KR20150118646A - 복합재용 안료 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 복합재 - Google Patents

복합재용 안료 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 복합재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복합재용 안료 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 복합재에 관한 것으로, 상기 복합재용 안료 조성물은 커피 찌꺼기; 산화철; 고분자 수지; 자외선 안정제; 및 윤활제를 포함한다.

Description

복합재용 안료 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 복합재{A PIGMENT COMPOSITION FOR A COMPOSITE, A METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF AND A COMPOSITE COMPRISING THEREOF}
본 발명은 건축, 가구 및 각종 인테리어 자재로 사용되는 복합재를 제조하기 위해 사용되는 안료 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
원목으로 이루어진 제품은 소비자에게 선호도가 높으나, 해당 제품의 제조를 위해 목재가 벌목됨으로써 산소 발생 감소, 이산화탄소 증가 및 지구 온난화 등과 같은 환경문제가 발생하여 원목으로 이루어진 제품을 대체할 수 있는 신소재의 개발에 관심이 높아지고 있다.
이러한 배경에 의해 다양한 신소재의 개발이 이루어졌으며, 그 예로 MDF(medium density fiberboard) 복합목재, 또는 WPC(Wood plastic composite) 합성목재 등을 들 수 있다.
상기 MDF 복합목재는 원목을 곱게 갈고, 접착제와 혼합하여 압축한 것으로, 가공성이 우수하고 가벼워 주로 가구 자재로 이용된다. 또한 상기 WPC 합성목재는 원목과 고분자 수지를 결합시켜 성형한 것으로, 원목의 느낌이 나면서 내구성이 양호하여 건축 또는 가구 자재로 이용된다.
그러나 MDF 복합목재는 인체에 유해한 접착제가 사용됨에 따라 재활용이 거의 불가능하며, 수분에 취약하여 수분과 접촉 시 팽창되거나 갈라지는 문제점이 있다. 또한 MDF 복합목재나 WPC 합성목재를 제조하기 위해서는 기본적으로 목재가 필요하기 때문에 목재의 벌목이 필수적으로 이루어져야 하며, 이에 따라 목재의 벌목으로 인해 발생하는 환경문제가 여전히 존재하는 문제점도 있다.
이외에도 합성목재는 원목의 느낌을 더욱 살리기 위해 안료가 첨가되는데, 첨가되는 안료가 분말 상태이기 때문에 합성목재의 변색을 유발하는 문제점이 있다. 즉, 합성목재 제조 시 분말 상태의 안료가 원목 및 고분자 수지와 고르게 혼합되지 못하고 뭉쳐져 자연스러운 색을 가지는 합성목재를 제조하는데 한계가 있다.
대한민국 공개특허공보 제2003-0027830호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 분산성이 우수한 복합재용 안료 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 안료 조성물을 포함하는 복합재 및 이의 제조방법도 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 커피 찌꺼기; 산화철; 고분자 수지; 자외선 안정제; 및 윤활제를 포함하는 복합재용 안료 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 a) 커피 찌꺼기를 전처리하는 단계; b) 상기 전처리된 커피 찌꺼기와 산화철을 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계; c) 상기 1차 혼합물에 자외선 안정제 및 윤활제를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계; d) 상기 2차 혼합물과 고분자 수지를 혼합하여 3차 혼합물을 제조하는 단계; 및 e) 상기 3차 혼합물을 과립 형태로 성형하는 단계를 포함하는 복합재용 안료 조성물의 제조방법을 제공한다.
또 본 발명은 상기 복합재용 안료 조성물; 갈대와 버개스의 혼합 섬유; 및 고분자 수지를 포함하는 복합재를 제공한다.
한편 본 발명의 복합재란 비목재(구체적으로, 갈대 및 버개스)와 고분자 수지를 이용하여 제조된 자재로 정의될 수 있다.
본 발명의 복합재는 복합재용 안료 조성물, 갈대와 버개스의 혼합 섬유 및 고분자 수지로 이루어짐에 따라 강도 및 탄성이 우수하고 수분에 강하며 난연성 또한 우수하다. 특히, 본 발명의 복합재는 친환경적인 복합재용 안료 조성물이 포함됨에 따라 자연적인 색감을 나타낼 수 있으며, 장시간 사용하더라도 복합재의 변색이 최소화될 수 있다. 따라서 본 발명의 복합재는 건축, 가구 및 각종 인테리어 자재로 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 설명한다.
1. 복합재용 안료 조성물
본 발명의 복합재용 안료 조성물은 복합재 제조 시 안료 조성물의 분산성을 높이기 위해 과립 형태(구체적으로, 펠릿 형태)를 가지는 것으로, 이에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 복합재용 안료 조성물(이하, '안료 조성물'이라 함)은 커피 찌꺼기, 산화철, 고분자 수지, 자외선 안정제 및 윤활제를 포함한다.
본 발명의 안료 조성물에 포함되는 커피 찌꺼기는 커피 판매점 또는 가정에서 사용이 완료되어 버려지는 커피를 의미한다. 이러한 커피 찌꺼기는 복합재에 원목과 같은 자연적인 색감과, 향을 부여하는 역할을 하기 위한 것으로, 그 입자 크기는 특별히 한정되지 않으나, 100 내지 300 메쉬(mesh)인 것이 바람직하다. 또한 커피 찌꺼기의 섬유장도 특별히 한정되지 않으나, 1㎜ 이하인 것이 바람직하다. 섬유장은 섬유의 길이를 의미하는 것으로, 섬유장에 따라 복합재의 물리적·기계적 특성 및 생산 용량(Capacity)이 달라질 수 있다.
한편 본 발명의 안료 조성물에 포함되는 커피 찌꺼기의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 복합재의 색감 및 성형성 등을 고려할 때, 안료 조성물 100중량%를 기준으로, 35 내지 60중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 안료 조성물에 포함되는 산화철은 복합재에 색감을 부여함과 동시에 복합재가 수분 등에 의해 변색 또는 변형되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이러한 본 발명의 안료 조성물에 포함되는 산화철의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 복합재의 색감 등을 고려할 때, 안료 조성물 100중량%를 기준으로, 3 내지 10중량%인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 안료 조성물에 포함되는 커피 찌꺼기와 산화철의 비율은 특별히 한정되지 않으나, 9:1 내지 6:4의 중량비율인 것이 바람직하며, 9:1의 중량비율인 것이 더욱 바람직하다. 커피 찌거기와 산화철의 비율이 상기 범위 내일 경우 자연적인 색감을 가지는 복합재를 제조할 수 있으며, 안료 조성물의 성형성도 향상시킬 수 있기 때문이다.
본 발명의 안료 조성물에 포함되는 고분자 수지는 안료 조성물이 과립 형태로 성형될 수 있도록 바인더 역할을 한다. 이러한 고분자 수지는 당업계에 공지된 것이라면 특별히 한정되지 않으나, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스틸렌(PS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리비닐클로라이드(PVC)가 단독, 또는 2종 이상 혼합된 수지이다. 구체적으로 고분자 수지는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌이 50:50 내지 85:15의 중량비율로 혼합된 수지인 것이 바람직하며, 80:20의 중량비율로 혼합된 수지인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 본 발명의 안료 조성물에 포함되는 고분자 수지의 함량도 특별히 한정되지 않으나, 안료 조성물의 성형성 등을 고려할 때, 안료 조성물 100중량%를 기준으로, 20 내지 35중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 안료 조성물에 포함되는 자외선 안정제는 안료 조성물을 과립 형태로 성형 시 고분자 수지가 자외선에 의해 변형되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이러한 자외선 안정제로 사용 가능한 물질은 당업계에 공지된 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 또한 본 발명의 안료 조성물에 포함되는 자외선 안정제의 함량도 특별히 한정되지 않으나, 안료 조성물의 물성, 성형성 등을 고려할 때, 안료 조성물 100중량%를 기준으로, 3 내지 6중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 안료 조성물에 포함되는 윤활제는 안료 조성물을 과립 형태로 성형 시 윤활성을 부여한다. 이러한 윤활제로 사용 가능한 물질은 당업계에 공지된 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 또한 본 발명의 안료 조성물에 포함되는 윤활제의 함량도 특별히 한정되지 않으나, 안료 조성물의 물성, 성형성 등을 고려할 때, 안료 조성물 100중량%를 기준으로, 5 내지 15중량%인 것이 바람직하다.
한편 본 발명의 안료 조성물은 성형성을 높이기 위해 화이트 시멘트(white cement)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 화이트 시멘트는 광석의 일종으로 안료 조성물 제조 시 배합성 및 성형성을 높일 수 있으며, 음이온을 발생시켜 인체에 유익함을 제공할 수 있다. 이러한 화이트 시멘트의 입자 크기는 특별히 한정되지 않으나, 안료 조성물 내에 혼합이 잘 이루어질 수 있도록 200 내지 250 메쉬인 것이 바람직하다. 또한 본 발명의 안료 조성물에 포함되는 화이트 시멘트의 함량도 특별히 한정되지 않으나, 안료 조성물의 물성, 성형성 등을 고려할 때, 안료 조성물 100중량%를 기준으로, 2 내지 6중량%인 것이 바람직하다.
이러한 본 발명의 안료 조성물은 과립 형태를 가지는데, 이때, 과립의 크기는 특별히 한정되지 않으나, 복합재 제조 시 분산이 잘 이루어질 수 있도록 직경이 0.2 내지 1.5㎜인 것이 바람직하다. 이와 같이 직경이 0.2 내지 1.5㎜인 과립 형태의 안료 조성물로 복합재를 제조할 경우 색의 변색이 적고 자연스러운 색감을 가지는 복합재를 제조할 수 있다.
즉, 종래에는 합성목재 제조 시 색감을 부여하기 위해 입자가 작은 분말상의 안료를 사용하였는데, 이러한 분말상의 안료는 입자가 작음에 따라 원목 및 고분자 수지와 균일하게 혼합되기 어려워(입자가 작아 분산되지 않고 뭉치는 현상 발생) 자연스러운 색감을 가지는 합성목재를 제조하는데 한계가 있었으며, 합성목재의 변색을 유발하는 원인으로 작용하였다.
그러나, 본 발명의 안료 조성물은 과립 형태를 가짐에 따라 고분자 수지와 혼합하여 복합재 제조 시 뭉치지 않고 고분자 수지 내에 균일하게 분산되기 때문에 자연스러운 색감을 가지는 복합재를 제조할 수 있다. 또한 과립 형태를 가짐에 따라 복합재의 제조 시 원료의 혼합 공정이 간소화되어 복합재의 생산효율도 높일 수 있다.
이외에도 본 발명의 안료 조성물은 커피 찌꺼기를 포함함에 따라 화학 안료의 사용이 최소화되어 친환경적이며, 목재 성분 대신 사용할 수 있기 때문에 목재의 벌목도 줄일 수 있다.
2. 안료 조성물의 제조방법
a) 커피 찌꺼기 전처리
본 발명의 안료 조성물을 제조하기 위해 먼저 커피 찌꺼기를 전처리 한다. 이때, 커피 찌꺼기를 전처리하는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 커피 찌꺼기의 입자 크기 및 수분 함량 등을 최적으로 조절하기 위해 다음과 같은 방법으로 전처리하는 것이 바람직하다.
우선, 커피 찌꺼기를 건조기에서 1차 건조하여 커피 찌꺼기에 포함된 수분함량이 8중량% 미만이 되도록 한다. 이때, 커피 찌꺼기를 1차 건조하는 온도 및 시간은 특별히 한정되지 않으나, 45 내지 65℃에서 15 내지 35분 동안 건조시키는 것이 바람직하다
다음, 1차 건조된 커피 찌꺼기를 당업계에 공지된 분쇄기로 분쇄하여 분말화한다. 이때, 분말화된 커피 찌꺼기의 입자 크기는 특별히 한정되지 않으나, 100 내지 300 메쉬인 것이 바람직하다.
이후, 분말화된 커피 찌꺼기를 건조기에서 2차 건조하여 커피 찌꺼기에 포함된 수분함량이 5중량% 미만이 되도록 한다. 이때, 커피 찌꺼기를 2차 건조하는 온도 및 시간은 특별히 한정되지 않으나, 45 내지 65℃에서 15 내지 35분 동안 건조시키는 것이 바람직하다.
마지막으로, 2차 건조된 커피 찌꺼기를 건조기에서 3차 건조하여 수분함량이 3중량% 미만이고 기포가 제거된 커피 찌꺼기 분말을 얻는다. 이때, 커피 찌꺼기를 3차 건조하는 온도 및 시간은 특별히 한정되지 않으나, 45 내지 65℃에서 15 내지 35분 동안 건조시키는 것이 바람직하다.
이와 같이 커피 찌꺼기 분말의 수분함량을 3중량% 미만으로 조절함에 따라 커피 찌꺼기 분말간의 결합력을 높일 수 있으며, 이는 결과적으로 복합재의 강도를 높이는 효과를 가져올 수 있다. 또한, 커피 찌꺼기는 수분을 흡수하는 성질을 가지고 있는데, 본 발명에서는 커피 찌꺼기에 포함된 수분을 단계적으로 조절하기 때문에 제조과정에서 커피 찌꺼기가 수분을 흡수하더라도 커피 찌꺼기에 포함된 수분함량을 최소한으로 조절할 수 있다.
b) 1차 혼합물 제조
상기와 같이 전처리된 커피 찌꺼기와 산화철을 혼합하여 1차 혼합물을 제조한다. 이러한 1차 혼합물은 안료 조성물 내의 주된 안료 성분에 해당된다. 한편 전처리된 커피 찌꺼기와 산화철의 혼합비율은 특별히 한정되지 않으나, 9:1 내지 6:4의 중량비율인 것이 바람직하며, 9:1의 중량비율인 것이 더욱 바람직하다.
c) 2차 혼합물 제조
상기 1차 혼합물에 자외선 안정제 및 윤활제를 혼합하여 2차 혼합물을 제조한다. 이때, 안료 조성물의 배합성 및 성형성을 높이기 위해 2차 혼합물 제조 시 화이트 시멘트를 더 혼합할 수 있다.
d) 3차 혼합물 제조
상기 2차 혼합물에 고분자 수지를 혼합하여 3차 혼합물을 제조한다. 이때 혼합되는 고분자 수지는 특별히 한정되지 않으나, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스틸렌(PS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리비닐클로라이드(PVC)가 단독, 또는 2종 이상 혼합된 수지이다. 구체적으로 고분자 수지는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌이 50:50 내지 85:15의 중량비율로 혼합된 수지인 것이 바람직하며, 80:20의 중량비율로 혼합된 수지인 것이 더욱 바람직하다.
e) 과립 형태로 성형
상기 3차 혼합물을 과립 형태로 성형한다. 구체적으로 3차 혼합물을 압출기에 투입하여 5 내지 20kfg/㎠ 정도의 압력으로 압출한 후, 0.2 내지 1.5㎜ 직경을 가지는 과립 형태로 성형한다.
3. 복합재 및 이의 제조방법
본 발명은 안료 조성물; 갈대와 버개스의 혼합 섬유; 및 고분자 수지를 포함하는 복합재를 제공하는데, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 복합재에 포함되는 안료 조성물은 복합재에 자연스러운 색감 및 향을 부여하기 위한 것으로, 구체적인 설명은 상기에서 설명한 바와 동일하므로 생략하기로 한다. 한편 본 발명의 복합재에 포함되는 안료 조성물의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 복합재의 제조방법에 따라 달라질 수 있다. 즉, 복합재를 압출하여 제조할 경우에는 복합재 100중량%를 기준으로, 안료 조성물은 10 내지 15중량%로 포함되는 것이 것이 바람직하며, 복합재를 사출하여 제조할 경우에는 안료 조성물은 8 내지 15중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명의 복합재에 포함되는 혼합 섬유는 갈대와 버개스를 혼합한 후 연질화 과정을 거쳐 얻어진 것이다. 여기서 갈대와 버개스의 혼합비율은 특별히 한정되지 않으나, 1:1의 중량비율로 혼합되는 것이 바람직하다. 또한 연질화 과정을 거쳐 얻어지는 혼합 섬유의 입자크기도 특별히 한정되지 않으나, 40 내지 200 메쉬인 것이 바람직하다. 이러한 혼합 섬유는 목재 섬유를 대체할 수 있기 때문에 목재의 벌목을 줄일 수 있으며, 버려지는 갈대와 버개스로 이루어진 것이기 때문에 자원재활용 효과도 크다.
한편 본 발명의 복합재에 포함되는 갈대와 버개스의 혼합 섬유의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 복합재의 제조방법에 따라 달라질 수 있다. 즉, 복합재를 압출하여 제조할 경우에는 복합재 100중량%를 기준으로, 갈대와 버개스의 혼합 섬유가 40 내지 70중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 복합재를 사출하여 제조할 경우에는 갈대와 버개스의 혼합 섬유가 30 내지 60중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명의 복합재에 포함되는 고분자 수지는 바인더 역할을 한다. 이러한 고분자 수지는 특별히 한정되지 않으나, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스틸렌(PS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리비닐클로라이드(PVC)가 단독, 또는 2종 이상 혼합된 수지이다. 이와 같은 본 발명의 복합재에 포함되는 고분자 수지의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 복합재의 제조방법에 따라 달라질 수 있다. 즉, 복합재를 압출하여 제조할 경우에는 복합재 100중량%를 기준으로, 고분자 수지가 20 내지 55중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 복합재를 사출하여 제조할 경우에는 고분자 수지가 40 내지 70중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
한편 본 발명의 복합재는 당업계에 공지된 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 본 발명의 복합재는 결합제, 항산화제, 자외선 안정제, 자외선 흡수제, 윤활제, 미네랄 충전제, 착색제, 내염제, 열안정제 및 발포제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제에서 결합제는 혼합 섬유와 고분자 수지의 결합력을 높이며, 항산화제는 산소 및 자외선 차단과 변색을 방지하고, 미네랄 충전제는 충격, 열 및 하중에 의한 변형을 방지한다. 또한, 내염제는 복합재의 내열성을 높이며, 열안정제는 복합재 성형 및 사용 중의 열에 의한 변형을 최소화한다.
이러한 본 발명의 복합재를 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 안료 조성물, 갈대와 버개스의 혼합 섬유 및 고분자 수지를 혼합한 후 압출 또는 사출하여 제조할 수 있다.
구체적으로, 안료 조성물과, 갈대와 버개스의 혼합 섬유를 혼합하고(안료 조성물을 갈대와 버개스의 혼합 섬유에 분산 및 함침시킴), 1차 건조하여 수분함량을 8중량% 미만으로 조절한 후, 이를 다시 2차 건조하여 수분함량이 3중량% 미만인 혼합 섬유질을 제조한다. 이후 제조된 혼합 섬유질, 고분자 수지 및 각종 첨가제를 혼합한 후 압출 또는 사출하여 복합재를 제조할 수 있다.
상기 복합재를 압출하여 제조할 때는 혼합 섬유질, 고분자 수지 및 각종 첨가제를 160 내지 220℃의 온도에서 용융 혼합한 후 20 내지 35kgf/㎠의 압력으로 15 내지 20분간 압력을 가하는 조건이 적용된다.
또한 상기 복합재를 사출하여 제조할 때는 혼합 섬유질, 고분자 수지 및 각종 첨가제를 200 내지 220℃의 온도에서 용융 혼합한 후 20 내지 35kgf/㎠의 압력으로 15 내지 20분간 압력을 가하는 조건이 적용된다.
이와 같이 제조된 본 발명의 복합재는 자연스러운 색감을 가지며, 내수성, 내구성 및 강도가 우수하기 때문에 건축, 가구 및 각종 인테리어 자재로 유용하게 적용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
1. 안료 조성물 제조
수분함량이 3중량% 미만으로 전처리된 분말상의 커피 찌꺼기 45g, 산화철 5g, 폴리에틸렌(롯데 케미칼, S5000)과 폴리프로필렌(롯데 케미칼, Y120)의 혼합 수지(80(PE)+20(PP)) 30g, 자외선 안정제 5g, 결합제(Struktol, TPW243) 10g, 화이트 시멘트 5g를 혼합하였다. 다음, 혼합물을 압출기에 투입하여 10kgf/㎠의 압력으로 압출한 후 1.0㎜의 직경을 가지는 과립 형태의 안료 조성물을 제조하였다.
2. 복합재 제조
상기에서 제조된 안료 조성물 10g과, 갈대와 버개스의 혼합 섬유 분말(갈대와 버개스 1:1의 중량비율로 혼합) 65g을 혼합한 후 2차에 걸쳐 건조시켜 수분 함량이 3중량% 미만이고, 입자 크기가 40 내지 100 메쉬인 혼합 섬유질 분말을 제조하였다. 제조된 혼합 섬유질 분말의 입자는 길이 대 직경의 비가 4:1 정도였다.
제조된 혼합 섬유질 분말 75g, 폴리에틸렌(롯데 케미칼, S5000) 및 폴리프로필렌(롯데 케미칼, Y120)의 혼합 수지 20g, 윤활제(Struktol, TPW113) 3g, 결합제(Struktol, TPW243) 2g를 160 내지 220℃에서 용융 혼합한 후 180℃에서 28kgf/㎠의 압력으로 20분간 압출하여 복합재를 제조하였다.
[실시예 2]
안료 조성물 15g과, 갈대와 버개스의 혼합 섬유 분말 60g을 사용하여 혼합 섬유질 분말을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합재를 제조하였다.
[실시예 3]
1. 안료 조성물 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 안료 조성물을 제조하였다.
2. 복합재 제조
상기에서 제조된 안료 조성물 10g과, 갈대와 버개스의 혼합 섬유 분말(갈대와 버개스 1:1의 중량비율로 혼합) 35g을 혼합한 후 2차에 걸쳐 건조시켜 수분함량이 3중량% 미만이고, 입자 크기가 180 내지 300 메쉬인 혼합 섬유질 분말을 제조하였다. 제조된 혼합 섬유질 분말의 입자는 길이 대 직경의 비가 3:1 정도였다.
제조된 혼합 섬유질 분말 45g, 폴리에틸렌(롯데 케미칼, S5000) 및 폴리프로필렌(롯데 케미칼, Y120)의 혼합 수지 50g, 윤활제(Struktol, TPW113) 3g, 결합제(Struktol, TPW243) 2g를 200 내지 220℃에서 용융 혼합한 후 160 내지 190℃에서 28kgf/㎠의 압력으로 20분간 사출하여 복합재를 제조하였다.
[실시예 4]
안료 조성물 15g과, 갈대와 버개스의 혼합 섬유 30g을 사용하여 혼합 섬유질 분말을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 복합재를 제조하였다.
[실험예]
상기 실시예 1 내지 4에서 제조된 복합재의 물성을 하기와 같은 방법으로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
1. 인장강도(MPa): KS M 3006에 의한 인장강도 측정(기준값: 12MPa 이상)
2. 굽힘강도(MPa): KS M ISO 178에 의한 굽힘강도 측정(기준값: 61~82MPa 이상)
3. 굽힘 탄성률(MPa): KS M ISO 178에 의한 굽힘탄성률 측정(기준값: 2100MPa 이상)
4. 흡수율(%): KS M 3015에 의한 수분의 흡수율 측정(기준값: 3% 이하)
5. 충격강도(㎏·㎝/㎠): KS M 3055에 의한 충격강도 측정(기준치: 12㎏·㎝/㎠ 이상)
6. 습윤시 치수변화율(%): KS F 3126에 의한 습윤시 치수변화율 측정(기준값: 길이방향으로 0.3% 이하, 두께방향으로 2% 이하)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
인장강도(MPa) 16.0 16.3 12.1 13.8
굽힘강도(MPa) 82.0 83.1 61.2 62.3
굽힘탄성률(MPa) 3204 3241 2212 2287
흡수율(%) 1.1 1.3 1.2 1.4
충격강도(㎏·㎝/㎠) 13.5 13.6 10.1 10.8
습윤시 치수변화율(%) 길이반향 0.01 0.01 0.01 0.01
두께방향 0.1 0.12 0.13 0.10
상기 표 1을 참조하면, 본 발명의 복합재에 해당되는 실시예 1 내지 4는 강도 및 탄성이 우수하며 수분에 의한 치수변화율도 작은 것을 알 수 있다.

Claims (11)

  1. 커피 찌꺼기; 산화철; 고분자 수지; 자외선 안정제; 및 윤활제를 포함하는 복합재용 안료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    화이트 시멘트를 더 포함하는 복합재용 안료 조성물
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커피 찌꺼기와 상기 산화철이 9:1 내지 6:4의 중량비율로 포함된 복합재용 안료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 커피 찌꺼기의 입자가 100 내지 300 메쉬인 복합재용 안료 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    복합재용 안료 조성물 100중량%를 기준으로,
    상기 커피 찌꺼기 35 내지 60중량%;
    상기 산화철 3 내지 10중량%;
    상기 고분자 수지 20 내지 35중량%;
    상기 자외선 안정제 3 내지 6중량%; 및
    상기 윤활제 5 내지 15중량%를 포함하는 복합재용 안료 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    과립 형태인 복합재용 안료 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 과립의 크기가 0.2 내지 1.5㎜인 복합재용 안료 조성물.
  8. a) 커피 찌꺼기를 전처리하는 단계;
    b) 상기 전처리된 커피 찌꺼기와 산화철을 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계;
    c) 상기 1차 혼합물에 자외선 안정제 및 윤활제를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계;
    d) 상기 2차 혼합물과 고분자 수지를 혼합하여 3차 혼합물을 제조하는 단계; 및
    e) 상기 3차 혼합물을 과립 형태로 성형하는 단계를 포함하는 복합재용 안료 조성물의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 a) 단계는,
    a-1) 커피 찌꺼기를 1차 건조하는 단계;
    a-2) 1차 건조된 커피 찌꺼기를 분말화하는 단계;
    a-3) 분말화된 커피 찌꺼기를 2차 건조하는 단계; 및
    a-4) 2차 건조된 커피 찌꺼기를 3차 건조하는 단계를 포함하는 복합재용 안료 조성물의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 c) 단계는 2차 혼합물에 화이트 시멘트를 혼합하는 단계를 더 포함하는 복합재용 안료 조성물의 제조방법.
  11. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 복합재용 안료 조성물;
    갈대와 버개스의 혼합 섬유; 및
    고분자 수지를 포함하는 복합재.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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