제가 발생할 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
또한, 복합 수지 성분인 상기 생분해성 수지 함유 혼합수지는 복합 수지를 150℃의 고온 성형이 아닌 100℃ 이하의 저온 성형에 적용시에는 성형성 증대를 위해 셀룰로오스 나노 입자를 생분해성 수지 전체 중량 중 1 ~ 3 중량%, 바람직하게는 1 ~ 2 중량%를 더 포함할 수도 있다. 상기 셀룰로오스 나노 입자는 생분해성 고분자의 일종으로, 셀룰로오스 사슬이 다발을 이루며 빽빽하게 결합한 나노미터 내지 마이크로미터 크기의 막대 형태 입자 또는 섬유를 의미한다. 또한, 셀룰로오스 나노 입자가 섬유인 경우, 셀룰로오스 나노섬유는 단면 직경이 5 ~ 100 nm일 수 있고, 길이는 1 ~ 100 ㎛인 섬유일 수 있다.
다음으로, 본 발명이 복합 수지 성분 중 상기 인피섬유는 상기 생분해성 수지만으로 고온 성형시 세라믹화로 인해 충격강도 등의 물성이 약해지는 것을 최소화 내지 방지하기 위해 사용하는 것으로서, 상기 인피섬유는 닥나무껍질을 고해과장을 거쳐서 제조한 닥나무껍질 유래의 인피섬유를 사용할 수 있다. 그리고, 상기 인피섬유는 고온 성형과정에서 탄화되면서 성형체의 물성을 향상시키게 된다. 그리고, 상기 인피섬유는 섬도 2 ~ 10 데니어(de) 및 섬유장 3 ~ 10 mm인 것을 좋으며, 바람직하게는 섬도 3 ~ 8 de 및 섬유장 3 ~ 5 mm인 것을 사용하는 것이 복합 수지 내 인피섬유의 분산성 측면에서 유리하다. 그리고, 인피섬유의 사용량은 상기 생분해성 수지 100 중량부에 대하여 2 ~ 5 중량부, 바람직하게는 2.5 ~ 5.0 중량부, 더욱 바람직하게는 3.0 ~ 4.5 중량부를 사용하는 것이 좋다. 이때, 인피섬유 사용량이 2 중량부 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 이를 사용으로 인한 성형품의 물성 증대 효과가 미비할 수 있고, 5 중량부를 초과하여 사용하더라도 더 이상의 충격강도 향상 효과가 없고, 오히려 성형성이 떨어질 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 본 발명이 복합 수지 성분 중 상기 삼실은 삼 껍질에서 뽑아낸 실로서, 상기 인피섬유와 함께 고온 성형품의 인장강도, 인장신율 등의 기계적 물성 향상를 위해 사용한다. 그리고, 상기 삼실 역시 인피섬유와 같이 고온 성형과정에서 탄화되면서 성형체의 물성을 향상시키게 된다. 그리고, 상기 삼실은 섬도 2 ~ 10 데니어(de) 및 섬유장 3 ~ 10 mm인 것을 좋으며, 바람직하게는 섬도 3 ~ 8 de 및 섬유장 3 ~ 5 mm인 것을 사용하는 것이 복합 수지 내 인피섬유의 분산성 측면에서 유리하다. 복합 수지에서 상기 삼실의 사용량은 상기 생분해성 수지 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 2.0 중량부, 바람직하게는 0.5 ~ 1.5 중량부를 사용하는 것이 좋다. 이때, 삼실 사용량이 0.5 중량부 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 이를 사용으로 인한 성형품의 물성 증대 효과가 미비할 수 있고, 2.0중량부를 초과하여 사용하더라도 더 이상의 인장강도, 인장신율 등의 물성 향상 효과가 없으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 본 발명이 복합 수지 성분 중 상기 식물성 천연 바인더는 복합 수지 성분간 고온 성형시 성형성, 결합력을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 닥풀 및 녹말풀 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 그리고, 식물성 천연 바인더 사용량은 생분해성 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 ~ 2.0 중량부, 바람직하게는 1.0 ~ 2.0 중량부를 사용하는 것이 좋고, 이때, 식물성 천연 바인더 사용량이 0.5 중량부 미만이면 고온 성형된 성형체의 기계적 물성이 낮은 문제가 있을 수 있고, 2.0 중량부를 초과 사용하는 것은 과량 사용이며, 복합 수지의 점도를 너무 높여서 복합 수지 성분간 혼화성, 성형 작업성을 떨어뜨릴 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 본 발명의 복합 수지는 인피섬유와 삼실의 복합 수지 내 분산성 향상, 생분해성 수지와 인피섬유 및 삼실 간 상용성, 결합력 증대를 위해 첨가제로서 상용화제를 더 사용할 수 있다. 그리고, 상용화제의 사용량은 생분해성 수지 100 중량부에 대하여 0.2 ~ 1.5 중량부, 바람직하게는 0.3 ~ 1.2 중량부를, 더욱 바람직하게는 0.4 ~ 1.0 중량부를 사용하는 것이 좋다. 이때, 상용화제의 사용량이 0.2 중량부 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 이의 사용으로 인한 성형체의 물성 향상 효과가 미비할 수 있고, 1.5 중량부를 초과 사용하면 오히려 성형체의 충격 강도가 낮아지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다. 그리고, 상기 상용화제로는 말레산 무수물이 그래프트된 폴리프로필렌, 말레산 무수물이 그래프트된 폴리에틸렌, 말레산 무수물이 그래프트된 폴리부텐, 말레산 무수물이 그래프트된 에틸렌비닐아세테이트, 글리시딜메타크릴레이트 및 에틸렌 메틸 아크릴레이트 공중합체 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 바람직하게는 말레산 무수물이 그래프트된 폴리프로필렌, 말레산 무수물이 그래프트된 폴리에틸렌, 말레산 무수물이 그래프트된 에틸렌비닐아세테이트 및 에틸렌 메틸 아크릴레이트 공중합체 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 복합 수지는 안료, 착색제, 산화방지제, 가소제 등의 첨가제를 생분해성 수지 100 중량부에 대하여, 0.01 ~ 10 중량부로 더 포함할 수도 있다.
상기 안료 및 착색제는 당업계에서 사용하는 안료를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 본 발명 성형체의 생분해성 및 기계적 물성을 저하시키지 않는 것이라면 그 종류 및 사용량을 특별하게 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 안료의 일례를 들면, 상기 안료는 카드뮴레드, 몰리브덴레드, 페로시안구리, 황연, 황산화철, 황토, 황화바륨, 황화카드뮴, 크롬그린, 코발트그린, 망간그린, 철그린, 인산그린, 청동분, 녹청, 감청, 군청, 코발트청, 텅스텐청, 알루미늄 분말, 구리금속분말, 아조안료, 안드라퀴논안료, 인디고 유도체, 산화 아연, 아연설파이드, 적색산화철 및 시온 안료 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 산화방지제 착색방지 역할 등을 하는 것으로서, 당업계에서 사용하는 일반적인 산화방지제를 사용할 수 있고, 바람직하게는 옥타데실-3-(4-하이드록시-3,5-디-t-부틸페닐)프로피오네이트, 테트라비스[메틸렌-3- (3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]메탄, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-하이드 록시벤질)벤젠, 3,5-디-t-부틸-4-하이드록시벤질포스파이트 디에틸에스테르, 2,2-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), (3,5-디-t-부틸-4-하이드로시하이드로신나메이트)메탄((3,5-di-t-butyl4-hydroxyhydrocinnamate)methane), 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트((Tris(2,4-di-tbutylphenyl)phosphite) 및 [2,4-비스(1,1-디메틸에틸)페닐]에스테르((1,1'-Biphenyl)-4,4'-Diylbisphosphonous acid tetrakis[2,4-bis(1,1-dimethylethyl)phenyl] ester) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 가소제는 구연산, 아스크로빈산, 사과산 및 주석산 등과 같은 유기산을 사용할 수 있다.
또한, 앞서 설명한 본 발명의 복합수지를 혼련 압출하여 펠렛(pellet)으로 제조할 수도 있다.
앞서 설명한 본 발명의 복합수지를 이용한 성형품에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 성형품은 상기 복합수지를 150℃ 이상, 바람직하게는 180℃ 이상의 고온 온도 하에서 성형 공정으로 수행하여 제조된 성형품으로서, 이때, 상기 성형 공정은 압출, 사출 또는 진공 성형일 수 있으며, 바람직하게는 사출 성형일 수 있다.
좀 더 구체적인 일례를 들면, 상기 고온 성형용 생분해성 복합 수지(또는 펠렛)를 180℃ 이상, 바람직하게는 190 ~ 210℃로 용융시켜 용융 수지를 제조한 후, 상기 용융 수지를 사출 성형을 수행하는 2단계;를 포함하는 공정을 수행하여 사출 성형품을 제조할 수 있다.
이때, 상기 사출 성형은 사출 온도 180℃ 이상 및 사출 압력 35 ~ 70 kg/cm2 조건 하에서, 바람직하게는 사출 온도 190℃ ~ 210℃ 및 사출 압력 40 ~ 65 kg/cm2 조건 하에서 수행하여, 다양한 사출 성형품을 제조할 수 있다.
상기 사출 성형품의 용도는 특별하게 한정하지는 않으나, 바람직한 일례를 들면, 문어, 낙지 등의 연체동물 포획 단지, 연체동물 산란 단지 등을 들 수 있다.
상기 연체동물 산란(또는 포획) 단지의 일구현예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 연체동물 산란 단지(10)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 전방에 입구(10a)가 형성되고 문어, 낙지 등이 연체동물이 들어가 산란할 수 있도록 내부 공간이 형성된 몸체(11, 12)로 이루어지되, 상기 몸체(11, 12)에는 상부 내측에 연체동물 (1)이 알을 부칠 수 있도록 상부 평면부(10c)가 형성되고, 하부에는 앙카를 박아 고정하기 위하여 하부 평면부(10b)가 형성될 수 있다. 여기서 도 1 내지 도 3을 참고하면, 앙카용 홀(11a, 12a)이 형성된 것을 볼 수 있다. 해저의 지면에 앙카를 박아 고정하게 된다.
이때, 상기 몸체(11, 12)는 좌우측의 제 1 몸체(11)와, 제 2 몸체(12)가 조립되어 이루어질 수 있다. 여기서 상기 제 1 몸체(11)와 제 2 몸체(12)는 좌우 대칭이기 때문에 제작이 매우 용이하고 앙카용 홀(11a, 12a)만 구분하여 조립하면 된다.
이때, 상기 제 1 몸체(11)와 제 2 몸체(12)는 밀착되는 부분에는 플랜지(11b, 12b)가 형성되고, 상기 플랜지(11b, 12b)에 형성된 조립용 홀(11c, 12c)에 체결수단(13, 14)이 체결되어 조립될 수 있다. 여기서 도 2를 참고하면, 상기 플랜지(11b, 12b)에는 상부에 2개소 하부에 2개소의 조립용 홀(11c, 12c)을 형성하고 체결수단으로는 볼트(13)와 너트(14)를 사용하여 용이하게 조립 및 분해할 수 있도록 되어 있다.
이때, 상기 하부 평면부(10b)의 두께가 상기 상부 평면부(10c)보다 두껍게 형성될 수 있다. 여기서 하부 평면부(10b)는 앙카를 박기 위하여 홀(11a, 12a)을 형성하고 이를 기반으로 해저 지면에 고정되기 때문에 어느 정도 강도 이상을 가져야 하기 때문에 두께가 상부 평면부(10c)보다 두껍게 형성된다. 또한 상기 상부 평면부(11b)는 단지 연체동물이 알을 붙이는 용도이기 때문에 두께가 두꺼울 필요가 없다.
이때, 도 2와 도 3을 참고하면, 상기 몸체(11, 12)의 입구 반대편에는 원활한 해수 흐름이 이루어지도록 해수용 홀(10d)이 형성될 수 있다. 만약 해수가 원활하게 흐르지 않게 되면 해수의 흐름에 의해 연체동물 포획 단지(10)에 압력이 가해지고 그 압력이 가해지는 방향으로 앙카가 힘을 받아 분리되어 문어 포획 단지(10)가 유실될 수 있기 때문이다.
이때, 상기 연체동물 산란 단지(10)는 앙카용 홀(11a, 12a)을 이용하여 앙카로 고정하든지 아니면 와이어 등을 연결하여 일정 간격으로 복수개의 산란기를 고정할 수도 있다.
도 4를 참고하면, 연체동물이 주로 산란하는 동굴과 같은 환경을 조성하기 위하여 상기 몸체(11, 12)와 같은 형태를 취하게 되는 바, 내부에는 문어 등의 연체동물이 습성상 동굴로 오인하고 입구로 들어가게 된다. 그 다음 산란을 하여 알을 상부 평면부(10c) 내측면에 붙이게 되는 바, 곡면이 아닌 평면으로 형성하여 더 많은 양의 알을 붙일 수 있도록 한다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
[실시예]
준비예 1 : 생분해성 수지 함유 혼합수지 준비
폴리락트산(중량평균분자량=105,000 ~ 110,000) 41 중량%, 결정화 핵제인 3,4-디메틸벤질리덴솔비톨 2.1 중량%, 무기충전제인 카본블랙 7.5 중량%, 가교제인 메틸이소부틸케톤퍼옥사이드 0.95 중량% 및 잔량의 폴리카프로락톤(중량평균분자량=50,000 ~ 55,000)을 포함하는 생분해성 수지 함유 혼합수지를 준비하였다.
준비예 2 ~ 4 및 비교준비예 1 ~ 3
상기 준비예 1과 동일한 방법으로 생분해성 수지 함유 혼합수지를 제조하되, 하기 표 1과 같은 조성 및 조성비를 가지는 생분해성 수지 함유 혼합수지를 각각 제조하여 준비예 2 ~ 4 및 비교준비예 1 ~ 2를 각각 실시하였다.
구분
(중량%)
폴리락트산 결정화핵제 무기충전제 가교제 폴리카프로락톤
준비예 1 41 2.1 7.5 0.95 나머지 잔량
준비예 2 48 2.1 7.5 0.95 나머지 잔량
준비예 3 35 2.1 7.5 0.95 나머지 잔량
준비예 4 41 3.7 7.5 0.95 나머지 잔량
비교준비예1 53 2.1 7.5 0.95 나머지 잔량
비교준비예2 41 4.3 7.5 0.95 나머지 잔량
실시예 1 : 고온 성형용 생분해성 복합수지 및 이의 펠렛 제조
상기 준비예 1의 생분해성 수지 함유 혼합수지 100 중량부에 대하여, 닥나무껍질 유래의 인피섬유(섬도 4 ~ 6de, 섬유장 4 ~ 5mm) 3.8 중량부, 삼실(섬도 4 ~ 6de, 섬유장 4 ~ 5mm) 1.2 중량부, 식물성 천연 바인더인 닥풀 1.2 중량부 및 상용화제로서 말레산 무수물이 그래프트된 에틸렌비닐아세테이트(다우 바이넬(Dow Bynel)® E418) 0.5 중량부의 혼합비로 이축혼련압출기에 투입 및 균일하게 혼련 압출하여 고온 성형용 생분해성 복합수지로 형성된 펠렛을 제조하였다.
실시예 2 ~ 4 및 비교예 1 ~ 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고온 성형용 생분해성 복합 수지로 형성된 펠렛을 제조하되, 하기 표 2와 같이 준비예 1의 생분해성 수지 함유 혼합수지 대신 준비예 2 ~ 4 및 비교준비예 1 ~ 2의 생분해성 수지 함유 혼합수지를 각각 사용하여, 실시예 2 ~ 4 및 비교예 1 ~ 2를 실시하였다.
실시예 5 ~ 8 및 비교예 3 ~ 10
상기 실시예 1과 동일한 조성을 사용하여 고온 성형용 생분해성 복합수지로 형성된 펠렛을 제조하되, 하기 표 2와 같이 복합 수지 내 조성비를 달리하여 고온 성형용 생분해성 복합수지로 형성된 펠렛을 각각 제조하여, 실시예 5 ~ 8 및 비교예 3 ~ 10를 각각 실시하였다.
구분
(중량부)
생분해성 수지 함유
혼합수지
인피섬유 삼실 식물성 천연 바인더 상용화제
종류 사용량 사용량 사용량 사용량 사용량
실시예1 준비예1 100 3.6 1.2 1.2 0.5
실시예2 준비예2 100 3.6 1.2 1.2 0.5
실시예3 준비예3 100 3.6 1.2 1.2 0.5
실시예4 준비예4 100 3.6 1.2 1.2 0.5
실시예5 준비예 1 100 4.5 1.2 1.2 0.5
실시예6 준비예 1 100 3.6 1.8 1.2 0.5
실시예7 준비예 1 100 3.6 1.2 2.0 0.5
실시예8 준비예1 100 3.6 1.2 1.2 1.2
비교예1 비교준비예1 100 3.6 1.2 1.2 0.5
비교예2 비교준비예2 100 3.6 1.2 1.2 0.5
비교예3 준비예 1 100 - - - -
비교예4 준비예 1 100 - 1.2 1.2 0.5
비교예5 준비예 1 100 5.5 1.2 1.2 0.5
비교예6 준비예 1 100 3.6 - 1.2 0.5
비교예7 준비예 1 100 3.6 2.5 1.2 0.5
비교예8 준비예 1 100 3.6 1.2 0.3 0.5
비교예9 준비예 1 100 3.6 1.2 2.5 0.5
비교예10 준비예 1 100 3.6 1.2 1.2 1.9
실험예 1 : 사출 성형 시편 제조 및 이의 물성 측정
상기 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1 ~ 10의 펠렛 각각을 190 ~ 195℃하에서 용융시켜서 용융 수지를 제조하였다.
다음으로, 상기 용융 수지를 사출온도 190 ~ 195℃ 및 사출 압력 50 kg/cm2 조건 하에서 사출하여 두께 1.5 mm 및 두께 3.2 mm 바 형태의 사출 성형 시편을 각각 제조하였다.
상기 두께 1.5 mm의 바 형태의 사출 성형 시편에 대한 다트 낙하 충격 시험, 인장 강도, 인장 신율을 측정하였으며, 또한, 상기 두께 3.2 mm의 바 형태의 사출 성형 시편의 충격강도를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
그리고, 상기 물성 측정 실험 방법은 하기와 같다.
(1) 다트 낙하 충격 시험(dart drop impact test)은 ASTM D1709 방법에 의거하여 측정하였다.
(2) 파괴 시험시 인장 강도 및 파괴 시험시 인장 신율은 ASTM D882방법에 의거하여 측정하였다.
(3) 충격강도는 ASTM D256 방법에 의거하여 노치드 아이조드 충격강도를 측정하였다.
(4) 성형성은 사출 성형품의 외관을 육안으로 판단하였으며, 성형성 평가는 좋음, 보통, 나쁨으로 평가하였다.
구분 다트 낙하
충격 시험값 (g)
인장 강도
(kpsi)
인장 신율
(%, MD 방향)
충격 강도
(J/m)
성형성
실시예1 368 3.9 ~ 4.0 592 397 좋음
실시예2 364 3.7 ~ 3.8 596 382 좋음
실시예3 370 4.1 ~ 4.2 586 401 좋음
실시예4 375 4.2 ~ 4.3 604 406 좋음
실시예5 372 4.1 ~ 4.2 596 404 보통
실시예6 372 4.2 ~ 4.3 602 408 좋음
실시예7 368 3.8 ~ 3.9 588 399 좋음
실시예8 366 4.3 ~ 4.4 615 388 좋음
비교예1 351 3.3 ~ 3.4 558 342 좋음
비교예2 362 3.7 ~ 3.8 594 398 좋음
비교예3 290 3.0 ~ 3.1 529 302 좋음
비교예4 320 3.2 ~ 3.3 554 318 좋음
비교예5 374 4.1 ~ 4.2 598 406 나쁨
비교예6 338 3.4 ~ 3.5 566 341 좋음
비교예7 374 4.2 ~ 4.3 600 408 좋음
비교예8 342 3.4 ~ 3.5 560 358 좋음
비교예9 370 3.8 ~ 3.9 590 398 보통
비교예10 360 4.3 ~ 4.4 612 370 좋음
상기 표 3의 생분해성 복합수지로 사출 성형한 시편의 물성 측정 결과를 살펴보면, 실시예 1 ~ 8은 전반적으로 성형성이 좋으면서, 비교예와 비교할 때 우수한 충격 강도, 인장 강도와 인장 신율을 확보하고 있는 것을 확인할 수 있다.
이에 반해, 폴리락트산을 50 중량% 초과된 53 중량%를 사용한 생분해성 수지 함유 혼합수지(비교준비예 1)를 복합 수지로 제조한 비교예 1의 경우, 실시예 1 및 실시예 2(준비예 2의 생분해성 수지 함유 혼합수지 사용)와 비교할 때, 기계적 물성이 크게 부족한 문제가 있었다.
또한, 결정화 핵제를 4 중량% 초과한 4.3 중량%를 사용한 생분해성 수지 함유 혼합수지(비교준비예 2)를 이용한 복합 수지로 제조된 비교예 2의 경우, 실시예 4(준비예 4의 생분해성 수지 함유 혼합수지 사용)와 비교할 때, 오히려 전반적으로 기계적 물성이 감소하는 문제가 있었는데, 이는 다량의 결정화 핵제 사용으로 인해 인피섬유, 삼실 등 성분들의 분산성이 떨어져서 오히려 성형체의 물성이 감소하는 것으로 판단된다.
생분해성 수지만을 사용한 비교예 3, 인피섬유를 사용하지 않은 비교예 4 및 삼실을 사용하지 않은 비교예 7의 경우, 다른 실시예 및 비교예와 비교할 때, 인장강도, 인장신율 및 충격강도가 전반적으로 낮은 문제가 있음을 확인할 수 있었다.
그리고, 인피섬유를 5 중량부 초과한 5.5 중량부를 사용한 비교예 5의 경우, 제조예 5(4.5 중량부)와 비교할 때, 충격 강도 등의 물성 향상 효과가 미비하면서 오히려 성형성만 떨어지는 문제가 있었다.
또한, 삼실을 2.0 중량부 초과한 2.5 중량부를 사용한 비교예 7의 경우, 실시예 6(1.8 중량부)와 비교할 때, 물성 향상 효과가 거의 없었다.
또한, 식물성 천연 바인더를 0.5 중량부 미만인 0.3 중량부를 사용한 비교예 8의 경우, 실시예 1과 비교할 때, 전반적인 물성이 떨어지는 문제가 있었는데, 이는 복합 수지간 고온 성형시 결합력이 떨어지기 때문으로 판단된다. 그리고, 식물성 천연 바인더를 1.5 중량부 초과한 2.5 중량부를 사용한 비교예 9의 경우, 실시예 7(2 중량부)와 비교할 때, 물성 증대 효과가 거의 없으면서 오히려 성형성이 다소 떨어지는 문제가 있었다.
또한, 상용화제를 1.5 중량부 초과 사용한 1.9 중량부로 사용한 비교예 10의 경우, 실시예 8(1.2 중량부)과 비교할 때, 오히려 충격 강도 등의 물성이 낮아지는 문제가 있었다.
상기 물성 측정 결과를 통하여, 본 발명의 복합 수지로 제조한 사출 성형품이 두께가 1.5 mm일 때, ASTM D1709 방법에 따른 다트 낙하 충격 시험값이 350g 이상, 바람직하게는 360 ~ 400g, 더욱 바람직하게는 360 ~ 385g을 만족할 수 있음을 확인할 수 있었다.
또한, 본 발명의 복합 수지로 제조한 사출 성형품이 두께가 1.5 mm일 때, ASTM D882 방법에 따른 인장 강도 3.5 ~ 4.5 kpsi 및 인장 신율(MD 방향, 기계방향) 550% 이상을, 바람직하게는 인장 강도 3.6 ~ 4.4 kpsi 및 인장 신율(MD 방향, 기계방향) 570% ~ 620%를, 더욱 바람직하게는 인장 강도 3.7 ~ 4.3 kpsi 및 인장 신율(MD 방향, 기계방향) 580% ~ 620%를 가질 수 있음을 확인할 수 있었다.
또한, 또한, 본 발명의 복합 수지로 제조한 사출 성형품이 두께가 3.2 mm일 때, ASTM D256 방법에 따른 충격강도 360 J/m 이상, 바람직하게는 충격 강도 365 ~ 450 J/m, 더욱 바람직하게는 충격강도 370 ~ 430 J/m를 가질 수 있음을 확인할 수 있었다.
제조예 1 : 사출 성형을 통한 문어 산란 단지의 제조
상기 실시예 1에서 제조한 고온 성형용 생분해성 복합수지로 제조된 펠렛을 준비하였다.
다음으로, 상기 펠렛을 사출 성형기의 용융기에 투입한 후, 히터 온도 195 ~ 198℃로 가열하여 용융시켰다.
다음으로, 용융된 수지를 배압 10 kg/cm2, 60 rpm의 조건으로 가소화시킨 후, 온도 195 ~ 200℃ 하에서 사출 속도 40 mm/s, 사출 압력 60 kg/cm2 조건으로 사출을 수행하여 제1몸체 및 제2몸체의 사출 성형품을 각각 제조하였다.
다음으로, 냉각된 상기 제1몸체와 제2몸체의 표면을 다듬은 후, 결합시켜서 문어 산란 단지를 제조하였으며, 이의 사진을 도 5의 A ~ D에 나타내었다.
10 : 연체동물 산란 단지 10b : 하부 평면부
10c : 상부 평면부 11 : 제 1 몸체
12 : 제 2 몸체 13 : 볼트
14 : 너트

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 180℃ 이상의 고온에서 사출 성형 가능한 생분해성 복합 수지로서,
    생분해성 수지 함유 혼합수지 100 중량부에 대하여, 인피섬유 2 ~ 5 중량부, 삼실 0.5 ~ 2 중량부, 닥풀 및 녹말풀 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 식물성 천연 바인더 0.5 ~ 2 중량부 및 상용화제 0.2 ~ 1.5 중량부를 포함하며,
    상기 인피섬유 및 삼실 각각은 독립적으로 섬도 2 ~ 10 데니어(de) 및 섬유장 3 ~ 10 mm이고,
    상기 생분해성 수지 함유 혼합수지는, 폴리락트산 25 ~ 50 중량%, 결정화 핵제 0.1 ~ 4 중량%, 무기충전제 1 ~ 20 중량%, 가교제 0.01 ~ 5 중량% 및 잔량의 폴리카프로락톤을 포함하고,
    상기 상용화제는, 말레산 무수물이 그래프트된 폴리프로필렌, 말레산 무수물이 그래프트된 폴리에틸렌, 말레산 무수물이 그래프트된 에틸렌비닐아세테이트 및 에틸렌 메틸 아크릴레이트 공중합체 중에서 선택된 1종 이상을 포함하며,
    상기 결정화 핵제는, 방향족 술폰산염(aromatic sulfonate derivatives), 질화붕소(boron nitride), 알루미늄 파라 터셔리(para tertiary) 부틸 벤조산, 나트륨 벤조산 또는 칼슘 벤조산을 포함하는 유기금속 계열의 핵제; 벤질리덴솔비톨, 메틸벤질리덴솔비톨, 에틸벤질리덴솔비톨 또는 3,4-디메틸벤질리덴솔비톨을 포함하는 솔비톨계 핵제; 및 1,2,3-트리데옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4-프로필페닐)메틸렌]-노니톨; 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 성형용 생분해성 복합 수지.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서, 상기 생분해성 수지는 폴리락트산, 폴리카프로락톤, 셀룰로오스 나노 입자, 결정화 핵제, 무기충전제 및 가교제를 포함하며,
    상기 무기충전제는 라임스톤, 이산화티타늄, 황산칼슘, 산화마그네슘, 칼슘스테아레이트, 마이카, 실리카, 규산칼슘, 점토 및 카본블랙 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 성형용 생분해성 복합 수지.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가교제는 과산벤조일, 퍼부틸퍼옥사이드, 메틸이소부틸케톤퍼옥사이드 및 디메틸다이-t-부틸퍼옥시헥산 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 성형용 생분해성 복합 수지.
  7. 삭제
  8. 제2항, 제5항 또는 제6항의 고온 성형용 생분해성 복합 수지를 포함하며,
    180℃ 이상의 고온에서 사출 성형시킨 사출 성형품이며,
    두께가 1.5 mm일 때, ASTM D1709 방법에 따른 다트 낙하 충격 시험값이 350g 이상이고,
    두께가 3.2 mm일 때, ASTM D256 방법에 따른 충격강도 360 J/m 이상인 것을 특징으로 하는 성형품.
  9. 제8항에 있어서, 상기 성형품은 연체동물 포획 단지 또는 연체동물 산란 단지인 것을 특징으로 하는 성형품.
  10. 제9항에 있어서, 상기 연체동물 포획 단지 또는 연체동물 산란 단지는
    전방에 입구가 형성되고 연체동물이 들어가 산란할 수 있도록 내부 공간이 형성된 몸체로 이루어지되,
    상기 몸체에는 상부 내측에 연체동물이 알을 부칠 수 있도록 상부 평면부가 형성되고, 하부에는 앙카를 박아 고정하기 위하여 하부 평면부가 형성된 것을 특징으로 하는 성형품.
  11. 제2항, 제5항 또는 제6항의 고온 성형용 생분해성 복합 수지를 준비하는 1단계; 및
    상기 고온 성형용 생분해성 복합 수지를 180℃ 이상으로 가열 및 용융시켜 용융 수지를 제조한 후, 상기 용융 수지를 사출 성형을 수행하는 2단계;를 포함하며,
    상기 사출 성형은 180℃ 이상의 온도 하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 성형품의 제조방법.
KR1020200070491A 2020-06-10 2020-06-10 고온 성형용 생분해성 복합 수지 및 이를 이용한 성형품 KR102320029B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200070491A KR102320029B1 (ko) 2020-06-10 2020-06-10 고온 성형용 생분해성 복합 수지 및 이를 이용한 성형품

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200070491A KR102320029B1 (ko) 2020-06-10 2020-06-10 고온 성형용 생분해성 복합 수지 및 이를 이용한 성형품

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102320029B1 true KR102320029B1 (ko) 2021-10-29

Family

ID=78231144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200070491A KR102320029B1 (ko) 2020-06-10 2020-06-10 고온 성형용 생분해성 복합 수지 및 이를 이용한 성형품

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102320029B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024029818A1 (ko) * 2022-08-02 2024-02-08 에스케이티비엠지오스톤 주식회사 생분해성 수지 조성물 및 이를 포함하는 생분해성 성형품
KR102643985B1 (ko) * 2023-02-15 2024-03-06 주식회사 티엠디랩 가교가 가능하고, 탄성력 및 신장력이 개선되고, 형상기억 특성을 가지는 생체적합성 고분자, 이의 제조방법 및 용도

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002355932A (ja) 2001-05-30 2002-12-10 Toyota Motor Corp 生分解性プラスチック
KR20100108683A (ko) 2009-03-30 2010-10-08 대상 주식회사 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물
JP2013018133A (ja) * 2011-07-07 2013-01-31 Nissha Printing Co Ltd 成形同時加飾繊維成形品の製造方法
WO2015052876A1 (ja) * 2013-10-11 2015-04-16 株式会社カネカ 脂肪族ポリエステル樹脂組成物および脂肪族ポリエステル樹脂成形体
KR20190018131A (ko) * 2018-08-08 2019-02-21 함지연 저온 성형성이 우수한 생분해성 수지 조성물

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002355932A (ja) 2001-05-30 2002-12-10 Toyota Motor Corp 生分解性プラスチック
KR20100108683A (ko) 2009-03-30 2010-10-08 대상 주식회사 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물
JP2013018133A (ja) * 2011-07-07 2013-01-31 Nissha Printing Co Ltd 成形同時加飾繊維成形品の製造方法
WO2015052876A1 (ja) * 2013-10-11 2015-04-16 株式会社カネカ 脂肪族ポリエステル樹脂組成物および脂肪族ポリエステル樹脂成形体
KR20190018131A (ko) * 2018-08-08 2019-02-21 함지연 저온 성형성이 우수한 생분해성 수지 조성물

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024029818A1 (ko) * 2022-08-02 2024-02-08 에스케이티비엠지오스톤 주식회사 생분해성 수지 조성물 및 이를 포함하는 생분해성 성형품
KR102643985B1 (ko) * 2023-02-15 2024-03-06 주식회사 티엠디랩 가교가 가능하고, 탄성력 및 신장력이 개선되고, 형상기억 특성을 가지는 생체적합성 고분자, 이의 제조방법 및 용도

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102320029B1 (ko) 고온 성형용 생분해성 복합 수지 및 이를 이용한 성형품
US8546470B2 (en) Cellulosic inclusion thermoplastic composition and molding thereof
EP0519367B1 (de) Stärke-Polymer-Mischung, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie aus ihr erhältliche Produkte
CN112940471A (zh) 可降解塑料及其制备方法、一次性用品
CN101205356A (zh) 聚羟基烷酸酯及其共聚物与聚乳酸的共混改性
CN101525480A (zh) 可生物降解人造鱼饵及其制造方法
US20090036566A1 (en) Biodegradable composite, product made therefrom, and method of manufacture thereof
US5456973A (en) Monofilaments from polymer blends and fabrics thereof
CN102321287B (zh) 一种可生物降解聚乙烯薄膜及其制备方法
DE69323811T2 (de) Neue Polymermischungen
KR20190018131A (ko) 저온 성형성이 우수한 생분해성 수지 조성물
CN101397394A (zh) 耐水解柔性聚乳酸取向制品及生产方法
US5004784A (en) Polymer blends containing isocyanate reacting agents
US20220304254A1 (en) Degradable extruded netting made from polymer blend compositions
CN109504042A (zh) Pha改性的tps/pbat可生物降解树脂及其制备方法
ITMI20102362A1 (it) Composizione di poliesteri.
JP7529658B2 (ja) ポリマーブレンド組成物およびそれから作製された分解性押出ネット
KR101685761B1 (ko) 백색도 및 기계적 물성이 향상된 생분해성 수지 조성물을 이용한 3차원 프린터용 필라멘트
CN104194123B (zh) 聚丙烯腈纤维/高密度聚乙烯复合材料的制备方法
CN102532695B (zh) 一种芳纶浆粕增强聚丙烯复合材料及其制备方法
KR101418135B1 (ko) 폴리카보네이트 조성물, 그의 제조 방법 및 그를 포함하는 물품
KR20200071816A (ko) 표면 특성이 향상된 3차원 프린터 필라멘트용 폴리유산 수지 조성물 및 이를 이용한 3차원 프린터용 필라멘트
CN103183937A (zh) 一种改性聚乳酸复合材料及其制备方法
EP3643742B1 (en) Reinforced biodegradable composite material
CN104312008B (zh) 一种高亮度pp电镀材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant