생분해성섬유소재 기술개발동향 -...
TRANSCRIPT
생분해성 섬유소재
기술개발동향
2004. 11
목 차
Ｉ. 서 론 ························································································35
Ⅱ. 본 론 ························································································38
1. 기술 개요 ················································································ 38
(1) 옥수수의 발효 루트 ··············································································39
(2) PLA의 제조 ···························································································41
(3) PLA의 특징 ···························································································42
(4) PLA의 분해거동 ····················································································43
(5) 섬유 및 수지와의 비교 ·········································································45
2. 해외기술동향 ··········································································· 47
(1) 주원료가 감자인 PLA 해외기술 동향 ··················································47
(2) 주원료가 옥수수인 PLA 해외기술 동향 ··············································48
(3) PLA 섬유의 용도 ··················································································49
Ⅲ. 결 론 ························································································50
∙참고문헌 ······················································································52
35
생분해성 섬유소재 기술개발동향
I. 서 론
일반적으로 고분자재료는 기존의 잘 알려진 재료보다 값싸고 다
양한 용도로 사용되고 있지만, 수명이 다하여 처분을 하려할 때 자
연적으로 완전히 분해되기 위해서는 종류에 따라서 수백 년이 걸
리는 단점을 가지고 있다. 따라서 분해시간을 단축하기 위해서는,
에너지를 강제로 부여해야 되는데 이런 경우 다양한 종류의 오염
물질이 배출되는 것을 막을 수 없다. 그러므로 이러한 한계를 극복
하고자 훨씬 빠른 시간 내에 자연적으로 분해 되는 능력을 가지는
고분자재료에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 고분자
를 생분해성 고분자라 하고, 그러한 고분자를 이용하여 제조된 섬
유를 생분해성 섬유라 한다. 일본의 통상성의 ‘생분해 플라스틱 실
용화 위원회’(1995)는 생분해성 고분자의 잠재수요는 약 300만 톤
으로 전체 플라스틱 생산량의 23%를 대체할 것으로 전망한 바 있
고, 일본의 ‘미래기술예측’(1998)에서는 생분해성 플라스틱 시장은
2000년에 929억, 2010년에 6,000억, 그리고 2020년에 1조 3,828억이
될 것이라고 예측한 바 있다. 각종 환경대책과 맞물려 고분자 연구
분야에서도 큰 변화가 이루어지고 있음을 의미한다[1-3].
이 중에서 생분해성 섬유는 ‘미생물에 의해 섬유내의 도입된 사
슬이 절단되어 무기물화 되는 섬유’로 정의된다. 생분해성 섬유의
생분해 과정에 영향을 미치는 인자로는 환경, 산소, 온도, 습도, pH,
미량의 무기물, 염, 영양물(nutrients), 고분자의 성질과 같은 것들
을 들 수 있다. 생분해성 섬유의 주 용도는 <표 1> 과 같다.
<표 1> 생분해성 섬유의 용도
구 분 용 도
위생, 의료용 기저귀, 생리용품, 봉합사, 가제 등
가정용품 일용잡화품, 야외 레져용품 등
공업자재 포장재 등
토목, 건축 植生用 Net, 植生用 Mat 등
농 업 간이 피복재, 결속 Tape 등
수산업 해초망, 어망 등
환경친화적이며 폐기물의 부담이 적은 생분해성 섬유의 장점에
도 불구하고 생분해성 고분자에 비하여 생분해성 섬유는 제조의
난점 및 내구성 부족으로 인하여 그 연구 및 제품생산은 매우 미
미한 실정이다. 합성섬유와 유사한 물리화학적 성질 및 기계적 성
질을 가지면서 생분해가 가능한 생분해성 섬유에 대한 연구는
1970년대 석유파동 이후 세계적으로 관심을 끌게 되었다. 근래에
생분해성 섬유소재 기술개발동향 37
전 세계적으로 ‘지구환경보호운동’이 활발히 전개되면서, 유럽 등
지에서는 비분해성 포장제에 세금을 부과하거나, 생분해되는 포장
제 사용을 의무화하는 추세에 있으며, 한국에서도 1999년부터 분
해 되지 않는 일회용 포장제 사용을 금지하였다. 이러한 추세로 볼
때, 생분해성 고분자의 섬유는 무한한 잠재력을 가지고 있다고 볼
수 있다. 이러한 잠재력이 있음에도 불구하고 생분해성 섬유는 아
직 일반합성섬유에 비해 5-10배정도 생산단가가 높고 대량 생산
을 하는데 어려움이 많을 뿐 아니라 특성에 따른 용도개발이 이루
어져 있지 않아 그 실용화가 미미한 실정이다. 생분해성 섬유의 개
발은 보통 분해성 고분자의 연구와 병행된다. 분해성 고분자는 수
분 및 미생물에 의하여 분해되는 생분해성과 빛에 의하여 분해되
는 광분해성으로 크게 나뉜다. 또한, 고분자 matrix 자체가 분해되
는 matrix 분해형과 첨가된 전분이나 금속화합물이 스스로 분해되
거나 분해를 촉진하는 첨가형(생붕괴성 고분자)으로 분류할 수 있
다. 전분첨가형이나 금속화합물 첨가형이 가격이 저렴하고 현재의
가공 기술을 직접 응용하는 장점이 있으나 분해속도의 느리다는
단점을 가지고 있다[4-14].
저분자량을 갖는 다양한 종류의 합성 화합물들이 생분해성을 나
타내는데 반하여, 합성된 고분자 화합물들은 거의 생분해성을 띠지
않지만, 합성 고분자들 중에서 일반적으로 지방족(aliphatic)
polyester는 생물학적 공격을 받기 쉬운 것으로 알려져 있다. 전분
과 cellulose 및 그 유도체들을 중심으로 한, 수많은 다당류와 플라
스틱의 blends가 연구되어 왔는데 아주 최근에 다당류-플라스틱
blends가 얼마간 생분해성을 가진다고 하여 상당한 관심을 끌고 있
다. 이 blend는 환경적인 문제가 상존하는 비생분해성 플라스틱을
대체할만한 좋은 소재로 제시되고 있으며 주요 분해성 물질로는
starch와 polyethylene 또는 starch polyethylene (LDPE, low
density polyethylene)과 ethylene-co-acrylic acid(EAA)의 혼합물
이 있다[1,13,14].
생분해성 섬유소재로는 옥수수 또는 감자로부터 얻어지는 Polyl-
actic acid(PLA), 재생 Cellulose인 Tencel, 우유함입레이온, Chito-
san을 혼입한 섬유, 기타 거미줄 등이 있는데, 본 고에서는 특히
PLA에 대한 기술적 특징을 고찰해 본다.
Ⅱ. 본 론
1. 기술 개요
Poly(lactic acid) (PLA)(<그림 1>)는 1932년 Carothers가 진공
하에 유산(lactic acid)를 가열하여 저분자의 유지를 제조한 것이 시
초가 되었다. 이것을 DuPont의 Ethicon이 연구를 계속하여 자연적
으로 분해되는 의료용 봉합사 및 이식부품 등의 용도로 개발하였지
만 값이 너무 비싼 단점이 있었다. 비싼 제조원가를 줄이려는 노력
에 힘입어 최근에는 옥수수를 발효하여 유산을 제조하는 방법이 개
발됨으로써 다시 주목을 받기 시작하였다. 즉, 옥수수에서 전분을
생분해성 섬유소재 기술개발동향 39
발효시킴으로써 글루코스를 거쳐 유산으로 되면, 이를 축합중합하
여 폴리에스테르나 폴리아마이드 등과 같은 용융방사 및 성형이 가
능한 고분자를 얻을 수 있다. 폐기시에는 이를 매립하여 콘포스트
화 또는 농업자재화 등을 통해 토양중의 미생물 작용으로 탄수화물
과 물로 분해된다. 가네보합섬은 1994년 이러한 폴리유산섬유를 실
용화하기에 이르렀다[15-18].
<그림 1> PLA의 분자 구조
(1) 옥수수의 발효 루트
락트론은 아래 <그림 2>에서 알 수 있듯이, 「옥수수」의 「전분」
을 발효시켜, 「Glucose」를 거쳐 「Lactic Acid」로 되고, 이것을 축
합반응으로 하여 PLA(Polylactic Acid)가 만들어진다[17,19-25].
<그림 2> 락트론의 자연 순환계
이것을 Polyester나 나이론과 같이, 용융방사, 용융성형 등으로
상품화시키며, 폐기시에는 흙속의 미생물 작용에 의해 탄산가스와
물로 분해된다. 다시 이것을 옥수수의 재배에 사용하는 자연순환
고리를 형성하게 하는 탈석유 자연순환의 생태학적 수지/섬유인 것
이다.
옥수수는 Starch(전분), Gluten, Hull & Fiber(외피, 깍지), Germ
(배아)으로 구성되어 있다. 옥수수의 65%는 전분(Starch)으로 되어
있으며 발효로 포도당(Gluten)을 거쳐 Lactic Acid가 된다. 이때 L
체가 주로 생성되며, 소량의 D체를 포함한 광학이성체가 만들어진
다. 이것을 가지고 탈수축합에 의해 결정성 혹은 비결정성 PLA를
제조한다. 발효 루트는 <그림 3>와 같다.
생분해성 섬유소재 기술개발동향 41
<그림 3> 옥수수의 발효 루트
(2) PLA의 제조
옥수수는 전분, 부질, 피질 및 섬유질, 배아 등으로 구성되어 있
는데, 이중 부질은 단백질 혼합물로서 isopropanol 희박용액에 의해
zein이 형성된다. 이 zein을 원료로 옥수수 단백질 섬유가 제조된
다. 옥수수의 65%를 차지하는 전분은 발효에 의해 glucose를 거쳐
PLA의 원료인 lactic acid가 된다. 이때 lactic acid는 광학이성질체
로 L체를 주체로 D체가 혼합되어 있는 상을 형성한다. Lactic acid
는 탈수축합에 의해 결정성 혹은 비결정성 PLA가 형성된다. 화학
적으로 합성을 할 경우에는 D 및 L체가 동량일 경우 무정형의 융
점이 낮은 수지를 얻지 못하는 단점이 있다. Lactic acid의 중합방
법은 크게 직접중합법과 간접 중합법으로 나뉠 수 있다[17,26,27].
직접중합법은 용융축합에 의한 중합법과 용제 중에서의 탈수축합
법이 가능한데, 이중 용융축합중합법은 아직 실험실 단계이다. 용
제 중에서 탈수축합에 의한 중합을 행할 경우, 잔존 monomer의 제
거, 중합후의 monomer와 용제의 분리공정으로 특별한 공정은 필
요 없지만 용제의 회수, 정제, 중합물의 재용융에 의한 chip화 공정
이 필요하다.
간접중합법은 lactic acid를 가열 용융시켜 oligomer화하여 이를
촉매 존재하에 가열 용융하여 발생하는 lactide를 감압유법으로 정
제하여 제조한 후, 촉매존재 하에 가열 용융하면 개환이 되어 분자
량 10∼20만 정도의 PLA를 얻을 수 있는 방법이다. 이 개환중합
은 평형반응에서 10% 정도의 lactide가 존재하기 때문에 얻어진
중합물중에서 잔존하는 lactide를 1% 이하로 제거해야 한다. 개환
중합법은 직접중합과 달리 부산물로서 무리 발생하지 않으며 중합
계를 진공으로 할 필요가 없으며 중합설비가 단순하다는 장점이
있다.
(3) PLA의 특징
PLA는 나선형의 일차원 구조를 가지고 있으며 다른 지방족 폴리
에스터보다 융점이 높은 특성을 지니고 있다. 또한 2차 전이온도를
가지고 있지만, 분자구조가 단단하여 성형제품을 제조할 경우 내충
격성에 약한 단점을 보인다. Monomer로서의 lactic acid는 D 및 L체
로 구성된 광학 이성질체로, D체와 L체의 비율을 변화시킴으로써
다양한 물성을 갖는 PLA를 얻을 수 있다. Lactide 역시 D체, 중간체
생분해성 섬유소재 기술개발동향 43
및 L체의 광학적 이성질체의 혼합물이지만 생성비는 용이하게 제어
가능하다. 이 경우에, PLA는 L-lactide unit중에 D-lactide unit이 혼
재되어 있다고 여겨진다. 일반적으로 PLA의 용융온도는 D체의 비
율이 증가할수록 감소하는 경향을 보인다[28].
PLA는 외관에 있어서 투명하다는 장점이 있다. 융점도 다른 수
지에 비해 높으며 인장강도는 월등히 높으며 파단신도가 극히 작다
는 것이 특징이라 할 수 있다. 섬유의 열거동 및 기본물성의 측면
에서 보면, 융점에 있어서의 큰 차이를 제외하고는 poly L-lactic
acid는 다른 생분해성 섬유보다도 PET와 가장 유사하다.
(4) PLA의 분해거동
PLA의 분자 내에서의 가수분해 과정을 <그림 4>에 나타내었다.
락토론의 분해거동은 강도저하를 관찰함으로써 알 수 있는데, 58°C
의 해수 내에서는 400일이 지난 후에는 50% 정도의 강도 저하율을
보이며, 같은 온도의 토양 내에서는 400일 후에 85% 정도의 강도
저하율을 보인다[29,30].
락토론과 같은 생분해성 섬유는 그 분해능이 해수 내에서 보다
토양 내에서 더 빠르다는 것을 의미한다. 생분해성 고분자로서의
PLA는 생분해 능력을 가지고 있지만 양모, 면 등의 천연섬유에 비
하면 분해속도가 느리다. 특히 락토론은 결정성이 높고 2차 전이온
도가 상온보다 상당히 높기 때문에 그만큼 분해가 어려운 것으로
알려져 있다. 락토론은 셀룰로오스에 비해 초기 분해율은 크게 떨
어지나, 방치일수가 30일을 넘게 되면 오히려 분해율이 역전되는
것을 관찰할 수 있다. 즉, 셀룰로오스는 초기 분해속도가 빠른 대신
70% 정도의 분해율로 유지되지만, 락토론의 경우에는 초기 분해속
도가 느린 대신 시간이 더욱 흐르면 90% 이상의 분해율에서 유지
된다.
<그림 4> PLA의 가수분해
O
O
CH
O
O
CH
O
O
CH
O
O
CH
O H
n
O H
H
O
O
CH
O
O
CH
O
O
CH
O
O
CH
O H
n
HO
O
O
CH
O
O
CH
O
O
CH
O
O
CH
O H
n
O
H
일반적으로 생분해성 고분자의 분해는 수분의 침투가 비교적 용
이한 비결정영역의 파괴에 의한 구조적 파괴에 기인한다고 알려져
생분해성 섬유소재 기술개발동향 45
있다. 이러한 구조적 파괴는 섬유말단의 카르보닐기에 물분자가 공
격하여 가수분해 됨으로써 반응이 시작된다.
(5) 섬유 및 수지와의 비교
PLA 섬유의 성질을 먼저 Polyester 섬유와 비교해보면 다음 <표
2>와 같다. 옥수수 섬유의 생분해성은 토양에 묻을 경우에 전체 무
게 변화는 관찰되지 않을지라도, 강도저하와 함께, 2-3년에 걸쳐
완전히 분해되며 해수에 잠길 경우에도 토양에 묻힐 경우와 유사한
거동을 보인다.
<표 2> 옥수수 섬유와 PET의 물성 비교
Corn FiberPolyester fiber
Multifilament Monofilament
강력 (cN/dtex) 4.0-4.8 4.0-4.4 4.0-4.8
신도 (%) 30-40 25-35 30.-40
Modulus (kg/㎟) 400-600 400-600 1100-1300
결정화도 (%) over 70 over 70 50-60
녹는점 (℃) 175 175 65
일반적으로 poly(lactic acid) 중에서 L체만으로 조성된 PLLA
(poly-L-lactic acid)는 PET와 인장탄성계수에 있어 거의 유사한
물성을 보인다. PLA는 색상과 같은 외관상의 특성 및 굽힘강성 등
에서 특히 우수하고, 융점도 다른 것에 비해 높은 편이지만 의류용
으로 사용하기에는 아직 충분하지 못하다. 충격강도가 낮은 것은
PLA의 조밀한 구조의 영향이 크다[31-34]. <표 3>은 각종 생분해
성 수지의 물성을 보여준다.
<표 3>에서 보는 바와 같이 PLA는 외관에 있어서 투명하다는
장점이 있다. 융점도 다른 수지에 비해 높으며 인장강도는 월등히
높으며 파단 신도가 극히 작다는 것이 특징이라 할 수 있다. <표
4>에는 생분해성 섬유의 화학구조와 물성을 나타내었다. 섬유의
열거동 및 기본물성의 측면에서 보면, 융점에 있어서의 큰 차이를
제외하고는 poly L-lactic acid는 다른 생분해성 섬유보다도 PET와
가장 유사함을 알 수 있다.
<표 3> 각종 생분해성 수지의 물성
수지종류
및
생산업체
PLA
지방족
Polyester
(BD/SA)
Polycaprola
ctamP(HB-HV) 전분/PVA계
도율제작소 소화고분자 다이셀화학 제네카 일본합성화학
비 중 - 1.27 1.26 1.14 1.23 1.28
융 점 ℃ 171 113 57 154 132
외 관 - 투 명 유백색 유백색 유백색 유백색
인장강도
파단신도
굴곡강도
굴곡탄성율
충격강도
㎏/㎠
%
㎏/㎠
㎏/㎠
㎏㎝/㎝
590
2
730
30,400
2.4
310
350
320
6,500
7.5
150
430
160
3,600
N.B
240
7
250
9,300
7.6
220
125
300
10,300
2.1
생분해성 섬유소재 기술개발동향 47
<표 4> 생분해성 섬유의 화학구조와 물성
섬유명 일 차 구 조
융 점결정화
온도
유리전
이온도섬유물성
Tm(℃) Tc(℃) Tg(℃)강도
(g/d)
영율
(g/d)
PLA H-(OCH(CH3)CO)n-OH 175 105 57 5.5 68
카프로락탐 H-(O(CH2)5CO)n-OH 60 22 -60 4.0-5.5 10-20
폴리부틸렌
사쿠시네트H-(O(CH2)4OOCC2H4CO)n-OH 116 77 -3.2 4.5-5.5 15-25
PET H-(OC2H4OOC(CH)6CO)n-OC2H4OH 256 170 69 4.5-5.5 100-110
2. 해외기술동향
(1) 주원료가 감자인 PLA 해외기술 동향
◦Argonne 국립 연구소
PLA 기술에 대한 licensing에 관해 일본계 회사인 Kyowa
Hakko (USA)와 계약을 체결하였는데, Argonne은 감자 폐기
물을 공급원으로 하는 발효 공정에 의해 lactic acid를 생산하
는 기술을 보유하고 있다. Lactic acid의 축합중합에 의해 저분
자량의 PLA가 합성되며, 이 PLA는 coupling agent에 의해 서
로 이어져 고분자량의 PLA가 되는데, 이런 고분자의 성질은
좋은 기계적 물성을 갖는데 필수적인 요소가 된다[17].
◦Cargill and Ecochem Technologies
lactic acid를 그 dehydrated dimer(lactide)로 전환한 후, 개환
중합에 의해 고분자량을 갖는 PLA를 합성하는 2단계 공정에
대한 기술을 보유하고 있다[1-3,17].
◦Battelle
상업용 포장재에서의 PLA 사용에 관심을 갖고 Golden
Technologies와의 공동 사업(체)을 통해 이의 연구․개발에 뛰
어들었다.
(2) 주원료가 옥수수인 PLA 해외기술 동향
◦Cargill, lnc.(Dow Chemiacal사의 주요 농업관련 사업 업체)
옥수수 알갱이를 고분자 제조 원료로 이용하여 필름이나 포장
재질의 용도로 사용하는 고분자를 만드는 기술을 이용하여 양
사가 동등한 비율의 투자를 하고, 이 신기술을 이용한 고분자
제품은 세계최초로 대량생산체제를 갖춘 것으로서 세계시장에
서 수십억 달러의 시장성을 갖고 있는 것으로 전망된다고 한
다. 공장은 네브라스카 지역에 설립될 계획이며 이 지역은 미
국 내에서 옥수수의 주요 원산지로서 2001년경 완공을 목표로
하고 있다. 이 기술을 이용하여 현재의 옥수수뿐만 아니라 쌀
과 밀을 원료로 이용할 수 있을 것으로 전망하고 있으며 향후
에도 지속적으로 새로운 재생성 원료를 이용하게 될 것이라고
생분해성 섬유소재 기술개발동향 49
한다. 일본의 패션 디자이너인 ‘Mizoke’는 이미 이 PLA 고분자
섬유를 이용한 의류 모델을 선보인 바 있다[1,3,17].
◦Kanebo(일)의 생분해성 폴리젖산 소재 RACTRON
락트론은 종래의 합성섬유와 동등한 초기 강력을 유지하며 통
상의 용도에 대해서 충분히 실용성이 있으며, 그것도 사용후에
퇴비화가 되면 이산화탄소와 물로 분해되는 자연소재이다. 현
재 미국의 CDP사와 제휴로 락트론 시장 개척에을 적극 추진
하고 있으며 생활자재, 토목 및 건축 자재, 농업 및 원예자재,
의류, 포장자재 등의 분야로 전개 예정이다.
(3) PLA 섬유의 용도
옥수수 섬유로서의 PLA 섬유는 염색가공 분야, 의류분야, 재봉
사 및 산업용도로 전개가 가능하다. 염색가공 분야로의 적용에 있
어서, PLA 섬유의 염색은 폴리에스터의 염색 및 가공 방법을 따라
야 한다. PLA는 분류상 지방족 폴리에스터류에 속하기 때문이다.
PLA 섬유는 열수축률이 비교적 높고 내열성이 좋지 않으며 알칼
리에 약한 특징을 보이므로 정련조건, 열고정 온도, 건조온도 및 시
간조건에 특히 주의를 기울일 필요가 있다. 또한 PLA섬유에 손쉽
게 적용할 수 있기 위해서는 적당한 분자량 및 분자구조의 염료를
개발할 필요가 있다. PLA 섬유는 내광성 등 실용화에 중점을 두고
4급 이상의 염색 견뢰도를 얻을 수 있는 방법을 모색해야 한다. 또
한 특수한 색상에 대해서는 아직도 문제가 많으므로 해결해야할 과
제이다.
PLA 섬유는 면, 양모, 견 등 천연섬유나 레이온과 같은 재생섬
유와의 혼용을 통해 다양한 의류상품으로의 전개가 가능하다. 또
한 기존에 없는 청량감을 주는 소재로서의 가능성을 담고 있으며,
굴절률과 광 반사율이 낮으며 선명한 심색성을 가진 독특한 특성
을 가진 제품으로의 전개가 기대된다. 구체적인 용도로는 블라우
스, 드레스, 내의, 스포츠웨어, 안감지용 등이 있다. 산업용도로는
식물의 생육용 및 이식용 용기로의 적용이 가능하다. 그리고 기타
종이, 부직포, 포장재료, 필터, 가정용 잡화, 그리고 레저용품 등에
적합하다. 즉, 방충망, 네트, 낚시줄, 로프, 모기장 등에 적용이 가
능하다[1].
Ⅲ. 결 론
생분해성 섬유의 이용에 있어서 가장 큰 문제는 비용과 용도전
개이지만, 환경문제에 민감한 유럽연합 지역에서는 고분자 재활용
비용을 함께 고려해 볼 때, 생분해성 섬유는 점점 경쟁력을 갖게
될 것이다. 그러나 미국에서는 분해성에 대한 상업적 가치가 거의
없거나 매우 적기 때문에 훨씬 더 큰 비용 절감이 이루어져야만
시장에서 경쟁력을 갖고 광범위하게 이용될 수 있을 것이다. 이 생
분해성 섬유 제품들이 아직까지는 레져 의류에까지 이용될 만큼의
생분해성 섬유소재 기술개발동향 51
물성을 갖지는 못하지만 일회용 의료 가운 등에는 제한적으로 이
용될 수 있을 것이다. 특히 생분해성 섬유의 최적 사용처는 폐기물
의 저하보다는 수술용 봉합사임을 고려할 때, 적절한 인체적합성
을 갖는 방향으로의 연구개발이 지속될 것이다. 생분해성에 대한
계속적인 연구 개발을 통해 생분해성 섬유의 생분해와 적정 용도
전개 및 확대의 관계를 규명하는데 필요한 자료를 충분히 확립해
야 하며, 그럼으로써 기존 및 새로운 시장을 위한 생분해성 섬유
상품들이 많이 개발될 것이다. 생분해성 섬유는 수술용 봉합사 및
일회용 부직포와 Tencel과 같은 의복용 섬유를 목표로 그 개발 방
향이 설정되어 있다. 부가가치가 높은 수술용 봉합사와 같이 이러
한 생분해성 섬유는 폐원료를 이용할 수 있다는 원료적인 측면과
친환경적이라는 장점을 가지고 있다. 그러나 적극적인 용도전개와
적절한 생분해성의 조합문제를 우선해야 한다는 절실한 과제를 안
고 있다. 특히 년 간 6조원의 관련 시장을 갖고 있는 재생 셀룰로
오스 분야와 500 pounds 이상의 생분해성 플라스틱에 응용이 가
능한 PLA 분야가 가능성이 매우 높은 생분해성 섬유 개발 분야의
주류가 될 것이다.
참고문헌
1. 한국식품개발연구원, 생분해성의 새로운 포장용 필름 개발, 보
고서 번호 E2126-0272, 1992.
2. www.froxg.org, 친환경 천연소재 섬유
3. www.froxg.org, 생분해성 섬유소재
4. D. Cohn and A. Hotovely Salomon, Designing biodegradable
multiblock PCL/PLA thermoplastic elastomers, Biomaterials,
In Press, (2004).
5. J.W. Lee, Y.H. Kim, K.D. Park, K.S. Jee, J.W. S. and S.B.
Hahn, Importance of integrin 1-mediated cell adhesion on
biodegradable polymers under serum depletion in mesen-
chymal stem cells and chondrocytes, Biomaterials, 25, 1901
(2004).
6. S.-J. Park and S.-H. Kim, Preparation and characterization
of biodegradable poly(l-lactide)/poly(ethylene glycol) micro-
capsules containing erythromycin by emulsion solvent evap-
oration technique, Journal of Colloid and Interface Science,
271, 336 (2004).
7. G. Biresaw and C. J. Carriere, Compatibility and mechanical
참고문헌 53
properties of blends of polystyrene with biodegradable poly-
esters, Composites Part A : Applied Science and Manu-
facturing, 35, 313 (2004).
8. H. Arimura, Y. Ohya, T. Ouchi and H. Yamada, Preparation
of a biodegradable matrix through polyion complex for-
mation by mixing polylactide-based microspheres having
oppositely charged surfaces, Journal of Colloid and Interface
Science, 270, 299 (2004).
9. F.-L. Mi, S.-S. Shyu, Y.-M. Lin, Y.-B. Wu, C.-K. Peng
and Y.-H. Tsai, Chitin/PLGA blend microspheres as a bio-
degradable drug delivery system: a new delivery system for
protein, Biomaterials, 24, 5023 (2003).
10.X. Cao, A. Mohamed, S. H. Gordon, J. L. Willett and D. J.
Sessa, DSC study of biodegradable poly(lactic acid) and
poly(hydroxy ester ether) blends, Thermochimica Acta, 406,
115 (2003).
11.Q. Cai, Y. Wan, J. Bei and S. Wang, Synthesis and charac-
terization of biodegradable polylactide-grafted dextran and
its application as compatilizer, Biomaterials, 24, 3555 (2003).
12.C.-C. Chen, J.-Y. Chueh, H. Tseng, H.-M. Huang and
S.-Y. Lee, Preparation and characterization of biodegradable
PLA polymeric blends, Biomaterials, 24, 1167 (2003).
13.김재현, 박태현, 신동명, 이성호, 한귀영, 전분이 함유된 폴리에
틸렌 필름의 곰팡이에 의한 생분해 특성, 한국생물공학회지, 9,
412 (1994).
14.이찬우, Terephthalate가 도입된 PBS 공중합체의 제조 및 생
분해 특성, 한국섬유공학회지, 40, 330 (2003).
15.S. F. El-Amin, H. H. Lu, Y. Khan, J. Burems, J. Mitchell,
R. S. Tuan and C. T. Laurencin, Extracellular matrix pro-
duction by human osteoblasts cultured on biodegradable
polymers applicable for tissue engineering, Biomaterials, 24,
1213 (2003).
16.H. Shinoda, Y. Asou, T. Kashima, T. Kato, Y. Tseng and
T. Yagi, Amphiphilic biodegradable copolymer, poly(as-
partic acid-co-lactide): acceleration of degradation rate and
improvement of thermal stability for poly(lactic acid),
poly(butylene succinate) and poly (-caprolactone), Polymer
Degradation and Stability, 80, 241 (2003).
17.황선일, 생분해성 플라스틱의 기술개발 동향, 한국과학기술정
보연구원, 기술동향분석 보고서, (2002).
18.L. Lu, M.J. Yaszemski and A.G. Mikos, Retinal pigment ep-
ithelium engineering using synthetic biodegradable polymers,
Biomaterials, 22, 3345 (2001).
19.O. Martin and L. Averous, Poly(lactic acid): plasticization
and properties of biodegradable multiphase systems,
Polymer, 42, 6209 (2001).
참고문헌 55
20.G. Schmack, D. Jehnichen, R. Vogel, B. Tandler, R.
Beyreuther, S. Jacobsen and H.-G. Fritz, Biodegradable fi-
bres spun from poly(lactide) generated by reactive extrusion,
Journal of Biotechnology, 86, 151 (2001).
21.L. Lu, K. Nyalakonda, L. Kam, R. Bizios, A. Gopferich and
A.G. Mikos, Retinal pigment epithelial cell adhesion on novel
micropatterned surfaces fabricated from synthetic bio-
degradable polymers, Biomaterials, 22, 291 (2001).
22. J.C. Middleton and A.J. Tipton, Synthetic biodegradable pol-
ymers as orthopedic devices, Biomaterials, 21, 2335 (2000).
23.A. Lucke, J. Teßmar, E. Schnell, G. Schmeer and A.
Gopferich, Biodegradable poly(,-lactic acid)-poly(ethylene
glycol)-monomethyl ether diblock copolymers: structures and
surface properties relevant to their use as biomaterials,
Biomaterials, 21, 2361 (2000).
24.R.A. Jain, The manufacturing techniques of various drug
loaded biodegradable poly(lactide-co-glycolide) (PLGA) de-
vices, Biomaterials, 21, 2475 (2000).
25.A. Breitenbach, K. F. Pistel and T. Kissel, Biodegradable
comb polyesters. Part II. Erosion and release properties of
poly(vinyl alcohol)-g-poly (lactic-co-glycolic acid), Polymer,
41, 4781 (2000).
26.A. T. Metters, K. S. Anseth and C. N. Bowman,
Fundamental studies of a novel, biodegradable PEG- b-PLA
hydrogel, Polymer, 41, 3993 (2000).
27.R. Ghaderi, P. Artursson and J. Carlfors, A new method for
preparing biodegradable microparticles and entrapment of
hydrocortisone in -PLG microparticles using supercritical
fluids, European Journal of Pharmaceutical Sciences, 10, 1
(2000).
28.A. Rothen-Weinhold, K. Besseghir, E. Vuaridel, E. Sublet, N.
Oudry, F. Kubel and R. Gurny, Injection- molding versus
extrusion as manufacturing technique for the preparation of
biodegradable implants, European Journal of Pharmaceutics
and Biopharmaceutics, 48, 113 (1999).
29.A. G. A. Coombes, E. C. Lavelle and S. S. Davis,
Biodegradable lamellar particles of poly(lactide) induce sus-
tained immune responses to a single dose of adsorbed pro-
tein, Vaccine, 17, 2410 (1999).
30.Y.-Y. Huang, T.-W. Chung and T.-W. Tzeng, A method
using biodegradable polylactides/polyethylene glycol for drug
release with reduced initial burst, International Journal of
Pharmaceutics, 182, 93 (1999).
31.Y. Li, C. Volland and T. Kissel, Biodegradable brush-like
graft polymers from poly(D,L-lactide) or poly(D,L-lac-
tide-coglycolide) and charge-modified, hydrophilic dextrans
참고문헌 57
as backbone?in-vitro degradation and controlled releases of
hydrophilic macromolecules, Polymer, 39, 3087 (1998).
32.L. Wang, W. Ma, R. A. Gross and S. P. McCarthy,
Reactive compatibilization of biodegradable blends of poly
(lactic acid) and poly(-caprolactone), Polymer Degradation
and Stability, 59, 161 (1998).
33.Y. Li, J. Nothnagel and T. Kissel, Biodegradable brush-like
graft polymers from poly(-lactide) or poly(-lactide-co-
glycolide) and charge-modified, hydrophilic dextrans as
backbone-Synthesis, characterization and in vitro degrada-
tion properties, Polymer, 38, 6197 (1997).
34.F. -D. Kopinke, M. Remmler, K. Mackenzie, M. Moder and
O. Wachsen, Thermal decomposition of biodegradable poly-
esters-II. Poly(lactic acid), Polymer Degradation and
Stability, 53, 329 (1996).