JP2020503399A - 熱可塑性樹脂組成物およびこれにより製造された成形品 - Google Patents

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Abstract

本発明の熱可塑性樹脂組成物は、アクリレート系ゴム変性ビニル系グラフト共重合体および芳香族ビニル系共重合体樹脂を含む熱可塑性樹脂;HALS(hindered amine light stabilizer)系紫外線安定剤およびベンゾトリアゾール系紫外線安定剤を含む紫外線安定剤;及び平均粒子の大きさが約0.5μm〜約3μmで、比表面積BETが約1m2/g〜約10m2/gの酸化亜鉛を含むことを特徴とする。前記熱可塑性樹脂組成物は、耐候性、抗菌性等に優れる。【選択図】なし

Description

本発明は、熱可塑性樹脂組成物およびこれにより製造された成形品に関するものである。より詳しくは、本発明は、耐候性、抗菌性等に優れた熱可塑性樹脂組成物およびこれにより製造された成形品に関する。
アクリレート−スチレン−アクリロニトリル共重合体樹脂(ASA樹脂)等のアクリレート系ゴム変性芳香族ビニル系共重合体樹脂は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂(ABS樹脂)等のジエン系ゴム変性芳香族ビニル系共重合体樹脂に比べて、耐候性(耐変色性)に優れるため、耐候性が要求される電気/電子製品の内/外装材、自動車の内/外装材、建築用外装材等に使用されている。
しかし、このようなアクリレート系ゴム変性芳香族ビニル系共重合体樹脂の単独使用では、耐候性(耐変色性)の向上に限界があり、目的とする耐候性を得るためには紫外線安定剤等の耐候安定剤を追加する必要がある。但し、耐候安定剤は過量を使用すると、ガス発生等により外観特性、機械的物性の低下等の問題が発生する場合があるため、増量が容易でないという短所がある。
また、熱可塑性樹脂で製造された成形品は、身体接触が直接または間接的に発生する用途に使用される場合は、素材自体に抗菌性が要求される。
よって、熱可塑性樹脂の物性を低下させることなく、耐候性、抗菌性等に優れた熱可塑性樹脂組成物の開発が必要な実情にある。
本発明の背景技術は、韓国特許第1452020号等に開示されている。
本発明の目的は、耐候性、抗菌性等に優れた熱可塑性樹脂組成物を提供するためのものである。
本発明の他の目的は、前記熱可塑性樹脂組成物から形成された成形品を提供するためのものである。
本発明の前記およびその他の目的は、下記で説明する本発明によって全て達成することができる。
本発明の一つの観点は、熱可塑性樹脂組成物に関するものである。前記熱可塑性樹脂組成物は、アクリレート系ゴム変性ビニル系グラフト共重合体および芳香族ビニル系共重合体樹脂を含む熱可塑性樹脂;HALS(hindered amine light stabilizer)系紫外線安定剤およびベンゾトリアゾール系紫外線安定剤を含む紫外線安定剤;及び平均粒子の大きさが約0.5μm〜約3μmで、比表面積BETが約1m/g〜約10m/gの酸化亜鉛を含む。
具体例において、前記熱可塑性樹脂組成物は、前記アクリレート系ゴム変性ビニル系グラフト共重合体約20重量%〜約50重量%および前記芳香族ビニル系共重合体樹脂約50重量%〜約80重量%を含む熱可塑性樹脂約100重量部;前記HALS系紫外線安定剤約0.05重量部〜約2重量部;前記ベンゾトリアゾール系紫外線安定剤約0.05重量部〜約2重量部;及び前記酸化亜鉛約0.1重量部〜約5重量部を含むことができる。
具体例において、前記アクリレート系ゴム変性ビニル系グラフト共重合体は、アクリレート系ゴム質重合体に芳香族ビニル系単量体およびシアン化ビニル系単量体を含む単量体混合物がグラフト重合されたものでもよい。
具体例において、前記芳香族ビニル系共重合体樹脂は、芳香族ビニル系単量体および前記芳香族ビニル系単量体と共重合可能な単量体の重合体でもよい。
具体例において、前記HALS系紫外線安定剤は、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート及びビス(2,2,6,6−テトラメチル−2−ピペリジル)セバケート中の1種以上を含んでもよい。
具体例において、前記ベンゾトリアゾール系紫外線安定剤は、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,2,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、2−(2−ヒドロキシ−5−メチル−フェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、及び2−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1,1−ジメチルエチル)フェノール中の1種以上を含んでもよい。
具体例において、前記酸化亜鉛は、フォトルミネッセンス(Photo Luminescence)の測定時、370nm〜390nm領域のピークAと450nm〜600nm領域のピークBの大きさの比(B/A)が約0〜約1になり得る。
具体例において、前記酸化亜鉛は、X線回折(X−ray diffraction,XRD)の分析時、ピーク位置(peak position)2θ値が35°〜37°の範囲で、下記数式1による微小結晶の大きさ(crystallite size)値が約1,000Å〜約2,000Åになり得る:
前記数式1において、Kは形状係数(shape factor)で、λはX線波長(X−ray wavelength)で、βはX線回折ピーク(peak)のFWHM値(degree)で、θはピーク位置値(peak position degree)である。
具体例において、前記HALS系紫外線安定剤および前記ベンゾトリアゾール系紫外線安定剤の重量比(HALS系紫外線安定剤:ベンゾトリアゾール系紫外線安定剤)は、約1:0.5〜約1:1.1でもよい。
具体例において、前記紫外線安定剤および前記酸化亜鉛の重量比(紫外線安定剤:酸化亜鉛)は、約1:0.5〜約1:10でもよい。
具体例において、前記熱可塑性樹脂組成物は、50mm×90mm×3mmの大きさの射出試片に対して、色差計を使用して初期色相(L ,a ,b )を測定し、前記射出試片を、ASTM D4459によって、300時間テストし、色差計を使用してテスト後の色相(L ,a ,b )を測定した後、下記数式2に従って算出した色相の変化(ΔE)が約0.5〜約2.5になり得る:
前記数式2において、ΔLはテスト前後のL値の差(L −L )で、Δaはテスト前後のa値の差(a −a )で、Δbはテスト前後のb値の差(b −b )である。
具体例において、前記熱可塑性樹脂組成物はJIS Z 2801抗菌評価法によって、5cm×5cmの大きさの試片に黄色ブドウ球菌および大腸菌を接種し、35℃、RH90%の条件で24時間培養した後、下記の数式3に従って算出した抗菌活性値が、それぞれ約2〜約7及び約2〜約7になり得る:
前記数式3において、M1はブランク(blank)試片に対する24時間培養後の細菌の数で、M2は熱可塑性樹脂組成物試片に対する24時間培養後の細菌の数である。
本発明の他の観点は、成形品に関するものである。前記成形品は、前記熱可塑性樹脂組成物から形成されることを特徴とする。
本発明は、耐候性、抗菌性等に優れた熱可塑性樹脂組成物、及びこれにより形成された成形品を提供する発明の効果を有する。
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明にかかる熱可塑性樹脂組成物は、(A1)ゴム変性ビニル系グラフト共重合体および(A2)芳香族ビニル系共重合体樹脂を含む(A)熱可塑性樹脂;(B1)HALS(hindered amine light stabilizer)系紫外線安定剤および(B2)ベンゾトリアゾール系紫外線安定剤を含む(B)紫外線安定剤;及び(C)酸化亜鉛を含む。
(A)熱可塑性樹脂
本発明の熱可塑性樹脂は、(A1)アクリレート系ゴム変性ビニル系グラフト共重合体および(A2)芳香族ビニル系共重合体樹脂を含むアクリレート系ゴム変性ビニル系共重合体樹脂であってもよい。
(A1)アクリレート系ゴム変性芳香族ビニル系グラフト共重合体
本発明の一具体例にかかるアクリレート系ゴム変性ビニル系グラフト共重合体は、熱可塑性樹脂組成物の耐候性、耐衝撃性、耐化学性等を向上させることができるものであり、アクリレート系ゴム質重合体に芳香族ビニル系単量体およびシアン化ビニル系単量体を含む単量体混合物がグラフト重合されたものであってもよい。例えば、前記アクリレート系ゴム変性ビニル系グラフト共重合体は、アクリレート系ゴム質重合体に芳香族ビニル系単量体およびシアン化ビニル系単量体を含む単量体混合物をグラフト重合して得ることができ、必要に応じて、前記単量体混合物に加工性および耐熱性を付与する単量体をさらに含有させてグラフト重合することができる。前記重合は、乳化重合、懸濁重合等の公知の重合方法によって行うことができる。また、前記アクリレート系ゴム変性ビニル系グラフト共重合体は、コア(ゴム質重合体)−シェル(単量体混合物の共重合体)構造を形成できるが、これに制限されるのではない。
具体例において、前記アクリレート系ゴム質重合体としては、アルキル(メタ)アクリレートゴム、アルキル(メタ)アクリレートおよび芳香族ビニル系化合物の共重合体等を例示することができる。これらは、単独で使用したり、2種以上混合して使用することができる。例えば、炭素数2〜10のアルキルアクリレートゴム、炭素数2〜10のアルキルアクリレートおよびスチレンの共重合体、これらの組合せ等を使用することができ、具体的には、ブチルアクリレートゴム、ブチルアクリレートおよびスチレンの共重合体、これらの組合せ等を使用できる。ここで、前記アルキル(メタ)アクリレートおよび芳香族ビニル系化合物の共重合体は、アルキル(メタ)アクリレート約70重量%〜約90重量%および芳香族ビニル系化合物約10重量%〜約30重量%が重合されたものでもよいが、これに制限されるのではない。
具体例において、前記アクリレート系ゴム質重合体(ゴム粒子)の平均粒径(Z−平均)は、約0.1μm〜約0.5μm、例えば約0.15μm〜約0.4μmになり得る。前記範囲で、熱可塑性樹脂組成物の耐候性、耐衝撃性、耐化学性等に優れる。
具体例において、前記アクリレート系ゴム質重合体は、平均粒径が異なる2種以上のアクリレート系ゴム質重合体が混合されたものでもよい。例えば、平均粒径が約0.1μm〜約0.2μmの第1アクリレート系ゴム質重合体約40重量%〜約80重量%、及び平均粒径が約0.2μm超過約0.5μm以下の第2アクリレート系ゴム質重合体約20重量%〜約60重量%が混合されたバイモーダル粒子の大きさ分布を有する混合物でもよいが、これに制限されるのではない。混合物形態のアクリレート系ゴム質重合体の使用時に、均一な耐衝撃物性を有する熱可塑性樹脂組成物を得ることができる。
具体例において、前記アクリレート系ゴム質重合体の含量は、ゴム変性ビニル系グラフト共重合体全100重量%中約20重量%〜約70重量%、例えば約30重量%〜約60重量%になり得、前記単量体混合物(芳香族ビニル系単量体およびシアン化ビニル系単量体を含む)の含量は、アクリレート系ゴム変性ビニル系グラフト共重合体全100重量%中約30重量%〜約80重量%、例えば約40重量%〜約70重量%になり得る。前記範囲で、熱可塑性樹脂組成物の耐候性、耐衝撃性、外観特性等に優れる。
具体例において、前記芳香族ビニル系単量体は、前記ゴム質重合体にグラフト共重合できるものであり、スチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、エチルスチレン、ビニルキシレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、ジブロモスチレン、ビニルナフタレン等を例示することができる。これらは単独で使用したり、2種以上を混合して使用することができる。前記芳香族ビニル系単量体の含量は、前記単量体混合物100重量%中約10重量%〜約90重量%、例えば約40重量%〜約90重量%になり得る。前記範囲で、熱可塑性樹脂組成物の加工性、耐衝撃性等に優れる。
具体例において、前記シアン化ビニル系単量体は、前記芳香族ビニル系と共重合可能なものであり、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、フェニルアクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、フマロニトリル等を例示することができる。これらは単独で使用したり、2種以上を混合して使用することができる。例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等を使用できる。前記シアン化ビニル系単量体の含量は、前記単量体混合物100重量%中約10重量%〜約90重量%、例えば約10重量%〜約60重量%になり得る。前記範囲で、熱可塑性樹脂組成物の耐化学性、機械的特性等に優れる。
具体例において、前記加工性および耐熱性を付与するための単量体としては、(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、N−置換マレイミド等が例示できるが、これに限定されるのではない。前記の加工性および耐熱性を付与するために単量体を使用する際、その含量は前記単量体混合物100重量%中約15重量%以下、例えば約0.1重量%〜約10重量%でもよい。前記範囲で、他の物性が低下することなく、熱可塑性樹脂組成物に加工性および耐熱性を付与することができる。
具体例において、前記アクリレート系ゴム変性ビニル系グラフト共重合体としては、アクリレート−スチレン−アクリロニトリルグラフト共重合体(g−ASA)等を例示することができる。
具体例において、前記アクリレート系ゴム変性ビニル系グラフト共重合体は、熱可塑性樹脂(アクリレート系ゴム変性ビニル系グラフト共重合体および芳香族ビニル系共重合体樹脂)全100重量%中約20重量%〜約50重量%、例えば約25重量%〜約45重量%で含まれ得る。前記範囲で、熱可塑性樹脂組成物の耐候性、耐衝撃性、流動性(成形加工性)、外観特性、これらの物性バランス等に優れる。
(A2)芳香族ビニル系共重合体樹脂
本発明の一具体例にかかる芳香族ビニル系共重合体樹脂は、通常のゴム変性ビニル系共重合体樹脂に使用される芳香族ビニル系共重合体樹脂でもよい。例えば、前記芳香族ビニル系共重合体樹脂は、芳香族ビニル系単量体およびシアン化ビニル系単量体等の前記芳香族ビニル系単量体と共重合可能な単量体を含む単量体混合物の重合体でもよい。
具体例において、前記芳香族ビニル系共重合体樹脂は、芳香族ビニル系単量体および芳香族ビニル系単量体と共重合可能な単量体等を混合した後、これを重合して得ることができ、前記重合は、乳化重合、懸濁重合、塊状重合等の公知の重合方法によって行うことができる。
具体例において、前記芳香族ビニル系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、エチルスチレン、ビニルキシレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、ジブロモスチレン、ビニルナフタレン等を使用できる。これらは、単独または2種以上を混合して適用できる。前記芳香族ビニル系単量体の含量は、芳香族ビニル系共重合体樹脂全100重量%中約20重量%〜約90重量%、例えば約30重量%〜約80重量%になり得る。前記範囲で、熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性、流動性等に優れる。
具体例において、前記芳香族ビニル系単量体と共重合可能な単量体としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、フェニルアクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、フマロニトリル等のシアン化ビニル系単量体等が使用でき、単独または2種以上を混合して使用することができる。前記芳香族ビニル系単量体と共重合可能な単量体の含量は、芳香族ビニル系共重合体樹脂全100重量%中約10重量%〜約80重量%、例えば約20重量%〜約70重量%になり得る。前記範囲で、熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性、流動性等に優れる。
具体例において、前記芳香族ビニル系共重合体樹脂は、GPC(gel permeation chromatography)で測定した重量平均分子量(Mw)が、約10,000g/mol〜約300,000g/mol、例えば約15,000g/mol〜約150,000g/molになり得る。前記範囲で、熱可塑性樹脂組成物の機械的強度、成形性等に優れる。
具体例において、前記芳香族ビニル系共重合体樹脂は、熱可塑性樹脂全100重量%中約50重量%〜約80重量%、例えば約55重量%〜約75重量%で含まれ得る。前記範囲で、熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性、流動性(成形加工性)等に優れる。
(B)紫外線安定剤
本発明の一具体例にかかる紫外線安定剤は、前記酸化亜鉛と共に熱可塑性樹脂組成物(試片)の耐候性、抗菌性等を向上できるものであり、(B1)HALS(hindered amine light stabilizer)系紫外線安定剤および(B2)ベンゾトリアゾール系紫外線安定剤を含む。
(B1)HALS系紫外線安定剤
本発明の一具体例にかかるHALS系紫外線安定剤は、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−2−ピペリジル)セバケート、これらの組合せ等を含むことができる。
具体例において、前記HALS系紫外線安定剤は、前記熱可塑性樹脂約100重量部に対して、約0.05重量部〜約2重量部、例えば約0.1重量部〜約1重量部、具体的には約0.2重量部〜約0.6重量部で含まれ得る。前記範囲で、熱可塑性樹脂組成物の耐候性、抗菌性等に優れる。
(B2)ベンゾトリアゾール系紫外線安定剤
本発明の一具体例にかかるベンゾトリアゾール系紫外線安定剤は、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,2,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、2−(2−ヒドロキシ−5−メチル−フェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、2−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1,1−ジメチルエチル)フェノール、これらの組合せ等を含むことができる。好ましくは、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,2,3,3−テトラメチルブチル)フェノール等を含むことができる。
具体例において、前記ベンゾトリアゾール系紫外線安定剤は、前記熱可塑性樹脂約100重量部に対して、約0.05重量部〜約2重量部、例えば約0.1重量部〜約1重量部、具体的には約0.1重量部〜約0.5重量部で含むことができる。前記範囲で、熱可塑性樹脂組成物の耐候性、抗菌性等に優れる。
具体例において、前記HALS系紫外線安定剤(B1)及び前記ベンゾトリアゾール系紫外線安定剤(B2)の重量比(B1:B2)は、約1:0.5〜約1:1.1、例えば約1:0.6〜約1:1になり得る。前記範囲で、熱可塑性樹脂組成物の耐候性、抗菌性等にさらに優れる。
(C)酸化亜鉛
本発明の酸化亜鉛は、前記紫外線安定剤と共に熱可塑性樹脂組成物の耐候性、抗菌性等を向上させることができるものであり、粒度分析器で測定した平均粒子の大きさが約0.5μm〜約3μm、例えば約1μm〜約3μmになり得、比表面積BETが約1m/g〜約10m/g、例えば約1m/g〜約7m/gになり得、純度が約99%以上になり得る。前記範囲から外れると、熱可塑性樹脂組成物の耐候性、抗菌性等が低下するおそれがある。
具体例において、前記酸化亜鉛は、フォトルミネッセンス(Photo Luminescence)の測定時、約370nm〜約390nm領域のピークAと約450nm〜約600nm領域のピークBの大きさの比(B/A)が約0〜約1、例えば約0.1〜約1になり得る。前記範囲で、熱可塑性樹脂組成物の耐候性、抗菌性等にさらに優れる。
具体例において、前記酸化亜鉛は、X線回折(X−ray diffraction,XRD)の分析時、ピーク位置(peak position)2θ値が35°〜37°の範囲で、測定されたFWHM値(回折ピーク(peak)のFull width at Half Maximum)を基準にScherrer’s equation(下記数式1)に適用して演算された微小結晶の大きさ(crystallite size)値が約1,000Å〜約2,000Å、例えば約1,200Å〜約1,800Åになり得る。前記範囲で、熱可塑性樹脂組成物の初期色相、耐候性、抗菌性等に優れる。
前記数式1において、Kは形状係数(shape factor)で、λはX線波長(X−ray wavelength)で、βはFWHM値(degree)で、θはピーク位置値(peak position degree)である。
具体例において、前記酸化亜鉛は金属形態の亜鉛を溶かした後、約850℃〜約1,000℃、例えば約900℃〜約950℃に加熱して蒸気化させた後、酸素ガスを注入し、約20℃〜約30℃に冷却し、必要に応じて、反応器に窒素/水素ガスを注入しながら、約700℃〜約800℃で約30分〜約150分間熱処理した後、常温(20℃〜30℃)に冷却して製造することができる。
具体例において、前記酸化亜鉛は、前記熱可塑性樹脂約100重量部に対して、約0.1重量部〜約5重量部、例えば約0.5重量部〜約4重量部で含むことができる。前記範囲で、熱可塑性樹脂組成物の耐候性、抗菌性等に優れる。
具体例において、前記紫外線安定剤(B)及び前記酸化亜鉛(C)の重量比(B:C)は、約1:0.5〜約1:10、例えば約1:0.6〜約1:10になり得る。前記範囲で、熱可塑性樹脂組成物の耐候性、抗菌性等により優れる。
本発明の一具体例にかかる熱可塑性樹脂組成物は、通常の熱可塑性樹脂組成物に含まれる添加剤をさらに含んでもよい。前記添加剤としては、難燃剤、充填剤、酸化防止剤、滴下防止剤、滑剤、離型剤、核剤、帯電防止剤、顔料、染料、これらの混合物等を例示できるが、これに制限されるのではない。前記添加剤を使用する際、その含量は、熱可塑性樹脂約100重量部に対して、約0.001重量部〜約40重量部、例えば約0.1重量部〜約10重量部になり得る。
本発明の一具体例にかかる熱可塑性樹脂組成物は、前記構成成分を混合し、通常の二軸押出器を使用して、約200℃〜約280℃、例えば約220℃〜約250℃で溶融押出したペレット形態になり得る。
具体例において、前記熱可塑性樹脂組成物は、50mm×90mm×3mmの大きさの射出試片に対して、色差計を使用して初期色相(L ,a ,b )を測定し、前記射出試片を、ASTM D4459によって、300時間テストし、色差計を使用してテスト後の色相(L ,a ,b )を測定した後、下記数式2に従って算出した色相の変化(ΔE)が約0.5〜約2.5、例えば約0.6〜約1.5になり得る:
前記数式2において、ΔLはテスト前後のL値の差(L −L )で、Δaはテスト前後のa値の差(a −a )で、Δbはテスト前後のb値の差(b −b )である。
具体例において、前記熱可塑性樹脂組成物はJIS Z 2801抗菌評価法によって、5cm×5cmの大きさの試片に黄色ブドウ球菌および大腸菌を接種し、35℃、RH90%の条件で24時間培養した後、下記の数式3によって算出した抗菌活性値が、それぞれ約2〜約7及び約2〜約7、例えば約4〜約7ないし約3〜約7になり得る:
前記数式3において、M1はブランク(blank)試片に対する24時間培養後の細菌の数で、M2は熱可塑性樹脂組成物試片に対する24時間培養後の細菌の数である。
本発明にかかる成形品は、前記熱可塑性樹脂組成物から形成される。前記熱可塑性樹脂組成物はペレット形態に製造でき、製造されたペレットは、射出成形、押出成形、真空成形、キャスティング成形等の多様な成形方法を通じて多様な成形品(製品)に製造することができる。このような成形方法は、本発明の属する分野の通常の知識を有する者によってよく知られている。前記成形品は、耐候性、抗菌性、耐衝撃性、流動性(成形加工性)、これらの物性バランス等に優れるため、電気/電子製品の内/外装材、例えば洗濯機用内/外装材等に有用である。
以下、実施例を通じて本発明をより具体的に説明するが、このような実施例は、単に説明の目的のためのものであり、本発明を制限するものであると解釈してはならない。
実施例および比較例で用いられた各成分の仕様は次の通りである。
(A) 熱可塑性樹脂
下記(A1)アクリレート系ゴム変性芳香族ビニル系グラフト共重合体40重量%および(A2)芳香族ビニル系共重合体樹脂60重量%を含むアクリレート系ゴム変性ビニル系共重合体樹脂を使用した。
(A1) アクリレート系ゴム変性芳香族ビニル系グラフト共重合体
45重量%のZ−平均が310nmのブチルアクリレートゴムに、55重量%のスチレン及びアクリロニトリル(重量比:75/25)がグラフト共重合されたg−ASAを使用した。
(A2) 芳香族ビニル系共重合体樹脂
スチレン70重量%及びアクリロニトリル30重量%が重合されたSAN樹脂(重量平均分子量:130,000g/mol)を使用した。
(B) 紫外線安定剤
(B1) HALS系紫外線安定剤として、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケートを使用した。
(B2) ベンゾトリアゾール系紫外線安定剤として、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,2,3,3−テトラメチルブチル)フェノールを使用した。
(B3) 2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−ヘキシルオキシ−フェノールを使用した。
(C) 酸化亜鉛
(C1) 下記表1の平均粒子の大きさ、BET表面積、純度、フォトルミネッセンス(Photo Luminescence)の測定時、370nm〜390nm領域のピークAと450nm〜600nm領域のピークBの大きさの比(B/A)、及び微小結晶の大きさ(crystallite size)の値を有する酸化亜鉛を使用した。
(C2) 下記表1の平均粒子の大きさ、BET表面積、純度、フォトルミネッセンス(Photo Luminescence)の測定時、370nm〜390nm領域のピークAと450nm〜600nm領域のピークBの大きさの比(B/A)、及び微小結晶の大きさ(crystallite size)の値を有する酸化亜鉛を使用した。
(C3)下記表1の平均粒子の大きさ、BET表面積、純度、フォトルミネッセンス(Photo Luminescence)の測定時、370nm〜390nm領域のピークAと450nm〜600nm領域のピークBの大きさの比(B/A)、及び微小結晶の大きさ(crystallite size)の値を有する酸化亜鉛を使用した。
物性の測定方法
(1) 平均粒子の大きさ(単位:μm):粒度分析器(Laser Diffraction Particle Size Analyzer LS I3 320,Beckman Coulter Co.,Ltd.)を使用して、平均粒子の大きさを測定した。
(2) BET表面積(単位:m/g):窒素ガス吸着法を用いて、BET analyzer(Surface Area and Porosity Analyzer ASAP 2020,Micromeritics Co.,Ltd.)でBET表面積を測定した。
(3) 純度(単位:%):TGA熱分析法を用いて、800℃の温度で残留する重さを以て純度を測定した。
(4) PLの大きさの比(B/A):フォトルミネッセンス(Photo Luminescence)の測定法に従い、室温で325nm波長のHe−Cd laser(KIMMON社,30mW)を試片に入射して発光するスペクトルをCCD detectorを用いて検出し、このとき、CCD detectorの温度は−70℃を保った。370nm〜390nm領域のピークAと450nm〜600nm領域のピークBの大きさの比(B/A)を測定した。ここで、射出試片は別途の処理をせずレーザー(laser)を試片に入射させてPL分析を行い、酸化亜鉛パウダーは6mm径のペレタイザー(pelletizer)に入れ、圧着して扁平に試片を制作した後、測定した。
(5) 微小結晶の大きさ(crystallite size,単位:Å):高分解能X線回折分析器(High Resolution X−Ray Diffractometer,製造社:X’pert社,装置名:PRO−MRD)を使用し、ピーク位置(peak position)2θ値が35°〜37°の範囲で、測定されたFWHM値(回折ピーク(peak)のFull width at Half Maximum)を基準にScherrer’s equation(下記数式1)に適用して演算した。ここで、パウダー形態および射出試片共に測定が可能であり、より正確な分析のために、射出試片の場合は、600℃、エアー(air)状態で2時間熱処理して高分子樹脂を除去した後、XRD分析を行った。
前記数式1において、Kは形状係数(shape factor)で、λはX線波長(X−ray wavelength)で、βはFWHM値(degree)で、θはピーク位置値(peak position degree)である。
実施例1〜5及び比較例1〜7
前記の各構成成分を下記表2及び3に記載の含量で添加した後、230℃で押出してペレットを製造した。押出はL/D=36、直径45mmの二軸押出器を使用し、製造されたペレットは80℃で2時間以上乾燥した後、6Ozの射出器(成形温度230℃,金型温度:60℃)で射出して試片を製造した。製造された試片に対して下記の方法で物性を評価し、その結果を下記表2及び3に表した。
物性の測定方法
(1) 耐候性の評価(色相の変化(ΔE)):50mm×90mm×3mmの大きさの射出試片に対して、色差計(KONICA MINOLTA,CM−3700A)を使用して初期色相(L ,a ,b )を測定し、前記射出試片をASTM D4459によって、300時間耐候性をテストし、色差計を使用してテスト後の色相(L ,a ,b )を測定した後、下記数式2に従って色相の変化(ΔE)を算出した。
前記数式2において、ΔLはテスト前後のL値の差(L −L )で、Δaはテスト前後のa値の差(a −a )で、Δbはテスト前後のb値の差(b −b )である。
(2) 抗菌活性値:JIS Z 2801抗菌評価法によって、5cm×5cmの大きさの試片に黄色ブドウ球菌および大腸菌を接種し、35℃、RH90%の条件で24時間培養した後、下記の数式3に従って算出した。
前記数式3において、M1はブランク(blank)試片に対する24時間培養後の細菌の数で、M2は熱可塑性樹脂組成物試片に対する24時間培養後の細菌の数である。
前記結果から、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、耐候性、抗菌性等に全て優れることが分かった。
それに対して、それぞれHALS系紫外線安定剤(B1)及びベンゾトリアゾール系紫外線安定剤(B2)を使用しなかった比較例1及び2の場合は、耐候性が低下したことが分かり、本発明の酸化亜鉛(C1)の代わりに酸化亜鉛(C2)及び(C3)を使用した比較例3及び4の場合は、抗菌性等が低下したことが分かり、酸化亜鉛を使用しなかった比較例5の場合は、抗菌性および耐候性等が低下したことが分かった。また、それぞれHALS系紫外線安定剤(B1)及びベンゾトリアゾール系紫外線安定剤(B2)の代わりに紫外線安定剤(B3)を使用した比較例6及び7の場合は、それぞれ耐候性等が低下したことが分かった。
本発明の単純な変形ないし変更は、本分野の通常の知識を有する者が容易に実施することができ、このような変形や変更は共に本発明の領域に含まれるものと見なすことができる。

Claims (13)

  1. ゴム変性ビニル系グラフト共重合体および芳香族ビニル系共重合体樹脂を含む熱可塑性樹脂;
    HALS系紫外線安定剤およびベンゾトリアゾール系紫外線安定剤を含む紫外線安定剤;及び
    平均粒子の大きさが約0.5μm〜約3μmで、比表面積BETが約1m/g〜約10m/gの酸化亜鉛を含むことを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物。
  2. 前記熱可塑性樹脂組成物は、前記アクリレート系ゴム変性ビニル系グラフト共重合体約20重量%〜約50重量%および前記芳香族ビニル系共重合体樹脂約50重量%〜約80重量%を含む熱可塑性樹脂約100重量部;前記HALS系紫外線安定剤約0.05重量部〜約2重量部;前記ベンゾトリアゾール系紫外線安定剤約0.05重量部〜約2重量部;及び前記酸化亜鉛約0.1重量部〜約5重量部を含むことを特徴とする、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  3. 前記アクリレート系ゴム変性ビニル系グラフト共重合体は、アクリレート系ゴム質重合体に芳香族ビニル系単量体およびシアン化ビニル系単量体を含む単量体混合物がグラフト重合されたことを特徴とする、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  4. 前記芳香族ビニル系共重合体樹脂は、芳香族ビニル系単量体および前記芳香族ビニル系単量体と共重合可能な単量体の重合体であることを特徴とする、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  5. 前記HALS系紫外線安定剤は、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート及びビス(2,2,6,6−テトラメチル−2−ピペリジル)セバケート中の1種以上を含むことを特徴とする、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  6. 前記ベンゾトリアゾール系紫外線安定剤は、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,2,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、2−(2−ヒドロキシ−5−メチル−フェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール及び2−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1,1−ジメチルエチル)フェノール中の1種以上を含むことを特徴とする、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  7. 前記酸化亜鉛は、フォトルミネッセンス(Photo Luminescence)の測定時、370nm〜390nm領域のピークAと450nm〜600nm領域のピークBの大きさの比(B/A)が約0〜約1であることを特徴とする、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  8. 前記酸化亜鉛は、X線回折(X−ray diffraction,XRD)の分析時、ピーク位置(peak position)2θ値が35°〜37°の範囲で、下記数式1による微小結晶の大きさ(crystallite size)値が約1,000Å〜約2,000Åであることを特徴とする、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物:

    前記数式1において、Kは形状係数(shape factor)で、λはX線波長(X−ray wavelength)で、βはX線回折ピーク(peak)のFWHM値(degree)で、θはピーク位置値(peak position degree)である。
  9. 前記HALS系紫外線安定剤および前記ベンゾトリアゾール系紫外線安定剤の重量比(HALS系紫外線安定剤:ベンゾトリアゾール系紫外線安定剤)は、約1:0.5〜約1:1.1であることを特徴とする、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  10. 前記紫外線安定剤および前記酸化亜鉛の重量比(紫外線安定剤:酸化亜鉛)は、約1:0.5〜約1:10であることを特徴とする、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  11. 前記熱可塑性樹脂組成物は、50mm×90mm×3mmの大きさの射出試片に対して、色差計を使用して初期色相(L ,a ,b )を測定し、前記射出試片をASTM D4459によって、300時間テストし、色差計を使用してテスト後の色相(L ,a ,b )を測定した後、下記数式2に従って算出した色相の変化(ΔE)が約0.5〜約2.5であることを特徴とする、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物:

    前記数式2において、ΔLはテスト前後のL値の差(L −L )で、Δaはテスト前後のa値の差(a −a )で、Δbはテスト前後のb値の差(b −b )である。
  12. 前記熱可塑性樹脂組成物はJIS Z 2801抗菌評価法によって、5cm×5cmの大きさの試片に黄色ブドウ球菌および大腸菌を接種し、35℃、RH90%の条件で24時間培養した後、測定した抗菌活性値が、それぞれ約2〜約7及び約2〜約7であることを特徴とする、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  13. 請求項1〜12のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物から形成されることを特徴とする、成形品。
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