KR102541783B1 - 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents
천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물 및 그 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 천연소재인 숯과 미세하게 분쇄하여 파우더 형태로 제조된 생분해성 수지 특히 PLA(PolyLactic Acid), PCL(polycaprolactone), 바이오기반 PBS(Polybuthylene succinate)중 어느 하나 이상을 선택 혼합하여 정수기용 필터, 향균 탈취성 매트, 냉장고 탈취제, 공기청정기 필터, 항균 탈취성 신발깔창 및 생활용품에 사용 가능한 제품의 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로 구체적으로는, 활성탄이나 야자수 숯 또는 참숯 등 다양한 숯과 파우더 형태의 생분해성 수지 특히 PLA(PolyLactic Acid), PCL(polycaprolactone), 바이오기반 PBS(Polybuthylene succinate)중 어느 하나 이상을 선택 혼합하여 제조함으로서 기존 접착제로 사용하고 있는 폴리프로필렌(PP : polypropylene) 또는 폴리에틸렌(PE : Polyethylene)으로 부터 발생되는 환경오염의 문제점을 해소하여 사용후 폐기시 자연 분해가 가능하고, 생분해성 수지와 숯 성분으로 인해 항균력이 있으며 온실 가스 저감 및 미세플라스틱이 나오지 않는 자연 순환형 친환경 제품을 제조함으로서 위생성과 환경적 측면에서 사람과 환경에 유해치 아니하고 지구 온난화 방지등 친환경적인 제품 예를들면 정수기용 필터, 향균 탈취성 매트, 냉장고 탈취제, 항균 탈취성 신발깔창 및 생활용품를 제조할 수 있도록 한 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서,
본 발명의 구체적인 해결적 수단은,
"숯과 생분해성 수지를 혼합하는 혼합단계와 상기 혼합 단계를 거친 혼합물을 압출기 스크류로 중공부를 갖는 파이프 형상, 원통형상 또는 원형, 판형, 구형중 어느 하나의 형상으로 이루어진 카본 블럭 압출 성형틀 또는 압축 성형틀중 어느 하나에 투입한 후 압축 성형하는 단계와 상기 압축 성형하는 단계를 거친 후 소정의 길이로 커팅하는 단계를 포함하고, 상기 혼합단계에서의 혼합물은 숯 60 ~ 90 중량%와, 생분해성 수지 10 ~ 40 중량%를 혼합하는 것으로 한정하고 상기 압출기 스크류 온도는 160~180℃로 한정하며 상기 압축 성형하는 단계에서의 성형 온도는 170℃로 한정하되, 압축 성형하여 비표면적이 1000 ~ 1700m2/g이고 부피는 0.446 ~ 0.557cm2/g인 활성탄으로 한정한 상기 숯과 PLA, PCL 또는 바이오기반 PBS중 어느 하나 이상으로 이루어지며 습식, 건식, 냉동 방식 중 어느 하나를 선택하여 생성한 상기 생분해성 수지를 상기 혼합단계에서 혼합하여 혼합물을 생성한 상태에서 입자크기 2 ~ 5㎛로 분쇄한 후 수분 함량 50ppm 이하로 제습 건조하여 생성하는 것을 포함하는 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물 제조방법과,
숯 60 ~ 90 중량%와, 생분해성 수지 10 ~ 40 중량%를 혼합하여 이루어지되,
상기 숯은 압축 성형하여 비표면적이 1000 ~ 1700m2/g이고, 부피는 0.446 ~ 0.557cm2/g인 활성탄으로 한정하며 PLA, PCL 또는 바이오기반 PBS중 어느 하나 이상으로 이루어진 상기 생분해성 수지는 습식, 건식, 냉동 방식 중 어느 하나를 선택하여 생성한 후 상기 숯과 생분해성 수지를 혼합한 후 입자크기 2 ~ 5㎛로 분쇄한 후 수분 함량 50ppm 이하로 제습건조하여 생성하는 것을 포함하는 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물과,
상기 제조된 조성물은 정수기용 필터, 향균 탈취성 매트, 냉장고 탈취제, 항균 탈취성 신발깔창 및 생활용품에 사용 가능한 것을 포함하는 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물"를 구성적 특징으로 함으로서,
본 발명은, 천연소재인 활성탄, 야자수 숯, 참숯 등 다양한 숯과 미세하게 분쇄하여 파우더 형태로 제조된 생분해성 수지 특히 PLA(PolyLactic Acid), PCL(polycaprolactone), 바이오 기반 PBS(Polybuthylene succinate)중 어느 하나 이상을 혼합함으로서 항균, 항바이러스 및 혈액 순환과 신진 대사를 활성해 주며 노화된 세포를 활성화 시켜 노폐물 및 지방질 배설을 촉진하여 피부 노화의 원인을 제거하여 건강과 젊음을 유지시켜 주는 등 인체에 매우 유익한, 탈취 성능을 증대토록 하는 공기청정기용 또는 정수기용 필터, 탈취 필터, 향균 탈취성 매트, 냉장고 탈취제, 항균 탈취성 신발깔창 등등 인체에 직접 영향을 미치는 다양한 제품 소재에 적용가능한 효과를 발휘하며,
또한, 공기청정기 또는 정수기용 필터 등에 화학적 원료를 배제하고 미세하게 분쇄하여 파우더 형태로 제조된 생분해성 수지중에서 특히 PLA(PolyLactic Acid), PCL(polycaprolactone), 바이오기반 PBS(Polybuthylene succinate)중 어느 하나이상을 혼합하므로서 상기 파우더 형태의 생분해성 수지가 접착제 역할 및 기능으로 혼합함으로서 사용후 폐기시 자연 분해가 가능하고, 항균력이 있으며 온실 가스 저감 및 미세플라스틱이 나오지 않는 자연 순환형 친환경 조성물을 제조함으로서 위생성과 환경적 측면에서 사람과 환경에 유해치 아니하고 지구 온난화 방지등 친환경적인 조성물을 제조할 수 있는 효과를 발휘하는 것이다.
본 발명의 구체적인 해결적 수단은,
"숯과 생분해성 수지를 혼합하는 혼합단계와 상기 혼합 단계를 거친 혼합물을 압출기 스크류로 중공부를 갖는 파이프 형상, 원통형상 또는 원형, 판형, 구형중 어느 하나의 형상으로 이루어진 카본 블럭 압출 성형틀 또는 압축 성형틀중 어느 하나에 투입한 후 압축 성형하는 단계와 상기 압축 성형하는 단계를 거친 후 소정의 길이로 커팅하는 단계를 포함하고, 상기 혼합단계에서의 혼합물은 숯 60 ~ 90 중량%와, 생분해성 수지 10 ~ 40 중량%를 혼합하는 것으로 한정하고 상기 압출기 스크류 온도는 160~180℃로 한정하며 상기 압축 성형하는 단계에서의 성형 온도는 170℃로 한정하되, 압축 성형하여 비표면적이 1000 ~ 1700m2/g이고 부피는 0.446 ~ 0.557cm2/g인 활성탄으로 한정한 상기 숯과 PLA, PCL 또는 바이오기반 PBS중 어느 하나 이상으로 이루어지며 습식, 건식, 냉동 방식 중 어느 하나를 선택하여 생성한 상기 생분해성 수지를 상기 혼합단계에서 혼합하여 혼합물을 생성한 상태에서 입자크기 2 ~ 5㎛로 분쇄한 후 수분 함량 50ppm 이하로 제습 건조하여 생성하는 것을 포함하는 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물 제조방법과,
숯 60 ~ 90 중량%와, 생분해성 수지 10 ~ 40 중량%를 혼합하여 이루어지되,
상기 숯은 압축 성형하여 비표면적이 1000 ~ 1700m2/g이고, 부피는 0.446 ~ 0.557cm2/g인 활성탄으로 한정하며 PLA, PCL 또는 바이오기반 PBS중 어느 하나 이상으로 이루어진 상기 생분해성 수지는 습식, 건식, 냉동 방식 중 어느 하나를 선택하여 생성한 후 상기 숯과 생분해성 수지를 혼합한 후 입자크기 2 ~ 5㎛로 분쇄한 후 수분 함량 50ppm 이하로 제습건조하여 생성하는 것을 포함하는 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물과,
상기 제조된 조성물은 정수기용 필터, 향균 탈취성 매트, 냉장고 탈취제, 항균 탈취성 신발깔창 및 생활용품에 사용 가능한 것을 포함하는 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물"를 구성적 특징으로 함으로서,
본 발명은, 천연소재인 활성탄, 야자수 숯, 참숯 등 다양한 숯과 미세하게 분쇄하여 파우더 형태로 제조된 생분해성 수지 특히 PLA(PolyLactic Acid), PCL(polycaprolactone), 바이오 기반 PBS(Polybuthylene succinate)중 어느 하나 이상을 혼합함으로서 항균, 항바이러스 및 혈액 순환과 신진 대사를 활성해 주며 노화된 세포를 활성화 시켜 노폐물 및 지방질 배설을 촉진하여 피부 노화의 원인을 제거하여 건강과 젊음을 유지시켜 주는 등 인체에 매우 유익한, 탈취 성능을 증대토록 하는 공기청정기용 또는 정수기용 필터, 탈취 필터, 향균 탈취성 매트, 냉장고 탈취제, 항균 탈취성 신발깔창 등등 인체에 직접 영향을 미치는 다양한 제품 소재에 적용가능한 효과를 발휘하며,
또한, 공기청정기 또는 정수기용 필터 등에 화학적 원료를 배제하고 미세하게 분쇄하여 파우더 형태로 제조된 생분해성 수지중에서 특히 PLA(PolyLactic Acid), PCL(polycaprolactone), 바이오기반 PBS(Polybuthylene succinate)중 어느 하나이상을 혼합하므로서 상기 파우더 형태의 생분해성 수지가 접착제 역할 및 기능으로 혼합함으로서 사용후 폐기시 자연 분해가 가능하고, 항균력이 있으며 온실 가스 저감 및 미세플라스틱이 나오지 않는 자연 순환형 친환경 조성물을 제조함으로서 위생성과 환경적 측면에서 사람과 환경에 유해치 아니하고 지구 온난화 방지등 친환경적인 조성물을 제조할 수 있는 효과를 발휘하는 것이다.
Description
본 발명은 천연소재인 숯과 미세하게 분쇄하여 파우더 형태로 제조된 생분해성 수지 특히 PLA(PolyLactic Acid), PCL(polycaprolactone), 바이오기반 PBS(Polybuthylene succinate)중 어느 하나 이상을 선택 혼합하여 정수기용 필터, 향균 탈취성 매트, 냉장고 탈취제, 공기청정기 필터, 항균 탈취성 신발깔창 및 생활용품에 사용 가능한 제품의 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로 구체적으로는, 활성탄이나 야자수 숯 또는 참숯 등 다양한 숯과 파우더 형태의 생분해성 수지 특히 PLA(PolyLactic Acid), PCL(polycaprolactone), 바이오기반 PBS(Polybuthylene succinate)중 어느 하나 이상을 선택 혼합하여 제조함으로서 기존 접착제로 사용하고 있는 폴리프로필렌(PP : polypropylene) 또는 폴리에틸렌(PE : Polyethylene)으로 부터 발생되는 환경오염의 문제점을 해소하여 사용후 폐기시 자연 분해가 가능하고, 생분해성 수지와 숯 성분으로 인해 항균력이 있으며 온실 가스 저감 및 미세플라스틱이 나오지 않는 자연 순환형 친환경 제품을 제조함으로서 위생성과 환경적 측면에서 사람과 환경에 유해치 아니하고 지구 온난화 방지등 친환경적인 제품 예를들면 정수기용 필터, 향균 탈취성 매트, 냉장고 탈취제, 항균 탈취성 신발깔창 및 생활용품를 제조할 수 있도록 한 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 정수기용 또는 공기청정기용 필터, 탈취용 필터, 침대 매트, 냉장고 탈취제, 신발안창, 여성용 가슴패드, 생리대 패드 등등 다양한 제품은 인체에 많은 영향을 줌으로서 인체에 무해하고 위생적인 소재의 사용이 무엇보다 중요하다.
이와 같이 인체에 영향을 미치는 다양한 제품의 소재 개발을 함에 있어 원적외선 및 음이온 방출 및 전자파 차단을 가능함과 동시에 항균, 항바이러스 및 혈액 순환과 신진 대사를 활성해 주며 노화 된 세포를 활성화 시켜 노폐물 및 지방질 배설을 촉진하여 피부 노화의 원인을 제거하여 건강과 젊음을 유지시켜 주는 등 인체에 매우 유익한, 탈취 성능을 증대토록 하는 소재 개발이 필요한 실정이다.
한편, 일반적으로 필터는 세디먼트 필터, 활성탄 필터, 중공사막 필터, 이온교환 수지 필터, 역삼투압 필터 등이 소개되고 있는데, 그 중에서 세디먼트 필터는 정수가 되기 전의 물(이하, '원수'라 함)에 포함되어 있는 입자 형태의 찌꺼기를 여과시켜주는 역할을 한다.
특히, 상기 활성탄 필터는 일반적으로 두개 구비될 수 있다. 즉, 원수 측에 구비되는 프리 활성탄 필터(pre carbon filter)와 정수 측에 구비되는 포스트 활성탄 필터(post carbon filter)로 구비될 수 있다. 상기 포스트 활성탄 필터는 주로 정수의 맛에 영향을 미치는 냄새 유발 물질을 제거하여 물맛을 향상시키기 위하여 구비될 수 있다.
이와 같은 활성탄 필터의 경우 종래에는 활성탄, 참숯, 야자수 숯 등 다양한 숯 종류에 폴리프로필렌(PP : polypropylene) 또는 폴리에틸렌(PE : Polyethylene)이 결합되어 이루어지므로 상기 폴리프로필렌(PP : polypropylene) 또는 폴리에틸렌(PE : Polyethylene)으로 부터 발생되는 환경오염의 문제점이 있었다.
구체적으로 상기 화학성분에 의해 재활용이 어렵고, 폐기시 분해시간이 100년 이상이 소요되고, 온실 가스 및 환경오염을 증가시키며, 환경파괴 및 미세플라스틱 발생 그리고 지구 온난화 등의 문제로 인해 환경과 인체에 해로울 수 있다.
관련된 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0065293호, 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0036320호, 대한민국 등록특허공보 제10-1912869호, 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0036666호 등 기술이 개시되어 있다.
본 발명은 종래와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로,
천연소재인 활성탄, 야자수 숯, 참숯 등 다양한 숯과 미세하게 분쇄하여 파우더 형태로 제조된 생분해성 수지 특히 PLA(PolyLactic Acid), PCL(polycaprolactone), 바이오기반 PBS(Polybuthylene succinate)중 어느 하나 이상을 선택 혼합함으로서 항균, 항바이러스 및 혈액 순환과 신진 대사를 활성해 주며 노화된 세포를 활성화 시켜 노폐물 및 지방질 배설을 촉진하여 피부 노화의 원인을 제거하여 건강과 젊음을 유지시켜 주는 등 인체에 매우 유익한, 탈취 성능을 증대토록 하는 공기청정기용 또는 정수기용 필터, 탈취 필터, 향균 탈취성 매트, 냉장고 탈취제, 항균 탈취성 신발깔창 등등 인체에 직접 영향을 미치는 다양한 제품 소재에 적용가능한 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있고,
특히, 공기청정기 또는 정수기용 필터 등에 화학적 원료를 배제하고 생분해성 파우더(powder)인 PLA(PolyLactic Acid) 또는 PCL(polycaprolactone) 또는 바이오기반 PBS(polybuthylene succinate)를 접착제 역할 및 기능으로 혼합함으로서 사용후 폐기시 자연 분해가 가능하고, 항균력이 있으며 온실 가스 저감 및 미세플라스틱이 나오지 않는 자연 순환형 친환경 조성물을 제조함으로서 위생성과 환경적 측면에서 사람과 환경에 유해치 아니하고 지구 온난화 방지등 친환경적인 조성물을 제조할 수 있도록 한 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명인 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물 및 그 제조방법의 구체적인 해결적 수단은,
"숯과 생분해성 수지를 혼합하는 혼합단계와 상기 혼합 단계를 거친 혼합물을 압출기 스크류로 중공부를 갖는 파이프 형상, 원통형상 또는 원형, 판형, 구형중 어느 하나의 형상으로 이루어진 카본 블럭 압출 성형틀 또는 압축 성형틀중 어느 하나에 투입한 후 압축 성형하는 단계와 상기 압축 성형하는 단계를 거친 후 소정의 길이로 커팅하는 단계를 포함하고, 상기 혼합단계에서의 혼합물은 숯 60 ~ 90 중량%와, 생분해성 수지 10 ~ 40 중량%를 혼합하는 것으로 한정하고 상기 압출기 스크류 온도는 160~180℃로 한정하며 상기 압축 성형하는 단계에서의 성형 온도는 170℃로 한정하되, 압축 성형하여 비표면적이 1000 ~ 1700m2/g이고 부피는 0.446 ~ 0.557cm2/g인 활성탄으로 한정한 상기 숯과 PLA, PCL 또는 바이오기반 PBS중 어느 하나 이상으로 이루어지며 습식, 건식, 냉동 방식 중 어느 하나를 선택하여 생성한 상기 생분해성 수지를 상기 혼합단계에서 혼합하여 혼합물을 생성한 상태에서 입자크기 2 ~ 5㎛로 분쇄한 후 수분 함량 50ppm 이하로 제습 건조하여 생성하는 것을 포함하는 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물 제조방법과,
숯 60 ~ 90 중량%와, 생분해성 수지 10 ~ 40 중량%를 혼합하여 이루어지되,
상기 숯은 압축 성형하여 비표면적이 1000 ~ 1700m2/g이고, 부피는 0.446 ~ 0.557cm2/g인 활성탄으로 한정하며 PLA, PCL 또는 바이오기반 PBS중 어느 하나 이상으로 이루어진 상기 생분해성 수지는 습식, 건식, 냉동 방식 중 어느 하나를 선택하여 생성한 후 상기 숯과 생분해성 수지를 혼합한 후 입자크기 2 ~ 5㎛로 분쇄한 후 수분 함량 50ppm 이하로 제습건조하여 생성하는 것을 포함하는 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물과,
상기 제조된 조성물은 정수기용 필터, 향균 탈취성 매트, 냉장고 탈취제, 항균 탈취성 신발깔창 및 생활용품에 사용 가능한 것을 포함하는 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물"을 구성적 특징으로 함으로서 상기의 목적을 달성할 수 있다.
숯 60 ~ 90 중량%와, 생분해성 수지 10 ~ 40 중량%를 혼합하여 이루어지되,
상기 숯은 압축 성형하여 비표면적이 1000 ~ 1700m2/g이고, 부피는 0.446 ~ 0.557cm2/g인 활성탄으로 한정하며 PLA, PCL 또는 바이오기반 PBS중 어느 하나 이상으로 이루어진 상기 생분해성 수지는 습식, 건식, 냉동 방식 중 어느 하나를 선택하여 생성한 후 상기 숯과 생분해성 수지를 혼합한 후 입자크기 2 ~ 5㎛로 분쇄한 후 수분 함량 50ppm 이하로 제습건조하여 생성하는 것을 포함하는 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물과,
상기 제조된 조성물은 정수기용 필터, 향균 탈취성 매트, 냉장고 탈취제, 항균 탈취성 신발깔창 및 생활용품에 사용 가능한 것을 포함하는 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물"을 구성적 특징으로 함으로서 상기의 목적을 달성할 수 있다.
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상기와 같이 구성된 본 발명은,
천연소재인 활성탄, 야자수 숯, 참숯 등 다양한 숯과 미세하게 분쇄하여 파우더 형태로 제조된 생분해성 수지 특히 PLA(PolyLactic Acid), PCL(polycaprolactone), 바이오 기반 PBS(Polybuthylene succinate)중 어느 하나 이상을 혼합함으로서 항균, 항바이러스 및 혈액 순환과 신진 대사를 활성해 주며 노화된 세포를 활성화 시켜 노폐물 및 지방질 배설을 촉진하여 피부 노화의 원인을 제거하여 건강과 젊음을 유지시켜 주는 등 인체에 매우 유익한, 탈취 성능을 증대토록 하는 공기청정기용 또는 정수기용 필터, 탈취 필터, 향균 탈취성 매트, 냉장고 탈취제, 항균 탈취성 신발깔창 등등 인체에 직접 영향을 미치는 다양한 제품 소재에 적용가능한 효과를 발휘하며,
또한, 공기청정기 또는 정수기용 필터 등에 화학적 원료를 배제하고 미세하게 분쇄하여 파우더 형태로 제조된 생분해성 수지중에서 특히 PLA(PolyLactic Acid), PCL(polycaprolactone), 바이오기반 PBS(Polybuthylene succinate)중 어느 하나이상을 혼합하므로서 상기 파우더 형태의 생분해성 수지가 접착제 역할 및 기능으로 혼합함으로서 사용후 폐기시 자연 분해가 가능하고, 항균력이 있으며 온실 가스 저감 및 미세플라스틱이 나오지 않는 자연 순환형 친환경 조성물을 제조함으로서 위생성과 환경적 측면에서 사람과 환경에 유해치 아니하고 지구 온난화 방지등 친환경적인 조성물을 제조할 수 있는 효과를 발휘하는 것이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하며, 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않음은 물론, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 점에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아닌바, 본 발명의 출원 시점에 있어서 이를 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 가능하거나 존재할 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
또한, 본 발명의 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물 및 그 제조방법에 대하여 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은,
숯 60 ~ 90 중량%와, 생분해성 수지 10 ~ 40 중량%를 혼합하는 혼합 단계;
상기 혼합 단계를 거친 혼합물을 압출기 스크류 온도 160~180℃로 중공부를 갖는 파이프 형상, 원통형상 또는 원형, 판형, 구형중 어느 하나의 형상으로 이루어진 카본 블럭 압출 성형틀 또는 압축 성형틀중 어느 하나에 투입한 후 성형 온도 170℃로 압축하는 압축 성형 단계;
상기 압축 성형 단계를 거친 후 소정의 길이로 커팅하는 단계;
를 포함하는 것이다.
이때 사용되는 상기 숯은 예를들어 활성탄, 참숯, 야자수 숯이 대표적이며 상기 숯의 크기는 30 ~ 100㎛이며 바람직하게는 40 ~ 70㎛이 최적이다.
이때 사용한 숯의 수분함량은 50ppm 이하가 되어야 하며, 숯의 수분함량이 50ppm 이상이 되면 파우더 형태의 생분해성 수지와 혼합 후 성형시 생분해 특성상 열가수분해 문제가 있다.
상기 숯은 압출 또는 압축 성형하여 비표면적이 1000 ~ 1700m2/g이고, 부피는 0.446 ~ 0.557cm2/g인 활성탄으로 한정한 것을 포함하는 것이다.
본 발명에서의 숯은 목재를 태워(탄화하여) 그 결과로써 만들어진 탄소덩어리를 일반적으로 지칭하며, 숯은 목재가 완전히 무기질이 되어 재가 되기 전에 불을 꺼서 탄소가 남아있는 상태로서 탈취, 제습, 정수, 가습의 기능을 수행하는 것으로서, 본 발명에서는 상기 숯이 활성탄을 포함하는 것으로서 상기 활성탄(Activated Carbon)은 숯을 가스 또는 약품으로 활성화시킨 다공성 탄소라 할 수 있으며, 상기 활성탄은 식물질 즉, 야자각, 목재, 톱밥, 목탄 등을 원료로 한 것이다.
다음, 상기 생분해성 수지는 습식, 건식, 냉동 방식 중 어느 하나를 선택하여 생성된 후 입자크기 0.1 ~ 20㎛로 분쇄하여 파우더로 생성하고, 수분함량 50ppm 이하로 제습하여 사용하는 것을 포함하는 것이다.
이때 파우더 형태로 제조된 생분해성 수지 함량이 10 중량%이하가 되면 제품성형에 어려움이 있고, 40 중량% 이상이 되면 활성탄의 비표면적과 미세기공을 막아 필터기능을 저하시키며 바람직하게는 파우더 형태의 생분해성 수지의 평균비중인 1.25를 감안하면 15 ~20 중량%가 적당하다. 이때, 상대적으로 숯의 비율은 80~85 중량%가 바람직하다.
상기 파우더 형태로 제조된 생분해성 수지는 PLA, PCL 또는 바이오기반 PBS중 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 포함하는 것으로서,
상기 파우더 형태의 생분해성 수지중 특히 PLA 파우더(powder)는 락타이드 또는 락트산의 열가소성 폴리에스테르로서, 제조 예를 들면, 옥수수, 감자 등에서 추출한 전분을 발효시켜 제조되는 락트산을 중합시켜 제조될 수 있다.
상기 옥수수, 감자 등은 얼마든지 재생 가능한 식물 자원이므로, 이들로 부터 확보할 수 있는 파우더 형태의 생분해성 수지중 특히 PLA 파우더(powder)는 석유 자원 고갈에 의한 문제에 효과적으로 대처할 수 있다.
또한 파우더 형태의 생분해성 수지중 특히 PLA 파우더(powder)는 사용 또는 폐기 과정에서 CO2 등의 환경 유해 물질의 배출량이 폴리염화비닐(PVC) 등의 석유기반 소재에 비해 월등히 적고, 폐기 시에도 자연 환경 하에서 용이하게 분해될 수 있는 친환경적인 특성을 가진다.
상기 파우더 형태의 생분해성 수지중 특히 PLA 파우더(powder)는 결정질 PLA(c-PLA) 수지와 비정질 PLA(a-PLA) 수지로 구분된다.
본 발명에서, 상기 파우더 형태의 생분해성 수지는 퇴비화 조건( 온도 60도, 습도 80%, 그리고 활성화된 미생물 )인 토양 속의 미생물에 의해 자연적으로 분해될 수 있는 것이면 여기에 포함하며, 바람직하게는 토양 내에서 6개월 이내, 보다 바람직하게는 90일 이내에 분해되는 것이면 좋다.
상기 파우더 형태의 생분해성 수지는 생체적합성이 우수한 PLA, PCL, 또는 바이오기반 PBS(Polybuthylene succinate) 중 어느 하나 이상의 소재를 사용한다.
이때, 상기 파우더 형태의 생분해성 수지는 분자 내에 아이소소르비드(Isosorbide)를 가지는 생분해성 중합체로 구성 가능할 수도 있다.
구체적으로, 본 발명에서 생분해성 수지는 상기 나열한 바와 같은 생분해성 고분자와 1개 이상의 아이소소르비드(Isosorbide)가 중합된 생분해성 중합체로 구성 가능할 수도 있는 것이다.
상기 아이소소르비드는 사이클릭(cyclic) 구조를 가지는 고리 화합물로서, 이는 일반식 C6H10O4로 표시된다. 이러한 아이소소르비드는 상기 나열한 바와 같은 생분해성 고분자의 주쇄(main chain)에 1개 또는 2개 이상 중합될 수 있다.
이때, 상기 생분해성 고분자는 위와 같은 아이소소르비드와의 중합에 의해 반 방향족 형태, 즉 고리 구조를 포함하는 반 방향족 형태로 개질되어 물리적 특성 및 열적 특성이 개선된다.
구체적으로, 아이소소르비드는 상기 나열한 바와 같은 생분해성 고분자를 개질하여 인장강도 및 경도 등의 기계적 물성과 함께 내열성 및 내구성 등을 개선한다. 이때, 상기 아이소소르비드는 일반적인 고분자 합성법에 따라 상기 나열한 바와 같은 생분해성 고분자와 중합될 수 있으며, 그 중합법은 제한되지 않는다.
본 발명에서, 상기 아이소소르비드는 일반식 C6H10O4로 표시되는 고리 화합물이면 제한되지 않는다. 아이소소르비드는 예를 들어 헤테로사이클릭(heterocyclic) 구조를 가지는 것으로서, 1,4-디언하이드로솔비톨(1,4-Dianhydrosorbitol) 등으로부터 선택될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기와 같은 아이소소르비드를 가지는 생분해성 수지, 즉 생분해성 고분자에 1개 이상의 아이소소르비드가 중합된 생분해성 중합체를 포함하여, 자연 상태에서 생분해가 가능하면서 기계적 강도가 향상되고, 우수한 내열성 및 내구성 등을 갖는다.
한편, 상기 혼합 단계를 거친 혼합물을 압출기 스크류 온도 160~180℃로 중공부를 갖는 파이프 형상, 원통형상 또는 원형, 판형, 구형중 어느 하나의 형상으로 이루어진 카본 블럭 압출 성형틀 또는 압축 성형틀에 투입한 후 성형 온도 170℃로 압축하는 압축 성형 단계를 거친 후 소정의 길이로 커팅하여 정수기용 필터, 향균 탈취성 매트, 냉장고 탈취제, 공기 청정기 필터, 항균 탈취성 신발깔창 및 생활용품에 사용 가능하도록 한 것이다.
또한 기능성 카본 블럭 및 항균 카본 블럭으로 인산, 은 , 산화아연, 제오라이트, CaCO3, TiO2와 같은 기능성 소재를 0.1~0.5 중량%를 추가로 첨가할 수 있다.
이하, 또 다른 본 발명인 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물에 대하여 설명하면,
숯 60 ~ 90 중량%와, 생분해성 수지 10 ~ 40 중량%를 혼합한 혼합물을 압출기 스크류 온도 160~180℃로 중공부를 갖는 파이프 형상, 원통형상 또는 원형, 판형, 구형중 어느 하나의 형상으로 이루어진 카본 블럭 압출 성형 또는 압출 성형틀에 투입한 후 성형 온도 170℃로 압축한 다음 소정의 길이로 커팅하는 것을 포함하는 것으로서,
기능성 카본 블럭 및 항균 카본 블럭으로 인산, 은 , 산화아연, 제오라이트, CaCO3, TiO2와 같은 기능성 소재를 0.1~0.5 중량%를 추가로 첨가할 수 있다.
다음, 상기 생분해성 수지는 습식, 건식, 냉동 방식중 어느 하나를 선택하여 생성된 후 수분함량 50ppm 이하로 제습하고 입자 크기는 0.1 ~ 20㎛ 크기로 더욱 바람직하게는 입자 크기 2 ~ 5㎛로 분쇄하여 파우더로 생성하는 것이며, 수분함량 50ppm 이하로 제습하는 것을 포함하는 것이며,
이때, 생분해성 수지의 입자크기가 2㎛ 이하가 되면 활성탄에 미세공을 막게 되거나, 미세기공의 부피를 축소시켜 필터 기능을 저하시키고, 5㎛ 이상이 되며 활성탄에 압축강도를 약하게 할 수 있다. 또한, 수분함량이 50ppm 이상이 되는 생분해성 수지를 파우더 형태로 제조된 생분해성 수지를 사용하면 제품 성형시 열가수분해 문제가 발생될 수 있다.
이때 파우더 형태로 제조된 생분해성 수지 함량이 10 중량%이하가 되면 제품성형에 어려움이 있고, 40 중량% 이상이 되면 활성탄의 비표면적과 미세기공을 막아 필터기능을 저하시키며 바람직하게는 파우더 형태의 생분해성 수지의 평균비중인 1.25를 감안하면 15 ~20 중량%가 적당하다. 이때, 상대적으로 숯의 비율은 80~85 중량%가 바람직하다.
다음, 상기 숯은 압출 또는 압축 성형하여 비표면적이 1000 ~ 1700m2/g이고, 부피는 0.446 ~ 0.55cm2/g인 활성탄으로 한정한 것을 포함하는 것이다.
특히, 상기 생분해성 수지는 PLA, PCL 또는 바이오기반 PBS중 어느 하나이상으로 이루어진 것을 포함하는 것이다.
더욱 바람직하게는 상기 제조방법에 의해 제조된 조성물은 정수기용 필터, 향균 탈취성 매트, 냉장고 탈취제, 공기 청정기 필터, 항균 탈취성 신발깔창 및 생활용품에 사용 가능한 것을 포함하는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명은,
천연소재인 활성탄, 야자수 숯, 참숯 등 다양한 숯과 파우더 형태로 제조된 생분해성 수지로 이루어진 제품은 항균, 항바이러스 및 혈액 순환과 신진 대사를 활성해 주며 노화된 세포를 활성화 시켜 노폐물 및 지방질 배설을 촉진하여 피부 노화의 원인을 제거하여 건강과 젊음을 유지시켜 주는 등 인체에 매우 유익한, 탈취 성능을 증대토록 하는 공기청정기용 또는 정수기용 필터, 탈취 필터, 향균 탈취성 매트, 냉장고 탈취제, 항균 탈취성 신발깔창 등등 인체에 직접 영향을 미치는 다양한 제품 소재에 적용가능한 효과를 발휘하며,
또한, 공기청정기 또는 정수기용 필터등에 화학적 원료를 배제하고 파우더 형태로 제조된 생분해성 수지인 PLA(PolyLactic Acid), PCL(polycaprolactone), 바이오기반 PBS(Polybuthylene succinate)중 어느 하나 이상을 접착제 역할 및 기능으로 혼합함으로서 사용후 폐기시 자연 분해가 가능하고, 항균력이 있으며 온실 가스 저감 및 미세플라스틱이 나오지 않는 자연 순환형 친환경 조성물을 제조함으로서 위생성과 환경적 측면에서 사람과 환경에 유해치 아니하고 지구 온난화 방지등 친환경적인 조성물을 제조할 수 있는 효과를 발휘하는 것이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.
따라서 본 발명에서의 기술적 사상은 아래에 기재되는 청구범위에 의해 파악되어야 하되 이의 균등 또는 등가적 변형 모두 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속함은 자명하다 할 것이다.
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Claims (9)
- 숯과 생분해성 수지를 혼합하는 혼합단계와 상기 혼합 단계를 거친 혼합물을 압출기 스크류로 중공부를 갖는 파이프 형상, 원통형상 또는 원형, 판형, 구형중 어느 하나의 형상으로 이루어진 카본 블럭 압출 성형틀 또는 압축 성형틀중 어느 하나에 투입한 후 압축 성형하는 단계와 상기 압축 성형하는 단계를 거친 후 소정의 길이로 커팅하는 단계를 포함하고,
상기 혼합단계에서의 혼합물은 숯 60 ~ 90 중량%와, 생분해성 수지 10 ~ 40 중량%를 혼합하는 것으로 한정하고 상기 압출기 스크류 온도는 160~180℃로 한정하며 상기 압축 성형하는 단계에서의 성형 온도는 170℃로 한정하되,
압축 성형하여 비표면적이 1000 ~ 1700m2/g이고 부피는 0.446 ~ 0.557cm2/g인 활성탄으로 한정한 상기 숯과 PLA, PCL 또는 바이오기반 PBS중 어느 하나 이상으로 이루어지며 습식, 건식, 냉동 방식 중 어느 하나를 선택하여 생성한 상기 생분해성 수지를 상기 혼합단계에서 혼합하여 혼합물을 생성한 상태에서 입자크기 2 ~ 5㎛로 분쇄한 후 수분 함량 50ppm 이하로 제습 건조하여 생성하는 것을 포함하는 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물 제조방법.
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- 숯 60 ~ 90 중량%와, 생분해성 수지 10 ~ 40 중량%를 혼합하여 이루어지되,
상기 숯은 압축 성형하여 비표면적이 1000 ~ 1700m2/g이고, 부피는 0.446 ~ 0.557cm2/g인 활성탄으로 한정하며 PLA, PCL 또는 바이오기반 PBS중 어느 하나 이상으로 이루어진 상기 생분해성 수지는 습식, 건식, 냉동 방식 중 어느 하나를 선택하여 생성한 후 상기 숯과 생분해성 수지를 혼합한 후 입자크기 2 ~ 5㎛로 분쇄한 후 수분 함량 50ppm 이하로 제습건조하여 생성하는 것을 포함하는 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물.
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- 제 1 항에 의해 제조된 조성물은 정수기용 필터, 향균 탈취성 매트, 냉장고 탈취제, 항균 탈취성 신발깔창 및 생활용품에 사용 가능한 것을 포함하는 천연소재인 숯과 생분해성 수지를 이용한 필터를 포함하는 다양한 용도의 성형체 조성물.
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