WO2022086229A1 - Pha 조성물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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WO2022086229A1
WO2022086229A1 PCT/KR2021/014826 KR2021014826W WO2022086229A1 WO 2022086229 A1 WO2022086229 A1 WO 2022086229A1 KR 2021014826 W KR2021014826 W KR 2021014826W WO 2022086229 A1 WO2022086229 A1 WO 2022086229A1
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WO
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pha
composition
present
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hydroxybutyrate
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PCT/KR2021/014826
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심유경
이은혜
장동은
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씨제이제일제당(주)
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/06—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from hydroxycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
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    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure

Definitions

  • the present invention relates to a biodegradable plastic polyhydroxyalkanoate (PHA) composition having improved adhesive properties and mechanical properties, and a method for preparing the same.
  • PHA biodegradable plastic polyhydroxyalkanoate
  • Polyhydroxyalkanoates are used in films (eg, packaging films, agricultural films, mulch films), golf tees, caps and closures, agricultural supports and stakes, paper and board coatings (eg, cups). , plates, boxes, etc.), thermoformed products (e.g. trays, containers, yogurt jars, flowerpots, noodles, molds, etc.), housings (e.g. for electronics), sacks (e.g.
  • PHA is also used for sutures, repair devices, repair patches, slings, cardiovascular patches, orthopedic pins, attachment barriers, stents, guided tissue repair/regeneration devices, cartilage repair devices, nerve guidance devices, tendon repair devices, bone marrow scaffolds. , and the development of biomedical devices including wound dressings.
  • Korean Patent Application No. 10-2020-0046051 discloses a polyester with a specific molecular weight of PHA and a content of 4HB, but it is difficult to improve adhesive properties with the disclosed configuration.
  • biodegradable adhesive composition that is biodegradable and has adhesive properties at the same time as an environmentally and human-friendly composition using a biodegradable plastic alone material.
  • PHA polyhydroxyalkanoate
  • the present invention provides polyhydroxyalkanoate (PHA),
  • PHA poly-3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate
  • a PHA composition wherein the PHA has a weight average molecular weight of Mw of 130,000 to 700,000 and a number average molecular weight of Mn of 60,000 to 350,000.
  • the PHA may include two or more types of PHAs having different 4HB content.
  • the adhesive strength according to ASTM D1876 evaluation standard of the PHA composition according to the present invention may be 1 kg/in or more.
  • the tensile strength according to the ASTM D638 evaluation standard may be 0.1 Mpa or more.
  • the elongation according to the ASTM D638 evaluation standard may be 200% or more.
  • the composition according to the present invention may be used as a sealant.
  • the manufacturing method of the present invention may include mixing two or more types of PHAs having different 4HB content.
  • the method may include mixing two types of PHAs having different 4HB contents in a weight ratio of 10:90 to 90:10.
  • composition having excellent adhesive properties with a plastic material by improving adhesive properties with a single component of biodegradable PHA without requiring additional chemical substances.
  • composition having improved mechanical properties such as tensile strength and elongation properties as well as adhesive properties.
  • the expression “between” is used as an expression including the corresponding numerical value. Specifically, for example, the expression “1 to 2” is meant to include all numbers between 1 and 2 as well as 1 and 2.
  • PHA copolymer refers to a polymer composed of at least two different hydroxy alkanoic acid monomers.
  • PHA polyhydroxyalkanoate
  • 4-hydroxybutyrate (4-hydroxybutyrate, 4HB) comprising 5 to 80%
  • PHA poly-3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate
  • a PHA composition wherein the PHA has a weight average molecular weight of 130,000 to 700,000 Mn and a number average molecular weight of 60,000 to 350,000 Mn.
  • the PHA in the PHA, 5 to 80%, for example 5% or more, also 10% or more, 20% or more, for example 80% or less, further 60% or less, 50% or less can
  • the PHA 5 to 80%, for example, 5% or more, and also 10% or more, for example 80% or less, and also 70% or less, 60% or less, 50% or less may be included.
  • the PHA weight average molecular weight of the present invention may be Mw 130,000 to 700,000, for example, Mw 130,000 or more, and also Mw 150,000 or more, Mw 200,000 or more, Mw 250,000 or more, for example Mw 700,000 or less, and 650,000 or less. there is.
  • the number average molecular weight may be Mn 60,000 to 350,000, for example Mn 60,000 or more, Mn 70,000 or more, Mn 80,000 or more, such as Mn 350,000 or less, and Mn 330,000 or less, Mn 300,000 or less.
  • the PHA may include two or more types of PHAs having different 4HB content. Specifically, for example, it may include PHA in which two types of PHA having different 4HB content are mixed in a weight ratio of 10:90 to 90:10, for example, 30:70 to 70:30. Specifically, for example, it may include a PHA mixture in which PHA containing 10 g of 10% 4HB and PHA containing 90 g of 50% 4HB are mixed.
  • the PHA may include a combination of crystalline PHA and amorphous PHA.
  • the 4HB content may be included in 15% or less, and in the case of amorphous PHA, the 4HB content may be included in 20 to 80%.
  • 30 g of a crystalline PHA polymer having a 4HB content of 10% may be mixed with 70 g of an amorphous PHA polymer having a 4HB content of 50%.
  • the PHA composition of the present invention may have an adhesive strength of 1 kg/in or more, for example, 1.5 kg/in or more, and also 2 kg/in or more according to the ASTM D1876 evaluation standard.
  • the PHA composition of the present invention may have a tensile strength of 0.1 Mpa or more, for example, 0.12 Mpa or more, and 0.14 Mpa or more according to ASTM D638 evaluation standard.
  • the PHA composition of the present invention may have an elongation of 200% or more according to the ASTM D638 evaluation standard, for example, 220% or more.
  • PHA poly-3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate
  • the present invention provides a method for preparing a PHA composition, wherein the PHA has a weight average molecular weight of Mw of 130,000 to 700,000 and a number average molecular weight of Mn of 60,000 to 350,000.
  • the manufacturing method of the present invention may include mixing two or more types of PHAs having different 4HB content.
  • the composition according to the present invention has excellent adhesion to a plastic material, and in particular, excellent adhesion to a polyester-based material. Therefore, it can be manufactured from, for example, a hot melt material, a hot sealing adhesive material, or the like. In addition, since mechanical properties such as tensile strength and elongation properties as well as adhesive properties can be improved, it can be manufactured using a sealant, for example, a sealant film material. Unlike conventional materials such as LDPE and EVA, the composition of the present invention does not contain additives such as inorganic particles. there is.
  • Poly-3-hydroxybutyrate-co 50% 4-hydrobutyrate (Mw 450,000, Mn 223,000) material, 50 ⁇ m thickness and 10 X 10cm size sheet specimen was prepared by a hot presser at 140 °C and 10 bar did That is, the P3HB-co-4HB copolymer consists of a corresponding monomer comprising 50% of 3HB monomer and 50% of 4HB monomer in the total polymer structure.
  • a sheet specimen was prepared in the same manner as in Example 1, except that a poly-3-hydroxybutyrate-co 50% 4-hydrobutyrate (Mw 360,000 Mn 149,000) material was used for the preparation of the specimen.
  • a sheet specimen was prepared in the same manner as in Example 1, except that a poly-3-hydroxybutyrate-co 50% 4-hydrobutyrate (Mw 290,000, Mn 145,000) material was used for the preparation of the specimen.
  • a sheet specimen was prepared in the same manner as in Example 1, except that a poly-3-hydroxybutyrate-co 33% 4-hydrobutyrate (Mw 400,000 Mn 160,000) material was used for the preparation of the specimen.
  • a sheet specimen was prepared in the same manner as in Example 1, except that a poly-3-hydroxybutyrate-co 33% 4-hydrobutyrate (Mw 500,000, Mn 270,000) material was used for the preparation of the specimen.
  • a sheet specimen was prepared in the same manner as in Example 1, except that a poly-3-hydroxybutyrate-co 33% 4-hydrobutyrate (Mw 640,000, Mn 320,000) material was used to prepare the specimen.
  • a sheet specimen was prepared in the same manner as in Example 1, except that a poly-3-hydroxybutyrate-co 28% 4-hydrobutyrate (Mw 330,000, Mn 147,000) material was used for preparing the specimen.
  • a sheet specimen was prepared in the same manner as in Example 1, except that a poly-3-hydroxybutyrate-co 28% 4-hydrobutyrate (Mw 550,000 Mn 220,000) material was used for the preparation of the specimen.
  • Table 1 shows the mechanical properties and adhesive strength measurement results of Examples 1 to 9.
  • Example 1 40-60 0.2 663 3.3
  • Example 2 40-60 0.16 482 3.5
  • Example 3 40-60 0.14 328 2.3
  • Example 4 40-60 0.91 1246 2.5
  • Example 5 40-60 0.84 664 2.2
  • Example 6 40-60 1.51 783 2.8
  • Example 7 40-60 2.84 1661 3.7
  • Example 8 40-60 8.32 1378 2.4
  • Example 9 40-60 2.56 234 2.8
  • the adhesive strength of the composition according to the present invention was all confirmed to be 2 kg/in or more, it was confirmed that the use of a biodegradable plastic adhesive or sealant was suitable.
  • the above results represent the evaluation values of the physical properties of the PHA composition alone according to the present invention, the above physical properties can be further strengthened when a commonly used additive is added.

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Abstract

본 발명은 접착 물성 및 기계적 특성이 개선된 생분해 플라스틱 폴리히드록시알카노에이트(PHA) 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명에 따르면, 추가의 화학 물질을 필요로 하지 않고, 생분해성 PHA 단독 성분으로 접착 특성을 향상시켜 플라스틱 소재와의 우수한 접착 물성을 가지는 조성물을 제공할 수 있다. 또한, 접착 물성뿐만 아니라 기계적 특성을 향상시킨 조성물을 제공할 수 있다. 그러므로, 생분해 특성과 함께 접착 특성과 기계적 특성의 부합이 요구되는 제품에 용이하게 적용하여 친환경적이고, 인체에 무해한 제품을 제조할 수 있다.

Description

PHA 조성물 및 이의 제조 방법
본 발명은 개선된 접착 물성 및 기계적 특성을 가지는 생분해 플라스틱 폴리히드록시알카노에이트(PHA) 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 출원은 2020.10.23.자 한국 특허 출원 제10-2020-0137921호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
폴리히드록시알카노에이트(PHA)는 필름(예를 들어, 포장 필름, 농업용 필름, 뿌리덮개용 필름), 골프 티, 캡 및 클로저, 농업용 지지대 및 말뚝, 종이 및 보드 코팅제(예를 들어, 컵, 플레이트, 상자 등), 열성형 제품(예를 들어, 트레이, 컨테이너, 요구르트 단지, 화분, 면기, 주형제품 등), 하우징(예를 들어, 전자제품용), 포대류(예를 들어, 쓰레기포대, 잡화포대, 식품포대, 비료포대 등), 위생용품(예를 들어, 기저귀, 여성용 위생용품, 요실금용 제품, 일회용 행주 등), 과립형 제품(예를 들어, 과립형 비료, 제초제, 살충제, 종자 등)용 코팅제의 제조에 제한 없이 사용될 수 있는 생분해성 플라스틱이다.
PHA는 또한 봉합사, 수선 장치, 수선 패치, 슬링, 심혈관 패치, 정형외과용 핀, 부착 장벽, 스텐트, 유도형 조직 수선/재생 장치, 인공연골 수선 장치, 신경 유도장치, 건 수선 장치, 골수 스캐폴드, 및 상처 드레싱을 포함하는 생물의학 장치의 개발에도 사용되고 있다.
한편, 국내 특허 출원 제10-2020-0046051호는 PHA의 분자량 및 4HB의 함량을 특정한 폴리에스테르를 개시하고 있으나, 개시된 구성으로 접착 물성을 향상시키기는 어렵다.
또한, 생분해성 플라스틱에 접착 물성을 부여하기 위해서는 일반적으로 화학소재 혼합물이 포함되므로 생분해가 어려워 환경오염을 유발할 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 실란트와 같이 부재 상호 간의 신축, 진동, 변형을 흡수 완화하기 위한 자재로 사용하기 위해서는 접착 물성뿐만 아니라 인장강도, 신율 특성과 같은 기계적 특성 또한 적절하게 부여되어야 한다.
그러므로, 생분해성 플라스틱 단독 소재를 사용하여 환경 및 인체 친화적인 조성물로서 생분해가 가능하고 동시에 접착 물성을 가지는 생분해성 접착 조성물이 요구된다.
본 발명의 목적은 생분해 특성을 가지는 동시에, 접착 물성뿐만 아니라 기계적 특성이 향상된 폴리히드록시알카노에이트(PHA) 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 상기 PHA 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 폴리히드록시알카노에이트(PHA) 내,
3-히드록시부티레이트(3HB) 5 내지 80%; 및
4-히드록시부티레이트(4HB) 5 내지 80%를 포함하고,
상기 PHA가 폴리-3-히드록시부티레이트-co-4-히드록시부티레이트(P3HB-4HB)이고,
상기 PHA의 중량평균 분자량이 Mw 130,000 내지 700,000이고, 수평균 분자량이 Mn 60,000 내지 350,000인, PHA 조성물을 제공한다.
일구현예에 따르면, 상기 PHA는 4HB의 함량이 서로 다른 2종 이상의 PHA를 포함할 수 있다.
일구현예에 따르면, 본 발명에 따른 PHA 조성물의 ASTM D1876 평가 규격에 따른 접착 강도는 1kg/in 이상일 수 있다.
또한, ASTM D638 평가 규격에 따른 인장강도는 0.1 Mpa 이상일 수 있다.
또한, ASTM D638 평가 규격에 따른 신율은 200% 이상일 수 있다.
일구현예에 따르면, 본 발명에 따른 조성물은 실란트 용도로 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기한 바와 같은 조성물을 제조하는 PHA 조성물의 제조방법을 제공한다.
일구현예에 따르면, 본 발명의 제조방법은 4HB의 함량이 서로 다른 2종 이상의 PHA를 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
일구현예에 따르면, 4HB의 함량이 서로 다른 2종의 PHA를 10:90 내지 90:10의 중량비로 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따르면, 생분해 특성을 가지면서 동시에 접착 물성과 기계적 특성이 향상된 조성물을 제공할 수 있다.
구체적으로, 추가의 화학 물질을 필요로 하지 않고, 생분해성 PHA 단독 성분으로 접착 특성을 향상시켜 플라스틱 소재와의 우수한 접착 물성을 가지는 조성물을 제공할 수 있다. 또한, 접착 물성뿐만 아니라 인장강도, 신율 특성과 같은 기계적 특성이 향상된 조성물을 제공할 수 있다.
그러므로, 생분해 특성과 함께 접착 특성 및 기계적 특성의 부합이 요구되는 제품에 용이하게 적용하여 친환경적이고, 인체에 무해한 제품을 제조할 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
명세서 내에서 특별한 언급이 없는 한, "내지"라는 표현은 해당 수치를 포함하는 표현으로 사용된다. 구체적으로 예를 들면, "1 내지 2"라는 표현은 1 및 2를 포함할 뿐만 아니라 1과 2 사이의 수치를 모두 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서 내에서 단수의 표현은 달리 명시하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서 내의 용어 "PHA 공중합체"는 적어도 2개의 상이한 히드록시 알칸산 모노머로 이루어진 폴리머를 의미한다.
이하, 본 발명의 구현예에 따른 폴리히드록시알카노에이트(PHA) 조성물 및 이의 제조 방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
구체적으로, 본 발명은 폴리히드록시알카노에이트(PHA) 내,
3-히드록시부티레이트(3-hydroxybutyrate, 3HB) 5 내지 80%; 및
4-히드록시부티레이트(4-hydroxybutyrate, 4HB) 5 내지 80%를 포함하고,
상기 PHA가 폴리-3-히드록시부티레이트-co-4-히드록시부티레이트(P3HB-4HB)이고,
상기 PHA의 중량평균 분자량이 Mn 130,000 내지 700,000이고, 수평균 분자량이 Mn 60,000 내지 350,000인, PHA 조성물을 제공한다.
일구현예에 따르면, PHA 내, 3HB를 5 내지 80%, 예를 들면 5% 이상, 또한 10% 이상, 20% 이상, 예를 들면 80% 이하, 또한, 60% 이하, 50% 이하 포함할 수 있다.
또한, PHA 내, 4HB를 5 내지 80%, 예를 들면 5% 이상, 또한 10% 이상, 예를 들면 80% 이하, 또한 70% 이하, 60% 이하, 50% 이하 포함할 수 있다.
일구현예에 따르면, 본 발명의 PHA 중량평균 분자량은 Mw 130,000 내지 700,000, 예를 들면 Mw 130,000 이상, 또한 Mw 150,000 이상, Mw 200,000 이상, Mw 250,000 이상, 예를 들면 Mw 700,000 이하, 또한 650,000 이하일 수 있다.
또한, 수평균 분자량은 Mn 60,000 내지 350,000, 예를 들면 Mn 60,000 이상, 또한 Mn 70,000 이상, Mn 80,000 이상, 예를 들면 Mn 350,000 이하, 또한 Mn 330,000 이하, Mn 300,000 이하일 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 PHA는 4HB의 함량이 서로 다른 2종 이상의 PHA를 포함할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 4HB의 함량이 서로 다른 2종의 PHA를 10:90 내지 90:10, 예를 들면 30:70 내지 70:30의 중량비로 혼합되어 있는 PHA를 포함할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 10% 4HB를 10g 포함하는 PHA와 50% 4HB 90g을 포함하는 PHA를 혼합한 PHA 혼합물을 포함할 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 PHA는 결정형 PHA 및 비결정형 PHA의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 결정성 PHA의 경우 4HB 함량이 15% 이하로 포함될 수 있고, 비결정성 PHA의 경우 4HB 함량이 20 내지 80%로 포함될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 4HB 함량이 10%인 결정성 PHA 고분자 30g에 4HB 함량이 50%인 비결정성 PHA 고분자 70g을 혼합하여 사용할 수 있다.
일구현예에 따르면, 본 발명의 PHA 조성물은 ASTM D1876 평가 규격에 따른 접착 강도가 1kg/in 이상, 예를 들면 1.5kg/in 이상, 또한 2kg/in 이상일 수 있다.
또한, 본 발명의 PHA 조성물은 ASTM D638 평가 규격에 따른 인장강도가 0.1 Mpa 이상, 예를 들면 0.12 Mpa 이상, 0.14 Mpa 이상일 수 있다.
또한, 본 발명의 PHA 조성물은 ASTM D638 평가 규격에 따른 신율이 200% 이상, 예를 들면 220% 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면,
폴리히드록시알카노에이트(PHA) 내,
3-히드록시부티레이트(3HB) 5 내지 80%; 및
4-히드록시부티레이트(4HB) 5 내지 80%를 포함하고,
상기 PHA가 폴리-3-히드록시부티레이트-co-4-히드록시부티레이트(P3HB-4HB)이고,
상기 PHA의 중량평균 분자량이 Mw 130,000 내지 700,000이고, 수평균 분자량이 Mn 60,000 내지 350,000인, PHA 조성물의 제조방법을 제공한다.
일구현예에 따르면, 본 발명의 제조방법은 4HB의 함량이 서로 다른 2종 이상의 PHA를 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 플라스틱 소재와의 접착성이 우수하며, 특히, 폴리에스테르(poly ester)계 소재와의 접착성이 우수하다. 그러므로, 예를 들면 핫 멜트 소재, 핫 실링 접착 소재 등으로 제조할 수 있다. 또한, 접착 물성뿐만 아니라 인장강도, 신율 특성과 같은 기계적 특성을 향상시킬 수 있으므로, 실란트(sealant), 예를 들면 실란트 필름(sealant film) 소재 등으로 제조할 수 있다. 본 발명의 조성물은 종래의 LDPE, EVA 등과 같은 물질과는 달리, 무기입자 등과 같은 첨가물을 포함하고 있지 않으므로 물성의 조절을 위하여 첨가물을 적용하는 경우 종래의 실란트 조성물이 가지는 물성의 한계를 극복할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
실시예 1
Poly-3-hydroxybutyrate-co 50% 4-hydrobutyrate(Mw 450,000, Mn 223,000) 재료로 140℃ 및 10bar에서 핫 프레서(hot presser)로 50㎛ 두께 및 10 X 10cm 크기의 시트(sheet) 시편을 제조하였다. 즉, P3HB-co-4HB 공중합체는 총 고분자 구조 내 3HB 단량체 50% 및 4HB 단량체 50% 구성의 해당 단량체로 이루어진다.
제조한 시편을 ASTM D638 인장강도 및 신율 평가 규격에 맞추어, 기계적 물성을 측정하였다. 접착강도를 측정하기 위하여, 50μm 두께를 가지는 투명 PET 필름(PET film) 사이에 시트 시편을 고정한 후, 120℃에서 합지 공정을 통하여 3 레이어드 필름(layered film)을 제작하여 ASTM D1876 접착강도 평가 규격에 맞추어, 접착강도를 측정하였다.
실시예 2
시편 제조에 poly-3-hydroxybutyrate-co 50% 4-hydrobutyrate(Mw 360,000 Mn 149,000) 재료를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 시트 시편을 제조하였다.
제조한 시편에 대하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 기계적 물성 및 접착강도를 측정하였다.
실시예 3
시편 제조에 poly-3-hydroxybutyrate-co 50% 4-hydrobutyrate(Mw 290,000, Mn 145,000) 재료를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 시트 시편을 제조하였다.
제조한 시편에 대하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 기계적 물성 및 접착강도를 측정하였다.
실시예 4
시편 제조에 poly-3-hydroxybutyrate-co 33% 4-hydrobutyrate(Mw 400,000 Mn 160,000) 재료를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 시트 시편을 제조하였다.
제조한 시편에 대하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 기계적 물성 및 접착강도를 측정하였다.
실시예 5
시편 제조에 poly-3-hydroxybutyrate-co 33% 4-hydrobutyrate(Mw 500,000, Mn 270,000) 재료를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 시트 시편을 제조하였다.
제조한 시편에 대하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 기계적 물성 및 접착강도를 측정하였다.
실시예 6
시편 제조에 poly-3-hydroxybutyrate-co 33% 4-hydrobutyrate(Mw 640,000, Mn 320,000) 재료를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 시트 시편을 제조하였다.
제조한 시편에 대하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 기계적 물성 및 접착강도를 측정하였다.
실시예 7
시편 제조에 poly-3-hydroxybutyrate-co 28% 4-hydrobutyrate(Mw 330,000, Mn 147,000) 재료를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 시트 시편을 제조하였다.
제조한 시편에 대하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 기계적 물성 및 접착강도를 측정하였다.
실시예 8
시편 제조에 poly-3-hydroxybutyrate-co 28% 4-hydrobutyrate(Mw 550,000 Mn 220,000) 재료를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 시트 시편을 제조하였다.
제조한 시편에 대하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 기계적 물성 및 접착강도를 측정하였다.
실시예 9
시편 제조에 poly-3-hydroxybutyrate-co 10% 4-hydrobutyrate(Mw 600,000 Mn 300,000)와 poly-3-hydroxybutyrate-co 50% 4-hydrobutyrate(Mw 600,000, Mn 300,000) 재료를 3:7 중량비율로 컴파운딩 한 재료를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 시트 시편을 제조하였다.
제조한 시편에 대하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 기계적 물성 및 접착강도를 측정하였다.
실시예 1 내지 9의 기계적 물성 및 접착강도 측정 결과를 표 1에 나타내었다.
　 두께(㎛) 인장강도(Mpa) 신율(%) 접착강도(kg/in)
실시예1 40-60 0.2 663 3.3
실시예2 40-60 0.16 482 3.5
실시예3 40-60 0.14 328 2.3
실시예4 40-60 0.91 1246 2.5
실시예5 40-60 0.84 664 2.2
실시예6 40-60 1.51 783 2.8
실시예7 40-60 2.84 1661 3.7
실시예8 40-60 8.32 1378 2.4
실시예9 40-60 2.56 234 2.8
본 발명에 따른 조성물의 접착강도는 모두 2kg/in 이상으로 확인되므로, 생분해성 플라스틱 접착제 또는 실란트로의 사용이 적합함을 확인하였다. 더하여, 상기와 같은 결과는 본 발명에 따른 PHA 조성물 단독에 대한 물성 평가 수치를 나타내는 것이므로, 일반적으로 사용되는 첨가물을 추가하는 경우 상기의 물성을 더욱 강화할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면 추가적인 화학 물질의 혼합 없이 본 발명의 조성물을 단독으로 사용하여 충분한 접착 특성을 적용할 수 있다. 그러므로, 생분해 특성을 필요로 하면서도 동시에 접착 물성과 기계적 특성의 부합을 필요로 하는 소재에 용이하게 적용하여 친환경적이고 인체에 무해한 제품을 제공할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
또한, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 폴리히드록시알카노에이트(PHA) 내,
    3-히드록시부티레이트(3HB) 5 내지 80%; 및
    4-히드록시부티레이트(4HB) 5 내지 80%를 포함하고,
    상기 PHA가 폴리-3-히드록시부티레이트-co-4-히드록시부티레이트(P3HB-4HB)이고,
    상기 PHA의 중량평균 분자량이 Mw 130,000 내지 700,000이고, 수평균 분자량이 Mn 60,000 내지 350,000인, PHA 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 PHA가 4HB의 함량이 서로 다른 2종 이상의 PHA를 포함하는 것인, PHA 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    ASTM D1876 평가 규격에 따른 접착 강도가 1kg/in 이상인 것인, PHA 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    ASTM D638 평가 규격에 따른 인장강도가 0.1 Mpa 이상인 것인, PHA 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    ASTM D638 평가 규격에 따른 신율이 200% 이상인 것인, PHA 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조성물이 실란트 용도인 것인, PHA 조성물.
  7. 제1항에 따른 조성물을 제조하는 PHA 조성물의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    4HB의 함량이 서로 다른 2종 이상의 PHA를 혼합하는 단계를 포함하는 것인, PHA 조성물의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    4HB의 함량이 서로 다른 2종의 PHA를 10:90 내지 90:10의 중량비로 혼합하는 단계를 포함하는 것인, PHA 조성물의 제조방법.
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