KR102592484B1 - 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품 - Google Patents

열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품 Download PDF

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Abstract

중량평균분자량이 250,000 내지 350,000g/mol인 제1스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 10 내지 50중량%, 및 중량평균분자량이 100,000 내지 200,000g/mol인 제2스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 50 내지 90중량%를 포함한 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 100중량부; 및 폴리올레핀 수지 1 내지 25중량부; 를 포함한 열가소성 수지 조성물, 및 이로부터 형성된 성형품이 개시된다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND ARTICLE PRODUCED THEREFROM}
열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 친환경적이며, 가공성, 유연성, 탄성복원성, 경량성, 내구성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품에 관한 것이다.
PVC 제품은 이들의 뛰어난 물성, 저렴한 가격 등으로 인해 오래 전부터 일반적으로 사용되어 왔다. 그러나, 종래 PVC 소재는 프탈레이트계 가소제의 유출에 의한 유연성 및 내구성 저하, 내분비계 장애의심물질인 염소 및 다이옥신 발생에 의해 체내에 해로운 물질을 발생시켜 애완 용품 소재로 사용하기에 적합하지 않았다. 이에 대체 소재로서 실리콘계 수지, 고무류 등이 연구되었지만, 종래 PVC 소재 대비 기계적 물성 저하, 상용성 및 생산성 저하로 인해 제조가 힘들고, 원료 수지가 고가라는 단점이 있었다. 따라서, 애완 용품 소재로서 적합한, 종래 PVC 소재가 갖는 우수한 물성, 가공성을 가짐과 동시에 친환경적인 대체 소재의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 친환경적이며, 가공성, 유연성, 탄성복원성, 경량성, 내구성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된 성형품을 제공하는 것이다.
1. 일 측면에 따르면, 열가소성 수지 조성물이 제공된다. 상기 조성물은 중량평균분자량이 250,000 내지 350,000g/mol인 제1스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 10 내지 50중량%, 및 중량평균분자량이 100,000 내지 200,000g/mol인 제2스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 50 내지 90중량%를 포함한 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 100중량부; 및 폴리올레핀 수지 1 내지 25중량부; 를 포함할 수 있다.
2. 상기 제1 구현예에서, 상기 제1스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체는 ASTM D1238에 의거하여 230℃, 2.16kg 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt-flow Index: MI)가 1 내지 7g/10분이고, 상기 제2스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체는 10 내지 30g/10분일 수 있다.
3. 상기 제1 또는 제2 구현예에서, 상기 제1스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체는 스티렌 함량이 30 초과 내지 40중량%이고, 상기 제2스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체는 5 내지 30중량%일 수 있다.
4. 상기 제1 내지 제3 구현예 중 어느 하나에서, 상기 제1스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 및 상기 제2스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체는 1:1 내지 1:4의 중량비를 가질 수 있다.
5. 상기 제1 내지 제4 구현예 중 어느 하나에서, 상기 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함하고, 상기 폴리에틸렌 및 상기 폴리프로필렌은 1:1 내지 3:1의 중량비를 가질 수 있다.
6. 상기 제1 내지 제5 구현예 중 어느 하나에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 산화방지제 0.01 내지 5중량부를 더 포함하고, 상기 산화방지제는 페놀계 산화방지제, 아민계 산화방지제, 황계 산화방지제, 인계 산화방지제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
7. 상기 제1 내지 제6 구현예 중 어느 하나에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 활제 0.01 내지 5중량부를 더 포함하고, 상기 활제는 지방산계 왁스, 지방산 아마이드계 왁스, 탄화수소계 왁스 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
8. 상기 제1 내지 제7 구현예 중 어느 하나에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ISO 868에 의거하여 측정한 쇼어 A 경도가 59 이상일 수 있다.
9. 상기 제1 내지 제8 구현예 중 어느 하나에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ISO 1133에 의거하여 230℃, 5kg 조건에서 측정한 용융흐름지수(MI)가 4g/10분 이상일 수 있다.
10. 상기 제1 내지 제9 구현예 중 어느 하나에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D3763-98에 의거하여 100mm/min의 속도로 측정한 찌름강도(puncture strength)가 3.9kgf/mm 이상일 수 있다.
11. 다른 측면에 따르면 성형품이 제공된다. 상기 성형품은 상기 제1 내지 제10 구현예 중 어느 하나의 열가소성 수지 조성물로부터 형성될 수 있다.
본 발명은 친환경적이며, 가공성, 유연성, 탄성복원성, 경량성, 내구성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품을 제공하는 효과를 갖는다.
본 명세서 중 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서 중 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
본 명세서에서 수치범위를 나타내는 "a 내지 b"에서 "내지"는 ≥a이고 ≤b으로 정의한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 중량평균분자량이 250,000 내지 350,000g/mol인 제1스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 10 내지 50중량%, 및 중량평균분자량이 100,000 내지 200,000g/mol인 제2스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 50 내지 90중량%를 포함한 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 100중량부; 및 폴리올레핀 수지 1 내지 25중량부; 를 포함할 수 있다. 여기서, '중량평균분자량'은 겔투과크로마토그래피(GPC)를 사용하여 측정되는 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량을 의미할 수 있다.
이하, 열가소성 수지 조성물의 각 구성 성분에 대해 보다 상세히 설명한다.
제1스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체
제1스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체(이하, '제1 SEBS'로도 지칭됨)는 열가소성 수지 조성물의 유연성, 탄성복원성, 경량성, 내구성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용될 수 있는 중량평균분자량이 250,000 내지 350,000g/mol인 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체를 사용할 수 있다. 예를 들어, 제1 SEBS의 중량평균분자량은 270,000 내지 350,000g/mol, 다른 예를 들면 300,000 내지 340,000g/mol일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 SEBS는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 총 중량의 10 내지 50중량%를 차지할 수 있으며, 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 유연성, 탄성복원성, 경량성, 내구성 등이 우수할 수 있다. 예를 들어, 제1 SEBS는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 총 중량의 15 내지 50중량%, 다른 예를 들면 20 내지 50중량%, 또 다른 예를 들면 20 내지 42중량%를 차지할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 제1 SEBS는 ASTM D1238에 의거하여 230℃, 2.16kg 조건에서 측정한 용융흐름지수(MI)가 1 내지 7g/10분일 수 있으며, 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 유연성, 탄성복원성, 경량성, 내구성 등이 우수할 수 있다. 예를 들어, 제1 SEBS의 용융흐름지수(MI)는 1 내지 5g/10분, 다른 예를 들면 2 내지 3g/10분일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 제1 SEBS는 스티렌 함량이 30 초과 내지 40중량%일 수 있으며, 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 유연성, 탄성복원성, 경량성, 내구성 등이 우수할 수 있다. 예를 들어, 제1 SEBS의 스티렌 함량은 30 내지 35중량%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 제1 SEBS는 ASTM D792에 의거하여 측정한 밀도가 0.80 내지 1.00g/cm3일 수 있으며, 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 유연성, 탄성복원성, 경량성, 내구성 등이 우수할 수 있다. 예를 들어, 제1 SEBS의 밀도는 0.85 내지 0.98g/cm3, 다른 예를 들면 0.85 내지 0.95g/cm3일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체
제2스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체(이하, '제2 SEBS'로도 지칭됨)는 제1 SEBS와 함께 적용되어 열가소성 수지 조성물의 가공성(성형성), 탄성복원성, 경량성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용될 수 있는 중량평균분자량이 100,000 내지 200,000g/mol인 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체를 사용할 수 있다. 예를 들어, 제2 SEBS의 중량평균분자량은 110,000 내지 170,000g/mol, 다른 예를 들면 120,000 내지 160,000g/mol, 또 다른 예를 들면 130,000 내지 150,000g/mol일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 SEBS는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 총 중량의 50 내지 90중량%를 차지할 수 있으며, 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 가공성, 탄성복원성, 경량성 등이 우수할 수 있다. 예를 들어, 제2 SEBS는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 총 중량의 50 내지 85중량%, 다른 예를 들면 20 내지 80중량%, 또 다른 예를 들면 58 내지 80중량%를 차지할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 제2 SEBS는 ASTM D1238에 의거하여 230℃, 2.16kg 조건에서 측정한 용융흐름지수(MI)가 10 내지 30g/10분일 수 있으며, 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 가공성, 탄성복원성, 경량성 등이 우수할 수 있다. 예를 들어, 제2 SEBS의 용융흐름지수(MI)는 10 내지 25g/10분, 다른 예를 들면 10 내지 20g/10분, 또 다른 예를 들면 15 내지 20g/10분일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 제2 SEBS는 스티렌 함량이 5 내지 30중량%일 수 있으며, 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 가공성, 탄성복원성, 경량성 등이 우수할 수 있다. 예를 들어, 제2 SEBS의 스티렌 함량은 10 내지 30중량%, 다른 예를 들면 15 내지 30중량%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 제2 SEBS는 ASTM D792에 의거하여 측정한 밀도가 0.80 내지 1.00g/cm3일 수 있으며, 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 가공성, 탄성복원성, 경량성 등이 우수할 수 있다. 예를 들어, 제2 SEBS의 밀도는 0.85 내지 0.98g/cm3, 다른 예를 들면 0.85 내지 0.95g/cm3일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 제1 SEBS 및 제2 SEBS의 중량비는 1:1 내지 1:4일 수 있으며, 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 가공성, 유연성, 탄성복원성, 경량성, 내구성, 이들의 물성 밸런스 등이 우수할 수 있다. 예를 들어, 제1 SEBS 및 제2 SEBS의 중량비는 1:1.4 내지 1:4일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
폴리올레핀 수지
폴리올레핀 수지는 제1 SEBS, 제2 SEBS와 함께 적용되어 열가소성 수지 조성물의 기계적 물성, 가공성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용될 수 있는 폴리올레핀 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 폴리올레핀 수지로 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 등의 폴리에틸렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체(EVA), 에틸렌-아크릴레이트 공중합체, 이들의 혼합물 등의 폴리에틸렌계 수지; 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌 공중합체, 프로필렌-1-부텐 공중합체, 이들의 혼합물 등의 폴리프로필렌계 수지; 이들을 가교시킨 중합체; 폴리이소부텐을 포함하는 블렌드; 이들의 조합 등을 사용할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 폴리올레핀 수지로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌 공중합체, 이들의 조합 등을 사용할 수 있다.
폴리올레핀 수지는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 100중량부당 1 내지 25중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 기계적 물성, 가공성 등이 우수할 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀 수지는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 100중량부당 1 내지 20중량부, 다른 예를 들면 5 내지 20중량부로 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌을 포함하고, 상기 폴리에틸렌은 ASTM D1238에 의거하여 190℃, 2.16kg 조건에서 측정한 용융흐름지수(MI)가 10 내지 40g/10분, 예를 들면 15 내지 35g/10분일 수 있으며, 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 가공성 향상 효과가 우수할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌을 포함하고, 상기 폴리에틸렌은 ASTM D1505에 의거하여 측정한 밀도가 0.80 내지 1.00g/cm3, 예를 들면 0.85 내지 0.95g/cm3일 수 있으며, 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 경량성을 증대시킬 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌을 포함하고, 상기 폴리프로필렌은 ASTM D1238에 의거하여 190℃, 2.16kg 조건에서 측정한 용융흐름지수(MI)가 3 내지 12g/10분, 예를 들면 5 내지 10g/10분일 수 있으며, 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 가공성 향상 효과가 우수할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌을 포함하고, 상기 폴리프로필렌은 ASTM D792에 의거하여 측정한 밀도가 0.80 내지 1.00g/cm3, 예를 들면 0.85 내지 0.95g/cm3일 수 있으며, 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 경량성을 증대시킬 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 열가소성 수지 조성물의 기계적 물성, 가공성이 보다 우수할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 1:1 내지 3:1의 중량비로 포함할 수 있다. 이러한 경우, 열가소성 수지 조성물의 기계적 물성, 가공성 등이 보다 우수할 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀 수지 중 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌은 1.5:1 내지 2.5:1의 중량비로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 제1스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체와 폴리올레핀 수지는 0.1:1 내지 10:1(예를 들면, 1:1 내지 10:1, 다른 예를 들면 1.1:1 내지 7:1)일 수 있으며, 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 가공성, 유연성, 탄성복원성, 경량성, 내구성 등이 우수할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 제2스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체와 폴리올레핀 수지의 중량비는 0.1:1 내지 20:1(예를 들면, 1:1 내지 20:1, 다른 예를 들면 5:1 내지 10:1)일 수 있으며, 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 가공성, 유연성, 탄성복원성, 경량성, 내구성 등이 우수할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 산화방지제 및 활제 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
산화방지제
산화방지제로는 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용될 수 있는 산화방지제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 산화방지제는 페놀계 산화방지제, 아민계 산화방지제, 황계 산화방지제, 인계 산화방지제, 또는 2계 이상을 포함한 복합 산화방지제 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것을 아니다.
산화방지제의 사용량은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 산화방지제는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 100중량부를 기준으로 0.01 내지 5중량부, 예를 들면 0.05 내지 3중량부로 포함될 수 있으며, 상기 범위에서 다른 성분이나 물성에 영향을 주지 않으면서 산화방지 효과, 특히 압출 공정 중의 폴리올레핀 수지의 산화방지 효과가 우수할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
활제
활제는 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용될 수 있는 활제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 활제는 지방산계 왁스인 stearic acid, 지방산 아마이드계 왁스인 stearic amide, oleic amide, 탄화수소계 왁스인 paraffin wax, PE wax 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것을 아니다.
활제의 사용량은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 활제는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 100중량부를 기준으로 0.01중량부 내지 5중량부, 예를 들면 0.05중량부 내지 3중량부로 포함될 수 있으며, 상기 범위에서 다른 성분이나 물성에 영향을 주지 않으면서 분산 효과 및 슬립성이 우수할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이외에도, 본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위에서 필요에 따라 분산제, 난연제, 충격보강제, 적하방지제, 이형제, 핵제, 대전방지제, 안정제, 안료, 염료 등을 단독 또는 2종 이상 더 포함할 수 있다. 이들은 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 100중량부에 대하여 0.01중량부 내지 10중량부, 예를 들면 0.05중량부 내지 5중량부로 포함될 수 있으나, 필요에 따라 그 함량을 변경할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상술한 구성 성분을 혼합하고, 통상의 이축 압출기를 사용하여, 170 내지 250℃, 예를 들면 170 내지 230℃에서 용융 압출한 펠렛 형태일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 열가소성 수지 조성물은 ISO 868에 의거하여 측정한 쇼어 A 경도가 59 이상, 예를 들면 59 내지 80, 다른 예를 들면 59 내지 70일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 열가소성 수지 조성물은 ISO 1183에 의거하여 electronic densimeter를 이용하여 측정한 밀도가 0.80 내지 1.00g/cm3, 예를 들면 0.85 내지 0.98g/cm3, 다른 예를 들면 0.85 내지 0.95g/cm3일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 열가소성 수지 조성물은 ISO 1133에 의거하여 230℃, 5kg 조건에서 측정한 용융흐름지수(MI)가 4g/10분 이상, 예를 들면 4 내지 50g/10분, 다른 예를 들면 4 내지 35g/10분, 또 다른 예를 들면 4 내지 30g/10분일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 열가소성 수지 조성물은 ASTM D3763-98에 의거하여 100mm/min의 속도로 측정한 찌름강도(puncture strength)가 3.9kgf/mm 이상, 예를 들면 4kgf/mm 이상, 다른 예를 들면 4.1kgf/mm 이상, 또 다른 예를 들면 4.2kgf/mm 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 성형품은 상술한 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다. 열가소성 수지 조성물은 펠렛 형태로 제조될 수 있으며, 제조된 펠렛은 사출성형, 압출성형, 진공성형, 캐스팅성형 등의 다양한 성형방법을 통해 다양한 성형품(제품)으로 제조될 수 있다. 이러한 성형방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있다. 상기 성형품은 친환경적이며, 가공성, 유연성, 탄성복원성, 경량성, 내구성, 이들의 물성 밸런스 등이 우수하므로, 애견 용품 등으로 특히 유용할 수 있다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며, 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체
(a1) 중량평균분자량이 300,000g/mol이고, 유동흐름지수(MI)가 3g/10min(230℃, 2.16kg, ASTM D1238)이고, 스티렌 함량이 32.5%(TDM-02)이고, 밀도가 0.91g/cm3(ASTM D792)인 제1스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체(TAIPOL 6151, TSRC社)
(a2) 중량평균분자량이 340,000g/mol이고, 유동흐름지수(MI)가 2g/10min(230℃, 2.16kg, ASTM D1238)이고, 스티렌 함량이 33%(TDM-02)이고, 밀도가 0.91g/cm3(ASTM D792)인 제1스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체(YH-503T, SINOPEC社)
(a3) 중량평균분자량이 150,000g/mol이고, 유동흐름지수(MI)가 18g/10min(230℃, 2.16kg, ASTM D1238)이고, 스티렌 함량이 18.6%(TDM-02)이고, 밀도가 0.91g/cm3(ASTM D792)인 제2스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체(G1643M, KRATON社)
(a4) 중량평균분자량이 130,000g/mol이고, 유동흐름지수(MI)가 18g/10min(230℃, 2.16kg, ASTM D1238)이고, 스티렌 함량이 29%(TDM-02)이고, 밀도가 0.91g/cm3(ASTM D792)인 제2스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체(TAIPOL 6150, TSRC社)
(B) 폴리올레핀 수지
(b1) 유동흐름지수(MI)가 22g/10분(190℃, 2.16kg, ASTM D1238)이고, 밀도가 0.91g/cm3(ASTM D1505)인 폴리에틸렌 수지(XJ-700, 롯데케미칼社)
(b2) 유동흐름지수(MI)가 7.5g/10분(190℃, 2.16kg, ASTM D1238)이고, 밀도가 0.9g/cm3(ASTM D792)인 폴리프로필렌 수지(SEP-550H, 롯데케미칼社)
(C) 복합(인계 및 페놀계) 산화방지제: S41B, 송원산업社
(D) 아마이드계 활제: LC-140, 라이온켐텍社
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 7
상기 각 구성 성분을 하기 표 1, 표 2의 조성으로 인터널 믹서(internal mixer)로 혼합한 후, 이축 압출기(screw diameter 40mm, L/D 52)에 투입 속도 35kg/hr, 스크류 회전속도 300rpm, 압출온도 170℃ 내지 210℃의 조건 하에서 용융 압출하였다. 용융 압출로 얻은 스트랜드 형태의 압출물을 물로 냉각한 후, pelletizer로 펠렛화하였다.
이어서, 얻은 펠렛을 350톤 유압식 사출기를 이용하여 100mm × 120mm × 2mm 크기의 시편으로 제작하였다. 이때, 사출압력은 80MPa였다. 그리고, 호퍼의 온도는 50℃였고, 제1실린더-제2실린더-제3실린더-제1다이-제2다이의 온도는 190℃-210℃-220℃-230℃-220℃이었으며, 사출시간은 7초, 냉각시간은 60초로 하였다.
물성 측정 방법
(1) 쇼어 A 경도(Shore A hardness): ISO 868에 의거하여 쇼어 A 경도계를 사용하여 측정하였다. 제조된 2mm 두께의 시편을 3장 겹쳐 측정하였으며, 측정 시작 15초 경과 후의 경도 값을 하기 표에 나타냈다.
(2) 밀도(단위: g/cm3): ISO 1183에 의거하여 electronic densimeter를 이용하여 측정하였다.
(3) 용융흐름지수(MI)(단위:g/10분): ISO 1133에 의거하여 230℃, 2.16kg 하중 조건에서 측정하였다.
(4) 찌름강도(puncture strength)(단위: kgf/mm): ASTM D3763-98에 의거하여 100mm/min 속도로 5회 측정하고, 그 평균값을 취하였다.
(5) 유동길이(spiral length)(mm) : 150MT 유압식 사출기의 온도를 190℃ 내지 230℃로 설정하여 스파이럴 몰드(두께 1mm 및 폭 1cm의 나선 형태의 금형)를 이용하여 120MPa의 압력, 50mm/s의 속도 및 5mm의 쿠션량을 유지하면서 사출 성형하여 유동길이를 측정하였다. 유동길이가 길수록 가공성(성형성)이 우수한 것으로 볼 수 있다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
(a1) (중량%) 20 41.18 20 20
(a2) (중량%) - - - -
(a3) (중량%) 80 58.82 80 80
(a4) (중량%) - - - -
(b1) (중량부) 11.18 11.18 11.18 -
(b2) (중량부) 5.88 5.88 - 5.88
(C) (중량부) 0.24 0.24 0.24 0.24
(D) (중량부) 0.35 0.35 0.35 0.35
쇼어 A 경도 59 64 62 59
밀도(g/cm3) 0.90 0.91 0.90 0.90
용융흐름지수(g/10분) 26 5.5 10 25.89
찌름강도(kgf/mm) 6.5 4.4 4.2 5.8
유동길이(cm) 49 37.1 34 35
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예 8
(a1) (중량%) - 100 - 58.82 41.18 58.82 80 5
(a2) (중량%) - - - 41.18 - - - -
(a3) (중량%) 100 - 58.82 - 58.82 41.18 20 95
(a4) (중량%) - - 41.18 - - - - -
(b1) (중량부) 11.18 11.18 11.18 - - 11.18 11.18 11.18
(b2) (중량부) 5.88 5.88 - 5.88 - 5.88 5.88 5.88
(C) (중량부) 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24
(D) (중량부) 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35
쇼어 A 경도 55 77 64 79 60 68 71 53
밀도(g/cm3) 0.90 0.91 0.90 0.91 0.91 0.91 0.91 0.90
용융흐름지수(g/10분) 40 0.5 37 0.3 9.5 3 1.1 71
찌름강도(kgf/mm) 3.3 1.8 3.6 1.6 3.1 3.6 2.4 8.8
유동길이(cm) 55 15 39.4 11 22 27 19.5 68
상기 표 1, 표 2로부터, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 가공성, 경량성, 내구성 및 이들의 물성 밸런스가 모두 우수함을 확인할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 중량평균분자량이 250,000 내지 350,000g/mol인 제1스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 15 내지 42중량%, 및 중량평균분자량이 100,000 내지 200,000g/mol인 제2스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 58 내지 85중량%를 포함한 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 100중량부; 및
    폴리올레핀 수지 1 내지 25중량부;를 포함하며,
    ISO 868에 의거하여 측정한 쇼어 A 경도가 59 이상이고,
    ASTM D3763-98에 의거하여 100mm/min의 속도로 측정한 찌름강도(puncture strength)가 4.2kgf/mm 이상인 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체는 ASTM D1238에 의거하여 230℃, 2.16kg 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt-flow Index: MI)가 1 내지 7g/10분 이고, 상기 제2스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체는 10 내지 30g/10분인 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체는 스티렌 함량이 30 초과 내지 40중량%이고, 상기 제2스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체는 5 내지 30중량%인 열가소성 수지 조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함하고, 상기 폴리에틸렌 및 상기 폴리프로필렌은 1:1 내지 3:1의 중량비를 갖는 것인 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 산화방지제 0.01 내지 5중량부를 더 포함하고,
    상기 산화방지제는 페놀계 산화방지제, 아민계 산화방지제, 황계 산화방지제, 인계 산화방지제 또는 이들의 조합을 포함하는 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 활제 0.01 내지 5중량부를 더 포함하고,
    상기 활제는 지방산계 왁스, 지방산 아마이드계 왁스, 탄화수소계 왁스 또는 이들의 조합을 포함하는 열가소성 수지 조성물.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 ISO 1133에 의거하여 230℃, 5kg 조건에서 측정한 용융흐름지수(MI)가 4g/10분 이상인 열가소성 수지 조성물.
  10. 삭제
  11. 제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제7항, 제9항 중 어느 한 항의 열가소성 수지 조성물로부터 형성된 성형품.
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