KR101158487B1 - 내열성, 내충격성을 가지는 성형품 - Google Patents

내열성, 내충격성을 가지는 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내열성과 내낙하충격성이 함께 우수한 폴리L-유산을 포함하는 수지의 성형품을 제공한다. 폴리L-유산으로 이루어지는 수지 내에, 2~4개의 수산기를 가지는 화합물에 D-유산의 1~100분자와 글리콜(glycol)류, 지방족 폴리에스테르 및 방향족 폴리에스테르로 구성되는 군(群)으로부터 선택된 저분자량 폴리머를 공중합시킴으로써 형성된 기능성 필러를 배합한 수지 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 성형품이 개시된다. 본 발명에 따른 수지성형품은, 내열성을 저하시키지 않고, 우수한 내낙하충격성을 나타낸다.

Description

내열성, 내충격성을 가지는 성형품{MOLDED ARTICLE HAVING HEAT RESISTANCE AND IMPACT RESISTANCE}
본 발명은, 폴리L-유산(poly-L-lactic acid)으로 이루어지는 수지 내에, 2~4개의 수산기를 가지는 화합물에 D-유산의 1~100분자와 글리콜(glycol)류, 지방(脂肪)족 폴리에스테르 및 방향(芳香)족 폴리에스테르로 구성되는 군(群)으로부터 선택된 저분자량 폴리머(polymer)를 공중합(共重合)시킴으로써 형성된 기능성 필러(filler)를 배합하여 얻어진 수지 조성물로 이루어지는 성형품에 관한 것이다.
PET병은 용기혁명이라 할 만큼 전세계적으로 보급되고, 간장, 식용수(食用水), 음료수, 라이트 드링크(light drink), 및 맥주에까지 보급되어 있어, 시민생활이나 유통에 크게 공헌하고 있다. 또한, PET병을 비롯하여 플라스틱의 발전은 인류의 생활이나 산업활동에 큰 공헌을 행하고 있는 한편, 최근 석유 자원의 고갈이나 지구 규모의 온난화 등의 환경 문제를 일으키는 한 요인으로서도 주목받게 되고 있다.
이 문제의 해결책의 하나로서, 재생 가능한 자원인 식물 자원으로부터의 플라스틱 개발이 시도되고 있다. 폴리유산수지는, 옥수수나 고구마 등의 재생 가능한 원료로부터 얻을 수 있는 생(生)분해성 수지의 일종으로, 우수한 투명성과 경도를 가지며, 현재 식품용 용기 등에 널리 사용되고 있는 폴리스티렌(polystyrene)과 유사한 물성을 가진다.
용기 분야에서는 PET병이 가장 많이 사용되고 있다. 이 분야에서도, 생분해성 수지에의 개발이 자원?폐기물 문제를 해결하는 키워드로서 기대되고 있다. 그러나 현재, 그 기대와는 반대로, 병 용도의 개발은 진행되고 있지 않다.
또한, 폴리유산은 결정성의 폴리머이므로, 병의 성형에 필수적인 용융 점도가 낮고, 또한 온도 안정성이 없고, 더욱이 결정화 속도가 늦어 성형 사이클이 길다. 한편, 용융 점도를 높여 안정화시키기 위하여 결정성을 떨어뜨리는 방법이 채용되고 있지만, 이 방법에서는 결정성이 너무 낮아져, 성형 물건의 내열성이 저하하는 결점이 있다. 현재 사용되고 있는 폴리유산수지는 용융 온도 Tm=155℃에서, 결정화도가 약16%정도이므로, 결정화에 의한 내열성 개선은 기대할 수 없다. 또한, 폴리유산수지를 이용한 용기나 프리폼(Preform)을 제작하는 예로서, 폴리유산으로 이루어지는 용기의 표면에 폴리비닐알코올계의 코팅제의 수지피막을 형성시킨 보고(일본 특개평8-244781호 공보)가 있다.
따라서, 폴리유산을 원료로서 사용한 병을 개발하기 위해서는, 내열성을 개선할 필요가 있고, 또한 병으로서 실용화하려면 내(耐)낙하충격성도 양호하지 않으면 안된다. 내열성의 문제를 해결하기 위해서, 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 폴리L-유산으로 이루어지는 수지에 2~4개의 수산기를 가지는 기능성 필러, 예를 들면 D-유산을 배합하는 것을 시험해보았다. 결과적으로, 상기 수지의 내열성이 향상될 수 있음을 알았다. 그러나, 폴리L-유산으로 이루어지는 수지에 D-유산을 배합하면, 내낙하충격성이 대폭으로 저하한다는 단점이 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 폴리L-유산으로 이루어지는 수지에 D-유산을 배합하여 얻어진 수지에 대해서, 추가 개선을 위한 검토가 필요하다.
따라서, 상기 문제를 해결하기 위해서, 기능성 필러를 배합한 폴리L-유산으로 이루어지는 수지에서, 내열성을 저하시키지 않고, 내낙하충격성을 개선하는 것이 본 발명의 과제이다.
상술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 폴리L-유산으로 이루어지는 수지 내에, 2~4개의 수산기를 가지는 화합물에 D-유산의 1~100분자와 글리콜(glycol)류, 지방(脂肪)족 폴리에스테르 및 방향(芳香)족 폴리에스테르로 구성되는 군(群)으로부터 선택된 저분자량 폴리머를 공중합(共重合)시킴으로써 형성된 기능성 필러를 배합하여 얻어진 수지 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 성형품을 제공한다.
폴리L-유산으로 이루어지는 수지 내에, 폴리D-유산과 글리콜류, 지방족 폴리에스테르 및 방향족 폴리에스테르로 구성되는 군(群)으로부터 선택된 저분자량 폴리머(예를 들면, 폴리에틸렌글리콜)를 공중합시킴으로써 얻어진 기능성 필러를 배합하면, 필러 중의 폴리D-유산에 의해 상기 얻어진 수지의 내열성이 향상하는 동시에, 상기 기능성 필러에 포함되는 폴리에틸렌글리콜에 의해 낙하시의 충격이 흡수된다. 그러므로, 상술한 기능성 필러를 폴리L-유산으로 이루어지는 수지에 배합함으로써, 내열성의 향상과 함께, 내낙하충격성의 개선을 달성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명자들은, 2~4개의 수산기를 가지는 화합물에 D-유산의 1~100분자와 글리콜류, 지방족 폴리에스테르 및 방향족 폴리에스테르로 구성되는 군으로부터 선택된 저분자량 폴리머를 공중합시켜 형성된 기능성 필러를, 폴리L-유산으로 이루어지는 수지 내에 배합함으로써, 내열성을 저하시키지 않고, 내낙하충격성을 개선하는 것에 성공했다.
따라서, 본 발명은 폴리L-유산으로 이루어지는 수지 내에 기능성 필러를 배합한 성형품을 제공한다. 하기의 실시예에서는, 폴리L-유산으로 이루어지는 수지로서 미치이가가쿠가부시키가이샤(Mitsui Chemicals, Inc.)에 의해 제조된 레이시아 H400(LACEA H400)을 사용하며, 이 수지를 사용하는 것은 본 발명에서 바람직한 양태이다. 그러나, 본 발명의 목적으로 사용되는 폴리L-유산으로 이루어지는 수지는 그것에 한정되는 것이 아니라, 미치이가가쿠가부시키가이샤에서 입수 가능한 레이시아 H440, 네이쳐웍스 엘엘씨(NatureWorks LLC)에서 입수 가능한 NatureWorks 7000D, 7032D, 토요타 지도샤 가부시키가이샤에서 입수 가능한 U'z S12, S22 등을 사용할 수 있다.
또한, 하기의 예에서, 수지 내에 상술한 폴리에틸렌글리콜 분자량 600(PEG600)이 포함된 본 발명에 따른 기능성 필러를 배합한 성형품은, 수지 내에 PEG600이 포함되어 있지 않은 필러를 배합한 성형품과 비교하여, 내낙하충격성이 현저히 개선되는 것으로 나타난다. 또한, 이러한 성형품은, 50℃ 보존 시험의 결과도 양호하였다.
또한, 상기 폴리유산이 60,000~80,000의 수(數)평균 분자량을 가지는 것은, 본 발명의 바람직한 양태이다. 이 범위의 수평균 분자량을 사용한 경우에, 중공 용기용 등의 성형품을 적합하게 성형하는 것이 가능하다.
상기 기능성 필러는, 바람직하게는 2~4개의 수산기를 가지는 화합물에 D-유산의 1~100분자와 글리콜류, 지방족 폴리에스테르 및 방향족 폴리에스테르로 구성되는 군으로부터 선택된 저분자량 폴리머를 공중합시킨 것이다. 상기 기능성 필러에서 D-유산의 30~50분자를 그래프트중합(graft-polymerization)시키는 것은 바람직하고, D-유산의 50분자를 그래프트중합시키는 것은 가장 바람직하다. 본 발명에서는 기능성 필러에 포함되어 있는 D-유산과 수지의 L-유산 사이의 스테레오컴플렉스(stereo-complex)의 형성에 의해 열결정화를 가능하게 함으로써, 내열성 등과 같은 타깃 효과(target effect)를 얻는다. 또한, D-유산의 50분자정도를 그래프트중합시킨 것이 바람직하다는 것이, 시차주사열량측정(differential scanning calorimetry:DSC)에 의해 확인되어 있다.
또한, D-유산의 중합량이 10분자 이하에서는, H400+펜타에리트리톨(pentaerythritol)에서 스테레오컴플렉스의 형성이 DSC에 의해 확인할 수 없었다. 또한, D-유산의 중합량이 50분자 이상이면, 스테레오컴플렉스 자체의 결정이 커지고, 그로부터 더욱 호모(homo) 폴리유산이 결정화되어서, 불투명해지는 경향이 있어, 바람직하지 못하다.
또한, 상기 기능성 필러에서의 상기 화합물이 다당(polysaccharide) 또는 올리고당(oligosaccharide)으로부터 선택되는 당류인 것은 본 발명에 있어서 바람직하다. 특히, 상기 올리고당은 5탄당(炭糖)인 것이 바람직하다. 바람직한 당류의 구체적인 예로서 글루코오스(glucose), 프룩토오스(fructose) 등의 단당류, 수크로오스(sucrose) 등의 2당류, 및 전분이나 시클로덱스트린(cyclodextrin) 등의 다당류를 들 수 있다.
또한, 상기 기능성 필러에서의 상기 화합물이 실리카 나노(silica nano) 입자 등의 무기화합물인 것이거나, 상기 화합물이 폴리에틸렌 글리콜, 트리메틸올프로판(trimethylol propane) 또는 펜타에리스리톨로부터 선택되는 유기 화합물인 것이 본 발명에서 바람직한 양태이다. 상술한 화합물이 폴리에틸렌 글리콜인 경우, 상기 폴리에틸렌글리콜의 분자량이 200~1,000의 범위에 있는 것은 특히 바람직하다.
또한, 본 발명에서, 상기 기능성 필러의 배합량이 상기 폴리L-유산에 대하여 5~20중량%인 것은 바람직하고, 10중량%인 것은 특히 바람직하다. 기능성 필러를 30중량% 이상 첨가하면, 사출 성형시의 점도가 낮아져, 2차 성형의 가공성에도 문제가 생긴다. 또한, DSC에 의해, 필러의 배합량이 5중량%, 10중량%, 또는 20중량%인 경우, 필러와 유산수지의 사이에서의 스테레오컴플렉스의 형성이 확인되고 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 양태에서, 시차주사열량계(DSC) 측정에서, 폴리L-유산만으로 이루어지는 수지에서의 융점 이외에 융점 피크를 하나 이상 가진다. 폴리L-유산만으로 이루어지는 수지에서의 융점은 145℃ 내지 170℃정도이다. 그러나, 하기의 실시예에 나타낸 바와 같이 기능성 필러를 배합함으로써, 180℃ 내지 200℃정도의 높은 온도에서도 하나 또는 두개의 융점 피크가 관찰된다.
폴리L-유산으로 이루어지는 수지의 단체보다 고온에서 관찰되는 피크는, 수지의 L-유산과 필러의 D-유산이 스테레오컴플렉스를 형성하는 것을 나타낸다. 그리고, 형성된 스테레오컴플렉스는 폴리유산수지의 결정화 거동(擧動)에 영향을 끼치고, 결정화의 촉진에 기여하고, 따라서 내열성의 향상을 달성할 수 있다.
또한, 상기 저분자량 폴리머는 글리콜류, 지방족 폴리에스테르 및 방향족 폴리에스테르로 구성되는 군으로부터 선택된다. 또한, 본원 명세서에서 「저분자량」이란, 분자량 10,000 이하의 분자량을 의미한다. 분자량이 지나치게 커지면, 스테레오컴플렉스의 형성이 저해된다. 여기에서, 포함되는 글리콜류, 지방족 폴리에스테르 및 방향족 폴리에스테르 등의 저분자량 폴리머는 유연성을 가지므로, 이것은 소프트 세그먼트(soft segment)로서 기능하여, 제작된 수지에 충격 내성을 부여한다.
상술한 저분자량 폴리머가 지방족 폴리에스테르인 경우, 그 분자량은 5,000 이하인 것이 바람직하다. 그 바람직한 지방족 폴리에스테르의 구체적인 예로서, 폴리부틸렌석시네이트(polybutylene succinate:PBS) 및 폴리카프로락톤(polycaprolactone:PCL)을 들 수 있다. 또한, 상술한 저분자량 폴리머가 방향족 폴리에스테르인 경우, 그 분자량은 10,000 이하인 것이 바람직하다. 그 바람직한 방향족 폴리에스테르의 구체적인 예로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate:PET) 및 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate:PEN)를 들 수 있다. 또한, 상술한 저분자량 폴리머가 글리콜류인 경우, 분자량이 2,000 이하인 것이 바람직하다. 상술한 글리콜류가 폴리에틸렌글리콜인 경우, 그 분자량이 200~1,000의 범위에 있는 것은 특히 바람직하다. 하기의 실시예에서, 이용되고 있는 것 중에서 PEG600은 특히 바람직하다.
PEG600은 폴리D-유산의 중합 반응을 위한 중합 개시제로서 사용할 수 있으므로, 폴리D-유산의 유닛 중에 쉽게 포함될 수 있다고 생각된다. 본 발명에서 사용하는 기능성 필러에서, 폴리D-유산의 유닛 중에 폴리에틸렌글리콜의 유닛을 공중합함으로써, 낙하시의 충격을 흡수시킨다는 점에, 본 발명의 가장 현저한 특징이 있다. 또한, 폴리에틸렌글리콜의 분자 사슬은 L-유산이나 D-유산과는 스테레오컴플렉스를 형성하지 않고, 분자 사슬이 유연하게 움직이기 때문에, 이러한 낙하 충격 내성이 부여된다고 생각된다.
또한, 폴리L-유산으로 이루어지는 수지에 기능성 필러를 배합하고, 기능성 필러를 배합한 당해 수지를 압출성형, 압축성형 또는 사출 성형해서 본 발명의 성형품을 제작할 수 있다. 압출성형, 압축성형 및 사출 성형의 방법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있다.
본 발명에 따른 성형품은 다양한 형태 및 형상을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 성형품을, 예를 들면 음료용의 용기로서 사용되는 중공성형품으로 하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 성형품을 음료 컵 등의 얇고 가늘고 긴 형상의 용기로서, 사출 성형에 의해 제작할 수 있다. 그러나, 가늘고 긴 형상의 음료 컵은 단순한 일례이며, 그 형태 및 형상은 특별하게 한정되는 것이 아니다.
또한, 본 발명에 따른 성형품은, 중공성형품을 제작하기 위한 프리폼(Preform)일 수 있다. 프리폼을 블로우(blow) 성형해서 이루어지는 중공 성형품을 제작하는 양태도, 본 발명의 범위 내이다. 프리폼을 블로우 성형하는 방법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있는 2축연신블로우 성형법이나 직접블로우 성형법이 적합하게 사용될 수 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니다.
본 발명은, 기능성 필러를 배합한 폴리L-유산으로 이루어지는 수지에서, 내열성을 저하시키지 않고, 내낙하충격성을 개선할 수 있다.
도 1은 종래 필러와 내낙하충격성 향상 필러의 구조를 나타낸 도면.
도 2는 종래 필러를 PLA에 첨가한 샘플의 펠렛(pellet)과, 내낙하충격성 향상 필러를 PLA에 첨가한 샘플의 펠렛에 대한 DSC 차트.
도 3은 낙하시험에 사용한 병의 형상을 나타낸 도면.
도 4는 수지로 성형한 병을 50℃에서 보관했을 경우의, 용량변화(상), 전체 높이변화(가운데), 바닥 깊이변화(하)를 나타낸 도면.
이하의 실시예에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니다.
(실시예 1:필러의 합성)
폴리D-유산의 유닛에 PEG600의 유닛을 포함시킨 필러와(이하, 내(耐)낙하충격성 향상 필러라 함), PEG600의 유닛을 가지지 않는 폴리D-유산의 유닛만의 필러(이하, 종래 필러라 함)를, 아래와 같이 해서 합성한다. 또한, 그렇게 해서 합성한 종래 필러와 내낙하충격성 향상 필러의 예상되는 구조를 도 1에 나타낸다.
PEG600을 포함하지 않는 종래 필러는 아래와 같이 제작했다.
재료
시작제 펜타에리스리톨(pentaerythritol)(4관능(官能)) 간토 가가꾸(Kanto Kagaku)
반복 유닛 D-유산 90% 수용액 퓨락 저팬(Purac Japan)
합성 방법
1. 1L 세퍼러블 플라스크(separable flask)에 시작제 펜타에리스리톨(7.4g) 및 D-유산 수용액(1100g)을 넣는다.
2. 130℃에서 가열하고, 수용액 중의 수분을 제거한다(24시간).
3. 160℃로 승온하고, 24시간 수용액을 교반한다.
PEG600을 포함하는 내낙하충격성 향상 필러는 아래와 같이 제작된다.
재료
시작제 펜타에리스리톨(4관능) 간토 가가꾸
반복 유닛 D-유산 90% 수용액 퓨락 저팬
공중합성분 PEG600 간토 가가꾸
합성 방법
1. 1L 세퍼러블 플라스크에 시작제 펜타에리스리톨(6.8g) 및 D-유산 수용액(1000g)을 넣는다.
2. 130℃에서 가열하고, 수용액 중의 수분을 제거한다(24시간).
3. 160도로 승온하고, 3시간 경과 후에 PEG600을 45g 첨가하고, 이어서 48시간 수용액을 교반한다.
또한, 이하에 기술하는 평가 대상의 샘플로서, 다이니폰 잉크(Danippon Ink)사에 의해 제조된 폴리유산(PLA)용 유연성 부여제인 플라메이트 PD-350(Plamate PD-350)을 배합한 필러도 사용한다. 플라메이트 PD-350은 PLA-PBS-PLA 구조로 이루어지는 블록공중합체(block copolymer)이다. 여기에서, PBS란 폴리부틸렌석시네이트이다.
(실시예 2:DSC측정)
상기 종래 필러와 내낙하충격성 향상 필러를 2축압출기에 의해 PLA에 첨가하여 펠렛을 제작했다. 구체적으로는, 폴리유산수지 레이시아 H400(LACEA H400)과 기능성 필러(종래 필러 또는 내낙하충격성 향상 필러) 10중량%를 혼합하고, 혼합한 재료를 스크루(screw) 사이즈 L/D=43(스크루 직경 φ=35.5mm)을 가지는 2축압출기의 피드(feed) 슬롯에 의해 일괄 투입했다. 투입된 재료를 용융 혼련(混練)시켜 다이(die)로부터 스트랜드(strand)를 압출시키고 압출된 스트랜드를 냉각 수조에 통과시키고, 고착화시킨다. 그 후, 스트랜드를 펠레타이저(pelletizer)에 의해 절단하여, 펠렛을 제작했다. 본 실시예에서는, 혼합한 재료를 메인 피드 슬롯 내에 일괄 투입했다. 또한, 기능성 필러를 사이드 피드 슬롯 내에 별도로 투입하는 방법이나, 액체 첨가 펌프 등에 의해 메인 피드 슬롯이나 그 이외의 피드 슬롯에 의해 투입하는 것도 가능함을 유념한다. 투입된 재료의 온도 특성 거동을 검토하기 위해서 DSC 측정을 행했다. DSC 측정은 SII Inc.에 의해 제조된 DSC6220을 사용하고, 온도범위가 30℃~220℃, 온도상승속도 10℃/min이라는 조건에서 측정을 행했다.
그렇게 해서 측정한 펠렛의 DSC차트를 도 2에 나타낸다. 도 2에서, 위의 차트가 종래 필러를 PLA에 첨가한 펠렛에 대한 것이며, 아래의 차트가 내낙하충격성 향상 필러를 PLA에 첨가한 펠렛에 대한 것이다. PLA에 종래 필러를 첨가한 샘플과, PLA에 내낙하충격성 향상 필러를 첨가한 샘플의 양자에서, D-유산과 수지의 L-유산 사이에 스테레오컴플렉스의 융점에 상당하는 190℃ 부근의 피크가 관찰된다. 한편, PLA에 내낙하충격성 향상 필러를 첨가한 샘플만에 90℃ 부근의 피크가 관찰된다. 따라서, 이 90℃ 부근의 피크는 PEG로부터 유래하는 것으로 생각된다.
(실시예 3:낙하시험)
내낙하충격성을 평가하기 위해 필러를 첨가한 PLA 수지의 병을 제작하고, 낙하시험을 행했다. 평가에 사용한 샘플은 이하의 4개이다. 또한, 어느쪽의 필러에 대해서도 첨가량은 PLA의 10중량%로 했다.
(1) 미치이가가쿠가부시키가이샤에 의해 제조된 레이시아 H400 단독
(2) 미치이가가쿠가부시키가이샤에 의해 제조된 레이시아 H400 + 종래 필러
(3) 미치이가가쿠가부시키가이샤에 의해 제조된 레이시아 H400 + 플라메이트 PD-350 + 종래 필러(플라메이트:20중량% 첨가, 필러:10중량% 첨가)
(4) 미치이가가쿠가부시키가이샤에 의해 제조된 레이시아 H400 + 내낙하충격성 향상 필러
상술한 4개의 샘플을 180㎖ 병의 형상으로 성형한 것을 시험에 제공했다. 즉, 성형기로서 메이키 세이사쿠쇼 가부시키가이샤(Meiki Seisakusyo Co. Ltd.)에 의해 제조된 M-100A에 의해, 벽 두께가 3.0㎜인 180㎖ 병용 프리폼 제품을 제조했다. 그리고, 상기 프리폼 제품을 2축연신블로우 성형기에서, 히트(heat) 세트 온도를 55℃, 70℃, 90℃, 100℃ 및 110℃로 설정하고, 180㎖ 병을 제조했다. 그렇게 제작한 병을 도 3에 나타낸다.
그렇게 제작한 병에 물 180㎖을 각각 충전한 후, 그 병을 플라스틱 캡으로 밀봉했다. 그리고, 병을 23℃에서 24시간 보관한 후, 낙하시험을 실시했다. 또한, 낙하시험은, 낙하 높이 1m로부터, 수직으로 콘크리트면에 10회 낙하시켜 행하였다. 병을 떨어트릴 때마다, 깨짐, 크랙 발생의 유무 등에 대해서, 병의 외관을 확인했다. 낙하시험을 행한 결과를 표 1에 나타낸다. 그 결과, 레이시아 H400에 종래 필러를 첨가한 수지로 이루어진 병에서는 1 내지 3회정도의 낙하에서 크랙이 발생했다. 한편, 레이시아 H400에 내낙하충격성 향상 필러를 첨가한 수지로 이루어진 병에서는, 10회~20회로 낙하를 행하여도 크랙이 발생하지 않았다는 것으로부터, 종래 필러와 비교해서 내낙하충격성의 분명한 향상이 증명된다. 또한, 레이시아 H400에, 플라메이트 PD-350과 종래 필러를 배합한 수지로 이루어진 병에서도, 1회 내지 3회의 낙하에서 크랙이 발생하여, 내낙하충격성을 만족하지 않았다.
[표 1]
Figure 112010000337604-pct00001
(실시예 4:50℃에서 보관 시험)
내열성을 평가하기 위해서, 50℃에서 보관 시험을 행했다. 이 시험은, 가습(加濕) 없는 50℃ 항온조(恒溫槽)(TABAI ESPEC CORP.에 의해 제조됨)에, 필러를 첨가한 PLA 수지로 이루어진 병을 4주간 보관함으로써 행한다. 평가에 사용한 병은 낙하시험과 동일한 4개의 샘플이다. 병의 성형의 방법 및 조건은 실시예 3의 낙하시험을 기준으로 기술한 것과 동일하다.
상술한 병을 50℃에서 0일, 1일, 4일, 7일, 14일, 21일 및 28일 보관하고, 병의 전체 높이, 용량 및 바닥 깊이의 변화를 측정했다. 50℃ 보관 시험의 결과를, 표 2와 도 4에 나타낸다. 도 4에서 위의 도면은 용량변화, 가운데의 도면은 전체 높이 변화, 아래의 도면은 바닥 깊이의 변화를 나타낸다. 레이시아 H400 단체에서는 50℃의 보관에서 곧 외관변화가 생기고, 4일 후에 시험이 끝났다. 이에 따라, 종래 필러와 내낙하충격성 향상 필러는, 내열성 향상에 기여하고 있음을 알 수 있다. 레이시아 H400에 내낙하충격성 향상 필러를 첨가한 수지로 이루어진 병과, 레이시아 H400에 종래 필러를 첨가한 수지로 이루어진 병을 비교한 바 동등한 내열성을 가지고, 50℃ 보관에서 전체 높이, 용량, 바닥 깊이의 변동이 발견되지 않았다.
Figure 112010000337604-pct00002
[산업상이용가능성]
폴리L-유산으로 이루어지는 수지 내에, 폴리D-유산과 저분자량 폴리머(예를 들면, 폴리에틸렌글리콜)를 공중합한 기능성 필러를 배합하면, 필러 중의 폴리D-유산에 의해 상기 수지의 내열성이 향상되고, 상기 기능성 필러에 포함된 폴리에틸렌글리콜에 의해 낙하시의 충격이 흡수된다. 따라서, 상술한 기능성 필러를 폴리L-유산으로 이루어지는 수지 내에 배합함으로써, 내열성의 향상과 함께, 내낙하충격성의 개선을 달성할 수 있다. 내열성과 내낙하충격성의 향상에 우수한 효과를 발휘하는 상술한 기능성 필러를 첨가한 폴리L-유산수지는, 종래의 폴리유산수지의 병의 결점을 극복할 수 있다. 본 발명은 환경친화적 용기인 폴리유산의 병의 실용화에 이바지할 수 있다.

Claims (21)

  1. 폴리L-유산으로 이루어지는 수지 내에, 2~4개의 수산기를 가지는 화합물에 D-유산의 1~100분자와, 글리콜(glycol)류, 지방(脂肪)족 폴리에스테르 및 방향(芳香)족 폴리에스테르로 구성되는 군(群)으로부터 선택된 분자량 10,000 이하의 폴리머를 공중합시키는 것에 의해 형성된 기능성 필러를 배합하여 얻어진 수지 조성물로 이루어지며,
    상기 기능성 필러의 배합량이 상기 폴리L-유산에 대하여 5~20중량%이고,
    상기 기능성 필러에 포함되어 있는 D-유산과 상기 수지의 L-유산 사이에 스테레오컴플렉스(stereo-complex)가 형성되어 있으며,
    상기 분자량 10,000 이하의 폴리머의 유닛이 상기 기능성 필러에 있어서 폴리D-유산의 유닛 중에 공중합되어 있는
    것을 특징으로 하는 성형품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리L-유산이 60,000~80,000의 수(數)평균 분자량을 가지는 것을 특징으로 하는 성형품.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 화합물이 다당(polysaccharide) 및 올리고당(oligosaccharide)으로부터 선택되는 당류를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 올리고당이 5탄당(炭糖)을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 화합물이 실리카 나노(silica nano) 입자로 구성되는 무기화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 화합물이 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 트리메틸올프로판(trimethylol propane) 및 펜타에리스리톨(pentaerythritol)로부터 선택되는 유기 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 D-유산은 30~50분자의 양을 그래프트중합(graft-polymerization)시킨 것인 것을 특징으로 하는 성형품.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기능성 필러가, 4개의 수산기를 가지는 펜타에리스리톨에 D-유산의 50분자와 저분자량 폴리머를 공중합시킨 것인 것을 특징으로 하는 성형품.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기능성 필러가, 2개의 수산기를 가지는 폴리에틸렌글리콜에 D-유산의 50분자와 저분자량 폴리머를 공중합시킨 것인 것을 특징으로 하는 성형품.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필러가 2종(種)이상의 기능성 필러의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌글리콜의 분자량이 200~1,000의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 성형품.
  12. 삭제
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 지방족 폴리에스테르의 분자량이 5,000 이하인 것을 특징으로 하는 성형품.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 방향족 폴리에스테르의 분자량이 10,000 이하인 것을 특징으로 하는 성형품.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 글리콜류의 분자량이 2,000 이하인 것을 특징으로 하는 성형품.
  16. 삭제
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 기능성 필러의 배합량이 상기 폴리L-유산에 대하여 10중량%인 것을 특징으로 하는 성형품.
  18. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,시차주사열량계(differential scanning calorimetry)에 의한 측정에서, 폴리L-유산만으로 이루어지는 수지에서의 융점 이외에 융점 피크를 하나 이상 가지는 것을 특징으로 하는 성형품.
  19. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 성형품이 2축연신블로우(biaxial blow) 성형품을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
  20. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 성형품이 다이렉트 블로우(direct blow) 성형품을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
  21. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 성형품이 사출 성형품을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
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