KR20020029050A - 분해성 수지 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미생물 등에 의해 빠른 시간에 분해가 이루어지는 수지 및 그 수지 제조방법에 관한 것으로서, 이는 아미로스나 아미로펙틴의 조반단위를 갖는 분기쇄 구조의 탄수화물중합체 20∼80wt%; 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌아크릴산 중 어느 하나 또는 2가지 이상이 혼합된 친수성수지 20∼40wt%; 윤활제 5∼20wt%와, 열가소성수지 10∼30wt%와 금속비누 등으로 된 안정제 0.5∼5wt%의 조성비를 갖는다.

상기의 조성비를 갖는 수지는 제조방법이 간담함은 물론, 조성이 단순하여 제조 코스트를 다운시킬 수 있음으로 저가로 소비자에게 제공할 수 있음은 물론, 사용용도가 어느 특수 용도로 만 사용되는 것이 아니고 범용으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

분해성 수지 및 그 제조방법{Disasemble resin and the manufacturing method for thereof}

본 발명은 분해성 수지 및 그 제조방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 아미로스나 아미로펙틴의 조반단위를 갖는 분기쇄 구조의 탄수화물중합체와, 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌아크릴산 중 어느 하나 또는 2가지 이상이 혼합된 친수성수지와, 윤활제와, 열가소성수지와 안정제를 적정비율로 혼합하고 압출하여 미생물에 의해 빠른 시간에 분해가 이루어지는 수지를 제조하여 제공하고자 하는 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 수지는 포장용 필름, 비닐봉투, PET병 등을 제조하는 용도로 널리 사용되고 있다. 그러나 상기의 용도로 사용되는 수지는 사용하고 난 후 미생물에 의해 분해가 이루어지지 않기 때문에 토양에 묻히게 되면 그대로 존재하여 토질을 황폐화시킴은 물론, 식물이 생육되지 않는 문제점이 있어 사회문제화 되고 있는 실정인 바, 세계 각 국에서는 분해성 수지를 개발하기 위하여 많은 노력과 시간 및 돈을 투지하고 그 결과 수종이 개발되었다.

그러나 상기 개발된 분해 가능한 수지들은 제조공정이 복잡하고, 또, 조성성분의 수가 많아 제조 코스트가 높아지는 문제점이 있음은 물론, 물성이 나빠 범용으로의 사용이 불가능하고 특수용도 즉 수술용 봉합사 정도로 만 사용되고 있는 실정이다.

따라서 근래에는 식물을 원료로한 폴리유산수지가 개발되어 있으나, 이는 생상과정에 있어 전분 등의 당질에서부터 발효. 반응. 중합이라는 과정을 거쳐야 하고, 또, 폴리에틸렌을 생산하는 것보다 많은 에너지를 필요로 하기 때문에 오늘날은 간접적으로 화석연료를 많이 사용하고 있다. 이와 같은 방법으로 제조된 상기 수지는 친환경적이라는 장점은 있으나 생산코스트가 높아지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 분해성 수지를 제조함에 있어 그 성분 조성이 단순하고 제조방법이 간단하여 제조 코스트를 다운시킬 수 있음은 물론, 폐기되는 수지가 단시간에 분해됨으로 자연을 보호할 수 있도록 한 분해성수지를 제공하고 그 분해성 수지를 제조하는 방법을 제공하고자 함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 기술적 구성은 아미로스나 아미로펙틴의 조반단위를 갖는 분기쇄 구조의 탄수화물중합체 20∼80wt%; 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌아크릴산 중 어느 하나 또는 2가지 이상이 혼합된 친수성수지 20∼40wt%; 윤활제 5∼20wt%와, 열가소성수지 10∼30wt%와 안정제 0.5∼5wt%의 성분 조성비를 갖는 분해성 수지와,

아미로스나 아미로펙틴의 조반단위를 갖는 분기쇄 구조의 탄수화물중합체 20∼80wt%; 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌아크릴산 중 어느 하나 또는 2가지 이상이 혼합된 친수성수지 20∼40wt%; 윤활제 5∼20wt%와, 열가소성수지 10∼30wt%와, 안정제 0.5∼5wt%를 믹서기에 투입하는 단계; 상기 믹서기를 그 믹서기에 투입된 성분들이 용해될 수 있는 온도로 가열하여 용해시키면서 교반하는 단계; 상기 교반이 완료된 믹서기의 혼합물을 압축기에 공급하고 그 압축기에 공급된 혼합물을 압출하는 단계; 상기 압축기로부터 압출되는 압출물을 물속으로 진행시켜 냉각시키는 단계; 상기 물속을 통과하여 냉각된 압출물을 절단기를 이용하여 일정한 크기로 절단하는 단계;를 포함하는 구성으로 이루어지는 분해성 수지 제조방법이다.

단 상기 상기 탄수화물중합체는 수분함량 8% 이하로 건조된 것이고, 상기 절단기로 절단된 압출물은 과립 형태이다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 분해성 수지와 그 수지 제조방법을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 탄수화물중합체는, 전분으로써 옥수수전분. 고사리전분. 칡전분. 감자전분. 밀전분. 보리전분. 쌀전분. 캬사바전분. 사고전분. 타피오카전분. 수수전분. 콩전분. 연전분, 마름전분. 고구마전분 등을 들 수 있다. 그리고 상기의 전분들은 천연고분자로부터 분리해서 얻을 수 있고, 비변성의 전분이다.

본 발명에서 사용되는 조성물 중 전분은 식물 중의 저다당류 즉 천연고분자의 다당류로 감자. 고구마. 쌀. 보리. 그 밖의 각물류로 옥수수. 타피오카류 등이고, 그 외에도 화학전분으로 분해전분. α화전분. 전분유도체. 분화전분. 물리처리전분 중 어느 하나 또는 2가지 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

한편 분해전분으로는, 효소변성전분. 산화전분. 산처리전분. 텍스트린 등이 있고, 전분유도체로는, 전분에스텔류와 전분에텔류로 나누어지는데, 그 중 전분에스텔류는, 린산전분. 초산잔분. 아지핀산전분. 코하크산전분. 마레인산전분. 후탈산전분. 키산트겐산전분 등이고, 전분에텔류는, 칼복시메틸전분. 히드록시알킬전분. 에피크롤히드린전분. 아릴전분. 양성전분. 그래프트중합전분 등이 있다.

또 분화전분으로는, 아미로스전분. 아미로폐틴전분 등이고, 물리처리전분으로는, 방사선처리전분. 고주파처리전분 등이 있다.

이상의 전분에서 본 발명에 사용되는 량은 20∼80wt% 인데, 20wt% 이하를 사용하게 되면 사용량이 너무 소량 임으로 수지의 분해시간이 너무 오래결려 자연환경을 저해하는 요인이 되고, 80wt% 이상을 사용하게 되면 분해성은 좋아지나 상대적으로 다른 성분을 적게 사용융야 함으로 성형성 등이 나빠지는 문제점이 발생한다.

또한 본 발명에서 사용되는 친수성수지는 수산기와 칼복실기를 갖는 것으로, 이는 폴리비닐알콜(PAV). 폴리아크릴산(PAA). 폴리에틸렌아크릴산(EEA) 중 어느 하나 또는 2가지 이상이 혼합된 것을 사용하고, 그 사용량은 20∼40wt%이다.

상기 친수성수지의 사용량 중 20wt% 이하를 사용하면 친수성이 떨어지는 문제점이 있고, 40wt% 이상을 사용하면 친수성이 좋아지는 장점은 있으나 타 성분을 상대적으로 적게 사용융야 함으로 분해성 및 성형성 등이 저하되는 문제점이 있다.

또 본 발명에서 사용되는 열가소성수지는, 폴리오레핀. 비닐폴리마. 폴리스티렌.폴리아크릴로니트릴. 폴리아크릴레이트. 폴리메타아크릴레이트. 폴리아세탈. 폴리아크릴에틸. 열가소성폴리아미드. 폴리에틸렌. 폴리프로필렌. 폴리이소브틸렌. 폴리염회비닐. 폴리초산비닐. 폴리프틸렌. 폴리아미드. 폴리에스틸. 폴리우레탄. 폴리카보네이트. 폴리아키렌테레프터레이트. 알키렌/비닐에스텔코포리머. ABS코포리머. 에틸렌/아크릴로니트릴코포리머. 아미드에틸. 아미드에스틸의 블록코포리드. 에틸렌/초산비닐코포리머. 에틸렌/아크릴산코포리머. 에틸렌/에틸아크릴레이트고포리머. 에틸렌/메타크릴레이트코포리머 등이다.

상기 열가소성수지 중 폴리오레핀계는 성형성이 좋으며 복작한 용융성형에 사용함이 바람직하다.

그리고 윤활제는, 폴리에틸렌 왁스 등으로 된 것이고, 안정제는 금속비누 등으로 된 것이다

상술한 바와 같은 각 조성 성분을 이용하여 본 발명의 분해성 수지를 제조하는 방법을 각 공정별로 나누어 설명하면 다음과 같다.

(제1공정)

본 발명의 제 1공정은 이미 준비된 각 성분 중에서 아미로스나 아미로펙틴의 조반단위를 갖는 분기쇄 구조의 탄수화물중합체 20∼80wt%와, 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌아크릴산 중 어느 하나 또는 2가지 이상이 혼합된 친수성수지 20∼40wt%와, 폴리에틸렌왁스 등으로 된 윤활제 5∼20wt%와, 폴리에틸렌 등으로 된 열가소성수지 10∼30wt%와, 금속비누 등으로 된 안정제 0.5∼5wt%를 믹서기에 투입한다. 이때 상기 탄수화물중합체는 수분함량 8% 이하로 건조된 것이다

(제2공정)

상기 제1공정에 의해 각 성분이 믹서기에 투입되면 그 성분들을 용융시키기 위해여 상기 믹서기를 가열하면서 교반하여 상기 성분들을 상호 혼합시키게 되는데, 이때 주의 할 점은 믹서기를 가열할 때 그 믹서기에 투입된 각 성분들이 용융될 수 있는 온도 즉 80∼200℃로 가열하는 것이고, 그 이상을 하거나 그 이하를 하게 되면 각 혼합물이 타거나 용융되지 않는 문제점이 발생한다. 그리고 교반의 방법은 스크류 등을 이용한 회전식 교반으로서 회전수는 80RPM ±20 이면 된다.

(제3공정)

상기 제2공정에 의해 믹서기에서 각 성분이 용융되면서 혼합 완료되면 그를 압축기에 공급하고 그 압축기에 공급된 혼합물을 20∼40cm²압력을 가하며 압출을 한다. 이때 압출물의 형태는 국수형태와 유사하다.

(제4공정)

상기 제3공정에 의해 국수형태로 압출되는 압출물은 물속을 통과시켜 냉각시키는데, 그 방법이 아닌 물을 스프레이 하거나 또는 냉각 에어를 분사하여 냉각해도 된다. 가장 바람직하게는 상기 물속을 통과시키며 냉각시키는 것이다.

(제5공정)

상기 제4공정에 의해 냉각된 압출물은 절단기에 의해 일정 크기로 절단하여 표장하면 되는 것으로, 상기 절단된 압출물의 형태를 과립형태이다.

이상과 같이하여 제조 완료된 분해성 수지는 목적물을 만들기 위한 재료로서 각종 필름, 빌닐봉투, PET병 등을 생산할 수 있는 것이다.

이상의 방법으로 제조된 본 발명의 수지는 사용 후 폐기되면 미생물 등에 의해 빠른 시간에 분해되기 때문에 자연환경 특히 토양을 보호할 수 있는 장점과 아울러 소각하지 않아도 됨으로 소각하면서 발생하는 대기 오염문제를 해소할 수 있는 장점이 있다.

이상과 같은 본 발명은 분해성수지를 제조함에 있어서 그 제조방법이 간담함은 물론, 조성이 단순하여 제조 코스트를 다운시킬 수 있음으로 저가로 소비자에게 제공할 수 있음은 물론, 사용용도가 어느 특수 용도로 만 사용되는 것이 아니고 범용으로 사용할 수 있는 특유의 효과가 있다.

Claims (5)

1. 아미로스나 아미로펙틴의 조반단위를 갖는 분기쇄 구조의 탄수화물중합체 20∼80wt%;

   폴리비닐알콜, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌아크릴산 중 어느 하나 또는 2가지 이상이 혼합된 친수성수지 20∼40wt%;

   윤활제 5∼20wt%와, 열가소성수지 10∼30wt%와 금속비누 등으로 된 안정제 0.5∼5wt%의 성분을 갖는 분해성 수지.
2. 제1항에 있어서, 상기 탄수화물중합체는 수분함량 8% 이하로 건조된 것임을 특징으로 하는 분해성 수지.
3. 아미로스나 아미로펙틴의 조반단위를 갖는 분기쇄 구조의 탄수화물중합체 20∼80wt%; 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌아크릴산 중 어느 하나 또는 2가지 이상이 혼합된 친수성수지 20∼40wt%; 윤활제 5∼20wt%와, 열가소성수지 10∼30wt%와 안정제 0.5∼5wt%를 믹서기에 투입하는 단계;

   상기 믹서기를 그 믹서기에 투입된 성분들이 용해될 수 있는 온도로 가열하여 용해시키면서 교반하는 단계;

   상기 교반이 완료된 믹서기의 혼합물을 압축기에 공급하고 그 압축기에 공급된 혼합물을 압출하는 단계;

   상기 압축기로부터 압출되는 압출물을 물속으로 진행시켜 냉각시키는 단계;

   상기 물속을 통과하여 냉각된 압출물을 절단기를 이용하여 일정한 크리로 절단하는 단계;를 포함하는 분해성 수지 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 탄수화물중합체는 수분함량 8% 이하로 건조된 것임을 특징으로 하는 분해성 수지 제조방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 절단기로 절단된 압출물은 과립형태 임을 특징으로 하는 분해성 수지 제조방법.