KR102437300B1 - Biodegradable and heat shrinkable film - Google Patents

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KR102437300B1
KR102437300B1 KR1020210096387A KR20210096387A KR102437300B1 KR 102437300 B1 KR102437300 B1 KR 102437300B1 KR 1020210096387 A KR1020210096387 A KR 1020210096387A KR 20210096387 A KR20210096387 A KR 20210096387A KR 102437300 B1 KR102437300 B1 KR 102437300B1
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정기명
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호명화학공업 주식회사
정기명
최인성
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Abstract

The present invention relates to a biodegradable and heat-shrinkable film. The biodegradable and heat-shrinkable film comprises 30-70 wt% of polybutylene succinate (PBS) having an average molecular weight of 140,000-280,000, and 30-70 wt% of polybutylene adipate terephthalate (PBAT) having an average molecular weight of 140,000-280,000. Based on 100 wt% of a mixture of the polybutylene succinate and the polybutylene adipate terephthalate, 1-3 wt% of a slip agent, 1-3 wt% of an anti-blocking agent, and 1-3 wt% of a compatibilizer are further included. The biodegradable and heat-shrinkable film is biodegraded by microorganisms in 3-4 weeks in 95% in a natural state of being buried in soil, and is composed of only biodegradable compounds without using synthetic resins such as polyethylene terephthalate (PET), thereby being completely biodegradable by metabolism of the microorganisms even when buried in soil. In addition, the biodegradable and heat-shrinkable film can be used as a general-purpose bundling film regardless of a weight and size of a packaging material. The biodegradable and heat-shrinkable film has good elongation and flexibility while having excellent mechanical properties by properly mixing polybutylene succinate and polybutylene adipate terephthalate. Moreover, since a difference in melting temperature between polybutylene succinate and polybutylene adipate terephthalate is not large, a process time is shortened.

Description

생분해성 열수축필름{Biodegradable and heat shrinkable film}Biodegradable heat shrinkable film

본 발명은 생분해성 열수축필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)의 생분해성 화합물로 구성되어 토양에 매립된 자연상태에서 미생물에 의해 3~4주 정도에서 95% 정도 생분해가 된 후 서서히 완전하게 생분해되고 종방향(MD) 및 횡방향(TD) 모두 기계적 물성 및 열수축율이 우수한 생분해성 열수축필름에 관한 것이다.The present invention relates to a biodegradable heat-shrinkable film, and more particularly, to a biodegradable compound of polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT). It relates to a biodegradable heat-shrinkable film with excellent mechanical properties and heat shrinkage in both the longitudinal (MD) and transverse (TD) directions, which is biodegraded slowly and completely after being biodegraded to 95% in about 3 to 4 weeks.

대형 마트나 슈퍼 등에서 판매되는 생수, 음료수, 맥주 또는 유제품(우유, 두유, 요구르트) 등은 PET병, 알루미늄 캔 또는 플라스틱제 용기에 저장되어 저장된 PET병 및 건전지 등등은 다수개씩 열수축필름으로 포장되어 하나의 묶음으로 판매되는 경우가 많다. 일반적으로, 열수축필름은 가열했을 때 수축되는 성질을 가지는 필름으로 포장하고자 하는 물품을 덮어씌우거나 둘러싼 다음, 이를 열풍터널 등을 통과시켜서 열에 의해 수축된다.Bottled water, beverages, beer, or dairy products (milk, soymilk, yogurt) sold in large marts and supermarkets are stored in PET bottles, aluminum cans, or plastic containers. They are often sold in bundles of In general, heat-shrinkable film is a film having a property of shrinking when heated, covering or surrounding an article to be packaged, and then passing it through a hot-air tunnel or the like to shrink by heat.

상기 열수축필름에 대한 종래기술을 살펴보면, Looking at the prior art for the heat-shrinkable film,

대한민국 등록특허공보 제10-0554978호 생분해성이 있는 열수축필름(2006년 03월 03일)은 폴리유산(PLA)이 30~70중량%, 네오펜틸글리콜 공중합 폴리에스테르(N-PET) 25~60중량%, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 0~10중량%로 구성된 수지조성물 구성된 것으로서, 생분해도가 20% 이상이며 90℃의 온수 중에서 열수축률이 필름 길이 방향 및 폭 방향의 적어도 어느 한 방향으로 30% 이상인 것으로 구성된다.Republic of Korea Patent Publication No. 10-0554978 biodegradable heat-shrinkable film (March 03, 2006) contains 30-70% by weight of polylactic acid (PLA) and 25-60% by weight of neopentyl glycol copolymerized polyester (N-PET). As a resin composition composed of 0 to 10% by weight of polyethylene terephthalate (PET), the biodegradability is 20% or more, and the thermal contraction rate in hot water at 90°C is 30% in at least one direction of the film length direction and the width direction It consists of more than

상기 종래기술의 열수축필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 의해 폐기시 미생물에 의한 완전 분해가 되지 아니하는 문제점과 토양에 축적되면 추후 환경오염이 유발되는 문제점이 있다The heat-shrinkable film of the prior art has a problem in that it is not completely decomposed by microorganisms when discarded by polyethylene terephthalate (PET), and when it accumulates in the soil, environmental pollution is caused later.

또한, 상기 종래기술은 폴리유산(PLA)에 의해 종방향(MD)의 열수축율이 현저히 떨어지는 문제점이 있다. In addition, the prior art has a problem in that the thermal contraction rate in the longitudinal direction (MD) is significantly lowered by the polylactic acid (PLA).

또한, 상기 종래기술은 폴리유산(PLA)과 폴리에스테르 또는폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 용융온도 차이가 커서 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.In addition, the prior art has a problem in that the productivity is lowered due to a large difference in melting temperature between polylactic acid (PLA) and polyester or polyethylene terephthalate (PET).

본 발명은 상기의 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로서, 평균분자량 140,000~280,000로 된 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 30~70중량% 및 평균분자량 140,000~280,000로 된 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 30~70중량%의 생분해성 화합물로 혼합 구성하여 토양에 매립된 자연상태에서 미생물에 의해 3~4주 정도에서 95% 정도 생분해가 된 후 서서히 완전하게 생분해되어 환경오염을 유발하지 아니하고 종방향(MD) 및 횡방향(TD) 모두 기계적 물성 및 열수축율이 우수하면서 생산성도 우수한 생분해성 열수축필름을 제공함에 있다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and has an average molecular weight of 140,000 to 280,000 polybutylene succinate (PBS) 30 to 70% by weight and polybutylene adipate having an average molecular weight of 140,000 to 280,000 Terephthalate (PBAT) is composed of a mixture of 30-70 wt% biodegradable compounds and is biodegraded to 95% by microorganisms in the natural state buried in the soil for 3-4 weeks and then slowly completely biodegraded, causing environmental pollution It is to provide a biodegradable heat-shrinkable film having excellent mechanical properties and heat shrinkage rate and excellent productivity in both the longitudinal direction (MD) and the transverse direction (TD).

본 발명은 생분해성 열수축필름에 있어서, 상기 생분해성 열수축필름은 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 30~70중량% 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 30~70중량%로 구성된다. In the present invention, in the biodegradable heat-shrinkable film, the biodegradable heat-shrinkable film is composed of 30 to 70% by weight of polybutylene succinate (PBS) and 30 to 70% by weight of polybutylene adipate terephthalate (PBAT).

또한, 본 발명은 상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)는 각각 140,000~280,000의 평균분자량으로 구성된다.In the present invention, the polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT) each have an average molecular weight of 140,000 to 280,000.

또한, 본 발명은 상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 혼합물 100중량%에 대하여 슬립제 1~3중량%가 더 포함된다. In addition, in the present invention, 1 to 3% by weight of the slip agent is further included based on 100% by weight of the polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT) mixture.

또한, 본 발명은 상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 혼합물 100중량%에 대하여 블로킹 방지제(ab) 1~3중량%가 더 포함된다. In addition, in the present invention, 1 to 3% by weight of the antiblocking agent (ab) is further included based on 100% by weight of the polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT) mixture.

또한, 본 발명은 상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 혼합물 100중량%에 대하여 상용화제 1~3중량%가 더 포함된다. In addition, in the present invention, 1 to 3% by weight of a compatibilizer is further included based on 100% by weight of the mixture of polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT).

본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리플로필렌(PP: Polypropylene), 폴리에틸렌(PE: Polyethylene) 등과 같은 합성수지를 전혀 사용하지 않고 생분해성 화합물 만으로 조성되어 토양 속에 매립되어도 미생물의 대사작용에 의해서 완전하게 생분해되는 효과가 있다.The present invention is composed only of biodegradable compounds without using any synthetic resins such as polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polyethylene (PE: polyethylene), etc. It has a biodegradable effect.

또한, 본 발명은 포장재의 중량 및 크기에 관계없이 범용적인 묶음용 필름으로 사용할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect that can be used as a universal film for bundling regardless of the weight and size of the packaging material.

또한, 본 발명은 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)와 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)의 적절한 혼합으로 우수한 기계적 물성을 가지면서도 신율 및 유연성이 양호한 효과가 있다. In addition, the present invention has an effect of good elongation and flexibility while having excellent mechanical properties by appropriately mixing polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT).

또한, 본 발명은 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)와 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)이 용융온도 차이가 크지 아니하여 공정 시간이 단축되는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of shortening the process time because the melting temperature difference between polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT) is not large.

또한, 본 발명은 완전하게 생분해가 되어 사용 후 수거하지 아니하여도 되므로 노동력이 절감되거나 소각하지 않아도 되어 소각 비용이 절감되는 효과가 있다.In addition, since the present invention is completely biodegradable and does not need to be collected after use, labor is reduced or incineration is not required, thereby reducing incineration costs.

도 1: 본 발명의 기간별 생분해사진.
도 2: 본 발명에 대한 한국화학융합시험연구원(KTR)의 시험 성적서 1.
도 3: 본 발명에 대한 한국화학융합시험연구원(KTR)의 시험 성적서 2.
도 4: 본 발명에 대한 푸리에 변환 적외선(FTIR) 흡수스펙트럼.
도 5: 본 발명에 대한 핵자기 공명(NMR) 스펙트럼.
도 6: 본 발명에 대한 열중량분석(TGA) 스펙트럼.
Figure 1: Biodegradation photos for each period of the present invention.
Figure 2: Test report of the Korea Research Institute of Chemical Convergence (KTR) for the present invention 1.
Figure 3: Test report of the Korea Research Institute of Chemical Convergence (KTR) for the present invention 2.
Figure 4: Fourier transform infrared (FTIR) absorption spectrum for the present invention.
Figure 5: Nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum for the present invention.
Figure 6: Thermogravimetric analysis (TGA) spectrum for the present invention.

본 발명의 생분해성 열수축필름은 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS: PolyButylene Succinate) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT: PolyButylene co-Adipate co-Terepthalate)의 생분해성 화합물로 구성되어 자연상태에서 미생물에 의해 완전 분해되고 소각시에도 환경오염을 방지할 수 있고 종방향(MD) 및 횡방향(TD) 모두 기계적 물성, 열수축율 및 유연성이 우수하다.The biodegradable heat-shrinkable film of the present invention is composed of a biodegradable compound of polybutylene succinate (PBS: PolyButylene Succinate) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT: PolyButylene co-Adipate co-Terepthalate). It is completely decomposed and can prevent environmental pollution even during incineration.

상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)는 지방족 글리콜(glycols)로서의 부탄디올(1,4-butanediol)과, 지방족 디카르복실산(dicarboxylic acids)으로서의 숙신산(succinic acid)을 원료로 하여, 에스테르화반응과 축중합반응을 거쳐 얻어지는 중합물로서 생분해성 폴리에스테르계 수지의 일종이다. The polybutylene succinate (PBS) uses butanediol (1,4-butanediol) as aliphatic glycols and succinic acid as aliphatic dicarboxylic acids as raw materials, It is a type of biodegradable polyester-based resin as a polymer obtained through a polycondensation reaction.

상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)는 구조적인 강도가 우수하나, 결정성이 높아 신장율이 낮은, 즉 잘 늘어나지 아니하는 성질을 갖고 수중 생분해성(hydro-biodegradable)으로 에스테르 연결기에서 발생하는 가수분해 메커니즘을 통해 생분해되기 시작하며 자연환경 속에서 미생물에 의한 추가 분해되어 뛰어난 생분해성으로 이산화탄소와 물로 완전히 분해되고 소각하여도 유해가스나 부산물 등의 유해물질이 발생하지 아니하고 융점이 112~117℃이다.The polybutylene succinate (PBS) has excellent structural strength, but has a low elongation rate due to high crystallinity, that is, it does not stretch well, and is hydro-biodegradable and a hydrolysis mechanism occurring in an ester linkage group. It begins to biodegrade through the natural environment and is further decomposed by microorganisms in the natural environment to completely decompose into carbon dioxide and water with excellent biodegradability.

상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)는 일본의 쇼와고분자의 BIONOLLE, 한국의 롯데정밀화학 주식회사의 G4560, S-EnPol의 G4560-J 등의 상용화된 것을 사용할 수 있다.As the polybutylene succinate (PBS), commercially available ones such as BIONOLLE of Showa Polymer of Japan, G4560 of Lotte Fine Chemical Co., Ltd. of Korea, and G4560-J of S-EnPol may be used.

상기 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)는 지방족 글리콜(glycols)로서의 부탄디올(1,4-butanediol)과, 디카르복실산(dicarboxylic acids)으로서 지방족 성분인 아디프산(adipic acid)과, 방향족 성분인 디메틸 테레프탈레이트(DMT: dimethyl terephthalate)를 원료로 사용한 지방족/방향족 코폴리에스테르(co-polyester)가 된다. The polybutylene adipate terephthalate (PBAT) contains butanediol (1,4-butanediol) as aliphatic glycols, adipic acid as an aliphatic component as dicarboxylic acids, and aromatic It becomes an aliphatic/aromatic co-polyester using dimethyl terephthalate (DMT) as a raw material.

상기 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)는 유연성이 높고 가공성과 인성이 우수하여, 다른 고분자와 혼합했을 때 수지의 특성을 개질 할 수 있으며, 다성분의 조합에 따른 공결정화로 인하여, 결정구조에 있어 무정형(無定形: 비결정) 영역이 상당 부분 존재하기 때문에 엘라스토머(elastomer: 탄성중합체)의 성질을 가지게 되며, 이로 인하여 신장율이 우수한 특징을 나타내는 동시에, 호모폴리머인 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)에 비해서는 강도가 낮고 고형화 속도가 느리고, 자연환경 속에서 미생물에 의한 추가 분해되어 뛰어난 생분해성으로 이산화탄소와 물로 완전히 분해되고 소각하여도 유해가스나 부산물 등의 유해물질이 발생하지 아니하고 융점이 120~130℃이다. The polybutylene adipate terephthalate (PBAT) has high flexibility and excellent processability and toughness, so it can modify the properties of the resin when mixed with other polymers. Since a significant portion of the amorphous (non-crystalline) region exists in It has low strength, slow solidification rate, and excellent biodegradability by being further decomposed by microorganisms in the natural environment. 130°C.

상기 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)는 한국의 롯데정밀화학 주식회사의 PBG7070, S-Enpol의 7070, 바스프의 ECOPLEX, 프랑스 듀퐁(DuPont)의 Biomax, 이탈리아 노바몬트(Novamont)의 Origo-Bi, 미국 Eastman Chemical의 Easter Bio 등의 상용화된 것을 사용할 수 있다.The polybutylene adipate terephthalate (PBAT) is PBG7070 of Lotte Fine Chemical Co., Ltd. of Korea, 7070 of S-Enpol, ECOPLEX of BASF, Biomax of DuPont of France, Origo-Bi of Novamont, Italy, Commercially available ones such as Easter Bio of Eastman Chemical in the United States can be used.

본 발명의 생분해성 열수축필름은 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)와 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)가 혼합되어 생분해성 화합물만으로 조성되어 고분자가 저분자화되고 토양 속에 매립되어도 미생물이 완전히 소화시킬 수 있는 크기로 분해가 되면 미생물의 대사 작용에 의해서 완전하게 생분해되면서 토양 미생물이 활성화되고 토양 생태계에 해가 없다.The biodegradable heat-shrinkable film of the present invention is composed of only biodegradable compounds by mixing polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT), so that the polymer is low molecular weight and the microorganisms can be completely digested even when buried in the soil. When it is decomposed to a suitable size, it is completely biodegraded by the metabolism of microorganisms, and soil microorganisms are activated and there is no harm to the soil ecosystem.

본 발명의 생분해성 열수축필름은 완전하게 생분해가 되어 사용 후 수거하지 아니하여도 되므로 노동력이 절감되거나 소각하지 않아도 되어 소각 비용이 절감되고, 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)와 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)이 용융온도, 즉 융점의 차이가 크지 아니하여 공정 시간이 단축된다.The biodegradable heat-shrinkable film of the present invention is completely biodegradable and does not need to be collected after use, so labor is reduced or incineration costs are reduced, and polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate. Since the difference in melting temperature, that is, melting point, of phthalate (PBAT) is not large, the process time is shortened.

본 발명의 생분해성 열수축필름에 대한 조성물의 용융수지 및 밀도는 다음의 표 1과 같다.The melt resin and density of the composition for the biodegradable heat-shrinkable film of the present invention are shown in Table 1 below.

용융지수
(MI: g/10min)
melt index
(MI: g/10min)
밀 도
(g/㎖)
density
(g/ml)
비 고note
폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)Polybutylene Succinate (PBS) 0.5~5.00.5~5.0 1.20~1.251.20~1.25 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)Polybutylene Adipate Terephthalate (PBAT) 0.5~5.00.5~5.0 1.20~1.251.20~1.25

상기 용융지수(MI)는 ASTM D1238의 조건하에서 190 ℃ 및 2.16 kg에서 측정하였고, 밀도는 ASTM D1505 방법에 의해 Density Gradient Column에서 측정하였다.The melt index (MI) was measured at 190° C. and 2.16 kg under the conditions of ASTM D1238, and the density was measured in a Density Gradient Column according to the ASTM D1505 method.

상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)는 용융지수(MI)가 0.5g/10min 이하 및 밀도가 1.20g/㎖ 이하일 경우에는 균일한 수축성을 얻을 수 없고, 용융지수(MI)가 5.0g/10min 이상 및 밀도가 1.25g/㎖ 이상일 경우에는 수축이 잘되나 경질성이 강화된다. 상기 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)의 용융지수(MI)가 0.5g/10min 이하 및 밀도가 1.20g/㎖ 이하일 경우에는 인장강도가 저하되고, 용융지수(MI)가 5.0g/10min 이상 및 밀도가 1.25g/㎖ 이상일 경우에는 연신율이 저하된다. 즉, 상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)가 이러한 범위의 용융지수(MI)를 가짐에 따라 생분해성 열수축필름은 보다 우수한 가공성 등을 나타내며 우수한 유연성을 살리기 위하여 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 반복단위 또는 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 반복단위를 60몰% 이상, 혹은 70몰% 이상, 또는 90 내지 100몰%로 포함할 수 있다.The polybutylene succinate (PBS) has a melt index (MI) If it is 0.5 g/10 min or less and the density is 1.20 g/ml or less, uniform shrinkage cannot be obtained. this is reinforced When the melt index (MI) of the polybutylene adipate terephthalate (PBAT) is 0.5 g/10 min or less and the density is 1.20 g/ml or less, the tensile strength is lowered, and the melt index (MI) is 5.0 g/10 min or more And when the density is 1.25 g/ml or more, the elongation is lowered. That is, as the polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT) have a melt index (MI) in this range, the biodegradable heat-shrinkable film exhibits superior processability, etc., and provides excellent flexibility. To this end, the polybutylene succinate (PBS) repeating unit or the polybutylene adipate terephthalate (PBAT) repeating unit may be included in an amount of 60 mol% or more, or 70 mol% or more, or 90 to 100 mol%.

상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)는 140,000~280,000의 평균분자량을 갖는다. 상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)가 이러한 분자량 범위를 가짐에 따라 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 간의 상용성 및 가공성이 보다 우수하게 되고, 비교적 높은 분자량에 따라 생분해성 열수축필름이 보다 향상된 기계적 물성 및 열수축성 등을 나타낸다. The polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT) have an average molecular weight of 140,000 to 280,000. Compatibility between polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT) as the polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT) have this molecular weight range And processability becomes more excellent, and the biodegradable heat-shrinkable film exhibits improved mechanical properties and heat-shrinkability according to a relatively high molecular weight.

상기 생분해성 열수축필름은 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 30~70중량% 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 30~70중량%로 혼합 구성되며 바람직하게는 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 40~60중량% 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 40~60중량%로 혼합 구성된다. 일반적으로 생분해성 열수축필름은 폴리유산(Polylactide resin)에 폴리에스테르(Polyester) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalat) 또는 폴리부틸렌석시네이트(PBS)를 혼합한 예는 개시된 것이 있으나 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)와 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)를 혼합된 예는 개시된 바 없다. The biodegradable heat-shrinkable film is composed of a mixture of 30 to 70% by weight of polybutylene succinate (PBS) and 30 to 70% by weight of polybutylene adipate terephthalate (PBAT), preferably polybutylene succinate (PBS) 40 to 60% by weight and 40 to 60% by weight of polybutylene adipate terephthalate (PBAT). In general, biodegradable heat-shrinkable films have been disclosed in which polyester or polyethylene terephthalat or polybutylene succinate (PBS) is mixed with polylactide resin, but polybutylene succinate (PBS) ) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT) have not been mixed.

본 발명의 생분해성 열수축필름에 사용되는 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)는 알려진 일반적인 방법에 따라 1,4-부탄디올 및 숙신산을 축중합하여 얻을 수 있고 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)는 알려진 일반적인 방법에 따라 1,4-부탄디올, 아디픽산 및 테레프탈산을 축중합하여 얻을 수 있으므로 이러한 일반적인 방법으로 직접 합성한 것을 사용하거나, 이미 상용화된 것을 입수하여 사용할 수 있다.Polybutylene succinate (PBS) used in the biodegradable heat-shrinkable film of the present invention can be obtained by polycondensation of 1,4-butanediol and succinic acid according to a known general method, and polybutylene adipate terephthalate (PBAT) is known Since it can be obtained by polycondensation of 1,4-butanediol, adipic acid and terephthalic acid according to a general method, one directly synthesized by this general method may be used, or one that has already been commercialized may be obtained and used.

상기 생분해성 열수축필름은 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)와 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)가 갖는 서로 다른 물적 특성을 이용하여 적정 비로 혼합하여 열수축율을 확보하면서 기계적인 강도와 유연성과 가공성이 좋게 하였다.상기 생분해성 열수축필름이 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 만으로 구성되는 경우에는 열수축과 기계적 강도가 우수하나 연성이 부족하여 결성 즉, 종방향(MD)으로 찢어짐이 발생하게 되고, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 만으로 구성되는 경우에는 연성이 우수하나 기계적 강도가 부족하게 된다. 상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)와 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)를 적정량을 용융 혼련하게 되면 필름의 인성, 강도 및 수축율이 증가하면서 결성이 발생하지 아니하게 되면서 필름의 유연성도 증가하고 생분해성도 유지하게 된다.The biodegradable heat-shrinkable film is mixed in an appropriate ratio using different physical properties of polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT) to secure heat shrinkage, mechanical strength, flexibility, and processability When the biodegradable heat-shrinkable film is composed of only polybutylene succinate (PBS), it has excellent heat shrinkage and mechanical strength, but lacks ductility, so that tearing occurs in the formation, that is, in the longitudinal direction (MD), and poly In the case of being composed only of butylene adipate terephthalate (PBAT), the ductility is excellent, but the mechanical strength is insufficient. When an appropriate amount of the polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT) is melt-kneaded, the toughness, strength and shrinkage of the film are increased, no formation occurs, and the flexibility of the film is also increased. It also maintains biodegradability.

상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)가 30중량% 이하인 경우에는 결성이 없으나 종방향, 즉 종방향(MD)의 수축이 부족하고 70중량% 이상인 경우에는 열수축이 잘되나 결성이 발생하고, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)가 30중량% 이하인 경우에는 유연성이 저하되고 70중량% 이상인 경우에는 유연성은 좋으나 기계적 특성 낮게 되면서 투명성이 저하된다.When the polybutylene succinate (PBS) is 30% by weight or less, there is no formation, but the contraction in the longitudinal direction, that is, the longitudinal direction (MD) is insufficient, and when it is 70% by weight or more, heat shrinkage is good but formation occurs, and polybutylene succinate (PBS) is formed. When the amount of lene adipate terephthalate (PBAT) is 30% by weight or less, the flexibility is reduced, and when it is 70% by weight or more, the flexibility is good, but the mechanical properties are low and the transparency is deteriorated.

상기 생분해성 열수축필름의 산가(Acid Value)를 1.1~1.5로 구성한다. 상기 생분해성 열수축필름이 토양 내에 매립되었을 때 생분해성 열수축필름은 산가가 1.1인 경우에는 4주일 정도가 되면 95% 정도 생분해가 된 후 서서히 완전 생분해되고, 산가가 1.5인 경우에는 3주일 정도가 되면 95% 정도 생분해가 된 후 서서히 완전 생분해된다. The biodegradable heat-shrinkable film has an acid value of 1.1 to 1.5. When the biodegradable heat-shrinkable film is buried in the soil, the biodegradable heat-shrinkable film is biodegraded to about 95% in about 4 weeks when the acid value is 1.1 and then completely biodegraded, and when the acid value is 1.5, after about 3 weeks After 95% biodegradation, it is gradually completely biodegraded.

상기 생분해성 열수축필름이 사용 후 본의 아니게 밭 등의 작물 재배지에 떨어졌을 경우 작물의 생육에 지장을 초래하지 아니하는 기간과 분해 정도를 감안하고 생분해성 열수축필름이 95% 정도 생분해된 후 남은 5%의 생분해는 서서히 진행되므로 남은 5%를 빠르게 생분해하기 위해서는 산가를 불필요하게 매우 높게 하여야 하는 불합리한 점을 감안하여 산가를 결정하였다.If the biodegradable heat-shrinkable film is unintentionally dropped on a crop cultivation area such as a field after use, the remaining 5% after the biodegradable heat-shrinkable film is about 95% biodegradable, taking into consideration the period and degree of decomposition that does not affect the growth of crops The acid value was determined in consideration of the unreasonable point that the acid value must be unnecessarily high in order to rapidly biodegrade the remaining 5% because the biodegradation of

상기 산가는 생분해성 열수축필름 중의 산성 성분의 양으로 시료 1g의 산성 성분을 중화하는 데 필요한 수산화 칼륨(KOH: Potassium Hydroxide)의 양을 mg 단위로 표시한 수로서 탄산칼슘(CC)의 촉매로 사용되는 수산화 칼륨(KOH)의 첨가에 의하여 산가를 조절하며 일반적으로 가수분해 안정성은 산가가 낮을수록 우수하고 산가는 알칼리 촉매로 결정한다. 상기 수산화 칼륨(KOH)은 무기화합물의 백색 고체로서 수분 및 이산화탄소를 흡수하는 성질이 강하고 수분 및 이산화탄소를 흡수할 때 생성되는 탄산칼륨의 용해도가 크고 1, 2 및 4수화염이 존재하며 녹는점은 각각 143℃, 35.5℃ 및 -32.7℃이고, 그 사이의 전이 온도는 32.5℃, -33℃이다.The acid value is the amount of the acid component in the biodegradable heat-shrinkable film, and the amount of potassium hydroxide (KOH: Potassium Hydroxide) required to neutralize the acid component of 1 g of the sample is expressed in mg. It is used as a catalyst for calcium carbonate (CC). The acid value is controlled by the addition of potassium hydroxide (KOH), which is used, and in general, the lower the acid value, the better the hydrolysis stability, and the acid value is determined by an alkali catalyst. The potassium hydroxide (KOH) is a white solid of an inorganic compound, has a strong property of absorbing moisture and carbon dioxide, has a high solubility of potassium carbonate produced when absorbing moisture and carbon dioxide, and has 1,2, and tetrahydrate salts, and the melting point is 143°C, 35.5°C and -32.7°C, respectively, and the transition temperatures therebetween are 32.5°C and -33°C.

상기 알칼리 촉매는 수산화 칼륨(KOH)외에 수산화나트륨(Sodium Hydroxide), 수산화칼슘(Calcium Hydroxide), 무수탄산나트륨(Sodium Carbonate Anhydrous) 및 무수탄산칼륨(Potassium Carbonate Anhydrous) 등을 사용할 수 있으며, 이들은 1종 또는 2종 이상 혼합에 의하여 결정되며 이로 인하여 산가의 조절이 용이하다.As the alkali catalyst, in addition to potassium hydroxide (KOH), sodium hydroxide (Sodium Hydroxide), calcium hydroxide (Calcium Hydroxide), sodium carbonate anhydrous (Sodium Carbonate Anhydrous) and potassium carbonate anhydrous (Potassium Carbonate Anhydrous), etc. may be used, and these may be used alone or in two It is determined by the mixture of more than one species, so that it is easy to control the acid value.

상기 생분해성 열수축필름의 우수한 수축성을 확보하기 위해 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 반복단위 또는 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 반복단위를 40~80몰%(mole%)로 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)가 40몰% 이하인 경우에는 80몰% 이상인 경우에는 수축이 잘되지 않고, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)가 40몰% 이하인 경우에는 인성인 낮아지고, 80몰% 이상인 경우에는 융점이 높아진다.In order to secure excellent shrinkability of the biodegradable heat-shrinkable film, polybutylene succinate (PBS) repeating unit or polybutylene adipate terephthalate (PBAT) repeating unit is polybutylene succinate at 40-80 mol% (mole%). When the sodium content (PBS) is 40 mol% or less, the shrinkage is not good when it is 80 mol% or more, and when the polybutylene adipate terephthalate (PBAT) is 40 mol% or less, the toughness decreases, and when it is 80 mol% or more has an increased melting point.

상기 생분해성 열수축필름은 두께 10~130㎛ 로 구성된다. 상기 생분해성 열수축필름의 두께가 10㎛ 이하인 경우에는 유제품이 충만된 플라스틱제 용기 6개를 하나의 묶음하여 보관 운반에 필요한 강도를 유지하지 못하고, 130㎛ 이상인 경우에는 생수 또는 맥주가 충만된 1.8L PET병 6개를 하나의 묶음하여 보관 운반에 충분한 강도를 유지하면서 필요이상으로 두껍게 된다. 본 발명은 포장재의 중량 및 크기에 관계없이 범용적인 묶음용 필름으로 사용할 수 있다.The biodegradable heat-shrinkable film is composed of a thickness of 10 ~ 130㎛. When the thickness of the biodegradable heat-shrinkable film is 10㎛ or less, six plastic containers filled with dairy products are bundled into one, and the strength required for storage and transport cannot be maintained. 6 PET bottles are bundled together to maintain sufficient strength for storage and transportation, while making them thicker than necessary. The present invention can be used as a universal film for bundling regardless of the weight and size of the packaging material.

상기 생분해성 열수축필름은 생분해 및 열수축을 손상시키지 않는 범위내에서 생산성 등의 개선을 위해 슬립제(slip agent), 블로킹 방지제(ab), 상용화재 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 혼합물 100중량%에 대하여 슬립제 1~3중량%가 더 포함된다. 상기 슬립제가 2중량% 이하인 경우에는 마찰계수를 떨어뜨리지 못하여 슬립성 향상이 어렵고 4중량% 이상인 경우에는 슬립성은 향상되지만 마찰계수가 낮아 권취성이 떨어진다. 상기 슬립제는 생분해성 열수축필름 형성시 슬립성을 강화하여 생분해성 열수축필름의 찢어짐을 방지하면서 균일한 두께가 되게 하고 일반 열수축필름에 비해 생산성을 좋게 한다. The biodegradable heat-shrinkable film may further include additives such as a slip agent, an anti-blocking agent (ab), and a compatibilizer to improve productivity within a range that does not impair biodegradation and heat shrinkage. 1 to 3% by weight of the slip agent is further included based on 100% by weight of the polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT) mixture. When the slip agent is 2 wt% or less, it is difficult to improve the slip property because the friction coefficient cannot be dropped. The slip agent strengthens the slip property when forming the biodegradable heat-shrinkable film to prevent tearing of the biodegradable heat-shrinkable film and to have a uniform thickness and to improve productivity compared to the general heat-shrinkable film.

상기 상기 슬립제는 올레핀계 왁스, 히드록시 에틸아민(oxy ethyl follow amine), 폴리옥시에틸렌 알킬아민(polyoxy ethylene alkyl amine), 라우릭 디에틸아미드(lauric diethyl amide), 스테아르산 모노글리세라이드(stearic acid monoglyceride), 글리세릴 스테아레이트(glyceryl stearate), 지방산 아미드(fatty acid amide) 중에서 어느 하나 이상으로 구성된다. The slip agent is an olefin wax, hydroxy ethyl amine (oxy ethyl follow amine), polyoxy ethylene alkyl amine (polyoxy ethylene alkyl amine), lauric diethyl amide (lauric diethyl amide), stearic acid monoglyceride (stearic) acid monoglyceride), glyceryl stearate, and fatty acid amide (fatty acid amide).

상기 지방산 아미드는 하이드록실(hydroxyl) 그룹이 아미노(amino) 구조로 치환되어 중성적 구조를 가지고 있는 화합물로서 에루카미드(erucamide), 올레아미드(Oleamide), 베헨아미드(behenamide) 스테아르아미드(stearamide), 스테아릴 스테아르아미드(stearyl stearamide), 스테아릴 에루카미드(stearyl erucamide), 올레일팔미틸 아미드(oleylpalmityl amide) 등을 들수 있다.The fatty acid amide is a compound having a neutral structure in which a hydroxyl group is substituted with an amino structure, erucamide, oleamide, behenamide, stearamide, stearyl stearamide, stearyl erucamide, oleylpalmityl amide, and the like.

일반적으로 필름은 높은 마찰계수나 필름 성형시 닙롤(Nip-Roll)에서 필름 내면이 서로 달라붙는 블로킹에 의하여 때때로 표면끼리 달라붙어 작업상 지장을 주는 경우가 있으며 이러한 현상을 방지하기 위하여 본 발명의 생분해성 열수축필름에 블로킹 방지제(ab: antiblocking agent)를 첨가시켜 블로킹성을 감소시킨다.In general, the film has a high coefficient of friction or is sometimes stuck to each other due to the blocking of the inner film surface sticking to each other at the nip-roll during film forming, which sometimes interferes with the operation. To prevent this phenomenon, the biodegradation of the present invention Anti-blocking agent (ab: antiblocking agent) is added to the heat-shrinkable film to reduce blocking.

상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 혼합물 100중량%에 대하여 블로킹 방지제(ab) 1~3중량%가 더 포함되며, 블로킹 방지제(ab)가 1중량% 이하인 경우에는 제품의 인쇄성, 안티 블로킹성을 확보하기 어렵고 3중량% 이상인 경우에는 표면에 돌기 형태가 형성되어 양호한 슬립성을 얻기 어렵다. 상기 블로킹 방지제(ab)의 입자 크기가 2.0~5.O㎛이며 이 범위의 입자이면 우수한 내 스크래치성의 생분해성 열수축필름을 얻을 수가 있다. Based on 100% by weight of the polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT) mixture, 1 to 3% by weight of the antiblocking agent (ab) is further included, and the antiblocking agent (ab) is 1% by weight If it is less than, it is difficult to secure the printability and anti-blocking properties of the product, and if it is 3% by weight or more, it is difficult to obtain good slip properties because protrusions are formed on the surface. The particle size of the anti-blocking agent (ab) is 2.0 to 5.0 μm, and if the particles are in this range, a biodegradable heat-shrinkable film with excellent scratch resistance can be obtained.

상기 블로킹 방지제(ab)는 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)의 기지 내에 구형 무기입자 등으로 함유되어 슬립성이 우수하여 후가공 및 공정성을 양호하게 한다. 또한, 상기 블로킹 방지제(ab)는 필름의 표면에 저분자 물질이 묻어 나오지 않도록 저분자 물질을 잡아 주는 역할을 하기 때문에 가용분 물질의 이행을 최소화시키고 제조 공정에서 기포의 발생을 방지할 수 있다.The anti-blocking agent (ab) is contained in the matrix of polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT) as spherical inorganic particles, etc. In addition, since the anti-blocking agent (ab) serves to hold the low-molecular material so that the low-molecular material does not come off the surface of the film, it is possible to minimize the migration of the soluble material and prevent the occurrence of bubbles in the manufacturing process.

상기 블로킹 방지제(ab)는 탄산칼슘, 무정형 실리카, 규조토, 카올린, 탈크, 활석, 탄산마그네슘, 탄산바륨, 황산칼슘, 황산바륨, 인산리튬, 인산칼슘, 인산마그네슘, 산화알루미늄, 불화리튬, 디카르복시산의칼슘, 바륨, 아연 또는 망간 염, 카본블랙, 이산화티탄, 카올린, 가교된 폴리스틸렌 입자, 가교된 아크릴레이트 입자, 실리콘 비드 또는 테프론 비드 중에서 어느 하나 이상으로 구성된다. The anti-blocking agent (ab) is calcium carbonate, amorphous silica, diatomaceous earth, kaolin, talc, talc, magnesium carbonate, barium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate, lithium phosphate, calcium phosphate, magnesium phosphate, aluminum oxide, lithium fluoride, dicarboxylic acid of calcium, barium, zinc or manganese salt, carbon black, titanium dioxide, kaolin, cross-linked polystyrene particles, cross-linked acrylate particles, silicon beads or Teflon beads are composed of any one or more.

상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 혼합물 100중량%에 대하여 상용화제 1~3중량%가 가 더 포함되며, 상용화제가 1중량% 이하인 경우에는 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)과 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 간의 상용성이 충분히 확보되지 못하여 필름 가공성 및 물성 개선효과가 미미하고 3중량% 이상인 경우에는 분자량 및 반응성이 너무 높아 조성물의 용융지수(MI: Melt Index)가 낮아져 필름 가공 시 겔(Gel)이 발생하거나 가공성이 불량한 문제점이 발생할 수 있다.Based on 100 wt% of the polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT) mixture, 1-3 wt% of a compatibilizer is further included, and when the compatibilizing agent is 1 wt% or less, polybutylene Since compatibility between succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT) is not sufficiently secured, the effect of improving film processability and physical properties is insignificant. MI: Melt Index) is lowered, so that a gel may occur during film processing or a problem of poor processability may occur.

상기 상용화제는 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)과 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 간의 결합력을 개선시키는 성분으로서 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)과 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)의 분산성 및 안정성을 증가시켜 필름 제조 후 인장 및 인열강도를 향상시켜 준다. 상기 상용화제는 생분해성 고분자에 무수말레인산(Maleic anhydride, MA)을 그라프트시킨 그라프트 공중합체, 에폭시화된 오일 및 에폭시기를 갖는 다관능성 화합물 중에서 어느 하나로 구성된다. The compatibilizer is a component that improves the bonding strength between polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT), and is a compound of polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT). It improves the tensile and tear strength after film production by increasing dispersibility and stability. The compatibilizer is composed of any one of a graft copolymer obtained by grafting maleic anhydride (MA) onto a biodegradable polymer, an epoxidized oil, and a polyfunctional compound having an epoxy group.

상기 그라프트 공중합체는 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)과 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 생분해성 고분자에 무수말레인산(MA)이 그라프트된 그라프트 공중합체일 수 있고, 바람직하게는 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트-무수말레인산(poly(butylene adipate-co-terephthalate)-Maleic anhydride, PBAT-MA)일 수 있다. 상기 그라프트 공중합체는 공지의 기술에 의해 제조될 수 있으며, 예컨대 상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 또는 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)에 무수말레인산(MA)을 첨가한 후 과산화디큐밀(dicumyl peroxide) 등과 같은 개시제를 첨가하여 이축압출기(twin-screw extruder)를 이용하여 제조될 수 있다.The graft copolymer is a graft copolymer in which maleic anhydride (MA) is grafted onto at least one biodegradable polymer selected from the group consisting of polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT). may be, preferably polybutylene adipate terephthalate-maleic anhydride (poly(butylene adipate-co-terephthalate)-Maleic anhydride, PBAT-MA). The graft copolymer may be prepared by a known technique, for example, after adding maleic anhydride (MA) to the polybutylene succinate (PBS) or polybutylene adipate terephthalate (PBAT), dicumyl peroxide (dicumyl peroxide) may be prepared using a twin-screw extruder by adding an initiator.

상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)는 한국 롯데정밀화학 주식회사의 제품명 G4560, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)는 한국 롯데정밀화학 주식회사의 제품명 PBG7070을 사용하여 본 발명의 생분해성 열수축필름을 실시예에 따라 물성 및 생분해성을 다음과 같은 방법으로 측정 및 평가하였다.The polybutylene succinate (PBS) uses the product name G4560 of Korea Lotte Fine Chemical Co., Ltd., and the polybutylene adipate terephthalate (PBAT) uses the product name PBG7070 of Korea Lotte Fine Chemical Co., Ltd. to implement the biodegradable heat-shrinkable film of the present invention According to the example, physical properties and biodegradability were measured and evaluated in the following way.

(1) 산가(1) acid value

수지 0.5g를 클로로포름 20ml로 용해한 후 에탄올을 첨가한 용액을 자동적정기(Autotitrator)에서 0.1N 수산화칼륨(KOH)으로 적정하여 산가를 계산하였다.After dissolving 0.5 g of the resin in 20 ml of chloroform, the solution to which ethanol was added was titrated with 0.1N potassium hydroxide (KOH) in an autotitrator to calculate the acid value.

(2) 인장강도, 인열강도 및 연신율(2) Tensile strength, tear strength and elongation

KS M 3503의 7.6 인장강도 및 연신율 시험방법에 준하여 시료의 파단 시 인장강도(kgf/㎠), 인열강도(kgf/cm)및 신율(%)을 측정하였고, 종방향(MD) 및 횡방향(TD)에 대해 각각 측정한 뒤 가장 낮은 값을 취하였다.Tensile strength (kgf/cm2), tear strength (kgf/cm), and elongation (%) at break of the sample were measured according to the 7.6 tensile strength and elongation test method of KS M 3503, and longitudinal (MD) and transverse directions After each measurement for (TD), the lowest value was taken.

(3) 수축율(3) shrinkage

KS A1511 수축 포장용 필름에 정한 시험 방법에 의하여 수행하였으며 제조된 열차단 수축필름(10)에서 한 변이 필름의 종방향(MD)에 평행한 100mm*100mm의 정사각형 시료를 채취하여 120℃의 항온욕조의 에틸렌글리콜용액의 욕조에 20초 담근 후 인출하여 상온에 5초 냉각하여 종방향(MD) 및 횡방향(TD)의 길이를 측정하였고 수축율은 아래의 식에 의하여 계산하였다.It was carried out according to the test method specified for KS A1511 shrink packaging film, and 100 mm * 100 mm square samples parallel to the longitudinal direction (MD) of one side of the film were taken from the manufactured heat-blocking shrink film 10, After immersing in a bath of ethylene glycol solution for 20 seconds, it was taken out and cooled to room temperature for 5 seconds to measure the lengths in the longitudinal (MD) and transverse (TD) directions, and the shrinkage rate was calculated by the following formula.

수축율(%) = 100-(Lo-Lt)/LoShrinkage (%) = 100-(Lo-Lt)/Lo

Lo: 수축 전 길이. Lo: Length before contraction.

Lt: 수축 후 길이. Lt: length after shrinkage.

(4) 수축 후 필름 외관상태(4) Appearance of film after shrinkage

생수가 충진된 1,8L PET병 6개를 하나의 묶음으로 포장한 후 150℃의 공기 오븐에서 30초간 열수축시킨 후 외관 상태를 3회 반복하여 결점수의 평균값을 파악하였으며, 결점이 1개 이하일 경우 양호, 5개 이하일 경우 보통, 5개를 초과할 경우 불량으로 표기하였다. 또한, 외관상태 결점은 주름, 상하부 끝부분 말림, 변색 등에 대한 갯수를 파악하였다.Six 1,8L PET bottles filled with bottled water were packaged in a bundle and heat-shrinked in an air oven at 150°C for 30 seconds. If it is good, if it is less than 5, it is indicated as normal, and if it exceeds 5, it is indicated as bad. In addition, the number of appearance defects such as wrinkles, curled upper and lower ends, and discoloration were identified.

(5) 생분해성(5) biodegradability

KS M 3100-1 퇴비화 조건에서의 플라스틱의 호기성 생분해도 측정방법에 의해 표준시료(셀룰로오즈)와 시험 시료의 발생된 이산화탄소의 양을 측정해서 평가 하였다.KS M 3100-1 The amount of carbon dioxide generated in the standard sample (cellulose) and the test sample was measured and evaluated by the aerobic biodegradability measurement method of plastics under composting conditions.

생분해도(%)= (발생 이산화탄소의 양/ 이론적 이산화탄소 량)*100Biodegradability (%) = (amount of carbon dioxide generated / theoretical amount of carbon dioxide)*100

상기 본 발명 생분해성 열수축필름은 필름성형기(대륜기계㈜, 기종: 50mm HD/PE FILM M/C)를 사용하여 압출기의 온도 조건을 114~126℃ 범위로 하여 압출기 실린더 및 다이(die) 온도를 적절히 조정하여 압출속도 500rpm, 원료투입속도는100 rpm, 롤속도 200rpm으로 하여 두께 80㎛로 제조하였다.The biodegradable heat-shrinkable film of the present invention uses a film forming machine (Daeryun Machinery Co., Ltd., model: 50mm HD/PE FILM M/C) to set the temperature condition of the extruder in the range of 114 to 126 ° C. With appropriate adjustment, the extrusion speed was 500 rpm, the raw material input speed was 100 rpm, and the roll speed was 200 rpm, so that the thickness was 80 μm.

본 발명의 실시예에 대한 산가 및 조성물 현황은 다음의 표 2와 같다.The acid value and composition status of Examples of the present invention are shown in Table 2 below.

구 분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 산 가mountain autumn 1.511.51 1.491.49 1.501.50 1.501.50 1.491.49 PBSPBS 3030 4040 5050 6060 7070 PBATPBAT 7070 6060 5050 4040 3030

상기 실시예 1 내지 실시예 5는 측정 및 평가의 변수를 감소시키기 위해 산가를 단순화하고 슬립제, 블로킹 방지제(ab), 상용화재 등의 첨가제는 포함하지 아니하였다.In Examples 1 to 5, the acid value was simplified in order to reduce the variables of measurement and evaluation, and additives such as a slip agent, an anti-blocking agent (ab), and a compatibilizer were not included.

본 발명의 실시예에 따른 물성 및 외관 평가 결과는 다음의 표 3과 같다.The physical properties and appearance evaluation results according to the embodiment of the present invention are shown in Table 3 below.

비교예comparative example 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 인장강도
(M/mm)
The tensile strength
(M/mm)
종방향(MD)Longitudinal (MD) 5151 5050 5353 5454 5757 6161
횡방향(TD)Transverse direction (TD) 4646 4747 4949 5151 5353 5757 연신율
(%)
elongation
(%)
종방향(MD)Longitudinal (MD) 623623 665665 656656 642642 635635 621621
횡방향(TD)Transverse direction (TD) 641641 703703 696696 686686 679679 664664 인열강도
(N/mm)
tear strength
(N/mm)
종방향(MD)Longitudinal (MD) 232232 281281 269269 258258 250250 238238
횡방향(TD)Transverse direction (TD) 260260 308308 291291 279279 273273 261261 수축율
(%)
shrinkage
(%)
종방향(MD)Longitudinal (MD) 7272 7373 7474 7676 7777 8080
횡방향(TD)Transverse direction (TD) 1717 1717 1919 2020 2222 2525 필름 외관 상태film appearance 양 호Good 양 호Good 양 호Good 양 호Good 양 호Good 양 호Good

상기 비교예는 PET 음료병에 집적 포장용으로 사용되고 있으면서 본 출원인이 제조하고 있는 폴리에틸렌계 열차단수축필름이다 The comparative example is a polyethylene-based heat-blocking shrink film manufactured by the present applicant while being used for integrated packaging in PET beverage bottles.

상기 실시예 3은 본 출원인이 한국화학융합시험연구원에 시험을 의뢰 샘플(TAK-072599 생분해성 수축필름)과 동일하며 이에 대한 물성평가는 한국화학융합시험연구원의 시험결과를 인용하였고, 비교예, 실시예 1, 2, 4 및 5는 본 출원인의 연구소에서 자체 시험과 결과이다.The above Example 3 is the same as the sample (TAK-072599 biodegradable shrink film) requested by the applicant to the Korea Testing and Research Institute for testing, and the evaluation of the physical properties thereof cited the test results of the Korea Testing and Research Institute for Chemical Convergence, Comparative Examples, Examples 1, 2, 4 and 5 are our own tests and results in the applicant's laboratory.

상기 물성 및 외관 평가 결과에서 본 발명은 인장강도가 종방향 50~61M/mm, 횡방향 47~57M/mm, 연신율이 종방향 622~665%, 횡방향 664~703%, 인열강도가 종방향 238~281M/mm, 횡방향 261~308M/mm, 수축율이 종방향 73~80%, 횡방향 17~25%로서 비교예보다 다소 또는 매우 우수하면서 종방향(MD)과 횡방향(TD)이 적절한 균형으로 수축되었고 필름 외관 상태는 비교예와 대동 소이하였다.From the above physical properties and appearance evaluation results, the present invention has a tensile strength of 50 to 61 M/mm in the longitudinal direction, 47 to 57 M/mm in the transverse direction, an elongation of 622 to 665% in the longitudinal direction, 664 to 703% in the transverse direction, and a tearing strength in the longitudinal direction. 238~281M/mm in the direction, 261~308M/mm in the transverse direction, and the shrinkage ratio of 73~80% in the longitudinal direction and 17~25% in the transverse direction. It was shrunk with this proper balance, and the film appearance was substantially the same as that of the comparative example.

본 발명의 실시예에 따른 생분해성 결과는 다음의 표 4와 같다.The biodegradability results according to an embodiment of the present invention are shown in Table 4 below.

1주1 week 2주2 weeks 3주3 weeks 4주4 weeks 6주6 weeks 8주8 weeks 10주10 weeks

생분해도
(%)


biodegradability
(%)
비교예comparative example -- -- -- -- -- -- --
실시예 1Example 1 1717 5555 8080 9696 9898 9999 100100 실시예 2Example 2 1717 5454 7979 9696 9797 9999 100100 실시예 3Example 3 1515 5151 7777 9595 9797 9898 9999 실시예 4Example 4 1313 4949 7676 9595 9797 9898 9999 실시예 5Example 5 1111 4747 7373 9494 9696 9797 9898

본 발명의 생분해성 시험 결과는, 생분해도가 시험 시작 후 4일까지는 미미하고 5일부터 20일까지는 급격히 상승하다가 28일 전후까지는 상승도가 서서히 감소되었고 95% 정도 생분해가 된 후 부터는 상승도가 없이 아주 서서히 생분해가 진행되었으며 이를 간략하게 표 4로 기재하였고, 표 4에서 생분해 기간이 증가할 수록 생분해가 잘되고 있음을 알 수 있으면서 10주가 되면 생분해가 거의 이루어져 생분해가 양호함을 알 수 있다.As a result of the biodegradability test of the present invention, the biodegradability was insignificant until 4 days after the start of the test, and rapidly increased from the 5th to the 20th, and then the elevation gradually decreased until around 28 days. The biodegradation progressed slowly, which is briefly described in Table 4, and it can be seen from Table 4 that the biodegradation is better as the biodegradation period increases.

도 2는 본 발명에 대해 한국화학융합시험연구원(KTR)에서 실시한 시험에 대한 결과의 시험 성적서이다. 도 3은 본 발명에 대해 한국화학융합시험연구원(KTR)에서 적외선을 비추어서 쌍극자 모멘트가 변화하는 분자 골격의 진동과 회전에 대응하는 에너지의 흡수를 측정하는 분석법인 푸리에 변환 적외선 분광계(FTIRS: Fourier Transform Infrared Spectrometer)를 이용하여 실시한 푸리에 변환 적외선(FTIR) 흡수스펙트럼으로서 질소가스 분위기로 안정화시킨 다음 파동수 4000~400 cm-1 에서 바탕선에 일치시켜 측정하였다.2 is a test report of the results of the test conducted by the Korea Research Institute of Chemical Convergence (KTR) for the present invention. 3 is a Fourier Transform Infrared Spectrometer (FTIRS), an analysis method that measures the absorption of energy corresponding to vibration and rotation of a molecular skeleton in which a dipole moment is changed by irradiating infrared rays at the Korea Research Institute for Chemical Convergence (KTR) for the present invention. A Fourier transform infrared (FTIR) absorption spectrum performed using an Infrared Spectrometer) was stabilized in a nitrogen gas atmosphere and then measured by matching the baseline at a wave number of 4000-400 cm-1.

도 4는 본 발명에 대해 한국화학융합시험연구원(KTR)에서 핵자기 공명계(NMR: Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer)을 이용하여 실시한 핵자기 공명(NMR) 스펙트럼으로서 중수소화된 트리클로로메탄(CDCl3) 용매에 녹인 다음, 이 용액으로부터 주파수 250 MHz 이상인 수소 핵자기 공명(NMR)을 사용하여 핵자기 공명(NMR) 스펙트럼을 측정하였다.4 is a nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum conducted by using a Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer (NMR) at the Korea Research Institute of Chemical Convergence (KTR) for the present invention. Deuterated trichloromethane (CDCl3) solvent Then, from this solution, a nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum was measured using hydrogen nuclear magnetic resonance (NMR) with a frequency of 250 MHz or higher.

도 5는 본 발명에 대해 한국화학융합시험연구원(KTR)에서 열중량분석기 (TGA: Thermo-Gravimetric Analysis)를 이용하여 실시한 열중량분석 스펙트럼으로서 질소 분위기 하에서 10 ℃/min의 승온 속도로 600 ℃까지 승온하여 열중량 곡선을 얻었으며 전분 분해량은 열중량 곡선을 미분하여 얻은 미분곡선(dervative curve)의 전분의 초기분해 시작점(Wi)과 지방족 폴리에스터의 분해가 시작되는 바탕선의 중간지점(Wf)으로부터 계산하였다.5 is a thermogravimetric analysis spectrum conducted by using a thermo-gravimetric analysis (TGA) at the Korea Research Institute of Chemical Convergence (KTR) for the present invention. The thermogravimetric curve was obtained by increasing the temperature, and the amount of starch decomposition was determined at the midpoint between the initial decomposition starting point of starch (Wi) and the starting point of the decomposition of aliphatic polyester in the derivative curve obtained by differentiating the thermogravimetric curve (Wf). was calculated from

본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않으며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 점에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.The terms or words used in the specification and claims of the present invention are not to be construed as limited in their ordinary or dictionary meanings, and the inventor can properly define the concept of the term to best describe his invention. Based on this point, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

그러므로, 본 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되고 본 발명의 출원 시점에 있어서 변형 예들이 가능하거나 존재할 수 있음을 이해하여야 할 것이고 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the embodiment described in the detailed description of the present invention and the configuration shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, so the scope of the present invention should not be limited to the described embodiment and should not be defined at the time of filing of the present invention It should be understood that modifications are possible or may exist, and should be defined by the claims and equivalents.

Claims (5)

생분해성 열수축필름에 있어서,
상기 생분해성 열수축필름은 평균분자량 140,000~280,000의 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 30~70중량% 및 평균분자량 140,000~280,000의 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 30~70중량%와,
상기 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 혼합물 100중량%에 대하여 상용화제 1~3중량%가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 생분해성 열수축필름.
In the biodegradable heat-shrinkable film,
The biodegradable heat-shrinkable film comprises 30 to 70 wt% of polybutylene succinate (PBS) having an average molecular weight of 140,000 to 280,000 and 30 to 70 wt% of polybutylene adipate terephthalate (PBAT) having an average molecular weight of 140,000 to 280,000,
Biodegradable heat-shrinkable film, characterized in that it further comprises 1 to 3% by weight of a compatibilizer based on 100% by weight of the polybutylene succinate (PBS) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT) mixture.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120099716A (en) * 2009-11-09 2012-09-11 바스프 에스이 Method for producing shrink films
KR20130002591A (en) * 2011-06-29 2013-01-08 일신화학공업 주식회사 Biodegradable mulching film
KR20150120983A (en) * 2013-02-18 2015-10-28 유.에스. 퍼시픽 논우븐스 인더스트리 리미티드 Biodegradable film and laminate
CN112046109A (en) * 2020-09-08 2020-12-08 山东圣和塑胶发展有限公司 Degradable bidirectional-shrinkage heat-sealing packaging film and preparation method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120099716A (en) * 2009-11-09 2012-09-11 바스프 에스이 Method for producing shrink films
KR20130002591A (en) * 2011-06-29 2013-01-08 일신화학공업 주식회사 Biodegradable mulching film
KR20150120983A (en) * 2013-02-18 2015-10-28 유.에스. 퍼시픽 논우븐스 인더스트리 리미티드 Biodegradable film and laminate
CN112046109A (en) * 2020-09-08 2020-12-08 山东圣和塑胶发展有限公司 Degradable bidirectional-shrinkage heat-sealing packaging film and preparation method thereof

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