KR20100108683A - 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리락트산; 아밀로오스 함량이 40 중량% 미만인 전분; 및 상용화제로서 무수 말레인산과 글리시딜 메타 아크릴레이트와의 혼합물 또는 무수 말레인산과 무수 옥테닐숙신산과의 혼합물을 포함하는 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물 및 상기 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물로부터 성형된 시트를 제공한다.
전분, 폴리락트산, 생분해성 수지, 시트

Description

폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물{Polylactic acid-containing biodegradable resin composition}
본 발명은 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물 및 이로부터 성형된 시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상용화제로서 무수 말레인산과 글리시딜 메타 아크릴레이트와의 혼합물 또는 무수 말레인산과 무수 옥테닐숙신산과의 혼합물을 포함하는 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물 및 상기 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물로부터 성형된 시트에 관한 것이다.
합성수지는 다양한 물성, 안정된 공급, 싼 가격, 제조 및 가공 용이성 등의 장점으로 인해 실생활에 없어서는 안 될 소재로 활용되어 왔다. 그러나 이 합성수지가 자연환경에 버려질 경우 분해가 되지 않고 반영구적으로 남아 환경오염의 주원인으로 부각되고 있다. 이에 토양 중에서 분해되는 생분해성 수지가 개발되고 있다.
생분해성 수지로는 미생물이 생산하는 폴리히드록시부틸레이트-발레레이트(PHBV), 지방족 폴리에스테르인 폴리카프로락톤(PCL), 폴리락트산(PLA), 디올-디엑시드계 지방족 폴리에스테르 등이 사용되고 있다. 디올-디엑시드계 지방족 폴리 에스테르에는 폴리부틸렌숙시네이트(PBS), 폴리부틸렌아디페이트(PBA), 폴리부틸렌아디페이트-테레프탈레이드(PBAT), 폴리부틸렌숙시네이트-아디페이트(PBSA), 폴리부틸렌숙시네이트-테레프탈레이트(PBST) 등이 사용되고 있다. 생분해성 수지로만 성형품을 제조할 경우 가격이 고가이므로, 가격을 낮추고 생분해성을 증대시키기 위해 천연물질인 전분과 블렌딩하려는 시도가 있어 왔다. 그러나 전분과 생분해성 수지 간의 상용성이 좋지 않아 가공성이 나쁘고 이렇게 제조된 성형물의 물성이 떨어지는 단점이 있다.
전분과 생분해성 수지 간의 상용성을 증가하기 위한 방법으로는 전분을 가소제로 가소화시켜 열가소성 전분으로 개질화시켜 지방족 폴리에스테르 등과 블렌딩하는 방법이 개시된 바 있다. 예를 들어, 압출기내에서 열과 압력에 의해 전분의 입자를 붕괴시켜 열가소성 전분으로 개질화시켜 생분해성 수지를 컴파운딩하여 가공성 및 물성을 향상시키는 방법이 개시된 바 있다(미국특허 제 5,362,777호, 미국특허 제 6,136,097, 미국특허 제6,348,524 등).
그러나 열가소성 전분을 사용하는 것 만으로는 가공성 및 물성에 제한적인 향상만 있어 전분과 생분해성 수지 간의 상용성을 향상시키는 새로운 방법이 요구되고 있다. 예를 들어, 대한민국 특허공개 제10-2004-0061885호는 전분에, 가교화제, 가소제, 및 상용화제를 첨가하여 제조한 전분 혼합물 및 폴리카프로락톤, 폴리락트산 등의 생분해성 수지를 혼합하여 조성된 생분해성 수지 조성물을 개시한 바 있다. 상기 가교화제로는 폴리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르 등이 개시되어 있으며, 상기 상용화제로는 무수 숙신산, 무수 말 레인산, 무수 도데실 숙신산, 무수 데카노익 숙신산 등이 개시되어 있다. 그러나, 상기와 같이 가교화제를 사용할 경우, 전분과 가소제 간의 가교로 인해 신율이 현저히 저하되고 충격에 약하여, 적절한 유연성(ductile)과 내충격성을 갖는 수지 조성물을 제조하는 것이 매우 곤란하다.
한편, 다양한 생분해성 수지 중 폴리락트산은 락트산을 중합하거나 또는 락타이드를 개환 중합하여 얻어진 것으로서, 상대적으로 가격이 저렴하여 생분해성 수지의 원료로서 장점을 가지나 전분과의 상용성이 매우 낮다. 특히, 다른 지방족 폴리에스테르 수지와 달리, 폴리락트산으로 제조된 성형물은 취성(brittle)이 매우 강하여 쉽게 부스러지는 경향이 있다. 폴리락트산계 수지는 투명성이 뛰어나지만, 토양에 매립시 오랜 생분해 기간이 소요되고, 퇴비화 조건에서만 우수한 생분해성을 나타낸다. 또, 시트 또는 필름으로 제조시 신율이 매우 낮고, 내열성이 낮아 온수에서 변형이 일어나는 문제가 있다. 이러한 이유로 폴리락트산으로 이루어진 생분해성 수지는 그 사용이 제한적이다.
대한민국 특허등록 제242,964호는 고 아밀로오스 함량을 갖는 전분을 배합한 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물을 개시한 바 있다. 즉, 상기 특허는 아밀로오스 함량이 40∼80 중량%인 전분과 수평균 분자량이 10,000 이상인 폴리락트산으로 이루어진 생분해성 수지 조성물을 개시하고 있으며, 상기 40 중량% 이상의 아밀로오스 함량을 갖는 전분을 사용할 경우 생분해성 및 인체친화성이 우수한 것으로 개시하고 있다. 그러나, 아밀로오스 함량이 40 중량% 이상으로 높은 전분을 필수적으로 사용하여야 하므로 제조 단가가 높아 상업적으로 적용하는 데에는 한계가 있 다.
본 발명자들은 가격이 저렴한 저 아밀로오스 함량의 전분을 사용하면서도, 신율이 낮아 쉽게 부스러지고, 내열성이 낮아 온수에서 변형이 일어나는 특성을 갖는 폴리락트산으로 이루어진 수지의 특성이 개선된 수지 조성물을 개발하기 위하여 다양한 연구를 수행하였다. 그 결과, 특정 조합의 상용화제 즉, 무수 말레인산과 글리시딜 메타 아크릴레이트와의 혼합물 또는 무수 말레인산과 무수 옥테닐숙신산과의 혼합물을 사용하여, 저 아밀로오스 함량의 전분을 폴리락트산과 배합하여 수지를 제조하였을 때, 얻어지는 수지가 생분해성 및 내열성이 우수할 뿐만 아니라 파단신율이 크게 증가한다는 것을 발견하였다.
따라서, 본 발명은 상용화제로서 무수 말레인산과 글리시딜 메타 아크릴레이트와의 혼합물 또는 무수 말레인산과 무수 옥테닐숙신산과의 혼합물을 포함하는 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물로부터 성형된 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 태양에 따라, 폴리락트산; 아밀로오스 함량이 40 중량% 미만인 전분; 및 상용화제로서 무수 말레인산과 글리시딜 메타 아크릴레이트와의 혼합물 또는 무수 말레인산과 무수 옥테닐숙신산과의 혼합물을 포함하는 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물이 제공된다.
상기 전분의 함량은 폴리락트산 100 중량부에 대하여 10∼900 중량부일 수 있으며, 상기 상용화제의 함량은 폴리락트산 100 중량부에 대하여 0.01∼10 중량부, 더욱 바람직하게는 0.1∼3 중량부일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 상용화제는 무수 말레인산과 글리시딜 메타 아크릴레이트와의 1 : 0.1∼9 (중량비) 혼합물 또는 무수 말레인산과 무수 옥테닐숙신산과의 1 : 0.1∼9 (중량비) 혼합물일 수 있다.
본 발명의 생분해성 수지 조성물은 전분과 폴리락트산의 총 중량(100 중량부)에 대하여 가소제 1∼50 중량부; 활제 0.01∼5 중량부; 무기물 1∼50 중량부; 및 개시제 0.01∼5 중량부로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 가소제는 글리세린, 솔비톨, 1,4-부탄디올, 에틸렌글리콜, 포도당, 프로필렌글리콜, 우레아, 폴리에틸렌글리콜, 및 폴리프로필렌글리콜로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있으며, 상기 활제는 왁스, 에틸렌비스스테아라마이드, 미네랄오일, 및 글리세린 지방산 에스테르로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있고, 상기 무기물은 탈크, 탄산칼슘, 스테아린산 마그네슘, 황산칼슘, 황산바륨, 점토, 활석, 및 납석으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있으며, 상기 개시제는 벤조일 퍼옥사이드, 과황산칼륨, 및 디큐밀퍼옥사이드로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 태양에 따라, 상기 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물로부터 성형된 시트가 제공된다.
본 발명에 따른 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물은 파단신율이 높고, 내열성이 우수한 특성을 가짐으로써, 신율이 낮아 쉽게 부스러지고, 내열성이 낮아 온수에서 변형이 일어나는 특성을 갖는 폴리락트산으로 이루어진 수지의 특성을 효과적으로 개선할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물은 무수 말레인산과 글리시딜 메타 아크릴레이트와의 혼합물 또는 무수 말레인산과 무수 옥테닐숙신산과의 혼합물을 상용화제로 사용함으로써 가격이 저렴한 저 아밀로오스 함량의 전분을 사용할 수 있으며, 나아가 얻어지는 수지 조성물이 우수한 생분해성 및 인체친화성을 갖는다. 따라서 생분해성 수지 조성물의 경제적인 제조가 가능하다. 본 발명에 따른 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물은 우수한 생분해성, 내후성, 내열성, 및 가공성을 갖는다.
본 발명은 폴리락트산; 아밀로오스 함량이 40 중량% 미만인 전분; 및 상용화제로서 무수 말레인산과 글리시딜 메타 아크릴레이트와의 혼합물 또는 무수 말레인산과 무수 옥테닐숙신산과의 혼합물을 포함하는 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 수지 조성물은 상용화제로서 무수 말레인산과 글리시딜 메타 아크릴레이트와의 혼합물 또는 무수 말레인산과 무수 옥테닐숙신산과의 혼합물을 포함한다. 상기 무수 말레인산과 글리시딜 메타 아크릴레이트와의 혼합비는 1 : 0.1∼9 의 중량비 범위일 수 있으며, 바람직하게는 약 1 : 0.4∼3, 더욱 바람직하게는 약 1 : 0.6∼1.5의 중량비 범위이다. 또한, 상기 무수 말레인산과 무수 옥테닐숙신산과의 혼합비는 1 : 0.1∼9 의 중량비 범위일 수 있으며, 바람직하게는 약 1 : 0.4∼3, 더욱 바람직하게는 약 1 : 0.6∼1.5의 중량비 범위이다. 본 발명에 따라 상용화제로서 상기와 같은 무수 말레인산과 글리시딜 메타 아크릴레이트 또는 무수 옥테닐숙신산과의 혼합물을 사용할 경우, 각각을 단독으로 사용한 경우에 비하여, 얻어지는 생분해성 수지가 우수한 파단신율(즉, 유연성)을 갖는다. 또한, 상기와 같은 상용화제를 사용할 경우, 아밀로오스 함량이 낮은 전분의 사용을 가능하게 함으로써, 경제적인 생분해성 수지의 제조가 가능하다. 상기 상용화제의 함량은 폴리락트산 100 중량부에 대하여 0.01∼10 중량부, 바람직하게는 0.1∼3 중량부의 범위일 수 있다.
상기 폴리락트산은 락트산을 중합하거나 또는 락타이드를 개환 중합하여 얻어진 것으로서, 바람직하게는 수평균 분자량이 10,000 내지 1,000,000, 더욱 바람직하게는 50,000 내지 300,000인 폴리락트산을 사용할 수 있으나, 특별히 제한되는 것은 아니다.
상기 전분으로는 통상의 전분을 사용할 수 있으며, 예를 들어 옥수수전분, 감자전분, 고구마전분, 밀전분, 타피오카전분, 쌀전분, 또는 이들의 변성전분을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이 중, 저-아밀로오스 함량을 갖는 전분을 사용하는 것이 경제적으로 저렴하므로 바람직하게 사용할 수 있으며, 상기 아밀로오스 함량은 40 중량% 미만, 바람직하게는 약 15∼35 중량%의 범위일 수 있다. 상기 전분의 함량은 폴리락트산 100 중량부에 대하여 10∼900 중량부의 범위일 수 있으며, 바람직하게는 40∼250 중량부, 더욱 바람직하게는 60∼150 중량부일 수 있다.
본 발명의 수지 조성물은 가소제, 활제, 무기물 및 개시제로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된 첨가제를 추가로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 전분과 폴리락트산의 총 중량(100 중량부)에 대하여 가소제 1∼50 중량부; 활제 0.01∼5 중량부; 무기물 1∼50 중량부; 및 개시제 0.01∼5 중량부로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 가소제는 전분과 전분 사이에 침투하여 전분 분자 간 수소결합을 약하게 하고 전분 고유의 결정성을 잃게 함으로써 전분을 무정형 형태로 전환시킨다. 얻어지는 전분의 히드록시기는 상기 상용화제의 말단기와 반응하여 친유성이 증가됨으로써, 폴리락트산과의 상용성을 향상시킬 수 있다. 상기 가소제는 글리세린, 솔비톨, 1,4-부탄디올, 에틸렌글리콜, 포도당, 프로필렌글리콜, 우레아, 폴리에틸렌글리콜, 및 폴리프로필렌글리콜로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 글리세린일 수 있다.
상기 활제로는 왁스, 에틸렌비스스테아라마이드, 미네랄오일, 및 글리세린 지방산 에스테르로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있으며, 바람직하게는 미네랄오일을 사용할 수 있다. 상기 무기물로는 탈크, 탄산칼슘, 스테아린산 마그네슘, 황산칼슘, 황산바륨, 점토, 활석, 및 납석으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다. 또한, 상기 개시제로는 벤조일 퍼옥사이드, 과황산칼륨, 및 디큐밀퍼옥사이드로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 수지 조성물은 상기한 성분들을 혼합물을 압출함으로써 제조 할 수 있다. 상기 압출 조건은 크게 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 200∼400 rpm, 바람직하게는 약 300 rpm 의 압출속도 및 10∼100 rpm, 바람직하게는 약 40 rpm의 투입속도로 수행할 수 있다. 또한, 압출기로는 통상의 압출기를 사용할 수 있으며, 예를 들어 3단의 배럴을 갖는 트윈 압출기를 사용할 수 있다. 이때, 각 배럴의 온도는 50∼230 ℃의 범위, 바람직하게는 170∼200 ℃일 수 있다.
본 발명은 상기한 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물로부터 성형된 시트를 포함한다. 상기 시트는 통상의 방법, 예를 들어 시트성형기를 사용하여 상기한 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물을 성형하여 제조할 수 있다. 시트 성형시의 조건은 예를 들어, 성형온도(즉, 배럴온도 및 다이의 온도) 150∼230 ℃, 바람직하게는 170∼200 ℃, 압출속도 약 500 rpm, 원료투입속도 약 100 rpm, 롤속도 약 200rpm 등의 조건으로 제조할 수 있다. 얻어지는 시트는 다양한 형태의 제품, 예를 들어 1회용 식품용기, 육묘용 포트, 포장용 케이스 등의 형태로 가공될 수 있다. 도 1은 본 발명에 따른 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물로부터 성형된 시트를 가공하여 얻어진 제품들의 예를 나타낸다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예 1.
옥수수 전분(아밀로오스 함량: 25%) 5 kg, 폴리락트산(NatureWorks LLC사 2002D) 5kg, 글리세린 1kg, 무수 말레인산 0.05kg, 글리시딜 메타 아크릴레이트 0.05kg, 탈크 1kg, 미네랄오일 0.5kg, 벤조일퍼옥사이드 0.01kg를 혼합한 후, 압출하여 생분해성 수지 조성물을 제조하였다. 사용한 압출기는 스크류 직경이 44 mm인 트윈 압출기를 사용하였으며, 압출속도는 300 rpm, 원료투입속도는 40 rpm, 배럴온도는 180℃로 하였다. 얻어진 생분해성 수지 조성물의 성상은 펠렛 형태를 나타내었다 (도 2).
상기에서 얻어진 생분해성 수지 조성물을 사용하여 시트성형기로 시트를 제조하였으며, 시트성형시 배럴온도는 180 ℃로 하고, 다이 온도는 190℃로 하였다. 압출속도는 500 rpm, 원료투입속도는 100 rpm, 롤속도는 200 rpm으로 하여 두께 1mm인 시트를 제조하였다.
실시예 2.
글리시딜 메타 아크릴레이트 대신 무수 옥테닐 숙신산 0.05kg을 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 수지 조성물 및 시트를 제조하였다.
실시예 3.
옥수수 전분(아밀로오스 함량: 25%) 4kg, 폴리락트산(NatureWorks LLC사 2002D) 6kg, 글리세린 1kg, 무수 말레인산 0.05kg, 글리시딜 메타 아크릴레이트 0.05kg, 탈크 1kg, 미네랄오일 0.5kg, 벤조일퍼옥사이드 0.01kg를 혼합한 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 수지 조성물 및 시트를 제조하였다.
실시예4.
옥수수 전분(아밀로오스 함량: 25%) 6kg, 폴리락트산(NatureWorks LLC사 2002D) 4kg, 글리세린 1kg, 무수 말레인산 0.05kg, 글리시딜 메타 아크릴레이트 0.05kg, 탈크 1kg, 미네랄오일 0.5kg, 벤조일퍼옥사이드 0.01kg를 혼합한 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 수지 조성물 및 시트를 제조하였다.
실시예 5.
글리세린 대신 솔비톨 1kg을 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 수지 조성물 및 시트를 제조하였다.
실시예 6.
탈크 대신 탄산칼슘 1kg을 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 수지 조성물 및 시트를 제조하였다.
실시예 7.
옥수수 전분 대신 타피오카 전분(아밀로스 함량: 17%)을 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 수지 조성물 및 시트를 제조하였다.
비교예 1.
옥수수 전분(아밀로오스 함량: 25%) 5 kg, 폴리락트산(NatureWorks LLC사 2002D) 5kg, 글리세린 1kg, 탈크 1kg, 미네랄오일 0.5kg, 벤조일퍼옥사이드 0.01kg를 혼합한 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 수지 조성물 및 시트를 제조하였다.
비교예 2.
옥수수 전분(아밀로오스 함량: 25%) 5 kg, 폴리락트산(NatureWorks LLC사 2002D) 5kg, 글리세린 1kg, 무수 말레인산 0.1kg, 탈크 1kg, 미네랄오일 0.5kg, 벤조일퍼옥사이드 0.01kg를 혼합한 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 수지 조성물 및 시트를 제조하였다.
비교예 3.
글리시딜 메타 아크릴레이트 대신 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르 0.05kg을 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 조성물 및 시트를 제조하였다.
시험예 1. 물성 측정
실시예 및 비교예에서 제조한 생분해성 수지 조성물을 사용하여, 사출성형기로 물성시편을 제조하였다. 사출성형시 온도는 200℃로 하였다. 얻어진 물성시편을 사용하여 물성, 즉, 용융흐름지수, 인장강도, 파단신율, 굴곡강도, 굴곡탄성율을 측정하였다. 용융흐름지수는 ASTM D1238에 의거하여 190 ℃, 2.16 kg의 조건에서 측정하였고, 인장강도 및 파단신율은 ASTM D638에 의거하여 측정하였다. 굴곡강도와 굴곡탄성율은 ASTM D790에 의거하여 측정하였고, ASTM D256에 의거하여 아이조드 충격강도, ASTM D785에 의거하여 로크웰경도를 측정하였다. 그 결과는 다음 표 1 및 표 2와 같다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3
인장강도(kg/cm2) 240 260 270 180 250 230 220 270 250 270
파단신율(%) 40 35 45 32 34 35 38 2 6 4
용융흐름지수
(g/10min)		 굴곡강도
(kg/cm2)		 굴곡탄성율
(kg/cm2)		 아이조드
충격강도
(kgcm/cm)		 로크웰경도
(R scale)
실시예 1 7 350 18,000 4 98
비교예 1 4 410 22,000 1 101
비교예 2 5 380 20,000 2 95
비교예 3 4 430 28,000 1 97
상기 표 1 및 2의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 무수말레인산과 글리시딜메타아크릴레이트 또는 무수말레인산과 무수 옥테닐숙신산을 사용한 경우(실시예 1 내지 6), 이를 사용하지 않은 경우(비교예 1), 무수말레인산만을 사용한 경우(비교예 2), 또는 무수말레인산과 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르를 사용한 경우(비교예 3)에 비하여 높은 파단신율과 충격강도를 나타내고, 매우 우수한 유연성과 내충격성을 가진다.
시험예 2. 생분해도 시험
실시예 1에서 제조한 시트 및 폴리락트산으로 제조한 시트를 각각 성형하여 제작한 용기를 땅에 매립하여 1 주, 8 주 후에 꺼내 분해 진행 정도를 측정한 결과는 도 3a와 같다. 도 3a에서 알 수 있는 바와 같이 매립 2개월 이후에도 폴리락트산으로 제조한 시트로 성형된 용기는 분해 진행 정도를 육안으로 확인할 수 없었으나, 실시예 1의 시트로 성형된 용기는 토양 미생물의 작용으로 곰팡이가 번식되고 있었다. 따라서, 본 발명에 따른 수지 조성물은 폴리락트산에 비해 우수한 생분해도를 가짐을 알 수 있다. 도 3b는 실시예 1의 시트로 성형된 포트를 땅 속에 매립하여 4주 경과했을 때의 사진이다. 도 3b로부터 포트가 토양 미생물의 작용으로 곰팡이가 번식되고 있었고, 우수한 생분해도를 가짐을 알 수 있다.
시험예 3. 내후성 측정
실시예 1 및 폴리락트산으로부터 얻어진 물성 시편에 자외선을 조사하여 신율 및 인장강도를 측정하였으며, 그 결과는 도 4a 및 4b와 같다. 도 4a 및 4b에서 알 수 있는 바와 같이, 폴리락트산으로부터 얻어진 시편은 자외선 조사 3일 후에 신율 및 인장강도가 50 % 이상 감소를 나타내었으나, 실시예 1에서 제조한 시편은 자외선 조사 한 달 후까지 초기 물성의 75 % 이상을 유지하였으므로, 본 발명에 따른 수지 조성물은 우수한 내후성을 가짐을 알 수 있다.
시험예 4. 내열성 측정
실시예 1에서 제조한 시트 및 폴리락트산으로 제조한 시트를 각각 성형하여 제작한 용기에 60 ℃와 90 ℃의 온수를 부어 온도에 의한 형태 안정성을 비교한 결과는 도 5와 같다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 60 ℃ 이상의 온도에서 폴리락트산으로 제조한 시트로 성형한 용기는 형태를 유지하지 못하고 변형되는 반면, 실시예 1에서 제조한 시트로 성형한 용기는 90℃의 온도에서도 그 형태를 유지함으로써, 본 발명에 따른 수지 조성물은 우수한 열에 매우 안정함을 알 수 있다.
시험예 5. 가공성 측정
실시예 1 및 폴리락트산으로부터 얻어진 물성 시편의 냉각속도를 비교하였다. 시트의 용기 가공 시 시트의 냉각 속도는 성형 몰드로부터 용기의 이형성과 가공시간에 영향을 미쳐 시트의 냉각 속도가 빠르면 가공 시간을 줄여주고, 이형성을 향상시킴으로 시트의 용기 성형 시 시트의 빠른 냉각 속도를 요하게 된다. 실시예 1 및 폴리락트산으로 제조한 물성 시편에 대하여, 150℃의 온도에서 일정 온도까지 시트가 냉각되는데 걸리는 시간을 측정한 결과는 도 6과 같다. 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 수지 조성물은 빠른 냉각 속도를 나타냄으로써, 가공 시간의 감축과 이형성 향상을 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물을 사용하여 얻어진 성형물을 나타낸다.
도 2은 본 발명의 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물의 성상을 나타낸다.
도 3은 생분해도 측정결과를 나타낸다. 도 3a는 본 발명의 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물로 제조한 시트 및 폴리락트산으로 제조한 시트를 각각 성형하여 제작한 용기를 땅에 매립하여 1 주, 8 주 후에 꺼내 분해 진행 정도를 측정한 결과를 나타낸다. 도 3b는 본 발명의 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물로부터 얻어진 시트로 성형된 포트를 땅 속에 매립하여 4주 경과했을 때의 사진이다.
도 4는 본 발명의 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물에 대한 자외선 조사시의 신율(도 4a) 및 인장강도(도 4b)를 측정한 결과를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물에 대한 내열성 측정결과를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물에 대한 가공성 측정결과를 나타낸다.

Claims (8)

  1. 폴리락트산; 아밀로오스 함량이 40 중량% 미만인 전분; 및 상용화제로서 무수 말레인산과 글리시딜 메타 아크릴레이트와의 혼합물 또는 무수 말레인산과 무수 옥테닐숙신산과의 혼합물을 포함하는 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전분의 함량이 폴리락트산 100 중량부에 대하여 10∼900 중량부인 것을 특징으로 하는 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 상용화제의 함량이 폴리락트산 100 중량부에 대하여 0.01∼10 중량부인 것을 특징으로 하는 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 상용화제가 무수 말레인산과 글리시딜 메타 아크릴레이트와의 1 : 0.1∼9 (중량비) 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 상용화제가 무수 말레인산과 무수 옥테닐숙신산과의 1 : 0.1∼9 (중량비) 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 전분과 폴리락트산의 총 중량(100 중량부)에 대하여 가소제 1∼50 중량부; 활제 0.01∼5 중량부; 무기물 1∼50 중량부; 및 개시제 0.01∼5 중량부로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 가소제가 글리세린, 솔비톨, 1,4-부탄디올, 에틸렌글리콜, 포도당, 프로필렌글리콜, 우레아, 폴리에틸렌글리콜, 및 폴리프로필렌글리콜로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되고; 상기 활제가 왁스, 에틸렌비스스테아라마이드, 미네랄오일, 및 글리세린 지방산 에스테르로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되고; 상기 무기물이 탈크, 탄산칼슘, 스테아린산 마그네슘, 황산칼슘, 황산바륨, 점토, 활석, 및 납석으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되고; 상기 개시제가 벤조일 퍼옥사이드, 과황산칼륨, 및 디큐밀퍼옥사이드로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 폴리락트산-함유 생분해성 수지 조성물로부터 성형된 시트.
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