KR102460340B1 - Biodegradable polyester resin composition - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인열성장저항이 개선된 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물 및 이를 사용하여 제조된 필름에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 종래 생분해성 지방족 폴리에스테르 수지 조성물에 비해 인열성장저항을 포함한 신장률, 인장강도, 열 접착강도 등의 기계적 물성이 뛰어나 생분해 성지방족 폴리에스테르 수지 조성물의 낮은 물성으로 인한 사용상의 문제를 극복할 수 있으며, 자연 상태에서 완전 생분해됨으로써 환경오염을 유발시키지 않는 장점으로 산업전반에 그 용도를 확대할 수 있을 것이라 기대된다.The present invention relates to a biodegradable polyester resin composition with improved tear growth resistance and a film manufactured using the same. According to the present invention, elongation including tear growth resistance, tensile strength, It has excellent mechanical properties such as thermal adhesive strength and can overcome problems in use due to the low physical properties of the biodegradable aliphatic polyester resin composition. It is expected that it can be expanded.
Description
본 발명은 인열성장저항이 현저히 개선된 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물 및 이를 사용하여 제조된 필름에 관한 것이다.The present invention relates to a biodegradable polyester resin composition having significantly improved tear growth resistance and a film prepared using the same.
플라스틱 제품의 사용량이 급격히 증가함에 따라, 사용 후 이의 폐기에 따른 환경오염 문제가 심각한 실정이다. 이에, 생분해성 폴리에스테르 수지를 이용하여 각종 용기 및 포장지 등 다양한 분야에 적용하기 위한 개발이 활발히 이루어지고 있다. 이러한 생분해성 폴리에스테르 수지는 환경에 존재하는 미생물의 효소 작용으로 인해 저분자 물질로 분해되고, 최종적으로는 물과 이산화탄소로 분해되는 생분해성을 나타내어 친환경적이다.As the usage of plastic products rapidly increases, the problem of environmental pollution due to disposal after use is serious. Accordingly, biodegradable polyester resins are being actively developed for application to various fields such as various containers and packaging paper. These biodegradable polyester resins are environmentally friendly because they exhibit biodegradability that is decomposed into low-molecular substances due to the enzymatic action of microorganisms present in the environment, and finally decomposed into water and carbon dioxide.
폴리락트산(polylactic acid, PLA)은 현재 실용화되고 있는 생분해성 재료이나, 인열강도 및 신장률 등이 낮고 충격에 의한 파손이 쉽게 발생하는 문제점이 있어 다양한 분야로 적용하기에 제약이 있다. 또한, 폴리락트산은 버블 안정성이 좋지 못하여 필름으로 제조하기 위한 블로우 성형 시 두께가 얇아진 부분에 구멍이 생기는 문제점을 야기한다. 또한, 고함량의 PLA(30%이상)처방시에는 인열성장저항의 열화가 두드러지게 나타난다. 상기 블로우 성형은 생산 속도가 높고 비용이 저렴하여 상업적으로 폭넓게 사용되고 있는 공정이나, 폴리락트산의 블로우 성형의 한계점으로 인해 제품화 및 상용화가 불가능한 실정이다.Although polylactic acid (PLA) is a biodegradable material that is currently being put into practical use, it has low tear strength and elongation, and has problems in that it is easily damaged by impact, thereby limiting its application to various fields. In addition, polylactic acid has poor bubble stability, which causes a problem in that a hole is formed in a portion having a reduced thickness during blow molding for manufacturing a film. In addition, when a high content of PLA (more than 30%) is prescribed, the deterioration of the tear growth resistance is noticeable. The blow molding is a process widely used commercially because of its high production rate and low cost, but commercialization and commercialization are impossible due to the limitations of blow molding of polylactic acid.
이러한 폴리락트산의 문제점을 해결하기 위한 연구의 일 예로, 인열강도 및 신장률이 높은 다른 폴리에스테르 수지인 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트 공중합체(polybutylene adipate terephthalate, PBAT) 등과 블렌딩하여 폴리락트산의 낮은 물성을 향상시키는 방법을 들 수 있다. 그러나, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트 공중합체는 폴리락트산과의 상용성이 매우 낮아 원하는 물성의 달성이 어려워 폴리락트산의 문제점을 개선하지 못하고, 이로부터 제조된 필름은 쉽게 찢어졌다. 게다가, 이의 경우 인열성장저항의 열화를 해결할 수는 없었다.As an example of research to solve the problems of polylactic acid, low physical properties of polylactic acid by blending with other polyester resins with high tear strength and elongation, such as polybutylene adipate terephthalate (PBAT) ways to improve it. However, the polybutylene adipate terephthalate copolymer has very low compatibility with polylactic acid, so it is difficult to achieve desired physical properties, so that the problems of polylactic acid cannot be improved, and the film prepared therefrom is easily torn. Moreover, in this case, the deterioration of the tear growth resistance could not be solved.
다른 일 예로, 숙신산 또는 아디핀산, 또는 이것들 양자와 디올 성분을 주된 구조단위로 하는 지방족 폴리에스테르 수지 조성물 및 그 제조방법을 들 수 있다. 이로부터 제조된 필름은 유연하며, 신율 및 내충격성이 모두 높고 히트씰(HEAT SEAL) 특성도 우수하여 백(BAG) 형상으로 만들어 사용할 수 있다. 그러나, 상기 지방족 폴리에스테르는 용융 압출한 후 즉시 급냉하여도 결정의 성장을 억제하는 것이 곤란하고 불투명하게 된다. 또한, 필름이 지나치게 유연하여 이 필름에 인쇄나, 다른 필름, 종이, 금속박막 등을 라미네이트할 경우, 공정상 필름이 당겨지고 연신되어 인쇄의 부정합 또는 균일하게 라미네이트 할 수 없는 등의 문제점을 갖는다.As another example, an aliphatic/polyester/resin composition containing succinic acid or adipic acid, or both thereof and a diol component as main structural units, and a method for manufacturing the same. The film manufactured from this is flexible, has high elongation and impact resistance, and has excellent heat seal properties, so it can be used in a bag shape. However, the aliphatic polyester is difficult to suppress the growth of crystals and becomes opaque even if it is rapidly cooled immediately after melt-extrusion. In addition, when the film is too flexible to print or laminate another film, paper, metal thin film, etc. on this film, the film is pulled and stretched during the process, so there are problems such as inconsistent printing or inability to uniformly laminate.
이에, 환경친화적인 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물에 있어, 우수한 기계적 물성을 보유하면서도 동시에 경제성확보를 해결할 수 있는 획기적인 대안에 대한 연구는 여전히 필요하다.Therefore, in the environmentally friendly biodegradable polyester resin composition, it is still necessary to study an innovative alternative that can solve the economic feasibility while retaining excellent mechanical properties.
본 발명의 목적은 기계적 물성, 특히 인열성장저항이 개선된 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물 및 이를 사용하여 제조된 필름을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a biodegradable polyester resin composition having improved mechanical properties, in particular, tear growth resistance, and a film prepared using the same.
상세하게, 고함량의 폴리락트산 처방 시에도 인열성장저항의 열화를 야기하기 않으며, 생분해성 필름이 갖는 생분해도가 저하되지 않으면서도 신장률, 인장강도, 열 접착강도 등 기계적 물성을 유지 및 향상시킬 수 있고, 용융흐름지수가 가공하기에 적합하여 가공 시간을 단축할 수 있는 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물 및 이를 사용하여 제조된 필름을 제공하는 것이다.Specifically, it does not cause deterioration of tear growth resistance even when high content polylactic acid is prescribed, and mechanical properties such as elongation, tensile strength, and thermal adhesive strength can be maintained and improved without lowering the biodegradability of the biodegradable film. and to provide a biodegradable polyester resin composition capable of shortening the processing time by having a melt flow index suitable for processing, and a film prepared using the same.
상술된 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 산 무수물 개질된 생분해성 지방족 폴리에스테르 및 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체를 포함하는 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물이 제공된다.In order to solve the above problems, the present invention provides a biodegradable polyester resin composition comprising an acid anhydride-modified biodegradable aliphatic polyester and an acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer.
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물에 있어서, 상기 산 무수물 개질된 생분해성 지방족 폴리에스테르 및 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체의 중량비는 3:7 내지 7:3일 수 있다.In the biodegradable polyester resin composition according to an embodiment of the present invention, the weight ratio of the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic polyester and the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer is 3:7 to 7: can be 3
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물에 있어서, 상기 산 무수물은 말레산 무수물일 수 있다.In the biodegradable polyester resin composition according to an embodiment of the present invention, the acid anhydride may be maleic anhydride.
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물에 있어서, 상기 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체는 하기 수식1을 만족하는 것일 수 있다.In the biodegradable polyester resin composition according to an embodiment of the present invention, the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer may satisfy Equation 1 below.
[수식1][Formula 1]
0.1≤ MIA/MIA0< 1.00.1≤ MI A /MI A0 < 1.0
[상기 수식1에서,[In Equation 1 above,
MIA0는 개질 전 생분해성지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체의 용융흐름지수이고,MI A0 is the melt flow index of the biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer before modification,
MIA는 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체의 용융흐름지수이고,MI A is the melt flow index of the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer,
상기 용융흐름지수는 ASTM D1238에 따라 190 ℃, 2.16 kg의 하중으로 측정한 것이다.]The melt flow index is measured according to ASTM D1238 at 190 °C and a load of 2.16 kg.]
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물은 상술된 수식1을 만족하고, 상기 산 무수물 개질된 생분해성 지방족 폴리에스테르 및 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체의 용융흐름지수 비(MIB/MIA)가 1 내지 4인 것일 수 있다.The biodegradable polyester resin composition according to an embodiment of the present invention satisfies Equation 1 above, and melt flow of the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic polyester and acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer The index ratio (MI B /MI A ) may be 1 to 4.
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물에 있어서, 상기 생분해성 지방족 폴리에스테르는 폴리락트산계 중합체일 수 있다.In the biodegradable polyester resin composition according to an embodiment of the present invention, the biodegradable aliphatic polyester may be a polylactic acid-based polymer.
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물에 있어서, 상기 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체는 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트 공중합체일 수 있다.In the biodegradable polyester resin composition according to an embodiment of the present invention, the biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer may be a polybutylene adipate terephthalate copolymer.
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물은 비구상형 무기필러를 더 포함하는 것일 수 있다.The biodegradable polyester resin composition according to an embodiment of the present invention may further include a non-spherical inorganic filler.
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물은 산화방지제, 과산화제 및 활제에서 선택되는 첨가제를 더 포함하는 것일 수 있다.The biodegradable polyester resin composition according to an embodiment of the present invention may further include an additive selected from an antioxidant, a peroxidizer, and a lubricant.
또한, 본 발명에서는 상술된 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물을 사용하여 제조된 필름이 제공된다.In addition, the present invention provides a film produced using the biodegradable polyester resin composition described above.
본 발명에 따르면, 종래 생분해성 지방족 폴리에스테르 수지 조성물에 비해 인열성장저항을 포함한 신장률, 인장강도, 열 접착강도 등의 기계적 물성이 뛰어나, 종래 생분해성 지방족 폴리에스테르 수지 조성물의 낮은 물성으로 인한 사용상의 문제를 극복할 수 있으며, 자연 상태에서 완전 생분해됨으로써 환경오염을 유발시키지 않는 장점이 있다.According to the present invention, compared to the conventional biodegradable aliphatic polyester resin composition, mechanical properties such as elongation including tear growth resistance, tensile strength, and thermal adhesion strength are excellent, and the use due to the low physical properties of the conventional biodegradable aliphatic polyester resin composition It can overcome the problem and has the advantage of not causing environmental pollution as it is completely biodegradable in a natural state.
나아가, 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물은 30%이상의 고함량 PLA 처방 시에도 인열성장저항의 열화가 없고 우수한 블로우 성형성을 나타냄에 따라, 생산성 및 응용 가능성이 우수하다. 또한, 용융흐름지수가 가공하기에 적합하여 필름 제조를 위한 가공 시간을 단축할 수 있으며, 생분해성 필름이 갖는 생분해도가 저하되지 않으면서도 종래 취약했던 기계적 물성을 유지 및 향상시킬 수 있는 장점으로 산업전반에 그 용도를 확대할 수 있을 것이라 기대된다.Furthermore, the biodegradable polyester resin composition according to the present invention exhibits no deterioration in tear growth resistance and excellent blow moldability even when a high content PLA of 30% or more is prescribed, and thus has excellent productivity and application potential. In addition, the melt flow index is suitable for processing, so the processing time for film production can be shortened, and the biodegradability of the biodegradable film is not lowered, and the mechanical properties, which were previously weak, can be maintained and improved. It is expected that its use can be expanded in general.
이하, 본 발명에 따른 인열성장저항이 개선된 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물에 대하여 상세히 설명한다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, a biodegradable polyester resin composition having improved tear growth resistance according to the present invention will be described in detail. At this time, unless there are other definitions in the technical terms and scientific terms used, it has the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the technical field to which this invention belongs, and in the following description, it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Descriptions of possible known functions and configurations will be omitted.
본 명세서에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.As used herein, the singular form may also be intended to include the plural form unless the context dictates otherwise.
또한, 본 명세서에서 특별한 언급 없이 사용된 단위는 중량을 기준으로 하며, 일 예로 % 또는 비의 단위는 중량% 또는 중량비를 의미하고, 중량%는 달리 정의되지 않는 한 전체 조성물 중 어느 하나의 성분이 조성물 내에서 차지하는 중량%를 의미한다.In addition, in the present specification, the unit used without special mention is based on the weight, for example, the unit of % or ratio means weight % or weight ratio, and weight % means any one component of the entire composition unless otherwise defined. It means % by weight in the composition.
또한, 본 명세서에서 사용되는 수치 범위는 하한치와 상한치와 그 범위 내에서의 모든 값, 정의되는 범위의 형태와 폭에서 논리적으로 유도되는 증분, 이중 한정된 모든 값 및 서로 다른 형태로 한정된 수치 범위의 상한 및 하한의 모든 가능한 조합을 포함한다. 본 발명의 명세서에서 특별한 정의가 없는 한 실험 오차 또는 값의 반올림으로 인해 발생할 가능성이 있는 수치범위 외의 값 역시 정의된 수치범위에 포함된다.In addition, the numerical range used herein includes the lower limit and upper limit and all values within the range, increments logically derived from the form and width of the defined range, all values defined therein, and the upper limit of the numerical range defined in different forms. and all possible combinations of lower limits. Unless otherwise defined in the specification of the present invention, values outside the numerical range that may occur due to experimental errors or rounding of values are also included in the defined numerical range.
본 명세서의 용어, "포함한다"는 "구비한다", "함유한다", "가진다" 또는 "특징으로 한다" 등의 표현과 등가의 의미를 가지는 개방형 기재이며, 추가로 열거되어 있지 않은 요소, 재료 또는 공정을 배제하지 않는다.As used herein, the term "comprises" is an open-ended description having a meaning equivalent to expressions such as "comprises", "contains", "has" or "characterizes", and is an element not listed further; Materials or processes are not excluded.
본 명세서의 용어, "생분해성"은 미생물 또는 물에 의하여 분해되는 것을 의미하는 것일 수 있다.As used herein, the term “biodegradable” may mean being decomposed by microorganisms or water.
일반적으로 고함량 지방족 폴리에스테르를 포함하는 처방은, 높은 결정성으로 인하여 블로우 필름의 인열성장저항을 급격하게 저하시키는 문제점을 가졌다. 본 발명자들은 이와 같은 문제점을 극복하기 위하여, 예의 검토한 결과 본 발명을 완성하기에 이르렀다.In general, a formulation containing a high content of aliphatic polyester has a problem of rapidly lowering the tear growth resistance of the blow film due to high crystallinity. In order to overcome such problems, the present inventors have completed the present invention as a result of intensive studies.
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be specifically described.
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물은 산 무수물 개질된 생분해성 지방족 폴리에스테르 및 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체를 구비한 수지 혼합물을 포함한다.The biodegradable polyester resin composition according to an embodiment of the present invention includes a resin mixture comprising an acid anhydride-modified biodegradable aliphatic polyester and an acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer.
본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물은 고함량 지방족 폴리에스테르를 포함하는 처방에도 불구하고, 이를 채용한 블로우 필름의 인열성장저항에 대한 열화 없이 향상된 기계적 물성을 구현할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물은 생분해도가 저하되지 않으면서 종래 취약했던 기계적 물성을 유지 및 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.The biodegradable polyester resin composition according to the present invention can implement improved mechanical properties without deterioration of the tear growth resistance of a blow film employing the same, despite a prescription containing a high content of aliphatic polyester. In addition, the biodegradable polyester resin composition according to the present invention has the advantage of maintaining and improving mechanical properties that were conventionally weak without lowering the degree of biodegradation.
또한, 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물은 용융흐름지수가 가공하기에 적합하다. 즉, 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물은 이들에 포함된 각 중합체 간의 상용성이 우수하다.In addition, the biodegradable polyester resin composition according to the present invention has a melt flow index suitable for processing. That is, the biodegradable polyester resin composition according to the present invention has excellent compatibility between each polymer included therein.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물에 있어서, 상기 산 무수물 개질된 생분해성 지방족 폴리에스테르 및 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체는 산 무수물에 의해 가교 또는 그라프팅되거나 트랜스에스테르 반응에 의한 사슬교환된 것일 수 있다.Specifically, in the biodegradable polyester resin composition according to an embodiment of the present invention, the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic polyester and the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer are crosslinked with an acid anhydride Alternatively, it may be grafted or chain-exchanged by transesterification.
일 예로, 상기 산 무수물 개질된 생분해성 지방족 폴리에스테르의 일 양태일 수 있는 말레산 무수물로 개질된 폴리락트산은 mPLA로 표시될 수 있으며, 상기 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체의 일 양태일 수 있는 말레산 무수물로 개질된 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트 공중합체는 mPBAT로 표시될 수 있다.For example, the polylactic acid modified with maleic anhydride, which may be an aspect of the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic polyester, may be represented by mPLA, and the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer The polybutylene adipate terephthalate copolymer modified with maleic anhydride which may be an aspect may be denoted as mPBAT.
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물에 있어서, 상기 수지 혼합물은총 중량에 대하여, 상기 산 무수물 개질된 생분해성 지방족 폴리에스테르를 30중량%이상으로 포함하는 것일 수 있다. 여기서, 잔량은 상기 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체를 포함한다.In the biodegradable polyester resin composition according to an embodiment of the present invention, the resin mixture may include 30% by weight or more of the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic polyester with respect to the total weight. Here, the balance includes the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer.
일 예로, 상기 산 무수물 개질된 생분해성 지방족 폴리에스테르 및 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체의 중량비는 3:7 내지 7:3, 또는 3:7 내지 6:4, 또는 3:7 내지 5:5일 수 있다. 상술된 중량비를 만족하는 경우, 인열성장저항을 포함한 신장률, 인장강도, 열 접착강도 등의 기계적 물성에 이점을 부여한다. 특히, 폭방향 인열성장저항에 놀랍도록 향상된 이점을 부여할 수 있어 좋다.For example, the weight ratio of the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic polyester and the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer is 3:7 to 7:3, or 3:7 to 6:4, or 3: 7 to 5:5. When the above-described weight ratio is satisfied, mechanical properties such as elongation including tear growth resistance, tensile strength, and thermal bonding strength are given. In particular, it is good that a surprisingly improved advantage can be imparted to the tear growth resistance in the width direction.
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물에 있어서, 상기 산 무수물은 말레산 무수물일 수 있다. 이로부터 개질된 생분해성 지방족 폴리에스테르 및 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체를 구비한 수지 혼합물을 포함하는 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물은 용융흐름지수가 가공하기에 적합하나, 이 둘을 만족하지 않는 경우 용융흐름지수가 다소 낮거나 높아 비상용성의 문제를 야기하여 바람직하지 못하다.In the biodegradable polyester resin composition according to an embodiment of the present invention, the acid anhydride may be maleic anhydride. A biodegradable polyester resin composition comprising a resin mixture having a biodegradable aliphatic polyester and a biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer modified therefrom has a melt flow index suitable for processing, but does not satisfy both. In this case, the melt flow index is rather low or high, which is undesirable because it causes a problem of incompatibility.
일 예로, 상기 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물의 용융흐름지수는 3.6 내지 6.0 g/10분의 범위를 만족하는 것이 바람직하고, 또는 3.7 내지 5.5 g/10분, 또는 3.8 내지 5.0 g/10분의 범위를 만족하는 것일 수 있다.For example, the melt flow index of the biodegradable polyester resin composition preferably satisfies the range of 3.6 to 6.0 g/10 min, or 3.7 to 5.5 g/10 min, or 3.8 to 5.0 g/10 min. may be satisfied with
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물에 있어서, 상기 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체는 하기 수식1을 만족하는 것일 수 있다.In the biodegradable polyester resin composition according to an embodiment of the present invention, the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer may satisfy Equation 1 below.
[수식1][Formula 1]
0.1≤ MIA/MIA0< 1.00.1≤ MI A /MI A0 < 1.0
[상기 수식1에서,[In Equation 1 above,
MIA0는 개질 전 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체의 용융흐름지수이고,MI A0 is the melt flow index of the biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer before modification,
MIA는 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체의 용융흐름지수이고,MI A is the melt flow index of the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer,
상기 용융흐름지수는 ASTM D1238에 따라 190 ℃, 2.16 kg의 하중으로 측정한 것이다.]The melt flow index is measured according to ASTM D1238 at 190 °C and a load of 2.16 kg.]
상기 수식1을 만족하는 상기 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체는 산 무수물에 의해 가교 또는 그라프팅된 것일 수 있으며, 이에 의해 분자량이 다소 증가할 수 있다. 이와 같은 구조적 특징에 따라 직쇄구조의 개질 전 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체에 비해 결정구조의 부피분율이 감소하고, 무정형 구조로 존재하는 사슬의 운동성을 증가시킬 수 있다. 또한, 이는 해도(sea-island) 구조의 계면에 바람직하게 위치하여, 공극의 발생을 최소화시키고 수지 혼합물 간의 상용성을 더욱 극대화시키고 인성(toughness)를 향상시킨다. 이에, 인열성장저항은 물론 신장률, 인장강도 등의 기계적 물성이 더욱 향상시키게 된다.The acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer satisfying Equation 1 may be cross-linked or grafted with an acid anhydride, whereby the molecular weight may slightly increase. According to such structural characteristics, the volume fraction of the crystal structure is reduced compared to the biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer before the modification of the linear structure, and the mobility of the chain existing in the amorphous structure can be increased. In addition, it is preferably located at the interface of the sea-island structure to minimize the occurrence of voids, further maximize compatibility between resin mixtures, and improve toughness. Accordingly, mechanical properties such as elongation and tensile strength as well as tear growth resistance are further improved.
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물에 있어서, 상기 수식1(MIA/MIA0)은 0.2 내지 0.8, 또는 0.3 내지 0.7, 또는 0.4 내지 0.7의 범위를 만족하는 것이 좋다.In the biodegradable polyester resin composition according to an embodiment of the present invention, Equation 1 (MI A /MI A0 ) preferably satisfies the range of 0.2 to 0.8, or 0.3 to 0.7, or 0.4 to 0.7.
일 예로, 상기 산 무수물 개질된 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체는 상기 산 무수물 개질된 생분해성 지방족 폴리에스테르의 낮은 물성을 보완하기 위한 것일 수 있으며, 이들 조합에 의해 비로소 고함량 지방족 폴리에스테르를 포함하는 처방에도 블로우 필름의 인열성장저항가 급격히 저하되는 문제점을 해결할 수 있었음은 물론이고, 상술된 수식1을 만족하는 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체를 채용하는 경우 보다 극적인 효과를 발휘할 수 있음을 실시예로 확인하였다.As an example, the acid anhydride-modified aliphatic-aromatic polyester copolymer may be to compensate for the low physical properties of the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic polyester, and only by these combinations can contain a high content aliphatic polyester In addition to being able to solve the problem that the tear growth resistance of the blow film is rapidly lowered even in prescription, a more dramatic effect can be exhibited when an acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer satisfying Equation 1 above is employed. It was confirmed with an example.
일 예로, 상기 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체는 방향족 치환기가 함유된 반복단위의 총 탄소수가 6 내지 30인 것일 수 있다.For example, the aliphatic-aromatic polyester copolymer may have 6 to 30 carbon atoms in total of the repeating unit containing an aromatic substituent.
일 예로, 상기 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체의 용융흐름지수(MIA0)는 3 내지 8 g/10분, 또는 3 내지 7 g/10분, 또는 3 내지 6 g/10분인 것일 수 있다. 또한, 수평균분자량은 10,000 내지 500,000 g/mol, 구체적으로 20,000 내지 100,000 g/mol인 것일 수 있다.For example, the aliphatic-aromatic polyester copolymer may have a melt flow index (MI A0 ) of 3 to 8 g/10 min, or 3 to 7 g/10 min, or 3 to 6 g/10 min. In addition, the number average molecular weight may be 10,000 to 500,000 g/mol, specifically 20,000 to 100,000 g/mol.
일 예로, 상기 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체는 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트 공중합체(polybutylene adipate-co-terephthalate, PBAT) 및 폴리부틸렌 아디페이트부틸렌 숙시네이트 테레프탈레이트 공중합체 (polybutylene adipate-co-butylene succinate terephthalate, PBAST) 등이 예시될 수 있으며, 인열성장저항에 대한 상승효과의 구현을 위해서는 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트 공중합체를 포함하는 것이 좋다.For example, the aliphatic-aromatic polyester copolymer is a polybutylene adipate-co-terephthalate (PBAT) copolymer and a polybutylene adipate-butylene succinate terephthalate copolymer (polybutylene adipate-co). -butylene succinate terephthalate, PBAST) may be exemplified, and polybutylene adipate terephthalate copolymer is preferably included in order to implement a synergistic effect on tear growth resistance.
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물에 있어서, 상기 산 무수물 개질된 생분해성 지방족 폴리에스테르는, 사슬교환된 것일 수 있으며, 이와 같은 사슬교환에 의해 분자량이 다소 감소할 수 있다.In the biodegradable polyester resin composition according to an embodiment of the present invention, the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic polyester may be a chain exchange, and the molecular weight may be somewhat reduced by such chain exchange.
일 예로, 상기 생분해성 지방족 폴리에스테르는 지방족 반복단위의 총 탄소수가 2 내지 15인 것일 수 있다.For example, the biodegradable aliphatic polyester may have 2 to 15 carbon atoms in the aliphatic repeating unit.
일 예로, 상기 생분해성 지방족 폴리에스테르의 용융흐름지수(MIB0)는 2 내지 6 g/10분, 또는 2 내지 4 g/10분, 또는 2.5 내지 3.5 g/10분인 것일 수 있다. 또한, 중량평균분자량은 10,000 내지 1,00,000 g/mol, 구체적으로 50,000 내지 500,000 g/mol인 것일 수 있다.As an example, the melt flow index (MI B0 ) of the biodegradable aliphatic polyester may be 2 to 6 g/10 min, or 2 to 4 g/10 min, or 2.5 to 3.5 g/10 min. In addition, the weight average molecular weight may be 10,000 to 1,00,000 g/mol, specifically 50,000 to 500,000 g/mol.
일 예로, 상기 생분해성 지방족 폴리에스테르는 가격이 저렴하고 내열성 및 투명성이 우수한 폴리락트산계 중합체일 수 있으며, 폴리락트산 단독중합체 또는 alpha-히드록시산(alpha-hydroxy acid, AHA) 등과의 공중합체 등으로 예시될 수 있다.For example, the biodegradable aliphatic polyester may be a polylactic acid-based polymer that is inexpensive and has excellent heat resistance and transparency, and a polylactic acid homopolymer or a copolymer with alpha-hydroxy acid (AHA), etc. can be exemplified as
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물에 있어서, 상술된 수식1을 만족하는 상기 산 무수물 개질된 생분해성 지방족 폴리에스테르와 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체의 용융흐름지수 비(MIB/MIA)는 1 내지 4일 수 있다. 또는 2 내지 3.5, 또는 2 내지 3일 수 있다.In the biodegradable polyester resin composition according to an embodiment of the present invention, the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic polyester satisfying Equation 1 above and the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer are melted The flow index ratio (MI B /MI A ) may be 1 to 4. or 2 to 3.5, or 2 to 3.
본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물은 해당 기술분야에서 자명하게 사용되는 첨가제라면 제한 없이 사용할 수 있음은 물론이다. 상기 첨가제의 일 예로는 가소제, 점도조절제, 무기필러, 산화방지제, 아마이드계 왁스, 안료, 난연제, 대전방지제, 항균제, 생분해 촉진제, 열안정제, 광안정제, 내후안정제, 자외선흡수제 및 블로킹 방지제 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 들 수 있다. 여기서, 상기 첨가제는 각각 독립적으로 상기 수지 혼합물 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 15 중량부로 혼합될 수 있다.Of course, the biodegradable polyester resin composition according to the present invention may be used without limitation as long as it is an additive that is obviously used in the art. Examples of the additives include plasticizers, viscosity modifiers, inorganic fillers, antioxidants, amide-based waxes, pigments, flame retardants, antistatic agents, antibacterial agents, biodegradation accelerators, heat stabilizers, light stabilizers, weathering stabilizers, UV absorbers and anti-blocking agents. Any one or two or more can be mentioned. Here, each of the additives may be independently mixed in an amount of 0.01 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin mixture.
본 발명에서 목적하는 인열성장저항에 상승효과를 부여하기 위한 측면에서, 비구상형 무기필러를 첨가제로 사용할 수 있다. 이의 경우, 구상형 무기필러 대비 소폭 향상된 기계적 물성을 부여할 수 있고, 비구상형 무기필러를 구상형 무기필러와 함께 사용할 경우에는 상기 비구상형 무기필러의 사용량이 등가의 수준이상인 것이 좋다.In terms of imparting a synergistic effect to the desired tear growth resistance in the present invention, a non-spherical inorganic filler may be used as an additive. In this case, slightly improved mechanical properties can be given compared to the spherical inorganic filler, and when the non-spherical inorganic filler is used together with the spherical inorganic filler, it is preferable that the amount of the non-spherical inorganic filler is at an equivalent level or more.
일 예로, 상기 무기필러의 비한정적인 일 예로는 탄산칼슘(CaCO3), 활석(talc), 규회석(wollastonite), 마그네슘 카보네이트(magnesium Carbonate), 클레이(clay), 벤토나이트(bentonite), 실리카(SiO2) 및 알루미나(Al2O3) 등에서 선택되는 하나 또는 둘이상일 수 있다.For example, non-limiting examples of the inorganic filler include calcium carbonate (CaCO 3 ), talc, wollastonite, magnesium carbonate, clay, bentonite, silica (SiO 2 ) and alumina (Al 2 O 3 ) It may be one or two or more selected from the like.
일 예로, 상기 비구상형 무기필러는 판상형 또는 랜덤형일 수 있으며, 이를 포함함에 따라 인장강도, 신장률 등에 보다 이점을 제공할 수 있다. 여기서, 상기 비구상형의 무기필러는 장축의 길이가 1 내지 50 ㎛일 수 있고, 또는1 내지 20㎛, 또는 1 내지 10 ㎛인 것이 적절하지만 이에 한정하지는 않는다.For example, the non-spherical inorganic filler may be of a plate shape or a random type, and by including it, it is possible to provide more advantages in tensile strength, elongation, and the like. Here, the length of the long axis of the non-spherical inorganic filler may be 1 to 50 μm, or 1 to 20 μm, or 1 to 10 μm, but is not limited thereto.
또한, 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물은 상술된 비구상형 무기필러 외 산화방지제, 과산화제 및 활제에서 선택되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.In addition, the biodegradable polyester resin composition according to the present invention may further include an additive selected from antioxidants, peroxidizers and lubricants in addition to the above-mentioned non-spherical inorganic fillers.
일 예로, 상기 산화방지제는 라디칼포착제, 상기 열분해제 역할을 수행하는 것이라면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 페놀계 화합물, 방향족 아민계 화합물 또는 인계 화합물 등으로 예시될 수 있다.For example, the antioxidant may be used without limitation as long as it functions as a radical scavenger and the thermal decomposition agent, and may be exemplified by a phenol-based compound, an aromatic amine-based compound, or a phosphorus-based compound.
일 예로, 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물은 페놀계 화합물 및 방향족 아민계 화합물 등에서 선택되는 하나 또는 둘이상의 제1산화방지제와 인계 화합물 등에서 선택되는 하나 또는 둘이상의 제2산화방지제를 포함하는 혼합물을 산화방지제로 사용할 수 있다. 여기서, 상기 혼합물은 (3,5-디-t-부틸-4-하이드로시하이드로신나메이트)메탄 ((3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate)methane)와 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트((Tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphite)을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 혼합물은 1:9 내지 9:1의중량비로 혼합될 수 있다.As an example, the biodegradable polyester resin composition according to the present invention comprises one or two or more first antioxidants selected from phenol-based compounds and aromatic amine-based compounds, and one or more second antioxidants selected from phosphorus-based compounds. The mixture can be used as an antioxidant. Here, the mixture is (3,5-di-t-butyl-4-hydrocyhydrocinnamate)methane ((3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate)methane) and tris(2,4- It may include di-t-butylphenyl)phosphite ((Tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphite), and the mixture may be mixed in a weight ratio of 1:9 to 9:1.
일 예로, 상기 과산화제는 점도조절제로서의 역할을 수행하는 것일 수 있으며, 비한정적일 일 예로는 디벤조일퍼옥사이드(Dibenzoyl peroxide), 2,5-디메틸-2.5디(t-부틸퍼옥시)-헥산(2,5-Dimethyl-2,5 di(t-butylperoxy)-hexane), 디-(2-t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠(Di-(2-t-butylperoxyisopropyl)benzene) 등에서 선택되는 하나 또는 둘이상일 수 있다.For example, the peroxidizing agent may serve as a viscosity modifier, and non-limiting examples include dibenzoyl peroxide, 2,5-dimethyl-2.5di(t-butylperoxy)-hexane One selected from (2,5-Dimethyl-2,5 di(t-butylperoxy)-hexane), di-(2-t-butylperoxyisopropyl)benzene, etc. Or there may be two or more.
일 예로, 상기 활제는 가공, 성형 및 압출할 때 금형면 또는 압출기 표면과 수지와의 점착성을 방지하고 마찰력을 조절하기 위한 역할을 수행하는 것이라면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 이의 비한정적인 일 예로는 에루카미드(Erucamide), 올레아마이드(Oleamide), 스테아마이드(Stearamide) 등에서 선택되는 하나 또는 둘이상일 수 있다.As an example, the lubricant may be used without limitation as long as it serves to prevent adhesion between the mold surface or the extruder surface and the resin and control frictional force during processing, molding and extrusion, and a non-limiting example thereof includes It may be one or two or more selected from erucamide, oleamide, stearamide, and the like.
또한, 본 발명에서는 상술된 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물을 사용하여 제조된 필름이 제공된다. 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 필름은 고함량의 생분해성 지방족 폴리에스테르를 포함하는 처방을 사용함에도 개선된 인열성장저항을 나타낼 뿐만 아니라 인장강도, 신장률, 열 접착강도 등 다양한 기계적 물성에 이점을 제공할 수 있다.In addition, the present invention provides a film produced using the biodegradable polyester resin composition described above. As described above, the film according to the present invention not only exhibits improved tear growth resistance even when a formulation containing a high content of biodegradable aliphatic polyester is used, but also has advantages in various mechanical properties such as tensile strength, elongation rate, and thermal adhesive strength. can provide
구체적으로, 볼 발명의 일 실시예에 따른 필름은 ASTM D 1922에 의거한 폭방향 인열성장저항(TTD)이 25 내지 60 N/mm의 범위를 만족하는 것일 수 있다.Specifically, the film according to an embodiment of the invention ball may have a tear growth resistance (T TD ) in the width direction based on ASTM D 1922 that satisfies the range of 25 to 60 N/mm.
일 예로, 상기 필름의 폭방향 인열성장저항(TTD)는 25 내지 50 N/mm, 또는 25 내지 45 N/mm 의 범위를 만족하는 것일 수 있다.For example, the tear growth resistance (T TD ) in the width direction of the film may satisfy a range of 25 to 50 N/mm, or 25 to 45 N/mm.
일 예로, 상기 필름은 상술된 폭방향 인열성장저항을 만족함과 동시에 길이방향 인열성장저항(TMD)이 6 N/mm이상, 8 N/mm이상, 8 내지 30 N/mm의 범위를 만족하는 것일 수 있다.As an example, the film satisfies the above-described width direction tear growth resistance and at the same time the longitudinal direction tear growth resistance (T MD ) satisfies the range of 6 N/mm or more, 8 N/mm or more, 8 to 30 N/mm it could be
일 예로, 상기 필름은 폭방향 인열성장저항 및 길이방향 인열성장저항의 비(TTD/TMD)가 2 내지 5의 범위를 만족하는 것일 수 있다. 또는 2 내지 4.5, 또는 2.2 내지 4.2의 범위를 만족하는 것일 수 있다.For example, the film may have a ratio (T TD /T MD ) of the tear growth resistance in the width direction and the tear growth resistance in the longitudinal direction satisfies the range of 2 to 5. Alternatively, it may satisfy the range of 2 to 4.5, or 2.2 to 4.2.
또한, 본 발명에 따르면 가공시 버블 안정성이 개선되어 블로우 성형성이 매우 우수하여 생산성을 높일 수 있다. 생분해성 지방족 폴리에스테르로서 대표적인 폴리락트산의 경우, 필름을 제조하기 위한 블로우 성형을 하는 과정에서 두께가 얇아진 부분에 구멍이 생기는 문제점이 있어 블로우 성형을 통해 필름으로 제조하는데 어려움이 있었나, 본 발명을 통해 이의 문제를 해결하였다.In addition, according to the present invention, bubble stability is improved during processing, so that the blow moldability is very excellent, so that productivity can be increased. In the case of polylactic acid, which is a representative biodegradable aliphatic polyester, there is a problem in that there is a problem in that a hole is formed in a portion with a thin thickness during blow molding for manufacturing a film. This problem was solved.
이에 따라, 본 발명에 따르면 상술한 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물을 사용하여 압출 또는 사출 등 다양한 가공 방법을 통해 안정적으로 개선된 기계적 물성을 갖는 필름으로 제조할 수 있다. 여기서, 상기 필름은 공지의 가공 방법을 통해 제조될 수 있으며 특정한 형상 및 용도에 제한받지 않는다. 또한, 공정상 이점으로 인해 생산 속도가 빠르며 저렴한 비용으로 다양한 형태의 필름으로의 제조가 가능한 장점이 있다.Accordingly, according to the present invention, it is possible to prepare a film having improved mechanical properties stably through various processing methods such as extrusion or injection using the biodegradable polyester resin composition described above. Here, the film may be manufactured through a known processing method and is not limited to a specific shape and use. In addition, due to the advantages of the process, the production speed is fast and it is possible to manufacture various types of films at low cost.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 필름은 생분해성 지방족 폴리에스테르 또는 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체로부터 제조된 성형품 대비 인열성장저항이 현저하게 개선된 것을 특징으로 한다. 구체적인 일 예로, 폴리락트산과 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트 공중합체를 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물로부터 제조된 필름 대비 적어도 3.0배 이상의 폭방향 인열성장저항(TTD)을 구현함과 동시에 1.7배 이상의 길이방향 인열성장저항(TMD)를 구현할 수 있고, 인장강도, 신장률 및 열 접착강도 등에 대한 기계적 물성에도 이점을 제공할 수 있다. 이와 같은 우수한 기계적 물성구현에 따라, 본 발명에 따른 필름은 충격에 의한 파손방지는 물론 가공 시 불량을 현저하게 낮출 수 있다.Therefore, the film according to an embodiment of the present invention is characterized in that the tear growth resistance is significantly improved compared to the molded article prepared from the biodegradable aliphatic polyester or the biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer. As a specific example, a film prepared from a polyester resin composition containing polylactic acid and polybutylene adipate terephthalate copolymer realizes at least 3.0 times or more of tear growth resistance in the width direction (T TD ) and at least 1.7 times the length of the film. Directional tear growth resistance (T MD ) can be implemented, and mechanical properties for tensile strength, elongation, and thermal bonding strength can also be provided. According to the realization of such excellent mechanical properties, the film according to the present invention can not only prevent damage due to impact, but also significantly reduce defects during processing.
이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다. 또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 또한, 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.Hereinafter, the biodegradable polyester resin composition according to the present invention will be described in more detail through Examples. However, the following examples are only a reference for describing the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various forms. Also, unless otherwise defined, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In addition, the terminology used in the description in the present invention is only for effectively describing specific embodiments, and is not intended to limit the present invention.
(평가방법)(Assessment Methods)
1. 용융흐름지수1. Melt flow index
ASTM D1238에 따라 190 ℃, 2.16 kg의 하중으로 측정하였다.According to ASTM D1238, it was measured at 190°C and a load of 2.16 kg.
2.버블 안정성2. Bubble stability
필름을 성형할 때 버블(bubble)이 팽창한 상태로 지속적으로 유지를 하면서 좌우로 흔들림 없이 생산이 되어야 한다. 이때, 버블의 크기가 일정치 못하거나 좌우로 흔들리는 정도를 다음과 같이 평가하였다.When forming a film, it should be produced without shaking from side to side while continuously maintaining the bubble in an expanded state. At this time, the bubble size was not constant or the degree of shaking left and right was evaluated as follows.
◎: 매우 안정적인 상태,◎: very stable state,
○: 좌우로 조금씩(2㎝미만) 흔들리나 안정적인 상태,○: Slightly shaken from side to side (less than 2 cm), but in a stable state,
△: 좌우로 2㎝이상씩 흔들리면서 버블 가이드 롤(Bubble guide roll)을 이용하여 보정할 수 있는 상태,△: A state that can be corrected by using a bubble guide roll while shaking more than 2cm from side to side,
×: 좌우로 2㎝ 이상씩 흔들리면서 크기도 변화되어 매우 불안정한 상태.×: The size is also changed while shaking by 2 cm or more from side to side and is very unstable.
3. 인열성장저항3. Tear growth resistance
ASTM D 1922에 의해 측정하였다.Measured according to ASTM D 1922.
4. 인장강도 및 신장률4. Tensile strength and elongation
KS M 3001의 6.4 인장강도 및 신장률 시험방법에 준해 시료의 파단 시 강도(kg/㎠) 및 신율(%)을 측정하였다. 길이방향 (MD), 길이방향 에 수직인 폭방향(TD)에 대해 각각 측정한 뒤 가장 낮은 값을 취하였다.According to 6.4 tensile strength and elongation test method of KS M 3001, the strength (kg/cm2) and elongation (%) of the sample at break were measured. The lowest value was taken after each measurement in the longitudinal direction (MD) and the transverse direction (TD) perpendicular to the longitudinal direction.
5. 열 접착강도5. Thermal bonding strength
KS M 7132에 의해 측정하였다.It was measured by KS M 7132.
6. 생분해성6. Biodegradability
KS M ISO 14855-1 퇴비화 조건에서의 플라스틱의 호기성 생분해도 측정방법에 의해 표준시료(셀룰로오즈)와 시험 시료의 발생된 이산화탄소의 양을 측정해서 평가 하였다.The amount of carbon dioxide generated in the standard sample (cellulose) and the test sample was measured and evaluated by the KS M ISO 14855-1 method for measuring aerobic biodegradability of plastics under composting conditions.
생분해도 (%)= (발생 이산화탄소의 양/ 이론적 이산화탄소 량)*100Biodegradability (%) = (amount of generated carbon dioxide / theoretical amount of carbon dioxide)*100
(제조예1)(Production Example 1)
원활한 개질을 위해, 중량평균분자량이 100,000 g/mol이며, D-Lactide 함량이 1.4중량%인 폴리락트산(polylactic acid, PLA, MI 2.8) 100중량부에 대하여 반응성 모노머(Maleic anhydride, MAH) 3중량부와 과산화제(Di(tert-butylperoxyisopropyl)benzene) 1중량부를 믹서(Super mixer, 400rpm, 5min)를 이용해 고속 혼합하였다. 다음으로, 동방향 이축 압출기(직경 30mm, L/D 40)에서 400rpm, 25kg/hr의 속도로 컴파운드 했으며, Screen mesh는 150mesh를 사용하였다. 200℃의 온도로 압출 후 수분함량(105℃, 10min) 500ppm 이하가 될 때까지 건조하여 mPLA(MI 7.2)를 제조하였다.For smooth modification, 3 weights of reactive monomers (Maleic anhydride, MAH) based on 100 parts by weight of polylactic acid (PLA, MI 2.8) having a weight average molecular weight of 100,000 g/mol and a D-Lactide content of 1.4% by weight Part and 1 part by weight of a peroxidizer (Di(tert-butylperoxyisopropyl)benzene) were mixed at high speed using a mixer (Super mixer, 400 rpm, 5 min). Next, it was compounded at a speed of 400rpm and 25kg/hr in a co-directional twin-screw extruder (diameter 30mm, L/D 40), and 150mesh was used for the screen mesh. After extrusion at a temperature of 200 ° C., the moisture content (105 ° C., 10 min) was dried until 500 ppm or less to prepare mPLA (MI 7.2).
(제조예2)(Production Example 2)
원활한 개질을 위해, 수평균분자량이40,000 g/mol인 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트 공중합체(polybutylene adipate terephthalate, PBAT,MI 5.0) 100중량부에 대하여 반응성 모노머(Maleic anhydride, MAH) 3 중량부와 과산화제(Di(tert-butylperoxyisopropyl)benzene) 1중량부를 믹서(Super mixer, 400rpm, 5min)를 이용해 고속 혼합하였다. 다음으로, 동방향 이축 압출기(직경 30mm, L/D 40)에서 400rpm, 25kg/hr의 속도로 컴파운드 했으며, Screen mesh는 150mesh를 사용하였다. 170℃의 온도로 압출 후 수분함량(105℃, 10min) 500ppm 이하가 될 때까지 건조하여 mPBAT(MI 2.5)를 제조하였다.For smooth modification, 3 parts by weight of a reactive monomer (Maleic anhydride, MAH) with respect to 100 parts by weight of polybutylene adipate terephthalate (PBAT, MI 5.0) having a number average molecular weight of 40,000 g/mol 1 part by weight of a peroxidizer (Di(tert-butylperoxyisopropyl)benzene) was mixed at high speed using a mixer (Super mixer, 400 rpm, 5 min). Next, it was compounded at a speed of 400rpm and 25kg/hr in a co-directional twin-screw extruder (diameter 30mm, L/D 40), and 150mesh was used for the screen mesh. After extrusion at a temperature of 170 ° C., the moisture content (105 ° C., 10 min) was dried until 500 ppm or less to prepare mPBAT (MI 2.5).
(실시예1)(Example 1)
상기 제조예1에서 수득된 mPLA 40중량% 및 상기 제조예2에서 수득된 mPBAT60중량%를 포함하는 혼합수지 100 중량부에 대하여, 활제 0.6 중량부, 산화방지제 0.2중량부 및 무기필러 10 중량부를 혼합하여, 동방향 이축 압출기(직경 48mm, L/D 40)를 사용하여100~200℃에서400 rpm으로 압출 성형하여 펠렛 형태의 폴리에스테르 수지 조성물을 제조하였다.제조된 폴리에스테르 수지 조성물을 80℃의 오븐에서 24시간 건조하여 수분함량이 500 ppm 이하가 되도록 한 후, 55 mm 단축 압출기(다이스 직경 100mm, 다이스 갭(dies gap) 1mm)를 사용하여 35 ㎛ 두께의 필름으로 성형하였다. 이때, 다이스(Dies)의 온도는 170℃, 버(BUR)는 2.8, 필름 생산속도는15m/min이었으며, 제조된 블로우 필름의 물성을 평가한 결과, 인열성장저항 등의 기계적 물성이 우수하고 버블이 안정적으로 유지되는 것을 확인하였다.With respect to 100 parts by weight of the mixed resin comprising 40% by weight of mPLA obtained in Preparation Example 1 and 60% by weight of mPBAT obtained in Preparation Example 2, 0.6 parts by weight of lubricant, 0.2 parts by weight of antioxidant, and 10 parts by weight of inorganic filler are mixed Thus, using a co-directional twin-screw extruder (diameter 48 mm, L/D 40), extrusion molding was performed at 100 to 200 ℃ at 400 rpm to prepare a polyester resin composition in the form of pellets. After drying in an oven for 24 hours so that the moisture content was 500 ppm or less, it was molded into a 35 μm thick film using a 55 mm single screw extruder (dice diameter 100 mm, dies gap 1 mm). At this time, the temperature of the dies was 170°C, the burr was 2.8, and the film production speed was 15 m/min. It was confirmed that this was maintained stably.
상기 실시예1의 구체적인 조성 및 함량은 하기 표1로부터 참고될 수 있으며, 상기 평가방법을 통한 물성 결과는 하기 표2에 도시하였다.The specific composition and content of Example 1 can be referred to from Table 1 below, and the results of physical properties through the evaluation method are shown in Table 2 below.
(실시예2 내지 실시예6)(Examples 2 to 6)
하기 표1의 조성 및 함량으로, 상기 실시예1과 유사한 방법을 통해 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물을 제조하였다. 또한, 제조된 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물을 사용하여 제조된 필름은 상기 평가방법을 통해 그 물성을 확인하고, 그 결과는 하기 표2에 도시하였다.With the composition and content of Table 1 below, a biodegradable polyester resin composition was prepared through a method similar to that of Example 1. In addition, the film prepared using the prepared biodegradable polyester resin composition was checked for its physical properties through the above evaluation method, and the results are shown in Table 2 below.
(비교예1 내지 비교예2)(Comparative Examples 1 to 2)
중량평균분자량이 100,000 g/mol이며, D-Lactide 함량이 1.4중량%인 폴리락트산(PLA) 및 수평균분자량이40,000 g/mol인 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트 공중합체(PBAT)를 포함하는 혼합수지를 사용하였다.A mixture comprising polylactic acid (PLA) having a weight average molecular weight of 100,000 g/mol and a D-Lactide content of 1.4% by weight and polybutylene adipate terephthalate copolymer (PBAT) having a number average molecular weight of 40,000 g/mol resin was used.
하기 표1의 조성 및 함량으로, 상기 실시예1과 유사한 방법을 통해 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물을 제조하였다. 또한, 제조된 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물을 사용하여 제조된 필름은 상기 평가방법을 통해 그 물성을 확인하고, 그 결과는 하기 표2에 도시하였다.With the composition and content of Table 1 below, a biodegradable polyester resin composition was prepared through a method similar to that of Example 1. In addition, the film prepared using the prepared biodegradable polyester resin composition was checked for its physical properties through the above evaluation method, and the results are shown in Table 2 below.
(비교예3)(Comparative Example 3)
상기 제조예1에서 수득된 mPLA 및 수평균분자량이40,000 g/mol인 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트 공중합체(PBAT)를 포함하는 혼합수지를 사용하였다.A mixed resin comprising mPLA obtained in Preparation Example 1 and polybutylene adipate terephthalate copolymer (PBAT) having a number average molecular weight of 40,000 g/mol was used.
하기 표1의 조성 및 함량으로, 상기 실시예1과 유사한 방법을 통해 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물을 제조하였다. 또한, 제조된 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물을 사용하여 제조된 필름은 상기 평가방법을 통해 그 물성을 확인하고, 그 결과는 하기 표2에 도시하였다.With the composition and content of Table 1 below, a biodegradable polyester resin composition was prepared through a method similar to that of Example 1. In addition, the film prepared using the prepared biodegradable polyester resin composition was checked for its physical properties through the above evaluation method, and the results are shown in Table 2 below.
(비교예4)(Comparative Example 4)
중량평균분자량이 100,000 g/mol이며, D-Lactide 함량이 1.4중량%인 폴리락트산(PLA) 및 상기 제조예2에서 수득된 mPBAT를 포함하는 혼합수지를 사용하였다.A mixed resin containing polylactic acid (PLA) having a weight average molecular weight of 100,000 g/mol and a D-lactide content of 1.4% by weight and mPBAT obtained in Preparation Example 2 was used.
하기 표1의 조성 및 함량으로, 상기 실시예1과 유사한 방법을 통해 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물을 제조하였다. 또한, 제조된 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물을 사용하여 제조된 필름은 상기 평가방법을 통해 그 물성을 확인하고, 그 결과는 하기 표2에 도시하였다.With the composition and content of Table 1 below, a biodegradable polyester resin composition was prepared through a method similar to that of Example 1. In addition, the film prepared using the prepared biodegradable polyester resin composition was checked for its physical properties through the above evaluation method, and the results are shown in Table 2 below.
* PT: (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate)methane
* TP: Tris(2,4-di-t-butylphenyl) phosphite
* 탄산칼슘: 구상형Ø 1~5㎛,
* 탈크: 비구상형 장축 2~10㎛* Amide wax: Erucamide
* PT: (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate)methane
* TP: Tris(2,4-di-t-butylphenyl) phosphite
* Calcium carbonate: Spherical Ø 1~5㎛,
* Talc: non-spherical long axis 2~10㎛
(g/10분)melt flow index
(g/10 min)
안정성bubble
stability
(kgf/㎠)The tensile strength
(kgf/㎠)
(%)elongation
(%)
(N/mm)tear growth resistance
(N/mm)
(N)thermal bonding strength
(N)
상기 표2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물을 사용하여 제조된 필름은 현저하게 개선된 인열성장저항을 구현함을 확인하였다. 구체적으로, 본 발명의 필름은 25 내지 40 N/mm범위의 폭방향 인열성장저항를 나타내며, 8 내지 17 N/mm범위의 길이방향 인열성장저항을 나타냄을 확인하였다. 이와 같이, 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물을 채용한 경우, 30%이상의 지방족 폴리에스테르를 포함하는 경우에도 인열성장저항의 급격한 저하가 확인되지 않음은 물론 향상된 인열성장저항을 나타냄을 확인할 수 있었다. 또한, 인장강도, 신장률, 열 접착강도에 있어서 비교예 대비 동등이상의 효과를 구현할 수 있음을 확인하였다. 또한, 비구상형 무기필러의 사용량이 증가함에 따라 인장강도, 신장률 등의 기계적 물성이 소폭 상승함을 확인하였다.As shown in Table 2, it was confirmed that the film prepared using the biodegradable polyester resin composition according to the present invention implements remarkably improved tear growth resistance. Specifically, it was confirmed that the film of the present invention exhibits tear growth resistance in the width direction in the range of 25 to 40 N/mm, and tear growth resistance in the longitudinal direction in the range of 8 to 17 N/mm. As such, when the biodegradable polyester resin composition according to the present invention is employed, even when 30% or more of aliphatic polyester is included, a sharp decrease in tear growth resistance is not confirmed, as well as improved tear growth resistance. there was. In addition, it was confirmed that the same or more effects can be realized compared to the comparative example in tensile strength, elongation rate, and thermal bonding strength. In addition, it was confirmed that mechanical properties such as tensile strength and elongation slightly increased as the amount of the non-spherical inorganic filler increased.
또한, 본 발명에 따른 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물은 용융흐름지수가 3.8 내지 5.0 g/10분의 범위를 만족함에 따라 상용성이 우수하며, 우수한 버블 안정성을 갖는다. 이에, 필름 가공시 버블이 팽창한 상태에서 흔들림 없이 안정적인 생산이 가능하고, 가공 시간을 단축할 수 있다.In addition, the biodegradable polyester resin composition according to the present invention has excellent compatibility and excellent bubble stability as the melt flow index satisfies the range of 3.8 to 5.0 g/10 min. Accordingly, stable production is possible without shaking in a state in which bubbles are expanded during film processing, and processing time can be shortened.
반면, 개질되지 않은 생분해성 지방족 폴리에스테르 및 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체를 포함하는 조성물을 채용한 경우(비교예1 및 비교예2), 사용량이 동일한 실시예들 대비 낮은 인열성장저항을 보였다. 또한, 고함량의 지방족 폴리에스테르를 포함하는 경우, 인열성장저항의 급격한 저하가 확인되었다. 더구나, 이들 비교예의 경우, 낮은 혼합 엔트로피로 인해 스웰링이 심하여 작업성이 원활하지 않았다.On the other hand, when a composition comprising an unmodified biodegradable aliphatic polyester and a biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer is employed (Comparative Example 1 and Comparative Example 2), lower tear growth resistance compared to Examples with the same amount of use seemed In addition, when a high content of aliphatic polyester was included, a sharp decrease in tear growth resistance was confirmed. Moreover, in the case of these comparative examples, the workability was not smooth due to severe swelling due to low mixing entropy.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 비교예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described with specific matters and limited examples and comparative examples, but these are only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above examples, and the present invention is not limited to the above examples. Various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims described below, but also all those with equivalent or equivalent modifications to the claims will be said to belong to the scope of the spirit of the present invention. .
Claims (10)
상기 산 무수물 개질된 생분해성 지방족 폴리에스테르 및 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체의 중량비는 3:7 내지 7:3인, 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물.acid anhydride-modified biodegradable aliphatic polyester and acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer;
The weight ratio of the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic polyester and the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer is 3:7 to 7:3, biodegradable polyester resin composition.
상기 산 무수물은,
말레산 무수물인, 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물.According to claim 1,
The acid anhydride is
A biodegradable polyester resin composition comprising maleic anhydride.
상기 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체는,
하기 수식1을 만족하는 것인, 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물:
[수식1]
0.1≤ MIA/MIA0< 1.0
상기 수식1에서,
MIA0는 개질 전 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체의 용융흐름지수이고,
MIA는 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체의 용융흐름지수이고,
상기 용융흐름지수는 ASTM D1238에 따라 190 ℃, 2.16 kg의 하중으로 측정한 것이다.According to claim 1,
The acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer,
A biodegradable polyester resin composition that satisfies the following formula 1:
[Formula 1]
0.1≤ MI A /MI A0 < 1.0
In Equation 1 above,
MI A0 is the melt flow index of the biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer before modification,
MI A is the melt flow index of the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer,
The melt flow index was measured according to ASTM D1238 at 190 °C and a load of 2.16 kg.
상기 산 무수물 개질된 생분해성 지방족 폴리에스테르 및 산 무수물 개질된 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체의 용융흐름지수 비(MIB/MIA)는,
1 내지 4인, 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물.5. The method of claim 4,
The melt flow index ratio (MI B /MI A ) of the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic polyester and the acid anhydride-modified biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer is,
1 to 4, biodegradable polyester resin composition.
상기 생분해성 지방족 폴리에스테르는,
폴리락트산계 중합체인, 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물.According to claim 1,
The biodegradable aliphatic polyester,
A polylactic acid-based polymer, a biodegradable polyester resin composition.
상기 생분해성 지방족-방향족 폴리에스테르 공중합체는
폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트 공중합체인, 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물.According to claim 1,
The biodegradable aliphatic-aromatic polyester copolymer is
A biodegradable polyester resin composition, which is a polybutylene adipate terephthalate copolymer.
비구상형 무기필러를 더 포함하는, 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물.According to claim 1,
A biodegradable polyester resin composition further comprising a non-spherical inorganic filler.
산화방지제, 과산화제 및 활제에서 선택되는 첨가제를 더 포함하는, 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물.9. The method of claim 8,
The biodegradable polyester resin composition further comprising an additive selected from antioxidants, peroxidizers and lubricants.
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