KR102466532B1 - Water based biodegadable composition, products including the same and manufacturing method of water based biodegadable products - Google Patents
Water based biodegadable composition, products including the same and manufacturing method of water based biodegadable products Download PDFInfo
- Publication number
- KR102466532B1 KR102466532B1 KR1020200148918A KR20200148918A KR102466532B1 KR 102466532 B1 KR102466532 B1 KR 102466532B1 KR 1020200148918 A KR1020200148918 A KR 1020200148918A KR 20200148918 A KR20200148918 A KR 20200148918A KR 102466532 B1 KR102466532 B1 KR 102466532B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- weight
- biodegradable
- aqueous
- parts
- pha
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B11/00—Making preforms
- B29B11/06—Making preforms by moulding the material
- B29B11/10—Extrusion moulding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/28—Treatment by wave energy or particle radiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/24—Acids; Salts thereof
- C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/14—Peroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/20—Carboxylic acid amides
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics
Abstract
본 발명은 베이스 수지와 첨가제를 포함하며, 상기 베이스 수지는 PHA(Polyhydroxyalkonates), PLA(Polylatic acid) 및 PBAT(Poly butylene adipate-co-terephthalate) 중의 적어도 2 이상이 혼합된 형태로서, PHA(Polyhydroxyalkonates) 100 중량부 기준으로 PLA(Polylatic acid) 70 중량부 내지 130 중량부 및 PBAT(Poly butylene adipate-co-terephthalate) 50 중량부 이하를 포함하며, 상기 첨가제는 상용화제 2 내지 4 wt%, 핵제 5 내지 7 wt%, 과산화물 0.1 내지 0.2 wt%, 분산제 0.1 내지 1.5 wt% 및 계면활성제 0.1 내지 3.0 wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 수계 생분해성 조성물, 수계 생분해성 조성물을 포함하는 제품 및 수계 생분해성 제품의 제조방법에 관한 것이다.The present invention includes a base resin and an additive, wherein the base resin is a mixture of at least two of PHA (Polyhydroxyalkonates), PLA (Polylatic acid) and PBAT (Poly butylene adipate-co-terephthalate), PHA (Polyhydroxyalkonates) Based on 100 parts by weight, it contains 70 to 130 parts by weight of PLA (Polylatic acid) and 50 parts by weight or less of PBAT (Poly butylene adipate-co-terephthalate), and the additives include 2 to 4 wt% of a compatibilizer and 5 to 130 parts by weight of a nucleating agent. 7 wt %, 0.1 to 0.2 wt % peroxide, 0.1 to 1.5 wt % dispersant, and 0.1 to 3.0 wt % surfactant; It is about the manufacturing method of.
Description
본 발명은 수계 생분해성 조성물, 이를 포함하는 제품 및 수계 생분해성 제품의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an aqueous biodegradable composition, a product comprising the same, and a process for preparing the aqueous biodegradable product.
폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌 및 폴리염화비닐과 같은 합성수지는 산업 전반의 다양한 분야에서 쓰레기 봉투, 롤백, 쇼핑백, 식품포장, 건축자재 및 가전제품 등에서 폭넓게 사용되어 왔으며, 일상생활에서 없어서는 안 될 정도의 위치를 차지하고 있다. 이러한 합성수지들은 내구성이 매우 우수하지만, 자연상태에서의 분해성이 떨어져 사용 후 폐기 시 생태계에 악영향을 끼치고 환경파괴를 야기하는 문제점이 있다. 이러한 가운데 상기 수지들을 이용한 일회용 제품의 비중이 높아지고 있어 사회적으로 큰 문제가 되고 있고 경제적 비용 상승도 초래하고 있다.Synthetic resins such as polyethylene, polystyrene, polypropylene, and polyvinyl chloride have been widely used in various fields of industry, such as garbage bags, rollbacks, shopping bags, food packaging, building materials, and home appliances, and are indispensable in daily life. occupies Although these synthetic resins have excellent durability, they have poor degradability in a natural state, which adversely affects the ecosystem and causes environmental destruction when discarded after use. In the midst of this, the proportion of disposable products using the resins is increasing, which is becoming a big social problem and causing an increase in economic costs.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 제시된 것이 생분해성 수지를 이용하는 것이다. 상기 생분해성 수지로는 폴리하이드록시알카노에이트(PHA), 폴리락트산(PLA), 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS), 폴리부틸렌 숙시네이트 아디페이트(PBSA), 폴리부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트(PBAT) 등이 상용화되어 있다. 이러한 수지는 환경적으로 존재하는 미생물이 생산하는 효소들의 작용으로 인해 생분해되어 저분자 물질로 분해되고 최종적으로 물과 이산화탄소로 분해될 수 있다.It is proposed as a way to solve the above problems is to use a biodegradable resin. The biodegradable resin includes polyhydroxyalkanoate (PHA), polylactic acid (PLA), polybutylene succinate (PBS), polybutylene succinate adipate (PBSA), polybutylene adipate-co- Terephthalate (PBAT) and the like are commercially available. Such a resin may be biodegraded by the action of enzymes produced by microorganisms existing in the environment, decomposed into low molecular weight substances, and finally decomposed into water and carbon dioxide.
상기한 생분해성 수지 각각은 독특한 특성, 이점 및 약점을 갖는다. 예를 들어, PLA는 생분해성 이외에도 강성이 우수하고 투명성이 좋다는 장점을 가지고 있지만, 취성(brittle)이 강하여 깨지기 쉽고, 열변형 온도가 60℃ 정도로 낮아 열안정성이 떨어지며, 유연성 및 인열특성이 매우 부족하여 필름으로 제조할 경우 쉽게 찢어지는 단점이 있다.Each of the above biodegradable resins has unique properties, advantages and disadvantages. For example, PLA has the advantages of excellent rigidity and good transparency in addition to biodegradability, but it is brittle and easy to break, has a low heat deflection temperature of about 60 ° C, poor thermal stability, and very poor flexibility and tear properties. When made into a film, it has the disadvantage of being easily torn.
이러한 대표적인 생분해성 플라스틱인 PLA, PHA, PBAT, PBS의 물성적 한계를 뛰어넘어 제품으로 생산하기 위해선 2종 이상의 생분해성 플라스틱을 blend 하거나 다양한 첨가제의 배율을 통해 물성적 어려움을 극복해야 하기 때문에 생분해성 플라스틱은 컴파운딩이 필수적이다.In order to overcome the physical property limitations of these representative biodegradable plastics, PLA, PHA, PBAT, and PBS, to produce a product, it is necessary to blend two or more types of biodegradable plastics or overcome the physical property difficulties through multiplication of various additives. Plastics require compounding.
한편, 환경적인 측면에서 상기 생분해성 플라스틱인 PLA, PHA, PBAT, PBS로 제작된 제품들이 수계 환경에서 생분해되는 효율을 더욱 높일 필요가 있다.On the other hand, from an environmental point of view, it is necessary to further increase the biodegradation efficiency of products made of the biodegradable plastics PLA, PHA, PBAT, and PBS in an aqueous environment.
이에, 수계 생분해성이 향상된 수계 생분해성 조성물, 이를 포함하는 제품 및 수계 생분해성 제품의 제조방법에 대한 개발이 요구되고 있다.Accordingly, there is a demand for the development of a water-based biodegradable composition having improved water-based biodegradability, a product including the same, and a manufacturing method of the water-based biodegradable product.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로, PHA(Polyhydroxyalkonates), PLA(Polylatic acid) 및 PBAT(Poly butylene adipate-co-terephthalate) 중의 적어도 2 이상이 혼합된 베이스 수지와 상용화제, 핵제, 과산화물, 분산제 및 계면활성제를 포함하는 수계 생분해 효율이 우수한 수계 생분해성 조성물을 제공함을 기술적 과제로 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art, a base resin in which at least two or more of PHA (Polyhydroxyalkonates), PLA (Polylatic acid) and PBAT (Poly butylene adipate-co-terephthalate) are mixed, a compatibilizer, a nucleating agent, It is a technical problem to provide a water-based biodegradable composition containing a peroxide, a dispersant, and a surfactant, and having excellent water-based biodegradation efficiency.
이에 더하여, 수계 생분해 효율을 더욱 향상시키기 위하여 플라즈마 또는 UV 처리가 된 수계 생분해성 제품 및 그 제조방법을 제공함을 기술적 과제로 한다.In addition to this, it is a technical task to provide a plasma- or UV-treated water-based biodegradable product and a manufacturing method thereof in order to further improve the water-based biodegradation efficiency.
상기한 기술적 과제를 해결하고자, 본 발명은 베이스 수지와 첨가제를 포함하며, 상기 베이스 수지는 PHA(Polyhydroxyalkonates), PLA(Polylatic acid) 및 PBAT(Poly butylene adipate-co-terephthalate) 중의 적어도 2 이상이 혼합된 형태로서, PHA(Polyhydroxyalkonates) 100 중량부 기준으로 PLA(Polylatic acid) 70 중량부 내지 130 중량부 및 PBAT(Poly butylene adipate-co-terephthalate) 50 중량부 이하를 포함하며, 상기 첨가제는 상용화제 2 내지 4 wt%, 핵제 5 내지 7 wt%, 과산화물 0.1 내지 0.2 wt%, 분산제 0.1 내지 1.5 wt% 및 계면활성제 0.1 내지 3.0 wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 수계 생분해성 조성물을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention includes a base resin and an additive, and the base resin is a mixture of at least two of PHA (Polyhydroxyalkonates), PLA (Polylatic acid), and PBAT (Poly butylene adipate-co-terephthalate). As a form, it includes 70 to 130 parts by weight of PLA (Polylatic acid) and 50 parts by weight or less of PBAT (Poly butylene adipate-co-terephthalate) based on 100 parts by weight of PHA (Polyhydroxyalkonates), and the additive is compatibilizer 2 to 4 wt%, 5 to 7 wt% of a nucleating agent, 0.1 to 0.2 wt% of a peroxide, 0.1 to 1.5 wt% of a dispersant, and 0.1 to 3.0 wt% of a surfactant.
상기 상용화제는 PETA(Pentaerythritol tetraacrylate), TMPTA(Trimethylolpropane triacrylate), TAIC(Triallyl isocyanurate), PBQ(1,4-Benzoquinone), DPHA(Dipentaerythritol hexaacrylate), TPGDA(Tripropylene glycol diacrylate) 및 HDDA(1,6-Hexanediol diacrylate)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.The compatibilizer is PETA (Pentaerythritol tetraacrylate), TMPTA (Trimethylolpropane triacrylate), TAIC (Triallyl isocyanurate), PBQ (1,4-Benzoquinone), DPHA (Dipentaerythritol hexaacrylate), TPGDA (Tripropylene glycol diacrylate) and HDDA (1,6- Hexanediol diacrylate) characterized in that at least one selected from the group consisting of.
상기 핵제는 평균 입경 500 nm 이하의 나노탄산칼슘 또는 나노탈크인 것을 특징으로 한다.The nucleating agent is characterized in that nano calcium carbonate or nano talc having an average particle diameter of 500 nm or less.
상기 과산화물은 디큐밀퍼옥사이드(Dicumyl peroxide, DPO) 또는 과산화벤조일(Benzoyl Peroxide, BPO)인 것을 특징으로 한다.The peroxide is characterized in that dicumyl peroxide (DPO) or benzoyl peroxide (BPO).
상기 분산제는 에틸렌 비스 스테아르 아마이드(Ethylene Bis Stearamide, EBS)인 것을 특징으로 한다.The dispersant is characterized in that ethylene bis stearamide (EBS).
상기 계면활성제는 폴리에틸렌클리콜(Poly Ethylene Glycol, PEG)인 것을 특징으로 한다.The surfactant is characterized in that polyethylene glycol (Poly Ethylene Glycol, PEG).
본 발명의 다른 측면으로는 상기 수계 생분해성 조성물을 포함하는 수계 생분해성 제품을 제공한다.Another aspect of the present invention provides an aqueous biodegradable product comprising the aqueous biodegradable composition.
상기 수계 생분해성 제품은 플라즈마 또는 UV 처리된 것을 특징으로 한다.The water-based biodegradable product is characterized by plasma or UV treatment.
본 발명의 또 다른 측면으로는 상기 수계 생분해성 조성물을 마련하는 단계 및 상기 수계 생분해성 조성물을 압출하여 펠릿으로 제조하는 단계를 포함하는 수계 생분해성 제품의 제조방법을 제공한다.Another aspect of the present invention provides a method for producing an aqueous biodegradable product comprising preparing the aqueous biodegradable composition and extruding the aqueous biodegradable composition into pellets.
상기 펠릿에 플라즈마 또는 UV 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it further comprises the step of plasma or UV treatment to the pellet.
본 발명에 따라 제조된 수계 생분해성 조성물은 수계 생분해 효율이 우수한 효과가 있다.The aqueous biodegradable composition prepared according to the present invention has an excellent effect of aqueous biodegradation efficiency.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 수계 생분해성 조성물을 압출하여 성형한 펠릿에 플라즈마 또는 UV 처리를 함으로써, 상기 펠릿으로 제작된 시트 또는 진공 성형품은 난연성이 우수하고 수계 생분해 속도가 향상될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, by plasma or UV treatment on pellets formed by extruding the aqueous biodegradable composition, a sheet or vacuum molded product made of the pellets has excellent flame retardancy and an aqueous biodegradation rate can be improved. .
도 1(a) 내지 도 1(d)는 본 발명에 사용되는 수계 생분해성 조성물의 상용성이 우수함을 보여주는 SEM(Scanned Electron Microscopy) 사진이다.
도 2는 본 발명의 수계 생분해성 제품을 보여주는 사진이다.1(a) to 1(d) are SEM (Scanned Electron Microscopy) photographs showing the excellent compatibility of the aqueous biodegradable composition used in the present invention.
Figure 2 is a photograph showing the water-based biodegradable product of the present invention.
이하, 실시예 및 실험예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples and Experimental Examples. However, these examples are only for helping the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples in any sense.
본 발명의 일 실시형태에 따른 수계 생분해성 조성물은 베이스 수지와 첨가제를 9:1 함량 비율로 포함하며, 상기 베이스 수지는 PHA(Polyhydroxyalkonates), PLA(Polylatic acid) 및 PBAT(Poly butylene adipate-co-terephthalate) 중의 적어도 2 이상이 혼합된 형태로서, PHA(Polyhydroxyalkonates) 100 중량부 기준으로 PLA(Polylatic acid) 70 중량부 내지 130 중량부 및 PBAT(Poly butylene adipate-co-terephthalate) 50 중량부 이하를 포함하며, 상기 첨가제는 상용화제 2 내지 4 wt%, 핵제 5 내지 7 wt%, 과산화물 0.1 내지 0.2 wt%, 분산제 0.1 내지 1.5 wt% 및 계면활성제 0.1 내지 3.0 wt%를 포함하는 것을 특징으로 한다.An aqueous biodegradable composition according to an embodiment of the present invention includes a base resin and an additive in a content ratio of 9:1, and the base resin is PHA (Polyhydroxyalkonates), PLA (Polylatic acid) and PBAT (Poly butylene adipate-co- terephthalate), containing 70 to 130 parts by weight of PLA (Polylatic acid) and 50 parts by weight or less of PBAT (Poly butylene adipate-co-terephthalate) based on 100 parts by weight of PHA (Polyhydroxyalkonates) The additives include 2 to 4 wt% of a compatibilizer, 5 to 7 wt% of a nucleating agent, 0.1 to 0.2 wt% of a peroxide, 0.1 to 1.5 wt% of a dispersant, and 0.1 to 3.0 wt% of a surfactant.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 수계 생분해성 조성물은 베이스 수지로서, PHA(Polyhydroxyalkonates), PLA(Polylatic acid) 및 PBAT(Poly butylene adipate-co-terephthalate) 중의 적어도 2 이상을 포함하며, 상기 PHA(Polyhydroxyalkonates) 100 중량부 기준으로 PLA(Polylatic acid) 70 중량부 내지 130 중량부 및 PBAT(Poly butylene adipate-co-terephthalate) 50 중량부 이하를 포함한다.According to one embodiment of the present invention, the aqueous biodegradable composition includes at least two or more of PHA (Polyhydroxyalkonates), PLA (Polylatic acid), and PBAT (Poly butylene adipate-co-terephthalate) as a base resin, and the PHA (Polyhydroxyalkonates) 70 to 130 parts by weight of PLA (Polylatic acid) and 50 parts by weight or less of PBAT (Poly butylene adipate-co-terephthalate) based on 100 parts by weight of polyhydroxyalkonates.
바람직하게는 상기 수계 생분해성 조성물은 PHA(Polyhydroxyalkonates) 40 wt%, PLA(Polylatic acid) 30~50 wt% 및 PBAT(Poly butylene adipate-co-terephthalate) 0~20 wt%를 포함할 수 있다.Preferably, the aqueous biodegradable composition may include 40 wt% of PHA (Polyhydroxyalkonates), 30 to 50 wt% of PLA (Polylatic acid), and 0 to 20 wt% of PBAT (Poly butylene adipate-co-terephthalate).
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 베이스 수지가 PHA(Polyhydroxyalkonates), PLA(Polylatic acid) 및 PBAT(Poly butylene adipate-co-terephthalate) 중의 적어도 2 이상을 포함하되, 상기와 같은 함량 비율로 포함됨으로써, 난연성이 우수하고 수계 생분해 효율이 우수하다.According to one embodiment of the present invention, the base resin includes at least two or more of PHA (Polyhydroxyalkonates), PLA (Polylatic acid) and PBAT (Poly butylene adipate-co-terephthalate), but is included in the above content ratio, It has excellent flame retardancy and excellent water-based biodegradation efficiency.
상기 PHA(Polyhydroxyalkonates)는 생분해성 고분자로서, 폴리하이드록시부티레이트(polyhydroxybutyrate, PHB), 폴리하이드록시발레레이트 (polyhydroxyvalerate, PHV), 폴리하이드록시부티레이트-하이드록시발레레이트 코폴리머(polyhydroxybutyratehydroxyvalerate copolymers, PHBV), 및 이들의 유도체 또는 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. The PHA (Polyhydroxyalkonates) are biodegradable polymers, polyhydroxybutyrate (PHB), polyhydroxyvalerate (PHV), polyhydroxybutyrate-hydroxyvalerate copolymers (polyhydroxybutyratehydroxyvalerate copolymers, PHBV), And it may be selected from the group consisting of derivatives or mixtures thereof, but is not necessarily limited thereto.
상기 PLA(Polylatic acid)는 락트산을 중합하거나 또는 락타이드를 개환 중합하여 얻어진 것으로서, 상대적으로 가격이 저렴하여 생분해성 수지의 원료로서 장점을 갖는다. 이러한 PLA(Polylatic acid)는 폴리 L-락트산, 폴리 D-락트산 및 폴리 L, D-락트산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 일종 이상일 수 있다. The PLA (Polylatic acid) is obtained by polymerization of lactic acid or ring-opening polymerization of lactide, and has advantages as a raw material of a biodegradable resin due to its relatively low price. Polylactic acid (PLA) may be at least one selected from the group consisting of poly L-lactic acid, poly D-lactic acid, and poly L, D-lactic acid.
상기 PLA(Polylatic acid)의 함량은 상기 PHA(Polyhydroxyalkonates) 100 중량부 기준으로 70 중량부 내지 130 중량부로 포함될 수 있다. 상기 PLA(Polylatic acid)의 함량이 상기 PHA(Polyhydroxyalkonates) 100 중량부 기준으로 70 중량부 미만일 경우 최종적으로 제조되는 생분해성 물품의 인장강도 등과 같은 기계적 물성이 떨어지고 상대적으로 고가인 생분해성 고분자 수지의 함량이 높아지므로 경제성이 떨어지게 된다. 반면, 상기 PLA(Polylatic acid)의 함량이 상기 PHA(Polyhydroxyalkonates) 100 중량부 기준으로 130 중량부를 초과할 경우에는 생분해성 물품의 취성(brittleness)이 증가하여 인장신율, 인열강도 및 충격강도가 저하되는 문제가 발생된다.The content of the PLA (Polylatic acid) may be included in 70 parts by weight to 130 parts by weight based on 100 parts by weight of the PHA (Polyhydroxyalkonates). When the content of the PLA (Polylatic acid) is less than 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the PHA (Polyhydroxyalkonates), the mechanical properties such as tensile strength of the finally manufactured biodegradable product are poor and the content of the relatively expensive biodegradable polymer resin As it increases, the economic efficiency decreases. On the other hand, when the content of the PLA (Polylatic acid) exceeds 130 parts by weight based on 100 parts by weight of the PHA (Polyhydroxyalkonates), the brittleness of the biodegradable article increases, resulting in lower tensile elongation, tear strength and impact strength. problem arises.
상기 PBAT(Poly butylene adipate-co-terephthalate)는 상기 PHA(Polyhydroxyalkonates) 100 중량부 기준으로 50 중량부 이하를 포함하며, 상기 PHA(Polyhydroxyalkonates) 및 PLA(Polylatic acid)와 함께 포함됨으로써, 취성 개선 및 인장신율 및 인열강도 등을 보완하는 기능을 할 수 있다. 상기 PHA(Polyhydroxyalkonates) 100 중량부 기준으로 50 중량부를 초과하여 포함될 경우 생분해성 제품의 인장 강도 등과 같은 기계적 물성이 떨어지고 경제성이 낮아지는 문제가 있다.The PBAT (Poly butylene adipate-co-terephthalate) contains 50 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the PHA (Polyhydroxyalkonates), and is included together with the PHA (Polyhydroxyalkonates) and PLA (Polylatic acid), thereby improving brittleness and tensile strength. It can supplement elongation and tear strength. When the PHA (Polyhydroxyalkonates) is included in an amount exceeding 50 parts by weight based on 100 parts by weight, there is a problem in that mechanical properties such as tensile strength of the biodegradable product are deteriorated and economical efficiency is lowered.
본 발명의 일 실시형태에 따른 수계 생분해성 조성물은 상기와 같이 2 이상의 생분해성 고분자 수지를 포함함으로써, 난연성이 우수하고 수계 생분해 효율이 우수하나, 2 이상의 생분해성 고분자 수지를 혼합하여 사용하다 보니 상용성이 떨어지는 문제가 있다.The aqueous biodegradable composition according to one embodiment of the present invention includes two or more biodegradable polymer resins as described above, so it has excellent flame retardancy and excellent aqueous biodegradation efficiency. There is a problem with the castle falling.
상기와 같은 상용성 저하의 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 수계 생분해성 조성물은 첨가제로서 상용화제 2 내지 4 wt%를 포함한다. In order to solve the above problem of deterioration in compatibility, the aqueous biodegradable composition according to an embodiment of the present invention includes 2 to 4 wt% of a compatibilizer as an additive.
본 발명의 일 실시형태에서는 PHA(Polyhydroxyalkonates), PLA(Polylatic acid) 및 PBAT(Poly butylene adipate-co-terephthalate) 중의 적어도 2 이상, 즉 2종 또는 3종을 혼합하여 사용하기 때문에, 상용성이 필수로 요구되며, 상용화 특성이 우수한 PETA(Pentaerythritol tetraacrylate), TMPTA(Trimethylolpropane triacrylate), TAIC(Triallyl isocyanurate), PBQ(1,4-Benzoquinone), DPHA(Dipentaerythritol hexaacrylate), TPGDA(Tripropylene glycol diacrylate) 및 HDDA(1,6-Hexanediol diacrylate)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 상용화제를 사용할 수 있다.In one embodiment of the present invention, since at least two or more of PHA (Polyhydroxyalkonates), PLA (Polylatic acid) and PBAT (Poly butylene adipate-co-terephthalate) are mixed and used, compatibility is essential. PETA (Pentaerythritol tetraacrylate), TMPTA (Trimethylolpropane triacrylate), TAIC (Triallyl isocyanurate), PBQ (1,4-Benzoquinone), DPHA (Dipentaerythritol hexaacrylate), TPGDA (Tripropylene glycol diacrylate) and HDDA ( 1,6-Hexanediol diacrylate) may use one or more compatibilizers selected from the group consisting of.
본 발명의 일 실시형태에서는 상기 상용화제로서, TAIC(Triallyl isocyanurate)가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 TMPTA(Trimethylolpropane triacrylate)가 사용될 수 있다.In one embodiment of the present invention, as the compatibilizer, TAIC (Triallyl isocyanurate) is preferably used, and more preferably TMPTA (Trimethylolpropane triacrylate) may be used.
도 1(a) 내지 도 1(d)는 본 발명에 사용되는 수계 생분해성 조성물의 상용성이 우수함을 보여주는 SEM(Scanned Electron Microscopy) 사진이다.1(a) to 1(d) are SEM (Scanned Electron Microscopy) photographs showing the excellent compatibility of the aqueous biodegradable composition used in the present invention.
도 1(a) 내지 도 1(d)를 참조하면, 상기 상용화제 2 내지 4 wt%를 포함함으로써, 수계 생분해성 조성물이 포함하는 2종 이상의 생분해성 고분자 수지의 상용성을 확보할 수 있으며, 수계 생분해성 제품의 인장강도 및 인열강도 등의 기계적 물성을 개선시키는 역할을 할 수 있다.Referring to Figures 1 (a) to 1 (d), by including 2 to 4 wt% of the compatibilizer, compatibility of two or more biodegradable polymer resins included in the aqueous biodegradable composition can be secured, It can play a role in improving mechanical properties such as tensile strength and tear strength of water-based biodegradable products.
상기 상용화제가 2 wt% 미만으로 포함될 경우 생분해성 수지들 간의 상용성이 떨어져 기계적 물성이 저하되는 문제가 있으며, 상용화제가 4 wt%를 초과하여 포함될 경우 용융 지수(Melt Index, MI)가 과도하게 낮아져 수계 생분해성 제품의 가공성이 불량해질 수 있다. When the compatibilizer is included in an amount of less than 2 wt%, there is a problem in that compatibility between biodegradable resins is lowered and mechanical properties are deteriorated, and when the compatibilizer is included in an amount exceeding 4 wt%, the melt index (MI) is excessively lowered. Processability of water-based biodegradable products may be poor.
본 발명의 일 실시형태에 따른 수계 생분해성 조성물은 핵제 5 내지 7 wt%를 포함한다.An aqueous biodegradable composition according to an embodiment of the present invention includes 5 to 7 wt% of a nucleating agent.
상기 수계 생분해성 조성물이 핵제 5 내지 7 wt%를 포함함으로써, 생분해성 고분자 수지의 결정화도를 향상시켜 내열성 향상에 기여할 수 있다.When the water-based biodegradable composition includes 5 to 7 wt % of a nucleating agent, crystallinity of the biodegradable polymer resin may be improved, thereby contributing to improvement in heat resistance.
상기 핵제는 평균 입경 500 nm 이하의 나노탄산칼슘 또는 나노탈크인 것을 특징으로 한다.The nucleating agent is characterized in that nano calcium carbonate or nano talc having an average particle diameter of 500 nm or less.
본 발명의 일 실시형태에 따른 수계 생분해성 조성물은 과산화물 0.1 내지 0.2 wt%를 포함한다.An aqueous biodegradable composition according to an embodiment of the present invention includes 0.1 to 0.2 wt% of peroxide.
상기 수계 생분해성 조성물이 과산화물 0.1 내지 0.2 wt%를 포함함으로써, 생분해성 고분자 수지 중 PBAT(Poly butylene adipate-co-terephthalate)에 작용하여 가교를 형성하면서 PE(Polyethylene)와 유사한 유연성을 가지게 할 수 있다.Since the water-based biodegradable composition contains 0.1 to 0.2 wt% of the peroxide, it acts on PBAT (Poly butylene adipate-co-terephthalate) in the biodegradable polymer resin to form a crosslink and have flexibility similar to that of PE (Polyethylene). .
상기 과산화물은 디큐밀퍼옥사이드(Dicumyl peroxide, DPO) 또는 과산화벤조일(Benzoyl Peroxide, BPO)인 것을 특징으로 한다.The peroxide is characterized in that dicumyl peroxide (DPO) or benzoyl peroxide (BPO).
본 발명의 일 실시형태에 따른 수계 생분해성 조성물은 분산제 0.1 내지 1.5 wt%를 포함한다.An aqueous biodegradable composition according to an embodiment of the present invention includes 0.1 to 1.5 wt% of a dispersant.
상기 수계 생분해성 조성물이 분산제 0.1 내지 1.5 wt%를 포함함으로써, 상기 수계 생분해성 조성물의 분산성을 개선할 수 있다. Dispersibility of the aqueous biodegradable composition may be improved by including 0.1 to 1.5 wt% of the dispersant in the aqueous biodegradable composition.
상기 분산제는 에틸렌 비스 스테아르 아마이드(Ethylene Bis Stearamide, EBS)인 것을 특징으로 한다.The dispersant is characterized in that ethylene bis stearamide (EBS).
본 발명의 일 실시형태에 따른 수계 생분해성 조성물은 계면활성제 0.1 내지 3.0 wt%를 포함한다.An aqueous biodegradable composition according to an embodiment of the present invention includes 0.1 to 3.0 wt% of a surfactant.
상기 계면활성제는 폴리에틸렌클리콜(Poly Ethylene Glycol, PEG)인 것을 특징으로 한다.The surfactant is characterized in that polyethylene glycol (Poly Ethylene Glycol, PEG).
도 2는 본 발명의 수계 생분해성 제품을 보여주는 사진이다.Figure 2 is a photograph showing the water-based biodegradable product of the present invention.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 수계 생분해성 조성물을 포함하는 수계 생분해성 제품을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, an aqueous biodegradable product comprising the aqueous biodegradable composition is provided.
상기 수계 생분해성 제품은 플라즈마 또는 UV 처리된 것을 특징으로 한다.The water-based biodegradable product is characterized by plasma or UV treatment.
본 발명의 또 다른 측면으로는 상기 수계 생분해성 조성물을 마련하는 단계 및 상기 수계 생분해성 조성물을 압출하여 펠릿으로 제조하는 단계를 포함하는 수계 생분해성 제품의 제조방법을 제공한다.Another aspect of the present invention provides a method for producing an aqueous biodegradable product comprising preparing the aqueous biodegradable composition and extruding the aqueous biodegradable composition into pellets.
상기 펠릿에 플라즈마 또는 UV 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it further comprises the step of plasma or UV treatment to the pellet.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 수계 생분해성 조성물을 포함하는 수계 생분해성 제품은 우선 상기 수계 생분해성 조성물을 마련한 후 상기 수계 생분해성 조성물을 압출하여 펠릿으로 제조한다. 다음으로, 상기 제조된 펠릿을 이용하여 사출 혹은 진공 성형에 의하여 시트 또는 진공 성형품을 제조함으로써, 수계 생분해성 제품을 제조할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the aqueous biodegradable product containing the aqueous biodegradable composition is prepared into pellets by first preparing the aqueous biodegradable composition and then extruding the aqueous biodegradable composition. Next, an aqueous biodegradable product may be manufactured by manufacturing a sheet or vacuum molded article by injection or vacuum molding using the prepared pellets.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 수계 생분해성 조성물을 압출하여 제조한 펠릿에 대하여 플라즈마 또는 UV 처리하는 단계를 포함함으로서, 수계 생분해 속도가 종래에 비하여 우수할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, by including the step of plasma or UV treatment for the pellets prepared by extruding the aqueous biodegradable composition, the aqueous biodegradation rate may be superior to the prior art.
상기 수계 생분해성 조성물을 압출하여 제조한 펠릿에 대하여 플라즈마 또는 UV 처리하는 단계는 플라즈마 반응기 또는 UV 반응기 내에 상기 수계 생분해성 조성물을 압출하여 제조한 펠릿을 투입하고 플라즈마 혹은 UV를 상기 펠릿 표면에 처리한다.The step of plasma or UV treatment of the pellets prepared by extruding the aqueous biodegradable composition is to put the pellets prepared by extruding the aqueous biodegradable composition into a plasma reactor or UV reactor and treat the surface of the pellets with plasma or UV .
이와 같이, 상기 수계 생분해성 조성물을 압출하여 제조한 펠릿에 대하여 플라즈마 또는 UV 처리함으로써, 상기 펠릿의 표면에 변화에 의해 상기 수계 생분해성 제품의 수계 생분해 속도가 증가할 수 있다.In this way, by subjecting the pellets prepared by extruding the aqueous biodegradable composition to plasma or UV treatment, the aqueous biodegradation rate of the aqueous biodegradable product may increase due to changes in the surface of the pellets.
수계 생분해시험에서 20일 기준 일반 합성수지시트(PET)의 경우 15%가 분해되고, 일반적인 생분해 고분자 수지의 경우 플라즈마 또는 UV 처리하지 않은 경우 10% 분해되지만, 본 발명의 경우와 같이 수계 생분해성 조성물을 압출하여 제조한 펠릿에 플라즈마 또는 UV 처리한 경우 35%까지 수계 생분해되는 효과가 있다.In the water-based biodegradation test, 15% of general synthetic resin sheet (PET) is degraded on the basis of 20 days, and 10% of general biodegradable polymer resin is degraded when plasma or UV treatment is not performed. However, as in the case of the present invention, the aqueous biodegradable composition When the pellets produced by extrusion are treated with plasma or UV, up to 35% of water-based biodegradation is effective.
특히, 본 발명의 일 실시형태에서는 수계 생분해성 조성물을 압출하여 제조한 펠릿에 UV 처리하는 것이 보다 우수한 수계 생분해 효과가 있다.In particular, in one embodiment of the present invention, UV treatment of pellets prepared by extruding the aqueous biodegradable composition has a more excellent aqueous biodegradation effect.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments, since various substitutions and changes can be made to those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. .
Claims (10)
상기 베이스 수지는 PHA(Polyhydroxyalkonates), PLA(Polylatic acid) 및 PBAT(Poly butylene adipate-co-terephthalate) 중의 적어도 2 이상이 혼합된 형태로서, PHA(Polyhydroxyalkonates) 100 중량부 기준으로 PLA(Polylatic acid) 70 중량부 내지 130 중량부 및 PBAT(Poly butylene adipate-co-terephthalate) 50 중량부 이하를 포함하며,
상기 첨가제는 상용화제 2 내지 4 wt%, 핵제 5 내지 7 wt%, 과산화물 0.1 내지 0.2 wt%, 분산제 0.1 내지 1.5 wt% 및 계면활성제 0.1 내지 3.0 wt%를 포함하는 수계 생분해성 조성물을 포함하며, UV 처리된 것을 특징으로 하고, 전체 100 중량%에 대하여 35 중량% 이상 수계 생분해되는 수계 생분해성 제품.
Contains a base resin and additives,
The base resin is a mixture of at least two of PHA (Polyhydroxyalkonates), PLA (Polylatic acid) and PBAT (Poly butylene adipate-co-terephthalate), and PLA (Polylatic acid) 70 based on 100 parts by weight of PHA (Polyhydroxyalkonates) Including parts by weight to 130 parts by weight and 50 parts by weight or less of PBAT (Poly butylene adipate-co-terephthalate),
The additive comprises an aqueous biodegradable composition comprising 2 to 4 wt% of a compatibilizer, 5 to 7 wt% of a nucleating agent, 0.1 to 0.2 wt% of a peroxide, 0.1 to 1.5 wt% of a dispersant, and 0.1 to 3.0 wt% of a surfactant, A water-based biodegradable product characterized in that it is UV-treated and is biodegradable in water-based at least 35% by weight relative to the total 100% by weight.
It comprises the step of preparing the aqueous biodegradable composition according to claim 7 and the step of extruding the aqueous biodegradable composition into pellets, characterized in that it further comprises the step of UV treatment on the pellets, a total of 100 weight A method for producing an aqueous biodegradable product that is biodegradable in water at 35% by weight or more relative to %.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200148918A KR102466532B1 (en) | 2020-11-09 | 2020-11-09 | Water based biodegadable composition, products including the same and manufacturing method of water based biodegadable products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200148918A KR102466532B1 (en) | 2020-11-09 | 2020-11-09 | Water based biodegadable composition, products including the same and manufacturing method of water based biodegadable products |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220063046A KR20220063046A (en) | 2022-05-17 |
| KR102466532B1 true KR102466532B1 (en) | 2022-11-14 |
Family
ID=81803066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200148918A KR102466532B1 (en) | 2020-11-09 | 2020-11-09 | Water based biodegadable composition, products including the same and manufacturing method of water based biodegadable products |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102466532B1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230166693A (en) * | 2022-05-31 | 2023-12-07 | 씨제이제일제당 (주) | Biodegradable water-based dispersion, and biodegradable articles and preparation method thereof |
| KR102525063B1 (en) * | 2023-01-10 | 2023-04-24 | (주)에코로 | Property-enhancing resin composition using electron beam irradiation and thermosetting resin and vacuum-formed product using the same |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011000743A (en) * | 2009-06-16 | 2011-01-06 | Mitsubishi Chemicals Corp | Biodegradable lamination sheet and processed article of the same |
| WO2017138392A1 (en) * | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 株式会社カネカ | Biodegradable polyester resin composition and molded body formed from said resin composition |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090108874A (en) * | 2008-04-14 | 2009-10-19 | 한국기초과학지원연구원 | Surface modification for hydrophilic and biodegradable polymers to control their reaction rate using CO2 reactive gas by inductively coupled plasma method |
| KR20180032896A (en) | 2016-09-23 | 2018-04-02 | 롯데정밀화학 주식회사 | Biodegradable resin composition and biodegradable articles prepared therefrom |
-
2020
- 2020-11-09 KR KR1020200148918A patent/KR102466532B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011000743A (en) * | 2009-06-16 | 2011-01-06 | Mitsubishi Chemicals Corp | Biodegradable lamination sheet and processed article of the same |
| WO2017138392A1 (en) * | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 株式会社カネカ | Biodegradable polyester resin composition and molded body formed from said resin composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220063046A (en) | 2022-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hamad et al. | Biodegradable polymer blends and composites: An overview | |
| EP3724273B1 (en) | Biodegradable nanostructured composites | |
| JP5183203B2 (en) | Biodegradable resin composition and molded body thereof | |
| KR102466532B1 (en) | Water based biodegadable composition, products including the same and manufacturing method of water based biodegadable products | |
| KR20180032896A (en) | Biodegradable resin composition and biodegradable articles prepared therefrom | |
| KR20180044715A (en) | Biodegradable resin composition and biodegradable articles prepared therefrom | |
| CN111978691B (en) | Biodegradable mulching film and preparation method thereof | |
| WO2015000081A1 (en) | Heat resistant polylactic acid | |
| KR100642289B1 (en) | Biodegradable resin composition, method of producing the same and biodegradable film | |
| JP4127648B2 (en) | Biodegradable resin composition, film and agricultural multi-film with controlled biodegradation rate | |
| KR101132382B1 (en) | Biodegradable resin composition, method for production thereof and biodegradable film therefrom | |
| KR101412516B1 (en) | Biodegradable resin composition including polylactic acid and method for manufacturing thereof | |
| JP2021102669A (en) | Aliphatic polyester resin composition and its usage | |
| KR20190067320A (en) | Eco-friendly biedegradable thermo plastic polymer resin composition and it's manufacturing film | |
| KR101322600B1 (en) | Biodegradable plastic composition | |
| JP2008239645A (en) | Polylactic acid-based resin composition, method for producing the same and molded article | |
| JP6102315B2 (en) | Polyester resin composition and film formed by molding the polyester resin composition | |
| JP4326832B2 (en) | Method for producing biodegradable polyester resin composition | |
| WO2022065182A1 (en) | Resin composition for injection molding, and injection-molded object | |
| KR102595757B1 (en) | Water based biodegadable composition having improved mechanical properties, products including the same and manufacturing method of water based biodegadable products | |
| KR101750474B1 (en) | Resin composition comprising polyalkylenecarbonate and method for preparation thereof | |
| KR102204084B1 (en) | Polycarbonate ester copolymer based biodegradable resin mixture | |
| KR101850514B1 (en) | Biodegradable resin composition for 3D printer filament and 3D printer filament with excellent flexibility and impact resistance using the same | |
| JP2010059215A (en) | Biodegradable resin sheet | |
| KR20090008098A (en) | Biodegradable resin composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |