KR102587591B1 - Biodegradable composition and application products using the composition - Google Patents
Biodegradable composition and application products using the composition Download PDFInfo
- Publication number
- KR102587591B1 KR102587591B1 KR1020210143479A KR20210143479A KR102587591B1 KR 102587591 B1 KR102587591 B1 KR 102587591B1 KR 1020210143479 A KR1020210143479 A KR 1020210143479A KR 20210143479 A KR20210143479 A KR 20210143479A KR 102587591 B1 KR102587591 B1 KR 102587591B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- biodegradable resin
- resin composition
- biodegradable
- weight
- hydroxybutyrate
- Prior art date
Links
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
- B29B11/14—Making preforms characterised by structure or composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/06—Biodegradable
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
- C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
본 발명은 생분해성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라 다양한 토양환경에서도 쉽게 생분해가 될 수 있어 환경에 대한 부담을 대폭 경감시킬 수 있는 생분해성 수지 조성물 및 상기 조성물을 이용한 응용제품에 관한 것이다.The present invention relates to a biodegradable resin composition, and more specifically, to a biodegradable resin composition that not only has excellent mechanical properties but can also be easily biodegraded in various soil environments, thereby significantly reducing the burden on the environment, and the composition. It is about the applied products used.
Description
본 발명은 생분해성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라 다양한 토양환경에서도 쉽게 생분해가 될 수 있어 환경에 대한 부담을 대폭 경감시킬 수 있는 생분해성 수지 조성물 및 상기 조성물을 이용한 응용제품에 관한 것이다.The present invention relates to a biodegradable resin composition, and more specifically, to a biodegradable resin composition that not only has excellent mechanical properties but can also be easily biodegraded in various soil environments, thereby significantly reducing the burden on the environment, and the composition. It is about the applied products used.
일반적으로 석유계 수지를 사용한 고분자 제품은 일상생활에 널리 사용되고 있다. 다만 현재 알려진 석유계 수지를 사용한 고분자 제품은 폐기시에 유해 물질을 배출하여 환경 문제를 야기할 우려가 있다. 이러한 환경오염 문제를 해결하기 위하여 최근 생분해성 플라스틱에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In general, polymer products using petroleum-based resins are widely used in daily life. However, currently known polymer products using petroleum-based resins are likely to cause environmental problems by emitting hazardous substances when disposed of. To solve this environmental pollution problem, research on biodegradable plastics has been actively conducted recently.
생분해성 플라스틱이란, 생물학적 공정에 의해 제조된 단량체를 중합한 고분자로서, 자연에 존재하는 미생물들에 의해 저분자 물질로 분해되고, 최종적으로 물과 이산화탄소 또는 메탄가스로 분해되는 물질을 말한다. 대표적인 물질로는 폴리락트산(poly lactic acid, PLA) 및 폴리부틸렌아디페이트 테레프탈레이트(polybutyleneadipate terephthalate, PBAT) 등을 포함한 생분해성 수지가 석유계 수지를 대체할 수 있는 수단으로서 각광받고 있다. 그러나, 실제 다양한 토양환경에서 생분해되기 어렵거나 특정 조건에서 오랜 기간 소요되어야 생분해되며 특히 완전 생분해 되는데 한계가 있다는 단점이 존재한다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 다양한 분야에 적용할 수 있는 생분해성 수지에 대한 연구가 필요한 실정이다.Biodegradable plastic is a polymer that polymerizes monomers produced through biological processes, and is decomposed into low-molecular-weight substances by microorganisms existing in nature, and finally decomposes into water and carbon dioxide or methane gas. Representative materials include biodegradable resins, including polylactic acid (PLA) and polybutylene adipate terephthalate (PBAT), which are attracting attention as a means of replacing petroleum-based resins. However, there are disadvantages in that it is difficult to biodegrade in various soil environments or requires a long period of time under certain conditions to be biodegraded, and in particular, there is a limit to complete biodegradation. In order to overcome these problems, research on biodegradable resins that can be applied to various fields is needed.
더욱이, 최근 코로나(COVID-19)의 확산으로 일회용 용기, 포장 비닐, 빨대, 콜드컵 등의 일회용 제품, 에어캡, 전자제품 트레이 등의 전자제품 포장재, 부표, 어망 등 해양수산 제품 등 다양한 분야에서 생분해성 수지의 사용에 대한 필요성이 대두되고 있다.Moreover, due to the recent spread of Corona (COVID-19), various fields such as disposable products such as disposable containers, packaging plastic, straws, and cold cups, electronic product packaging materials such as air caps and electronic product trays, and marine and fishery products such as buoys and fishing nets are being used in various fields. The need for the use of biodegradable resin is emerging.
그러나, 생분해성 플라스틱을 다양한 용도로 적용하기 위해서는 다양한 토양환경에서 우수한 생분해성을 가짐은 물론이며 만족할만한 물성을 구현하여야 하고, 특히 활용 용도에 따라서 강도, 내충격성, 유연성, 투명성 등을 구현하여야 한다.However, in order to apply biodegradable plastic to various purposes, it must not only have excellent biodegradability in various soil environments but also realize satisfactory physical properties, and in particular, it must realize strength, impact resistance, flexibility, transparency, etc. depending on the intended use. .
이를 위해, 최근 폴리락트산 및 폴리부틸렌아디페이트를 혼합사용한 제품들이 주로 개발되고 있는 상황이지만, 아직까지 두 소재의 상용성 부족으로 인해 원하는 만큼의 물성 및 유연성을 확보하지 못하고 있을 뿐만 아니라, 만족할만한 생분해성을 갖는 수지 배합도 구현하지 못하고 있는 상황이다. To this end, products using a mixture of polylactic acid and polybutylene adipate have been mainly developed recently, but due to the lack of compatibility between the two materials, not only are the desired physical properties and flexibility not secured, but satisfactory Even biodegradable resin formulations have not been implemented.
최근에는 해양에서도 우수한 생분해도를 보이는 폴리하이드록시알카노에이트(PHA)를 적용하는 연구가 진행중이다. PHA는 고무의 특성을 가지고 있어, 적용시 유연성 향상 및 충격강도가 향상되는 특성을 나타낸다.Recently, research is underway to apply polyhydroxyalkanoate (PHA), which shows excellent biodegradability even in the ocean. PHA has the characteristics of rubber, showing improved flexibility and improved impact strength when applied.
본 발명자들은 다수의 연구결과를 바탕으로 PLA계 수지를 포함하면서도 용도에 따라서 강도, 내충격성, 유연성, 투명성 등의 물성은 물론 다양한 토양환경에서도 생분해성을 만족하는 생분해성의 확보와 더불어 제조편의성까지 확보했다. 또한 PHA 단독으로 사용시 성형성 및 물성이 낮아 단독으로 사용하는데 많은 어려움이 따르는데, 이를 보완해줄 수 있는 수지조성물을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다. Based on numerous research results, the present inventors have secured biodegradability that satisfies biodegradability in various soil environments as well as physical properties such as strength, impact resistance, flexibility, and transparency depending on the use, while including PLA-based resin, and also secured manufacturing convenience. did. In addition, there are many difficulties in using PHA alone due to its low moldability and physical properties, but the present invention was completed by developing a resin composition that can compensate for this.
따라서, 본 발명의 목적은 구성성분의 종류 및 함량을 조절하여 일반적인 제품성형 방법으로 원하는 형상의 제품을 손쉽게 성형할 수 있는 생분해성 수지 조성물 및 상기 조성물을 이용한 응용제품을 제공하는 것이다.Therefore, the purpose of the present invention is to provide a biodegradable resin composition that can be easily molded into a product of a desired shape by a general product molding method by controlling the type and content of the components, and an applied product using the composition.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 명시적으로 언급되지 않았더라도 후술되는 발명의 상세한 설명의 기재로부터 통상의 지식을 가진 자가 인식할 수 있는 발명의 목적 역시 당연히 포함될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and even if not explicitly mentioned, the object of the invention that can be recognized by a person of ordinary skill in the art from the description of the detailed description of the invention described later may also naturally be included. .
상술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 먼저 본 발명은 폴리락트산(PLA)계 수지를 포함하는 베이스 수지 100중량부 당 폴리하이드록시알카노에이트(PHA)계 수지 0.1 내지 50중량부, 1종 이상의 사슬연장제 0.1 내지 10중량부 포함하는 생분해성 수지 조성물을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention described above, first, the present invention is 0.1 to 50 parts by weight of polyhydroxyalkanoate (PHA)-based resin per 100 parts by weight of base resin containing polylactic acid (PLA)-based resin, 1 type. Provided is a biodegradable resin composition containing 0.1 to 10 parts by weight of the above chain extender.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 베이스 수지는 폴리부틸렌아디페이트-코-테레프탈레이트(polybutyleneadipate-co-terephthalate; PBAT), 폴리카프로락톤, 폴리글리콜산, 폴리부틸렌석시네이트(PBS), 폴리부틸렌 숙시네이트 아디페이트 (Poly(butylene succinate-co-butylene adipate, PBSA), 폴리부틸렌숙시네이트-테레프탈레이트(PBST), 폴리부틸렌아디페이트, 폴리하이드록시부티레이트(polyhydroxy butyrate, PHB), 폴리-3-하이드록시발러레이트(poly-3-hydroxyvalerate,PBV),폴리하이드록시부티레이트발러레이트(polyhydroxybutyratevalerate, PHBV), 폴리-3-하이드록시부티레이트-코-3-하이드록시발러레이트(poly-(3-hydroxy butyrate-co-3-hydroxyvalerate), 폴리-3-하이드록시부티레이트-코-3-하이드록시헥사노에이트(poly-(3-hydroxybutyrate -co-3-hydroxyhexanoate)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함한다. In a preferred embodiment, the base resin is polybutylene adipate-co-terephthalate (PBAT), polycaprolactone, polyglycolic acid, polybutylene succinate (PBS), and polybutylene. Succinate adipate (Poly(butylene succinate-co-butylene adipate, PBSA), polybutylene succinate-terephthalate (PBST), polybutylene adipate, polyhydroxy butyrate (PHB), poly-3 -hydroxyvalerate (poly-3-hydroxyvalerate, PBV), polyhydroxybutyratevalerate (PHBV), poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate (poly-(3-hydroxy butyrate-co-3-hydroxyvalerate), poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate (poly-(3-hydroxybutyrate -co-3-hydroxyhexanoate), one or more selected from the group consisting of Includes more.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 PHA계 수지는 중합체 사슬에 2개 이상의 상이한 반복단위들을 포함하고, 상이한 반복단위들은 불규칙하게 분포되어 있는 것이다. In a preferred embodiment, the PHA-based resin contains two or more different repeating units in the polymer chain, and the different repeating units are irregularly distributed.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 반복단위는 2-하이드록시부티레이트, 젖산, 글리콜산, 3-하이드록시부티레이트(3-HB), 3-하이드록시프로피오네이트(3-HP), 3-하이드록시발레레이트(3-HV), 3-하이드록시헥사노에이트(3-HH), 3-하이드록시헵타노에이트(3-HHep), 3-하이드록시옥타노에이트(3-HO), 3-하이드록시노나노에이트(3-HN), 3-하이드록시데카노에이트(3-HD), 3-하이드록시도데카노에이트(3-HDd), 4-하이드록시부티레이트(4-HB), 4-하이드록시발레레이트(4-HV), 5-하이드록시발레레이트(5-HV) 및 6-하이드록시헥사노에이트(6-HH)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이다. In a preferred embodiment, the repeating unit is 2-hydroxybutyrate, lactic acid, glycolic acid, 3-hydroxybutyrate (3-HB), 3-hydroxypropionate (3-HP), 3-hydroxyvale Late (3-HV), 3-hydroxyhexanoate (3-HH), 3-hydroxyheptanoate (3-HHep), 3-hydroxyoctanoate (3-HO), 3-hydroxy Nonanoate (3-HN), 3-hydroxydecanoate (3-HD), 3-hydroxydodecanoate (3-HDd), 4-hydroxybutyrate (4-HB), 4-hydroxy It is one or more selected from the group consisting of valerate (4-HV), 5-hydroxyvalerate (5-HV), and 6-hydroxyhexanoate (6-HH).
바람직한 실시예에 있어서, 상기 PHA계 수지는 유리전이 온도(Tg)는 -45℃ ~ 80℃, 결정화 온도(Tc)는 70 ~ 120℃, 용융 온도(Tm)은 100 ~ 170℃, 분자량은 10,000g/mol ~ 1,200,000g/mol이다. In a preferred embodiment, the PHA-based resin has a glass transition temperature (Tg) of -45°C to 80°C, a crystallization temperature (Tc) of 70 to 120°C, a melting temperature (Tm) of 100 to 170°C, and a molecular weight of 10,000. g/mol ~ 1,200,000 g/mol.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 사슬연장제 중 적어도 하나는 이관능성 또는 다관능성 말단 에폭시드로 이루어지는 에폭시 기능성 화합물이다.In a preferred embodiment, at least one of the chain extenders is an epoxy functional compound consisting of a di- or polyfunctional terminal epoxide.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 에폭시 기능성 화합물은 분자 사슬 또는 곁사슬의 말단에 정렬된 2개 내지 9개 이하의 에폭시기를 함유하는 화합물이다. In a preferred embodiment, the epoxy functional compound is a compound containing 2 to 9 or less epoxy groups aligned at the ends of the molecular chain or side chain.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 사슬연장제 중 적어도 하나는 헥사메틸렌디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate, HDI), 헥산디올디글리시딜에테르(1,6-hexanediol diglycidyl ether), 과산화 디아실, 퍼옥시케탈, 퍼옥시에스테르, 과산화 디알킬 및 과산화수소, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 글리세리느 트리메틸올프로판, 펜타엘스리톨, 옥시프로필화 에틸렌 디아민, 헥사메틸렌디아민, m-페닐렌디아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 과산화 벤조일, 과산화 라우로일, 1,3- 또는 1,4-비스(tert-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, n-부틸-4,4'-디(tert-부틸퍼옥시)발레레이트, t-부틸 페옥시벤조에이트, 1,1-디-t-부틸퍼옥시-2,4-디-t-부틸사이클로헥산, 2,5-디메틸-2,5-디-(t-부틸퍼옥시)헥산, 3,6,9-트리에틸-3,6,9-트리메틸-1,4,7-트리퍼옥소난으로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나이다. In a preferred embodiment, at least one of the chain extenders is hexamethylene diisocyanate (HDI), hexanediol diglycidyl ether (1,6-hexanediol diglycidyl ether), diacyl peroxide, peroxy ketal, Peroxyester, dialkyl peroxide and hydrogen peroxide, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, glycerine trimethylolpropane, pentaelsritol, oxypropylated ethylene diamine, hexamethylenediamine, m-phenylenediamine, diethanol. Amine, triethanolamine, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, 1,3- or 1,4-bis(tert-butylperoxyisopropyl)benzene, n-butyl-4,4'-di(tert-butylperoxy) ) Valerate, t-butyl peroxybenzoate, 1,1-di-t-butylperoxy-2,4-di-t-butylcyclohexane, 2,5-dimethyl-2,5-di-(t -Butylperoxy)hexane, 3,6,9-triethyl-3,6,9-trimethyl-1,4,7-triperoxonane.
바람직한 실시예에 있어서, 흑연, 자연동, 황, 석영, 정장석, 사장석, 흑운모, 감람석, 각섬석, 방해석, 공작석, 아라고나이트, 인광석, 인회석, 경성인회석, 자철석, 적철석, 중정석, 황동석, 황철석, 방연석, 형석, 벤토나이트, 고령토, 활석, 활석분, 탄산칼슘, 백악가루, 난각, 석고, 카본블랙, 산화철, 백운석, 염화칼슘, 황산바륨, 이산화규소, 규회석, 규산염, 운모, 금강석, 실리카, 실리콘, 탈크, 제올라이트, 전분 및 유리섬유 등으로 구성된 그룹에서 선택되는 1종 이상의 필러를 상기 생분해성수지조성물 총 중량을 기준으로 0.1 내지 60중량% 더 포함한다. In a preferred embodiment, graphite, native copper, sulfur, quartz, orthosite, plagioclase, biotite, olivine, hornblende, calcite, malachite, aragonite, phosphate, apatite, apatite, magnetite, hematite, barite, chalcopyrite, pyrite, galena. , fluorite, bentonite, kaolin, talc, talcum powder, calcium carbonate, chalk powder, egg shell, gypsum, carbon black, iron oxide, dolomite, calcium chloride, barium sulfate, silicon dioxide, wollastonite, silicate, mica, emery, silica, silicon, talc. , 0.1 to 60% by weight of one or more fillers selected from the group consisting of zeolite, starch, glass fiber, etc., based on the total weight of the biodegradable resin composition.
바람직한 실시예에 있어서, 산화방지제, 상용화제, 중량제, 기핵제, 용융강도 증가제, 중합개시제 및 슬립제로 구성된 그룹에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 상기 생분해성 수지 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 30 중량% 더 포함한다. In a preferred embodiment, one or more additives selected from the group consisting of antioxidants, compatibilizers, weighting agents, nucleating agents, melt strength increasers, polymerization initiators, and slip agents are added in an amount of 0.1 weight based on the total weight of the biodegradable resin composition. % to 30% by weight.
또한, 본 발명은 상술된 어느 하나의 생분해성 수지 조성물로 이루어진 생분해성수지 응용제품을 제공한다.Additionally, the present invention provides a biodegradable resin application product composed of any of the biodegradable resin compositions described above.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 생분해성수지 응용제품은 인장강도가 30MPa 이상 및 생분해도가 표준물질 대비 90% 이상이다.In a preferred embodiment, the biodegradable resin application product has a tensile strength of 30 MPa or more and a biodegradability of 90% or more compared to the standard material.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 응용제품은 콜드 컵, 단추, 골프티, 일회용 용기, 포장비닐, 트레이, Sheet로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이다. In a preferred embodiment, the applied product is one or more selected from the group consisting of cold cups, buttons, golf tees, disposable containers, packaging vinyl, trays, and sheets.
또한, 본 발명은 압출 성형기에 균일하게 혼합된 상술된 어느 하나의 생분해성 수지 조성물을 넣고 용융한 후 압출하여 실 형상으로 제조하는 단계; 상기 제조된 실 형상을 절단하여 펠릿을 제조하는 단계; 및 상기 펠릿을 성형기 또는 압출기에 넣어 생분해성수지 응용제품을 제조하는 단계;를 포함하는 생분해성수지 응용제품 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention includes the steps of putting any of the above-described biodegradable resin compositions uniformly mixed into an extrusion molding machine, melting them, and then extruding them into a thread shape; Cutting the manufactured thread shape to produce pellets; and manufacturing a biodegradable resin application product by putting the pellets into a molder or extruder.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 성형기 또는 압출기는 압출 성형기, 사출 성형기, 중공 성형기, 압공 성형기, 캘린더링, 회전성형, 주조, T-다이 압출기, 블로운 필름 압출기, 열성형기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이다. In a preferred embodiment, the molding machine or extruder is any selected from the group consisting of extrusion molding machine, injection molding machine, blow molding machine, pressure molding machine, calendaring, rotational molding, casting, T-die extruder, blown film extruder, and thermoforming machine. It is one.
상술된 본 발명의 생분해성 수지 조성물 및 상기 조성물을 이용한 응용제품은 구성성분의 종류 및 함량을 조절하여 상업적으로 사용가능한 기계적 물성, 유연성 및 성형성을 확보하였을 뿐만 아니라 다양한 토양환경에서도 생분해성을 만족시켜 우수한 친환경성을 발휘할 수 있다.The above-described biodegradable resin composition of the present invention and applied products using the composition not only secured commercially usable mechanical properties, flexibility, and moldability by controlling the types and contents of the components, but also satisfied biodegradability in various soil environments. It can demonstrate excellent eco-friendliness.
본 발명의 이러한 기술적 효과들은 이상에서 언급한 범위만으로 제한되지 않으며, 명시적으로 언급되지 않았더라도 후술되는 발명의 실시를 위한 구체적 내용의 기재로부터 통상의 지식을 가진 자가 인식할 수 있는 발명의 효과 역시 당연히 포함된다.These technical effects of the present invention are not limited to the scope mentioned above, and even if not explicitly mentioned, the effects of the invention that can be recognized by a person of ordinary skill in the art from the description of the specific contents for implementing the invention described later. Of course it is included.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 생분해성 조성물로 제조된 제품의 성형성을 확인하기 위한 사진이다.Figure 1 is a photograph for confirming the moldability of a product manufactured with a biodegradable composition according to embodiments of the present invention.
본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 발명의 설명에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used in the present invention are merely used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the description of the invention, but are intended to indicate the presence of one or more other It should be understood that this does not exclude in advance the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component without departing from the scope of the present invention.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless clearly defined in the present invention, should not be interpreted in an idealized or excessively formal sense. No.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다. 특히, 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등이 사용되는 경우 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되는 것으로 해석될 수 있다.When interpreting a component, it is interpreted to include the margin of error even if there is no separate explicit description. In particular, when terms of degree such as "about", "substantially", etc. are used, they may be interpreted as being used at or close to that value when manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are presented. .
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함한다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, if a temporal relationship is described as ‘after’, ‘after’, ‘after’, ‘before’, etc., ‘immediately’ or ‘directly’ Even non-consecutive cases are included unless ' is used.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical configuration of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings and preferred embodiments.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 본 발명을 설명하기 위해 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Like reference numerals used to describe the invention throughout the specification represent like elements.
본 발명의 기술적 특징은 구성성분의 종류 및 함량을 조절하여 일반적인 토양환경에서 우수한 생분해성을 나타내고, 상용화에 필요한 기계적 물성은 물론 일반적인 성형방법으로 손쉽게 성형할 수 있는 성형성까지 확보된 생분해성 수지 조성물 및 이를 포함하는 응용제품에 있다.The technical feature of the present invention is a biodegradable resin composition that exhibits excellent biodegradability in a general soil environment by controlling the type and content of the components, and secures not only the mechanical properties necessary for commercialization but also the moldability that can be easily molded using general molding methods. and application products containing the same.
즉, 기존 생분해성 수지제품은 생분해과정에 있어 특정 조건에서 오랜 기간 소요되어야 분해되거나, 특히 PLA계 수지를 포함하는 경우 특정조건을 만족해야만 생분해가 이루어진다는 한계가 있으며, PLA계 수지 또는 폴리부틸렌아디페이트계 수지는 상용성이 부족하다는 문제점 또한 존재하기 때문이다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 폴리하이드록시알카노에이트(PHA)계 수지를 도입하고, 사슬연장제를 사용함으로써 용도에 따라서 강도, 내충격성, 유연성, 투명성 등의 물성은 물론 다양한 토양환경에서의 생분해성의 확보와 더불어 제조편의성까지 확보했는데, PHA 또한 단독으로 사용시 성형성 및 물성이 낮아 단독으로 사용하는데 많은 어려움이 따르기 때문에, 이를 보완해줄 수 있는 다른 소재와의 블렌드가 필요한 것에 착안한 것이다.In other words, existing biodegradable resin products have limitations in that they require a long period of time under specific conditions in the biodegradation process to be decomposed, or in particular, when they contain PLA-based resin, biodegradation occurs only when specific conditions are met, and PLA-based resin or polybutylene This is because adipate resins also have the problem of lack of compatibility. In order to solve this problem, the present invention introduces a polyhydroxyalkanoate (PHA)-based resin and uses a chain extender to improve physical properties such as strength, impact resistance, flexibility, and transparency depending on the application, as well as in various soil environments. In addition to ensuring biodegradability, manufacturing convenience was also secured. However, since PHA also has low moldability and physical properties when used alone, it is difficult to use alone, so it was focused on the need for blending with other materials that can complement this.
따라서, 본 발명의 생분해성 수지 조성물은 폴리락트산(PLA)계 수지를 포함하는 베이스 수지 100중량부 당 폴리하이드록시알카노에이트(PHA)계 수지 0.1 내지 50중량부, 1종 이상의 사슬연장제 0.1 내지 10중량부를 포함한다.Therefore, the biodegradable resin composition of the present invention contains 0.1 to 50 parts by weight of polyhydroxyalkanoate (PHA)-based resin and 0.1 part by weight of one or more chain extenders per 100 parts by weight of base resin containing polylactic acid (PLA)-based resin. Contains to 10 parts by weight.
여기서, 베이스 수지는 폴리락트산(PLA)계 수지만으로 이루어지거나, 공지된 생분해성 수지를 더 포함할 수 있는데, 일 구현예로서 폴리부틸렌아디페이트-코-테레프탈레이트(polybutyleneadipate-co- terephthalate; PBAT), 폴리카프로락톤, 폴리글리콜산, 폴리부틸렌석시네이트(PBS), 폴리부틸렌아디페이트, 폴리하이드록시부티레이트(polyhydroxy butyrate, PHB), 폴리-3-하이드록시발러레이트(poly-3-hydroxyvalerate,PBV),폴리하이드록시부티레이트발러레이트(polyhydroxybutyratevalerate, PHBV), 폴리-3-하이드록시부티레이트-코-3-하이드록시발러레이트(poly-(3-hydroxy butyrate-co-3-hydroxyvalerate), 폴리-3-하이드록시부티레이트-코-3-하이드록시헥사노에이트(poly-(3-hydroxybutyrate -co-3-hydroxyhexanoate)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다. Here, the base resin may be composed only of polylactic acid (PLA)-based resin, or may further include a known biodegradable resin, as one embodiment, polybutylene adipate-co-terephthalate (PBAT). ), polycaprolactone, polyglycolic acid, polybutylene succinate (PBS), polybutylene adipate, polyhydroxy butyrate (PHB), poly-3-hydroxyvalerate ,PBV), polyhydroxybutyratevalerate (PHBV), poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate (poly-(3-hydroxy butyrate-co-3-hydroxyvalerate), poly- It may further include one or more selected from the group consisting of 3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate (poly-(3-hydroxybutyrate -co-3-hydroxyhexanoate).
본 발명의 베이스수지에 포함된 PLA계 수지는 폴리락트산(PLA) 또는 폴리락트산을 포함하는 폴리락트산계 생분해성 고분자일 수 있다. The PLA-based resin included in the base resin of the present invention may be polylactic acid (PLA) or a polylactic acid-based biodegradable polymer containing polylactic acid.
공지된 바와 같이 폴리락트산(PLA)계 수지는 생분해가 가능한 열가소성 플라스틱으로서, 높은 강도 및 열가소성을 가지고 있으며, 생분해성, 인체 적합성이 우수하지만, 쉽게 깨지거나(brittle) 쉽게 가수분해 된다는 특징을 가지고 있는데, 본 발명에서는 PLA계 수지의 장점은 극대화하고 단점은 최소화하기 위해 일정함량의 폴리하이드록시알카노에이트(PHA)계 수지 및 1종 이상의 사슬연정제를 사용하였다. 따라서, PHA계 수지, 사슬연장제의 함량은 베이스수지에 포함된 PLA계 수지 및/또는 다른 생분해성 수지의 종류 및 함량에 따라 물리적 안정성을 향상 및/또는 우수한 생분해성 및/또는 우수한 성형성 및/또는 유연성 향상 등을 구현하기 위해 조절될 수 있다. As is known, polylactic acid (PLA)-based resin is a biodegradable thermoplastic plastic, has high strength and thermoplasticity, is excellent in biodegradability and compatibility with the human body, but has the characteristic of being easily brittle or easily hydrolyzed. , In the present invention, a certain amount of polyhydroxyalkanoate (PHA)-based resin and one or more types of chain linking agents were used to maximize the advantages and minimize the disadvantages of the PLA-based resin. Therefore, the content of PHA-based resin and chain extender improves physical stability and/or excellent biodegradability and/or excellent moldability and/or stability depending on the type and content of PLA-based resin and/or other biodegradable resin contained in the base resin. /or can be adjusted to implement improved flexibility, etc.
폴리하이드록시알카노에이트(PHA)계 수지는 살아있는 세포 내에 있는 하나 이상의 단량체 단위를 발효함으로써 형성되기에, 100개가 넘는 다양한 유형의 단량체들을 포함할 수 있는 생물학적 폴리에스테르 수지이다. 본 발명에서 사용되는 PHA계 수지는 모든 단량체 단위 즉 반복단위가 동일한 단일중합체일 수도 있고, 2개 이상의 상이한 반복단위를 가진 공중합체일 수도 있다. 특히 본 발명의 PHA계 수지가 중합체 사슬에 2개 이상의 상이한 반복단위들을 포함하는 공중합체인 경우 일 구현예로서, 상이한 반복단위들은 불규칙하게 분포되어 있는 것일 수 있다. Polyhydroxyalkanoate (PHA)-based resin is a biological polyester resin that can contain over 100 different types of monomers because it is formed by fermenting one or more monomer units within living cells. The PHA-based resin used in the present invention may be a homopolymer in which all monomer units, that is, repeating units, are the same, or it may be a copolymer with two or more different repeating units. In particular, when the PHA-based resin of the present invention is a copolymer containing two or more different repeating units in the polymer chain, in one embodiment, the different repeating units may be irregularly distributed.
본 발명에서 PHA계 수지가 단일중합체이거나 공중합체인 경우, 본 발명의 PHA계 수지에 포함되는 반복단위는 2-하이드록시부티레이트, 젖산, 글리콜산, 3-하이드록시부티레이트(3-HB), 3-하이드록시프로피오네이트(3-HP), 3-하이드록시발레레이트(3-HV), 3-하이드록시헥사노에이트(3-HH), 3-하이드록시헵타노에이트(3-HHep), 3-하이드록시옥타노에이트(3-HO), 3-하이드록시노나노에이트(3-HN), 3-하이드록시데카노에이트(3-HD), 3-하이드록시도데카노에이트(3-HDd), 4-하이드록시부티레이트(4-HB), 4-하이드록시발레레이트(4-HV), 5-하이드록시발레레이트(5-HV) 및 6-하이드록시헥사노에이트(6-HH)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.In the present invention, when the PHA-based resin is a homopolymer or copolymer, the repeating units included in the PHA-based resin of the present invention are 2-hydroxybutyrate, lactic acid, glycolic acid, 3-hydroxybutyrate (3-HB), 3- Hydroxypropionate (3-HP), 3-hydroxyvalerate (3-HV), 3-hydroxyhexanoate (3-HH), 3-hydroxyheptanoate (3-HHep), 3 -Hydroxyoctanoate (3-HO), 3-hydroxynonanoate (3-HN), 3-hydroxydecanoate (3-HD), 3-hydroxydodecanoate (3-HDd) , 4-hydroxybutyrate (4-HB), 4-hydroxyvalerate (4-HV), 5-hydroxyvalerate (5-HV) and 6-hydroxyhexanoate (6-HH). It may be one or more types selected from the group.
상술된 단량체 종류를 선택하고, 주어진 PHA 단일중합체 및/또는 공중합체 내 단량체 단위들의 비율을 조절함으로써, 폭넓은 물질 특성들을 달성할 수 있는데, 일 구현예로서 PHA계 수지를 포함하는 본 발명의 생분해성 수지 조성물의 토양 및 해양의 생분해성을 증진시키고, 향상된 광학적 특성, 열적 특성, 및 기계적 특성의 우수한 물성을 구현하기 위해 PHA계 수지가 유리전이 온도(Tg)는 -45℃ ~ 80℃, 결정화 온도(Tc)는 70 ~ 120℃, 용융 온도(Tm)은 100 ~ 170℃, 분자량은 10,000g/mol ~ 1,200,000g/mol인 특성을 갖도록 PHA계 수지에 포함되는 반복단위의 종류 및 함량을 조절할 수 있다. By selecting the above-described monomer types and controlling the ratio of monomer units in a given PHA homopolymer and/or copolymer, a wide range of material properties can be achieved, such as the biodegradability of the present invention comprising a PHA-based resin. In order to improve the biodegradability of the resin composition in soil and the ocean, and to realize excellent physical properties such as improved optical, thermal, and mechanical properties, the PHA-based resin has a glass transition temperature (Tg) of -45℃ ~ 80℃, and crystallization. The type and content of repeating units included in the PHA resin can be adjusted so that the temperature (Tc) is 70 to 120℃, the melting temperature (Tm) is 100 to 170℃, and the molecular weight is 10,000g/mol to 1,200,000g/mol. You can.
본 발명에서 PHA계 수지는 베이스 수지 100 중량부당 0.1 내지 50중량부가 포함되도록 사용할 수 있는데, PHA계 수지의 함량은 실험적으로 결정된 것으로 0.1 중량부 미만일 경우 절대적인 함량이 적어 물리적 안정성이나 생분해성에 영향을 거의 미치지 못한다는 문제가 있었으며, 50 중량부를 초과하는 경우 결정성이 낮아 연질이 부여되어 인장강도 및 경도가 저하되는 문제점이 발생하고 이로 인해 PHA계 수지를 과량 포함하는 생분해성 수지 조성물은 제품 성형에 부적합하거나 생산성이 저하되었다. In the present invention, the PHA-based resin can be used in an amount of 0.1 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the base resin. The content of the PHA-based resin is determined experimentally. If it is less than 0.1 part by weight, the absolute content is small and has little effect on physical stability or biodegradability. There was a problem that it did not reach 50 parts by weight, and if it exceeded 50 parts by weight, the crystallinity was low and softness was provided, causing a problem of lower tensile strength and hardness. As a result, biodegradable resin compositions containing an excessive amount of PHA-based resin were unsuitable for product molding. or productivity has decreased.
사슬연장제는 고분자 사슬끼리 결합시킬 수 있는 적어도 2개의 반응기를 가진 분자로서 본 발명의 생분해성 수지 조성물로 이루어진 생분해성 응용제품의 기계적 물성과 생분해성에 영향을 미치는 구성요소로 작용할 수 있다. 즉 사슬연장제의 Epoxy 작용기 등과 같이 관능기(function site)가 PBAT 나 PLA 등과 같은 베이스 수지의 수산기(-OH) 및/또는 카르복실기(-COOH)기 등과 결합하여 고분자 말단끼리의 연결을 도와 강도 증가에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 이렇게 생성된 고분자는 분자량 증가를 통하여 물성 개선 및 공정 가공성 개선 등을 가능하게 하며, 생분해 고분자의 생분해성에도 영향을 미치게 되기 때문이다.A chain extender is a molecule with at least two reactive groups that can bind polymer chains together, and can act as a component that affects the mechanical properties and biodegradability of biodegradable applications made of the biodegradable resin composition of the present invention. In other words, functional sites, such as the epoxy functional group of a chain extender, combine with the hydroxyl group (-OH) and/or carboxyl group (-COOH) group of a base resin such as PBAT or PLA to help connect the ends of the polymer, thereby increasing strength. In addition to this, the polymers produced in this way enable improved physical properties and processability through an increase in molecular weight, and also affect the biodegradability of biodegradable polymers.
본 발명에서 사용되는 사슬연장제는 에폭시, 디올, 디아민, 트리올, 테트라올, 폴리아민 등 다양한 작용기를 적어도 1개 이상 관능기로 포함하는 기능성 화합물일 수 있으며, 특히, 서로 다른 2종류의 사슬연장제를 동시에 사용할 수 있는데 그 기술적 특징이 있다. 즉 후술하는 실시예 및 실험예를 통해 본 발명은 서로 다른 구조를 갖는 2종류의 사슬연장제를 동시에 사용하면 block (or graft) copolymers가 형성되어 PLA와 PHA 상들 사이의 상용성이 향상되어 물성향상이 되는 것을 확인하였기 때문이다. The chain extender used in the present invention may be a functional compound containing at least one functional group such as epoxy, diol, diamine, triol, tetraol, polyamine, etc. In particular, two different types of chain extender can be used at the same time, and it has its technical characteristics. That is, through the examples and experimental examples described below, the present invention shows that when two types of chain extenders with different structures are used simultaneously, block (or graft) copolymers are formed, and compatibility between PLA and PHA phases is improved, thereby improving physical properties. This is because it has been confirmed that this happens.
일 구현예로서, 본 발명에서 사슬연장제로 사용되는 에폭시 기능성 화합물은 이관능성, 및 다관능성 말단 에폭시드로 이루어지는 그룹 또는 에틸렌 옥사이드를 함유하고 다른 말단에 이소시아네이트를 함유하는 에틸렌옥사이드로 변성된 그룹에서 선택되는 1종이상이거나 에폭시-기능성, 스티렌-아크릴 중합체(예를 들어, JONCRYLㄾADR-4368(BASF) 또는 MP-40(Kaneka) 등), 아크릴 및/또는 폴리올레핀 공중합체 및 측쇄로서 혼입된 글리시딜기를 함유한 올리고머(예를 들어, LOTADERㄾ(Arkema), 폴리(에틸렌-글리시딜 메타크릴레이트-코-메타크릴레이트) 등) 및 에폭시화유(예를 들어, 에폭시화 대두유, 올리브유, 아마씨유, 팜유, 땅콩유, 코코넛유, 해초유(seaweed oil), 간유(cod liver oil) 또는 이들의 혼합물, 예컨대, MerginatㄾESBO(독일의 함부르크에 소재한 호범사(Hobum)) 및 EDENOLㄾB 316 (독일 뒤셀도르프에 소재한 코그니스사(Cognis))을 포함할 수 있다. 특히, 본 발명에서 사슬연장제로 에폭시 기능성 화합물을 사용하는 경우 분자 사슬 또는 곁사슬의 말단에 정렬된 2개 내지 9개 이하의 에폭시 등을 함유하는 화합물을 사용할 수 있다.In one embodiment, the epoxy functional compound used as a chain extender in the present invention is selected from the group consisting of di- and polyfunctional terminal epoxides or a group modified with ethylene oxide containing ethylene oxide and containing isocyanate at the other terminal. One or more epoxy-functional, styrene-acrylic polymers (e.g. JONCRYL ADR-4368 (BASF) or MP-40 (Kaneka), etc.), acrylic and/or polyolefin copolymers and glycidyl incorporated as side chains. oligomers containing groups (e.g. LOTADER® (Arkema), poly(ethylene-glycidyl methacrylate-co-methacrylate), etc.) and epoxidized oils (e.g. epoxidized soybean oil, olive oil, linseed oil) , palm oil, peanut oil, coconut oil, seaweed oil, cod liver oil or mixtures thereof, such as Merginat ㄾ ESBO (Hobum, Hamburg, Germany) and EDENOL ㄾ B 316 ( (Cognis, Düsseldorf, Germany). In particular, when using an epoxy functional compound as a chain extender in the present invention, 2 to 9 or less epoxy, etc. aligned at the ends of the molecular chain or side chain. Compounds containing can be used.
다른 구현예로서 본 발명에서 사슬연장제로 사용되는 에폭시 기능성 화합화합물이 아닌 다른 기능성 화합물은 헥사메틸렌디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate, HDI), 헥산디올디글리시딜에테르(1,6-hexanediol diglycidyl ether), 과산화 디아실, 퍼옥시케탈, 퍼옥시에스테르, 과산화 디알킬, 과산화수소, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 글리세리느 트리메틸올프로판, 펜타엘스리톨, 옥시프로필화 에틸렌 디아민, 헥사메틸렌디아민, m-페닐렌디아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 과산화 벤조일, 과산화 라우로일, 1,3- 또는 1,4-비스(tert-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, n-부틸-4,4'-디(tert-부틸퍼옥시)발레레이트, t-부틸 페옥시벤조에이트, 1,1-디-t-부틸퍼옥시-2,4-디-t-부틸사이클로헥산, 2,5-디메틸-2,5-디-(t-부틸퍼옥시)헥산, 및 3,6,9-트리에틸-3,6,9-트리메틸-1,4,7-트리퍼옥소난으로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 일 수 있다.As another embodiment, functional compounds other than the epoxy functional compound used as a chain extender in the present invention include hexamethylene diisocyanate (HDI), hexanediol diglycidyl ether (1,6-hexanediol diglycidyl ether), Diacyl peroxide, peroxyketal, peroxyester, dialkyl peroxide, hydrogen peroxide, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, glycerine trimethylolpropane, pentaelsritol, oxypropylated ethylene diamine, hexamethylenediamine, m-phenylenediamine, diethanolamine, triethanolamine, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, 1,3- or 1,4-bis(tert-butylperoxyisopropyl)benzene, n-butyl-4,4' -di(tert-butylperoxy)valerate, t-butyl peroxybenzoate, 1,1-di-t-butylperoxy-2,4-di-t-butylcyclohexane, 2,5-dimethyl- Any selected from the group consisting of 2,5-di-(t-butylperoxy)hexane, and 3,6,9-triethyl-3,6,9-trimethyl-1,4,7-triperoxonane. It could be one.
본 발명의 생분해성 수지조성물에서 사슬연장제는 생분해성 수지 100 중량부당 0.1 내지 10중량부가 포함되도록 사용할 수 있다. 즉 수지조성물 내 사슬연장제의 함량이 0.1 중량부 미만일 경우 절대적인 함량이 적어 사슬연장율이 낮다는 문제가 있으며, 10 중량부를 초과하는 경우 Trade-off 현상이 나타나 유의미한 물성 변화가 없어 생산원가만 높아지는 결과를 초래할 수 있기 때문에 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직할 수 있다.In the biodegradable resin composition of the present invention, the chain extender may be used in an amount of 0.1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the biodegradable resin. In other words, if the content of the chain extender in the resin composition is less than 0.1 parts by weight, the absolute content is small and the chain extension rate is low, and if it exceeds 10 parts by weight, a trade-off phenomenon occurs and there is no significant change in physical properties, which only increases production costs. It may be desirable to use it within the above range because it may result in negative results.
필요한 경우, 본 발명에서는 필러를 더 포함할 수 있는데, 본 발명에서 사용하는 필러는 종래 필러(filler)의 용도(즉 고분자 사슬 사이에 충진재 역할을 수행하여 성형공정에서 요구하는 수지의 점도 특성을 개선하거나 최종 성형제품의 기계적 물성을 향상시켜주는 역할)와는 달리 생분해성 수지 조성물로 이루어진 생분해성 수지제품의 생분해성에 기여하는 구성요소로 작용한다. If necessary, the present invention may further include a filler. The filler used in the present invention is used for the purpose of a conventional filler (i.e., serves as a filler between polymer chains to improve the viscosity characteristics of the resin required in the molding process). Unlike its function (or improving the mechanical properties of the final molded product), it acts as a component that contributes to the biodegradability of biodegradable resin products made of biodegradable resin compositions.
필러의 특성 중 이러한 우수한 생분해성에 영향을 미치는 요소는 필러의 종류, 크기 및 표면처리 등이 있을 수 있다. Among the characteristics of fillers, factors that affect this excellent biodegradability may include the type, size, and surface treatment of the filler.
본 발명에서 사용될 수 있는 필러는 공지된 모든 필러가 아니라, 중정석, 탄산칼슘, 흑연, 자연동, 황, 석영, 정장석, 사장석, 흑운모, 감람석, 각섬석, 방해석, 공작석, 아라고나이트, 인광석, 인회석, 경성인회석, 자철석, 적철석, 황동석, 황철석, 방연석, 형석, 벤토나이트, 고령토, 활석, 활석분, 백악가루, 난각, 석고, 카본블랙, 산화철, 백운석, 염화칼슘, 황산바륨, 이산화규소, 규회석, 규산염, 운모, 금강석, 실리카, 실리콘, 탈크, 제올라이트, 전분 및 유리섬유로 구성된 그룹에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 특히, 본 발명에 사용되는 필러가 표준혼수량 0.01 내지 100%, 팽창율 0.01 내지 3, 응결팽창율 0.001 내지 3인 특성을 갖게 되면 우수한 생분해성을 확보하는데 기여 할 수 있다. Fillers that can be used in the present invention are not all known fillers, but include barite, calcium carbonate, graphite, native copper, sulfur, quartz, orthosite, plagioclase, biotite, olivine, hornblende, calcite, malachite, aragonite, phosphate, apatite, Hard apatite, magnetite, hematite, chalcopyrite, pyrite, galena, fluorite, bentonite, kaolin, talc, talcum powder, chalk powder, eggshell, gypsum, carbon black, iron oxide, dolomite, calcium chloride, barium sulfate, silicon dioxide, wollastonite, silicate, It may be one or more selected from the group consisting of mica, diamond, silica, silicon, talc, zeolite, starch, and glass fiber. In particular, if the filler used in the present invention has the characteristics of a standard mixing amount of 0.01 to 100%, an expansion rate of 0.01 to 3, and a condensation expansion rate of 0.001 to 3, it can contribute to ensuring excellent biodegradability.
필러의 크기가 생분해성에 어떻게 영향을 미치는지 살펴보면 본 발명의 생분해성 수지조성물로 이루어진 생분해성수지 응용제품에서 필러는 생분해 고분자 사슬 사이에 충진되므로 필러의 크기가 커지면 층간거리가 넓어져서 생분해성을 향상 시킬 수 있고, 크기가 작아지면 층간거리에 영향을 미치지 않으므로 생분해성이 떨어지는 것을 알 수 있다. 따라서, 필러의 크기는 이러한 필러의 작용과 상용성을 고려하여 1nm 내지 30μm 일 수 있다. 필러의 크기가 1nm미만이면 분산이 어려우며, 경제성이 떨어진다는 문제점이 있고, 30μm를 초과하면 30μm 이하의 Film 성형에 있어서 상용성, 품질 및 물성이 떨어진다는 문제점이 있을 수 있다.Looking at how the size of the filler affects biodegradability, in biodegradable resin application products made of the biodegradable resin composition of the present invention, the filler is filled between biodegradable polymer chains, so as the size of the filler increases, the distance between layers increases, thereby improving biodegradability. It can be seen that as the size becomes smaller, biodegradability decreases because it does not affect the interlayer distance. Accordingly, the size of the filler may be 1 nm to 30 μm, considering the action and compatibility of the filler. If the size of the filler is less than 1 nm, dispersion is difficult and economic feasibility is low. If it exceeds 30 μm, there may be problems with poor compatibility, quality, and physical properties in film molding of 30 μm or less.
또한, 필러의 표면이 처리되면 고분자 사슬 사이에 보다 원활하게 침투하여 분산성 및 상용성이 향상되므로 물성개선 및 생분해를 용이하게 할 수 있다. In addition, when the surface of the filler is treated, it penetrates more smoothly between polymer chains and improves dispersibility and compatibility, thereby improving physical properties and facilitating biodegradation.
본 발명의 생분해성 수지조성물에서 필러는 생분해성 수지조성물 총 중량을 기준으로 0.1 내지 60중량부 포함될 수 있는데, 필러의 함량이 0.1중량부 미만이면 낮은 함량으로 핵제 역할을 못한다는 문제점이 있고, 60중량부를 초과하면 필러 과다 투입으로 인한 베이스 매트릭스 부족으로 성형이 어렵다는 문제점이 있을 수 있다. In the biodegradable resin composition of the present invention, the filler may be included in an amount of 0.1 to 60 parts by weight based on the total weight of the biodegradable resin composition. If the content of the filler is less than 0.1 part by weight, there is a problem that the low content does not serve as a nucleating agent, and 60 If the weight part is exceeded, there may be a problem that molding is difficult due to a lack of base matrix due to excessive filler injection.
이와 같이 본 발명의 생분해성 수지조성물로 이루어진 생분해성수지 응용제품의 분해속도는 사슬연장제의 함량 또한 어느 정도 영향을 미치지만, PHA계 수지에 포함된 반복단위의 종류 및 함량과 베이스수지의 종류 및 함량에 따라 주로 결정되고, 사슬연장제는 생분해성수지 응용제품의 물리적 물성에 영향을 미치며, 특히 서로 다른 2종류의 사슬연장제를 동시에 사용하게 되면, 최종 제품의 우수한 물성 및 제품 품질을 가지는 생분해성수지 응용제품을 생산할 수 있다. As such, the decomposition rate of biodegradable resin application products made of the biodegradable resin composition of the present invention is influenced to some extent by the content of the chain extender, but the type and content of repeating units contained in the PHA-based resin and the type of base resin. and content, and the chain extender affects the physical properties of biodegradable resin application products. In particular, when two different types of chain extenders are used simultaneously, the final product has excellent physical properties and product quality. Biodegradable resin application products can be produced.
다음으로, 본 발명의 생분해성수지 응용제품은 상술된 어느 하나의 조성을 갖는 생분해성 수지 조성물로 이루어진 것으로, 생분해성이 요구되는 제품이기만 하면 제한되지 않으나, 일 구현예로서 일회용 용기, 포장비닐, 콜드 컵, 트레이로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. Next, the biodegradable resin application product of the present invention is composed of a biodegradable resin composition having any of the above-described compositions, and is not limited as long as it is a product requiring biodegradability, but one embodiment includes disposable containers, packaging vinyl, and cold storage. It may be one or more selected from the group consisting of a cup and a tray.
또한, 본 발명의 생분해성수지 응용제품은 인장강도가 30MPa 이상 및 생분해도가 표준물질 대비 90% 이상이며 상용화가 가능한 우수한 특성을 갖는 것을 알 수 있다. In addition, the biodegradable resin application product of the present invention has a tensile strength of more than 30 MPa and a biodegradability of more than 90% compared to the standard material, and has excellent properties that can be commercialized.
다음으로, 본 발명의 생분해성수지 응용제품 제조방법은 압출 성형기에 균일하게 혼합된 상술된 조성의 생분해성 수지 조성물을 넣고 용융한 후 압출하여 실 형상으로 제조하는 단계; 상기 제조된 실 형상을 절단하여 펠릿을 제조하는 단계; 및 상기 펠릿을 성형기 또는 압출기에 넣어 생분해성수지 응용제품을 제조하는 단계;를 포함한다. 여기서, 생분해성 수지 조성물의 용융은 100 ~ 230℃, 제습건조는 40 ~ 100℃에서 이루어질 수 있다. Next, the method for manufacturing biodegradable resin applied products of the present invention includes the steps of putting the biodegradable resin composition of the above-described composition uniformly mixed in an extrusion molding machine, melting it, and extruding it to form a thread shape; Cutting the manufactured thread shape to produce pellets; and manufacturing a biodegradable resin application product by putting the pellets into a molder or extruder. Here, melting of the biodegradable resin composition can be performed at 100 to 230°C, and dehumidifying drying can be performed at 40 to 100°C.
종래 생분해성수지 응용제품을 제조하기 위해서는 기존 성형기와 비교하여 Screw Type, 압출 Line의 길이 등이 차별화되어 장비를 새로 도입하거나, 개조해야한다는 단점이 있었으나, 본 발명의 생분해성수지 응용제품 제조방법에 의하면 상술된 조성을 갖는 생분해성 수지 조성물을 이용함으로써 기존 사용하던 장비를 그대로 활용해서도 생산속도 및 품질확보가 가능하였다.Conventionally, in order to manufacture biodegradable resin applied products, there was a disadvantage that new equipment had to be introduced or modified due to differences in screw type and extrusion line length compared to existing molding machines. However, the method for manufacturing biodegradable resin applied products of the present invention According to the results, by using a biodegradable resin composition having the above-described composition, it was possible to secure production speed and quality even by using existing equipment.
실시예 1 내지 실시예 9Examples 1 to 9
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성성분을 제시된 함량으로 헨쉘 믹서를 이용하여 균일하게 혼합하여 생분해성 수지 조성물1 내지 9을 준비하였다.Biodegradable resin compositions 1 to 9 were prepared by uniformly mixing the ingredients shown in Table 1 below at the indicated amounts using a Henschel mixer.
여기서, 베이스수지 PLA는 Nature Works(4032D, MI 7g/10min, @210℃) 제품이다. PHA계 수지는 (주)CJ (MI 4g/10min, @190℃) 제품이다. 사슬연장제1은 BASF (JONCRYL ADR 4370S) 제품이며, 사슬연장제2는 TOKYO Chemical (hexamethylene diisocyanate, HDI) 제품이고, Filler는 Omya (CaCO3) 제품이다.Here, the base resin PLA is a product of Nature Works (4032D, MI 7g/10min, @210℃). PHA-based resin is a product of CJ Co., Ltd. (MI 4g/10min, @190℃). Chain extender 1 is a product of BASF (JONCRYL ADR 4370S), chain extender 2 is a product of TOKYO Chemical (hexamethylene diisocyanate, HDI), and filler is a product of Omya (CaCO 3 ).
실시예 10 내지 실시예 18Examples 10 to 18
실시예 1 내지 9에서 얻어진 생분해성 수지조성물1 내지 9을 Steer사의 2축 압출 성형기로 용융시킨 후 압출하여 실 형상을 제조한 후 펠렛타이저로 실 형상을 절단하여 펠릿을 제조하였다. 그 후 생분해성 수지조성물1 내지 9로 제조된 펠릿은 60℃에서 8시간동안 제습 건조 후, Sheet성형기를 사용하여 생분해성수지 응용제품인 콜드 컵 1 내지 9을 제조하였다. 여기서, 가공온도는 100 ~ 230℃ 특히 180℃로 제품 성형을 진행하였다.The biodegradable resin compositions 1 to 9 obtained in Examples 1 to 9 were melted and extruded using a twin-screw extruder from Steer to produce thread shapes, and then the thread shapes were cut with a pelletizer to produce pellets. Afterwards, the pellets prepared with biodegradable resin compositions 1 to 9 were dehumidified and dried at 60°C for 8 hours, and then cold cups 1 to 9, which were biodegradable resin application products, were manufactured using a sheet molding machine. Here, product molding was performed at a processing temperature of 100 to 230°C, especially 180°C.
비교예 1 내지 7Comparative Examples 1 to 7
하기 표 2에 나타낸 바와 같은 조성성분을 제시된 함량으로 균일하게 혼합하여 비교예 조성물1 내지 7를 준비하였다.Comparative Example Compositions 1 to 7 were prepared by uniformly mixing the ingredients shown in Table 2 below in the indicated amounts.
(CaCO3)filler
(CaCO 3 )
여기서, 베이스수지 PLA는 Nature Works(4032D, MI 7g/10min, @210℃) 제품이다. PHA계 수지는 (주)CJ (MI 4g/10min, @190℃) 제품이다. 사슬연장제1은 BASF (JONCRYL ADR 4370S) 제품이며, 사슬연장제2는 TOKYO Chemical (hexamethylene diisocyanate, HDI) 제품이고, Filler는 Omya (CaCO3) 제품이다.Here, the base resin PLA is a product of Nature Works (4032D, MI 7g/10min, @210℃). PHA-based resin is a product of CJ Co., Ltd. (MI 4g/10min, @190℃). Chain extender 1 is a product of BASF (JONCRYL ADR 4370S), chain extender 2 is a product of TOKYO Chemical (hexamethylene diisocyanate, HDI), and filler is a product of Omya (CaCO 3 ).
비교예 8 내지 비교예 14Comparative Examples 8 to 14
비교예 1 내지 7에서 얻어진 비교예조성물1 내지 7을 실시예 9과 동일한 방법을 수행하여 비교예제품1 내지 7을 제조하였다. Comparative Example Products 1 to 7 were prepared by using Comparative Example Compositions 1 to 7 obtained in Comparative Examples 1 to 7 in the same manner as Example 9.
실험예 Experiment example
실시예10 내지 18에서 제조된 생분해성수지 응용제품1 내지 9 및 비교예8 내지 14에서 제조된 비교예 제품1 내지 7를 대상으로 다음과 같이 시편을 제작하여 물성을 측정하고 그 결과를 표 3에 나타내었다. 제조된 제품은 상온에서 24시간 동안 에이징 한 후 시편을 제작하여 물성을 측정하였다. For biodegradable resin application products 1 to 9 manufactured in Examples 10 to 18 and Comparative Example products 1 to 7 manufactured in Comparative Examples 8 to 14, specimens were prepared as follows to measure physical properties, and the results are shown in Table 3 shown in The manufactured product was aged at room temperature for 24 hours, then a specimen was manufactured and the physical properties were measured.
1. 인장강도 & 신율1. Tensile strength & elongation
측정 시편은 KS M 3001 : 2001 1호형에 맞추어 제작 하였으며, 측정속도 500mm/min으로 측정하였다. 측정 장비는 Instron 3369 모델에 5kN load cell을 부착하여 KS M 3001 : 2001 기준으로 측정하였다. The measurement specimen was manufactured in accordance with KS M 3001: 2001 Type 1, and was measured at a measurement speed of 500 mm/min. The measuring equipment was measured based on KS M 3001:2001 by attaching a 5kN load cell to the Instron 3369 model.
2. 생분해도 2. Biodegradable
상기 생분해도는 동일 기간에 표준물질(예컨대, 셀룰로오즈) 대비 분해된 비율을 나타낸 것으로서, 대한민국 환경부에서는 생분해도가 표준물질 대비 90% 이상일 때 생분해성 물질로 규정하고 있다. 구체적으로, EL 724 규격에 따라 측정한 분해도가 90% 이상이다.The biodegradability indicates the rate of decomposition compared to a standard material (e.g., cellulose) during the same period, and the Ministry of Environment of the Republic of Korea defines a material as biodegradable when the biodegradability is 90% or more compared to the standard material. Specifically, the decomposition degree measured according to the EL 724 standard is more than 90%.
O : 90% 이상O: 90% or more
X : 90% 미만X: less than 90%
3. 유연성 3. Flexibility
전체적으로 제품에 힘을 가할시, 백화현상 없이 제품이 복원력을 가짐When force is applied to the product as a whole, the product has resilience without whitening.
O : 90% 이상O: 90% or more
X : 90% 미만X: less than 90%
4. 성형성4. Formability
성형형은 Blow 필름 성형기 및 Casting (T-die) 필름 성형기로 확인하였다. 성형온도는 190℃이며, 두께는 약 50마이크로로 성형하여 양질의 표면의 갖는 경우 O, 그렇지 못한 경우를 X로 표기하였다. The molding type was confirmed with a blow film molding machine and a casting (T-die) film molding machine. The molding temperature is 190°C, and the thickness is about 50 microns. If it has a good quality surface, it is marked as O, and if it does not, it is marked as X.
표 3으로부터, 실시예10 내지 18에서 얻어진 생분해성수지 제품1 내지 9은 인장강도가 30MPa 이상 및 생분해도가 표준물질 대비 90% 이상을 만족할 뿐만 아니라, 도 1에 도시된 바와 같이 제품의 용도에 따른 성형성이 우수하고, 생분해도를 상기 언급한 방법에 따라 시험한 결과 모두 다양한 토양환경에서도 쉽게 생분해됨으로써 용도에 따라 구성성분의 종류 및 함량을 조절하여 분해시간을 조절할 수 있음을 알 수 있다.From Table 3, the biodegradable resin products 1 to 9 obtained in Examples 10 to 18 not only have a tensile strength of 30 MPa or more and a biodegradability of 90% or more compared to the standard material, but are also suitable for use as shown in Figure 1. It has excellent moldability, and as a result of testing biodegradability according to the above-mentioned method, it can be seen that all of them are easily biodegradable even in various soil environments, so the decomposition time can be adjusted by adjusting the type and content of the components depending on the use.
반면, 비교예조성물1은 PHA 함량에 비해 PLA의 절대적인 함량이 적으므로 성형이 불가능하다는 문제점이 존재하였다. 비교예조성물 2로 제조된 비교예 제품2는 PHA가 포함되어 있지 않아 생분해가 이루어지기까지는 어느 정도 고온이 요구되며 분해시간이 다소 오래 걸린다는 문제가 존재하며, 제품의 유연성이 떨어져 상품성이 없는 것을 알 수 있었다. 비교예조성물 3으로 제조된 비교예 제품3은 PHA가 과량으로 포함되어 성형이 불가능하다는 문제점이 존재하였다. 비교예조성물4로 제조된 비교예제품4은 사슬연장제가 투입되지 않아서, 상기 언급한 고온에서 압출할 때 생분해성 수지의 부분 분해 및 이로 인한 최종 제품의 불균일성 또는 표면 거칠음 등의 문제로 최종 제품의 상품성이 떨어진다는 문제가 존재하였다. 비교예조성물5, 비교예조성물6으로 제조된 비교예제품5, 비교예제품6은 사슬연장제1 또는 2가 과량 투입됨으로서 제품의 표면 불량, 분해도, 유연성 저하등의 이유로 상품성이 없는 것을 확인할 수 있었다. 비교예조성물 7로 제조된 비교예 제품7는 CaCO3 과량 투입으로 인하여 성형이 불가능하다는 문제점이 존재하였다.On the other hand, Comparative Example Composition 1 had a problem in that it was impossible to mold because the absolute content of PLA was small compared to the PHA content. Comparative Example Product 2 prepared with Comparative Example Composition 2 does not contain PHA, so there is a problem that a somewhat high temperature is required for biodegradation and the decomposition time takes a rather long time, and the product has low flexibility and is not marketable. Could know. Comparative Example Product 3 prepared with Comparative Example Composition 3 had a problem in that it contained an excessive amount of PHA, making molding impossible. Comparative Example Product 4 prepared with Comparative Example Composition 4 did not contain a chain extender, so when extruded at the above-mentioned high temperature, the biodegradable resin partially decomposed and the final product suffered from problems such as unevenness or surface roughness. There was a problem of poor marketability. It can be confirmed that Comparative Example Product 5 and Comparative Example Product 6 manufactured with Comparative Example Composition 5 and Comparative Example Composition 6 are not marketable due to poor surface, decomposition, and reduced flexibility of the product due to excessive addition of chain extender 1 or 2. there was. Comparative Example Product 7 manufactured with Comparative Example Composition 7 had a problem in that molding was impossible due to excessive addition of CaCO 3 .
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.Although the present invention has been illustrated and described with preferred embodiments as discussed above, it is not limited to the above-described embodiments and is intended to be used by those skilled in the art without departing from the spirit of the invention. Various changes and modifications will be possible.
Claims (15)
1종 이상의 사슬연장제;를 포함하는데,
상기 사슬연장제는 적어도 서로 다른 구조를 갖는 2종의 사슬연장제를 포함하고, 상기 사슬연장제 중 적어도 하나는 이관능성 또는 다관능성 말단 에폭시드로 이루어지는 에폭시 기능성 화합물이며, 수지 조성물 총 중량을 기준으로 0.1이상 0.5중량%미만으로 포함되는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
30 to 50 parts by weight of polyhydroxyalkanoate (PHA)-based resin per 100 parts by weight of base resin containing polylactic acid (PLA)-based resin; and
Contains one or more chain extenders;
The chain extender includes at least two types of chain extenders having different structures, and at least one of the chain extenders is an epoxy functional compound consisting of a di- or polyfunctional terminal epoxide, based on the total weight of the resin composition. A biodegradable resin composition characterized in that it contains 0.1 to 0.5% by weight.
상기 베이스 수지는 폴리부틸렌아디페이트-코-테레프탈레이트(polybutyleneadipate-co-terephthalate; PBAT), 폴리카프로락톤, 폴리글리콜산, 폴리부틸렌석시네이트(PBS), 폴리부틸렌 숙시네이트 아디페이트 (Poly(butylene succinate-co-butylene adipate, PBSA), 폴리부틸렌숙시네이트-테레프탈레이트(PBST), 폴리부틸렌아디페이트, 폴리하이드록시부티레이트(polyhydroxy butyrate, PHB), 폴리-3-하이드록시발러레이트(poly-3-hydroxyvalerate,PBV),폴리하이드록시부티레이트발러레이트(poly hydroxybutyratevalerate, PHBV), 폴리-3-하이드록시부티레이트-코-3-하이드록시발러레이트(poly-(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), 폴리-3-하이드록시부티레이트-코-3-하이드록시헥사노에이트(poly-(3-hydroxybutyrate -co-3-hydroxyhexanoate)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
According to claim 1,
The base resin is polybutylene adipate-co-terephthalate (PBAT), polycaprolactone, polyglycolic acid, polybutylene succinate (PBS), polybutylene succinate adipate (Poly (butylene succinate-co-butylene adipate, PBSA), polybutylene succinate-terephthalate (PBST), polybutylene adipate, polyhydroxy butyrate (PHB), poly-3-hydroxyvalerate ( poly-3-hydroxyvalerate, PBV), poly hydroxybutyrate valerate (PHBV), poly-(3-hydroxybutyrate-co-3- hydroxyvalerate) and poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate (poly-(3-hydroxybutyrate -co-3-hydroxyhexanoate). A biodegradable resin composition.
상기 PHA계 수지는 중합체 사슬에 2개 이상의 상이한 반복단위들을 포함하고, 상이한 반복단위들은 불규칙하게 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
According to claim 1,
The PHA-based resin is a biodegradable resin composition characterized in that it contains two or more different repeating units in the polymer chain, and the different repeating units are irregularly distributed.
상기 반복단위는 2-하이드록시부티레이트, 젖산, 글리콜산, 3-하이드록시부티레이트(3-HB), 3-하이드록시프로피오네이트(3-HP), 3-하이드록시발레레이트(3-HV), 3-하이드록시헥사노에이트(3-HH), 3-하이드록시헵타노에이트(3-HHep), 3-하이드록시옥타노에이트(3-HO), 3-하이드록시노나노에이트(3-HN), 3-하이드록시데카노에이트(3-HD), 3-하이드록시도데카노에이트(3-HDd), 4-하이드록시부티레이트(4-HB), 4-하이드록시발레레이트(4-HV), 5-하이드록시발레레이트(5-HV) 및 6-하이드록시헥사노에이트(6-HH)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
According to claim 3,
The repeating unit is 2-hydroxybutyrate, lactic acid, glycolic acid, 3-hydroxybutyrate (3-HB), 3-hydroxypropionate (3-HP), 3-hydroxyvalerate (3-HV) , 3-hydroxyhexanoate (3-HH), 3-hydroxyheptanoate (3-HHep), 3-hydroxyoctanoate (3-HO), 3-hydroxynonanoate (3- HN), 3-hydroxydecanoate (3-HD), 3-hydroxydodecanoate (3-HDd), 4-hydroxybutyrate (4-HB), 4-hydroxyvalerate (4-HV) ), a biodegradable resin composition characterized in that it is at least one selected from the group consisting of 5-hydroxyvalerate (5-HV) and 6-hydroxyhexanoate (6-HH).
상기 PHA계 수지는 유리전이 온도(Tg)는 -45℃ ~ 80℃, 결정화 온도(Tc)는 70 ~ 120℃, 용융 온도(Tm)은 100 ~ 170℃, 분자량은 10,000g/mol ~ 1,200,000g/mol인 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
According to claim 1,
The PHA-based resin has a glass transition temperature (Tg) of -45°C to 80°C, crystallization temperature (Tc) of 70 to 120°C, melting temperature (Tm) of 100 to 170°C, and molecular weight of 10,000 g/mol to 1,200,000 g. A biodegradable resin composition characterized in that /mol.
상기 에폭시 기능성 화합물은 분자 사슬 또는 곁사슬의 말단에 정렬된 2개 내지 9개 이하의 에폭시기를 함유하는 화합물인 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
According to claim 1,
The epoxy functional compound is a biodegradable resin composition, characterized in that it is a compound containing 2 to 9 or less epoxy groups aligned at the ends of the molecular chain or side chain.
상기 사슬연장제 중 적어도 하나는 헥사메틸렌디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate, HDI), 헥산디올디글리시딜에테르(1,6-hexanediol diglycidyl ether), 과산화 디아실, 퍼옥시케탈, 퍼옥시에스테르, 과산화 디알킬, 과산화수소, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 글리세리느 트리메틸올프로판, 펜타엘스리톨, 옥시프로필화 에틸렌 디아민, 헥사메틸렌디아민, m-페닐렌디아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 과산화 벤조일, 과산화 라우로일, 1,3- 또는 1,4-비스(tert-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, n-부틸-4,4'-디(tert-부틸퍼옥시)발레레이트, t-부틸 페옥시벤조에이트, 1,1-디-t-부틸퍼옥시-2,4-디-t-부틸사이클로헥산, 2,5-디메틸-2,5-디-(t-부틸퍼옥시)헥산, 및 3,6,9-트리에틸-3,6,9-트리메틸-1,4,7-트리퍼옥소난으로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
According to claim 1,
At least one of the chain extenders is hexamethylene diisocyanate (HDI), hexanediol diglycidyl ether (1,6-hexanediol diglycidyl ether), diacyl peroxide, peroxy ketal, peroxy ester, di peroxide Alkyl, hydrogen peroxide, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, glycerine trimethylolpropane, pentaelsritol, oxypropylated ethylene diamine, hexamethylenediamine, m-phenylenediamine, diethanolamine, triethanolamine, peroxide Benzoyl, lauroyl peroxide, 1,3- or 1,4-bis(tert-butylperoxyisopropyl)benzene, n-butyl-4,4'-di(tert-butylperoxy)valerate, t- Butyl peroxybenzoate, 1,1-di-t-butylperoxy-2,4-di-t-butylcyclohexane, 2,5-dimethyl-2,5-di-(t-butylperoxy)hexane , and 3,6,9-triethyl-3,6,9-trimethyl-1,4,7-triperoxonane.
흑연, 자연동, 황, 석영, 정장석, 사장석, 흑운모, 감람석, 각섬석, 방해석, 공작석, 아라고나이트, 인광석, 인회석, 경성인회석, 자철석, 적철석, 중정석, 황동석, 황철석, 방연석, 형석, 벤토나이트, 고령토, 활석, 활석분, 탄산칼슘, 백악가루, 난각, 석고, 카본블랙, 산화철, 백운석, 염화칼슘, 황산바륨, 이산화규소, 규회석, 규산염, 운모, 금강석, 실리카, 실리콘, 탈크, 제올라이트, 전분 및 유리섬유로 구성된 그룹에서 선택되는 1종 이상의 필러를 상기 생분해성수지조성물 총 중량을 기준으로 0.1 내지 60중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
According to claim 1,
Graphite, native copper, sulfur, quartz, orthosite, plagioclase, biotite, olivine, hornblende, calcite, malachite, aragonite, phosphate, apatite, apatite, magnetite, hematite, barite, chalcopyrite, pyrite, galena, fluorite, bentonite, kaolinite. , talc, talcum powder, calcium carbonate, chalk powder, eggshell, gypsum, carbon black, iron oxide, dolomite, calcium chloride, barium sulfate, silicon dioxide, wollastonite, silicate, mica, emery, silica, silicon, talc, zeolite, starch and glass. A biodegradable resin composition further comprising 0.1 to 60% by weight of at least one filler selected from the group consisting of fibers, based on the total weight of the biodegradable resin composition.
산화방지제, 상용화제, 중량제, 기핵제, 용융강도 증가제, 중합개시제 및 슬립제로 구성된 그룹에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 상기 생분해성 수지 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 30 중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
According to any one of claims 1 to 5 or 7 to 9,
One or more additives selected from the group consisting of antioxidants, compatibilizers, weighting agents, nucleating agents, melt strength increasers, polymerization initiators, and slip agents are added in an amount of 0.1% to 30% by weight based on the total weight of the biodegradable resin composition. A biodegradable resin composition comprising:
A biodegradable resin application product comprising the biodegradable resin composition of any one of claims 1 to 5 and 7 to 9.
상기 생분해성수지 응용제품은 인장강도가 30MPa 이상 및 생분해도가 표준물질 대비 90% 이상인 것을 특징으로 하는 생분해성수지 응용제품.
According to claim 11,
The biodegradable resin application product is characterized by a tensile strength of 30 MPa or more and a biodegradability of 90% or more compared to standard materials.
상기 응용제품은 콜드 컵, 단추, 골프티, 일회용 용기, 포장비닐, 트레이, Sheet로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 생분해성수지 응용제품.According to claim 11,
The applied product is a biodegradable resin applied product characterized in that it is one or more selected from the group consisting of cold cups, buttons, golf tees, disposable containers, packaging vinyl, trays, and sheets.
상기 제조된 실 형상을 절단하여 펠릿을 제조하는 단계; 및
상기 펠릿을 성형기 또는 압출기에 넣어 생분해성수지 응용제품을 제조하는 단계;를 포함하는 생분해성수지 응용제품 제조방법.
Putting the uniformly mixed biodegradable resin composition of any one of claims 1 to 5 and 7 to 9 into an extrusion molding machine, melting it, and extruding it to form a thread shape;
Cutting the manufactured thread shape to produce pellets; and
A method of manufacturing a biodegradable resin application product comprising: manufacturing a biodegradable resin application product by putting the pellets into a molder or extruder.
상기 성형기 또는 압출기는 압출 성형기, 사출 성형기, 중공 성형기, 압공 성형기, 캘린더링, 회전성형, 주조, T-다이 압출기, 블로운 필름 압출기, 열성형기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 생분해성수지 응용제품 제조방법. According to claim 14,
The molding machine or extruder is any one selected from the group consisting of an extrusion molding machine, injection molding machine, blow molding machine, pressure molding machine, calendering, rotation molding, casting, T-die extruder, blown film extruder, and thermoforming machine. Manufacturing method for biodegradable resin applied products.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210143479A KR102587591B1 (en) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | Biodegradable composition and application products using the composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210143479A KR102587591B1 (en) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | Biodegradable composition and application products using the composition |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230059925A KR20230059925A (en) | 2023-05-04 |
KR102587591B1 true KR102587591B1 (en) | 2023-10-11 |
Family
ID=86379616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210143479A KR102587591B1 (en) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | Biodegradable composition and application products using the composition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102587591B1 (en) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2766298A1 (en) * | 2009-06-26 | 2010-12-29 | Metabolix, Inc. | Pha compositions comprising pbs and pbsa and methods for their production |
KR101711252B1 (en) * | 2014-04-15 | 2017-03-02 | (주)엘지하우시스 | Biodegradable polymer foam and method for preparing the same |
KR102342537B1 (en) | 2020-01-22 | 2021-12-23 | 산수음료(주) | Biodegradable pla bottle having improved transparency, gas-barrier and impact-resistance, and method of manufacturing the same |
-
2021
- 2021-10-26 KR KR1020210143479A patent/KR102587591B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20230059925A (en) | 2023-05-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4212643B2 (en) | Biodegradable polyester resin composition, and molded product, foam and molded container obtained therefrom | |
JP4703402B2 (en) | Aliphatic polyester resin composition, process for producing the same, molded article and foam comprising the resin composition | |
KR102330971B1 (en) | Thermoformed article formed from a porous polymeric sheet | |
AU2015257900B2 (en) | Injection-moulded article | |
KR20130108277A (en) | Porous film | |
KR20110091853A (en) | Aliphatic polycarbonate complex derived from carbon dioxide, and process for producing same | |
KR101970847B1 (en) | Biodegradable film | |
WO2006033229A1 (en) | Resin composition and molding thereof | |
JP2007046019A (en) | Thermoplastic resin foam and method for producing the same | |
KR20160033004A (en) | Polylactic acid resin composition for 3d printing | |
JP2007217513A (en) | Polylactic acid resin composition and molded product | |
JP2006299133A (en) | Lactic acid based resin composition containing copolymer and its molded article | |
JP5606159B2 (en) | Resin composition, molded article using this resin composition, film, stretched film, heat-shrinkable film, heat-shrinkable label, and container equipped with the label | |
JP3831278B2 (en) | Biodegradable resin composition and molded body having improved heat resistance | |
KR102257140B1 (en) | Biodegradable resin composition, molded article comprising the same, and method for manufacturing the molded article | |
JP5346502B2 (en) | Resin composition, and film and laminate using the same | |
KR102587591B1 (en) | Biodegradable composition and application products using the composition | |
JP5623479B2 (en) | Resin composition, and film and laminate using the same | |
JPH08283557A (en) | Plasticized polylactic acid composition and its molded item | |
KR102460340B1 (en) | Biodegradable polyester resin composition | |
JP3860163B2 (en) | Aliphatic polyester resin composition and film | |
KR20230154483A (en) | Biodegradable composition and application products using the composition | |
WO2008044651A1 (en) | Polylactic acid-based adhesive | |
JP4841869B2 (en) | Resin composition and molded body | |
WO2014106934A1 (en) | Polylactic acid sheet and method for producing same |
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 |