KR102080854B1 - 마이카를 함유하는 열가소성 엘라스토머 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

마이카를 함유하는 열가소성 엘라스토머 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이카를 함유하는 열가소성 엘라스토머 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 열가소성 엘라스토머 수지 및 특정 범위의 평균 입경을 갖는 마이카를 특정 범위의 함량으로 포함함으로써, 우수한 기계적 물성을 유지하는 동시에 압출 가공성이 개선되고, 금속 질감 및 표면 광택도가 현저히 향상된 열가소성 엘라스토머 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.

Description

마이카를 함유하는 열가소성 엘라스토머 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품{Thermoplastic elastomer resin composition comprising mica and molded article comprising the same}
본 발명은 마이카를 함유하는 열가소성 엘라스토머 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 열가소성 엘라스토머 수지 및 특정 범위의 평균 입경을 갖는 마이카를 특정 범위의 함량으로 포함함으로써, 우수한 기계적 물성을 유지하는 동시에 압출 가공성이 개선되고, 금속 질감 및 표면 광택도가 현저히 향상된 열가소성 엘라스토머 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
열가소성 엘라스토머 수지는 우수한 내열성, 내화학성 및 내구성을 지니고 있어, 갈수록 높아지는 자동차 부품의 내구성 및 내열성 등의 요구 사항을 만족하는 용도로 활발히 이용되고 있다. 자동차 구동계에 이용되는 특히 현가 장치에 속하는 등속 조인트 부츠, 조향 장치에 속하는 기어박스 벨로우즈, 엔진 주변부의 에어덕트 및 인터쿨러 파이프, 내장재로서 크게는 대시보드 스킨 또는 버튼 류까지 다양한 용도로 열가소성 엘라스토머 수지, 특히 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머 수지가 이용된다.
이들 중에서 등속 조인트 부츠, 기어박스 벨로우즈, 에어덕트 및 인터쿨러 파이프 등의 부품은 블로우 성형 방법을 이용해 제조되는데, 이를 위하여 열가소성 엘라스토머 수지의 고점도화가 요구된다.
열가소성 엘라스토머 수지의 고점도화 방법에는 각 제조 회사 및 공정 방법에 따라 여러 가지가 존재한다. 예를 들면, 용융 중합을 통해 제조된 열가소성 엘라스토머 수지의 펠렛을 고열 및 진공을 이용하여 고점도화 하는 고상중합 방법과, 고분자 사슬 연장제를 이용하여 압출기 내에서 고열과 전단력을 이용하여 고점도화하는 반응압출 방법이 있다.
일반적으로 고상중합 방법을 이용하여 열가소성 엘라스토머 수지를 고점도화하는 경우, 결과물의 품질이 우수하고, 추가되는 진공 공정 등에 의하여 부반응물 등의 제거가 용이한 장점이 있으나, 반면에 40~50 시간에 이르는 긴 반응 시간이 추가로 필요하며, 점도 상승 수준을 용이하게 변경하여 생산하기 어렵다는 단점이 있다.
한편 마이카(운모)를 포함하는 열가소성 엘라스토머 수지 조성물을 이용한 성형품의 경우, 표면의 난 반사로 인하여 표면 색상 구현에 이점이 있기 때문에, 자동차 내장 매트 및 시계 줄 등으로 사용되어 왔으나, 마이카 사용으로 인한 수지 물성 저하 및 표면 광택도 개선에 어려움이 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로, 본 발명의 목적은 우수한 기계적 물성을 유지하는 동시에 압출 가공성이 개선되고, 금속 질감 및 표면 광택도가 현저히 향상된 열가소성 엘라스토머 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품을 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하고자 본 발명은, 열가소성 엘라스토머 수지; 및 마이카 입자;를 포함하는 열가소성 엘라스토머 수지 조성물로서, 상기 마이카 입자의 평균 입경이 d50 기준으로, 10 내지 100 ㎛이고, 상기 마이카 입자의 함량이 조성물 총 100 중량부 기준으로, 0.5 중량부 초과 내지 5 중량부 미만인, 열가소성 엘라스토머 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 본 발명의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물을 포함하는 성형품이 제공된다.
본 발명의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물은 표면 특성(금속 질감 및 표면 광택도)이 우수하고, 가공성, 성형성 및 치수 안정성이 우수하며, 인장 강도, 충격 강도, 신율 등의 기계적 물성이 우수하여 자동차 소재 및 휴대용 기기에 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에서 사용된 “중량부”는 중량 비율을 의미한다.
본 발명의 수지 조성물은 (1) 열가소성 엘라스토머 수지 및 (2) 마이카 입자를 포함한다. 또한 본 발명의 수지 조성물은, 임의로 (3) 분산용 첨가제 및/또는 (4) 하나 이상의 기타 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
(1) 열가소성 엘라스토머( TPE ) 수지
본 발명의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물은 열가소성 엘라스토머(TPE) 수지를 베이스 수지로서 포함한다.
본 발명의 수지 조성물에 포함 가능한 열가소성 엘라스토머 수지로는 무도장 메탈릭 소재로 적용 가능한 것이라면 제한 없이 사용 가능하고, 상기 열가소성 엘라스토머(TPE) 수지로는 통상의 TPE 수지를 단독으로 또는 둘 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 열가소성 엘라스토머 수지로는, 예를 들면, 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머(TPEE)(열가소성 코폴리에스테르계 엘라스토머를 포함), 열가소성 스티렌-부타디엔계 엘라스토머(TPE-S), 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 이들의 조합으로부터 선택된 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 열가소성 엘라스토머 수지로서 TPEE 수지가 사용될 수 있고, 상기 TPEE 수지는 통상적으로 사용되는 것일 수 있으며, 가소제를 함유하여 경도가 조절된 것일 수 있으나, 상기 TPEE의 경도는 특별히 제한되지 않고, 적용하고자 하는 물품에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
상기 TPEE는 경질의 하드 세그먼트(Hard Segment)와 연질의 소프트 세그먼트(Soft Segment)로 블록 공중합(Block Copolymerization)되어 있는 열가소성 고분자이다.
일 구체예에서, 상기 하드 세그먼트는 방향족 디카르복실 화합물 및 디올의 중합 단위를 포함하고, 소프트 세그먼트는 폴리알킬렌 옥사이드의 중합 단위를 포함한다.
상기 방향족 디카르복실 화합물로는 테레프탈산(Terephthalic Acid, TPA), 이소프탈산(Isophthalic Acid, IPA), 1,5-디나프탈렌 디카르복실산(1,5-Dinaphthalenedicarboxylic Acid, 1,5-NDCA), 2,6-디나프탈렌 디카르복실산(2,6-Dinaphthalenedicarboxylic Acid, 2,6-NDCA), 디메틸 테레프탈레이트(Dimethyl Terephthalate, DMT), 디메틸 이소프탈레이트(Dimethyl Isophthalate) 또는 이들의 조합으로부터 선택된 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 DMT를 사용할 수 있다.
상기 디올로는 탄소수 2 내지 8의 선형 지방족 디올 또는 탄소수 3 내지 8의 고리형 지방족 디올이 사용될 수 있고, 예컨대, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올 또는 이들의 조합으로부터 선택된 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 1,4-부탄디올을 사용할 수 있다.
상기 폴리알킬렌 옥사이드로는 폴리옥시에틸렌 글리콜(Polyoxyethylene glycol), 폴리옥시프로필렌 글리콜(Polyoxypropylene glycol), 폴리옥시테트라메틸렌 글리콜(Polyoxytetramethylene glycol, PTMEG) 또는 이들의 조합으로부터 선택된 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 PTMEG를 사용할 수 있다.
일 구체예에 따르면, 상기 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머는 분지제(Branching Agent)에 의하여 분지화된 것일 수 있으며, 이는 용융 장력을 높여 TPEE 생산시 그 스트랜드(strand)의 안정성을 향상시키고, 이를 통해 생산성을 높이기 위해서이다. 상기 분지제로는, 예컨대, 글리세롤(Glycerol), 펜타에리스리톨(Pentaerythritol), 네오펜틸글리콜(Neopentylglycol) 또는 이들의 조합으로부터 선택된 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 글리세롤을 사용할 수 있다.
본 발명에 사용할 수 있는 TPEE는 일반적으로 올리고머화 반응과 중축합 반응의 두 단계로 이루어진 용융 중합을 통하여 제조할 수 있으며, 바람직하게는 분지화된 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머일 수 있다.
일 구체예에서, 분지화된 TPEE는, 상기한 성분들을 반응기에 투입한 뒤, 적절한 촉매(예컨대, 테트라-n-부톡시 티타늄(tetra-n-butoxy titanium, TBT)의 존재 하에, 올리고머화 반응과 중축합 반응의 두 단계로 이루어진 용융 중합을 통하여 제조할 수 있다. 상기 올리고머화 반응은 140~215℃에서 3~4시간 동안 진행될 수 있으며, 상기 중축합 반응은 210~250℃에서 4~5시간 동안 760 토르(torr)에서 0.3 토르까지 단계적으로 감압하는 과정으로 진행될 수 있다.
일 구체예에서, 기계적 강도, 유연성 등을 고려할 때, 상기 TPEE 내의 소프트 세그먼트 함량은 TPEE 총 100 중량%를 기준으로 5~75 중량%인 것이 바람직하며, 30~70 중량%인 것이 보다 바람직하다. TPEE 내의 소프트 세그먼트 함량이 지나치게 적으면 TPEE의 경도가 높아져 유연성을 기대하기 어렵고, 반대로 소프트 세그먼트 함량이 지나치게 많으면 높은 내열성능을 기대하기 어렵다.
일 구체예에 따르면, 상기 TPEE의 고유점도(intrinsic viscosity)는 1.7~2.2 dl/g일 수 있고, 보다 바람직하게는 1.9~2.0 dl/g일 수 있다.
본 발명의 수지 조성물에 있어서, 상기 열가소성 엘라스토머 수지의 함량은, 본 발명의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물 총 100 중량부 기준으로, 예컨대, 60 내지 99 중량부일 수 있다. 보다 구체적으로, 조성물 총 100 중량부 내의 상기 열가소성 엘라스토머 수지의 함량은 65 중량부 이상, 70 중량부 이상, 75 중량부 이상, 80 중량부 이상, 85 중량부 이상, 90 중량부 이상 또는 95 중량부 이상일 수 있으며, 또한 98.5 중량부 이하, 98 중량부 이하, 또는 97.5 중량부 이하일 수 있다.
(2) 마이카 (운모) 입자
본 발명의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물은 마이카(운모) 입자를 포함한다.
상기 마이카 입자는 수지 조성물 내에 포함되어, 금속 질감을 부여하면서, 표면 광택을 향상시키는 역할을 수행한다.
본 발명에서 사용되는 마이카 입자는 1종이 단독으로 사용되거나, 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 본 발명의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물이 적용되는 성형품에서 요구되는 외관 특성에 따라 사용되는 마이카 입자의 종류, 형상 및 사이즈가 선택될 수 있다. 또한 상기 마이카 입자의 표면은 코팅이나 표면 처리될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 마이카 입자의 평균 입경은, d50 (마이카 전체 입자 중 50% 이상이 속하는 중간값) 기준으로 10 내지 100 ㎛이고, 바람직하게는 10 내지 90 ㎛일 수 있으며, 보다 바람직하게는 10 내지 80 ㎛일 수 있다. 상기 마이카 입자의 평균 입경이 10 ㎛ 미만일 경우에는 원하는 수준의 금속 질감 및 표면 광택(반짝임)을 갖는 외관 특성을 구현하기 어려울 수 있고, 상기 마이카 입자의 평균 입경이 100 ㎛를 초과하는 경우에는 우수한 외관을 구현하기 어렵고, 마이카 입자의 배향이나 쏠림이 심해져 사출 성형 시 마이카 입자로 인한 웰드 라인 및 플로우 마크 등이 발생하여 성형품의 외관이 나빠지며, 인장 강도, 굴곡 강도 및 신율 등의 기계적 물성이 열악해지고, 분산성 및 가공성이 저조해질 수 있다.
본 발명의 수지 조성물에 있어서, 상기 마이카 입자의 함량은, 본 발명의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물 총 100 중량부 기준으로, 0.5 중량부 초과 내지 5 중량부 미만이다. 보다 구체적으로, 조성물 총 100 중량부 내의 상기 마이카 입자의 함량은 0.6 중량부 이상, 0.7 중량부 이상, 0.8 중량부 이상, 0.9 중량부 이상 또는 1 중량부 이상일 수 있으며, 또한 4.9 중량부 이하, 4.5 중량부 이하, 4 중량부 이하, 3.5 중량부 이하, 또는 3 중량부 이하일 수 있다. 조성물 총 100 중량부 내의 상기 마이카 입자의 함량이 0.5 중량부 이하일 경우에는 원하는 수준의 금속 질감 및 표면 광택(반짝임)을 갖는 외관 특성을 구현하기 어려울 수 있고, 상기 마이카 입자의 함량이 5 중량부 이상일 경우에는 인장 강도, 굴곡 강도 및 신율 등의 기계적 물성이 열악해지고, 분산성 및 가공성이 저조해질 수 있다.
(3) 분산용 첨가제
본 발명의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물은 마이카 입자의 분산성을 더욱 향상시키기 위해, 분산용 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 분산용 첨가제는 아민기 및 인산기를 함유하는 고분자 수지; 아민기 및 펩타이드성 산(peptidic acid)기를 함유하는 고분자 수지; 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 고분자 수지는 아민기 및 인산기를 동시에 함유하거나, 아민기 및 펩타이드성 산기를 동시에 함유하는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 상기 고분자 수지의 주쇄가 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르 또는 폴리에테르일 수 있고, 보다 바람직하게는 폴리아크릴레이트일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 분산용 첨가제는 아민기 및 펩타이드성 산기를 함유하는 폴리아크릴레이트계 수지, 아민기 및 인산기를 함유하는 폴리아크릴레이트계 수지, 또는 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 분산용 첨가제는, 예를 들면, BYK사에서 제조된 BYK 4102P(기능성 작용기로서 아민기 및 펩타이드성 산기를 함유한 폴리아크릴레이트계 수지), BYK 3955P(기능성 작용기로서 아민기 및 인산기를 함유한 폴리아크릴레이트계 수지이며, 상기 기능성 작용기가 평균 2개 이하임), 또는 BYK D2200(기능성 작용기로서 아민기 및 인산기를 함유한 폴리아크릴레이트계 수지이며, 상기 기능성 작용기가 평균 2개 초과임) 등일 수 있다.
본 발명에서 아민기 및 인산기를 동시에 함유하는 고분자 수지 또는 아민기 및 펩타이드성 산기를 동시에 함유하는 고분자 수지를 마이카 입자의 분산용 첨가제로서 사용하게 되면, 기존의 유기 또는 무기 필러 분산용 첨가제를 사용하는 경우에 비하여 현저히 우수한 외관 특성 및 분산성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 분산용 첨가제의 함량은, 본 발명의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물 총 100 중량부 기준으로, 0.1 중량부 초과 내지 3 중량부 미만(예컨대, 0.2 내지 2.9 중량부)일 수 있고, 바람직하게는 0.2 내지 2.5 중량부, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 2 중량부일 수 있다. 조성물 총 100 중량부 내의 상기 분산용 첨가제의 함량이 0.1 중량부 이하인 경우에는 분산용 첨가제의 사용에 따른 마이카 입자의 분산성 개선 효과가 미미할 수 있고, 상기 분산용 첨가제의 함량이 3 중량부 이상일 경우에는, 외관 특성 및 기계적 물성이 열악해질 수 있다.
(4) 기타 첨가제
본 발명의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물은, 전술한 성분들 이외에, 사출 성형 또는 압출 성형용 열가소성 수지 조성물에 통상적으로 첨가되는 하나 이상의 기타 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 기타 첨가제는 광 안정제, 열 안정제, 산화 방지제, 핵제, 윤활제, 착색제, 또는 이들 중 2종 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 광 안정제로는 2-(2'-히드록시페닐)-벤조트리아졸, 2-히드록시-벤조페논, 2-(2'-히드록시-5'-옥틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페놀, 2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-5-헥실옥시-페놀, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀, 2,2'-메틸렌비스(6-(2H-벤조트리아졸-2-일))-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 열 안정제로는 비스페놀 A 에폭시 수지, 모노 카보디이미드, 폴리 카보디이미드 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 산화 방지제로는 트리스(노닐페닐)포스파이트, (2,4,6-트리-tert-부틸페닐)(2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올)포스파이트, 트리스(2,4-디부틸페닐)포스파이트, 비스(2,4-디-tert-부틸페닐)펜타에리쓰리톨 디포스파이트, 비스(2,4-디-tert-부틸-4-메틸페닐)펜타에리쓰리톨 디포스파이트 또는 디스테아릴 펜타에리쓰리톨 디포스파이트 등과 같은 유기 인계 산화 방지제; 펜타에리쓰리톨 테트라키스(3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐) 프로피오네이트 또는 옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트 등과 같은 페놀계 산화 방지제; 펜타에리쓰리톨 테트라키스(3-도데실티오프로피오네이트) 등과 같은 티오에스테르계 산화 방지제; 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 핵제로는 탈크, 실리케이트, 이오노머, 소듐 2,2'-메틸렌-비스-(4,6-디-tert-부틸페닐)포스페이트 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 윤활제로는 펜타에리쓰리톨의 긴 사슬 에스테르, 스테아릴 스테아레이트 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 착색제로는 안료, 염료, 카본 블랙 또는 이들의 조합을 사용할 수 있고, 안료, 염료 및 카본 블랙의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 시중에 판매되는 제품을 사용할 수 있다.
상기 기타 첨가제의 함량은 특별히 제한되지 않고, 본 발명의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물의 목적하는 물성을 해치지 않는 범위에서 추가의 기능을 부가하기 위해 사용될 수 있는 정도의 양이면 족하다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 기타 첨가제의 함량은, 본 발명의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물 총 100 중량부 기준으로, 0.1 중량부 내지 10 중량부일 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 5 중량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 5 중량부일 수 있다. 상기 기타 첨가제의 함량이 0.1 중량부 미만인 경우에는 기타 첨가제의 사용에 따른 각종 기능의 개선 효과가 미미할 수 있고, 상기 기타 첨가제의 함량이 10 중량부 초과일 경우에는, 외관 특성 및 기계적 물성이 열악해질 수 있다.
본 발명의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물은 추가의 도장 공정 없이도, 조성물 내에 포함된 마이카 입자를 통해 금속 질감 및 표면 광택을 부여할 수 있기 때문에, 무도장 메탈릭 소재로 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 본 발명의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물을 포함하는 성형품이 제공된다.
상기 성형품은, 본 발명의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물을 압출 또는 사출 성형하여 제조될 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 7
열가소성 엘라스토머 수지, 마이카 입자 및 첨가제들을 하기 표 1 및 2에 기재된 함량으로 혼합하여 실시예 1 내지 10의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물 및 비교예 1 내지 7의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물을 제조하였다.
이후 압출 온도를 230℃ 내지 250℃ 범위 내로 유지하고, 압출기 회전 속도를 200 rpm 내지 250 rpm 범위 내로 유지하면서 32파이 2축 압출기를 사용하여 상기 각 제조된 열가소성 엘라스토머 수지 조성물에 대한 압출을 진행하였으며, 동일한 온도 조건에서 사출기(형체력: 100톤 내지 200톤)를 사용하여 사출 시편을 제조하였다.
표면 광택도, 분산성 및 가공성 측정을 위한 사출 시편의 경우, 100mm×100mm 크기의 정사각형 시편으로 제조하였으며, 기계적 물성 측정을 위한 사출 시편의 경우, 인장 강도, 굴곡 강도 및 인장 신율 측정에 적합하도록, 각각의 ASTM 규격에 맞는 사출 시편을 제조하였다.
[물성 평가]
(1) 표면 광택도
Minolta사의 CM-M6 Spectrophotometer를 이용하여 플롭 인덱스(Flop index)를 측정하였다. 구체적으로, 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 7의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물을 통해 제조된 사출 시편의 정상 부위(Normal)에　대하여 15°, 45° 및 110°의 각도에서 반사광의 휘도(luminance)를 측정한 뒤, 하기 수학식 １에 대입하여 플롭 인덱스를 산출하였다.
[수학식 1]
Figure 112017127691851-pat00001
L* 15°= 15°의 각도에서 측정된 반사광의 휘도
L* 45°= 45°의 각도에서 측정된 반사광의 휘도
L* 110°= 110°의 각도에서 측정된 반사광의 휘도
금속 질감이 없는 물체 표면의 플롭 인덱스는 0이고, 실제 금속 표면의 플롭 인덱스는 15 내지 17이고, 자동차 차체 도장으로 사용되는 도장용 조성물이 코팅된 표면의 플롭 인덱스는 12 내지 14이며, 육안으로 금속 질감을 느낄 수 있는 표면의 플롭 인덱스는 6 이상이다. 플롭 인덱스 값이 높을수록 표면 광택도가 우수한 것을 의미한다.
(2) 분산성
Minolta사의 CM-M6 Spectrophotometer를 이용하여 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 7의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물을 통해 제조된 사출 시편의 마이카 입자의 분산성을 측정하였다. 분산성 수치가 낮을수록 마이카 입자의 분산성이 높음을 나타낸다.
(3) 가공성
실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 7의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물을 이용하여 사출 시편을 제조하는 과정에서, 압출 시 가스 발생 여부, 스웰 현상 및 원료의 일정한 투입 등을 고려하여, 전체적인 가공성이 우수한 정도를 하기와 같이 5단계로 평가하였다.
- 매우 우수: 압출시 전술한 문제가 전혀 없는 상태
- 우수: 압출시 전술한 문제가 미세하게 존재하나 생산에 전혀 문제가 없는 상태
- 보통: 압출시 전술한 문제가 존재하나 생산에 문제가 없는 상태
- 불량: 압출시 전술한 문제가 존재하며, 특히 스웰 현상이 심해 생산에 문제가 있는 상태
- 매우 불량: 압출 시 가스 발생, 스웰 현상 및 원료 투입 등 전반적으로 문제가 너무 심각하여 생산이 어려운 상태
(4) 인장 강도
실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 7의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물을 통해 제조된　사출　시편에 대해 ASTM D638에 의거하여 인장 강도를 측정하였다.
(5) 굴곡 강도
실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 7의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물을 통해 제조된　사출　시편에 대해 ASTM D760에 의거하여 굴곡 강도를 측정하였다.
(6) 신율
실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 7의 열가소성 엘라스토머 수지 조성물을 통해 제조된　사출　시편에 대해 ASTM D638에 의거하여 인장 신율(%)을 측정하였다.
[성분 설명]
28GL80A: 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머(삼양사, 가소제 함유, 경도 80A 이하)
SYMIC A001: 평균 입경 7㎛(중심 d50 기준)의 마이카 소재(ECKART사)
SYMIC C001: 평균 입경 25㎛(중심 d50 기준)의 마이카 소재(ECKART사)
SYMIC E001: 평균 입경 75㎛(중심 d50 기준)의 마이카 소재(ECKART사)
S1303D: 평균 입경 19㎛(중심 d50 기준)의 마이카 소재(BASF사)
S1303V: 평균 입경 10㎛(중심 d50 기준)의 마이카 소재(BASF사)
MagnaPearl 3000: 평균 입경 80㎛(중심 d50 기준)의 마이카 소재(BASF사)
MagnaPearl 4000: 평균 입경 150㎛(중심 d50 기준)의 마이카 소재(BASF사)
Song 1010: 하이드록시 페닐계 산화 방지제
PEP 36: 포스파이트계 열 안정제
UV 5411: 벤조트리아졸계 광 안정제
BK-A: 착색제
BYK 4102P: 분산용 첨가제 (아민기 및 펩타이드성 산기 함유한 폴리아크릴레이트계 수지)
Figure 112017127691851-pat00002
Figure 112017127691851-pat00003
상기 표 1에 기재된 바와 같이, 실시예 1 내지 10의 경우, 열가소성 엘라스토머 수지 조성물 내의 마이카 입자의 분산성 개선을 통해 조성물의 사출 성형 시에도 사출 시편의 표면에서 표면 광택도 및 가공성을 포함한 외관 특성이 우수 내지 매우 우수하였고, 기계적 물성(인장 강도, 굴곡 강도 및 신율)의 저하도 거의 발생하지 않았음을 확인할 수 있다.
그러나 상기 표 2에 기재된 바와 같이, 비교예 1 및 2의 경우 표면 광택도가 매우 낮고, 금속 질감을 육안으로 인식할 수 없었다. 비교예 3 및 4의 경우 압출 성형 및/또는 사출 성형에서의 가공성이 매우 불량하였으며, 분산성은 나빴고, 기계적 물성 또한 저하되었다. 비교예 5의 경우 표면 광택도가 낮았고, 비교예 6의 경우 분산성 및 기계적 물성 저하가 심하고 압출 성형 및/또는 사출 성형에서의 가공성이 불량하였다. 비교예 7의 경우, 압출 성형 및/또는 사출 성형에서의 가공성이 매우 불량하였고, 분산성도 나빴으며, 기계적 물성 저하가 심각하게 일어나 실제 제품으로 적용되기에는 어려웠다.

Claims (8)

  1. 열가소성 엘라스토머 수지;
    아민기 및 인산기를 함유하는 고분자 수지, 아민기 및 펩타이드성 산기를 함유하는 고분자 수지, 또는 이들의 혼합물인 분산용 첨가제; 및
    마이카 입자;를 포함하는 열가소성 엘라스토머 수지 조성물로서,
    상기 마이카 입자의 평균 입경이 d50 기준으로, 10 내지 80 ㎛이고, 상기 마이카 입자의 함량이 조성물 총 100 중량부 기준으로, 1 중량부 내지 3 중량부인,
    열가소성 엘라스토머 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 열가소성 엘라스토머 수지가 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머, 열가소성 스티렌-부타디엔계 엘라스토머, 열가소성 폴리우레탄 또는 이들의 조합으로부터 선택되는, 열가소성 엘라스토머 수지 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 분산용 첨가제의 고분자 수지의 주쇄가 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르 또는 폴리에테르인, 열가소성 엘라스토머 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 분산용 첨가제가 아민기 및 펩타이드성 산기를 함유하는 폴리아크릴레이트계 수지, 아민기 및 인산기를 함유하는 폴리아크릴레이트계 수지, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는, 열가소성 엘라스토머 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 광 안정제, 열 안정제, 산화 방지제, 핵제, 윤활제, 착색제 또는 이들 중 2종 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기타 첨가제를 추가로 포함하는, 열가소성 엘라스토머 수지 조성물.
  8. 제1항, 제2항, 제5항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 엘라스토머 수지 조성물을 포함하는 성형품.
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