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KR20090072832A - Biodegradable resin composition - Google Patents

Biodegradable resin composition Download PDF

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KR20090072832A
KR20090072832A KR1020070141062A KR20070141062A KR20090072832A KR 20090072832 A KR20090072832 A KR 20090072832A KR 1020070141062 A KR1020070141062 A KR 1020070141062A KR 20070141062 A KR20070141062 A KR 20070141062A KR 20090072832 A KR20090072832 A KR 20090072832A
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resin composition
resin
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polylactic acid
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신희철
권영도
주정혁
김도
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주식회사 삼양사
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Abstract

A biodegradable resin composition is provided to ensure fast crystallization rate compared with conventional polylactic acid, high crystallization degree, and excellent mechanical property including heat resistance and impact strength. A biodegradable resin composition comprises (A) a base resin compound and (B) a diisocyanate compound 1-4 parts by weight based on the base resin composition 100.0 parts by weight. The base resin compound(A) comprises a polylactic acid resin 30-60 weight%, a polyalkylene terephthalate resin 15-35 weight%, a thermoplastic polyester elastomer resin 10-20 weight% and a nucleating agent 10-20 weight%. The biodegradable resin composition includes antioxidant, lubricant or their mixture of 0.01-1 parts by weight based on the base resin compound 100.0 parts by weight.

Description

생분해성 수지 조성물{BIODEGRADABLE RESIN COMPOSITION} Biodegradable Resin Composition {BIODEGRADABLE RESIN COMPOSITION}

본 발명은 내열성과 충격강도가 우수한 생분해성 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 폴리락틱산(polylactic acid, PLA)을 기반으로 하면서 폴리알킬렌테레프탈레이드, 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머, 기핵제 및 디이소시아네이트를 포함하여 결정화 속도가 빠르고, 결정화도가 높아 사출성형 시 생산성이 좋으면서, 성형품의 내열성과 충격강도가 향상 되어 엔지니어링플라스틱으로도 사용이 가능한 생분해성 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a biodegradable resin composition having excellent heat resistance and impact strength, and more particularly, based on conventional polylactic acid (PLA), polyalkylene terephthalate, thermoplastic polyester elastomer, nucleating agent and The present invention relates to a biodegradable resin composition including diisocyanate, which has high crystallization rate, high crystallinity, good productivity during injection molding, and improved heat resistance and impact strength of molded articles.

지난 수십 년간 플라스틱은 편리함과 안정성, 저렴한 가격으로 인해 사용이 급속히 늘어났지만, 플라스틱은 자연상태에서 거의 분해가 되지 않기 때문에 플라스틱 폐기물에 의한 심각한 환경문제가 제기되었다. 따라서 전세계적으로 친환경적인 생분해성 고분자재료 개발의 필요성이 대두되어 많은 제품이 상품화 되었고 지금도 개발이 진행 중이다. In the past decades, plastics have increased rapidly due to their convenience, stability and low cost, but plastics are hardly decomposed in their natural state, causing serious environmental problems caused by plastic waste. Therefore, the development of eco-friendly biodegradable polymer materials has emerged all over the world, and many products have been commercialized.

일반적으로 지방족 폴리에스테르인 폴리락틱산은 생분해가 된다는 장점과 기계적인 물성이 우수하기 때문에 다양한 용도로 이용되고 있으며, 최근에는 자동차 부품이나 전자제품재료, 포장재료 등의 광범위한 용도로 사용할 수 있어 계속해서 주목을 받고 있다. 그러나 다른 고분자 재료에 비하여 성형 시 결정화 속도가 상대적으로 느리기 때문에 단독 사용시 성형성이 떨어지고 성형물의 물성이 저하된다는 단점이 있다.In general, polylactic acid, an aliphatic polyester, has been used for various purposes because of its biodegradability and mechanical properties, and recently, it can be used for a wide range of applications such as automobile parts, electronic materials, and packaging materials. Is getting. However, since the crystallization rate is relatively slow when molding compared to other polymer materials, there is a disadvantage in that the moldability is lowered and the physical properties of the molding are lowered when used alone.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 기존의 폴리락틱산에 소량의 기핵제(nucleation agent)를 첨가하여 용융물의 결정화 속도를 향상시키는 방법이 연구되고 있다. 그러나, 이러한 기핵제 만으로는 결정화 속도의 개선 효과가 충분치 않고, 엔지니어링플라스틱으로 사용하기에는 내열성이나 충격강도에 있어서 여전히 문제를 가지고 있다.In order to solve this problem, a method of improving the crystallization rate of the melt by adding a small amount of nucleation agent to the existing polylactic acid has been studied. However, such a nucleating agent alone is not sufficient to improve the crystallization rate, and still has problems in heat resistance and impact strength for use in engineering plastics.

따라서, 본 발명은 기존의 폴리락틱산 수지에 비해 결정화 속도가 빠르고 결정화도가 높으면서, 내열성, 충격강도 등의 기계적 물성이 우수하여 엔지니어링 플라스틱으로도 사용이 가능한 생분해성 수지 조성물을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.Accordingly, the present invention is to provide a biodegradable resin composition that can be used as engineering plastics because the crystallization rate is faster than the existing polylactic acid resin and the crystallinity is high and the mechanical properties such as heat resistance and impact strength are excellent. do.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리락틱산(PLA) 수지, 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지, 충격보강제로 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머(TPEE), 기핵제 및 고분자의 말단과 반응할 수 있는 디이소시아네이트를 포함하는 생분해성 수지 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a polylactic acid (PLA) resin, a polyalkylene terephthalate resin, an impact modifier to a thermoplastic polyester elastomer (TPEE), a nucleating agent and a diisocyanate that can react with the terminal of the polymer It provides a biodegradable resin composition comprising.

본 발명의 친환경 폴리락틱산/폴리알킬렌테레프탈레이트 복합재료는 디이소시아네이트 화합물과 열가소성 폴리에스터 엘라스토머를 함께 투입하여 반응압출 가공함으로써 내열성 및 충격강도를 개선하는 효과를 가진다. 그리고 본 발명은 사출성형 시 결정화 속도가 느린 폴리락틱산의 결정화 속도를 높여 사이클 시간을 줄임으로써 생분해성 수지의 생산성을 높일 수 있는 효과를 가진다. 또한 본 발명의 생분해성 수지 조성물은 종래의 폴리락틱산 수지에 비하여 열 안정성과 기계적 물성이 우수하므로 범용성 플라스틱뿐만 아니라 자동차용 소재, 전기/전자용 소재 등의 엔지니어링플라스틱으로도 응용 가능성을 가지고 있다.The eco-friendly polylactic acid / polyalkylene terephthalate composite material of the present invention has an effect of improving heat resistance and impact strength by reacting extrusion by adding a diisocyanate compound and a thermoplastic polyester elastomer together. In addition, the present invention has an effect of increasing the productivity of the biodegradable resin by reducing the cycle time by increasing the crystallization rate of the polylactic acid is a slow crystallization rate during injection molding. In addition, the biodegradable resin composition of the present invention has excellent thermal stability and mechanical properties as compared to the conventional polylactic acid resin, and thus has the possibility of application to not only general purpose plastics but also engineering plastics such as automobile materials and electric / electronic materials.

이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 (A)폴리락틱산(PLA) 수지 30 내지 60 중량%, 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지 15 내지 35 중량%, 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머(TPEE) 수지 10 내지 20 중량% 및 기핵제 10 내지 20 중량%를 포함하는 기본 수지 조성물; 및 (B)상기 수지 조성물 100 중량부에 대하여 디이소시아네이트 화합물을 1 내지 4 중량부를 포함하는 생분해성 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention (A) 30 to 60% by weight of polylactic acid (PLA) resin, 15 to 35% by weight of polyalkylene terephthalate resin, 10 to 20% by weight of thermoplastic polyester elastomer (TPEE) resin and 10 to 20 nucleating agent A base resin composition comprising weight percent; And (B) 1 to 4 parts by weight of the diisocyanate compound based on 100 parts by weight of the resin composition.

본 발명은 수지 조성물의 생분해성 수지로 폴리락틱산(PLA) 수지를 사용한다. 본 발명에서 폴리락틱산 수지는 분자량이 10,000내지 200,000인 것이 바람직하다. 폴리락틱산 수지의 분자량이 10,000 미만이면 열적, 기계적 물성에 문제가 있고, 200,000을 초과하면 가공하는데 많은 에너지가 요구되고 결정화속도를 감소시킬 수 있다. 본 발명에서 폴리락틱산 수지는 기본 수지 조성물 내에 30 내지 60 중량%가 포함되고, 바람직하게는 35 내지 55 중량%, 더욱 바람직하게는 40 내지 50 중량%가 포함된다. 폴리락틱산 수지가 기본 수지 조성물 내에 30 중량% 미만으로 포함되면 자연상태에서 생분해되는 정도가 느리고, 60 중량%를 초과하여 포함되면 결정화 속도가 느려 사출 시 냉각 시간이 길어지는 문제가 있다. The present invention uses polylactic acid (PLA) resin as the biodegradable resin of the resin composition. In the present invention, the polylactic acid resin preferably has a molecular weight of 10,000 to 200,000. If the molecular weight of the polylactic acid resin is less than 10,000, there is a problem in thermal and mechanical properties, and if it exceeds 200,000, a lot of energy is required for processing and the crystallization rate may be reduced. In the present invention, the polylactic acid resin is included in the basic resin composition 30 to 60% by weight, preferably 35 to 55% by weight, more preferably 40 to 50% by weight. If the polylactic acid resin is contained in less than 30% by weight in the basic resin composition, the degree of biodegradation in the natural state is slow, and when included in excess of 60% by weight, the crystallization rate is low, there is a problem that the cooling time during injection is long.

본 발명의 조성물은 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지를 포함한다. 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지는 폴리락틱산 수지에 비하여 비교적 결정화가 쉬워 본 발명 조성물의 결정화 속도를 가속화할 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 폴리알킬렌테레프탈레이트는 예를 들면, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 등이 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 이고, 더욱 바람직하게는 폴리부틸렌테레프탈레이트이다. 본 발명에서 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지는 기본 수지 조성물 내에 15 내지 35 중량%가 포함되고, 바람직하게는 20 내지 32 중량%, 더욱 바람직하게는 25 내지 30 중량%가 포함된다. 본 발명에서 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지가 기본 수지 조성물 내에 15 중량% 미만으로 포함되면 폴리락틱산의 결정화 속도를 가속화하는데 문제가 있고, 35 중량%를 초과하여 포함되면 자연상태에서 분해가 되지 않는 문제가 있다.The composition of the present invention comprises a polyalkylene terephthalate resin. Polyalkylene terephthalate resin is relatively easy to crystallize compared to polylactic acid resin, and can accelerate the crystallization rate of the composition of the present invention. The polyalkylene terephthalate which can be used in the present invention includes, for example, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, and the like, preferably polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and more. Preferably it is polybutylene terephthalate. In the present invention, the polyalkylene terephthalate resin is included in the basic resin composition 15 to 35% by weight, preferably 20 to 32% by weight, more preferably 25 to 30% by weight. In the present invention, when the polyalkylene terephthalate resin is included in the base resin composition in less than 15% by weight, there is a problem in accelerating the crystallization rate of the polylactic acid, and when included in excess of 35% by weight, it does not decompose in nature. There is.

본 발명의 조성물은 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머(TPEE)를 포함한다. 본 발명에서 사용하는 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머는 쇼어경도(Shore hardness) 30 내지 50 정도인 것이 바람직한데, 이 범위의 쇼어경도를 가지면 조성물의 내열성과 충격강도를 동시에 향상시킬 수 있다. 본 발명에서 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머는 기본 수지 조성물 내에 10 내지 20 중량%가 포함되는데, 바람직하게는 12 내지 18 중량%가 포함된다. 본 발명에서 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머가 기본 수지 조성물 내에 10 중량% 미만으로 포함되면 내충격성에 문제가 발생하고, 20 중량%를 초과하여 포함되면 결정화 속도가 느려지므로 내열성에 문제가 발생한다.The composition of the present invention comprises a thermoplastic polyester elastomer (TPEE). The thermoplastic polyester elastomer used in the present invention preferably has a Shore hardness of about 30 to 50, and having a Shore hardness in this range can simultaneously improve the heat resistance and impact strength of the composition. In the present invention, the thermoplastic polyester elastomer is included in the base resin composition 10 to 20% by weight, preferably 12 to 18% by weight. In the present invention, when the thermoplastic polyester elastomer is included in the base resin composition in less than 10% by weight, a problem in impact resistance occurs, and when included in excess of 20% by weight, the crystallization rate is lowered, thereby causing a problem in heat resistance.

본 발명의 조성물은 기핵제를 포함한다. 본 발명에서 사용될 수 있는 기핵제에는 예를 들면, 마이카(mica), 탈크(talc), 실리카(silica), 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 점토(clay) 및 셀룰로오스 섬유(목분 포함) 등이 있고, 바람직하게는 탈크, 칼슘카보네이트, 마이카이며, 더욱 바람직하게는 마이카이다. 본 발명의 조성물에서 기핵제는 결정화가 쉽게 일어날 수 있도록 핵을 형성해주는 역할을 할 뿐만 아니라 보강제로 기계적 물성도 향상시키는 역할을 한다. 본 발명에서 기핵제는 기본 수지 조성물 내에 10 내지 20 중량%가 포함되는데, 바람직하게는 12 내지 18 중량%가 포함된다. 본 발명에서 기핵제가 기본 수지 조성물 내에 10 중량% 미만으로 포함되면 기핵효과가 떨어지므로 결정화 속도가 느려지는 문제가 있고, 20 중량%를 초과하여 포함되면 압출 시 원료투입이 원활하지 못하며 제조된 재료의 내충격성 등의 기계적인 물성이 떨어지는 문제가 있다.The composition of the present invention includes a nucleating agent. Nucleating agents that can be used in the present invention include, for example, mica, talc, silica, calcium carbonate, clay and cellulose fibers (including wood flour), Preferably it is talc, calcium carbonate, mica, More preferably, it is mica. In the composition of the present invention, the nucleating agent not only serves to form a nucleus so that crystallization can easily occur, but also serves to enhance mechanical properties as a reinforcing agent. In the present invention, the nucleating agent is included in the base resin composition 10 to 20% by weight, preferably 12 to 18% by weight. If the nucleating agent is included in the base resin composition in less than 10% by weight in the present invention, there is a problem that the crystallization rate is slowed down because the nucleation effect is lowered, and when the nucleating agent is included in excess of 20% by weight, raw material is not smoothly injected during extrusion. There is a problem that mechanical properties such as impact resistance is inferior.

본 발명의 생분해성 수지 조성물에는 디이소시아네이트 화합물이 포함되며, 바람직하게는 반응압출 시 고분자 사이에 화학적 결합을 발생시키고자 다음의 화학식 1로 표시되는 디이소시아네이트 화합물이 포함된다.The biodegradable resin composition of the present invention includes a diisocyanate compound, and preferably includes a diisocyanate compound represented by the following Formula 1 to generate a chemical bond between polymers during reaction extrusion.

O=C=N-R1-N=C=OO = C = NR 1 -N = C = O

상기 화학식 1에서, R1은 C1 - C20 알킬렌, C6 - C20 아릴렌, C3 - C20 시클로In Formula 1, R 1 is C 1 -C 20 alkylene, C 6 -C 20 arylene, C 3 C 20 cyclo

알킬렌, C8 - C20 아릴알킬렌 또는 C7 - C20 알킬아릴렌이다.Alkylene, C 8 -C 20 arylalkylene or C 7 -C 20 alkylarylene.

본 발명의 생분해성 조성물에 디이소시아네이트가 포함되면 고분자 사이의 화학적 결합을 통해 혼화성이 증가되면서 용융상태의 흐름성을 좋게 해 줄뿐만 아니라 결정화 속도도 가속화할 수 있다. 본 발명 조성물 내의 기핵제가 기핵효과를 제공하여 핵 형성이 쉬워지고, 비교적 결정화가 쉬운 폴리에틸렌테레프탈레이트의 결정화 속도가 더욱 가속화되면서 화학적 결합으로 묶여 있는 폴리락틱산의 결정화가 가속화된다. 또한 반응압출을 통해 수지 조성물의 분자량의 증가 이외에 분자량 분포의 증가로 인해 고분자 사슬의 움직임을 도와줌으로써 결정을 형성하는데 원동력이 될 수 있다.When the isocyanate is included in the biodegradable composition of the present invention, as the miscibility is increased through chemical bonding between the polymers, the flow rate of the molten state may be improved as well as the crystallization rate may be accelerated. The nucleating agent in the composition of the present invention provides a nucleating effect, thereby facilitating nucleation, and further accelerating the crystallization rate of polyethylene terephthalate, which is relatively easy to crystallize, thereby accelerating the crystallization of polylactic acid bound by chemical bonds. In addition to the increase in the molecular weight of the resin composition through the reaction extrusion may be a driving force to form crystals by helping the movement of the polymer chain due to the increase in the molecular weight distribution.

본 발명의 생분해성 수지 조성물 내에 상기 화학식 1의 디이소시아네이트가 포함되면 반응압출을 통해 폴리락틱산, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머가 다음의 화학식 2로 표시되는 연결 단위에 의해 결합된다.When the diisocyanate of Chemical Formula 1 is included in the biodegradable resin composition of the present invention, polylactic acid, polyethylene terephthalate, and thermoplastic polyester elastomer are bonded by a linking unit represented by the following Chemical Formula 2 through reaction extrusion.

Poly(lactic acid)-O-[CONH-R1-NHOC]-O- Poly(lactic acid)Poly (lactic acid) -O- [CONH-R 1 -NHOC] -O- Poly (lactic acid)

Poly(lactic acid)-O-[CONH-R1-NHOC]-O-PolyesterPoly (lactic acid) -O- [CONH-R 1 -NHOC] -O-Polyester

Polyester-O-[CONH-R1-NHOC]-O-PolyesterPolyester-O- [CONH-R 1 -NHOC] -O-Polyester

상기 화학식 1에서, R1은 C1 - C20 알킬렌, C6 - C20 아릴렌, C3 - C20 시클로알 킬렌, 또는 C8 - C20 아릴알킬렌이다.In Formula 1, R 1 is C 1 -C 20 alkylene, C 6 -C 20 arylene, C 3 C 20 cycloal chelene, or C 8 -C 20 arylalkylene.

본 발명의 생분해성 수지 조성물에는 상기 폴리락틱산 수지, 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지, 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머 수지 및 기핵제를 포함하는 기본 수지 조성물 100 중량부에 대하여 디이소시아네이트 화합물이 1 내지 4 중량부가 포함되는데, 보다 바람직하게는 2 내지 3 중량부가 포함된다. 본 발명의 조성물에 디이소시아네이트 화합물이 1 중량부 미만으로 포함되면 결정화 속도의 가속화되는 정도가 미미해지고, 4 중량부를 초과하여 포함되면 더 이상의 결정화 속도 상승은 기대할 수 없고 제조 단가만 상승하는 문제가 있을 수 있다.The biodegradable resin composition of the present invention contains 1 to 4 parts by weight of the diisocyanate compound based on 100 parts by weight of the basic resin composition including the polylactic acid resin, the polyalkylene terephthalate resin, the thermoplastic polyester elastomer resin and the nucleating agent. More preferably 2 to 3 parts by weight. When the diisocyanate compound is included in less than 1 part by weight of the composition of the present invention, the degree of acceleration of the crystallization rate is insignificant, and when it is included in excess of 4 parts by weight, no further increase in crystallization rate can be expected and there is a problem that only the manufacturing cost increases. Can be.

본 발명의 조성물은 물성을 개선하기 위하여 선택적으로 첨가제가 포함될 수 있다. 이러한 첨가제는 예를 들면, 산화방지제, 윤활제 또는 이들의 혼합물이 있다. 첨가제는 사용이 되다면 본 발명의 상기 폴리락틱산 수지, 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지, 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머 수지 및 기핵제를 포함하는 기본 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부가 포함되는데 0.01 중량부 미만으로 포함되면 첨가제의 충분한 효과를 나타낼 수 없고, 1 중량부를 초과하여 첨가되더라도 더 이상의 효과 상승은 기대할 수 없고 제조 단가만 상승하게 된다.The composition of the present invention may optionally contain additives to improve physical properties. Such additives are, for example, antioxidants, lubricants or mixtures thereof. If used, the additive is included 0.01 to 1 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin composition comprising the polylactic acid resin, polyalkylene terephthalate resin, thermoplastic polyester elastomer resin and nucleating agent of the present invention 0.01 weight If it is included in less than a part, it may not exhibit sufficient effects of the additive, and even if added in excess of 1 part by weight, no further increase in effect can be expected and only the manufacturing cost increases.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것 일뿐, 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited by the examples.

재료material

폴리락틱산(PLA): 네이처웍스(NatureWorks), 4032DPolylactic Acid (PLA): NatureWorks, 4032D

폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT): 삼양사, TRIBIT 1300Polybutylene terephthalate (PBT): Samyang Corporation, TRIBIT 1300

열가소성 폴리에스터 엘라스토머(TPEE): 삼양사, TRIEL 5400Thermoplastic Polyester Elastomer (TPEE): Samyang Corp., TRIEL 5400

마이카(Mica): 쿠라레이(Kuraray) 400WMica: Kuraray 400 W

상기 모든 소재는 80℃에서 5시간 동안 건조시킨 후 사용하였다.All the materials were used after drying for 5 hours at 80 ℃.

디이소시아네이트 화합물: 듀폰(Dupont), p-페닐렌 디이소시아네이트(PPDI) Diisocyanate compounds: Dupont, p-phenylene diisocyanate (PPDI)

산화방지제: 송원산업, Songnox1010; 시바(Ciba specialty chemicals), Seenox412s; 그레이트 레이크스(Great Lakes chemical), Alkanox240Antioxidants: Songwon Industry, Songnox1010; Ciba specialty chemicals, Seenox412s; Great Lakes chemical, Alkanox240

윤활제: 록시올(Loxiol) EP861Lubricant: Loxiol EP861

비교예Comparative example 1 내지 8 및  1 to 8 and 실시예Example 1 One

이축 압출기(twin screw extruder)를 사용하여 비교예 1 내지 8 및 실시예 1의 조성들을 하기 표 1에 나타낸 함량 별로 혼합하여 압출가공하고 80℃에서 4시간 진공건조 후 가공온도 240℃에서 사출 성형하였다.The composition of Comparative Examples 1 to 8 and Example 1 were mixed using the twin screw extruder according to the contents shown in Table 1, followed by extrusion processing, followed by injection drying at a processing temperature of 240 ° C. after vacuum drying at 80 ° C. for 4 hours. .

Figure 112007094804376-PAT00001
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물성측정Property measurement

열변형온도 측정Heat Deflection Temperature Measurement

비교예 1 내지 8 및 실시예 1에 따라 제조된 수지 조성물의 내열 특성을 측정하기 위해 사출 성형하여 시편을 준비하고, HDT(heat distortion temperature) 시험기(TOYOSEIKI, 6M-2)를 사용하여 ASTM D638방법에 따라 4.6kg/cm2 하중으로 열변형온도를 측정하였다. In order to measure the heat resistance characteristics of the resin compositions prepared according to Comparative Examples 1 to 8 and Example 1, a specimen was prepared by injection molding, and an ASTM D638 method was performed using a heat distortion temperature (HDT) tester (TOYOSEIKI, 6M-2). According to the heat deformation temperature was measured by 4.6kg / cm 2 load.

충격강도 측정Impact strength measurement

비교예 1 내지 8 및 실시예 1에 따라 제조된 수지 조성물의 충격강도를 측정하기 위해 사출 성형하여 ASTM D256방법으로 노치 컷(notch cut)된 시편을 준비하고, 충격시험기(CEAST, IT-98)를 사용하여 충격강도를 측정하였다.In order to measure the impact strength of the resin compositions prepared according to Comparative Examples 1 to 8 and Example 1 by injection molding to prepare a specimen notched cut by the ASTM D256 method, an impact tester (CEAST, IT-98) The impact strength was measured using.

열변형온도와 충격강도 측정으로부터 얻어진 결과를 하기 표 2에 정리 하였다. The results obtained from the heat deflection temperature and impact strength measurements are summarized in Table 2 below.

Figure 112007094804376-PAT00002
Figure 112007094804376-PAT00002

예비 실험을 통해 폴리락틱산의 기핵효과와 물성보강을 위해 마이카의 최적의 함량을 결정한 후 비교적 결정화 속도가 빠른 폴리부틸렌테레프탈레이트와 함께 블랜드 하였으나, 상기 표 2의 비교예 3에 나타난 바와 같이, 열변형온도는 3℃ 정도의 미미한 상승효과만 나타내었다. 열변형온도를 100℃ 이상으로 올리기 위해 폴리락틱산/폴리부틸렌테레프탈레이트/마이카 혼합물에 고분자사슬말단과 반응할 수 있는 p-페닐렌 디이소시아네이트를 1, 3, 5 중량부(비교예 6 내지 8)의 함량 별로 혼합하여 압출 가공하였다. 상기 표 2의 비교예 6 내지 8의 결과에서 볼 수 있듯이 p-페닐렌 디이소시아네이트를 3 중량부 이상 첨가 시 열변형 온도가 140℃ 이상으로 비교예 3과 비교해 높은 열변형온도를 나타내었고 p-페닐렌 디이소시아네이트의 함량이 증가할수록 열변형온도는 증가하여 p-페닐렌 디이소시아네이트의 반응압출이 폴리락틱산 혼합물의 열변형온도를 높이는데 효과적이고, 적절한 p-페닐렌 디이소시아네이트의 함량은 2 내지 3 중량부인 것으로 판단되었다. 이는 p-페닐렌 디이소시아네이트의 반응압출을 통한 동종의 고분자 또는 이종의 고분자 사슬말단의 화학적인 결합에 기인한 것으로 빠른 기핵형성으로 결정화 속도를 가속화 시켰고, 분자량 분포가 넓어짐으로 사슬의 움직임을 쉽게 해주었기 때문으로 판단되었다.Preliminary experiments were carried out to determine the optimum content of mica for the nucleation effect and physical properties reinforcement of polylactic acid, and then blended with polybutylene terephthalate having a relatively high crystallization rate, as shown in Comparative Example 3 of Table 2 above. The heat deflection temperature showed only a slight synergistic effect of about 3 ℃. 1, 3, 5 parts by weight of p-phenylene diisocyanate capable of reacting with polymer chain ends in a polylactic acid / polybutylene terephthalate / mica mixture to raise the heat deformation temperature to 100 ° C. or more (Comparative Examples 6 to 6). 8) was mixed by the content of the extrusion process. As can be seen from the results of Comparative Examples 6 to 8 of Table 2, when 3 parts by weight or more of p-phenylene diisocyanate was added, the heat deformation temperature was 140 ° C. or higher, which was higher than that of Comparative Example 3, and p- As the content of phenylene diisocyanate increases, the heat distortion temperature increases so that the reaction extrusion of p-phenylene diisocyanate is effective to increase the heat deformation temperature of the polylactic acid mixture. To 3 parts by weight. This is due to chemical bonding of homogeneous polymer or heteropolymer chain ends through reaction extrusion of p-phenylene diisocyanate, which accelerates crystallization rate by rapid nucleation, and facilitates chain movement by widening molecular weight distribution. It was judged because

충격강도의 경우 표 2의 비교예 7 및 비교예 8에서 확인 할 수 있듯이, p-페닐렌 디이소시아네이트를 사용한 반응압출가공 전 보다 오히려 소폭 감소하였다. 따라서 내열성과 충격강도를 동시에 향상시키기 위해서 충격보강제로 열가소성 폴리에스터 엘라스토머를 15 중량%(실시예 1) 첨가하였다. 표 2에서 보이는 것처럼 실시예 1은 열변형온도를 105℃ 정도로 낮추고 충격강도를 5.6kgf/cm2 정도로 높일 수 있어 폴리락틱산 혼합물의 충격강도를 높이는데 효과적인 것으로 판단되었다. 이는 폴리에스터 계통의 열가소성 폴리에스터 엘라스토머가 폴리락틱산 혼합물의 매트릭스 내에서 효과적으로 분산될 수 있기 때문으로 판단되었다.As can be seen in Comparative Example 7 and Comparative Example 8 of the impact strength, the impact strength was slightly reduced rather than before the reaction extrusion process using p-phenylene diisocyanate. Therefore, in order to simultaneously improve heat resistance and impact strength, 15% by weight of thermoplastic polyester elastomer (Example 1) was added as an impact modifier. As shown in Table 2, Example 1 can reduce the heat deflection temperature to 105 ℃ and increase the impact strength to 5.6kgf / cm 2 was determined to be effective in increasing the impact strength of the polylactic acid mixture. This was determined because the thermoplastic polyester elastomer of the polyester system can be effectively dispersed in the matrix of the polylactic acid mixture.

Claims (6)

(A) 폴리락틱산(PLA) 수지 30 내지 60중량%, 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지 15 내지 35중량%, 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머(TPEE) 수지 10 내지 20중량% 및 기핵제 10 내지 20중량%를 포함하는 기본 수지 조성물; 및 (B) 상기 기본 수지 조성물 100 중량부에 대하여 디이소시아네이트 화합물을 1 내지 4 중량부를 포함하는 생분해성 수지 조성물.(A) 30 to 60% by weight of polylactic acid (PLA) resin, 15 to 35% by weight of polyalkylene terephthalate resin, 10 to 20% by weight of thermoplastic polyester elastomer (TPEE) resin and 10 to 20% by weight of nucleating agent Basic resin composition containing; And (B) 1 to 4 parts by weight of the diisocyanate compound based on 100 parts by weight of the base resin composition. 제1항에 있어서, 산화방지제, 윤활제 또는 이것의 혼합물을 상기 기본 수지 조성물(A) 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.The resin composition according to claim 1, further comprising 0.01 to 1 parts by weight of an antioxidant, a lubricant, or a mixture thereof, based on 100 parts by weight of the base resin composition (A). 제1항에 있어서, 상기 폴리알킬렌테레프탈레이트는 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.The resin composition according to claim 1, wherein the polyalkylene terephthalate is at least one selected from polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate and polytrimethylene terephthalate. 제1항에 있어서, 상기 기핵제는 마이카(mica), 탈크(talc), 실리카(silica), 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 점토(clay) 및 셀룰로오스 섬유 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 조성물.The composition of claim 1, wherein the nucleating agent is at least one selected from mica, talc, silica, calcium carbonate, clay, and cellulose fibers. . 제1항에 있어서, 상기 디이소시아네이트 화합물은 p-페닐렌 디이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 조성물.The composition of claim 1, wherein the diisocyanate compound is p-phenylene diisocyanate. 폴리락틱산 수지와 폴리알킬렌테레프탈레이트, 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머 수지가 하기 화학식 2로 표시되는 연결 단위에 의해 결합되어 있는 생분해성 수지 조성물:Biodegradable resin composition wherein a polylactic acid resin, a polyalkylene terephthalate, and a thermoplastic polyester elastomer resin are bonded by a linking unit represented by the following general formula (2): [화학식 2][Formula 2] Poly(lactic acid)-O-[CONH-R1-NHOC]-O- Poly(lactic acid)Poly (lactic acid) -O- [CONH-R 1 -NHOC] -O- Poly (lactic acid) Poly(lactic acid)-O-[CONH-R1-NHOC]-O-PolyesterPoly (lactic acid) -O- [CONH-R 1 -NHOC] -O-Polyester Polyester-O-[CONH-R1-NHOC]-O-PolyesterPolyester-O- [CONH-R 1 -NHOC] -O-Polyester 상기 화학식에서, R1은 C1 - C20 알킬렌, C6 - C20 아릴렌, C3 - C20 시클로알킬렌, C8 - C20 아릴알킬렌, 또는 C7 - C20 알킬아릴렌이다.In the above formula, R 1 is C 1 -C 20 alkylene, C 6 C 20 arylene, C 3 C 20 cycloalkylene, C 8 -C 20 arylalkylene, or C 7 -C 20 alkylarylene.
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