KR20230118910A

KR20230118910A - 셀룰로스 에스테르 조성물로부터 형성된 발포체

Info

Publication number: KR20230118910A
Application number: KR1020237023098A
Authority: KR
Inventors: 샤오웨이 장; 케빈 노플리트; 랜디 버크만; 크리스토퍼 맥그래디; 카밀로 카노; 조나단 카테리노; 마이클 콤스
Original assignee: 셀라니즈 인터내셔날 코포레이션
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2021-12-10
Publication date: 2023-08-14
Also published as: CN116867362A; EP4258858A1; US20220185978A1; BR112023011433A2; WO2022125916A1

Abstract

생분해성 발포체 물질이 개시된다. 생분해성 발포체 물질은 적어도 하나의 가소제와 조합된 셀룰로스 에스테르 중합체로 제조된다. 셀룰로스 에스테르 중합체 조성물은 하나 이상의 발포제와 조합되어 폐쇄 셀 발포체로 형성된다. 상기 발포체 물질은 특히 포장용으로 매우 적합하다.

Description

셀룰로스 에스테르 조성물로부터 형성된 발포체

본 개시내용은 셀룰로스 에스테르 조성물로부터 형성된 발포체에 관한 것이다.

관련 출원

본 출원은 2020년 12월 11일에 출원된 미국 임시 특허 출원 제63/124,540호에 기초하고 이에 대한 우선권을 주장하며, 이는 본원에 참조로 인용되어 포함된다.

매년 전세계 플라스틱 생산량은 계속해서 증가하고 있다. 매년 생산되는 플라스틱 양의 절반 이상이 플라스틱 병, 용기, 빨대 및 기타 일회용품을 생산하는 데 사용된다. 예를 들어, 매년 1억 개가 넘는 일회용 플라스틱 빨대가 제조되어 사용되고 있다.

모든 종류의 포장재를 포함하여 폐기된 일회용 플라스틱 제품은 일반적으로 재활용되지 않고 매립된다. 또한 이러한 품목 중 상당수는 적절하게 폐기되지 않아 전 세계 개울, 호수 및 바다에 버려진다. 실제로 플라스틱 폐기물은 해류와 제품의 부력으로 인해 세계 특정 지역의 바다에 응집되고 집중되는 경향이 있다.

이러한 관점에서, 당업자는 생분해성 중합체로 제조된 플라스틱 제품을 생산하려고 시도하였다. 그러나, 많은 생분해성 중합체는 폴리프로필렌 및/또는 폴리에틸렌과 같은 기존 중합체의 물성과 특성이 부족하다.

석유-기반 중합체를 대체하는 데 있어 심각한 문제에 직면한 특정 영역 중 하나는 발포 제품의 생산이다. 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중합체와 같은 폴리올레핀 중합체 및 예를 들어 폴리스티렌은 쿠션, 보호 포장재, 단열재, 스포츠 용품, 의료 제품 등을 생산하기 위해 다양한 발포체 용도에 널리 사용된다. 예를 들어, 선형 저밀도 폴리에틸렌은 여러 가지 다른 공정을 사용하여 광범위한 발포체 밀도를 갖는 발포체로 제조될 수 있다. 선형 저밀도 폴리에틸렌은 용융 강도 및 스트레인 경화(strain hardening)와 같은 바람직한 유변학적 특성을 가지고 있으며, 이는 이 중합체를 발포 제품 생산에 특히 적합하게 만든다.

그러나, 현재, 생분해성인 발포체 제품의 생산에서 폴리올레핀 중합체를 대체할 필요성이 존재한다. 보다 구체적으로, 폐쇄 셀(closed cell) 발포체를 형성할 수 있는 생분해성 중합체 조성물에 대한 필요성이 존재한다.

일반적으로, 본 개시내용은 양호한 기계적 성능 및 가공성을 갖는 발포체 물품 및 제품의 제조에 매우 적합한 생분해성 중합체 조성물에 관한 것이다. 본 개시내용에 따르면, 상기 생분해성 중합체 조성물은, 생분해성일 뿐만 아니라 재생가능한 자원으로부터 형성될 수 있는 셀룰로스 에스테르 중합체를 함유한다. 본 개시내용의 셀룰로스 에스테르 중합체 조성물은 생분해성을 유지하면서 우수한 투명도 특성 및 용융 강도를 갖도록 제형화될 수 있다.

하나의 실시양태에서, 예를 들어, 본 개시내용은 생분해성 발포체 조성물에 관한 것이다. 상기 발포체 조성물은, 셀룰로스 디아세테이트를 포함하는 셀룰로스 에스테르 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 폐쇄 셀 발포체를 포함한다. 셀룰로스 디아세테이트는 약 1.5 내지 약 3, 예컨대 약 2 내지 약 3의 아세틸 치환도(degree of acetyl substitution)를 갖는다. 셀룰로스 에스테르 중합체는 가소제와 혼합된다. 가소제는 폴리글리세리드일 수 있다. 가소제는 중합체 조성물에 약 8 내지 약 45 중량%의 양으로 존재한다. 중합체 조성물은 핵형성제(nucleating agent)를 추가로 포함한다. 본 개시내용에 따라 제조된 폐쇄 셀 발포체는 약 1 g/cm³ 미만, 예컨대 약 0.9 g/cm³ 미만, 예를 들어 약 0.8 g/cm³ 미만의 밀도를 가질 수 있다.

가소제는 하나의 실시양태에서 트리글리세리드를 포함할 수 있다. 하나의 양태에서, 다양한 다른 가소제가 사용될 수 있다. 이러한 가소제는 트리스(클로르이소프로필)포스페이트, 트리스(2-클로로-1-메틸에틸)포스페이트, 글리세린, 모노아세틴, 트리에틸 시트레이트, 아세틸 트리에틸 시트레이트, 프탈레이트, 아디페이트, 폴리에틸렌 글리콜, 트리아세틴, 디아세틴, 트리메틸 포스페이트, 트리에틸 포스페이트, 트리부틸 포스페이트, 트리페닐 포스페이트, 트리부틸-o-아세틸 시트레이트, 디부틸 타르트레이트, 에틸 o-벤조일벤조에이트, n-에틸톨루엔술폰아미드, o-크레실 p-톨루엔술포네이트, 방향족 디올, 치환된 방향족 디올, 방향족 에테르, 트리프로피오닌, 트리벤조인, 글리세린 에스테르, 글리세롤 트리벤조에이트, 글리세롤 아세테이트 벤조에이트, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 에스테르, 폴리에틸렌글리콜 디에스테르, 디-2-에틸헥실 폴리에틸렌글리콜 에스테르, 글리세롤 에스테르, 디에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리글리콜 디글리시딜 에테르, 디메틸술폭시드, N-메틸피롤리디논, 프로필렌 카보네이트, C1-C20 디카르복실산 에스테르, 디부틸 말레에이트, 디옥틸 말레에이트, 레조르시놀 모노아세테이트, 카테콜, 카테콜 에스테르, 페놀류, 에폭시화된 대두유, 피마자유, 아마인유, 에폭시화된 아마인유, 폴리에틸렌글리콜에 기반한 2작용성 글리시딜 에테르, 알킬 락톤, 인지질, 2-페녹시에탄올, 아세틸살리실산, 아세트아미노펜, 나프록센, 이미다졸, 트리에탄올 아민, 벤조산, 벤질 벤조에이트, 살리실산, 4-하이드록시벤조산, 프로필-4-하이드록시벤조에이트, 메틸-4-하이드록시벤조에이트, 에틸-4-하이드록시벤조에이트, 벤질-4-하이드록시벤조에이트, 글리세릴 트리벤조에이트, 네오펜틸 디벤조에이트, 트리에틸렌 글리콜 디벤조에이트, 트리메틸올에탄 트리벤조에이트, 부틸화된 하이드록시톨루엔, 부틸화된 하이드록시아니솔, 소르비톨, 자일리톨, 에틸렌디아민, 피페리딘, 피페라진, 헥사메틸렌디아민, 트리아진, 트리아졸, 피롤 및 이들의 혼합물을 포함한다. 하나의 특정 실시양태에서, 가소제는 1,2,3-트리아세틸글리콜을 포함한다.

셀룰로스 에스테르 중합체는 일반적으로 약 15% 내지 약 85 중량%, 예컨대 약 55% 내지 약 80 중량%의 양으로 중합체 조성물에 존재할 수 있다. 하나의 양태에서, 셀룰로스 에스테르 중합체는 셀룰로스 디아세테이트로 본질적으로 구성된다.

폐쇄 셀 발포체를 제조하는 데 사용되는 중합체 조성물에는 다양한 상이한 핵형성제가 존재할 수 있다. 예를 들어 핵형성제는 임의의 적합한 무기 광물과 같은 무기 입자를 포함할 수 있다. 핵형성제의 특정한 예는 이산화티타늄, 이산화마그네슘, 폴리카보네이트 산의 나트륨염, 폴리올레핀 매트릭스 내의 탄산염 화합물, 탈크 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 핵형성제는 중합체 조성물에 약 2 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다.

폐쇄 셀 발포체로부터 다양한 물품 및 제품을 제조할 수 있다. 하나의 양태에서, 생분해성 발포체는 발포체 시트의 형태이다. 예를 들어 폐쇄 셀 발포체는 포장재 생산에 사용할 수 있다.

본 개시내용은 또한 생분해성 발포체의 제조 방법에 관한 것이다. 이 방법은 상술한 바와 같은 중합체 조성물을 발포제(foaming agent)와 조합하는 것을 포함한다. 물리적 발포제, 화학적 발포제 등을 포함하는 임의의 적합한 발포제가 사용될 수 있다. 하나의 양태에서 초임계 유체가 초임계 유체 주입 시스템에서 발포제로 사용된다. 예를 들어 발포제는 탄화수소 가스, 이산화탄소, 질소 가스 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 대안적으로, 발포제는 카르복실산 및 알칸올아민을 포함할 수 있다. 상기 방법으로부터 형성된 폐쇄 셀 발포체는, 발포체를 형성하기 위해 사용된 중합체 조성물의 밀도보다 8% 이상, 예를 들어 10% 이상, 예를 들어 15% 이상 더 작은 밀도를 가질 수 있다.

상기 방법은 임의의 적합한 발포체 형성 장비 및 시스템을 사용할 수 있다. 예를 들어, 탠덤(tandem) 압출 시스템 또는 일축 압출기와 같은 압출기를 사용하여 발포체를 형성할 수 있다. 초임계 유체 주입 시스템도 사용할 수 있다.

생성된 발포체 물질은 수많은 다양한 용도로 사용할 수 있다. 또한 발포체 물질은 원한다면 추가 가공될 수 있다. 예를 들어, 상기 발포체 물질은 임의의 적합한 형상으로 성형될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 발포체 물질은 다양한 물품 및 라미네이트를 생성하기 위한 열 성형 공정에 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 특징 및 양태는 아래에서 더 상세히 논의된다.

본 발명의 완전한 및 실현가능하게 하는 개시는 첨부된 도면에 대한 참조를 포함하는 명세서의 나머지 부분에서 보다 구체적으로 제시되며, 여기서
도 1은 본 개시내용에 따라 제조된 발포체 물품을 예시하는 사시도이다
본 명세서 및 도면에서 참조 문자의 반복 사용은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징 또는 요소를 나타내기 위한 것이다.

본 논의는 예시적인 실시예의 설명일 뿐이며 본 발명의 더 넓은 양태를 제한하는 것으로 의도되지 않는다는 것을 당업자는 이해하여야 한다.

일반적으로, 본 개시내용은 발포체 물품을 제조하는데 매우 적합한 가소화된 셀룰로스 에스테르 중합체 조성물에 관한 것이다. 본 개시내용에 따르면, 셀룰로스 에스테르 중합체 조성물은 발포제(예를 들어, 취입제(blowing agent))와 조합되고 압출되어 다양한 유익한 특성을 갖는 폐쇄 셀 발포체를 형성한다. 예를 들어, 상기 중합체 조성물은 가공을 용이하게 하는 우수한 용융 강도를 갖는다. 본 개시내용에 따라 제조된 발포체 물품 또한 우수한 기계적 특성을 갖는다. 또한, 상기 중합체 조성물은 생분해성이며, 이는 석유-기반 중합체를 사용하는 것보다 많은 이점을 제공한다.

본 개시내용의 셀룰로스 에스테르 중합체 조성물은 폐쇄 셀 발포체를 제조하는 데 특히 매우 적합하다. 폐쇄 셀 발포체는 다양한 용도로 사용할 수 있다. 일반적으로, 본 발명의 발포체 물질은 과거에 제조된 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌 발포체를 대체하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 발포체 물질은 포장 재료에 사용하기에 특히 적합하다. 하나의 양태에서, 상기 발포체 물질은 식품 포장재를 생산하는 데 사용될 수 있다. 상기 발포체 물질은 자립형(freestanding) 제품으로 성형되거나 다른 물질과 조합될 수 있다. 예를 들어, 하나의 양태에서, 상기 발포체는 코팅된 보드와 조합되어 포장재를 생산할 수 있다.

본 개시내용에 따르면, 상기 중합체 조성물은 적어도 하나의 가소제와 조합된 셀룰로스 에스테르 중합체를 함유한다. 또한, 상기 중합체 조성물은 핵형성제 및 선택적으로 다양한 기타 첨가제 및 성분을 함유한다. 발포체 물질을 형성할 때, 상기 중합체 조성물은 소정 기체와 같은 발포제와 조합되어 발포체로 압출된다. 압출된 발포체 물질은 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 하나의 양태에서, 예를 들어 발포체 물질은 시트, 판자(plank), 프로파일(profile), 튜브(tube), 보드(board) 등으로 압출된다.

하나의 실시양태에서, 발포체 기재(substrate)가 형성된 후 열 성형 공정에 사용된다. 열 성형 중에 상기 발포체 기재는 가열된 다음 원하는 3차원 형상으로 조작된다. 상기 기재는 수 금형 또는 암 금형 위에서 형성될 수 있다. 일반적으로 진공 성형 또는 압력 성형이라고 하는 두 가지 주요 유형의 열 성형이 있다. 열 성형의 상기 두 가지 유형 모두, 발포된 기재를 최종 모양으로 성형하기 위해 열과 압력을 사용한다. 진공 성형 중에는, 발포된 기재를 금형 위에 놓고 진공을 사용하여 이를 3차원 물품으로 조작한다. 압력 성형 중에는, 발포된 기재를 소정 형상으로 성형하는데 임의로 진공력과 함께 압력이 사용된다.

3차원 물품을 생산하기 위해 열 성형을 사용하면 다양한 이점이 있다. 예를 들어, 열 성형을 사용하면 빠른 처리 시간으로 모든 다양한 유형의 형상을 생산할 수 있다. 설계 수정도 빠르고 효율적으로 수행될 수 있다. 열 성형은 또한 비용 효율적일 수 있고 미적 외관을 갖는 물품을 생산할 수 있다.

열성형 공정 동안 발포체 기재에 가해지는 온도 및 압력은 발포체 기재의 두께 및 성형되는 제품 유형을 비롯한 다양한 요인에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로 열 성형은 약 75℃ 내지 약 120℃, 예를 들어 약 75℃ 내지 약 100℃의 온도에서 수행될 수 있다. 그러나 더 높은 온도도 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 발포체 기재는 또한, 발포체 기재를 금형의 형상에 일치시키기 위해 금형에 대해 발포체 기재를 가압하는 압력 및/또는 흡인력을 받는다. 일단 성형되면, 3차원 물품은 원한다면 트리밍 및/또는 광택 처리될 수 있다.

일반적으로, 임의의 적합한 셀룰로스 에스테르 중합체가 본 개시내용의 중합체 조성물에 혼입될 수 있다. 하나의 양태에서, 셀룰로스 에스테르 중합체는 셀룰로스 아세테이트이다.

셀룰로스 아세테이트는, 셀룰로스를 아세트산으로 활성화시킨 후 셀룰로스를 에스테르화함으로써 형성될 수 있다. 셀룰로스는, 다양한 유형의 셀룰로스 물질, 예컨대 비제한적으로 바이오매스, 옥수수 대, 사탕수수 줄기, 바개스 및 수수 잔류물, 벼 및 밀 짚, 농업적 그래스, 경질목재, 경질목재 펄프, 연질목재, 연질목재 펄프, 목화 린터, 스위치그래스, 바개스, 허브, 재활용 종이, 폐지, 목재 칩, 펄프 및 종이 폐기물, 폐목, 간벌목, 버드나무, 포플러, 다년생 풀(예를 들어, 억새과(Miscanthus family)의 그래스), 박테리아 셀룰로스, 종자 외피 (예를 들어, 대두 콩), 보릿짚, 왕겨, 및 다른 형태의 목재, 대나무, 소이헐(soyhull), 인피 섬유, 예컨대 케나프, 대마, 황마 및 아마, 농업 부산물, 농업 폐기물, 가축 배설물, 미생물, 조류(algal) 셀룰로스, 해초, 및 식물에서 거의 또는 궁극적으로 파생된 기타 모든 물질로부터 유도된 식물로부터 얻어질 수 있다. 이러한 셀룰로스 원료는 바람직하게는 펠릿, 칩, 클립, 시트, 마모된 섬유, 분말 형태 또는 추가 정제에 적합하도록 하는 기타 형태로 가공된다.

본 개시내용의 조성물을 생성하는데 사용하기에 적합한 셀룰로스 에스테르는, 일부 실시양태에서, 비제한적으로, C₁-C₂₀ 지방족 에스테르(예를 들어, 아세테이트, 프로피오네이트 또는 부티레이트), 작용성 C₁-C₂₀ 지방족 에스테르(예를 들어, 숙시네이트, 글루타레이트, 말레에이트), 방향족 에스테르(예를 들어, 벤조에이트 또는 프탈레이트), 치환된 방향족 에스테르 등, 이들의 임의의 유도체, 및 이들의 임의의 조합을 포함하는 에스테르 치환체를 가질 수 있다.

상기 조성물에 사용된 셀룰로스 아세테이트는 셀룰로스 디아세테이트 또는 셀룰로스 트리아세테이트일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 셀룰로스 아세테이트는 주로 셀룰로스 디아세테이트를 포함한다. 예를 들어, 셀룰로스 아세테이트는 1 중량% 미만의 셀룰로스 트리아세테이트, 예컨대 약 0.5 중량% 미만의 셀룰로스 트리아세테이트를 함유할 수 있다. 셀룰로스 디아세테이트는 셀룰로스 아세테이트의 90 중량% 이상, 예를 들어 약 95 중량% 이상, 약 98 중량% 이상, 예를 들어 약 99 중량% 이상을 구성할 수 있다.

일반적으로, 셀룰로스 아세테이트는 약 10,000 초과, 예컨대 약 20,000 초과, 예컨대 약 30,000 초과, 예컨대 약 40,000 초과, 예컨대 약 50,000 초과의 분자량을 가질 수 있다. 셀룰로스 아세테이트의 분자량은 일반적으로 약 300,000 미만, 예를 들어 약 250,000 미만, 예를 들어 약 200,000 미만, 예를 들어 약 150,000 미만, 예를 들어 약 100,000 미만, 예를 들어 약 90,000 미만, 예를 들어 약 70,000 미만, 예를 들어 약 50,000 미만이다. 위에서 확인된 분자량은 수 평균 분자량을 나타낸다. 분자량은 폴리스티렌 등가물 또는 표준물을 사용하는 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 측정할 수 있다.

셀룰로스 에스테르 중합체의 생분해는 치환도를 비롯한 다양한 요인에 따라 달라질 수 있다. 셀룰로스 에스테르의 치환도는 예를 들어 ASTM 시험법 871-96(2010)을 사용하여 측정할 수 있다. 중합체 조성물에 혼입된 셀룰로스 아세테이트 중합체는 일반적으로 약 1.5 초과, 예컨대 약 2.0 초과, 예컨대 약 2.1 초과, 예컨대 약 2.2 초과, 예컨대 약 2.3 초과의 치환도를 가질 수 있다. 치환도는 일반적으로 약 3 미만, 예를 들어 약 3.0 미만, 예를 들어 약 2.7 미만, 예를 들어 약 2.6 미만, 예를 들어 약 2.4 미만이다.

셀룰로스 에스테르 중합체 또는 셀룰로스 아세테이트는 일반적으로 약 0.5 dL/g 초과, 예컨대 약 0.8 dL/g 초과, 예컨대 약 1 dL/g 초과, 예컨대 약 1.2 dL/g 초과, 예를 들어 약 1.4 dL/g 초과, 예를 들어 약 1.6 dL/g 초과의 고유 점도를 가질 수 있다. 고유 점도는 일반적으로 약 2 dL/g 미만, 예컨대 약 1.8 dL/g 미만, 예컨대 약 1.7 dL/g 미만, 예컨대 약 1.65 dL/g 미만이다. 고유 점도는 98/2 wt/wt 아세톤/물에서 0.20 g/dL 셀룰로스 에스테르 용액을 형성하고 #25 캐논-우벨로드(Cannon-Ubbelohde) 점도계에서 30℃에서 용액과 용매의 유동 시간을 측정함으로써 측정할 수 있다. 이어서, 수정된 베이커-필리포프(Baker-Philippoff) 식을 사용하여 고유 점도("IV")를 결정할 수 있으며, 이는 이 용매 시스템의 경우 하기 식 1이다.

(식 1)

여기서,

t₁= (셀룰로스 에스테르 함유) 용액의 평균 흐름 시간(초),

t₂= 용매의 평균 흐름 시간(초),

k = 용매 상수(98/2 wt/wt 아세톤/물의 경우 10), 및

c= 농도(0.200g/dL).

셀룰로스 아세테이트는 일반적으로 중합체 조성물에 약 15 중량% 초과, 예를 들어 약 25 중량% 초과, 예를 들어 약 35 중량% 초과, 예를 들어 약 45 중량% 초과, 예를 들어 약 55 중량% 초과의 양으로 존재한다. 셀룰로스 아세테이트는 일반적으로 중합체 조성물에 약 85 중량% 미만, 예를 들어 약 80 중량% 미만, 예를 들어 약 75 중량% 미만, 예를 들어 약 70 중량% 미만, 예를 들어 약 65 중량% 미만의 양으로 존재한다.

본 개시내용에 따르면, 셀룰로스 에스테르 중합체는 하나 이상의 가소제와 조합된다.

중합체 조성물에 사용하기에 특히 적합한 가소제는 폴리글리세리드를 포함한다. 예를 들어, 가소제는 모노글리세리드, 디글리세리드 또는 트리글리세리드를 포함할 수 있다. 하나의 특정 양태에서, 가소제는 1,2,3-트리아세틸글리콜을 포함한다. 그러나, 다른 양태에서, 가소제는 디아세틸글리콜 또는 모노아세틸글리콜 단독 또는 트리아세틸글리콜과의 조합물일 수 있다. 다른 적합한 가소제는 트리스(클로르이소프로필) 포스페이트, 트리스(2-클로로-1-메틸에틸) 포스페이트, 트리에틸 시트레이트, 아세틸 트리에틸 시트레이트, 글리세린 또는 이들의 혼합물을 포함한다.

가소제의 다른 예는 비제한적으로 트리메틸 포스페이트, 트리에틸 포스페이트, 트리부틸 포스페이트, 트리페닐 포스페이트, 아세틸 트리부틸 시트레이트, 트리부틸-o-아세틸 시트레이트, 디부틸 타르트레이트, 에틸 o-벤조일벤조에이트, n-에틸톨루엔술폰아미드, o-크레실 p-톨루엔술포네이트, 방향족 디올, 치환된 방향족 디올, 방향족 에테르, 트리프로피온, 트리벤조인, 글리세린, 글리세린 에스테르, 글리세롤 트리벤조에이트, 글리세롤 아세테이트 벤조에이트, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 디에스테르, 디-2-에틸헥실 폴리에틸렌 글리콜 에스테르, 글리세롤 에스테르, 디에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리글리콜디글리시딜 에테르, 디메틸 술폭시드, N-메틸 피롤리디논, 프로필렌 카보네이트, C₁-C₂₀디카르복실산 에스테르, 디메틸 아디페이트(및 기타 디알킬 에스테르), 디-부틸 말레에이트, 디-옥틸 말레에이트, 레조르시놀 모노아세테이트, 카테콜, 카테콜 에스테르, 페놀, 에폭시화된 대두유, 피마자유, 아마인유, 에폭시화된 아마인유, 기타 식물성 기름, 기타 종자유, 폴리에틸렌 글리콜 기반의 이작용성 글리시딜 에테르, 알킬 락톤(예를 들어, 감마-발레로락톤), 알킬포스페이트 에스테르, 아릴 포스페이트 에스테르, 인지질, 아로마(본원에 기재된 일부 포함, 예를 들어 유게놀, 신나밀 알코올, 캠포, 메톡시 하이드록시 아세토페논(아세토바닐론), 바닐린 및 에틸바닐린 포함), 2-페녹시에탄올, 글리콜 에테르, 글리콜 에스테르, 글리콜 에스테르 에테르, 폴리글리콜 에테르, 폴리글리콜 에스테르, 에틸렌 글리콜 에테르, 프로필렌 글리콜 에테르, 에틸렌 글리콜 에스테르(예를 들어, 에틸렌 글리콜 디아세테이트), 프로필렌 글리콜 에스테르, 폴리프로필렌 글리콜 에스테르, 아세틸살리실산, 아세트아미노펜, 나프록센, 이미다졸, 트리에탄올 아민, 벤조산, 벤질 벤조에이트, 살리실산, 4-하이드록시벤조산, 프로필-4-하이드록시벤조에이트, 메틸-4-하이드록시벤조에이트, 에틸-4-하이드록시벤조에이트, 벤질-4-하이드록시벤조에이트, 글리세릴 트리벤조에이트, 네오펜틸 디벤조에이트, 트리에틸렌 글리콜 디벤조에이트, 트리메틸올에탄 트리벤조에이트, 부틸화된 하이드록시톨루엔, 부틸화된 하이드록시아니솔, 소르비톨, 자일리톨, 에틸렌 디아민, 피페리딘, 피페라진, 헥사메틸렌 디아민, 트리아진, 트리아졸, 피롤 등, 이들의 임의의 유도체, 및 이들의 임의의 조합물을 포함한다.

하나의 양태에서, 카보네이트 에스테르가 가소제로서 작용할 수 있다. 예시적인 카보네이트 에스테르는 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 디페닐 카보네이트, 페닐 메틸 카보네이트, 디크레실 카보네이트, 글리세린 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 이소프로필페닐 2-에틸헥실 카보네이트, 페닐 2-에틸헥실 카보네이트, 이소프로필페닐 이소데실 카보네이트, 이소프로필페닐 트리데실 카보네이트, 페닐 트리데실 카보네이트 등, 및 이들의 임의의 조합물을 포함할 수 있지만, 이에 국한되지 않는다.

또 다른 양태에서, 상기 가소제는 폴리올 벤조에이트일 수 있다. 예시적인 폴리올 벤조에이트는 글리세릴 트리벤조에이트, 프로필렌 글리콜 디벤조에이트, 디에틸렌 글리콜 디벤조에이트, 디프로필렌 글리콜 디벤조에이트, 트리에틸렌 글리콜 디벤조에이트, 수크로스 벤조에이트, 폴리에틸렌 글리콜 디벤조에이트, 네오펜틸글리콜 디벤조에이트, 트리메틸올프로판 트리벤조에이트, 트리메틸올에탄 트리벤조에이트, 펜타에리트리톨 테트라벤조에이트, 수크로스 벤조에이트(1 내지 8의 치환도를 가짐), 및 이들의 조합물을 포함할 수 있지만, 이에 국한되지 않는다. 어떤 경우에는 글리세릴 트리벤조에이트와 같은 트리벤조에이트가 바람직할 수 있다. 일부 경우에, 폴리올 벤조에이트는 25℃에서 고체이고 25℃에서 0.05g/100mL 미만의 수용해도를 가질 수 있다.

하나의 양태에서, 상기 가소제는 프탈레이트가 없다. 실제로, 상기 중합체 조성물은 프탈레이트가 없도록 제형화될 수 있다. 예를 들어, 프탈레이트는 중합체 조성물에 약 0.1% 이하, 예컨대 약 0.001% 이하의 양으로 존재할 수 있다.

일반적으로, 하나 이상의 가소제는 중합체 조성물에 약 8 내지 약 45 중량%, 예컨대 약 20 내지 약 40 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 하나의 양태에서, 하나 이상의 가소제는 중합체 조성물에 약 21 중량% 초과, 예컨대 약 23 중량% 초과, 예컨대 약 25 중량% 초과, 예를 들어 약 27 중량% 초과, 예를 들어 약 30 중량% 초과, 예를 들어 약 32 중량% 초과, 및 일반적으로 약 38 중량% 미만, 예컨대 약 35 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다.

셀룰로스 아세테이트는 가소제에 대해, 셀룰로스 아세테이트와 하나 이상의 가소제 사이의 중량비가 약 60:40 내지 약 85:15, 예컨대 약 70:30 내지 약 80:20이 되도록 존재할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 셀룰로스 아세테이트 대 가소제 중량비는 약 75:25이다.

본 발명의 중합체 조성물은 또한 핵형성제를 함유할 수 있다. 하나의 양태에서, 핵형성제는 임의의 적합한 광물 입자와 같은 무기 입자를 포함할 수 있다. 핵형성제의 예로는 이산화티타늄, 폴리카보네이트 산의 나트륨 염과 같은 폴리카보네이트산의 염, 탄산칼슘과 같은 탄산염 화합물, 탈크, 기타 무기 광물 입자, 산화규소, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 규산칼슘, 셀룰로스 분말, 키틴, 키토산 및 이들의 혼합물이 포함된다. 하나의 양태에서, 핵형성제는 중합체 매트릭스 내의 탄산염 화합물일 수 있다.

핵형성제는 일반적으로 0.1 중량% 초과의 양, 예를 들어 0.5 중량% 초과의 양, 예컨대 약 0.7 중량% 초과의 양, 예컨대 약 1 중량% 초과의 양, 예컨대 약 1.1중량% 초과의 양으로 중합체 조성물에 존재할 수 있다. 하나 이상의 핵형성제는 일반적으로 약 2 중량% 미만, 예컨대 약 1.8 중량% 미만, 예컨대 약 1.5 중량% 미만, 예컨대 약 1.3 중량% 미만의 양으로 중합체 조성물에 존재한다.

셀룰로스 에스테르 중합체, 하나 이상의 핵형성제 및 하나 이상의 가소제 이외에, 상기 중합체 조성물은 다양한 기타 첨가제 및 성분을 함유할 수 있다. 예를 들어, 상기 중합체 조성물은, 아세트산 방출과 같은 산 방출을 감소시키기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 산 제거제(scavenger)를 함유할 수 있다. 적합한 산 제거제는 알칼리 금속 염, 알칼리 토금속 염, 탄산염, 산화물, 수산화물, 아민 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 특정 산 제거제는 산화아연, 산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산알루미늄나트륨, 규산알루미늄, 하이드로탈사이트 및 이들의 혼합물을 포함한다. 하나 이상의 산 제거제가 상기 중합체 조성물에 약 0.1 내지 약 5 중량%, 예컨대 약 0.3 내지 약 2 중량%의 양으로 존재할 수 있다.

전술한 바와 같은 산 제거제 외에도, 상기 중합체 조성물은 또한 냄새 은폐제를 함유할 수 있다. 예를 들어 냄새 은폐제는 냄새를 흡수하거나 자체적으로 냄새를 생성할 수 있다. 조성물에 혼입될 수 있는 은폐제는 제올라이트, 특히 합성 제올라이트, 방향제 등을 포함한다.

중합체 조성물에 포함될 수 있는 다른 첨가제 및 성분은 항산화제, 안료, 윤활제, 연화제, 항균제, 항진균제, 방부제, 난연제 및 이들의 조합을 포함한다. 상기 첨가제 각각은 일반적으로 중합체 조성물에 약 5% 이하, 예를 들어 약 2% 이하, 일반적으로 약 0.1% 이상, 예를 들어 약 0.3% 이상의 양으로 존재할 수 있다.

본원에 기술된 셀룰로스 에스테르 플라스틱과 함께 사용하기에 적합한 난연제는 일부 실시양태에서 실리카, 금속 산화물, 인산염, 카테콜 인산염, 레조르시놀 인산염, 붕산염, 무기 수화물, 방향족 폴리할라이드 등 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있으며, 이들에 국한되지 않는다.

본원에 기술된 셀룰로스 에스테르 플라스틱과 함께 사용하기에 적합한 항진균제 및/또는 항균제는 일부 실시양태에서 폴리엔 항진균제(예를 들어, 나타마이신, 리모시딘, 필리핀, 니스타틴, 암포테리신 B, 칸디신, 및 하마이신), 이미다졸 항진균제, 예를 들어 미코나졸(WellSpring Pharmaceutical Corporation에서 MICATIN®으로 입수 가능), 케토코나졸(McNeil Consumer Healthcare에서 NIZORAL®로 상업적으로 입수 가능), 클로트리마졸(Merck에서 LOTRAMIN® 및 LOTRAMIN AF®로 상업적으로 입수 가능하고, Bayer에서 CANESTEN®으로 입수 가능), 에코나졸, 오모코나졸, 비포나졸, 부토코나졸, 펜티코나졸, 이소코나졸, 옥시코나졸, 세르타코나졸(OrthoDematologics에서 ERTACZO®로 상업적으로 입수 가능), 술코나졸 및 티오코나졸; 트리아졸 항진균제(예를 들어 플루코나졸, 이트라코나졸, 이사부코나졸, 라부코나졸, 포사코나졸, 보리코나졸, 테르코나졸 및 알바코나졸), 티아졸 항진균제(예를 들어, 아바푼긴), 알릴아민 항진균제(예를 들어, 테르비나핀(노바티스 컨슈머 헬스 인코포레이티드(Novartis Consumer Health, Inc.)에서 LAMISIL®로 상업적으로 입수 가능), 나프티핀(Merz Pharmaceuticals에서 NAFTIN®으로 상업적으로 입수 가능), 및 부테나핀(Merck에서 LOTRAMIN ULTRA®로 상업적으로 입수 가능), 에키노칸딘 항진균제(예를 들어, 아니둘라펀진, 카스포펀진 및 미카펀진), 폴리고디알, 벤조산, 시클로피록스, 톨나프테이트(예를 들어, MDS Consumer Care, Inc.에서 TINACTIN®으로 상업적으로 입수가능), 운데실렌산, 플루시토신, 5-플루오르시토신, 그리세오풀빈, 할로프로진, 카프릴산, 및 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이들에 국한되지는 않는다.

본 명세서에 기술된 셀룰로스 에스테르 플라스틱과 함께 사용하기에 적합한 방부제는 일부 실시양태에서 벤조에이트, 파라벤(예를 들어, 프로필-4-하이드록시벤조에이트 시리즈) 등 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있지만 이에 국한되지 않는다.

본 명세서에 기술된 셀룰로스 에스테르 플라스틱과 함께 사용하기에 적합한 안료 및 염료는 일부 실시양태에서 식물 염료, 야채 염료, 이산화티타늄, 이산화규소, 타르트라진, E102, 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린, 퀴나크리돈, 페릴렌 테트라카르복실산 디이미드, 디옥사진, 페리논 디스아조 안료, 안트라퀴논 안료, 카본 블랙, 금속 분말, 산화철, 울트라마린, 탄산칼슘, 카올린 점토, 수산화알루미늄, 황산바륨, 산화아연, 산화알루미늄, 액체 및/또는 과립 형태의 CARTASOL® 염료(양이온성 염료, Clariant Services에서 입수가능)(예를 들어, CARTASOL® Brilliant Yellow K-6G 액체, CARTASOL® Yellow K-4GL 액체, CARTASOL® Yellow K-GL 액체, CARTASOL® Orange K-3GL 액체, CARTASOL® Scarlet K-2GL 액체, CARTASOL® Red K-3BN 액체, CARTASOL® Blue K-5R 액체, CARTASOL® Blue K-RL 액체, CARTASOL® Turquoise K-RL 액체/과립, CARTASOL® Brown K-BL 액체), FASTUSOL® 염료(옥소크롬(auxochrome), BASF에서 시판)(예를 들어, Yellow 3GL, Fastusol C Blue 74L) 등, 이들의 임의의 유도체 및 임의의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 국한되지 않는다.

일부 실시양태에서, 본 명세서에 기술된 셀룰로스 에스테르 플라스틱과 함께 사용하기에 적합한 안료 및 염료는 식품 등급 안료 및 염료일 수 있다. 식품 등급 안료 및 염료의 예는 일부 실시양태에서 식물(plant) 염료, 식물성(vegetable) 염료, 이산화티타늄 등 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 국한되지 않는다.

항산화제는 일부 실시양태에서 저장, 운송 및/또는 구현 동안 본원에 기술된 셀룰로스 에스테르 플라스틱의 산화 및/또는 화학적 분해를 완화할 수 있다. 본 명세서에 기술된 셀룰로스 에스테르 플라스틱과 함께 사용하기에 적합한 항산화제는 일부 실시양태에서 안토시아닌, 아스코르브산, 글루타티온, 리포산, 요산, 레스베라트롤, 플라보노이드, 카로틴(예를 들어, 베타-카로틴), 카로티노이드, 토코페롤(예를 들어, 알파-토코페롤, 베타-토코페롤, 감마-토코페롤 및 델타-토코페롤), 토코트리에놀, 토코페롤 에스테르(예를 들어, 토코페롤 아세테이트), 유비퀴놀, 갈산, 멜라토닌, 2차 방향족 아민, 벤조푸라논, 장애 페놀, 폴리페놀, 장애 아민, 유기인 화합물, 티오에스테르, 벤조에이트, 락톤, 하이드록실아민, 부틸화된 하이드록시톨루엔("BHT"), 부틸화된 하이드록시아니솔("BHA"), 하이드로퀴논 등, 및 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 국한되지 않는다.

일부 실시양태에서, 본 명세서에 기술된 셀룰로스 에스테르 플라스틱과 함께 사용하기에 적합한 항산화제는 식품 등급 항산화제일 수 있다. 식품 등급 항산화제의 예는 일부 실시양태에서 아스코르브산, 비타민 A, 토코페롤, 토코페롤 에스테르, 베타-카로틴, 플라보노이드, BHT, BHA, 하이드로퀴논 등, 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있지만 이에 국한되지 않는다.

상기 중합체 조성물로부터 발포체 물질을 형성하기 위해서는, 발포제(foaming agent)를 중합체 조성물과 조합하고 발포체를 형성시키는 공정 조건을 거치게 한다. 하나의 양태에서, 예를 들어, 상기 중합체 조성물 및 발포제는 압출기를 통해 공급되어 발포체 물질을 형성한다. 하나의 양태에서, 상기 발포체 물질은 시트로 형성될 수 있다. 대안적으로, 상기 발포체 물질은 금형에 공급되어 성형 제품을 생산할 수 있다.

일반적으로, 임의의 적합한 발포제가 사용될 수 있다. 적합한 발포제는 물리적 발포제 및 화학적 발포제 모두를 포함한다. 일 양태에서, 이산화탄소 또는 탄화수소와 같은 초임계 유체가 초임계 유체 주입 시스템에서 발포제로 사용된다.

화학적 발포제는 아조디카본아미드, 아조디이소부티로-니트릴, 벤젠술폰하이드라지드, 4,4-옥시벤젠 술포닐세미카바지드, p-톨루엔 술포닐 세미카바지드, 바륨 아조디카르복실레이트, N,N'-디메틸-N,N'-디니트로소테레프탈아미드 및 트리하이드라지노 트리아진을 포함한다. 일부는, 뵈링어 잉겔하임 케미컬 인코포레이티드(Boehringer Ingelheim Chemical Inc.)의 Hydrocerol™과 같이 상표명으로 알려져 있으며, 이는 폴리카보네이트 산의 나트륨 염 및 폴리올레핀 매트릭스 내의 탄산염 화합물이다. 공지된 바와 같이, 이것은 비교적 낮은 개시 온도를 가지며, 상기 발포제는 주어진 용도에 대해 원하는 바에 따라 더 높거나 더 낮은 개시 온도를 갖도록 선택될 수 있다.

발포제는 유기 또는 무기 발포제일 수 있다. 적합한 유기 발포제는 1-9개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소, 1-4개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화 지방족 탄화수소 및 1-3개의 탄소 원자를 갖는 지방족 알코올을 포함한다. 지방족 탄화수소는 메탄, 에탄, 프로판, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, 네오펜탄 등을 포함한다. 플루오르화 탄화수소의 예는 메틸 플루오라이드; 퍼플루오로메탄; 에틸 플루오라이드; 1,1-디플루오로에탄(HFC-152a); 1,1,1-트리플루오로에탄(HFC-143a); 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(HFC-134a); 펜타플루오로에탄; 퍼플루오로에탄; 2,2-디플루오로프로판; 1,1,1-트리플루오로프로판; 퍼플루오로프로판; 퍼플루오로부탄; 및 퍼플루오로사이클로부탄을 포함한다. 본 발명에서 사용하기 위한 부분적으로 할로겐화된 클로로카본 및 클로로플루오로카본은 메틸 클로라이드; 메틸렌 클로라이드; 에틸 클로라이드; 1,1,1-트리클로로에탄; 1,1-디클로로-1-플루오로에탄(HCFC-141b); 1-클로로-1,1-디플루오로에탄(HCFC-142b); 1,1-디클로로-2,2,2-트리플루오로에탄(HCFC-123); 및 1-클로로-1,2,2,2-테트라플루오로에탄(HCFC-124)를 포함한다. 완전 할로겐화된 클로로플루오로카본은 트리클로로모노플루오로메탄(CFC-11); 디클로로디플루오로메탄(CFC-12); 트리클로로트리플루오로에탄(CFC-113); 디클로로테트라플루오로에탄(CFC-114); 클로로헵타플루오로프로판; 및 디클로로헥사플루오로프로판을 포함한다. 발포제로 유용한 지방족 알코올은 메탄올, 에탄올, n-프로판올 및 이소프로판올을 포함한다.

적합한 무기 발포제는 이산화탄소, 질소, 아르곤, 물, 공기, 질소 및 헬륨을 포함한다. 무기 발포제는 또한 중탄산나트륨; 탄산나트륨; 중탄산암모늄; 탄산암모늄; 아질산암모늄; N,N'-디메틸-N,N'-디니트로소테레프탈아미드, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민과 같은 니트로소 화합물; 아조디카본아미드, 아조비스이소부틸로니트릴, 아조시클로헥실니트릴, 아조디아미노벤젠, 바륨아조디카르복실레이트와 같은 아조 화합물; 벤젠 술포닐 하이드라지드, 톨루엔 술포닐 하이드라지드, p,p'-옥시비스(벤젠 술포닐 하이드라지드), 디페닐술폰-3,3'-디술포닐 하이드라지드와 같은 술포닐 하이드라지드 화합물; 칼슘 아지드, 4,4'-디페닐 디술포닐 아지드, p-톨루엔 술포닐 아지드와 같은 아지드 화합물을 포함한다.

바람직한 실시양태에서, 발포제는 부탄, 이소부텐, 이산화탄소, 펜탄, 헥산, 헵탄, 벤젠, 톨루엔, 메틸 클로라이드, 트리클로로에틸렌, 디클로로에탄, 트리클로로플루오로메탄으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

하나의 실시양태에서, 발포제는 올레산과 디에탄올아미드의 혼합물과 같은 지방산과 알칸올아미드의 조합물일 수 있다.

발포제가 셀룰로스 에스테르 중합체 조성물에 첨가되는 방식은 사용되는 발포제의 유형을 비롯한 다양한 인자에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물이 용융 상태에 있는 동안 압출기에서 기체 발포제가 중합체 조성물과 조합될 수 있다. 그러나, 다른 발포제들이 중합체 조성물과 배합되거나, 중합체 조성물이 압출기에 공급될 때 중합체 조성물과 블렌딩되거나, 중합체 조성물이 압출기에 있는 동안 중합체 조성물에 첨가될 수도 있다.

일반적으로, 발포 중에 셀룰로스 에스테르 중합체 조성물의 용융 압출을 위한 온도는 약 140℃ 내지 약 245℃일 수 있다. 압출기는, 원하는 대응 형상을 갖는 발포체 물질을 제조하기 위한 임의의 적합한 형상을 갖는 노즐을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 하나의 실시양태에서, 압출기는 도 1에 도시된 바와 같은 발포체 시트를 생성하는 배출 다이를 가질 수 있다.

도 1을 참조하면, 발포체 시트(10)가 본 발명의 중합체 조성물로부터 형성되고, 하나의 양태에서 이것은 폐쇄 셀 발포 구조를 가질 수 있다.

본 개시내용에 따라 제조된 발포체 물질은 일반적으로 약 1 g/cm³ 미만의 밀도를 갖는다. 예를 들어, 발포체 물질의 밀도는 약 0.9 g/cm³ 미만, 예컨대 약 0.8 g/cm³ 미만, 예컨대 약 0.7 g/cm³ 미만일 수 있다. 본 개시내용에 따라 제조된 폐쇄 셀 발포체는 일반적으로, 발포체를 생성하는 데 사용되는 중합체 조성물의 초기 밀도보다, 밀도가 5% 이상, 예를 들어 8% 이상, 예를 들어 10% 이상, 예를 들어 15% 이상, 예를 들어 20% 이상 더 작다.

본 개시내용에 따라 제조된 발포체 물질은 다수의 다양한 용도에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 발포체 물질은 소비재, 산업재, 건축 자재, 포장재 및 자동차 부품에 포함될 수 있다. 본 개시내용에 따라 제조된 발포체 물품은 식품 포장, 경질 포장, 튜브, 구조용(structural) 발포체, 부력 보조제, 단열재, 쿠션 용도 등을 포함할 수 있다.

본 발명에 대한 이들 및 다른 수정 및 변경은 첨부된 청구범위에 보다 구체적으로 기재된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있다. 또한, 다양한 실시양태의 양태는 전체적으로 또는 부분적으로 상호교환될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 당업자는 전술한 설명이 단지 예일 뿐 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니며 첨부된 청구범위에서 추가로 설명됨을 이해할 것이다.

Claims

생분해성 발포체(biodegradable foam) 조성물로서,
셀룰로스 디아세테이트를 포함하는 셀룰로스 에스테르 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 폐쇄 셀 발포체(closed cell foam)를 포함하고, 이때
상기 셀룰로스 디아세테이트는 약 1.5 내지 약 3의 아세틸 치환도(degree of acetyl substitution)를 갖고,
상기 셀룰로스 에스테르 중합체는 가소제와 블렌딩되고,
상기 가소제는 폴리글리세리드를 포함하고,
상기 가소제는 약 8 중량% 내지 약 45 중량%의 양으로 상기 중합체 조성물에 존재하고,
상기 중합체 조성물은 핵형성제(nucleating agent)를 추가로 포함하며,
상기 폐쇄 셀 발포체는 1.0 g/cm³ 미만의 밀도를 갖는, 생분해성 발포체 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폐쇄 셀 발포체가 0.9 g/cm³ 미만, 예컨대 0.8 g/cm³미만의 밀도를 갖는, 생분해성 발포체 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가소제가 트리글리세리드를 포함하는, 생분해성 발포체 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가소제는 추가로, 트리스(클로르이소프로필)포스페이트, 트리스(2-클로로-1-메틸에틸)포스페이트, 글리세린, 트리에틸 시트레이트, 아세틸 트리에틸 시트레이트, 아디페이트, 폴리에틸렌글리콜, 트리메틸 포스페이트, 트리에틸 포스페이트, 트리부틸 포스페이트, 트리페닐 포스페이트, 트리부틸-o-아세틸 시트레이트, 디부틸 타르트레이트, 에틸 o-벤조일벤조에이트, n-에틸톨루엔술폰아미드, o-크레실 p-톨루엔술포네이트, 방향족 디올, 치환된 방향족 디올, 방향족 에테르, 트리프로피오닌, 트리벤조인, 글리세린 에스테르, 글리세롤 트리벤조에이트, 글리세롤 아세테이트 벤조에이트, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 에스테르, 폴리에틸렌글리콜 디에스테르, 디-2-에틸헥실 폴리에틸렌글리콜 에스테르, 글리세롤 에스테르, 디에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리글리콜디글리시딜 에테르, 디메틸 술폭시드, N-메틸피롤리디논, 프로필렌 카보네이트, C1-C20 디카르복실산 에스테르, 디-부틸 말레에이트, 디-옥틸 말레에이트, 레조르시놀 모노아세테이트, 카테콜, 카테콜 에스테르, 페놀, 에폭시화된 대두유, 피마자유, 아마인유, 에폭시화된 아마인유, 폴리에틸렌 글리콜 기반의 이작용성 글리시딜 에테르, 알킬 락톤, 인지질, 2-페녹시에탄올, 아세틸살리실산, 아세트아미노펜, 나프록센, 이미다졸, 트리에탄올 아민, 벤조산, 벤질 벤조에이트, 살리실산, 4-하이드록시벤조산, 프로필- 4-하이드록시벤조에이트, 메틸-4-하이드록시벤조에이트, 에틸-4-하이드록시벤조에이트, 벤질-4-하이드록시벤조에이트, 글리세릴 트리벤조에이트, 네오펜틸 디벤조에이트, 트리에틸렌글리콜 디벤조에이트, 트리메틸올에탄 트리벤조에이트, 부틸화된 하이드록시톨루엔, 부틸화된 하이드록시아니솔, 소르비톨, 자일리톨, 에틸렌디아민, 피페리딘, 피페라진, 헥사메틸렌 디아민, 트리아진, 트리아졸, 피롤 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 생분해성 발포체 조성물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가소제는 1,2,3-트리아세틸글리콜을 포함하는, 생분해성 발포체 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀룰로스 디아세테이트가 중합체 조성물에 약 15 내지 약 85 중량%, 예를 들어 약 55 내지 약 80 중량%의 양으로 존재하고, 가소제는 조성물에 약 20 중량% 내지 약 40 중량%의 양으로 존재하는, 생분해성 발포체 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀룰로스 에스테르 중합체는 셀룰로스 디아세테이트로 본질적으로 구성되는, 생분해성 발포체 조성물.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 핵형성제는 무기 입자를 포함하는, 생분해성 발포체 조성물.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 핵형성제는 이산화티타늄, 폴리카보네이트 산의 나트륨 염, 폴리올레핀 매트릭스 내의 탄산염 화합물, 탈크(talc) 또는 무기 광물을 포함하는, 생분해성 발포체 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 핵형성제는 생분해성 발포체 조성물에 약 0 중량% 내지 약 2 중량%의 양으로 존재하는, 생분해성 발포체 조성물.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 발포체 시트 형태인 생분해성 발포체 조성물.
제1항 내지 제11항 중 어느 하나에 정의된 바와 같은 생분해성 발포체 조성물로 제조된 물품.
제12항에 있어서, 상기 물품이 발포체 포장재를 포함하는, 물품.
생분해성 발포체의 제조 방법으로서,
셀룰로스 디아세테이트를 포함하는 셀룰로스 에스테르 중합체를 포함하는 중합체 조성물을 발포제(foaming agent)와 조합하는 단계를 포함하고, 이때
상기 셀룰로스 디아세테이트는 약 1.5 내지 약 3의 아세틸 치환도를 갖고,
상기 중합체 조성물은 추가로, 상기 셀룰로스 에스테르 중합체와 블렌딩된 가소제를 포함하고,
상기 가소제는 폴리글리세리드를 포함하고,
상기 가소제는 약 8 중량% 내지 약 40 중량%의 양으로 중합체 조성물에 존재하고,
상기 중합체 조성물은 핵형성제를 추가로 포함하고,
상기 중합체 조성물 및 발포제는 압출되고 폐쇄 셀 발포체로 형성되며,
상기 폐쇄 셀 발포체는 상기 중합체 조성물의 밀도보다 8% 이상 더 작은 밀도를 갖는, 생분해성 발포체의 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 폐쇄 셀 발포체가 상기 중합체 조성물의 밀도보다 10% 이상, 예를 들어 15% 이상, 예를 들어 20% 이상 더 작은 밀도를 갖는, 방법.
제14항에 있어서, 상기 가소제가 트리글리세리드를 포함하는, 방법.
제14항에 있어서, 상기 가소제가 1,2,3-트리아세틸글리콜을 포함하는, 방법.
제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀룰로스 디아세테이트가 중합체 조성물에 약 15 내지 약 85 중량%, 예를 들어 약 55 내지 약 80 중량%의 양으로 존재하고, 상기 가소제가 조성물에 약 12 중량% 내지 약 35 중량%의 양으로 존재하는, 방법.
제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐쇄 셀 발포체가 0.9 g/cm³ 미만, 예컨대 0.8 g/cm³ 미만의 밀도를 갖는,방법.
제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 핵형성제가 이산화티타늄 또는 탈크를 포함하는, 방법.
제14항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발포제가 탄화수소 기체, 이산화탄소, 질소 기체 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 방법.
제14항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발포제가 카르복실산 및 알칸올아미드를 포함하는, 방법.
셀룰로스 에스테르 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 폐쇄 셀 발포체를 포함하는 열 성형된(thermoformed) 발포체 기재를 포함하는 발포체 물품으로서,
상기 셀룰로스 에스테르 중합체는 약 1.5 내지 약 3의 아세틸 치환도를 갖고,
상기 셀룰로스 에스테르 중합체는 가소제와 블렌딩되며,
상기 가소제는 약 8 중량% 내지 약 45 중량%의 양으로 중합체 조성물에 존재하고,
상기 폐쇄 셀 발포체 기재는 1.0 g/cm³ 미만의 밀도를 갖는, 발포체 물품.
제23항에 있어서, 폐쇄 셀 발포체 기재의 밀도가 0.9 g/cm³ 미만, 예컨대 0.8 g/cm³ 미만인, 발포체 물품.
제23항 또는 제24항에 있어서, 상기 가소제가 트리글리세리드, 폴리에틸렌 글리콜 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 발포체 물품.
제23항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발포체 물품이 프로파일(profile), 튜브(tube), 또는 판자(plank)를 포함하는, 발포체 물품.
제23항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발포체 물품이 포장재를 포함하는, 발포체 물품.