KR20150087084A - 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상용화제를 포함하는 폴리알킬렌 카보네이트와 폴리올레핀 또는 생분해성 폴리에스터를 기반으로 하는 컴파운딩 수지 조성물에 관한 것으로서, 컴파운딩 수지의 상용성 개선을 위한 상용화제 제조 및 적용을 통하여 인장강도, 신율, 인열강도 등의 기계적 물성 또는 접착력, 산소 및 수분 차단 특성, 열안정성 및 유연성 등의 물성을 향상시킬 수 있는 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 다층필름 및 성형품을 제공할 수 있다.

Description

폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물{Polyalkylene carbonate resin composition}
본 발명은 폴리알킬렌 카보네이트와 폴리올레핀 또는 생분해성 폴리에스테르를 기반으로 하는 상용성이 개선된 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물에 관한 것이다.
종래 산업 전반에 걸친 대다수 제품들은 석유를 원료로 제조되었다. 하지만, 이러한 제품들은 석유자원 부족으로 인한 가격 상승, 유해가스 발생, 제조공정 상 많은 에너지 소모뿐만 아니라 대량의 이산화탄소 등의 온실가스를 방출하여 환경이 오염되는 등의 문제점이 있다. 또한, 이러한 제품들은 사용 후 매립 처리시 생분해되는데 많은 시간이 걸리고, 소각 처리시 환경호르몬 또는 유독가스 등의 유해물질이 방출되어 심각한 환경오염을 야기하여 장기적으로 친환경 제품으로의 전환이 요구되는 실정이다.
이러한 요구에 부응하여 이산화탄소를 원료로 하는 고분자로 폴리알킬렌 카보네이트의 산업화의 진행이 이루어지고 있다. 폴리알킬렌 카보네이트는 부드러운 고무상의 플라스틱으로 가공성이 우수하고 분해특성의 조절이 용이하여 생분해성 고분자로 환경친화적이다. 또한, 친환경 수지로 우수한 강도 및 투명도, 차단성, 크린 버닝(clean burning) 특성으로 인하여 다양한 용도에 적용되고 있다.
하지만, 폴리알킬렌 카보네이트는 인장강도를 비롯한 기계적 강도 및 인장 신율이 낮은 강직한 특성(brittle)으로 인하여 유연성이 떨어지는 등 응용분야에 제한이 있다.
이에, 다른 물질을 혼합한 상태에서 성형하고 기존의 물성을 개선하는 연구가 이루어지고 있다.
한국공개특허 제2012-0086772호(특허문헌 1)에는 상용화제, 가소제, 가공조제와 같은 첨가제를 사용하여 물성을 개선한 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물이 개시되어 있으나, 여러 첨가물에 의해 물성 효과가 저하될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 플라스틱 중 범용이면서 저렴하고 가공성이 우수한 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀을 블랜딩시켜 폴리알킬렌 카보네이트의 단점을 개선하고자 하는 연구가 이루어지고 있으나, 폴리올레핀과 폴리알킬렌 카보네이트의 블랜딩은 용해 파라미터(solubility parameter)의 차이가 커서 혼합이 어렵다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 친환경 소재인 폴리알킬렌 카보네이트의 용도 다양화를 위하여 폴리올레핀 화합물 또는 생분해성 고분자와 혼합하여 인장강도를 포함하는 기계적 강도 및 유연성을 향상시킬 수 있는 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은
(a) 폴리알킬렌 카보네이트 및 (b) 폴리올레핀 및 생분해성 폴리에스테르 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지로 이루어진 기초 수지 및 (c) 제1상용화제를 포함하는 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 (a) 폴리알킬렌 카보네이트 및 (b) 폴리올레핀 및 생분해성 폴리에스테르 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지로 이루어진 기초 수지, (c) 제1상용화제 및 개시제를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물은 폴리알킬렌 카보네이트(a) 5 내지 95중량% 및 폴리올레핀 및 생분해성 폴리에스테르 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지(b) 5 내지 95중량%로 이루어진 기초 수지, 상기 기초 수지 100중량부에 대하여 제1상용화제(c) 0.5 내지 10중량부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물은 개시제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물에 있어서, 제1상용화제는 (C1 내지 C20)알킬 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 화합물; 스티렌계 화합물; 이타콘산, 크로톤산, 푸마르산, 말레산 및 이들의 무수물; 및 실란계 화합물; 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물에 있어서, 제1상용화제는 (a')폴리알킬렌 카보네이트 및 (b')폴리올레핀 및 생분해성 폴리에스테르 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지로 이루어진 기초 수지, (c') 제2상용화제 및 (d) 개시제를 포함하여 그래프트 공중합된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물에 있어서, 제2상용화제는 (C1 내지 C20)알킬 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 화합물; 스티렌계 화합물; 이타콘산, 크로톤산, 푸마르산, 말레산 및 이들의 무수물; 실란계 화합물; 및 글리시딜 아크릴레이트 또는 글리시딜 메타아크릴레이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물에 있어서, (a')폴리알킬렌 카보네이트 20 내지 80중량% 및 (b')폴리올레핀 및 생분해성 폴리에스테르 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지 20 내지 80중량%로 이루어진 기초 수지, 상기 기초 수지 100중량부에 대하여 제2상용화제(c') 0.5 내지 1중량부 및 개시제(d) 0.01 내지 1중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물에 있어서, 폴리알킬렌 카보네이트의 중량평균분자량은 30,000 내지 300,000g/mol일 수 있다.
본 발명은 앞서 상술한 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물을 포함하는 다층필름을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다층필름은 폴리알킬렌 카보네이트 및 제1상용화제를 포함하는 타이층용 수지 조성물로 형성되는 타이층을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다층필름에 있어서, 제1상용화제는 (C1 내지 C20)알킬 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 화합물; 스티렌계 화합물; 이타콘산, 크로톤산, 푸마르산, 말레산 및 이들의 무수물; 및 실란계 화합물; 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다층필름은 산소 또는 수분 차단 특성이 우수한 포장용 필름일 수 있다.
본 발명은 앞서 상술한 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물을 포함하는 성형품을 제공한다.
본 발명에 따른 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물은 폴리알킬렌 카보네이트와 폴리올레핀 또는 생분해성 폴리에스테르 수지에 대하여 상용성을 획기적으로 개선하여, 인장강도, 신율, 인열강도 등의 기계적 물성 또는 접착력, 차단 특성, 열안정성 및 유연성 등의 물성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물은 산업 전반에 걸쳐 환경친화적이면서 다양한 용도에 적용이 가능한 이점이 있다.
이하 본 발명의 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 발명자들은 폴리알킬렌 카보네이트 수지를 기반으로 한 수지 조성물을 제공함에 있어서, 상용성 개선을 위한 상용화제를 제공하고자 연구한 결과, 폴리알킬렌 카보네이트와 폴리올레핀 또는 생분해성 폴리에스테르 수지와의 컴파운딩 공정시 특정의 상용화제를 이용하여 두 수지 사이의 계면에너지를 감소시킴으로써 상용성을 극대화시키고 수지 물성의 상승효과를 발현할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명에 따른 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물은
(a) 폴리알킬렌 카보네이트 및 (b) 폴리올레핀 및 생분해성 폴리에스테르 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지로 이루어진 기초 수지 및 (c) 제1상용화제를 포함하는 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물을 제공한다.
본 발명에서 폴리알킬렌 카보네이트는 에스케이 이노베이션에서 기 출원(한국공개특허공보 제2008-0015454호, 제2009-0090154호, 제2010-067593호 및 제2010-0013255)된 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서 폴리알킬렌 카보네이트는 이산화탄소와 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시 또는 (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시로 치환 또는 비치환된 (C2-C20)알킬렌옥사이드; 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시 또는 (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시로 치환 또는 비치환된 (C4-C20)사이클로알킬렌옥사이드; 및 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시, (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시 또는 (C1-C20)알킬로 치환 또는 비치환된 (C8-C20)스타이렌옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 에폭사이드 화합물의 공중합 반응에 의해 제조된다.
이때, 상기 에폭사이드 화합물은 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부텐 옥사이드, 펜텐 옥사이드, 헥센 옥사이드, 옥텐 옥사이드, 데센 옥사이드, 도데센 옥사이드, 테트라데센 옥사이드, 헥사데센 옥사이드, 옥타데센 옥사이드, 부타디엔 모녹사이드, 1,2-에폭사이드-7-옥텐, 에피플루오로하이드린, 에피클로로하이드린, 에피브로모하이드린, 글리시릴 메틸 에테르, 글리시딜 에틸 에테르, 글리시딜 노말프로필 에테르, 글리시딜 2차부틸 에테르, 글리시딜 노말 또는 이소펜틸 에테르, 글리시딜 노말헥실 에테르, 글리시딜 노말헵틸 에테르, 글리시딜 노말 옥틸 또는 2-에틸-헥실 에테르, 글리시딜 노말 또는 이소노닐 에테르, 글리시딜 노말데실 에테르, 글리시딜 노말도데실 에테르, 글리시딜 노말테트라데실 에테르, 글리시딜 노말헥사데실 에테르, 글리시딜 노말옥타데실 에테르, 글리시딜 노말아이코실 에테르, 아이소프로필 글리시딜 에테르, 부틸 글리시딜 에테르, t-부틸 글리시딜 에테르, 2-에틸헥실 글리시딜 에테르, 알릴 글리시딜 에테르, 사이클로펜텐 옥사이드, 사이클로헥센 옥사이드, 사이클로옥텐 옥사이드, 사이클로도데센 옥사이드, 알파-파이넨 옥사이드, 2,3-에폭사이드노보넨, 리모넨 옥사이드, 디엘드린, 2,3-에폭사이드프로필벤젠, 스타이렌 옥사이드, 페닐프로필렌 옥사이드, 스틸벤 옥사이드, 클로로스틸벤 옥사이드, 디클로로스틸벤 옥사이드, 1,2-에폭시-3-페녹시프로판, 벤질옥시메틸 옥시란, 글리시딜-메틸페닐 에테르, 클로로페닐-2,3-에폭사이드프로필 에테르, 에폭시프로필 메톡시페닐 에테르 바이페닐 글리시딜 에테르, 글리시딜 나프틸 에테르, 글리시돌 초산 에스테르, 글리시딜 프로피오네이트, 글리시딜 부탄노에이트, 글리시딜 노말펜타노에이트, 글리시딜 노말헥사노에이트, 글리시딜 헵타노에이트, 글리시딜 노말옥타노에이트, 글리시딜 2-에틸헥사노에이트, 글리시딜 노말노나노에이트, 글리시딜 노말데카노에이트, 글리시딜 노말 도데카노에이트, 글리시딜 노말테트라데카노에이트, 글리시딜 노말헥사데카노에이트, 글리시딜 노말옥타데카노에이트, 글리시딜 아이코사노에이트로 이루어진 군으로부터 1 종 또는 2 종 이상 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리알킬렌 카보네이트는 하기 화학식 1로 표기되는 폴리알킬렌 카보네이트일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
(상기 화학식 1에서, w는 2 내지 10의 정수이고, x는 5 내지 100의 정수이며, y는 0 내지 100의 정수이고, n은 1 내지 3의 정수이고, R은 수소, (C1~C4)알킬 또는 -CH2-O-R'(R'는 (C1~C8)알킬)이다.)
이때, 폴리알킬렌 카보네이트에서 알킬렌은 에틸렌, 프로필렌, 1-부틸렌, 사이클로헥센옥사이드, 알킬글리시딜에테르, n-부틸 및 n-옥틸을 포함하는 것으로, 이에 한정되지는 않는다.
이는 하기 화학식 2의 착화합물을 촉매를 이용하여, 히드록실 또는 카복시 산기를 단말기 또는 측쇄에 포함하는 고분자 화합물 존재 하에, 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시 또는 (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시로 치환 또는 비치환된 (C2-C20)알킬렌옥사이드; 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시 또는 (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시로 치환 또는 비치환된 (C4-C20)사이클로알킬렌옥사이드; 및 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시, (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시 또는 (C1-C20)알킬로 치환 또는 비치환된 (C8-C20)스타이렌옥사이드 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 에폭사이드 화합물 및 이산화탄소를 교대 공중합하여 제조된다.
[화학식 2]
Figure pat00002
[상기 화학식 2에서,
M은 코발트 3가 또는 크롬 3가이고;
A는 산소 또는 황 원자이고;
Q는 두 질소 원자를 연결하여 주는 다이라디칼이고;
R1 내지 R10은 서로 독립적으로 수소; 할로겐; (C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬; (C2-C20)알케닐; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C2-C20)알케닐; (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; (C1-C20)알콕시; (C6-C30)아릴옥시; 포밀; (C1-C20)알킬카보닐; (C6-C20)아릴카보닐; 또는 하이드로카빌로 치환된 14족 금속의 메탈로이드 라디칼이며;
상기 R1 내지 R10 중 2개가 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
상기 R1 내지 R10 및 Q가 포함하는 수소들 중 적어도 1 개 이상은 하기 화학식 a, 화학식 b 및 화학식 c로 이루어진 군으로부터 선택되는 양성자단이고;
Figure pat00003
X-는 서로 독립적으로 할로겐 음이온; HCO3 -; BF4 -; ClO4 -; NO3 -; PF6 -; (C6-C20)아릴옥시 음이온; 할로겐 원자, 질소 원자, 산소 원자, 규소 원자, 황 원자 및 인 원자 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴옥시 음이온; (C1-C20)알킬카르복시 음이온; 할로겐 원자, 질소 원자, 산소 원자, 규소 원자, 황 원자 및 인 원자 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬카르복시 음이온; (C6-C20)아릴카르복시 음이온; 할로겐 원자, 질소 원자, 산소 원자, 규소 원자, 황 원자 및 인 원자 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴카르복시 음이온; (C1-C20)알콕시 음이온; 할로겐 원자, 질소 원자, 산소 원자, 규소 원자, 황 원자 및 인 원자 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알콕시 음이온; (C1-C20)알킬카보네이트 음이온; 할로겐 원자, 질소 원자, 산소 원자, 규소 원자, 황 원자 및 인 원자 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬카보네이트 음이온; (C6-C20)아릴카보네이트 음이온; 할로겐 원자, 질소 원자, 산소 원자, 규소 원자, 황 원자 및 인 원자 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴카보네이트 음이온; (C1-C20)알킬설포네이토(alkylsulfonate) 음이온; 할로겐 원자, 질소 원자, 산소 원자, 규소 원자, 황 원자 및 인 원자 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬설포네이토(alkylsulfonate) 음이온; (C1-C20)알킬아미도(amido) 음이온; 할로겐 원자, 질소 원자, 산소 원자, 규소 원자, 황 원자 및 인 원자 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬아미도(amido) 음이온; (C6-C20)아릴아미도(amido) 음이온; 할로겐 원자, 질소 원자, 산소 원자, 규소 원자, 황 원자 및 인 원자 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴아미도(amido) 음이온; (C1-C20)알킬카바메이트 음이온; 할로겐 원자, 질소 원자, 산소 원자, 규소 원자, 황 원자 및 인 원자 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬카바메이트 음이온; (C6-C20)아릴카바메이트 음이온; 할로겐 원자, 질소 원자, 산소 원자, 규소 원자, 황 원자 및 인 원자 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴카바메이트 음이온이고;
Z는 질소 또는 인 원자이고;
R21, R22, R23, R31, R32, R33, R34 및 R35는 서로 독립적으로 (C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬; (C2-C20)알케닐; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C2-C20)알케닐; (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 또는 하이드로카빌로 치환된 14족 금속의 메탈로이드 라디칼이며; R21, R22 및 R23 중 2개 또는 R31, R32, R33, R34 및 R35 중 2개가 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
R41, R42 및 R43 는 서로 독립적으로 수소; (C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬; (C2-C20)알케닐; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C2-C20)알케닐; (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 또는 하이드로카빌로 치환된 14족 금속의 메탈로이드 라디칼이며; R41, R42 및 R43 중 2개는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
X'는 산소원자, 황원자 또는 N-R (여기서 R은 (C1-C20)알킬)이고;
n은 R1 내지 R10 및 Q가 포함하는 양성자단의 총 수에 1을 합한 정수이고;
X-는 M에 배위할 수도 있고;
이민의 질소 원자는 M에 탈배위 할 수 있다.]
본 발명에서 바람직한 폴리알킬렌 카보네이트 수지는 폴리프로필렌 옥사이드와 이산화탄소로 공중합된 폴리프로필렌 카보네이트일 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리알킬렌 카보네이트의 중량평균분자량은 제한되지 않지만, 바람직하게는 30,000 내지 300,000g/mol일 수 있다. 상기 범위 내에서 다른 성분과의 조합으로 기계적 강도를 포함한 물성 상승 효과를 볼 수 있어 좋다.
본 발명에서 중량평균분자량은 분체 시료를 THF에 녹인 후, 겔 침투 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography, GPC; lient Technologies 1200 series)를 이용하여 중량평균분자량을 측정하였다.(컬럼은 Shodex LF-804(8.0.1.D.×300㎜), 표준시료는 폴리스타이렌(Shodex사)를 사용함)
본 발명에서 상용화제, 즉 제1상용화제 또는 제2상용화제는 폴리알킬렌 카보네이트와 폴리올레핀 또는 생분해성 폴리에스테르와의 계면에너지를 낮추며, 이종의 수지간의 상분리를 억제하면서 상기 고분자와 상용성을 높이는데 좋다. 상기 상용화제는 중량평균분자량이 제한되지 않지만, 이종 수지 간 상분리 억제 및 사용성 상승 효과를 위하여 바람직하게는 중량평균분자량이 100 내지 2,000g/mol의 저분자량의 상용화제 또는 중량평균분자량이 30,000 내지 200,000g/mol의 고분자량의 상용화제 중에서 선택하여 사용할 수 있다. 이때, 고분자량의 상용화제는 상기 100 내지 2,000g/mol의 저분자량의 상용화제를 매트릭스 수지로 사용되는 고분자에 개시제를 이용하여 그래프트 중합 반응을 하여 그래프트화한 고분자 수지일 수 있다.
상기 저분자량의 상용화제를 사용할 경우, 수지의 컴파운딩 공정 상 직접 첨가할 수 있다. 이때, 개시제를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 저분자량의 상용화제 대신에 고분자량의 상용화제를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 고분자량의 상용화제는 저분자량의 상용화제를 사용하여 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물의 매트릭스 수지와 동일한 고분자에 그래프트 중합 반응시켜 매트릭스 수지와의 상용성을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 이는 상기 폴리알킬렌 카보네이트와 폴리올레핀 또는 생분해성 폴리에스테르의 혼합물과의 조합에 의해 더욱 상승효과를 볼 수 있다.
본 발명에서, 용액상태의 저분자량의 상용화제를 직접 사용하는 경우에는 개시제를 이용하여 컴파운딩 되는 두 수지에 동시에 반응함으로써 상용성을 개선시킬 수 있다. 또한, 저분자량의 상용화제로 그래프트 중합된 고분자 수지를 상용화제로 사용하는 경우에는 수지 간의 상용성, 저분자량의 상용화제와 어느 하나의 수지간의 상용성을 이용하여 다른 수지와의 상용성을 개선시킬 수 있다.
본 발명에서 바람직한 양태로, 폴리알킬렌 카보네이트, 및 폴리올레핀 및 생분해성 폴리에스테르 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지로 이루어진 기초 수지에 대하여, 폴리알킬렌 카보네이트, 폴리올레핀 및 생분해성 폴리에스테르 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지, 제2상용화제 및 개시제를 포함하여 이루어진 제1상용화제를 포함하는 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명에서 폴리올레핀은 바람직하게는 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 반드시 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 생분해성 폴리에스테르는 생분해 특성을 갖는 폴리에스테르 폴리머라면 제한되지 않고 사용될 수 있다.
상기 생분해성 폴리에스테르의 바람직한 일예로는 폴리(부틸렌아디페이트-co- 테레프탈레이트)(poly(butylene adipate-co-terephthalate); PBAT), 폴리락틱산(poly lactic acid; PLA), 폴리하이드록시알카노에트(poly hydroxyalkanoate; PHA), 폴리글리콜산(poly glycolic acid; PGA), 폴리부틸렌 숙시네이트(poly butylene succinate; PBS), 폴리 ε-카프로락톤(Poly ε-caprolactone; PCL), 폴리부틸렌숙시네이트 아디페이트(poly butylene succinate adipate; PBSA), 폴리(부틸렌숙시네이트-co- 테레프탈레이트)(poly(butylene succinate -co-terephthalate);PBST), 폴리(부틸렌 세바케이트-코-테레프탈레이트)(poly(butylenes sebacate-co-terephthalate); PBSBT) 등을 들 수 있으며, 반드시 이에 제한되지 않는다.
상기 개시제는 퍼옥사이드계 화합물을 사용하는 것이 바람직하며, 일예로, 디큐밀 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시라우레이트, 1,1,3,3-t-메틸부틸퍼옥시-2-에틸 헥사노네이트, 2,5-디메틸-2,5-디(2-에틸헥사노일 퍼옥시) 헥산, 1-사이클로헥실-1-메틸에틸 퍼옥시-2-에틸 헥사노네이트, 2,5-디메틸-2,5-디(m-톨루오일 퍼옥시) 헥산, t-부틸 퍼옥시 이소프로필 모노카보네이트, t-부틸 퍼옥시-2-에틸헥실 모노카보네이트, t-헥실 퍼옥시 벤조에이트, t-부틸 퍼옥시 아세테이트, 2,5,-디메틸-2,5-디(t-부틸 퍼옥시) 헥산, t-부틸 큐밀 퍼옥사이드, t-헥실 퍼옥시 네오데카노에이트, t-헥실 퍼옥시-2-에틸 헥사노네이트, t-부틸 퍼옥시-2-2-에틸헥사노네이트, t-부틸 퍼옥시 이소부틸레이트, 1,1-비스(t-부틸 퍼옥시)사이클로헥산, t-헥실 퍼옥시 이소프로필 모노카보네이트, t-부틸 퍼옥시-3,5,5-트리메틸 헥사노네이트, t-부틸 퍼옥시 피발레이트, 큐밀 퍼옥시 네오데카노에이트, 디-이소-프로필 벤젠 하이드로퍼옥사이드, 큐멘 하이드로퍼옥사이드, 이소-부틸 퍼옥사이드, 2,4-디클로로벤조일 퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸 헥사노일 퍼옥사이드, 옥타노일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 스테아로일 퍼옥사이드, 숙신 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸 헥사노일 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥시 톨루엔, 　　1,1,3,3-테트라메틸 부틸 퍼옥시 네오데카노에이트, 1-사이클로헥실-1-메틸 에틸 퍼옥시 노에데카노에이트, 디-n-프로필 퍼옥시 디카보네이트, 디-이소-프로필 퍼옥시 카보네이트, 비스(4-t-부틸 사이클로헥실) 퍼옥시 디카보네이트, 디-2-에톡시 메톡시 퍼옥시 디카보네이트, 디(2-에틸 헥실 퍼옥시) 디카보네이트, 디메톡시 부틸 퍼옥시 디카보네이트, 디(3-메틸-3-메톡시 부틸 퍼옥시) 디카보네이트, 1,1-비스(t-헥실 퍼옥시)-3,3,5-트리메틸 사이클로헥산, 1,1-비스(t-헥실 퍼옥시) 사이클로헥산, 1,1-비스(t-부틸 퍼옥시)-3,3,5-트리메틸 사이클로헥산, 1,1-(t-부틸 퍼옥시) 사이클로도데칸, 2,2-비스(t-부틸 퍼옥시)데칸, t-부틸 트리메틸 실릴 퍼옥사이드, 비스(t-부틸) 디메틸 실릴 퍼옥사이드, t-부틸 트리알릴 실릴 퍼옥사이드, 비스(t-부틸) 디알릴 실릴 퍼옥사이드　및　트리스(t-부틸) 아릴 실릴 퍼옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명에서 상기 제1상용화제는 (C1 내지 C20)알킬 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 화합물; 스티렌계 화합물; 이타콘산, 크로톤산, 푸마르산, 말레산 및 이들의 무수물; 및 실란계 화합물; 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다. 구체적인 일예로, 에틸벤젠(ethylbenzene), 디비닐벤젠(divinylbenzene), 에틸비닐벤젠(p-ethylvinylbenzene) 등의 스티렌계 화합물, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, n-헥실 메타아크릴레이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물의 (C1 내지 C20)알킬 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 화합물, 또는 하이드록시에틸 아크릴레이트, 하이드록시프로필 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 글리시달 메타아크릴레이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 하이드록시(C1 내지 C20)알킬 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 화합물을 들 수 있다.
또한, 실란계 화합물은 바람직하게는 실란 커플링제를 사용할 수 있다. 상기 실란 커플링제로는 비닐 트리 메톡시 실란, 비닐 트리에톡시 실란, 비닐트리스메톡시실란, 3-메타크릴옥시 프로필 트리메톡시 실란, 3-글리시독시 트리메톡시 실란, 2-글리시독시 프로필 트리메톡시 실란, 3-글리시독시프로필 메틸 디메톡시 실란, 3-글리시독시 프로필 메틸 디에톡시 실란, N-2-(아미노 에틸)-3-아미노 프로필 트리에톡시 실란, N-페놀-3-아미노 프로필 트리 메톡시 실란, 3-아미노 프로필 트리 에톡시 실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 메틸 디메톡시 실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노 프로필 트리메톡시 실란, 3-메르캅토 프로필 트리메톡시 실란, 3-(2-이미다졸-일)프로필 트리에톡시 실란, 3-클로로프로필 트리메톡 실란, 트리스-[3-(트리메톡시실릴)프로틸] 이소시아누레이트, 트리스-[3-(트리에톡시실릴)프로필] 이소시아누레이트, 트리스-[3-(디메톡시릴릴)프로필] 이소시아누레이트 및 트리스[3-(메틸디메톡시실릴)프로필] 이소시아누레이트로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 반드시 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 제1상용화제는 (a')폴리알킬렌 카보네이트 및 (b')폴리올레핀 및 생분해성 폴리에스테르 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지로 이루어진 기초 수지, (c') 제2상용화제 및 (d) 개시제를 포함하여 이루어지는 조성물을 반응시켜 제조되는 상용화 그래프트 공중합체를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제2상용화제는 (C1 내지 C20)알킬 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 화합물; 스티렌계 화합물; 이타콘산, 크로톤산, 푸마르산, 말레산 및 이들의 무수물; 실란계 화합물; 및 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타아크릴레이트 또는 글리시딜 에타아크릴레이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 들 수 있으며, 반드시 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 바람직한 양태로, 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물은 폴리알킬렌 카보네이트(a) 5 내지 95중량% 및 폴리올레핀 및 생분해성 폴리에스테르 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지(b) 5 내지 95중량%로 이루어진 기초 수지, 상기 기초 수지 100중량부에 대하여 제1상용화제(c) 0.5 내지 10중량부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1상용화제의 함량이 상기 범위를 벗어나면 상용성 개선이 부족하여 물성 상승 효과를 보기 어려울 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태로, 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물은 (a')폴리알킬렌 카보네이트 20 내지 80중량% 및 (b')폴리올레핀 및 생분해성 폴리에스테르 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지 20 내지 80중량%로 이루어진 기초 수지, 상기 기초 수지 100중량부에 대하여 제2상용화제(c') 0.5 내지 10중량부 및 개시제(d) 0.1 내지 1중량부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제2상용화제의 함량이 0.5 중량부 미만이면 상용성 개선의 효과가 미미하며, 10중량부 초과이면 첨가되는 상용화제가 하나의 독립된 상으로 존재하여 매트릭스 고분자의 상용성을 개선하기보다 물성을 저하시킬 수 있다.
또한, 개시제의 함량은 바람직하게는 기초 수지 100중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 것이 다른 성분과의 조합으로 매트릭스 수지의 상용성을 향상시켜 물성 상승효과를 볼 수 있다.
본 발명은 앞서 상술한 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물을 사용하여 제조되는 필름을 적어도 하나 이상 포함하는 다층필름을 제공한다.
상기 다층필름은 타이층을 포함할 수 있다. 타이층을 형성하는 타이층용 수지 조성물은 폴리알킬렌 카보네이트 및 상기 제1상용화제를 포함할 수 있다. 일 예로서, 본 발명에 따른 다층필름은 압출된 시트들 사이의 타이층, 압출된 필름들 사이의 타이층, 캐스트 시트들 사이의 타이층 또는 캐스트 필름들 사이의 타이층을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 이때, 상기 기초 수지 및 제1상용화제의 함량 범위는 크게 제한되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 타이층은 폴리프로필렌 카보네이트 및 에틸렌 메타크릴레이트 공중합체의 혼합물을 사용하여 형성된다. 상기 폴리프로필렌 카보네이트 및 에틸렌 메타크릴레이트 공중합체의 중량혼합비는 9:1 내지 1:9, 바람직하게는 7:3 내지 3:7일 수 있으며, 반드시 이에 제한되지 않는다.
상기 다층필름은 산소 또는 수분 차단 특성이 우수한 포장용 필름에 적용될 수 있다.
이는 폴리프로필렌 카보네이트 및 폴리프로필렌을 각각 80㎛ 두께의 필름으로 제조한 후, ASTM D3985 측정 방법에 따라 25℃에서 Mocon사의 산소투과도 장비를 이용하여 측정한 결과, 30 cc/㎡·day 및 400 cc/㎡·day를 나타내는 바 다층필름에 적용시 우수한 산소 차단 특성을 구현할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 다층필름으로서, 선형저밀도폴리에틸렌-타이층-폴리프로필렌카보네이트-타이층-선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE-Tie-PPC-Tie-LLDPE)의 5층 적층체를 제조할 수 있으며, 상기 다층필름은 전체 두께 100㎛을 기준으로 습도에 관계없이 30 내지 100 cc/㎡·day의 산소투과도를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 앞서 상술한 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물을 포함하여 이루어지는 성형품을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물은 인장강도, 신율, 인열강도 등의 기계적 물성 또는 접착력, 차단 특성, 열안정성 및 유연성 등의 물성 상승 효과를 발현할 수 있다. 또한, 우수한 차단성을 갖는 연포장 제품 또는 생분해성을 가지는 필름(멀칭필름, 쇼핑백, 종량제 봉투 등) 또는 사출 제품으로 사용될 수 있는 이점이 있다.
이외에, 본 발명에 따른 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물은 산업 전반에 걸쳐 환경친화적이면서 다양한 용도에 적용이 가능한 이점이 있다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 하기 일예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
중량평균분자량이 130,000g/mol인 폴리프로필렌 카보네이트(SK에너지의 GeenPolTM) 50 중량% 및 폴리프로필렌 50 중량%로 이루어진 기초 수지(A) 100 중량부에 대하여, 디큐밀퍼옥사이드 0.1 중량부 및 말레산 무수물 1 중량부를 드라이 믹싱한 수지 조성물을 제조한 후 이축 압출기를 이용하여 용융 압출하였다. 이때, 압출기의 온도 구배는 (die)160-180-190-190-160-140(feeder)(단위:℃)이며, 150 rpm으로 압출하였다. 압출한 수지는 소형 casting film 장비를 통하여 film 가공 후 물성을 측정한 후 하기 표 1에 그 결과를 나타내었다. 다음으로, 다층 블로운 필름(Blown film) 성형기를 이용하여, 상기 압출된 수지를 타이(tie)층으로 하고, 폴리프로필렌 카보네이트(SK에너지의 GeenPolTM) 및 폴리프로필렌을 공압출하여 다층 필름을 제조하였다. 상기 다층 필름은 30㎛(PP)/10㎛(tie)/10㎛(PPC)의 두께로 형성하였다. 제조된 다층 필름의 접착력을 측정한 후 하기 표 1에 그 결과를 나타내었다. 이때, 접착력은 폴리프로필렌 카보네이트 층과 폴리프로필렌 층이 분리되는지를 측정하여 접착강도를 상대평가한 것으로서 분리되지 않는 경우를 О, 분리되는 것을 X로 구분하여 표기하였다.
(실시예 2)
중량평균분자량이 130,000g/mol인 폴리프로필렌 카보네이트(SK에너지의 GeenPolTM) 50 중량% 및 폴리프로필렌 50 중량%로 이루어진 기초 수지(A) 100 중량부에 대하여, 디큐밀퍼옥사이드 0.1 중량부 및 비닐트리에톡시실란(vinyl triethoxysilane) 2 중량부를 드라이 믹싱한 수지 조성물을 제조한 후 이축 압출기를 이용하여 용융 압출하였다. 이때, 압출기의 온도 구배는 (die)160-180-190-190-160-140(feeder)(단위:℃)이며, 150 rpm으로 압출하였다. 압출한 수지는 소형 casting film 장비를 통하여 film 가공 후 물성을 측정한 후 하기 표 1에 그 결과를 나타내었다. 다음으로, 다층 블로운 필름(Blown film) 성형기를 이용하여, 상기 압출된 수지를 타이(tie)층으로 하고, 폴리프로필렌 카보네이트(SK에너지의 GeenPolTM) 및 폴리프로필렌을 공압출하여 다층 필름을 제조하였다. 상기 다층 필름은 30㎛(PP)/10㎛(tie)/10㎛(PPC)의 두께로 형성하였다. 제조된 다층 필름의 접착력을 측정한 후 하기 표 1에 그 결과를 나타내었다. 이때, 접착력은 폴리프로필렌 카보네이트 층과 폴리프로필렌 층이 분리되는지를 측정하여 접착강도를 상대평가한 것으로서 분리되지 않는 경우를 О, 분리되는 것을 X로 구분하여 표기하였다.
(실시예 3)
중량평균분자량이 130,000g/mol인 폴리프로필렌 카보네이트(SK에너지의 GeenPolTM) 50 중량% 및 폴리프로필렌 50 중량%로 이루어진 기초 수지(A) 100 중량부에 대하여 에틸렌 메타크릴레이트 공중합체(EMA; ethylene methacrylate) 3 중량부를 드라이 믹싱한 수지 조성물을 제조한 후 이축 압출기를 이용하여 용융 압출하였다. 이때, 압출기의 온도 구배는 (die)160-180-190-190-160-140(feeder)(단위: ℃)이며, 150 rpm으로 압출하였다. 압출한 수지는 소형 casting film 장비를 통하여 film 가공 후 물성을 측정한 후 하기 표 1에 그 결과를 나타내었다. 다음으로, 다층 블로운 필름(Blown film) 성형기를 이용하여, 상기 압출된 수지를 타이(tie)층으로 하고, 폴리프로필렌 카보네이트(SK에너지의 GeenPolTM) 및 폴리프로필렌을 공압출하여 다층 필름을 제조하였다. 상기 다층 필름은 30㎛(PP)/10㎛(tie)/10㎛(PPC)의 두께로 형성하였다. 제조된 다층 필름의 접착력을 측정한 후 하기 표 1에 그 결과를 나타내었다. 이때, 접착력은 폴리프로필렌 카보네이트 층과 폴리프로필렌 층이 분리되는지를 측정하여 접착강도를 상대평가한 것으로서 분리되지 않는 경우를 О, 분리되는 것을 X로 구분하여 표기하였다.
(실시예 4)
중량평균분자량이 130,000g/mol인 폴리프로필렌 카보네이트(SK에너지의 GeenPolTM) 50 중량% 및 폴리에틸렌 50 중량%로 이루어진 기초 수지(B) 100중량부에 대하여 에틸렌 메타크릴레이트 공중합체 5 중량부를 첨가한 후 이축 압출기를 이용하여 용융 압출하였다. 이때, 압출기의 온도 구배는 (die)160-180-190-190-160-140(feeder)(단위:℃)이며, 150 rpm으로 압출하여 캐스팅 필름(Casting film) 성형기로 필름(두께 0.1mm)을 제조하였다. 압출한 수지는 소형 casting film 장비를 통하여 film 가공 후 물성을 측정한 후 하기 표 1에 그 결과를 나타내었다. 또한, 다층 블로운 필름(Blown film) 성형기를 이용하여, 폴리프로필렌 카보네이트(SK에너지의 GeenPolTM) 및 폴리에틸렌을 공압출하여 다층 필름을 제조하였다. 이때, 타이층으로 상기 수지 조성물을 사용하였다. 상기 다층 필름은 25㎛(PE)/10㎛(tie)/15㎛(PPC)의 두께로 형성하였다. 제조된 다층 필름의 접착력을 측정한 후 하기 표 1에 그 결과를 나타내었다. 이때, 접착력은 폴리프로필렌 카보네이트 층과 폴리에틸렌 층이 분리되는지를 측정하여 접착강도를 상대평가한 것으로서 분리되지 않는 경우를 О, 분리되는 것을 X로 구분하여 표기하였다.
(실시예 5)
중량평균분자량이 130,000g/mol인 폴리프로필렌 카보네이트(SK에너지의 GeenPolTM) 100 중량부에 대하여 디큐밀퍼옥사이드 0.1 중량부 및 메타크릴산 글리시딜 1 중량부를 드라이 믹싱한 혼합물을 이축 압출기를 이용하여 용융 압출하였다. 이때 압출기의 구배온도는 (die)110-150-160-170-150-90(feeder)(단위:℃)이며, 150rpm으로 압출하였다.
상기 압출된 수지 5 중량%, 폴리프로필렌 카보네이트 25 중량% 및 폴리에스테르 폴리머(Ecoflex, Basf사) 70 중량%로 이루어진 기초 수지 100 중량부에 대하여 디큐밀퍼옥사이드 0.1 중량부 및 메타크릴산 글리시딜 1 중량부를 드라이 믹싱한 혼합물을 이축 압출기를 이용하여 용융 압출시켰다. 이때 압출기의 구배온도는 (die)110-150-160-170-150-90(feeder)(단위:℃)이며, 150 rpm으로 압출하였다. 이를 캐스팅 필름(Casting film) 성형기를 이용하여 두께 0.1 mm의 필름을 제조하고, 이의 물성(인장강도와 신율 및 인열강도)를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
(실시예 6)
중량평균분자량이 130,000g/mol인 폴리프로필렌 카보네이트(SK에너지의 GeenPolTM) 30 중량% 및 폴리에스테르 폴리머(Exoflex, Basf사) 70 중량%로 이루어진 기초 수지(C) 100중량부에 대하여 디큐밀퍼옥사이드 0.1 중량부를 에탄올 10g에 녹인 용액을 드라이 혼합한 혼합물을 교반한 다음 비닐트리에톡시실란 2 중량부를 혼합 후 이축 압출기를 이용하여 용융 압출하였다. 이때 압출기의 온도 구배는 (die)110-150-160-170-150-90(feeder)(단위:℃)이며, 150 rpm으로 압출하였다. 이를 캐스팅 필름(Casting film) 성형기를 이용하여 두께 0.1 mm의 필름을 제조하고, 이의 물성(인장강도와 신율 및 인열강도)를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
(실시예 7)
중량평균분자량이 130,000g/mol인 폴리프로필렌 카보네이트(SK에너지의 GeenPolTM) 100 중량부에 대하여 디큐밀퍼옥사이드 0.1 중량부 및 메타크릴산 글리시딜 12 중량부를 드라이 믹싱한 혼합물을 이축 압출기를 이용하여 용융 압출하였다. 이때 압출기의 구배온도는 (die)110-150-160-170-150-90(feeder)(단위:℃)이며, 150rpm으로 압출하였다.
상기 압출된 수지 5 중량%, 폴리프로필렌 카보네이트(SK에너지의 GeenPolTM) 25 중량% 및 폴리에스테르 폴리머(Ecoflex, Basf사) 70 중량%로 이루어진 기초 수지 100 중량부에 대하여 디큐밀퍼옥사이드 0.1 중량부 및 메타크릴산 글리시딜 12 중량부를 드라이 믹싱한 혼합물을 이축 압출기를 이용하여 용융 압출시켰다. 이때 압출기의 구배온도는 (die)110-150-160-170-150-90(feeder)(단위:℃)이며, 150 rpm으로 압출하였다. 이를 캐스팅 필름(Casting film) 성형기를 이용하여 두께 0.1 mm의 필름을 제조하고, 이의 물성(인장강도와 신율 및 인열강도)를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
(실시예 8)
중량평균분자량이 130,000g/mol인 폴리프로필렌 카보네이트(SK에너지의 GeenPolTM) 100 중량부에 대하여 디큐밀퍼옥사이드 0.1 중량부 및 메타크릴산 글리시딜 0.1 중량부를 드라이 믹싱한 혼합물을 이축 압출기를 이용하여 용융 압출시켰다. 이때 압출기의 구배온도는 (die)110-150-160-170-150-90(feeder)(단위:℃)이며, 150rpm으로 압출하였다.
상기 압출된 수지 5 중량%, 폴리프로필렌 카보네이트(SK에너지의 GeenPolTM) 25 중량% 및 폴리에스테르 폴리머(Ecoflex Basf사) 70 중량%로 이루어진 기초 수지 100 중량부에 대하여 디큐밀퍼옥사이드 0.1 중량부 및 메타크릴산 글리시딜 0.1 중량부를 드라이 믹싱한 혼합물을 이축 압출기를 이용하여 용융 압출시켰다. 이때 압출기의 구배온도는 (die)110-150-160-170-150-90(feeder)(단위:℃)이며, 150 rpm으로 압출하였다. 이를 캐스팅 필름(Casting film) 성형기를 이용하여 두께 0.1 mm의 필름을 제조하고, 이의 물성(인장강도와 신율 및 인열강도)을 측정하였다.
(실시예 9)
중량평균분자량이 130,000g/mol인 폴리프로필렌 카보네이트(SK이노베이션 GreenPolTM) 50 중량% 및 에틸렌 메타크릴레이트 공중합체 50 중량%의 혼합물을 이축압출기를 이용하여 용융 압출하였다. 이때 압출기의 구배온도는 (die)130-150-160-160-150-110(feeder)(단위:℃) 이며, 150 rpm으로 압출하였다. 다층 블로운 필름(Blown film) 성형기를 이용하여, 상기 압출된 수지를 타이(tie)층으로 하고, 폴리프로필렌 카보네이트(SK에너지의 GeenPolTM) 및 폴리에틸렌을 공압출하여 다층 필름을 제조하였다. 상기 다층 필름은 25㎛(PE)/10㎛(tie)/15㎛(PPC)의 두께로 형성하였다. 제조된 다층 필름의 물성(인장강도, 신율, 인열강도 및 접착강도)를 측정한 후 하기 표 1에 그 결과를 나타내었다. 이때, 접착력은 폴리프로필렌 카보네이트 층과 폴리에틸렌 층이 분리되는지를 측정하여 접착강도를 상대평가한 것으로서 분리되지 않는 경우를 О, 분리되는 것을 X로 구분하여 표기하였다.
(비교예 1)
디큐밀퍼옥사이드 및 말레산무수물을 사용하지 않고, 기초 수지(A)만을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
(비교예 2)
기초 수지(A) 대신에 폴리프로필렌 카보네이트 30 중량% 및 폴리락트산 70 중량%로 이루어진 기초 수지(C)를 사용하고, 디큐밀퍼옥사이드 및 말레산무수물을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 실시하였다.
(비교예 3)
디큐밀퍼옥사이드, 에탄올 및 비닐트리에톡시실란을 사용하지 않고, 기초 수지(C)만을 사용한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 실시하였다.
인장강도
(Kgf/㎠)		 신율
(%)		 인열강도
(Kgf/cm)		 접착력
실시예 1 283 659 110 О
실시예 2 280.66 645.7 115 О
실시예 3 250 30 106 О
실시예 4 338 844 148 О
비교예 1 199 <50 98 X
비교예 2 168 623 154 X
상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 3은 각각 말레산 무수물, 비닐트리에톡시실란 또는 에틸렌 메타크릴레이트 공중합체를 포함하여 폴리프로필렌 카보네이트와 폴리프로필렌 컴파운딩 수지의 상용성을 크게 개선하였으며, 이로 인하여 기계적 물성이 향상되는 것과 동시에 다층 필름 상 각각의 수지와의 접착력을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 4는 폴리프로필렌 카보네이트와 폴리에틸렌의 상용성을 개선하여 기계적 물성 및 접착강도를 향상시킬 수 있었다. 반면, 비교예 1은 인장강도, 신율 및 인열강도가 실시예들에 비하여 현저히 떨어지며, 폴리프로필렌 카보네이트 층 및 폴리프로필렌 층과의 접착력이 약해 쉽게 분리되었다. 또한, 비교예 2는 신율 및 인장강도는 우수하나 인장강도 및 접착력이 현저히 떨어졌다.
한편, 실시예 9는 폴리프로필렌 카보네이트 층과 폴리에틸렌 층 사이의 타이층을 폴리프로필렌 카보네이트와 에틸렌 메타크릴레이트 공중합체로 이루어진 수지 조성물을 이용하여 형성한 것으로서, 접착력 측정 결과 상기 폴리프로필렌 카보네이트 층 및 폴리에틸렌 층과 분리되지 않았으며, 이를 통해 접착력이 향상되었음을 확인하였다.
인장강도
(Kgf/㎠)		 신율
(%)		 인열강도
(Kgf/cm)
실시예 5 446 502 138
실시예 6 449 506 150
실시예 7 374 540 124
실시예 8 385 410 126
비교예 3 371 391 123
상기 표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예 5 및 6은 폴리프로필렌 카보네이트와 폴리에스터 폴리머와의 컴파운딩 수지의 상용성을 개선하여 기계적 물성을 향상시킬 수 있었으며, 실시예 7 및 8은 메타크릴산 글리시딜의 함량이 소량 또는 과량 첨가되어 인장강도 및 인열강도가 다소 떨어졌으나 신율 특성은 좋게 나왔다. 반면, 비교예 3은 개시제 및 상용화제를 사용하지 않아 본 발명에 따른 실시예들에 비하여 기계적 물성이 떨어졌다.
이상과 같이 본 발명에서는 한정된 실시예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. (a) 폴리알킬렌 카보네이트 및 (b) 폴리올레핀 및 생분해성 폴리에스테르 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지로 이루어진 기초 수지 및 (c) 제1상용화제를 포함하는 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1상용화제는 (C1 내지 C20)알킬 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 화합물; 스티렌계 화합물; 이타콘산, 크로톤산, 푸마르산, 말레산 및 이들의 무수물; 및 실란계 화합물; 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1상용화제는 (a') 폴리알킬렌 카보네이트 및 (b') 폴리올레핀 및 생분해성 폴리에스테르 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지로 이루어진 기초 수지,
    (c') 제2상용화제 및
    (d) 개시제를 포함하여 그래프트 공중합된 것인 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2상용화제는 (C1 내지 C20)알킬 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 화합물; 이타콘산, 크로톤산, 푸마르산, 말레산 및 이들의 무수물; 실란계 화합물; 및 글리시딜 아크릴레이트 또는 글리시딜 메타아크릴레이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리알킬렌 카보네이트의 중량평균분자량은 30,000 내지 300,000g/mol인 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물은 폴리알킬렌 카보네이트(a) 5 내지 95중량% 및 폴리올레핀 및 생분해성 폴리에스테르 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지(b) 5 내지 95중량%로 이루어진 기초 수지 100중량부에 대하여 제1상용화제(c) 0.5 내지 10중량부를 포함하는 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1상용화제는 (a')폴리알킬렌 카보네이트 20 내지 80중량% 및 (b')폴리올레핀 및 생분해성 폴리에스테르 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지 20 내지 80중량%로 이루어진 기초 수지,
    상기 기초 수지 100중량부에 대하여 제2상용화제(c') 0.5 내지 10중량부 및 개시제(d) 0.01 내지 1중량부를 포함하는 폴리알킬렌 카보네이트 수지 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중에서 선택되는 어느 하나의 조성물을 포함하는 다층필름.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 다층필름은 폴리알킬렌 카보네이트 및 제1상용화제를 포함하는 타이층용 수지 조성물로 형성되는 타이층을 적어도 하나 이상 포함하는 다층필름.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1상용화제는 (C1 내지 C20)알킬 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 화합물; 스티렌계 화합물; 이타콘산, 크로톤산, 푸마르산, 말레산 및 이들의 무수물; 및 실란계 화합물; 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 다층필름.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 폴리알킬렌 카보네이트의 중량평균분자량은 30,000 내지 300,000g/mol인 다층필름.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 다층필름은 포장용인 다층 필름.
  13. 제1항 내지 제7항 중에서 선택되는 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 성형품.
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