JP2021500423A - 熱可塑性樹脂組成物及びこれから形成された成形品 - Google Patents

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Abstract

本発明の熱可塑性樹脂組成物は、(A)ゴム変性ビニル系グラフト共重合体;(B)重量平均分子量が約100,000g/mol〜約500,000g/molである第1芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体;(C)重量平均分子量が約4,000,000g/mol以上である第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体;及び(D)酸化亜鉛;を含み、前記(C)と(D)の重量比は約1:約0.5〜約1:約5であることを特徴とする。

Description

本発明は、熱可塑性樹脂組成物及びこれから形成された成形品に関する。より具体的には、本発明は、抗菌性、真空成形性、機械的強度などに優れた熱可塑性樹脂組成物及びこれから形成された成形品に関する。
通常、冷蔵庫用樹脂としては、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体)樹脂などのゴム変性芳香族ビニル系共重合体樹脂が主に使用されてきた。特に、冷蔵庫用として使用される押出ABSの場合、一般のABS加工とは異なって、真空成形という追加工程を含んでおり、優れた加工性が必要である。また、冷蔵庫素材が食品を保管する用途で使用されるので、抗菌性を付与する必要性がある。
これによって、抗菌性を付与するために抗菌剤を添加する方法が提案された。有機抗菌剤は、相対的に安値であり、少量でも抗菌効果が良いが、時には人体への毒性を有し、特定の菌に対してのみ効果を有する場合があり、高温加工時、分解によって抗菌効果が喪失するおそれがある。また、有機抗菌剤は、加工後における変色の原因になり得ると共に、溶出問題によって抗菌持続性が短くなるという短所を有する。
無機抗菌剤は、銀(Ag)、銅(Cu)などの金属成分が含有された抗菌剤であって、熱安定性に優れ、抗菌性熱可塑性樹脂組成物(抗菌性樹脂)の製造に多く使用されるが、有機抗菌剤に比べて抗菌力が不足するので過量投入が要求され、相対的に高い価格及び加工時における均一分散の問題、金属成分による変色などの短所を有するので、使用に多くの制約がある。特に、無機抗菌剤の場合、真空成形性に影響を与えるおそれがあり、近年の製品の大容量化及び薄膜化の趨勢に伴い、抗菌性、真空成形性、機械的強度が全て充足される製品の開発が必要な実情にある。
本発明の背景技術は、大韓民国公開特許10−2009−0073453号などに開示されている。
本発明の目的は、抗菌性、真空成形性、機械的強度の全てに優れた熱可塑性樹脂組成物及びこれから形成された成形品を提供することにある。
本発明の他の目的は、低臭特性に優れた熱可塑性樹脂組成物及びこれから形成された成形品を提供することにある。
本発明の前記目的及びその他の目的は、下記で説明する本発明によって全て達成され得る。
本発明の一観点は熱可塑性樹脂組成物に関する。前記熱可塑性樹脂組成物は、(A)ゴム変性ビニル系グラフト共重合体;(B)重量平均分子量が約100,000g/mol〜約500,000g/molである第1芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体;(C)重量平均分子量が約4,000,000g/mol以上である第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体;及び(D)酸化亜鉛;を含み、前記(C)と(D)の重量比は約1:約0.5〜約1:約5であることを特徴とする。
具体例において、前記熱可塑性樹脂組成物は、前記(A)ゴム変性ビニル系グラフト共重合体約10重量%〜約70重量%、及び前記(B)第1芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体約30重量%〜約90重量%を含む基礎樹脂約100重量部;前記(C)第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体約1重量部〜約10重量部;及び前記(D)酸化亜鉛約2重量部〜約10重量部;を含んでもよい。
具体例において、前記(A)ゴム変性ビニル系グラフト共重合体は、ジエン系ゴム質重合体に芳香族ビニル系単量体及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。
具体例において、前記ジエン系ゴム質重合体は、平均粒径が約0.1μm〜約0.4μmであってもよい。
具体例において、前記(C)第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体は、重量平均分子量が約4,000,000g/mol〜約10,000,000g/molであってもよい。
具体例において、前記(D)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との大きさの比(B/A)が約0.01〜約10であってもよい。
具体例において、前記(D)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との大きさの比(B/A)が約0.01〜約1であってもよい。
具体例において、前記(D)酸化亜鉛は、BET表面積が約15m/g以下であってもよい。
具体例において、前記(D)酸化亜鉛は、X線回折(X−ray diffraction、XRD)の分析時、ピーク位置2θ値が35゜〜37゜の範囲で、下記の式4による微小結晶の大きさ値が約1,000Å〜約2,000Åであってもよい。
前記式4において、Kは、形状係数で、λは、X線波長で、βは、X線回折ピークのFWHM値で、θは、ピーク位置値である。
具体例において、前記(D)酸化亜鉛は、平均粒子の大きさ(D50)が約0.5μm〜約3μmであってもよい。
具体例において、前記熱可塑性樹脂組成物は、下記の式1及び式2を満足することができる:
前記式1において、TS150は、ASTM D638に基づいて150℃で3分間維持した後、150mm/minの速度で測定した引張強度である。
前記式2において、TS23は、ASTM D638に基づいて23℃で5mm/minの速度で測定した引張強度である。
具体例において、前記熱可塑性樹脂組成物は、JIS Z 2801抗菌評価法に基づいて5cm×5cmの大きさの試験片に黄色ブドウ球菌及び大腸菌を接種し、下記の式3によって算出した黄色ブドウ球菌に対する抗菌活性値が約2〜約5で、大腸菌に対する抗菌活性値が約2〜約5であってもよい。
前記式3において、M1は、ブランク(blank)試験片に対して35℃、RH90%の条件で24時間培養した後の細菌数で、M2は、熱可塑性樹脂組成物の試験片に対して35℃、RH90%の条件で24時間培養した後の細菌数である。
具体例において、前記熱可塑性樹脂組成物は、HS−SPME GC/MS(headspace solid−phase microextraction coupled to gas chromatography/mass spectrometry)を使用し、120℃で300分間捕集した揮発性有機化合物の検出面積値が約200area/g〜約500area/gであってもよい。
具体例において、前記熱可塑性樹脂組成物は、GC/MS(gas chromatography/mass spectrometry)を使用し、250℃で測定した残留揮発成分の含量が約800ppm〜約1,200ppmであってもよい。
本発明の他の観点は、前記熱可塑性樹脂組成物から形成された成形品に関する。
具体例において、前記成形品は真空成形されたものであって、冷蔵庫の内箱部品であってもよい。
本発明は、抗菌性、真空成形性、機械的強度の全てに優れ、低臭特性に優れた熱可塑性樹脂組成物及びこれから形成された成形品を提供するという効果を有する。
以下では、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る熱可塑性樹脂組成物は、(A)ゴム変性ビニル系グラフト共重合体;(B)重量平均分子量が約100,000g/mol〜約500,000g/molである第1芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体;(C)重量平均分子量が約4,000,000g/mol以上である第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体;及び(D)酸化亜鉛;を含む。
(A)ゴム変性ビニル系グラフト共重合体
本発明の一具体例に係る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衝撃性などを向上できるものであって、ジエン系ゴム質重合体に芳香族ビニル系単量体及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、前記ゴム変性ビニル系グラフト共重合体は、ジエン系ゴム質重合体に芳香族ビニル系単量体及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共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及び耐熱性を付与する単量体をさらに含ま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、懸濁重合などの公知の重合方法によって行われ得る。
具体例において、前記ジエン系ゴム質重合体としては、ポリブタジエン、ポリ(スチレン−ブタジエン)、ポリ(アクリロニトリル−ブタジエン)などを例示できるが、これに制限されない。これらは、単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。例えば、前記ジエン系ゴム質重合体としては、ポリブタジエンなどのブタジエン系ゴムを使用してもよい。
具体例において、前記ジエン系ゴム質重合体(ゴム粒子)の平均粒径(Z−平均)は、約0.1μm〜約0.4μm、例えば、約0.2μm〜約0.4μmであってもよい。前記範囲では、熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性、外観などが優秀になり得る。
具体例において、前記ジエン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の全体100重量%のうち約20重量%〜約65重量%、例えば、約30重量%〜約60重量%であってもよく、前記単量体混合物(芳香族ビニル系単量体及びシアン化ビニル系単量体を含む)の含量は、ゴム変性ビニル系グラフト共重合体の全体100重量%のうち約35重量%〜約80重量%、例えば、約40重量%〜約70重量%であってもよい。前記範囲では、熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性、流動性などが優秀になり得る。
具体例において、前記芳香族ビニル系単量体は、前記ジエン系ゴム質重合体にグラフト共重合され得るものであって、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、ビニルナフタレンなどを例示できるが、これに制限されない。これらは、単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。前記芳香族ビニル系単量体の含量は、前記単量体混合物の100重量%のうち約50重量%〜約90重量%、例えば、約60重量%〜約80重量%であってもよい。前記範囲では、熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性、流動性などが優秀になり得る。
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って、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、フマロニトリルなどを例示できるが、これに制限されない。これらは、単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。例えば、前記シアン化ビニル系単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどを使用してもよい。前記シアン化ビニル系単量体の含量は、前記単量体混合物の100重量%のうち約10重量%〜約50重量%、例えば、約20重量%〜約40重量%であってもよい。前記範囲では、熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性、流動性などが優秀になり得る。
具体例において、前記加工性及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−置換マレイミドなどを例示できるが、これに限定されない。前記加工性及び耐熱性を付与するための単量体を使用するとき、その含量は、前記単量体混合物の100重量%のうち約15重量%以下、例えば、約0.1重量%〜約10重量%であってもよい。前記範囲では、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及び耐熱性を付与することができる。
具体例において、前記ゴム変性ビニル系グラフト共重合体としては、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレングラフト共重合体(g−ABS)などを例示できるが、これに制限されない。
具体例において、前記ゴム変性ビニル系グラフト共重合体は、(A)+(B)からなる基礎樹脂の100重量%のうち約10重量%〜約70重量%、例えば、約15重量%〜約65重量%、約20重量%〜約60重量%、約20重量%〜約55重量%、約25重量%〜約50重量%で含まれてもよい。前記範囲では、熱可塑性樹脂組成物の耐化学性、剛性、耐衝撃性、流動性、これらの物性バランスなどが優秀になり得る。
(B)第1芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体
本発明の第1芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体は、熱可塑性樹脂組成物の耐化学性、流動性などを向上できるものであって、重量平均分子量が約100,000g/mol〜約500,000g/mol、例えば、約200,000g/mol〜約400,000g/molで、シアン化ビニル系単量体から誘導された反復単位の含量が約25重量%〜約31重量%である芳香族ビニル系単量体及びシアン化ビニル系単量体を含む単量体混合物の重合体である。例えば、前記第1芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体は、芳香族ビニル系単量体から誘導された反復単位及びシアン化ビニル系単量体から誘導された反復単位を含む共重合体であって、前記重量平均分子量の範囲及び前記反復単位の範囲を有するように前記単量体混合物を公知の重合方法によって反応させて得ることができる。また、必要に応じて、前記単量体混合物に加工性及び耐熱性を付与する単量体をさらに含ませ、加工性及び耐熱性を付与する単量体から誘導された反復単位をさらに含む第1芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体を得ることができる。
具体例において、前記芳香族ビニル系単量体は、シアン化ビニル系単量体などと重合され、芳香族ビニル系単量体から誘導された反復単位を形成できるものであって、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、ビニルナフタレンなどを例示できるが、これに制限されない。これらは、単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。前記芳香族ビニル系単量体(芳香族ビニル系単量体から誘導された反復単位)の含量は、前記単量体混合物(第1芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体)の100重量%のうち約69重量%〜約75重量%、例えば、約70重量%〜約74重量%であってもよい。前記範囲では、熱可塑性樹脂組成物の耐化学性、流動性などが優秀になり得る。
具体例において、前記シアン化ビニル系単量体は、芳香族ビニル系単量体などと重合され、シアン化ビニル系単量体から誘導された反復単位を形成できるものであって、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、フマロニトリルなどを例示できるが、これに制限されない。これらは、単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。例えば、前記シアン化ビニル系単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどを使用してもよい。前記シアン化ビニル系単量体(シアン化ビニル系単量体から誘導された反復単位)の含量は、前記単量体混合物(第1芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体)の100重量%のうち約25重量%〜約31重量%、例えば、約26重量%〜約30重量%であってもよい。前記範囲では、耐化学性及び流動性が優秀になる。
具体例において、前記加工性及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−置換マレイミドなどを例示できるが、これに限定されない。前記加工性及び耐熱性を付与するための単量体を使用するとき、その含量は、前記単量体混合物の100重量%のうち約15重量%以下、例えば、約0.1重量%〜約10重量%であってもよい。前記範囲では、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及び耐熱性を付与することができる。
具体例において、前記第1芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体は、GPC(gel permeation chromatography)で測定した重量平均分子量が約100,000g/mol〜約500,000g/mol、具体例では、約200,000g/mol〜約400,000g/mol、約250,000g/mol〜約350,000g/molであってもよい。前記第1芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体の重量平均分子量が約100,000g/mol未満である場合は、熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性などが低下するおそれがあり、約500,000g/molを超える場合は、熱可塑性樹脂組成物の流動性などが低下するおそれがある。
具体例において、前記第1芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体は、(A)+(B)からなる基礎樹脂の100重量%のうち約30重量%〜約90重量%、例えば、約35重量%〜約85重量%、約40重量%〜約80重量%、約45重量%〜約80重量%、約50重量%〜約75重量%で含まれてもよい。前記範囲では、熱可塑性樹脂組成物の耐化学性、剛性、耐衝撃性、流動性、これらの物性バランスなどが優秀になり得る。
(C)第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体
本発明の第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体は、熱可塑性樹脂の高温引張強度を付与することができる。
前記第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体は、芳香族ビニル系単量体から誘導された反復単位及びシアン化ビニル系単量体から誘導された反復単位を含む共重合体である。
前記第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体は、芳香族ビニル系単量体及びシアン化ビニル系単量体を含む単量体混合物を架橋重合することによって製造することができる。
具体例において、前記芳香族ビニル系単量体は、シアン化ビニル系単量体などと重合され、芳香族ビニル系単量体から誘導された反復単位を形成できるものであって、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、ビニルナフタレンなどを例示できるが、これに制限されない。これらは、単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。前記芳香族ビニル系単量体(芳香族ビニル系単量体から誘導された反復単位)の含量は、前記単量体混合物(第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体)の100重量%のうち約60重量%〜約85重量%、例えば、約65重量%〜約80重量%であってもよい。前記範囲では、熱可塑性樹脂組成物の耐化学性、流動性などが優秀になり得る。
具体例において、前記シアン化ビニル系単量体は、芳香族ビニル系単量体などと重合され、シアン化ビニル系単量体から誘導された反復単位を形成できるものであって、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、フマロニトリルなどを例示できるが、これに制限されない。これらは、単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。例えば、前記シアン化ビニル系単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどを使用してもよい。前記シアン化ビニル系単量体(シアン化ビニル系単量体から誘導された反復単位)の含量は、前記単量体混合物(第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体)の100重量%のうち約15重量%〜約40重量%、例えば、約20重量%〜約35重量%であってもよい。前記範囲では、熱可塑性樹脂組成物の耐化学性及び流動性がさらに優秀になり得る。
具体例において、前記加工性及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−置換マレイミドなどを例示できるが、これに限定されない。前記加工性及び耐熱性を付与するための単量体を使用するとき、その含量は、前記単量体混合物の100重量%のうち約15重量%以下、例えば、約0.1重量%〜約10重量%であってもよい。前記範囲では、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及び耐熱性を付与することができる。
具体例において、前記第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体は、GPC(gel permeation chromatography)で測定した重量平均分子量が約4,000,000g/mol以上、例えば、約4,000,000g/mol〜約10,000,000g/molであってもよい。前記第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体の重量平均分子量が約4,000,000g/mol未満である場合は、十分な高温引張強度を得ることができない。
具体例において、前記第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体は、(A)+(B)からなる基礎樹脂の約100重量部を基準にして約1重量部〜約10重量部、例えば、約1重量部〜約5重量部で含まれてもよい。前記範囲では、熱可塑性樹脂組成物の高温引張強度、耐化学性、剛性、耐衝撃性、流動性、これらの物性バランスなどが優秀になり得る。
具体例において、前記(B)と(C)の重量比は、約90:約1〜約3:約1、例えば、約75:約1〜約30:約1、約40:約1〜約35:約1であってもよい。前記範囲では、流動性、加工性、及び高温引張強度効率が優秀になり得る。
(D)酸化亜鉛
本発明で使用される酸化亜鉛は、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、酸素ガスを注入し、約20℃〜約30℃に冷却した後、必要時、反応器に窒素/水素ガスを注入しながら、約400℃〜約900℃、例えば、約500℃〜約800℃で約30分〜約150分間熱処理を行った後、常温(20℃〜30℃)に冷却することによって製造され得る。
前記のように製造された酸化亜鉛の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との大きさの比(B/A)が約0.01〜約10、例えば、約0.01〜約2、約0.01〜約1、約0.01〜約0.5、約0.1〜約0.3で、BET表面積が約15m/g以下、約10m/g以下、例えば、約1m/g〜約7m/gであるものが使用されてもよい。前記大きさの比(B/A)である場合は、優れた抗菌性と共に、耐変色性、低臭性及び高温引張強度を確保することができる。また、BET表面積が約15m/g以下である場合は、低臭性を有することができる。
具体例において、前記酸化亜鉛は、多様な形態を有することができ、例えば、球状、プレート状、棒状、これらの組み合わせなどを全て含み得る。
前記酸化亜鉛は、ベックマン・コールター株式会社のLS I3 320粒度分布測定装置(Particle Size Analyzer)を用いて測定した単一粒子(粒子が固まって2次粒子を形成しない)の平均粒子の大きさが約0.5μm〜約3μm、例えば、約1μm〜約3μmであってもよい。前記範囲では、熱可塑性樹脂組成物の耐変色性、低臭性などが優秀になり得る。
前記酸化亜鉛は、X線回折(X−ray diffraction、XRD)の分析時、ピーク位置2θ値が35゜〜37゜の範囲で、下記の式4による微小結晶の大きさ値が約500Å〜約2,000Å、例えば、約1,000Å〜約2,000Å、約1,200Å〜約1,800Å であってもよい。前記範囲では、熱可塑性樹脂組成物の初期色相、耐候性、抗菌性などが優秀になり得る。
前記式4において、Kは、形状係数で、λは、X線波長で、βは、X線回折ピークのFWHM値で、θは、ピーク位置値である。
具体例において、前記酸化亜鉛は、(A)+(B)からなる基礎樹脂約100重量部に対して約2重量部〜約10重量部、例えば、約1重量部〜約5重量部で含まれてもよい。前記範囲では、耐衝撃性、低臭性及び抗菌性が優秀になり得る。
また、前記(C)第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体と前記(D)酸化亜鉛との重量比は、約1:約0.5〜約1:約5であってもよく、例えば、約1:約1〜約1:約3であってもよい。前記重量比が約1:約5の範囲を超える場合は、物性バランスなどが低下するおそれがあり、約1:約0.5の範囲未満である場合は、抗菌活性値が低下するおそれがある。
本発明の一具体例に係る熱可塑性樹脂組成物は、前記構成成分の他にも、本発明の効果を阻害しない範囲で、難燃剤、酸化防止剤、滑剤、離型剤、核剤、帯電防止剤、安定剤、着色剤、これらの組み合わせなどの添加剤をさらに含み得る。前記添加剤を使用するとき、その含量は、基礎樹脂の約100重量部に対して約20重量部以下、例えば、約0.1重量部〜約10重量部であってもよいが、これに制限されない。
本発明の一具体例に係る熱可塑性樹脂組成物は、下記の式1及び式2を満足することができる。
前記式1において、TS150は、ASTM D638に基づいて150℃で3分間維持した後、150mm/minの速度で測定した引張強度である。
前記式2において、TS23は、ASTM D638に基づいて23℃で5mm/minの速度で測定した引張強度である。
また、前記熱可塑性樹脂組成物は、ASTM D256に基づいて測定した1/4”厚の試験片に対して23℃で測定したノッチ付きアイゾット衝撃強度が約20kgf・cm/cm〜約40kgf・cm/cmで、−30℃で測定した低温衝撃強度が約7kgf・cm/cm〜約15kgf・cm/cmであってもよい。
具体例において、前記熱可塑性樹脂組成物は、JIS Z 2801抗菌評価法に基づいて5cm×5cmの大きさの試験片に黄色ブドウ球菌及び大腸菌を接種し、下記の式3によって算出した黄色ブドウ球菌に対する抗菌活性値が約2〜約5で、大腸菌に対する抗菌活性値が約2〜約5であってもよい。
前記式3において、M1は、ブランク(blank)試験片に対して35℃、RH90%の条件で24時間培養した後の細菌数で、M2は、熱可塑性樹脂組成物の試験片に対して35℃、RH90%の条件で24時間培養した後の細菌数である。
具体例において、前記熱可塑性樹脂組成物は、HS−SPME GC/MS(headspace solid−phase microextraction coupled to gas chromatography/mass spectrometry)を使用し、120℃で300分間捕集した揮発性有機化合物の検出面積値が約200area/g〜約500area/g、例えば、約200area/g〜約460area/g、約250area/g〜約450area/g、約300area/g〜約400area/gであってもよい。
具体例において、前記熱可塑性樹脂組成物は、GC/MS(gas chromatography/mass spectrometry)を使用し、250℃で測定した残留揮発成分の含量が約800ppm〜約1,200ppm、例えば、約900ppm〜約1,100ppm、約950ppm〜約1,080ppmであってもよい。
本発明に係る成形品は、前記熱可塑性樹脂組成物から形成される。本発明の熱可塑性樹脂組成物は、公知の熱可塑性樹脂組成物の製造方法で製造することができる。例えば、前記構成成分と必要に応じてその他の添加剤を混合した後、押出機内で溶融・押出しを行ってペレット状に製造することができる。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などの多様な成形方法を通じて多様な成形品(製品)に製造され得る。このような成形方法は、本発明の属する分野で通常の知識を有する者によく知られている。前記成形品は、電気/電子製品などの内/外装材、自動車部品などの分野に使用され得る。特に、前記成形品は真空成形が可能であり、冷蔵庫の内箱部品などとして有用に適用され得る。
[発明を実施するための形態]
以下、実施例を通じて本発明をより具体的に説明するが、これらの実施例は説明するためのものに過ぎず、本発明を制限するものとして解釈してはならない。
[実施例]
以下では、下記の実施例及び比較例で使用された各成分の仕様を説明する。
(A)ゴム変性ビニル系グラフト共重合体
平均粒径が0.3μmであるポリブタジエンゴム58重量%にスチレン及びアクリロニトリル(スチレン/アクリロニトリル:75重量%/25重量%)42重量%をグラフト共重合することによって製造したアクリロニトリル−ブタジエン−スチレングラフト共重合体(g−ABS)を使用した。
(B)第1芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体
スチレン71重量%及びアクリロニトリル29重量%を重合することによって製造された樹脂(重量平均分子量:250,000g/mol)を使用した。
(C)第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体
(C1)スチレン単量体72.5重量%、及びアクリロニトリル単量体27.5重量%を含むビーズ状の共重合体ZB−869(Zibo Huaxing Additives Co.,Ltd.)を使用した。前記第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体の重量平均分子量は5,100,000であった。
(C2)スチレン単量体72.5重量%、及びアクリロニトリル単量体27.5重量%を含むビーズ状の共重合体ZB−869(Zibo Huaxing Additives Co.,Ltd.)を使用した。前記第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体の重量平均分子量は3,000,000であった。
(D)酸化亜鉛
(D1)金属形態の亜鉛を溶かした後、900℃に加熱して蒸気化させた後、酸素ガスを注入し、常温(25℃)に冷却することによって1次中間物を得た。次に、当該1次中間物を700℃で30分〜150分間熱処理した後、常温(25℃)に冷却し、純度が99%以上で、粒度の大きさ(D50)が1.2μmで、ハロゲン(Cl、Br)を含有しない酸化亜鉛を使用した。
(D2)酸化亜鉛(製造社:RISTecBiz、製品名:RZ−950)を使用した。
(D3)酸化亜鉛(製造社:RISTecBiz、製品名:RZ−950)製品を追加的に700℃で90分間熱処理した後、常温(25℃)に冷却することによって製造した酸化亜鉛を使用した。
前記酸化亜鉛(D1、D2及びD3)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との大きさの比(B/A)及び微小結晶の大きさ(crystallite size)値を下記の酸化亜鉛の物性測定方法によって測定し、その結果を下記の表1に示した。
酸化亜鉛の物性測定方法
(1)平均粒子の大きさ(単位:μm):ベックマン・コールター株式会社のレーザー回折式粒度分布測定装置(Laser Diffraction Particle Size Analyzer)LS I3 320装置を使用し、平均粒子の大きさ(体積平均)を測定した。
(2)純度(単位:%):TGA熱分析法を使用し、800℃の温度で残留する重さで以って純度を測定した。
(3)BET表面積(単位:m/g):窒素ガス吸着法を使用し、BET分析装置(Micromeritics社の表面積及び細孔分布測定装置(Surface Area and Porosity Analyzer)ASAP 2020装置)でBET表面積を測定した。
(4)PLの大きさの比(B/A):フォトルミネッセンス測定法によって、室温で325nm波長のHe−Cdレーザー(株式会社金門光波、30mW)を試験片に入射したときに発光されるスペクトルをCCD検出器を用いて検出し、このとき、CCD検出器の温度は−70℃に維持した。そして、370nm〜390nm領域のピークAと450nm〜600nm領域のピークBとの大きさの比(B/A)を測定した。ここで、射出試験片に対しては別途の処理を施さず、レーザーを試験片に入射させることによってPL分析を行い、酸化亜鉛パウダーは、6mmの直径のペレタイザー(pelletizer)に入れて圧着し、試験片を平らに製作した後で測定した。
(5)微小結晶の大きさ(単位:Å):高分解能X−線回折分析機(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2θ値が35゜〜37゜の範囲で、測定されたFWHM値(回折ピークの半値全幅(Full width at Half Maximum))を基準にしてシェラーの式(Scherrer’s equation)(下記の式4)に適用して演算した。ここで、パウダー形態及び射出試験片のいずれも測定が可能であり、さらに正確な分析のために、射出試験片の場合は、600℃、エア(air)状態で2時間熱処理し、高分子樹脂を除去した後でXRD分析を行った。
前記式4において、Kは、形状係数で、λは、X線波長で、βは、X線回折ピークのFWHM値で、θは、ピーク位置値である。
実施例1〜4及び比較例1〜4
下記の表2の組成及び含量によって前記構成成分を混合した後、L/D=35、直径45mmである二軸(twin screw type)押出機に添加し、230℃で溶融及び押出しを行うことによってペレットを製造した。製造されたペレットは、80℃で4時間以上乾燥した後、射出温度230℃、金型温度60℃の条件の射出機で射出成形することによって試験片に製造した。製造された試験片に対して下記の試験片の物性測定方法で物性を評価し、その結果を下記の表2に示した。
試験片の物性測定方法
(1)衝撃強度(単位:kgf・cm/cm):ASTM D256に基づいて、1/4”厚の試験片にノッチ(Notch)を付け、それぞれ23℃及び−30℃でノッチ付きアイゾット衝撃強度を測定した。
(2)引張強度(単位:Kg/cm):TS150は、ASTM D638に基づいて150℃で3分間維持した後、150mm/minの速度で測定した引張強度で、TS23は、ASTM D638に基づいて23℃で5mm/minの速度で測定した引張強度である。
(3)抗菌活性値:JIS Z 2801抗菌評価法に基づいて、5cm×5cmの大きさの試験片に黄色ブドウ球菌及び大腸菌を接種し、下記の式3によって抗菌活性値を求めた。
前記式3において、M1は、ブランク(blank)試験片に対して35℃、RH90%の条件で24時間培養した後の細菌数で、M2は、熱可塑性樹脂組成物の試験片に対して35℃、RH90%の条件で24時間培養した後の細菌数である。
(4)R−SM GC/MS低臭性評価:(残留揮発成分(RTVM)の含量、単位:ppm):GC/MS(gas chromatography/mass spectrometry)を使用し、250℃で残留揮発成分の含量を測定した。測定条件及び前処理方法は下記の通りである。
−前処理方法
1)20mLのバイアル(vial)に測定しようとする試料0.2g〜0.3gを入れる。
2)NMP 9mLを入れ、10時間以上シェーカー(shaker)を用いて溶解させる。
3)内部標準(Internal standard)溶液1mLを入れて撹拌した後、0.45μmのフィルターでろ過する。
(5)HS−SPME GC/MS低臭性評価:(揮発性有機化合物(TVOC)の検出面積値、単位:area/g)HS−SPME GC/MS(headspace solid−phase microextraction coupled to gas chromatography/mass spectrometry)を使用し、120℃で300分間捕集した揮発性有機化合物の検出面積値を測定した。測定条件及び前処理方法は下記の通りである。
−前処理方法
1)試料をHSSバイアル(vial)に入れる(パウダー20mg、ペレット2g)。
2)ヘッドスペースサンプラー(Headspace Sampler)の条件を前記のようにセッティング(setting)する。
(6)流動性(真空成形性)評価:実施例及び比較例で製造されたペレットを80℃で4時間以上乾燥した後、射出温度230℃、金型温度60℃の条件の射出機で射出成形し、6X6(15cm x 15cm)2Tの試験片を製造した。製造された試験片を真空成形機(製造社:ドンジン工業)に投入した後、温度500℃、予熱時間(Pre−heating time)25sec、真空圧10%を基準条件として設定した。前記基準条件で試験片がバブリングされると、バブリングされた部分の内部に水を充填し、投入された水の体積を測定し、流動性(真空成形性)を判断した。前記基準条件でバブリングされた試験片に投入された水の体積が1000ml以上である場合はレベル1と評価し、950ml以上1000ml未満である場合はレベル2と評価し、900ml以上950ml未満である場合はレベル3と評価し、900ml未満である場合はレベル4と評価した。
本発明の単純な変形及び変更は、本分野で通常の知識を有する者によって容易に実施可能であり、このような変形や変更は、いずれも本発明の領域に含まれるものと見なすことができる。

Claims (16)

  1. (A)ゴム変性ビニル系グラフト共重合体;
    (B)重量平均分子量が約100,000g/mol〜約500,000g/molである第1芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体;
    (C)重量平均分子量が約4,000,000g/mol以上である第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体;及び
    (D)酸化亜鉛;を含み、
    前記(C)と(D)の重量比は約1:約0.5〜約1:約5である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(A)ゴム変性ビニル系グラフト共重合体約10重量%〜約70重量%、及び前記(B)第1芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体約30重量%〜約90重量%を含む基礎樹脂約100重量部;前記(C)第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体約1重量部〜約10重量部;及び前記(D)酸化亜鉛約2重量部〜約10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(A)ゴム変性ビニル系グラフト共重合体は、ジエン系ゴム質重合体に芳香族ビニル系単量体及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. 前記ジエン系ゴム質重合体は、平均粒径が約0.1μm〜約0.4μmであることを特徴とする、請求項3に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  5. 前記(C)第2芳香族ビニル−シアン化ビニル系共重合体は、重量平均分子量が約4,000,000g/mol〜約10,000,000g/mol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。
  6. 前記(D)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との大きさの比(B/A)が約0.01〜約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。
  7. 前記(D)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との大きさの比(B/A)が約0.01〜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(D)酸化亜鉛は、BET表面積が約15m/g以下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。
  9. 前記(D)酸化亜鉛は、X線回折(X−ray diffraction、XRD)の分析時、ピーク位置2θ値が35゜〜37゜の範囲で、下記の式4による微小結晶の大きさ値が約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:
    前記式4において、Kは、形状係数で、λは、X線波長で、βは、X線回折ピークのFWHM値で、θは、ピーク位置値である。
  10. 前記(D)酸化亜鉛は、平均粒子の大きさ(D50)が約0.5μm〜約3μm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、下記の式1及び式2を満足す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:
    前記式1において、TS150は、ASTM D638に基づいて150℃で3分間維持した後、150mm/minの速度で測定した引張強度である。
    前記式2において、TS23は、ASTM D638に基づいて23℃で5mm/minの速度で測定した引張強度である。
  12. 前記熱可塑性樹脂組成物は、JIS Z 2801抗菌評価法に基づいて5cm×5cmの大きさの試験片に黄色ブドウ球菌及び大腸菌を接種し、下記の式3によって算出した黄色ブドウ球菌に対する抗菌活性値が約2〜約5で、大腸菌に対する抗菌活性値が約2〜約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:
    前記式3において、M1は、ブランク(blank)試験片に対して35℃、RH90%の条件で24時間培養した後の細菌数で、M2は、熱可塑性樹脂組成物の試験片に対して35℃、RH90%の条件で24時間培養した後の細菌数である。
  13. 前記熱可塑性樹脂組成物は、HS−SPME GC/MSを使用し、120℃で300分間捕集した揮発性有機化合物の検出面積値が約200area/g〜約500area/g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。
  14. 前記熱可塑性樹脂組成物は、GC/MSを使用し、250℃で測定した残留揮発成分の含量が約800ppm〜約1,200ppm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。
  15. 請求項1から14のいずれか1項による熱可塑性樹脂組成物から形成された成形品。
  16. 前記成形品は真空成形されたものであって、冷蔵庫の内箱部品であることを特徴とする、請求項15に記載の成形品。
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