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KR100465980B1 - 생분해성 수지조성물 - Google Patents

생분해성 수지조성물 Download PDF

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KR100465980B1
KR100465980B1 KR10-2001-0058715A KR20010058715A KR100465980B1 KR 100465980 B1 KR100465980 B1 KR 100465980B1 KR 20010058715 A KR20010058715 A KR 20010058715A KR 100465980 B1 KR100465980 B1 KR 100465980B1
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biodegradable resin
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이재철
박대영
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주식회사 진웅화학
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Abstract

본 발명에 따른 생분해성 수지조성물 및 그 제조방법은 생분해성이 우수한 지방족 폴리에스터계 수지와 전분을 주성분으로 하고, 전분의 가소제, 전분의 구조파괴제, 지방족 폴리에스터와 전분의 상용성을 향상시키기 위한 상용화제, 및 필름으로 제조시 가공성을 향상시키는 가공제로 구성된 혼합물로서, 매립시 토양중에서 존재하는 미생물에 의해 완전분해되는 것으로, 쓰레기의 퇴비화 설비에서 무해한 물질로 빠르게 분해될 뿐만 아니라 토양에 매립시 토양에 존재하는 미생물에 의해 완전 분해되는 생분해성 고분자 물질로서, 그를 이용하여 쓰레기 봉투나 비닐등과 같은 환경친화적인 제품들을 제조하여 사용할 수 있다는 장점이 있다.

Description

생분해성 수지조성물 {BIODEGRADABLE RESIN COMPOSITION }
본 발명은 생분해성 수지조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 생분해성이 우수한 지방족 폴리에스터계 수지와 전분을 주성분으로 하고, 전분의 가소제, 전분의 구조파괴제, 지방족 폴리에스터와 전분의 상용성을 향상시키기 위한 상용화제, 및 필름으로 제조시 가공성을 향상시키는 가공제로 구성된 혼합물로서, 매립시 토양 중에서 존재하는 미생물에 의해 완전 분해되는 생분해성 수지조성물에 관한 것이다.
기존의 범용 플라스틱은 기계적 물성, 내화학성, 내구성 등이 우수하여 일상 생활에 많이 사용되고 있으나, 사용 후 폐기 시 분해가 되지 않아 환경을 오염시키는 단점을 가지고 있어서, 선진국에서는 분해성수지의 사용을 의무화하거나 회수비용을 부담시키는 환경부담금제도를 운영하고 있다.
최근 국내에서도 생분해성 수지를 쓰레기 종량제 봉투 제조 시 30%정도 혼합하여 제조한 생붕괴성 쓰레기 종량제 봉투 제도를 도입하여 시행하고 있으며 완전 분해성 쓰레기 종량제 봉투의 도입도 검토하고 있다.
또한, 최근 수요가 급속히 증가되는 1회용 포장재는 소비가 많음에도 불구하고 회수가 원활히 이루어지지 않아 그대로 방치되는 경우가 많으며 농업용 필름은 완전한 회수가 어려워 토양에 묻혀 농작물 성장에 막대한 지장을 초래하고 있다.
이와 같이 플라스틱 폐기물에 의한 환경오염이 사회문제로 대두됨에 따라 환경보호 차원에서 일정시간 사용 후 폐기 시 분해되는 분해성 수지의 개발이 활발히 진행되고 있다.
이러한 분해성 수지의 종류에는 토양에 존재하는 미생물에 의하여 분해되는 생분해성 수지와 태양광의 자외선에 의해 분해되는 광분해성 수지로 구분되어 진다.
현재까지 개발된 광분해성 수지는 토양에 묻힐 경우에는 빛을 받지 못하여 분해가 되지 않으므로 매립시 분해성능을 상실하는 단점을 가지고 있다.
생분해성 수지로는 합성고분자인 지방족 폴리에스터와 천연분해성 고분자인 전분, 옥수수나 감자를 미생물로 발효시켜서 제조하는 폴리락타이드 등이 알려져 있다. 지방족 폴리에스터의 경우 분해성은 우수하나 단독으로 사용하여 필름을 제조할 때 압출 성형성이 불량하고 특히 인열강도가 취약하여 봉투로서 사용이 곤란하다. 폴리락타이드의 경우도 분해성은 우수하나 단독으로 사용시 신도가 불량하고 인열강도가 취약하여 필름으로 제조하여 봉투로 사용하기에 부적절하다.
이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 미국특허 US 6,180,053호에 언급된 바와 같이, 폴리카프로락톤에 알루미늄계통의 화합물을 첨가하여 펠렛을 제조한 후 필름을 압출하여 생분해성 필름을 제조하는 방법이 있으나, 이러한 방법으로 필름을 제조 시 필름압출이 60℃이하의 저온에서만 가능하여 통상의 필름압출기에서 제조가 곤란하고 특히 인열강도가 부족하여 필름으로 사용하기에 부적절하다.
또한, 미국특허 US 5,844,023호에 언급된 바와 같이, 소수성인 분해성 고분자와 전분을 가소제인 글리세롤과 혼합하여 압출하는 방법이 있으나, 이러한 방법 역시 소수성고분자와 친수성인 전분의 상용성이 부족하여 기계적인 물성이 저하되는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 매립시 토양중에 존재하는 미생물에 의해 완전 분해되는 생분해성 수지조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 제조된 필름의 압출성 및 슬립성이 우수하고 그러한 필름으로 제조된 봉투의 개구성 및 열접착성이 우수하며 생분해성이 뛰어나게 한 생분해성 수지조성물을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 생분해성 수지조성물은 지방족 폴리에스터 30∼80중량%, 수분율이 1%이하인 전분 10∼60중량%, 전분사용량의 3∼50중량% 함유한 전분 가소제, 명반과 우레아를 전분사용량의 0.01∼2중량% 함유한 전분 구조파괴제, 에칠렌비닐알콜계 화합물과 에칠렌비닐아세테이트계 화합물을 지방족폴리에스터와 전분 사용량의 0.5∼10중량% 함유한 상용화제, 및 금속계화합물과 유기계화합물을 전체 수지사용량의 0.01∼2중량% 함유한 후가공제를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 전분 가소제는 글리세린, 디글리세린, 폴리글리세린, 에칠렌글리콜, 프로필렌글리콜, 에칠렌디글리콜, 에칠렌트리글리콜, 1,2-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 트리메치롤프로판, 우레실알콜, 트리디실알콜, 노닐알콜, 솔비톨, 솔비톨아세테이트, 솔비톨디아세테이트, 솔비톨폴리그리시딜에테르, 솔비톨 디프로폭시레이트, 및 아미노솔비톨 등으로부터 선택된 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 한다.
상기 전분 구조파괴제인 우레아와 명반화합물은 1:3의 중량 비율을 가지며, 상기 명반화합물의 구조식은
M1-M2-(SO4)212H2O
(여기서, M1: K 또는 NH4, M2: Al,Ga,In,Ti,Cr,Mn,Fe,또는 Co)
으로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상용화제로서 에칠렌비닐알콜계 화합물과 에칠렌비닐아세테이트계 화합물은 1:1의 중량 비율로 혼합하는데, 상기 에칠렌비닐알콜계 화합물은 에칠렌비닐알콜, 폴리비닐알콜, 에칠렌프로필렌알콜, 및 에칠렌이소부텐알콜 중 선택된 어느 하나의 물질이고, 상기 에칠렌비닐아세테이트계 화합물은 에칠렌비닐아세테이트, 변성 에칠렌비닐아세테이트 및 에칠렌아크릴산 중 선택된 어느 하나의 물질인것을 특징으로 한다.
상기 후가공제로서 금속계화합물과 유기계화합물은 1:1의 중량 비율로 혼합하며, 상기 유기계화합물의 구조식은
R1-(R2)n-CO-NH2
(여기서, R1: H 또는 CH3,R2: Alkane, Alkene, 또는 Alkyne계 화합물,
n : 1∼50의 정수)으로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 생분해성 수지조성물에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 생분해성 수지조성물은 생분해성이 우수한 지방족 폴리에스터계 수지와 전분을 주성분으로 하고, 전분 가소제, 전분의 구조파괴제, 지방족 폴리에스터와 전분의 상용성을 향상시키는 상용화제, 및 필름으로 제조시 가공성을 향상시키는 가공제로 구성된 혼합물이다.
상기 구성요소들에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
(1) 지방족 폴리에스터계 수지
본 발명에서의 지방족 폴리에스터 공중합체는 구조식 1과 같은 고분자화합물의 특성을 지니고 있다.
(구조식 1)
본 발명에 다른 지방족 폴리에스터 공중합체는 (1)지방족 디카르복시산, 지방족 글리콜을 에스테르화하는 공정 및 (2)에스테르화를 통하여 얻은 올리고머에 중축합 촉매 및 인계 화합물을 첨가하고 220℃이상의 온도 및 1mmHg이하의 진공하에서의 중축합 공정을 통해 제조된다.
본 발명에서 사용한 구조식 1의 지방족 폴리에스터 공중합체는 중량평균분자량이 150,000이상이어야만 생분해성 수지조성물을 이용하여 필름 또는 사출품을 제조 시 가공성이나 제조된 가공품의 기계적 물성이 우수하며, 만약에 분자량이 낮은 경우에는 가공성이 불량하고 가공품의 기계적 물성이 불량해진다. 또한, 본 발명에서 사용한 구조식 1의 지방족 폴리에스터 공중합체는 융점이 60℃이상이어야만 성형가공 시 유리하다. 융점이 60℃미만인 경우에는 필름 제조 등의 성형가공 시 가공성이 불량해진다.
본 발명에서 사용한 구조식 1의 지방족 폴리에스터 공중합체를 제조함에 있어서, 지방족 디카르복시산 성분으로는 석신산 또는 아디프산이 사용되며, 위의 두가지 성분을 공단량체로서 사용하는 것도 가능하다. 상기 지방족 글리콜 성분으로는 1,4-부탄디올, 에칠렌글리콜 또는 1,6-헥산디올 등이 사용될 수 있으며, 한 성분을 주성분으로 하고 다른 성분을 공단량체로 사용하는 것도 가능하다.
생분해성수지 조성물중 생분해성 폴리에스터의 사용량은 30∼80중량%가 적당한데, 30중량%이하를 사용할 경우는 필름의 강도 및 신도 등 기계적인 물성이 부족하고, 80중량%이상을 사용할 경우는 필름 압출성이 불량하고 제조원가가 상승하여 비경제적이다.
(2) 전분
천연 분해성 물질인 전분은 수분을 건조시켜서 수분율을 1%이하로 하여 사용하며 사용량은 10∼60중량%가 적당하다. 10중량%이하를 사용할 경우는 필름제조 후 봉투 제조 시 열접착성 등 가공성이 부족하고, 60중량%이상을 사용할 경우는 통상의 필름압출 조건에서 필름을 제조시 내열성이 취약하여 탄화현상이 발생하고 필름의 강도, 신도 등 기계적인 물성이 부족하게 된다.
(3) 전분의 가소제
전분의 가소제로서는 글리세린, 디글리세린, 폴리글리세린, 에칠렌글리콜, 프로필렌글리콜, 에칠렌디글리콜, 에칠렌트리글리콜, 1,2-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 트리메치롤프로판, 우레실알콜, 트리디실알콜, 노닐알콜, 솔비톨, 솔비톨아세테이트, 솔비톨디아세테이트, 솔비톨폴리그리시딜에테르, 솔비톨 디프로폭시레이트,아미노솔비톨 등의 화합물을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
가소제의 사용량은 전분사용량의 3∼50 중량%가 적당한데, 3중량%이하를 사용할 경우는 전분의 가소화가 부족하여 필름압출성이 불량하며, 50중량%이상을 사용할 경우는 생분해성수지 제조 시 작업성이 불량하고 필름압출 시 점착성이 과다하여 필름제조가 곤란하다.
(4) 전분 구조파괴제
전분의 구조를 파괴시켜서 전분의 가소화를 향상시키는 전분 구조파괴제로서는 우레아, 소디움포테시움, 칼슘하이드록사이드, 명반화합물이 있는데, 우레아와 명반화합물을 1:3의 중량비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 명반화합물은 구조식 2로 구성된다.
(구조식 2)
M1-M2-(SO4)212H2O
(여기서, M1: K 또는 NH4, M2: Al,Ga,In,Ti,Cr,Mn,Fe,또는 Co)
전분 구조파괴제의 사용량은 전분 사용량의 0.01∼2중량%를 사용하는 것이 좋은데, 0.01중량%이하를 사용할 경우는 전분의 구조파괴가 부족하여 가소화가 불충분하며 2중량%이상을 사용할 경우는 타원료에 악영향을 미쳐서 최종제품의 기계적인 물성을 저하시킨다.
(5) 상용화제
지방족 폴리에스터와 전분의 상용성을 향상시키는 상용화제로서는 에칠렌비닐알콜, 폴리비닐알콜, 에칠렌프로필렌알콜, 에칠렌이소부텐알콜, 에칠렌비닐아세테이트, 변성 에칠렌비닐아세테이트, 에칠렌아크릴산등의 화합물이 있는데, 에칠렌비닐알콜계 화합물과 에칠렌비닐아세테이트계 화합물을 1/1 중량 비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 상용화제의 사용량은 지방족 폴리에스터와 전분 사용량의 0.5∼10중량%를 사용하는 것이 좋은데, 0.5중량% 이하를 사용할 경우는 상용화제로서의 역할이 부족하며, 5중량%이상을 사용할 경우는 생분해성에 악영향을 미치게 된다.
(6) 후가공제
필름으로 제조 시 가공성을 향상시키는 후가공제로서는 글래스비드, 클레이, 마이카, 알루미나, 세라믹, 탄산칼슘 등의 금속계화합물과 스테아르아마이드, 오레아마이드 등의 유기계화합물이 있는데, 금속계화합물과 유기계화합물을 1:1 중량 비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 유기계화합물은 구조식 3으로 구성된다.
(구조식 3)
R1-(R2)n-CO-NH2
(여기서, R1: H 또는 CH3,R2: Alkane, Alkene, 또는 Alkyne계 화합물,
n : 1∼50의 정수)
가공제의 사용량은 전체 수지 사용량의 0.01∼2중량%가 적당한데, 0.01중량% 이하를 사용할 경우는 가공제로서의 효과가 불충분하고, 2중량%이상을 사용할 경우는 필름 표면이 조악하고 강도 신도 등 기계적인 물성도 저하된다.
본 발명에 있어서 인장강도, 신도 및 인열강도는 KSM3505방법으로 측정하였고, 필름압출성, 필름의 슬립성(SLIP), 봉투의 개구성은 우수, 보통, 불량으로 평가하였고, 봉투의 열접착성은 KSS M1008법으로 평가하였다.
생분해성은 분해성 가속화 평가법(Composting Method)에 따라 실시하였으며 분해성 가속화 평가법의 측정 과정은 다음과 같다.
매질로는 국내에서 발생되는 쓰레기의 구성비율에 부합되게 표 1과 같이 조성하였으며, 내부환경은 표 2와 같이 조절하여 30㎛의 필름 시료 10g을 넣은 후 10주 동안 유지시켜 필름시료의 무게 감소를 측정함으로써 분해도를 평가하였으며 분해도(%)는 다음식으로 계산하였다. {(처리전필름시료무게-10주처리후 필름시료무게)/처리전 필름시료무게}×100
조 건 설정값(%)
음식물(흰떡, 배추, 돼지고기, 어묵) 39.8
종이류(컴퓨터용지, 신문) 20.7
톱밥 5.3
초자류 7.3
플라스틱류 7.7
고무 4.5
나뭇잎 14.7
계 100
조 건 설정값(%)
PH 7.0
매질의 수분 함량 60.9%
매질의 탄소/질소 성분의 초기값 23.0
공기 공급량(Airation Speed) 100㎖/min
내부 유지 온도 55.0℃
이하 본 발명의 실시예를 다양한 비교예와 비교하여 구체적으로 설명한다. 먼저, 실시예를 설명하기 전에 본 발명의 제 1구성요소인 지방족 폴리에스터 공중합체를 제조하는 방법에 대해 설명한다.
<지방족폴리에스터의 중합>
교반기 및 콘덴서가 부착된 반응기 내에 1,4-부탄디올 1.3kg(14.5몰), 석신산 1.3kg(11.5몰), 트리메틸롤에탄 4g(0.033몰)를 투입하고, 반응기 내의 온도를 상온으로부터 60분에 걸쳐 130℃까지 승온시키고 교반하면서 120분에 걸쳐 220℃까지 승온 반응시켰다. 이때, 생성된 부반응물인 물은 콘덴서를 통하여 완전히 유출 시켰다. 1단계 반응 후 촉매로서 티타튬테트라부톡사이드를 0.05중량부, 열안정제로서 인산을 0.05g을 투입하고 60분간에 걸쳐 관내 압력을 0.5mmHg까지 서서히 감압시키고, 동시에 관내 온도를 250℃까지 승온시키면서 60분동안 교반하면서 반응을 진행하여 중합반응을 완결하였다. 그후 반응관내로 질소를 주입하여 중합체를 가압, 토출하여 중량평균분자량이 200,000인 지방족 폴리에스터를 얻었다.
<실시예1>
상기 중합반응으로 제조한 지방족 폴리에스터 6.5kg에 수분율을 1%로 건조한 옥수수 전분 3.5kg, 가소제로서 글리세린0.5kg과 솔비톨폴리그리시딜에테르 0.1kg, 전분의 구조파괴제로서 명반 0.02kg, 우레아 0.01kg, 지방족 폴리에스터와 전분의 상용화제로서 에칠렌비닐아세테이트 0.1kg, 에칠렌비닐알콜 0.1kg을 첨가하고, 필름 제조시 가공성을 향상시키는 후가공제로서 탄산칼슘을 0.01kg, 아마이드계 화합물을 0.01kg을 첨가하여 믹서(mixer)에서 5분간 혼합하여 수지 혼합물을 제조하였다.
이러한 수지 혼합물을 L/D(압출기 길이/압출기 스크류 깊이)가 36인 이축압출기에서 압출온도 150∼190℃로 압출하여 냉각후 칩(chip)을 제조하여 브로운(blown)필름제조기에서 180℃의 온도로 두께 30㎛의 필름을 제조한 후 열접착, 절단하여 생분해성 봉투를 제조하였다.
필름의 기계적인 물성, 필름 압출성, 봉투로서의 물성 및 생분해성의 평가 결과는 표 3과 같다.
<비교예1>
상기 중합반응으로 제조한 지방족 폴리에스터 1kg에 수분율을 1%로 건조한 옥수수 전분 9kg, 가소제로서 글리세린 0.6kg과 솔비톨폴리그리시딜에테르 0.4kg, 전분의 구조파괴제로서 명반 0.04kg, 우레아 0.04kg을 사용한 것외에는 실시예1과 동일하게 수지혼합물을 제조하였다.
이러한 수지 혼합물을 L/D(압출기 길이/압출기 스크류 깊이)가 36인 이축압출기에서 압출온도 150∼170℃로 압출하여 냉각 후 칩(chip)을 제조하여 브로운(blown) 필름제조기에서 170℃의 온도로 두께 30㎛의 필름을 제조한 후 열접착, 절단하여 생분해성 봉투를 제조하였다.
필름의 기계적인 물성, 필름 압출성, 봉투로서의 물성 및 생분해성의 평가결과는 표 3과 같다.
<비교예2>
상기 중합반응으로 제조한 지방족 폴리에스터 9kg에 수분율을 1%로 건조한 옥수수 전분 1kg, 가소제로서 글리세린 0.05kg과 솔비톨폴리그리시딜에테르 0.05kg, 전분의 구조파괴제로서 명반 0.005kg, 우레아 0.005kg을 사용한 것외에는 실시예1과 동일하게 수지혼합물을 제조하였다.
이러한 수지 혼합물을 L/D(압출기길이/압출기 스크류 깊이)가 36인 이축압출기에서 압출온도 170∼190℃로 압출하여 냉각 후 칩(chip)을 제조하여 브로운(blown) 필름제조기에서 185℃의 온도로 두께 30㎛의 필름을 제조한 후 열접착, 절단하여 생분해성 봉투를 제조하였다.
필름의 기계적인 물성, 필름 압출성, 봉투로서의 물성 및 생분해성의 평가결과는 표 3과 같다.
<비교예3>
전분의 가소제로서 글리세린 0.01kg과 솔비톨폴리그리시딜에테르 0.01kg을 사용하고 전분의 구조파괴제를 사용하지 않은 것외에는 실시예1과 동일하게 수지혼합물을 제조하였다.
이러한 수지 혼합물을 L/D(압출기 길이/압출기 스크류 깊이)가 36인 이축압출기에서 압출온도 150∼190℃로 압출하여 냉각 후 칩(chip)을 제조하여 브로운(blown) 필름제조기에서 180℃의 온도로 두께 30㎛의 필름을 제조한 후 열접착, 절단하여 생분해성 봉투를 제조하였다.
필름의 기계적인 물성, 필름 압출성, 봉투로서의 물성 및 생분해성의 평가결과는 표 3과 같다.
<비교예4>
지방족 폴리에스터와 전분의 상용화제로서 에칠렌비닐알콜 0.001kg을 첨가한 것 외에는 실시예1과 동일하게 수지혼합물을 제조하였다.
이러한 수지 혼합물을 L/D(압출기 길이/압출기 스크류 깊이)가 36인 이축압출기에서 압출온도 150∼190℃로 압출하여 냉각 후 칩(chip)을 제조하여브로운(blown) 필름제조기에서 180℃의 온도로 두께 30㎛의 필름을 제조한 후 열접착, 절단하여 생분해성 봉투를 제조하였다.
필름의 기계적인 물성, 필름 압출성, 봉투로서의 물성 및 생분해성의 평가결과는 표 3과 같다.
<비교예5>
필름 제조시 가공성을 향상시키는 후가공제인 탄산칼슘과 아마이드계 화합물을 사용하지 않은 것외에는 실시예1과 동일하게 수지 혼합물을 제조하였다.
이러한 수지 혼합물을 L/D(압출기길이/압출기 스크류 깊이)가 36인 이축압출기에서 압출온도 150∼190℃로 압출하여 냉각 후 칩(chip)을 제조하여 브로운(blown) 필름제조기에서 180℃의 온도로 두께 30㎛의 필름을 제조한 후 열접착, 절단하여 생분해성 봉투를 제조하였다.
필름의 기계적인 물성, 필름 압출성, 봉투로서의 물성 및 생분해성의 평가결과는 표3과 같다.
<비교예6>
필름 제조시 가공성을 향상시키는 후가공제인 탄산칼슘을 0.5kg사용하고 아마이드계 화합물을 0.5kg사용한 것외에는 실시예1과 동일하게 수지 혼합물을 제조하였다.
이러한 수지 혼합물을 L/D(압출기길이/압출기 스크류 깊이)가 36인 이축압출기에서 압출온도 150∼190℃로 압출하여 냉각후 칩(chip)을 제조하여 브로운(blown) 필름제조기에서 180℃의 온도로 두께 30㎛의 필름을 제조한 후 열접착, 절단하여 생분해성 봉투를 제조하였다.
필름의 기계적인 물성, 필름 압출성, 봉투로서의 물성 및 생분해성의 평가결과는 표 3과 같다.
구분 인장강도(㎏/㎠) 신도(%) 인열강도(㎏/㎝) 필름의 압출성 필름의 SLIP성 봉투의 개구성 봉투의 열접착성 생분해성(무게감소율,%)
세로방향 가로방향 세로방향 가로방향 보통곳 접은곳
실시예1 410 320 450 550 135 125 우수 우수 우수 합격 99.9
비교예1 250 210 290 310 100 95 보통 우수 우수 합격 98.7
비교예2 400 330 410 520 110 110 보통 보통 보통 합격 98.5
비교예3 290 240 310 320 100 90 보통 우수 우수 합격 98.6
비교예4 300 285 290 310 105 100 우수 우수 우수 불합격 99.3
비교예5 400 305 430 520 130 120 우수 불량 불량 합격 98.6
비교예6 250 170 210 240 90 75 우수 우수 우수 합격 90.5
상기 표 3에 대해 상세히 설명하면, 실시예 1은 인장강도, 신도, 인열강도가 우수하고, 필름의 압출성, 필름의 슬립성, 봉투의 개구성, 봉투의 열접착성이 우수하며 생분해성도 크게 나타나서 본 발명에 따른 생분해성 수지조성물로서 적합하다.
반면에, 비교예 1의 조성물은 지방족 폴리에스터 사용량이 적고 전분 사용량이 과다하며 상용화제와 후가공제를 사용하지 않아서 인장강도, 신도 및 인열강도가 부족하고 필름 압출성도 보통이고, 비교예2의 조성물은 지방족 폴리에스터 사용량이 많고 전분 사용량이 적으며 상용화제와 후가공제를 사용하지 않아서 인열강도가 약간 부족하고 필름 압출성, 필름의 슬립성 및 필름의 개구성이 보통이며, 비교예3의 조성물은 전분의 가소제 사용량이 적고 전분구조파괴제를 사용하지 않아서 인장강도, 신도 및 인열강도가 부족하고 필름 압출성이 보통임이며, 비교예4는 상용화제를 극소량 사용한 결과 지방족폴리에스터와 전분의 상용성이 부족하여 인장강도, 신도 및 인열강도가 부족하고 봉투의 열접착성도 불합격이며, 비교예5의 조성물은 후가공제를 사용하지 않아서 필름의 슬립성과 봉투의 개구성이 불량하며, 비교예6의 조성물은 후가공제를 과도하게 사용한 결과 전분의 가소화가 부족하여 인장강도,신도 및 인열강도가 부족하고 생분해도도 부족하다.
상기에 언급된 바와 같이, 본 발명에 따른 생분해성 수지조성물은 쓰레기의 퇴비화 설비에서 무해한 물질로 빠르게 분해될 뿐만 아니라 토양에 매립시 토양에 존재하는 미생물에 의해 완전 분해되는 생분해성 고분자 물질로서, 그를 이용하여 쓰레기 봉투나 비닐 등과 같은 환경친화적인 제품들을 제조하여 사용할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 생분해성 수지조성물로 제조한 생분해성 고분자는 필름으로 성형이 가능하고, 발포성형도 가능하여 포장완충재도 제조할 수 있으며, 사출성형도 가능하여 도시락 용기등 1회용품으로도 제조가 가능하다.
한편, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 지방족 폴리에스터 30∼80중량%, 수분율이 1%이하인 전분 10∼60중량%, 전분사용량의 3∼50중량% 함유한 전분 가소제, 명반과 우레아를 전분사용량의 0.01∼2중량% 함유한 전분 구조파괴제, 에칠렌비닐알콜계 화합물과 에칠렌비닐아세테이트계 화합물을 지방족폴리에스터와 전분 사용량의 0.5∼10중량% 함유한 상용화제, 및금속계화합물과 유기계화합물을 전체 수지사용량의 0.01∼2중량% 함유한 후가공제를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전분 가소제는 글리세린, 디글리세린, 폴리글리세린, 에칠렌글리콜, 프로필렌글리콜, 에칠렌디글리콜, 에칠렌트리그리콜, 1,2-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 트리메치롤프로판, 우레실알콜, 트리디실알콜, 노닐알콜, 솔비톨, 솔비톨아세테이트, 솔비톨디아세테이트, 솔비톨폴리그리시딜에테르, 솔비톨 디프로폭시레이트, 및 아미노솔비톨 등으로부터 선택된 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 생분해성 수지조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 전분 구조파괴제인 우레아와 명반화합물은 1:3의 중량 비율을 갖는 것을 특징으로하는 생분해성 수지 조성물.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 명반화합물의 구조식은
    M1-M2-(SO4)212H2O
    (여기서, M1: K 또는 NH4, M2: Al,Ga,In,Ti,Cr,Mn,Fe,또는 Co)
    으로 구성된 것을 특징으로 하는 생분해성 수지조성물.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 상용화제로서 에칠렌비닐알콜계 화합물과 에칠렌비닐아세테이트계 화합물은 1:1의 중량 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지조성물.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 에칠렌비닐알콜계 화합물은 에칠렌비닐알콜, 폴리비닐알콜, 에칠렌프로필렌알콜, 및 에칠렌이소부텐알콜 중 선택된 어느 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 생분해성 수지조성물.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 에칠렌비닐아세테이트계 화합물은 에칠렌비닐아세테이트, 변성 에칠렌비닐아세테이트 및 에칠렌아크릴산 중 선택된 어느 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 생분해성 수지조성물.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 후가공제로서 금속계화합물과 유기계화합물은 1:1의 중량 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 생분해성 수지조성물.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 유기계화합물의 구조식은
    R1-(R2)n-CO-NH2
    (여기서, R1 : H 또는 CH3, R2 : Alkane, Alkene, 또는 Alkyne계 화합물,
    n : 1∼50의 정수)으로 구성된 것을 특징으로 하는 생분해성 수지조성물.
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