KR20180029427A - 생분해성 고분자 발포체 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

내열성 및 용융강도를 향상시켜 이산화탄소를 이용한 연속압출 발포 공정으로 발포 배율이 높은 발포체를 제조할 수 있는 생분해성 고분자 발포체 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 생분해성 고분자 발포체는 PLA 수지 60 ~ 80 중량% 및 아크릴 수지 20 ~ 40 중량%로 조성되는 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 가교제 0.5 ~ 2 중량부, 및 사슬연장제 1 ~ 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

생분해성 고분자 발포체 및 그 제조 방법{BIODEGRADABLE POLYMER FOAM AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 생분해성 고분자 발포체 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내열성 및 용융강도를 향상시켜 물리발포제(CO2)를 이용한 연속압출 발포 공정으로 고배율의 발포체를 제조할 수 있는 생분해성 고분자 발포체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
PLA(poly lactic acid) 수지는 생분해성, 친환경 소재로 최근 용도개발을 위해서 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나, PLA 수지는 유리전이온도 및 용융강도가 낮기 때문에 고온에서의 사용에 많은 제약이 따르고 있다.
특히, 연속압출발포 공정을 이용하여 PLA 수지 발포체를 제조할 시, PLA 수지의 낮은 가스용해도로 인하여 물리발포제(CO2)를 용해시키려면 상당히 높은 압력을 필요로 하게 된다. 또한, 온도 변화에 따라 PLA 수지의 가스 용해도, 용융점도, 용융강도 등이 급격히 변하므로 공정조건의 안정화가 상당히 어렵다는 문제가 있다.
이를 해결하기 위해, 최근에는 PLA 수지와 비슷한 생분해성 수지인 폴리부티렌숙시네이트(PBS) 및 폴리부티렌 아디페이트테레프탈레이트(PBAT)를 내열 온도가 높은 PP, PE 등의 수지와 블렌드나 공중합을 시도하였으나, 상용성 문제가 여전히 남아있을 뿐만 아니라 블렌드나 공중합의 효과가 미미하다는 문제가 있다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0142435호 (2015.12.22. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 폴리유산-블록-폴리(메틸메타크릴레이트) 공중합체, 폴리에스테르 필름, 및 이들의 제조 방법이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 내열성 및 용융강도를 향상시켜 물리발포제(CO2)를 이용한 연속압출 발포 공정으로 고배율의 발포체를 제조할 수 있는 생분해성 고분자 발포체 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 고분자 발포체는 PLA 수지 60 ~ 80 중량% 및 아크릴 수지 20 ~ 40 중량%로 조성되는 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 가교제 0.5 ~ 2 중량부, 및 사슬연장제 1 ~ 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 고분자 발포체 제조 방법은 (a) PLA 수지 60 ~ 80 중량% 및 아크릴 수지 20 ~ 40 중량%의 조성비로 혼합하여 수지 조성물을 형성한 후, 상기 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 가교제 0.5 ~ 2 중량부, 및 사슬연장제 1 ~ 10 중량부를 첨가하여 수지 혼합 조성물을 형성하는 단계; (b) 상기 수지 혼합 조성물을 용융시켜 수지 용융체를 형성하는 단계; (c) 상기 수지 용융체에 발포제를 투입하는 단계; 및 (d) 상기 발포제가 혼합된 수지 용융체를 냉각하면서 압력강하시켜 발포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 생분해성 고분자 발포체 및 그 제조 방법은 PLA 수지와의 상용성이 우수하며, PLA 수지에 비하여 상대적으로 내열성 및 용융강도가 높은 아크릴 수지를 블렌드하고, 가교제 및 사슬연장제를 첨가함으로써 PLA 수지의 부족했던 내열성과 용융강도를 향상시킬 수 있으면서, 물리발포제인 CO2 또는 N2 가스의 급격한 확산을 막아 고배율의 발포체를 제조할 수 있다.
이 결과, 본 발명에 따른 생분해성 고분자 발포체 및 그 제조 방법은 PLA 수지에 PMMA 수지를 블렌드하고, 가교제 및 사슬연장제를 첨가함으로써, PLA 수지의 부족했던 내열성 및 용융강도를 향상시킬 수 있고, CO2를 이용한 연속압출발포 공정으로 고배율의 발포체를 제조하는 것에 의해, 70 ~ 100℃의 유리전이온도(Tg) 및 100 ~ 120℃의 결정화온도(Tm)를 가짐으로써, 우수한 내열성을 확보할 수 있으면서 3.5 ~ 7.5cN의 높은 용융강도를 확보할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 고분자 발포체 제조 방법을 나타낸 공정 순서도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생분해성 고분자 발포체 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
생분해성 고분자 발포체
본 발명의 실시예에 따른 생분해성 고분자 발포체는 PLA 수지 60 ~ 80 중량% 및 아크릴 수지 20 ~ 40 중량%로 조성되는 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 가교제 0.5 ~ 2 중량부, 및 사슬연장제 1 ~ 10 중량부를 포함한다.
PLA 수지는 락타이드 또는 락트산을 중합하여 얻은 열가소성 폴리에스테르로서, 제조예를 들면, 옥수수, 감사 등에서 추출한 전분을 발효시켜 제조되는 락트산 또는 락타이드를 중합시켜 제조될 수 있다. 이러한 옥수수, 감자 등은 얼마든지 재생 가능한 식물 자원이므로, 이들로부터 확보할 수 있는 PLA 수지는 석유 자원 고갈에 의한 문제에 효과적으로 대처할 수 있다.
또한, PLA 수지는 사용 또는 폐기 과정에서 CO2 등의 환경 유해 물질의 배출량이 폴리염화비닐(PVC) 등의 석유기반 소재에 비해 월등히 적고, 폐기 시에도 자연 환경 하에서 용이하게 분해될 수 있는 친환경적인 특성을 갖는다.
이러한 PLA 수지는 유리전이온도 및 용융강도가 낮기 때문에 고온에서의 사용에 많은 제약이 따르고 있다. 특히, 연속압출발포 공정을 이용하여 PLA 수지 발포체를 제조할 시, PLA 수지의 낮은 가스용해도로 인하여 물리발포제(CO2)를 용해시키려면 상당히 높은 압력을 필요로 하게 된다. 또한, 온도 변화에 따라 PLA 수지의 가스 용해도, 용융점도, 용융강도 등이 급격히 변하므로 공정조건의 안정화가 상당히 어렵다는 문제가 있다.
이를 해결하기 위해, 본 발명에서는 PLA 수지의 내열성 및 용융강도를 향상시켜 CO2를 이용한 연속압출발포 공정으로 고배율의 발포체를 제조하기 위해, PLA 수지와의 상용성이 우수하며, PLA 수지에 비하여 상대적으로 내열성 및 용융강도가 높은 아크릴 수지를 블렌드하고, 가교제 및 사슬연장제를 첨가하였다. 이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 고분자 발포체는 PLA 수지의 부족했던 내열성과 용융강도를 향상시킬 수 있으면서, 물리발포제인 CO2 가스의 급격한 확산을 막아 고배율의 발포체를 제조할 수 있게 된다.
이때, PLA 수지의 첨가량이 수지 조성물 전체 중량의 60 중량% 미만일 경우에는 친환경 컨셉에 벗어나며 생분해성이 감소할 우려가 있다. 또한, 기계적강도의 감소가 발생할 수 있다. 반대로, PLA 수지의 첨가량이 수지 조성물 전체 중량의 80 중량%를 초과할 경우에는 조성물의 용융강도가 저하되고, 이에 따라 독립기포율 감소 및 발포배율 감소가 일어나 요구되는 완충 특성을 구현하기 위한 성능이 부족해지는 문제점이 있다.
아크릴 수지는 PLA 수지에 혼합되어, 내열성 및 용융강도를 높이는 역할을 한다. 특히, 아크릴 수지로는 PMMA 수지를 이용하는 것이 바람직한데, 이는 PMMA 수지의 경우 PLA 수지에 비하여 높은 내열성 및 용융강도를 가지므로 고온환경에서도 사용이 가능해질 수 있으며, 특히 상용성이 우수한 장점이 있다.
또한, 아크릴 수지로는 부틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트 및 히드록시에틸 아크릴레이트 중 선택된 2종 이상의 공중합체가 이용될 수도 있다. 이와 같이, 상술한 아크릴 수지 중 선택된 2종 이상의 공중합체를 이용할 경우, 부틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 등의 소프트한 성질을 이용하여 유연성을 개선할 수 있으므로, 생분해성 고분자 발포체로의 제조시 신율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이러한 아크릴 수지의 첨가량이 수지 조성물 전체 중량의 20 중량% 미만일 경우에는 내열성 및 용융강도 향상 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 아크릴 수지의 첨가량이 수지 조성물 전체 중량의 40 중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 제조 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 바람직하지 못하다.
가교제는 내열성을 향상시키기 위해 첨가된다. 이때, 가교제로는 과산화물계 가교제가 이용될 수 있으며, 구체적으로는 디큐밀퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 디-t-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디-(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠 및 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 중 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다.
이러한 가교제는 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 0.5 ~ 2 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 가교제의 첨가량이 0.5 중량부 미만일 경우에는 가교도가 떨어지거나 가교되지 않을 수 있다. 반대로, 가교제의 첨가량이 2 중량부를 초과할 경우에는 충분한 가교가 이루어지지 않을 수 있고 작업시간을 조절하는데 어려움이 따를 수 있으므로 바람직하지 못하다.
사슬연장제는 생분해성 고분자 발포체의 제조 과정에서 수지 용융체의 용융강도를 향상시키기 위해 첨가된다. 이러한 사슬연장제로는 에폭사이드계, 카르보디이미드계, 이소시아네이트계 및 포옥사이드계 중 선택된 1종 이상이 이용될 수 있으며, 이 중 에폭사이드를 사용하는 경우 반응 속도를 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
일반적으로, PLA 수지는 수분건조가 잘 되어도 분자량이 낮으면, 강도가 부족하여 잘 부서지는 문제로 후공정 진행이 어려워질 수 있다. 따라서, PLA 수지의 분자량 증대를 위해 사슬연장제를 사용하게 된다.
이러한 사슬연장제는 생분해성 고분자 발포체 100 중량부에 대하여, 1 ~ 10 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 사슬연장제의 첨가량이 1 중량부 미만일 경우에는 CO2 또는 N2 가스의 급격한 확산을 방지하는 것이 어려워 용융강도 개선 효과를 제대로 발휘하기 어렵다. 반대로, 사슬연장제의 첨가량이 10 중량부를 초과할 경우에는 결정성 및 내열성은 향상되나, 지나친 가교결합으로 인하여 압출기가 막힐 우려가 있으므로 공정상의 문제를 초래할 수 있으므로 바람직하지 못하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 고분자 발포체는 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서, 산화 방지제, 가수분해 방지제 및 셀 안정제 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
이때, 산화 방지제로는 힌더드페놀류, 인계 화합물, 힌더드아민이온 화합물 등에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 산화 방지제는 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 1 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다.
가수분해 방지제로는 폴리카르보이미드계열이 이용될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 가수분해 방지제는 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 1 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다.
또한, 셀 안정제는 발포체의 셀 형상을 균일하게 하고, CO2의 용해도를 높이기 위한 목적으로 첨가된다. 이를 위해, 셀 안정제로는 지방산 계열이 이용될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 셀 안정제는 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 0.5 ~ 3 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 고분자 발포체는 PLA 수지와의 상용성이 우수하며, PLA 수지에 비하여 상대적으로 내열성 및 용융강도가 높은 아크릴 수지를 블렌드하고, 가교제 및 사슬연장제를 첨가함으로써 PLA 수지의 부족했던 내열성과 용융강도를 향상시킬 수 있으면서, 물리발포제인 CO2 또는 N2 가스의 급격한 확산을 막아 고배율의 발포체를 제조할 수 있다.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 고분자 발포체는 PLA 수지에 PMMA 수지를 블렌드하고, 가교제 및 사슬연장제를 첨가함으로써, PLA 수지의 부족했던 내열성 및 용융강도를 향상시킬 수 있고, CO2를 이용한 연속압출발포 공정으로 고배율의 발포체를 제조하는 것에 의해, 70 ~ 100℃의 유리전이온도(Tg) 및 100 ~ 120℃의 결정화온도(Tm)를 가짐으로써, 우수한 내열성을 확보할 수 있으면서 3.5 ~ 7.5cN의 높은 용융강도를 확보할 수 있게 된다.
생분해성 고분자 발포체 제조 방법
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 고분자 발포체 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 고분자 발포체 제조 방법은 수지 혼합 조성물 형성 단계(S110), 수지 용융체 형성 단계(S120), 발포제 투입 단계(S130) 및 발포 단계(S140)를 포함한다.
수지 혼합 조성물 형성 단계(S110)에서는 PLA 수지 60 ~ 80 중량% 및 아크릴 수지 20 ~ 40 중량%의 조성비로 혼합하여 수지 조성물을 형성한 후, 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 가교제 0.5 ~ 2 중량부, 및 사슬연장제 1 ~ 10 중량부를 첨가하여 수지 혼합 조성물을 형성한다.
또한, 수지 혼합 조성물은 산화 방지제 0.1 ~ 1 중량부, 가수분해 방지제 0.1 ~ 1 중량부 및 셀 안정제 0.5 ~ 3 중량부 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
수지 용융체 형성 단계(S120)에서는 수지 혼합 조성물을 용융시켜 수지 용융체를 형성한다.
이러한 수지 용융체 형성 단계(S120)시, 수지 혼합 조성물을 고르게 혼합시키기 위해, 180 ~ 210℃로 용융시키는 것이 바람직하다. 이와 같이, 수지 혼합 조성물이 180 ~ 210℃의 온도 범위에서 용융됨으로써 고르게 혼합될 수 있으며, 충분한 발포 반응을 진행하기 용이하다.
발포제 투입 단계(S130)에서는 수지 용융체에 발포제를 투입한다. 이때, 발포제는 80 ~ 100 Bar 의 고압으로 주입하는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 단계에서, 발포제는 수지 용융체 100 중량부에 대하여, 4 ~ 8 중량부로 투입되는 것이 바람직하다. 발포제의 투입량이 4 중량부 미만일 경우에는 충분한 발포가 이루어지지 못하는 문제를 유발할 수 있다. 반대로, 발포제의 투입량이 8 중량부를 초과할 경우에는 공정 압력이 지나치게 높아져 가공성이 저하될 우려가 있다.
이때, 발포제는 이산화탄소 또는 질소를 포함할 수 있고, 예를 들어 발포제가 이산화탄소일 경우, 이산화탄소가 낮은 온도의 초임계점(supercritical point)을 가지는바, 용이한 가공성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
발포 단계(S140)에서는 발포제가 혼합된 수지 용융체를 냉각하면서 압력강하시켜 발포한다. 이때, 냉각은 결정화온도 ± 10℃의 온도 범위에서 수행되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 발포제가 혼합된 수지 용융체를 결정화온도 ± 10℃의 온도 범위로 냉각시켜 적정 발포 조건을 만족시킨 상태에서 발포시키는 것에 의해 내열성 및 용융강도를 향상시킬 수 있고, CO2 또는 N2 가스의 급격한 확산을 막아 고배율의 발포체를 제조할 수 있게 된다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 생분해성 고분자 발포체 제조
실시예 1
PLA 수지 70wt% 및 PMMA 수지 30wt%로 혼합하여 수지 조성물을 형성한 후, 수지 조성물 100 중량부에 대하여 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산 1.0 중량부 및 에폭사이드계 사슬연장제 1.0 중량부를 첨가하여 수지 혼합 조성물을 제조하였다.
다음으로, 수지 혼합 조성물을 연속압출 발포기 내에 투입시켜 200℃에서 용융시켜 수지 용융체를 제조한 후, 수지 용융체에 발포제로 CO2를 투입하였다. 연속해서, 수지 용융체를 140℃로 냉각하면서 발포시켜 생분해성 고분자 발포체를 제조하였다.
실시예 2
PLA 수지 60wt% 및 PMMA 수지 40wt%로 혼합하여 수지 조성물을 형성한 후, 수지 조성물 100 중량부에 대하여 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산 1.5 중량부 및 에폭사이드계 사슬연장제 1.5 중량부를 첨가하여 수지 혼합 조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고분자 발포체를 제조하였다.
실시예 3
PLA 수지 80wt% 및 PMMA 수지 20wt%로 혼합하여 수지 조성물을 형성한 후, 수지 조성물 100 중량부에 대하여 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산 2 중량부 및 에폭사이드계 사슬연장제 2.0 중량부를 첨가하여 수지 혼합 조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고분자 발포체를 제조하였다.
실시예 4
PLA 수지 70wt% 및 에틸 아크릴레이트 및 히드록시에틸 아크릴레이트의 공중합체 30wt%로 혼합하여 수지 조성물을 형성한 후, 수지 조성물 100 중량부에 대하여 가교제로 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산 1.0 중량부, 에폭사이드계 사슬연장제 2.0 중량부, 힌더드페놀류 산화 방지제 0.5 중량부 및 지방산 계열의 셀 안정제 2 중량부를 첨가하여 수지 혼합 조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고분자 발포체를 제조하였다.
실시예 5
PLA 수지 80wt% 및 에틸 아크릴레이트 및 라우릴 아크릴레이트의 공중합체 20wt%로 혼합하여 수지 조성물을 형성한 후, 수지 조성물 100 중량부에 대하여 가교제로 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산 1.0 중량부, 에폭사이드계 사슬연장제 2.0 중량부, 힌더드페놀류 산화 방지제 0.5 중량부, 폴리카르보이미드계 가수분해 방지제 0.5 중량부 및 지방산 계열의 셀 안정제 2 중량부를 첨가하여 수지 혼합 조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고분자 발포체를 제조하였다.
비교예 1
PLA 수지 100 중량부에 대하여, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산 1.5 중량부 및 에폭사이드계 사슬연장제 1.5 중량부를 첨가하여 수지 혼합 조성물을 제조하였다.
다음으로, 수지 혼합 조성물을 연속압출 발포기 내에 투입시켜 200℃에서 용융시켜 수지 용융체를 제조한 후, 수지 용융체에 발포제로 CO2를 투입하였다. 연속해서, 수지 용융체를 140℃로 냉각시킨 후, 발포시켜 생분해성 고분자 발포체를 제조하였다.
비교예 2
PLA 수지 100 중량부에 대하여, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산 1.0 중량부 및 에폭사이드계 사슬연장제 2.0 중량부를 첨가하여 수지 혼합 조성물을 제조한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고분자 발포체를 제조하였다.
2. 물성 평가
표 1은 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1 ~ 2 에 대한 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.
1) 인장강도
ASTM D에 의거하여 인장강도를 측정하였다.
2) 내열성
시차열 분석 장치(DSC)를 이용하여 유리전이온도(Tg) 및 결정화온도(Tm)를 측정하였다.
3) 융용강도
Rheotens를 이용하여 측정하였다. 이때, 계량기는 반대 방향으로 회전하는 한쌍의 롤러를 포함한다. 생분해성 고분자 발포체는 단일 나사 압출기를 통하여 용융 및 가소화된 다음, 90° 스티어링을 가지는 홀 다이 헤드로부터 압출된다. 이어, 생분해성 고분자 발포체가 2개의 롤러 사이에 고정되고, 등가속도 방식으로 일축 연신된다. 이때, 용융강도는 연신 초기부터의 용융물의 파단까지 측정된 최대 힘 값을 의미한다.
[표 1]
Figure pat00001
표 1을 참조하면, 실시예 1 ~ 5에 따라 제조된 생분해성 고분자 발포체의 경우, 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 생분해성 고분자 발포체에 비하여, 인장강도가 높게 측정되었으며, 유리전이온도 및 결정화온도가 높아져 내열성이 향상된 것을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 1 ~ 5에 따라 제조된 생분해성 고분자 발포체는 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 생분해성 고분자 발포체에 비하여 용융강도가 크게 향상된 것을 확인할 수 있다.
특히, 실시예 1 ~ 3에 따라 제조된 생분해성 고분자 발포체의 경우가 실시예 4 ~ 5에 따라 제조된 생분해성 고분자 발포체에 비하여 높은 용융강도를 갖는 것을 알 수 있는데, 이는 PLA 수지에 아크릴 수질로 PMMA 수지를 각각 혼합한데 기인한 것으로 판단된다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
S110 : 수지 혼합 조성물 형성 단계
S120 : 수지 용융체 형성 단계
S130 : 발포제 투입 단계
S140 : 발포 단계

Claims (11)

  1. PLA 수지 60 ~ 80 중량% 및 아크릴 수지 20 ~ 40 중량%로 조성되는 수지 조성물 100 중량부에 대하여,
    가교제 0.5 ~ 2 중량부, 및
    사슬연장제 1 ~ 10 중량부
    를 포함하는 생분해성 고분자 발포체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴 수지는
    PMMA 수지인 생분해성 고분자 발포체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴 수지는
    부틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트 및 히드록시에틸 아크릴레이트 중 선택된 2종 이상의 공중합체인 생분해성 고분자 발포체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가교제는
    디큐밀퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 디-t-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디-(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠 및 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 중 선택된 1종 이상을 포함하는 생분해성 고분자 발포체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사슬연장제는
    에폭사이드계, 카르보디이미드계, 이소시아네이트계 및 포옥사이드계 중 선택된 1종 이상을 포함하는 생분해성 고분자 발포체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 생분해성 고분자 발포체는
    산화 방지제 0.1 ~ 1 중량부, 가수분해 방지제 0.1 ~ 1 중량부 및 셀 안정제 0.5 ~ 3 중량부 중 1종 이상을 더 포함하는 생분해성 고분자 발포체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 생분해성 고분자 발포체는
    70 ~ 100℃의 유리전이온도(Tg) 및 100 ~ 120℃의 결정화온도(Tm)를 갖는 생분해성 고분자 발포체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 생분해성 고분자 발포체는
    3.5 ~ 7.5cN의 용융강도를 갖는 생분해성 고분자 발포체.
  9. (a) PLA 수지 60 ~ 80 중량% 및 아크릴 수지 20 ~ 40 중량%의 조성비로 혼합하여 수지 조성물을 형성한 후, 상기 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 가교제 0.5 ~ 2 중량부, 및 사슬연장제 1 ~ 10 중량부를 첨가하여 수지 혼합 조성물을 형성하는 단계;
    (b) 상기 수지 혼합 조성물을 용융시켜 수지 용융체를 형성하는 단계;
    (c) 상기 수지 용융체에 발포제를 투입하는 단계; 및
    (d) 상기 발포제가 혼합된 수지 용융체를 냉각하면서 압력강하시켜 발포하는 단계;
    를 포함하는 생분해성 고분자 발포체 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 발포제는
    이산화탄소 또는 질소인 생분해성 고분자 발포체 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 수지 혼합 조성물은
    산화 방지제 0.1 ~ 1 중량부, 가수분해 방지제 0.1 ~ 1 중량부 및 셀 안정제 0.5 ~ 3 중량부 중 1종 이상을 더 포함하는 생분해성 고분자 발포체 제조 방법.
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