KR101492311B1 - 바이오 플라스틱 조성물 및 이를 이용한 부직포 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바이오 플라스틱 조성물 및 이를 이용한 부직포에 관한 것으로, 보다 상세하게는 L-폴리락트산 수지, D-폴리락트산 수지와 폴리히드록시 알카노에이트 수지가 혼합된 블렌드(Blend) 수지를 포함하는 바이오 플라스틱 조성물 및 이를 성형하여 제조된 부직포에 관한 것이다.
본 발명에 의한 바이오 플라스틱 조성물은 수지 성분 간의 상용성 문제로 인하여 발생하는 물성 저하를 해결하였기 때문에, 생분해성, 유연성 및 기계적 물성이 우수하다. 또한 폴리락트산의 스테레오컴플렉스의 형성으로 인하여 열적 특성이 크게 개선될 수 있다.
특히 상기 조성물로 제조된 부직포의 경우 내열성 및 강도가 매우 우수하므로 자동차 내장재로서 적용되는 경우 경량화 및 친환경 컨셉이 주를 이루는 현 자동차 시장의 트렌드에 부합할 수 있을 것으로 기대된다.

Description

바이오 플라스틱 조성물 및 이를 이용한 부직포{BIO PLASTIC COMPOSITION AND NONWOVEN FABRIC USING IT}
본 발명은 바이오 플라스틱 조성물 및 이를 이용한 부직포에 관한 것으로, 보다 상세하게는 L-폴리락트산 수지, D-폴리락트산 수지와 폴리히드록시 알카노에이트 수지가 혼합된 블렌드(Blend) 수지를 포함하는 바이오 플라스틱 조성물 및 이를 성형하여 제조된 부직포에 관한 것이다.
자동차의 내장재는 자동차 실내 장식과 편의성을 위해 제공되는 시트, 트림(천정, 도어), 매트 및 카페트 등으로 사용되는 직물, 가죽, 레자 등의 부재로서 이루어지는 데, 특히 최근 갑작스런 사고 및 폭발 등에 있어서 인명을 보호하기 위하여 고기능 및 고내열성의 특성이 요구되는 실정이다.
또한 자동차 업계에서는 환경에 대한 규제가 매우 강화되고 있으며, 자동차 내장에에 적용될 수 있는 생분해성 플라스틱 재료에 대한 수요가 증가하고 있다.
폐기된 후 일정 시간이 경과되면 미생물이 배출하는 분해 요소에 의해 딱딱한 플라스틱이 자연 분해되는 생분해성 플라스틱이다. 기존의 쇼핑백, 플라스틱병 등이 영구히 분해되지 않아 환경 문제의 심각한 요인이 되고 있으나 바이오 플라스틱은 이와 같은 환경 문제해결의 실마리를 제공한다는 점에서 관심이 높다. 미국의 포드 사는 대두 유래 바이오 수지를 자동차 내장재에 적용하고 있고, 일본의 도요타 사 역시 폴리 유산을 스페어 타이어 박스에 적용하고 있으나, 바이오 플라스틱의 저내열성에 의하여 그 적용이 매우 제한적인 실정이다.
한국등록특허 제10-1081636호에서는 폴리유산 발포층을 포함하는 자동차 내장재를 개시하고 있으나, 보강층을 통한 내구성의 강화를 도모한 것으로 바이오 플라스틱 자체의 내구성 및 내열성의 보완에 대한 내용은 개시되어 있지 아니하다.
또한 바이오 플라스틱을 구성하는 폴리락트산(PLA), 폴리히드록시 알카노에이트(PHA), 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트(PBAT) 등과 같은 수지 조성물간의 상용성이 좋지 않아, 오히려 좋지 않은 물성을 보이는 바이오 플라스틱 제품이 제조되는 경우가 많다.
한국공개특허 10-2011-0017780호에서는 PLA, PHA, PBS등을 포함하는 친환경 수지 조성물에 대해서 기재하고 있으나, 상기 생분해성 수지간의 혼합 및 혼합시의 적정비율을 개시하고 있지 아니하다.
그러므로 고내열성 및 고기능성을 가져 자동차 내장재로 적용될 수 있으며, 조성물 간의 우수한 상용성을 제공할 수 있는 생분해성 수지들간의 적정배합비 또는 이를 우수한 상용성을 제공하는 새로운 상용화제들에 대한 개발이 요구되는 실정이다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 내열성 및 기계적 물성이 향상되고, 조성물 내 각 성분 간의 상용성의 문제를 해결하여 자동차 내장재로 적용될 수 있는 바이오 플라스틱 조성물을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 바이오 플라스틱 조성물은 L-폴리락트산, D-폴리락트산과 폴리히드록시 알카노에이트가 혼합된 블렌드(Blend) 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 부직포는 상기 바이오 플라스틱 조성물을 성형하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 바이오 플라스틱 조성물은 수지 성분 간의 상용성 문제로 인하여 발생하는 물성 저하를 해결하였기 때문에, 생분해성, 유연성 및 기계적 물성이 우수하다. 또한 폴리락트산의 스테레오컴플렉스의 형성으로 인하여 열적 특성이 크게 개선될 수 있다.
특히 상기 조성물로 제조된 부직포의 경우 내열성 및 강도가 매우 우수하므로 자동차 내장재로서 적용되는 경우 경량화 및 친환경 컨셉이 주를 이루는 현 자동차 시장의 트렌드에 부합할 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이어서, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바이오 플라스틱 조성물에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 플라스틱 조성물은 L-폴리락트산, D-폴리락트산과 폴리히드록시 알카노에이트가 혼합된 블렌드(Blend) 수지를 포함한다.
폴리락트산 수지
본 발명의 바이오 플라스틱 조성물은 폴리락트산 수지로서 L-폴리락트산 및 D-폴리락트산을 포함하며, 상기 각각 다른 이성질체의 폴리락트산이 혼합되어 스테레오컴플렉스(stereocomplex)를 형성한다.
상기 L-폴리락트산 수지는 95 중량% 이상의 L-이성질체를 포함하는 것이 좋으며, 바람직하게는 98 내지 99.99 중량%의 L-이성질체 및 0.01 내지 2 중량%의 D-이성질체로 이루어지는 것이 좋다. 또한, 상기 D-폴리락트산 수지는 95 중량% 이상의 D-이성질체를 포함하는 것이 좋으며, 바람직하게는 98 내지 99.99 중량%의 D-이성질체 및 0.01 내지 2 중량%의 L-이성질체로 이루어지는 것이 좋다. 상기 L-폴리유산 수지가 95 중량% 이상의 L-이성질체를 포함하고, 상기 D-폴리유산 수지가 95 중량% 이상의 D-이성질체를 포함하는 경우, 내열성, 내구성, 성형성 및 내가수분해성의 우수한 물성 밸런스를 얻을 수 있다.
상기 폴리락트산 수지는 성형 가공이 가능하면 분자량이나 분자량 분포에 특별한 제한이 없으나, 중량평균분자량이 80,000 g/mol 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 90,000 내지 500,000 g/mol 인 것을 사용하는 것이 좋다. 폴리락트산 수지의 중량평균분자량이 80,000 g/mol 이상인 경우 성형체의 기계적 강도 및 내열성의 밸런스 면에서 우수한 특징이 있다.
또한 L-폴리락트산 수지 100 중량부에 대하여 D-폴리락트산 수지 5 ~ 80 중량부가 포함되는 것이 바람직하며, 10 ~ 50 중량부가 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 범위 미만으로 D-폴리락트산 수지가 사용되는 경우 스테레오컴플렉스의 형성이 미미하여 내구성 및 내열성의 향상이 크게 이루어지지 않는 문제가 있으며, 상기 범위를 초과하여 D-폴리락트산 수지가 사용되는 경우 내구성 및 내열성 향상 효과가 더 이상 나타나지 않아 경제성이 떨어진다.
폴리히드록시알카노에이트 ( Poly Hydroxy Alhanoate ) 수지
본 발명의 폴리히드록시알카노에이트 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위인 히드록시 알카노에이트 모노머를 포함하는 지방족 폴리에스테르이다.
Figure 112012029493206-pat00001
(상기 화학식 1에서, R1은 수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 15의 알킬기이며, n은 1 또는 2의 정수이다.)
상기 폴리히드록시알카노에이트 수지는 히드록시 알카노에이트 모노머의 단일 중합체로 이루어질 수 있다. 상기 히드록시 알카노에이트 모노머의 구체적인 예로는 상기 화학식 1에서 n이 1이고 R1이 메틸기인 3-히드록시부티레이트(3-hydroxy butyrate), n이 1이고 R1이 에틸기인 3-히드록시발러레이트(3-hydroxy valerate), n이 1이고 R1이 프로필기인 3-히드록시헥사노에이트(3-hydroxy hexanoate), n이 1이고 R1이 펜틸기인 3-히드록시옥타노에이트(3-hydroxy octanoate), n이 1이고 R1이 탄소수 15의 알킬기인 3-히드록시 옥타데카노에이트(3-hydroxy octadecanoate) 등을 들 수 있으며, 이 중 3-히드록시 부티레이트(3-hydroxy butyrate)가 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 폴리히드록시알카노에이트 수지를 이루는 상기 히드록시 알카노에이트 모노머를 주모노머로 하는 경우, 하기 화학식 2 내지 화학식 6과 같은 종류의 모노머를 보조모노너로 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
Figure 112012029493206-pat00002
Figure 112012029493206-pat00003
Figure 112012029493206-pat00004
Figure 112012029493206-pat00005
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특히 상기 보조모노머를 10~20mol% 포함할 수 있다. 상기 보조모노머를 10mol% 미만으로 포함하는 경우 가공온도 조건이 좁아서 가공성이 용이하지 않거나 유연성이 낮은 염려가 있고, 보조모노머를 20mol% 초과하는 경우 수지의 기계적 물성이 떨어지는 단점이 있다.
폴리히드록시알카노에이트 수지를 구성하는 상기 주모노머 및 상기 보조모노머의 중합체의 일실시예로 하기 화학식 7 내지 화학식 11을 들 수 있으나, 이에 제한 되는 것은 아니다. 이때 X, Y는 정수이며, X>Y 인 것이 폴리히드록시알카노에이트 수지의 기계적 강도, 충격강도 및 내열성을 모두 확보할 수 있다는 면에서 바람직하다. 보다 상세하게는, X+Y에 대한 Y의 몰분율이 10~20mol%인 것이 바람직하다.
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아울러, 본 발명의 폴리히드록시알카노에이트 수지는 전술한 중합체 이외에 서로 다른 2종 이상의 히드록시 알카노에이트 모노머로 이루어진 공중합체, 예를 들면, 트리-공중합체, 테트라-공중합체 등을 들 수 있다.
서로 다른 2종 이상의 히드록시 알카노에이트 모노머로 이루어진 공중합체는 바람직하게 3-히드록시부틸레이트와 3-히드록시헥사노에이트의 공중합체인 폴리(3-히드록시부틸레이트-코-3-히드록시헥사노에이트)　또는 3-히드록시부틸레이트와 3-히드록시 발러레이트의　공중합체인 폴리(3-히드록시 부틸레이트-코-3-히드록시 발러레이트)가 사용될 수 있다. 　이때 상기 공중합체는 3-히드록시부틸레이트 80 내지 99 몰%와,　3-히드록시헥사노에이트　또는 3-히드록시발러레이트 1 내지 20 몰%로 이루어지는 것이 좋다.
블렌드 ( Blend ) 수지
본 발명의 블렌드(Blend) 수지는 폴리락트산 수지와 폴리히드록시알카노에이트 수지만을 포함하는 경우에 비해, 내구성, 내열성 등의 기계적 물성이 우수하다.
본 발명의 블렌드 수지는 상기 폴리락트산 수지의 함유량(L-폴리락트산과 D-폴리락트산의 합)이 상기 폴리히드록시 알카노에이트 수지의 함유량보다 많은 것을 특징으로 한다. 특히 폴리락트산의 수지 함유량이 폴리히드록시알카노에이트 수지 함유량보다 적은 경우는, 기계적 물성이 개선되지 못하는 문제가 있다.
보다 구체적으로는, 상기 폴리락트산 수지 100 중량부에 대하여 폴리히드록시 알카노에이트 수지는 1 ~ 50 중량부가 혼합되는 것이 바람직하며, 5 ~ 40 중량부의 범위로 혼합되는 것이 보다 바람직하다. 상기 폴리히드록시 알카노에이트 수지가 한정된 범위 미만으로 사용되면 폴리히드록시 알카노에이트의 취성을 개선할 수 없으며, 한정된 범위를 초과하여 사용되면 분산성이 좋지 않아 폴리히드록시 알카노에이트 수지의 입자가 응집하게 되어 물성저하가 일어날 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 플라스틱 조성물은 반응형 상용화제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상용화제는 고분자들의 용융 혼합시 조성고분자 및 상용화제에 도입된 관능기들 사이의 화학반응을 통하여 고분자들이 잘 혼합되도록 한다. 상용화제는 물리적인 성질만을 이용하는 비반응형 상용화제와 압출시 반응을 수반하게 되는 반응형 상용화제의 2가지가 있다. 비반응형 상용화제는 랜덤(random) 공중합체, 그라프트(graft) 공중합체, 블록(block) 공중합체 등이 가장 많이 사용되고 있으며, 여기에 반응성기가 부착되어 반응형 상용화제가 되는 경우가 많다. 상기 반응성기로는 무수말레인산, 에폭시, 카르보닐기 등이 있으며, 이들 반응성기는 상용화제의 말단 또는 측면에 부착되어 있는 경우가 대부분이다.
본 발명의 바이오 플라스틱 조성물에 포함되는 상용화제는 반응형 상용화제로서, 특히 에폭시기를 반응기로 갖는 것이 바람직하다. 상기 에폭시기를 반응기로 갖는 상용화제라면 제한이 없지만, 특히 글리시딜메타크릴레이트 또는 무수말레인산 중에서 선택되는 하나 이상을 사용하는 것이, 제조된 복합재의 물성을 고려할 때 바람직하다.
글리시딜메타크릴레이트는 하기 화학식 12의 구조를, 무수말레인산은 하기 화학식 13의 구조를 갖는다.
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Figure 112012029493206-pat00013
본 발명의 상용화제는 바이오 플라스틱 조성물 전체 중량 중 1~20중량%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1~5중량%인 것이 좋다. 상용화제를 1중량% 미만으로 사용하는 경우에는 상용성 증대 효과가 떨어지게 되어 제품의 기계적 물성이 좋지 않고, 20중량%를 초과하여 사용하는 경우에는 미반응 상용화제가 수지의 열적 특성을 저하시키거나 각 수지들간의 계면이 너무 두껍게 형성되어 기계적 물성이 하락할 수 있다.
아울러, 상기 반응형 상용화제는 아이오노머를 포함할 수 있다. 이는 아이오노머를 포함하지 않은 바이오 플라스틱 조성물에 비해 혼화성 및 기계적 물성에서 우수함을 보인다. 본 발명의 아이오노머는 비극성의 고분자 사슬에 소량의 이온기가 함유되어 있는 한 특별히 한정되지 않으나, α-올레핀과 α,β-불포화 카르본산의 공중합체, 폴리스티렌에 술폰산기가 도입되어 있는 중합체, α-올레핀, α,β-불포화 카르본산, 및 이와 각각 공중합 가능한 단량체간의 공중합체 또는 이들의 혼합물을 1∼4가의 금속 이온으로 중화한 것이 바람직하다. 상기 아이오노머 수지의 제조방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있으며, 상업적 구입이 용이하다.
상기 α-올레핀은 에틸렌, 프로필렌, 부텐 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 이 중에서도 에틸렌이 바람직하다. 상기 α,β-불포화 카르본산은 아크릴산, 메타크릴산, 에타크릴산, 이타콘산, 말레인산 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 이 중에서도 아크릴산, 메타크릴산이 바람직하다.
상기 공중합 가능한 모노머로는 아크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르, 스티렌 등을 들 수 있고, 반드시 이에 제한되는 것을 아니다. 상기 1∼4가의 금속 이온은 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 바륨, 납, 주석, 아연, 알루미늄, 제1철 및 제2철 이온 등을 들 수 있다. 이중 리튬, 나트륨, 칼륨, 아연 등이 바람직하다.
상기 아이오노머는 산 함량이 3∼25중량%, 바람직하게는 15∼25중량%이다. 산 함량이 높을수록 표면경도 및 인장강도가 높아지는 반면에 충격강도가 저하된다.
상기 아이오노머의 이온그룹의 몰분율이 0.1~5mol%인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 상기 이온그룹의 몰분율이 0.1 mol%미만인 경우, 수지 물성을 향상시키는 이온그룹 함량이 작아 원하는 물성을 구현하지 못할 염려가 있고, 상기 이온그룹의 몰분율이 5mol%를 초과하는 경우 오히려 이온그룹끼리 클러스터를 형성하여 수지 물성을 저하시킬 염려가 있다.
또한, 본 발명의 바이오 플라스틱 조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 여기에서 상기 첨가제는 충전제, 유연제, 노화방지제, 내열노화방지제, 산화방지제, 염료, 안료, 촉매 분산제 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
부직포의 제조
상기 폴리락트산의 스테레오컴플렉스를 포함하는 바이오 플라스틱 조성물은 섬유로 제조된 후 직포 공정을 거치지 아니하고, 평행 또는 부정방향(不定方向)으로 배열시켜 펠트 모양의 부직포로 제조될 수 있다.
상기 부직포는 조성물을 방사하여 고압열풍에 의해 극세 섬유를 형성하게 한 후 균일한 용융섬유 Web 으로 결합시켜 제조하는 멜트 블로운(melt-blown) 방법, 조성물을 방사하여 열에 의하여 자체 접착하여 Web을 형성하도록 하는 스펀 본드(spun bond) 방법, 열 또는 압력　등으로 착화하거나　녹여서 섬유조직을 결합시켜 제조하는 열 접착(thermal bonding) 방법, 압축공기와 접착제를 이용하여 제조하는 에어 레이(air ray) 방법 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되지는 아니하며, 바람직하게는 멜트 블로운 방법으로 제조하는 것이 보다 바람직하다.
상기 제조된 부직포는 우수한 내열성 및 기계적 물성을 나타내므로 자동차의 시트, 트림(천정, 도어), 매트 및 카페트와 같은 내장재로서 적용될 수 있다.
이상의 과정으로 본 발명에 따른 바이오 플라스틱 조성물 및 이를 성형하여 부직포를 제조할 수 있으며, 본 발명의 바이오 플라스틱 조성물의 제조예(실시예 및 비교예)에 대한 평가결과는 다음과 같다.
실시예 및 비교예
실시예 1
L-폴리락트산 수지로는 미국　NatureWorks　LLC(D-이성질체 1.2 내지 1.6 중량% 함유)에서　제조된　4032D를　사용하였고, D-폴리락트산 수지로는 Purac사의 D,D-Lactide(D,D-Lactide 99 중량% 이상 함유)를 중량평균분자량이 50,000 g/mol이 되도록 중합하여 사용하였다. 그리고 70℃의 진공 오븐에서 PHA 수지를 24시간 동안 건조하여 PHA 수지를 얻었다. 이 때, 상기 PHA수지는 하기 화학식 10의 공중합체로 구성되며, X=8.0, Y=2.0이다.
[화학식 10]
Figure 112012029493206-pat00014

상기 L-폴리락트산 수지 60g, D-폴리락트산 수지 20g 및 PHA 수지 20g을 혼합하고, 멜트 블로운 방식으로 부직포를 제조하였다.
실시예 2
L-폴리락트산 수지 80g, D-폴리락트산 수지 10g 및 PHA 수지 10g을 혼합하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 부직포를 제조하였다.
실시예 3
L-폴리락트산 수지 60g, D-폴리락트산 수지 10g 및 PHA 수지 30g을 혼합하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 부직포를 제조하였다.
실시예4
상기 실시예1의 PHA수지에 숙신산(Sucicinic Acid) 99mol%, SDMF(Sulfonated Di-Methyl Fumarate) 1mol% 및 1,4 부탄디올을 첨가하여 하기 화학식 14와 같이 이온그룹의 몰 분율이 0.5 mol%의 아이오노머를 제조하고, 상기 아이오노머를 5g 첨가하여 블렌드 수지를 제조하였다.
Figure 112012029493206-pat00015
(X=99.5, Y=0.5)
비교예1
상기 L-폴리락트산 수지 100g을 사용하여 멜트 블로운 방식으로 부직포를 제조하였다.
실험예1 - 기계적 강도의 분석
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1에서 제조된 부직포를 가로 75mm X 세로 12.5mm X 높이 3mm로 잘라서 시편을 제조한 후, ASTM D-638에 의거하여 상온 조건에서 Izod 방식으로 기계적 강도를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
PLA : PHA
배합비율		 인장강도
(Tensile Strength : MPa)		 인성
(Toughness : MPa)		 파단신율
(Elongation at break : %)
실시예1 8 : 2 64.3 70.2 111.2
실시예2 9 : 1 55.1 60.4 95.2
실시예3 7 : 3 56.5 58.2 100.4
실시예4 8 : 2 70.2 76.4 114.9
비교예1 10 : 0 23.1 4.2 5.0
상기 표 1을 통하여, 블렌드 수지에 있어서 L-PLA수지의 함유량이 PHA 수지 함유량 보다 많은 경우, 인성이나 파단신율에 있어서 우수한 특성을 보임을 확인할 수 있었다. 이는 일정범위의 배합비율을 가지는 경우에 PLA와 PHA의 상용성이 좋아지고, 스테레오컴플렉스의 형성으로 인하여 기계적 강도를 개선되었기 때문이다. 이에 반해 L-PLA 수지만을 사용한 경우, 인성 파단신율 등의 전반적인 기계적 강도가 떨어지는 것을 알 수 있었다.
또한 이온그룹을 일정함량 포함하고 있는 아이오노머를 첨가한 실시예 4의 보다 우수한 인장강도, 인성 및 파단신율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
실험예2 - 내열성의 분석
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1에서 제조된 부직포를 가로 75mm X 세로 12.5mm X 높이 3mm로 잘라서 시편을 제조한 후, ASTM D-648에 의거하여 열변형 온도(HDT)를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
열변형 온도(℃)
실시예1 112
실시예2 103
실시예3 104
실시예4 116
비교예1 80
상기 표 2에서 보는 바와 같이, L-폴리락트산 만으로 이루어진 비교예의 부직포에 비하여 실시예의 부직포는 우수한 내열성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라, 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (11)

  1. L-폴리락트산 수지 100 중량부에 대하여 D-폴리락트산 수지가 10 ~ 50 중량부로 혼합되어 이루어진 폴리락트산 수지와, 폴리히드록시 알카노에이트 수지가 혼합된 블렌드(Blend) 수지를 포함하고, 상기 폴리락트산 수지 100 중량부에 대하여 폴리히드록시 알카노에이트 수지는 5 ~ 25 중량부가 혼합되고, 상기 폴리히드록시 알카노에이트 수지는 하기 화학식 7, 8, 11 중 어느 하나로, X, Y는 정수이며, X > Y인 공중합체로 구성되고, 산 함량이 15 내지 25중량%인 아이오노머(ionomer)를 반응형 상용화제로서 포함하고, 상기 아이오노머 내 이온그룹의 몰분율이 0.1 ~ 5 mol%이고, 상기 반응형 상용화제는 바이오 플라스틱 조성물 전체 중량 중 1 내지 20 중량%로 포함하는 것을 특징으로 것을 특징으로 하는 바이오 플라스틱 조성물.
    [화학식 7]
    Figure 112015006789549-pat00017

    [화학식 8]
    Figure 112015006789549-pat00018


    [화학식 11]
    Figure 112015006789549-pat00021

  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리히드록시알카노에이트 수지는 10~20mol%의 보조모노머를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 플라스틱 조성물.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항 또는 제 6 항의 바이오 플라스틱 조성물로 성형되는 것을 특징으로 하는 부직포.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 바이오 플라스틱 조성물은 멜트 블로운(melt-blown), 스펀 본드(spun bond), 열 접착(thermal bonding), 에어 레이(air ray) 중 어느 하나의 방식을 통하여 제조되는 것을 특징으로 하는 부직포.
  11. 제 9 항에 있어서,
    자동차의 내장재로 사용되는 것을 특징으로 하는 부직포.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005248160A (ja) * 2004-02-06 2005-09-15 Osaka Gas Co Ltd 生分解性プラスチック材料及び成形体
JP2010142986A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Ricoh Co Ltd 熱可塑性樹脂の成形方法及び成形品

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005248160A (ja) * 2004-02-06 2005-09-15 Osaka Gas Co Ltd 生分解性プラスチック材料及び成形体
JP2010142986A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Ricoh Co Ltd 熱可塑性樹脂の成形方法及び成形品

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024136031A1 (ko) * 2022-12-23 2024-06-27 에스케이마이크로웍스 주식회사 고차단성 및 저소음도를 갖는 생분해성 필름 및 이를 위한 생분해성 수지 조성물

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