KR20210062197A - 전분과 실리카겔이 함유된 친환경 플라스틱 복합소재 - Google Patents

전분과 실리카겔이 함유된 친환경 플라스틱 복합소재 Download PDF

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Abstract

개시된 내용은 기존 범용 플라스틱 소재를 대체할 수 있는 친환경 복합소재를 제조하고자 하는 것으로, 전분을 이용한 친환경 원료를 실리카 및 재생 가능한 수지와 혼합하여 수분에 강하면서도 점성이 높은 친환경 복합소재를 제공하는 것이다.

Description

전분과 실리카가 함유된 친환경 플라스틱 복합소재{ECO-FRIENDLY PLASTIC COMPOSITE MATERIAL CONTAINING STARCH AND SILICA}
개시된 내용은 전분과 실리카가 함유된 친환경 플라스틱 복합소재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전분으로 만든 천연고분자의 물리적 성질을 개선하기 위해 실리카를 함유하는 친환경 플라스틱 복합소재에 관한 것이다.
합성 플라스틱은 뛰어난 물성과 함께 값싸고 가벼운 특성으로 인하여 천연소재의 한계와 제약으로부터 벗어날 수 있었고 플라스틱을 중심으로 다양한 고분자물질이 개발되어 현대과학문명을 구축해 왔다고 할 수있다. 그러나, 세계적으로 무수히 쏟아져 나오는 플라스틱 제품으로 인한 공해문제가 날로 심화되어 가는 추세와 맞물려 세계 각국에서는 이 문제의 해결을 위한 다각도의 대응책을 마련하고 있으며 국내에서도 최근들어 폐플라스틱으로 인한 공해문제 해결에 관심이 모아지고 있다. 플라스틱을 비롯한 각종 고형 폐기물에 의한 환경오염 문제를 해결하기 위해 그 동안 매립, 소각 및 재생이라는 방법을 주로 활용해 왔다. 그러나, 재생은 물론 매립을 통한 폐기물 처리로는 환경오염 문제를 완전히 해결할 수가 없다.
따라서, 최근의 추세로는 폐플라스틱 자체를 분해가 가능하도록 만드는 소위 분해성 플라스틱 개발에 지대한 관심과 연구개발의 노력을 기울이고 있다.
한국등록특허공보 제10-1481184호(2015.01.05.)
개시된 내용은 기존 범용 플라스틱 소재를 대체할 수 있는 친환경 복합소재를 제조하고자 하는 것으로, 전분을 이용한 친환경 원료를 실리카 및 재생 가능한 수지와 혼합하여 수분에 강하면서도 점성이 높은 친환경 복합소재를 제공하는 것이다.
하나의 일 실시예로서 전분, 실리카 및 폴리에틸렌을 포함하는 친환경 플라스틱 복합소재를 개시하고 있다.
바람직하기로는, 상기 친환경 플라스틱 복합소재는 생분해성 지방족 폴리에스터를 더 포함할 수 있다.
이상에서와 같은 전분과 실리카가 함유된 친환경 플라스틱 복합소재는 전분에 실리카 및 재생 가능한 수지인 폴리에틸렌을 혼합 및 가공하여, 수분에 강하며, 점성이 우수하고, 기계적 강도가 향상된 친환경 생분해성 플라스틱 복합소재를 제공할 수 있다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
개시된 전분과 실리카가 함유된 친환경 플라스틱 복합소재는 전분, 실리카 및 폴리에틸렌을 포함하는 조성물을 반응시켜, 펠렛화한 후 이를 성형하여 제조된다.
상기 친환경 플라스틱 복합소재 조성물에는 생분해성 지방족 폴리에스터가 더 포함될 수 있다.
상기 전분은 자연계에서 가장 손쉽고 저렴하게 얻을 수 있는 천연고분자로서 포도당이 α-1,4 글루코시드 결합으로 이루어진 아밀로스와 포도당이 α-1,4 글루코시드 결합 및 α-1,6 글루코시드 결합을 하고 있는 아밀로펙틴으로 구성되어 있는 물질로서 일반적으로 0∼28%의 아밀로스를 함유하고 있다.
개시된 친환경 플라스틱 복합소재 조성물의 전분으로는 옥수수 전분, 감자 전분 및 쌀 전분 등으로 제조된 일반 전분은 물론, 산처리 전분, 에스테르 전분, 양성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 전분을 선택하여 사용할 수 있다.
상기 실리카는 규소의 산화물로 　플루오린화 수소　기체 또는　플루오린화 수소산　액체와 반응시켜 각각　사플루오린화 규소 또는　플루오린화 규소산의 형태로 얻을 수 있다. 또한, 고체 상태의　수산화 나트륨과 함께 가열하여　규산 나트륨의 형태로도 얻을 수 있다.
개시된 친환경 플라스틱 복합소재 조성물의 실리카로 가장 바람직한 형태는 실리카겔(　SiO₂·nH2O)인데, 상기 규산나트륨 등의 규산염의 수용액을 산으로 처리하여 만든다. 실리카겔은 표면적이 약 800 m2/g으로 넓기 때문에 표면에서 공기중의 물분자나 그 외의 물질을 흡착해, 입자 사이의 공간에 가두어 흡습하는 성질이 있다.
따라서, 본 발명에서는 상기 실리카겔의 성질을 이용하여 실리카겔 분자구조를 프레임으로 하고, 수분을 흡수하는 다공성 공간에 전분 현탁액을 투입한 후 고화하여 플라스틱 물성의 재질을 제조하는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 폴리에틸렌은 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 및 이들이 재활용된 폴리에틸렌 재생원료 등을 사용할 수 있다.
개시된 친환경 플라스틱 복합소재의 제조방법으로 실리카겔과 전분용액을 적정비율로 배합하여 혼합한 후, 적정 소성온도에서 수분은 날려버리고 내부수분흡착력(pF)수준까지 남을 수 있도록 고화하여 물리적 및 화학적반응성을 낮출 수 있도록 물성을 개량할 수 있다.
상기 생분해성 지방족 폴리에스터로는 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 및 디올과 디엑시드로 축중합되는 지방족 폴리에스터와 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 친환경 플라스틱 복합소재 조성물에는 필요에 따라 결합제, 가소제, Ph 조절제, 안정제, 유화제, 충전재 등이 더 포함될 수 있다.

Claims (2)

  1. 전분, 실리카 및 폴리에틸렌을 포함하는 친환경 플라스틱 복합소재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라스틱 복합소재는 생분해성 지방족 폴리에스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 플라스틱 복합소재.
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