WO2015111895A1 - 폴리락트산 발포 성형체 및 그 제조 방법 - Google Patents

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WO2015111895A1
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foam
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foamed molded
foaming
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전병주
이응기
최철준
김명희
김지문
지승욱
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(주)엘지하우시스
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    • C08J2367/04—Polyesters derived from hydroxy carboxylic acids, e.g. lactones

Definitions

  • a polylactic acid foamed molded article and a method for producing the same.
  • polystyrene foam molded article In the case of the polystyrene foam molded article, environmental problems, such as human hazards, are caused. Therefore, in order to replace this, a foamed molded article using polylactic acid has been developed.
  • polylactic acid has a low glass transition temperature and thus is vulnerable to heat resistance.
  • molded articles of polylactic acid have limitations in their transportation and use products.
  • the foam sheet In the case of disposable food trays, the foam sheet is thermoformed into a final product.
  • the shape of the product may be broken by high temperature.
  • In one embodiment of the present invention provides a polylactic acid foamed molded article having improved heat resistance and a method of manufacturing the same.
  • a polylactic acid foamed molded article having a heat distortion temperature of about 80 to about 110 ° C is provided.
  • the polylactic acid foamed molded article may include polylactic acid having a weight average molecular weight of about 300,000 or more.
  • the polylactic acid foamed molded article may be prepared by irradiation with an electron beam and crosslinking the primary foam formed from the polylactic acid foamed molding composition.
  • the polylactic acid foamed molded product may be formed by foaming a composition for foam molding including 100 parts by weight of polylactic acid resin and about 0.1 to about 10 parts by weight of a blowing agent.
  • the polylactic acid resin may include at least one selected from the group consisting of L-polylactic acid, D-polylactic acid, L, D-polylactic acid, and combinations thereof.
  • the blowing agent may include a chemical foaming agent or a physical foaming agent.
  • the chemical foaming agent is azodicarbonamide, p, p'-oxybisbenzenesulfonylhydrazide, p-toluenesulfonylhydrazide, p-toluenesulfonylhydrazide, benzenesulfur May include at least one selected from the group consisting of benzenesulfonylhydarazide and combinations thereof, and the physical foaming agent may include at least one selected from the group consisting of an inert gas, a hydrocarbon gas, and a combination thereof. .
  • the foam molding composition may further include at least one additive selected from the group consisting of a nucleating agent, a chain extender, a crosslinking aid, a plasticizer, a foaming aid, an antistatic agent, an antioxidant, and a combination thereof.
  • the polylactic acid foam molded article may be foam molded at about 2 to about 50 times the volume of the composition for foam molding.
  • foaming the polylactic acid foam molding composition to form a primary foam provides a method for producing a polylactic acid foamed molded article comprising a; and crosslinking the primary foam by irradiation with an electron beam.
  • the primary foam can be obtained by extruding and foaming into a sheet shape.
  • the method for producing a polylactic acid foamed molded article may further include performing secondary thermoforming into a desired shape by applying heat to the primary foam extruded into the sheet shape.
  • the electron beam may be irradiated to the thermoformed foam.
  • the polylactic acid foamed molded article has excellent physical properties such as heat resistance, compressive strength, and rigidity.
  • FIG. 1 shows a schematic flowchart of a method for producing a polylactic acid foamed molded article according to one embodiment of the present invention.
  • an electron beam crosslinked polylactic acid foam molded article is provided.
  • the electron beam crosslinked polylactic acid foamed molded article may be prepared by first foaming the polylactic acid foamed molding composition to form a primary foam, and then crosslinking the primary foam by irradiating an electron beam.
  • the electron beam crosslinked polylactic acid foamed molded article is further improved in physical properties such as heat resistance, compressive strength, and rigidity as polylactic acid resin is crosslinked by electron beam crosslinking.
  • the weight average molecular weight of the polylactic acid measured by gel permeation chromatography (GPC method) or the like with respect to the polylactic acid foamed molded product may be about 300,000 or more, and when the degree of crosslinking is high, it is difficult to measure by gel permeation chromatography.
  • Polylactic acid of high molecular weight can be formed.
  • the measuring method of the weight average molecular weight of the polylactic acid which comprises the said polylactic acid foamed molded object can be based on well-known methods, such as light scattering method other than the GPC method, but is not limited to this.
  • the polylactic acid foamed molded article may include polylactic acid having a weight average molecular weight of about 300,000 to about 900,000.
  • the polylactic acid foamed molded article may have a heat distortion temperature of about 80 to about 110 ° C.
  • the heat deflection temperature means a temperature at which the outward deformation of the polylactic acid foamed molded product starts to appear as the temperature is increased.
  • the temperature at which deformation starts to appear with the naked eye while the polylactic acid foamed molded article is heated using an apparatus such as an oven can be observed, and the temperature can be measured as the heat deformation temperature.
  • the heat deflection temperature condition is to evaluate the ability to withstand heat in the actual living environment conditions by applying the polylactic acid foam molded article to a specific use, therefore, other conditions than the temperature at the time of heat deflection temperature measurement is a normal life You can proceed to environmental conditions.
  • the electron beam cross-linked polylactic acid foamed molded article is suitable for use in applications to which heat is applied, such as disposable food trays, packaging materials, etc., because of excellent heat resistance.
  • the polylactic acid resin can take advantage of the low emission of environmentally harmful substances and an environmentally friendly material that is easy to dispose of.
  • the electron beam cross-linked polylactic acid foamed molded article since the electron beam cross-linked polylactic acid foamed molded article has excellent heat resistance, it may solve the problem of deformation of the product during summer transportation and storage.
  • the primary foam may be prepared by foam molding the composition for foam molding.
  • the foam molding composition may include a polylactic acid resin and a blowing agent.
  • the polylactic acid resin is a thermoplastic polyester obtained by polymerizing lactide or lactic acid, and may be prepared by polymerizing lactic acid or lactide prepared by fermenting starch extracted from corn or potato. Since the corn, potatoes and the like are any renewable plant resources, the polylactic acid resin that can be secured from them can effectively cope with the problems caused by the depletion of petroleum resources.
  • polylactic acid resins have significantly lower emissions of environmentally harmful substances such as CO 2 during use or disposal than petroleum-based materials such as polyvinyl chloride (PVC), and are environmentally friendly. Has characteristics.
  • the polylactic acid resin may be classified into a crystalline polylactic acid (c-polylactic acid) resin and an amorphous polylactic acid (a-polylactic acid) resin, and a polylactic acid resin having crystalline and amorphous alone or coexisting may be used as necessary.
  • the polylactic acid resin may include at least one selected from the group consisting of L-polylactic acid, D-polylactic acid, L, D-polylactic acid, and combinations thereof.
  • the blowing agent may be used without any known blowing agent such as chemical foaming agent, physical foaming agent.
  • chemical blowing agents include azodicarbonamide, p, p'-oxybisbenzenesulfonylhydrazide, p-toluenesulfonylhydrazide, It may include at least one selected from the group consisting of benzenesulfonyl hydrazide and combinations thereof
  • the physical foaming agent may include inert gas such as carbon dioxide, nitrogen, butane, and the like. It may include at least one selected from the group consisting of hydrocarbons such as pentane (hydrocarbon) and combinations thereof.
  • the blowing agent may be included in about 0.1 to about 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polylactic acid resin.
  • the blowing agent in the above content ratio can be used to obtain the effect and strength of the predetermined foaming.
  • the foam molding composition may include at least one additive selected from the group consisting of a nucleating agent, a chain extender, a crosslinking aid, a plasticizer, a foaming aid, an antistatic agent, an antioxidant, and a combination thereof, from about 0.1 to 100 parts by weight of the polylactic acid resin. About 20 parts by weight.
  • the plasticizer serves to increase workability.
  • the plasticizer may be, for example, citric acid, citric acid ester and the like, but is not limited thereto.
  • the foaming aid serves to help the foaming reaction to occur smoothly.
  • the foaming aid may be, for example, zinc neodecarbonate, potassium neodecarbonate, zinc 2-ethylhexanoate, and the like, but is not limited thereto.
  • the foam molding may be performed according to a known method, and specifically, the foam molding may be performed at about 2 to about 50 times the volume of the foam molding composition.
  • the electron beam irradiation may be performed according to a known method, and is not limited to a specific method.
  • the polylactic acid foam is fixed by crosslinking the polylactic acid foam by the electron beam irradiation, a desired shape may be formed before the electron beam irradiation and then irradiated with an electron beam to produce the polylactic acid foamed molded product.
  • the primary foam is first manufactured by extrusion molding into a sheet shape and then foamed, and the primary foam extruded into the sheet shape is subjected to secondary thermoforming into a desired shape by applying heat, and then thermoforming.
  • the polylactic acid foamed molded article can be produced by irradiating the formed foam with an electron beam.
  • the foaming temperature using a chemical foaming agent may be foamed at about 120 to about 200 ° C., and the foaming may be continuously performed at the end of the extruder die without additional processing during extrusion foaming using a physical foaming agent.
  • the secondary thermoforming temperature may be performed at about 80 to about 150 °C.
  • Figure 1 shows a schematic flowchart of a method for producing a polylactic acid foamed molded article according to the embodiment.
  • a step of obtaining a primary foam in a sheet form by extrusion and foaming (a)
  • a step of thermoforming the sheet-shaped primary foam (b)
  • a foamed molded article obtained by the thermoforming By carrying out the step (c) of the electron beam crosslinking it can be produced a polylactic acid foamed molded article.
  • a physical foaming agent was injected into a tandem foam extruder, and the foaming molding was continuously performed.
  • the used tandem foam extruder is 40mm single screw extruder (primary extruder) and 65mm single screw extruder (secondary extruder) scale, and it is a form in which gas injection process is processed to enable the injection of physical foaming agent in the middle of the first extruder.
  • talc 0.5 parts by weight of talc, a nucleating agent, 0.7 parts by weight of modified styrene acrylic polymers (manufactured by BASF), a crosslinking aid, and triallyl isocyanurate (100 parts by weight of polylactic acid resin (NatureWorks)) 1 part by weight of triallylisocyanurate was mixed in a mixer, followed by extrusion molding a tandem extruder. At this time, by supplying 5 parts by weight of carbon dioxide as a physical foaming agent into the extruder to prepare a foam sheet to be a continuous foam extrusion.
  • carbon dioxide as a physical foaming agent
  • the foam sheet was produced in the form of a tray product through a thermoforming process.
  • IR heater IR heater
  • the surface temperature of the foam sheet proceeds for about 15 seconds for about 90 °C time, and then the foam tray was molded through a mold having a tray shape of 185 mm ⁇ 135 mm ⁇ 25mm.
  • Electron beam crosslinking was performed to the thermoformed foam tray to complete the crosslinked foam molded article.
  • a foamed molded article was prepared in the same manner as in Example 1 except that the crosslinking aid was not added in Example 1 and the electron beam crosslinking was not carried out at the end.
  • the temperature at which deformation of the foam tray was started was measured.
  • the temperature of the forced convection oven is increased from 25 ° C. to 5 ° C., and the product of Example 1 and the product of Comparative Example 1 are placed for 5 minutes, and appearance changes such as shrinkage, dimensional change and warpage begin to occur.
  • the temperature was measured, and the results are summarized in Table 1.
  • the weight average molecular weights of the foamed molded articles of Example 1 and Comparative Example 1 were measured using the GPC method.
  • the instrument used for the measurement is the 1200 series from Agilent Technologies. After cutting 5mg of sample, completely dissolved for 24 hours using 50ml of chloroform solvent, and filtered using a filter having a pore size of 0.45 ⁇ m. Thereafter, the weight average molecular weight was measured using a GPC apparatus, and the results are shown in Table 1 below.
  • Example 1 As can be seen in Table 1, the polylactic acid foamed molded article of Example 1 was confirmed that the weight average molecular weight was increased by electron beam crosslinking, thereby excellent heat resistance.

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Abstract

열 변형 온도가 80 내지 110℃인 폴리락트산 발포 성형체를 제공한다.

Description

폴리락트산 발포 성형체 및 그 제조 방법
폴리락트산 발포 성형체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
폴리스티렌 발포 성형체의 경우 환경문제 인체 유해성 등의 문제가 야기되고 있다. 따라서, 이를 대체하기 위해 폴리락트산을 이용한 발포 성형체가 개발되었으나, 폴리락트산의 경우 유리전이온도가 낮아서 내열성에 취약한 문제가 있기 때문에, 폴리락트산의 성형품은 그 운송 및 사용 제품군에 제약이 따른다.
일회용 음식류 트레이류의 경우 발포 시트를 열 성형하여 최종 제품 형태로 가공한다. 여름철 열 성형에 의한 발포 성형품의 제품을 운송할 때 높은 온도에 의해 제품의 형태가 망가지는 경우가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서 내열성이 향상된 폴리락트산 발포 성형체 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 열 변형 온도가 약 80 내지 약 110℃인 폴리락트산 발포 성형체를 제공한다.
상기 폴리락트산 발포 성형체는 약 300,000 이상의 중량평균분자량을 갖는 폴리락트산을 포함할 수 있다.
상기 폴리락트산 발포 성형체는 폴리락트산 발포 성형용 조성물로부터 형성된 1차 발포체에 대하여 전자선을 조사하여 가교시켜 제조될 수 있다.
상기 폴리락트산 발포 성형체는 폴리락트산 수지 100 중량부 및 발포제 약 0.1 내지 약 10 중량부를 포함하는 발포 성형용 조성물이 발포되어 형성될 수 있다.
상기 폴리락트산 수지는 L-폴리락트산, D-폴리락트산, L,D-폴리락트산 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발포제는 화학발포제 또는 물리발포제를 포함할 수 있다.
상기 화학발포제는 아조디카본아마이드(azodicarbonamide), p,p'-옥시비스벤젠설포닐하이드라지드(p,p'-oxybisbenzenesulfonylhydrazide), p-톨루엔설포닐하이드라지드(p-toluenesulfonylhydrazide), 벤젠설포닐하이드라지드(benzenesulfonylhydarazide) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있고, 상기 물리발포제로는 불활성 가스, 탄화수소 가스 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발포 성형용 조성물은 핵제, 사슬연장제, 가교조제, 가소제, 발포조제, 대전방지제, 산화방지제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 폴리락트산 발포 성형체는 상기 발포 성형용 조성물 부피의 약 2 내지 약 50배로 발포 성형될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 폴리락트산 발포 성형용 조성물을 발포시켜 1차 발포체를 형성하는 단계; 및 상기 1차 발포체에 전자선을 조사하여 가교시키는 단계;를 포함하는 폴리락트산 발포 성형체의 제조 방법을 제공한다.
상기 1차 발포체는 시트 형상으로 압출 성형 뒤 발포하여 얻을 수 있다.
상기 폴리락트산 발포 성형체의 제조 방법은 상기 시트 형상으로 압출 성형된 1차 발포체를 열을 가하여 원하는 형상으로 2차 열 성형하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 2차 열 성형한 후 열 성형된 발포체에 전자선을 조사할 수 있다.
상기 폴리락트산 발포 성형체는 내열성, 압축강도, 강성 등의 물리적 물성이 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 폴리락트산 발포 성형체의 제조 방법의 개략적인 흐름도를 나타낸다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에서, 전자선 가교된 폴리락트산 발포 성형체를 제공한다.
상기 전자선 가교된 폴리락트산 발포 성형체는 먼저 상기 폴리락트산 발포 성형용 조성물을 발포시켜 1차 발포체를 형성한 다음, 상기 1차 발포체에 전자선을 조사하여 가교시켜 제조될 수 있다.
상기 전자선 가교된 폴리락트산 발포 성형체는 폴리락트산 수지가 전자선 가교됨으로써 가교도가 향상됨에 따라서 내열성, 압축강도, 강성 등의 물리적 물성이 더욱 향상된다.
상기 폴리락트산 발포 성형체를 구성하는 폴리락트산이 전자선에 의해 가교되면 분자량이 더욱 높아진다. 그에 따라 상기 폴리락트산 발포 성형체에 대하여 겔침투 크로마토그라피법 (GPC법)등에 의해 측정된 폴리락트산의 중량평균분자량은 약 300,000 이상일 수 있고, 가교도가 높은 경우, 겔침투 크로마토그라피법에 의해 측정이 어려울 정도로 높은 분자량의 폴리락트산이 형성될 수 있다. 이러한 경우, 상기 폴리락트산 발포 성형체를 구성하는 폴리락트산의 중량평균분자량의 측정방법은 GPC법 이외에도, 광산란법(Light Scattering) 등의 공지된 방법에 의할 수 있고 이에 한정되지 않는다.
구체적으로, 상기 폴리락트산 발포 성형체는 약 300,000 내지 약 900,000의 중량평균분자량을 갖는 폴리락트산을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리락트산 발포 성형체는 열변형온도 (Heat Distortion Temperature)가 약 80 내지 약 110℃ 일 수 있다.
상기 열변형온도는 온도가 승온됨에 따라 상기 폴리락트산 발포 성형체의 외형상 변형이 나타나기 시작하는 온도를 의미한다.
구체적으로, 폴리락트산 발포 성형체를 오븐과 같은 기기를 사용하여 승온하면서 육안으로 변형이 나타나기 시작하는 온도를 관찰하여 그 온도를 열변형온도로서 측정할 수 있다. 상기 열변형온도 조건은 상기 폴리락트산 발포 성형체를 소재로 하여 구체적인 용도에 적용시켜 실제 생활 환경 조건에서 열에 견디는 능력을 평가하기 위함이고, 따라서, 열변형 온도 측정시 온도 이외의 다른 조건은 통상적인 생활 환경 조건으로 진행할 수 있다.
이와 같이 상기 전자선 가교된 폴리락트산 발포 성형체는 내열성이 우수하기 때문에 일회용 음식물의 트레이류, 포장재 등과 같이 열이 가해지는 용도로 사용되기에 적합하다. 상기 폴리락트산 발포 성형체를 이러한 용도에 사용시 폴리락트산 수지가 환경 유해 물질의 배출이 적고, 폐기가 용이한 친환경적인 소재라는 이점을 활용할 수 있게 된다. 또한, 상기 전자선 가교된 폴리락트산 발포 성형체는 내열성이 우수하기 때문에 여름철 운송 및 보관시 제품의 형태가 변형되는 문제를 해결할 수 있다.
상기 1차 발포체는 발포 성형용 조성물을 발포 성형하여 제조될 수 있다. 상기 발포 성형용 조성물은 폴리락트산 수지 및 발포제를 포함할 수 있다.
상기 폴리락트산 수지는 락타이드 또는 락트산을 중합하여 얻은 열가소성 폴리에스테르로서, 옥수수, 감자 등에서 추출한 전분을 발효시켜 제조되는 락트산 또는 락타이드를 중합시켜 제조될 수 있다. 상기 옥수수, 감자 등은 얼마든지 재생 가능한 식물 자원이므로, 이들로부터 확보할 수 있는 폴리락트산 수지는 석유 자원 고갈에 의한 문제에 효과적으로 대처할 수 있다.
또한 폴리락트산 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 가진다.
상기 폴리락트산 수지는 결정질 폴리락트산(c-폴리락트산) 수지와 비정질 폴리락트산(a-폴리락트산) 수지로 구분될 수 있으며 필요에 따라 결정질과 비정질을 단독 또는 공존하는 폴리락트산 수지를 사용할 수 있다.
상기 폴리락트산 수지는 L-폴리락트산, D-폴리락트산, L,D-폴리락트산 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발포제는 화학발포제, 물리발포제 등 공지된 발포제가 제한없이 사용될 수 있다. 화학발포제로는 구체적으로 아조디카본아마이드(azodicarbonamide), p,p'-옥시비스벤젠설포닐하이드라지드(p,p'-oxybisbenzenesulfonylhydrazide), p-톨루엔설포닐하이드라지드(p-toluenesulfonylhydrazide), 벤젠설포닐하이드라지드(benzenesulfonylhydarazide) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있고, 물리발포제로는 이산화탄소(carbon dioxide), 질소(nitrogen)등과 같은 불활성가스와 부탄(butane), 펜탄(pentane) 등과 같은 탄화수소가스(hydrocarbon) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발포제는 상기 폴리락트산 수지 100 중량부 대비 약 0.1 내지 약 10 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량비의 발포제를 사용하여 소정의 발포의 효과 및 강도를 얻을 수 있다.
상기 발포 성형용 조성물은 핵제, 사슬연장제, 가교조제, 가소제, 발포조제, 대전방지제, 산화방지제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 상기 폴리락트산 수지 100 중량부 대비 약 0.1 내지 약 20 중량부를 포함할 수 있다.
상기 가소제는 가공성을 높이는 역할을 한다. 상기 가소제는 예를 들어, 구연산, 구연산 에스테르 등을 사용할 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 발포조제는 발포반응이 원활히 일어날 수 있도록 돕는 역할을 한다. 상기 발포조제는 예를 들어, 징크네오데카보네이트, 포타슘네오데카보네이트, 징크2-에틸헥사노에이트 등일 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 발포 성형은 공지된 방법에 따라 수행될 수 있고, 구체적으로 상기 발포 성형용 조성물 부피의 약 2 내지 약 50배로 발포 성형될 수 있다.
상기 전자선 조사는 공지된 방법에 따라 수행될 수 있고, 특정한 방법에 제한되지 않는다.
상기 전자선 조사에 의해 상기 폴리락트산 발포체가 가교됨으로써 형태가 고정되기 때문에 원하는 형상은 전자선 조사 전에 성형한 뒤 이후에 전자선을 조사하여 상기 폴리락트산 발포 성형체를 제조할 수 있다.
일 구현예에서, 먼저 1차 발포체를 시트 형상으로 압출 성형한 뒤 발포하여 제조하고, 상기 시트 형상으로 압출 성형된 1차 발포체를 열을 가하여 원하는 형상으로 2차 열 성형한 다음, 이어서, 열 성형된 발포체에 전자선을 조사하여 상기 폴리락트산 발포 성형체를 제조할 수 있다.
상기 1차 발포체의 경우 화학발포제를 사용하여 발포 온도는 약 120 내지 약 200℃에서 발포성형 할 수 있고 물리발포제를 사용하여 압출발포 시에 추가 공정 없이 압출기 다이 끝에서 연속적으로 발포가 진행 될 수 있다.
상기 2차 열 성형 온도는 약 80 내지 약 150℃ 에서 수행할 수 있다.
도 1은 상기 일 구현예에 따른 폴리락트산 발포 성형체의 제조 방법의 개략적인 흐름도를 나타낸다. 도 1에 나타난 바와 같이, 먼저 압출 및 발포에 의해 1차 발포체를 시트 형상으로 얻는 단계 (a), 상기 시트 형상의 1차 발포체를 열 성형하는 단계 (b) 및 상기 열 성형에 의해 얻은 발포 성형체를 전자선 가교하는 단계 (c)를 수행하여 폴리락트산 발포 성형체의 제조할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
실시예 1
본 실시예는 탠덤발포압출기(tandem foam extruder)에 물리발포제를 주입하여 연속적으로 발포압출성형이 되도록 진행을 하였다. 사용한 탠덤발포압출기는 40mm 일축압출기 (1차 압출기)와 65mm 일축압출기 (2차 압출기) 규모이며 1차 압출기 중간에 물리발포제의 주입이 가능하도록 가스주입구 가공이 되어 있는 형태이다.
폴리락트산 수지(NatureWorks) 100 중량부에 핵제인 탈크(talc) 0.5 중량부, 사슬연장제인 변형 스티렌 아크릴 수지 (modified styrene acrylic polymers, BASF 제조) 0.7 중량부, 가교조제인 트리알릴이소시아누레이트(triallylisocyanurate) 1 중량부를 믹서에서 혼합한 후 탠덤압출기를 압출성형을 진행하였다. 이때 압출기 내로 물리발포제인 이산화탄소를 5중량부 공급하여 연속발포압출이 되도록 발포 시트를 제작하였다.
열성형(thermoforming process)를 통하여 발포 시트를 트레이 제품 형태로 제작하였다. 적외선 히터(IR Heater)를 이용하여 가열 시 발포 시트의 표면 온도는 약 90℃ 시간은 15초간 진행을 하였으며 이후 185 mm × 135 mm × 25mm 규격의 트레이 형상으로 된 금형을 통해 발포 트레이를 성형하였다.
열성형한 발포 트레이에 전자선가교를 진행하여 가교된 발포 성형체를 완성시켰다.
비교예 1
실시예 1에서 가교조제를 첨가하지 않고 마지막에 전자선 가교도 실지하지 않은 점을 제외하고 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 발포 성형체를 제조하였다.
평가
실험예 1: 열변형 온도 평가
제품의 내열성을 평가하기 위해서 발포 트레이의 변형이 시작되는 온도를 측정하였다. 강제 대류 오븐(forced convection oven)의 온도를 25℃ 에서부터 5℃씩 증가시켜 가며 실시예 1의 제품과 비교예 1의 제품을 5분간 넣어 두고 수축, 치수변화, 휨 등 외형적인 변화가 발생하기 시작하는 온도를 측정하였으며 이 결과는 표 1에 정리하여 놓은 것과 같다.
실험예 2: 중량평균분자량 측정
실시예 1 및 비교예 1의 발포 성형체의 중량평균분자량을 GPC법을 이용하여 측정하였다. 측정에 사용한 기기는 Agilent Technologies 사의 1200 series 이다. 5mg의 샘플을 절단한 후에 50ml의 클로로포름(chloroform) 용매를 이용하여 24시간 동안 완전히 용해 시킨 후 0.45㎛의 기공 크기(pore size)를 갖는 필터를 이용하여 걸러준다. 이 후 GPC 기기를 이용하여 중량평균분자량을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
표 1
구분 열변형 온도 (℃) 중량평균분자량
실시예 1 90 630,000 g/mol
비교예 1 60 180,000 g/mol
상기 표 1에서 볼 수 있듯이, 실시예 1의 폴리락트산 발포 성형체는 중량평균분자량이 전자선 가교에 의해 증가하였고, 그에 따라 내열성이 우수함을 확인할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (13)

  1. 열 변형 온도가 80 내지 110℃인 폴리락트산 발포 성형체.
  2. 제1항에 있어서,
    300,000 이상의 중량평균분자량을 갖는 폴리락트산을 포함하는
    폴리락트산 발포 성형체.
  3. 제1항에 있어서,
    폴리락트산 발포 성형용 조성물로부터 형성된 1차 발포체에 대하여 전자선을 조사하여 가교시켜 제조된
    폴리락트산 발포 성형체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리락트산 발포 성형체는 폴리락트산 수지 100 중량부 및 발포제 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 발포 성형용 조성물이 발포되어 형성된
    폴리락트산 발포 성형체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 폴리락트산 수지는 L-폴리락트산, D-폴리락트산, L,D-폴리락트산 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는
    폴리락트산 발포 성형체.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 발포제는 화학발포제 또는 물리발포제를 포함하는
    폴리락트산 발포 성형체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 화학발포제는 아조디카본아마이드(azodicarbonamide), p,p'-옥시비스벤젠설포닐하이드라지드(p,p'-oxybisbenzenesulfonylhydrazide), p-톨루엔설포닐하이드라지드(p-toluenesulfonylhydrazide), 벤젠설포닐하이드라지드(benzenesulfonylhydarazide) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있고, 상기 물리발포제로는 불활성 가스, 탄화수소 가스 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는
    폴리락트산 발포 성형체.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 발포 성형용 조성물은 핵제, 사슬연장제, 가교조제, 가소제, 발포조제, 대전방지제, 산화방지제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 더 포함하는
    폴리락트산 발포 성형체.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 폴리락트산 발포 성형체는 상기 발포 성형용 조성물 부피의 2 내지 50배로 발포 성형된
    폴리락트산 발포 성형체.
  10. 폴리락트산 발포 성형용 조성물을 발포시켜 1차 발포체를 형성하는 단계; 및
    상기 1차 발포체에 전자선을 조사하여 가교시키는 단계;
    를 포함하는 폴리락트산 발포 성형체의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 1차 발포체는 시트 형상으로 압출 성형 뒤 발포하여 얻는
    폴리락트산 발포 성형체의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 시트 형상으로 압출 성형된 1차 발포체를 열을 가하여 원하는 형상으로 2차 열 성형하는 단계를 더 포함하는
    폴리락트산 발포 성형체의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 2차 열 성형한 후 열 성형된 발포체에 전자선을 조사하는
    폴리락트산 발포 성형체의 제조 방법.
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