KR20120049563A - 우수한 내충격성과 내열성을 가지는 생분해성 다층시트 및 그 제조방법 - Google Patents

우수한 내충격성과 내열성을 가지는 생분해성 다층시트 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리유산의 장점인 생분해성이 감소되지 않으면서도 제품의 내충격성과 내열성이 우수하게 개선될 수 있는 생분해성 다층시트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상기한 본 발명의 우수한 내충격과 내열성을 가지는 생분해성 시트는 폴리유산(Polylactic acid)을 주제로 하는 생분해성 시트에 있어서, 상기 시트는 폴리유산 50.0 내지 85.0 중량부, 지방족 폴리메틸메타크릴레이트계(PMMA) 단독중합체 혹은 공중합체로 선택된 하나 이상의 폴리메틸메타크릴레이트 10.0 내지 30.0 중량부, 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지는 5.0 내지 20.0 중량부로 구성된 것임을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 우수한 내충격성과 내열성을 가지는 생분해성 다층시트는 폴리유산을 주제로 하여 특정한 성분들을 부가하므로 폴리유산의 장점인 생분해성이 감소되지 않으면서도 시트 제품의 내충격성과 내열성을 우수하게 개선하므로서, 이들 시트로 제조된 일회용 포장용기를 가구, 금속, 합판, 전자제품 등의 포장 및 제품 보관시 사용할 때 광택 및 스크래치 방지 효과가 우수할 뿐만 아니라, 플라스틱과 유사한 물성과 기능성을 가지고 있으면서, 또한 사용 후에는 일반적인 퇴비조건에서 생분해가 이루어지기 때문에 폐기에 따른 환경문제를 유발하지 않는 친환경성 제품의 제조를 가능하게 하는 실용적 가치가 우수한 유용한 발명이다.

Description

우수한 내충격성과 내열성을 가지는 생분해성 다층시트 및 그 제조방법{Biodegradable multi-layer sheet having an excellent heat and inpact resistance and preparing process thereof}
본 발명은 우수한 내충격성과 내열성을 가지는 생분해성 다층시트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 폴리유산의 장점인 생분해성이 감소되지 않으면서도 제품의 내충격성과 내열성이 우수하게 개선될 수 있는 생분해성 다층시트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 합성 플라스틱은 뛰어난 물성과 함께 값싸고 가벼운 특성으로 인하여 현대인의 생활에 없어서는 안 될 포장재로 전 세계에서 다양한 용도로 사용되고 있다. 그러나, 상기한 특성을 갖는 합성 플라스틱은 그 장점이자 단점인 분해가 잘 되지 않는 문제로 인하여 환경오염 문제가 날로 심각해지고 있으며, 따라서 최근 각국에서 이에 대한 해결책을 찾으려 관심을 모으고 있다. 즉, 종래에는 합성 플라스틱 처리를 위해 매립, 소각 및 재생이라는 방법을 주로 활용해 왔으나, 이들 방법으로는 환경오염 문제를 완전히 해결할 수가 없었다.
따라서, 현재에는 사용이 완료된 플라스틱이 스스로 분해가 가능하도록 만드는 소위 분해성 플라스틱 개발에 관심이 집중되고 있다. 현재 다양한 기술과 원료로부터 여러 종류의 분해성 플라스틱이 개발되어 오고 있으며, 이 중 폴리유산(Polylactic acid; 이하, 'PLA'라 함)은 L-유산의 발효법 개발에 의해 대량 또한 값싸게 제조되고 있으며, 퇴비화 조건에서 분해속도가 빠르고, 곰팡이에 대한 저항성, 식품에 대한 내착취성 등 우수한 특징을 보유해 그 이용 분야의 범위가 확대되고 있는 실정이며, 나아가 현재 각국에서 다양한 용도에 적합한 특성을 부여하기 위해 여러 가지 시도가 이루어지고 있다. 예를 들어, 이러한 폴리유산을 이용한 생분해성 시트가 범용으로 상용화되기 위해서는 일본국 특허공개공보 제1998-120889호에서 언급된 내열성 및 내충격성이 향상되어야 하며, 이를 위해 폴리에스테르 및 다른 생분해성 수지를 블렌딩하는 방법이 개시되어 있으며, 특히 일본국 특허공개공보 제1999-241008호에서는 PLA와 융점이 80 내지 250℃의 생분해성을 갖는 지방족 폴리에스테르와 기타 천연물로 이루어진 조성물로 내열성이 60 내지 120℃인 것을 개시하고 있다.
그러나, 상기한 종래의 폴리유산을 이용한 시트는 내열성 및 기계적인 강도를 충분히 구현시키기에는 여전히 부족하다는 단점이 있다.
따라서, 상기한 기계적 강도 및 내열성에 대한 단점을 해결하기 위해 국제특허 공개공보 W02008/081617호는 스트레오 컴플렉스 결정을 유도하여 상기한 종래의 단점을 해결하고자 하나, 그 효과가 불분명하고 제조 단가적인 측면에 한계가 있다. 또 다른 방법으로 대한민국 특허공개공보 제2009-0073933호는 내열성 및 내충격성을 향상시키는 방법으로, "(A) 폴리유산 수지 10 내지 80 중량부; (B) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지 10 내지 70 중량부; (C) 천연섬유 5 내지 50 중량부; 및 상기 (A), (B) 및 (C)의 혼합물 100 중량부에 대하여 (D) 사슬 확장제 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 폴리유산 수지 조성물"을 개시하고 있으나, 상기 방법은 내열성 및 내충격성의 향상을 위하여서는 많은 양의 고무변경 비닐계 그라프트 공중합체를 첨가하므로 인하여 생분해성 수지 본연의 장점인 생분해성을 감소시키는 단점이 또한 있다.
특허문헌 1: 일본국 특허공개공보 제1998-120889호 특허문헌 2: 일본국 특허공개공보 제1999-241008호 특허문헌 3: 국제특허 공개공보 W02008/081617호 특허문헌 4: 대한민국 특허공개공보 제2009-0073933호
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 있어서의 기술적 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 주요 목적은 폴리유산의 장점인 생분해성이 감소되지 않으면서도 제품의 내충격성과 내열성이 우수하게 개선될 수 있는 생분해성 다층시트를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 생분해성이 감소되지 않으면서도 내충격성과 내열성을 개선한 생분해성 다층시트를 보다 용이하게 제조할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적은 폴리유산을 주제로 하여 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지를 부가한 것을 내층으로 구성하고, 외층은 폴리메틸메타크릴레이트계(PMMA) 단독중합체 혹은 공중합체로 선택된 하나 이상의 폴리메틸메타크릴레이트와 폴리유산의 혼합물로 형성한 다층구조로 구성함으로 생분해성을 유지하면서 내충격성 및 내열성을 향상시킬 수 있음을 밝혀내어 달성되었다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 우수한 내충격과 내열성을 가지는 생분해성 시트는;
폴리유산(Polylactic acid)을 주제로 하는 생분해성 시트에 있어서, 상기 시트는 폴리유산 50.0 내지 85.0 중량부, 지방족 폴리메틸메타크릴레이트계(PMMA) 단독중합체 혹은 공중합체로 선택된 하나 이상의 폴리메틸메타크릴레이트 10.0 내지 30.0 중량부, 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지는 5.0 내지 20.0 중량부로 구성된 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 폴리유산은 L-락트산, D-락트산 또는 L,D-락트산으로 구성되며, 분자량은 10,000 이상인 것으로, 이들이 단독 혹은 복합으로 사용된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 시트는 고무 변성 그라프트 공중합체와 폴리유산으로 구성이 되는 내층인 (A)층과 폴리메틸메타크릴레이트계(PMMA) 단독중합체 혹은 공중합체로 선택된 하나 이상의 폴리메틸메타크릴레이트와 폴리유산의 혼합물로 구성되는 외층인 (B)층이 B/A/B의 다층구조로 구성되어 진 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 B/A/B구조의 생분해성 시트는 그 두께는 0.15mm 내지 1.00mm로 형성되어 진 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 폴리메틸메타크릴레이트계(PMMA)계 수지는 메틸메타크릴레이트 단독중합체 혹은 공중합체로서, 공중합체는 메틸메타크릴레이트와 메틸아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 스티렌에서 선택되는 어느 한 성분 이상의 것과 중합한 공중합체인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 폴리메틸메타크릴레이트계(PMMA)계 수지는 중량 평균 분자량이 6만 ~ 15인 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 내층을 구성하는 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지는 고무질 중합체 30 내지 80 중량부에 방향족 비닐 화합물 40 내지 90 중량부 및 시안화비닐 화합물 1 내지 30 중량부로 이루어진 단량체 혼합물 30 내지 60 중량부를 그라프트 중합하여 제조된 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지의 입경 크기는 0.05 내지 4㎛의 범위인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 시트에는 0.01 내지 5 중량부의 사슬 확장제가 더 첨가된 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 사슬확장제는 에폭시 관능기를 포함하고, 주쇄가 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 실록산(siloxane), 방향족 비닐 단량체, 시안화 비닐 단량체 중 하나 또는 둘 이상이 선택되어 제조된 공중합체인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 시트에는 산화방지제, 내후제, 이형제, 착색제, 자외선 차단제, 충전제, 핵 형성제, 가소제, 접착 조제, 점착제, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 더 포함하는 것임을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 우수한 내충격성과 내열성을 가지는 생분해성 다층시트는 폴리유산을 주제로 하여 특정한 성분들을 부가하므로 폴리유산의 장점인 생분해성이 감소되지 않으면서도 시트 제품의 내충격성과 내열성을 우수하게 개선하므로서, 이들 시트로 제조된 일회용 포장용기를 가구, 금속, 합판, 전자제품 등의 포장 및 제품 보관시 사용할 때 광택 및 스크래치 방지 효과가 우수할 뿐만 아니라, 플라스틱과 유사한 물성과 기능성을 가지고 있으면서, 또한 사용 후에는 일반적인 퇴비조건에서 생분해가 이루어지기 때문에 폐기에 따른 환경문제를 유발하지 않는 친환경성 제품의 제조를 가능하게 하는 실용적 가치가 우수한 유용한 발명이다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시형태에 의해 더욱 자세하게 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 사용되는 상기 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)계 수지는 메틸메타크릴레이트 단독중합체 혹은 공중합체로서, 공중합체는 메틸메타크릴레이트와 메틸아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 스티렌에서 선택되는 어느 한 성분 이상의 것과 중합한 공중합체인 수지로 이루어진다. 상기한 공단량체들의 조성비는 메틸메타크릴레이트(MMA)를 주요성분으로 사용하는 한에는 크게 제한을 받지 않지만, 바람직하게는 메틸메타크릴레이트 50 내지 99 중량부와 공단량체 1 내지 50 중량부의 비로 중합하여 사용하는 것이 좋다. 더욱 바람직하게는 MMA 65 내지 97 중량부, 공단량체 35 내지 3 중량부를 사용하는 것이 내마모성과 투명성을 상실하지 않으므로 좋다.
본 발명에 사용되는 상기 PMMA계 수지의 중량 평균 분자량은 바람직하게는 6만 내지 15만이며, 보다 바람직하게는 7만 내지 13만이다. 상기 수지의 분자량이 15만을 초과하는 경우에는 충격강도와 조성물의 분산효과를 좋게 하지만, 조성물의 유동성이 감소되어 후가공성이 저하하고, 반대로 분자량이 6만 미만일 경우는 조성물의 유동성이 양호하나 충격강도나 분산성이 부족하여 좋지 않아 바람직하지 않다.
상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지는 스티렌, α-메틸스티렌, 할로겐 또는 알킬 치환 스티렌, C1-C8 메타크릴산 알킬 에스테르류, C1-C8 아크릴산 알킬 에스테르류, 또는 이들의 혼합물 50 내지 95 중량부와 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 무수말레인산 또는 이들의 혼합물 5 내지 50 중량부로 구성된 단량체 혼합물 5 내지 95 중량부를 부타디엔 고무, 아크릴 고무, 에틸렌/프로필렌 고무, 스티렌/부타디엔고무, 아크릴로니트릴/부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔의 삼원공중합체(EPDM), 폴리오가노실록산/폴리알킬(메타)아크릴레이트 고무 복합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 또는 이들의 혼합물 5 내지 95 중량부와 그라프트 중합시켜 제조된다.
상기 C1-C8 메타크릴산 알킬 에스테르류 또는 C1-C8 아크릴산 알킬 에스테르류는 각각 메타크릴산 또는 아크릴산의 알킬 에스테르류로서 1 내지 8개의 탄소 원자를 포함하는 모노히드릴 알코올로부터 얻어진 에스테르류이다. 이들의 구체적인 예로서는 메타크릴산 메틸 에스테르, 메타크릴산 에틸 에스테르, 메타크릴산 프로필 에스테르, 아크릴산 에틸 에스테르 또는 아크릴산 메틸 에스테르를 들 수 있다. 상기 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체의 바람직한 예로는 부타디엔 고무, 아크릴 고무, 또는 스티렌/부타디엔 고무에 스티렌과 아크릴로니트릴 및 선택적으로 (메타)아크릴산 알킬 에스테르 단량체를 혼합물의 형태로 그라프트 공중합한 것을 들 수 있다.
다른 바람직한 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체의 예로는 부타디엔 고무, 아크릴 고무, 또는 스티렌/부타디엔 고무에 (메타)아크릴산 메틸 에스테르의 단량체를 그라프트 공중합한 것을 들 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서는 고무질 중합체 40 내지 70 중량부에 방향족비닐 화합물 50 내지 95 중량부 및 시안화 비닐 화합물 5 내지 50 중량부로 이루어진 단량체 혼합물 60 내지 30 중량부를 그라프트 중합하여 제조된다.
본 발명에서 가장 바람직한 고무 변성 그라프트 공중합체의 예는 ABS 그라프트 공중합체이다. 상기 그라프트 공중합체 제조시 고무입자의 입경은 내충격성 및 성형물의 표면 특성을 향상시키기 위하여 0.05 내지 4㎛의 범위가 바람직하다.
상기 그라프트 공중합체를 제조하는 방법은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 이미 잘 알려져 있는 것으로서, 유화중합, 현탁중합, 용액중합, 또는 괴상중합법 중 어느 것이나 사용될 수 있으나, 고무질 중합체의 존재하에 전술한 방향족 비닐계 단량체를 투입하여 중합 개시제를 사용하여 유화중합 또는 괴상중합시키는 것이 바람직하다.
상기 본 발명을 구성하는 폴리유산 및 폴리메틸메타아크릴레이트, 고무 변성 그라프트 공중합체에 사슬 확장제를 더 포함할 수 있다. 상기 사슬 확장제는 폴리유산의 하이드록시 또는 카르복실 말단기와 반응할 수 있는 관능기가 있어 천연섬유의 상용성을 향상시킬 수 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 관능기로는 에폭시 관능기를 포함하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 사슬 확장제는 주쇄에 에폭시 관능기가 결합된 공중합체로서, 이 공중합체에서 에폭시 관능기의 함량은 공중합체에 대하여 0.1 내지 40몰%, 더욱 바람직하게는 10 내지 20몰%로 포함하여 결합되는 공중합체이다. 상기 주쇄는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 실록산(siloxane), 방향족 비닐 단량체, 시안화 비닐 단량체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 공중합체인 것이 바람직하다. 상기 방향족 비닐 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌과 같은 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환된 스티렌, 할로겐으로 치환된 스티렌 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 시안화 비닐 단량체로는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 방향족 비닐 단량체로는 스티렌을 사용하는 것이 더욱 바람직하고, 시안화 비닐 단량체로는 아크릴로니트릴을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 사슬 확장제의 함량은 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부인 것이 바람직하다. 상기 사슬 확장제의 함량이 0.01 내지 5 중량부인 경우 기계적 강도 및 내열성이 향상되고, 혼합성형이 이루어지는 수준으로 용융 압출시 점도가 상승되는 효과가 있다.
본 발명에 따른 생분해성 다층시트의 조제에 있어서는, 폴리유산 수지 조성물에 첨가제를 더 포함할 수 있는데, 이러한 첨가제로는 산화방지제, 내후제, 이형제, 착색제, 자외선 차단제, 충전제, 핵 형성제, 가소제, 난연제, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 질 수 있다.
구체적으로, 상기 산화 방지제로는 페놀형, 포스파이트형, 티오에테르형, 또는 아민형 산화방지제를 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 내후제로는 벤조페논형, 또는 아민형 내후제를 바람직하게 사용할 수 있고, 상기 이형제로는 불소 함유 중합체, 실리콘 오일, 스테아릴산의 금속염, 몬탄산의 금속염, 몬탄산 에스테르 왁스, 또는 폴리에틸렌 왁스를 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 착색제로는 염료 또는 안료를 바람직하게 사용할 수 있으며, 상기 자외선 차단제로는 산화티탄 또는 카본블랙을 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 충전제로는 실리카, 점토, 탄산칼슘, 황산칼슘, 또는 유리 비드를 바람직하게 사용할 수 있으며, 상기 핵 형성제로는 탈크, 또는 클레이를 바람직하게 사용할 수 있다. 또 상기 가소제로는 폴리에스테르계(polyester) 가소제, 글리세린계(glycerin) 가소제, 인산 에스테르계(ester) 가소제, 폴리알킬렌 글리콜계(polyalkylene glycol) 가소제 및 에폭시(epoxy)계 가소제 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 그리고, 상기 난연제로는 브롬계 난연제, 인계 난연제, 안티몬(Antimon) 화합물, 멜라민(melamine) 화합물 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기와 같은 첨가제는 본 발명의 생분해성 다층시트를 조성하는 폴리유산 수지를 주제로 한 조성물의 일부로 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 사슬 확장제는 폴리유산를 혼입하고 가공하여 마스터 배치를 제조한 후, 비닐계 공중합체 수지 및 폴리유산 수지를 더 혼합하는 것이다. 상기 마스터 배치는 배치 타입(batch type) 믹서 또는 압출기 타입 등을 사용하여 준비할 수 있다.
본 발명에서는 사슬 확장제와 폴리유산 수지를 마스터 배치로 제조함으로써 압출 시 피딩(feeding)이 용이하고, 폴리유산과 사슬 확장제 및 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체의 상용성을 향상시키면서 조성물의 점도를 상승시킬 수 있는 장점을 갖는다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 생분해성 다층시트를 제조하기 위한 상기 폴리유산 수지 조성물을 이용하여 공지의 방법으로 펠렛을 제조할 수 있다. 예를 들면, 상술한 본 발명의 구성과 첨가제를 혼합한 후에, 압출기 내에서 용융 압출하고 펠렛을 제조하여 이용할 수 있을 것이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 생분해성 다층시트를 제조하기 위한 상기 폴리유산 수지 조성물을 성형하여 제조한 성형품을 제공할 수 있다. 상기한 폴리 유산 수지 조성물에 의한 성형품은 내구성, 내열성과 투명성이 요구되는 분야의 성형제품, 예를 들면 자동차, 기계부품, 전기전자 부품, 컴퓨터 등의 사무기기, 또는 잡화 등의 용도로 사용될 수 있다. 특히, 텔레비전, 컴퓨터, 프린터, 세탁기, 카셋트 플레이어, 오디오, 휴대폰 등과 같은 전기전자 제품의 하우징에 바람직하게 적용될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명을 다음의 실시예 및 비교예에 의하여 보다 상세히 설명하지만, 본 발명의 범주를 여기에 한정하는 것이 아님은 물론이다.
먼저 본 발명의 설명을 위해 필요한 측정 및 평가 방법은 아래와 같은 조건에서 행하였다.
(1) 내충격성;
동일조건으로 제조된 시트를 ASTM D256에 따라 아이조드 충격강도를 측정하였다. 충격강도가 3kg?cm/cm 이하이면 조립 시 깨짐 등의 문제가 발생할 위험이 있다.
(2) 투명성;
헤이즈 측정기(AUTOMATIC DIGITAL HAZEMETER, 일본 니폰덴소쿠사 제작)에 10cm X 10cm 크기로 샘플링한 시료 1매를 수직으로 놓고, 수직으로 놓여진 시료의 직각 방향으로 400 ~ 700㎚의 파장을 갖는 빛을 투과시켜 나타난 값을 측정하였다.
이때 헤이즈(Haze) 값은 하기 수학식 1로부터 산출되었다.
<수학식 1>
헤이즈(%) = (1 - 산란광의 량/광의 총 투과량) × 100
(3) 내열성(열변형온도):
ASTM D648에 준하여 측정을 진행하였으며, 동일 조건에서 표 1에 기재된 함량에 따라 시트를 제조하여, 측정을 진행하였다.
실시예 1 내지 3
하기 표 1에 기재된 수지와 첨가성분 및 이들의 조성비 함량으로 하여 이들 조성분을 혼합하고, 이 수지 조성물을 이축 스크류 압출기를 사용하여 교반하면서 호퍼로부터 상기 조성물을 투입하였다. 스크류 전단부(1~2존)는 약 155℃를 유지하고 후단부(3~7존)는 약 185℃로 유지하여 용융 혼련 하였으며, 압출 다이의 온도는 225℃로 유지하고 600kg/hr로 압출하고 냉각하여 두께 0.3mm의 시트를 각각 제조하였다. 이렇게 제조된 시트에 대해 상기 방법에 따라 내충격성, 투명성 및 열변형온도를 측정하여 그 결과를 다음 표 2에 나타냈다.
비교예 1 내지 2
수지와 첨가성분 및 이들의 조성비 함량을 다음 표 1과 같이 하는 외에는 상기 실시예와 같이 하였다.
PLA PMMA 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지 사슬 확장제
실시예1 60 20 20 0
실시예2 58 20 20 0.5
실시예3 55 20 20 2
비교예1 60 40 0 0
비교예2 100 0 0 0
내충격성
(kJ/㎡)		 투명성
(%)		 열변형온도
(℃)
실시예1 4.8 5.2 56
실시예2 5.1 5.6 79
실시예3 6.3 6.5 85
비교예1 2.4 2.1 58.3
비교예2 1.5 1.2 51.2
상기 표 2에서 보는 바와 같이 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지 및 PMMA를 첨가한 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3의 시트는 비교예 1에 비하여, 내충격성이 현저히 상승한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 열변형온도에 있어서도, 사슬성장제를 첨가한 본 발명에 따른 실시예 2 내지 3의 경우 더욱 높은 열변형온도를 가졌고, 이로 인해 사슬성장제에 의해 폴리유산의 내열성이 효과적으로 향상됨을 확인할 수 있다.
결론적으로, 본 발명에 따른 PMMA/PLA/PMMA 다층구조를 구성하고 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체를 내층에 구성하게 함으로써, 내충격성이 현저히 향상됨을 알 수 있으며, 또한 내층의 기재인 폴리유산에 사슬성장제를 첨가함으로써, 내열성이 현격하게 증가할 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (11)

  1. 폴리유산(Polylactic acid)을 주제로 하는 생분해성 시트에 있어서, 상기 시트는 폴리유산 50.0 내지 85.0 중량부, 지방족 폴리메틸메타크릴레이트계(PMMA) 단독중합체 혹은 공중합체로 선택된 하나 이상의 폴리메틸메타크릴레이트 10.0 내지 30.0 중량부, 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지는 5.0 내지 20.0 중량부로 구성된 것임을 특징으로 하는 우수한 내충격과 내열성을 가지는 생분해성 시트.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 폴리유산은 L-락트산, D-락트산 또는 L,D-락트산으로 구성되며, 분자량은 10,000 이상인 것으로, 이들이 단독 혹은 복합으로 사용된 것을 특징으로 하는 우수한 내충격과 내열성을 가지는 생분해성 시트.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 시트는 고무 변성 그라프트 공중합체와 폴리유산으로 구성이 되는 내층인 (A)층과 폴리메틸메타크릴레이트계(PMMA) 단독중합체 혹은 공중합체로 선택된 하나 이상의 폴리메틸메타크릴레이트와 폴리유산의 혼합물로 구성되는 외층인 (B)층이 B/A/B의 다층구조로 구성되어 진 것임을 특징으로 하는 우수한 내충격과 내열성을 가지는 생분해성 시트.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 B/A/B구조의 생분해성 시트는 그 두께는 0.15mm 내지 1.00mm로 형성되어 진 것임을 특징으로 하는 우수한 내충격과 내열성을 가지는 생분해성 시트.
  5. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 폴리메틸메타크릴레이트계(PMMA)계 수지는 메틸메타크릴레이트 단독중합체 혹은 공중합체로서, 공중합체는 메틸메타크릴레이트와 메틸아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 스티렌에서 선택되는 어느 한 성분 이상의 것과 중합한 공중합체인 것을 특징으로 하는 우수한 내충격과 내열성을 가지는 생분해성 시트.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 폴리메틸메타크릴레이트계(PMMA)계 수지는 중량 평균 분자량이 6만 ~ 15인 것임을 특징으로 하는 우수한 내충격과 내열성을 가지는 생분해성 시트.
  7. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 내층을 구성하는 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지는 고무질 중합체 30 내지 80 중량부에 방향족 비닐 화합물 40 내지 90 중량부 및 시안화비닐 화합물 1 내지 30 중량부로 이루어진 단량체 혼합물 30 내지 60 중량부를 그라프트 중합하여 제조된 것임을 특징으로 하는 우수한 내충격과 내열성을 가지는 생분해성 시트.
  8. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지의 입경 크기는 0.05 내지 4㎛의 범위인 것을 특징으로 하는 우수한 내충격과 내열성을 가지는 생분해성 시트.
  9. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 시트에는 0.01 내지 5 중량부의 사슬 확장제가 더 첨가된 것임을 특징으로 하는 우수한 내충격과 내열성을 가지는 생분해성 시트.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 사슬확장제는 에폭시 관능기를 포함하고, 주쇄가 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 실록산(siloxane), 방향족 비닐 단량체, 시안화 비닐 단량체 중 하나 또는 둘 이상이 선택되어 제조된 공중합체인 것을 특징으로 하는 우수한 내충격과 내열성을 가지는 생분해성 시트.
  11. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 시트에는 산화방지제, 내후제, 이형제, 착색제, 자외선 차단제, 충전제, 핵 형성제, 가소제, 접착 조제, 점착제, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 더 포함하는 것임을 특징으로 하는 우수한 내충격과 내열성을 가지는 생분해성 시트.
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