KR20130117840A

KR20130117840A - 탄성 필름/섬유 포뮬레이션

Info

Publication number: KR20130117840A
Application number: KR1020137019995A
Authority: KR
Inventors: 캐서린 제이. 라이트; 오먼 피. 토마스
Original assignee: 크레이튼 폴리머즈 유.에스. 엘엘씨; 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2013-10-28
Also published as: EP2658922A4; AU2011353074B2; JP2014506282A; KR101621132B1; MX337021B; CO6731140A2; TW201237091A; US20120172516A1; EP2658922A1; BR112013016375A2; JP5774125B2; CN103298879A; CN103298879B; MX2013006678A; AU2011353074A1; TWI478978B; WO2012091792A1; US8980994B2

Abstract

본 발명은 놀라울 정도로 높은 인장 강도와 양호한 점도 안정성이 있고 2종의 스티렌 블록 공중합체, 즉 스티렌-이소프렌/부타디엔-스티렌 및 스티렌-부타디엔-스티렌의 블렌드를 기반으로 하는 탄성 필름 포뮬레이션에 관한 것이다. 본원에 제시되고 설명된 범위로 배합된 상기 2종의 스티렌계 블록 공중합체의 블렌드는 종래 기술의 스티렌계 블록 공중합체보다 적어도 50% 이상인 높은 인장 강도를 제공하고 양호한 점도 안정성을 나타낸다. 게다가, 본 발명은 블록 공중합체 성분들을 무수 블렌딩(dry blending)하여 제조할 수 있는 2종의 다른 스티렌 블록 공중합체의 블렌드에 관한 것이다. 블렌드는 그 다음 비가교결합된 필름, 섬유 또는 복수의 섬유로 압출될 수 있다.

Description

탄성 필름/섬유 포뮬레이션{ELASTIC FILM/FIBER FORMULATIONS}

본 발명은 놀라울 정도로 높은 인장 강도와 양호한 점도 안정성이 있고 2종의 스티렌 블록 공중합체(SBC), 즉 스티렌-이소프렌/부타디엔-스티렌(S-I/B-S) 및 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS)의 블렌드를 기반으로 하는 탄성 필름/섬유 포뮬레이션에 관한 것이다. 현행 기술 상태의 SBC 블렌드는 SBS와 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS)의 배합물이다. 이 블렌드는 본 발명과 비슷한 양호한 인장 장도를 갖고 있지만, 현행 기술 상태의 블렌드의 점도 안정성은 매우 불량하다. 본원에 진술되고 설명된 범위의 본 발명(SBS 및 S-I/B-S)의 공중합체 탄성 블렌드는 종래 기술 기반의 스티렌계 블록 공중합체와 유사하거나 또는 더 우수한 인장 강도를 가진 포뮬레이션을 생산한다. 또한, 본 발명은 현행 기술 상태의 블렌드와 달리 점도 안정성이 우수하다. 게다가, 본 발명은 무수 블렌딩(dry blending)에 의해 간단하게 제조할 수 있고 사전조제(pre-compounding) 단계가 필요없는 2종의 다른 스티렌 블록 공중합체의 블렌드에 관한 것이다. 또한, 최종 형태로 전환 전에, 블록 공중합체 성분들의 용융 블렌딩을 통한 사전조제가 이용될 수도 있다. 그 후, 블렌드는 필름, 섬유 또는 복수의 섬유로 압출될 수 있다.

스티렌-부타디엔-스티렌 블렌드 및 스티렌-이소프렌-스티렌 블렌드는 개인 위생 이용분야에 사용되는 탄성 필름 포뮬레이션의 기제로서 통상적으로 사용되고 있다. 특히, SBS와 SIS의 블렌드는 >1600psi의 인장강도 성질을 나타내는 한편, 100%와 300% 이력 모두에서 양호한 이력현상(hysteresis)을 유지하고 100% 이력현상 동안 영구 변형율(permanent set)이 10% 미만이고 회수 에너지가 70% 초과인 점이 주목할만하다. 300% 이력현상 후, 60% 초과의 회수 에너지와 20% 미만의 영구 변형율이 본 발명에 의해 구현된다.

SBS 블록 공중합체는 용융 가공 동안 점도가 증가하는 것으로 알려져 있다. 마찬가지로, SIS 블록 공중합체는 용융 가공 동안 점도가 감소하는 것으로 알려져 있다. 현행 기술 상태의 SBS와 SIS의 블렌드를 함유하는 포뮬레이션의 이용 시, 부타디엔의 가교결합에 의해 유발되는 SBS 공중합체의 분해로 인한 바람직하지 않은 겔 형성이 일반적으로 일어난다. 겔 형성은 보기 흉하고 일관성이 없는 필름 결함을 생산한다. 또한, 이소프렌 분해도 일어날 수 있고, 이것이 사슬 절단을 초래하고 이소프렌 단편이 점도를 감소시킨다. 따라서, 현행 기술 상태의 조성물을 이용 시에는, 단편화에 대하여 겔 형성이 상쇄되고 점도가 더욱 일정하게 유지되도록 SBS와 SIS를 단지 정확한 양으로 맞추는 균형이 있다. 이 균형은 SBS와 SIS의 분해 속도가 동일하지 않기 때문에 도달하기가 매우 어렵다.

본 발명자들의 발견에 따르면, 랜덤 S-I/B-S 니트(neat) 공중합체는 부타디엔이 SBS 공중합체 중의 부타디엔만큼 쉽게 분해되지 않기 때문에 점도 안정성이 우수하다는 것을 알 수 있다. 하지만, S-I/B-S의 공중합체는 인장 강도가 낮다.

탄성 필름 및 섬유 포뮬레이션의 기술에서 시장에서 추구하는 것은, 양호한 점도 안정성뿐만 아니라 충분한 인장 성질을 갖는 SBC이다. 본 발명은 시장의 이러한 염원을 완전하게 충족시켜준다.

본 발명은 탄성 필름 또는 섬유에 적합한 스티렌계 블록 공중합체 조성물에 관한 것이다. 이 조성물은 1) SBC, 및 2) 선택적 첨가제를 함유한다. 이 탄성중합체 조성물은 약 50wt% 내지 약 75wt%의 SBS 공중합체와 약 20wt% 내지 약 50wt%의 S-I/B-S 랜덤 공중합체를 함유한다. 각 중합체의 용융 유속은 ASTM D-1238에 따라 200℃에서 5kg 추로 측정했을 때 10분당 약 5g 이상이다. 이 조성물은 경우에 따라 소량의 산화방지제, 탄소 라디칼 스캐빈저 및 다른 성분을 포함한다. 탄성중합체 조성물은 부타디엔 함량이 적어도 45wt%, 바람직하게는 적어도 47wt%이지만, 400℉에서 질소에 연속 노출된지 30분 후 조성물은 점도(Pa-s 단위로 측정됨)를 초기 값의 20% 이내로 유지한다. 모든 선택적 첨가제는 0.0wt%일 수 있지만, 바람직하게는 모든 선택적 첨가제는 조성물의 0.5wt% 내지 12wt%(0.0wt와 12wt% 사이의 모든 백분율을 포함해서)를 구성하고, 더욱 바람직하게는 약 0.5wt% 내지 1.5wt%를 구성하며, SBC는 이 조성물의 다른 나머지를 구성한다. 조성물의 총 성분은 합계 100wt%이다.

본 발명의 조성물은 실시예에 기술된 기술에 따라 측정된 1600 psi 이상의 인장 강도를 나타낸다. 게다가, 100% 이력현상에서 회수 에너지는 70% 이상이고 영구 변형율은 10% 미만이다. 이와 유사하게, 300% 이력현상에서 회수 에너지는 70% 이상이지만, 영구 변형율은 20% 미만이다.

도 1은 질소 농축 환경 하에 30분 후 400℉, 10% 스트레인, 0.1rad/s에서 평행판 레오미터로 측정한 점도 안정성 및 초기 복소(complex) 점도(Pa-s)의 막대 차트이다. 이 측정에는 갭을 1mm로 설정했다. 점도 안정성은 30분 기간 동안의 최대 변화율로 나타냈다. 도 1은 종래 기술을 나타내는 SBS와 SIS의 블렌드인 실시예 1, S-I/B-S인 실시예 2, 및 본 발명의 SBS와 S-I/B-S 블렌드인 실시예 4에 대한 결과를 나타낸다.

본 발명은 2 성분, 즉 1) 2종의 스티렌계 블록 공중합체의 혼합물, 및 2) 산화방지제, 탄소 라디칼 스캐빈저 및 다른 불활성 성분을 포함하는 여타 첨가제를 함유하는 탄성 조성물이다. 탄성 스티렌계 블록 공중합체의 혼합물과 관련하여, 이 혼합물은 SBS 블록 공중합체와 S-I/B-S 랜덤 블록 공중합체를 함유한다. 구체적으로, 이 탄성중합체 조성물은 약 50wt% 내지 약 75wt%(50wt%와 75wt% 사이의 모든 wt%를 포함함)의 SBS 공중합체와, 약 20wt% 내지 약 50wt%(20wt%와 50wt% 사이의 모든 wt%를 포함함)의 S-I/B-S 랜덤 공중합체를 함유한다. 스티렌-이소프렌/부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 경우에, 중간블록은 랜덤 블록 공중합체일 것이다. 이 블록 공중합체는 선형 삼블록 공중합체일 수 있고, 이때 블록 공중합체는 S-B-S 및 S-I/B-S 형태일 수 있다. 이 공중합체는 당업자에게 공지된 바와 같이, 각 블록이 중합을 통해 형성된 후, 다음 블록이 형성되는 순차 방식으로 제조될 수 있다. 이와 유사하게, 상기 중합체는 모두 SBS 블록 공중합체가 (S-B)nX (여기서, n은 암(arm)의 수로, 2 이상이고, X는 커플링제 잔기이다) 형태인 커플링된 공중합체일 수 있다. 이와 유사하게, S-I/B-S 블록 공중합체는 (S-I/B)nX (여기서, n은 암의 수로 2 이상이며, X는 커플링제 잔기이다) 형태를 취할 수 있다. 따라서, 다양한 아키텍처의 블록 공중합체가 본 발명의 일부로서 조합될 수 있다. 본 발명의 중합체의 용융 유속은 ASTM D-1238에 따라 200℃, 5kg 추로 측정했을 때 약 5g 중합체/10분 또는 그 이상이다.

스티렌계 블록 공중합체 혼합물(SBS 및 S-I/B-S)은 부타디엔 함량이 조성물의 45wt% 이상, 바람직하게는 경제적 이점 면에서 47wt% 이상인 것이 필요하다. 이것은 고무질 탄성중합체 또는 중간블록 부가 스티렌계 블록 공중합체 혼합물의 주요 부분이어야 한다는 것을 의미한다. 이러한 두 블록 공중합체는 각 성분이 용융된 뒤 블렌딩되는 용융 블렌딩되고, 필름 또는 섬유로 압출될 수 있고, 또는 두 공중합체는 필름 또는 섬유 제작자가 무수 블렌드를 압출기에 첨가하도록 무수 블렌딩할 수 있고, 성분들을 용융시킨 뒤, 당업계에 공지된 바와 같이 견실한 무결성의 필름 또는 섬유로 압출시킬 수 있다.

경우에 따라, 이 공정은 추가로 성분들을 함께 용융 압출하고, 이 압출물을 당업계에 공지된 바와 같이 펠릿 형태로 절단하고, 이 블렌딩된 펠릿 산물을 필름 또는 섬유 제작자에게 판매할 수 있으며, 이 필름 또는 섬유 제작자는 그 다음 산물을 재용융시켜 필름 또는 섬유 형태로 압출시킬 수 있다. 필름 또는 섬유를 제조하기 위해 이용되는 공정에 상관없이, 필름 또는 섬유는 가교결합되거나 또는 비가교결합될 수 있다. 본 발명은 단지 비가교결합된 필름 또는 섬유에 관한 것이다. 조성물은 400℉에서 질소에 연속 노출 30분 후 초기값의 20% 이내로 점도(Pa-s 단위로 측정됨)를 유지한다. 본 발명의 조성물은 인장 강도가 1600psi 이상이고 100% 이력현상에서 회수 에너지가 70% 이상이고 영구 변형율이 10% 미만이다. 이와 유사하게, 300% 이력현상에서 회수 에너지는 70% 이상이지만, 영구 변형율은 20% 미만이다.

바람직한 SBS 블록 공중합체는 크레이튼 폴리머즈 엘엘씨(TX, 휴스턴)로부터 Kraton D 중합체 계열로서 수득할 수 있다. 구체적으로, SBS의 적당한 커플링된 공중합체는 D1102일 수 있다. 적당한 선형 SBS 공중합체는 D1153일 수 있다. 다른 적당한 SBS 블록 공중합체도 덱스코로부터 상표명 Vector, 예컨대 Vector 8508로서 입수할 수 있다. 또 다른 적당한 SBS 블록 공중합체는 에니켐으로부터 상표명 Europrene Sol-T, 예컨대 166뿐 아니라 한국 금호석유화학으로부터 Kosyn KTR201로서 입수할 수도 있다. 또 다른 적당한 SBS 블록 공중합체는 대만 신테틱 러버 컴패니로부터 Taipol 3202로서 입수할 수 있다.

적당한 S-I/B-S 선형 및/또는 커플링된 공중합체는 각각 크레이튼 폴리머즈 엘엘씨로부터 수득한 D1170 또는 D1171일 수 있다. S-I-B-S 사블록 공중합체는 본 발명 하에 이용할 수도 있다(덱스코 폴리머즈 엘피로부터 입수할 수 있다; PCT 국제특허출원 번호 WO 2008/063807 A1(Uzee 및 Myers) 참조).

또한, 본 발명의 조성물에는 다양한 선택적 첨가제가 배합된다. 1차 산화방지제, 2차 산화방지제 및 탄소 라디칼 스캐빈저가 일반적으로 본 발명에 바람직한 성분이지만, 강제적인 것은 아니다. 대부분의 산화방지제는 1차 또는 2차 산화방지제의 카테고리에 속하며, 다른 화학 구조로 인해 기능이 다르다. 1차 산화방지제는 일반적으로 힌더드 페놀 또는 아릴아민이다. 1차 산화방지제는 알콕시 라디칼 및 퍼옥시 라디칼을 스캐빈지한다. 스티렌계 블록 공중합체와 화합성인 많은 1차 산화방지제는 본 발명의 조성물에 첨가될 수 있다. BASF에서 상표명 Irganox로 판매하는 1차 산화방지제, 예컨대 1010, 1076 및 1330이 적합할 수 있다.

또한, 2차 산화방지제는 1차 산화방지제와 함께 사용될 수 있다. 2차 산화방지제는 일반적으로 아인산염(phosphite) 및 티오시너지스트(thiosynergist)이다. 2차 산화방지제는 열과 산소에 노출된 중합체의 자동산화 사이클 동안 생성된 과산화물을 스캐빈지한다. 상표명 Irgafos로 판매되는 다양한 조성물이 적합할 수 있고, 역시 BASF에서 제조한다. Irgafos 168 및 이의 유사물은 본 발명에 적합할 수 있다.

탄소 라디칼 스캐빈저는 산화방지제의 제3 카테고리인 것으로 생각한다. 또한, 예컨대 상표명 Sumilizer(스미토모 케미컬 제품)인 탄소 라디칼 스캐빈저가 사용될 수 있다. Sumilizer GS는 실시예에 사용된다.

다른 선택적 첨가제, 예컨대 UV 흡수제, 착색제 및 안료, 점착화 수지, 파라핀계 오일, 저밀도 폴리에틸렌, 폴리스티렌 및/또는 탈크 무기 충전제도 첨가될 수 있다. 폴리스티렌은 결정 투명하고 범용 폴리스티렌, 예컨대 투명 단독-폴리스티렌이다. 모든 선택적 성분은 본 발명의 취지에서 벗어남이 없이 약 12wt% 이하의 배합량으로 존재할 수 있다.

실시예

실시예에서 재료는 25mm 쌍축 압출기로 제조했다. 재료는 266 내지 375℉의 온도 프로필, 약 300 rpm의 나사 속도로 처리되어 용융 온도가 380 내지 400℉가 된다. 제조된 산물은 350 내지 400℉ 온도 프로필, 약 50rpm의 나사 속도 하에 1축 압출기를 사용하여 3mil 두께의 필름으로 변환시켰고, 용융 온도는 약 400℉가 되었다. 최종 탄성 필름은 약 41℉로의 냉각 롤 세트에 수집했다. 본 발명의 조성물은 여러 가지 성질을 검사했다.

용융 유속은 200℃에서 5kg 추를 이용하여 ASTM D-1238에 따라 측정하고, 이 측정의 단위는 S-B-S 또는 S-I/B-S의 경우 조성물마다 10분당 중합체 g, 또는 10분마다 탄성중합체 조성물 g으로 나타냈다(이것은 표 1에서 측정된 조성물의 MFR이다). 따라서, S-B-S, S-I/B-S 및 탄성중합체 조성물의 용융 유속은 모두 ASTM D-1238(2010.6에 사용된 검사)에 따라 측정했다. D1102(실시예에 사용된 SBS)는 200℃, 5kg 추를 이용하여 측정 시, 용융 유속이 14g/10min이었다. D1171(실시예에 이용된 S-I/B-S)은 200℃, 5kg 추를 이용하여 측정 시, 용융 유속이 10g/10min이었다. 실시예와 본 발명에 사용된 SBS 및 S-I/B-S 중합체는 ASTM D-1238에 따라 200℃, 5kg 추로 측정 시, MFR이 약 5g 중합체/10min 이상이었다.

필름은 인장 및 이력현상 성질에 대해 검사했다. 인장 검사는 1인치 게이지 길이를 가진 도그본 구성과 크로스헤드 속도 2in/min를 이용하여 수행했다. 이력 성질은 물품의 탄성 회복 특성을 측정하기 위해 검사했다. 이력 실험 동안, 탄성 필름으로부터 ½ 인치 폭과 5 인치 길이의 스트립을 절단하고 3 인치 게이지 길이를 기초로 10in/min의 크로스헤드 속도 하에 100%, 300% 또는 400% 스트레인으로 연신시켰다. 최대 스트레인에 도달한 후, 표본은 역시 10 in/min의 크로스헤드 속도로 0 하중으로 즉시 환원시킨다. 이 사이클 후, 영구 변형율은 0 하중에서의 스트레인%로 계산했다. 회수 에너지는 (로딩 곡선 하의 면적 - 비 로딩 곡선 하의 면적)을 로딩 곡선 하의 면적으로 나누어 계산하고 %로 나타냈다. 완전한 탄성중합체는 0%의 영구 변형율과 100%의 회수 에너지를 나타낼 것이다. 본 발명에서 100% 이력 및 300% 이력은 회수 에너지와 영구 변형율로 검사했다.

마지막으로, 복소 점도(Pa-s) 및 점도 안정성은 질소 농축 환경에서 30분 후 400℉에서 10% 스트레인과 0.1rad/s에서 평행판 레오미터로 측정했다. 이 측정에는 1mm 갭 세팅을 사용했다. 점도 안정성은 30분 기간 동안의 최대 변화율로 나타냈다.

실시예 1

실시예 1은 스티렌-부타디엔-스티렌 커플링된 공중합체(Kraton D1102) 59wt%와 스티렌-이소프렌-스티렌 선형 공중합체(Kraton D1114) 40wt%를 0.25wt% Irganox 1010, 0.25wt% Irgafos 168 및 0.50wt% Sumilizer GS와 배합한 현행 기술 상태의 조성물을 사용한 비교예이다. 따라서, 성분들의 총 중량은 100wt%이다. 이 포뮬레이션에서, 특히 부타디엔%는 42.2%이다. 이 포뮬레이션 중의 이러한 부타디엔 수준에서, 점도는 안정하지 않고 최대 변화율%은 54%였다. 대량 상업적 장치에서 진행했을 때, 이 점도 불안정성은 겔 형성을 초래하여 결과적으로 필름 또는 섬유를 불량하게 한다. 이 조성물의 검사 결과는 표 1에 제시했다.

실시예 2

실시예 2는 S-I/B-S를 사용한 비교예이다. 이 조성물은 D1171이 99wt%이고, 실시예 1에 제시된 바와 같은 동일한 양의 Irganox 1010, Irgafos 168 및 Sumilizer GS를 함유하여, 이 조성물 중의 성분들의 합은 100wt%이다. 이 포뮬레이션 중의 부타디엔은 23.8%이다. 안정한 용융 점도를 유지하면서 실질적으로 더 높은 부타디엔 %를 혼입시키는 것은 어렵다. 이 조성물은 대규모 필름 또는 섬유 생산 시에 겔 형성을 초래하지는 않지만, 인장 강도가 실시예 1의 거의 절반이다. 실시예 2의 조성물에 대한 검사 결과는 표 1에 제시했다.

실시예 3

본 발명의 실시예 3은 커플링된 SBS 블록 공중합체(D1102) 59wt%와 D1171의 S-I/B-S 40wt%를 함유한다. 첨가제는 실시예 1에 사용된 것과 상표명 및 양이 정확히 같은 것이다. 부타디엔%는 51.8%이나, 이 조성은 포뮬레이션에서 더 높은 부타디엔%를 갖고, 실시예 2와 유사한 안정한 점도 프로필을 나타낸다. 또한, 이 포뮬레이션은 또한 실시예 2에 비해 85% 증가된 인장 강도를 나타낸다. 이 블록 공중합체 조성물을 검사한 결과는 표 1에 제시했다.

실시예 4

실시예 4는 실시예 3의 재현으로, 단 성분들을 먼저 무수 블렌딩한 후, 필름으로 용융 압출시켰고, 검사하여 검사 결과는 표 1에 제시했다. 실시예 3에서 성분들은 용융물 형태로 압출기에서 함께 블렌딩되었다. 물론, 실시예 4에서 포뮬레이션 중의 부타디엔 %는 실시예 3에서와 같게 유지된다.

실시예 5

실시예 5에서, SBS와 S-I/B-S의 양은 실시예 3 및 4와 비교했을 때 반대인 것이었다. 즉, 실시예 5는 40wt%가 커플링된 SBS 블록 공중합체 D1102이고 59wt%의 S-I/B-S가 D1171로 이용되는 비교예이다. 이 비교 조성물의 첨가제 패키지는 실시예 1에 제시된 것과 같다. 이 조성물은 인장 강도가 바람직한 1600psi 수준보다 낮았다. 결과는 표 1에 기록했다.

실시예 6 및 7

실시예 6 및 7은 추가로 본 발명을 입증한 것으로, 각각 71wt%와 51wt%의 커플링된 SBS 블록 공중합체(D1102) 및 28wt%와 48wt%의 S-I/B-S의 D1171을 함유한다. 첨가제는 실시예 1에서 이용된 것과 정확하게 동일한 상표명과 양이 사용된다. 부타디엔%는 57.6% 및 48.0%이고 실시예 2와 유사한 안정한 점도 프로필을 산출한다. 또한, 이 포뮬레이션은 >1600psi의 인장 강도 및 300% 이력 시 회수 에너지 70% 및 영구 변형율 20%를 나타낸다. 이 블록 공중합체 조성물을 검사한 결과는 표 1에 제시했다.

실시예 8

실시예 8은 또한 본 발명을 입증한 것으로, 66wt%의 커플링된 SBS 블록 공중합체(D1102)와 23wt%의 S-I/B-S D1171 및 10% 범용 결정 폴리스티렌(5kg 추로 200℃에서 측정 시 18g/10min의 MFR을 가진 EA3710, 아메리카스스티레닉스에서 입수할 수 있는 폴리스티렌)을 함유한다. 첨가제는 실시예 1에서 사용된 것과 정확히 같은 상표명 및 양이다. 부타디엔%는 52.8%이고 300% 이력 시 회수 에너지가 80%이고 영구 변형율이 15%이며 인장 강도가 >1600psi으로 매우 높은 무겔(gel free) 필름이 생성된다. 이 탄성중합체 조성물을 검사한 결과는 표 1에 제시했다.

도면을 살펴보면, 실시예 1의 종래의 조성물은 초기 점도가 매우 높고 최대 점도 변화율이 54%인 것을 알 수 있다. 따라서, 실시예 1의 점도 안정성은 매우 불량하다. 스티렌계 블록 공중합체가 S-I/B-S인 비교예 2는 실시예 1보다는 훨씬 낮은 초기 점도를 갖고 있어서 가공이 더 용이할 수 있고 최대 변화율이 18%뿐이어서 실시예 1보다 훨씬 더 안정하다. 마지막으로, 선형 블록 공중합체 SBS와 선형 블록 공중합체 S-I/B-S의 혼합물인 실시예 3의 초기 점도는 실시예 2와 유사하지만, 최대 변화율이 15%뿐으로 유사한 점도 안정성을 유지한다. 따라서, 본 발명과 관련하여 점도 안정성만을 보면 실시예 2와 실시예 3 모두가 바람직할 것이다. 하지만, 바람직한 점도 안정성과 높은 인장 강도 특성의 조합은 실시예 3만이 제공한다. 유사하게, 실시예 4 및 6 내지 8도 역시 표 1에서 확인되는 바와 같이, >1600psi의 인장 강도와 최대 점도 변화율 <25%의 바람직한 조합을 나타낸다.

현행 기술 상태(종래)의 조성물은 실시예 1(비교예)이다. 이것은 인장 강도는 우수하지만 점도 안정성이 매우 불량하다. 비교용인 비교예 2는 점도 안정성은 매우 양호하지만, 인장 강도가 매우 불량하다. 실시예 3, 4, 6 및 7(본 발명의 실시예)은 실시예 1의 현행 기술 상태의 조성물보다 인장 강도가 유사하거나 약간 우수하며, 점도 안정성이 매우 양호하고 조성물 중의 부타디엔%가 48wt% 이상이다. 마지막으로, 점도 안정성에 대해 검사되지 않은 비교예 5는 실시예 2보다 훨씬 좋지 않은 불량한 인장 강도를 나타낸다. 결과적으로, 실시예 3, 4, 6 및 7 vs. 실시예 5의 스티렌계 블록 공중합체 포뮬레이션 사이의 차이는 SBS 커플링된 블록 공중합체가 조성물의 적어도 약 50wt%이어야 한다는 것을 보여준다.

이상, 본원에 제시된 목적, 의도 및 장점을 충분히 만족시키는 물품이 본 발명에 따라 제공되었음이 분명하다. 본 발명은 이의 구체적 양태와 관련하여 설명되었지만, 많은 대안, 수정 및 변화가 이전 상세한 설명에 비추어 당업자에게 자명할 것이라는 것은 명백한 것이다. 따라서, 목적으로 하는 청구항의 취지 및 넓은 범위에 속하는 한, 본 발명은 이러한 모든 대안, 수정 및 변화를 포함하는 것이다.

Claims

탄성 필름 또는 섬유에 적합한 탄성중합체 조성물로서,
스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 약 50wt% 내지 약 75wt%, 및 스티렌-이소프렌/부타디엔-스티렌 블록 공중합체 약 20wt% 내지 약 50wt%를 함유하는 스티렌계 블록 공중합체를 포함하고, 각각의 S-B-S 및 S-I/B-S 중합체의 용융 유속이 ASTM D1238에 따라 5kg 추로 200℃에서 측정 시 약 5g 중합체/10분, 또는 그 이상이며;
추가로 경우에 따라
0.0 내지 약 0.5wt% 1차 산화방지제;
0.0 내지 약 0.5wt% 2차 산화방지제; 및
0 내지 약 0.8wt% 탄소 라디칼 스캐빈저를 함유하고;
모든 성분의 총 wt%가 100%이며, 상기 스티렌계 블록 공중합체 조성물이 400℉에서 질소에 연속 30분 노출 후 점도 변화율이 <25%인, 탄성중합체 조성물.
제1항에 있어서, 스티렌계 블록 공중합체가 부타디엔 함량이 적어도 약 45wt%인 탄성중합체 조성물.
제1항에 있어서, 스티렌계 블록 공중합체 조성물이 인장 강도가 1600psi 이상인 탄성중합체 조성물.
제1항에 있어서, 1차 산화방지제가 0.01 내지 0.4wt%의 범위로 존재하는 탄성중합체 조성물.
제1항에 있어서, 2차 산화방지제가 0.01 내지 0.4wt%의 범위로 존재하는 탄성중합체 조성물.
제1항에 있어서, 회수 에너지가 100% 이력 측정 후 적어도 70%인 탄성중합체 조성물.
제1항에 있어서, 영구 변형율이 100% 이력 측정 후 10% 미만인 탄성중합체 조성물.
제1항에 있어서, 회수 에너지가 300% 이력 측정 후 적어도 60%인 탄성중합체 조성물.
제1항에 있어서, 영구 변형율이 300% 이력 시 20% 미만인 탄성중합체 조성물.
약 50wt% 내지 약 75wt%의 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 용융시키는 단계;
스티렌-이소프렌/부타디엔-스티렌 블록 공중합체 약 20wt% 내지 약 50wt%를 용융시키는 단계; 및
용융된 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체와 용융된 스티렌-이소프렌/부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 함께 혼합하는 단계를 포함하고,
모든 성분의 총 wt%는 100%이며, 각 S-B-S 중합체 및 S-I/B-S 중합체의 용융 유속이 ASTM D1238에 따라 5kg 추로 200℃에서 측정 시 약 5g 중합체/10min, 또는 그 이상이며, 상기 탄성중합체 조성물이 400℉에서 질소에 연속 30분 노출 후 25% 이내의 점도를 유지하는, 탄성중합체 조성물을 제조하는 방법.
제10항에 있어서, 스티렌계 블록 조성물이 부타디엔 함량이 적어도 약 45wt%인 방법.
제10항에 있어서,
0.01 내지 약 0.4wt%의 1차 산화방지제;
0.01 내지 약 0.4wt%의 2차 산화방지제; 및
경우에 따라 0 내지 약 0.8wt%의 탄소 라디칼 스캐빈저를 첨가하는 것을 포함하는 방법.
제10항에 기재된 방법에 따라 제조된 조성물을 필름 또는 섬유로 압출시켜, 탄성중합체 비가교결합된 필름 또는 섬유를 제조하는 방법.
약 50wt% 내지 약 75wt%의 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체와 스티렌-이소프렌/부타디엔-스티렌 블록 공중합체 약 20wt% 내지 약 50wt%를 혼합하고,
경우에 따라 상기 혼합물에 0.01 내지 0.4wt% 산화방지제, 0.01 내지 0.4wt% 2차 산화방지제 및 0.2 내지 약 0.8wt% 탄소 라디칼 스캐빈저를 첨가하여,
모든 조성물 성분의 총 wt%가 100%이고 각 S-B-S 중합체 및 S-I/B-S 중합체의 용융 유속이 ASTM D1238에 따라 5kg 추로 200℃에서 측정 시 약 5g 중합체/10min, 또는 그 이상인 조성물을 제조하는 단계;
상기 조성물을 용융시키는 단계; 및
400℉에서 질소에 연속 30분 노출 후 25% 이내의 점도를 유지하는 상기 조성물을 비가교결합된 필름 또는 섬유로 압출시키는 단계를 포함하여, 비가교결합된 탄성중합체 필름 또는 섬유를 제조하는 방법.
제14항에 있어서, 조성물이 부타디엔 함량이 적어도 약 45wt%인 방법.
제14항에 있어서, 회수 에너지가 100% 이력 측정 후 70% 이상인 방법.
제14항에 있어서, 영구 변형율이 100% 이력 측정 후 10% 미만인 방법.
제14항에 있어서, 회수 에너지가 300% 이력 측정후 60% 이상인 방법.
제14항에 있어서, 영구 변형율이 300% 이력 시 20% 미만인 방법.
제1항에 있어서, 10wt% 결정 폴리스티렌을 함유하는 탄성중합체 조성물.
제14항에 있어서, 상기 혼합 단계가 10wt% 결정 폴리스티렌을 혼합하는 것을 포함하는 방법.