KR20020021322A

KR20020021322A - 생분해성 수지 조성물의 탄성율 향상방법

Info

Publication number: KR20020021322A
Application number: KR1020010053720A
Authority: KR
Inventors: 후지히라유코; 노구치츠토무; 모리히로유끼
Original assignee: 이데이 노부유끼; 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2001-09-01
Publication date: 2002-03-20
Also published as: TW570868B; CN1204195C; CN1343734A; JP2002088161A; EP1188530A3; EP1188530A2; US20020030305A1; KR100792533B1; MY129753A

Abstract

간편하고 빠른 방식으로 생분해성 수지 조성물의 탄성율을 향상시키는 방법이 설명된다. 상기 방법에 따르면, 폴리-유산으로 만든 성형품은 글래스 전이온도보다 15℃ 또는 그 이상 높은 온도와, 상대습도 60% 또는 그 이상의 습도를 가진 공기중에서 시간경과를 거치게 된다. 이것은 단기간 내에 10⁷Pa에서 10⁹Pa까지의 탄성율을 성공적으로 향상시킨다. 상기 탄성률의 향상은 80℃, 80% RH의 특정된 상황에서 100시간 동안의 시간경과 테스트상에서 변형을 일으키지 않는 성형 품 제품을 제공한다.

Description

생분해성 수지 조성물의 탄성율 향상방법{Method for improving elastic modulus of biodegradable resin composition}

본 발명은 생분해성 수지 조성물의 탄성율 향상방법에 관한 것이다. 가전기기 재활용법은 2001년 4월부터 시행되나, TV 수상기와 같은 대형 크기의 가전제품을 제외하고는, 가전기기 폐품을 수거하여 재활용하는 것은 아직 일반화되지 않았으며, 이와 관련된 법적 규제조치도 아직 없다. 따라서 가전기기 폐품의 대부분은 불연소성 폐기품으로 처리되어 왔다. 폐기품의 크기가 작은 경우라도, 판매수가 대량으로 거래된다면 전체적으로 많은 부피의 폐기물을 발생하게 되는 것이다. 이것은 현재 폐기물처리장의 부족과 관련하여 심각한 문제를 일으키고 있다. 폐기물 처리의 한가지 흔한 방법은 분쇄방법(shredding)이다. 그러나, 이러한 분쇄방법은 폐기품의 부피를 줄일 수 있으나, 땅에 매립한다 해도 조각난 폐기품들은 수십년 수백년동안 그대로 남아있어, 기본적인 해결방법을 제공할 수 없다. 또한 원래의 부품들이 모두 조각처리되었기에 이들 조각물은 재활용측면에서도 불이익이 되며, 강철과 같은 고가의 소재라도 다른 저가의 소재와 뒤섞이기에 순도를 하락시키며 회수효율을 악화시킨다. 따라서 재활용될 부분과 상대적으로 단순 분해처리에 의해 직접처리되는 부분으로 분리처리되도록, 간편한 분해를 위한 구조를 고안하는 것이 효율적이 되며, 예를 들어 이러한 것은 전자제품의 대부분을 이루는 케이스체 또는 구조체 부분을 생분해성 소재로 제작하고, 여기에 전자부품 또는 회로 기판등은 비생분해성 소재로 제작하여 나사나 결합부롤 통해 부착시키는 것이다.

예를 들면, 라디오, 마이크, 벽걸이용 TV, 키보드, 라디오카세트테이프 레코더, 휴대용 카세트테이프 레코더, 이동전화, 이어폰 등의 포장본체 표면이 생분해성 소재로 구성되는 것이다. 인체와 접촉되는 이러한 부분을 생분해성 소재로 구성하는 것은 합성수지로 만든 전자제품과 비교할 때 안전성이 높은 전자제품을 제공하는 것이 된다.

그러나, 모든 생분해성 소재가 해당되는 것은 아니며, 소재가 케이스체 또는구조체 부분에서의 사용을 목적으로 한다면, 특정 수준의 물리적 특성이 요구된다. 우선, 소재는 온도 60℃, 습도 80%의 저장공간에서 100시간 방치 후에도 변형되지 않고 계속 남아있어야 한다.

이전에 개발된 생분해성 플라스틱은 대략 3종류로 분류되며, 분자구조가 지방족계열(aliphatic)로서 폴리에스테르수지, 폴리비닐알콜, 폴리사카라이드 (polysaccharide)이다. 그러나, 이들 생분해성 플라스틱은 일반적으로 녹는점이 낮다는 것과 실제 성형품에 적용의 측면에서 불충분한 물리적 특성(특히, 내열성)이 문제가 되기에, 가전제품 또는 기타 등등의 케이스체에 적용되지 않고 있다. 내열성이 가장 우수한, 폴리-유산(poly-lactic acid)으로 만든 성형품조차도, 온도 60℃, 습도 80%에서 100시간 동안의 경과시간 테스트에서 변형을 일으킴으로써, 다시 한번 소재를 가전제품 또는 기타 등등의 케이스체의 재료로서 적용하는 것이 어렵다는 것을 확인시켰다. 내열성(탄성율)을 향상시키는 이미 알려진 기술은 무기 필러(inorganic filler) 첨가 또는 결정핵제(nucleation agent)의 첨가를 통한 결정화 가속이 있다. 그러나, 가전제품에 대한 내열성의 필요한 수준을 만족시키기 위하여 첨가제는 수십 퍼센트만큼의 양이 첨가되야하며, 이것은 플라스틱의 유동성 및 내충격성(impact resistance)의 저하를 초래한다. 결정핵제에 있어서, 인산계(phosphate-base) 및 소비톨계(sorbitol-base) 복합물이 폴리프로필렌에 대해 효과적이라고 알려져 있으나, 이것은 생분해성 지방족계 폴리에스테르수지에 있어서는 효과가 불충분하다. 상기 결정핵제의 생태계 영향은 또한 문제가 되고 있다.

상기의 상황으로부터, 현재 생분해성 수지는 농림수산용자재(필름, 원예화분(gardening pot), 낚싯줄(fishing line), 어망(fishing net) 등), 토목건설용자재(보수시트(water retention sheet), 식물망(planting net), 샌드백(sand bag), 기타 등등)과 포장 또는 용기(진흙 또는 음식물, 기타 등등의 부착에 따라서 재활용하기 어려운 것 들) 등의 이용분야와 같은 제한된 영역을 가진다.

따라서 본 발명의 목적은, 충분한 강도와, 내수성, 성형가공성을 가지며, 폐기시 자연계에 일반적으로 존재하는 미생물에 의해 빨리 분해되는 성질을 유지함으로써, 생분해성 수지 조성물의 탄성율을 향상시키기 위하여 단순하고 빠른 처리를 하는 생분해성 수지 조성물의 탄성율을 향상시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 발명자는, 가전기기등의 케이스체에 이용가능한 생분해성 수지 조성물을 얻기 위한 목적으로 광범위한 조사 후에, 생분해성 수지 조성물이 특정한 조건하에서만 견디도록 하여 상기의 목적 달성이 가능한 것임을 발견하여, 결국 본 발명을 완성시키게 되었다.

즉, 본 발명은 제 1관점으로서, 생분해성 수지 조성물을, 아래 (1) 및 (2)의 조건을 만족시키는 환경에서 일정시간 동안 방치함으로써, 생분해성 수지 조성물의 탄성율을 향상시키는 방법을 제공하였다.

(1) 상기 생분해성 수지 조성물의 글래스 전이온도(glass transition point)보다 5℃ 이상 높은 온도에서 보관한다. 그리고

(2) 가습(humidified) 환경에서 보관한다.

본 발명의 또 다른 관점으로서, 생분해성 수지 조성물을, 아래 (1) 및 (2)의 조건을 만족시키는 환경에서 일정시간 동안 방치함으로써, 생분해성 수지 조성물의 탄성율을 향상시키는 방법을 제공하였다.

(1) 상기 생분해성 수지 조성물의 글래스 전이온도 보다 15℃ 이상 높은 온도에서부터 120℃ 이하에서 보관한다. 그리고

(2) 상대습도(RH : relative humidity) 60% 이상의 가습 환경에서 보관한다.

본 발명은, 상기 생분해성 수지 조성물이 사출성형물(injection-molded product)이 되어 상기 탄성율을 향상시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 관점으로서, 생분해성 수지 조성물이, 아래 (1) 및 (2)의 조건을 만족시키는 금형(die)의 환경내로 사출되어서, 생분해성 수지 조성물의 탄성율을 향상시키는 방법을 제공하였다.

(2) 상대습도 60% 이상의 가습 환경에서 보관한다. 그 후 일정시간 동안 상기 사출성형물을 상기의 금형내에 놓아둔다.

본 발명의 또 다른 관점으로서, 상기 생분해성 수지 조성물이 금형내로 사출되어 사출성형물을 얻은 후, 약 100℃의 수증기(steam) 또는 아래 (1) 및 (2)의 조건을 만족시키는 공기가 금형내로 분사되는 환경하에서, 상기 금형내에 상기 사출성형물을 일정시간 동안 놓아두어, 생분해성 수지 조성물의 탄성율을 향상시키는 방법을 제공하였다.

(2) 상대습도 60% 이상의 가습 환경에서 보관한다.

본 발명에 따르면, 특정 조건하에서 생분해성 수지 조성물을 놓아두는 것이 10⁷Pa 에서 10⁹Pa 까지의 탄성율(80℃)을 단시간에 성공적으로 향상시킬 수 있다. 탄성율상에서의 상기 향상은 80℃, 80%RH(relative humidity)에서 100시간 동안 시간경과 테스트를 거친 후라도 형태가 변형되지 않고 그대로 유지하는, 가전제품 케이스체의 재료를 제공하게 되는 것이다. 본 발명에 의해 얻어지는 성형품에서도 특히 가전제품의 케이스체는 폐기방법의 선택 폭을 성공적으로 넓혀 주었다. 보다 상세하게, 상기 성형품은 직접 폐기될 수 있거나 또는 일반 수지와 동일하게 재료 재활용처리될 수도 있다. 특히 작은 크기 제품의 케이스체에 있어서, 노동력-소비되는 분해작업에도 불구하고 재활용으로부터 얻게되는 재료의 양은 적으며, 재료 또한 기본적으로 값이 싸기 때문에, 상기 재료 재활용은 일반적으로 비용이 들지 않는다. 상기의 직접 폐기 선택을 갖는 생분해성 수지는 또한 아래와 같은 내용의 측면에서 효과가 있다. 생분해성 수지는 폐기에 따라 오랜 시간 동안 남아있지 않으며, 따라서 직접 폐기되어도 자연 경관을 해치지 않는다. 생분해성 수지는 중금속 및 유기염소(organochlorine)와 같은 유해성분을 함유하지 않기 때문에, 연소될 경우에도 유해물질을 방출할 염려가 없게 된다. 생분해성 수지는 또한, 곡물(cereal)로부터 합성된다면 석유와 같은 고갈성 자원을 절약하는 측면에서도 효과가 있다.

도 1은 본 발명에서의 시간경과 전후에서 폴리-유산에 대한 탄성율과 온도 사이의 관계를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 제 2실시 예에서의 시간경과 전후에서 폴리-유산에 대한 탄성율과 온도 사이의 관계를 나타낸다.

도 3은 각종 조건에 하에서 시간경과되는 실험 막대의 폴리-유산 탄성율의 변화 예를 도시하는 그래프이다.

도 4는 실험 막대의 변형을 측정하는 방법을 설명하는 도면이다.

도 5는 변형량과 탄성율(80℃) 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.

본 발명은 아래에서 상세히 설명된다.

본 발명은 특정한 조건하에 생분해성 수지 조성물을 보관하는 것으로서(이하 "시간경과"로 칭함), 조성물의 탄성율을 향상시키는 것을 특징으로 한다. 상기 특정한 조건은 특정한 대기온도와 습도 상태를 말한다. 보다 상세하게는, 시간경과는 다음 (1) 및 (2)의 조건을 만족시키는 것을 말한다.

(1) 생분해성 수지 조성물의 글래스 전이온도 보다 5℃ 이상 높은 온도에서 보관한다(보다 선호되는 환경은 생분해성 수지 조성물의 글래스 전이온도 보다 15℃ 이상 높은 온도에서부터 120℃ 이하), 그리고,

(2) 가습 환경에서 보관한다(보다 선호되는 환경은 상대습도 60%이상에서 보관).

시간경과 시간은 10⁸Pa (80℃) 이상에서 생분해성 수지 조성물의 탄성율을 향상시키도록 적합하게 선택되며, 특히 상기 생분해성 수지 조성물의 종류에 따라 5분에서 3.5시간의 범위 내에서 선택된다.

본 발명에 따르면, 생분해성 수지 조성물은 사출성형물이 될 수 있다. 생분해성 수지 조성물의 시간경과는 사출성형용 금형내에서 진행될 수도 있다. 상기 경우의 시간경과는 상기 조건 (1) 및 (2)를 만족시키는 공기를 금형내로 분사함으로써 처리될 수 있다.

생분해성 수지는 자연-발생적인 미생물의 작용에 의하여 작은 분자들로 분해될 수 있는 플라스틱으로 정의되며, 최종적으로는 물과 이산화탄소로 된다(생분해성 플라스틱 연구회, ISO/TC-207/SC3).

본 발명에서 사용하는 생분해성 수지는 예를 들면 폴리에스테르계(polyester-base)가 가능하며, 성형성, 내열성 및 내충격성이 잘 균형된 지방족계 폴리에스테르계 수지가 선호된다.

지방족계 폴리에스테르 수지는 폴리-유산계를 갖는 지방족계 폴리에스테르이며, 구체적으로 유산, 말산(malic acid), 글리콜산(glycolic acid)과 같은 옥시산(oxiacid)의 중합체(polymer) 및 공중합체(copolymer)가 있으며, 특히 폴리-유산과 같은 하이드로카르복실산(hydrocarboxilic acid)을 갖는 지방족계 폴리에스테르 수지를 예로 들 수 있다.

폴리-유산을 갖는 상기 지방족계 폴리에스테르 수지는 락티드(lactide) 및 대응하는 락톤(lactone)의 개환중합(ring-opening polymerization)에 기초하는 방법인 소위 락티드 방법에 의해 일반적으로 얻을 수 있다. 다른 가능한 방법은 직접적인 유산의 탈수축합(dehydro-condensation)법에 관련된다.

폴리-유산을 갖는 상기 지방족계 폴리에스테르 수지를 생성하는데 필요한 촉매는 주석과, 안티몬과, 아연과, 티타늄과, 철과, 알루미늄 화합물이 있다. 이들의 예로서 특히 선호되는 것은 주석계 촉매제와 알루미늄계 촉매제가 있으며, 가장 선호되는 예로서는 옥틸주석(tin octylate)과, 알루미늄 아세틸아세톤네이트(aluminum acetylactonate)가 있다.

폴리-유산을 갖는 상기 지방족계 폴리에스테르 수지중에서, 폴리-L-유산은 L-유산으로 가수분해되어(hydrolyzed) 이것의 안전성은 이미 입증되었기 때문에,락티드 개환중합에 의해 얻어지는 폴리-L-유산은 특히 선호된다. 폴리-L-유산 이외에도 폴리-유산 역시 사용가능하다.

본 발명에 있어서, 생분해성 폴리에스테르수지의 가수분해성을 조정하도록, 생분해성 폴리에스테르 수지의 단말 기능기(terminal functional group)인 카르복실기(carboxyl group) 또는 수산기(hydroxyl group)와 반응하는 화합물을 사용할 수 있으며, 이러한 화합물의 예로서 카르보디이미드(carbodiimide) 화합물과, 이소시안나이트(isocyanate) 화합물 및 옥사졸린(oxazoline) 화합물을 들 수 있다. 특히, 카르보디이미드 화합물은 폴리에스테르 수지와의 용융상태에서 혼합될 수 있으며, 작은 양의 첨가만으로도 가수분해성을 조절할 수 있기 때문에 선호된다. 카르보디이미드 화합물은 1 분자 내에 1개 이상의 카르보디이미드기를 갖는 화합물이며(폴리카르보디이미드 화합물 포함), 유기인계(organophosphorus)화합물 또는 유기금속계(organometallic) 화합물과 같은 촉매의 존재하에서, 약 70℃의 온도의 무용매(no solvent) 또는 불활성 용매에 있는 각종 폴리이소시안나이트 (polyisocyanate)의 탈탄산 축합 (decarboxylative condensation)에 의해 합성될 수 있다. 상기 카르보디이미드 화합물의 한 종류로써, 모노카르보디이미드 (monocarbodiimide)의 경우, 디사이클로헥실카르보디이미드 (dicyclohexylcarbodiimide)와, 디이소프로필카르보디이미드 (diisopropylcarbodiimide)와, 디메틸카르보디이미드 (dimethylcarbodiimide)와, 디이소부틸카르보디이미드 (diisobutylcarbodiimide)와, 디옥틸카르보디이미드 (dioctylcarbodiimide)와, t-부틸이소프로필카르보디이미드 (t-butylisopropylcarbodiimide)와, 디페닐카르보디이미드 (diphenylcarbodiimide)와, 디-t-부틸카르보디이미드(di-t-butylcarbodiimide)와, 디나프틸카르보디이미드(di-naphthylcarbodiimide)를 포함한다. 이들 중에서, 특히 디사이클로헥실카르보디이미드 와, 디이소프로필카르보디이미드가 이들의 산업상 입수가 용이한 측면에서 선호된다.

본 발명에 있어서, 상기 카르보디이미드 화합물과 생분해성 수지의 혼합은 압출기를 사용하여 섞음으로서 용융혼화될 수 있다.

상기 생분해성 수지의 생분해 속도는 섞여지는 카르보디이미드 화합물 첨가의 종류와 양에 기초하여 제어가 가능하기에, 카르보디이미드 화합물 첨가의 종류와 양은 목적되는 제품에 따라 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어 카르보디이미드 화합물 첨가의 양은 폴리-유산의 0.1에서 2 wt%(중량 퍼센트 : weight percent)이다.

본 발명의 생분해성 수지 조성물은, 보강재, 무기 필러, 유기 필러, 산화방지제, 열안정제, 자외선흡수제, 기타 등등 또는 다른 분해가능한 유기 화합물로서 윤활유제, 왁스, 착색제, 결정화촉진제, 또는 녹말등이 필요에 따라 적절히 첨가될 수 있다.

실시 예

실시 예 및 비교되는 실시 예에 관하여 본 발명이 설명된다.

탄성율 및 글래스 전이 온도(Tg)의 측정 방법이 아래에 나타난다.

실험 막대 : 50mm 길이 ×7mm 넓이 ×2mm 두께

측정장치 : 점탄성(visco-elasticity) 분석기(Rheometric사 제품)

주파수 : 6.28 rad/s

측정개시온도 : 0℃

측정최종온도 : 160℃

승온속도 : 5℃/min

왜곡 : 0.05%

제 1실시 예

도 1은 본 발명에서의 시간경과 전후에서 폴리-유산에 대한 탄성율과 온도 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.

본 실시 예에서 사용되는 폴리-유산은 Lacea H100J(상표명)이며, Mitsui 케미컬사 제품이다. 시간경과를 거치지 않은 실험 막대(곡선 2)는 글래스 전이 온도(60℃) 이상에서 저장 탄성율 E'의 급감을 나타내며, 100℃ 부근에서 최저에 다다르며, 그 이후 갑자기 상승한 후 120℃ ~ 160℃ 사이에서 거의 일정 직선(plateau)에 다다른다. 상기 실험 막대는 시간경과 테스트 60℃에서 100시간 동안 처리될 경우 변형된다.

반대로 80℃, 80% RH(상대 습도)에서 15분간 시간경과를 거치는 폴리-유산 실험 막대는 저장 탄성율 E'의 대폭적인 향상을 보인다. 저장 탄성율 E' 글래스 전이 온도 부근에서 감소하나 곡선 2보다는 적은 각도이며, 그 이후에는 160℃ 부근까지 일정한 직선을 보인다.

시간경과를 거친 상기 실험 막대는 60℃, 80% RH에서 100시간 동안의 시간경과 테스트에서 변형하지 않는다.

제 2실시 예

폴리-유산에 필러로서 마이카(mica)를 10 wt%, 가수분해를 제어하는 첨가제로서 디사이클로헥실카르보디이마이드(Nissinbo Industries, Inc.의 상품명 Carbodilite HMW-10B) 2 wt%를 첨가하여 용융하에서 혼합함으로써 생분해성 수지 조성물은 조성된다.

80℃, 80% RH에서 3.5시간 시간경과를 거치는 실험 막대는 탄성율의 대폭 향상을 나타낸다. 도 2는 제 2실시 예에서의 시간경과 전후에 폴리-유산에 대한 탄성율과 온도 사이의 관계를 도시하는 그래프이다. 시간경과를 거치지 않은 실험 막대(곡선 2)는 글래스 전이 온도(60℃) 이상에서 저장 탄성율 E'의 급감을 나타내며, 100℃ 부근에서 최저에 다다르며, 그 이후 갑자기 상승한 후 120℃ ~ 160℃ 사이에서 거의 일정 직선(plateau)에 다다른다. 반대로 80℃, 80% RH(상대 습도)에서 15분간 시간경과를 거치는 폴리-유산 실험 막대는 저장 탄성율 E'의 대폭적인 향상을 보인다. 저장 탄성율 E' 글래스 전이 온도 부근에서 감소하나 곡선 2보다는 적은 각도이며, 그 이후에는 160℃ 부근까지 일정한 직선을 보인다. 도 2로부터 제 1실시 예의 관찰결과는 제 2실시 예의 관찰결과와 유사하다.

시간경과를 거친 상기 실험 막대는 80℃, 80% RH에서 100시간 동안의 시간경과 테스트에서 변형하지 않는다.

제 3실시 예

폴리-유산의 실험 막대에 대한 시간경과 조건은 80℃, 60% RH로 변경된다.시간경과 시작으로부터 2시간 후, 탄성율은 80% RH에서 얻는 경우와 동일한 탄성율(5 ×10⁸Pa)에 다다른다.

제 4실시 예

폴리-유산 실험 막대는 60℃, 80% RH 또는 65℃, 80% RH 에서 시간경과를 거친다. 60℃, 80% RH에서 시간경과를 거친 실험 막대는 3시간 후에도 탄성율의 향상을 보이지 않았으나, 반면에 65℃, 80% RH에서 시간경과를 거친 실험 막대는 3시간 후에 거의 2배의 탄성율의 향상을 나타낸다. 폴리-유산의 글래스 전이 온도(Tg)는 60℃이므로, 시간경과 온도를 상기 글래스 전이 온도보다 5℃ 높도록 선택하는 것이 필요하며, 15℃ 높이는 것은 보다 선호된다. 그러나, 온도 120℃ 이상의 경우는 수지가 가수분해될 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 적절한 온도는 80℃ ~ 90℃에 해당한다.

도 3은 다양한 조건하에서 시간경과되는 폴리-유산 실험 막대 탄성율에서의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 3으로부터 60℃, 80% RH에서의 시간경과 3시간 후에도 탄성율상의 아무런 향상을 보이지 않았으며, 65℃, 80% RH에서의 시간경과 3시간 후에는 탄성율이 대폭 향상됨이 관찰되었다. 80℃, 80% RH에서의 시간경과는 단기간에 탄성율의 대폭 향상을 보였다.

탄성율의 향상이 0% RH에서의 시간경과에서도 관찰되었으며, 탄성율이 10⁸Pa 이상 얻기 위해서는 거의 3시간이 필요하기 때문에, 이것은 선호되지 않는다. 공기중에서 80% RH로 습도를 가하는 것은 단지 15분간의 시간경과만으로도 탄성율을 10⁷~ 10⁹로 향상시켰으며, 이것은 거의 12배의 향상이다.

제 5실시 예

폴리-유산에 필러로서 마이카를 10 wt%, 가수분해를 제어하는 첨가제로서 디사이클로헥실카르보디이마이드(Nissinbo Industries, Inc.의 상품명 Carbodilite HMW-10B) 2 wt%를 첨가하여 용융하에서 혼합함으로써 생분해성 수지 조성물은 조성된다. 그 다음 조성물은 대기가 80℃, 80% RH로 조절된 금형을 이용하여 사출성형을 행한다.

여기서 사용되는 사출성형기는 스크류(screw) 직경 40 m/m를 가지는 Nissei Plastic Industrial Co. Ltd.의 모델 FE-120이다. 사출 조건은 사출 압력 2,240 ㎏㎠과, 형체력(mold clamping force) 120 ㎏㎠과, 초기부 온도 180℃와, 중간부 온도 170℃와, 말기부 160℃와, 금형온도 고정측 및 가동측 모두 80℃로 이루어진다.

사출후, 성형품(실험 막대)은 금형내에서 15분간 시간경과를 거친후 꺼내진다. 탄성율은 5 ×10⁸Pa 만큼 향상된다. 반대로, 시간경과를 거치지 않은 케이스체, 즉, 50℃로 맞춰진 금형내로 조성물이 사출된 후 2분 후 꺼내진 실험 막대는 탄성율이 4 ×10⁷Pa로 향상 효과를 볼 수 없었다.

제 6실시 예

생분해성 수지 조성물은 폴리-유산에 필러로서 마이카를 10 wt%, 가수분해를 제어하는 첨가제로서 디사이클로헥실카르보디이마이드(Nissinbo Industries, Inc.의 상품명 Carbodilite HMW-10B) 2 wt%를 첨가하여 용융하에서 혼합함으로써 생분해성 수지 조성물은 조성된다. 그 다음 조성물은, 80℃, 80% RH의 수증기가 금형내로 2분간 분사된 후 성형품이 꺼내진다는 점을 제외하면 제 5실시 예와 기본적으로 같은 방식인 사출성형을 행하게 된다. 탄성율은 5 ×10⁸Pa 만큼 향상됨을 볼 수 있다.

제 7실시 예

폴리-유산은 Carbodilite HMW-10B(Nissinbo Industries, Inc.의 제품)를 가수분해를 제어하는 첨가제로서 0.5, 1.0, 또는 2.0 wt%를 용융하에서 혼합함으로써 실험 막대를 조성한다. 상기 실험 막대는 80℃, 80% RH에서 100시간 동안 시간경과 처리를 거친 후, 가수분해도(분자량 변화)가 비교된다. 실험 막대는 95% 분해되는 폴리-유산으로 구성되며, Carbodilite HMW-10B의 첨가는 소량의 첨가만으로도 가수분해도(분자량 변화)를 감소시킨다는 것이 확인되었다. 가수분해도(분자량 변화)를 10% 이내로 억제하기 위해서는, 첨가량은 1.0 ~ 2.0 wt% 범위내에서 조절하는 것이 선호된다고 밝혀졌다.

비교 실시 예

제 1실시 예에서 시간경과를 거치지 않은 폴리-유산 실험 막대는 60℃, 80% RH에서 100시간 동안 시간경과 테스트를 거쳤을 때 1.5mm의 변형을 나타냈다. 상기 변형은 도 4에 도시된 측정에 얻을 수 있었으며, 이 측정에서는 실험막대(10)가 한 쪽 끝(11)이 지지부(13)에 의하여 수직 방향으로 15mm 높이(실선)에서 받쳐지며, 시간경과 테스트 이후에 최대하향 변형부위(12)(점선)의 변형 깊이 "a"를 밀리미터(mm) 단위로 측정하였다.

도 5는 변형량과 탄성율(80℃) 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 5로부터 80℃에서 탄성율을 1 ×10⁸Pa 이상을 향상시키는 것은 거의 완전하게 변형을 피할 수 있음을 알 수 있다.

본 발명은 특정 항목의 정해진 범위를 갖는 선호된 형식상에서 설명되었으나, 본 발명의 범위내에서 많은 변화 및 수정이 가능하다. 따라서 본 발명의 영역을 넘지 않는 범위내에서 상기 설명 이외의 수정을 가해질 수 있음을 알 수 있다.

본 발명에 있어서, 특정조건하에서, 생분해성 수지 조성물의 시간경과를 행하는 간단한 방법에 의하여, 탄성율(80℃)을 10⁷~ 10⁹Pa로 단기간에 향상시키는 것이 가능하다. 탄성율 향상에 의해, 예를 들면 80℃, 80% RH에서 100시간 동안 시간경과 시험을 거쳐서 변형을 일으키지 않는 전자기기등의 생분해성 케이스체 재료를 제공하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 의해 얻어지는 성형물을 전자기기의 케이스체 재료등에 이용함으로써, 폐기시 처리방법의 선택의 폭을 넓힐 수 있다. 구체적으로는 직접 폐기해 버려도 좋고, 통상의 수지와 같이 자원 재활용을 해도 좋다. 특히 소형의 가전제품에서는 해제의 수고에 비교하여 재활용으로 얻어지는 소재의 양은 적으며, 또한 처음부터 값싼 재료로 만들 수 있는 것이 많으므로, 자원 재활용은 경제적으로 성립되지 않는 경우가 많다. 이러한 면에서 그대로 폐기할 수 있는 선택을 가진다는 것은 생분해성 수지의 장점이 된다. 생분해성 수지는, 그대로 버려지더라도 장기간 남아있지 않으며, 경관을 훼손하지 않는 것이다. 또한 생분해성 수지는 중금속, 유기염소 화합물등의 유해성분을 포함하지 않기 때문에, 폐기하여, 소각시켜도 유해물질을 발생할 염려가 없다. 또한 생분해성 수지의 합성 원료를 곡물자원으로 만들어진다면, 석유등의 고갈성 자원을 허용하지 않아도 된다.

Claims

생분해성 수지 조성물의 탄성율을 향상시키는 방법으로서,

상기 방법은 다음의 (1) 및 (2)조건을 만족하는 환경에서 일정시간 동안 생분해성 수지 조성물을 방치하는 것으로서,

(1) 상기 생분해성 수지 조성물의 글래스 전이온도 보다 5℃ 이상 높은 온도에서 보관, 그리고,

(2) 가습 환경에서 보관,

하는 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 탄성율 향상 방법.
제 1항에 있어서,

다음의 (1) 및 (2)조건을 만족하는 환경에서 일정시간 동안 생분해성 수지 조성물을 방치하는 것으로서,

(1) 상기 생분해성 수지 조성물의 글래스 전이온도 보다 15℃ 이상 높은 온도에서부터 120℃ 이하에서 보관, 그리고,

(2) 상대습도 60% 이상의 가습 환경에서 보관,

하는 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 탄성율 향상 방법.
제 2항에 있어서,

상기 생분해성 수지 조성물은 사출성형물로 되는 것을 특징으로 하는 탄성율향상 방법.
생분해성 수지 조성물의 탄성율을 향상시키는 방법으로서,

상기 방법은 생분해성 수지 조성물이 다음의 (1) 및 (2)조건을 만족하는 금형의 환경내로 사출되는 것으로서,

(1) 상기 생분해성 수지 조성물의 글래스 전이온도 보다 15℃ 이상 높은 온도에서부터 120℃ 이하에서 보관, 그리고,

(2) 상대습도 60% 이상의 가습 환경에서 보관,

한 후에 일정시간 동안 상기 사출성형물을 상기의 금형내에 방치하는 것을 특징으로 하는 탄성율 향상 방법.
생분해성 수지 조성물의 탄성율을 향상시키는 방법으로서,

상기 생분해성 수지 조성물이 금형내로 사출되어 사출성형물을 얻은 후,

적어도 100℃ 이하 온도 영역내의 수증기 또는 아래 (1) 및 (2)의 조건을 만족시키는 공기를 금형내로 분사하여 상기 금형내에 상기 사출성형물을 일정시간 동안 방치하는 것으로서,

(1) 상기 생분해성 수지 조성물의 글래스 전이온도 보다 15℃ 이상 높은 온도에서부터 120℃ 이하에서 보관, 그리고

(2) 상대습도 60% 이상의 가습 환경에서 보관,

하는 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 탄성율 향상 방법.
제 1항과 제 4항과 제 5항중에 어느 한 항에 있어서,

상기 일정시간은 10⁸Pa (80℃)에서 생분해성 수지 조성물의 탄성율을 향상시키기 위해 충분한 것을 특징으로 하는 탄성율 향상 방법.
제 6항에 있어서,

상기 일정시간은 5분에서 3.5시간인 것을 특징으로 하는 탄성율 향상 방법.
제 1항과 제 2항과 제 4항과 제 5항중에 어느 한 항에 있어서,

상기 생분해성 수지 조성물은 폴리에스테르계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성율 향상 방법.
제 8항에 있어서,

상기 생분해성 수지 조성물은 폴리-유산을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성율 향상 방법.
제 8항에 있어서,

상기 생분해성 수지 조성물은 생분해성 폴리에스테르 및 이 폴리에스테르의 가수분해를 향상시키기 위한 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성율 향상 방법.
제 10항에 있어서,

상기 생분해성 수지 조성물은 폴리-유산 및 카르보디이미드를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성율 향상 방법.
제 11항에 있어서,

상기 카르보디이미드는 폴리-유산의 0.1 ~ 2 wt% 범위 내에서 첨가되는 것을 특징으로 하는 탄성율 향상 방법.