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KR102377749B1 - 목분을 사용한 생분해성 고분자 복합체 및 그 제조방법 - Google Patents

목분을 사용한 생분해성 고분자 복합체 및 그 제조방법 Download PDF

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KR102377749B1
KR102377749B1 KR1020220001936A KR20220001936A KR102377749B1 KR 102377749 B1 KR102377749 B1 KR 102377749B1 KR 1020220001936 A KR1020220001936 A KR 1020220001936A KR 20220001936 A KR20220001936 A KR 20220001936A KR 102377749 B1 KR102377749 B1 KR 102377749B1
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biodegradable polymer
wood flour
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acid
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오형섭
김동응
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오형섭
김동응
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Abstract

본 발명은 목분을 사용한 생분해성 고분자 복합체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 (a) 목분을 1차 건조하는 단계; (b) 상기 1차 건조된 목분 및 스테아린산염을 혼합하여 목분의 표면을 코팅하는 단계; (c) 상기 코팅된 목분, 생분해성 고분자, 무기필러, 전분, 활제, 불포화 지방산, 유기산 및 과산화물을 혼합한 후 2차 건조하여 조성물을 제조하는 단계; 및 (d) 상기 조성물을 압출하여 생분해성 고분자 복합체를 제조하는 단계를 포함하는 목분을 사용한 생분해성 고분자 복합체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

목분을 사용한 생분해성 고분자 복합체 및 그 제조방법{A biodegradable polymer complex using wood flour and a method for manufacturing the same}
본 발명은 목분을 사용한 생분해성 고분자 복합체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 (a) 목분을 1차 건조하는 단계; (b) 상기 1차 건조된 목분 및 스테아린산염을 혼합하여 목분의 표면을 코팅하는 단계; (c) 상기 코팅된 목분, 생분해성 고분자, 무기필러, 전분, 활제, 불포화 지방산, 유기산 및 과산화물을 혼합한 후 2차 건조하여 조성물을 제조하는 단계; 및 (d) 상기 조성물을 압출하여 생분해성 고분자 복합체를 제조하는 단계를 포함하는 목분을 사용한 생분해성 고분자 복합체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
기존의 석유기반 플라스틱 소재는 자연적으로 분해되는데 긴 시간이 요구되며, 이를 처리하는 과정에서 심각한 환경오염이 발생하지만, 가볍고 물성이 우수하며 가격이 저렴하여 포장재, 성형품, 산업자재 등의 분야에 널리 사용되고 있다.
이러한 기존의 플라스틱 소재는 매립, 소각, 재활용 등으로 처리되고 있으나, 최근 환경문제가 부각되면서 많은 국가에서 바이오 플라스틱 사용을 의무화하고 있다.
이와 관련하여 메탄가스 등으로 완전 분해될 수 있는 바이오 플라스틱에 대한 연구가 다양한 방법으로 진행되고 있다.
바이오 플라스틱은 크게 셀룰로오스 대비 6개월 이내에 분해되는 생분해플라스틱과 생분해기간은 6개월 이상이지만 기존 생분해 플라스틱의 단점을 극복하고, 이산화탄소 저감 측면이 강조된 바이오 베이스 플라스틱으로 구분된다.
한편 바이오 베이스 플라스틱은 옥수수 등 식물로부터 유래하는 바이오매스를 20~25% 이상 함유하는 플라스틱을 말하는데, 대기 중의 이산화탄소가 광합성에 의해 고정된 식물자원을 원료로 함으로써 대기 중의 이산화탄소의 농도가 증가되는 것을 억제하는 효과가 있고, 한정된 자원인 석유의 소비량을 줄일 수 있으며, 폐기 후에는 미생물에 의해 분해가 되기 때문에 최근 주목을 받고 있다.
따라서 식용으로 사용하기 어려운 농산 폐기물, 산업 폐기물, 식품 공장 부산물 등의 비식용계 유기성 폐기물을 활용하여 기존의 석유기반 플라스틱 제품과 유사한 물성을 나타내면서 생분해성이 우수한 바이오 플라스틱에 대한 기술개발이 요구된다.
한국공개특허 제10-2016-0091777호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 폐자원인 목분을 활용하여 기존의 석유기반 플라스틱 제품과 유사한 물성을 나타내고 생분해성이 우수하며 이산화탄소 저감 효과를 발현할 수 있는 생분해성 고분자 복합체의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 인장강도, 신장율 및 생분해성이 우수하여 필름, 시트, 판넬, 포장재, 성형품, 산업자재 등으로 널리 사용될 수 있는 생분해성 고분자 복합체를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 목분을 1차 건조하는 단계;
(b) 상기 1차 건조된 목분 및 스테아린산염을 혼합하여 목분의 표면을 코팅하는 단계;
(c) 상기 코팅된 목분, 생분해성 고분자, 무기필러, 전분, 활제, 불포화 지방산, 유기산 및 과산화물을 혼합한 후 2차 건조하여 조성물을 제조하는 단계; 및
(d) 상기 조성물을 압출하여 생분해성 고분자 복합체를 제조하는 단계를 포함하는 생분해성 고분자 복합체의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 (c) 단계 이전에, 상기 코팅된 목분 및 표면처리제를 혼합하여 상기 목분의 표면을 개질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 생분해성 고분자는 폴리락트산 및 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트)에서 선택되는 하나 이상이 사용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 불포화 지방산은 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 아라키돈산 및 팔미트올레산에서 선택되는 하나 이상이 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 제조방법으로 제조되는 생분해성 고분자 복합체를 제공한다.
아울러 본 발명은 상기 생분해성 고분자 복합체로부터 제조되는 제품을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제품은 필름, 시트 또는 판넬인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 폐자원인 목분을 활용하여 기존의 석유기반 플라스틱 제품과 유사한 물성을 나타내고 생분해성이 우수하며 이산화탄소 저감 효과를 발현할 수 있는 생분해성 고분자 복합체의 제조방법을 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 인장강도, 신장율 및 생분해성이 우수하여 필름, 시트, 판넬, 포장재, 성형품, 산업자재 등으로 널리 사용될 수 있는 생분해성 고분자 복합체를 제공할 수 있다.
이하 실시예를 바탕으로 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명에 사용된 용어, 실시예 등은 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고 통상의 기술자의 이해를 돕기 위하여 예시된 것에 불과할 뿐이며, 본 발명의 권리범위 등이 이에 한정되어 해석되어서는 안 된다.
본 발명에 사용되는 기술 용어 및 과학 용어는 다른 정의가 없다면 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 나타낸다.
본 발명은 (a) 목분을 1차 건조하는 단계;
(b) 상기 1차 건조된 목분 및 스테아린산염을 혼합하여 목분의 표면을 코팅하는 단계;
(c) 상기 코팅된 목분, 생분해성 고분자, 무기필러, 전분, 활제, 불포화 지방산, 유기산 및 과산화물을 혼합한 후 2차 건조하여 조성물을 제조하는 단계; 및
(d) 상기 조성물을 압출하여 생분해성 고분자 복합체를 제조하는 단계를 포함하는 생분해성 고분자 복합체의 제조방법에 관한 것이다.
상기 (a) 단계는 목분을 1차 건조하는 단계로서, 목분을 상압 또는 감압(0.01~0.1MPa) 하에서 100~2,000rpm으로 교반하면서 60~120℃에서 3~12시간 동안 건조할 수 있다.
상기 목분은 목재를 미세하게 분쇄한 것으로서, 톱밥, 소나무 분말, 아카시아나무 분말, 고무나무 분말 등이 사용될 수 있다.
이때 상기 목분은 미세한 입자로 분쇄될 수 있으며, 분쇄된 입자의 크기는 60~200 메쉬인 것이 바람직하다. 입자 크기가 상기 수치범위를 만족하는 경우 인장강도, 생분해성 및 가공성이 극대화될 수 있다.
또한 상기 1차 건조된 목분의 수분함량은 5~15% 인 것이 바람직하며, 수분함량이 상기 수치범위를 만족하는 경우 인장강도, 생분해성 및 가공성이 극대화될 수 있다.
상기 (b) 단계는 상기 1차 건조된 목분 및 스테아린산염을 혼합하여 목분의 표면을 코팅하는 단계이다.
상기 스테아린산염은 목분의 표면에 코팅되어 윤활제, 계면활성제 및 이형제의 역할을 수행하며, 목분 분말끼리 엉겨 붙어 입자의 크기가 증가하는 것을 방지하고 분산성 및 가공성을 향상시킬 수 있다.
상기 스테아린산염으로는 스테아린산 아연, 스테아린산 칼슘, 스테아린산 마그네슘, 스테아린산 나트륨, 스테아린산 칼륨 등이 하나 이상 사용될 수 있다.
상기 스테아린산염은 1차 건조된 목분 100중량부에 대하여 1~10중량부 사용되는 것이 바람직하고, 함량이 상기 수치범위를 만족하는 경우 인장강도, 생분해성 및 가공성이 극대화될 수 있다.
또한 본 발명은 스테아린산염으로서 스테아린산 아연 및 스테아린산 나트륨을 동시에 사용할 수 있으며, 이때 스테아린산 아연 및 스테아린산 나트륨의 중량비는 60~90:10~40 인 것이 바람직하고, 중량비가 상기 수치범위를 만족하는 경우 인장강도, 생분해성 및 가공성이 극대화될 수 있다.
또한 본 발명은 스테아린산염으로서 스테아린산 아연, 스테아린산 나트륨 및 스테아린산 칼륨을 동시에 사용할 수 있으며, 이때 스테아린산 아연, 스테아린산 나트륨 및 스테아린산 칼륨의 중량비는 100:20~40:5~15 인 것이 바람직하고, 중량비가 상기 수치범위를 만족하는 경우 인장강도, 생분해성 및 가공성이 극대화될 수 있다.
상기 (c) 단계는 상기 코팅된 목분, 생분해성 고분자, 무기필러, 전분, 활제, 불포화 지방산, 유기산 및 과산화물을 혼합한 후 2차 건조하여 조성물을 제조하는 단계이다.
상기 조성물은 코팅된 목분 10~50중량%, 생분해성 고분자 30~70중량%, 무기필러 10~30중량%, 전분 1~10중량%, 활제 1~5중량%, 불포화 지방산 1~10중량%, 유기산 0.1~10중량% 및 과산화물 0.1~10중량%를 포함할 수 있다.
상기 2차 건조는 상압 또는 감압(0.01~0.1MPa) 하에서 100~2,000rpm으로 교반하면서 60~120℃에서 30분~5시간 동안 수행될 수 있다.
상기 코팅된 목분은 생분해성 고분자와 화학결합을 수행하며, 이를 통하여 조성물의 인장강도 및 생분해성이 향상될 수 있다.
코팅된 목분의 함량은 10~50중량%인 것이 바람직하며, 함량이 상기 수치범위를 만족하는 경우 인장강도, 생분해성 및 가공성이 극대화될 수 있다.
상기 생분해성 고분자는 폴리락트산(polylactic acid; PLA) 및 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트)(poly(butylene adipate-co-terephthalate);PBAT) 에서 선택되는 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 생분해성 고분자는 조성물을 결합시키는 바인더의 역할을 수행하며, 생분해성 고분자의 함량은 30~70중량%인 것이 바람직하다. 함량이 상기 수치범위를 만족하는 경우 인장강도, 생분해성 및 가공성이 극대화될 수 있다.
상기 무기필러는 탄산칼슘, 실리카, 알루미나, 이산화티탄, 제올라이트, 점토, 황토, 활석 및 카올린에서 선택되는 하나 이상이 사용될 수 있다.
무기필러의 함량은 10~30중량%인 것이 바람직하며, 함량이 상기 수치범위를 만족하는 경우 인장강도, 생분해성 및 가공성이 극대화될 수 있다.
상기 전분은 고구마, 감자, 타피오카, 옥수수, 밀, 쌀 전분 등에서 하나 이상 사용될 수 있으며, 전분의 함량은 1~10중량%인 것이 바람직하다. 함량이 상기 수치범위를 만족하는 경우 인장강도, 생분해성 및 가공성이 극대화될 수 있다.
상기 활제는 파라핀 왁스, 유동 파라핀 왁스, 밀납, 몰다 왁스, 에멀시파잉 왁스, 칸데릴라 왁스, PE 왁스 및 PP 왁스로 이루어진 군으로부터 하나 이상이 사용될 수 있다.
활제의 함량은 1~5중량%인 것이 바람직하며, 함량이 상기 수치범위를 만족하는 경우 인장강도, 생분해성 및 가공성이 극대화될 수 있다.
상기 불포화 지방산은 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 아라키돈산 및 팔미트올레산에서 선택되는 하나 이상이 사용되될 수 있다.
불포화 지방산의 함량은 1~10중량%인 것이 바람직하며, 함량이 상기 수치범위를 만족하는 경우 인장강도, 생분해성 및 가공성이 극대화될 수 있다.
상기 유기산은 구연산, 사과산, 말레산 및 초산으로부터 선택되는 하나 이상이 사용될 수 있으며, 유기산의 함량은 0.1~10중량%인 것이 바람직하다. 함량이 상기 수치범위를 만족하는 경우 인장강도, 생분해성 및 가공성이 극대화될 수 있다.
상기 과산화물은 벤조일퍼옥사이드, 벤조피논, 아조-비스-이소부티로니트릴, t-부틸 히드로퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산(2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane) 및 1,3-비스(t-부틸퍼옥시-이소프로필)벤젠(1,3-Bis(t-butylperoxy-isoproply)benzene)에서 선택되는 하나 이상이 사용될 수 있다.
과산화물의 함량은 0.1~10중량%인 것이 바람직하며, 함량이 상기 수치범위를 만족하는 경우 인장강도, 생분해성 및 가공성이 극대화될 수 있다.
상기 (d) 단계는 상기 조성물을 압출하여 생분해성 고분자 복합체를 제조하는 단계로서, 압출 성형기를 통하여 펠렛 등의 고분자 복합체를 제조할 수 있다.
상기 고분자 복합체는 추후 공정을 통하여 필름, 시트, 판넬 등으로 제조될 수 있다.
또한 본 발명은 상기 (c) 단계 이전에, 상기 코팅된 목분 및 표면처리제를 혼합하여 상기 목분의 표면을 개질하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 표면처리제는 무수 말레산(Maleic anhydride), DL-lactide, 부틸아크릴레이트(Butyl acrylate) 및 폴리부틸아크릴레이트(Poly(butyl acrylate))에서 하나 이상 사용할 수 있다.
상기 표면처리제는 코팅된 목분 100중량부에 대하여 3~15중량부 사용되는 것이 바람직하고, 함량이 상기 수치범위를 만족하는 경우 인장강도, 생분해성 및 가공성이 극대화될 수 있다.
또한 본 발명은 표면처리제로서 무수 말레산 및 부틸아크릴레이트를 동시에 사용할 수 있으며, 이때 무수 말레산 및 부틸아크릴레이트의 중량비는 60~90:10~40 인 것이 바람직하고, 중량비가 상기 수치범위를 만족하는 경우 인장강도, 생분해성 및 가공성이 극대화될 수 있다.
또한 본 발명은 표면처리제로서 무수 말레산, 부틸아크릴레이트 및 폴리부틸아크릴레이트를 동시에 사용할 수 있으며, 이때 무수 말레산, 부틸아크릴레이트 및 폴리부틸아크릴레이트의 중량비는 100:20~40:5~15 인 것이 바람직하고, 중량비가 상기 수치범위를 만족하는 경우 인장강도, 생분해성 및 가공성이 극대화될 수 있다.
또한 본 발명은 표면처리제로서 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제, 아크릴산계 모노머 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA)의 공중합체를 추가적으로 사용할 수 있다.
상기 공중합체는 목분의 표면에 도입된 관능기와 결합할 수 있으며, 이를 통해 인장강도, 생분해성 및 가공성을 향상시킬 수 있다.
상기 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제로는 3-메타크릴록시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필메틸디에톡시실란, 3-메타크릴록시프로필트리에톡시실란, 3-아크릴록시프로필트리메톡시실란, 메타크릴록시메틸트리에톡시실란, 메타크릴록시메틸트리메톡시실란 등이 있다.
상기 아크릴산계 모노머는 아크릴산, 메타크릴산, 메틸 아크릴산, 에틸 아크릴산, 부틸 아크릴산, 2-에틸 헥실 아크릴산, 데실아크릴산, 메틸 메타크릴산, 에틸 메타크릴산, 부틸 메타크릴산, 2-에틸 헥실 메타크릴산, 데실메타크릴산 등이 있다.
상기 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제, 아크릴산계 모노머 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트의 중량비는 10~30:100:40~70 인 것이 바람직하다.
상기 공중합체는 코팅된 목분 100중량부에 대하여 1~10중량부 사용되는 것이 바람직하며, 함량이 상기 수치범위를 만족하는 경우 인장강도, 생분해성 및 가공성이 극대화될 수 있다.
또한 본 발명은 상기 제조방법으로 제조되는 생분해성 고분자 복합체에 관한 것이다.
아울러 본 발명은 상기 생분해성 고분자 복합체로부터 제조되는 제품에 관한 것이다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 실시를 위하여 예시된 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
목분을 ACM(Air Classifying Mill, Korea pulverizing machinery, Incheon, Korea) 분체기를 사용하여 분쇄하였다. 분쇄한 목분 분말(100mesh)을 원통회전식 건조기(D560, Hwain machinery, Wonju, Korea)를 사용하여 500rpm, 80℃에서 5시간 동안 열풍 건조하였다.
상기 건조된 목분 및 스테아린산 아연을 혼합하여 목분의 표면을 코팅하였다. 이때 건조된 목분 100중량부에 대하여 스테아린산 아연 5중량부를 사용하였다.
상기 코팅된 목분 30중량%, 폴리락트산 40중량%, 탄산칼슘 18중량%, 고구마 전분 3중량%, 파라핀 왁스 2중량%, 올레산 3중량%, 구연산 3중량% 및 벤조일퍼옥사이드 1중량%를 혼합한 후, 500rpm, 80℃에서 50분 동안 열풍 건조하여 조성물을 제조하였다.
상기 조성물을 압출 성형기로 압출하여 생분해성 고분자 복합체(펠렛)를 제조하였다.
(실시예 2)
스테아린산 아연 5중량부 대신에, 스테아린산 아연 3.5중량부 및 스테아린산 나트륨 1.5중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고분자 복합체를 제조하였다.
(실시예 3)
목분을 ACM(Air Classifying Mill, Korea pulverizing machinery, Incheon, Korea) 분체기를 사용하여 분쇄하였다. 분쇄한 목분 분말(100mesh)을 원통회전식 건조기(D560, Hwain machinery, Wonju, Korea)를 사용하여 500rpm, 80℃에서 5시간 동안 열풍 건조하였다.
상기 건조된 목분 및 스테아린산 아연을 혼합하여 목분의 표면을 코팅하였다. 이때 건조된 목분 100중량부에 대하여 스테아린산 아연 5중량부를 사용하였다.
상기 코팅된 목분 100중량부 및 무수 말레산 5중량부를 혼합하여 상기 목분의 표면을 개질하였다.
상기 개질된 목분 30중량%, 폴리락트산 40중량%, 탄산칼슘 18중량%, 고구마 전분 3중량%, 파라핀 왁스 2중량%, 올레산 3중량%, 구연산 3중량% 및 벤조일퍼옥사이드 1중량%를 혼합한 후, 500rpm, 80℃에서 50분 동안 열풍 건조하여 조성물을 제조하였다.
상기 조성물을 압출 성형기로 압출하여 생분해성 고분자 복합체를 제조하였다.
(실시예 4)
무수 말레산 5중량부 대신에, 무수 말레산 3.5중량부 및 부틸아크릴레이트 1.5중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 생분해성 고분자 복합체를 제조하였다.
(실시예 5)
3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란 20중량부, 아크릴산 100중량부 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 60중량부를 반응시켜 아크릴레이트기 함유 실란 커플링제, 아크릴산계 모노머 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA)의 공중합체를 제조하였다.
목분을 ACM(Air Classifying Mill, Korea pulverizing machinery, Incheon, Korea) 분체기를 사용하여 분쇄하였다. 분쇄한 목분 분말(100mesh)을 원통회전식 건조기(D560, Hwain machinery, Wonju, Korea)를 사용하여 500rpm, 80℃에서 5시간 동안 열풍 건조하였다.
상기 건조된 목분 및 스테아린산 아연을 혼합하여 목분의 표면을 코팅하였다. 이때 건조된 목분 100중량부에 대하여 스테아린산 아연 5중량부를 사용하였다.
상기 코팅된 목분 100중량부, 무수 말레산 5중량부 및 상기 공중합체 5중량부를 혼합하여 상기 목분의 표면을 개질하였다.
상기 개질된 목분 30중량%, 폴리락트산 40중량%, 탄산칼슘 18중량%, 고구마 전분 3중량%, 파라핀 왁스 2중량%, 올레산 3중량%, 구연산 3중량% 및 벤조일퍼옥사이드 1중량%를 혼합한 후, 500rpm, 80℃에서 50분 동안 열풍 건조하여 조성물을 제조하였다.
상기 조성물을 압출 성형기로 압출하여 생분해성 고분자 복합체를 제조하였다.
(비교예 1)
상기 건조된 목분 및 스테아린산 아연을 혼합하여 목분의 표면을 코팅하는 단계를 수행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고분자 복합체를 제조하였다.
(평가)
(1) 인장강도
실시예 및 비교예에서 제조된 생분해성 고분자 복합체로부터 두께 2mm의 시트를 제조한 후, 인장강도를 측정하였다.
(2) 생분해도
실시예 및 비교예에서 제조된 생분해성 고분자 복합체로부터 필름을 제조한 후, 생분해도를 측정하였다.
생분해성도 평가는 ASTM D 6952-04 에 의거하여 수행되었으며, 분해성 평가는 3단계로 구분되며, 1단계에서는 ASTM D 5208 CYCLE A방법으로 자외선 UV 340nm로 100시간 처리하여 화학적 분해를 시킨 후, UV 처리된 시료의 생분해도를 KSM-3100-1의 방법으로 퇴비화 조건에서 측정하였다.
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 5 1
인장강도
(MPa)
40.5 44.9 47.2 50.3 52.5 36.2
생분해도
(%)
88.2 90.3 91.5 91.8 92.4 78.7
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 5는 인장강도 및 생분해성이 우수하다.
반면 비교예 1은 실시예에 비하여 상기 특성이 저하됨을 알 수 있다.

Claims (5)

  1. (a) 목분을 1차 건조하는 단계;
    (b) 상기 1차 건조된 목분 및 스테아린산염을 혼합하여 목분의 표면을 코팅하는 단계;
    (c) 상기 코팅된 목분 및 표면처리제를 혼합하여 상기 목분의 표면을 개질하는 단계;
    (d) 상기 개질된 목분, 생분해성 고분자, 무기필러, 전분, 활제, 불포화 지방산, 유기산 및 과산화물을 혼합한 후 2차 건조하여 조성물을 제조하는 단계; 및
    (e) 상기 조성물을 압출하여 생분해성 고분자 복합체를 제조하는 단계를 포함하는 생분해성 고분자 복합체의 제조방법에 있어서,
    상기 표면처리제는 무수 말레산 및 부틸아크릴레이트를 동시에 사용하고,
    상기 무수 말레산 및 부틸아크릴레이트의 중량비는 60~90:10~40 이며,
    상기 표면처리제는 코팅된 목분 100중량부에 대하여 3~15중량부 사용되는 것을 특징으로 하는 생분해성 고분자 복합체의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 생분해성 고분자는 폴리락트산 및 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트)에서 선택되는 하나 이상이 사용되는 것을 특징으로 하는 생분해성 고분자 복합체의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 불포화 지방산은 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 아라키돈산 및 팔미트올레산에서 선택되는 하나 이상이 사용되는 것을 특징으로 하는 생분해성 고분자 복합체의 제조방법.
  5. 제1항의 제조방법으로 제조되는 생분해성 고분자 복합체.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102500571B1 (ko) * 2022-07-08 2023-02-20 윤성필 생분해성 소재를 이용한 가구 세이프 마감재 및 이의 제조방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130068620A (ko) * 2011-12-15 2013-06-26 주식회사 에이유 식물체 바이오매스를 이용한 친환경 사출 성형품 및 그 제조방법
KR20150073593A (ko) * 2013-12-23 2015-07-01 가톨릭대학교 산학협력단 소맥피를 이용한 탄소중립형 고강도 바이오 플라스틱 필름 및 그 제조 방법
KR20160089977A (ko) * 2015-01-21 2016-07-29 (주)바이오소재 셀룰로오스 가소화를 통한 열가소성 셀룰로오스, 이를 이용한 산화생분해 첨가제, 및 그 제조방법
KR20160091777A (ko) 2015-01-26 2016-08-03 충북대학교 산학협력단 바이오매스 충전재를 포함하는 바이오플라스틱 및 이의 제조방법
KR20170049973A (ko) * 2015-10-29 2017-05-11 가톨릭대학교 산학협력단 가소화 바이오매스를 이용한 친환경 실리콘 원료 조성물, 및 이의 압출성형품
KR20170059175A (ko) * 2015-11-20 2017-05-30 현대자동차주식회사 목분을 이용한 바이오플라스틱 복합재 제조방법 및 이에 의해 제조된 바이오플라스틱 복합재

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130068620A (ko) * 2011-12-15 2013-06-26 주식회사 에이유 식물체 바이오매스를 이용한 친환경 사출 성형품 및 그 제조방법
KR20150073593A (ko) * 2013-12-23 2015-07-01 가톨릭대학교 산학협력단 소맥피를 이용한 탄소중립형 고강도 바이오 플라스틱 필름 및 그 제조 방법
KR20160089977A (ko) * 2015-01-21 2016-07-29 (주)바이오소재 셀룰로오스 가소화를 통한 열가소성 셀룰로오스, 이를 이용한 산화생분해 첨가제, 및 그 제조방법
KR20160091777A (ko) 2015-01-26 2016-08-03 충북대학교 산학협력단 바이오매스 충전재를 포함하는 바이오플라스틱 및 이의 제조방법
KR20170049973A (ko) * 2015-10-29 2017-05-11 가톨릭대학교 산학협력단 가소화 바이오매스를 이용한 친환경 실리콘 원료 조성물, 및 이의 압출성형품
KR20170059175A (ko) * 2015-11-20 2017-05-30 현대자동차주식회사 목분을 이용한 바이오플라스틱 복합재 제조방법 및 이에 의해 제조된 바이오플라스틱 복합재

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102500571B1 (ko) * 2022-07-08 2023-02-20 윤성필 생분해성 소재를 이용한 가구 세이프 마감재 및 이의 제조방법

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