KR20000005592A - 천연안정제를포함하는고분자조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 천연 플라보노이드 또는 천연페놀 및 천연 폴리페놀이 함유된 안정제를 포함하는 고분자 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 고분자 조성물은 인체에 독성을 나타내는 기존의 합성 안정제를 함유하지 않기 때문에 인체에 무해하며, 또한 천연 안정제의 항균효과로 인해 항균성을 나타내는 효과도 갖는다.

Description

천연 안정제를 포함하는 고분자 조성물{POLYMER COMPOSITION COMPRISING NATURAL STABILIZER}
본 발명은 안정제로서 천연 화합물을 포함하는 고분자 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천연 플라이보노이드 또는 천연 페놀 및 폴리페놀계 화합물 등을 포함하는 안정제를 사용해서 제조한 고분자 조성물에 관한 것이다.
종래에는 고분자 물질, 특히 플라스틱, 고무, 섬유 등을 제조할 경우에 산화방지제 등과 같은 안정제로서 주로 알킬페놀 및 비스페놀계 합성화학 물질을 사용하여 왔다. 예를 들면, 부티레이티드 히드록시아니솔(BHA), 부티레이티드 히드록시톨루엔(BHT), 프로필 갈레이트(PG), 도데실 갈레이트(DG), 3차-부틸 히드로퀴논(TBHQ)등과 같은 알킬 페놀계 화합물 및 기타 이르가녹스계열 비스 페놀계 화합물 등이 있다. 이러한 합성화학 물질은 고분자 물질의 제조 및 가공용 안정제로서의 그의 화학적인 활성은 뛰어나지만, 이들 화합물 자체의 독성으로 인하여 인체에 유해한 요소로 작용하는 것을 피할 수 없었다. 이들 합성화학 물질은 무기계 물질과는 달리 고분자 물질에 혼련시킬 경우 분산상을 이루게 되고 또한 고분자 물질과 비교해서 합성화학 물질은 분자량이 매우 낮아서 유동성이 매우 크기때문에 고분자 물질의 가공과정중 혹은 그 응용제품에 사용할 때 비교적 용출되기 쉬우며 이에 의한 경구독성 등으로 인한 각종 문제점 등이 제기되고 있다. 이러한 문제는 특히 고분자 성형제품을 식품포장용 및 화장품 용기 등으로 사용하는 경우와 어린이용 완구나 기타 가정용품 등으로 사용할 경우에 더욱 심각하다.
상기와 같은 기존의 합성 안정제에 대한 독성 및 안전성 자료에 의하면 이론적으로 인체에 전혀 무해하지 않은 합성 안정제는 존재하지 않는다. 따라서, 첨가제로서의 그 사용량은 엄격히 규제되어야 할 필요가 있다. 특히 음식물 및 인체와 직접 접촉이 가능한 식품포장용 제품이나 완구 등을 제조하고자 하는 경우에는 보다 신중을 기할 필요가 있다. 예를 들면 음료용기의 경우라든가 어린이용 완구의 경우에는 더욱 그 사용에 엄격한 규제가 필요하다.
이와 아울러, 최근 환경호르몬에 대한 환경단체의 우려의 목소리가 전세계적으로 높아지고 있다. 환경호르몬은 외인성 내분비 교란 물질로 알려져 왔으며, 여성호르몬인 에스트로젠과 화학적으로 유사한 구조를 가지고 있는 화학물질을 일컫는다. 현재까지 알려져 있는 환경호르몬은 대략 70여종으로서, 대표적인 것으로는 디옥신, 폴리염화비페닐, 크롤덴, 디디티, 알킬페놀, 비스페놀, 프탈산 에스테르, 스타이렌 다이머-트라이머 등이 있다.
상기의 환경호르몬중에서 알킬페놀, 비스페놀, 스타이렌 다이머-트라이머 등의 경우가 플라스틱 등과 같은 고분자 물질과 관련이 되어 있다. 스타이렌다이머-트라이머의 경우에는 발포스타이렌의 제조과정중에 발생하며, 알킬페놀 및 비스페놀등의 경우에는 고분자 제조 및 가공용 첨가제로서 플라스틱 등의 제조과정중에사용되어진다. 특히 고분자 물질제조 및 가공용 첨가제들중 산화방지제 등과 같은 공정조제로 사용되는 대부분의 첨가제는 그의 화학구조상 일차적으로 알킬 페놀 및 이차적으로는 비스 페놀의 화학구조를 지니고 있다. 이 경우 이들 화합물 등에 의한 부정적인 시너지 효과는 가히 가공할 만하다. 특히 식품포장 용기로 다양하게 사용하고 있는 폴리스타이렌 성형제품의 경우 환경호르몬으로서 스타이렌 다이머-트라이머와 안정제로 제조과정중 첨가되어진 알킬 페놀, 비스 페놀 등 두 가지 타입이상의 물질이 복합적으로 작용하는데, 이러한 화합물들이 2가지 이상 복합적으로 작용하여 발생하는 부정적인 시너지 효과를 일으킬 경우에는 문제가 매우 심각하다.
각종 플라스틱 등과 같은 고분자 응용제품으로부터 이러한 인체에 유해한 요소를 제거하기 위하여, 종래에는 고분자를 중합하는 단계에서는 중합촉매의 사용량 및 미반응 잔류모노머 등을 최소화하려는 노력이 있었으며, 또한 이들 고분자물질의 성형가공시 사용하는 착색제로서는 식품 첨가용으로 그 사용이 인정된 안료 등을 사용해서 어린이용 완구 등을 제조하는 등 다양한 형태의 노력이 있어 왔던 것이 사실이다. 그러나, 고분자물질을 성형가공하는데 있어서는 안료뿐만이 아니라 다양한 종류의 첨가제가 사용된다. 안료와 더불어, 내열제, 산화방지제, 활제, 충진제 등이 최종제품의 기능요구 특성에 따라서 매우 다양한 형태로 사용된다. 이러한 첨가제중 활제, 충진제의 경우에는 생리화학적인 특성이 크게 문제가 되고 있지는 않으나, 안료 혹은 안정제의 경우에는 그의 생리화학적인 특성을 심도 깊게 고려하여야 할 필요가 있다.
그러나, 종래에는 이러한 합성안정제를 비롯한 첨가제에 대하여, 비록 소량이기는 하지만 인체 유해성에 대하여 심도 있는 고려 없이 그 사용이 방치되어 왔다. 이는 플라스틱과 같은 고분자 물질에 첨가되는 안정제는 산화방지 등의 효과 이외에도 고분자 물질의 가공과정에서의 고온 등의 가혹한 조건에 견딜 수 있는 내열성을 갖추어야 하고, 동시에 고분자 물질의 용융성이나 기타 성형재료로서의 물성 및 성형품의 색상 등 외관에 미치는 악영향이 없는 물질이어야 하는데, 이러한 요구를 충족시키면서 인체 독성도 없는 인공합성 물질의 개발에 기술적 한계가 있었기 때문이다.
상기한 바와 같은 인공합성 안정제의 사용으로 인한 문제점을 극복하고자 본 발명자들은 독성 및 내분비 교란작용 등의 문제를 유발시키지 않으면서도 안정제로서의 효과 등이 뛰어난 천연소재로부터 얻어진 물질을 플라스틱 등 각종 고분자 물질의 제조 및 가공용 안정제로 사용함으로써 최종 고분자 응용제품으로부터 인체유해요소를 근본적으로 해결하고자 예의 연구한 결과, 사과, 감 및 감잎, 녹차, 커피두, 포도, 참깨, 카카오, 잭 후루트(Jack Fruit) 및 로즈마린 등의 천연소재로부터 얻어진 천연 플라보노이드 또는 천연 페놀 및 폴리페놀계 화합물 등은 산화방지 효과가 뛰어나면서도 내열성 등의 안정제로서의 물성이 우수하므로 기존의 알킬 및 비스페놀계 합성 안정제를 대체하여 사용할 수 있다는 사실에 착안하여 본 발명을 완성하게 되었다. 한편 상기 천연 페놀 및 폴리페놀계 물질은 산화방지효과 뿐만 아니라 항균 및 정균효과도 우수함으로 이들을 사용한 최종 고분자 가공제품의 항균 및 정균 효과도 기대할 수 있다. 이러한 것은 수지 본래의 물성을 저하시키지 않으면서, 수지의 기능을 향상시키는 효과도 있다.
즉, 본 발명의 목적은 인체 접촉 혹은 인체 흡입시 전혀 유해하지 않으면서도, 소기의 안정제로서의 효과가 탁월한 천연화합물을 안정제로 사용하는 고분자 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 고분자 조성물은 안정제로서 기존의 합성 안정제를 사용하지 않고 천연 플라보노이드 또는 천연 페놀 및 천연 폴리페놀계 화합물이 함유된 안정제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 사용할 수 있는 천연소재 유래 안정제로서는 천연 플라보노이드계 화합물, 천연 페놀 및 폴리페놀계 화합물 등을 사용할 수 있으며, 이중 천연 플라보노이드계 화합물로는 땅콩 및 목화씨 추출물, 왕겨 추출물, 키아(Chia)씨 추출물 등이 있으며, 천연 페놀 및 폴리페놀계 화합물로서는 사과 추출물, 녹차 추출물, 커피두 추출물, 로즈마리 추출물, 카카오 추출물, 잭 후루트(Jack Fruit) 추출물, 감 및 감잎추출물, 감초 추출물, 해바라기씨 추출물, 겨자와 평지씨 추출물, 참깨 추출물, 포도 추출물 기타 천연 탄닌 추출물 등이 있다.
일반적으로 천연소재로서 식품의 변질이나 부패를 방지하기 위한 물질이 많이 있으나, 이들은 대부분 냉동식품이나, 냉장식품 등에 사용하거나 조리의 경우에도 대부분 100℃ 이하의 비교적 저온에서 사용하는 천연소재가 대부분이며, 이는 이들의 저급한 내열성에 기인한다. 그러나, 상기에 언급된 본 발명의 천연 안정제의 경우에는 내열성이 특히 우수하여, 수지가공 조건의 비교적 고온(200℃ 전후)에서도 안정제로서의 기능을 유지할 수 있는 특징을 갖고 있다.
본 발명에서는 이들 천연 안정제를 단독으로 사용할 수 있으며, 경우에 따라서는 2가지 이상 조합하여 사용하는 것이 가능하다. 천연 안정제의 사용량은 고분자의 종류 및 가공조건, 가공방법에 의존한다. 예를 들면, 고분자의 용융온도가 낮고, 용융점도가 낮고, 가공시간이 비교적 단시간인 경우, 주로 단기적인 안정성이 필요한 경우에는 그 사용량이 0.01중량%정도로서도 충분한 경우가 있으며, 고분자의 용융온도가 비교적 높다거나, 용융점도가 높고, 가공시간이 매우 긴 경우에는 고분자의 가공을 원활하게 하거나, 장기적인 안정성을 부여하기 위하여서는 상당량의 안정제를 처방하여야 하는 경우가 있으나, 10중량% 이상 처방하였을 경우에는 그의 안정제로서의 효과는 획득할 수 있을지라도, 부수적인 고분자 조성물의 물성저하는 피할 수 없다. 따라서, 고분자 조성물의 물성과 안정제로서의 효과를 고려하면 본 발명의 천연 안정제의 사용량은 고분자 조성물 전체 중량에 대하여 0.01∼10중량%가 바람직하다.
이러한 천연 안정제는 고분자 물질의 제조 단계에 있어서, 임의 단계에서 사용할 수 있으나, 바람직하게는 성형가공 단계에서 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 또한 고분자 성형가공시에도, 예를 들면 사출이라든가, 압출성형, 압축성형 등의 경우에도 다양하게 사용할 수 있지만, 경우에 따라서는 전처리 마스터 배치를 미리 만든 후에 성형가공시에 사용하는 방법도 바람직한 방법중의 하나이다.
인체에 전혀 무해한 천연 안정제를 사용하는 본 발명에 의하면 인체안전성뿐만 아니라, 최종제품의 방취성능, 항균성을 강화함으로써 식품 포장용기 등으로서의 성능을 더욱 강화할 수 있는 장점도 있다.
즉, 기존기술의 첨가제의 경우에는 안정제로서의 기능만을 가지고 있으나, 본 발명의 천연 화합물로부터 유도된 안정제의 경우에는 인체 무해성에 더하여, 그의 방취, 항균성이 더욱 보강됨으로써 기존기술에 비하여 탁월함을 알 수 있다. 기존의 경우에는 고분자 물질에 항균성 및 방취성 등을 부여하기 위하여서는 새로운 첨가제를 투입하여야만 소기의 성능을 얻을 수 있었다. 이러한 경우에도 주로 은 화합물을 사용한다든지, 요오드 화합물을 사용한다던가 함으로써 이로 인한 독성이 매우 심하였다. 본 발명의 경우에는 인체에 유해하지 않으면서도, 기존의 안정제에 비교하여, 안정제로서의 성능이 우수하고, 부가적으로 항균, 방취성능을 부여할 수 있는 특징을 가지고 있다. 본 발명의 특징은 기존기술의 근본적인 한계인 인체 유독성을 해결할 수 있는 길을 제시하였고, 또한 고분자 물질에 항균, 방취라는 새로운 기능성을 부여함으로써 식품 포장용기 등으로서의 기능을 극대화하였다.
본 발명에서 사용할 수 있는 고분자 화합물로서의 플라스틱으로는 열가소성, 열경화성 플라스틱을 사용할 수 있다. 열경화성 고분자 물질로는 페놀수지, 우레아수지, 멜라민수지, 푸란수지, 알키드수지, 불포화 폴리에스테르, 디아릴프탈레이트, 에폭시수지, 규소수지, 폴리우레탄수지 등이 있다. 열가소성 고분자 물질로서는 염화비닐수지, 염화비닐리덴수지, 초산비닐수지, 폴리비닐알콜수지, 폴리비닐아세탈수지, 폴리스티렌수지, 에이비에스수지, 메타크릴수지, 폴리에틸렌수지, 폴리프로필렌수지, 불소수지, 폴리아미드수지, 폴리아세탈수지, 폴리카보네이트수지,폴리페닐렌옥사이드수지, 폴리설폰수지, 셀룰로이드, 초산섬유수지, 폴리에스테르수지등이 있다. 본 발명에서는 상기한 수지를 단독으로 사용할 수도 있고, 2이상의 조합의 경우에도 본 발명의 천연 안정제를 사용하는 것이 무방하다. 본 발명에서 사용 가능한 고분자 물질로는 고무도 포함이 되며, 고무로서는 부타디엔고무, 천연고무, 에스비알고무, 엔비알고무, 실리콘고무 등이 있다.
본 발명의 고분자 조성물에는 통상의 첨가제 즉 활제, 안료, 자외선 흡수제, 난연제, 충진제, 대전방지제 등을 첨가하여 복합적으로 사용할 수 있다.
본 발명에서 활제를 사용하는 경우에도, 일반적으로 사용할 수 있는 내부활제 및 외부활제를 모두 사용할 수 있다. 대표적으로는 지방산의 금속을 사용할 수 있다. 예를 들면, 지방산으로서는 스테아린산이 있으며, 금속으로서는 칼슘, 마그네슘, 아연을 들 수 있다. 경우에 따라서는 이비에스와 같은 활제도 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 충진제로서는 기존기술에서 구현할 수 있는 모든 충진제를 사용할 수 있는 바, 예를 들면, 탈크, 탄산칼슘(CaCO3), 크레이(CLAY) 등을 들 수 있다. 색상을 집어넣는 경우도 이의 사용이 무관하다. 다른 경우와는 달리, 색상의 경우에는 천연 화합물이 통상 자체의 색상을 갖고 있는 연유로, 약간은 세심하게 조색을 실시하여야 하지만, 이것은 기술적으로 어려운 문제는 아니다. 색상의 경우에도 기존기술의 색상을 모두 구현할 수 있으며, 마스터배치(MASTER BATCH)로서 적용하고자 하는 경우에도, 목표수지와의 상용성을 고려해서매트릭스(MATRIX)를 선택할 수 있는 등 모든 기존 기술을 구현할 수 있다. 이러한 첨가제들은 주로 성형가공시에 소량 첨가함으로써 소기의 목적을 달성할 수 있는 바, 경우에 따라서는 마스터배치(MASTER BATCH)를 미리 제작 사용하는 것이 가능하다. 수지를 성형 가공하고자 할 경우, 그에 첨가되는 다양한 첨가제를 전체적으로 처리 가공하는 것이 보다 경제적이라고 볼 수 있다.
본 발명의 고분자 조성물을 식품 포장용기 등으로서 사용하고자 할 경우 첨가제로서 상기 화합물 이외의 각종 인공합성첨가제의 사용을 가급적 억제하는 것이 바람직하다고 볼 수 있다. 특별한 경우를 제외하고는 식품포장용 등의 경우에는 첨가제 모두가 인체에 무해하다고 입증된 것을 사용하는 것이 바람직하며 따라서 본 발명을 구현하기 가장 좋은 조성물은 상기 천연소재 유래 안정제 이외의 기타 첨가제를 가급적으로 사용하지 않는 것이다.
본 발명에 있어서, 성형가공시 일반적으로 압출을 하고자 할 경우, 기존의 기술과 별도의 차별 없이 사용할 수 있다. 또한 특별하게 혼련을 충분히 하여줄 필요가 있는 경우에는 일반적인 2축압출기를 사용하여야 한다. 수지를 혼련할 경우 강력한 혼련이 특별히 요구되지 않는 경우에는 1축압출기를 사용할 수 있으며, 마스터배치를 제조하고자 할 경우에는 일반적으로 잘 알려져 있는 반죽기 혹은 밴버리 믹서, 1축압출기, 2축압출기 등을 사용할 수 있으며, 그중 어느 것을 사용하는가는 그의 요구되는 혼련정도에 의한다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명의 범위가 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
제조예 1 : 사과 추출물의 제조
사과 과육(사과미숙과)을 수세 및 세척을 하고 파쇄한 다음 압착을 하여 얻어진 과즙을 펙틴분해효소를 이용하여 효소처리를 한 후, 여과하여 얻어진 과즙을 칼럼을 이용하여 흡착시킨 후에 열수를 이용하여 세정을 한다. 65%의 에탄올을 이용하여 추출한 후에 감압농축액을 얻은 후 분무 건조시켜 분말상태의 사과추출물을 얻었다.
얻어진 사과 추출물에 있어서 폴리페놀 함량은 50% 이상이고 폴리페놀은 탄닌, 카페익산, 클로로제닉산, 파라쿠마릭산, 플로레틴, 플로리진, 카테킨, 에피카테킨 등으로 구성되어 있다.
필요시 상기 추출물에 전분, 유당, 덱스트린 등을 혼합하여 사용한다.
제조예 2 : 녹차 추출물의 제조
녹차 잎을 끓는 물 중에서 30분간 열수 추출한 다음 활성탄을 이용하여 여과하였다. 여과액을 감압증류하여 농축시킨 후 분무 건조시켜 분말상태의 녹차 추출물을 얻었다.
얻어진 녹차 추출물에 전분, 유당, 덱스트린 등을 혼합하여 사용한다.
제조예 3 : 커피 추출물의 제조
생커피두를 5㎜정도의 크기로 분쇄후, 변색두 등의 이물을 제거하여 선별한 후에 탈이온수를 이용하여 추출한 후에 분무건조방법으로 분말상태의 커피 추출물을 얻었다.
얻어진 커피 추출물에 있어서 폴리페놀 함량은 50% 이상이고, 폴리페놀은 클로로제닉산과 탄닌 등으로 구성되어 있다.
필요시 상기 추출물에 전분, 유당, 덱스트린 등을 혼합하여 사용한다.
제조예 4 : 로즈마리 추출물
건조 로즈마리로부터 수증기 증류를 통하여 냄새를 제거하고, 이를 다시 건조시킨 후 60% 이상의 에탄올 등 진한 알콜용액으로 추출한 후 감압농축시킨 뒤 다시 묽은 알콜용액으로 추출하고 여과한 뒤 물로 씻어주고 건조시켜 로즈마리 추출물을 얻었다.
얻어진 로즈마리 추출물에 있어서 폴리페놀 함량은 50% 이상이고, 폴리페놀은 클로로제닉산과 탄닌 등으로 구성되어 있다. 필요시 상기 추출물에 전분, 유당, 덱스트린 등을 혼합하여 사용한다.
제조예 5 : 카카오 추출물
건조된 카카오 빈 및 카카오 껍질에 60% 아세톤 용액을 이용하여 24시간 추출하였다. 얻어진 추출물을 원심 분리하여, 상층액과 침전물을 얻었다. 얻어진 침전물에 다시 60% 아세톤을 가하고 위의 추출과정을 4회 반복하였다. 각각의 얻어진 상층액을 농축 여과하여 클로로필을 제거하고 2L의 농축물로 만들고 이것을 아세톤으로 추출하여 카카오의 추출물을 얻었다.
얻어진 카카오 추출물에 있어서, 폴리페놀 함량은 50% 이상이고, 폴리페놀은 클로로제닉산과 탄닌 등의 고분자량 폴리페놀로 구성되어 있다. 필요시 상기 추출물에 전분, 유당, 덱스트린 등을 혼합하여 사용한다.
제조예 6 : 잭 후루트(Jack Fruit) 잎 추출물
잭 후루트(Jack Fruit) 잎 1000g에 60% 아세톤을 가하여 실온에서 24시간 침지시킨 후 원심분리(3,000rpm, 30분)하여 상층액과 침전물을 얻었고, 다시 침전물에 60% 아세톤을 가해 동일한 조건으로 4회 반복 추출하였다. 각각의 상층액을 모아 농축 여과하여 엽록소를 제거하고 2L로 농축하여 이것을 아세톤으로 추출하여 잭 후루트(Jack Fruit) 잎의 추출물을 얻었다.
얻어진 잭 후루트(Jack Fruit) 잎의 추출물에 있어서, 축합형 탄닌류의 함량은 50% 이상이고, 폴리페놀은 카텐킨류로 구성되어 있다. 필요시 상기 추출물에 전분, 유당, 덱스트린 등을 혼합하여 사용한다.
제조예 7 : 감잎 추출물
건조된 감잎 1000g에 60% 아세톤을 가하여 실온에서 24시간 침지한 후 원심분리(3,000rpm, 30분)하여 상층액과 침전물을 얻었다. 다시 침전물에 60% 아세톤을 가해 동일한 조건으로 4회 반복 추출하였다. 각각의 상층액을 모아 농축 여과하여 엽록소를 제거하고 2L로 농축하여 이것을 아세톤으로 추출하여 감잎의 추출물을 얻었다.
얻어진 감잎의 추출물에 있어서, 축합형 탄닌류의 함량은 50% 이상이고, 폴리페놀은 (+)갈로카테킨 등 카테킨류와 프로델핀딘으로 구성되어 있다. 필요시 상기 추출물에 전분, 유당, 덱스트린 등을 혼합하여 사용한다.
실시예
이하의 실시예 및 시험에서 사용한 수지의 물성 및 압출조건, 사출조건, 인장강도 시험은 아래와 같다.
사용수지의 용융지수(MI)(ASTM D1238)
구 분 PP PE HIPS ABS 단위
MI 28.9 0.3 3.0 1.8 g/10min
측정온도 230 190 190 230 ℃
측정부하 3.8 2.16 5 5 ㎏
측정시간 6 5 6 6 min
* PP : 폴리프로필렌, PE : 폴리에틸렌,
HIPS : 고충격폴리스티렌, ABS : 에이비에스수지
압출시험
1. 사용압출기 : 진우기연 40∮
2. 압출조건(단위 : ℃)
구 분 다이스 C4 C3 C2 C1
PP 200 195 185 185 175
PE 190 180 175 175 165
PS 200 190 180 180 170
ABS 200 190 180 180 170
사출시험
1. 사용사출기
LG기계 140ENⅡ(10oz)
2. 사출조건(단위 : ℃)
구 분 다이스 C4 C3 C2 C1
PP 200 195 185 185 175
PE 190 180 175 175 165
PS 200 190 180 180 170
ABS 200 190 180 180 170
인장강도시험
1. 측정기기 : INSTRON4304
2. 측정조건
크로스 헤드 속도(15㎜/min)
실시예 1
폴리프로필렌 5000중량부에 활제로서 칼슘 스테아레이트 5중량부, 안정제로서 제조예 1의 사과 추출물 5중량부를 계량후에, 텀블러 믹서를 이용하여 잘 혼합하고 1축압출기를 이용하여 압출을 하였다. 압출 및 조립공정 후에 물기를 제거한 후 사출기를 이용하여 사출을 하였다. 사출기에서 체류시키지 않고 사출한 것(Ⅰ)과 사출기에서 5분간 체류시킨 후 사출한 것(Ⅱ)을 ASTM D638에 의거하여, 인장강도를 측정하여 공정조제로서의 효과를 테스트하였다.
실시예 2
폴리프로필렌 대신 폴리에틸렌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 3
폴리프로필렌 대신 고충격 폴리스티렌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 4
폴리프로필렌 대신 에이비에스수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 5
폴리프로필렌 5000중량부에 활제로서 칼슘 스테아레이트 5중량부, 안정제로서 제조예 2의 녹차 추출물 5중량부를 계량후에 텀블러 믹서를 이용하여 잘 혼합하고, 1축압출기를 이용하여 압출을 하였다. 압출 및 조립공정 후에 물기를 제거한 후 사출기를 이용하여 사출을 하였다. 사출기에서 체류시키지 않고 사출한 것(Ⅰ)과 사출기에서 5분간 체류시킨 후 사출한 것(Ⅱ)을 ASTM D638에 의거하여, 인장강도를 측정하여 공정조제로서의 효과를 테스트하였다.
실시예 6
폴리프로필렌 대신 폴리에틸렌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일하게 실시하였다.
실시예 7
폴리프로필렌 대신 고충격 폴리스티렌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일하게 실시하였다.
실시예 8
폴리프로필렌 대신 에이비에스수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일하게 실시하였다.
실시예 9
폴리프로필렌 5000중량부에 활제로서 칼슘 스테아레이트 5중량부, 안정제로서 제조예 3의 커피 추출물 5중량부를 계량후에 텀블러 믹서를 이용하여 잘 혼합하고, 1축압출기를 이용하여 압출을 하였다. 압출 및 조립공정 후에 물기를 제거한 후 사출기를 이용하여 사출을 하였다. 사출기에서 체류시키지 않고 사출한 것(Ⅰ)과 사출기에서 5분간 체류시킨 후 사출한 것(Ⅱ)을 ASTM D638에 의거하여, 인장강도를 측정하여 공정조제로서의 효과를 테스트하였다.
실시예 10
폴리프로필렌 대신 폴리에틸렌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 9와 동일하게 실시하였다.
실시예 11
폴리프로필렌 대신 고충격 폴리스티렌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 9와 동일하게 실시하였다.
실시예 12
폴리프로필렌 대신 에이비에스수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예 9와 동일하게 실시하였다.
실시예 13
폴리프로필렌 5000중량부에 활제로서 칼슘 스테아레이트 5중량부, 안정제로서 제조예 4의 로즈마리 추출물 5중량부를 계량후에 텀블러 믹서를 이용하여 잘 혼합하고, 일축압출기를 이용하여 압출을 하였다. 압출 및 조립공정후에 물기를 제거한 후 사출기를 이용하여 사출을 하였다. 사출기에서 체류시키지 않고 사출한 것(Ⅰ)과 사출기에서 5분간 체류시킨 후 사출한 것(Ⅱ)을 ASTM D638에 의거하여, 인장강도를 측정하여 공정조제로서의 효과를 테스트하였다.
실시예 14
폴리프로필렌 대신 폴리에틸렌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일하게 실시하였다.
실시예 15
폴리프로필렌 대신 고충격 폴리스티렌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일하게 실시하였다.
실시예 16
폴리프로필렌 대신 에이비에스수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일하게 실시하였다.
실시예 17
폴리프로필렌 500중량부에 활제로서 칼슘 스테아레이트 5중량부, 안정제로서 제조예 5의 카카오 추출물 5중량부를 계량후에, 텀블러 믹서를 이용하여 잘 혼합하고 1축압출기를 이용하여 압출을 하였다. 압출 및 조립공정후에 물기를 제거한 후 사출기를 이용하여 사출을 하였다. 사출기에서 체류시키지 않고 사출한 것(Ⅰ)과 사출기에 5분간 체류시킨후 사출한 것(Ⅱ)을 ASTM D638에 의거하여, 인장강도를 측정하여 공정조제로서의 효과를 테스트하였다.
실시예 18
폴리프로필렌 대신 폴리에틸렌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 17과 동일하게 실시하였다.
실시예 19
폴리프로필렌 대신 고충격 폴리스티렌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 17과 동일하게 실시하였다.
실시예 20
폴리프로필렌 대신 에이비에스수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예 17과 동일하게 실시하였다.
실시예 21
폴리프로필렌 5000중량부에 활제로서 칼슘 스테아레이트 5중량부, 안정제로서 제조예 6의 잭 후루트(Jack Fruit) 잎 추출물 5중량부를 계량 후에, 텀블러 믹서를 이용하여 잘 혼합하고 1축압출기를 이용하여 압출을 하였다. 압출 및 조립공정후에 물기를 제거한 후 사출기를 이용하여 사출을 하였다. 사출기에서 체류시키지 않고 사출한 것(Ⅰ)과 사출기에서 5분간 체류시킨 후 사출한 것(Ⅱ)을 ASTM D638에 의거하여, 인장강도를 측정하여 공정조제로서의 효과를 테스트하였다.
실시예 22
폴리프로필렌 대신 폴리에틸렌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 21과 동일하게 실시하였다.
실시예 23
폴리프로필렌 대신 고충격 폴리스티렌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 21과 동일하게 실시하였다.
실시예 24
폴리프로필렌 대신 에이비에스수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예 21과 동일하게 실시하였다.
실시예 25
폴리프로필렌 5000중량부에 활제로서 칼슘 스테아레이트 5중량부, 안정제로서 제조예 7의 감잎 추출물 5중량부를 계량후에, 텀블러 믹서를 이용하여 잘 혼합하고 1축압출기를 이용하여 압출을 하였다. 압출 및 조립공정후에 물기를 제거한 후 사출기를 이용하여 사출을 하였다. 사출기에서 체류시키지 않고 사출한 것(Ⅰ)과 사출기에서 5분간 체류시킨 후 사출한 것(Ⅱ)을 ASTM D638에 의거하여, 인장강도를 측정하여 공정조제로서의 효과를 테스트하였다.
실시예 26
폴리프로필렌 대신 폴리에틸렌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 25와 동일하게 실시하였다.
실시예 27
폴리프로필렌 대신 고충격 폴리스티렌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 25와 동일하게 실시하였다.
실시예 28
폴리프로필렌 대신 에이비에스수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예 25와 동일하게 실시하였다.
비교예 1
실시예 1에서 천연 안정제 대신에 기존의 인공합성 산화방지제로서 시바가이기사 제품인 이르가녹스 1010을 사용하였다.
비교예 2
실시예 2에서 천연 안정제 대신에 기존의 인공합성 산화방지제로서 시바가이기사 제품인 이르가녹스 1010을 사용하였다.
비교예 3
실시예 3에서 천연 안정제 대신에 기존의 인공합성 산화방지제로서 시바가이기사 제품인 이르가녹스 1076을 사용하였다.
비교예 4
실시예 4에서 천연 안정제 대신에 기존의 인공합성 산화방지제로서 시바가이기사 제품인 이르가녹스 1076을 사용하였다.
인장강도 측정결과
구 분 Ⅰ Ⅱ
실시예 1실시예 2실시예 3실시예 4 300101290495 29497287482
실시예 5실시예 6실시예 7실시예 8 297103290496 29299283487
실시예 9실시예 10실시예 11실시예 12 286101280501 28496278492
실시예 13실시예 14실시예 15실시예 16 29899270496 29596267494
실시예 17실시예 18실시예 19실시예 120 29198265495 29095260490
실시예 21실시예 22실시예 23실시예 24 29397263497 29196261496
실시예 25실시예 26실시예 27실시예 28 29097264496 28696263493
비교예 1비교예 2비교예 3비교예 4 308107295501 304101289492
* Ⅰ : 사출기에 체류하지 않고 사출
Ⅱ : 사출기에 5분간 체류시킨 후 사출
상기의 결과로부터 본 발명의 천연 안정제는 기존의 인공합성 안정제와 동등수준 또는 그 이상의 공정조제로서의 효과를 나타냄을 알 수 있고, 따라서 기존의 합성 화학물질을 대체하여 공정조제로서 사용될 수 있으며, 이에 의해 고분자 조성물에 있어서 근본적으로 인체 유해요소를 제거할 수 있다.
항균성 시험
본 발명의 고분자 조성물에 사용되는 천연 안정제의 항균효과를 알아보기 위하여 제조예 1의 사과 추출물을 이용하여 하기와 같이 항균시험을 실시하였고, 결과는 표 3과 같다.
시험방법 :
① 제조예 1의 사과 추출물의 생리 식염수 용액(농도 :2,000ppm)을 조제하여 이를 시험액으로 하였다.
② 시험액에 공시균을 첨가하여 35℃에서 보존하고, 6시간 및 24시간 후에 생균수를 측정하였다.
공시균 :
Methicillin 내성황색 포도구균(MRSA) …… 병원내 감염의 원인균
Propionbacterium acnes …… 여드름 원인균
Legionella pneumophila …… 24시간 욕조에 기생하는 균
대장균(혈액형 O-157 : H7) …… 병원성 대장균
시험결과 :
표 3 : 시험액에 첨가한 공시균의 생균수 측정결과
공시균 생 균 수(/㎖)
초 기 6시간 후 24시간 후
MRSA 시험액 7.8×104 < 10 < 10
대 조 7.8×104 2.9×104 104
P.acnes 시험액 4.3×105 < 10 < 10
대 조 4.3×105 2.1×105 105
L. pneumophila 시험액 3.1×105 < 10 < 10
대 조 3.1×105 8.0×104 6.8×104
대 장 균 시험액 4.7×105 < 10 < 10
대 조 4.7×105 1.8×106 2.7×106
공시 4균에 대하여 2,000ppm 농도에서의 사과추출물의 항균결과가 확인되었다.
상기의 결과로부터 본 발명의 고무 조성물에 사용된 천연 안정제는 기존의 기술에 의한 첨가제와 대동소이한 공정조제로서의 안정효과를 보이며, 따라서 기존의 합성 안정제를 대체하여 공정조제로서의 기능뿐만 아니라, 고분자 물질에 의한 다양한 형태의 인체유해요소를 근본적으로 해결하는 길을 제시하였다. 또한 본 발명의 고분자 조성물은 사용된 천연 안정제의 항균효과로 인해 항균성을 갖는 효과도 나타낼 수 있다.

Claims (4)

  1. 천연 플라보노이드 또는 천연 페놀 및 천연 폴리페놀이 함유된 안정제를 0.01∼10중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품 제조용 고분자 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 천연 안정제는 땅콩 추출물, 목화씨 추출물, 왕겨 추출물, 키아씨 추출물, 사과 추출물, 녹차 추출물, 커피두 추출물, 로즈마리 추출물, 카카오 추출물, 잭 후루트(Jack Fruit) 잎 추출물, 감 또는 감잎 추출물, 감초 추출물, 해바라기씨 추출물, 겨자씨 추출물, 평지씨 추출물, 참깨 추출물 및 포도 추출물로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고분자 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 고분자 물질은 열가소성 또는 열경화성 수지인 것을 특징으로 하는 고분자 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 고분자 물질은 고무인 것을 특징으로 하는 고분자 조성물.
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