KR102629564B1 - 생분해성 발포 조성물 - Google Patents

생분해성 발포 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR102629564B1
KR102629564B1 KR1020220076905A KR20220076905A KR102629564B1 KR 102629564 B1 KR102629564 B1 KR 102629564B1 KR 1020220076905 A KR1020220076905 A KR 1020220076905A KR 20220076905 A KR20220076905 A KR 20220076905A KR 102629564 B1 KR102629564 B1 KR 102629564B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
shock
biodegradable
foam composition
agent
Prior art date
Application number
KR1020220076905A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20240000680A (ko
Inventor
고영태
권영훈
배기태
황세준
방혜인
조광수
한승민
Original Assignee
코오롱글로텍주식회사
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 코오롱글로텍주식회사 filed Critical 코오롱글로텍주식회사
Priority to KR1020220076905A priority Critical patent/KR102629564B1/ko
Publication of KR20240000680A publication Critical patent/KR20240000680A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102629564B1 publication Critical patent/KR102629564B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0014—Use of organic additives
    • C08J9/0023—Use of organic additives containing oxygen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/022—Non-woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/18—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/245—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it being a foam layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0033—Additives activating the degradation of the macromolecular compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • C08K5/092—Polycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10—Esters; Ether-esters
    • C08K5/101—Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/15—Heterocyclic compounds having oxygen in the ring
    • C08K5/151—Heterocyclic compounds having oxygen in the ring having one oxygen atom in the ring
    • C08K5/1535—Five-membered rings
    • C08K5/1539—Cyclic anhydrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes
    • C08L83/06—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0253—Polyolefin fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0276—Polyester fibres
    • B32B2262/0284—Polyethylene terephthalate [PET] or polybutylene terephthalate [PBT]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/14—Mixture of at least two fibres made of different materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2266/00—Composition of foam
    • B32B2266/02—Organic
    • B32B2266/0214—Materials belonging to B32B27/00
    • B32B2266/025—Polyolefin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/716—Degradable
    • B32B2307/7163—Biodegradable
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/06—Biodegradable

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

본 개시는 생분해성 소재를 적용하더라도 사용상 문제가 없도록 충분한 내마모성과 충격흡수성능을 구비하고, 사용 후 매립 시 생분해성이 높아 미세 플라스틱 발생을 저감시킬 수 있는 충격흡수패드의 원료인 생분해성 발포 조성물로서, 올레핀계 수지 80~95중량%, 가교제 0.5~1.5중량%, 발포제 3~11중량%, 발포조제 0.5~1.5중량%, 생분해제 0.5~5중량% 및 아크릴 실리콘 공중합체 0.01~1중량%를 포함한다.

Description

생분해성 발포 조성물{Biodegradable foam composition}
본 개시는 생분해성 발포 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 운동장, 특히 축구장용의 인조잔디는 천연잔디의 특성과 형태, 용도를 모방하여 천연잔디에 대비하여 유지관리가 쉽고, 유지관리 경비가 저렴하며, 천연잔디구장의 부족난을 해소하고, 경기력의 질적, 양적 수준을 향상시킬 수 있어 많은 운동장에 설치되고 있다.
인조잔디의 핵심성능은 충격흡수를 구현하는 것으로써, 이러한 효과를 위하여 인조잔디 설치 시 충격흡수패드를 설치한 후, 그 위에 인조잔디가 시공되고 있다. 충격흡수패드는 인조잔디의 핵심 성능인 충격흡수성 등을 구현하기 위한 필수 구성부품이다.
한편, 현재 세계적으로 미세 플라스틱 발생이 전 세계적으로 이슈가 되고 있다. 충격흡수패드 제품을 제조하는 제조업체들은 생분해성 성분을 도입하여 매립 후, 분해도를 증가시키려는 노력을 하고 있으나, 통상적인 생분해 소재 (PLA, PBS 등) 사용으로 인한 필연적인 물성 저하가 발생하여 인조잔디 구장에 적용 시 통상적인 충격흡수패드 비해 내구연한이 저하되고, 미세 플라스틱이 발생하는 문제점이 있다.
한편, 공개특허 제10-2022-0033972호는 충격흡수층 및 섬유층을 포함하는 충격흡수패드에 대하여 개시하고 있으나, 패드의 생분해성, 미세 플라스틱 발생 저감, 및 이를 구현하기 위한 기술적 요소를 비롯한 충격흡수성을 향상시킬 수 있는 기술적 요소에 대해 침묵하고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2022-0033972호(2022.03.17.)
본 개시가 해결하고자 하는 과제는 생분해성 소재를 적용하더라도 사용상 문제가 없도록 충분한 내마모성과 충격흡수성능을 구비하고, 사용 후 폐기 시 생분해성이 높아 미세 플라스틱 발생을 저감시킬 수 있는 충격흡수패드를 제조할 수 있는 생분해성 발포 조성물을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 개시는 올레핀계 수지 80~95중량%, 가교제 0.5~1.5중량%, 발포제 3~11중량%, 발포조제 0.5~1.5중량%, 생분해제 0.5~5중량% 및 아크릴 실리콘 공중합체 0.01~1중량%를 포함하는 충격흡수패드용 생분해성 발포 조성물을 제공한다.
또한, 본 개시는 상기 발포 조성물로 제조되고, 발포 배율이 5~40배인 충격흡수층; 및 상기 충격흡수층 상면에 위치한 섬유층;을 포함하는 충격흡수패드를 제공한다.
본 개시에 따른 생분해성 발포 조성물을 이용하여 충격흡수패드를 제조하면, 충격흡수성능이 향상되고, 내구성이 우수하여 사용 기간 내 미세 플라스틱 발생이 저감되고, 매립 후 생분해를 통해 올레핀 수지가 분해되고, 미생물에 섭취되어 미세 플라스틱 발생을 저감시킬 수 있으며, 이에 따라 인조잔디 폐기에 따른 비용감소와 환경오염을 줄일 수 있다.
도 1은 본 개시의 생분해성 발포 조성물을 이용하여 제조된 충격흡수패드를 나타낸 도면이다.
이하, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 개시의 예시적인 실시형태, 실시예 등을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에서 설명하는 실시형태, 실시예 등으로만 한정되는 것은 아니다.
일 양태에서, 본 개시는 올레핀계 수지 80~95중량%, 가교제 0.5~1.5중량%, 발포제 3~11중량%, 발포조제 0.5~1.5중량%, 생분해제 0.5~5중량% 및 아크릴 실리콘 공중합체 0.01~1중량%를 포함하는 충격흡수패드용 생분해성 발포 조성물을 제공한다.
또한, 도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시형태에 따른 생분해성 발포 조성물을 이용하여 제조한 충격흡수패드가 나타나 있다. 본 개시에 따른 발포 조성물로 제조한 충격흡수패드(100)는, 발포 배율이 5~40배인 충격흡수층(110); 및 상기 충격흡수층 상면에 위치한 섬유층(120);을 포함한다.
본 개시의 일 실시형태에서, 상기 올레핀계 수지는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌일 수 있으며, 바람직하게는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)일 수 있다.
올레핀계 수지의 함량은 상기 생분해성 발포 조성물 전체 중량을 기준으로 80~95 중량%이고, 바람직하게는 87~90 중량%이다. 상기 올레핀계 수지의 함량이 80 중량% 미만이면, 생분해성 발포 조성물로 제조되는 충격흡수층(110)의 경도가 저하되어 충격흡수패드(100)의 전체적인 내구성 등이 저하될 수 있고, 95 중량%를 초과하면 충격흡수층(110)에 부드러운 탄성이 저하되고 너무 단단해져, 충격 흡수성 등이 저하될 수 있다.
본 개시의 일 실시형태에서 상기 가교제는 화학 가교를 위해 첨가되는 것으로, 상기 가교제로는 디큐밀페록사이드(DCP, Decumyl Peroxide)가 사용될 수 있다. 상기 가교제의 함량은 상기 충격흡수층(110) 전체 중량을 기준으로 0.5~1.5 중량%이고, 바람직하게는 0.7~1.2 중량%이며, 반응 제어가 용이하고 또 충분한 화학 가교가 발생하도록 할 수 있으므로 상기 범위가 바람직하다.
본 개시의 일 실시형태에서, 상기 발포제 및 발포조제는 발포가 용이하게 진행되도록 첨가되는 것으로, 상기 발포제로는 아조디카본아미드(ADA, Azodicarbonamide)가 사용될 수 있고, 발포조제로는 탄산칼슘, 실리카, 탈크 및 산화아연으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
상기 발포제의 함량은 상기 발포 조성물 전체 중량을 기준으로 3~11 중량%이고, 바람직하게는 6~9 중량%이며, 상기 발포조제의 함량은 상기 발포 조성물 전체 중량%를 기준으로 0.5~1.5 중량%이고, 바람직하게는 0.7~1.2 중량%이다. 상기 발포제 및 발포조제를 전술한 범위 내에서 사용하여야 발포 반응 제어가 용이하고 원하는 발포율을 달성할 수 있다.
상기 생분해제는 발포 조성물로 제조되는 충격흡수층(110)에 생분해성을 부여하기 위해 첨가된다. 구체적으로, 첨가된 생분해제는 호/혐기 조건에서 600 여 종의 미생물을 끌어당긴다. 이때, 미생물들의 산화 효소로 올레핀 수지의 분자 구조가 파괴되어 분자량이 감소되고, 분자량이 감소된 올레핀 수지를 미생물들이 섭취하여 ATP를 생산하게 된다. 이후 생산된 ATP는 최종적으로 이산화탄소, 메탄, 물 등으로 변화되어 생분해가 완료되고, 이에 따라 미세플라스틱이 저감된다.
상기 생분해제는 퓨라논 화합물, 글루타르산, 헥사데킨산, 폴리카프로락톤 및 락트산을 포함할 수 있고, 또한, 상기 퓨라논은 3,5-디메틸-펜테닐-디하이드로-2(3H)-퓨라논(3,5-dimethyl-pentenyl-dihydro-2(3H)-furanone)일 수 있다.
또한, 상기 생분해제는 생분해제 전체 중량을 기준으로 퓨라논 화합물 5~10 중량%, 글루타르산 5~20 중량%, 헥사데킨산 10~20 중량%, 폴리카프로락톤 20~40 중량% 및 락트산 15~30 중량%를 포함할 수 있으며, 상기 범위 내에서 우수한 생분해성을 나타낼 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시형태에서, 상기 생분해제로 퓨라논 화합물, 글루타르산, 헥사데킨산, 폴리카프로락톤 및 락트산이 포함된 Bio-Tec Environmental, LLC, 사가 제조한 제품명 "BioSphere"를 사용할 수 있다.
상기 생분해제의 함량은 상기 발포 조성물 전체 중량을 기준으로 0.5~5중량%이고, 바람직하게는 0.8~2중량%이고, 더욱 바람직하게는 0.9~1.2중량%이다. 상기 생분해제의 함량이 0.5중량% 미만이면, 제조된 충격흡수층(110)의 생분해성이 저하될 수 있으며, 5중량%를 초과하면 함량 대비 생분해성 향상도가 미미하여 제조 원가 대비 성능 향상을 기대하기 힘들다.
본 개시의 일 실시형태에서, 상기 아크릴 실리콘 공중합체는 충격흡수층(110)의 내마모성과 촉감을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로, 상기 아크릴 실리콘 공중합체의 아크릴 성분은 폴리에틸렌 수지와 결합하여 충격흡수층(110)의 내구성을 향상시키고, 실리콘 성분은 충격흡수층(110)의 표면에 노출되어 내마모성을 향상시킨다. 또한, 이때 실리콘 성분이 충격흡수층(110) 표면에 노출되고, 생분해제 성분은 충격흡수층(110) 내부에 위치하게 되어 생분해가 발생하는 시간을 지연시켜, 충격흡수패드(100)의 수명을 증가시킬 수 있으며, 내마모성이 향상된 충격흡수층(110)은 사용 시 미세 플라스틱 발생이 저감될 수 있다.
또한, 충격흡수패드(100)를 사용함에 따라 충격흡수층(110) 표면이 마모되어 실리콘에 의한 코팅이 사라지면, 미생물들의 접근이 용이해지고, 이에 따라 생분해가 빠르게 발생하게 된다.
상기 아크릴 실리콘 공중합체는 아크릴 변성 오르가노폴리실록산일 수 있으며, 아크릴 변성 오르가노폴리실록산은 오르가노폴리실록산과 아크릴산에스테르 또는 아크릴산에스테르와 공중합 가능한 단량체와의 그라프트 중합을 통해 제조될 수 있으며, 이때 비율은 중량비로, [오르가노폴리실록산/아크릴산에스테르 또는 아크릴산에스테르와 공중합 가능한 단량체]가 9:1~1:9일 수 있고, 바람직하게는 8:2~2:8일 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시형태에서, 상기 아크릴 실리콘 공중합체로 아크릴 변성 오르가노폴리실록산인 닛신 가가꾸 고교사가 제조한 제품명 "샬린 R-2"를 사용할 수 있다.
상기 아크릴 실리콘 공중합체의 함량은 상기 발포 조성물 전체 중량을 기준으로 0.01~1중량%, 바람직하게는 0.1~0.5중량%이다. 상기 아크릴 실리콘 공중합체의 함량이 0.01중량% 미만이면 충격흡수층(110)의 내구성이 저하되고, 1중량%를 초과하면 매립 후, 생분해 발생 시간이 증가되고, 압출 작업성이 저하될 수 있다.
본 개시의 일 실시형태에서, 상기 충격흡수층(110)은 클로즈드셀 구조로서, 화학 가교에 의한 발포 배율이 5~40배일 수 있으며, 바람직하게는 9~30배, 더 바람직하게는 10~25배일 수 있다. 상기 발포배율이 전술한 하한치 미만이면, 충격흡수층(110)과 섬유층(120)과의 접착 내구성이 저하되고, 충격흡수층(110)의 표면이 단단해지고, 쿠션감 및 충격흡수성능이 저하될 수 있다. 발포배율이 전술한 상한치를 초과하면 충격흡수층(110)과 섬유층(120)과의 접착내구성은 향상되나, 불가역적 압축 및 답압에 의한 두께, 길이 및 폭 방향의 치수안정성 및 내구성이 저하된다.
본 개시의 일 실시형태에서, 상기 충격흡수층(110)의 발포배율은 발포제를 첨가하지 않은 제품의 밀도를 기준으로 결정할 수 있으며, 상기 충격흡수층(110)은 5~20mm의 두께를 가질 수 있고, 바람직하게는 7~15mm의 두께를 가질 수 있고, 상기 범위에서 우수한 충격흡수 성능을 나타낼 수 있다.
상기 화학가교란 고분자에 가교제(Crosslinking co-agent)를 첨가시켜 가교를 시키는 것을 의미한다.
본 개시의 일 실시형태에서, 상기 섬유층(120)은 충격흡수패드(100)의 내구성을 향상시키기 위한 것으로, 섬유층 전체 중량을 기준으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 60~65중량% 및 폴리에틸렌 35~40중량%로 이루어진 부직포일 수 있으며, 상기 범위 내에서 충격흡수층(110)과의 결합력을 향상시킬 수 있다.
본 개시의 일 실시형태에 따른 충격흡수패드(100)는, 하기 측정방법으로 측정한 생분해율이 5% 이상이고, 마모율이 2% 이하일 수 있다. 상기 생분해율이 5% 미만이면, 분해 시간이 너무 길어지고, 이에 많은 비용이 발생하여, 경제적이지 못하며, 마모율이 2%를 초과하면 내구성이 낮아 충격흡수패드(100)의 내구연한을 충촉하지 못할 수 있다.
[측정방법]
생분해율 : ASMT D 5511 규격으로 90일 기준에 따라 테스트함
마모율 : 충격흡수패드를 지름 10cm의 원형 시편으로 제작한 뒤 Taber 내 마모 테스트기에 500회 가동하여 마모시킨 후, 마모 전 후의 질량 변화율을 측정함
다른 양태에서, 본 개시는 충격흡수패드(100)의 제조 방법을 제공하며, 다음과 같은 단계를 포함할 수 있다:
폴리에틸렌테레프탈레이트 60~65중량% 및 폴리에틸렌 35~40중량%로 이루어지고, 부직포 형태인 섬유층(120)을 제조하는 단계;
다음으로, 충격흡수층(110)을 구성하는 원료를 90~130℃에서 용융혼합하고, 이를 시트 형상으로 압출시키는 단계;
압출된 시트에 160~230℃의 열을 가하여 발포시켜 충격흡수층(110)을 제조하는 단계; 및
이후, 상기 섬유층(120) 및 충격흡수층(110)을 위치시킨 후, 130~170℃에서 열 융착시켜 충격흡수패드(100)를 제조하는 단계;
상기한 제조방법으로 제조한 본 개시에 따른 충격흡수패드(100)는 타공 등을 통해 기공이 형성될 수 있고, 이에 따라 배수성이 향상될 수 있다.
이하 본 개시에 따른 실시예 및 본 개시에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 개시를 보다 상세히 설명하나, 본 개시의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
재료
본 실시예에서 생분해제로 퓨라논(furanone) 화합물 5~10 중량%, 글루타르산(Glutaric acid) 5~20 중량%, 헥사데킨산(Hxdecanoic acid) 10~20 중량%, 폴리카프로락톤(polycaprolactone polymer) 20~40 중량% 및 락트산(lactic acid) 15~30 중량%를 포함하는, Bio-Tec Environmental, LLC, 사가 제조한 제품명 "BioSphere"를 사용하였으며, 아크릴 실리콘 공중합체로 닛신 가가꾸 고교사가 제조한 제품명 "샬린 R-2"를 사용하였다.
섬유층 제조예
폴리에틸렌테레프탈레이트 60중량% 및 폴리에틸렌 40중량%로 이루어진 부직포를 사용하여, 섬유층을 제조하였고, 두께는 약 0.01 mm였다.
충격흡수층 제조예 1 내지 6 및 비교제조예 1 내지 3
저밀도폴리에틸렌(LDPE), 디큐밀페록사이드(가교제), 아조디카본아미드(발포제), 탄산칼슘(발포조제), 생분해제 및 아크릴 실리콘 공중합체를 하기 표 1의 중량%로 압출기에 투입한 후, 110℃에서 용융 혼합하고 압출하여 발포배율이 20배인 시트를 제조하였다. 상기 압출된 시트를 200℃의 열로 발포시켜 충격흡수층을 제조하였다. 제조된 충격흡수층의 두께는 약 10mm이고, 밀도는 약 0.1g/cm3이다. 상기 발포 배율은 미발포 제품의 밀도 대비 발포 제품의 밀도를 이용하여 측정하였다.
구분 LDPE
(중량%)		 가교제
(중량%)		 발포제
(중량%)		 발포조제
(중량%)		 생분해제
(중량%)		 아크릴실리콘공중합체
(중량%)
제조예1 88.9 1 8 1 1 0.1
제조예2 88.5 1 8 1 1 0.5
제조예3 87.9 1 8 1 2 0.1
제조예4 87.5 1 8 1 2 0.5
제조예5 89.49 1 8 1 0.5 0.01
제조예6 84 1 8 1 5 1
비교제조예1 89.9 1 8 1 0 0.1
비교제조예2 89 1 8 1 1 0
비교제조예3 90 1 8 1 0 0
충격흡수패드 제조
하기 표 2에 나타낸 것과 같이, 충격흡수층 상면에 섬유층을 위치시켜 조합한 다음, 라미네이팅 공정으로, 150℃의 열을 10분 동안 가하여 각 층을 열 융착시켜, 충격흡수패드를 제조하였다.
구분 섬유층 충격흡수층
실시예1 O 제조예1
실시예2 O 제조예2
실시예3 O 제조예3
실시예4 O 제조예4
실시예5 O 제조예5
실시예6 O 제조예6
비교예1 O 비교제조예1
비교예2 O 비교제조예2
비교예3 O 비교제조예3
비교예4 X 제조예1
실험예
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 충격흡수패드의 마모율 및 생분해율을 하기 측정방법을 통해 측정하였고, 이에 대한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
[측정방법]
생분해율 : ASMT D 5511 규격으로 90일 기준에 따라 테스트함
마모율 : 충격흡수패드를 지름 10cm의 원형 시편으로 제작한 뒤 Taber 내 마모 테스트기에 500회 가동하여 마모시킨 후, 마모 전 후의 질량 변화율을 측정함
구분 생분해율(%) 마모율(%)
실시예1 8.3 1.3
실시예2 8.0 1.2
실시예3 8.5 1.3
실시예4 8.4 1.2
실시예5 2.5 4.5
실시예6 8.7 1.1
비교예1 - 1.1
비교예2 8.0 4.9
비교예3 - 5.0
비교예4 8.3 8.7
생분해제 함량이 1중량% 또는 2 중량%인 경우(실시예 1 내지 4)의 생분해율은 8.5~8.0%로 유사하며, 5중량%인 경우(실시예 6)과 비교할 때, 크게 차이가 나지 않은 것을 확인할 수 있다.
또한, 생분해제 함량이 0.5중량%인 경우(실시예 5)는 생분해율이 2.5%로 1중량%인 경우(실시예 1) 대비 크게 감소한 것을 확인할 수 있다.
또한, 아크릴 실리콘 공중합체를 0.1~0.5중량% 포함하는 경우(실시예 1 내지 4)의 마모율은 1.2~1.3%로, 1중량% 포함한 경우(실시예 6)와 비교할 때, 크게 차이가 나지 않은 것을 확인할 수 있다.
또한, 아크릴 실리콘 공중합체의 함량이 0.01중량%인 경우(실시예 5)는 마모율이 4.5%로 0.1중량%인 경우(실시예 1) 대비 크게 감소한 것을 확인할 수 있다.
한편, 생분해제를 포함하지 않거나, 아크릴 실리콘 공중합체를 포함하지 않는 경우(비교예 1 내지 3)은 생분해가 되지 않거나, 마모율이 높은 것을 확인할 수 있다.
또한, 섬유층을 포함하지 않는 경우(비교예 4)는 마모율이 8.7%로 매우 높은 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 생분해성 발포 조성물을 이용하여 제조된 충격흡수패드는 특정 함량의 생분해제를 포함함으로써, 내구성이 저하되지 않으면서도 향상된 생분해성을 가질 수 있으며, 특정 함량의 아크릴 실리콘 공중합체를 포함함으로써, 표면이 코팅되어 향상된 내마모성을 갖고, 생분해가 발생하는 시간이 상대적으로 지연되어 관련 적용분야에서 요구하는 내구연한 요건을 충족할 수 있다.
이상으로 본 개시의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였다. 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 개시의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 충격흡수패드
110: 충격흡수층
120: 섬유층

Claims (6)

  1. 올레핀계 수지 87~90 중량%, 가교제 0.7~1.2 중량%, 발포제 6~9 중량%, 발포조제 0.7~1.2 중량%, 생분해제 1~2 중량% 및 아크릴 변성 오르가노폴리실록산 0.1~0.5 중량%를 포함하는 충격흡수패드용 생분해성 발포 조성물로서,
    상기 생분해제는, 생분해제 전체 중량을 기준으로,
    퓨라논(furanone) 화합물 5~10 중량%, 글루타르산(Glutaric acid) 5~20 중량%, 헥사데킨산(Hxdecanoic acid) 10~20 중량%, 폴리카프로락톤(polycaprolactone polymer) 20~40 중량% 및 락트산(lactic acid) 15~30 중량%를 포함하는 것인,
    충격흡수패드용 생분해성 발포 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항의 발포 조성물로 제조되고, 발포 배율이 5~40배인 충격흡수층; 및
    상기 충격흡수층 상면에 위치한 섬유층;
    을 포함하는 충격흡수패드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 섬유층은 섬유층 전체 중량을 기준으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 60~65중량% 및 폴리에틸렌 35~40중량%로 이루어진 부직포인 것을 특징으로 하는 충격흡수패드.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 충격흡수패드는 하기 측정방법으로 측정한 생분해율이 5% 이상이고, 마모율이 2% 이하인 것을 특징으로 하는 충격흡수패드.
    [측정방법]
    생분해율: ASMT D 5511 규격으로 90일 기준에 따라 테스트함
    마모율: 충격흡수패드를 지름 10cm의 원형 시편으로 제작한 뒤 Taber 내 마모 테스트기에 500회 가동하여 마모시킨 후, 마모 전 후의 질량 변화율을 측정함
KR1020220076905A 2022-06-23 2022-06-23 생분해성 발포 조성물 KR102629564B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220076905A KR102629564B1 (ko) 2022-06-23 2022-06-23 생분해성 발포 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220076905A KR102629564B1 (ko) 2022-06-23 2022-06-23 생분해성 발포 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20240000680A KR20240000680A (ko) 2024-01-03
KR102629564B1 true KR102629564B1 (ko) 2024-01-25

Family

ID=89538831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220076905A KR102629564B1 (ko) 2022-06-23 2022-06-23 생분해성 발포 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102629564B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015005317A1 (ja) * 2013-07-10 2015-01-15 ハリマ化成株式会社 酸化硬化型アルキッド変性シリコーンアクリル共重合体
KR101915785B1 (ko) * 2018-07-03 2018-11-06 주식회사 현진피오피 생분해 발포시트, 이의 제조방법 및 이를 이용한 식품포장용 트레이
KR102294457B1 (ko) * 2020-07-30 2021-09-01 주식회사 티엠 난연성 충격흡수패드

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102424160B1 (ko) 2020-09-10 2022-07-22 주식회사 필드글로벌 배수성이 우수한 충격흡수패드

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015005317A1 (ja) * 2013-07-10 2015-01-15 ハリマ化成株式会社 酸化硬化型アルキッド変性シリコーンアクリル共重合体
KR101915785B1 (ko) * 2018-07-03 2018-11-06 주식회사 현진피오피 생분해 발포시트, 이의 제조방법 및 이를 이용한 식품포장용 트레이
KR102294457B1 (ko) * 2020-07-30 2021-09-01 주식회사 티엠 난연성 충격흡수패드

Also Published As

Publication number Publication date
KR20240000680A (ko) 2024-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1865021B1 (en) Polylactic acid foam
JPWO2007072885A1 (ja) 独立気泡発泡ゴムシート、積層体及びそれらを用いた止水・水密シール材
CN106279934A (zh) 一种排气减震隔热吸音的塑料发泡地垫及其制备方法
CN107955343A (zh) 辐射交联可生物降解泡沫材料及其制备方法
CN101665579A (zh) 开孔性发泡材的制造方法及其组成物
CN108034199A (zh) 高填充可生物降解辐射交联泡沫材料及其制备方法
KR100980028B1 (ko) 다양한 온도영역에서 우수한 충격흡수성을 갖는 산업용 발포체 조성물
KR102629564B1 (ko) 생분해성 발포 조성물
KR102139975B1 (ko) 층간 소음 저감용 열가소성 엘라스토머 조성물 및 그의 발포체
JP2012214624A (ja) 発泡体、該発泡体を用いたシール材、及び該発泡体の製造方法
KR102568630B1 (ko) 생분해성 충격흡수패드
TWI410459B (zh) Heat - resistant lightweight environmental protection package and its composition
JP2011116949A (ja) ポリ乳酸系樹脂組成物、その製造方法、およびそれより得られる発泡体
JP2011213820A (ja) ポリ乳酸系樹脂組成物およびそれからなるポリ乳酸系樹脂発泡体
JP5025117B2 (ja) 多孔性シート
KR102688551B1 (ko) 치수 안정성이 강화된 충격흡수패드
KR102649943B1 (ko) 바이오매스 유래 중합체를 포함하는 발포 조성물
CN112876824A (zh) 一种可降解的pbst/ppc复合发泡材料及其制备方法
JPS63159447A (ja) ポリオレフイン系樹脂架橋発泡体及びその製造方法
KR101875605B1 (ko) 플로어 양면 매트
KR102555520B1 (ko) 충격흡수 및 내구성이 향상된 다중 발포 충격흡수패드
KR102717033B1 (ko) 충격흡수패드용 발포 조성물
JP2000143862A (ja) 生分解性樹脂発泡体及びその製造方法
CN218758494U (zh) 一种采用梯度发泡材料的静音地板
KR20130133575A (ko) 생분해성 발포체용 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant