KR20040061885A

KR20040061885A - 생분해성 수지조성물로 이루어진 일회용 용기

Info

Publication number: KR20040061885A
Application number: KR1020020088187A
Authority: KR
Inventors: 조석형; 송기학; 김영준
Original assignee: 조석형; 송기학
Priority date: 2002-12-31
Filing date: 2002-12-31
Publication date: 2004-07-07

Abstract

본 발명은 트윈이나 싱글 압출기 중 어느 하나에 투입되되, 60-90중량%의 전분에 10중량%이하의 가교화제, 0.1-49.5중량%의 가소제, 0.1-30중량%의 상용화제를 첨가한 전분 혼합물 50-90중량%와 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 폴리하이드록시부틸레이트, 디올-디엑시드계 지방족 폴리에스터에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 중합체인 생분해성 수지가 10-50중량%혼합 구성되므로서 달성되는 것으로 인장강도등 기계적물성이 우수하다.

Description

생분해성 수지조성물로 이루어진 일회용 용기{The one time an instrument which accomplished with the biodegradation characteristic resin composition}

본 발명은 생분해성 일회용 용기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전분의 가소화 반응 및 화학적 가교반응을 동시에 진행시켜 기계적 물성을 향상시킨 생분해성 수지조성물로 이루어진 일회용 용기에 관한 것이다.

일반적으로 일회용 음식용기의 대표적인 것은 도시락용기, 컵라면 용기 등이 있다.

이러한, 일회용 음식용기는 가격이 저렴하여 일회용 라면용기나, 각종 음식물의 포장용기로 널리 사용되고 있고, 일회용이므로 별도의 설거지 등을 통해 다시 사용하지 않아도 된다는 장점이 있다.

그러나, 그 재활용률은 20% 이하로 매우 낮고, 그 소각률도 낮아 거의 대부분 매립에 의존하고 있으나, 매립시 대체적으로 50내지 100년이 소요되므로 대부분은 환경 쓰레기가 되어 지반의 안정화에 매우 치명적이라는 문제가 있다.

또한, 소각시 발생하는 여러 가지 유해독성가스(다이옥신, 푸란등 유해물질)이 배출되어 대기오염의 심각성을 더하고 있다.

따라서, 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 생분해성 소재가 다양하게 연구되고 있고, 특히 무독성 천연물질인 전분 등을 범용플라스틱 또는 개발된 생분해성 플라스틱에 혼합하여 제조하는 전분계 생분해성 플라스틱등이 공지의 기술로 개시되고 있다. 그러나, 공지의 전분계 생분해성 플라스틱은 가격은 저렴하지만 품질 특히 강도가 약한 단점이 발생되었다.

하나의 바람직한 실시 양태에 있어서 본 발명에 따른 생분해성 수지조성물로 이루어진 일회용 용기는, 전술한 문제를 모두 해소하고, 기계적 물성이 향상된 생분해성 일회용 용기를 제공한다.

본 발명의 생분해성 수지조성물로 이루어진 일회용 용기에 있어서는, 전분, 가소제, 가교화제, 상용화제를 혼련 및 압출하고, 동시에 열가소성 전분과 수지간의 가교반응을 수행시켜, 생분해성 플라스틱 제품의 물성 및 다성분 폴리머간의 상용성을 높일 수 있도록 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 일회용 용기의 기계적 물성을 향상시키되, 특히 강도를 높이고, 생분해가 가능한 일회용 용기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적 및 효과는 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 될 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 트윈이나 싱글 압출기 중 어느 하나에 투입되되, 60-90중량%의 전분에 10중량%이하의 가교화제, 0.1-49.5중량%의 가소제, 0.1-30중량%의 상용화제를 첨가한 전분 혼합물 50-90중량%와 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 폴리하이드록시부틸레이트, 디올-디엑시드계 지방족 폴리에스터에서 1종 또는 2종 이상 선택하여 혼합한 수지 10-50중량%를 혼합 조성되므로서 달성된다.

또한, 상기 압출기 내부에서 분산성을 향상시키기 위하여 15중량%이하로 분산제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용되는 전분류는 자연에서 저렴하고, 손쉽게 얻을 수 있는 천연고분자로 옥수수전분, 감자전분, 고구마전분, 타피오카전분, 밀전분, 및 그 변성 전분류의 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 일부 전분 체인이 잘라진 덱스트린류도 포함된다.

상기 변성 전분류는 알파전분, 산처리전분, 옥테닐 석시네이트전분, 아세틸 아디프산전분, 산화전분 및 기타 일킬화된 전분, 비닐계 모노머가 그라프팅된 전분 등이 사용되고, 이때 전분을 60%이하로 사용하는 경우는 생분해성이 용이하지 않고, 90%이상 사용하는 경우는 생분해성은 용이 하나 강도가 약하여 용기의 품질이 저하된다.

한편, 가소제는 원료물질의 용융온도를 낮추기 위하여 사용되는 것으로, 0.1%이하 첨가하는 경우는 원료물질의 용융온도가 높아 사출이 어렵고 , 49.5중량%이상 첨가하는 경우는 용융온도를 낮출수 있는 잇점이 있으나 인장강도등 기계적물성이 저하된다,

가소제는 글리세린, 에틸렌 글리콜, 글루코스, 솔비톨 등외에 말토스 등의 저분자 당류, 수크로스, 사이클로덱스트린, 글리세린 디아세테이트, 프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 메톡시에틸렌글리콜 또는 펜타에리스리톨 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다.

트윈이나 싱글 압출기내의 전분류에 대한 가교화 반응을 위한 가교화제는 두 작용기 이상의 다 반응기를 갖는 화합물로 포름알데하이드, 아세트 알데하이드와 같은 알데하이드류, 에피클로로히드린, 아크롤레인, 옥시염화인, 무수 아디핀산, 메타 인산 소오다 등의 단독 또는 혼합물은 기존에 사용되고 있으나 음식용기로 사용할 경우에는 인체에 해가 되는 단점을 가지고 있다. 따라서, 본 발명은 인체에 무해한 폴리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르 등을 1종 또는 2종이상 혼합하여 10%이하 첨가 사용함으로서 가교화반응을 촉진시켜 기계적물성를 더욱더 향상시킨다.

위 전분과 매트릭스 수지와의 상용성을 높이기 위하여 적용되는 상용화제로는 석시닉안하이드라이드, 말레익안이드라이드, 도데실 석시닉안하이드라이드, 데카노익 석시닉안하이드라이드 등을 1종 또는 2종이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 인체에 무해한 트윈 60, 80, MP8 등의 계면활성제도 사용될 수 있다. 상용화제를 0.1%이하 첨가하는 경우는 상호 혼합물간의 혼화성이 좋지 않고, 30중량%이상 첨가하는 경우는 혼화성은 좋으나 인장강도등의 기계물성이 저하되는 문제점이 있다.

이하, 실시예를 들어 상세히 설명한다.

(실시예 1)

옥수수전분 77중량% 폴리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르 3중량%, 글리세린 15중량% , 석시닉안하이드라이드 5%를 첨가한 전분 혼합물 70중량%와 폴리카프로락톤과 폴리락트산 혼합물 30중량%를 동시에 골고루 혼합 조성하여 트윈 압출기에 투입하여 일회용 용기를 성형하였다.

(실시예 2)

감자전분 80중량%, 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르 3중량%, 솔비톨 14중량% ,말레인산하이드라이드 3중량%를 첨가한 전분 혼합물 75중량%와 폴리하이드록시부틸레이트 25중량%를 동시에 골고루 혼합 조성하여 싱글 압출기에 투입하여 일회용 용기를 성형하였다.

(실시예 3)

감자전분 80중량%, 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르 3중량%, 솔비톨 14중량% ,말레인산하이드라이드 3중량%를 첨가한 전분 혼합물 75중량%와 폴리하이드록시부틸레이트 50중량%를 동시에 골고루 혼합 조성하여 싱글 압출기에 투입하여 일회용 용기를 성형하였다.

(실시예 4)

고구마전분 88중량%, 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르과 폴리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르 혼합액 3 량%, 말토스 4중량% ,말레인산하이드라이드와 석시닉안하이드라이드 5중량를 첨가한 전분 혼합물 85량%와 올-디엑시드계 지방족 폴리에스터 15량%를 동시에 골고루 혼합 조성하여 싱글 압출기에 투입하여 일회용 용기를 성형하였다.

(실시예 5)

고구마전분 78중량%, 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르과 폴리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르 혼합액 3 량%, 말토스 14중량% ,말레인산하이드라이드와 석시닉안하이드라이드 5중량를 첨가한 전분 혼합물 85량%와 올-디엑시드계 지방족 폴리에스터 15량%를 동시에 골고루 혼합 조성하여 싱글 압출기에 투입하여 일회용 용기를 성형하였다.

(실시예 6)

타피오카전분 75중량%, 폴리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르 혼합액 5 량%, 펜타에리스리톨 14중량% ,말레인산하이드라이드 6중량를 첨가한 전분 혼합물 80중량%와 폴리락트산과 폴리카프로락톤 20중량%를 동시에 골고루 혼합 조성하여 싱글 압출기에 투입하여 일회용 용기를 성형하였다.

(실시예 7)

실시예1 - 실시예 6에서 조성된 혼합물에 분산제 10중량%를 첨가한다음 트윈 압출기에 투입하여 일회용 용기를 성형하였다.

(실시예 8)

실시예 1- 실시예7에서 제조된 일회용 용기와 기존의 일회용 용기를 비교 검토한 결과 기존의 일회용용기에 비해 생분해성은 물론 인장강도등의 기계적물성이 우수하였다.

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로써, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 생분해성 수지조성물로 이루어진 일회용 용기에 의하면, 기존에 공지된 열가소성 전분의 제조과정에서 일반적으로 사용하는 물 및 염기 수용액을 사용하는 것을 지양하고, 전분, 가소제, 가교화제, 상용화제를 동시에 혼련 및 압출하여 제조할 수 있으며, 열가소성 전분과 수지간에 가교반응을 수행하여 최종적으로 얻게되는 분해성 플라스틱 제품의 물성 및 다성분 폴리머간의 상용성을 높일 수 있다. 이로 인해 폐기된 후 일정시간이 지나면 생분해성 수지조성물의 특징으로 쉽게 부패되어 환경오염을 방지할 수 있는 효과와 기계적물성 특히 강도가 월등히 높게되어 제품 신뢰성이 월등하게 향상되는 작용효과가 있다.

Claims

60-90중량%의 전분에 10중량%이하의 가교화제, 0.1-49.5중량%의 가소제, 0.1-30중량%의 상용화제를 첨가한 전분 혼합물 50-90중량%와 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 폴리하이드록시부틸레이트, 디올-디엑시드계 지방족 폴리에스터에서 1종 또는 2종 이상 혼합한 중합체,폴리에틸렌,폴리프로필렌,폴리스틸렌,폴리비닐알코올,폴리에틸렌비닐아세테이트,폴리에틸렌비닐알콜등의 생분해성 수지 중에서 1종 또는 2종이상 선택하여 혼합한 수지 10-50중량%로 혼합 조성되는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지조성물로 이루어진 일회용 용기
제 1항에 있어서,

상기 압출기 내부에서 분산성을 향상시키기 위하여 15중량%의 분산제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지조성물로 이루어진 일회용 용기.
제1항에 있어서,

상기 전분은 옥수수전분, 감자전분, 고구마전분, 타피오카전분, 밀전분, 알파전분, 산처리전분, 옥테닐 석시네이트전분, 아세틸 아디프산전분, 산화전분 및 기타 일킬화된 전분, 비닐계 모노머가 그라프팅된 전분인 것을 특징으로 하는 생분해성 수지조성물로 이루어진 일회용 용기.
제1항에 있어서,

상기 가소제는 글리세린, 에틸렌 글리콜, 글루코스, 솔비톨,말토스, 수크로스, 사이클로덱스트린, 글리세린 디아세테이트, 프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 메톡시에틸렌글리콜 또는 펜타에리스리톨 중에서 선택된 1종 또는 2종이상 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지조성물로 이루어진 일회용 용기.
제1항에 있어서,

상기 가교화제는 폴리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르 중에서 선택된 1종 또는 2종이상 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지조성물로 이루어진 일회용 용기.
제1항에 있어서,

상기 상용화제는 석시닉안하이드라이드, 말레인산하이드라이드 도데실 석시닉안하이드라이드, 데카노익 석시닉안하이드라이드 등 중에서 1종 또는 2종이상 선택하여 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지조성물로 이루어진 일회용 용기.