KR20210028540A - 친환경 중합체 조성물 및 이를 이용한 친환경 성형품 - Google Patents

친환경 중합체 조성물 및 이를 이용한 친환경 성형품 Download PDF

Info

Publication number
KR20210028540A
KR20210028540A KR1020190109791A KR20190109791A KR20210028540A KR 20210028540 A KR20210028540 A KR 20210028540A KR 1020190109791 A KR1020190109791 A KR 1020190109791A KR 20190109791 A KR20190109791 A KR 20190109791A KR 20210028540 A KR20210028540 A KR 20210028540A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
eco
friendly
agar
polymer composition
water
Prior art date
Application number
KR1020190109791A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102244822B1 (ko
Inventor
김남균
정성훈
차준현
정준용
석형준
김창현
강병철
Original Assignee
동의대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동의대학교 산학협력단 filed Critical 동의대학교 산학협력단
Priority to KR1020190109791A priority Critical patent/KR102244822B1/ko
Publication of KR20210028540A publication Critical patent/KR20210028540A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102244822B1 publication Critical patent/KR102244822B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/15—Heterocyclic compounds having oxygen in the ring
    • C08K5/151—Heterocyclic compounds having oxygen in the ring having one oxygen atom in the ring
    • C08K5/1545—Six-membered rings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47G—HOUSEHOLD OR TABLE EQUIPMENT
    • A47G19/00—Table service
    • A47G19/22—Drinking vessels or saucers used for table service
    • A47G19/2205—Drinking glasses or vessels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C08L5/12—Agar or agar-agar, i.e. mixture of agarose and agaropectin; Derivatives thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47G—HOUSEHOLD OR TABLE EQUIPMENT
    • A47G2400/00—Details not otherwise provided for in A47G19/00-A47G23/16
    • A47G2400/10—Articles made from a particular material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/06—Biodegradable

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 친환경 중합체 조성물 및 이를 이용한 친환경 성형품에 관한 것으로, 플라스틱 성형품을 대체할 수 있다.
특히, 한천을 이용하여 친환경 중합체 조성물을 제조하며, 상기 친환경 중합체 조성물을 물병 또는 컵으로 제조하여 일회용 플라스틱 컵을 대체할 수 있다.
또한, 친환경 중합체 조성물을 이용한 성형품으로, 다회 사용이 가능한 친환경 중합체 조성물 및 이를 이용한 친환경 성형품을 제공할 수 있다.

Description

친환경 중합체 조성물 및 이를 이용한 친환경 성형품{Environmentally friendly polymer composition and eco-friendly molding using the same}
본 발명은 친환경 중합체 조성물 및 이를 이용한 친환경 성형품에 관한 것으로 보다 구체적으로, 한천을 이용한 친환경 중합체 조성물 및 이를 이용한 친환경 성형품에 관한 것이다.
플라스틱은 고분자 물질로서 분자량이 큰 물질이다. 분자량이 커짐에 따라 기체로부터 액체, 고체로 변화한다. 고체물질에서는 분자량이 커짐에 따라서 유동성은 나빠지지만, 역학적 성질이나, 내열성 등이 향상하고, 금속, 목재, 도자기, 고무 등과 같이 일상생활에서 필요한 재료의 하나로서 사용될 수 있는 성질을 갖게 된다.
이 고분자 물질에 각종 개질제, 착색제, 보강재, 충전재료 등을 첨가하여 성형 가공된 것이 플라스틱이다.
플라스틱의 성질은 PE, PP, PVC 등 합성수지의 화학구조에 따라 결정되지만, 같은 수지라도 많은 요인에 따라 성질이 변화하기 때문에 이것을 이용하면 개질할 수 있다.
화학적 구조에서도 분자량, 분자량분포, 폴리머를 만드는 조건(중합 조건)에 의한 주쇄(Main Chain)와 사이드 체인(Side Chain)상태, 말단기(End group/Terminal Group), 가교(Bridg), 입체 규칙성, 코폴리머의 조성 분포 등에 따라 성질이 달라진다.
일반적으로 고분자 원재료에 여러 종류의 첨가제나 보강재, 개질제 등 각종 배합제를 가하여 사용 목적에 적합한 조성물을 제조하는 것을 컴파운딩 (compounding)이라 하며, 하여 펠렛(pellet)형태로 유통되고 있다.
근래에 들어 식품 포장재로 이용되는 필름을 포함한 각종 플라스틱 사용량의 증가에 따라 플라스틱 폐기물 양이 기하급수적으로 증가하고 있다.
일반적으로 플라스틱 폐기물은 매립, 소각 또는 재활용하는 방법으로 처리되고 있다. 그러나 석유 유래의 플라스틱 제품을 사용한 후 그 폐기물을 소각 및 매립하는 경우, 유독가스가 발생하여 대기오염을 유발하고, 매립공간의 부족 및 환경오염을 유발시키는 원인이 된다.
따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 식물 유래의 부산물이나 발효기술을 이용한 천연 원료를 활용함으로써, 탄소저감이 가능한 친환경적인 플라스틱 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.
하지만, 이와 같은 석유 유래가 아닌 식물 유래의 부산물을 플라스틱 조성물 개발에 활용하는 경우, 석유계 플라스틱 소재의 함량을 적게 사용하여, 탄소 저감 효과는 있으나, 기존의 플라스틱 조성물과 비교하여 신장률, 인장강도 등 물성이 저하되는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하고, 친환경 소재를 활용함으로써 플라스틱 소재를 대체할 수 있는 소재의 개발이 필요하다.
KR 10-2003-0020565 A1
본 발명의 목적은 친환경 중합체 조성물 및 이를 이용한 친환경 성형품을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 플라스틱 성형품을 대체할 수 있는 친환경 중합체 조성물 및 이를 이용한 친환경 성형품을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 한천을 이용하여 친환경 중합체 조성물을 제조하며, 상기 친환경 중합체 조성물을 물병 또는 컵으로 제조하여 일회용 플라스틱 컵을 대체할 수 있는 친환경 중합체 조성물 및 이를 이용한 친환경 성형품을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 친환경 중합체 조성물을 이용한 성형품으로, 다회 사용이 가능한 친환경 중합체 조성물 및 이를 이용한 친환경 성형품을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 중합체 조성물은 한천; 용매; 및 설탕을 포함할 수 있다.
상기 한천 및 설탕은 1:20 내지 1:30의 중량 비율로 포함될 수 있다.
상기 조성물은 한천, 설탕 및 용매을 혼합한 한천 혼합용액을 2 내지 5분 동안 80 내지 100℃로 가열하여 제조할 수 있다.
상기 용매는 물이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 친환경 성형품은 상기 친환경 중합체 조성물을 이용하여 제조할 수 있다.
상기 성형품은 물병 또는 컵이다.
상기 물병 또는 컵은 코팅층을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 친환경 성형품의 제조 방법은 1) 한천, 설탕 및 용매을 혼합하여 한천 혼합용액을 제조하는 단계; 2) 상기 1) 단계의 한천 혼합용액을 2 내지 5분 동안 80 내지 100℃로 가열하는 단계; 3) 상기 가열한 혼합용액을 성형틀에 넣는 단계; 및 4) 상기 틀에 넣은 혼합용액을 20 내지 30℃에서 8 내지 12시간 동안 응고시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 한천 및 설탕은 1:20 내지 1:30의 중량 비율로 포함할 수 있다.
상기 용매는 물이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 중합체 조성물은 한천; 용매; 및 설탕을 포함할 수 있다.
상기 한천(agar)은 우뭇가사리의 점장을 동결 건조한 갈락토오스가 주성분이고 젤라틴과 비슷한 물리적인 성질을 가진 투명한 물체이다. 우무라고도 한다. 물에 녹여서 식용으로 사용하기도 하고 공업용 재료로 사용하기도 한다. 물에 잘 녹고 투명하며 말랑말랑한 물체이다. 열량이 낮아서 다이어트 식품으로도 자주 이용되는 물질이다. 미생물이나 식물조직, 동물세포를 고정해서 배양하는 고형배지의 조제용으로 사용되기도 한다.
같은 해조에서 유래된 추출물인 한천은 열수(熱水)에 용해되어 냉각에 의해 균일하게 겔화된다. 열 가역 성의 성질을 가지며, 겔을 90 내지 100
Figure pat00001
로 가열하면 졸로 되돌아가 용액이 된다.
그렇기 때문에, 겔 상을 유지하며 내열성을 가지는 용도에는 부적합하다. 특히 최근 식재로서 한천의 건조물이 만들어져, 냉수나 온수로 복원시켜서 사용되고 있지만, 이러한 식재들은 한천의 용해온도인 90 내지 100
Figure pat00002
의 가열로 녹아버린다. 내열성인 한천도 있지만, 냉수나 온수에서의 복원(흡수 팽윤)성이 충분하지 않아 퍼석퍼석해 식미가 좋지 않은 점 등의 문제가 있다.
본 발명은 한천만을 이용하는 것이 아닌 설탕을 혼합하는 방식을 통해, 상기 친환경 중합체 조성물을 이용한 성형품의 제조 시, 내구성을 향상시킬 수 있다.
한천; 설탕 및 용매를 혼합하여 친환경 중합체 조성물을 제조하게 되면, 설탕의 작용으로 인해, 성형품으로 제조 시, 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 상온에서 성형품을 굳히는 공정을 진행하더라도, 성형품으로의 제조가 가능하게 되며, 투명성 및 탄성이 증가될 수 있다.
상기, 친환경 중합체 조성물은 한천 및 설탕은 1:20 내지 1:30의 중량 비율로 포함할 수 있다.
상기 범위 내에서 혼합하여 사용하는 경우, 조성물을 성형품으로 제조 시, 내구성이 유지되고, 투명성 및 탄성이 증가되어, 성형품을 일회용 컵 또는 물병으로 제조 시, 이용이 가능하게 된다.
상기 용매는 물이며, 상기 물에만 제한되지 않고, 한천 및 설탕을 완전 용해할 수 있는 용매는 제한없이 모두 사용이 가능하다.
상기 친환경 중합체 조성물은 성형 틀에 넣고, 굳혀 성형품으로 제조를 가능하게 한다.
상기 성형품은 친환경 중합체 조성물을 이용하여 제조되는 것으로, 토양에서 쉽게 분해되어 플라스틱과 달리 환경 문제를 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 친환경 성형품의 제조 방법은 1) 한천, 설탕 및 용매을 혼합하여 한천 혼합용액을 제조하는 단계; 2) 상기 1) 단계의 한천 혼합용액을 2 내지 5분 동안 80 내지 100℃로 가열하는 단계; 3) 상기 가열한 혼합용액을 성형틀에 넣는 단계; 4) 상기 틀에 넣은 혼합용액을 20 내지 30℃에서 8 내지 12시간 동안 응고시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 1) 단계는 한천, 설탕 및 용매를 혼합하여 한천 혼합용액을 제조하는 단계이다.
상기 혼합 용액을 제조하기 위해서는 앞서 설명한 바와 같이 용매로 물을 사용할 수 있다.
혼합 용액은, 이후 2 내지 5분 동안 80 내지 100℃로 가열하여 균일하게 혼합될 수 있도록 한다.
한천은 일반적으로 90℃에서 완전 용해될 수 있다. 이에 상기 2) 단계는 한천이 물에 설탕과 함께 균일하게 혼합될 수 있도록 가열하는 단계라고 할 것이다.
이후, 가열한 혼합 용액은 성형 틀에 넣고 응고시키는 단계를 진행하여 성형품으로 제조할 수 있다.
상기 성형 틀은 물병 형태 또는 컵 형태로, 제조된 성형품은 물병 또는 컵이지만, 상기 예시에 국한되지 않는다.
상기 친환경 중합체 조성물을 이용하여 물병 또는 컵의 형태로 제조하게 되면, 현재 1회용 플라스틱 컵을 대체할 수 있는 대체품으로 활용이 가능하다고 할 것이다.
플라스틱 컵의 경우, 분해되지 않아 환경 오염의 주범으로 자리잡고 있다. 플라스틱 소재의 경우, 내구성과 내열성으로 인해, 일회용 컵으로 쉽게 이용되었으나, 이러한 환경 문제로 인해 최근 플라스틱 컵의 사용을 억제하기 위한 다양한 방안이 제시되고 있다.
이에, 본 발명에서는 친환경 중합체 조성물을 이용한 친환경 컵을 제공함에 따라, 플라스틱 컵을 대체하고자 한다.
상기 친환경 성형품을 제조하기 위해서는, 앞서 설명한 바와 같이 성형틀에 가열한 혼합 용액을 넣고, 응고시키는 단계를 진행한다.
다만, 응고 단계는 20 내기 30℃에서 8 내지 12시간 동안 보관하여, 응고될 수 있도록 한다.
가열한 혼합 용액 내 한천과 설탕이 유기적으로 결합될 수 있도록 하며, 용매인 물이 서서히 증발되어, 내구성이 향상된 성형품으로의 제공을 가능하게 한다.
즉, 응고 단계에서 온도를 높이게 되면, 보다 빠른 시간 내에 성형품의 제조가 가능하게 되나, 가열 온도로 인해, 성형품의 내구성이 떨어져, 외부 충격에 의해 쉽게 깨지는 문제가 발생하게 된다.
이에, 20 내지 30℃의 온도에서 8시간 이상 충분히 응고시키게 되면, 자연 응고에 의해 물은 제거되고, 한천과 설탕의 결합으로 내구성이 우수한 성형품으로의 제공을 가능하게 한다.
다만, 한천을 이용하여, 성형품을 제공하게 되면, 상기와 같은 응고 공정을 통해 제조하게 되더라도, 한천을 이용한 것만으로 일회용 컵 또는 물병으로 사용이 가능한 정도의 내구성을 나타내지 못하게 되는 문제가 있다.
단순히 물을 보관하는 정도의 내구성은 유지될 수 있으나, 일회용 컵의 다양한 사용 예를 고려할 때 충분한 내구성이 발휘되지 못하는 문제가 있다.
이러한 문제를 방지하기 위해, 본 발명의 친환경 성형품은 코팅층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 코팅층은 내열 및 항균 코팅 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 코팅 조성물은 보다 구체적으로 무기 입자; 실린 화합물; 계면활성제; 바인더; 분산제; 카라게닌의 수용액; 천연 추출물 및 용매를 포함한다.
상기 무기 입자는 티탄산 바륨(barium titanate), 실리카(SiO2), 티타네이트(TiO2) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 티탄산 바륨이지만 상기 예시에 국한되지 않는다.
상기와 같은 무기 입자를 포함함에 따라, 코팅층 내의 방열 효과가 상승하게 되고, 이러한 방열 효과는 상기 친환경 성형품에 직접적으로 전달되는 열을 낮춰주는 역할을 하게 된다.
즉, 100℃ 이상의 물을 보관하게 되더라도 1시간 정도 물병 또는 컵의 형상을 유지할 수 있도록 한다.
상기 한천을 이용한 물병 또는 컵의 경우 한천의 녹는 점으로 인해 뜨거운 물을 넣고 사용이 어려운 문제가 있다.
이에 본 발명에서는 무기 입자를 포함하는 코팅층을 형성하여, 일회용 컵으로 활용 가능한 정도의 내열성을 제공하고자 한다.
바람직하게 상기 실란 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이다:
[화학식 1]
Figure pat00003
여기서,
상기 실란 화합물은 CH3 치환기를 다수 포함하고 있고, 상기 CH3 치환기에 의해 코팅층 내에 알킬기가 형성되어 발수 효과를 나타낼 수 있다.
또한, 에폭시기를 포함하고 있어, 에폭시기의 고리가 풀어지면서, 코팅층의 결합력을 높여, 친환경 성형품과의 결합력을 보다 강하게 형성할 수 있다.
종래 일반적인 발수 코팅층을 불소 치환기를 포함하고 있다. 이때 불소 치환기가 유리되어, 체내로 전달 시, 독성 문제가 일어나는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제를 방지하면서도, 발수 효과를 높이기 위해, 본 발명에서는 탄소수 9개의 알킬 체인을 포함하고 있어, 상기 알킬 체인의 결합 각도와 무관하게 발수 효과를 높일 수 있다.
즉, 발수층이 형성되면, 발수층을 기준으로 90도의 각도로 알킬 체인이 형성되어야 최대한의 발수 효과가 나타날 수 있으나, 본 발명은 그러한 문제를 방지하고자, 양 측면의 실란기에 다수의 알킬 체인이 결합되어 코팅층내의 알킬 체인의 각도와 무관하게 발수 효과를 최대한으로 유지할 수 있다.
상기 계면활성제는 베타인계 계면활성제이며, 보다 구체적으로 알킬베타인계， 아미드베타인계， 술포베타인계， 히드록시술포베타인계， 아미도술포베타인계 및 포스포베타인계， 이미다졸리늄베타인계로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.
상기 바인더는 아크릴계 바인더, 우레탄계 바인더, 실리콘계 바인더 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 보다 구체적으로 실리콘계 바인더이며, 보다 더 구체적으로 폴리디메틸실록산, 폴리하이드로실록산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.
상기 분산제는 카본계 필러의 분산제로 당업계에서 채용하는 공지된 성분을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로 폴리에스테르계　분산제, 폴리페닐렌에테르계　분산제, 폴리올레핀계　분산제, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체　분산제, 폴리아릴레이트계　분산제, 폴리아미드계　분산제, 폴리아미드이미드계　분산제, 폴리아릴설폰계　분산제, 폴리에테르이미드계　분산제, 폴리에테르설폰계　분산제, 폴리페닐렌 설피드계　분산제, 폴리이미드계　분산제; 폴리에테르케톤계분산제, 폴리벤족사졸계　분산제, 폴리옥사디아졸계　분산제, 폴리벤조티아졸계　분산제, 폴리벤즈이미다졸계　분산제, 폴리피리딘계　분산제, 폴리트리아졸계　분산제, 폴리피롤리딘계　분산제, 폴리디벤조퓨란계　분산제, 폴리설폰계　분산제, 폴리우레아계　분산제, 폴리우레탄계　분산제, 폴리포스파젠계　분산제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.
상기 용매는 물, 알코올류 용매, 할로겐 함유 탄화수소류 용매, 케톤류 용매, 셀로솔브류 용매 및 아미이드류 용매로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.
상기 카라게닌(carrageenin) 은 카라게난이라고도 하며, 황산기가 있는 갈락탄(galactan)의 일종이다. D-갈락토오스와 황산, 또는 D-갈락토오스, 3,6안히드로-D-갈락토오스, 황산으로 구성된다. 홍조류 등에서 열수(熱水)추출, 또는 알코올 침전의 반복으로 얻을 수 있다. 한천과 유사하지만 겔화역은 약하다. 열수에는 가용이지만 냉수로도 일부는 가용하기도 한다. 기염제(起炎劑)로 사용하며, 수용액을 동물피하에 주입했을 때 생기는 염증이 때로는 염즈의 모델로 이용하기도 한다. 대식세포에 의해서는 잘 탐식된다.
상기 천연 추출물은 쇠뜨기 추출물, 은행잎 추출물, 삼 추출물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 쇠뜨기(Equisetum arvense L.)는 햇볕이 잘 드는 풀밭에 자라는 다년초로 영양경과 생식경이 있으며 영양경은 높이 30 내지 40cm이고 속이 비어 있다. 잎의 수는 원줄기의 능선의 수와 같고 가지에는 3 내지 4개의 능선이 있다. 포자낭 이삭은 장타원형이고 육각형의 포자엽이 서로 밀착하여 거북등처럼 되며 안쪽에는 7개 내외의 포자낭이 달린다.
상기 은행잎(Ginkgo biloba Leaf)은 은행나무의 잎으로 인체의 활성산소 제거, 항산화작용, 세포막 보호, 혈관질환 개선, 혈압 강하작용 등을 하는 플라보노이드를 비롯하여 혈액순환 개선, 혈전 제거, 피부노화 억제 등을 위한 각종 물질이 함유되어 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 항균작용과 더불어 항알레르기 효과까지 지니고 있는 것으로 알려져 있다.
상기 삼(Cannabis sativa L.)은 재배하는 일년초로 높이 1 내지 2.5m이고 곧추 자라며 둔한 사각형이고 잔털이 있으며 녹색이다. 잎은 밑에서부터 대생하고 잎자루가 길며 5 내지 9개로 갈라진 장상복엽이다. 꽃은 이가화로 7 내지 8월 연녹색으로 핀다. 열매는 수과로 약간 편평한 난상 원형이며 딱딱하고 회색이다. 과실(종인)이 성숙하면 전체를 베어 말린 후 털어 채취한다.
상기 천연물에 대한 추출물의 제조 방법은 구체적으로 하기와 같다.
천연물를 분쇄하는 단계; 유기 용매를 사용하여 상기 분쇄물을 침출시키는 단계; 시료를 침출 후 건조시키는 단계; 건조된 시료를 유기 용매를 사용하여 재 침출시키는 단계; 시료를 침출 후 건조시키는 단계; 물을 이용하여 침출시키는 단계; 및 침출하는 단계를 포함하여, 천연 추출물을 획득할 수 있다.
상기 유기 용매를 사용하여 추출한 천연 추출물을 유기 용매를 사용하여 분획을 실시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 추출물을 제조하는 방법은 초음파 추출법, 침출법 및 환류 추출법 등 당업계의 통상적인 추출 방법일 수 있다. 구체적으로 세척 및 건조로 이물질이 제거된 천연물을 물, 탄소수 1 내지 6의 알코올 또는 이들의 혼합 용매로 추출한 추출물일 수 있으며, 상기 용매들을 순차적으로 시료에 적용하여 추출한 추출물일 수도 있다.
상기 환류 추출법은 탄소수 1 내지 6의 알코올 100mL기준으로, 천연물의 분쇄물 10 내지 30g, 환류 시간 1 내지 3시간 및 50 내지 100%의 탄소수 1 내지 6의 알코올에 의한다. 보다 구체적으로, 탄소수 1 내지 6의 알코올 100mL기준으로, 천연물의 분쇄물 10 내지 20g, 환류 시간 1 내지 2시간 및 70 내지 90%의 탄소수 1 내지 4의 알코올에 의한 것이다.
상기 침출법은 15 내지 30℃, 24 내지 72시간 동안 및 50 내지 100%의 탄소수 1 내지 6의 알코올에 의한 것이다. 보다 구체적으로는 20 내지 25℃, 30 내지 54시간 동안 및 70 내지 80%의 탄소수 1 내지 6의 알코올에 의한 것이다.
상기 초음파 추출법은 30 내지 50℃, 0.5 내지 2.5시간 동안 및 50 내지 100%의 탄소수 1 내지 6의 알코올에 의한 것이다. 구체적으로는 40 내지 50℃, 1 내지 2.5시간 동안 및 70 내지 80%의 탄소수 1 내지 6의 알코올에 의한 것이다.
상기 추출 용매는 시료의 중량 기준으로 2 내지 50배를 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로는 2 내지 20배이다. 추출을 위해 시료는 추출 용매에서 침출을 위해 1 내지 72 시간 동안 방치될 수 있으며, 보다 구체적으로 24 내지 48시간 동안 방치될 수 있다.
추출 후, 추출물은 새로운 분획 용매를 순차적으로 적용하여 분획할 수 있다. 분획시 사용하는 분획 용매는 상기 용매는 물, 헥산, 부탄올, 에틸아세트산, 에틸 아세테이트, 메틸렌클로라이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상이며, 바람직하게는 에틸아세테이트 또는 메틸렌클로라이드이다.
추출물 또는 분획물을 얻은 후에는 농축 또는 동결건조 등의 방법을 추가적으로 사용할 수 있다.
앞서 설명한 추출물을 제조하는 방법은 공지의 방법을 제한없이 이용가능하며, 추출물 제조 방법에 대해 상기 예시에 국한되지 않고, 당업자가 선택 가능한 제조 방법은 모두 사용 가능하다.
상기 천연 추출물은 필요에 따라 발효물로도 포함될 수 있다.
상기 발효 천연 추출물은 기본적으로 천연물을 발효 용기에 넣고, 미생물을 접종하여 발효 숙성 공정을 진행하는 것이다.
상기 미생물은 락토바실러스 살리바리우스(Lactobacillus salivarius), 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 락토바실러스 람노수스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 플랜타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 헬베티쿠스(Lactobacillus helveticus), 락토바실러스 퍼멘툼(Lactobacillus fermentum), 락토바실러스 파라카세이(Lactobacillus paracasei), 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 델브루에키(Lactobacillus delbrueckii), 락토바실러스 레우테리(Lactobacillus reuteri), 락토바실러스 부츠네리(Lactobacillus buchneri), 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri), 락토바실러스 존스니(Lactobacillus johonsonii), 락토바실러스 케피르(Lactobacillus kefir) 등과 같은 유산 바실리, 락토코코스 락티스(Lactococcus lactis), 락토코코스 플랜타룸(Lactococcus plantarum), 락토코코스 라피노락티스(Lactococcus raffinolactis), 엔테로코코스파에칼리스(Enterococcus faecalis), 엔테로코코스 파에시늄(Enterococcus faecium), 스트렙토코코스 터모필리우스(Streptococcus thermophilus), 류코노스톡락티스(Leuconostoc lactis), 류코노스톡 메센테로이드(Leuconostoc mesenteroides) 등과 같은 유산 콕사이 및 비피도박테리움 애닐멀스(Bifidobacterium animals), 비피도 박테리움 비피듐(Bifidobacterium bifidum),비피도박테리움 브레브(Bifidobacterium breve), 비피도박테리움 인판티스(Bifidobacterium infantis), 비피도바테리움 롱굼(Bifidobacterium longum), 비피도박테리움 수도롱굼(Bifidobacterium pseudolongum), 비피도박테리움 터모필룸(Bifidobacterium themophilum), 비피도박테리움 아돌센티스(Bifidobacterium adolescentis) 등과 같은 비피도박테리아를 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 람노수스(Lactobacillus rhamnosus), 비피도 박테리윰 비피듐(Bifidobacterium bifidum) 비피더스균, 비피도 박테리움 브레브(Bifidobacterium breve) 비피더스균, 및 락토바실러스 아시도 필루스(Lactobacillus acidophilus)로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 상기 미생물의 범위에 한정되지 않고 제한 없이 사용 가능하다.
상기 발효 공정은 미생물을 접종하고 1 내지 2일간 30 내지 35℃에서 발효 공정을 진행한다. 이후, 발효물을 앞서 언급한 추출 방법을 이용하여 발효 천연 추출물로 제조할 수 있다.
상기 코팅 조성물은 무기 입자; 실란 화합물; 계면활성제; 바인더; 분산제; 및 용매를 포함하며, 바람직하게는 용매 100 중량부에 대하여, 무기 나노 입자 5 내지 20 중량부; 실란 화합물 20 내지 50 중량부; 계면활성제 10 내지 20 중량부; 바인더 30 내지 50 중량부; 카라게닌의 수용액 10 내지 20 중량부; 천연 추출물 10 내지 20 중량부 및 분산제 5 내지 10 중량부를 포함할 수 있다. 상기 천연 추출물은 쇠뜨기 추출물, 은행잎 추출물 및 삼 추출물을 1:1:1의 중량 비율로 혼합한 것이다. 상기 범위에 의하는 경우 각 추출물의 상호 작용에 의한 상승효과로 임계적 의의가 있는 정도의 상승효과가 발현되며, 상기 범위를 벗어나는 경우 상승효과가 급격히 저하되거나 거의 없게 된다.
상기 코팅 조성물은 무기 나노 입자; 실란 화합물; 계면활성제; 바인더; 분산제; 카라게닌의 수용액; 천연 추출물 및 용매를 혼합 후, 100 내지 150 rpm으로 교반하여 제조한다. 제조된 코팅 조성물은 1,500 내지 2,000cps의 점도를 나타내며, 상기 점도 범위 내에서 기재 표면에 코팅층을 형성 시 일정한 형상의 유지가 가능하여 공지된 코팅 법을 이용하여 코팅을 용이하게 한다.
통상적으로 코팅 조성물 내에 성형품을 넣고 꺼내 건조시켜 코팅층을 형성하거나 스프레이 분사를 통해 코팅층을 형성할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고 당업자가 선택 가능한 코팅 방법은 모두 선택할 수 있다.
본 발명의 친환경 중합체 조성물 및 이를 이용한 친환경 성형품에 의하면, 플라스틱 성형품을 대체할 수 있다.
특히, 한천을 이용하여 친환경 중합체 조성물을 제조하며, 상기 친환경 중합체 조성물을 물병 또는 컵으로 제조하여 일회용 플라스틱 컵을 대체할 수 있다.
또한, 친환경 중합체 조성물을 이용한 성형품으로, 다회 사용이 가능한 친환경 중합체 조성물 및 이를 이용한 친환경 성형품을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[ 제조예 1: 한천 조성물 및 성형품의 제조]
한천 5g 및 설탕 75g을 375ml의 물에 혼합하여 한천 혼합용액을 제조하였다. 이후, 상기 한천 혼합용액을 2 내지 3분 동안 80 내지 100℃로 가열하였다. 상기 가열한 혼합용액을 컵 형상의 성형틀에 넣고, 20 내지 30℃에서 12시간 동안 응고시켜 일회용 컵을 제조하였다.
[ 제조예 2: 코팅 조성물의 제조]
티탄산 바륨(barium titanate), 하기 화학식 1로 표시되는 실란 화합물, 알킬베타인계 계면활성제, 폴리하이드로실록산 바인더, 물, 카라게닌의 수용액 쇠뜨기 추출물, 은행잎 추출물 및 삼 추출물을 1:1:1의 중량 비율로 혼합한 천연 추출물 및 폴리에스테르계 분산제를 혼합하고, 100 rpm의 속도로 10 내지 30분동안 교반하여, 코팅 조성물을 제조하였다:
[화학식 1]
Figure pat00004
상기 코팅 조성물을 구성하는 성분들은 모두 구매하여 코팅 조성물의 제조에 사용되었다.
보다 구체적인 코팅 조성물의 조성은 하기 표 1과 같다.
SE1 SE2 SE3 SE4 SE5 SE6
물 100 100 100 100 100 100
티탄산 바륨 1 5 10 15 20 25
실란 화합물 10 20 30 40 50 60
계면활성제 5 10 13 16 20 30
바인더 20 30 35 45 50 60
분산제 1 5 7 8 10 20
카라게닌의 수용액 1 10 14 18 20 25
천연 추출물 1 10 14 18 20 25
상기 제조예 1에서 제조한 컵 형상의 성형품에 SE1 내지 SE6의 코팅 조성물을 고르게 도포하고 50℃에서 2시간 동안 경화 및 건조하여 코팅층을 준비하였다.
[ 실험예 1: 외관 평가]
상기 SE1 내지 SE 6의 코팅 조성물을 이용하여 시편을 코팅 시키기 전에 25℃에서 Brookfield점도계를 이용하여 점도를 측정하고 코팅층을 형성한 이후, 외관을 관찰하였다.
표면이 평탄하게 코팅층을 형성하는 경우와 굴곡진 정도에 따라 하기와 같은 평가 기준에 따라 평가를 진행하였다.
○: 평탄한 코팅층 형성
△: 일부 굴곡진 형태로 코팅층을 형성
×: 많은 부분에서 굴곡진 형태로 코팅층을 형성
SE1 SE2 SE3 SE4 SE5 SE6
점도(cps) 520 1,020 1,550 1,800 1,820 2,150
외관 평가 × × ○ ○ ○ △
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 기재에 코팅층을 형성하고 외관을 평가한 결과, 코팅 조성물의 함량 범위에 따라 점도가 다르게 측정되었으며 점도 범위에 따라 균일 코팅층 형성 여부에서 큰 차이를 나타냄을 확인하였다.
[ 실험예 2: 내열 특성 평가]
내열 특성을 확인하기 위해, 대조군으로 코팅층이 형성되지 않은 친환경 컵을 사용하였으며, SE 1 내지 5가 코팅된 컵에 90℃의 물을 넣고 형상 변화에 소요되는 시간을 측정하였다.
측정 시간은 하기 표 3과 같다.
대조군 SE1 SE2 SE3 SE4 SE5 SE6
시간 2 74 - - - - -
(단위: 초)
평가 기준은 컵의 형상의 변화가 처음 발견된 시점까지 걸린 시간을 측정한 것이다.
코팅하지 않은 컵의 경우, 물을 넣고 거의 바로 형상 변화가 나타나기 시작했다. 반면 SE1의 코팅층을 형성한 경우 1분 14초경에 처음 형상 변화가 나타났으며, 이후 컵이 녹았다.
반면, SE 2 내지 SE 6의 경우에는 컵의 형상 변화가 발생하지 않았다. 이는 일정 시간이 경과함에 따라 컵에 담아둔 물이 식어, 온도에 의한 형상 변화가 나타나지 않음을 의미한다고 할 것이다.
[ 실험예 3: 향균성 평가]
SE1 내지 SE6에 대한 항균성 평가를 진행하였다. 항균성 평가를 위해, 상기 SE1 내지 SE6으로 코팅된 시편에 대장균을 접종하고 24시간 경과 후 균의 농도를 측정하였다. 그 결과는 하기 표 4에 나타내었다.
초기 농도(CFU/mL) 24시간 후의 log(CFU/mL) 세균 감소율(%)
대조군 1.00ⅹ105 8.00ⅹ105 -
SE1 1.00ⅹ105 8.00ⅹ105 -
SE2 1.00ⅹ105 2.82 90.5
SE3 1.00ⅹ105 0 100
SE4 1.00ⅹ105 0 100
SE5 1.00ⅹ105 0 100
SE6 1.00ⅹ105 2.60 92
(CFU는 균의 수를 개념적으로 표시한 것이다)
상기 표 4에 따르면, 코팅층이 형성되지 않은 대조군 컵과 SE1의 경우에는 항균 효과가 없어, 대장균을 접종하고 24시간 경과 후, 농도를 측정한 결과 대장균의 농도가 증가된 것으로 확인되었다.
SE2 내지 SE5의 경우, 대장균이 감소하는 것으로 확인되어, 항균 효과가 우수함을 확인하였다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (10)

  1. 한천;
    용매; 및
    설탕을 포함하는
    친환경 중합체 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 한천 및 설탕은 1:20 내지 1:30의 중량 비율로 포함되는
    친환경 중합체 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 한천, 설탕 및 용매을 혼합한 한천 혼합용액을 2 내지 5분 동안 80 내지 100℃로 가열하여 제조한 것인
    친환경 중합체 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 용매는 물인
    친환경 중합체 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 친환경 중합체 조성물을 포함하는
    친환경 성형품.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 성형품은 물병 또는 컵인
    친환경 성형품.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 물병 또는 컵은 코팅층을 포함하는
    친환경 성형품.
  8. 1) 한천, 설탕 및 용매을 혼합하여 한천 혼합용액을 제조하는 단계;
    2) 상기 1) 단계의 한천 혼합용액을 2 내지 5분 동안 80 내지 100℃로 가열하는 단계;
    3) 상기 가열한 혼합용액을 성형틀에 넣는 단계; 및
    4) 상기 틀에 넣은 혼합용액을 20 내지 30℃에서 8 내지 12시간 동안 응고시키는 단계를 포함하며,
    친환경 성형품의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 한천 및 설탕은 1:20 내지 1:30의 중량 비율로 포함되는
    친환경 성형품의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 용매는 물인
    친환경 성형품의 제조 방법.
KR1020190109791A 2019-09-04 2019-09-04 친환경 중합체 조성물 및 이를 이용한 친환경 성형품 KR102244822B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190109791A KR102244822B1 (ko) 2019-09-04 2019-09-04 친환경 중합체 조성물 및 이를 이용한 친환경 성형품

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190109791A KR102244822B1 (ko) 2019-09-04 2019-09-04 친환경 중합체 조성물 및 이를 이용한 친환경 성형품

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210028540A true KR20210028540A (ko) 2021-03-12
KR102244822B1 KR102244822B1 (ko) 2021-04-26

Family

ID=75177298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190109791A KR102244822B1 (ko) 2019-09-04 2019-09-04 친환경 중합체 조성물 및 이를 이용한 친환경 성형품

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102244822B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030020565A (ko) 2001-09-01 2003-03-10 드림라이프테크(주) 생분해성 플라스틱 조성물, 그를 사용한 플라스틱 용기 및그의 제조방법
KR20120036581A (ko) * 2010-10-08 2012-04-18 김원휘 식용 가능한 식재료 보관용기 및 그 제조방법
KR101317468B1 (ko) * 2011-07-19 2013-10-11 충남대학교산학협력단 과일 또는 채소의 장기간 보관을 위한 가식성 포장 필름 및 이의 제조방법
JP2019031584A (ja) * 2017-08-04 2019-02-28 大地 村松 寒天プラスチックの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030020565A (ko) 2001-09-01 2003-03-10 드림라이프테크(주) 생분해성 플라스틱 조성물, 그를 사용한 플라스틱 용기 및그의 제조방법
KR20120036581A (ko) * 2010-10-08 2012-04-18 김원휘 식용 가능한 식재료 보관용기 및 그 제조방법
KR101317468B1 (ko) * 2011-07-19 2013-10-11 충남대학교산학협력단 과일 또는 채소의 장기간 보관을 위한 가식성 포장 필름 및 이의 제조방법
JP2019031584A (ja) * 2017-08-04 2019-02-28 大地 村松 寒天プラスチックの製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PLASTICSKOREA *

Also Published As

Publication number Publication date
KR102244822B1 (ko) 2021-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2424937B1 (en) Algae-blended compositions for thermoplastic articles
JPH06505760A (ja) ストッパー製造に使用可能な組成物およびその製造方法
Ploydee et al. Production of high viscosity chitosan from biologically purified chitin isolated by microbial fermentation and deproteinization
Tan et al. Prospects of kefiran as a food-derived biopolymer for agri-food and biomedical applications
JP7246108B2 (ja) メクソムソク顆粒の抗菌プラスチックマスターバッチの製造方法
CN1389517A (zh) 可完全生物降解的植物纤维材料制品及其制造方法
CN104672694A (zh) 一种清香保健木塑板
CN104719887A (zh) 一种调节肠道菌群复合益生菌粉
CN106566087A (zh) 有净化室内空气功能的负离子墙板、地板基材的制备方法
CN108084544A (zh) 一种复合抗菌膜材料及其制备方法
KR102244822B1 (ko) 친환경 중합체 조성물 및 이를 이용한 친환경 성형품
KR102300547B1 (ko) 비식용계 축산유기자원을 이용한 생분해성 플라스틱 복합소재 및 그 제조방법
Sapei et al. Study of the influence of ZnO addition on the properties of chitosan-banana starch bioplastics
CN101810884A (zh) 抗氧化超低磨损超高分子量聚乙烯髋关节臼
CN110279753A (zh) 一种茶树酵素及其制备方法和应用
CN105536069A (zh) 一种羟基磷灰石-石墨烯-壳聚糖三元交联还原复合材料及其制备方法
KR102442491B1 (ko) 항균성이 우수한 플라스틱 시트 및 이를 이용하여 항균성 및 생분해성 포장용기를 제조하는 방법
KR102201567B1 (ko) 겔 상의 방향제 조성물의 제조방법
KR20180119282A (ko) 고체 원물이 포함된 바이오셀룰로오스, 이를 제조하기 위한 배지 조성물 및 이의 제조방법
KR20200085252A (ko) 친환경 고분자 조성물 및 이를 제조하는 방법
Ouled-Haddar et al. Lactobacillus plantarum G1 microencapsulation enhanced its viability during storage and gastrointestinal transit
CN102020791A (zh) 一种生物纳米包装膜的制备方法
CN110527282A (zh) 全生物降解tpu材料及其制备方法，及其制成的手机壳
KR102668087B1 (ko) 젤라틴, 난각 분말 및 호두 분말을 포함하는 생분해성 용기의 제조방법 및 이에 따라 제조된 생분해성 용기
KR20200000644U (ko) 친환경 고분자 조성물 및 이를 이용한 성형체

Legal Events

Date Code Title Description
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant