KR20150072562A - 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차 등 각종 성형물에 적용되는 수지조성물로서 종래에 사용되었던 유리섬유 대신 천연섬유를 사용함으로써 생분해성 수지로 적용이 가능할 뿐만 아니라 유리섬유를 적용하는 경우에 비해 오히려 열적, 기계적 특성도 개선된 고함량 바이오매스 기반의 친환경적인 생분해성 바이오복합수지 조성물에 관한 것이다.

Description

친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물{Enviromental-frendly Bio degradable bio-Mass composites}
본 발명은 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차 등 각종 성형물에 적용되는 수지조성물로서 종래에 사용되었던 유리섬유 대신 천연섬유를 사용함으로써 생분해성 수지로 적용이 가능할 뿐만 아니라 유리섬유를 적용하는 경우에 비해 오히려 열적, 기계적 특성도 개선된 고함량 바이오매스 기반의 친환경적인 생분해성 바이오복합수지 조성물에 관한 것이다.
자동차나 각종 전기 전자제품 또는 기계적 하우징이 필요한 여러 설비에 적용되는 수지조성물은 다양한 종류가 알려져 있다.
그 중에서도 셀룰로오스(Cellulose)는 비교적 자원이 풍부하고 우수한 기계적 물성으로 인해 널리 사용되는 유기 고분자 재료 중의 하나이다.
셀룰로오스는 고등식물의 중요 성분으로 지구상에 현존하는 가장 풍부한 유기자원이다. 셀룰로오스는 리그닌과 함께 존재하는 섬유의 여러 세포벽 층 속에서 높은 강도를 갖는 재생 가능한 유기 고분자 재료이므로, 이러한 셀룰로오스를 화학적 및 기계적 방법에 의한 분리, 추출하여 선택적으로 분리되어진 셀룰로오스를 친환경 복합수지에 적합하게 적용하여 활용하는 기술이 널리 알려져 있다.
이러한 셀룰로오스 중에서도 셀룰로오스 디아세테이트는 가공 시 높은 전이온도로 인하여 분해가 일어나는 것을 해결하기 위해서 가소화를 진행시키게 되면 가공성을 향상시킬 수 있다. 나아가 이렇게 가소화된 셀룰로오스 디아세테이트는 친환경적 수지로 인식되어 각종 성형물에 적용되고 있으나 물리적 특성이 충분하다고 할 수는 없어서 물리적 특성, 특히 기계적 물성과 열적 물성을 향상시키기 위해 유리 섬유등의 강화섬유를 혼합 조성한 수지 조성물로 사용되고 있는 경우가 많다.
특히 자동차용 수재로 적용하는 경우에도 이러한 셀룰로오스 디아세테이트를 기재수지로 하고 여기에 유리섬유를 보강재료로 혼합한 수지 조성물이 널리 사용되고 있다.
이러한 기재 수지를 구성하는 바이오매스로서 가소화된 셀룰로오스 디아세테이트(CDA)는 목재로부터 얻은 셀룰로오스를 통상의 방법으로 아세테이트화 반응 및 가소화 반응하여 사용한다. 셀룰로오스 디아세테이트는 셀룰로오스를 구성하는 피라노스(pyranose) 고리 중에는 3개의 수산기(OH)가 존재하는데 그 중 평균 2개 정도, 구체적으로는 평균 1.5 내지 2.5 개의 수산기가 아세테이트기로 치환되어 있다.
그렇다고 하더라도, 이러한 셀룰로오스 디아세테이트 기재 수지를 그대로 적용하지 못하고 비환경적인 유리섬유 등과 같은 물성 보강용 재료를 혼합 사용하는 이상 생분해성 목적을 달성할 수 없고, 사용 과정에서 위생상의 문제를 억제하도록 해야하는 것도 필요하겠지만 무엇보다도 성형물을 사용한 후 폐기하기 위해서는 폐기 처분에 또 다른 비용이 부담되는 경우가 발생하게 되는 문제는 해결되지 못하고 있다.
종래에 한국특허공개 제2010-98176호에서는 폴리올레핀계 수지 100중량부에 대하여, 1 ~ 20 중량부로 포함하는 목질섬유와 천연섬유로 1 ~ 20mm로 절단된 아마, 저마, 대마, 황마, 양마, 대나무 섬유, 코코넛 섬유에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 항균성 천연섬유를 보강재로 하는 유사목재 복합재의 제조방법에 대하여 제안하고 있다.
그러나 이러한 유사목재 복합재의 경우 목재가 사용되는 곳의 항균성 및 내구성을 가진 대체 수지로는 적용될 수 있으나, 전기 전자 제품이나 자동차 구조물 등에서 열적, 기계적 물성이 요구되는 곳에는 적용이 불가능하다.
1. 한국특허공개 제2010-98176호
상기와 같은 종래의 과제를 해결하기 위해, 열적 기계적 물성이 우수하면서도 성형품으로 유용하게 활용될 수 있는 친환경적인 수지 개발에 꾸준하게 매진하여 왔다.
그 결과, 본 발명자들은 기존에 열적, 기계적 물성이 우수하여 기재 수지로 널리 사용되어 왔던 셀룰로오스 디아세테이트 수지에 천연섬유로서 양마를 소정량 혼합하여 조성하는 경우 생분해성을 가지면서도 열적, 기계적 물성도 개선된다는 놀라운 사실을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명은 셀룰로오스 디아세테이트와 양마가 혼합된 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 고함량 바이오매스 기반의 상기 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물로 성형된 자동차용 부품을 제공하는데 목적이 있다.
위와 같은 과제 해결을 위해, 본 발명은 가소화된 셀룰로오스 디아세테이트 50 ~ 90 중량부와 천연섬유로서 양마 10 ~ 50 중량부, 그리고 비닐계아세탈 상용화제가 1 ~ 20 중량부로 함유된 것을 특징으로 하는 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물로 성형하여 제작된 자동차용 부품을 제공한다.
본 발명에 따른 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물은 100% 천연수지만을 사용한 것을 특징으로 하므로 고함량 바이오매스 기반의 친환경적 수지로서, 사용과정에서 위해성을 염려할 필요가 없을 뿐만 아니라 성형물 등으로 사용한 다음 폐기하는 경우 생분해 처리가 가능하여 별도의 폐기 처리비용이 발생하지 않고, 오히려 퇴비 등으로 활용이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물은 고함량의 바이오매스를 기반으로 하면서도 기존 석유계 원수지 대비 기계적 특성과 열적 특성에서 동등 이상의 우수한 성능을 보이며, 열적 기계적 물성, 특히 인장강도, 굴곡강도, 충격강도 등을 증가시킬 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물은 일정 수준 이상의 열적, 기계적 특성이 요구되는 자동차용 부품이나 각종 전기 전자제품은 물론 산업용 성형품으로 널리 이용될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에서 사용되는 천연섬유인 양마에 대한 단면과 측면 구조의 특징을 보여주는 현미경 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물에서 상용화제를 무 처리한 경우(a)와 처리한 경우(b)에 대하여 셀룰로오스 디아세테이트 수지에 대한 표면구조의 특성 변화를 비교하여 보여주는 현미경 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물의 원료 생성과 조성 및 폐기 과정을 통해 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물에 대한 자연 순화 과정을 보여주는 개략도이다.
이하, 본 발명을 하나의 구현예로서 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 친환경적인 성분으로 이루어진 고함량 바이오매스 기반의 생분해성 바이오복합수지 조성물에 관한 것으로서, 가소화된 셀룰로오스 디아세테이트(Cellulose Diacetate)와 천연섬유(양마)를 포함하는 복합수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 의해 제조된 바이오복합수지는 100% 천연수지만을 사용한 것을 특징으로 하며, 기존 석유계 원수지 대비 기계적 특성과 열적 특성에서 동등 이상의 성능을 보이며, 특히 인장강도, 굴곡강도, 충격강도가 향상된다.
본 발명에 따른 수지 조성물은 가소화된 셀룰로오스 디아세테이트와 양마를 주재로 하고 여기에 비닐계아세탈 상용화제가 함유된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 셀룰로오스 디아세테이트 수지는 글리세린과 트리아세틴을 가소제로 사용하여 가소화되어 있는 것을 사용한다. 만일, 가소화되지 아니한 셀룰로오스 디아세테이트를 사용하지 않으면 가공시 열에 의한 높은 전이 온도로 인하여 분해가 일어나는 문제가 있어서 본 발명의 목적 달성이 불가능하다.
본 발명에 따르면 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물이 생분해성을 가지면서도 기존에 사용되어왔던 수지 조성물과 동등 이상의 열적 기계적 물성을 가지려면,
a) 가소화된 셀룰로오스 디아세테이트 50 내지 90 중량부;
b) 천연양마 10 내지 50 중량부;
c) 비닐계아세탈 상용화제 1 내지 20 중량부를 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면 다른 바람직한 구현예로서 상기 조성에 추가적으로, 엘라스토머 또는 그라프트된 엘라스토머가 30 중량부 이하, 대개는 3~30 중량부의 량으로 더 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용된 가소화된 셀룰로오스 디아세테이트(CDA)는 중량 평균 분자량이 20만 이상으로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다. 만일 그 분자량이 너무 적으면 열적 기계적 물성이 저하되므로 바람직하지 않다.
본 발명에서 사용되는 천연섬유인 천연양마(Kenaf)는 상기 가소화된 셀룰로오스 디아세테이트에 혼합되어 강성 보강제로 사용된다. 천연양마는 천연섬유로 마에 속하고, 대나무와 같은 결절 구조를 갖는 섬유로서 그 구조는 도 1의 단면과 측면 구조에서 볼 수 있는 바와 같이 섬유줄기의 묶음이 여러 개 뭉쳐 있는 형상을 가진다. 이러한 천연양마는 천연섬유 중 면보다 2배 이상 강성이 우수하고, 유리섬유(Glassfiber) 대비 동등 그 이상 수준의 강성(70GPa)을 나타내며, 내알카리성 또한 우수하다. 또한, 표면에 수산기가 존재해 유리섬유와 같이 사이징(Sizing) 처리의 공정이 필요 없는 특성을 가진다. 또한, 다른 마 종류의 천연섬유에 비해 냄새가 덜하고, 우수한 물성과 보강특성이 있고 표면의 관능기가 존재하여 셀룰로오스 디아세테이트와의 상용성에서 우수한 결과를 보여주는 특징을 가진다.
본 발명에 따르면 상기 천연섬유인 천연양마는 가소화된 셀룰로오스 디아세테이트에 첨가할 때 평균 5mm에서 10mm 크기의 섬유길이를 가진 것을 사용하는 것이 좋다. 구체적으로는 예컨대 천연양마 첨가시 바람직하기로는 분산제를 천연양마에 대해 2 내지 5 중량%로 사용하는 것이 좋다. 이때, 분산제로는 유리비드(Glass bead), CaCO3, 파리핀 왁스(raffin Wax), 스테아르산(Stearic Acid), 스테아르아미드(Stearamide), 올레아미드(Oleamide), 유레카아미드(Erucamide) 중에서 선택된 1종 이상을 첨가할 수 있다. 더욱 좋기로는 유리비드를 사용할 수 있다. 이렇게 분산제를 첨가하면 분산제가 외부 활제로서 천연섬유인 천연양마와 셀룰로오스 디아세테이트 간의 물리적인 분산성을 증가시켜주기 때문에 이러한 분산제를 소량 첨가하는 것이 가소화된 셀룰로오스 디아세테이트와의 혼련 시 가공성, 분산성 및 상용성 면에서 바람직하다.
본 발명에 따르면 양마는 상기 가소화된 셀룰로오스 디아세테이트 수지 50 ~ 90 중량부에 대해 10 ~ 50 중량부로 혼합한다. 만일 그 사용량이 너무 적으면 인장강도, 굴곡강도, 충격강도 등 기계적 물성과 열적 물성이 현저하게 감소하는 문제가 있고, 너무 과량 첨가하면 지나친 강성으로 인해 아이조드 충격강도가 급격하게 저하되는 문제가 있어서 본 발명의 목적 달성이 불가능하다.
본 발명에 따르면 상기한 주재료 이외에 상용화제로 비닐계아세탈 상용화제를 포함한다. 비닐계아세탈 상용화제는 비닐계 아세탈을 중합한 고분자 화합물 및 단량체 내에 비닐아세탈 또는 유도체를 포함하고 있는 고분자 화합물 또는 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 예컨대 구체적인 성분으로 폴리비닐포말(Polyvinylformal) 또는 폴리비닐부티랄(Polyvinylbutyral) 등이 사용될 수 있다.
본 발명에서 비닐계아세탈 상용화제를 사용하는 이유는 이러한 상용화제를 사용하여야만 상기 가용화된 셀룰로오스 디아세테이트 수지 중에 혼합되는 천연양마의 섬유질이 수지와 잘 융합되어 물성이 우수하게 개선되기 때문이다. 실제로, 도 2는 본 발명에 따른 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물에서 상용화제를 무 처리한 경우(a)와 처리한 경우(b)에 대하여 셀룰로오스 디아세테이트 수지에 대한 표면 구조의 특성 변화를 비교하여 보여주는 현미경 사진이다. 도 2에서 보면 상용화제를 무 처리한 경우(a) 천연섬유인 양마의 표면이 매끄럽지만 상용화제를 처리한 경우(b)에는 표면이 거칠어서 수지와의 상용성이 좋아지게 되어 물성이 강하게 유지되는데 기여하게 되는 것이다.
본 발명에서 상용화제는 1 ~ 20 중량부로 사용하는 바, 만일 상용화제가 사용되지 않으면 열적 기계적 물성이 급격하게 저하되어 물적 달성이 불가능하고, 그 사용량이 너무 과다하면 사용량에 비해 물성 개선효과도 없으며 오히려 인장강도나 아이조드 충격강도 등 열적 기계적 물성이 저하된다.
본 발명에 따르면 상기 조성에 추가적으로 엘라스토머 또는 그라프트된 엘라스토머가 30 중량부 이하, 대개는 3~30 중량부의 량으로 사용될 수 있다. 여기서 사용되는 엘라스토머로서는 에틸렌옥텐 고무(Ethylene Octene Rubber), 에틸렌부텐고무(Ethylene Butene Rubber) 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 그라프트된 엘라스토머로는 상기 엘라스토머에 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레산, 무수말레산, 푸마르산 및 모노메틸말레산 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상이 그라프트된 엘라스토머가 바람직하게 사용될 수 있으며, 더욱 좋기로는 무수말레산이 0.1 ~ 5 중량%로 그라프트된 엘라스토머가 바람직하게 사용될 수 있다.
이러한 엘라스토머 또는 그라프트된 엘라스토머를 사용하게 되면, 사용하지 않는 것에 비해 상대적으로 열적 기계적 물성이 향상되어 더욱 우수한 물성의 수지 조성물을 얻을 수 있는바, 그렇다고 하더라도 그 사용량이 너무 과다하여 30 중량부 보다 많게 되면 각종 기계적 열적 물성이 저하되며 특히 영하의 온도에서 아이조드 충격강도가 현격하게 저하되어 오히려 목적 달성이 불가능해진다.
상기와 같은 본 발명에 따른 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물은 고 함량의 바이오매스를 기반으로 하는 것으로서, 생분해성도 우수하고 천연성분으로 구성되어 친환경적이 우수하다.
따라서 이러한 본 발명의 생분해성 바이오복합수지 조성물은 친환경적인 고함량 바이오매스 기반의 수지 조성물로서, 각종 산업용 성형재료에 적합하게 사용될 수 있으며, 성형 후 사용시 열적 기계적 물성이 우수하여 일정 수준 이상의 열적 기계적 물성이 요구되는 구조물, 부속품, 하우징 등 다양한 부품으로 제작이 가능하며, 이렇게 사용된 후 폐기처분하는 경우 별도의 환경처리 없이 생분해성이 있어서 퇴비 등으로 자연 순환형으로 활용이 가능하다.
본 발명에 따른 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물의 원료 생성과 조성 및 폐기 과정을 통해 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물에 대한 자연 순화 과정을 보여주는 개략도는 도 3에 도시한 바와 같다.
한편, 본 발명에 따른 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물은 성형품의 용도 등에 따라 추가적으로 난연제, 윤활제, 산화방지제, 내열안정제, 광안정제, 이형제, 안료, 대전 방지제, 항균제, 가공조제, 금속 불활성화제, 억연제, 불소계 적하방지제, 무기 충전제, 유리섬유, 내마찰 및 내마모제 및 커플링 에이전트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물은 우수한 열적 기계적 물성이 요구되는 각종 기계 장치, 전기 전자 장치, 생활용품, 산업용 설비 등 여러 분야에 성형물이나 충전재 등으로 다양하게 적용될 수 있으며, 생분해성이고 자연친화적이므로 인체에 밀접한 연관성이 있는 성형물이나 내장재, 자동차 부품 등으로 바람직하게 적용할 수 있다. 특히, 자연 친화적이고 폐기 처분도 용이하여 이 중에서도 자동차 부품으로 적용하는 경우 바람직하게 적용될 수 있는 바, 자동차 부품으로서는 내장용 각종 부품 및 상당한 물성이 요구되는 기계적 부품으로 사출 성형 제작하여 사용할 수 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물로 성형된 자동차용 부품을 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물은 천연성분으로 구성되어 있어서 생분해성과 자연친화적인 성질을 가지고 있으며, 폐기하는 경우 별도의 비용이 발생하지 않고, 오히려 자연 분해가 가능한 퇴비로 재활용하여 사용할 수 있는데, 특히 천연섬유인 양마 등으로 인해 보습효과와 항균성을 가지는 대체 토양이나 퇴비 등으로 사용이 가능하다.
이하, 본 발명을 실시예로서 더욱 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서 사용된 각 조성 성분은 사용량은 중량부를 의미한다.
실시에 1-5
글리세린과 트리아세틴을 가소제로 사용하여 가소화된 셀룰로오스 디아세테이트(CDA) 수지, 천연섬유(양마), 비닐아세탈 상용화제, 그리고 분산제(유리비드)를 혼합하되 다음 표 1의 조성(중량부)으로 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1-5와 동일하게 제조하되 상기 비닐아세탈 상용화제를 사용하지 않고 다음 표 1의 조성에 따라 수지 조성물을 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 1-5와 비교예 1에 대하여 도어트림을 사출 성형하여 제작한 다음 아래의 실험방법으로 물성 시험을 실시하고 그 결과는 다음 표 1에 나타내었다.
하기 표 1에서 요구치는 현대자동차(주)의 도어트림에 요구되는 물성치(MS213-26 TB-1)를 의미하는 것으로 자동차용 도어트림의 안전성에 필요한 최소 물성 요구치에 해당하는 수치를 의미한다.
조성 요구치 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5
가소화된CDA(119) 89.5 88.5 86.5 84.5 82.5 80.5
천연섬유(양마) 10 10 10 10 10 10
비닐아세탈 상용화제 1 3 5 7 9
분산제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
인장강도(Mpa) 22↑ 25 38 43 47 48 40
굴곡강도(MPa) 35↑ 32 50 65 70 73 62
IZOD
충격강도
(Kgfcm/cm)		 23℃ 9.0↑ 6.0 12 14 15 15 13
-10℃ 3.5↑ 2.0 5 6 8 9 6
상기 표 1에서 보면, 실시예 1-5의 경우 상용화제를 사용하지 않는 경우(비교예 1)와 비교하여 볼 때, 인장강도, 굴곡강도 및 상온과 영하 10℃에서의 아이조드 충격강도 등 모든 물성에서 우수하고, 특히 모든 물성에서 요구치를 월등하게 웃도는 우수한 결과를 나타내는 것으로 확인되었다.
실시예 6-8
상기 실시예 1-5와 동일 조성으로 구성하되 다음 표 2와 같이 천연섬유(양마)의 성분 함량으로 변화시켜 가면서 수지 조성물을 제조하였다. 여기서는 엘라스토머(EOR; 에틸렌옥텐 고무)나 그라프트된 엘라스토머(MA-g-EOR)는 사용하지 않았다.
비교예 2
상기 실시예 1-5 동일한 방법으로 수지 조성물을 제조하되 천연섬유(양마) 대신에 아미노 유리섬유(Glassfiber)를 다음 표 2의 조성비로 사용하여 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예 1-5와 동일 조성으로 구성하되 다음 표 2와 같이 성분의 함량을 변화시켜 천연섬유(양마)가 상대적으로 과량 첨가된 수지 조성물을 제조하였다.
실험예 2
상기 실시예 6-8과 비교예 2, 3의 경우의 수지 조성물에 대하여 상기 실험예 1의 방법과 동일한 방법으로 물성측정 결과를 도출하여 다음 표 2에 상기 실시예 3의 경우와 함께 비교하여 나타내었다.
조성 비교예2 실시예3 실시예6 실시예7 실시예8 비교예3
가소화된CDA 84.5 84.5 74.5 64.5 54.5 44.5
천연섬유(양마) 10 20 30 40 50
아미노 Glassfiber 10
비닐아세탈 상용화제 5 5 5 5 5 5
MA-g-EOR
EOR
분산제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
인장강도(Mpa) 48 47 55 59 60 35
굴곡강도(MPa) 75 70 78 83 84 41
IZOD
충격강도
(Kgfcm/cm)		 23℃ 9 15 17 18 18 9
-10℃ 4 6 8 9 9 3
상기 표 2에서 보면, 실시예 3과 6-7의 경우 기존의 유리섬유를 사용한 경우(비교예 2)와 비교하여 인장강도, 굴곡강도 및 상온과 영하 10℃에서의 아이조드 충격강도 등 모든 물성치에서 우수한 결과를 나타내는 것으로 확인되었다. 또한 천연섬유(양마)를 사용하는 경우 그 사용량을 증가시키면 점차 물성이 우수하였으나, 그 사용량이 특정 범위 이상으로 과량 사용한 경우(비교예 3) 오히려 물성이 급격하게 저하되어 일부 물성은 요구치(표 1 참조) 이하로 현격하게 저하됨을 확인하였다.
실시예 9-13
상기 실시예 1-5와 동일 조성으로 구성하되 다음 표 3과 같이 성분의 함량으로 변화시켜 가면서 수지 조성물을 제조하였다. 여기서는 실시예 엘라스토머(EOR)나 그라프트된 엘라스토머(MA-g-EOR)를 그 함량을 변화시켜 가면서 사용하였다. 여기서 사용된 엘라스토머는 에틸렌옥텐 고무(EOR)이고 그라프트된 엘라스토머는 무수말레익산으로 그라프트된 엘라스토머(MA-g-EOR)이다.
실험예 3
상기 실시예 9-13의 수지 조성물에 대하여 상기 실험예 1의 방법과 동일한 방법으로 물성측정 결과를 도출하여 다음 표 3에 상기 실시예 7의 경우와 함께 비교하여 나타내었다.
조성 실시예7 실시예9 실시예10 실시예11 실시예12 실시예13
가소화된CDA 64.5 54.5 44.5 54.5 44.5 34.5
천연섬유(양마) 30 30 30 30 30 30
아미노 Glassfiber
비닐아세탈 상용화제 5 5 5 5 5 5
MA-g-EOR 10 20 30
EOR 10 20
안정제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
인장강도(Mpa) 59 63 69 65 73 60
굴곡강도(MPa) 83 84 80 85 83 80
IZOD
충격강도
(Kgfcm/cm)		 23℃ 18 20 24 21 27 19
-10℃ 9 11 14 17 20 6
상기 표 3에서 보면, 실시예 9-13의 경우 특정 범위에서 엘라스토머 또는 그라프트된 엘라스토머를 추가 사용한 경우 인장강도, 굴곡강도 및 상온과 영하 10℃에서의 아이조드 충격강도 등 모든 물성치에서 이를 사용하지 아니한 실시예 7에 비해 상대적으로 더 우수한 결과를 나타내는 것으로 확인되었다. 다만, 그 추가량이 소정 범위를 넘어서는 경우 오히려 물성이 나빠지는 것으로 확인되었다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 고함량 바이오매스 기반의 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물은 열적 기계적 물성이 특정 수준 이상 요구되는 각종 기계 장치, 전기 전자 장치, 생활용품, 산업용 설비 등 여러 분야에 성형물이나 충전재 등으로 다양하게 적용될 수 있으며, 특히 자동차 부품의 사출 성형물로 제작하여 사용하는데 매우 적합하다.

Claims (9)

  1. 가소화된 셀룰로오스 디아세테이트 50 내지 90 중량부;
    천연 양마 10 내지 50 중량부;
    비닐계아세탈 상용화제 1 내지 20 중량부
    를 함유하는 것을 특징으로 하는 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 가소화된 셀룰로오스 디아세테이트는 중량 평균 분자량이 20만 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 유리비드(Glass bead), CaCO3, 파리핀 왁스(raffin Wax), 스테아르산(Stearic Acid), 스테아르아미드(Stearamide), 올레아미드(Oleamide), 유레카아미드(Erucamide) 중에서 선택된 1종 이상의 분산제가 천연 양마에 대해 2 내지 5 중량%로 추가로 함유된 것을 특징으로 하는 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 비닐계아세탈 상용화제는 비닐계 아세탈을 중합한 고분자 화합물 및 단량체 내에 비닐계 아세탈 또는 유도체를 포함하고 있는 고분자화합물 또는 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 추가적으로 엘라스토머 또는 그라프트된 엘라스토머가 30 중량부 이하로 함유된 것을 특징으로 하는 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서, 그라프트된 엘라스토머는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레산, 무수말레산, 푸마르산 및 모노메틸말레산 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상으로 그라프트된 엘라스토머인 것을 특징으로 하는 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물.
  7. 청구항 5에 있어서, 그라프트된 엘라스토머는 무수말레산 0.1 ~ 5 중량%로 그라프트된 엘라스토머인 것을 특징으로 하는 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 난연제, 윤활제, 산화방지제, 광안정제, 이형제, 안료, 대전 방지제, 항균제, 가공조제, 금속 불활성화제, 억연제, 불소계 적하방지제, 무기 충전제, 유리섬유, 내마찰 및 내마모제 및 커플링 에이전트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중에서 선택된 어느 하나에 따른 친환경 생분해성 바이오복합수지 조성물로 성형된 자동차용 부품.
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