KR20210038745A

KR20210038745A - 생분해성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 식품 용기용 펠릿

Info

Publication number: KR20210038745A
Application number: KR1020190120295A
Authority: KR
Inventors: 홍승회
Original assignee: 홍승회; (주)제영산업
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2021-04-08
Also published as: KR102324258B1

Abstract

본 발명은 생분해성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 식품 용기용 펠릿에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 PLA(Poly Lactic Acid), PBAT(PolyButylene Adipate-co-Terepthalate), 전분 분말, 쌀겨 분말, 탄산칼슘, 왁스, 가교제 및 산화 방지제를 포함하는 생분해성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 식품 용기용 펠릿에 관한 것이다. 본 발명에 따른 생분해성 수지 조성물은 천연 원료로 식품용기를 제조함으로써 환경 호르몬의 용출이 없고 경량이며, 자연 상태에서 완전 생분해됨으로써 환경 개선에도 크게 기여할 수 있으며, 열차단제 및 자외선 차단제가 첨가되는 경우 식품 보관 기간을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

생분해성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 식품 용기용 펠릿{BIODEGRADABLE RESIN COMPOSITION AND PELLET MANUFACTURED USING THE SAME FOR FOOD VESSEL}

본 발명은 생분해성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 식품 용기용 펠릿에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 PLA(Poly Lactic Acid), PBAT(PolyButylene Adipate-co-Terepthalate), 전분 분말, 쌀겨 분말, 탄산칼슘, 왁스, 가교제 및 산화 방지제를 포함하는 생분해성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 식품 용기용 펠릿에 관한 것이다.

현대 사회의 발전과 함께 플라스틱 소재의 포장지 및 용기류는 우수한 기능과 저렴한 가격으로 생활의 편리성을 가져오고 산업 전반에 걸쳐 산업발달에 큰 공헌을 해왔지만 사용 후의 폐기 문제로 식품포장지의 주성분인 플라스틱 폐기물은 환경오염의 가장 큰 오염원 중 하나로 인식되고 있는 상황이다.

폴리스티렌(polystyrene)은 대표적인 열가소성 수지로서 스티렌 단량체를 중합함으로써 수득되는 고분자 물질이다. 현재, 스티론계 수지 성형품은 여러 가지 일용품, 부엌용품, 완구, 라디오, VTR 및 음료용 용기 및 식품 포장 용기 등으로 사용되고 있다. 이 중에서 컵라면 용기, 생선받침대, 과일받침대 및 일회용 도시락 용기와 같은 식품포장 용기로는 주로 발포성 폴리스티렌이 사용된다. 상기 발포성 폴리스티렌은 폴리스티렌에 프로판, 부탄 및 펜탄 등과 같은 발포제를 배합한 것을 말한다. 이 발포성 폴리스티렌은 그대로 또는 미리 발포한 것을 적당한 금형에 넣어서 가열하는 것만으로 5 ~ 25배로 팽창하여 가볍고 튼튼한 발포체 성형품을 얻을 수 있다. 한편, 상기 발포성 폴리스티렌을 압출기를 이용하여 시트(sheet) 상으로 가공한 것을 폴리스티렌 페이퍼(polystyrene paper)라고 한다. 일반적으로 식품 용기용으로 사용되는 발포성 폴리스티렌은 폴리스티렌 페이퍼의 형태로 시판되고 있다.

발포성 폴리스티렌 식품용기는 폴리스티렌을 발포시켜 경량화했으므로 다른 소재의 식품용기와 비교시 가볍고, 원료인 석유도 극히 소량밖에 사용되지 않는 장점이 있다. 발포성 폴리스티렌 식품용기는 일본에서 1962년에 등장했으며, 그 후 식품을 트레이에 미리 포장해서 판매하는 프리패키지 방식이라 불리는 셀프서비스 판매가 등장함에 따라 최근에는 국내에도 널리 이용되고 있는 실정이다. 또한, 급속도로 변화하는 현대 사회에서 빠르고 편리한 것을 추구하는 현대인들에게 일회용 식품은 인기를 더해가고 있어, 이와 함께 발포성 폴리스티렌으로 제조한 식품 포장용기의 사용도 증가하고 있다.

폴리에틸렌은 일반적으로 식품 위생성이 우수하고, 신율이 우수하여 가공성이 우수하고, 가격이 저렴한 등의 이유에 의하여 다양한 식품 용기의 내부에 코팅되어 방수 등의 목적으로 사용되고 있으나 이를 사용한 코팅용기 포장재는 사용 및 폐기과정에서 플라스틱에 첨가된 가소제 등에 의한 환경 호르몬방출 등의 사회적·환경적 문제를 야기한다.

그러나 상기 식품 포장 용기는 음식물을 저장하는 용도로만 사용되며 밀폐가 용이하기 않기 때문에 일정 기간이 경과하면 세균이 다량으로 번식하여 음식물이 오염됨으로써 건강에 해를 끼치는 문제점이 있으며, 재활용 과정이 어렵고 처리비용이 높아 대부분 소각하는 실정이다.

더욱이, 종래 제품은 사용/폐기과정에서 환경 호르몬 방출의 위험이 커 식품위생 및 안전성 측면에서 문제가 제기되고 있어, 환경파괴 및 자원의 재활용 관점에서 그 한계점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1407092호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 PLA(Poly Lactic Acid), PBAT(PolyButylene Adipate-co-Terepthalate), 전분 분말, 쌀겨 분말, 탄산칼슘, 왁스, 가교제 및 산화 방지제를 포함하는 생분해성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 식품 용기용 펠릿을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, PLA(Poly Lactic Acid), PBAT(PolyButylene Adipate-co-Terepthalate), 전분 분말, 쌀겨 분말, 탄산칼슘, 왁스, 가교제 및 산화 방지제를 포함하는 생분해성 수지 조성물을 제공한다.

상기 생분해성 수지 조성물은 조성물 100 중량부에 대하여 PLA 50~70 중량부, PBAT 20~40 중량부, 전분 분말 2~5 중량부, 쌀겨 분말 2~5 중량부, 탄산칼슘 1~2 중량부, 왁스 1~3 중량부, 가교제 0.5~2 중량부, 산화방지제 0.5~2 중량부인 것을 특징으로 한다.

상기 왁스는 파라핀 왁스, 유동 파라핀 왁스, 밀납, 몰다 왁스, 이멀시파잉 왁스, 칸데릴라 왁스, PE 왁스 및 PP 왁스 중 어느 하나이며, 바람직하게는 PE 왁스 또는 PP 왁스이다.

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 어느 하나이며, 바람직하게는 디큐밀퍼옥사이드이다.

상기 산화방지제는 Tetrakismethylene(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate)methane, Octadecyl 3-(3'5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionate, 2,2'-Ethylidenebis[4,6-di-t-butylphenol], 1,3,5-tris(4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, Triethylene glycol bis[3-(3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionate], N,N'-hexamethylene bis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionamide] 및 Tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 Octadecyl 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate와 Tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite를 1:1의 중량비로 혼합하여 사용한다.

상기 생분해성 수지 조성물은 열차단제 및 자외선 차단제를 더 포함할 수 있으며, 상기 열차단제 및 자외선 차단제는 조성물 100 중량부에 대하여 상기 열차단제 1~2 중량부 및 자외선 차단제 1~2 중량부를 더 포함하는 것을 특징한다.

상기 열차단제는 Al₂(SO₄)·16-18H₂O, NH₄Fe(SO₄)₂·2H₂O, Na₂B₄O₇·10H₂O 중 어느 하나이고, 상기 자외선 차단제는 티타늄디옥사이드 또는 징크옥사이드 중 어느 하나이다.

본 발명의 또 다른 실시예로 상기 생분해성 수지 조성물로 제조된 식품 용기용 펠릿을 제공한다. 상기 펠릿은 비닐백, 야채용기, 식품용기, 트레이 등으로 필요에 따라 성형하여 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 생분해성 수지 조성물은 천연 원료로 식품용기를 제조함으로써 환경 호르몬의 용출이 없고 경량이며, 자연 상태에서 완전 생분해됨으로써 환경 개선에도 크게 기여할 수 있으며, 열차단제 및 자외선 차단제가 첨가되는 경우 식품 보관 기간을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 생분해성 수지 조성물은 PLA(Poly Lactic Acid), PBAT(PolyButylene Adipate-co-Terepthalate), 전분 분말, 쌀겨 분말, 탄산칼슘, 왁스, 가교제 및 산화 방지제를 포함한다.

본 발명에서 사용되는 결정성 PLA(Poly Lactic Acid)의 중량평균 분자량(Mw)은 50,000 내지 150,000인 것일 수 있고, 무정형 PLA(Poly Lactic Acid)의 중량평균 분자량은 150,000 내지 250,000일 수 있다. 본 발명은 생분해성 수지 조성물 100 중량부에 대하여, PLA(Poly Lactic Acid)은 50 내지 70 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. PLA(Poly Lactic Acid)의 함량이 50 중량부 미만인 경우 상대적으로 PBAT의 함량이 증가하고 이러한 경우 하기의 실시예 및 실험예에서 볼 수 있듯이 포름알데히드의 검출량이 증가하게 되고 따라서 식품 용기로의 사용이 부적합하고, PLA(Poly Lactic Acid)의 함량이 70 중량부를 초과하는 경우 성형이 잘 이루어지지 않으며 제품의 인장강도, 신장률 등의 물성이 저하될 수 있다.

또한 PLA(Poly Lactic Acid)은 디-락타이드(D-Lactide) 및 엘-락타이드(L-Lactide)로부터 유래된 모노머가 중합되어 제조되므로 상기 폴리락트산은 디-락타이드(D-Lactide) 함량이 9 내지 15 중량%인 무정형 폴리락트산과 디-락타이드(D-Lactide) 함량이 1 내지 5 중량%로 존재하는 결정성 폴리락트산을 혼용하여 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 조성물에 사용되는 폴리락트산 100 중량부에 대하여 결정성 폴리락트산이 20 내지 70 중량부, 무정형 폴리락트산이 80 내지 30 중량부인 것이 바람직하다. 이는 본 발명의 혼합비를 사용함에 따라 성형품의 형태변화를 최소화할 수 있다.

본 발명의 폴리(부틸렌아디페이트-코-테레프탈레이트)(PBAT) 수지는 부틸렌 아디페이트 및 부틸렌 테레프탈레이트의 코폴리머이다. 시클릭 에스테르화된 생성물의 첨가는 PBAT 수지 조성물의 사용 수명을 연장시키는 데 기여하지만, PBAT 수지 조성물에서 시클릭 에스테르화된 생성물의 함량이 너무 높은 경우에, 시클릭 에스테르화된 생성물은 필름 또는 물품의 표면상에 석출되어, 필름 또는 물품의 표면 외관 성능에 영향을 미칠 수 있다. 본 발명은 생분해성 수지 조성물 100 중량부에 대하여, PBAT는 20 내지 40 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

PBAT의 함량이 20 중량부 미만인 경우 상대적으로 PLA(Poly Lactic Acid)의 함량이 증가하고 이러한 경우 성형이 잘 이루어지지 않으며 제품의 인장강도, 신장률 등의 물성이 저하될 수 있으며, PBAT의 함량이 40 중량부를 초과하는 경우 하기의 실시예 및 실험예에서 볼 수 있듯이 포름알데히드의 검출량이 증가하게 되고 따라서 식품 용기로의 사용이 부적합하게 된다.

전분은 가소제를 함유하지 않거나 가소제와 화학 결합되지 않은 것으로서, 생 전분(raw starch), 호화전분(gelatinized starch) 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 전분은 고유 전분(native starch), 변성 전분(modified starch) 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다. 상기 고유 전분은 옥수수전분, 타피오카전분, 감자전분, 고구마 전분, 밀전분 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있으며, 상기 변성 전분은 전분 에스테르(starch ester), 전분 에테르(starch ether), 산화 전분(oxidized starch), 가수분해 전분(hydrolyzed starch), 히드록시알킬화된 전분(hydroxyalkylated starch) 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다. 상기 전분은 생분해성 수지 조성물 100 중량부에 대하여 2 ~ 5 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 전분의 함량이 2 중량부 미만이면 제품의 인장강도, 신장률 등의 물성이 저하될 수 있으며, 5 중량부를 초과하면 제품의 단가를 상승시키는 요인으로 작용하여 가격 경쟁력을 저하시키는 결정적인 문제점이 될 수 있다.

본 발명에서 사용되는 쌀겨는 80 내지 400 메쉬 정도가 되도록 미립자 분말로 분쇄한다. 80 메쉬 미만인 경우에는 입자 크기가 너무 커서 펠릿 생산 시 흐름성이 나빠 생산성이 떨어지고, 표면이 거칠어져 최종 제품의 품질이 나빠지며, 제품의 강도가 나빠지게 되고, 400 메쉬를 초과하면 입자 크기가 매우 작게 되어 제품 품질은 우수하지만 분쇄 공정 시간이 너무 길게 되어 전체적인 생산성 저하 및 원가 상승에 따른 가격 경쟁력이 나빠지게 된다. 상기 쌀겨는 생분해성 수지 조성물 100 중량부에 대하여 2 ~ 5 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 쌀겨의 함량이 5 중량부를 초과하면 제품의 인장강도, 신장률 등의 물성이 저하될 수 있다.

탄산칼슘은 제조되는 펠릿의 내구성 강화에 기여하는 무기필러 성분으로 결정화도를 증대하여 강성, 투명성 및 광택을 향상시킬 수 있다. 상기 탄산칼슘으로는 나노 크기의 분체가 1~50 중량%의 양으로 포함된 것을 사용하는 것이 물성 향상 측면에서 바람직한바, 더욱 상세하게는 80~100 나노 크기의 분체가 10~30 중량%의 양으로 포함된 것을 사용하는 것이 좋다. 상기 탄산칼슘은 수지 조성물 100 중량부에 대하여 1 ~ 2 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄산칼슘의 함량이 1 중량부 미만이면 이의 첨가에 따른 내구성 강화 및 원가 절감 효과를 기대하기 어려울 수 있으며, 2 중량부를 초과하면 제품의 인장강도, 신장률 등의 물성이 저하될 수 있다.

왁스는 저분자량이면서 저융점인 장점이 있어 압출기를 이용하여 첨가제 조성물을 제조할 때 활제 보조제로서의 기능도 함께 수행할 수 있으며, 저분자 물질로 생분해 가능하다는 장점도 있다. 왁스는 파라핀 왁스, 유동 파라핀 왁스, 밀납, 몰다 왁스, 이멀시파잉 왁스, 칸데릴라 왁스, PE 왁스, PP 왁스 등이 사용될 수 있다. 투입하는 왁스의 함량은 생분해성 수지 조성물 100 중량부에 대하여 1 ~ 3 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 1 중량부 미만으로 첨가되는 경우 활제 보조제 역할이 미약하고, 3 중량부 이상 사용시 다이스에 이물질 등 찌꺼기 발생하고, 원가가 상승하는 단점이 있다.

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.

산화방지제는 조기 산화분해에 따른 제품의 열화, 황변 및 산화분해를 지연시키기 위하여 산화방지제를 추가로 사용하여 산화생분해 기간을 연장 및 색상변화를 방지하여 유통기간이 긴 제품의 유통중 변화에 따른 클레임을 줄일 수 있다. 상기의 산화방지제는 플라스틱내에 생성된 라디칼과 반응하여 플라스틱을 안정화시키는 라디칼 포착제로서의 기능을 하는 1차 산화방지제, 및 과산화물 분해제 기능을 수행하는 2차 산화 방지제를 단독 또는 혼합하여 추가 사용할 수 있다.

상기의 1차 산화방제제는 페놀계 산화방지제로 Tetrakismethylene(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate)methane, Octadecyl 3-(3'5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionate, 2,2'-Ethylidenebis[4,6-di-t-butylphenol], 1,3,5-tris(4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, Triethylene glycol bis[3-(3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionate], N,N'-hexamethylene bis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionamide]중에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.

상기의 2차 산화 방지제는 포스파이트계 산화방지제로 Tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite를 사용하고, 또한 추가로 황변에 의한 색상 변화를 방지하기 위해서 사용하는 산화방지제는 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 2 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 산화방지제의 함량이 0.5 중량부 미만이면 산화방지, 황변 방지 등이 어렵고, 2 중량부를 초과하면 산화방지 기능에 의하여 최종 산화생분해 기간이 너무 연장되는 문제점이 있고 또한 제조원가가 상승되는 단점이 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로 열차단제 및 자외선 차단제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물을 제공한다.

상기 열차단제는 Al₂(SO₄)·16-18H₂O, NH₄Fe(SO₄)₂·2H₂O 및 Na₂B₄O₇·10H₂O 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 열차단제는 생분해성 수지 조성물 100 중량부에 대하여 1 ~ 2 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 1 중량부 미만이면 열차단 효과를 제대로 발휘할 수 없으며, 2 중량부를 초과하면 제품의 단가를 상승시키는 요인으로 작용하여 가격 경쟁력을 저하시키는 결정적인 문제점이 될 수 있다.

상기 자외선 차단제는 티타늄디옥사이드 또는 징크옥사이드 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 자외선 차단제는 생분해성 수지 조성물 100 중량부에 대하여 1 ~ 2 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 1 중량부 미만이면 자외선 차단 효과를 제대로 발휘할 수 없으며, 2 중량부를 초과하면 제품의 단가를 상승시키는 요인으로 작용하여 가격 경쟁력을 저하시키는 결정적인 문제점이 될 수 있다.

이하, 실시예 및 실험예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 예로 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1> 생분해성 수지 펠릿의 제조

쌀겨를 150 메쉬 정도로 분쇄하여 왕겨 분말을 생성한 다음, 100℃에서 30분간 가열 건조하여, 건조된 왕겨 분말을 준비하였다.

생분해성 수지 펠릿 조성물 100 중량부에 대하여, 상기 PLA(Poly Lactic Acid) 20 중량부, PBAT(PolyButylene Adipate-co-Terepthalate) 70 중량부, 전분 분말 3 중량부, 쌀겨 분말 3 중량부, 탄산칼슘 1 중량부, 왁스(PE 왁스) 1 중량부, 가교제(디큐밀퍼옥사이드) 1 중량부 및 1차 산화 방지제(Octadecyl 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate) 0.5 중량부와 2차 산화 방지제(Tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite) 0.5 중량부를 고속 교반기에 투입한 후 400 RPM으로 교반하여 혼합물을 생성하였다.

이어서, 압출성형기(JTE-58HS, tween extruder, JinsanPRM, Korea)를 이용하여(다이 직경: 58 mm, 롤 비율(길이/직경): 40, 배럴 온도: 170℃, 스크류 회전속도: 800 rpm, 스크류 니딩존 2개, 리버스존 2개, 진공벤트존 1개, 오픈벤트존 1개) 스트랜드를 만들었고, 공랭식 콘베이어 벨트를 이용해 냉각한 다음, 이를 2~3 mm 크기로 커팅하여 생분해성 수지 펠릿을 제조하였다.

< 실시예 2>

생분해성 수지 펠릿 조성물 100 중량부에 대하여, 상기 PLA(Poly Lactic Acid) 40 중량부, PBAT(PolyButylene Adipate-co-Terepthalate) 50 중량부를 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 수지 펠릿을 제조하였다.

< 실시예 3>

생분해성 수지 펠릿 조성물 100 중량부에 대하여, 상기 PLA(Poly Lactic Acid) 50 중량부, PBAT(PolyButylene Adipate-co-Terepthalate) 40 중량부를 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 수지 펠릿을 제조하였다.

< 실시예 4>

생분해성 수지 펠릿 조성물 100 중량부에 대하여, 상기 PLA(Poly Lactic Acid) 70 중량부, PBAT(PolyButylene Adipate-co-Terepthalate) 20 중량부를 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 수지 펠릿을 제조하였다.

< 실시예 5> 열차단 및 자외선 차단 효과

상기 실시예 4의 조성에서 생분해성 수지 펠릿 조성물 100 중량부에 대하여, 상기 PLA(Poly Lactic Acid) 68 중량부를 첨가하고, 열차단제로 황산알루미늄(Al₂(SO₄)₃·18H₂O)을 1 중량부 및 자외선 차단제로 티타늄디옥사이드(TiO₂) 1 중량부를 첨가하여 생분해성 수지 펠릿을 제조하였다.

< 실험예 1>

상기 실시예 1 내지 4로 제조된 펠릿을 성형 가공하여 식품 포장용기를 제조한 후 중금속, 유해물질 함유 여부를 확인하기 위하여 "기구 및 용기포장의 기준규격" 따라 시험하였고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

항목	규격	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
비소(mg/L)	0.1 이하	불검출	불검출	불검출	불검출
중금속(mg/L)	1.0 이하	0.1	0.1	0.1	0.1
과망간산칼륨소비(mg/L)	10 이하	1.5	1.5	1.5	1.5
납(mg/kg)	100 이하	불검출	불검출	불검출	불검출
형광증백제	불검출	불검출	불검출	불검출	불검출
포름알데히드(mg/L)	4.0 이하	5.5	4.3	2.3	0.3
카드뮴(mg/ kg)	100 이하	불검출	불검출	불검출	불검출

상기 표 1의 결과에서 실시예 3 및 4로 제조된 펠릿을 성형 가공하여 제조한 식품 포장 용기가 기준규격에 적합하여 인체에 무해하고, 중금속 함량이 적합한 것을 알 수 있었다. 반면 실시예 1 및 2로 제조된 펠릿을 성형 가공하여 제조한 식품 포장 용기는 포름알데히드가 기준규격 이상으로 검출되어 식품 포장 용기로 적합하지 않은 것을 확인할 수 있었다.

< 실험예 2> 열차단성 및 차외선 차단 효과

상기 실시예 5로 제조된 펠릿을 성형 가공하여 식품 포장용기를 제조한 후 실시예 4와 함께 열차단성을 평가하기 위해 용기 내부에 100℃의 물을 70%(v/v) 담은 상태에서, 30분 경과된 시점에서, 용기 내부 임의의 지점과 용기 외부 임의의 지점의 온도를 측정하였으며, 자외선 차단성은 JIS A5759의 방법으로 측정, 비교하였다. 결과는 하기 표 2에 나타내었다.

구분	외부온도(℃)	내부온도(℃)	온도차(℃)	자외선 차단율(%)
실시예 4	40	44	4	20
실시예 5	44	59	15	70

상기 표 2를 참조하면 실시예 4에 따른 식품 용기는 열차단성이 낮았으나, 실시예 5에 따른 식품 용기는 용기 내부와 외부의 온도차가 15 나타나 실시예 4에 비하여 열차단성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

또한 자외선 차단 효과도 실시예 4는 20%의 자외선 차단율을 나타내었으나, 실시예 5는 70%의 자외선 차단 효과를 나타내었다.

이상, 본 발명에서 설명한 것은 생분해성 수지 조성물을 위한 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

Claims

PLA(Poly Lactic Acid), PBAT(PolyButylene Adipate-co-Terepthalate), 전분 분말, 쌀겨 분말, 탄산칼슘, 왁스, 가교제 및 산화 방지제를 포함하는 생분해성 수지 조성물.
제1항에 있어서,
조성물 100 중량부에 대하여 PLA 50~70 중량부, PBAT 20~40 중량부, 전분 분말 2~5 중량부, 쌀겨 분말 2~5 중량부, 탄산칼슘 1~2 중량부, 왁스 1~3 중량부, 가교제 0.5~2 중량부, 산화방지제 0.5~2 중량부인 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 왁스는 파라핀 왁스, 유동 파라핀 왁스, 밀납, 몰다 왁스, 이멀시파잉 왁스, 칸데릴라 왁스, PE 왁스 및 PP 왁스 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
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 어느 하나인 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 산화방지제는 Tetrakismethylene(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate)methane, Octadecyl 3-(3'5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionate, 2,2'-Ethylidenebis[4,6-di-t-butylphenol], 1,3,5-tris(4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, Triethylene glycol bis[3-(3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionate], N,N'-hexamethylene bis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionamide] 및 Tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 조성물은 열차단제 및 자외선 차단제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
제6항에 있어서,
조성물 100 중량부에 대하여 상기 열차단제 1~2 중량부 및 자외선 차단제 1~2 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
제6항에 있어서,
상기 열차단제는 Al₂(SO₄)·16-18H₂O, NH₄Fe(SO₄)₂·2H₂O 및 Na₂B₄O₇·10H₂O 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
제6항에 있어서,
상기 자외선 차단제는 티타늄디옥사이드 또는 징크옥사이드 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 생분해성 수지 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 조성물로 제조된 식품 용기용 펠릿.