KR101634076B1 - 바이오매스를 이용한 시트용 조성물, 친환경 복합시트 및 이의 제조방법 - Google Patents

바이오매스를 이용한 시트용 조성물, 친환경 복합시트 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 바이오매스를 이용한 시트용 조성물, 친환경 복합시트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르는 조성물을 포함하는 시트는 재활용이 가능하고 인체에 무해한 친환경적 특성을 가진다. 또한, 본 발명에 따르는 시트는 신율 및 경도가 우수할 뿐만 아니라, 내스크래치성이 우수한 친환경 복합시트를 제공한다.

Description

바이오매스를 이용한 시트용 조성물, 친환경 복합시트 및 이의 제조방법 {COMPOSITION FOR SHEET USING BIOMASS, ECO-FRIENDLY COMPOSITE SHEET, AND FABRICATION METHOD FOR THEREOF}
본 발명은 바이오매스를 이용한 시트용 조성물, 친환경 복합시트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
현재 사용되는 시트(sheet)의 대다수는 PVC를 베이스로 한 열가소성 재질의 시트를 사용하고 있다. 열가소성 수지인 PVC는 연성을 주기 위해 다량의 가소제를 사용하는데, 상기 가소제로 많이 사용되는 프탈레이트계 화합물은 사용 중, 그리고 폐기시 발암물질인 환경 호르몬을 배출할 수 있는 물질로서 세계적으로 규제를 하고 있는 실정이다. 상기 프탈레이트계 화합물은 동물이나 사람의 몸 속에 들어가서 호르몬의 작용을 방해하거나 혼란시키는 '내분비계 교란물질(endocrine disrupter)'의 일종이다. 상기 프탈레이트계 화합물은 카드뮴에 비견될 정도의 독성을 갖고 있으며, 동물 실험 결과 간과 신장, 심장, 허파 등에 부정적인 영향을 미치고, 여성 불임, 정자 수의 감소 등으로 생식기관에 유해한 독성물질로 보고된 유해 물질이다.
한편, 한국 공개 특허 제 1020110134987호의 경우에, 천연 식물소재인 황마, 대마, 아마, 대나무, 삼, 사이잘, 볏짚, 왕겨, 목분, 녹차 등의 유기 천연분말을 생분해성수지, 석유계수지 등에 첨가하여 복합화시킨 후 압출 또는 사출공정을 거쳐 제품화하는 바이오 복합재료에 대하여 개시되어 있다.
이에 본 발명자는 바이오매스를 이용하여 저탄소 및 친환경 정책에 부합하고, 원가를 절감할 수 있는 바이오매스를 이용한 시트용 조성물을 완성하였다.
재활용이 가능하고 인체에 무해한 친환경적 특성을 가지는 시트를 제조하기 위하여, 다공성 초본계 바이오매스 및 나노 무기물 필러가 함침된 함침 혼합물; 폴리올레핀계 수지 및 흐름 개선제를 포함하는 시트용 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 바이오매스 및 나노 무기물 필러를 함침시켜서 함침 혼합물을 제조하고 상기 함침 혼합물과 폴리올레핀계 수지 및 흐름개선제를 혼합하고, 상기 조성물에 폴리올레핀 수지를 추가로 혼합 및 압출시켜서 친환경 복합시트를 제조하는 방법을 제공한다.
본원에 기재된 다양한 구체예가 도면을 참조로 기재된다. 하기 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 위해서, 다양한 특이적 상세사항, 예컨대, 특이적 형태, 조성물, 및 공정 등이 기재되어 있다. 그러나, 특정의 구체예는 이들 특이적 상세 사항 중 하나 이상 없이, 또는 다른 공지된 방법 및 형태와 함께 실행될 수 있다. 다른 예에서, 공지된 공정 및 제조 기술은 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않게 하기 위해서, 특정의 상세사항으로 기재되지 않는다. "한 가지 구체예" 또는 "일 구체예"에 대한 본 명세서 전체를 통한 참조는 구체예와 결부되어 기재된 특별한 특징, 형태, 조성 또는 특성이 본 발명의 하나 이상의 구체예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸친 다양한 위치에서 표현 "한 가지 구체예에서" 또는 "구체예"의 상황은 반드시 본 발명의 동일한 구체예를 나타내지는 않는다. 추가로, 특별한 특징, 형태, 조성, 또는 특성은 하나 이상의 구체예에서 어떠한 적합한 방법으로 조합될 수 있다.
일 구체예에서, 전체 중량에 대하여, 다공성 초본계 바이오매스 및 나노 무기물 필러가 함침된 함침 혼합물 30 내지 60중량부; 폴리올레핀계 수지 30 내지 60 중량부; 및 글래스 비드 1 내지 40 중량부 또는 유기 과산화물을 포함하는 시트용 조성물을 제공한다. 상기 구체예에서, 다공성 초본계 바이오매스는 대나무, 왕겨, 밀껍질, 녹차, 볏집, 목분 및 녹차 중 어느 하나인 시트용 조성물을 제공하고, 다공성 초본계 바이오매스는 다공성 분말로 분쇄된 시트용 조성물을 제공하며, 다공성 초본계 바이오매스는 평균입경이 1㎛ 내지 45㎛인 시트용 조성물을 제공하며, 상기 나노 무기물 필러는 탄산칼슘, 실리카, 마이카 및 탈크로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 시트용 조성물을 제공하며, 상기 나노 무기물 필러의 평균입경은 40nm 내지 80nm인 시트용 조성물을 제공하며, 상기 함침혼합물은 표면에 식물성 유지 또는 식물성 지방산으로 코팅된 시트용 조성물을 제공하며, 상기 함침혼합물은 팜유인 시트용 조성물을 제공하며, 상기 폴리올레핀계 수지는 폴리에틸렌 수지 또는 폴리프로필렌 수지인 시트용 조성물을 제공하며, 상기 글래스비드는 평균입경이 3㎛ 내지 40㎛인 시트용 조성물을 제공하며, 상기 유기 과산화물은 벤조일 퍼옥사이드(benzoyl peroxide), 1,1-비스(3차 -부틸퍼옥시)-3,3,5-트리에틸시클로헥산(1,1-bis(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane), 3차 부틸퍼옥시아세테이트(t-butyl peroxy acetate), 3차 부틸퍼옥시벤조에이트(t-butyl peroxy benzoate), 3차 부틸 퍼옥시-2-에틸헥사노에이트(t-butyl peroxy-2-ethyl hexanoate), 3차 부틸 퍼옥시이소프로필카보네이트(t-butylperoxy isopropyl carbonate), 3차 부틸 퍼옥시네오데카노에이트(t-butyl peroxyneodecanoate), 메틸에틸케톤퍼옥사이드 (methylethyl ketone peroxide), 다이쿠밀 퍼옥사이드(dicumyl peroxide) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 시트용 조성물을 제공하며, 상용화제 또는 왁스류를 추가로 포함하는 시트용 조성물을 제공한다.
일 구체예에서, 상기 조성물 30 중량부 내지 70 중량부 및 폴리올레핀 수지 30 내지 70 중량부를 포함하는 친환경 복합시트를 제공한다. 상기 구체예에서, 상기 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 수지 및 폴리프로필렌 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 친환경 복합시트를 제공하며, 올레핀계 상용화 수지를 추가로 포함하는 친환경 복합시트를 제공하며, 상기 상용화 수지는 폴리에틸렌(HDPE), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 선형 폴리에틸렌(LLDPE)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 친환경 복합시트를 제공한다.
일 구체예에서, 상기 친환경 복합시트가 압출되어 다층으로 적층된 다층 친환경 복합시트를 제공한다.
일 구체예에서, 다공성 초본계 바이오매스 및 나노 무기물 필러를 함침시켜서 함침 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 함침 혼합물과 폴리올레핀계 수지 및 글래스 비드 또는 유기 과산화물을 혼합하는 시트용 조성물을 제조하는 방법을 제공한다. 상기 구체예에서, 다공성 초본계 바이오매스는 대나무, 왕겨, 밀껍질, 녹차, 볏집, 목분 및 녹차 중 어느 하나인 시트용 조성물을 제조하는 방법을 제공하고, 다공성 초본계 바이오매스는 다공성 분말로 분쇄된 시트용 조성물을 제조하는 방법을 제공하며, 다공성 초본계 바이오매스는 평균입경이 1㎛ 내지 45㎛인 시트용 조성물을 제조하는 방법을 제공하며, 상기 나노 무기물 필러의 평균입경은 40nm 내지 80nm인 시트용 조성물을 제조하는 방법을 제공하며, 상기 함침혼합물은 표면에 식물성 유지 또는 식물성 지방산으로 코팅된 시트용 조성물을 제조하는 방법을 제공하며, 상기 글래스비드는 평균입경이 3㎛ 내지 40㎛인 시트용 조성물을 제조하는 방법을 제공하며, 상기 나노 무기물 필러와 상기 바이오매스를 혼합할 때, 85℃ 내지 110℃로 건조하는 시트용 조성물의 제조방법을 제공하며, 상기 코팅제는 85℃ 내지 110℃에서 코팅하는 시트용 조성물의 제조방법을 제공한다.
일 구체예에서, 다공성 초본계 바이오매스 및 나노 무기물 필러를 함침시켜서 함침 혼합물을 제조하는 단계; 상기 함침 혼합물과 폴리올레핀계 수지 및 글래스 비드 또는 유기 과산화물을 혼합하여 시트용 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 조성물에 폴리올레핀 수지를 추가로 혼합하고, 압출시켜서 친환경 복합시트를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구체예에서 "다공성 초본계 바이오매스"란, 이에 한정하지는 않지만, 곡물의 껍질이나 볏짚, 옥수수대, 보리대 등 다공성이 있는 초본계 식물을 분쇄하여 다공성의 분말 형태로 만든 것을 의미한다. 분말상의 다공성 초본계 바이오매스는 근본적으로 천연물이므로 수분 및 가스를 함유하고 있고 비중이 낮아 함께 컴파운딩하는 다른 수지의 연화점까지 올리려 하여도 쉽게 올라가지 않은 문제가 있는데 이는 다공질의 천연물이 온도를 쉽게 방출하고 수지와 혼련시 비중이 낮아 마찰계수가 낮아지는데 원인이 있다.　 본 발명에서는 이를 다소 개선하기 위해 무기질 필러를 다공에 함침시켜 비중을 조금 올림과 동시에 압출과정에서 발생되는 가스의 양도 줄이는 방안을 사용할 수도 있다. 또한, 수분 재흡수의 방지의 목적등을 위해 표면코팅제를 사용할 수도 있다. 더 나아가, 물성을 더욱 개선하기 위하여 분말상의 홍조류 추출물을 추가적으로 포함시킬 수도 있다. 이러한 과정을 거쳐 다공성 초본계 바이오매스의 물성을 다소 개선시킬 수 있는데, 본 발명에서는 무기질 필러 5 내지 20 중량부, 표면 코팅제 0.5 내지 3 중량부, 분말상의 홍조류 추출물 1 내지 10 중량부가 사용될 수 있다. 분말상의 다공성 초본계 바이오매스, 무기질 필러, 표면 코팅제, 분말상의 홍조류 추출물을 배합하고, 이를 고속 혼련함으로써 다공에 다른 물질들을 함침시키고 코팅시킨다. 혼련시, 15 내지 30분 동안 70℃에서부터 110℃까지 증온 시킴으로써 무기질 필러가 함침된 분말상 초본계 바이오매스를 코팅시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 구체예에서 "용융지수(MI:melting index)"란 일반적으로 블로우 성형용 수지의 경우 180도의 온도에서 0.05 내지 8까지 사용되며, 캐스팅용으로는 주로 8 내지 12정도의 MI를 사용한다. 그러나 사출용은 압출기에서 충분히 용융 후 게이트 노즐을 통해 일정 모양의 금형 내부로 고르게 분산시켜 냉각하는 방식으로 금형은 개방되어 있지 않은 폐쇄형의 구조를 가지므로 바이오플라스틱의 경우 일반수지에 비해 충분히 MI가 높아야 미성형을 방지할 수 있다. 그 이유는 바이오플라스틱 펠렛의 비표면적이 일반올레핀계 수지보다 크기 때문에 냉각속도가 빨라져 금형내부에서 급격히 냉각이 이루어져 미성형을 초래하기 때문이고, 바이오매스가 포함된 펠렛으로 인해 다공성 바이오매스 공간에서 발생되는 가스를 배출하지 못하여 가스플로우를 남겨 제품의 상품성 및 물성을 저하시키므로 흐름성의 개선으로 마찰을 최소화하여 가스의 발생을 최대한 줄이는 방법이 필요하며, 본 발명은 이를 실현하고자 하는 것이다. MI가 25인 PP 수지의 경우, 분말상의 바이오매스 소재를 40 중량% 가량 포함시켜 펠렛을 만들었을 때, 이 형태의 바이오매스 소재가 포함된 펠렛형의 PP의 MI는 약 4 정도 나온다. 이 경우, MI가 더욱 큰 것을 사용하는 경우라면, 바이오매스 소재가 포함된 PP의 흐름성이 충분히 개선될 수 있을 것이라고 생각할 수 있을 것이다. 그러나, 실제로는 예컨대, 처음부터 MI가 30 정도되는 PP를 사용하여 바이오 매스 소재 함량이 40 중량%정도 포함시켜 펠렛을 만들어 이 펠렛의 MI를 측정하여 보면 대략 10 정도 밖에 나오지 않게 된다. PP 소재의 경우 사출형으로 사용되는 경우 대략적으로 MI가 20 이상 정도의 것을 사용하는 것을 고려하면, 바이오 매스 소재가 충분히 포함되는 경우라면, 바이오매스 소재가 포함된 펠렛을 사용하여 사출성형기를 통해 물건을 생산한다는 것이 쉽지 않다는 것을 예상할 수 있다. 따라서 바이오매스가 포함된 수지가 사출 형태로 사용되는 것이라면, 일반적으로 바이오매스 소재의 사용량이 많지 않은 경우가 대부분이거나, 바이오매스 소재의 전처리 과정을 충분히 거쳐서 개질 후에 바이오매스 사용량을 다소 늘리는 방식을 사용하고 있다.
본 발명의 일 구체예에서 "글래스비드"란 유리로 된 비드로 구멍이 뚫린 작은 구체(球體), 원주체(圓柱體)를 말하며, 상기 글래스비드는 당 기술분야에 알려진 재료를 사용할 수 있고, 평균입경은 3 ~ 60㎛일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 글래스비드의 평균입경은 상기 다공성 초본계 농업 부산물의 평균입경보다 2 ~ 5배 더 클 수 있다.
본 발명의 일구체예에서, 상기 흐름 개선제를 첨가함으로써, 수지 용융온도에서 압출기 내부의 표면과 상기 폴리올레핀계 수지와 다공성 초본계 농업 부산물의 혼합물 사이의 마찰계수를 줄여 흐름성을 개선시켜 생산성을 증가시킬 수 있을 뿐 아니라, 압출기 내 다공성 초본계 농업 부산물의 탄화되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일구체예에서, 무기질 필러는 상기 분말상 초본계 바이오매스의 다공에 침착되는 물질로서, 탄산칼슘, 유리섬유, 탈크, 운모, 규석, 점토분말, 규회석, 활석, 고령토분체, 실리카, 마이카, 카오린 및 이산화티탄으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.　 무기질 필러가 너무 적게 사용되는 경우 다공질에 함침되는 양이 적어 표면을 충분히 개질시키지 못하고 다공질의 내부에 공기가 잔존할 가능성이 많아 진행과정에서 수분 및 가스의 발생으로 인한 문제들을 일으킬 수 있다. 또한 너무 과다하게 사용하는 경우 오려 추후 바이오플라스틱의 기계적 물성을 저하시키는 원인이 될 수 있다.
본 발명의 일구체예에서, 상용화제(compatibilizer)는 비극성인 합성수지와 극성인 초본계 바이오매스간의 이형성을 제거하여 상용성을 부여하는 물질로서, 그 예로는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 등을 포함하여 당 업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 제한됨이 없이 사용될 수 있다. 상용화제가 너무 적게 사용되는 경우 상용성이 충분하지 못하여 양 물질간의 층간 분리현상이 나타날 수 있으며, 필요이상으로 과량 사용할 필요는 없다.
본 발명에 따르는 조성물을 포함하는 시트는 재활용이 가능하고 인체에 무해한 친환경적 특성을 가진다. 또한, 본 발명에 따르는 시트는 신율 및 경도가 우수할 뿐만 아니라, 내스크래치성이 우수한 친환경 복합시트를 제공한다.
도 1a는 본 발명의 일 구체예에 따른 다공성 초본계 농업부산물과 폴리올레핀계 수지의 혼합물의 SEM 사진이다.
도 1b는 도 1a의 다공성 초본계 농업부산물과 폴리올레핀계 수지의 상용성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a는 종래의 다공성 초본계 농업 부산물과 폴리올레핀계 수지의 혼합물의 SEM 사진이다.
도 2b는 도 2a의 다공성 초본계 농업부산물과 폴리올레핀계 수지의 상용성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 흐름개선제의 일종인 글래스비드의 전자현미경 사진이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 구체예에 따른 글래스비드의 첨가에 의하여 혼합물의 흐름성이 개선되는 원리를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 구체예에 따른 친환경 복합시트를 개략적으로 나타난 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 구체예에 따른 친환경 복합시트의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 구체예에 따른 친환경 복합시트를 압출하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 구체예에 따른 시트의 내스크래치성 평가결과이다.
도 9는 본 발명의 일 구체예에 따른 시트의 내스크래치성 평가결과이다.
이하, 본 발명의 구성요소와 기술적 특징을 다음의 실시예들을 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 하기 실시예들은 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
전처리 바이오매스의 제조
실험예 1
건조시킨 다공성 초본계 농업부산물인 옥수수껍질을 볼밀로 분쇄한 다음, 에어제트밀로 분쇄하여, 평균입경이 8㎛로 준비하였다. 전체 중량에 대하여, 상기 다공성 초본계 농업부산물 40중량부에 평균입경이 60nm인 탄산칼슘을 5 중량부를 함침시켜 함침혼합물을 제조하였다.
실험예 2
건조시킨 다공성 초본계 농업부산물인 입경이 19㎛인 밀껍질 분말을 볼밀로 분쇄하고, 에어 제트밀로 분쇄하여, 평균입경이 8㎛로 준비하였다. 전체 중량에 대하여, 상기 다공성 초본계 농업부산물 40중량부에 평균입경이 60nm인 탄산칼슘 10중량부를 함침시켜 함침혼합물을 제조하였다. 이어서, 상기 함침혼합물에 코팅제 팜유를 1.5중량부를 투입하여 85℃의 온도에서 25분간 드럼드라이에서 60rpm 속도로 혼련하여 코팅공정을 수행하고, 표면이 코팅된 함침혼합물을 제조하였다.
비교예 1
건조시킨 다공성 초본계 농업부산물인 왕겨를 볼밀로 분쇄한 다음, 에어제트밀로 분쇄하여, 평균입경이 8㎛로 준비하였다. 전체 중량에 대하여, 상기 다공성 초본계 농업부산물 40중량부에 평균입경이 60nm인 탄산칼슘을 5 중량부를 함침시켜 함침혼합물을 제조하였다.
이를 정리하면 하기 표 1과 같다.
초본계 농업부산물 나노 무기물 필러 코팅제
실험예 1 밀껍질 사용
8㎛, 40중량부		 탄산칼슘
60nm, 5중량부		 ESO (Epoxidized Soybean Oil, SDB CIZER E-03, 주식회사 사조해표)
실험예 2 옥수수껍질 사용
8㎛, 40중량부		 탄산칼슘
60nm, 10중량부		 팜유
1.5중량부
비교예 1 왕겨 사용
8㎛, 40중량부		 탄산칼슘
60nm, 5중량부		 ESO(Epoxidized Soybean Oil)
전처리 바이오매스를 포함하는 시트용 조성물의 제조 및 이의 효과확인
전체 중량에 대하여, 폴리프로필렌 수지(호남석유화학 블러PP, B310)와 플라스틱 활제의 일종으로 왁스류인 PE-WAX 102n를 고속믹서기에 넣고, 85℃에서 고속 혼련하였다. 이어서, 실시예 1의 실험예 1 및 2와 비교예 1의 함침혼합물을 첨가하고,흐름개선제로 글래스비드 20nm(상품명APS20-215) 및 상용화제로 무수말레산을 첨가한 후, 가압(4bar/3분-실린더 체류시간) 및 가열 (190℃~210℃)을 수행하여 시트용 조성물을 제조하였다. 구체적인 조건은 하기 표 2와 같다.
폴리프로필렌 수지 PE-WAX 102n
(왁스류)		 함침혼합물 글래스비드
(흐름개선제)		 상용화제
실험예 3 45.5 4 실험예 1의 45 5 실란 0.5
실험예 4 39.3 4 실험예 1의 51.5 5 무수말레산 0.2
비교예 2 45.5 4 비교예 1의 45중량부 무첨가 실란 0.5
(단위: 중량부)
용융질량흐름(MI)평가 확인
위의 실험예 4와 같은 방법으로 바이오매스를 이용한 시트용 조성물을 평균입경이 3㎛ 내지 40㎛인 글래스비드의 함량을 달리하여 용융질량흐름(MI)을 확인한 결과는 하기 표 3과 같다.
시료 글래스비드
(중량부)		 시 험 조 건 결 과 시 험 방 법
온도(℃)/하중(g) g/10min
비교예 3 0 190/2160 3.33 ASTM D 1238
실험예 5 5 190/2160 6.6 ASTM D 1238
실험예 6 10 190/2160 9.0 ASTM D 1238
실험예 7 15 190/2160 15.2 ASTM D 1238
실험예 8 50 190/2160 2.0 ASTM D 1238
이때, 용융질량흐름 분석은 방법[Tinius Olsen Testing Machine Co. Inc. MWLD-600]에 따라 수행하였다.
상기 표 3에 따르면, 상기 글래스비드의 함량이 증가할수록 시트용 조성물의 흐름성을 확인한 결과 흐름성은 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 다만, 글래스비드가 50중량부의 경우에는 흐름이 불량해짐을 알 수 있었다.
친환경 복합시트의 제조 및 이의 효과확인
친환경 단층 복합시트의 제조
전체 중량에 대하여, 베이스 수지로 폴리프로필렌 수지(호남석유화학 블러PP, B310) 42중량부, 에틸렌비닐아세테이트 8중량부를 혼합하고, 실험예 3 또는 4의 시트용 조성물 50중량부를 혼합하여 압출용 조성물을 제조하고, 이를 압출시켜서 친환경 단층 복합시트를 제조하였다.
상기 단층 복합시트와 상기 제조방법과 동일하되, 실험예 3 또는 4 대신에 비교예 2의 시트용 조성물을 사용한 단층 복합시트에 대하여 내스크래치성 평가 결과는 각각 도 8 및 도 9이다. 실험예 3 및 5로 제조된 복합시트가 비교예 2로 제조된 복합시트보다 내스크래치성이 좋다는 것을 알 수 있다.
친환경 다층 복합시트 제조
전체 중량에 대하여, 베이스 수지로는 폴리프로필렌 수지(호남석유화학 블러PP, B310) 40중량부, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE 롯데케미칼 7000F) 10중량부를 혼합하고, 여기에 실험예 3 또는 4의 시트용 조성물 50중량부를 혼합하여 압출용 조성물을 제조하고, 이를 압출시켜서 제 1층을 제조하였다. 전체 중량에 대하여, 베이스 수지로는 폴리프로필렌 수지(호남석유화학 블러PP, B310) 35 중량부, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE 롯데케미칼 UL614) 5중량부를 혼합하고, 여기에 실험예 3 또는 4의 시트용 조성물 시트용 조성물 60중량부를 혼합하여 압출용 조성물을 제조하고, 이를 압출시켜서 제 2층을 제조하였다. 이어서, 상기 제 1층 및 제 2층을 사이드 피드블럭 방식의 일체형 직접 압출방식으로 적층시켜서(라미네이션) 다층 친환경 복합시트를 제조하였다.
상기 다층 친환경 복합시트를 진공성형방식으로 성형하여 탄소 저감형 친환경 바이오 트레이를 제조하였다. 진공성형방식을 적용시 공정에 무리가 없음을 확인하였고, 또한 제조된 바이오 트레이도 소정의 물성을 만족함을 확인할 수 있었다.
지금까지 예시적인 실시 태양을 참조하여 본 발명을 기술하여 왔지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서도 다양한 변화를 실시할 수 있으며 그의 요소들을 등가물로 대체할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범주를 벗어나지 않고서도 많은 변형을 실시하여 특정 상황 및 재료를 본 발명의 교시내용에 채용할 수 있다. 따라서, 본 발명이 본 발명을 실시하는데 계획된 최상의 양식으로서 개시된 특정 실시 태양으로 국한되는 것이 아니며, 본 발명이 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 태양을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (27)

  1. 전체 중량에 대하여, 다공성 초본계 바이오매스 및 나노 무기물 필러가 함침된 함침 혼합물 30 내지 60중량부;
    폴리올레핀계 수지 30 내지 60 중량부; 및 글래스 비드 5 내지 15 중량부 또는 유기 과산화물을 포함하며,
    상기 함침 혼합물은 팜유 또는 에폭시화 대두유(Epoxidized Soybean Oil)로 코팅된 것이며,
    상기 글래스 비드는 평균입경이 3㎛ 내지 40㎛인 시트용 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    다공성 초본계 바이오매스는 대나무, 왕겨, 밀껍질, 녹차, 볏집, 목분 및 녹차 중 어느 하나인 시트용 조성물.
  3. 제 2항에 있어서,
    다공성 초본계 바이오매스는 다공성 분말로 분쇄된 시트용 조성물.
  4. 제 3항에 있어서,
    다공성 초본계 바이오매스는 평균입경이 1㎛ 내지 45㎛인 시트용 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 나노 무기물 필러는 탄산칼슘, 실리카, 마이카 및 탈크로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 시트용 조성물.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 나노 무기물 필러의 평균입경은 40nm 내지 80nm인 시트용 조성물.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 폴리올레핀계 수지는 폴리에틸렌 수지 또는 폴리프로필렌 수지인 시트용 조성물.
  10. 삭제
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 유기 과산화물은 벤조일 퍼옥사이드(benzoyl peroxide), 1,1-비스(3차 -부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산(1,1-bis(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane), 3차 부틸퍼옥시아세테이트(t-butyl peroxy acetate), 3차 부틸퍼옥시벤조에이트(t-butyl peroxy benzoate), 3차 부틸 퍼옥시-2-에틸헥사노에이트(t-butyl peroxy-2-ethyl hexanoate), 3차 부틸 퍼옥시이소프로필카보네이트(t-butylperoxy isopropyl carbonate), 3차 부틸 퍼옥시네오데카노에이트(t-butyl peroxyneodecanoate), 메틸에틸케톤퍼옥사이드 (methylethyl ketone peroxide), 다이쿠밀 퍼옥사이드(dicumyl peroxide) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 시트용 조성물.
  12. 제 1항에 있어서,
    상용화제 또는 왁스류를 추가로 포함하는 시트용 조성물.
  13. 제1항 내지 제6항, 제9항, 제11항 및 제12항 중 어느 한 항의 조성물 30 중량부 내지 70 중량부 및 폴리올레핀 수지 30 내지 70 중량부를 포함하는 복합시트.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 수지 및 폴리프로필렌 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 복합시트.
  15. 제 13항에 있어서,
    올레핀계 상용화 수지를 추가로 포함하는 복합시트.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 상용화 수지는 폴리에틸렌(HDPE), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 선형 폴리에틸렌(LLDPE)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 복합시트.
  17. 제 13항의 복합시트가 압출되어 다층으로 적층된 다층 복합시트.
  18. 다공성 초본계 바이오매스 및 나노 무기물 필러를 함침시켜서 함침 혼합물을 제조하는 단계;
    상기 합침 혼합물의 표면을 팜유 또는 에폭시화 대두유(Epoxidized Soybean Oil)로 코팅하는 단계; 및
    상기 코팅된 함침 혼합물과 폴리올레핀계 수지 및 글래스 비드 또는 유기 과산화물을 혼합하여 시트용 조성물을 제조하는 단계를 포함하며,
    상기 시트용 조성물은 전체 중량에 대하여, 다공성 초본계 바이오매스 및 나노 무기물 필러가 함침된 함침 혼합물 30 내지 60중량부; 폴리올레핀계 수지 30 내지 60 중량부; 및 글래스 비드 5 내지 15 중량부 또는 유기 과산화물을 포함하며,
    상기 글래스 비드는 평균입경이 3㎛ 내지 40㎛인 시트용 조성물을 제조하는 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    다공성 초본계 바이오매스는 대나무, 왕겨, 밀껍질, 녹차, 볏집, 목분 및 녹차 중 어느 하나인 시트용 조성물을 제조하는 방법.
  20. 제 18항에 있어서,
    다공성 초본계 바이오매스는 다공성 분말로 분쇄된 시트용 조성물을 제조하는 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    다공성 초본계 바이오매스는 평균입경이 1㎛ 내지 45㎛인 시트용 조성물을 제조하는 방법.
  22. 제 18항에 있어서,
    상기 나노 무기물 필러의 평균입경은 40nm 내지 80nm인 시트용 조성물을 제조하는 방법.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 제 18항에 있어서,
    상기 나노 무기물 필러와 상기 바이오매스를 혼합할 때, 85℃ 내지 110℃로 건조하는 시트용 조성물을 제조하는 방법.
  26. 제 18항에 있어서,
    상기 코팅하는 단계는 85℃ 내지 110℃에서 수행되는 시트용 조성물을 제조방법.
  27. 다공성 초본계 바이오매스 및 나노 무기물 필러를 함침시켜서 함침 혼합물을 제조하는 단계;
    상기 합침 혼합물의 표면을 팜유 또는 에폭시화 대두유(Epoxidized Soybean Oil)로 코팅하는 단계;
    상기 코팅된 함침 혼합물과 폴리올레핀계 수지 및 글래스 비드 또는 유기 과산화물을 혼합하여 시트용 조성물을 제조하는 단계; 및
    상기 조성물에 폴리올레핀 수지를 추가로 혼합하고, 압출시켜서 복합시트를 제조하는 단계를 포함하며,
    상기 시트용 조성물은 전체 중량에 대하여, 다공성 초본계 바이오매스 및 나노 무기물 필러가 함침된 함침 혼합물 30 내지 60중량부; 폴리올레핀계 수지 30 내지 60 중량부; 및 글래스 비드 5 내지 15 중량부 또는 유기 과산화물을 포함하며,
    상기 글래스 비드는 평균입경이 3㎛ 내지 40㎛인, 복합시트를 제조하는 방법.
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