KR20070013141A - 잉크와 옻액 혼합액을 이용한 합성수지 혼합 사출물의제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 합성수지 혼합사출물 - Google Patents

잉크와 옻액 혼합액을 이용한 합성수지 혼합 사출물의제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 합성수지 혼합사출물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 잉크와 옻액 혼합액을 이용한 합성수지 혼합 사출물의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 합성수지 혼합 사출물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성수지, 잉크 및 옻액의 혼합공정, 상기 혼합물을 편평화시켜 건조하는 건조공정, 상기 건조된 혼합물의 분쇄공정 및 상기 분쇄물의 사출공정을 포함하여 구성되는 잉크와 옻액 혼합액을 이용한 합성수지 혼합 사출물의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 합성수지 혼합 사출물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 합성수지 혼합 사출물의 제조방법은 저농도 뿐만 아니라 20 중량% 이상의 고농도의 옻성분을 함유하면서도 다양한 색상의 표현이 가능한 합성수지 혼합사출물의 제조가 가능하며, 상기 방법에 의해 제조된 혼합사출물은 원적외선 방사율, 항균성 및 내구성이 우수하고 경도가 높으므로, TV, 핸드폰, 노트북 컴퓨터, 자동차용 내장재, 건축자재, 각종 케이스 등의 소재에 다양하게 적용될 수 있다.
잉크, 옻, 합성수지, 혼합 사출물,

Description

잉크와 옻액 혼합액을 이용한 합성수지 혼합 사출물의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 합성수지 혼합 사출물{PRODUCTION METHOD OF MOLDING MIXTURE OF SYNTHETIC RESIN USING URUSHI LACQUER MIXTURE AND MOLDING MIXTURE OF SYNTHETIC RESIN PRODUCED BY THEREOF}
도 1은 본 발명의 방법에 의해 안료분말 및 옻액 혼합액과 나일론 수지를 이용하여 제조된 사출성형물의 사진이고,
도 2는 본 발명의 방법에 의해 안료분말 및 옻액 혼합액과 아크릴 수지를 이용하여 제조된 사출성형물의 사진이며,
도 3은 본 발명의 방법에 의해 안료분말 및 옻액 혼합액과 ABS 수지를 이용하여 제조된 사출성형물의 사진이다.
본 발명은 잉크와 옻액 혼합액을 이용한 합성수지 혼합 사출물의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 합성수지 혼합 사출물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성수지와 옻액 및 잉크의 혼합공정, 상기 혼합물을 편평화시켜 건조하는 건조공정, 상기 건조된 혼합물의 분쇄공정 및 상기 분쇄물의 사출공정을 포함하여 구성 되는 잉크와 옻액 혼합액을 이용한 합성수지 혼합 사출물의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 합성수지 혼합 사출물에 관한 것이다.
옻나무에서 채취되는 생옻 또는 옻액에는 55~66%의 우루시올, 25~30%의 물, 5~10%의 단당류 및 다당류, 3~5%의 함질소물질, 소량의 락카제(laccase), 스텔라시아닌(stellcyanin), 퍼옥시다제(peroxidase)와 같은 효소를 함유하고 있는 것으로 알려져 있다. 옻칠은 천연 수지의 일종으로 수천년에 걸쳐 우리나라, 중국 및 일본 등지에서 주로 나무제품에 적용하여 장롱, 그릇, 수저, 상 등의 일상 생활용품을 제조하는 데에 대량 사용되어 왔으며, 내염성, 내열성, 방부성, 방충성 및 절연성이 우수하다는 장점을 가지고 있으며, 특히 보존성이 우수하다는 것은 잘 알려진 사실이다.
최근, 옻 성분을 함유하는 기능성 폴리에틸렌 수지를 제조하기 위한 노력이 시도되고 있다(대한민국 공개특허 제2000-0024493호). 구체적으로, 합성수지로 사용되는 고분자 물질을 10 중량%의 농도로 유기 용매에 녹인 후, 정제된 옻 수액을 고분자 물질의 중량을 기준으로 20 중량% 이내로 혼합시켜 주고, 상기 고분자와 옻 수액의 혼합용액을 주형한 후, 건조하여 수득하거나, 합성수지로 사용되는 고분자 물질을 고분자 용융온도까지 상승시켜 고분자 용융체를 형성하고, 옻 수액을 고분자의 중량을 기준으로 20 중량% 이내의 양으로 혼합한 후 교반하여 고분자와 옻의 혼합 용융체를 생성한 후, 이를 슬릿 다이를 통해 용융 압출한 다음, 로울러에서 급격히 냉각시켜 고형화함으로써 수득되는 것을 특징으로 한다.
그러나, 상기 방법은 고분자와 옻액의 혼합이 잘 이루어지기 위해 옻액의 첨 가가 20중량% 이내로 이루어지므로 옻 성분 고유의 효과를 나타내기 위한 다양한 범위의 옻액 첨가가 용이하지 않은 단점이 있다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로,
본 발명의 목적은 고농도의 옻액의 첨가에서도 안정하게 합성수지와 혼합되어 사출성형물의 제조가 가능할 뿐만 아니라 잉크와 혼합하여 다양한 색상표현이 가능한 잉크와 옻액 혼합액을 이용한 합성수지 혼합 사출물의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법에 의해 제조된, 유해전자파의 흡수성, 원적외선 방사율, 항균성 및 내구성이 우수한 잉크와 옻액 혼합액을 이용한 합성수지의 혼합 사출물을 제공하는 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 잉크와 옻액 혼합액을 이용한 합성수지의 혼합 사출방법은, 합성수지 펠렛 또는 분말과 상기 합성수지 펠렛 또는 분말의 전체 중량 대비 여과된 옻액 1 ~ 90 중량% 및 상기 합성수지 펠렛 또는 분말의 전체 중량 대비 잉크 1 ~ 90 중량%를 혼합하는 혼합공정, 상기 혼합물을 2 ~ 5 ㎜의 두께로 편평화시켜 3 ~ 5시간동안 100 ~ 160℃에서 건조하는 건조공정, 상기 건조된 혼합물을 2 ~ 300메쉬(mesh)의 크기로 분쇄하는 분쇄공정 및 상기 분쇄물을 사출성형하는 사출공정을 포함하여 구성된다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에 적용되는 합성수지에는 폴리에틸렌터프탈레이트(polyethylene terphthalate; PET), 폴리프로필렌(polypropylene; PP), 폴리스티렌(polystyrene; PS), 염화비닐(polyvinyl chloride; PVC), 염화비닐리덴(polyvinylidene chloride; PVDC), ABS 수지(acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 플로오르수지, 나일론 수지, 아크릴 수지, 폴리아세트산 비닐수지, 폴리아미드 수지, 아세탈 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리페닐렌옥사이드, 폴리에스테르, 폴리술폰 등의 합성수지가 가능하며, ABS 수지, 나일론 수지 또는 아크릴 수지인 것이 바람직하다. 상기 합성수지는 펠렛 또는 분말형태로 제품화된 것을 이용하며, 상기 합성수지류는 전체적으로 정전기가 발생하기 때문에 먼지가 많이 붙으므로, 인쇄 작업시에 반드시 먼지를 제거하면서 인쇄하는 것이 상례로 되어 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 최신 장비에는 정전 방지 처리를 부착하여 사용하며, 대전방지제를 사용하는 방법도 있다.
본 발명에 사용되는 옻은 한국산, 중국산, 일본산, 동남아산 등의 산지에 구애를 받지 않으며, 이들 옻액은 산지에 따라 다소 조성에 차이를 나타내지만 모두 적용될 수 있다. 본 발명에 사용되는 옻액은 여과지로 여과하여 불순물을 제거한 후에 사용하며, 상기 합성수지 펠렛 또는 분말의 전체 중량 대비 여과된 옻액 1 ~ 90 중량% 및 잉크 1 ~ 90 중량%를 혼합한다. 또한, 상기 잉크의 첨가로 인해 옻 성분을 함유하면서도 다양한 색상의 표현이 가능한 혼합사출물의 제조가 가능하며, 이때 혼합의 용이성 및 색상의 선명성을 위해 잉크의 원료가 되는 안료분말을 사용하는 것이 바람직하다.
그 후, 상기 혼합물을 2 ~ 5㎜의 두께로 편평화시켜 3 ~ 5시간 동안 100 ~ 160 ℃에서 건조한다. 옻액 자체의 점성에 의해 상기 합성수지 펠렛 또는 분말로 옻액에 의한 코팅이 이루어지나, 옻액의 함량이 20 중량% 이상의 과량이 혼합되면 상기 합성수지 펠렛 또는 분말과 더 이상의 혼합용융을 이루지 못하는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명자들은 옻 성분의 효과를 극대화 하기 위해 고농도의 옻액을 함유한 합성수지를 제조하기 위해, 상기 옻액과 합성수지 펠렛 또는 분말의 혼합 후에 이를 편평화시켜 건조하였다.
상기 건조된 혼합물은 분쇄기를 이용하여 2 ~ 300 메쉬(mesh)의 크기로 분쇄하는 분쇄공정을 거친 후, 상기 분쇄물을 사출성형기에 넣어 원하는 금형에 따라 사출하는 사출공정을 거친다. 이때, 상기 사출공정은 40 ~ 60 ㎏/㎠의 사출압력, 30 ~ 40%의 사출속도, 20 ~ 50 초의 냉각시간 및 180 ~ 260℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 잉크와 옻액 혼합액을 함유한 합성수지 혼합 사출물을 제공한다. 상기 방법에 의해 제조된 잉크와 옻액 혼합액을 함유한 합성수지 혼합사출물은 유해전자파의 흡수성, 원적외선 방사율, 항균성 및 내구성이 우수하므로, TV, 핸드폰, 노트북 컴퓨터, 자동차용 내장재, 건축자재, 각종 케이스 등의 소재에 다양하게 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 구성을 실시예, 시험예 및 표를 통하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명의 권리범위는 하기 실시예, 시험예 및 표에 의하여 본 발명의 청구범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 안료와 옻액 혼합액 및 나일론 수지의 혼합 사출방법
1-1. 노란색 안료와 옻액 혼합액을 이용한 합성수지의 사출성형
700g의 나일론 수지(WH1002GY, 공영플라테크 사), 210g의 옻액 및 30g의 노란색 안료(CD YELLOW, 수원안료)를 혼합한 다음, 상기 혼합물을 2 ~ 5㎜ 두께로 알루미늄 판 위에서 편평화시켜 5시간 동안 160℃에서 건조하였다. 상기 건조물을 분쇄기(2MP, 강화분쇄기)로 2~300메쉬의 크기로 분쇄한 다음, 사출성형기(Toggle-type, 동신유압)로 260℃의 온도에서 50 ㎏/㎠의 사출압력, 48%의 사출속도, 35 초의 냉각시간으로 사출성형하여 화장품용 케이스를 제조하였다(도 1의 A 참조).
1-2. 붉은색 안료와 옻액 혼합액을 이용한 합성수지의 사출성형
700g의 나일론 수지(WH1002GY, 공영플라테크 사), 210g의 옻액 및 30g의 붉은색 안료(CD RED, 수원안료)를 혼합한 다음, 상기 혼합물을 2 ~ 5㎜ 두께로 알루미늄 판 위에서 편평화시켜 5시간 동안 160℃에서 건조하였다. 상기 건조물을 분쇄기(2MP, 강화분쇄기)로 2~300메쉬의 크기로 분쇄한 다음, 사출성형기(Toggle-type, 동신유압)로 260℃의 온도에서 50 ㎏/㎠의 사출압력, 48%의 사출속도, 35초의 냉각시간으로 사출성형하여 화장품용 케이스를 제조하였다(도 1의 B 참조).
실시예 2. 안료와 옻액 혼합액 및 아크릴 수지의 혼합 사출방법
2-1. 노란색 안료와 옻액 혼합액을 이용한 합성수지의 사출성형
700g의 아크릴 수지(LG화학 주식회사), 210g의 옻액 및 30g의 노란색 안료(CD YELLOW, 수원안료)를 혼합한 다음, 상기 혼합물을 2 ~ 5㎜ 두께로 알루미늄 판 위에서 편평화시켜 5시간 동안 160℃에서 건조하였다. 상기 건조물을 분쇄기(2MP, 강화분쇄기)로 2~300메쉬의 크기로 분쇄한 다음, 사출성형기(Toggle-type, 동신유압)로 200℃의 온도에서 55 ㎏/㎠의 사출압력, 40%의 사출속도, 20 초의 냉각시간으로 사출성형하여 화장품용 케이스를 제조하였다(도 2의 A 참조).
2-2. 붉은색 안료와 옻액 혼합액을 이용한 합성수지의 사출성형
700g의 아크릴 수지(LG화학 주식회사), 210g의 옻액 및 30g의 붉은색 안료(CD RED, 수원안료)를 혼합한 다음, 상기 혼합물을 2 ~ 5㎜ 두께로 알루미늄 판 위에서 편평화시켜 5시간 동안 160℃에서 건조하였다. 상기 건조물을 분쇄기(2MP, 강화분쇄기)로 2~300메쉬의 크기로 분쇄한 다음, 사출성형기(Toggle-type, 동신유압)로 200℃의 온도에서 55 ㎏/㎠의 사출압력, 40%의 사출속도, 20 초의 냉각시간으로 사출성형하여 화장품용 케이스를 제조하였다(도 2의 B 참조).
실시예 3. 안료와 옻액 혼합액 및 ABS 수지의 혼합 사출방법
3-1. 노란색 안료와 옻액 혼합액을 이용한 합성수지의 사출성형
700g의 ABS 수지(MP-211, 한국엔지니어링플라스틱 사), 210g의 옻액 및 30g의 노란색 안료(CD YELLOW, 수원안료)를 혼합한 다음, 상기 혼합물을 2 ~ 5㎜ 두께로 알루미늄 판 위에서 편평화시켜 5시간 동안 160℃에서 건조하였다. 상기 건조물을 분쇄기(2MP, 강화분쇄기)로 2~300메쉬의 크기로 분쇄한 다음, 사출성형기(Toggle-type, 동신유압)로 200℃의 온도에서 50 ㎏/㎠의 사출압력, 35%의 사출속도, 20 초의 냉각시간으로 사출성형하였다(도 3의 A 참조).
3-2. 붉은색 안료와 옻액 혼합액을 이용한 합성수지의 사출성형
700g의 ABS 수지(MP-211, 한국엔지니어링플라스틱 사), 210g의 옻액 및 30g의 붉은색 안료(CD RED, 수원안료)를 혼합한 다음, 상기 혼합물을 2 ~ 5㎜ 두께로 알루미늄 판 위에서 편평화시켜 5시간 동안 160℃에서 건조하였다. 상기 건조물을 분쇄기(2MP, 강화분쇄기)로 2~300메쉬의 크기로 분쇄한 다음, 사출성형기(Toggle-type, 동신유압)로 200℃의 온도에서 50 ㎏/㎠의 사출압력, 35%의 사출속도, 20 초의 냉각시간으로 사출성형하였다(도 3의 B 참조).
시험예 1. 원적외선 방사효과 시험
본 발명자들은 상기 실시예 3-2에서 제조된 ABS 혼합사출물에서 방출되는 원적외선 방사율을 한국원적외선응용평가연구원(KIFA)에 의뢰하여 수행하였다.
구체적으로, 37℃에서 FT-IR 스펙트로미터(spectrometer)를 이용한 흑체(black body) 대비 측정한 결과 하기 표 1과 같은 우수한 원적외선 방사율을 나타냄을 확인할 수 있었다.
방사율 (5 ~ 20㎛) 방사에너지 (W/㎡·㎛, 37℃)
0.801 3.1 x 102
시험예 2. 항균효과 시험
본 발명자들은 상기 실시예 3-2에서 제조된 ABS 혼합사출물에 대한 항균시험을 한국화학시험연구원에 의뢰하여 수행하였다. 이때 사용된 시험균주는 대장균(Escherichia coli) ATCC 8739 및 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus) ATCC 6538이다.
시험항목 시료 결과치 시험방법
E. coli A 3.6 x 105 CFU/시편 ZIS Z 2801:2000
B 1.3 x 107 CFU/시편
C < 100 CFU/시편
항균활성값 5.1 이상
S. aureus A 2.0 x 105 CFU/시편 ZIS Z 2801:2000
B 3.3 x 105 CFU/시편
C < 100 CFU/시편
항균활성값 3.5 이상
이때, A는 대조시편의 초기균수(평균치)이고, B는 24시간 배양후 대조시편의 균주(평균치)이며, C는 24시간 배양후 본 발명에 따라 제조된 폴리에틸렌 터프탈레이트 수지에서의 균수(평균치)를 나타낸 것이며, 항균활성값(log(B/C))은 log(B/A)에서 log(C/A)을 뺀 수치이다.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의해 제조된 ABS 혼합 사출물은 우수한 항균활성이 나타남을 확인할 수 있었다.
상술한 실시예, 시험예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적이 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 상기 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위 뿐만이 아니라 청구범위와 함께 균등범위를 포함하여 판단되어야 한다.
상술한 본 발명에 따른 합성수지 혼합사출물의 제조방법은 저농도 뿐만 아니 라 20 중량% 이상의 고농도의 옻성분을 함유하면서도 다양한 색상의 표현이 가능한 합성수지 혼합사출물의 제조가 가능하며, 상기 방법에 의해 제조된 혼합사출물은 원적외선 방사율, 항균성 및 내구성이 우수하고 경도가 높으므로, TV, 핸드폰, 노트북 컴퓨터, 자동차용 내장재, 건축자재, 각종 케이스 등의 소재에 다양하게 적용될 수 있다.

Claims (4)

  1. 합성수지 펠렛 또는 분말의 전체 중량 대비 여과된 옻액 1 ~ 90 중량% 및 합성수지 펠렛 또는 분말의 전체 중량 대비 잉크 1 ~ 90 중량%를 혼합하는 혼합공정;
    상기 혼합물을 2 ~ 5 ㎜의 두께로 편평화시켜 3 ~ 5시간동안 100 ~ 160℃에서 건조하는 건조공정;
    상기 건조된 혼합물을 2 ~ 300 메쉬(mesh)의 크기로 분쇄하는 분쇄공정; 및
    상기 분쇄물을 사출성형하는 사출공정을 포함하여 구성되는 옻 성분을 함유하는 합성수지 혼합 사출물의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 합성수지는,
    폴리에틸렌터프탈레이트(polyethylene terphthalate; PET), 폴리프로필렌(polypropylene; PP), 폴리스티렌(polystyrene; PS), 염화비닐(polyvinyl chloride; PVC), 염화비닐리덴(polyvinylidene chloride; PVDC), ABS 수지(acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 플로오르수지, 나일론 수지, 아크릴 수지, 폴리아세트산 비닐수지, 폴리아미드 수지, 아세탈 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리페닐렌옥사이드, 폴리에스테르 또는 폴리술폰 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 옻 성분을 함유하는 합성수지 혼합 사출물의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 사출공정은,
    40 ~ 60 ㎏/㎠의 사출압력, 30 ~ 40%의 사출속도, 20 ~ 50 초의 냉각시간 및 180 ~ 260℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 옻 성분을 함유하는 합성수지 혼합 사출물의 제조방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 옻 성분을 함유하는 합성수지 혼합 사출물.
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