KR20170133720A - Manufacturing method of wood-plastic composites without carbonization and wood-plastic composites manufactured thereby - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 탄화 현상이 없는 목재-플라스틱 복합재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 재-플라스틱 복합재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 목분 없이 열가소성 수지 칩 및 실리콘 오일을 먼저 교반 시킨 후, 함수율이 0.05% 이하인 목분을 나중에 첨가하여 220℃ 미만에서 사출성형 또는 압출성형을 실시하는, 탄화 현상이 없는 목재-플라스틱 복합재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 목재-플라스틱 복합재에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a wood-plastic composite material free from carbonization and a re-plastic composite material produced thereby. More specifically, the present invention relates to a method for producing a wood- Plastic composite material which is free from carbonization and which is subjected to injection molding or extrusion molding at a temperature lower than 220 ° C by adding wood powder to wood-plastic composites.
열가소성 합성수지에 목분을 첨가하여 제조하는 목재-플라스틱 복합재(WPC : wood-plastic composite)는 재활용이 가능한 자재로써 환경 친화적이기 때문에 근래 그 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 목재-플라스틱 복합재는 목분 및 합성수지를 고르게 분산시켜 밀착되게 결합시켜야 충분한 물성을 얻을 수 있다.Wood-plastic composite (WPC), which is made by adding wood powder to thermoplastic synthetic resin, is recyclable and environmentally friendly. Such a wood-plastic composite material is required to uniformly disperse the wood powder and the synthetic resin so as to be closely adhered to each other to obtain sufficient physical properties.
그러나 목분의 표면이 친수성이고 합성수지가 소수성이기 때문에 목분과 합성수지의 결합은 어려운 면이 있어 각종 첨가제를 넣게 된다. 이때 목분의 수분함량이 높으면 첨가제의 성능이 떨어지고, 제조과정에서 탄화현상과 가스(기포)가 발생하기 때문에 목분의 수분 함량(함수율)을 엄격히 관리할 필요가 있다.However, since the surface of wood powder is hydrophilic and the synthetic resin is hydrophobic, the combination of wood and synthetic resin is difficult, and various additives are added. At this time, when the moisture content of the wood powder is high, the performance of the additive is deteriorated. Since the carbonization phenomenon and the gas (bubble) are generated in the manufacturing process, it is necessary to strictly control the water content (water content) of the wood powder.
이러한 불편을 해소하기 위해 한국등록특허 제10-1175308호는 알칼리토금속 나노 산화물을 첨가함으로써 목분에 함유된 수분의 양을 정밀하게 조절하지 않아도 되는 발명을 개시하고 있지만, 알칼리토금속 산화물을 나노 수준의 크기로 준비하는 것은 번거롭고 비용을 발생시키는 문제가 있다.In order to solve this inconvenience, Korean Patent No. 10-1175308 discloses an invention in which the amount of water contained in wood flour is not precisely controlled by adding an alkaline earth metal nano-oxide, but the alkaline earth metal oxide has a nano-scale size It is cumbersome and costly to prepare.
따라서 알칼리토금속 나노 산화물 등의 물질을 추가할 필요 없이 목재-플라스틱 복합재의 물성을 향상시킬 수 있는 방법을 개발할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to develop a method capable of improving the physical properties of a wood-plastic composite material without the need to add materials such as alkaline earth metal nano-oxides.
종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 방법을 찾던 중, 본 발명자는 목분의 함수율을 특정 수치 이하로 만들고, 제조 과정에서 활제인 실리콘 오일을 열가소성 수지 칩과 먼저 교반시킨 후에, 함수율이 0.05% 이하인 목분을 첨가하면 목재-플라스틱 복합재의 물성이 우수해지는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.The present inventors have found that when the water content of wood flour is made to be lower than a specific value and the silicone oil which is an active agent in the manufacturing process is first stirred with the thermoplastic resin chip and then the wood flour having a water content of 0.05% And that the physical properties of the wood-plastic composite material are improved, thereby completing the present invention.
따라서 본 발명의 목적은 물성이 우수한 목재-플라스틱 복합재의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a wood-plastic composite material having excellent physical properties.
본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법으로 제조된 목재-플라스틱 복합재를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wood-plastic composite material produced by the above-mentioned production method.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 a) 열가소성 수지 칩 및 실리콘 오일을 교반하는 단계, b) 상기 a) 단계에서 교반된 혼합물에 함수율이 0.05% 이하인 목분을 혼합하여 교반시킨 후 혼련하는 단계, 및 c) 상기 b) 단계에서 교반된 혼합물을 220℃ 미만의 온도에서 사출성형 또는 압출성형하는 단계를 포함하는 목재-플라스틱 복합재의 제조방법을 제공한다.In order to accomplish the object of the present invention, the present invention provides a method for producing a kneaded product, comprising the steps of: a) stirring a thermoplastic resin chip and a silicone oil; b) mixing the kneaded mixture having a water content of 0.05% And c) injecting or extruding the mixture, which has been stirred in step b), at a temperature of less than 220 캜. The present invention also provides a method for producing a wood-plastic composite material.
상기 a) 단계는 열가소성 수지 칩 100 중량부 및 실리콘 오일 0.3~1 중량부를 교반한다.In the step a), 100 parts by weight of the thermoplastic resin chip and 0.3 to 1 part by weight of the silicone oil are stirred.
상기 b) 단계의 목분은 열가소성 수지 칩 100 중량부 대비 2~20 중량부이다.The wood powder in the step b) is 2 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin chip.
상기 b) 단계의 목분은 대패밥, 톱밥, 종이분말, 펄프, 커피 슬러지, 목칩 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The wood powder in step b) may be selected from the group consisting of combs, sawdust, paper powder, pulp, coffee sludge, wood chips, and combinations thereof.
상기 b) 단계의 목분의 입자 크기는 10~100 메쉬(mesh)일 수 있다.The particle size of the wood powder in the step b) may be 10-100 mesh.
상기 a) 단계의 열가소성 수지는 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리스티렌(PS), 셀룰로오스 아세테이트(CA), 아세트산프로피온산셀룰로오스(CAP), 열가소성 엘라스토머(TPE), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 열가소성 실리콘 가황물(TPSiV) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The thermoplastic resin in step a) may be selected from the group consisting of polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP), polyamide (PA), polystyrene (PS), cellulose acetate (CA), cellulose acetate propionate May be selected from the group consisting of thermoplastic elastomers (TPE), thermoplastic polyurethanes (TPU), thermoplastic silicon vulcanates (TPSiV), and combinations thereof.
상기 b) 단계의 목분은 염료에 의해 염색된 목분일 수 있다.The wood flour in step b) may be a dyed dye.
상기 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조되고, 열가소성 수지 100 중량부, 실리콘 오일 0.3~1 중량부 및 목분 2~20 중량부를 포함하는 목재-플라스틱 복합재를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a wood-plastic composite material produced by the above-described method, which comprises 100 parts by weight of a thermoplastic resin, 0.3 to 1 part by weight of a silicone oil and 2 to 20 parts by weight of wood powder .
본 발명은 열가소성 수지 칩을 실리콘 오일과 먼저 교반시킨 후에 함수율이 0.05% 이하인 목분을 첨가하여 교반시킨 후 혼련시킴으로써 성분들의 고른 분산을 유도하여 탄화현상과 가스(기포) 발생을 방지하고, 열가소성 수지, 목분 및 실리콘 오일을 적정 함량으로 포함함으로써 성형성, 내충격성 및 색 발현력이 우수한 목재-플라스틱 복합재를 제공할 수 있다.The present invention relates to a method for producing a thermoplastic resin composition, which comprises first mixing a thermoplastic resin chip with a silicone oil and then adding wood powder having a water content of 0.05% or less, stirring the mixture, and kneading the same to induce uniform dispersion of components to prevent carbonization and gas The wood-plastic composite material having excellent moldability, impact resistance and color developing ability can be provided by including wood powder and silicone oil in an appropriate amount.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 a) 열가소성 수지 칩 및 실리콘 오일을 교반하는 단계, b) 상기 a) 단계에서 교반된 혼합물에 함수율이 0.05% 이하인 목분을 혼합하여 교반시킨 후 혼련하는 단계, 및 c) 상기 b) 단계에서 교반된 혼합물을 220℃ 미만의 온도에서 사출성형 또는 압출성형하는 단계를 포함하는 목재-플라스틱 복합재의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method for producing a resin composition, comprising the steps of: a) stirring a thermoplastic resin chip and a silicone oil; b) mixing and agitating wood powder having a moisture content of 0.05% or less in the mixture stirred in step a) Molding the mixture at a temperature lower than 220 deg. C, and extruding the mixture.
a) 열가소성 수지 칩 및 실리콘 오일을 교반하는 단계는 목분 없이 열가소성 수지 칩 및 실리콘 오일만을 교반시킴으로써 열가소성 수지 칩 표면에 실리콘 오일을 골고루 코팅시키는 단계이다.a) stirring the thermoplastic resin chips and the silicone oil is a step of uniformly coating the silicone oil on the surface of the thermoplastic resin chip by stirring only the thermoplastic resin chips and the silicone oil without wood powder.
상기 실리콘 오일은 외부활제로서, 열가소성 수지 및 가공기계와의 접촉면에 생기는 마찰력을 저하시켜 성형품의 이형성, 및 성형 공정에서 수지의 유동성을 향상시키는 효과가 있고, 실리콘 오일 없이 고온에서 사출성형 또는 압출성형을 실시할 시에는 마찰력으로 인해 탄화현상이 발생할 수 있다. 실리콘 오일의 함량이 충분하더라도 열가소성 수지 칩 표면에 골고루 묻히지 않는다면, 사출성형 또는 압출성형을 실시할 시에 탄화현상이 발생하므로, 반드시 열가소성 수지와 실리콘 오일을 먼저 골고루 교반시킨 후에 목분을 혼합하여 교반하는 것이 바람직하다.The silicone oil is an external lubricant and has an effect of reducing the frictional force generated on the contact surface with the thermoplastic resin and the processing machine to improve the releasability of the molded product and the fluidity of the resin in the molding process. The carbonization phenomenon may occur due to frictional force. If the content of the silicone oil is sufficient, even if the content of the silicone oil is not uniformly distributed on the surface of the thermoplastic resin chip, the carbonization phenomenon occurs when the injection molding or extrusion molding is carried out. Therefore, the thermoplastic resin and the silicone oil must be stirred evenly, .
외부활제에는 실리콘 오일 외에 고급 지방산, 지방산 아미드 화합물, 왁스류 등이 있지만, 상기 물질들을 외부활제로 포함할 경우에는 실리콘 오일보다 색 발현력이 매우 나쁘다.In addition to silicone oil, external lubricants include higher fatty acids, fatty acid amide compounds, and waxes. However, when these materials are included as external activators, their color development ability is much worse than silicone oil.
상기 실리콘 오일은 열가소성 수지 칩 100 중량부 대비 0.3~1 중량부가 바람직하다. 실리콘 오일의 함량이 0.3 중량부 미만이면, 활제로서의 역할을 제대로 하지 못하여 목재-플라스틱 복합재의 이형성, 및 성형 공정에서 수지의 유동성이 감소하고, 이에 따라 상기 복합재의 표면에 결함이 생겨 성형성 및 색 발현력이 나빠지며, 내충격성도 현저히 나빠질 뿐만 아니라, 탄화현상이 발생하게 된다. 또한, 실리콘 오일의 함량이 1 중량부를 초과하면, 1 중량부를 첨가했을 때와 효과 상에 있어서 큰 차이가 없기 때문에 비효율적이다. The amount of the silicone oil is preferably 0.3 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin chip. If the content of the silicone oil is less than 0.3 part by weight, the resin does not function properly as a lubricant, so that the releasability of the wood-plastic composite material and the fluidity of the resin in the molding process are reduced. As a result, Not only the impact strength is deteriorated, the impact resistance is remarkably deteriorated, but also carbonization phenomenon occurs. When the content of the silicone oil is more than 1 part by weight, it is inefficient because there is not a large difference in effect from the addition of 1 part by weight.
한편, 상기 열가소성 수지는 이에 한정되지 않지만, 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리스티렌(PS), 셀룰로오스 아세테이트(CA), 아세트산프로피온산셀룰로오스(CAP), 열가소성 엘라스토머(TPE), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 열가소성 실리콘 가황물(TPSiV) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The thermoplastic resin may be, but not limited to, polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP), polyamide (PA), polystyrene (PS), cellulose acetate (CA), cellulose acetate propionate CAP), thermoplastic elastomer (TPE), thermoplastic polyurethane (TPU), thermoplastic silicon vulcanate (TPSiV), and combinations thereof.
b) 상기 a) 단계에서 교반된 혼합물에 함수율이 0.05% 이하인 목분을 혼합하여 교반시킨 후 혼련하는 단계에서, 상기 목분의 함수율이 0.05% 이하인 것은 하기 c) 단계에서 사출성형 또는 압출성형을 실시할 때 탄화현상과 가스(기포) 발생하는 것을 막기 위한 기술적 요소로써, 매우 중요한 임계적 의의를 갖는다. 상기 목분의 함수율은 0.01%이하 일 수 있다.b) mixing the wood mixture having a moisture content of 0.05% or less with the mixture stirred in the step a), stirring the mixture, and kneading the mixture, wherein the water content of the wood powder is 0.05% or less is injection molding or extrusion molding in step c) As a technical element to prevent carbonization and gas (bubbles) from occurring, it has very important critical significance. The water content of the wood powder may be 0.01% or less.
외관용 등급 목재에서 “DRY”라는 말은 최고급 무절, 혹은 무절에 가까운 목재, 즉 Clears, Industrial Clears, Selects & Finish 등급의 목재의 함수율을 최대 15% 이하로 낮춘다는 등급상의 규정을 의미한다. 이와 같은 기준에 맞춰 가공된 목재는 통상 MC15라는 스탬프를 찍어 표시하지만, S-DRY로 표시될 수도 있다. 외관상 제품 중에서도 옹이가 있는 Board, Merchantable & Common 등급인 경우에는 최대 함수율 19%까지가 “DRY”로 허용되는 수치이다. In exterior grade woods, the term "DRY" means a rule that reduces the moisture content of wood of the highest grade or near zero, ie Clears, Industrial Clears, Selects & Finish grades to a maximum of 15% or less. Timber processed to this standard is usually stamped with MC15, but may also be labeled S-DRY. In the case of Board, Merchantable & Common grades with apparent knots, the maximum water content up to 19% is acceptable as "DRY".
따라서 이를 고려하면 0.05%라는 함수율은 대단히 극단적인 상황으로서 기술개발의 초기 단계에서는 상상을 할 수 없었기 때문에 많은 시행착오를 거쳤다. 그러나 많은 실험을 통해 궁극적으로 0.05% 이하로 목본을 건조하여 혼합하지 않으면 결코 탄화현상을 방지할 수 없고, 아울러 0.05% 이하의 함수율을 가진 목분을 사용할 경우 합성수지와 완벽한 결합이 이루어져 합성수지만으로 만든 제품과 거의 같은 물성의 제품을 만들 수 있다는 점을 찾아내어 마침내 발명을 완성할 수 있었다. Considering this, the water content of 0.05% is extremely extreme, and many trials and errors have been made since it was impossible to imagine at the initial stage of technology development. However, through many experiments, it is impossible to prevent the carbonization phenomenon unless it is ultimately dried to less than 0.05%. If wood powder having a water content of less than 0.05% is used, it is completely bonded with the synthetic resin, I found that I could make a product with almost the same properties, and finally I could complete the invention.
정리하면, 본 발명은 상기 a) 및 b) 단계에 기재된 바와 같이, 열가소성 수지 칩 및 실리콘 오일이 충분히 골고루 혼합되도록 먼저 교반을 시킨 후에 목분을 따로 첨가하여 교반하는 기술, 및 상기 목분의 함수율을 0.05 중량% 이하로 설정한 기술의 조합을 통해, 탄화 현상 및 기포가 발생하는 것을 완벽히 차단시킨다.In summary, the present invention relates to a technique in which a thermoplastic resin chip and a silicone oil are first stirred so as to be sufficiently uniformly mixed, and then wood powder is separately added and stirred, as described in the above a) and b) By the combination of the techniques set to below% by weight, the occurrence of carbonization and bubbles is completely blocked.
탄화 현상은 물성 저하를 일으킬 뿐만 아니라 성형이 제대로 되지 않는 문제를 유발하기 때문에, 탄화 현상을 방지하는 것은 당업계에 있어서 매우 중요한 기술적 과제이다. 특히, 목재-플라스틱 복합재는 악세사리 부품으로도 많이 쓰이기 때문에 성형성이 매우 중요하고, 이에 따라 악세사리 부품용으로 제작되는 목재-플라스틱 복합재를 제조할 시에는 탄화 현상을 막는 것이 특히나 중요하다. 그러면서도 물성에 있어서 목분을 섞지 않은 합성수지제품과 거의 같이 구현했다는 점이 대단히 의의가 깊다. The carbonization phenomenon not only causes deterioration of properties but also causes a problem that molding is not performed properly, so prevention of carbonization is a very important technical problem in the related art. Particularly, since the wood-plastic composite material is often used as an accessory part, the formability is very important, and thus it is particularly important to prevent the carbonization phenomenon when manufacturing the wood-plastic composite material for accessory parts. At the same time, it is very significant that it has been implemented with synthetic resin products that do not mix wood flour in terms of physical properties.
이렇듯, 본 발명은 추가 물질 없이 ‘제조방법의 순서 및 조건’ 및 당업자로서는 상상하기 어려운 0.05%라는 임계적 의의를 가지는 ‘목분의 함수율’찾아 동시에 적확하게 적용함으로써 탄화 현상을 완벽히 차단시키면서도 물성을 그대로 유지시킬 수 있는 기술을 개발하였다. 이러한 본 발명은 당업자들이 꾸준히 시도해 왔으나 어느 누구도 실제로 공예품에 적용할 수 있는 목분이 상당량 첨가되어 목분의 무늬가 구현되면서도 탄화현상이 없고 물성 상 열화도 일어나지 않는 목재플라스틱을 갈수해온 당업계의 기술적 과제를 해결할 수 있었다는 점에서 매우 획기적인 발명이다.As such, the present invention finds the 'moisture content of wood flour' which has a threshold value of 0.05% which is difficult to imagine by those skilled in the art, without any additional substances, and precisely applies it simultaneously, We have developed a technology that can be maintained. This invention has been tried by those skilled in the art, but no one has actually added wood that can be applied to handicrafts, so that it is possible to use wood plastic that has no carburization and no deterioration in properties, It is a very breakthrough invention in that it could be solved.
상기 b) 단계에서 목분의 함량은 열가소성 수지 칩 100 중량부 대비 2~20 중량부인 것이 바람직하다. 상기 목분은 본연 그대로 사용하거나, 사용자가 원하는 색상으로 염색하여 사용할 수 있는데, 함량이 2 중량부 미만일 경우에는, 본연 그대로의 색상 또는 염색한 색상의 발현이 제대로 되지 않고, 상기 목분이 20 중량부를 초과할 경우에는 표면에 결함이 생기고 내충격성이 매우 약화되며, 목분이 열가소성 수지 내에 제대로 분산이 되지 않아 색 발현력 역시 나빠진다. 목분의 함량이 20 중량부를 초과할 때 이러한 현상이 발생하는 원인은, 목분의 표면이 친수성이고 열가소성 수지의 성질이 소수성인데, 목분의 함량이 과해지면 목분 및 열가소성 수지의 결합이 약해지기 때문이다. 따라서 결합제 없이 목분-플라스틱 복합재를 제조하기 위해서는, 목분의 함량이 열가소성 수지 칩 100 중량부 대비 20 중량부 이하인 것이 바람직하다.The content of wood flour in the step b) is preferably 2 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin chip. When the content is less than 2 parts by weight, the color of the original color or the color of the dye is not properly developed. When the content of the wood powder is more than 20 parts by weight There is a defect on the surface, the impact resistance is extremely weakened, the wood is not properly dispersed in the thermoplastic resin, and the color rendering power also deteriorates. When the content of wood flour exceeds 20 parts by weight, this phenomenon occurs because the surface of the wood flour is hydrophilic and the property of the thermoplastic resin is hydrophobic. If the content of wood flour exceeds the content of wood flour, the bonding between the wood flour and the thermoplastic resin becomes weak. Therefore, in order to produce a wood-plastic composite material without a binder, it is preferable that the wood powder content is 20 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin chip.
상기 목분은 이에 한정되지 않지만, 대패밥, 톱밥, 종이분말, 펄프, 커피 슬러지, 목칩 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 바람직하게는 톱밥일 수 있다. 또한, 목분 입자의 크기는 이에 한정되지 않지만, 10~100 메쉬(mesh)일 수 있고, 바람직하게는 20~70 메쉬일 수 있다. 100 메쉬 미만일 경우에는 입자가 너무 미세하기 때문에 목분을 염색하여 색상을 표현하고자 할 때 색상 표현이 제대로 안될 수 있고, 10 메쉬를 초과할 경우에는 입자가 크기 때문에 사출기 또는 압출기를 통과하는 것이 어려워서 성형이 제대로 이루어지지 않을 수 있다.The wood flour may be selected from the group consisting of gypsum, sawdust, paper powder, pulp, coffee sludge, wood chips, and combinations thereof, and preferably it may be sawdust. In addition, the size of the wood powder particle is not limited thereto, but it may be 10-100 mesh, and preferably 20-70 mesh. If the particle size is less than 100 mesh, the particles may be too fine to express the color when dyed wood is colored. If the particle size is larger than 10 mesh, it is difficult to pass through the extruder or the extruder. It can not be done properly.
또한 10 메쉬 이상일 경우 합성수지와 목분의 혼합이 일체화되지 않고 성형된 제품의 표면에 목분 자체의 질감을 가진 영역이 형성될 수 있고 향후 제품으로 성형 후 해당 목분 부분이 우선적으로 침식되는 결함의 원인이 되기도 한다. In addition, if the size is more than 10 mesh, the mixture of the synthetic resin and the wood powder can not be integrated, and a region having the texture of the wood powder itself can be formed on the surface of the molded product, which causes a defect in which the wood powder portion is preferentially eroded do.
또한, 상기 목분은 염료에 의해 염색된 목분일 수 있고, 염색을 통하여 목재-플라스틱 복합재에 다양한 색상을 부여할 수 있다. 상기 염료는 목분을 염색할 수 있는 성분을 포함하는 것이면 되고, 이에 한정되지 않지만, 예를 들어 직접 염료, 금속 착염 산성 염료, 유용 염료, 염기성 염료, 매염 연료, 반응 염료, 천연 염료 등일 수 있고, 친환경적인 면에서 바람직하게는 천연 염료일 수 있다. 상기 천연 염료의 예를 들자면, 검정색은 먹물, 노랑색은 강황, 보라색은 코치닐, 붉은색은 락충(Lac), 남색은 쪽분말(Indigo)일 수 있다.The wood powder may be a dye-dyed wood, and the wood-plastic composite material may be imparted with various colors through dyeing. The dye may be, for example, a direct dye, a metal complex acid dye, a useful dye, a basic dye, a mordant fuel, a reactive dye, a natural dye, and the like, as long as it includes a component capable of dyeing wood powder. From the viewpoint of environment friendliness, it may preferably be a natural dye. Examples of the natural dyes include black, brown, yellow, purple, cochinil, red, Lac, and Indigo.
한편, 상기 b) 단계의 혼련 공정에서는, 가온을 함으로써 목분이 열가소성 수지 내에 고르게 분포된 겔 상태의 혼합물을 만들 수 있다. 상기 가온 공정의 온도는 사용된 열가소성 수지의 종류에 따라 사용자가 적절히 선택하여 설정할 수 있고, 구체적으로는 70 ~ 120℃일 수 있다.On the other hand, in the kneading step of the step b), the gel state mixture in which the wood particles are uniformly distributed in the thermoplastic resin can be made by heating. The temperature of the warming step can be appropriately selected and set by the user depending on the type of the thermoplastic resin used, and may be specifically 70 to 120 ° C.
c) 상기 b) 단계에서 교반된 혼합물을 220℃ 미만의 온도에서 사출성형 또는 압출성형하는 단계에서, 사출성형 또는 압출성형의 온도는 220℃ 미만이 바람직하고, 상기 온도가 220℃ 이상일 경우에는 목분의 탄화 현상이 발생할 수 있다. 상기 성형 온도는 바람직하게는 120℃ 이상 ~ 220℃ 미만, 더 바람직하게는 150℃ ~ 215℃, 또는 150℃ ~ 200℃ 일 수 있다.c) In the step of injection molding or extrusion molding at a temperature lower than 220 캜, the temperature of injection molding or extrusion molding is preferably less than 220 캜, and when the temperature is more than 220 캜, Carbonization phenomenon may occur. The molding temperature may preferably be 120 ° C or more to less than 220 ° C, more preferably 150 ° C to 215 ° C or 150 ° C to 200 ° C.
상기 기재된 a), b) 및 c) 단계의 방법들을 모두 조합해야 비로소 탄화현상과 가스 발생을 완벽히 막을 수 있다. 열가소성 수지 칩 및 실리콘 오일을 먼저 교반시킨 후에 목분을 추가하더라도 목분의 함수율이 0.05%를 초과하면 탄화현상 및 가스가 발생하며, 목분의 함수율이 0.05% 이하더라도 열가소성 수지 칩 및 실리콘 오일을 먼저 교반시키지 않고, 목분과 동시에 교반시킨 후 사출성형 또는 압출성형을 실시한다면 탄화현상이 발생한다. 또한, 성형 온도는 반드시 220℃ 미만이어야 한다.Combinations of the methods of steps a), b) and c) described above can completely prevent carbonization and gas evolution. Even if the wood flour is added after the thermoplastic resin chips and the silicone oil are first stirred, carbonization phenomenon and gas are generated when the water content of the wood flour exceeds 0.05%. Even if the water content of the wood flour is less than 0.05%, the thermoplastic resin chips and the silicone oil are stirred first Carbonization phenomenon occurs when injection molding or extrusion molding is carried out after stirring at the same time with the wood. In addition, the molding temperature must be less than 220 占 폚.
본 발명은 상기 본 발명에 따른 제조방법으로 제조되고, 열가소성 수지 100 중량부, 실리콘 오일 0.3~1 중량부 및 목분 2~20 중량부를 포함하는 목재-플라스틱 복합재를 제공한다. 상기 성분들 및 이들의 함량에 대한 기술적 의의는 상기 제조방법에 대해 서술된 바와 동일한 바, 이하 설명을 생략한다.The present invention provides a wood-plastic composite material produced by the manufacturing method according to the present invention and comprising 100 parts by weight of a thermoplastic resin, 0.3 to 1 part by weight of a silicone oil and 2 to 20 parts by weight of wood powder. The technical significance of the above components and their contents is the same as described for the above production method, and a description thereof will be omitted.
본 발명에 따른 목재-플라스틱 복합재는 이용되는 분야에 제한이 없지만, 바람직하게는 부대용품 제조용으로 사용될 수 있고, 구체적으로 안경테, 시계줄, 자동차 부품, 신발, 완구 등을 제조하는데 이용될 수 있다.Although the wood-plastic composite material according to the present invention is not limited in the field of use, it can be preferably used for the production of accessories, and specifically, can be used for manufacturing eyeglass frames, watch frames, automobile parts, shoes, toys and the like.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명 하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood that the scope of the present invention is not limited by these examples in accordance with the gist of the present invention, and it is to be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited thereto It will be obvious.
< 실시예 및 비교예의 제조 >≪ Preparation of Examples and Comparative Examples >
열가소성 수지(폴리에틸렌) 칩, 실리콘 오일 및 톱밥(크기 : 20~50 mesh)을 사용하여 하기 표 1~3의 실시예 및 비교예를 제조하였다.Examples and Comparative Examples in Tables 1 to 3 below were prepared using thermoplastic resin (polyethylene) chips, silicone oil and sawdust (size: 20 to 50 mesh).
하기 표 1 및 표 2의 구성을 갖는 실시예 및 비교예를 제조하기 위해서, 열가소성 수지 칩 및 실리콘 오일을 먼저 교반함으로써 열가소성 수지 칩의 표면을 실리콘 오일로 코팅한 후, 여기에 톱밥을 추가하여 골고루 혼합되도록 교반시켰다. 그 후 100℃에서 혼련시켜 180℃에서 사출성형을 실시하였다.In order to prepare Examples and Comparative Examples having the structures shown in Tables 1 and 2, a thermoplastic resin chip and a silicone oil were first stirred to coat the surface of the thermoplastic resin chip with silicone oil, followed by addition of sawdust Lt; / RTI > Thereafter, the mixture was kneaded at 100 占 폚 and injection molded at 180 占 폚.
또한, 하기 표 3에 기재된 바와 같이, 제조방법을 변경하여 실시예 및 비교예를 제조하였다. 하기 표 3의 실시예 7 및 비교예 10은 상기 표 1의 실시예 2와 조성이 동일하다.Further, Examples and Comparative Examples were prepared by changing the production method as shown in Table 3 below. Example 7 and Comparative Example 10 in Table 3 are the same in composition as Example 2 in Table 1 above.
b) 톱밥을 넣고 30분 동안 교반시킨 후, 180℃에서 사출성형하는 단계a) premixing the thermoplastic resin chip with silicone oil and stirring for 30 minutes
b) adding sawdust and stirring for 30 minutes, followed by injection molding at 180 < RTI ID = 0.0 >
< 실험예 ><Experimental Example>
실험예 1. 탄화 현상 및 기포 발생 관찰Experimental Example 1. Carbonization and bubble generation observation
상기 실시예 및 비교예를 사출성형할 때 탄화 현상이 발생하였는지 여부를 관찰하였고, 그 결과를 하기 표 4에 기재하였다.The above Examples and Comparative Examples were observed to see if carbonization occurred during injection molding. The results are shown in Table 4 below.
상기 표 4에서, 실시예 1, 2, 및 비교예 1~4의 결과를 통해 탄화 현상을 방지하기 위해서는 톱밥(목분)의 함수율이 0.05% 이하인 것이 바람직하다는 것을 알 수 있고, 비교예 7 및 9의 결과를 통해, 실리콘 오일을 첨가하지 않거나 0.1 중량부만 첨가할 경우 탄화 현상이 발생한 것을 알 수 있다.In Table 4, it can be seen from the results of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4 that the moisture content of sawdust (wood powder) is preferably 0.05% or less in order to prevent carbonization, and Comparative Examples 7 and 9 , It can be seen that the carbonization phenomenon occurs when the silicone oil is not added or only 0.1 part by weight is added.
또한, 실시예 7 및 비교예 10의 결과를 통해 열가소성 수지 칩을 실리콘 오일 및 톱밥과 한 번에 교반하기 보다는, 열가소성 수지 칩을 실리콘 오일과 먼저 교반한 후 톱밥을 넣는 방법이 탄화 현상을 방지하기에 적합하다는 것을 알 수 있다. 즉, 열가소성 수지 칩, 실리콘 오일 및 톱밥을 한 번에 넣고 교반한 후 고온에서 사출시키면, 성분들이 골고루 혼합되지 않아서 탄화 현상이 발생한다.The results of Example 7 and Comparative Example 10 show that, instead of stirring the thermoplastic resin chip with the silicone oil and the sawdust at once, the method of mixing the thermoplastic resin chip with the silicone oil and then adding the sawdust prevents the carbonization As shown in Fig. That is, if thermoplastic resin chips, silicone oil, and sawdust are put in one time and stirred and then injected at a high temperature, carbonization phenomenon occurs because the components are not mixed uniformly.
또한, 사출성형 된 성형품에 ‘기포’가 생성되어 있는지 여부를 관찰하였고, 그 결과를 하기 표 5에 기재하였다.In addition, it was observed whether or not " bubbles " were formed in the injection molded article, and the results are shown in Table 5 below.
상기 표 5의 결과를 통해, 목분의 함수율이 0.05% 이하이어야 성형품에 기포가 형성되지 않는다는 것을 알 수 있다.From the results shown in Table 5, it can be seen that bubbles are not formed in the molded article when the water content of the wood powder is 0.05% or less.
실험예 2. 물성 측정Experimental Example 2. Measurement of physical properties
상기 표 2의 실시예 및 비교예의 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 6에 기재하였다. 하기 표 6에서 확인할 수 있듯이, 톱밥의 함량이 1 중량부(비교예 5)일 경우 톱밥의 함량이 너무 적어 색 발현이 제대로 되지 않으므로 디자인적 기능을 할 수가 없다. 또한, 톱밥의 함량이 25 중량부(비교예 6)일 경우에는 표면에 결함이 생기고 내충격성이 매우 약해지며, 표면에 결함이 생김에 따라 색 발현이 제대로 되지 않는데, 이는 톱밥의 표면이 친수성이고 열가소성 수지는 소수성인데, 톱밥의 함량이 과하게 많아 톱밥과 열가소성 수지의 결합이 제대로 이루어지지 않기 때문이다.The physical properties of the examples and comparative examples in Table 2 were measured, and the results are shown in Table 6 below. As shown in Table 6 below, when the amount of sawdust is 1 part by weight (Comparative Example 5), the amount of sawdust is too small to exhibit color development, so that it can not function as a design. When the amount of the sawdust is 25 parts by weight (Comparative Example 6), defects are formed on the surface and the impact resistance becomes very weak. As a result of defects on the surface, color development can not be performed properly. The thermoplastic resin is hydrophobic, because the amount of sawdust is too large to properly bond the sawdust and the thermoplastic resin.
또한, 실리콘 오일을 아예 첨가하지 않은 비교예 9, 및 실리콘 오일을 1 중량부 첨가한 비교예 7은 실리콘 오일의 함량이 너무 적어 혼련이 제대로 이루어지지 않았고, 이에 따라 표면 결함이 발생함과 동시에 내충격성이 현저히 약화되고, 색 발현도 현저히 악화되었다.In Comparative Example 9, in which no silicone oil was added at all, and Comparative Example 7, in which 1 part by weight of silicone oil was added, the content of silicone oil was too low and kneading was not properly performed. The impact resistance was remarkably weakened, and the color development remarkably deteriorated.
한편, 실리콘 오일을 1.5 중량부 첨가한 비교예 8은 실리콘 오일을 1 중량부 첨가한 실시예 6과 물성에 있어서 큰 차이가 없었고, 따라서 실리콘 오일의 상한값은 1 중량부가 바람직하다는 것을 알 수 있다.On the other hand, in Comparative Example 8 in which 1.5 parts by weight of silicone oil was added, there was no significant difference in physical properties from Example 6 in which 1 part by weight of silicone oil was added. Therefore, it is understood that the upper limit of the silicone oil is 1 part by weight.
1. 표면 결함(성형성) : 상기 실시예 및 비교예 제조 후, 표면이 매끄럽지 못할 경우 ‘불량’, 표면이 매끄러울 경우 ‘양호’ 1. Surface defects (moldability) : 'poor' when the surface is not smooth, 'good' when the surface is smooth,
2. 내충격성 : 실시예 및 비교예를 제조한 후, 1.5m 높이에서 각각 5개씩 낙하시켜 파손된 개수 2. Impact resistance : After making the examples and the comparative examples, they were dropped at a height of 1.5 m at a height of 5,
3. 색 발현 관능평가 : 톱밥이 열가소성 수지 내에 골고루 분산되어 표면에 톱밥의 색상이 잘 표현되어 있는지 여부를 패널 23명이 관능 평가한 결과의 평균값 (1점 : 매우 나쁨 / 2점 : 나쁨 / 3점 : 보통 / 4점 : 좋음 / 5점 : 매우 좋음) 3. Evaluation of sensory evaluation of color: The average value (1 point: very poor / 2 points: poor / 3 points) of the result of sensory evaluation of 23 panelists to see whether sawdust was uniformly dispersed in the thermoplastic resin, : Normal / 4 points: Good / 5 points: Very good)
Claims (8)
b) 상기 a) 단계에서 교반된 혼합물에 함수율이 0.05% 이하인 목분을 혼합하여 교반시킨 후 혼련하는 단계; 및
c) 상기 b) 단계에서 교반된 혼합물을 220℃ 미만의 온도에서 사출성형 또는 압출성형 하는 단계를 포함하는 목재-플라스틱 복합재의 제조방법.
a) stirring a thermoplastic resin chip and a silicone oil;
b) mixing and stirring the wood powder having a water content of 0.05% or less in the mixture stirred in the step a), and then kneading; And
c) injection molding or extrusion molding the mixture stirred in step b) at a temperature of less than 220 캜.
상기 a) 단계가 열가소성 수지 칩 100 중량부 및 실리콘 오일 0.3~1 중량부를 교반하는, 목재-플라스틱 복합재의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step a) stirs 100 parts by weight of the thermoplastic resin chip and 0.3 to 1 part by weight of the silicone oil.
상기 b) 단계의 목분이 열가소성 수지 칩 100 중량부 대비 2~20 중량부인, 목재-플라스틱 복합재의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the wood in step b) is 2 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin chip.
상기 b) 단계의 목분이 대패밥, 톱밥, 종이분말, 펄프, 커피 슬러지, 목칩 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 목재-플라스틱 복합재의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the wood in step b) is selected from the group consisting of combs, sawdust, paper powder, pulp, coffee sludge, wood chips, and combinations thereof.
상기 b) 단계의 목분의 입자 크기가 10~100 메쉬(mesh)인, 목재-플라스틱 복합재의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the particle size of the wood powder in step b) is 10 to 100 mesh.
상기 a) 단계의 열가소성 수지가 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리스티렌(PS), 셀룰로오스 아세테이트(CA), 아세트산프로피온산셀룰로오스(CAP), 열가소성 엘라스토머(TPE), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 열가소성 실리콘 가황물(TPSiV) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 목재-플라스틱 복합재의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the thermoplastic resin in step a) is selected from the group consisting of polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP), polyamide (PA), polystyrene (PS), cellulose acetate (CA), cellulose acetate propionate Wherein the thermoplastic elastomer is selected from the group consisting of a thermoplastic elastomer (TPE), a thermoplastic polyurethane (TPU), a thermoplastic silicon vulcanate (TPSiV), and combinations thereof.
상기 b) 단계의 목분이 염료에 의해 염색된 목분인, 목재-플라스틱 복합재의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the wood in step b) is wood powder dyed with a dye.
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