KR20020077056A

KR20020077056A - 생분해성 조성물, 이의 제조방법 및 이의 용도

Info

Publication number: KR20020077056A
Application number: KR1020020012714A
Authority: KR
Inventors: 가와무라마사노부; 아라이마코토; 야시로마코토; 사타케도시미
Original assignee: 닛뽄세이시가부시끼가이샤
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2002-03-09
Publication date: 2002-10-11
Also published as: JP2002362578A; JP3922033B2

Abstract

본 발명의 목적은 매우 양호한 생분해성 및 부가의 비료 효과를 갖는 생분해성 조성물, 이의 제조방법 및 이의 용도를 제공하는 것이다. 또한, 이의 특징의 양호한 사용을 가능케 하는 플라스틱 포장 백 및 복합 포장 백을 제공한다.

본 발명은 효모(A)와 생분해성 플라스틱(B)을 특별한 비율로 배합함을 특징으로 하는 생분해성 조성물 및 이를 사용하는 플라스틱 포장 백과 복합 포장 백에 관한 것이다.

Description

생분해성 조성물, 이의 제조방법 및 이의 용도{Biodegradable composition, method of producing the same and uses}

본 발명은 생분해성 물질로서 유용한 조성물, 이의 제조방법 및 추가로 이의 용도에 관한 것이다.

최근에, 라이프 스타일의 변화, 생활 수준과 소득 수준의 개선 등으로 인하여, 새로운 상품이 넘쳐나고, 풍부한 물질 문화가 형성되었다. 그러나, 이와 더불어, 사업소 및 가정으로부터 배출되는 쓰레기의 양 또한 급속히 증가하여, 쓰레기 처리 문제가 심각한 사회적 문제가 되고 있다.

이러한 쓰레기 처리시, 가연 플라스틱의 경우, 소각로에서 소각시키고, 소각 후 잔재 및 불씨를 매립 처분하는 방법이 채택된다.

그러나, 가연성 쓰레기의 소각 처리시, 다음의 문제가 존재한다. 즉, 연소 동안에 발생하는 다이옥신의 형성, NO_x로 인한 공기 오염, 소각 후에 다량으로 발생되는 잔재 및 불씨를 처리해야 하는 매립지 등의 부족, 매립지에서의 잔재 속의 유해한 성분의 누출 등과 같은 문제가 존재한다. 더욱이, 연소 칼로리가 높은 플라스틱 폐기물 및 플라스틱 쓰레기 봉투가 가연성 쓰레기에 다량으로 함유되어 있는 경우, 이들이 소각로의 노 온도의 증가 원인이 되어, 소각로가 손상되는 등의 문제가 존재한다. 특히, 다이옥신의 생성 문제에 대한 조치는 새로운 기준에서 응급 처치 및 영구 처치로 구분되고, 방출 농도는 다이옥신의 감소 척도로서 현존 노 및 새로이 설치된 노에서 조절한다.

이러한 문제점을 해결하는 방법으로서, 예를 들면, 저농도의 산소를 연소시켜 NO_x의 양을 억제하는 방법, 물을 분무하면서 연소시켜 고정된 온도 이하에서 노를 조절하여 상승된 온도로 인한 소각로의 손상을 방지하는 방법, 유해 물질을 함유하는 잔재를 불용성화 처리하고 이들을 시멘트로 고화시킨 다음, 쓰레기 매립 처리하는 방법 등이 제안되어 있다. 더욱이, 가연성 쓰레기와 함께 소각 처리되는 플라스틱 쓰레기 봉투에 있어서, 통상의 쓰레기 봉투 대신에 다량의 탄산칼슘을 함유하는 반투명한 쓰레기 봉투를 사용하여, 쓰레기 감소 및 연소 칼로리의 감소를 목적으로 하는 자치권도 등장하였다.

한편, 일반적으로 사용되는 기존의 플라스틱을 대신하여 토양에서 분해되는 생분해성 플라스틱이 개발되었고, 통상의 플라스틱과 구별하여 이를 사용하는 경향이 두드러져 왔다. 생분해성 플라스틱은 사용 동안 통상의 플라스틱과 유사하게 사용될 수 있는 플라스틱으로, 사용후 자연계에서 미생물에 의해 물 및 이산화탄소로 분해되어 자연으로 환원된다.

그러나, 통상의 생분해성 플라스틱은 분해되지만, 이들중 다수는 합성 물질이고 생태계에 존재하지 않으므로, 많은 미생물에 영양원으로서 긍정적으로 유용하지 않다. 이러한 이유로, 심지어 생분해성이 양호한 플라스틱의 경우에도, 조건에 따라 분해되는데 지나치게 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다. 특히, 퇴비 처리 또는 매립 처리시 신속히 분해되는 크래프트지 및 플라스틱 필름을 포함하는 플라스틱 포장 백 및 복합 포장 백은 없었다. 초기 단계에서 분해되지 않는 경우, 퇴비 처리 또는 매립 처리시 얽히고 흩어지는 경우가 발생하여 심각한 문제점을 유발한다.

필름, 성형품 등으로 전환시킬 수 있는 생분해성 물질과 관련하여, 본 발명의 목적은 용이하게 생분해되고, 추가로 비료 효과 등을 갖는 생분해성 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다. 또한, 사용 동안 통상의 플라스틱과 유사하게 사용될 수 있고, 사용후 자연계에서 미생물에 의해 신속하게 분해되어 자연으로 환원될 수 있는 크래프트지 및 플라스틱 필름을 포함한 플라스틱 포장 백 및 복합 포장 백을 제공하는 것이다.

집중적인 연구 결과, 본 발명자들은 효모 및 생분해성 플라스틱을 특별한 비율로 배합하여 수득할 수 있는 조성물이 위에서 기술한 바와 같은 과제를 해결할수 있음을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명에 사용되는 효모(A)는 특별히 제한되지 않으며, 토룰라 효모, 빵 효모, 알콜 효모, 청주 효모 및 다량으로 제조된 양조 효모 등이 사용될 수 있다.

이러한 효모의 예로서, 사카로마이세스 세레비시아에(Saccharomyces cerevisiae)(IFO 1954, IFO 0309, IAM 4274), 칸디다 유틸리스(Candida utilis)(IFO 0619, ATCC 15239), 토룰롭시스 노다엔시스(Torulopsis nodaensis)(IFO 1942), 토룰롭시스 스텔라타(Torulopsis stellata)(IFO 1953), 한세눌라 아노말라(Hansenula anomala)(IFO 1150) 등이 언급된다.

이들 효모 중에서, 핵산과 같은 유용한 함유물이 제거된 탈핵 효모가 바람직하다. 수용성 성분은 물 추출에 의해 제거되고, 효모 추출물과 같은 열처리에 불안정한 성분이 또한 제거되므로, 이들은 열 안정성이 높고, 생분해성 플라스틱의 전도율을 상당히 증가시킬 수 있다.

효모는 효모 덩어리로서 사용될 수 있지만, 분쇄 등에 의해 메시 개구가 53㎛인 스크린을 통과하는 형태로 존재하는 것이 바람직하다. 메시 개구가 53㎛인 스크린을 통과하지 못하는 형태의 효모인 경우에, 필름으로 전환되는 경우, 필름의 가요성이 불량해진다. 메시 개구가 38㎛인 스크린을 통과하는 형태의 효모가 보다 바람직하다.

효모는 비료의 풍부한 세 가지 주요 성분인 질소, 인산 및 칼륨을 함유하며, 매우 높은 퇴비 효과를 갖는 유기 비료이다. 더욱이, 효모 중의 아미노산은 식물체로 흡수되고, 또한 증가된 향의 작용을 갖는다.

더욱이, 다당류(예: 글루칸 및 만난)로 이루어진 효모의 세포벽은 토양에서 분해되며, 분해된 생성물은 토양에서 이의 생장에 참여하는 당원으로서 유용한 미생물에 기여함으로써, 과실에 대한 성장 효과를 발생시킨다.

본 발명에 사용되는 생분해성 플라스틱(B)에 있어서, 생분해성 플라스틱으로서 현재 공지된 모든 수지가 사용될 수 있다. 예를 들면, 미생물에 의해 생성되는 수지(예: 폴리하이드록시부티레이트), 화학적으로 합성된 수지[예: 폴리카프롤락톤, 폴리(부틸렌 석시네이트), 폴리(부틸렌 아디페이트), 폴리(부틸렌 석시네이트·아디페이트), 폴리(에틸렌 석시네이트), 폴리(글리콜산), 폴리(락트산) 및 폴리(비닐 알콜)] 및 추가로, 천연 제품을 개질시켜 수득한 수지(예: 셀룰로스 아세테이트 및 열적으로 가소화된 전분)가 유용하다. 생분해성 폴리에스테르가 물리적 특성 면에서 바람직하다. 생분해성 폴리에스테르로서, 위에서 언급한 바와 같은 폴리카프롤락톤, 폴리(부틸렌 석시네이트), 폴리(부틸렌 아디페이트), 폴리(부틸렌 석시네이트·아디페이트), 폴리(에틸렌 석시네이트), 폴리(글리콜산), 폴리(락트산) 등이 언급된다. 이들은 또한 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 포장 백으로서 사용되는 경우, 폴리(부틸렌 석시네이트)가 필름의 가요성 및 생분해성 면에서 바람직하다.

효모(A) 및 생분해성 플라스틱(B)의 배합 비율은 (A) 90 내지 10중량부와 (B) 10 내지 90중량부이어야 한다. 또한, 본 발명에 있어서, 이들은 건조 중량을 나타낸다.

효모(A)의 비율이 90중량부를 초과하면, 성형품으로 전환시키는 경우, 가요성을 수득할 수 없으며, 특히, 필름 등으로 전환시키는 경우, 사용하기 곤란해 진다. 또한, 효모(A)의 비율이 10중량부 미만인 경우, 생분해 속도의 촉진은 불충분해진다. (A) 50 내지 10중량부와 (B) 50 내지 90중량부가 보다 바람직하다.

본 발명의 조성물은 용도에 따라 생분해 속도를 조절할 수 있다. 예를 들면, 생분해 속도가 용도에 따라 너무 빠른 경우, 추가로 친수성이 낮은 리그닌을 배합하여 배합 전보다 생분해 속도를 느리게 할 수 있다. 리그닌의 배합 수준은 사용되는 효모 100중량부를 기준으로 하여 40중량부를 초과하지 않는 범위 내인 것이 바람직하다. 40중량부를 초과하면, 생분해에 대한 억제 효과가 현저해진다. 더욱이, 리그닌이 생분해를 억제하기 위하여 사용되므로, 친수성이 낮은 리그닌이 유용하다. 친수성이 보다 높은 리그닌은 빗물에 용해되어 성형품의 생분해를 역으로 촉진시킨다. 구체적으로, 리그닌 중의 유기 황의 함량은 3중량% 이하인 것이 바람직하다. 유기 황의 함량은 리그닌의 친수성 정도를 나타내며, 수중 용해도의 지표가 된다.

본 발명의 조성물은 천연 고분자량의 다당류 및 공업적으로 다량으로 제조되는 이들의 유도체(예: 셀룰로스, 전분 및 키틴·키토산)와 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 함께 사용될 수 있다. 셀룰로스로서, 아황산법 및 크래프트 공정(Kraft process)을 통해 제조되는 목재 펄프 섬유, 재생 셀룰로스, 목면 및 원면 등이 언급될 수 있고, 다량으로 제조된 목재 펄프 섬유가 바람직하다. 더욱이, 비교적 많은 리그닌을 함유하는 기계 펄프, 목분, 대분(bamboo flour) 등이 또한 유용하다. 더욱이, 본 발명에서, 통상적으로 사용되는 가소화제, 취입제, 염료 및안료, 농약 등을 또한 필요한 경우, 용도에 따라 첨가할 수 있다. 비료 성분 또한 첨가될 수 있다. 이의 부가 수준은 목적에 따라 적합하게 결정되지만, 본 발명의 생분해성 조성물 100중량부를 기준으로 하여 80중량부를 초과하지 않는 범위 내인 것이 바람직하다.

본 발명의 생분해성 조성물은 통상적으로 효모 및 생분해성 플라스틱을 고정된 비율로 배합하고 혼련한 후에, 성형품으로 전환시킨다. 사용되는 혼련 장치 및 성형 장치는 특별히 제한되지 않으며, 지금까지 공지된 장치가 사용될 수 있다.

예를 들면, 혼련 장치로서, 로울 밀, 집중 혼합기, 1축 스크류 압출기, 2축 스크류 압출기 등이 언급된다. 혼련 온도를 용융 및 혼련에 대한 생분해성 플라스틱의 융점을 초과하여 설정할 필요가 있지만, 원료의 특성, 배합비, 혼련 상태 등에 따라 적합하게 변화시킬 수 있다.

더욱이, 효모 및 생분해성 플라스틱을 효모를 기준으로 하여 3 내지 20중량%의 수분의 존재하에 용융하고 혼련하는 경우, 혼합이 보다 균질하게 수행되며, 이는 바람직하다. 좀더 말하자면, 수분은 5 내지 18중량%인 것이 바람직하다. 수분은 이전에 효모에 함유된 것으로부터 혼합 시스템으로 공급하지만, 또한 혼련시 외부로부터 공급할 수 있다. 수분이 존재하는 경우, 효모는 가소화 효과를 나타낸다. 수분이 3중량% 미만이면, 효모와 생분해성 수지 사이의 균질화는 불충분해지고, 20중량% 이상이면, 필름 등으로 전환되는 경우에 물리적 특성이 감소된다. 또한, 수분의 양은 효모의 건조 중량을 기준으로 한 중량%를 의미한다.

수분이 위에서 기술한 바와 같이 존재하는 경우, 생분해성 플라스틱(B)으로서 융점이 120℃ 이하인 생분해성 플라스틱을 사용하는 것이 바람직하다. 융점이 120℃ 이하인 생분해성 플라스틱으로서, 예를 들면, 폴리카프롤락톤, 폴리(부틸렌 석시네이트), 폴리(부틸렌 석시네이트·아디페이트), 폴리(에틸렌 석시네이트) 등이 언급된다. 또한, 본 발명에서 융점은 JIS K7121에 따라 시차주사 열량계를 사용하여 측정할 수 있다.

더욱이, 성형 방법으로서, 예를 들면, 주조법(용액 주조법), T 다이 또는 팽창 다이를 사용하는 압출법(용융 압출법), 캘린더법 및 2축 연신법 등이 언급된다. 더욱이, 표면 산화, 적층 공정, 피복 공정, 진공 금속화 처리, 대전 방지 처리 및 발포 처리 등이 또한 가능하다.

또한, 본 발명의 생분해성 수지 조성물을 필름 등으로 성형하는 경우, 수분이 다량으로 존재한다면, 필름이 발포되므로, 과량의 수분을 계속해서 제거하는 것이 바람직하다. 이 경우, 압출기 등에서 혼련하는 도중에 흡인 탈수 등에 의해 적합하게 해결할 수 있다.

본 발명의 플라스틱 포장 백은 당해 생분해성 조성물을 두께 10 내지 250㎛의 필름으로 성형하여 플라스틱 포장 백을 형성함을 의미한다. 두께가 이 범위를 초과하는 경우, 포장 백으로서의 강도 성능이 손상된다.

플라스틱 포장 백에는 사무용 및 가정용 쓰레기 봉투, 수퍼마켓 등의 계산대에서 사용되는 백, 5 내지 30㎏의 내용물을 위한 비료용 백, 벼 및 밀을 위한 곡물용 백, 무기 및 유기 화학물질용 백, 시멘트 색, 다양한 토양용 색, 소금용 색 및 도로 페인팅용 페인트 색이 포함되며, 이들은 클로스 사(cloth yarn)를 포함하는플라스틱만으로 구성된 포장 백(색)이다. 더욱이, 이들은 내용물이 100㎏ 내지 1ton의 다양한 대형 가요성 용기 백을 포함한다.

더욱이, 효모의 부가로 인한 착색을 완화하는 측면에서 탄산칼슘을 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 플라스틱 필름에, 5 내지 30중량%의 탄산칼슘을 함유하는 것이 바람직하다. 이 범위를 초과하면, 착색 완화는 수득될 수 없고, 필름의 가요성 및 강도가 저하된다.

본 발명의 플라스틱 필름에서, 심지어 당해 성분들만을 포함하는 필름이 안전할 수 있지만, 통상의 다른 첨가제를 가할 수 있다. 예를 들면, 차단 방지제, 대전 방지제 및 눈 점액 방지제를 가할 수 있다. 이때, 본 발명의 생분해성 플라스틱, 효모 및 추가로 탄산칼슘을 포함하는 플라스틱 필름이 90중량% 이상인 것이 바람직하다.

더욱이, 본 발명의 복합 포장 백은 본 발명에서 수득할 수 있는 플라스틱 필름 및 크래프트지를 포함한다. 이들은 다양한 크래프트지 백이며, 이를 위하여 방수성이 요구된다. 예를 들면, 이들은 외부층의 크래프트지 및 백으로 제조되는 내부 백 플라스틱 필름으로 구성된 복합 포장 백, 크래프트지를 플라스틱 필름과 적층시켜 수득할 수 있는 적층 베이스 스톡을 사용한 복합 포장 백, 크래프트지와 클로스 사를 적층시켜 수득할 수 있는 적층 베이스 스톡을 사용한 복합 포장 백, 2층 이상이고 층 사이에 플라스틱 필름이 삽입된 백인 복합 포장 백 및 플라스틱 필름과 두 장의 크래프트지를 적층시켜 수득할 수 있는 합성 다중 샌드위치된 종이를 사용하는 복합 포장 백 등이다. 종이 백은 재봉된 백 및 버텀 라이닝 백(bottomlining bag)을 포함한다.

본 발명은 긍정적으로 기여하는 플라스틱 필름을 제조할 수 있도록 한다. 통상적으로, 퇴비 처리 또는 매립 처리시 분해되는데 너무 많은 시간이 소요되는 경우, 얽히거나 흩어져서 문제가 생긴다. 그러나, 본 발명에 따르면, 쓰레기는 문제가 발생하기 전에 초기 단계에 분해되므로, 퇴비 처리 또는 매립 처리를 원활하게 수행할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 생분해성 조성물은 농업용 멀티필름, 파종용 포트(seeding pot), 샌드백 및 식생용 매트 등의 농업용 재료 이외에, 통상적으로 공지된 용도, 예를 들면, 퇴비용 백, 유동 버퍼(loose buffer), 배수용 백, 절연체, 보수용 시트 및 테이프 등으로 사용될 수 있다.

실시예

다음에, 실시예를 근거로 하여 본 발명을 보다 구체적으로 기술할 것이지만, 본 발명을 이 범위로 한정하지 않는다. 또한, 실시예에서 부 및 %는 이들이 특별히 주목되지 않는 한, 중량부 및 중량%를 각각 나타낸다.

·시험 항목 및 시험 방법

(1) 생분해성 시험(실시예 1 내지 13, 비교 실시예 1 내지 4)

표본을 땅 속에 넣고, 3 내지 6주 후에 회수하여 상태를 육안으로 판단한다.

○: 원래의 형태를 유지하지 않은 표본

△: 파손된 곳이 인지되는 표본

×: 거의 변화가 인지되지 않는 표본

시험 장소: 일본 야마구치켄 이와구니시 이다마치 소재의 닛폰 세이시 가부시키가이샤(Nippon Paper Industries Co., Ltd.)의 약품 개발 연구실(Research Laboratory of Chemicals Development) 시험장

(2) 생분해성 시험(실시예 14 내지 28, 비교 실시예 5 내지 13)

가속화 시험을 위하여, 혼합 비료(raw garbage disposer, 제조원: Matsushita Electric Works, Ltd., "Raw Garbage Eater EH431", 제조원: Matsushita Electric Works, Ltd. 또한, 빵 및 개 사료·물을 원료 쓰레기 대신에 주기적으로 가한다)를 사용하고, 표본을 100㎜×100㎜로 절단하고, 각각 5개의 조각을 혼합 비료로 넣은 다음, 이들을 일 단위 또는 주 단위에 대해 적절히 회수하여 분해 상태를 육안으로 판단한다. 샘플이 거의 조각난 시점을 생분해성의 완료 시점으로 한다.

(3) 필름의 파괴점에서의 인장 강도

샘플의 파괴점에서의 인강 강도(%)를 다음 조건하에 측정한다. 파괴점에서의 인장 강도를 다음 식으로 계산한다. 또한, 실시예 14 내지 28 및 비교 실시예 5 내지 13에서, 파쇄 강도(kgf/㎝)를 다음 조건하에 측정한다.

시험기: 인장 시험기(Tensilon, 제조원: Toyo Seiki)

속도: 100㎜/min

하중 셀: 100㎏

스팬: 30㎜

온도: 23℃

습도: 50%

파괴점에서의 인장 강도(%) = (파괴점에서의 길이/인장전 길이) × 100

실시예 1

효모(상표명: Yeast B, 제조원: Nippon Paper Industries Co., Ltd., 수분 7%)를 메시 개구가 38㎛인 스크린을 통해 분류한다. 스크린을 통과하는 효모 21.5부(건조 중량 20부) 및 폴리(부틸렌 석시네이트·아디페이트)(상표명: Bionole #3001, 융점: 94℃, 제조원: Showa Highpolymer Co., Ltd.) 80부를 150℃에서 래보 플라스트밀(Labo Plastmill; 제조원: Toyo Seiki Co,, Ltd.)을 사용하여 혼련한다. 혼련 후, 하기 조건하에 고온 압축기를 사용하여 고온 성형을 수행하여 100㎛ 두께의 필름을 제조하고, 이를 샘플로 만든다. 시험 결과를 표 1에 나타낸다.

고온 압축 조건

온도: 150℃

압력: 220㎏/㎠

보유 시간: 약 10분

실시예 2 내지 9 및 비교 실시예 1 내지 2

효모 및 생분해성 플라스틱을 표 1에 제시된 바와 같이 변화시킴을 제외하고는, 필름을 실시예 1과 유사하게 제조한다. 결과를 표 1에 나타낸다.

또한, 실시예 8에는, 리그닌(Vanillex HW, 유기 황 함량: 2.4%, 제조원: Nippon Paper Industries Co., Ltd.)을 효모 및 생분해성 플라스틱 이외에 추가로 배합한다. 유기 황의 함량은 다음 방법으로 측정한다.

유기 황의 함량: 리그닌 중의 전반적인 유기 황의 함량은 유도성 결합 플라즈마 방출 스펙트라 분석기(제조원: Seiko Electronics Corp., SPS1700VRI)를 사용하여 측정한다. 이어서, 리그닌 중의 무기 황의 함량은 이온 크로마토그래피(제조원: Metrohm Corp., 761 Compact IC)를 사용하여 측정하고, 전체 황 함량과 무기 황 함량 사이의 차이(고체 기준 %)로부터 유기 황의 함량을 측정한다.

	효모(중량부)	생분해성 플라스틱(중량부)	기타(중량부)	생분해성	파단점에서의 인장 연신율(%)
	효모(중량부)	생분해성 플라스틱(중량부)	기타(중량부)	3주간	파단점에서의 인장 연신율(%)	6주간
실시예 1	A 20	A 80		△	○	300
실시예 2	A 40	A 60		△	○	270
실시예 3	A 70	A 30		○	-	160
실시예 4	A 30	A 70		△	○	280
실시예 5	B 30	A 70		△	○	250
실시예 6	C 30	A 70		△	○	170
실시예 7	D 30	A 70		△	○	260
실시예 8	A 25	A 70	리그닌 5	×	△	270
실시예 9	A 30	B 70		△	○	270
비교 실시예 1	A 0	A 100		×	×	300
비교 실시예 2	A 100	A 0		○	-	100
효모:A: 효모(상표명: Yeast B, 제조원: Nippon Paper Industries Co., Ltd., 메시 개구가 38㎛인 스크린을 통과시킴)B: 효모(상표명: Yeast B, 제조원: Nippon Paper Industries Co., Ltd., 메시 개구가 53㎛인 스크린을 통과시킴)C: 효모(상표명: Yeast B, 제조원: Nippon Paper Industries Co., Ltd., 메시 개구가 125㎛인 스크린을 통과시킴)D: 양조 효모(제조원: Kirin Brewery Co., Ltd., 38㎛의 스크린을 통과시킴)생분해성 플라스틱:A: 폴리(부틸렌 석시네이트·아디페이트)(상표명: Bionole #3001, 융점 94℃, 제조원: Showa Highpolymer Co., Ltd.)B: 폴리카프롤락톤(상표명: Celgreen PH7, 융점: 60℃, 제조원: Daicel Chemical Industries, Ltd.)

실시예 10

효모(상표명: Yeast B)를 메시 개구가 53㎛인 스크린을 통해 분류하고 건조시킨다. 절대 건조 중량으로 환산하여 건조된 효모 40부, 폴리(부틸렌 석시네이트·아디페이트)(Bionole #3001) 60부 및 효모의 절대 건조 중량을 기준으로 하여 10%가 되도록 수분을 조절하기 위한 물을 혼합한 후, 혼합물을 다음 조건하에 혼련기에서 용융하고 혼련한다. 더욱이, 진공 흡인을 혼련기에 적용시켜 수분을 제거함으로써, 수지 조성물을 수득한다.

그 후, 다음 조건하에 고온 압축기를 사용하여 고온 성형을 수행하여 두께 80㎛의 필름을 제조하고, 이를 샘플로 한다. 시험 결과를 표 2에 나타낸다.

혼련기: 단일 방향 2축 스크류 혼련 압출기(KZW-60MG, 제조원: Technovel)

스크류의 직경: Φ15㎜

회전수: 150rpm

속도: 200g/hr

온도: 130℃

고온 압축 조건

온도: 140℃

압력: 230㎏/㎠

보유 시간: 약 3분

실시예 11 내지 13 및 비교 실시예 3 내지 4

수분 및 생분해성 플라스틱의 조건을 표 2에 나타낸 바와 같이 변화시킴을 제외하고는, 필름을 실시예 10과 유사하게 제조한다. 시험 결과를 표 2에 나타낸다.

	효모(중량부)	생분해성 플라스틱(중량부)	수분(중량%)	생분해성	파단점에서의인장 연신율(%)
	효모(중량부)	생분해성 플라스틱(중량부)	수분(중량%)	3주간	파단점에서의인장 연신율(%)	6주간
실시예 10	B 40	A 60	10	△	○	320
실시예 11	B 40	A 60	7	△	○	330
실시예 12	B 40	A 60	17	△	○	310
실시예 13	B 40	B 60	12	△	△	340
비교 실시예 3	B 40	A 60	2	△	○	150
비교 실시예 4	B 40	A 60	32	△	○	140
효모 및 생분해성 플라스틱: 표 1과 동일함.

실시예 14 내지 17 및 비교 실시예 5 내지 7

효모 및 생분해성 플라스틱을 표 3에 나타낸 바와 같이 변화시킴을 제외하고는, 두께 60㎛의 필름을 실시예 1과 유사하게 제조한다. 시험 결과를 표 3에 나타낸다.

	효모(중량부)	생분해성 플라스틱(중량부)	파쇄 강도(kgf/cm)	파쇄 연신(%)	생분해성(주)
비교 실시예 5	0.0	100.0	4.1	300.0	2
비교 실시예 6	0.5	99.5	4.0	295.5	2
실시예 14	10.0	90.0	3.9	292.0	1
실시예 15	20.0	80.0	3.9	280.0	1
실시예 16	30.0	70.0	3.7	270.0	1
실시예 17	50.0	50.0	3.0	260.0	0.8
비교 실시예 7	60.0	40.0	1.9	220.0	0.5
생분해성 플라스틱: 폴리(부틸렌 석시네이트)(상표명: Bionole, 제조원: Showa Highpolymer Co., Ltd.)효모: 효모(상표명: Yeast B, 제조원: Nippon Paper Industries Co., Ltd., 메시 개구가 38㎛인 스크린을 통과시킴)

실시예 18 내지 21 및 비교 실시예 8 내지 10

효모 및 생분해성 플라스틱을 표 4에 나타낸 바와 같이 변화시킴을 제외하고는, 두께 150㎛의 필름을 실시예 1과 유사하게 제조한다. 시험 결과를 표 4에 나타낸다.

	효모(중량부)	생분해성 플라스틱(중량부)	파쇄 강도(kgf/cm)	파쇄 강도(%)	생분해성(주)
비교 실시예 8	0.0	100.0	7.9	350.0	3
비교 실시예 9	0.5	99.5	8.2	345.0	3
실시예 18	10.0	90.0	7.6	332.0	1.5
실시예 19	20.0	80.0	8.1	310.0	1
실시예 20	30.0	70.0	7.4	300.0	1
실시예 21	50.0	50.0	6.5	290.0	1
비교 실시예 10	60.0	40.0	3.0	250.0	0.8
생분해성 플라스틱 및 효모: 표 3에서와 동일함.

실시예 22 내지 25 및 비교 실시예 11 내지 13

효모 및 생분해성 플라스틱을 표 5에 나타낸 바와 같이 변화시킴을 제외하고는, 두께 200㎛의 필름을 실시예 1과 유사하게 제조한다. 시험 결과를 표 5에 나타낸다.

필름 두께 200㎛

	효모(중량부)	생분해성 플라스틱(중량부)	파쇄 강도(kgf/cm)	파쇄 강도(%)	생분해성(주)
비교 실시예 11	0.0	100.0	12.9	400.0	4
비교 실시예 12	0.5	99.5	12.2	395.0	4
실시예 22	10.0	90.0	11.6	372.0	1.5
실시예 23	20.0	80.0	10.1	350.0	1.5
실시예 24	30.0	70.0	9.4	340.0	1.2
실시예 25	50.0	50.0	9.5	320.0	1
비교 실시예 13	60.0	40.0	4.0	250.0	0.9
생분해성 플라스틱 및 효모: 표 3에서와 동일함.

실시예 26

실시예 14의 폴리(부틸렌 석시네이트) 대신에 폴리카프롤락톤(상표명:Celgreen PH7) 및 폴리(락트산)(상표명: Lacty, 제조원: Shimazu Corp.)을 사용하여 제조한 두께 150㎛의 필름에 대한 생분해성 시험의 결과로서, 필름은 1.5주 후에 분해되지만, 폴리(부틸렌 석시네이트)로 제조된 경우보다 많은 시간이 소요된다. 또한, 파쇄 강도는 7.5kgf/㎝이다.

실시예 27

실시예 14의 폴리(부틸렌 석시네이트) 및 효모 이외에, 10%의 양인 탄산칼슘(상표명: Calpet A, 제조원: Nitto Funka Kogyo CO., Ltd.)의 매스터 배치를 배합하여 제조한 두께 150㎛의 필름에 대한 생분해성 시험의 결과로서, 필름은 1주 후에 분해된다. 백색 외관을 갖는 플라스틱 포장 백을 수득한다. 또한, 파쇄 강도는 6.5kgf/㎝이다.

실시예 28

실시예 14에서 수득한 플라스틱 포장 백을 내부 백으로서 제조하기 위하여, 이것 및 2층 크래프트지 백(기본 중량 84g/㎠)을 포함하는 복합 포장 백을 제조한다.

이의 일부를 매립하고 분해성을 평가하는 경우, 내부 백은 3주 후 부서진다.

본 발명의 생분해성 조성물은 기존의 조성물에 비하여 다음 효과를 갖는다.

(1) 효모 만을 사용한 경우에, 필름은 연신되지 않고, 즉시 파괴된다. 반면에, 본 발명의 조성물은 충분한 팽창성을 가지므로, 필름으로서 유용하다. 특히, 메시 개구가 38㎛ 및 53㎛인 스크린을 통과하는 형태를 갖는 효모를 사용하는 경우에, 필름의 파괴점에서의 인장 강도는 보다 우수한 것으로 나타난다.

(2) 생분해는 통상의 생분해성 플라스틱 단독에 비하여 보다 신속하다.

(3) 생분해는 리그닌을 배합하여 억제할 수 있어서, 생분해 속도를 조절할 수 있다.

(4) 용융 및 혼련시 수분을 가하여, 강도 및 생분해성이 양호한 필름을 수득할 수 있다.

(5) 본 발명의 플라스틱 포장 백 및 복합 포장 백은 강도가 충분하고, 또한 신속한 분해를 나타내므로, 공업적으로 유용하다는 것이 명백하다.

Claims

효모(A) 90 내지 10중량부와 생분해성 플라스틱(B) 10 내지 90중량부를 함유함을 특징으로 하는 생분해성 조성물.
제1항에 있어서, 리그닌을, 효모 100중량부를 기준으로 하여, 40중량부 이하의 양으로 추가로 함유하는 생분해성 조성물.
효모(A)와 생분해성 플라스틱(B)과의 혼합물을 성분(B)의 융점 이상의 온도에서 용융하고 혼련함을 특징으로 하는, 생분해성 조성물의 제조방법.
제3항에 있어서, 용융 및 혼련이, 효모(A)를 기준으로 하여, 수분 3 내지 20중량%의 존재하에 수행되는, 생분해성 조성물의 제조방법.
제1항 또는 제2항의 생분해성 조성물로 제조된 두께 10 내지 250㎛의 플라스틱 필름을 포함하는 플라스틱 포장 백.
제5항에 있어서, 플라스틱 필름이 탄산칼슘을 추가로 포함하는 플라스틱 포장 백.
제5항 또는 제6항에 따르는 플라스틱 필름과 크래프트지를 포함하는 복합 포장 백.