KR20130124190A - 폴리(알킬렌 카보네이트)와 그것의 혼합물 입자의 캡슐화 방법 및 그것의 이용 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리(알킬렌 카보네이트)의 표면에 이종 수지가 코팅된 폴리(알킬렌 카보네이트)캡슐 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 유리전이 온도 이상에서 표면 끈적거림을 갖는 수지를 펠렛 또는 칩의 상태로 가공해 유통할 때 입자들이 서로 붙는 블로킹을 방지한 폴리(알킬렌 카보네이트)캡슐 및 이의 제조방법을 제공한다.

Description

폴리(알킬렌 카보네이트)와 그것의 혼합물 입자의 캡슐화 방법 및 그것의 이용 {Encapsulation of Poly(alkylene carbonate) particle or its mixture and using thereof}
본 발명은 폴리(알킬렌 카보네이트) 수지의 고온 유통시에 블로킹을 방지할 수 있는 기술에 관한 것이다.
폴리(알킬렌 카보네이트)는 최근 이산화탄소와 프로필렌옥시드, 에틸렌옥시드, 부틸렌옥시드, 펜텐옥시드, 헥실렌옥시드, 시클로헥실렌옥시드 및 옥텐옥시드와 같은 알킬렌옥시드 단량체 또는 이들 단량체의 혼합물과의 공중합 또는 다중중합 반응을 통한 제조기술이 개발되었으며 이들의 다양한 물성과 친환경성에 힘입어 상업화가 시도되고 있다. 뿐만 아니라 알킬렌 유도체에 다른 관능기를 도입한 단량체가 도입되어 다양한 종류의 공중합체 고분자와 삼중합체 고분자가 개발되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2009-0025219호(특허문헌 1)에는 이산화탄소와 에폭사이드로부터 폴리알킬렌 카보네이트를 제조하는 방법을 개시하고 있으며, 대한민국 공개특허 제10-2013-0013764호(특허문헌 2)에는 폴리알킬렌카보네이트와 폴리락타이드의 트리블록공중합체의 제조방법을 개시하고 있다. 그러나 이들 다양한 폴리(알킬렌 카보네이트)들은 유리전이온도 이상에서 표면의 끈적거림이 나타나 일반적인 펠렛이나 칩형태로 유통 시에 각 입자간에 달라붙는 블로킹 현상이 발생하게 되므로 유리전이온도보다 낮은 온도와 낮은 하중 상태에서 유통을 필요로 한다. 따라서 이로 인한 유통 비용과 포장비용의 상승이 초래되고 펠렛 제조 과정에서부터 이송과 저장의 전 과정을 유리전이온도 이하로 유지할 필요가 있다.
시클로헥실렌옥시드-프로필렌옥시드-이산화탄소의 삼중합체인 폴리(시클로헥실렌-플로필렌 카보네이트) 삼중합체(Terpolymer)에 대하여 개시된 바 있으며, 이 경우 유리전이온도가 시클로헥실렌 카보네이트 함량 증가에 따라 유리전이온도가 상승하나 역시 유리전이온도 이상에서의 표면 끈적거림에 블로킹(Blocking) 현상이 발생하므로 안정적인 유통을 위해서는 안티블로킹(Anti-blocking) 방법이 필요하다.
현재 유통되는 폴리(알킬렌 카보네이트)의 일종인 폴리(프로필렌 카보네이트)는 블로킹 문제로 인해 순수한 수지 형태로 유통되기 보다는 전분(Starch)와 같은 다른 수지 또는 무기물 충진제를 혼합한 컴파운드 형태로 유통되거나 경우에 따라서는 이들 컴파운드를 필름 형태까지 가공해 유통하고 있다. 이런 폴리(알킬렌 카보네이트)의 컴파운드 형태의 유통은 제품 형태의 다양성을 감소시켜 다양한 용도로의 적용을 제약한다.
대한민국 공개특허 제10-2009-0025219호 대한민국 공개특허 제10-2013-0013764호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 폴리(알킬렌 카보네이트)가 유리전이온도 이상에서의 표면 끈적임을 방지할 수 있는 폴리(알킬렌 카보네이트)의 캡슐화 방법을 제공하는 것이다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은
폴리(알킬렌 카보네이트)의 표면에 하기 식 1 및 식 2를 만족하는 이종(異種) 수지가 코팅된 폴리(알킬렌 카보네이트)캡슐을 제공할 수 있다.
70 ≤ T ≤ 270 [식 1]
5,000 ≤ Mw ≤ 200,000 [식 2]
(상기 식 1에서 T는 Melting Point 또는 Softening Point(℃)를 나타내는 것이고, 상기 식 2에서 Mw는 중량평균분자량(g/mol)을 나타내는 것이다.)
상기 이종 수지는 대기중에서 표면의 끈적거림이 없는 것을 특징으로 한다.
구체적으로는 폴리아마이드, 폴리(부틸렌 아디페이트-co-부틸렌-테레프탈레이트), 폴리(부티리렌 숙시네이트), 폴리(부틸렌 숙시네이트-co-부틸렌 아디페이트), 셀룰로오스 아세테이트, 트리아세테이트 셀룰로오스, 폴리(메틸 메타아크릴레이트), 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜아세테이트, 폴리비닐알콜, 스타치, 스티렌부타디엔스티렌, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌, 스티렌말레익무수물, 에틸렌말레익무수물, 폴리락트산, 락타이드-글리코라이드 공중합체(PLGA; Poly D,L-lactide-co-glycolide) 및 폴리하이드록시알카노에이트 등의 폴리머류에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 이용하여 표면이 코팅된 폴리(알킬렌 카보네이트) 캡슐을 제공할 수 있다.
또한 상기 폴리(알킬렌 카보네이트) 및 디글리시딜 에테르에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 다중 중합체를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 폴리(알킬렌 카보네이트) 100 중량부 및 이종 수지 0.5 ~ 10중량부를 포함하는 폴리(알킬렌 카보네이트) 캡슐을 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 폴리(알킬렌 카보네이트)에 이종 수지가 용해된 수지용액을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 수지용액의 용매를 제거하는 단계; 를 포함하는 폴리(알킬렌 카보네이트)캡슐의 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 용매는 유기용매를 사용할 수 있다.
상기 용매는 또 다른 일예로 표면장력이 55dyne/cm 이하인 수계 용매를 사용할 수도 있다.
이때 상기 수계 용매는 알코올계 용매 및 계면활성제를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 폴리(알킬렌 카보네이트)의 가공에 영향을 최소화하여 다양한 형태의 가공이 가능하고, 표면 끈적거림을 개선하여 유통, 저장에서의 적재 하중과 온도의 제약을 개선할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 폴리(알킬렌 카보네이트)의 표면에 이종 수지가 코팅된 폴리(알킬렌 카보네이트)캡슐을 제공하여 본 발명을 완성하였다.
보다 구체적으로 본 발명은 폴리(알킬렌 카보네이트) 펠렛이나 칩의 표면에 이종 수지가 코팅된 형태의 폴리(알킬렌 카보네이트)캡슐을 제공한다.
본 발명은 폴리(알킬렌 카보네이트) 수지가 유리전이온도 이상에서 어느 정도 하중을 받아도 블로킹이 생기지 않도록 하는 것으로써 표면에 코팅된 이종 수지와 펠렛이나 칩 형태의 폴리(알킬렌 카보네이트) 수지 간의 접착력이 우수해 코팅 후에도 이종 수지의 박리가 일어나지 않으며, 본 발명에 따른 캡슐의 가공 공정에서 이들의 투명성이나 기계적 물성 등에 영향을 최소화시키는 것이 중요하다.
본 발명에 따른 폴리(알킬렌 카보네이트) 수지는 공중합체이든 삼중합체이든 모두 포함되고 또한 각 수지에 다른 수지를 블렌딩 하거나 다른 무기물을 혼합한 타입도 모두 사용할 수 있다,
일 예로 폴리(알킬렌 카보네이트)는 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 글리시딜 알킬 에테르, 글리시딜 아크릴레이트 및 디글리시딜 에테르에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 다중 중합체를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예로는 분자량이 5,000 내지 300,000 g/mole인 폴리(프로필렌 카보네이트)인 것을 사용하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 이종수지는 대기 중에서 끈적거림이 없으며, 폴리(알킬렌 카보네이트) 수지와의 상용성이 중요한데 최소한 부분적으로라도 혼화성 (Miscibility)를 갖는 것을 선정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 폴리아마이드, 폴리(부틸렌 아디페이트-co-부틸렌-테레프탈레이트), 폴리(부티리렌 숙시네이트), 폴리(부틸렌 숙시네이트-co-부틸렌 아디페이트), 셀룰로오스 아세테이트, 트리아세테이트 셀룰로오스, 폴리(메틸 메타아크릴레이트), 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜아세테이트, 폴리비닐알콜, 스타치, 스티렌부타디엔스티렌, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌, 스티렌말레익무수물, 에틸렌말레익무수물, 폴리락트산 및 락타이드-글리코라이드 공중합체(PLGA; Poly D,L-lactide-co-glycolide) 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 선택하는 것이 바람직하다.
상기 이종수지의 중량평균분자량은 제한되지는 않으나, 5,000 내지 200,000 g/mole 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10,000 내지 200,000g/mole인 것이 효과적이다. 또한 이종수지는 멜팅포인트(Melting Point) 또는 소프트닝 포인트(Softening Point)가 70 내지 270℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100 내지 160℃인 것이 폴리(알킬렌 카보네이트)와 부분 상용성이 있어 균일하게 코팅층을 형성할 수 있으므로 효과적이다.
또한, 이러한 이종수지는 에탄올 또는 프로판올 등의 알코올류 용매에 녹는 것이 바람직하다.
상기 이종 수지를 적용함으로써 본 발명에 따른 폴리(알킬렌 카보네이트) 캡슐은 최소한 70℃ 이하에서는 블로킹이 발생하지 않는다.
또한 상기 목적을 달성하기 위하여, 폴리(알킬렌 카보네이트) 캡슐을 구성하고 있는 각 성분의 함량은 폴리(알킬렌 카보네이트) 100 중량부 및 이종 수지 0.5 내지 10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 0.5 미만일 경우 코팅두께가 얇아 블로킹 방지 특성을 보이기 어려우며, 10 중량부를 초과하면 폴리(알킬렌 카보네이트) 자체의 물성에 영향을 끼칠 수 있다
또한 이러한 이종수지의 코팅두께는 0.05 내지 100 ㎛ 인 것이 바람직하다. 0.05 ㎛ 미만일 경우에는 블로킹성의 효과가 미미하며, 100 ㎛ 초과일 경우에는 가공성이 떨어지는 단점이 있다.
또한 본 발명은,
폴리(알킬렌 카보네이트)에 이종 수지가 용해된 수지용액을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 수지용액의 용매를 제거하는 단계; 를 포함하는 폴리(알킬렌 카보네이트)캡슐화 제조방법을 제공한다.
먼저 폴리(알킬렌 카보네이트)에 이종 수지가 용해된 수지용액을 코팅하는 단계에 대하여 설명하고자 한다.
여기서 상기 이종 수지는 폴리아마이드, 폴리(부틸렌 아디페이트-co-부틸렌-테레프탈레이트), 폴리(부티리렌 숙시네이트), 폴리(부틸렌 숙시네이트-co-부틸렌 아디페이트), 셀룰로오스 아세테이트, 트리아세테이트 셀룰로오스, 폴리(메틸 메타아크릴레이트), 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜아세테이트, 폴리비닐알콜, 스타치, 스티렌부타디엔스티렌, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌, 스티렌말레익무수물, 에틸렌말레익무수물, 폴리락트산 및 락타이드-글리코라이드 공중합체(PLGA; Poly D,L-lactide-co-glycolide)에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 이종 수지에 적합한 용매를 선정하고 펠렛이나 칩의 표면에 코팅이 잘 이루어지도록 젖음성(wettability)을 제공하는 폴리(알킬렌 카보네이트) 캡슐의 제조방법을 제공하고자 한다.
이를 위해 폴리(알킬렌 카보네이트) 상기 이종수지와의 용해력을 유지하면서도 젖음성 개선을 위해 용매의 조성을 결정하고 적정 계면활성제를 선정해 혼합하는 것이 바람직하다. 또한 코팅 공정 및 용액의 저장, 이송 등의 가공 과정에서 기포 발생에 의한 코팅 불량을 방지하기 위해 알코올 및 소포제를 배합할 수 있다.
용매는 이종수지를 용해할 수 있는 유기용매 또는 수계용매이면 제한 없이 사용할 수 있다.
특히, 상기의 이종 수지 중에서 폴리(부틸렌 아디페이트-co-부틸렌-테레프탈레이트)(PBAT), 폴리(부티리렌 숙시네이트)(PBS), 폴리(부틸렌 숙시네이트-co-부틸렌 아디페이트)(PBSA), 셀룰로오스 아세테이트(CA), 트리아세테이트 셀룰로오스(TAC) 및 폴리(메틸 메타아크릴레이트)(PMMA) 수지들은 아세톤(Acetone), 메틸렌클로라이드(MC), 프로필렌글리콜에터아세테이트(PGEA), 메틸에틸케톤(MEK) 및 테트라하이드로퓨란(THF) 등과 같이 증발 속도가 빠르면서 극성인 용매에 대해 용해도가 높아 바람직하다.
또한, 폴리비닐피롤리돈(PVP) 및 폴리비닐알콜아세테이트(PVAc), 폴리아마이드는 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올 등의 저급 알코올을 용매로 사용하는 것이 바람직하고, 폴리비닐알콜(PVA) 및 스타치,는 물을 용매로 사용할 수 있으며, 스티렌부타디엔스티렌(SBS), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(ABS), 스티렌말레익무수물(SMA) 및 에틸렌말레익무수물(EMA)은 톨루엔. 메틸시클로헥산 및 메틸렌클로라이드와 같은 유기용매를 사용하는 것이 바람직하다.
수지 용액의 고형분은 크게 제한되는 것은 아니나 1 ~ 50%, 보다 바람직하게는 1 ~ 20% 인 것이 적절하다.
코팅방법은 크게 제한되지 않으며, 스프레이 코팅, 딥 코팅 등의 공지된 코팅방법들을 사용할 수 있다.
다음으로 상기 코팅된 수지용액의 용매를 제거하는 단계에 대하여 설명하고자 한다.
유기용매를 사용할 경우 폴리(알킬렌 카보네이트)가 같이 용해될 수 있어 코팅 후에 건조가 충분히 빠른 시간 안에 이루어져야 한다. 특히 극성의 유기용매를 사용할 경우는 펠렛이나 칩 표면에 접촉함과 동시에 증발이 이루어져야 폴리(알키리렌 카보네이트) 펠렛이나 칩 내부로 용매가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 이를 위해서 유기 용매를 사용하는 경우는 반드시 도포 직후 바로 공기나 질소로 건조시키는 과정이 수반되어야 한다.
수계 용매를 사용할 경우는 폴리(알킬렌 카보네이트)의 높은 소수성으로 물에 의해 팽윤되지 않아 건조시간을 짧게 할 필요가 없다.
그러나 폴리(알킬렌 카보네이트)의 소수성으로 인하여 젖음성 곧 퍼짐성과 균일한 코팅막을 형성하기 위하여 표면장력이 55dyne/cm 이하의 수계 용매를 제공하는 것이 바람직하다는 결론에 이르렀다. 보다 바람직하게는 표면장력이 20~50dyne/cm 의 범위를 갖는 것이 좋다.
그러나 소수성 표면에 수계 코팅액을 도포해야 하므로 폴리(알킬렌 카보네이트) 표면에 대한 젖음성을 높이고 또한 수분 건조의 시간을 줄이기 위해 증발을 촉진하는 조성을 만드는 것이 유리하다. 따라서 수계용매의 경우 표면장력이 55dyne/cm 이하의 수계 용매를 제공하기 위해서 알코올계 용매 및 계면활성제를 더 포함하는 폴리(알킬렌 카보네이트)캡슐의 제조방법을 제공한다.
계면활성제는 수계 도료나 잉크에 사용되는 계면활성제 중에서 선택할 수 있으며 비이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제 및 양이온계 계면활성제 중에서 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 알코올계 용매는 크게 제한되는 것은 아니나 메탄올, 에탄올, 노르말프로판올 및 이소프로판올 등에서 선택한 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 표면장력이 55dyne/cm 이하의 수계 용매를 제공하여 젖음성을 개선할 수 있다.
또한 거품이 발생하는 것을 방지하게 위해 알코올계 용매 또는 실리콘계 소포제를 소량 첨가할 수 있다.
상기의 방법으로 제조한 코팅 용액은 폴리(알킬렌 카보네이트) 표면에 대한 접착력이 강하고 균일한 도막을 형성할 수 있다.
상기 수지 용액을 코팅하는 방법은 수계의 경우 스트랜드(Strand)가 중간에 코팅액 속에 잠기게 한 후에 펠렛이나 칩으로 제조하는 방법과 코팅 용액 속으로 압출되도록 하는 다이-페이스 커팅(die-face cutting)을 적용하여 표면을 코팅한 후, 원심분리로 과량의 도포된 용액을 제거한 후 건조시켜 표면에 박막을 형성시켰다.
유기용매를 사용하는 코팅용액 중에서 톨루엔과 같이 폴리(알킬렌 카보네이트)를 용해시키지 못하는 비극성 용매인 경우 스트랜드를 적시고 후단에서 건조하는 방법과 펠렛이나 칩을 만든 후, 용액에 담갔다가 원심분리기 과량의 용액을 표면으로부터 제거하고 건조하여 도막을 형성하는 방법을 사용할 수 있다.
폴리(알킬렌 카보네이트)를 용해시키는 코팅용액의 경우 건조시간을 매우 짧게 하여 용매가 폴리(알킬렌 카보네이트)내부로 침투하는 것을 방지하였다. 이를 위해 스트랜드가 고리 모양의 스프레이 장치를 지날 때 용액을 스트랜드 원주 방향에서 뿌리고 바로 이어서 공기나 질소 커튼으로 불어 건조시켜 도막을 형성할 수 있다.
위와 같이 제조된 펠렛은 제조 방법에 따라 양 단면에서 폴리(알킬렌 카보네이트)가 노출되는 경우도 있으나 안티블로킹의 효과는 크게 줄지 않는다. 블로킹 실험은 ASTM D3003-94 규격에 근거하여 블로킹을 정의하였으며, 펠렛이나 칩의 적재 시에 부과되는 하중을 계산하여 30~300g/㎠의 하중이 부과되도록 하였으며, 이후 온도를 변화시키면 블로킹의 발생 여부를 확인하였다. 이 결과 상기의 수지들은 최대 300g/㎠의 하중 하에서 최대 70℃까지 블로킹이 방지되었으며, 하중이 낮아지면 블로킹이 방지되는 온도는 100℃ 까지도 상승할 수 있었다. 따라서 블로킹 방지 온도를 높이기 위한 방법으로 카툰박스(Carton box) 포장을 병행하여 최대 적재 높이의 제약을 개선할 수 있다.
이하는 본 발명을 하기의 실시예에 의거하여 좀 더 상세히 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 하기 실시예에 의하여 한정하지는 않는다.
[실시예 1] 수지 용액의 제조
1) 폴리(부틸렌 아디페이트-co-부틸렌-테레프탈레이트)(분자량: 130,000g/ mole, MP : 120℃)를 메틸렌 클로라이드에 50℃에서 5% 농도로 녹인 후 뚜껑이 있는 병에 저장한다.
2) 폴리(부티리렌 숙시네이트)(분자량: 70,000g/mole, MP : 113℃)를 메틸렌 클로라이드에 3% 농도로 50℃에서 녹인 후 뚜껑이 있는 병에 저장한다.
3) 폴리(부틸렌 숙시네이트-co-부틸렌 아디페이트(분자량: 80,000g/mole, MP : 105℃)를 메틸렌 클로라이드에 3% 농도로 50℃에서 녹인 후 뚜껑이 있는 병에 저장한다.
4) 셀룰로오스 아세테이트(분자량: 70,000g/mole, MP : 220℃)를 아세톤에 3% 농도로 50℃에서 녹인 후 뚜껑이 있는 병에 저장한다.
5) 트리아세테이트 셀룰로오스(분자량: 80,000g/mole, MP : 260℃)를 아세톤에 3% 농도로 50℃에서 녹인 후 뚜껑이 있는 병에 저장한다.
6) 폴리(메틸 메타아크릴레이트(분자량: 300,000g/mole, MP : 160℃)를 아세톤에 3% 농도로 50℃에서 녹인 후 뚜껑이 있는 병에 저장한다.
7) 폴리비닐피롤리돈(분자량: 40,000g/mole, MP : 150℃)을 에탄올에 3% 농도로 50℃에서 녹인 후 뚜껑이 있는 병에 저장한다.
8) 폴리비닐피롤리돈(분자량: 40,000g/mole, MP : 150℃)을 물에 5% 농도로 50℃에서 녹인 후 에탄올을 추가해 3%로 희석시킨 후 폴리옥시에틸렌 0.1%를 추가한 뒤에 뚜껑이 있는 병에 저장한다.
9) 폴리비닐알콜아세테이트(분자량: 100,000g/mole, SP : 70℃)를 에탄올에 3% 농도로 50℃에서 녹인 후 뚜껑이 있는 병에 저장한다.
10) 폴리비닐알콜(분자량: 80,000g/mole, MP : 200℃)을 물에 5% 농도로 50℃에서 녹인 후 에탄올로 3%가 되도록 희석하고 다시 분자량 400g/mole의 폴리옥시에틸렌을 0.1% 넣고 잘 교반해 표면장력이 50dyne/cm 이하로 조정해 뚜껑이 있는 병에 저장한다.
11) 스타치(전분) (분자량: 200,000g/mole, SP : 80℃)를 물에 3% 농도로 50℃에서 녹인 후 분자량 400g/mole의 폴리옥시에틸렌 0.1%를 추가한 뒤 뚜껑이 있는 병에 저장한다.
12) 스티렌부타디엔스티렌 (분자량: 150,000g/mole, SP : 150℃)을 톨루엔에 3% 농도로 50℃에서 녹인 후 뚜껑이 있는 병에 저장한다.
13) 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(분자량: 200,000g/mole, SP : 150℃)을 톨루엔에 3% 농도로 50℃에서 녹인 후 뚜껑이 있는 병에 저장한다.
14) 스티렌말레익무수물 (분자량: 200,000g/mole, SP : 120℃)을 톨루엔에 3% 농도로 50℃에서 녹인 후 뚜껑이 있는 병에 저장한다.
15) 에틸렌말레익무수물(분자량: 200,000g/mole, SP : 250℃)을 톨루엔에 3% 농도로 50℃에서 녹인 후 뚜껑이 있는 병에 저장한다.
16) 폴리아마이드(제조회사:토마스 스완(영국), 제품명:CASAMID 878 SP : 150℃)을 에탄올에 4% 농도로 50도에서 녹인 후 뚜껑이 있는 병에 저장한다.
[실시예 2]
중량평균분자량이 150,000g/mol인 폴리(프로필렌 카보네이트)를 익스투로더 압출기에서 압출하면서 상기 실시예1의 수지 용액 1)에 잠겨서 10m/min의 속도로 지나게 하고 바로 40℃의 공기 커튼을 지나도록 하여 건조 도막을 형성하였다. 이렇게 도막이 도포된 스트랜드를 펠렛제조기(Pelletizer)를 이용해 펠렛을 제조하였다. 코팅된 펠렛에 250g/㎠의 하중을 가하고 70℃에서 24시간 두어 블로킹 여부를 확인하였다.
[실시예 3]
실시예 2에서 용액을 실시예 1의 수지 용액 2)로 도막을 형성하고 펠렛을 제조해 블로킹 실험을 하였다.
[실시예 4]
실시예 2에서 용액을 실시예 1의 수지 용액 3)으로 도막을 형성하고 펠렛을 제조해 블로킹 실험을 하였다.
[실시예 5]
실시예 2에서 용액을 실시예 1의 수지 용액 4)로 도막을 형성하고 펠렛을 제조해 블로킹 실험을 하였다.
[실시예 6]
실시예 2에서 용액을 실시예 1의 수지 용액 5)로 도막을 형성하고 펠렛을 제조해 블로킹 실험을 하였다.
[실시예 7]
실시예 2에서 용액을 실시예 1의 수지 용액 6)으로 도막을 형성하고 펠렛을 제조해 블로킹 실험을 하였다.
[실시예 8]
실시예 2에서 용액을 실시예 1의 수지 용액 7)로 도막을 형성하고 펠렛을 제조해 블로킹 실험을 하였다.
[실시예 9]
실시예 2에서 용액을 실시예 1의 수지 용액 8)로 도막을 형성하고 펠렛을 제조해 블로킹 실험을 하였다.
[실시예 10]
실시예 2에서 용액을 실시예 1의 수지 용액 9)로 도막을 형성하고 펠렛을 제조해 블로킹 실험을 하였다.
[실시예 11]
실시예 2에서 용액을 실시예 1의 수지 용액 10)로 도막을 형성하고 펠렛을 제조해 블로킹 실을 하였다.
[실시예 12]
실시예 2에서 용액을 실시예 1의 수지 용액 11)로 도막을 형성하고 펠렛을 제조해 블로킹 실험을 하였다.
[실시예 13]
실시예 2에서 용액을 실시예 1의 수지 용액 12)로 도막을 형성하고 펠렛을 제조해 블로킹 실험을 하였다.
[실시예 14]
실시예 2에서 용액을 실시예 1의 수지 용액 13)으로 도막을 형성하고 펠렛을 제조해 블로킹 실험을 하였다.
[실시예 15]
실시예 2에서 용액을 실시예 1의 수지 용액 14)로 도막을 형성하고 펠렛을 제조해 블로킹 실험을 하였다.
[실시예 16]
실시예 2과 같은 방법으로 제조하되, 실시예 1의 수지 용액 15)로 도막을 형성하고 펠렛을 제조해 블로킹 실험을 하였다.
[실시예 17]
실시예 2과 같은 방법으로 제조하되, 실시예 1의 수지 용액 8) 속으로 익스트루전(Extrusion)시키면서 다이-패이스 커팅(Die-face cutting)을 하여 펠렛을 제조해 블로킹 실험을 하였다.
[실시예 18]
실시예 17과 같은 방법으로 제조하되, 실시예 1의 수지 용액 10)으로 도막을 형성하고 펠렛을 제조해 블로킹 실험을 하였다.
[실시예 19]
실시예 17과 같은 방법으로 제조하되, 실시예 1의 수지 용액 11)로 도막을 형성하고 펠렛을 제조해 블로킹 실험을 하였다.
[실시예 20]
실시예 17과 같은 방법으로 제조하되, 폴리(프로필렌 카보네이트) 대신에 중량평균분자량이 200,000g/mole인 폴리(에틸렌 카보네이트)를 사용해 펠렛을 제조하여 블로킹 실험을 하였다.
[실시예 21]
실시예 17과 같은 방법으로 제조하되, 폴리(프로필렌 카보네이트) 대신에 인 폴리(프로필렌 카보네이트)와 PBAT를 1:1 중량비로 혼합해 익스투루전(Extrusion) 압출한 펠렛을 제조하여 코팅한 후 블로킹 실험을 실시하였다.
[실시예 22]
실시예 2와 같은 방법으로 제조하되, 실시예 1의 수지 용액 16)으로 도막을 형성하고 펠렛을 제조해 블로킹 실험을 하였다.
[비교예 1]
중량평균분자량이 150,000g/mole 펠렛을 코팅단계 없이 제조하고 블로킹 실험을 실시하였다.
상기 실시예 2~22 및 비교예 1의 블로킹 실험 결과를 표 1에 정리하였다. 블로킹 실험은 하중 250g/㎠, 온도 70℃ 조건에서 펠렛이 낱알로 하나하나 떨어질 경우 "발생 없음"으로 나타내었으며, 펠렛이 서로 엉겨 붙어 한 덩어리로 되어 낱알로 떨어지지 않을 경우 "발생"으로 나타내었다. 또한, 하중 30g/㎠, 온도 100℃ 조건에서 12시간 동안 블로킹이 발생하지 않은 것을 알 수 있었다.
[표 1] 하중 250g/㎠, 온도 70℃에서의 블로킹 실험 결과
Figure pat00001
상기 블로킹 실험결과로부터 본 발명의 폴리(알킬렌 카보네이트)의 표면 코팅에 의한 캡슐화 방법은 유리전이온도 이상에서의 블로킹을 방지할 수 있어 운송, 저장 과정에서의 편의성을 확보할 수 있음을 확인하였다.
또한, 본 발명에 의하여 제조된 실시예 2~22 및 비교예 1의 폴리(알킬렌 카보네이트)를 각각 압출에 의한 캐스팅(casting film)을 제작하고 카렌다 방법으로 시트를 제작하여 ASTM D638에 의거하여 기계적 물성(인장강도 및 신율)을 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 정리하였다.
[표 2] 코팅 후 인장강도 및 신율 측정 결과
Figure pat00002
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의하여 제조된 실시예 2~22의 폴리(알킬렌 카보네이트) 시트는 이종수지의 코팅단계가 없는 비교예 1의 시트와 비교하여도 인장강도 및 인장 신율의 차이가 거의 없음에 따라, 이종수지의 코팅층을 가지더라도 폴리(알킬렌 카보네이트)가 가지는 기계적 물성은 차이가 없음을 확인하였다. 이는 폴리(알킬렌 카보네이트)와의 부분상용성을 갖는 이종 수지를 선정함으로 인하여 후가공 공정에의 영향을 최소화 하였음을 알 수 있었다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명은 위의 실시예들에 제한되지 않는다.

Claims (9)

  1. 폴리(알킬렌 카보네이트)의 표면에 하기 식 1 및 식 2를 만족하는 이종 수지가 코팅된 폴리(알킬렌 카보네이트) 캡슐.
    70 ≤ T ≤ 270 [식 1]
    5,000 ≤ Mw ≤ 200,000 [식 2]
    (상기 식 1에서 T는 Melting Point 또는 Softening Point(℃)를 나타내는 것이고, 상기 식 2에서 Mw는 중량평균분자량(g/mol)을 나타내는 것이다.)
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이종 수지는 폴리아마이드, 폴리(부틸렌 아디페이트-co-부틸렌-테레프탈레이트), 폴리(부티리렌 숙시네이트), 폴리(부틸렌 숙시네이트-co-부틸렌 아디페이트), 셀룰로오스 아세테이트, 트리아세테이트 셀룰로오스, 폴리(메틸 메타아크릴레이트), 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜아세테이트, 폴리비닐알콜, 스타치, 스티렌부타디엔스티렌, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌, 스티렌말레익무수물, 에틸렌말레익무수물, 폴리락트산 및 락타이드-글리코라이드 공중합체(PLGA; Poly D,L-lactide-co-glycolide)에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 폴리(알킬렌 카보네이트) 캡슐.
  3. 제 1항에 있어서,
    폴리(알킬렌 카보네이트)는 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 글리시딜 알킬 에테르, 글리시딜 아크릴레이트 및 디글리시딜 에테르에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 다중 중합체를 포함하는 폴리(알킬렌 카보네이트) 캡슐.
  4. 제 1항에 있어서,
    폴리(알킬렌 카보네이트) 100 중량부에 대해 이종 수지 0.5~ 10 중량부를 포함하는 폴리(알킬렌 카보네이트) 캡슐.
  5. 폴리(알킬렌 카보네이트)에 이종 수지가 용해된 수지용액을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 수지용액의 용매를 제거하는 단계; 를 포함하는 폴리(알킬렌 카보네이트)캡슐의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 이종수지는 폴리아마이드, 폴리(부틸렌 아디페이트-co-부틸렌-테레프탈레이트), 폴리(부티리렌 숙시네이트), 폴리(부틸렌 숙시네이트-co-부틸렌 아디페이트), 셀룰로오스 아세테이트, 트리아세테이트 셀룰로오스, 폴리(메틸 메타아크릴레이트), 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜아세테이트, 폴리비닐알콜, 스타치, 스티렌부타디엔스티렌, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌, 스티렌말레익무수물, 에틸렌말레익무수물, 폴리락트산 및 락타이드-글리코라이드 공중합체(PLGA; Poly D,L-lactide-co-glycolide) 에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 폴리(알킬렌 카보네이트)캡슐의 제조방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 용매는 유기용매인 것을 특징으로 하는 폴리(알킬렌 카보네이트)캡슐의 제조방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 용매는 표면장력이 55dyne/cm 이하인 수계 용매인 것을 특징으로 하는 폴리(알킬렌 카보네이트)캡슐의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 수계 용매는 알코올계 용매 및 계면활성제를 더 포함하는 폴리(알킬렌 카보네이트)캡슐의 제조방법.

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