KR960004677B1 - 고충진된 광·생분해성 플라스틱의 제조방법 - Google Patents

고충진된 광·생분해성 플라스틱의 제조방법 Download PDF

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1996년04월11일
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Abstract

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Description

고충진된 광·생분해성 플라스틱의 제조방법
제1도는 본 발명의 공정도.
본 발명은 고충진된 광·생분해성 플라스틱의 제조방법에 관한 것이다.
종래의 플라스틱은 내구성과 물리적, 화학적 성질이 우수하여 금속, 목재, 종이와 같은 대체용품으로 다량 개발생산되어 사용되고 있으나, 생산량의 증가에 따른 사용후의 폐기잔존물이 자연환경에 미치는 영향이 문제가 되어왔다. 플라스틱은 일반적으로 미분리상태로 회수되어 재생이용이 가장 요망되지만 플라스틱의 다양성 사용에 따른 성능의 열화때문에 회수량에는 한계가 있어 대부분은 소각로에서 소각을 하게 되는데, 플라스틱은 천연의 재료에 비하여 소각열이 대단히 고온이기 때문에 소각로의 수명에 악영향을 끼쳐 수명을 단축시켰을 뿐만 아니라 플라스틱의 종류에 따라 유해독성가스와 매연을 다량 방출하게 되었으며, 토양중에 매몰하거나 지상과 해양에 방치하는 경우에도 플라스틱은 장기간 분해소멸되지 않고 잔존하게 됨으로써 환경공해에 심각한 악영향을 끼치게 되는 등의 폐단이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 폐단을 해결하기 위해 플라스틱을 연소시에 유해한 가스가 생성하지 않는 폴리올레핀계 플라스틱에 탄산칼슘같은 무기필라를 30%이상 배합하고 각종 열가소성 플라스틱에 감광성이 있는 유기화합물 또는 유기금속화합물을 배합하거나 천연산품인 전분을 적정량 투입하여 고성능 2축 압출기를 사용한 특수공정에 의해 제조하여 플라스틱을 사용후 수거하여 연소시 유해독성 매연을 방출하지 않고 발열량(5500kal/kg)이 쳔연재료인 목재, 종이류와 같은 수준으로 저하되어지면서 지사에 방치시에는 태양광선중의 자외선에 의해 자연분해가 일어나며, 토양중에 매몰시는 토양중의 미생물에 의하여 전분이 분해되므로써 플라스틱의 분해가 촉진되게 하며 환경공해를 완전히 추방할 수 있게 하는 한편, 폴리올레핀계 플라스틱의 원료인 원유 및 무기필라를 30%~60%까지 섞어 폴리올레핀계 플라스틱의 용도를 대체하고 새로운 용도에 맞는 플라스틱을 생산하여 외국에서 전량 수입되는 수지원료량의 절반 이상을 줄이므로 석유 사용의 절감 및 외화절약의 효과를 겸할 수 있도록 발명한 것으로 그 실시예로서의 배합재의 조성은 다음과 같다.
[실시예 1]
폴리프로필렌 100부
충진제 43부~100부
가공조제 0.25부~0.5부
광분해촉진제 0.2부
전분 6부~15부
생분해촉진제 0.3부
[실시예 2]
폴리프로필렌 80부
저밀도폴리에틸렌 15부~30부
충진제 43부~100부
가공조제 0.25부~0.5부
광분해촉진제 0.2부
생분해촉진제 0.3부
전분 6부~15부
[실시예3]
폴리프로필렌 60부
고밀도폴리에틸렌 10부~15부
저밀도폴리에틸렌 25부~30부
충진제 43부~100부
가공조제 0.25부~0.5부
광분해촉진제 0.2부
전분 6부~15부
생분해촉진제 0.3부
[실시예4]
고밀도폴리에틸렌 100부
충진제 70부~110부
가공조제 0.25부~0.4부
광분해촉진제 0.2부
전분 6부~15부
생분해촉진제 0.3부
본 발명에서는 첨부된 도면과 같은 고성능 2축 압출기를 사용하여 에틸렌 중합체 또는 프로필레의 중합체 단독 또는 에틸렌 중합체가 일정비로 혼합된 중합체를 1번 투입구로 일정 조성비로 투입한다. 2축 압출기의 1번 투입구와 2번 투입구 또는 2번 투입구 단독으로 무기필라와 과분해조성물, 충진제가 혼합된 재료를 투입한다. 이때에 사용되는 무기필라는 수분함량이 낮아야 하고 입자의 형태와 입경분포가 중요한 역활을 하므로 이에 적합한 것은 다음과 같다.
㉠ 수 분 : ＜ 0.5%
㉡ 평균입경 : ＜10㎛
위의 항목을 만족하는 충진제를 선택하여 제조공정중 고속회전 능력을 갖는 교반기에서 예비건조를 시행한다.
예비건조된 무기필라에 카플링 에이전트가 혼합된 촉매와 실시예 1~실시예 4 일정비의 광분해촉진제, 그리고 기타의 첨가제를 혼입하여 동일의 교반기에서 일정온도의 열을 공급하면서 고속회전의 교반기에서 교반을 시행한 재료를 2축 압출기의 2번 투입구 단독 또는 1번 투입구와 2번 투입구에 일정비로 분리하여 일정 조성비로 동일의 압출공정에 투입한다. 이때의 압출공정은 재료의 온도가 180°~190°정도가 되고 고속·고압의 혼련공정에서 수지분자에 카플링 에이전트가 그라프트 결합되고 촉매에 혼입된 과산화물에 의해 경화되어 무기필라와 결합한다.
이와같은 반응이 부분적으로 일어나는 단계에 (실시예 1~실시예 4) 생분해촉진제인 전분을 광분해재 및 기타의 첨가제가 혼입되어 있는 무기필라와 같이 2축 압출기의 2번 투입구를 통해 일정 조성비로 투입한다.
이때의 전분은 평균입도가 ＜15㎛이고, 수분함량이 ＜1%인 조건을 만족하는 재료를 선택한다. 전분의 토지중에서 분해를 촉진하는 생분해촉진제는 다른 첨가제와의 상호작용을 방지하기 위한 2축 압출기의 제3투입구를 통해 투입한다.
이와같이 제조된 광·생분해성 플라스틱은 폴리프로필렌에 고밀도폴리에틸렌과 저밀도폴리에틸렌을 혼련 그라프트 가교반응의 과정을 거침으로 광·생분해 플라스틱이 광촉진제, 전분, 생분해촉진제에 예민하게 작용할 수 있게 되어 실제로 무기필라를 사용하는 탄산칼슘은 광중감효과를 가지고 있어 광분해 작용에 작용할 수 있게 되어 실제로 무기필라를 사용하는 탄산칼슘은 광중감효과를 가지고 있어 광분해 작용에 상당한 역활을 하고 있으며 광분해촉진제[유기천이 금속염(일본대내 신흥화학의 TTFE)]를 투입하여 플라스틱의 수명을 공기중에 노출되는 동안 단축시키며 용도(수명)에 따라 광분해 억제제[산화방지제(IRGANOX 1010), 자외선안정제(SANOL LS-707)]를 적당량 증감하여 조절하는 것이 큰 효과로 나타나며 전분과 생분해촉진제의 투입은 생분해 촉진을 위한 것으로, 광·생분해 플라스틱을 매몰시에는 땅속에서 박테리아에의하여 광·생분해 플라스틱에 혼련되어 있는 전분이 먼저 분해되어 플라스틱의 표면적을 크게하며, 생분해 촉진제도 박테리아에 분해되어 플라스틱의 탄소고리가 분리 완전 분해 소멸되므로써 탄산가스와 물로 남게 되며, 소각시에는 무기필라가 함유되어 있으므로 유해매연가스가 발생하지 않고 소각열도 천연재료와 비교하여 높지 않으면서 소각이 되므로써 자연공해방지에 큰 기여를 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 폴리에틸렌(HD/PE, LLD/PE, LD/PE) 또는 폴리프로필렌 같은 폴리올레핀계의 수지를 2축 압출기의 1번 투입구를 통하여 압출공정에 투입하고, 일정의 무기필라에 광분해촉진제, 전분 및 기타의 가공조제를 혼합하여 일정 온도로 고속의 교반기에서 교반하여 압출기의 2번 투입구를 통하여 압출공정에 투입하고 3번 투입구를 통하여 생분해촉진제를 압출공정에 투입하는 고충진된 광 ·생분해성 플라스틱의 제조방법.
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