KR102507559B1 - 생분해성 수지 조성물 및 이를 이용한 필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 생분해성 수지 조성물 및 이를 이용한 필름에 관한 것으로, 상세하게는 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트, 2차에 걸쳐 표면처리된 탄산칼슘, 슬립제, 왁스 및 착색제를 포함함으로써, 물성 및 생분해 속도가 우수하며, 땅에 매립되지 않아도 완전히 분해될 수 있어 환경오염의 발생을 저감시킬 수 있는 생분해성 수지 조성물 및 이를 이용한 필름에 관한 것이다.
Description
본 발명은 생분해성 수지 조성물 및 이를 이용한 필름에 관한 것으로, 상세하게는 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트 및 탄산칼슘을 포함하는 생분해성 수지 조성물 및 이를 이용한 필름에 관한 것이다.
현재 상품화되어 있는 합성 수지 제품은 대부분이 사용 후 자연환경에 버려질 경우 분해되지 않고 반영구적으로 남게 되어 심각한 환경오염의 주범으로 지목되고 있다. 최근 전 세계적인 산업 및 생활 트렌드가 환경 친화적인 방향으로 이동하면서, 자연환경에서 쉽게 분해가 되어 오염문제를 일으키지 않는 새로운 소재에 대한 요구가 높아지고 있다.
생분해성 수지는 박테리아, 조류, 곰팡이와 같은 자연에 존재하는 미생물에 의해 물과 이산화탄소 또는 물과 메탄가스로 분해되는 수지를 의미한다. 일반적으로 생분해성 수지는 산업적인 퇴비화 조건에서 6개월 이내에 표준물질인 셀룰로오스 대비 90% 이상 분해될 것이 요구되는데, 전세계적인 규격기준은 일반적으로 EN13432 또는 ASTM D6400을 따르고, 국내의 경우 소재에 따라 EL721, EL724 또는 EL727을 많이 따르고 있다.
멀칭 필름은 농작물을 재배할 때 밭고랑과 같은 농작물 재배지의 표면을 덮어주어 농작물 생장에 알맞은 최적 환경을 조성해주기 위한 목적으로 사용된다. 일반적으로 폴리에틸린 등의 합성 수지 재질이 사용되는데, 설치시 뿐 아니라 수거시에도 많은 노동력을 필요로 하기 때문에 대체로 사용 후에는 토양에 방기되는 경우가 많아 농촌의 환경을 크게 오염시키고 있는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 생분해성 수지로 제조된 필름을 적용하고자 하는 시도가 있었지만, 생분해성 수지는 대체로 종래 합성 수지 필름을 대체하기에는 물성이 저조하거나, 분해속도가 목적에 맞지 않는 등의 문제가 있었다. 또한, 베이스 폴리머로 폴리프로필렌 등의 합성수지류를 사용하는 경우에는 자연 유래 성분만 분해되고 베이스 폴리머는 생분해되지 않은 채 그대로 토양에 남아 있게 되는 한계가 있었다. 또한, 매립되지 않고 지표에 계속 남아있는 부분은 분해 효율이 현저히 낮은 단점이 있었다.
한편, 왕겨는 농업부산물 중 하나로 에너지원으로 잠재력은 있으나 대체로 사료, 퇴비 또는 축사의 깔개로 이용되고 있다. 내피 및 외피가 규소로 치밀하게 피복된 구조로 자연 상태에서는 부식 속도가 현저하게 느리기 때문에, 퇴비화시에는 미부식 왕겨가 누적되어 토질을 저하시키고 축사 깔개로 이용시에는 어른 가축의 생육에 장애를 유발시키는 원인으로 지목되어 농가에서 처치가 곤란한 부산물에 속한다.
본 발명은 생분해 속도가 우수한 생분해성 수지 조성물 및 그를 이용하여 제조되는 생분해성 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트를 포함하는 고분자 수지 40 내지 60 중량부; 탄산칼슘 10 내지 15 중량부; 슬립제 1 내지 5 중량부; 왁스 0.01 내지 0.1 중량부; 및 착색제 1 내지 5 중량부;로 포함하되, 상기 탄산칼슘은 입자크기 0.5 내지 5㎛이고 아세틸아세토네이트 및 스테아린산으로 표면처리된 것인, 생분해성 수지 조성물이 제공될 수 있다.
또한, 상기 탄산칼슘은 이소프로판올 100 중량부에 아세틸아세토네이토 0.1 내지 1 중량부 및 스테아린산 0.5 내지 2 중량부로 첨가 혼합하여 제조된 제 1 표면처리 용액에 탄산칼슘을 투입하여 교반시키는 제 1 표면처리 단계; 상기 제 1 표면처리 단계에서 표면처리된 탄산칼슘을 이소프로판올로 세척하는 단계; 및 이소프로판올 100 중량부에 스테아린산 1 내지 2 중량부로 첨가 혼합하여 제조된 제 2 표면처리 용액에 세척된 탄산칼슘을 투입하여 교반시키는 제 2 표면처리 단계; 를 포함하는 표면처리방법에 의하여 표면처리된 것일 수 있다.
또한, 식물유래 바이오매스 1 내지 10 중량부를 더 포함하되, 상기 식물유래 바이오매스는 입자크기 30 내지 150㎛이고 스테아린산으로 표면처리된 것일 수 있다.
또한, 실리카 및 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 1 내지 5 중량부; 및 왕겨재 1 내지 10 중량부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 생분해성 수지 조성물로 제조되는, 생분해성 필름이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 생분해성 수지 조성물 및 그를 이용하여 제조되는 생분해성 필름은 생분해 속도가 우수하며, 땅에 매립되지 않아도 완전히 분해될 수 있어 환경오염의 발생을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 빛에 의하여 분해될 수 있으면서도 빛에 의한 분해의 진행이 너무 이른 시기에 발생하지 않도록 광분해가 조절될 수 있어, 사용이 편리한 이점이 있다. 상세하게는, 종래 합성수지 필름을 대체하여 사용될시 사용자에게 충분한 사용기간을 부여할 수 있는 이점이 있다.
또한, 소각시에도 폴리에틸렌에 비해 이산화탄소 발생량이 20 내지 30% 저감되는 효과가 있어, 탄소 저감 효과를 통해 환경적인 부담을 줄일 수 있는 것과 동시에 국제 환경규제에 대응하기 유리한 이점이 있다.
또한, 토양 상에서 분해되는 경우 토질을 개선시킴으로써 지력을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 고분자 수지 및 탄산칼슘(CaCO3)을 포함하는 생분해성 수지 조성물 및 이를 이용한 필름에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 대해 보다 상세히 설명한다.
다른 정의가 없다면 이 명세서에서 사용된 기술 및 과학 용어는 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하는 의미로 해석될 수 있다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, ‘포함하다’ 또는 ‘가지다’와 같은 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(Polybutylene Adipate Terephthalate; PBAT) 및 탄산칼슘을 포함하는 생분해성 수지 조성물이 제공될 수 있다. 상기 생분해성 수지 조성물은 생분해성 필름 제조용 조성물일 수 있으며, 필요에 따라, 슬립제, 왁스 및 착색제를 더 포함할 수 있다. 필요에 따라, 제조되는 제품의 물성 또는 기능성의 개선을 위해 실리카 및 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 및, 왕겨재를 더 포함할 수 있다. 필요에 따라, 산화칼륨(K2O), 산화마그네슘(MgO) 및 산화철(Fe2O3)을 포함하는 무기 혼합물을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 생분해성 수지 조성물은 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트를 포함하는 고분자 수지 40 내지 60 중량부, 탄산칼슘 10 내지 15 중량부, 슬립제 1 내지 5 중량부, 왁스 0.01 내지 0.1 중량부 및 착색제 1 내지 5 중량부로 포함할 수 있다. 필요에 따라, 식물 유래 바이오매스 1 내지 10 중량부, 실리카 및 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 1 내지 5 중량부 및, 왕겨재 1 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있다. 필요에 따라, 산화칼륨, 산화마그네슘 및 산화철을 포함하는 무기 혼합물 1 내지 5 중량부를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 측면에 따른 생분해성 수지 조성물이 각 성분 및 함량을 전술한 범위로 포함하게 되는 경우, 생분해성, 물성, 가공성 및 기능성이 필름용으로 적용되기에 최적화될 수 있는 이점이 있다.
상기 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트 수지는 연질성을 갖는 생분해성 고분자로, 본 발명의 일 측면에 따른 생분해성 수지 조성물에 포함되는 함량이 40 중량부 미만이면 합성 수지로서의 물성을 나타내기 어렵고 생분해 속도도 현저히 저하될 수 있고, 60 중량부 초과이면 연질성이 과해져 그를 이용한 제품의 물성이 저하되고 제조 비용이 상승하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 탄산칼슘은 충진재로 포함되어 수지의 제조단가를 절감시킬 수 있을 뿐 아니라, 수지를 이용한 제품의 강도를 증진시키고 추후 생분해되는 경우 탄산칼슘의 메트릭스 붕괴를 통해 수지 생분해 속도를 증진시킬 수 있다. 또한, 수지가 생분해되면 토양에 작용하여 산성 토양을 중화시키고 칼슘 성분을 토양에 공급함으로써 토질을 개선시킬 수 있다. 본 발명의 일 측면에 따른 생분해성 수지 조성물에 포함되는 함량이 10 중량부 미만이면 첨가로 인한 효과를 나타내기 어렵고, 15 중량부 초과이면 분산성이 저하되고 물성 및 가공성을 저하시키는 한편, 수지 생분해 속도가 지나치게 빨라져 제품 초기 사용안정성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 탄산칼슘은 기계적 방법으로 생성된 중질 탄산칼슘 또는 화력발전소 배연 탈황 석고로부터 이산화탄소 포집 공정을 거쳐 얻어진 탄산칼슘이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 탄산칼슘은 입자크기 0.5 내지 5㎛인 것이 사용되는 것이 좋다. 상기 탄산칼슘의 입자크기가 전술한 범위 이내인 경우 첨가로 인한 수지의 물성 증진효과가 극대화될 수 있다. 상기 탄산칼슘 입자 크기가 0.5㎛ 미만이면 비산되어 핸들링이 어렵게 되는 문제가 발생할 수 있고, 5㎛ 초과이면 가공성이 저하되고 제조되는 제품 표면의 거칠기가 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 탄산칼슘은 아세틸아세토네이트 및 스테아린산으로 표면처리되어 사용될 수 있다. 상기 아세틸아세토네이트는 광분해제로 포함되어, 수지가 매립되지 않고 노출된 상태로 방치되어 미생물과의 접촉이 저감되더라도 빛에 의해 분해될 수 있도록 제조되는 수지 조성물 소재의 분해방향을 다양화하여 분해성을 증진시킴으로써 환경오염을 방지할 수 있다. 상기 스테아린산은 친수성인 탄산칼슘의 표면을 개질하여 분산성을 향상시키고, 수지 조성물을 통해 제조되는 제품의 기계적 물성을 향상시키기 위해 처리될 수 있다. 상기 탄산칼슘은 아세틸아세토네이트 및 스테아린산을 포함하는 혼합 용액으로 1차 표면처리된 후에, 스테아린산으로 2차 표면처리될 수 있다. 이를 통해, 아세틸아세토네이트에 의한 분해속도를 조절함으로써 조기 광분해를 저감시켜 수지의 초기 안정성을 향상시킬 수 있다.
일반적으로 수지 조성물을 이용한 필름 제품 성형시 닙롤(Nip-Roll) 단계를 거친 후 버블이 압착되는데, 이 때 필름의 내면이 서로 달라붙어 떨어지지 않고 서로 잘 미끄러지지 않게 되는 문제가 발생하게 된다. 상기 슬립제는 필름의 슬립성을 개선함으로써 이러한 필름 가공시의 문제를 해결할 수 있다. 상기 슬립제로는 스테아린산 칼슘, 스테아린산 아연, 에루크아미드, 올레아미드 및 스테아르아미드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나가 이용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 스테아린산 칼슘 및 스테아린산 아연으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나가 포함되는 것이 좋다. 상기 슬립제의 첨가 함량이 1 중량부 미만이면 첨가로 인한 효과를 나타내기 어렵고, 5중량부 초과이면 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
필요에 따라, 본 발명의 일 측면에 따른 생분해성 수지 조성물은 필름 제조시의 슬립성을 더욱 개선시키기 위해 실리카 및 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 실리카 및 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나는 수지 조성물이 혼합제조되거나 또는 가공될 시 균일성의 저하를 방지하기 위해 포함될 수 있으며, 멀칭 필름으로 제조되는 경우 토양 수분의 증발을 저감시켜 농작물의 성장을 도울 수 있다. 상기 실리카 및 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나는 제조되는 수지 조성물에 1 내지 5 중량부로 첨가될 수 있다. 첨가 함량이 1 중량부 미만이면 첨가로 인한 효과를 나타내기 어렵고, 5중량부 초과이면 제조비용이 증대되고 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 왁스는 활제로 용융 점도를 조절하고 성형 가공성을 향상시키기 위해 첨가될 수 있다. 합성왁스, 천연왁스 또는 생분해성 왁스가 사용될 수 있으며, 바람직하게는, 제조되는 제품의 친환경 특성을 고려하여 천연왁스 또는 생분해성 왁스가 사용되는 것이 좋다. 상기 합성왁스로는 예를 들면, PE왁스, PP왁스 및 F-T왁스로 이루어진 군에서 선택되는 하나가 사용될 수 있고, 상기 천연왁스로는 예를 들면, 칸데릴라왁스, 비즈왁스, 카나우바왁스 및 쌀겨왁스로 이루어진 군에서 선택되는 하나가 사용될 수 있고, 상기 생분해성 왁스로는 예를 들면, PCL(polycaprolactone) 왁스가 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 왁스 함량이 0.01 중량부 미만이면 첨가로 인한 효과를 나타내기 어렵고, 0.1 중량부 초과이면 물성이 저하되고 합성왁스가 사용되는 경우에 제조되는 수지 조성물의 친환경 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 착색제는 제조되는 제품에 색상을 부여하기 위해 첨가될 수 있다. 공지의 수지용 안료 또는 염료가 사용될 수 있으며, 함량이 1 중량부 미만이면 목적 색상을 나타내기 어렵고, 5 중량부 초과이면 조성물에 포함되는 다른 성분의 비중 또는 비율을 저감시킴으로써 제조되는 조성물의 물성을 저감시키는 문제가 발생할 수 있다.
필요에 따라, 본 발명의 일 측면에 따른 생분해성 수지 조성물은 제조비용을 저감시키고 친환경적 특성을 향상시키기 위해 식물유래 바이오매스를 더 포함할 수 있다. 상기 식물유래 바이오매스는 농업부산물로부터 얻어질 수 있다. 예를 들면, 옥수수피, 대두피, 왕겨 및 소맥피로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나가 바이오매스 원료로 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 식물유래 바이오매스 함량이 1 중량부 미만이면 첨가로 인한 효과를 나타내기 어렵고, 10 중량부 초과이면 제조되는 수지의 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 식물유래 바이오매스는 원료 물질을 분쇄하여 제조될 수 있으며, 분쇄된 바이오매스의 입자크기는 30 내지 150㎛일 수 있다. 상기 바이오매스 입자크기가 30㎛ 미만이면 제조비용이 증대되고 입자 비산으로 핸들링이 어렵게 되는 문제가 발생할 수 있고, 150㎛ 초과이면 제조되는 수지의 물성이 현저하게 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 상기 바이오매스는 스테아린산으로 표면처리되어 사용될 수 있으며, 이를 통해 분산성을 향상시켜 추후 생분해 진행시 전 제품 부분에 걸쳐 고르게 분해가 진행될 수 있도록 하고, 수지 조성물을 통해 제조되는 제품의 기계적 물성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 수지의 초기분해에 의한 급격한 물성저하를 방지함으로써 초기 안정성도 향상시킬 수 있다.
필요에 따라, 본 발명의 일 측면에 따른 생분해성 수지 조성물은 분해된 이후의 토질 개선 특성 및 친환경적 특성을 고려하여 왕겨재를 더 포함할 수 있다. 상기 왕겨재는 미세기공이 많고 양이온치환용량이 높으며 식물 생장에 도움이 되는 미네랄을 다량으로 함유하고 있는 물질로, 농업부산물인 왕겨를 200 내지 800℃에서 연소시켜 제조될 수 있다. 본 발명의 일 측면에 따른 생분해성 수지 조성물이 왕겨재를 더 포함하는 경우, 토양에 농작물 재배에 유익한 규산질 성분을 보충해 줄 수 있을 뿐만 아니라 토양이온(ion) 농도간의 균형을 교란시키지 않으면서 산성토양을 중화시키는 효과를 나타낼 수 있다. 상기 왕겨재 함량이 1 중량부 미만이면 첨가로 인한 효과를 나타내기 어렵고, 10 중량부 초과이면 제조되는 수지의 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
필요에 따라, 본 발명의 일 측면에 따른 생분해성 수지 조성물은 분해된 이후의 토질 개선 특성을 향상시키기 위해 무기 혼합물을 더 포함할 수 있다. 상기 무기 혼합물은 산화칼륨(K2O), 산화마그네슘(MgO) 및 산화철(Fe2O3)을 포함할 수 있으며, 상기 산화칼륨, 상기 산화마그네슘 및 상기 산화철의 혼합 비율은 중량부 기준 차례대로 1:0.8 내지 1.2: 0.8 내지 1.2일 수 있다. 상기 무기 혼합물의 함량이 1 중량부 미만이면 첨가로 인한 효과를 나타내기 어렵고, 5중량부 초과이면 제조비용이 증대되고 제조되는 수지의 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 생분해성 수지 조성물은 전술한 성분들을 혼합하고 압출하여 제조될 수 있다. 이 때, 상기 압출은 공지의 방법으로 수행될 수 있으며, 예를 들면 통상의 압출기를 이용하여 150 내지 200℃ 온도에서 200 내지 400rpm의 압출속도 및 10 내지 100rpm의 투입속도로 수행될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 생분해성 수지 조성물은 생분해성, 기계적 물성 및 가공성이 우수하며, 생분해성 뿐 아니라 광분해 특성도 가지므로 전반적 분해도가 우수하여 환경에 오래 잔류하지 않으며, 이를 통해 환경에 미치는 영향을 최소화하고 환경 오염을 저감시킬 수 있다. 또한, 분해속도가 조절될 수 있어 사용성이 우수한 장점이 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 생분해성 수지 조성물로 제조되는 생분해성 필름이 제공될 수 있다.
상기 생분해성 필름은 상기 생분해성 수지 조성물을 가공하여 제조될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트를 포함하는 고분자 수지 40 내지 60 중량부, 상기 탄산칼슘 10 내지 15 중량부, 상기 슬립제 1 내지 5 중량부, 상기 왁스 0.01 내지 0.1 중량부 및 상기 착색제 1 내지 5 중량부가 혼합된 후 압출되어 펠렛 형태로 제조된 수지 조성물을 성형 가공하여 제조될 수 있다. 이 때, 160 내지 220℃, 바람직하게는 160 내지 180℃ 성형온도에서 200 내지 500rpm의 압출속도, 10 내지 100rpm의 투입속도 및 100 내지 200rpm 롤속도 조건으로 필름형태로 가공될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 필요에 따라, 상기 수지 조성물은 상기 식물유래 바이오매스, 상기 왕겨재 및 상기 무기 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나가 더 첨가되어 제조될 수 있다. 필요에 따라, 상기 수지 조성물은 상기 실리카 및 상기 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나가 더 첨가되어 제조될 수 있다.
상기 탄산칼슘 및 상기 식물유래 바이오매스는 혼합 전 표면처리될 수 있다. 상기 탄산칼슘의 표면처리는 이소프로판올 100 중량부에 아세틸아세토네이토 0.1 내지 1 중량부 및 스테아린산 0.5 내지 2 중량부로 첨가 혼합하여 제조된 제 1 표면처리 용액에 상기 탄산칼슘을 투입하여 10분 내지 1시간 교반 혼합하고 이소프로판올로 세척한 후, 이소프로판올 100 중량부에 스테아린산 1 내지 2 중량부로 첨가 혼합하여 제조된 제 2 표면처리 용액에 투입하고 10분 내지 1시간 교반 혼합함으로써 수행될 수 있다. 이 때, 상기 제 1 표면처리 용액에 포함되는 아세틸아세토네이토 및 스테아린산은 1: 1.5 내지 2 중량비인 것이 좋고, 상기 제 1 표면처리 용액의 스테아린산 농도 및 상기 제 2 표면처리 용액의 스테아린산 농도는 1: 1.2 내지 2의 농도비를 갖는 것이 좋다. 상기 탄산칼슘의 표면처리가 전술한 방법으로 수행되는 경우 본 발명이 목적하는 제품의 초기안정성 및 우수한 분해성능이 양립될 수 있다. 상기 식물유래 바이오매스의 표면처리는 이소프로판올 100 중량부에 스테아린산 1 내지 2 중량부로 첨가 혼합하여 제조된 표면처리 용액에 상기 식물유래 바이오매스를 투입하고 1 내지 20시간 교반 혼합함으로써 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 생분해성 필름은 종래 폴리올레핀계 필름이 사용되는 사용처에 그를 대체하여 적용될 수 있으며, 예를 들면 농업 멀칭용, 식품 등의 포장용, 위생용 또는 육모 포트용으로 사용될 수 있으나 사용 용도가 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 생분해성 필름은 15 내지 60㎛ 두께로 형성될 수 있으며, 상기 두께는 사용처에 따라 조절될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 보다 구체적이고 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예
<생분해성 수지 조성물의 제조>
[제조예 1]
PBAT 수지 50kg, 탄산칼슘 12.5kg, 슬립제 2.6kg, 왁스 20g 및 착색제로 유백 마스터배치 1.8kg을 혼합하여 제조된 혼합 조성물을 이축 압출기에 넣고 압출하면서 반응시켜 생분해성 수지 조성물의 펠렛을 제조하였다. 압출 조건은 압출속도 300rpm, 원료투입속도 40rpm, 배럴온도 180℃로 하였다.
혼합되는 성분 중 탄산칼슘은 공장의 배연탈황 공정에서 얻어진 석고물을 원료로 하여 이산화탄소 기류하에 25%(w/w) 암모니아수를 이용하여 얻어진 평균입경 4㎛의 미립 탄산칼슘을 이용하였다. 탄산칼슘의 1차 표면처리는 이소프로판올 50 중량부에 탄산칼슘 10 중량부를 먼저 투입한 후 10분간 고속교반한 후에, 이소프로판올 50 중량부, 아세틸아세토네이토 0.5 중량부 및 스테아린산 0.8 중량부로 혼합된 용액을 추가로 첨가하고 다시 10분간 고속교반하여 수행하였다. 1차로 표면처리된 탄산칼슘을 이소프로판올로 옮겨 부드럽게 저어주고 꺼낸 다음 안정화를 위해 10분간 방치시킨 후에, 그중 일부를 대상으로 2차 표면처리를 수행하였다. 2차 표면처리는 아세틸아세토네이토가 제외되고 이소프로판올 및 스테아린산이 100:1 중량비로 혼합된 용액을 표면처리 용액으로 이용한 것을 제외하면 1차 표면처리와 동일하게 수행하였다. 슬립제로는 스테아린산 칼슘을 이용하였으며, 왁스는 PE 왁스를 이용하였다.
[제조예 2 내지 4]
하기 표 1의 성분 및 함량으로 배합한 것을 제외하면 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 하기 표 1에서, 각 성분별 함량값은 중량부로 기재하였다. 상세하게는, kg 단위를 기준으로 하였다.
바이오매스는 왕겨 및 짚의 1:1 중량비 혼합물을 절단 및 분쇄하여 평균입경 100㎛으로 준비한 후 120℃에서 10분간 멸균처리하고 70±10℃ 오븐에서 10시간 건조시킨 것을 이용하였다. 이의 표면처리는 분쇄 및 건조된 바이오매스를 믹서에 투입한 후 이소프로판올 및 스테아린산이 100:1 중량비로 혼합된 용액을 이용하여 전술한 탄산칼슘의 2차 표면처리와 동일한 방법으로 수행되었다. 제올라이트는 평균입경 5 내지 10㎛로 이용하고, 왕겨재는 왕겨를 300℃ 고온에서 연소시킨 것을 이용하였으며, 무기혼합물은 산화칼륨, 산화마그네슘 및 산화철이 동량으로 혼합된 것을 이용하였다.
| PBAT | CaCO3 | 슬립제 | 왁스 | 착색제 | 바이오매스 | 제올라이트 | 왕겨재 | 무기혼합물 | |
| 제조예1 | 50 | 12.5 | 2.6 | 0.02 | 1.8 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 제조예2 | 40 | 10 | 1.5 | 0.02 | 1.8 | 5 | 2.6 | 5 | 1 |
| 제조예3 | 40 | 10 | 1.5 | 0.02 | 1.8 | 10 | 3.6 | 0 | 0 |
| 제조예4 | 70 | 5 | 1.5 | 0.02 | 1.8 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 제조예5 | 50 | 12.5 | 2.6 | 0.02 | 1.8 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 제조예6 | 48 | 14.5 | 2.6 | 0.02 | 1.8 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 제조예7 | 50 | 12.5 | 2.6 | 0.02 | 1.8 | 0 | 0 | 0 | 0 |
[제조예 5]
상기 표 1의 성분 및 함량으로 배합하되, 탄산칼슘을 평균입경 15㎛으로 준비하여 표면처리하고 이용한 것을 제외하면 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[제조예 6]
상기 표 1의 성분 및 함량으로 배합하되, 탄산칼슘의 1차 및 2차 표면처리를 하지 않고 이용한 것을 제외하면 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[제조예 7]
상기 표 1의 성분 및 함량으로 배합하되, 탄산칼슘의 2차 표면처리를 하지 않고 이용한 것을 제외하면 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
<생분해성 수지 필름의 제조>
수득된 제조예 1 내지 7의 생분해성 수지를 각각 캐스트 필름 성형기에 투입하여 200℃에서 용융시키고 티다이(T-Die) 및 25℃의 냉각 롤러를 통과시켜 두께 30㎛의 필름을 제조하였다. 제조된 필름을 시료로 하여 인장강도, 인열강도, 연신율, 생분해도, 광내구도 및 표면상태를 평가하고 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다. 모든 시험은 3회 이상 수행하고, 그 평균값을 기재하였다.
인장강도(kgf/cm2), 인열강도(kgf/cm) 및 신율(%)은 KS M 3503 7.6 시험방법에 준하여 시료 파단시 기계 방향에 대해 측정한 뒤 얻어진 값을 기재하였다.
생분해도(%)는 KS M 3100-1 퇴비화 조건에서 플라스틱의 호기성 생분해도 측정법에 의해 셀룰로오즈를 표준시료로 하고 표준시료에 대한 시험시료의 상대적 이산화탄소 발생량을 측정한 다음 하기 수학식 1을 이용하여 도출하였다.
초기 광내구도는 아틀라스사 웨더오미터를 이용하여 72시간 경과한 광조사후 시험시료편에 대해 신율(%)을 측정한 뒤, 광조사 전 측정된 신율 및 광조사 후 측정된 신율의 상대적인 비를 확인하고 하기 수학식 2를 이용하여 계산된 값을 기재하였다.
표면상태는 완성된 필름의 표면을 손가락 끝으로 10cm 이상 쓸어보고, 걸리는 느낌 없이 매끈한 경우 ○, 오돌토돌하게 걸리는 느낌이 있는 경우 ×로 평가하였다.
야외 폭로 분해도는 필름을 햇볕이 잘 드는 야외에 두고 90일 경과한 후 필름 상태를 육안 관찰하여 길이 1cm 이상의 갈라짐 또는 흠이 발생한 경우 ○, 그렇지 않은 경우 ×로 평가하였다.
| 인장강도 | 인열강도 | 신율 | 생분해도 | 초기 광내구도 |
표면상태 | 야외 폭로 분해도 |
|
| 제조예1 | 465 | 185 | 246 | 60 | 94.8 | ○ | ○ |
| 제조예2 | 484 | 193 | 253 | 65 | 95.2 | ○ | ○ |
| 제조예3 | 471 | 187 | 244 | 62 | 94.5 | ○ | ○ |
| 제조예4 | 425 | 168 | 222 | 60 | 94.1 | ○ | ○ |
| 제조예5 | 458 | 179 | 236 | 57 | 95.6 | × | ○ |
| 제조예6 | 444 | 172 | 228 | 55 | 92.3 | ○ | × |
| 제조예7 | 460 | 180 | 239 | 57 | 82.2 | ○ | ○ |
표 2를 참조하면, 본 발명의 실시예의 수지 조성물에 해당되는 제조예 1 내지 3의 수지를 이용하여 제조된 필름은 물성 및 생분해도가 우수한 것으로 나타났다. 제조예 4의 수지를 이용하여 제조된 필름은 PBAT 수지를 과량 이용하여 기계적 물성이 저하되었고, 탄산칼슘의 입자크기가 5㎛를 초과하는 제조예 5의 수지를 이용하여 제조된 필름은 표면이 매끄럽지 못한 문제가 확인되었다. 제조예 6의 수지를 이용하여 제조된 필름은 탄산칼슘의 분산성이 저하되어 물성이 저하되는 모습을 보이고, 2차 표면처리 되지 않은 탄산칼슘을 포함하는 제조예 7의 수지를 이용하여 제조된 필름은 초기 광내구도가 빠르게 저하되어 상품 유통에 바람직하지 않은 것으로 확인되었다.
본 발명의 일 측면에 따른 생분해성 수지 조성물 및 그를 이용하여 제조되는 생분해성 필름은 생분해 속도가 우수하며, 조절된 광분해를 통해 적정 사용기간을 부여하면서도 땅에 매립되지 않은 상태로도 빠르게 분해될 수 있어, 환경오염을 방지하기 위한 친환경적 소재로 적용되기 적합하다.
Claims (5)
- 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트를 포함하는 고분자 수지 40 내지 60 중량부; 탄산칼슘 10 내지 15 중량부; 슬립제 1 내지 5 중량부; 왁스 0.01 내지 0.1 중량부; 및 착색제 1 내지 5 중량부;로 포함하고,
산화칼륨, 산화마그네슘 및 산화철을 포함하는 무기 혼합물 1 내지 5 중량부; 실리카 및 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 1 내지 5 중량부; 및 왕겨재 1 내지 10 중량부; 를 더 포함하되,
상기 탄산칼슘은
이소프로판올 100 중량부에 아세틸아세토네이토 0.1 내지 1 중량부 및 스테아린산 0.5 내지 2 중량부로 첨가 혼합하여 제조된 제 1 표면처리 용액에 탄산칼슘을 투입하여 교반시키는 제 1 표면처리 단계;
상기 제 1 표면처리 단계에서 표면처리된 탄산칼슘을 이소프로판올로 세척하는 단계; 및
이소프로판올 100 중량부에 스테아린산 1 내지 2 중량부로 첨가 혼합하여 제조된 제 2 표면처리 용액에 세척된 탄산칼슘을 투입하여 교반시키는 제 2 표면처리 단계; 를 포함하는 표면처리방법에 의하여 표면처리된 것이고, 입자크기 0.5 내지 5㎛인, 생분해성 수지 조성물.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
식물유래 바이오매스 1 내지 10 중량부를 더 포함하되,
상기 식물유래 바이오매스는 입자크기 30 내지 150㎛이고 스테아린산으로 표면처리된 것인, 생분해성 수지 조성물.
- 삭제
- 제 1항 또는 제 3항에 따른 수지 조성물로 제조되는, 생분해성 필름.
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|---|---|---|---|---|
| KR102658352B1 (ko) * | 2023-07-18 | 2024-04-19 | 농업회사 법인 주식회사 그린지니어스 | 생분해성 다층 필름 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090055761A (ko) * | 2007-11-29 | 2009-06-03 | 주식회사 화승인더스트리 | 광분해제가 포함된 통기성 필름 제조용 조성물 및 이를이용한 통기성 필름 |
| KR20110008312A (ko) * | 2008-05-06 | 2011-01-26 | 메타볼릭스 인코포레이티드 | 생분합성 폴리에스테르 블렌드 |
| KR101823409B1 (ko) * | 2017-05-12 | 2018-01-31 | (주)세진바이오 | 생분해성 농업용 멀칭필름 |
| KR101999919B1 (ko) * | 2018-02-21 | 2019-07-12 | 서울대학교산학협력단 | 생분해성 고분자 복합재 |
| KR102326756B1 (ko) | 2021-05-20 | 2021-11-16 | 최다솜 | 축분을 이용한 생분해성 멀칭필름 및 그 제조방법 |
-
2021
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090055761A (ko) * | 2007-11-29 | 2009-06-03 | 주식회사 화승인더스트리 | 광분해제가 포함된 통기성 필름 제조용 조성물 및 이를이용한 통기성 필름 |
| KR20110008312A (ko) * | 2008-05-06 | 2011-01-26 | 메타볼릭스 인코포레이티드 | 생분합성 폴리에스테르 블렌드 |
| KR101823409B1 (ko) * | 2017-05-12 | 2018-01-31 | (주)세진바이오 | 생분해성 농업용 멀칭필름 |
| KR101999919B1 (ko) * | 2018-02-21 | 2019-07-12 | 서울대학교산학협력단 | 생분해성 고분자 복합재 |
| KR102326756B1 (ko) | 2021-05-20 | 2021-11-16 | 최다솜 | 축분을 이용한 생분해성 멀칭필름 및 그 제조방법 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102658352B1 (ko) * | 2023-07-18 | 2024-04-19 | 농업회사 법인 주식회사 그린지니어스 | 생분해성 다층 필름 |
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