KR20060039967A - Composition and method to produce the biodegradable flexible polylactic acid resin using starch - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 기존의 생분해성수지 중 한 종류인 폴리유산(polylactic acid, PLA)수지가 광범위하게 상품화되는데 중대한 장애요소인 굴곡성 및 신축성(flexibility)의 결여를 해결한 연성 폴리유산(flexible PLA)수지를 개발하는 것을 목적으로, 기존의 폴리유산(PLA) 수지 100중량부 기준으로 전분 0.001∼40 중량부를 포함하는 조성으로 생분해성 연성 폴리유산(flexible PLA)수지를 제조하는데 관한 발명이다. 이 발명의 조성으로 제조되는 연성 폴리유산(flexible PLA)수지제품은 종래의 기존 폴리유산(PLA)수지 제품에 비하여 굴곡성 및 신축성의 기계적 물성을 증강시켜 기존의 폴리유산(PLA) 제품들이 충격에 쉽게 파손되는 특성을 개선하여 종래의 폴리유산(PLA) 수지제품의 제한된 용도의 매우 광범위하게 확대할 수 있다.
The present invention is a flexible PLA resin that solves the lack of flexibility and flexibility, which is an important obstacle to the widespread commercialization of polylactic acid (PLA) resin, one of the existing biodegradable resins. In order to develop the present invention, the present invention relates to a biodegradable flexible polylactic acid (flexible PLA) resin in a composition containing 0.001 to 40 parts by weight of starch based on 100 parts by weight of a conventional polylactic acid (PLA) resin. The flexible PLA resin product manufactured by the composition of the present invention enhances the mechanical properties of flexibility and elasticity compared to conventional polylactic acid (PLA) resin products, thereby making it easier to impact existing polylactic acid (PLA) products. By improving the properties of failure, it is possible to extend a very wide range of limited uses of conventional polylactic acid (PLA) resin products.
생분해성, 폴리유산, PLA, 수지, 전분, 굴곡성, 신축성Biodegradable, Polylactic Acid, PLA, Resin, Starch, Flexibility, Elasticity
Description
본 발명이 속하는 기술분야는 새로운 연성 생분해성 폴리유산(flexible polylactic acid, PLA) 수지의 조성과 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생분해성 기존 폴리유산(PLA) 수지가 굴곡성 및 신축성이 매우 결여되어, 제조 시 및 제조 후 충격에 의한 파손율이 매우 높아 상품화되는데 제품성 및 경제성의 원인에 의해 상업적 생산을 제한하였는데, 이러한 기존의 물성 단점을 크게 개선하기 위해 새로운 신축성 및 굴곡성을 개선하는 연성 폴리유산(flexible polylactic acid)수지 제조하여, 제조 전 후에 파손을 방지하여, 광범위하게 상품화가 가능한, 전분(starch)을 이용하여 연성 폴리유산(flexible polylactic acid)수지제조에 관한 조성 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
The technical field of the present invention relates to a composition of a novel flexible biodegradable polylactic acid (PLA) resin and a method of manufacturing the same. More specifically, the biodegradable polylactic acid (PLA) resin is highly flexible and flexible. It is lacking, and the breakage rate due to impact during manufacture and after manufacture is very high, and commercialization was limited due to productability and economic reasons, and ductility that improves new elasticity and flexibility to greatly improve these existing physical disadvantages. To prepare a flexible polylactic acid resin using starch, which is widely commercialized by producing a polylactic acid resin and preventing breakage before and after the preparation, and to a method for producing the flexible polylactic acid resin It is about.
플라스틱이 개발된 후 현재까지 우리가 사용하고 있는 플라스틱은 뛰어난 물성과 함께 값이 싸고 가벼움을 특성으로 생활에 필수적인 포장재로서 널리 사용되고 있다. 그러나, 수십년 전부터는 우리들의 일상생활의 편의를 위해 사용 후 폐기되어 분해되지 않는 플라스틱이 최근에는 연간 약 1억5천만톤 이상의 엄청난 양의 플라스틱 계통의 합성수지 제품이 축적되어 심각한 환경오염문제를 초래하고 있다.
Since the development of plastics, the plastics we have been using so far have been widely used as essential packaging materials for everyday life due to their excellent properties and low cost and lightness. However, from the decades ago, for the convenience of our daily lives, plastics, which are not disposed of and disintegrated after use, have recently accumulated about 150 million tons of synthetic resin products of more than 150 million tons per year, causing serious environmental pollution problems. Doing.
현재, 분해되지 않는 폐플라스틱의 처리를 위하여 매립, 소각, 재생이라는 방법이 주로 사용되어져 왔다. 이 중, 재생이 가장 환경문제를 해결하고 자원고갈문제를 해결하는데 가장 효과적인 방법으로서 고려되어 왔으나, 폐플라스틱 재생은 물론 매립을 통한 폐기물 처리는 수거상의 어려움과 그 수거시의 발생비용으로 인하여 충분하게 이루어지지 않으며, 환경오염문제를 완전히 해결할 수 없다. 현재 전 세계적으로 80% 이상의 폐플라스틱이 수거되지 않고 폐기되며, 대부분이 소각의 방법을 통하여 해결되고 있다. At present, a method of landfilling, incineration and regeneration has been mainly used for the treatment of waste plastic that does not decompose. Among them, recycling has been considered as the most effective way to solve the environmental problems and resource depletion problems, but waste plastic recycling as well as waste disposal through landfill are sufficient due to the difficulties of collection and the incurred cost of collection. It does not work and cannot completely solve the environmental pollution problem. Currently, more than 80% of waste plastics are collected and disposed of worldwide. Most of them are solved by incineration.
플라스틱제품이 소각 시 환경에 유해한 화학물질의 발생은 엄청나며, 다이옥신을 포함한 인체에 매우 해로운 발암물질들이 생산되는 등 인체의 건강에 대한 재해 문제도 매우 중요하다.
When plastic products are incinerated, the generation of chemicals that are harmful to the environment is enormous, and disasters for human health are also very important, such as the production of carcinogens that are very harmful to the human body, including dioxin.
이러한 중대한 폐기물 문제를 포함하고 있는 플라스틱이 전 세계적으로 지속저그로 사용되고 있는 상황에서, 폐플라스틱의 처리에 대해, 국내 및 국외에서 환경에 대한 관심이 높아지면서, 분해성수지에 대해 주목하게 되었다. 플라스틱은 쉽 게 산화되거나 가수분해되지 않는 합성소재로써 내구성이 우월한 장점을 가지고 있어 많은 고분자중에 가장 내구성이 우수한 것으로 상품화되고 있는 것이 현실이다. 문명의 발달과 함께 이러한 장점들 때문에 어떤 물질보다도 플라스틱 사용량이 급격히 증가되고 특히, 포장재·일회용품 등으로 사용 후 버려지는 플라스틱 양이 급증함에 따라 플라스틱 폐기물이 자연계에서 분해되지 않으므로 환경공해를 일으키는 새로운 커다란 문제점의 원인으로서 대두되고 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해 많은 업계에서는 자연계에서 분해되는 분해성수지에 많은 관심을 가지게 되었고, 이미 선진국에서는 상당부분 실용화 단계에까지 이르렀다.
In the situation where plastics containing such a serious waste problem are continuously used in the jug around the world, attention has been paid to the degradable resins for the disposal of waste plastics, with increasing environmental concern both domestically and internationally. Plastic is a synthetic material that is not easily oxidized or hydrolyzed, and has the advantages of superior durability, and is commercialized as the most durable among many polymers. Due to the development of civilization, these advantages have led to a sharp new increase in the amount of plastic used than any other material, and in particular, the plastic waste is not decomposed in the natural world due to the rapid increase in the amount of plastic discarded after use as packaging materials and disposable goods. In order to solve this problem, many industries have been interested in degradable resin which is decomposed in the natural world, and in developed countries, it has reached the practical stage of practical use.
최근까지 개발 중인 분해성수지에는 생분해성 플라스틱, 생붕괴성 플라스틱과 광분해성 플라스틱을 총칭하여 부르고 있다. 이 중 생분해성 플라스틱은 석유화학계 화합물과 녹색식물의 광합성 생산물 두 가지로 나누어지는데, 전자는 고갈이 예측되는 화석자원인데 비하여, 후자는 대기중의 이산화탄소를 소정시킬 수 있는 재생가능 자원이다. 후자에는 광합성 생산물에 의존하는 미생물이나 동물 등 유래생물의 생산물을 포함한다. 이들의 제조 방법은, 1) 미생물 합성형, 2) 광합성, 식문성 산형, 3) 화학합성형 및 4) 복합형 등이다.
Biodegradable plastics, biodegradable plastics and photodegradable plastics are collectively called degradable resins under development until recently. Among these, biodegradable plastics are divided into petrochemical compounds and photosynthetic products of green plants. The former is a fossil resource predicted to be depleted, while the latter is a renewable resource capable of predetermined carbon dioxide in the atmosphere. The latter includes products of derived organisms such as microorganisms or animals that depend on photosynthetic products. These production methods are 1) microorganism synthesis | combination type, 2) photosynthesis, a plant-type acidic form, 3) chemical synthesis | combination type, 4) complex type, etc.
현재 개발이 진행되고 있거나 이미 개발된 많은 분해성수지 중 상당 부분의 제품의 물성이 기대하고 있는 수준에 훨씬 못 미치고 있고, 그 구성성분 때문에 분해효과에도 의문이 제기되고 있는 실정이며, 생붕괴성으로 구분되는 수지들은 그 부작용 때문에 회피의 대상이 되고 있다.
Of the many decomposable resins that are currently being developed or already developed, the properties of many of the products are far below what is expected, and their composition has raised questions about their degradation effects. The resulting resins are being avoided because of their side effects.
전 세계적으로 우리나라를 포함한 많은 선진국에서는 여려 종류의 폐기물에 대한 환경오염을 우려하여 환경공해에 대한 규제를 강화하고 정부차원에서 친화경제품의 사용을 장려하고 있는데, 특히 유럽국가들을 선두로 시작된 폐기물규제는 초기에 음료수병 예치금제도에서 점차 강화되어 비분해성 플라스틱 사용규제로 확대되고 있는 상황이다. Many developed countries around the world, including Korea, are strengthening their regulations on environmental pollution and encouraging the use of eco-friendly products at the government level due to concerns about environmental pollution for various kinds of wastes. Initially, the beverage bottle deposit system is gradually strengthening and expanding to the use of non-degradable plastics.
우선, 소각시 연소되기 어려운 피비씨(PVC)제품에 대한 규제가 일반화되고 있고 음료캔 운반링(6 ring) 또는 패트(PET) 음료수병 사용자체를 규제하기 시작하고 있으며, 환경의 중요성이 더욱 절실해감에 따라 규제는 점차 강화될 것으로 예상된다.
First of all, regulations on PVC products that are difficult to burn during incineration are becoming common, and the regulation of user cans for 6 ring or PET beverage bottles is beginning to take place. As the year goes on, regulations are expected to tighten gradually.
이미 국내에서도 일부 비분해성 플라스틱의 규제에 대한 법률이 제정되어 플라스틱 공해에 대비하고 있다. 최근 산업적으로 우려되는 것은, 전기기기, 섬유 등에 사용되는 포장재에 대해서도 국제적으로 비분해성 플라스틱 사용이 규제가 강화될 전망이다. 이는, 수출에 많은 비중을 두고 있는 국내 업계에 적지 않은 문제를 야기할 것으로 분석되고 있다.
In Korea, legislation on the regulation of some non-degradable plastics has already been enacted to prepare for plastic pollution. Recently, industrial concern is expected to tighten regulations on the use of non-degradable plastics internationally for packaging materials used in electrical equipment and textiles. It is analyzed that this will cause a lot of problems for the domestic industry, which places a great deal on exports.
우리나라에서도 95년부터 쓰레기 종량제가 실시되고 있고, 2003년 환경부에서는 쓰레기 수거용 종량제 봉투 용 분해성수지 사용 증진에 대한 촉진책을 발표하 였고, 이에 호응하여 수요가 점차 크게 늘고 있는 실정이다. 한편 대형 유통업계를 중심으로 플라스틱 비닐포장 대신에 분해성수지 또는 분해성 종이포장 사용이 점차 증가되고 있다. 법적 규제와 함께, 국내 분해성수지 수요는 연간 수만 톤에 이를 것으로 추정되고 있으며 이중 대부분을 수입에 의존하고 있으며, 최근 시도되고 있는 법적 규제의 강화 할 때는 그 수요는 급격히 증가될 것으로 추정된다.
In Korea, the waste-based system has been implemented since 1995, and in 2003, the Ministry of Environment announced a promotion plan to promote the use of degradable resins for waste-based bags for waste collection, and in response, demand is gradually increasing. Meanwhile, the use of degradable resins or degradable paper packaging instead of plastic vinyl packaging is increasing in large distribution industries. In addition to statutory regulations, domestic decomposable resin demand is estimated to reach tens of thousands of tonnes annually, most of which relies on imports.
현재 국내의 몇 회사에서 광분해성 수지 및 생붕괴성 수지를 주로 생산하고 있는데, 국산 분해성제품은 국내시장의 15% 내외의 시장 점유율을 보이고 있다고 추정되고 있으며, 대부분 수입에 의존하고 있다. 최근의 세계적인 추세는 광분해성과 생붕괴성수지보다는 생분해성수지(biodegradable plastics)의 사용이 증가하는 경향인데, 광분해성수지는 개발 직후 농업용 멀칭필름으로 각광받기도 했으나 분해 성능이 낮고 분해를 촉진시키는 성분이 토양의 불균형을 초래하며, 광분해성 수지를 사용 후 땅속에 폐기됐을 경우 햇빛과 접촉되지 않아 분해가 되지 않는 단점이 있기 때문에 서유럽에서는 사용이 급감되고 있다. 생붕괴성 수지는 그 구조상 전분 등은 생분해되나 혼합되었던 미세한 입자의 플라스틱 알갱이가 전혀 분해되지 않고 있기 때문에 근본적으로 환경오염 문제를 해결하기는 어렵고, 특히 어떤 면에서는 분리된 입자들이 건강에 더 해로운 것으로 지적되고 있다.
Currently, a few domestic companies mainly produce photodegradable resins and biodegradable resins. Domestically degradable products are estimated to have a market share of about 15% of the domestic market, and most depend on imports. The recent global trend is to increase the use of biodegradable plastics rather than photodegradable and biodegradable resins. Photodegradable resins were spotlighted as agricultural mulching films immediately after their development, but their degradation performance is low and the ingredients that promote degradation are soil. The use of photodegradable resins in the West Europe is rapidly declining due to the disadvantage that they cannot be decomposed because they do not come into contact with sunlight when used after disposal. Biodegradable resins are difficult to solve the environmental pollution problem because starch and other biodegradable biodegradable plastic particles of mixed particles are not decomposed at all, and in some respects, the separated particles are more harmful to health. It is pointed out.
유럽을 중심한 선진국에서 분해성수지의 세계시장은 형성되고 있는데, 아직 연간 190만톤 규모로 추정되고 있으며, 특히 미국과 일본 등 선진국에서도 연평균 20%이상의 성장률을 보이고 있다.
The world market of decomposable resins is being formed in developed countries, especially in Europe, and is estimated at 1.9 million tons per year. In particular, developed countries such as the United States and Japan are growing at an annual average rate of more than 20%.
다양한 분해성수지 중 생분해성수지에 대한 사전적 의미는, "플라스틱이 자연에 존재하는 미생물(박테리아, 곰팡이 조류)에 의하여 물과 이산화탄소 또는 메탄으로 분해되는 플라스틱" 이라 알려져 있으며, 이는 자연계에 있는 미생물이 관여하여 고분자화합물이 환경에 해를 주지 않는 저분자화합물로 분해되는 플라스틱을 말한다. 생분해성수지는 다른 분해성 수지에 비해 고가이기는 하지만 수지 자체의 고분자 구조상 거의 완벽한 분해성을 가지며 분해 시 인체에 무해한 물질로 변하므로 향후 전망이 밝은 것으로 나타났다.
Among the various degradable resins, the meaning of biodegradable resins is known as "plastics in which plastics are decomposed into water and carbon dioxide or methane by microorganisms (bacteria, fungi algae) in nature", which are related to microorganisms in nature. This means that the plastic compound is broken down into low molecular weight compounds that do not harm the environment. Although biodegradable resins are more expensive than other degradable resins, they have almost perfect degradability due to the polymer structure of the resin itself, and thus, the future prospects are bright because they are converted into a harmless substance when decomposed.
폴리유산(polylactic acid, PLA)수지는 다양한 생분해성수지 중 하나로, 미국의 Cargill-Dow Polymer 사, Chronopol 사, Mitsui 화학 등 전세계의 몇 개의 회사에서 생산 중인 물질로, 전 세계에 150만톤 이상 공급하고 있다. 폴리유산(PLA) 수지는 그대로 또는 몇 가지 인체에 해롭지 않은 물질을 첨가하여 소재공학의 원료로서 많이 연구되고 있으며, 의학적으로도 미래의학의 한 분야인 조직공학(tissue engineering)에서 담체(scaffold)로 사용되는 등(Biomacromolecules. 2004 Sep-Oct;5(5):1933-9, J Biomed Mater Res. 2004 May 15;69B(2):158-65, Avd Exp Med Biol, 2003; 534: 191-9.) 그 용도는 매우 광범위한데, 의학과 같은 특수분야가 아닌 범용의 상업적인 관점에서 몇 가지 특징을 소유하고 있는 생분해성수지이다.
Polylactic acid (PLA) resin is one of various biodegradable resins. It is produced by several companies around the world, such as Cargill-Dow Polymer, Chronopol and Mitsui Chemical in the United States. have. Polylactic acid (PLA) resin has been studied as a raw material of material engineering as it is or by adding some non-harmful substances, and it is medically used as a scaffold in tissue engineering, which is a part of future medicine. Et al. (Biomacromolecules. 2004 Sep-Oct; 5 (5): 1933-9, J Biomed Mater Res. 2004 May 15; 69B (2): 158-65, Avd Exp Med Biol, 2003; 534: 191-9 Its use is very broad: biodegradable resins that possess some characteristics from a commercial point of view, not from a special field such as medicine.
현재 상품화되어 구입할 수 있는 처리되지 않은 폴리유산(PLA)수지의 장점은 기본적으로 투명한 물질로서, 가공 후에도 투명도를 유지하면서, 무해한 색소를 이용하여, 다양한 색깔을 상품을 개발할 수 있다는 것이다. 그러나, 중요한 두 가지 단점을 소유하고 있는데, The advantage of unprocessed polylactic acid (PLA) resins that are currently commercialized and commercially available is that they are basically transparent materials and can be developed in a variety of colors using harmless pigments, while maintaining transparency even after processing. However, it owns two important drawbacks,
하나가, 굴곡성 및 신축성이 매우 결여되어 있어서, 폴리유산산(PLA)수지 제품들이 약한 충격에도 쉽게 파손되며, 폴리유산산(PLA) 시트(sheet)의 제작 시에도 쉽게 파손되는 등 큰 문제를 소유하고 있어서 이러한 굴곡성 및 신축성의 결여가 상품생산을 제한하고 있으며, 특히, 얇은 봉투용 필름 제작이 매우 어렵게 하고 있다. One, the lack of flexibility and elasticity, the polylactic acid (PLA) resin products are easily broken even in a weak impact, and even when the production of polylactic acid (PLA) sheet (brain) easily suffers a big problem This lack of flexibility and elasticity is limiting the production of products, in particular, making the film for thin bags very difficult.
다른 하나는, 온도에 대한 저항성이 낮다는 것이다. 폴리유산(PLA)수지 제품은 외부온도가 섭씨 55-60도 이상 상승하는 경우, 기존의 형태에 변형이 일어나서 무정형(amorphorous)의 손상된 형태를 보이게 되어 목적하는 형태를 유지할 수 없게 되는 상품성의 가치를 잃는 치명적인 약점이다. The other is that the resistance to temperature is low. Polylactic acid (PLA) resin products have the value of merchandise that is deformed to the existing form when the external temperature rises above 55-60 degrees Celsius, resulting in a damaged form of amorphous form. Losing is a fatal weakness.
현재, 학계와 산업계에서는 이러한 두 가지 단점을 교정하고자 많은 연구가 진행하고 있으나, 그 연구결과는 아직 미흡하기만 하다.
At present, many studies have been conducted to correct these two shortcomings in academia and industry, but the results are still insufficient.
폴리유산(PLA)수지 제품이 소유한 두 가지 단점 중, 온도에 대한 단점은 온도가 55도 이하로 높지 않은 곳에 상품이 존재한다면 현실적으로 쉽게 해결될 수 있었으며, 일상생활에서 주위 온도가 55도를 넘는 장소는 접하기 어려운 상태이고, 일상생활에서 30도만 넘어가도, 사람들은 온도를 낮추는 과정을 발동시키고, 그 높 은 온도의 장소를 피하기 때문에, 이 온도에 대한 단점은 어느 정도 해결 가능한 문제이다.
Of the two disadvantages owned by polylactic acid (PLA) resins, the disadvantages of temperature could be easily solved if the goods exist in places where the temperature is not below 55 ° C. The disadvantages of this temperature are somewhat addressable, as places are difficult to access, and people move beyond 30 degrees in daily life, people initiate the process of lowering the temperature, and avoid high temperature places.
그러나, 온도에 대한 문제는 어렵지 않게 해결될 수 있을 것이므로, 기존 폴리유산(PLA)의 온도 문제를 제외한 우선 해결해야 할 중요한 문제는, "굴곡성 또는 신축성의 결여" 에 대한 문제해결이다. 이 문제의 해결은 폴리유산(PLA)수지제품의 상품화의 견인차 역할을 할 것이며, 다양한 생분해성 폴리유산(PLA)수지제품의 상품화는 환경보호의 한 축이 될 것이다.
However, since the problem of temperature can be solved without difficulty, an important problem to be solved first except the temperature problem of the existing polylactic acid (PLA) is the problem solving of "lack of flexibility or elasticity". The solution of this problem will serve as a driving force for the commercialization of polylactic acid (PLA) resin products, and the commercialization of various biodegradable polylactic acid (PLA) resin products will be an axis of environmental protection.
이상에서 언급한 현재의 폴리유산(PLA)이 기술적과제로 소유하고 있어서 상품의 대중화를 못하고 있는 상태에서, 본 발명자가 이루고자 하는 기술적 과제는, 폴리유산(polylactic acid, PLA)수지 제품이 소유하고 있는 다양한 기계적 물성 중 굴곡성 및 신축성의 결여라는 기술적 과제를 해결할 수 있는 연성(flexible) 폴리유산(PLA) 수지를 개발하는 것으로서, 본 발명자의 연구 결과, 인체에 무해하며, 음식제조에 많이 사용되고 있는 전분을 특정 첨가제로 사용하여, 전분을 함유한 폴리유산(PLA)수지 제품을 제조하여 기존의 폴리유산(PLA)수지에 결여되었던 굴곡성 및 신축성을 대폭 개선한, 굴곡성 및 신출성이 풍부한 기계적 물성을 만족하면서 촉감을 향상시킬 수 있음을 발견하여 본 발명에 이르렀다.
In the state where the current polylactic acid (PLA) mentioned above is owned as a technical task and the product is not popularized, the technical problem to be solved by the present inventor is to possess the polylactic acid (PLA) resin product. As a result of developing a flexible polylactic acid (PLA) resin that can solve technical problems such as lack of flexibility and elasticity among various mechanical properties, as a result of the research of the present inventors, starch which is harmless to human body and is widely used in food production It is used as a specific additive to manufacture a polylactic acid (PLA) resin product containing starch, and satisfies the flexibility and elasticity-rich mechanical properties, which greatly improves the flexibility and elasticity of the existing polylactic acid (PLA) resin. The present invention was found to be able to improve the feel.
본 발명이 이루고자하는 목적인 기술적 과제는 폴리유산(PLA)수지 제품의 굴곡성 및 신축성을 향상시켜, 상품 제조가 용이하며, 자연상태에서 완전 생분해되는 전분을 이용한 생분해성 연성 폴리유산(flexible PLA)수지 조성 및 제조방법으로서, 연성 폴리유산(flexible PLA)수지로부터 용기, 필름 및 의료용 등 특수 목적의 상품을 제작 가능하도록 함에 있다.
An object of the present invention is to improve the flexibility and elasticity of polylactic acid (PLA) resin product, easy to manufacture a product, the composition of biodegradable flexible polylactic acid (flexible PLA) resin using starch that is completely biodegradable in nature And a method for manufacturing a special purpose product such as a container, a film, and a medical product from a flexible PLA resin.
본 발명에 의한 연성(flexible) 폴리유산(polylactic acid, PLA)수지 조성물은 기존의 폴리유산(PLA)수지 100중량부 기준으로 전분 0.001∼40 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The flexible polylactic acid (PLA) resin composition according to the present invention is characterized in that it contains 0.001 to 40 parts by weight of starch based on 100 parts by weight of the existing polylactic acid (PLA) resin.
상기 연성 폴리유산(flexible PLA) 수지 조성물 외에, 다른 첨가제, 즉, 안정화제, 슬립핑(slipping)제, 분산제, 충전제(filler), 커플링(coupling)제, 산화방지제 등을 생산하는 제품의 필요에 따라 적당량을 첨가 사용할 수 있다.
In addition to the flexible PLA resin composition, there is a need for a product that produces other additives, that is, stabilizers, slipping agents, dispersants, fillers, coupling agents, antioxidants, and the like. Depending on the amount can be added and used.
본 발명에 사용되는 폴리유산(PLA)수지는 생산회사(Cargill Dow Polymers, Mitsui Chemical, Chronopol 또는 Dhimadzu 등)에 관계없이 어떤 종류도 모두 사용될 수 있으며, 첨가제로 사용되는 전분도 회사에 관계없이 모두 사용될 수 있다.
The polylactic acid (PLA) resin used in the present invention may be used in any kind regardless of the company (Cargill Dow Polymers, Mitsui Chemical, Chronopol or Dhimadzu, etc.), and the starch used as an additive may be used regardless of the company. Can be.
상기 전분 이외의 첨가제로서 안정화제는 트리에틸 포스페이트, 포스페릭산, 트리페닐포스페이트 등을 사용할 수 있으며, 이들 첨가제는 폴리유산(PLA)수지 100중량부 기준으로 0.001∼30중량부 범위에서 사용될 수 있다.
Stabilizers as additives other than the starch may be used triethyl phosphate, phospheric acid, triphenyl phosphate, etc., these additives may be used in the range of 0.001 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of polylactic acid (PLA) resin. .
상기 전부 이외의 첨가제로서 산화방지제로는 이가녹스(irganox)계열, 울트라녹스(ultranox)계열, TEP계열 등을 폴리유산(PLA)수지 100중량부 기준으로 0.001∼30중량부 범위에서 사용될 수 있다.
As an additive other than all of the above, an antioxidant may be used in an amount ranging from 0.001 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of polylactic acid (PLA) resin, such as an iganox series, an ultranox series, and an TEP series.
상기 전분 이외의 첨가제로서 슬립핑(slipping)제로서는 스테아린산 칼슘, 스테아린산 아연, PE WAX, 일반 WAX 등을 폴리유산(PLA)수지 100중량부 기준으로 0.001∼30중량부 범위에서 사용될 수 있다.
As an additive other than the starch, as a slipping agent, calcium stearate, zinc stearate, PE WAX, or general WAX may be used in the range of 0.001 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the polylactic acid (PLA) resin.
상기 전분 이외의 첨가제로서 충전제(filler)로는 탈크(talc), 탄산칼슘, 라임스톤(limestone), TiO2, 카본블랙 등을 폴리유산(PLA)수지 100중량부 기준으로 0.001∼30중량부 범위에서 사용될 수 있으며, 그 평균 입자는 0.001∼40μm의 굵기이다.
As an additive other than the starch, fillers include talc, calcium carbonate, limestone, TiO 2 , carbon black, etc. in the range of 0.001 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of polylactic acid (PLA) resin. Can be used, the average particle is a thickness of 0.001 ~ 40μm.
상기 전분 이외의 첨가제로서 분산제(dispersant)로는, 카르복실화 폴리에틸렌, 프탈산, 스테아르산등을 폴리유산(PLA)수지 100중량부 기준으로 0.001∼30중량 부 범위에서 사용될 수 있다.
As a dispersant as an additive other than the starch, carboxylated polyethylene, phthalic acid, stearic acid, etc. may be used in the range of 0.001 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the polylactic acid (PLA) resin.
본 발명에 의한 연성 폴리유산(flexible PLA)수지는 필름을 이용해 제조되는 농업용 필름, 쓰레기 봉투, 포장용 필름, 쇼핑백 등과 식용 및 일반 상품용 성형품과 사출품 뿐 만 아니라, 의료용품 및 제재에 모두 적용될 수 있을 것이다.
The flexible polylactic acid (flexible PLA) resin according to the present invention can be applied not only to agricultural films, garbage bags, packaging films, shopping bags, etc., which are manufactured using films, but also to molded and injection molded articles for edible and general products, as well as medical supplies and materials. There will be.
본 발명에 따라 제조되는 생분해성 연성 폴리유산(flexible PLA)수지 제품은, 기존의 폴리유산(PLA)수지 제품에 비하여, 기계적물성 및 촉감이 개선 향상될 것이다.
Biodegradable flexible polylactic acid (flexible PLA) resin product prepared according to the present invention, compared to the existing polylactic acid (PLA) resin product, mechanical properties and feel will be improved and improved.
다음에서는 본 발명(연성폴리유산수지제품)을 위한 실험의 실시 예 및 기존 폴리유산제품과 비교 예를 열거하였다. 본 실시예는 이해를 돕기 위해 예시적으로 시행한 것일 뿐, 본 발명을 한정하려는 것은 아니다. 동시에, 기존의 폴리유산(PLA)수지만을 이용한 비교예(대조군)는 여러 번 시도하였으나 파손되는 이유로, 실시예와 같은 외형상의 필름을 제작할 수 없어서 비교예는 제시하지 못했다. In the following, examples of experiments for the present invention (flexible polylactic acid resin products) and comparative examples with existing polylactic acid products are listed. This embodiment is merely illustrative for the purpose of understanding and is not intended to limit the invention. At the same time, the comparative example (control group) using only the existing polylactic acid (PLA) resin was tried several times, but because of the failure, it was not possible to produce a film of the same appearance as in the example, the comparative example was not presented.
<실시 예><Example>
실시예 1. Example 1.
폴리유산(PLA, Dhimadzu사제품, Grade 9030, MI 5.5)수지 100중량부에 전분 5중량부, 슬립핑제, 산화방지제 및 커플링제로 3중량부를 이축 압출기를 이용하여 펠릿(pellet)상태로 제조하였다. 이 펠릿을 80φ 1축 중공필름 압출기(blown film extruder)를 통해 30μm 두께의 필름을 성형하였다. 이 필름을 이용하여 시편을 제작하여 인장강도 및 인열강도를 측정하였다.
5 parts by weight of starch, 100 parts by weight of polylactic acid (PLA, manufactured by Dhimadzu, Grade 5.530, MI 5.5) resin, 3 parts by weight of a slipping agent, an antioxidant, and a coupling agent were prepared in a pellet state using a twin screw extruder. . The pellet was formed into a film having a thickness of 30 μm through an 80φ uniaxial hollow film extruder. Specimens were prepared using this film and the tensile and tear strengths were measured.
실시예 2.Example 2.
폴리유산(PLA, Dhimadzu사제품, Grade 9030, MI 5.5)수지 100중량부에 전분 10중량부, 슬립핑제, 산화방지제 및 커플링제로 3중량부를 이축 압출기를 이용하여 펠릿(pellet)상태로 제조하였다. 이 펠릿을 80φ 1축 중공필름 압출기(blown film extruder)를 통해 30μm 두께의 필름을 성형하였다. 이 필름을 이용하여 시편을 제작하여 인장강도 및 인열강도를 측정하였다.100 parts by weight of polylactic acid (PLA, product of Dhimadzu, Grade 9030, MI 5.5) was prepared in pellet form using 10 parts by weight of starch, a slipping agent, an antioxidant, and a coupling agent by using a twin screw extruder. . The pellets were formed into a film having a thickness of 30 μm through an 80φ uniaxial hollow film extruder. Specimens were prepared using this film and the tensile and tear strengths were measured.
현재까지 판매되고 있는 생분해성 폴리유산(polylactic acid, PLA)수지 제품은 매우 단단하며, 휘어지지 않아 상품 제작 후, 조그만 충격에도 잘 파손되며 얇은 두께의 제품 생산이 제작상 매우 힘든 상태이었으나, 본 발명에 따른 전분을 이용한 생분해성 연성 폴리유산(flexible polylactic acid)수지로 만들어진 제품들은, 기존의 폴리유산(PLA)수지제품의 단점인 굴곡성 및 신축성의 결여가 교정되어, 충격을 흡수하여, 파손율이 격감되고 자유롭게 굴곡성 및 신축성을 소유하고, 얇은 제품을 손상 없이 생산이 가능하게 하여, 현재 시중에 유통되고 있는 많은 값싼 생분해성 폴리유산산(PLA)수지 제품을 생산하게 함으로서, 환경개선에 이바지하게 될 것이다.
The biodegradable polylactic acid (PLA) resin products sold to date are very hard and do not bend, so after the production of products, they are easily damaged even with a small impact, and the production of thin-thick products was very difficult in manufacturing, but the present invention Products made of biodegradable flexible polylactic acid resins using starch according to the present invention are corrected for the lack of flexibility and elasticity, which are disadvantages of conventional polylactic acid (PLA) resin products, and absorb shock, resulting in breakage rate. It will contribute to environmental improvement by reducing and freely flexing and stretching, making thin products without damage and producing many cheap biodegradable polylactic acid (PLA) resin products on the market. will be.
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2004
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