KR20240037230A - 생분해성 바이오폴리머를 포함하는 접착성 조성물, 접착제 및 접착제의 접착강도를 변화시키는 방법 - Google Patents
생분해성 바이오폴리머를 포함하는 접착성 조성물, 접착제 및 접착제의 접착강도를 변화시키는 방법 Download PDFInfo
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Abstract
폴리하이드록시알칸산의 반복 단위가 실질적으로 3-하이드록시부탄산과 3-하이드록시헥산산만으로 이루어지는 폴리하이드록시알칸산을 포함하는 접착성 조성물, 접착제, 및 접착제의 접착 강도를 조정하는 방법 를 제공함으로써, 생분해성, 생체 적합성에 더하여, 의약 용도 등의 폭넓은 용도의 적용에 적합한 접착성 조성물을 포함하는 접착제를 제공한다.
Description
본 발명은 생분해성 바이오폴리머인 폴리하이드록시알칸산(PHA)을 포함하는 조성물로서, 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 반복 단위가 실질적으로 3-하이드록시부탄산(3-HB) 및 3-하이드록시헥산산(3-HH) 만으로 이루어진 접착성 조성물, 이러한 접착성 조성물을 포함하는 접착제, 및 이러한 접착제에 포함되는 접착성 조성물 중의 3-하이드록시부탄산과 3-하이드록시헥산산과의 함유 비율을 변화시킴으로써, 접착제의 접착 강도를 변화시키는 방법에 관한 것이다.
다양한 새로운 재료가 개발되고, 다양한 재료가 조합되어, 복합재료 및 이들을 어셈블한 다양한 제품이 차례로 개발되고 있어, 이것들에 의해 우리의 생활은 편리하고 또한 풍부해져 왔다 . 새로운 재료의 개발은 새로운 응용 분야를 만들어 내기 때문에 새로운 재료의 개발을 자극한다. 이러한 사이클은 앞으로도 반복될 것으로 보이며, 이러한 사이클 중에서 접착제·봉지재 혹은 접착 기술이 하는 역할은 새로운 재료의 개발에 따라 점점 커지고 있다고 생각된다.
한편, 앞으로의 새로운 재료의 개발을 포함한 제품 기술의 개발은, 제품 개발을 둘러싼 상황을 보면, 환경에 대한 부하가 최소가 되는 형태로 발전해 나갈 것으로 생각되고 있다. 합성수지로 이루어지는 접착제에 대해서도, 원료가 되는 석유 가격이 변동해, 원료 공급이 일정하지 않다고 하는 종래로부터의 문제에 더해, 환경에의 마이너스의 영향으로서, 제조 과정에 있어서 온실 효과 가스를 배출하는 것 뿐만 아니라, 제조 과정에서 혹은 제품으로서 사용된 후, 배수 처리장을 통과하거나, 혹은 최종 제품이 붕괴, 투기 혹은 폐기되어 하천·해양 등으로 유입됨으로써 다양한 환경 문제를 일으키는 등 접착제의 원료로서의 합성수지에 대해서 세계적 규모로의 해결이 강요되고 있다.
특히 최근에는 해양에서의 마이크로플라스틱의 오염이 문제가 되고 있다. 예를 들어, 플라스틱 쓰레기가 파도나 자외선으로 분쇄되면 길이 5밀리미터 이하의 마이크로 플라스틱이 되고, 마이크로 플라스틱은 물고기의 체내에 축적된다. 50년 후에는 바다의 플라스틱 쓰레기는 물고기의 총중량을 초과하게 되어, 플라스틱 쓰레기를 삭감시키는 것은 인류에게 있어 긴급한 과제가 되고 있다. 따라서, 합성수지로 이루어지는 접착제의 사용이 필수적인 산업분야에 있어서도, 접착제에 기초한 오염을 저감한다는 관점에서, 원료로서 종래부터 사용하고 있는 합성수지의 전환이 강요되고 있다.
또한, 접착제, 밀봉재 또는 접착 기술은 의료 분야에서도 약물 전달 수단, 지혈 수단 등에서 필수적인 제품 기술 요소로서 이미 큰 수요가 있다. 이들 의료 분야에서는, 안전성의 관점에서 동식물 유래의 원료를 이용한 접착제도 사용되고 있지만, 추가적인 안전성·성능 향상이 요구되고 있다. 따라서 의료 분야의 접착제, 밀봉재 또는 접착 기술로서 생체 내에서의 안전한 사용을 가능하게 하기 위해 생체 적합성, 생체 내 분해성 등의 조건을 충족하면서 보다 유용한 물성, 성능을 갖는 것이 필수가 되고 있다.
또한, 접착제·봉지재 혹은 접착 기술을 적용하는 분야는 광범위하기 때문에, 접착 강도에 대해서도, 반드시 높은 것만이 요구되고 있는 것은 아니고, 적당한 접착 강도와 함께 쉬운 개봉성이 요구되는 등, 적용하는 용도에 따라 접착 강도가 변하는 것도, 접착제·봉지재 혹은 접착 기술에 있어서, 검토해야 할 중요한 기술적 요소가 되어 왔다.
이러한 과제의 해결 방법의 하나로서, 다양한 형태 및 양태에 있어서, 생분해성 바이오폴리머를 원료로 한 접착성 조성물이나 접착제를 사용하는 것이 제안되고 있다.
특허문헌 1에는, 폴리하이드록시알카노에이트로서 하이드록시부티르산과 하이드록시발레르산의 공중합체를 포함한 접착제 조성물을 사용하여 물품을 접합하는 방법에 있어서, 폴리하이드록시알카노에이트 입자를 수중 라텍스로서 실시하고, 물품에 압력을 가하여 접착제를 경화시키는 접합 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 2에는 생분해성 폴리하이드록시알카노에이트 공중합체를 포함하는 플라스틱 제품으로서 3-하이드록시부티레이트, 3-하이드록시발레레이트 및 3-하이드록시-4-메틸발레레이트에 의한 공중합체를 이용한 핫멜트 접착 제제가 기재되어 있다. 특허문헌 3에는, 폴리하이드록시알칸산을 함유하여 이루어지는, 생체 적합성이 우수하고, 피부에의 자극성이 낮은 의료용 점착제 수지 조성물이 기재되어 있다. 특허문헌 4에는, 폴리하이드록시알칸산으로서 특정한 유리 전이 온도를 갖는 3-하이드록시부티레이트와 4-하이드록시부티레이트를 사용한 접착 조성물로서, 표면 택타임으로 규정된 접착 조성물이 기재되어 있다. 특허문헌 5에는, 락트산 올리고머/폴리머, 폴리락트산, 지방족 아미드, 점착 부여 수지로서의 테르펜 수지 및 아세트산 폴리비닐을 포함하는 핫멜트 접착성 조성물이 기재되어 있다. 그리고, 특허문헌 6에는, 폴리부틸렌숙시네이트 및 폴리부틸렌숙시네이트아디페이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 수지와 폴리락트산을 포함하는 생분해성 접착제로서, 라미네이트법으로의 성막성이 우수하고, 우수한 접착 강도와 용이 개봉성을 나타내는 생분해성 접착제가 기재되어 있다.
또한, 일반 문헌인 비특허문헌 1에는 바이오 폴리머에 기초한 접착제의 향후 개발의 필요성 및 방향 등이 폭넓게 기재되어 있다.
그러나, 이러한 선행 기술 문헌에 기재된 기술적 사항으로부터는, 생분해성 재료의 특징을 충분히 살려, 또한 접착제 및 접착 기술로서 광범위한 용도에 적용이 가능해지는, 원하는 물성을 갖는 접착성 조성물의 실용화·제공에는 이르지 않았다.
Brief Overview on Bio-Based Adhesives and Sealants Polymers 2019, 11(10), 1685
따라서, 접착제를 구성하는 접착제 조성물의 원료로 생분해성 바이오 폴리머인 폴리하이드록시알칸산을 사용함으로써, 접착제의 제조 공정 및 제품 사용 후 처리 과정에서의 환경 문제에 대응함과 동시에, 의료용을 포함한 광범위한 용도에서 요구되는 다양한 접착 기능에 적응하는 접착성 조성물을 제공하는 것이 요구되고 있다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 검토한 결과, 폴리하이드록시알칸산(PHA)을 생산하는 미생물을 준비하는 단계, 상기 미생물을 배지 내에서 증식하는 단계, 증식한 상기 미생물을 동물에게 섭취하는 단계 및 상기 동물의 배설물로부터 폴리하이드록시알칸산(PHA)을 회수하는 단계를 포함하는 폴리하이드록시알칸산(PHA)을 생산하는 방법에 의해, 용융 유동성이 우수한 폴리하이드록시알칸산(PHA)이 생산된다는 발견에 기초하여, 이러한 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 반복 단위로서 실질적으로 3-하이드록시부탄산(3-HB) 및 3-하이드록시헥산산(3-HH)만으로 이루어진 폴리히드록시알칸산을 포함하는 조성물이 접착성 조성물로서 원하는 물성을 갖는 것을 발견하고, 또한 이러한 접착성 조성물 중의 3-하이드록시부탄산(3-HB)과 3-하이드록시헥산산(3-HH) 함유 비율을 변화시킴으로써, 폴리하이드록시알칸산의 융점을 원하는 범위로 하고, 공중합체를 포함하는 접착성 조성물의 접착 강도가 변화하는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다(상기 발견에 대해서는 , 일본 특허 출원 2019-086889: 제출일 2019년 4월 26일 참조).
즉, 폴리하이드록시알칸산(PHA)을 포함하는 접착성 조성물로서, 폴리하이드록시알칸산(PHA)이 그 반복 단위로서 실질적으로 3-하이드록시부탄산(3-HB) 및 3-하이드록시헥산산 (3-HH)만으로 이루어지는 접착성 조성물이 원하는 물성을 가지는 동시에, 이러한 접착성 조성물에서 3-하이드록시부탄산과 3-하이드록시헥산산(3-HH)의 함유 비율을 변화시킴으로써, 접착성 조성물을 포함하는 접착제의 접착 강도가 변화하는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
(1) 폴리하이드록시알칸산을 포함하는 접착성 조성물로서, 폴리하이드록시알칸산의 반복 단위가, 실질적으로 3-하이드록시부탄산 및 3-하이드록시헥산산만으로 이루어지는 접착성 조성물.
(2) 폴리하이드록시알칸산이 3-하이드록시부탄산과 3-하이드록시헥산산의 공중합체(P(3-HB-co-3-HH))로서 포함되는 (1)에 기재된 접착성 조성물.
(3) (1) 또는 (2)에 기재된 접착성 조성물을 포함하는 접착제.
(4) (3)에 기재된 접착제가 핫멜트 접착제인 것을 특징으로 하는 접착제.
(5) (3) 또는 (4)에 기재된 접착제에 있어서, 상기 접착제에 포함되는 접착성 조성물 중의 3-하이드록시부탄산과 3-하이드록시헥산산의 함유 비율을 변화시킴으로써, 접착제의 접착 강도를 변화시키는 방법.
본 발명에 따르면, 폴리하이드록시알칸산(PHA)을 포함하는 접착성 조성물은 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 반복 단위로서 실질적으로 3-하이드록시부탄산(3-HB) 및 3-하이드록시헥산 산(3-HH)만을 포함함으로써 자연 환경에서 생분해성 및 생체 적합성을 갖는 것이다. 또한, 본 발명에 의하면, 가공성이 우수한 핫멜트 접착제로서 이용할 수 있는 접착성 조성물을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명에 따르면, 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 반복 단위로서 실질적으로 3-하이드록시부탄산(3-HB)과 3-하이드록시헥산산(3-HH)만으로 이루어진 폴리하이드록시알칸산을 포함하는 접착성 조성물 중의, 3-하이드록시부탄산(3-HB)과 3-하이드록시헥산산(3-HH)의 함유 비율을 변화시킴으로써, 접착제의 접착 강도를 변화시킬 수 있기 때문에, 보다 광범위한 용도로 사용 가능한 접착제를 제공한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 생분해성이며, 생체 적합성을 갖고, 가공성이 우수하고, 넓은 용도로 사용 가능한 물성을 갖는 폴리하이드록시알칸산(PHA)을 포함하는 접착성 조성물, 접착제 및 접착제의 접착 강도를 변화시키는 방법을 제공할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 접착 조성물은, 자연 환경 하에서의 생분해성이 우수한 접착성 조성물로서 제공할 수 있기 때문에, 해양 오염이나 마이크로플라스틱 문제의 해소 등에 기여할 수 있다. 또한, 폐기 처분으로서 소각 처리로 바꾸어 생분해 처리가 가능해지기 때문에, 환경에의 부하를 저감하는 효과도 기대할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 접착 조성물 및 접착제는, 폴리하이드록시알칸산(PHA)이 갖는 생체 적합성이나 생체 내 분해성에 더하여, 접착 강도를 변화시킴으로써 광범위한 용도에 사용할 수 있게 됨에 따라, 지금까지의 접착제로서의 용도에 더하여, 의료 용도에 폭넓게 사용할 수 있는 가능성을 갖는 것이다.
다음으로, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 포함하여 구체적인 형태에 대하여 설명한다.
[폴리하이드록시알칸산(PHA)]
폴리하이드록시알칸산(PHA)은, 하기 화학식 1로 예시되는 하이드록시알칸산의 폴리에스테르이며, 생분해성의 중합체이다.
[화학식 1]
(화학식 (1), R은 알킬기를 나타낸다.)
폴리하이드록시알칸산(PHA)의 반복 단위로서는, 하기 화학식 2로 표시되는 3-하이드록시알칸산, 및 하기 화학식 3으로 표시되는 4-하이드록시알칸산이 알려져 있다.
[화학식 2]
(화학식 (2), R은 알킬기를 나타낸다.)
[화학식 3]
(화학식(3))
3-하이드록시알칸산 단위(3-HA)는 알킬기(R)로서 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 트리데실기 등을 취할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리하이드록시알칸산(PHA)은 그 반복 단위로서, 실질적으로 하기 화학식 (4)로 표시되는 3-하이드록시알칸산 단위에 있어서의 알킬기가 메틸기인 3-하이드록시부탄산(3- HB) 및 하기 화학식 (5)로 표시되는 3-하이드록시알칸산 단위에 있어서의 알킬기가 프로필기인 3-하이드록시헥산산(3-HH)만을 함유하는 것을 특징으로 하는 것이다. 본 발명에 따른 폴리하이드록시알칸산(PHA)이 그 반복 단위로서 3-하이드록시부탄산 단위(3-HB)와 3-하이드록시헥산산 단위(3-HH)를 포함하는 경우, 이하에 예시하는 3-하이드록시부탄산(3-HB)과 3-하이드록시헥산산(3-HH)의 공중합체(P(3-HB-co-3-HH))로서 포함되는 것이 바람직하다.
[화학식 4]
본 발명에 관한 접착성 조성물은, 폴리하이드록시알칸산의 반복 단위로서, 실질적으로 3-하이드록시부탄산 및 3-하이드록시헥산산만으로 이루어지는 것이며, 본 발명에 따른 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 반복 단위에 있어서의 3-하이드록시헥산산(3-HH)의 함유 비율은, 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 반복 단위의 전량에 대하여 중량비로 바람직하게는 20% 이상이며, 바람직하게는 27% 이하이다. 폴리하이드록시알칸산의 반복 단위의 전량에 있어서의 3-하이드록시헥산산(3-HH)의 함유 비율을 변화시킴으로써, 폴리하이드록시알칸산으로서의 접착 강도를 변화시킬 수 있고, 3-하이드록시헥산산(3-HH)의 함유 비율이, 폴리하이드록시알칸산의 반복 단위 전량에 대하여 중량비로 20% 이하인 경우에는, 폴리하이드록시알칸산으로서의 충분한 접착성이 얻어지지 않을 우려가 있다. 또한, 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 반복 단위의 전량에 대하여 중량비가 27% 이상인 경우에는, 폴리하이드록시알칸산을 포함하는 조성물의 점도가 높아지기 때문에, 접착제로서의 조제가 어려울 우려가 있다.
또한, 본 발명에 관한 폴리하이드록시알칸산(PHA)은, 하기의 [폴리하이드록시알칸산(PHA)의 제조 방법]에 기재한 바와 같이, 그 제조 방법으로서는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 미생물을 이용한 제조 방법이 유효한 제조 방법이다. 미생물을 이용한 제조 방법을 적용한 경우에는, 제조되는 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 반복 단위로서, 3-하이드록시부탄산 및 3-하이드록시헥산산 이외의 3-하이드록시알칸산이나 4-하이드록시 알칸산이 오염물로서 혼재할 수 있지만, 배양액이나 배양 조건을 조정함으로써, 오염물이 혼재하지 않거나, 매우 미량의 오염물만 혼재하는, 실질적으로 3-하이드록시부탄산 및 3-하이드록시헥산산만을 함유하는 본 발명에 따른 폴리하이드록시알칸산을 제조하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명에 있어서의 “실질적으로 3-하이드록시부탄산 및 3-하이드록시헥산산만을 함유하는” 폴리하이드로알칸산이란, 미생물을 이용한 제조 방법에 있어서, 배양액이나 배양 조건을 조정함으로써 얻어지는 오염물이 혼재하지 않거나 매우 미량의 오염물만 혼재하는 폴리히드록시알칸산을 포함하는 것이다.
본 발명에 따른 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 다른 실시형태로서는, 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 중량 평균 분자량이 1.0×105 내지 13.0×105 g/mol이며, 바람직하게는 3.0×105 내지 10.0×105g/mol이며, 보다 바람직하게는 3.0×105 내지 8.0×105 g/mol이다. 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 중량 평균 분자량이 상기한 범위에 있는 경우에는, 용매에의 용해성 및 내열성이나 내구성을 제어 가능하게 하는 폴리하이드록시알칸산(PHA)을 제공하는 것이 가능하나, 상기 범위를 벗어나면 이러한 효과를 얻을 수 없다.
본 발명에 따른 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 다른 실시형태로서는, 본 발명에 따른 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 반복 단위에 있어서의 3-하이드록시헥산산(3-HH)의 함유 비율을 폴리 하이드록시알칸산(PHA)의 반복 단위의 전량에 대하여 중량비로 20% 이상이고, 27% 이하로 함으로써, 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 융점을 60℃ 이상 90℃ 이하로 하는 것일 수 있다. 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 융점을 상기의 범위로 함으로써, 가공성이 증가하고, 폴리하이드록시알칸산(PHA)을 함유하는 접착성 조성물을 포함하는 접착제를 핫멜트 접착제로서 제공하기 위해 유리하다. 또한, 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 융점은, 어느 방법으로 측정해도 상관없지만, 예를 들면, DSC 분석에 의해 측정 가능하다.
[폴리하이드록시알칸산(PHA)의 제조 방법]
본 발명에 따른 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 제조 방법은, 본 발명에 따른 폴리하이드록시알칸산의 특징을 구비하는 폴리하이드록시알칸산(PHA)이 얻어지면, 어떠한 제조 방법이어도 되고, 특별히 제한되는 것은 아니다.
예를 들면, 본 발명의 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 제조 방법의 일 실시 형태로서는, 이하의 공정을 포함할 수 있다.
공정 1: 폴리하이드록시알칸산(PHA)을 생산하는 미생물을 준비하는 공정,
공정 2: 공정 1의 미생물을 배지 내에서 증식하는 공정,
공정 3: 증식한 미생물을 동물에게 섭취시키는 공정, 및
공정 4: 공정 3의 동물의 배설물로부터 폴리하이드록시알칸산(PHA)을 회수·정제하는 공정
본 발명에 따른 폴리하이드록시알칸산(PHA)은 미생물을 사용하여 제조하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 미생물로서는 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium), 카프리아비다스 네카톨(Cupriavidus necator), 랄스토니아 유트로파(Ralstonia eutropha), 알칼리게네스 라투스(Alcaligenes latus) 등의 폴리히드록시알칸산 생산 능력을 갖는 미생물을 들 수 있다. 이들 중에서도 카프리아비다스 네카톨이 특히 바람직하다.
미생물로서는, 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 합성에 관여하는 유전자가 결실 또는 도입된 미생물인 것이 바람직하다. 예를 들어, 아세트아세틸-CoA 환원 효소(reductase) 유전자가 결실된 미생물을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 하이드록시알칸산 합성 효소(synthase) 유전자나, 에노일-CoA 수화 효소(hydratase) 유전자를 도입하는 것이 바람직하다. 이를 통해, 폴리하이드록시알칸산에 포함되는 3-하이드록시헥산산 단위(3-HH)의 함유량을 높일 수 있다. 또한, 용융 유동성이 높고, 가공성이 우수한 3-하이드록시부탄산(3-HB)과 3-하이드록시헥산산(3-HH)으로 이루어지는 공중합체 P(3HB-co-3HH)를 제조할 수 있다.
미생물의 배양에 사용하는 배지는, 미생물이 증식하는 것이면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 탄소원으로서 메탄올, 에탄올, 부탄올 등의 알코올류, 아세트산, 프로피온산, 헥산산, 옥탄산, 데칸산, 라우르산, 올레산, 팔미트산, 리놀레산, 리놀렌산, 미리스틴산 등의 포화 ·불포화 지방산 등의 지방산류, 글루코오스, 프룩토오스 등의 당류, 락트산 등의 유기산류, 탄소수가 10 이상인 포화·불포화 지방산을 많이 포함하는 유지류를 함유하는 배지이다. 유지류로서는, 예를 들면, 야자유, 팜 핵유, 팜유, 팜 올레인, 유채유, 대두유, 쌀유, 참기름 등의 식물 유지, 라드, 우지 등의 동물 유지, 어유 등을 들 수 있다. 또한, 유지류는 정제 전의 것이나, 폐기 식용유 등도 사용할 수 있다. 배지에 탄소원으로서 첨가하는 유지류로서는, 라우르산을 함유하는 팜 핵유 또는 야자유가 바람직하다. 팜 핵유 또는 야자유를 함유함으로써, 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 함유량을 높일 수 있다.
본 발명에 관한 폴리하이드록시알칸산(PHA)을 생산하기 위한, 미생물의 배양 조건으로서는, 호기성 조건하인 것이 바람직하다. 또한, 필요하다면, 질소원이나 무기물을 첨가해도 된다. 질소원으로서는, 암모니아, 염화암모늄, 황산암모늄, 인산암모늄 등의 암모늄염 등을 들 수 있다. 무기물로서는, 예를 들면 인산 제1 칼륨, 인산 제2 칼륨, 인산 마그네슘, 황산 마그네슘, 염화나트륨 등을 들 수 있다.
배양 온도는 20℃ 내지 40℃가 바람직하고, 보다 바람직하게는 25℃ 내지 35℃이다. 배양 시간은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 48 내지 72시간이다.
본 발명에 관한 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 제조 방법에 있어서, 상기의 아세트아세틸-CoA 환원 효소 유전자와 에노일-CoA 수화 효소 유전자의 발현량을 제어함으로써, 3-하이드록시부탄산(3-HB) 및 3-하이드록시헥산산(3-HH)의 공중합체 중의 3-하이드록시헥산산(3-HH)의 함량을 제어할 수 있다.
또한, 탄소원의 잔존량의 제어나, 배양액에 있어서의 무기 성분 농도의 조정, 산소의 통기량 및 배양 시간을 조정하는 것도, 3-하이드록시부탄산(3-HB)과 3-하이드록시헥산산(3-HH)와의 공중합체 중의 3-하이드록시헥산산(3-HH)의 함량을 조절하는 것이 가능하다.
폴리하이드록시알칸산(PHA)의 회수·정제 방법은 특별히 한정되지 않지만, 배지로부터 원심분리에 의해 회수하고, 용매 등으로 추출하는 방법이나, 상기 미생물을 동물에 의해 소화·흡수시켜, 배설물로서 회수하는 방법 등을 들 수 있다. 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 농도를 간편하게 농축할 수 있다는 관점에서, 동물에 의해 미생물을 소화·흡수시켜, 배설물에 포함되는 과립상의 폴리하이드록시알칸산(PHA)으로서 회수하는 방법이 바람직하다.
상기 동물로서는 설치류, 염소, 양, 소, 조류 등의 동물, 수생 생물, 갑충, 벌레 등을 들 수 있다. 그 중에서도 밀웜 등의 딱정벌레의 유충이 바람직하고, 35일령의 파리의 곤충 먹이(진드기 벌레의 유충, Tenebrio molitor)가 보다 바람직하다.
밀웜 등의 유충에 상기 미생물을 먹이로 준 후, 배설물 펠릿을 회수하고, 메쉬를 사용하여 체질한 후, 물, 수산화나트륨 등의 염기로 세정, 건조함으로써 폴리하이드록시알칸산(PHA)을 회수할 수 있다.
폴리하이드록시알칸산(PHA)의 제조 방법에 대한 구체적인 양태를 이하에 예시한다.
(1) P(3-HB-co-3-HH)의 제조 방법
(가) P(3HB-co-3HH) 제조를 위한 미네랄 배지 제조
P (3HB-co-3HH) 제조를 위한 미네랄 배지는 4.0 g/L NaH2PO4, 4.6 g/L Na2HPO4, 0.45 g/L K2SO4, 0.39 g/L MgSO4, 62 mg/L의 CaCl2, 1 mL/L의 미량 원소 용액(미량 원소 용액은 0.1 M의 HCl에 용해된 15 g/L의 FeSO4·7H2O, 2.4 g/L의 MnSO4·H2O, 2.4 g/L의 ZnSO4·7H2O 및 0.48 g/L의 CuSO4·5H2O를 포함한다.)로 이루어지고, 오토클레이브를 통해 멸균하기 전에 배지의 pH를 7.0으로 조정하였다.
(나) 13 L 발효조를 이용한 P(3HB-co-3HH)의 생합성
P(3HB-co-3HH)의 생합성은 폴리하이드록시알칸산 합성 효소 유전자를 도입한 카프리아비다스 네카톨을 사용하여 수행하였다.
우선, 폴리하이드록시알칸산 합성 효소를 코딩하는 유전자를 도입한 카프리아비다스 네카톨을 한천 플레이트 상에 획선하고, 30℃에서 24시간 배양하였다. 다음에, 전배양으로서, 50 mL의 배양액에 백금이(白金耳)를 이용하여 2회 상기 카프리아비다스 네카톨을 접종하고, 30℃의 인큐베이터 셰이커로, 배양액의 OD600nm가 4가 될 때까지 8시간 진탕하였다. 요소 0.54 g/L, MgSO4 0.39 g/L, CaCl2 62 mg/L, 미량 원소 용액 1 mL/L 및 조 팜 핵유 1 질량%가 되도록 첨가된 미네랄 배지 100 mL에 대하여 상기 배양액을 약 3 mL 접종하였다. 조 팜 핵유는 미네랄 배지에 첨가하기 전에 오토클레이브 처리하였다. 또한, 이 미네랄 배지를 18 시간 배양하여 6 L 발효조에 접종하였다. 접종된 상기 카프리아비다스 네카톨의 형태를 발효조로 옮기기 전에 체크하였다(10 %(v/v)). 배양 배지의 온도는 30℃로 유지하면서, 배지의 pH에 대해서는 3M NaOH 및 3M H3PO4의 첨가에 의해 7.0±0.1로 설정하였다. 교반은 Rushton 터빈을 사용하여 200~900 rpm 교반 속도로 교반하였다. 필터 카트리지(Sartorius stedim, Germany)를 통해 1 vvm(공기 부피/발효조의 작업 부피/분)으로 공기를 공급하고, 용존 산소 농도를 40 % 이상으로 유지하였다. MgSO4·7H2O는 배양 후 18 시간 째에, 요소는 6시간마다 첨가하였다. 미량 원소는 옮겨 심는 사이 및 배양 18 시간에 1 mL 첨가하였다. 조 팜 핵유는 미생물에 의한 오일의 소비에 따라 6 시간마다 10 g/L 내지 20 g/L의 농도로 공급하였다. 박테리아 배양물의 잔류 유분, 습윤 세포 중량 및 광학 밀도를 결정하기 위해, 샘플링을 6시간마다 수행하였다. 배양 시간은 박테리아의 성장에 따라 48 시간 내지 72 시간의 범위이다.
(다) P(3HB-co-3HH)의 생물학적 회수
35 일령의 밀웜 (진드기 벌레 애벌레, Tenebrio molitor)을 주위 온도(약 25℃)에서 플라스틱 용기에서 사육하였다. 사육한 밀웜 100 g에 P(3HB-co-3HHx)를 포함하는 건조 미생물을 공급하였다.
공급된 미생물의 양은 밀웜의 체중을 기준으로 공급하였다(하루 당 체중의 5%). 새로운 배치(batch) 미생물을 공급하기 전에, 밀웜의 대변 펠릿을 회수하고, 0.50 mm 및 0.25 mm 크기의 메쉬를 사용하여 체질하였다. 이중 체 분리를 행함으로써, 다른 불순물을 제거하고, 그 후의 세정 공정을 용이하게 할 수 있었다.
(라) 증류수를 이용한 P(3HB-co-3HH)의 정제
약 10 %(w/v)의 대변 펠릿에 수돗물을 첨가하고, 100 g/L의 농도로 하였다. 대변 펠릿 현탁액을 여러 번 헹구고 상등액을 버리기 전에 침전시켰다. 상층액을 제거하고 회수된 P(3HB-co-3HH)를 일정 질량이 될 때까지 50 ℃의 오븐에서 건조시켰다.
또한, 상기 건조시킨 P(3HB-co-3HH)를 0.25 M NaOH 중에서 1시간 헹구고, 혼합물을 침강시켜, 상청을 제거하고, 회수한 펠릿을 pH가 9.5 미만으로 저하될 때까지 수돗물에서 추가 1 시간 동안 교반하였다. 이어서, 회수된 P(3HB-co-3HH) 과립을 50℃의 오븐에서 일정 질량이 될 때까지 건조시키고, 목적으로 하는 P(3HB-co-3HH)를 회수하였다.
[폴리하이드록시알칸산(PHA)을 함유하는 접착성 조성물]
본 발명에 관한 접착성 조성물은, 폴리하이드록시알칸산(PHA)만을 사용해도 되지만, 폴리하이드록시알칸산(PHA) 이외에, 용매를 포함할 수 있다. 용매의 함유량은, 예를 들면, 5 내지 90중량%의 범위에서 적절히 선택할 수 있다. 용매의 예로는 유기 용매를 들 수 있고, 유기 용매로서는 메탄올, 에탄올, 아세트산에틸, 아세트산디메틸, 클로로포름, 아세토니트릴, 헥산 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니며, 또한 2 종류 이상 의 용매를 혼합 용매로서 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 접착성 조성물은, 다른 첨가물과 혼합하여 접착성 조성물로 할 수도 있다. 그 외의 첨가제로서는, 사용되는 용도에 따라, 본 발명의 폴리하이드록시알칸산(PHA) 이외의 그 밖의 수지, 점착 부여제(탁키파이어), 가소제, 무기 충전제 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 관한 접착성 조성물에 사용되는 폴리하이드록시알칸산(PHA) 이외의 그 밖의 수지로서는, 열가소성 수지, 열경화성 수지 등을 들 수 있고, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리페닐렌에테르, 폴리에테르케톤, 폴리에테르케톤케톤, 폴리부타디엔, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리락트산, 페놀 수지, 폴리(메타)아크릴산, 노르보르넨 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 본 발명에 관한 접착성 조성물이 생분해성 폴리머인 폴리하이드록시알칸산을 사용하고 있기 때문에, 이러한 접착성 조성물에 첨가하는 그 밖의 수지로서는, 폴리락트산 등의 생분해성 수지가 바람직하다.
본 발명에 관한 접착성 조성물에 사용되는 점착 부여제(탁키파이어)로서는 테르펜형 수지, 로진·로진 유도체, 크로만·인덴 수지 등, 가소제로서는 프탈산에스테르, 라놀린, 미네랄 오일 등, 무기 충전제로서는 탄산칼슘, 산화아연 등, 접착성 조성물이 사용되는 용도에 따라 접착성 조성물에 통상 사용되는 첨가물을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 접착성 조성물을 구성하는 성분의 비율에는 특별히 제한은 없지만, 폴리하이드록시알칸산(PHA)을 용매에 용해하는 실시형태에 있어서는, 용해하는 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 비율은, 용액의 점성 등을 고려하여, 대부분 모두 약 50중량%이다.
[폴리하이드록시알칸산(PHA)을 함유하는 접착성 조성물을 포함하는 접착제]
폴리하이드록시알칸산(PHA)을 함유하는 접착성 조성물은, 용액계 접착제, 폴리하이드록시알칸산(PHA)을 유화하여 물에 분산시킨 수중 라텍스계를 포함한 수분산계 접착제, 무 용매계 접착제 및 고체계 접착제의 어느 형태의 접착제로서도 사용할 수 있다. 그 중에서도 핫멜트 접착제는, 불연성이고 게다가 수분이나 용매가 포함되어 있지 않기 때문에, 환경면에서도 우수하고, 생분해성 폴리머인 폴리하이드록시알칸산(PHA)을 함유하는 접착성 조성물 사용의 효과는 크다. 본 발명에 따른 접착제는 본 발명에 따른 접착성 조성물을 사용하여 통상의 수단에 의해 제조할 수 있는 것이며, 접착제를 제조하는 수단은 특별히 제한되는 것은 아니다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이들은 본 발명을 전혀 한정하지 않는다.
[실시예]
[실시예 1] 3-하이드록시헥산산(3-HH)을 27 % 포함하는 폴리하이드록시알칸산을 함유하는 접착성 조성물의 접착성 측정
폴리하이드록시알칸산(PHA)의 반복 단위로서, 3-하이드록시부탄산(3-HB)과 3-하이드록시헥산산(3-HH)만으로 이루어지는 폴리하이드록시알칸산을 상기한 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 제조 방법에 의해 제조하였다.
제조한 폴리하이드록시알칸산에 대해서, 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 반복 단위의 전량에 대한 3-하이드록시헥산산(3-HH)의 함유 비율이 중량비로 27%이며, 또한, 3-하이드록시부탄산 (3-HB)와 3 하이드록시헥산산(3-HH)은 P(3HB-co-3HH)의 구조인 공중합체로 존재하는 것을 확인하였다. 얻어진 3-하이드록시헥산산(3-HH)을 27 % 포함하는 폴리하이드록시알칸산의 융점은 81.21℃였다.
얻어진 P(3-HB-co-3-HH)의 구조인 공중합체를 함유하는 접착 조성물을 사용하여 접착 강도 측정을 이하와 같이 행하였다.
1) JIS K 6850(인장 전단 접착 강도)에 준거하여, 이하의 금속판, 유리, 수지 및 목재를 샘플로서 P(3-HB-co-3-HH)의 구조인 공중합체의 분체만을 용매를 사용하지 않고 핫멜트 접착제로 사용하여 접착 강도를 측정하였다.
2) 샘플은 JIS K 6850에 따라 폭 25 mm 길이 100 mm의 치수로 절단하여 사용하였다.
3) 접착제는 샘플 당 0.02 g을 사용하고, 접착제를 샘플의 단부로부터 12.5 mm의 범위에 전체 폭이 균등하게 도포하였다.
4) 상기 샘플의 12.5 mm 단부의 접착부와 다른 샘플을 중첩하여 더블 클립으로 고정하고, 90℃의 오븐에 2 시간 두었다.
접착 평가에 사용한 샘플은 다음과 같다.
유리: 두께 2.1 mm의 투명 유리
철(강철): 두께 0.25 mm
알루미늄: 두께 1 mm
스테인리스: 두께 0.3 mm
폴리스티렌: 두께 1.2 mm
폴리프로필렌: 두께 0.8 mm
아크릴: 두께 1 mm
폴리 염화 비닐: 두께 1 mm
합판: 두께 2.6 mm
5) 인장 전단 접착 강도는, 주식회사 오리엔텍제 텐실론 만능 시험기 RTC-1325로 측정하였다. 강성 피착재 상호의 접착 접합물의 중첩 인장 전단 강도의 측정은, 시험편의 접착 부분과 주축에 평행한 인장력을 피착재에 부여하고, 강성 피착재 사이에서의 단순 중첩 부분에 부하를 가하여 측정하였다. 상기 시험기에서 인장 속도는 분당 1 mm의 속도로 설정하여 측정하였다. 측정 결과는 이하와 같았다.
유리: 1.14 N/mm2
철(강철): 0.83 N/mm2
알루미늄: 1.20 N/mm2
스테인리스：1.07 N/mm2
폴리스티렌: 0.52 N/mm2
폴리프로필렌: 0.30 N/mm2
아크릴: 0.87 N/mm2
폴리염화비닐: 0.78 N/mm2
목재 합판: 0.65 N/mm2
[실시예 2] 3-하이드록시헥산산(3-HH)을 20% 포함하는 폴리하이드록시알칸산을 함유하는 접착성 조성물의 접착성 측정
폴리하이드록시알칸산 중의 3-하이드록시부탄산과 3-하이드록시헵탄산의 함유 비율의 접착 강도에 미치는 영향을 조사하기 위해, 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 반복 단위의 전량에 대한 3-하이드록시헥산산(3-HH)의 비율이 중량비로 20%인 폴리하이드록시알칸산(PHA)을 실시예 1에 기재된 제조 방법에 준하여 제조하였다. 얻어진 폴리하이드록시알칸산의 반복 단위의 전량에 대한 3-하이드록시헥산산(3-HH)의 비율이 중량비로 20%인 것을 확인하고, 또한 3-하이드록시부탄산(3-HB) 및 3-하이드록시헥산산(3-HH)은 P(3HB-co-3HH)의 구조인 공중합체로 존재하는 것을 확인하였다. 얻어진 3-하이드록시헥산산(3-HH)을 20% 함유하는 폴리하이드록시알칸산의 융점은 75.82℃였다.
실시예 1의 측정 조건과 동일한 측정 조건으로 측정하고, 샘플로서 실시예 1에 사용한 아크릴과 폴리염화비닐을 사용하였다.
인장 전단 접착 강도의 측정 결과는 이하와 같았다.
아크릴: 0.41 N/mm2
폴리염화비닐: 1.08 N/mm2
이상의 결과로부터, 폴리하이드록시알칸산으로서, 그 반복 단위가 실질적으로 3-하이드록시부탄산 및 3-하이드록시헥산산만으로 이루어지는, 본 발명에 관한 접착성 조성물은 유리, 철(강판), 알루미늄, 스테인레스, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 아크릴, 폴리염화비닐 및 목재 조각에 대한 우수한 접착성을 나타내므로, 본 발명에 따른 폴리알칸산을 포함하는 접착 조성물은 접착제로서의 광범위한 용도에 적용이 가능하다는 것이 확인되었다. 접착 강도에 대해서는, 시판되는 핫멜트 스틱 타입과 동등한 인장 전단 접착 강도를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 본 발명에 관한 접착제에 있어서, 접착성 조성물 중의 3-하이드록시부탄산과 3-하이드록시헥산산의 함유 비율을 변화시킴으로써, 폴리하이드록시알칸산(PHA)의 융점을 60℃로부터 90℃의 범위로 할 수 있었기 때문에, 가공성이 우수한 핫멜트 접착제로서 이용할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 본 발명에 따른 접착제는, 폴리하이드록시알칸산의 반복 단위로서의 3-하이드록시부탄산과 3-하이드록시헥산산의 배합 비율을 변화시킴으로써, 접착 강도를 변화시키는 것을 확인할 수 있고, 접착 강도는 대상에 따라 조정할 수 있음을 확인할 수 있기 때문에, 다양한 사용 환경 및 용도에 따른 적용이 가능하다.
본 발명에 관한 폴리하이드록시알칸산(PHA)을 포함하는 접착성 조성물 및 접착제는, 자연 환경 하에서의 생분해성, 생체 적합성·생체 내 분해성 등이 우수하며, 접착 강도를 갖고, 게다가, 접착 강도를 조정할 수 있기 때문에, 많은 산업 용도나 의료용에 사용할 수 있다.
Claims (5)
- 폴리하이드록시알칸산을 포함하는 접착성 조성물로서, 폴리하이드록시알칸산의 반복 단위가 실질적으로 3-하이드록시부탄산 및 3-하이드록시헥산산만으로 이루어지는, 접착성 조성물.
- 제 1항에 있어서,
폴리하이드록시알칸산이 3-하이드록시부탄산과 3-하이드록시헥산산의 공중합체(P(3-HB-co-3-HH))로서 포함되는, 접착성 조성물. - 제1항 또는 제2항의 접착성 조성물을 포함하는, 접착제.
- 제 3항에 있어서,
상기 접착제가 핫멜트 접착제인 것을 특징으로 하는, 접착제. - 제 3항 또는 제 4항의 접착제에 있어서, 상기 접착제에 포함되는 접착성 조성물 중의 3-하이드록시부탄산과 3-하이드록시헥산산의 함유 비율을 변화시킴으로써 접착제의 접착 강도를 변화시키는, 방법.
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Citations (6)
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