KR20120134163A - Biodegradable resin composition havign excellent thermostability and vessels comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본원은 생분해성 수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리락트산을 포함하는 내열성 및 강도가 우수한 생분해성 수지 조성물 및 이를 포함하는 생분해성 성형 용기에 관한 것이다.
The present application relates to a biodegradable resin composition, and more particularly, to a biodegradable resin composition having excellent heat resistance and strength including polylactic acid and a biodegradable molding container including the same.
폴리프로필렌, 폴리염화비닐 등의 석유를 원료로 하는 범용 수지는, 양호한 가공성 및 내구성 등의 성질로 일용잡화, 가전제품, 자동차부품, 건축재료 혹은 식품포장 등의 여러 가지 분야에 사용되고 있다. 그러나 이러한 수지 제품들은, 역할을 다해 폐기되는 단계에서 양호한 내구성이 결점이 되어, 자연계에서의 분해성이 뒤떨어지기 때문에 생태계에 영향을 끼칠 가능성이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION General-purpose resins based on petroleum such as polypropylene and polyvinyl chloride are used in various fields such as daily necessities, home appliances, automobile parts, building materials, or food packaging because of their good processability and durability. However, these resin products have a defect in good durability at the stage of disposal as they play a role, and are likely to affect the ecosystem because they are inferior in degradability in nature.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 열가소성 수지로 생분해성을 가지는 수지로서, 폴리락트산 및 락트산과 다른 지방족 하이드록시카르복실산과의 코폴리머, 지방족 다가 알코올과 지방족 다가 카르복실산으로부터 유도되는 지방족 폴리에스테르 등의 생분해성 수지가 개발되면서, 생분해성 수지로 널리 알려져 있는 폴리락트산이나 숙시네이트계의 지방족 폴리에스테르는 친환경의 용기 제조용 수지로 널리 사용되고 있다. In order to solve this problem, a thermoplastic resin is a biodegradable resin, such as copolymers of polylactic acid and lactic acid with other aliphatic hydroxycarboxylic acids, aliphatic polyesters derived from aliphatic polyhydric alcohols and aliphatic polyhydric carboxylic acids, and the like. With the development of biodegradable resins, polylactic acid or succinate-based aliphatic polyesters, widely known as biodegradable resins, have been widely used as resins for eco-friendly container manufacture.
폴리락트산(polylactic acid, PLA)은 옥수수 전분을 당으로 이용한 발효를 통해 젖산을 생산하고, 화학공정을 통해 젖산을 락타이드로 전환한 후, 중합하여 제조한 소재로 100% 바이오매스로부터 제조된 생분해성 플라스틱이다. 생분해성 플라스틱의 일종인 상기 폴리락트산 (polylactic acid, PLA)은 분해성이 높을 뿐만 아니라 인체에 무해하고 태울 때 발열량이 적어 다이옥신이나 이산화탄소를 적게 발생시키는 장점이 있기에 이러한 용기들은 사용 후 매립시에 쓰레기를 발생시키지 않으며, 화학적인 가수분해 또는 생물학적으로 분해되어 자연을 오염시키지 않으며, 토양오염을 방지할 수 있는 자연친화적 소재로서 최근 많은 관심과 연구가 집중되고 있다.Polylactic acid (PLA) produces lactic acid through fermentation using corn starch as sugar, converts lactic acid to lactide through chemical process, and then polymerizes the biodegradation prepared from 100% biomass. It is a sex plastic. The polylactic acid (PLA), which is a kind of biodegradable plastics, is not only highly degradable but also harmless to the human body and generates less dioxin or carbon dioxide when burned. It does not occur, does not pollute nature by chemical hydrolysis or biological decomposition, and has been recently focused a lot of attention and research as a nature-friendly material that can prevent soil pollution.
상기 폴리락트산은 강성이 우수하고, 투명성이 좋으며, 생분해성이 우수한 장점이 있으나, 경직된 사슬구조를 지녀 유연성이 낮고 충격강도가 매우 약한 단점이 있으며, 낮은 결정화 속도로 인해 내열성이 낮은 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 대한민국 특허공개공보 제 2001-0032052호에서는 폴리락트산에 지방족 폴리에스테르를 배합하는 시도가 개시되어 있으나, 외부의 응력에 의해 쉽게 용이가 연화되거나 변형되어 내용물이 쏟아지는 문제점 등은 여전히 존재하고 있다.The polylactic acid has an advantage of excellent rigidity, good transparency, and excellent biodegradability, but has a disadvantage of low flexibility and very low impact strength due to a rigid chain structure, and low heat resistance due to low crystallization rate. In order to compensate for this disadvantage, Korean Patent Publication No. 2001-0032052 discloses an attempt to mix aliphatic polyester with polylactic acid, but the problem of easily pouring or deforming the contents due to external stress is still softened or deformed. It exists.
폴리락트산을 포함하는 생분해성 수지 조성물에 있어서, 내열성이 낮은 문제점은 폴리락트산의 경직된 사슬구조, 낮은 결정화 속도가 그 원인이다. 즉, 폴리락트산(polylactic acid, PLA)은 사출, 압출, 성형 등을 통해 그 자체가 기존의 범용 상품의 재질과 유사한 정도로 사용되고는 있으나, 그 뛰어난 특성에도 불구하고 고분자 자체의 느린 결정화 속도 및 물성의 취약함으로 인하여 아직까지 용기로 사용하기에는 내열성이 부족 한 상태이며, 이에 대한 대안의 제시는 없는 실정이다.
In biodegradable resin compositions comprising polylactic acid, the problem of low heat resistance is due to the rigid chain structure of polylactic acid and low crystallization rate. In other words, polylactic acid (PLA) is used to the extent that it is similar to that of conventional general-purpose products through injection, extrusion, molding, etc., but despite its excellent properties, the slow crystallization rate and physical properties of the polymer itself Due to its weakness, there is still insufficient heat resistance for use as a container, and there is no suggestion of an alternative.
본원은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출한 것으로서, 폴리락트산을 포함하는 생분해성 수지를 사용하여 용기를 성형함에 있어서, 빠른 시간 내에 결정화가 이루어지며, 보다 효율적인 결정화가 이루어 질 수 있도록 하여 우수한 내열성을 지닐 수 있는 폴리락트산을 포함하는 생분해성 수지 조성물을 제공함에 있다.The present application is derived to solve the above problems, in forming a container using a biodegradable resin containing polylactic acid, crystallization is made in a short time, and more efficient crystallization can be achieved to excellent heat resistance It is to provide a biodegradable resin composition comprising a polylactic acid capable of having.
한편, 본원은 상기 폴리락트산을 포함하는 생분해성 수지 조성물의 우수한 내열성을 지니는 특성 이외에, 강도가 우수한 용기를 제작하기에 적합한 생분해성 수지 조성물을 제공한다. On the other hand, the present application provides a biodegradable resin composition suitable for producing a container having excellent strength, in addition to the properties having excellent heat resistance of the biodegradable resin composition comprising the polylactic acid.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the problem to be solved by the present application is not limited to the above-mentioned problem, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본원의 제 1 측면은, 폴리락트산 70 ~ 95 중량부, 결정화 핵제 0.5 ~ 3 중량부, 및 충전제 5 ~ 20 중량부를 포함하는, 생분해성 수지 조성물을 제공할 수 있다.In order to achieve the above object, the first aspect of the present application can provide a biodegradable resin composition comprising 70 to 95 parts by weight of polylactic acid, 0.5 to 3 parts by weight of crystallization nucleating agent, and 5 to 20 parts by weight of filler.
일 구현예에 있어서, 상기 생분해성 수지 조성물은, 생분해성 폴리에스테르 5 ~ 20 중량부, 및 가소제 0.05 ~ 15 중량부를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the biodegradable resin composition may include 5 to 20 parts by weight of biodegradable polyester, and 0.05 to 15 parts by weight of a plasticizer, but is not limited thereto.
일 구현예에 있어서, 상기 결정화 핵제는 방향족 술폰산염인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the crystallization nucleating agent may be an aromatic sulfonate, but is not limited thereto.
일 구현예에 있어서, 상기 충전제는 탈크, 탄산칼슘, 라임스톤, 이산화티타늄, 및 카본블랙으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the filler may be one or more selected from the group consisting of talc, calcium carbonate, limestone, titanium dioxide, and carbon black, but is not limited thereto.
일 구현예에 있어서, 상기 생분해성 폴리에스테르는, 폴리히드록시 카르본산, 히드록시카르본산 또는 지방족 다가알코올과 지방족 다가염기산을 포함하는 지방족 폴리에스테르 또는 지방족-방향족 폴리에스테르인 것, 또는, 히드록시카르본산 또는 지방족 다가알코올에서 선택되는 모노머 및 지방족 다가염기산에서 선택되는 모노머의 공중합체인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the biodegradable polyester is an aliphatic polyester or an aliphatic-aromatic polyester comprising polyhydroxy carboxylic acid, hydroxycarboxylic acid or aliphatic polyhydric alcohol and aliphatic polybasic acid, or It may be a copolymer of a monomer selected from oxycarboxylic acid or aliphatic polyhydric alcohol and a monomer selected from aliphatic polybasic acid, but is not limited thereto.
일 구현예에 있어서, 상기 생분해성 수지 조성물은, 안정화제, 슬립제, 분산제, 커플링제, 산화방지제, 및 UV 안정화제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 첨가제 1 ~ 20 중량부를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the biodegradable resin composition may further include 1 to 20 parts by weight of one or more additives selected from the group consisting of stabilizers, slip agents, dispersants, coupling agents, antioxidants, and UV stabilizers, It is not limited to this.
본원의 제 2 측면은 상기 생분해성 수지 조성물을 포함하는, 생분해성 성형 용기를 제공할 수 있다.The second aspect of the present application can provide a biodegradable molding container comprising the biodegradable resin composition.
일 구현예에 있어서, 상기 생분해성 성형 용기는, 상기 생분해성 수지 조성물의 사출시 금형의 온도가 70 ~ 150℃이고, 사출 후 냉각 시간은 20 ~ 120 초인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
In one embodiment, the biodegradable molding container, the temperature of the mold during injection of the biodegradable resin composition may be 70 ~ 150 ℃, the cooling time after injection may be 20 to 120 seconds, but is not limited thereto.
본원에 의하면, 강도 및 내열성이 우수한 특성을 갖는 생분해성 용기를 성형 할 수 있고, 이산화탄소 발생량의 절감 및 식물유래의 천연자원을 이용한 폴리락트산의 사용을 통하여 친환경성 각종 용기를 제공할 수 있다.According to the present application, it is possible to mold a biodegradable container having excellent strength and heat resistance, and to provide various eco-friendly containers through reduction of carbon dioxide generation and use of polylactic acid using plant-derived natural resources.
또한, 성형용기에서 외부의 열 또는 응력에 쉽게 변형되는 것을 방지하기 위해서, 폴리락트산과 생분해성 폴리에스테르와 혼합 및 핵제를 이용한 특정 사출공정에서 성형용기의 결정화도를 급격히 높임으로 고온에서도 사용 가능한 친환경 용기 제공할 수 있다.
In addition, in order to prevent deformation easily from external heat or stress in the molding container, an eco-friendly container that can be used at high temperatures by rapidly increasing the crystallinity of the molding container in a specific injection process using a mixture of polylactic acid and biodegradable polyester and a nucleating agent. Can provide.
이하, 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예 및 실시예를 들어 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments and examples described herein.
본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 “~ (하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.
As used throughout this specification, the terms “about”, “substantially”, and the like, are used at, or in the vicinity of, numerical values when manufacturing and material tolerances inherent in the meanings indicated are given, and an understanding of the invention Accurate or absolute figures are used to help prevent unfair use by unscrupulous infringers. As used throughout this specification, the term “step of” or “step of” does not mean “step for”.
본원의 제 1 측면은, 폴리락트산 70 ~ 95 중량부, 결정화 핵제 0.5 ~ 3 중량부, 및 충전제 5 ~ 20 중량부를 포함하는, 생분해성 수지 조성물을 제공할 수 있다.The first aspect of the present application can provide a biodegradable resin composition comprising 70 to 95 parts by weight of polylactic acid, 0.5 to 3 parts by weight of crystallization nucleating agent, and 5 to 20 parts by weight of filler.
상기 폴리락트산은 중량 평균분자량이 1만~ 40만인 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 폴리락트산은 D-락트산의 단독중합체, L-락트산의 단독중합체, 또는 L-락트산과 D-락트산의 공중합체인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The polylactic acid may have a weight average molecular weight of 10,000 to 400,000, but is not limited thereto. The polylactic acid may be a homopolymer of D-lactic acid, a homopolymer of L-lactic acid, or a copolymer of L-lactic acid and D-lactic acid, but is not limited thereto.
상기 결정화 핵제는, 상기 폴리락트산의 결정성을 향상시켜 내열성을 증대시키기는 역할을 하며, 일 구현예에 있어서, 상기 결정화 핵제는 방향족 술폰산염(aromatic sulfonate derivatives)인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 결정화 핵제는 0.5 ~ 3 중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 0.5 중량부 미만인 경우에는 결정화 온도의 상승이나 결정화 속도의 향상을 기대하지 못하여 생분해성 수지 조성물을 이용한 용기의 사출하는 과정에서 성형이 불가한 문제점과 어느 정도 성형이 되더라도 내열성이 취약한 문제점이 있을 수 있으며, 3 중량부를 초과하는 경우에는 결정화 속도의 증가 효과가 미비하며, 수지 전체의 가격 상승을 초래하여 경제성이 좋지 않은 문제점이 있다.The crystallization nucleating agent, serves to improve the crystallinity of the polylactic acid to increase the heat resistance, in one embodiment, the crystallization nucleating agent may be aromatic sulfonate derivatives, but is not limited thereto. no. Preferably, the crystallization nucleating agent includes 0.5 to 3 parts by weight, and if it is less than 0.5 parts by weight, the crystallization temperature is not expected to be increased or the rate of crystallization is not improved. There may be a problem that the heat resistance is weak even if the problem and the molding to some extent, if the amount exceeds 3 parts by weight, the effect of increasing the rate of crystallization is inadequate, resulting in an increase in the price of the entire resin has a problem of poor economic efficiency.
상기 충전제(reinforcing agent)는, 본원의 생분해성 수지 조성물을 사용하여 용기를 제작하는 과정에서 성형가공성 및 강도를 개선하는 역할을 수행하며, 일 구현예에 있어서, 상기 충전제는, 탈크(talc), 탄산칼슘, 라임스톤(limestone), 이산화티타늄(TiO2), 카본블랙으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 충전제가 5 중량부 미만인 경우에는 성형 가공성의 개선이 어려운 문제점이 있고, 20 중량부를 초과하는 경우에는 성형물의 역학적 성질이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
The filler (reinforcing agent) serves to improve the formability and strength in the process of manufacturing the container using the biodegradable resin composition of the present application, In one embodiment, the filler, talc (talc), Calcium carbonate, limestone, titanium dioxide (TiO 2), carbon black may be one or more selected from the group consisting of, but is not limited thereto. If the filler is less than 5 parts by weight, it is difficult to improve molding processability, and if it exceeds 20 parts by weight, there may be a problem that the mechanical properties of the molded product are lowered.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 생분해성 수지 조성물은, 생분해성 폴리에스테르 5 ~ 20 중량부, 및 가소제 0.05 ~ 15 중량부를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 생분해성 폴리에스테르는 상기 폴리락트산과 혼합시키는 경우의 중량 평균분자량은 1 만 ~ 50 만 정도, 바람직하게는 3 만 ~ 40 만, 더욱 바람직하게는 5 만 ~ 30 만 정도가 적합하며, 상기 폴리락트산과 공중합 시키는 경우에는 그 공중합체의 중량 평균분자량이 1 만 ~ 50 만, 바람직하게는 3 만 ~ 40 만, 더욱 바람직하게는 5 만 ~ 30 만 정도가 적합하나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the biodegradable resin composition may include 5 to 20 parts by weight of biodegradable polyester, and 0.05 to 15 parts by weight of a plasticizer, but is not limited thereto. When the biodegradable polyester is mixed with the polylactic acid, the weight average molecular weight is about 10,000 to 500,000, preferably 30,000 to 400,000, more preferably about 50,000 to 300,000, and the poly When copolymerized with lactic acid, the weight average molecular weight of the copolymer is preferably 10,000 to 500,000, preferably 30,000 to 400,000, more preferably 50,000 to 300,000, but is not limited thereto.
상기 생분해성 폴리에스테르는, 지방족 글리콜과 지방족-방향족 디카르복실산을 축합 중합, 에스테르 교환반응, 에스테르화 반응 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 반응을 거친 후 중축합 반응시켜서 얻어지는 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 일 구현예에 있어서, 상기 생분해성 폴리에스테르는, (1) 폴리히드록시 카르본산, 히드록시카르본산 또는 지방족 다가알코올과 지방족 다가염기산을 포함하는 지방족 폴리에스테르 또는 지방족-방향족 폴리에스테르인 것, 또는, (2) 히드록시카르본산 또는 지방족 다가알코올에서 선택되는 모노머 및 지방족 다가염기산에서 선택되는 모노머의 공중합체인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 보다 상세하게는, 상기 생분해성 폴리에스테르는, 폴리히드록시카르본산, 히드록시카르본산 또는 지방족 다가알콜과 지방족 다가염기산으로 이루어지는 지방족 폴리에스테르 또는 지방족-방향족 폴리에스테르이거나, 히드록시카르본산이나 지방족 다가알콜에서 선택되는 2종 이상의 모노머 성분 및 지방족 다가염기산에서 선택되는 2종 이상의 모노머 성분으로 이루어지는 랜덤 공중합체 또는 블록 공중합체의 단독 또는 2종 이상을 혼합한 것 또는 랜덤 공중합 또는 블록 공중합 시킨 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The biodegradable polyester may be obtained by polycondensation of an aliphatic glycol and an aliphatic-aromatic dicarboxylic acid after one or two or more reactions selected from condensation polymerization, transesterification, and esterification, but are not limited thereto. It is not. In one embodiment, the biodegradable polyester is (1) an aliphatic polyester or an aliphatic-aromatic polyester containing polyhydroxy carboxylic acid, hydroxycarboxylic acid or aliphatic polyhydric alcohol and aliphatic polybasic acid, Alternatively, (2) may be a copolymer of a monomer selected from hydroxycarboxylic acid or aliphatic polyhydric alcohol and a monomer selected from aliphatic polybasic acid, but is not limited thereto. More specifically, the biodegradable polyester is an aliphatic polyester or an aliphatic-aromatic polyester composed of polyhydroxycarboxylic acid, hydroxycarboxylic acid or aliphatic polyhydric alcohol and aliphatic polybasic acid, or hydroxycarboxylic acid or aliphatic. One or more of random copolymers or block copolymers composed of two or more monomer components selected from polyhydric alcohols and two or more monomer components selected from aliphatic polybasic acids or mixed or random copolymerized or block copolymerized May be, but is not limited thereto.
상기 히드록시카르본산은, 글리콜산, L-젖산, D-젖산, D/L-젖산, 3-히드록시브티르산, 4-히드록시브티르산, 3-히드록시발레르산, 5-히드록시발레르산, 및 6-히드록시카프론산으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The hydroxycarboxylic acid, glycolic acid, L- lactic acid, D- lactic acid, D / L- lactic acid, 3-hydroxybutyric acid, 4-hydroxybutyric acid, 3-hydroxy valeric acid, 5- hydrate It may be one or more selected from the group consisting of oxy valeric acid, and 6-hydroxycapronic acid, but is not limited thereto.
상기 지방족 다가알콜은, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,9-노난디올, 네오펜틸 글리콜, 폴리테트라메틸렌 글리콜, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 및 1,4-벤젠디메탄올로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The aliphatic polyhydric alcohol is ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, At least one selected from the group consisting of 1,6-hexanediol, 1,9-nonanediol, neopentyl glycol, polytetramethylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, and 1,4-benzenedimethanol However, it is not limited thereto.
상기 지방족 다가염기산은 숙신산, 옥살산, 말론산, 글루타르산, 아디프산, 피메린산(pimelic acid), 스베린산(sberic acid), 아젤라인산(azelaic acid), 세바신산, 운데칸 디카르복시산, 도데칸 디카르복시산, 페닐숙신산, 및, 1,4-페닐렌 디아세트산으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The aliphatic polybasic acid is succinic acid, oxalic acid, malonic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid (pimelic acid), sberic acid, azelaic acid (azelaic acid), sebacic acid, undecane dicarboxylic acid It may be one or more selected from the group consisting of, dodecane dicarboxylic acid, phenyl succinic acid, and 1,4-phenylene diacetic acid, but is not limited thereto.
상기 생분해성 폴리에스테르는, 5 ~ 20 중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 생분해성 폴리에스테르가 5 중량부 미만인 경우에는 유연성이 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 20 중량부를 초과하는 경우에는 수지 조성물의 분산성이 저하되고 원가 상승의 문제점이 있을 수 있다.Preferably, the biodegradable polyester includes 5 to 20 parts by weight, and when the biodegradable polyester is less than 5 parts by weight, there may be a problem in that the flexibility is lowered. Dispersibility may decrease and there may be a problem of cost increase.
상기 가소제는 일반적으로 열가소성 플라스틱 등에 첨가하여 열가소성을 증대시킴으로써 고온에서 성형가공을 용이하게 하는 유기물질이다. 섞임성[混和性:compatibility] 및 가소성 외에도 내열성?내한성?내연성?전기적 성질 등도 향상시키는 것이 가소제의 특징이며, 가장 많이 사용되는 것이 DOP(디옥틸프탈레이트), DOA(디옥틸아디페이트), TCP(트리크레실포스테이트)이다. 그러나 본원에서의 상기 가소제는, 바람직하게는 소비탄 모노라우레이트, 소비탄 모노팔미테이트, 소비탄 트리올레이트, 소비탄 모노스테아레이트, 폴리에틸렌글리콜, 폴리알킬렌옥사이드, 글리세롤, 글리세롤아세테이트, 프로필렌글리콜, 및 솔비톨로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 가소제는 식품 첨가물로도 사용되는 재료로서 인체에 유해하지 않은 것이다.
The plasticizer is generally an organic material which is added to a thermoplastic plastic or the like to facilitate the molding process at a high temperature by increasing the thermoplasticity. In addition to the compatibility and plasticity, the plasticizer is characterized by improving heat resistance, cold resistance, flame resistance, and electrical properties. The most frequently used plasticizers are DOP (dioctylphthalate), DOA (dioctyl adipate), and TCP ( Tricresylpostate). However, the plasticizer herein is preferably sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan trioleate, sorbitan monostearate, polyethylene glycol, polyalkylene oxide, glycerol, glycerol acetate, propylene glycol One or more selected from the group consisting of, and sorbitol can be used, but is not limited thereto. The plasticizer is a material that is also used as a food additive is not harmful to the human body.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 생분해성 수지 조성물은, 안정화제, 슬립제, 분산제, 커플링제, 산화방지제, 및 UV 안정화제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 첨가제 1 ~ 20 중량부를 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In one embodiment of the present application, the biodegradable resin composition may further comprise 1 to 20 parts by weight of an additive which is at least one selected from the group consisting of a stabilizer, slip agent, dispersant, coupling agent, antioxidant, and UV stabilizer. However, it is not limited thereto.
상기 안정화제는, 트리메틸 포스페이트, 트리페닐 포스페이트 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The stabilizer may be trimethyl phosphate, triphenyl phosphate, and the like, but is not limited thereto.
상기 슬립제(slipping agent)는, 스테아린산 칼슘, 스테아린산 아연, PE WAX, 일반 WAX로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The slipping agent may be one or more selected from the group consisting of calcium stearate, zinc stearate, PE WAX, and general WAX, but is not limited thereto.
상기 분산제는 카르복실화 폴리에틸렌, 프탈산, 스테아르산 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The dispersant may be carboxylated polyethylene, phthalic acid, stearic acid and the like, but is not limited thereto.
상기 산화방지제는, 이가녹스(Irganox)계열, 울트라녹스(Ultranox)계열, TEP 계열로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The antioxidant may be one or more selected from the group consisting of Irganox series, Ultranox series, and TEP series, but is not limited thereto.
상기 UV 안정화제는, HALS(입체 장애 아민) 계열 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The UV stabilizer may be used, such as HALS (stereo hindered amine) series, but is not limited thereto.
상기 안정화제, 슬립제, 분산제, 커플링제, 산화방지제, 및 UV 안정화제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 첨가제는, 1 ~ 20 중량부를 추가 포함하는 것이 바람직하며, 1 중량부 미만인 경우에는 첨가제의 기능 향상의 어려움이 있을 수 있으며, 20 중량부를 초과하는 경우에는 생분해성 수지 조성물의 물성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
The at least one additive selected from the group consisting of stabilizers, slip agents, dispersants, coupling agents, antioxidants, and UV stabilizers, preferably contains 1 to 20 parts by weight, and if less than 1 part by weight of the additive function There may be difficulty in improving, and when it exceeds 20 parts by weight, there may be a problem in that the physical properties of the biodegradable resin composition are lowered.
본원의 제 2 측면은 상기 생분해성 수지 조성물을 포함하는, 생분해성 성형 용기를 제공할 수 있다.The second aspect of the present application can provide a biodegradable molding container comprising the biodegradable resin composition.
상기 성형 용기는, 본원의 상기 생분해성 수지 조성물을 준비하고 이를 사출성형하여 제조할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 본원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 상기 생분해성 수지 조성물을 이용하여 다양한 성형방법에 의해 상기 성형 용기를 제조할 수 있음은 자명하다고 할 것이다.The molding container may be prepared by preparing the biodegradable resin composition of the present application and injection molding the present invention, but the present invention is not limited thereto, and the biodegradable resin composition may be prepared by a person having ordinary knowledge in the art to which the present application pertains. It will be apparent that the molding container can be manufactured by various molding methods.
예시적 구현예에 있어서, 상기 생분해성 수지 조성물을 펠렛화 하여 사출기 내에서 가열, 용융, 혼합한 후에 사출기를 통해 상기 성형 용기를 제조할 수 있으며, 일 구현예에 있어서, 상기 생분해성 성형 용기는, 상기 생분해성 수지 조성물의 사출시 금형의 온도가 70 ~ 150℃이고, 사출 후 냉각 시간은 20 ~ 120 초인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 사출시의 금형 온도가 70 ~ 150℃ 의 범위에서 제조하는 과정에서, 성형 용기의 결정화도를 급격히 높임으로써, 고온의 환경에서도 사용할 수 있는 내열성이 우수한 본원의 생분해성 성형 용기를 제조할 수 있다.
In an exemplary embodiment, the biodegradable resin composition may be pelletized to produce the molding container through an injection machine after heating, melting, and mixing in the injection machine, and in one embodiment, the biodegradable molding container may be When the injection of the biodegradable resin composition, the temperature of the mold is 70 ~ 150 ℃, the cooling time after injection may be 20 to 120 seconds, but is not limited thereto. In the process of manufacturing in the mold temperature at the time of the injection | molding in the range of 70-150 degreeC, by increasing the crystallinity degree of a shaping | molding container rapidly, the biodegradable shaping | molding container of this application excellent in heat resistance which can be used also in high temperature environment can be manufactured.
이하, 실시예를 이용하여 본원을 좀더 구체적으로 설명하지만, 본원이 이에 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
폴리락트산을Polylactic acid 포함하는 생분해성 수지 조성물의 제조 Preparation of biodegradable resin composition comprising
폴리락트산(PLA, 미국 네이쳐웍스사 Grade 3001D) 80 중량부에 가소제 8중량부, 결정화 핵제(일본 다께모토 유지 Grade LAK-301)1중량부, 탈크 10 중량부, 기타 첨가제(산화방지제 등) 1 중량부를 이축 압출기를 이용하여 펠렛 상태로 제조하였다.
80 parts by weight of polylactic acid (PLA, Nature Works, Inc. Grade 3001D) 8 parts by weight of plasticizer, 1 part by weight of crystallization nucleating agent (Kyotomoto oil grade Japan LAK-301), 10 parts by weight of talc, other additives (antioxidants, etc.) 1 The parts by weight were prepared in pellet form using a twin screw extruder.
폴리락트산(PLA, 미국 네이쳐웍스사 Grade 3001D) 80 중량부에 가소제 6 중량부, 결정화 핵제(일본 다께모토 유지 Grade LAK-301) 3 중량부, 탈크 10중량부, 기타 첨가제(산화방지제 등) 1 중량부를 이축 압출기를 이용하여 펠렛 상태로 제조하였다.
80 parts by weight of polylactic acid (PLA, Nature Works, Inc. Grade 3001D) 6 parts by weight of plasticizer, 3 parts by weight of crystallized nucleating agent (Takamoto oil fat grade Japan Japan LAK-301), 10 parts by weight of talc, other additives (antioxidants, etc.) 1 The parts by weight were prepared in pellet form using a twin screw extruder.
폴리락트산(PLA, 미국 네이쳐웍스사 Grade 3001D) 80 중량부에 가소제 8 중량부, 결정화 핵제(일본 다께모토 유지 Grade LAK-302) 1 중량부, 탈크 10 중량부, 기타 첨가제(산화방지제 등) 1 중량부를 이축 압출기를 이용하여 펠렛 상태로 제조하였다.
8 parts by weight of a plasticizer (80 parts by weight of polylactic acid (PLA, Nature Works, USA Grade 3001D), 1 part by weight of crystallization nucleating agent (Kyotomoto oil grade LAK-302), 10 parts by weight of talc, other additives (antioxidants, etc.) 1 The parts by weight were prepared in pellet form using a twin screw extruder.
폴리락트산(PLA, 미국 네이쳐웍스사 Grade 3001D) 80 중량부에 가소제 6 중량부, 결정화 핵제(일본 다께모토 유지 Grade LAK-302) 3 중량부, 탈크 10 중량부, 기타 첨가제(산화방지제 등) 1 중량부를 이축 압출기를 이용하여 펠렛 상태로 제조하였다.
80 parts by weight of polylactic acid (PLA, Nature Works, Inc. Grade 3001D) 6 parts by weight of plasticizer, 3 parts by weight of crystallization nucleating agent (Takamoto oil fat grade Japan Japan LAK-302), 10 parts by weight of talc, other additives (antioxidants, etc.) 1 The parts by weight were prepared in pellet form using a twin screw extruder.
폴리락트산(PLA, 미국 네이쳐웍스사 Garde 3001D MI 10~30) 70 중량부에 생분해성 지방족 폴리에스테르(PBS, 이래화학 Grade G-4560) 10 중량부, 가소제 8 중량부, 결정화 핵제(일본 다께모토 유지 Grade LAK-301) 1 중량부, 탈크 10 중량부, 기타 첨가제(산화방지제 등) 1 중량부를 이축 압출기를 이용하여 펠렛 상태로 제조하였다.
70 parts by weight of polylactic acid (PLA, Garde 3001D MI 10-30, NatureWorks, USA) 10 parts by weight of biodegradable aliphatic polyester (PBS, Cherae Chemical Grade G-4560), 8 parts by weight of plasticizer, crystallization nucleating agent (Tadamoto, Japan) 1 part by weight of fat and oil grade LAK-301), 10 parts by weight of talc, and 1 part by weight of other additives (such as antioxidant) were prepared in a pellet state using a twin screw extruder.
폴리락트산(PLA, 미국 네이쳐웍스사 Garde 3001D MI 10~30) 70 중량부에 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 (PBAT, 바스프사 Grade ecoflex7011) 10 중량부, 가소제 6 중량부, 결정화 핵제(일본 다께모토 유지 Grade LAK-301) 3 중량부, 탈크 10 중량부, 기타 첨가제(산화방지제 등) 1 중량부를 이축 압출기를 이용하여 펠렛 상태로 제조하였다.
70 parts by weight of polylactic acid (PLA, Garde 3001D MI 10-30, NatureWorks, USA) 10 parts by weight of biodegradable aliphatic-aromatic polyester (PBAT, BASF's Grade ecoflex7011), 6 parts by weight of plasticizer, crystallization nucleating agent (Tadamoto, Japan) Oil fat Grade LAK-301) 3 parts by weight, talc 10 parts by weight, and 1 part by weight of other additives (antioxidants, etc.) were prepared in a pellet state using a twin screw extruder.
< < 비교예Comparative example 1 > 1>
폴리락트산(PLA, 미국 네이쳐웍스사 Grade 3001D) 80 중량부에 가소제 9 중량부, 탈크 10중량부, 기타 첨가제(산화방지제 등) 1 중량부를 이축 압출기를 이용하여 펠렛 상태로 제조하였다.
9 parts by weight of a plasticizer, 9 parts by weight of plasticizer, 10 parts by weight of talc, and 1 part by weight of other additives (such as antioxidant) were prepared in a pellet state using a twin screw extruder in 80 parts by weight of polylactic acid (PLA, Nature Works, Grade 3001D).
< <
시험예Test Example
> 내열성 평가 > Heat resistance rating
상기 실시예 및 비교예에 나타낸 사용비율로 각 성분을 혼합하여 펠릿화한 것을 사출기내에서 가열, 용융, 혼합한 후, 실린더 온도는 190 ℃, 다이온도는 185 ℃로 충분히 안정화 시킨 사출기에서 사출하여 테스트용 시편을 제작하여 성형성 및 특성을 평가하였고, 그 결과를 다음 [표 1]에 나타내었다.
After mixing, pelletizing and mixing the respective components at the use ratios shown in the Examples and Comparative Examples in the injection molding machine, the injection was carried out in an injection molding machine in which the cylinder temperature was 190 ° C and the die temperature was sufficiently stabilized at 185 ° C. Test specimens were prepared to evaluate moldability and characteristics, and the results are shown in the following [Table 1].
불가Molding
Impossible
주 ) ※1 :LAK-301 미립자 결정화 핵제, 입자 Size 18.3um Note 1 : 1 : LAK-301 fine particle crystallization nucleating agent, particle size 18.3um
※2 :LAK-302 소미립자 결정화 핵제, 입자 Size 2.3um ※ 2 : LAK-302 small particle crystallization nucleating agent, particle size 2.3um
※3 : 인장강도측정, ASTM D 638:2003 Speed of Testing 20mm/min, TEST Specimen : Type 1
※ 3 : Tensile strength measurement, ASTM D 638: 2003 Speed of Testing 20mm / min, TEST Specimen: Type 1
테스트 결과 결정화 핵제인 방향족 술폰산염 (Aromatic sulfonate derivatives)의 사용으로 결정화 온도 및 결정화 열량이 비약적으로 향상 되었으며 하중변형온도 측정결과 급속한 결정화의 진행으로 우수한 내열성을 나타내었다. According to the test results, the use of aromatic sulfonate derivatives, a nucleating agent, significantly improved the crystallization temperature and the calorific value of the crystallization, and the result of the load strain temperature measurement showed excellent heat resistance.
열특성 분석은 시차 주사 분석기(DSC)를 이용하였다. 본 장치는 승온 속도를 10℃/분으로 설정하여 시료의 열특성을 측정하고, 초기 승온시의 결정화 피크의 온도를 결정화 온도(Tmc)로, 결정화 피크의 결정화 열량을(△Hm) 결정하였다.Thermal characterization was performed using a differential scanning analyzer (DSC). This apparatus set the temperature increase rate to 10 degree-C / min, measured the thermal characteristic of a sample, and determined the crystallization heat amount ((triangle | delta) Hm) of the crystallization peak as the crystallization temperature (Tmc) as the temperature of the crystallization peak at the initial temperature rising.
이를 통해, 폴리락트산을 함유하는 수지조성물의 내열성 향상은 폴리락트산의 결정화도를 조절하여 개선할 수 있는 것을 확인하였다. 또한, 생분해성 폴리에스테르(혹은 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르)를 추가하여 성형용기의 내충격 강도를 개선할 수 있었다.Through this, it was confirmed that the heat resistance improvement of the resin composition containing polylactic acid can be improved by controlling the degree of crystallization of polylactic acid. In addition, the biodegradable polyester (or biodegradable aliphatic-aromatic polyester) may be added to improve the impact resistance of the molding container.
또한, 폴리락트산을 함유하는 내열성 성형용기의 사출은 통상적인 사출 방법, 구체적으로는 폴리락트산을 사용하여 결정화 온도에서 사출하는 것이 아니라 무기물과 소정의 유기결정화제, 구체적으로는 탈크와 소정의 유기 결정화제를 이용하고, 더욱 구체적으로는 탈크와 방향족 술폰산염을 사용하여 사출시간을 단축시킬 수 있는 것을 확인하였다.In addition, the injection of the heat-resistant molding container containing polylactic acid is not carried out at the crystallization temperature using a conventional injection method, specifically, polylactic acid, but rather inorganic and predetermined organic crystallization agents, specifically talc and predetermined organic crystals. It was confirmed that the injection time can be shortened by using an agent, and more specifically, talc and an aromatic sulfonate.
이와 같이 본 발명에 따르면, 폴리락트산을 함유하는 내열성 성형용기는 이산화탄소 발생량 절감 및 생분해성이 있는 폴리락트산의 사용을 통하여 친환경적인 성형용기를 제조할 수 있으며, 더 나아가 내충격성을 향상시키기 위해 폴리락트산과 생분해성 폴리에스테르(혹은 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르)와 블렌딩 및 결정화 핵제를 이용한 특정 사출공정에서 예컨대 금형의 온도를 70~150℃로 가열하여 작업함으로써, 성형용기의 결정화도를 급격히 높임으로, 고온의 환경에서도 사용 할 수 있는 성형용기를 제조할 수 있다.
As described above, according to the present invention, a heat-resistant molding container containing polylactic acid can produce an eco-friendly molding container through the use of polylactic acid having reduced carbon dioxide generation and biodegradability, and furthermore, to improve impact resistance. In the specific injection process using blending and crystallization nucleating agent with a biodegradable polyester (or biodegradable aliphatic-aromatic polyester), for example, by heating the temperature of the mold to 70 ~ 150 ℃, by increasing the crystallinity of the molding container, It is possible to manufacture molding containers that can be used even in high temperature environments.
이상, 구현예 및 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 구현예 및 실시예들에 한정되지 않으며, 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함이 명백하다.
Although the present invention has been described in detail with reference to embodiments and examples, the present invention is not limited to the above embodiments and embodiments, and may be modified in various forms, and within the technical spirit of the present invention. It is obvious that many modifications are possible to those skilled in the art.
Claims (8)
A biodegradable resin composition comprising 70 to 95 parts by weight of polylactic acid, 0.5 to 3 parts by weight of crystallization nucleating agent, and 5 to 20 parts by weight of filler.
생분해성 폴리에스테르 5 ~ 20 중량부, 및 가소제 0.05 ~ 15 중량부를 추가 포함하는,
생분해성 수지 조성물.
The method of claim 1,
Further comprising 5 to 20 parts by weight of biodegradable polyester, and 0.05 to 15 parts by weight of a plasticizer,
Biodegradable resin composition.
상기 결정화 핵제는 방향족 술폰산염인 것인,
생분해성 수지 조성물.
The method of claim 1,
The crystallization nucleating agent is an aromatic sulfonate,
Biodegradable resin composition.
상기 충전제는 탈크, 탄산칼슘, 라임스톤, 이산화티타늄, 및 카본블랙으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것인,
생분해성 수지 조성물.
The method of claim 1,
The filler is one or more selected from the group consisting of talc, calcium carbonate, limestone, titanium dioxide, and carbon black,
Biodegradable resin composition.
폴리히드록시 카르본산, 히드록시카르본산 또는 지방족 다가알코올과 지방족 다가염기산을 포함하는 지방족 폴리에스테르 또는 지방족-방향족 폴리에스테르인 것, 또는,
히드록시카르본산 또는 지방족 다가알코올에서 선택되는 모노머 및 지방족 다가염기산에서 선택되는 모노머의 공중합체인 것인,
생분해성 수지 조성물.
The method according to claim 2, wherein the biodegradable polyester,
Aliphatic polyesters or aliphatic-aromatic polyesters comprising polyhydroxy carboxylic acid, hydroxycarboxylic acid or aliphatic polyhydric alcohols and aliphatic polybasic acids, or
It is a copolymer of the monomer chosen from hydroxycarboxylic acid or aliphatic polyhydric alcohol, and the monomer chosen from aliphatic polybasic acid,
Biodegradable resin composition.
안정화제, 슬립제, 분산제, 커플링제, 산화방지제, 및 UV 안정화제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 첨가제 1 ~ 20 중량부를 추가 포함하는,
생분해성 수지 조성물.
The method of claim 1,
Further comprising 1 to 20 parts by weight of one or more additives selected from the group consisting of stabilizers, slip agents, dispersants, coupling agents, antioxidants, and UV stabilizers,
Biodegradable resin composition.
생분해성 성형 용기.
A biodegradable resin composition according to any one of claims 1 to 6,
Biodegradable Molded Containers.
상기 생분해성 수지 조성물의 사출시 금형의 온도가 70 ~ 150℃이고, 사출 후 냉각 시간은 20 ~ 120 초인,
생분해성 성형 용기.The method of claim 7, wherein
The temperature of the mold during injection of the biodegradable resin composition is 70 ~ 150 ℃, the cooling time after injection is 20 ~ 120 seconds,
Biodegradable Molded Containers.
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