KR20180044715A - 생분해성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 생분해성 물품 - Google Patents

생분해성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 생분해성 물품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (ⅰ) 폴리락트산(poly lactic acid; PLA), (ⅱ) 상기 PLA 이외의 지방족 폴리에스테르 수지와 지방족/방향족 폴리에스테르 수지로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상의 생분해성 폴리에스테르 수지 및 (ⅲ) 충진재로 이루어진 기초 수지 조성물;과 충격보강제;를 포함하는 생분해성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 생분해성 물품에 관한 것이다. 본 발명에 따른 폴리락트산을 포함하는 생분해성 수지 조성물은 인장강도, 인장신율가 우수하면서도 인열강도가 향상된 생분해성 물품을 제조할 수 있다.

Description

생분해성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 생분해성 물품{Biodegradable resin composition and biodegradable articles prepared therefrom}
본 발명은 생분해성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 생분해성 물품에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인장강도, 인장신율이 우수하면서도 인열강도가 향상된 생분해성 물품을 제조할 수 있는 생분해성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 생분해성 물품에 관한 것이다.
폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌 및 폴리염화비닐과 같은 합성수지는 산업 전반의 다양한 분야에서 쓰레기봉투, 롤백, 쇼핑백, 식품포장, 건축자재 및 가전제품 등에서 폭넓게 사용되어 왔으며, 일상생활에서 없어서는 안될 정도의 위치를 차지하고 있다. 이러한 합성수지들은 내구성이 매우 우수하지만, 자연상태에서의 분해성이 떨어져 사용 후 폐기 시 생태계에 악영향을 끼치고 환경파괴를 야기하는 문제점이 있다. 이러한 가운데 상기 수지들을 이용한 일회용 제품의 비중이 높아지고 있어 사회적으로 큰 문제가 되고 있고 경제적 비용 상승도 초래하고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 제시된 것이 생분해성 수지를 이용하는 것이다. 상기 생분해성 수지로는 폴리락트산(PLA), 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS), 폴리부틸렌 숙시네이트-코-아디페이트(PBSA), 폴리부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트(PBAT) 등이 상용화되어 있다. 이러한 수지는 환경적으로 존재하는 미생물이 생산하는 효소들의 작용으로 인해 생분해되어 저분자 물질로 분해되고 최종적으로 물과 이산화탄소로 분해될 수 있다.
이 중 PLA는 생분해성 이외에도 강성이 우수하고 투명성이 좋다는 장점을 가지고 있지만, 취성(brittle)이 강하여 깨지기 쉽고, 열변형 온도가 60℃ 정도로 낮아 열안정성이 떨어지며, 유연성 및 인열특성이 매우 부족하여 필름으로 제조할 경우 쉽게 찢어지는 단점이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여, PLA와 다른 생분해성 폴리에스테르 수지를 블렌딩하여 물성의 향상을 꾀하는 연구가 활발하게 진행 중이다.
예컨대, 특허문헌 1(대한민국 공개특허공보 제10-2001-0032052호)은 폴리락트산계(polylactic acid-family) 중합체와 다른 지방족 폴리에스테르를 80:20 ~ 20:80의 중량 비율로 함유하여 만들어지는 필름에 대해 개시하고 있고, 상기 방법에 따르면 취성이 개량되고, 히트실링 특성이 우수한 생분해성 필름이 얻어진다고 기재하고 있다. 그러나, 상기 폴리락트산계 중합체와 다른 지방족 폴리에스테르 간의 상용성이 부족하여 제조된 필름의 인장강도가 떨어진다는 문제가 있었다.
이에, 특허문헌 2(대한민국 공개특허공보 제10-2012-0131961호)는 PLA와 PBSA 블렌드 제조시 몬트모릴로나이트(montmorillonite) 계열의 나노클레이를 함께 사용하여 수지 간의 상용성을 향상시킴으로써 상기 블렌드를 이용하여 제조된 생분해성 필름의 인장강도 및 신장률을 증가시키는 방안을 제시하였다. 그러나, 상기 특허문헌 2에 따르면 제조된 필름의 인장강도 및 신장율은 다소 개선되었지만, 인열강도에 대한 개선효과는 나타내지 못하였다.
KR 1020010032052 A KR 1020120131961 A
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 인장강도 및 인장신율이 우수하면서도 인열강도가 향상된 생분해성 물품을 제조할 수 있는 PLA를 포함하는 생분해성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 상기 생분해성 수지 조성물로부터 제조된 생분해성 물품을 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 (ⅰ) 폴리락트산(poly lactic acid; PLA), (ⅱ) 상기 PLA 이외의 지방족 폴리에스테르 수지와 지방족/방향족 폴리에스테르 수지로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상의 생분해성 폴리에스테르 수지 및 (ⅲ) 충진재로 이루어진 기초 수지 조성물;과 충격보강제;를 포함하는 생분해성 수지 조성물을 제공한다.
상기 충격보강제는 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 (methylmethacrylate-butadine-styrene; MBS) 터폴리머(terpolymer), 아크릴 코폴리머(Acrylic copolymer) 및 에틸렌아크릴레이트 코폴리머(ethylene acrylate copolymer)로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게 부타디엔-스티렌 공중합체가 코어를 형성하고 메틸메타크릴레이트가 상기 코어의 표면에 그래프팅되어 쉘을 형성한 MBS 터폴리머일 수 있다.
상기 충격보강제의 함량은 상기 기초 수지 조성물 100중량부를 기준으로 0.1 ~ 5중량부일 수 있다.
상기 폴리락트산의 함량은 상기 기초 수지 조성물 100중량%를 기준으로 15 ~ 40중량%일 수 있다.
상기 (ⅱ) 생분해성 폴리에스테르 수지는 폴리부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트(poly butylene adipate-co-terephthalate; PBAT), 폴리부틸렌 숙시네이트(poly butylene succinate; PBS), 폴리부틸렌 숙시네이트-코-아디페이트(poly butylene succinate-co-adipate; PBSA) 및 폴리하이드록시 알카노에이트(poly hydroxyl alkanoate; PHA)로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상을 포함할 수 있다.
상기 충진재는 무기첨가제 및 유기 첨가제로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상을 포함할 수 있고, 구체적으로 탄산칼슘, 이산화티탄, 활석, 실리카, 제올라이트 및 운모로부터 선택된 일종 이상의 무기첨가제; 및 변성 전분(thermoplastic starch, TPS), 가소화 전분, 호화 전분, 리그노-셀룰로오스(ligno-cellulose)계 분말 및 셀룰로오스 유도체로부터 선택된 일종 이상의 유기첨가제;로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상일 수 있다.
상기 생분해성 수지 조성물은 가소제, 상용화제 및 산화방지제로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 가소제의 함량은 상기 기초 수지 조성물 100중량부를 기준으로 0.1 ~ 5중량부일 수 있으며, 상기 가소제는 디옥틸아디페이트(dioctyl adipate; DOA), 시트르산 에스테르(citric acid ester) 및 지방산 에스테르로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상의 에스테르계 가소제, 시트르산 (citric acid), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol; PEG) 및 폴리프로필렌 글리콜(polypropylene glycol; PPG)로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상을 포함할 수 있다.
상기 상용화제의 함량은 상기 기초 수지 조성물 100중량부를 기준으로 0.1 ~ 0.5중량부일 수 있으며, 상기 상용화제는 폴리이소시아네이트(polyisocyanate), 에폭시 관능기를 가진 스티렌-아크릴레이트 공중합체 및 카보디이미드(carbodiimide)로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 생분해성 수지 조성물로부터 제조된 생분해성 물품을 제공한다.
이때, 상기 생분해성 물품은 생분해성 필름일 수 있으며, 또는 상기 생분해성 필름으로부터 제조된 생분해성 봉투일 수 있다.
본 발명에 따른 폴리락트산을 포함하는 생분해성 수지 조성물은 충격보강제를 포함함으로써 인열강도가 향상된 생분해성 물품을 제조할 수 있다.
또한, 상기 생분해성 수지 조성물은 가소제 및 상용화제를 적절하게 포함함으로써 인장강도, 인장신율이 우수한 생분해성 물품을 제조할 수 있다.
본 발명은 (ⅰ) 폴리락트산(poly lactic acid; PLA), (ⅱ) 상기 PLA 이외의 지방족 폴리에스테르 수지와 지방족/방향족 폴리에스테르 수지로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상의 생분해성 폴리에스테르 수지 및 (ⅲ) 충진재로 이루어진 기초 수지 조성물;과 충격보강제;를 포함하는 생분해성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 생분해성 물품에 관한 것이다.
먼저, 본 발명에 따른 생분해성 수지 조성물에 대해 상세히 살펴보면 하기와 같다.
상기 (ⅰ) PLA는 락트산을 중합하거나 또는 락타이드를 개환 중합하여 얻어진 것으로서, 상대적으로 가격이 저렴하여 생분해성 수지의 원료로서 장점을 갖는다. 이러한 PLA는 폴리 L-락트산, 폴리 D-락트산 및 폴리 L, D-락트산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 일종 이상일 수 있다.
상기 PLA의 함량은 상기 기초 수지 조성물 100중량%를 기준으로 15 ~ 40중량%일 수 있으며, 바람직하게 30 ~ 40중량%일 수 있다. 상기 PLA의 함량이 15중량% 미만일 경우 최종적으로 제조되는 생분해성 물품의 인장강도와 같은 기계적 물성이 떨어질 우려가 있고 상대적으로 고가인 생분해성 폴리에스테르 수지의 함량이 높아지므로 경제성이 떨어질 우려가 있다. 반면, 상기 PLA의 함량이 40중량%를 초과할 경우에는 생분해성 물품의 취성(brittleness)이 증가하여 인장신율, 인열강도 및 충격강도가 저하될 우려가 있다.
상기 (ⅱ) PLA 이외의 지방족 폴리에스테르 수지 및 지방족/방향족 폴리에스테르 수지로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상의 생분해성 폴리에스테르 수지는, 상기 PLA의 취성문제를 개선하여 인장신율, 인열강도 및 충격강도가 우수한 생분해성 물품을 제조하기 위하여, 상기 PLA와 함께 본 발명에 따른 생분해성 수지 조성물의 기초수지로 사용된다.
이러한 생분해성 폴리에스테르 수지의 함량은 생분해성 물품의 물성을 고려하여 적절하게 조절될 수 있으며, 바람직하게 상기 기초 수지 조성물 중량대비 50 ~ 75중량% 일 수 있고, 더욱 바람직하게 50 ~ 60중량% 일 수 있다. 상기 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물의 함량이 50중량% 미만일 경우 PLA의 취성 개선 효과가 미미하여 인장신율, 인열강도 및 충격강도가 떨어지는 생분해성 물품이 제조될 우려가 있고, 반면 75중량% 초과할 경우에는 생분해성 물품의 인장강도 및 경제성이 떨어질 우려가 있다.
상기 생분해성 폴리에스테르 수지는 폴리부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트(poly butylene adipate-co-terephthalate; PBAT), 폴리부틸렌 숙시네이트(poly butylene succinate; PBS), 폴리부틸렌 숙시네이트-코-아디페이트(poly butylene succinate-co-adipate; PBSA) 및 폴리하이드록시 알카노에이트(poly hydroxyl alkanoate; PHA)로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게 PBAT일 수 있다.
상기 (ⅲ) 충진재는 본 발명에 따른 생분해성 수지 조성물을 이용하여 물품을 제작하는 과정에서 성형가공성 및 강도를 개선하는 역할을 수행한다. 상기 충진재의 함량은 생분해성 물품의 물성을 고려하여 적절하게 조절될 수 있으며, 바람직하게 상기 기초 수지 조성물 중량대비 0.1 ~ 5중량%일 수 있다. 상기 충진재의 함량이 0.1중량% 미만일 경우 성형가공성의 개선효과가 미미할 수 있고, 반면 5중량%를 초과할 경우 생분해성 물품의 인장신율 및 인열강도가 떨어질 우려가 있다.
상기 충진재는 유기첨가제 및 무기 첨가제로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로 탄산칼슘, 이산화티탄, 활석, 실리카, 제올라이트 및 운모로부터 선택된 일종 이상의 무기첨가제; 및 변성 전분(thermoplastic starch, TPS), 가소화 전분, 호화 전분, 리그노-셀룰로오스(ligno-cellulose)계 분말 및 셀룰로오스 유도체로부터 선택된 일종 이상의 유기첨가제;로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상을 포함할 수 있다. 이때, 상기 리그노-셀룰로오스(ligno-cellulose)계 분말의 예로서는 왕겨분말, 대나무 분말 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 생분해성 수지 조성물은 인열강도가 우수한 생분해성 물품을 제공하기 위하여 충격보강제를 포함한다. 상기 충격보강제의 함량은 상기 기초 수지 조성물 100중량부를 기준으로 0.1 ~ 5중량부일 수 있다. 상기 충격보강제의 함량이 0.1중량부 미만일 경우에는 생분해성 물품의 인열강도 개선의 효과가 미미할 우려가 있고, 반면 5중량부를 초과할 경우에는 생분해성 물품의 기계적 강도가 저하될 우려가 있다. 특히, 상기 충격보강제의 함량이 상기 기초 수지 조성물 100중량부를 기준으로 0.1 ~ 3중량부일 경우, 인열강도와 함께 인장강도 등과 같은 기계적 물성 향상 효과 또한 뛰어나 더욱 바람직하다.
상기 충격보강제는 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 (methylmethacrylate-butadine-styrene; MBS) 터폴리머(terpolymer), 아크릴 코폴리머(Acrylic copolymer) 및 에틸렌아크릴레이트 코폴리머(ethylene acrylate copolymer)로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게 부타디엔-스티렌 공중합체가 코어를 형성하고, 메틸메타크릴레이트가 코어의 표면에 그래프팅되어 쉘을 형성한 MBS 터폴리머가 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 코어-쉘 타입의 MBS 터폴리머의 경우, 코어부는 스티렌-부타디엔 가교고무로 이루어져 충격흡수에 효과적이고, 쉘부는 메틸메타크릴레이트로 이루어져 기재와의 혼련성을 향상시킴으로써 충격보강제의 분산성을 높여주는데 효과적이다. 따라서, MBS 터폴리머가 충격보강제로 사용될 경우, 상기 충격보강제가 생분해성 수지 내에 균일하게 분산될 수 있고, 이러한 우수한 분산성은 충격효율 및 표면물성을 개선시킬 수 있어 더욱 바람직하다.
예컨대, 상기 MBS 터폴리머로서는 LG화학의 MB885, MB872 또는 MB802, 그리고 미츠미시 레이온 사(Mitsubishi Rayon Co., Ltd.)의 METABLEN® 시리즈 등이 사용될 수 있다. 상기 아크릴 코폴리머로서는 다우사(Dow Chemical Company)의 Paraloid® 시리즈, 예컨대 Paraloid® BPM-520 등이 사용될 수 있으며, 상기 에틸렌아크릴레이트 코폴리머로서는 듀폰사(DuPont Company)의 BIOMAX® Strong 시리즈, 예컨대 BIOMAX® Strong 120 등이 사용될 수 있다.
이 밖에도, 본 발명에 따른 생분해성 수지 조성물은 가소제, 상용화제 및 산화방지제로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 가소제는 고분자에 첨가되어 가공성, 유연성 등의 물성 및 기능을 개질하는 첨가제로, 상기 가소제의 함량은 상기 기초 수지 조성물 100중량부를 기준으로 0.1 ~ 5중량부인 것이 바람직하다. 상기 가소제의 함량이 0.1중량부 미만일 경우 물성 개선의 효과가 미미할 우려가 있다. 반면, 상기 함량이 5중량부를 초과할 경우에는 과량으로 포함된 가소제가 생분해성 물품 제조 후 표면으로 마이그레이션(migration)될 수 있으며, 이 경우 실링 강도가 점차 약해져 쇼핑백 등과 같은 최종적으로 제조되는 생분해성 제품의 품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 가소제는 디옥틸아디페이트(dioctyl adipate; DOA), 시트르산 에스테르(citric acid ester) 및 지방산 에스테르로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상의 에스테르계 가소제, 시트르산 (citric acid), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol; PEG) 및 폴리프로필렌 글리콜(polypropylene glycol; PPG)로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상을 포함할 수 있다. 상기 에스테르계 가소제는 PLA와 유사한 에스테르 구조를 가지고 있으므로 PLA의 취성 및 생분해성 물품의 인장신율을 개선시킬 수 있어 바람직하다. 특히, 상기 DOA는 PLA와의 상용성이 우수해 생분해성 물품 표면 마이그레이션 현상이 최소화될 수 있고, 이로 인해 실링강도가 우수한 생분해성 물품을 제조할 수 있어 더욱 바람직하다.
상기 상용화제는 PLA와 다른 생분해성 폴리에스테르 수지의 상용성 확보를 위해 첨가되는 것으로, 생분해성 물품의 인장강도 등과 같은 기계적 물성을 개선시키는 역할을 한다. 상기 상용화제의 함량은 상기 기초 수지 조성물 100중량부를 기준으로 0.1 ~ 0.5중량부인 것이 바람직하다. 상기 상용화제의 함량이 0.1중량부 미만일 경우 수지들 간의 상용성이 떨어져 기계적 물성이 저하될 우려가 있고, 반면 0.5중량부를 초과할 경우 용융지수(melt index; MI)가 과도하게 낮아져 생분해성 물품의 가공성이 불량해질 우려가 있다.
상기 상용화제는 폴리이소시아네이트(polyisocyanate), 에폭시 관능기를 가진 스티렌-아크릴레이트 공중합체 및 카보디이미드(carbodiimide)로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상을 포함할 수 있다. 상기 에폭시 관능기를 가진 스티렌-아크릴레이트 공중합체로서는 예컨대, 바스프(BASF)사의 "JONCRYL"(등록 상표) 시리즈가 사용될 수 있다.
바람직하게, 상기 상용화제로서 폴리이소시아네이트가 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게 삼관능성 폴리이소시아네이트, 예컨대 하기의 화학식 1로 표시되는 삼관능성 폴리이소시아네이트가 사용될 수 있다.
화학식 1
Figure pat00001
한편, 본 발명은 상기 생분해성 수지 조성물로부터 제조된 생분해성 물품을 제공한다.
상기 생분해성 물품은 상기 생분해성 수지 조성물로부터 제조된 생분해성 필름일 수 있다. 상기 생분해성 필름은 통상의 필름 제작기를 이용하여 제조할 수 있다. 이때, 충진재나 충격보강제는 분산성 개선을 위하여 마스터배치(master batch, M/B) 칩 형태로 필름제조에 사용될 수 있다.
이렇게 제조된 생분해성 필름은 우수한 인장강도 및 인장신율과 같은 기계적 물성을 가지면서도 인열강도가 뛰어나므로, 기존의 합성수지를 대체하여 사용될 수 있다.
상기 생분해성 물품은 상기 생분해성 필름으로부터 제조된 생분해성 봉투, 예컨대 쓰레기 봉투, 롤백, 쇼핑백 등과 같은 용도로 사용될 수 있으며, 이 밖에도 식품포장재 등의 분야에서 폭넓게 상용화될 수 있다.
이하, 실시예들을 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
폴리부틸렌아디페이트-코-테레프탈레이트(poly butylene adipate-co-terephthalate; PBAT)(ENPOL PBG 7070, S-Enpol사) 58중량%, 폴리락트산(poly lactic acid; PLA)(PLA 4032D, NatureWorks) 35중량% 및 탄산칼슘 마스터배치(CaCO3 M/B) 7중량%를 혼합기에 투입하여 기초 수지 조성물 혼합물을 제조하였다.
이어서, 이축 압출기(창성 P&R사 제품, L/D: 36/1, 직경: 24.2mm)에 상기 기초 수지 조성물 혼합물과 상기 혼합물 100중량부를 기준으로 가소제(DOA(dioctyl adipate), 애경유화) 1.5중량부, 상용화제(삼관능성 폴리이소시아네이트, 애경화학) 0.25중량부, 충격보강제인 MBS 터폴리머(MB885, LG화학) 1중량부를 투입하고 170℃에서 용융혼련하여 생분해성 수지 펠렛을 제조하였다. 이때, 상기 CaCO3 M/B은 상기 PBAT와 CaCO3를 3:7의 중량비로 혼합하여 제조한 마스터 배치 칩을 나타낸다.
이후, 상기 펠렛을 유진엔지니어링사 YJF-2(직경: 60mm) 필름 성형기를 사용하여 가공온도 170℃에서 용융혼련하여 폭 330mm × 두께 30㎛의 생분해성 필름을 300m 제조하였다.
실시예 2 내지 3 및 비교예 1
상기 충격보강제의 함량을 하기의 표 1에 기재된 바와 같은 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 필름을 제조하였다.
위 각 실시예 및 비교예들에서 제조한 필름의 물성을 다음과 같은 방법으로 평가하였다.
< 평가방법 >
1. 용융지수(melt index, MI)
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따라 제조된 생분해성 수지 조성물(펠렛상태)의 용융지수를 ASTM D1238에 의거하여 측정하였다. 구체적으로, 190℃의 온도 및 2.16kg 하중 하에서 10분간 오리피스(반지름: 2mm, 길이: 8mm)를 통과하여 흘러나오는 양(g)을 용융지수(MI)로 측정하였다.
2. 인열강도
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따라 제조된 생분해성 필름의 종방향(MD) 및 횡방향(TD)에서의 인열강도를 엘멘도르프(Elmendorf)식 인열강도 분석기를 이용하여 측정하였다.
3. 인장강도 및 인장신율
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따라 제조된 생분해성 필름의 종방향(MD) 및 횡방향(TD)에서의 인장강도 및 인장신율을 JIS K6251-1에 의거하여 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
PBAT(중량%) 58 58 58 58
PLA(중량%) 35 35 35 35
CaCO3 M/B(중량%) 7 7 7 7
합계(중량%) 100 100 100 100
가소제(중량부) 1.5 1.5 1.5 1.5
상용화제(중량부) 0.25 0.25 0.25 0.25
충격보강제(중량부) 1 3 5 -
MI(g/10min) 1.5 1.1 0.8 3.8
인열강도(gf) MD 30 38 41 21
TD 61 65 70 50
인장강도(kgf/cm2) MD 465 460 445 452
TD 350 342 335 340
인장신율(%) MD 195 190 180 185
TD 305 295 281 291
* 상기 표 1에서 가소제, 상용화제, 충격보강제의 함량 단위는 상기 PBAT, PLA 및 CaCO3 M/B의 합계량 100중량부를 기준으로 한 중량부이다.
상기 표 1을 참조하면, 충격보강제를 포함하는 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 생분해성 필름의 경우, 충격보강제를 포함하지 않는 비교예 1에 따라 제조된 생분해성 필름에 비하여 인열강도가 우수한 것을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 1 및 2에 따라 제조된 생분해성 필름의 경우, 인장강도, 인장신율 또한 비교예 1에 따라 제조된 생분해성 필름에 비하여 우수한 값을 나타내는바, 충격보강제의 함량이 0.1 ~ 3중량부 범위에 포함될 경우 인장강도, 인장신율 및 인열강도의 모든 면에서 우수한 효과를 발현한다는 것을 확인할 수 있다.
한편, 충격보강제의 함량이 5중량부인 실시예 3에 따라 제조된 생분해성 필름의 경우, 비교예 1의 필름에 비하여 인장강도 및 인장신율이 다소 떨어지는 값을 나타내기는 하였지만 쇼핑백 등의 용도로 상용화하기에는 충분한 물성을 나타내는 것을 알 수 있다.
이 밖에, 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 생분해성 수지 조성물(펠렛상태) 의 경우, 비교예 1에 따라 제조된 생분해성 수지 조성물(펠렛상태)에 비하여 용융지수가 낮게 나타나는바, 가공성이 우수한 생분해성 수지 조성물이 제조되었음을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 권리범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. (ⅰ) 폴리락트산(poly lactic acid; PLA), (ⅱ) 상기 PLA 이외의 지방족 폴리에스테르 수지와 지방족/방향족 폴리에스테르 수지로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상의 생분해성 폴리에스테르 수지 및 (ⅲ) 충진재로 이루어진 기초 수지 조성물;과
    충격보강제;를 포함하는 생분해성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충격보강제는 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 (methylmethacrylate-butadine-styrene; MBS) 터폴리머(terpolymer), 아크릴 코폴리머(Acrylic copolymer) 및 에틸렌아크릴레이트 코폴리머(ethylene acrylate copolymer)로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 충격 보강제는 부타디엔-스티렌 공중합체가 코어를 형성하고, 메틸메타크릴레이트가 상기 코어의 표면에 그래프팅되어 쉘을 형성한 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌(methylmethacrylate-butadine-styrene; MBS) 터폴리머(terpolymer)인 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 충격보강제의 함량은 상기 기초 수지 조성물 100중량부를 기준으로 0.1 ~ 5중량부인 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리락트산의 함량은 상기 기초 수지 조성물 100중량%를 기준으로 15 ~ 40중량%인 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (ⅱ) 생분해성 폴리에스테르 수지는 폴리부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트(poly butylene adipate-co-terephthalate; PBAT), 폴리부틸렌 숙시네이트(poly butylene succinate; PBS), 폴리부틸렌 숙시네이트-코-아디페이트(poly butylene succinate-co-adipate; PBSA) 및 폴리하이드록시 알카노에이트(poly hydroxyl alkanoate; PHA)로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 충진재는 탄산칼슘, 이산화티탄, 활석, 실리카, 제올라이트 및 운모로부터 선택된 일종 이상의 무기첨가제; 및 변성 전분(thermoplastic starch, TPS), 가소화 전분, 호화 전분, 리그노-셀룰로오스(ligno-cellulose)계 분말 및 셀룰로오스 유도체로부터 선택된 일종 이상의 유기첨가제;로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 생분해성 수지 조성물은 가소제, 상용화제 및 산화방지제로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가소제의 함량은 상기 기초 수지 조성물 100중량부를 기준으로 0.1 ~ 5중량부이고, 상기 가소제는 디옥틸아디페이트(dioctyl adipate; DOA), 시트르산 에스테르(citric acid ester) 및 지방산 에스테르로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상의 에스테르계 가소제, 시트르산 (citric acid), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol; PEG) 및 폴리프로필렌 글리콜(polypropylene glycol; PPG)로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 상용화제의 함량은 상기 기초 수지 조성물 100중량부를 기준으로 0.1 ~ 0.5중량부이고, 상기 상용화제는 폴리이소시아네이트(polyisocyanate), 에폭시 관능기를 가진 스티렌-아크릴레이트 공중합체 및 카보디이미드(carbodiimide)로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 생분해성 수지 조성물로부터 제조된 생분해성 물품.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 생분해성 물품이 상기 생분해성 수지 조성물로부터 제조된 생분해성 필름인 것을 특징으로 하는 생분해성 물품.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 생분해성 물품이 상기 생분해성 필름으로부터 제조된 생분해성 봉투인 것을 특징으로 하는 생분해성 물품.
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