KR20150119577A - 생분해성 고분자 발포체 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

PLA 수지 90 내지 95 중량%, 바이오 수지 5 내지 10 중량%를 포함하는 수지 조성물을 포함하고, 굴곡 탄성율이 500 내지 750 ㎏/㎠ 인 생분해성 고분자 발포체 및 이의 제조방법을 제공한다.

Description

생분해성 고분자 발포체 및 이의 제조방법 {BIODEGRADABLE POLYMER FOAM AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
생분해성 고분자 발포체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
폴리스티렌(Polystyrene) 또는 폴리염화비닐(PVC) 등의 석유계 수지를 사용한 고분자 발포체는 완충용 포장 재료 등으로 널리 이용되고 있다. 다만, 상기 석유계 수지를 사용한 고분자 발포체는 한정된 석유 자원의 고갈 등에 따라 향후 수급이 곤란해지고, 폐기시에 유해 물질을 배출하여 환경 문제를 야기할 우려가 있다.
최근에는 식물 자원으로부터 생물학적 공정에 의해 제조된 단량체를 중합한 고분자로서, 폴리유산계(Polylactic acid) 수지가 석유계 수지를 대체할 수 있는 수단으로서 각광받고 있다.
그러나, 폴리유산계 수지는 결정성이 강하고, 분자량이 비교적 낮은 수지로서 용융강도가 약하기 때문에 발포시 발포 배율이 낮을 뿐만 아니라, 불균일한 기포를 형성한다는 문제가 있다.
따라서, 폴리유산계 수지를 이용하되, 발포 공정이 용이하고, 취성이 높아 완충 재료로서 적합하며, 균일한 크기의 기포를 포함하는 발포체의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명의 일 구현예는 완충특성 및 충격흡수성능이 우수하고, 친환경적인 생분해성 고분자 발포체를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 생분해성 고분자 발포체의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예는 PLA 수지 90 내지 95 중량%, 바이오 수지 5 내지 10 중량%를 포함하는 수지 조성물을 포함하고, 굴곡 탄성율이 500 내지 750 ㎏/㎠ 인 생분해성 고분자 발포체를 제공한다.
상기 바이오 수지는 폴리하이드록시알카노에이트(PHA), 폴리부티렌 숙시네이트(PBS), 폴리부티레네아디페이트-코-부티렌숙시네이트(PBSA), 폴리부티렌아디페이트테레프탈레이트(PBAT), 폴리하이드록시부티레이트발러레이트(PHBV), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리글리콜산(PGA), 폴리(에스테르-아미드)(PEA), 폴리(에스테르-우레탄)(PEU) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 수지 조성물은 기핵제, 사슬 연장제, 상용화제, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 수지 조성물은 상기 기핵제를 약 0.1 내지 약 1 중량% 포함할 수 있다.
상기 기핵제는 탈크(talc) 또는 미카(mica)를 포함할 수 있다.
상기 수지 조성물은 상기 사슬 연장제를 약 0.5 내지 약 1 중량% 포함할 수 있다.
상기 사슬 연장제는 이소시아네이트, 퍼옥사이드, 에폭사이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 생분해성 고분자 발포체는 기포를 포함하고, 상기 기포는 독립 기포(closed cell)를 약 90 내지 약 98 %의 부피로 포함할 수 있다.
상기 기포는 평균 직경이 약 250 내지 약 350㎛일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는 PLA 수지 약 90 내지 약 95 중량%, 바이오 수지 약 5 내지 약 10 중량%를 혼합하여 수지 조성물을 제조하는 단계; 상기 수지 조성물을 용융시켜 수지 용융체를 제조하는 단계; 상기 수지 용융체에 발포제를 투입하는 단계; 상기 수지 용융체를 냉각시키는 단계; 및 상기 수지 용융체를 발포시키는 단계를 포함하고, 생분해성 고분자 발포체의 굴곡 탄성율이 500 내지 750 ㎏/㎠ 이 되는 생분해성 고분자 발포체 제조방법을 제공한다.
상기 수지 조성물을 제조하는 단계는, 기핵제 약 0.1 내지 약 1 중량%, 및 사슬 연장제 약 0.5 내지 약 1 중량%를 더 혼합할 수 있다.
상기 발포제는 이산화탄소, 또는 질소를 포함할 수 있다.
상기 생분해성 고분자 발포체는 완충 특성 및 충격 흡수 성능이 우수하고, 우수한 복원력을 가지는 것으로서, 전자 또는 소비재의 포장용 재료, 자동차 완충용 부품, 충격 흡수용 매트 및 바닥재 등과 같은 완충 및 충격 흡수 성능이 필요한 분야에 활용이 가능하다.
상기 생분해성 고분자 발포체 제조방법을 통하여 상기 생분해성 고분자 발포체를 제조할 수 있으며, 제조 공정이 단순한 이점을 갖는다.
도 1은 PLA 수지만 포함하는 발포체의 기포 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 발포체의 기포 구조를 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이를 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 것으로서, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 완충 특성이 우수한 생분해성 발포체에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
생분해성 고분자 발포체
본 발명의 일 구현예는 PLA 수지 약 90 내지 약 95 중량%, 바이오 수지 약 5 내지 약 10 중량%를 포함하는 수지 조성물을 포함하고, 굴곡 탄성율이 약 500 내지 약 750 ㎏/㎠ 인 생분해성 고분자 발포체를 제공한다.
상기 생분해성 고분자 발포체는 PLA 수지를 포함한다. 상기 PLA 수지는 락타이드 또는 락트산을 중합하여 얻은 열가소성 폴리에스테르로서, 제조예를 들면, 옥수수, 감사 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 PLA 수지는 석유 자원 고갈에 의한 문제에 효과적으로 대처할 수 있다.
또한 PLA 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 생분해성 고분자 발포체는 상기 PLA 수지에 바이오 수지가 혼합된 수지 조성물을 포함하고, 구체적으로 상기 수지 조성물을 발포시켜 제조될 수 있다. PLA 수지에 바이오 수지를 혼합함으로써, PLA 수지만을 발포시키는 경우보다 더 높은 용융점도 및 용융장력을 획득하는 것이 가능하고, 이로써 상시 수지 조성물의 발포 배율 및 독립 기포율이 향상될 수 있다. 결과적으로, 상기 생분해성 고부자 발포체는 독립 기포율이 높은 기포 구조를 가짐으로써 우수한 완충 특성을 가질 수 있고, 다양한 용도에 적용할 수 있다.
구체적으로, 상기 수지 조성물은 상기 PLA 수지 약 90 내지 약 95 중량%, 및 상기 바이오 수지 약 5 내지 약 10 중량%를 포함할 수 있다.
상기 수지 조성물이 상기 PLA 수지를 약 90 중량% 미만으로 포함하고, 상기 바이오 수지를 약 10 중량%를 초과하여 포함하는 경우에는 발포체의 독립기포율이 저하되어 기계적 강성이 저하될 우려가 있다. 또한, 상기 수지 조성물이 상기 PLA 수지를 약 95 중량% 초과하여 포함하고, 상기 바이오 수지를 약 5 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 가공성이 저하되고, 요구되는 완충 특성을 구현하기 위한 유연성이 부족해지는 문제점이 있다.
상기 굴곡 탄성율은 고분자에 굴곡 하중을 걸어 탄성 한계 내에서의 응력과 변형의 비율을 의미하는 것으로서, 굴곡 탄성율이 높을수록 발포체의 완충 특성 및 충격 흡수 성능이 우수한 것을 의미한다.
상기 생분해성 고분자 발포체는 굴곡 탄성율이 약 500 내지 약 750 ㎏/㎠일 수 있다. 상기 생분해성 고분자 발포체의 굴곡 탄성율이 약 500 ㎏/㎠ 미만인 경우에는, 발포체의 탄성이 저하되어 외부 충격에 의해 깨지기 쉬워질 우려가 있고, 약 750 ㎏/㎠을 초과하는 경우에는, 외부 충격을 흡수하는 성능이 저하되는 문제점이 있다.
일반적으로, PLA 수지는 유리전이온도가 높아, 상온에서 취성(brittleness)이 높은 특성을 가진다. 따라서, PLA 수지만을 이용하여 제조된 발포체의 경우, 이러한 높은 취성에 기인하여 상온 및 저온에서 완충 특성 및 충격 흡수 성능이 떨어지고 복원력이 좋지 않아 반복 사용이 어려운 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 상기 수지 조성물은 PLA 수지에 바이오 수지를 혼합하되, 상기 바이오 수지가 PLA 수지에 비하여 낮은 유리전이온도를 가지는 것을 혼합함으로써 상기 수지 조성물을 포함하는 생분해성 고분자 발포체의 완충 특성, 충격 흡수 성능 및 복원력을 향상시킬 수 있다.
상기 바이오 수지는 분해성 고분자 수지로서, PLA 수지보다 낮은 유리전이온도를 가지며, 구체적으로, 폴리하이드록시알카노에이트(PHA), 폴리부티렌숙시네이트(PBS), 폴리부티레네아디페이트-코-부티렌 숙시네이트(PBSA), 폴리하이드록시 부티레이트 발러레이트(PHBV), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리글리콜산(PGA), 폴리부티렌 아디페이트테레프탈레이트(PBAT), 폴리(에스테르-아미드)(PEA), 폴리(에스테르-우레탄)(PEU) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 바이오 수지는 폴리하이드록시알카노에이트(PHA), 폴리부티렌숙시네이트(PBS), 폴리부티레네아디페이트-코-부티렌 숙시네이트(PBSA) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 바이오 수지가 폴리하이드록시알카노에이트(PHA)를 포함하는 경우, 상기 PLA 수지와 혼합하여 발포 배율 및 독립 기포율을 증가시키는 효과를 향상시킬 수 있고, 이로써 우수한 완충 특성을 구현하기에 유리할 수 있다.
상기 수지 조성물은 기핵제, 사슬 연장제, 상용화제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 수지 조성물이 기핵제를 포함하는 경우, 상기 기핵제를 약 0.1 내지 약 1 중량% 포함할 수 있다. 상기 기핵제를 약 0.1 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 기핵 수의 저하로 발포가 충분히 일어나지 못하는 문제점이 있고, 약 1 중량%를 초과하여 포함하는 경우에는 기핵 수의 과다로 발포 배율이 저하되는 문제점이 있다.
상기 기핵제는 발포체의 셀(cell)의 수를 조절하는 역할을 하는 것으로서, 구체적으로, 탈크(talc), 미카(mica) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있고, 예를 들어, 탈크(talc)를 사용하는 경우에 가격 경쟁력이 우수한 장점이 있다.
상기 수지 조성물이 사슬 연장제를 포함하는 경우, 상기 사슬 연장제를 약 0.5 내지 약 1 중량% 포함할 수 있다. 상기 사슬 연장제를 약 0.5 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 발포 안정성이 저하될 우려가 있고, 약 1 중량%를 초과하여 포함하는 경우에는 발포체의 취성이 증가하는 문제점이 있다.
상기 사슬 연장제는 생분해성 고분자 발포체의 제조과정에서 수지 용융체의 강도를 상승시키는 역할을 하는 것으로서, 구체적으로, 이소시아네이트, 퍼옥사이드, 에폭사이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있고, 예를 들어, 에폭사이드를 사용하는 경우 반응 속도를 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
상기 수지 조성물이 상용화제를 포함하는 경우, 이는 블렌드 효과를 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 구체적으로 무수말레인산(MA, Maleic Anhydride), 또는 무수말레인산이 그래프트된 PLA(MAG-PLA, Maleic Anhydride grafted PLA)를 포함할 수 있다.
도 1은 PLA 수지로만 형성되는 발포체의 기포 구조를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 발포체의 기포 구조를 나타낸 것이다. 구체적으로, 상기 도 2는 PLA 수지 90 중량% 및 바이오 수지 10 중량%를 포함하는 생분해성 고분자 발포체의 기포 구조를 나타낸 것이다.
도 1을 참고할 때, PLA 수지로만 형성되는 발포체의 경우에는 기포 크기가 균일하지 못하고, 기포벽의 형태가 탄력적이지 못하여 충분한 완충 특성을 얻기에 불리한 것을 알 수 있다. 반면, 도 2의 상기 생분해성 고분자 발포체는 균일 크기의 기포를 포함하여 기포벽의 형태가 탄력적인 것을 알 수 있고, 이로써 우수한 완충 특성 및 충격흡수성능을 구현함을 알 수 있다.
상기 생분해성 고분자 발포체는 상기 PLA 수지 및 상기 바이오 수지를 함유하는 수지 조성물을 발포시켜 형성되며, 기포를 포함하고, 상기 기포는 독립 기포(closed cell)를 약 90 내지 약 98%의 부피로 포함할 수 있으며, 예를 들어, 약 90 내지 약 92%의 부피로 포함할 수 있다. 상기 "독립기포(closed cell)"는 연속기포(open cell)의 반대되는 개념으로, 복수의 기포가 서로 막에 의해 차단되어 독립적으로 존재하는 구조를 의미한다.
상기 독립 기포가 약 90% 미만의 부피로 포함되는 경우에는 우수한 완충 특성을 구현할 수 없는 문제점이 있고, 약 98%의 부피를 초과하여 포함되는 경우에는 발포체가 지나치게 단단해져 취성이 증가하는 문제점이 있다. 예를 들어, 상기 독립 기포가 약 92% 포함되는 경우, 우수한 완충 특성 및 충격 흡수 성능을 나타낼 수 있다.
상기 생분해성 고분자 발포체는 기포를 포함하고, 상기 기포는 평균 직경이 약 250 내지 약 350㎛일 수 있고, 비교적 균일한 크기를 가질 수 있다. 상기 "평균 직경"은 기포가 가질 수 있는 다양한 직경의 평균값을 의미한다. 상기 "균일"의 의미는 반드시 동일한 크기의 기포를 의미하는 것은 아니며, 상기 평균 직경의 범위 내에서 유사한 크기를 갖는 것으로 인식될 수 있는 기포들은 서로 균일한 것으로 이해될 수 있다. 상기 기포가 상기 평균 직경의 범위를 갖지 못하는 경우에는 굴곡 탄성율이 저하되어 우수한 완충 특성을 구현하지 못하는 문제점이 있다.
상기 생분해성 발포체는 PLA 수지 90 내지 95 중량%, 바이오 수지 5 내지 10 중량%를 포함하는 수지 조성물을 포함하고, 굴곡 탄성율이 약 500 내지 약 750 ㎏/㎠ 인바, 기존의 PLA 수지로 형성되는 발포체에 비하여 동일 밀도에서 우수한 완충 특성을 나타낼 수 있다.
생분해성 고분자 발포체 제조방법
본 발명의 다른 구현예는 PLA 수지 90 내지 95 중량%, 바이오 수지 5 내지 10 중량%를 혼합하여 수지 조성물을 제조하는 단계; 상기 수지 조성물을 용융시켜 수지 용융체를 제조하는 단계; 상기 수지 용융체에 발포제를 투입하는 단계; 상기 수지 용융체를 냉각시키는 단계; 및 상기 수지 용융체를 발포시키는 단계를 포함하고, 생분해성 고분자 발포체의 굴곡 탄성율이 약 500 내지 약 750 ㎏/㎠ 이 되는 생분해성 고분자 발포체 제조방법을 제공한다.
상기 수지 조성물 및 바이오 수지에 관한 사항은 전술한 바와 같다.
상기 수지 조성물을 제조하는 단계는 기핵제 약 0.1 내지 약 1 중량%, 및 사슬 연장제 약 0.5 내지 약 1 중량%를 더 혼합하여 제조될 수 있다. 상기 기핵제 및 사슬 연장제에 관한 사항은 전술한 바와 같다.
상기 수지 조성물을 용융시켜 수지 용융체를 제조하는 단계는, 상기 수지 조성물을 고르게 혼합시키고, 발포에 용이한 상태를 제조하기 위한 단계로서, 약 180 내지 약 195℃에서 수행될 수 있다. 상기 수지 조성물이 상기 범위의 온도에서 용융됨으로써 고르게 혼합될 수 있고, 충분한 발포 반응을 진행하기 용이할 수 있으며, 발포시키려는 수지의 토출량을 높이는 점에서 유리한 효과를 구현할 수 있다.
상기 수지 용융체에 발포제를 투입하는 단계에 있어서, 상기 수지 용융체에 상기 발포제를 약 5 내지 약 7 중량%로 투입할 수 있다. 상기 발포제를 약 5 중량% 미만으로 투입하는 경우, 상기 PLA 수지 및 상기 바이오 수지를 포함하는 수지 조성물이 충분히 발포되지 못하는 문제점이 있고, 약 7 중량%를 초과하여 투입하는 경우에는 공정 압력이 지나치게 높아져 가공성이 저하될 우려가 있다.
상기 발포제는 이산화탄소, 또는 질소를 포함할 수 있고, 예를 들어 상기 발포제가 이산화탄소를 포함하는 경우, 이산화탄소가 낮은 온도의 초임계점(supercritical point)을 가지는바, 용이한 가공성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
상기 수지 용융체를 냉각시키는 단계는 약 140 내지 약 145℃에서 수행될 수 있다. 상기 PLA 수지 및 바이오 수지를 포함하는 수지 용융체를 상기 온도 범위로 냉각시킴으로써 적정 발포 조건을 만족할 수 있고, 상기 온도 범위에서 발포시킴으로써 약 500 내지 약 750 ㎏/㎠ 범위의 굴곡 탄성율을 갖는 생분해성 고분자 발포체를 제조할 수 있으며, 상기 발포체가 우수한 완충 특성을 구현할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 수지 조성물은 상기 PLA 수지 및 상기 바이오 수지를 특정 함량 비율로 포함하며, 이를 상기 제조방법에 따라 발포시킴으로써 상기 생분해성 고분자 발포체를 제조할 수 있고, 상기 생분해성 고분자 발포체의 굴곡 탄성율이 약 500 내지 약 750 ㎏/㎠의 범위를 만족할 수 있으며, 우수한 완충 특성 및 내구성을 구현할 수 있다.
또한, 상기 생분해성 고분자 발포체 제조방법은 제조 공정이 단순하며, 상기 제조방법을 통해 제조된 생분해성 고분자 발포체는 우수한 완충 특성을 구현하기 위한 기포 구조를 가질 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
실시예 1
PLA수지(PLA8052d, MW 200,000 NatureWorks LLC) 95 중량%, 및 폴리하이드록시알카노에이트(EM80000, MW 700,000) 5 중량%를 혼합하여 수지 조성물을 제조하고, 상기 수지 조성물을 약 190℃에서 용융시켜 수지 용융체를 제조하였으며, 상기 수지 용융체에 발포제로 이산화탄소를 투입하였다. 이어서, 상기 수지 용융체를 약 143℃로 냉각시키고, 발포시킴으로써 생분해성 고분자 발포체를 제조하였다.
실시예 2
수지 조성물이 PLA수지(PLA8052d, MW 200,000 NatureWorks LLC) 93 중량%, 및 폴리하이드록시알카노에이트(EM80000, MW 700,000) 7 중량%를 포함하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 발포체를 제조하였다.
실시예 3
수지 조성물이 PLA수지(PLA8052d, MW 200,000 NatureWorks LLC) 90 중량%, 및 폴리하이드록시알카노에이트(EM80000, MW 700,000) 10 중량%를 포함하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 발포체를 제조하였다.
비교예 1
수지 조성물이 PLA수지(PLA8052d, MW 200,000 NatureWorks LLC) 100 중량%를 포함하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 발포체를 제조하였다.
비교예 2
수지 조성물이 PLA수지(PLA8052d, MW 200,000 NatureWorks LLC) 97 중량%, 및 폴리하이드록시알카노에이트(EM80000, MW 700,000) 3 중량%를 포함하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 발포체를 제조하였다.
비교예 3
수지 조성물이 PLA수지(PLA8052d, MW 200,000 NatureWorks LLC) 85 중량%, 및 폴리하이드록시알카노에이트(EM80000, MW 700,000) 15 중량%를 포함하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 발포체를 제조하였다.
PLA 수지[중량%] PHA 수지[중량%]
실시예 1 95 5
실시예 2 93 7
실시예 3 90 10
비교예 1 100 0
비교예 2 97 3
비교예 3 85 15
평가
실험예 1: 실시예 및 비교예의 굴곡 탄성율의 측정
실시예 및 비교예의 발포체를 20 x 70 x 1㎜ (길이 x 폭 x 두께)의 크기로 제조하여, UTM기기(25℃, 5mm/min 3-point bending zig 이용)를 이용하여 굴곡 탄성율을 측정한 후, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
PLA수지[중량%] PHA수지[중량%] 굴곡탄성율(㎏/㎠)
실시예 1 95 5 510
실시예 2 93 7 660
실시예 3 90 10 733
비교예 1 100 0 320
비교예 2 97 3 490
비교예 3 85 15 810
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3의 발포체는 약 500 내지 약 750 ㎏/㎠의 굴곡탄성율을 나타내는 반면, 비교예 1의 PLA 수지만으로 형성된 발포체는 굴곡탄성율이 약 500 ㎏/㎠ 미만으로 나타났는바, 실시예 1 내지 3에 비하여 강도가 약하고, 내구성이 열등하며, 우수한 완충 특성을 구현하기 어려운 것을 알 수 있다.
또한, 비교예 2는 PHA 수지가 5 중량% 미만으로 포함된 경우로서, 이 또한 실시예 1 내지 3에 비하여 약 500 ㎏/㎠ 미만을 나타났는바, 실시예 1 내지 3의 발포체의 내구성이 더 우수함을 알 수 있고, 비교예 2의 경우 우수한 완충 특성을 나타내지 못하는 것을 알 수 있다.
아울러, 비교예 3는 PHA를 10 중량% 초과하여 포함한 경우로서, 굴곡탄성율이 약 750 ㎏/㎠을 초과하여 나타났는바, 실시예 1 내지 3에 비하여 취성이 증가하여 우수한 강도 및 완충특성을 동시에 구현하기 어려운 것을 알 수 있다.
나아가, 도 1 및 2를 참조할 때, PLA 수지만으로 제조된 비교예 1의 발포체는 기포벽의 탄성이 부족한 반면, 실시예의 발포체는 기포벽의 탄성력이 우수한 것을 알 수 있고, 이로써 상기 실시예의 생분해성 발포체가 우수한 기포 구조를 형성하여 우수한 충격 흡수 성능을 구현함을 알 수 있다.

Claims (12)

  1. PLA 수지 90 내지 95 중량%, 바이오 수지 5 내지 10 중량%를 포함하는 수지 조성물을 포함하고,
    굴곡 탄성율이 500 내지 750 ㎏/㎠ 인
    생분해성 고분자 발포체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바이오 수지는 폴리하이드록시알카노에이트(PHA), 폴리부티렌 숙시네이트(PBS), 폴리부티레네아디페이트-코-부티렌숙시네이트(PBSA), 폴리부티렌아디페이트테레프탈레이트(PBAT), 폴리하이드록시부티레이트발러레이트(PHBV), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리글리콜산(PGA), 폴리(에스테르-아미드)(PEA), 폴리(에스테르-우레탄)(PEU) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는
    생분해성 고분자 발포체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수지 조성물은 기핵제, 사슬 연장제, 상용화제, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 더 포함하는
    생분해성 고분자 발포체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수지 조성물은 상기 기핵제를 0.1 내지 1 중량% 포함하는
    생분해성 고분자 발포체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기핵제는 탈크(talc) 또는 미카(mica)를 포함하는
    생분해성 고분자 발포체.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 수지 조성물은 상기 사슬 연장제를 0.5 내지 1 중량% 포함하는
    생분해성 고분자 발포체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 사슬 연장제는 이소시아네이트, 퍼옥사이드, 에폭사이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는
    생분해성 고분자 발포체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 생분해성 고분자 발포체는 기포를 포함하고,
    상기 기포는 독립 기포(closed cell)를 90 내지 98%의 부피로 포함하는
    생분해성 고분자 발포체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기포는 평균 직경이 250 내지 350㎛인
    생분해성 고분자 발포체.
  10. PLA 수지 90 내지 95 중량%, 바이오 수지 5 내지 10 중량%를 혼합하여 수지 조성물을 제조하는 단계;
    상기 수지 조성물을 용융시켜 수지 용융체를 제조하는 단계;
    상기 수지 용융체에 발포제를 투입하는 단계;
    상기 수지 용융체를 냉각시키는 단계; 및
    상기 수지 용융체를 발포시키는 단계를 포함하고,
    생분해성 고분자 발포체의 굴곡 탄성율이 500 내지 750 ㎏/㎠ 이 되는
    생분해성 고분자 발포체 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수지 조성물을 제조하는 단계는,
    기핵제 0.1 내지 1 중량%, 및 사슬 연장제 0.5 내지 1 중량%를 더 혼합하는
    생분해성 고분자 발포체 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 발포제는 이산화탄소, 또는 질소를 포함하는
    생분해성 고분자 발포체 제조방법.
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