KR20180039480A - 열가소성 탄성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents

열가소성 탄성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조성물 총 중량 기준, 폴리에테르에스테르 블록 공중합체 40 내지 90중량%, 스티렌계 엘라스토머 2 내지 50중량% 및 중량평균 분자량이 1,000,000 내지 8,000,000g/mol인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMW-PE) 5 내지 10 중량%를 포함하는 열가소성 탄성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.

Description

열가소성 탄성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품{Thermoplastic elastic resin composition and product prepared by the same}
본 발명은 열가소성 탄성 수지 조성물 및 이의 성형품에 관한 것으로서, 내구성 등의 기계적 물성, 성형 가공성 및 표면특성이 우수할 뿐만 아니라, 유연성 및 굴곡 특성이 뛰어나고 휘발성 유기화합물의 발생량이 미미한 열가소성 탄성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
종래에는 천연고무 또는 합성 고무에 유황 같은 가황제를 첨가하여 성형한 가황 고무를 탄성 재료로 사용해왔으나, 이러한 가황 고무는 연성과 탄성 회복력은 우수하지만 복잡한 성형 공정, 불량한 안정성, 열 경화성으로 인한 재활용의 문제, 성형성 불량, 물성 저하에 따른 크랙(Crack) 또는 고온 조건에서의 변색 등의 문제점을 가지고 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 스티렌 형태(styrene type), 우레탄 형태(urethane type), 올레핀 형태(olefin type), 아마이드 형태(amide type) 등과 같은 다양한 종류의 열가소성 엘라스토머(Thermoplastic elastomer, TPE)들이 개발되어 왔으며, 고무가 가지고 있는 탄성재료의 특성과 일반 플라스틱 소재가 가지는 열가소성 특성을 모두 가지고 있어, 레져용품, 전기전자 부품소재, 자동차 부품 소재 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 특히, 폴리에스테르계 엘라스토머는 기계적 특성이 우수하고, 무엇보다도 반복피로 및 힌지 특성과 장기 내구성이 다른 계열의 엘라스토머에 비해 뛰어나 각종 기계 부품류 및 자동차 분야 등에 널리 사용되어 왔다.
다만, 일반적으로 폴리에테르에스테르 엘라스토머 수지의 경우 엘라스토머의 특성을 구현하기 위해 사용된 폴리에테르계 폴리올로 인해 융점이 낮고 내열성능 또한 떨어져 고온에서 장기간 사용시 열과 산소에 의해 고분자 사슬이 분해되어 물성이 저하되고 변색이 되는 문제점이 있다. 또한, 엘라스토머를 포함한 고분자 소재의 경우는 다양한 종류의 휘발성 물질을 다량 함유하고 있어 냄새가 발생하거나 사람의 인체에 해로운 물질이 방출되는 문제가 있어 최근 세계적으로 주요 이슈(Issue)인 친환경 대한 요구에 부합하지 못하는 문제점도 제기되고 있다.
이에 따라, 폴리에테르에스테르 엘라스토머 수지의 내열성 및 내후성을 향상시키기 위하여 다양한 방법들이 제안되었다. 미국특허 제3,723,427호에서는 입체장애형 페놀(hindered phenol)계 1차 내열제인 트리스(하이드록시벤질) 시아누레이트형의 안정제을 적용하는 방법에 대하여 개시하였고, 미국특허 제3,758,579호에서는 티오에스테르(Thioester)형태의 2차 내열제를 제시하면서 페놀계의 1차 내열제와 혼용하는 방법을 개시하였다.
또한, 미국특허 제3,996,675호 및 미국특허 제4,414,408호에는 2종의 안정제를 혼용하여 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머 수지의 안정성의 개선하는 상승효과(Synergistic effect)를 도모하였고, 미국특허 제4,405,749호에는 1,3,5-tris-(2-hydroxyethy1)-s-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)trion)과 3,5-di-t-buty1-4-hydroxyhydrocinnamic acid의 에스테르화물을 이용해 폴리에스테르수지의 안정성을 향상시키는 방법에 대하여 개시하였다.
이와 같이 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머 수지의 내열성을 향상시키기 위하여, 다양한 산화방지제 및 열안정제를 이용한 많은 연구들이 진행되었으나, 2차 가공시 열에 의해 추가적으로 사용되는 수지가 열화하는 단점과 산화방지제 및 열안정제의 낮은 내열성으로 인해 그 효능이 떨어지는 문제가 있었으며, 중축합단계의 고진공하에서 제조된 예비중합물과의 혼용성이 떨어져 진공에 의해 유실되는 단점이 있었다.
한편, 스포츠 용품은 물론 각종 스마트 기기나 가전제품 등 일상생활 곳곳에서 많은 사람들은 다양한 플라스틱 제품을 밀접하게 사용하는 생활을 하고 있으며, 최근 들어 신체에 직접 착용하는 웨어러블 디바이스(wearable Device)의 개발도 급속도로 진행되고 있어, 사람들의 신체와 접촉이 많은 부분에 적용되는 플라스틱 소재들을 좀 더 친환경적이고 인체친화적인 소재로 교체하고자 하는 노력들이 활발히 이루어지고 있다.
특히, 종래 열경화성 고무(Vulcanizde Rubber)와 PVC(Polyvinyl Chloride)가 주요 소재였던 각종 제품의 그립(grip)부나 스킨(skin)부에서부터 스마트 워치(smart watch) 등 인체 부착형 밴드에 이르는 범위까지 각종 분야에서 친환경적인 열가소성 탄성체를 적용하고자 하는 연구에 박차가 가해지고 있다.
다만, 사람이 직접적으로 접촉하는 만큼 감성적 품질이 높아야 하지만 열가소성 탄성 수지의 특성상 감성 품질이 좋지 않으며, 이러한 특징은 유연쇄(soft segment)의 함량이 높은 저경도의 물질일수록 유연쇄(soft segment)로 인한 제품 표면의 끈적임 현상 발생에 따라 더욱 저하되는 경향이 있다. 그런데, 현재까지 개발된 폴리에테르에스테르 엘라스토머의 경우 경도가 Shore 80A인 반면, 표면 감성을 위해서는 이론상 경도가 Shore 60A 내지 80A인 것이 이상적이여서, 궁극적으로는 탄성체의 경도를 낮추면서도 감성 품질을 향상시키는 기술이 각별히 요구되고 있는 상황이다.
이에 본 발명을 통해 인체무해하고 친환경적이면서도 저경도 특성을 갖는 탄성체로서, 제품에 적용되어 고감성의 촉각을 구현할 수 있도록 낮은 마찰계수를 갖는 열가소성 탄성 수지 조성물을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 제 1 구현예는 조성물 총 중량 기준, 폴리에테르에스테르 블록 공중합체 40 내지 90중량%, 스티렌계 엘라스토머 2 내지 50중량% 및 중량평균 분자량이 1,000,000 내지 8,000,000g/mol인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMW-PE) 5 내지 10 중량%를 포함하는 열가소성 탄성 수지 조성물이다.
상기 제 1 구현예에 따른 폴리에테르에스테르 블록 공중합체는 ASTM D2240측정 기준, 표면경도가 Shore 80A 내지 95A이고, ISO 1133 측정기준 230℃에서 2.16kg으로 측정시, 용융흐름지수가 5g/10min 내지 30g/10min인 것일 수 있다
또한, 상기 제 1 구현예에 따른 스티렌계 열가소성 엘라스토머는 스티렌계 열가소성 엘라스토머는 ASTM D2240 측정기준, 표면경도가 Shore 30A 내지 70A이고, ISO 1133측정기준 230℃에서 2.16kg으로 측정시, 용융흐름지수가 10g/10min 내지 30g/10min인 것일 수 있다.
나아가, 상기 제 1 구현예의 열가소성 탄성 수지 조성물은 조성물 총 중량기준 힌다드 페놀(hindered phenol)계 내열제 0.05 내지 0.5 중량%를 더 포함할 수 있다.
이로써, 상기 제 1 구현예의 열가소성 탄성 수지 조성물은 ISO 1133 측정기준 230℃에서 2.16kg으로 측정시, 용융흐름지수가 5g/10min 내지 30g/10min일 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 제 1 구현예의 열가소성 탄성 수지 조성물로 제조된 성형품을 상기 과제를 해결하기 위한 제 2 구현예로 하며, 상기 제 2 구현예에 따른 성형품은 ASTM D1894 측정기준, 마찰계수가 0.2 내지 5.0(Static)및 0.3 내지 1.0(Dynamic)인 것일 수 있고, ASTM D 2240 측정기준, 표면경도가 Shore 50A 내지 95A이며, ASTM D1004 측정기준, 마모도가 2.0mg이하인 것 일 수 있다.
본 발명에 따르면, 인체무해하고 저점도의 고유연 열가소성 탄성 수지 조성물 및 이로부터 제조되어 고감성의 촉감을 구현하는 성형품을 제공할 수 있다.
보다 구체적으로 본 발병에 의한 열가소성 탄성 수지 조성물은 PC, PC/ABS, PBT, PS 등과의 접착력이 우수하여 이중사출 및 인서트사출이 용이하며, 성형품으로 제조되어 낮은 마찰계수 및 우수한 마모성을 보이므로 화장품 용기나 자동차 핸들 등과 같은 제품의 스킨(skin)부나 각종 스포츠 용품, 볼펜, 칫솔, 공구류 등의 그립(grip)부, 의자나 출입문의 손잡이, 및 다양한 웨어러블 IT 장치 등 사람의 손이 직접적으로 닿는 부분에 매우 유용하게 적용될 수 있다.
본 발명은 조성물 총 중량 기준, 폴리에테르에스테르 블록 공중합체 40 내지 90중량%, 스티렌계 엘라스토머 2 내지 50중량% 및 중량평균 분자량이 1,000,000 내지 8,000,000g/mol인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMW-PE) 5 내지 10 중량%를 포함하는 열가소성 탄성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품을 제공한다.
본 발명에서 상기 폴리에테르에스테르 블록 공중합체는 디올과 디카르복실 레이트(또는 디카르복실산)로 구성되는 하드세그멘트(Hard segment, 강직쇄)와 에스테르기를 함유한 폴리알킬렌옥사이드로 구성되는 소프트세그멘트(Soft segment, 유연쇄)로 이루어진 것으로서, 디카르복실레이트(또는 디카르복실산)와 폴리알킬렌옥사이드를 1차 에스테르 교환반응(또는 에스테르화 반응) 시킨 후, 별도의 반응기에서 중축합하여 얻어진 공중합체일 수 있다.
이때, 상기 디카르복실레이트(또는 디카르복실산)로는 디메틸테레프탈레이트, 테레프탈산, 디메틸이소프탈레이트, 이소프탈산, 디메틸나프탈레이트, 나프탈렌디카르복실산, 아디프산 및 세바신산 등이 적용될수 있고, 디올은 부탄디올(부틸렌글리콜), 모노에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌글리콜 및 네오펜틸 글리콜 등이 적용될 수 있으며, 폴리올로는 폴리테트라메틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜 등이 적용될 수 있다. 상기 폴리에테르에스테르 블록 공중합체가 엘라스토머의 특성을 갖는다면 특별히 제한을 두지 않지만, 본 발명에서 상기 폴리에테르에스테르 블록 공중합체는 보다 바람직하게는 부탄디올과 디메틸테레프탈레이트의 하드세그멘트; 및 폴리옥시테트라메틸렌 글리콜(Polyoxytetramethylene Glycol; PTMG)이 소프트 세그먼트로 이루어진 것일 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리에테르에스테르 블록 공중합체(TPEE)의 경도는 소프트 세그먼트(Soft Segment, 유연쇄)이자 에테르기를 함유한 폴리알킬렌옥사이드으로 제어될 수 있으며, 바람직하게는 폴리에테르에스테르 블록공중합체 총 중량기준, 폴리알킬렌옥사이드를 40 내지 80중량%로 포함함으로써, 폴리에테르에스테르 블록공중합체의 표면경도는 ASTM D2240 측정기준, Shore 80A 내지 95A가 되도록 하고, 성형성을 고려하여 ISO 1133 측정기준 230℃에서 2.16kg으로 측정시, 용융흐름지수는 5g/10min 내지 30g/10min이 되도록 하는 것이 유리하다.
만약, 폴리옥시테트라메틸렌 글리콜이 40중량% 미만이어서 경도가 지나치게 높을 경우, 최종 성형된 제품에서의 그립(grip)감이 촉감이 너무 단단해질 수 있으며, 폴리옥시테트라메틸렌 글리콜이 80중량%를 초과하여 경도가 지나치게 낮을 경우 너무 유연해져서 표면 특성이 저하될 수 있다. 폴리옥시테트라메틸렌 글리콜은 수평균분자량이 500 내지 3,000 범위를 사용하는 것이 바람직하며, 바람직하게는 수평균분자량 1,000 내지 2,000인 것을 사용하는 것이 최종 제품의 기계적 물성이 우수하다.
본 발명에서 상기 스티렌계 열가소성 엘라스토머는 범용적으로 사용되고 있는 열가소성 탄성체일 수 있으나, 바람직하게는 ASTM D2240 측정기준, 표면경도가 Shore 30A 내지 70A이고, ISO 1133 측정기준 230℃에서 2.16kg으로 측정시, 용융흐름지수가 10g/10min 내지 30g/10min인 것이 적절하다.
저점도 특성을 갖는 스티렌계 엘라스토머는 일반적으로 기계적인 물성이 좋지 않고 표면의 끈적임으로 인하여 단독으로 사용시 많은 제약이 따르지만, 본 발명에서는 폴리에테르에스테르 블록 공중합체와 블랜딩됨에 따라 기계적 물성과 연속사용온도는 폴리에테르에스테르의 특성을 유지할 수 있게 하면서 폴리에테르에스테르가 단독적으로 구현하는 높은 경도를 share 80A이하로 떨어뜨려줌으로써, 저점도의 고유연 열가소성 탄성 수지 조성물을 제공할 수 있게 한다.
이때, 상기 스티렌계 열가소성 엘라스토머의 함량을 통해 최종 조성물의 경도를 조절할 수 있으나, 함량이 조성물 총 중량기준 50중량%를 초과할 경우 최종 조성물의 기계적인 물성이 스티렌계 열가소성 탄성체에 따라가게 되므로 바람직하게는 2 내지 50 중량%로 사용하는 것이 목적을 달성하기에 유리한 작용을 한다.
한편, 본 발명의 열가소성 탄성 수지 조성물은 자기 윤활성이 우수한 초고분자량 폴리에틸렌(UHMW-PE)을 포함한다. 상기 초고분자량 폴리에틸렌은 수지에 고르게 분포해 있다가 제품 성형시 압력이 가해지면 표면에 약 2um 정도의 층을 형성하는데, 이로 인해 성형품의 마찰계수와 마모도가 낮아지고, 제품에 윤활성이 부여될 수 있다. 이때, 초고분자량 폴리에틸렌의 중량평균 분자량은 1,000,000 내지 8,000,000g/mol이며, 함량은 조성물 총 중량 대비 5 내지 10 중량%인 것이 바람직하다. 함량이 5 중량%에 미치지 못할 경우 개선효과가 미미하고, 10중량%를 초과할 경우 최종 조성물의 박리현상이 일어날 우려가 있으며, 마찰 및 마모특성이 더 이상 좋아지지도 않는다.
참고로, 본 발명에서 설명하는 수평균 또는 중량평균 분자량은 다음과 같은 방법으로 측정된 값을 나타낸다.
- 분자량 측정 방법: 분자량을 측정하고자하는 수지를 4000ppm의 농도가 되도록 테트라히드로푸란에 용해시킨후 겔 투과 크로마토그래피(GPC)(Waters: Waters707)에 1.0mL/분의 유속으로 100㎕를 주입하였고, 35℃에서 분석을 수행하였다. 컬럼은 Waters HR-05,1,2,4E 4개를 직렬로 연결하여 사용하였고, 검출기로는 RI and PAD Detecter를 이용하여 35℃에서 폴리스티렌 환산 수평균분자량(Mn) 또는 중량평균분자량(Mw)을 측정한다.
나아가 본 발명의 열가소성 탄성 수지 조성물은 탄성 수지의 내구성 증진을 고려하여 조성물 총 중량기준 힌다드 페놀(hindered phenol)계 내열제 0.05 내지 0.5 중량%를 더 포함할 수 있으며, 상기 힌다드 페놀계 내열제는 열안정제로서, 폴리에테르에스테르 엘라스토머 수지 조성물로 제조된 탄성체의 내구성을 증진시키는 역할은 물론 산화방지제로서의 역할까지 할 수 있다.
상기 힌다드 페놀(hindered phenol)계 내열제로는 펜터리쓰리톨(pentaerythritol) 테트라키스(tetrakis)-(메틸렌(methylene)-(3,5 디 터트 부틸(di-tert- buthyl)-4-하이드록스 페닐(hydroxy phenyl)프로피오네이트(propionate))를 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로 상기 내열제는 2,2'-m-페닐렌 비스(2-옥사졸린)[ 2,2'-m-phenylene bis(2-oxazoline)], 4,4'-비스(α,α-디메틸벤질-디스페닐아민)[4,4'-bis(alpha, alpha-dimethylbenzyl diphenylamine)] 및 N,N'-헥산-1,6-디일 비스(3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드로시페닐-프로피온아마이드[N,N'-hexane-1,6-diyl bis(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl propionamide)]로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 열가소성 탄성 조성물은 본 발명을 벗어나지 않는 범위에서 추가적으로 요구되는 특성에 따라 산화방지제, 광안정제, 이형제, 상용화제, 염료, 안료, 착색제, 가소제, 충격보강제, 안정제, 활제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 산화방지제는 페놀형, 포스파이트형, 티오에테르형 및 아민형 중 선택되는 것일 수 있고, 상기 이형제는 불소 함류 중합체, 실리콘 오일, 스테아린산 금속염, 몬탄산 금속염, 몬탄산 에스테르 왁스 및 폴리에틸렌 왁스 중 선택되는 것일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 열가소성 탄성 수지 조성물은 ISO 1133 측정기준 230℃에서 2.16kg으로 측정시, 용융흐름지수가 5g/10min 내지 30g/10min인 것으로 성형성이 매우 우수하게 나타나며, 이로써, 본 발명의 열가소성 탄성 수지 조성물로 제조된 성형품은 ASTM D1894 측정기준, 마찰계수가 0.2 내지 5.0(Static) 및 0.3 내지 1.0(Dynamic)이고, ASTM D 2240 측정기준, 표면경도가 Shore 50A 내지 95A이며, ASTM D1004 측정기준, 마모도가 2.0mg이하로 나타나 화장품 용기나 자동차 핸들 등과 같은 제품의 스킨(skin)부나 각종 스포츠 용품, 볼펜, 칫솔, 공구류 등의 그립(grip)부, 의자나 출입문의 손잡이, 및 다양한 웨어러블 IT 장치 등 사람의 손이 직접적으로 닿는 부분에 적용되어 부드러운 감촉을 구현할 수 있게 된다.
실시예
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 10
표면경도가 SHORE 85A인 폴리에테르에스테르 블록 공중합체(KOPEL® KP3328, 코오롱플라스틱 주식회사), 스티렌계 열가소성 엘라스토머(LOTTMER® SE-130AN, 롯데케미칼 주식회사), 그리고 초고분자량 폴리에틸렌(LUBMERTM, LY1040 MitsuiChemicals, Mw: 5,000,000g/mol)를 각각 하기 표 1에 표시된 함량만큼 텀블러 혼합기를 사용해 5분간 혼합하였다.
이어서, 내열제로서 N,N-헥산-1,6-디일-비스(3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드로시페닐 프로피온아마이드) 0.5 중량% 및 4,4′-비스(α, α-디메틸벤질 디스페닐아민) 0.5 중량%를 더 첨가(단, 비교예 1 및 2는 제외)하고, 이축 스크류형의 압출형 혼련기(Twin screw extruder)를 통해 용융 혼련시켜 엘라스토머 수지 조성물을 제조하였다. 이때 압출기의 온도는 1차 투입구에서부터 다이까지의 순서로 100℃, 150℃, 180℃, 200℃, 220℃로 설정하고, 스크류의 회전수는 230RPM의 조건으로 혼합을 실시하였다.
항목
(중량%)		 A B C D E
실시예 1 87.0 7.0 5.0 0.5 0.5
실시예 2 67.0 27.0 5.0 0.5 0.5
실시예 3 47.0 47.0 5.0 0.5 0.5
실시예 4 84.5 4.5 10.0 0.5 0.5
실시예 5 64.5 24.5 10.0 0.5 0.5
실시예 6 44.5 44.5 10.0 0.5 0.5
비교예 1 100 0.0 0.0 0.0 0.0
비교예 2 0 100.0 0.0 0.0 0.0
비교예 3 89.5 9.5 0.0 0.5 0.5
비교예 4 69.5 29.5 0.0 0.5 0.5
비교예 5 49.5 49.5 0.0 0.5 0.5
비교예 6 48.5 48.5 2.0 0.5 0.5
비교예 7 42.0 42.0 15.0 0.5 0.5
비교예 8 89.0 0.0 10.0 0.5 0.5
비교예 9 88.0 1.0 10.0 0.5 0.5
비교예 10 42.0 52.0 5.0 0.5 0.5
- A: 폴스에테르에스테르 블록공중합체(KOPEL® KP3328)
- B: 스타이렌계 열가소성 엘라스토머(LOTTMER® SE-130AN)
- C: 초고분자량폴리에틸렌(LUBMERTM LY1040)
- D: N,N′-헥산-1,6-디일-비스(3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드로시페닐 프로피온아마이드)
- E: 4,4′-비스(α, α-디메틸벤질 디스페닐아민)
측정예
압출기로부터 혼합되져 나온 상기 조성물을 스트랜드(Strand)상으로 토출하여 온도가 35℃인 냉각조 내에서 고화한 후, 펠렛타이저(pelletizer)를 통해 펠렛화된 제품으로 얻었으며, 이를 대상으로 하기 방법을 기준으로 경도, 마찰계수 및 마모도를 측정하였다.
- 용융흐름지수: ISO 1133에 의거하여 측정하였다.
- Shore A(표면경도): ASTM D 2240에 의해 측정하였다.
- 마찰계수: ASTM D1894에 의해 측정하였다.
- 마모도: ASTM D1004에 의해 측정하였다.
구분
 용융흐름지수
(g/10min)		 표면경도
(Shore A)		 마찰계수 마모도
(mg)
Static Dynamic
실시예 1 12.4 77 0.40 0.37 1.18
실시예 2 12.1 66 0.42 0.42 1.21
실시예 3 12.3 53 0.48 0.43 1.24
실시예 4 8.2 78 0.34 0.31 1.12
실시예 5 8.2 67 0.38 0.36 1.16
실시예 6 8.3 55 0.40 0.37 1.18
비교예 1 21.2 85 0.90 0.85 15.00
비교예 2 23.7 30 1.42 1.32 32.00
비교예 3 21.3 77 0.95 0.90 17.00
비교예 4 22.2 65 1.06 1.01 20.00
비교예 5 22.8 52 1.14 1.08 26.00
비교예 6 15.9 54 0.89 0.82 9.80
비교예 7 1.4 59 0.34 0.32 1.11
비교예 8 7.6 84 0.36 0.35 1.20
비교예 9 7.8 83 0.37 0.35 1.21
비교예 10 12.5 43 0.51 0.48 1.62
상기 표 2의 결과와 같이, 폴리에테르에스테르 블록 공중합체로만 이루어진 비교예 1의 탄성 수지는 경도와 마모도가 높게 나타나고, 스티렌계 열가소성 엘라스토머로만 이루어진 비교예 2의 탄성 수지는 지나치게 낮은 표면경도와 지나치게 높은 마찰계수 및 마모도를 나타내는 반면, 실시예 1 내지 6의 경우 낮은 경도를 구현하면서도 마찰계수와 마모도도 비교예 1 대비 각각 60% 및 95% 이상 낮아지는 것으로 확인되었다.
또한, 실시예상에서 비교해 보면, 초고분자량 폴리에틸렌의 5 내지 10중량% 첨가시 마찰계수(Static, Dynamic)는 약 60% 이상 낮아지는 것을 확인할 수 있는 반면, 비교예 3 내지 5와 같이 초고분자량 폴리에틸렌을 첨가하지 않고, 스티렌계 열가소성 엘라스토머의 첨가량만 증가시킬 경우, 표면경도는 낮아지는 반면, 마찰계수와 마모도의 개선효과는 전혀 없는 것으로 나타났고, 비교예 6와 같이 초고분자량 폴리에틸렌의 함량이 5중량%에 미치지 않거나 비교예 7과 같이 10중량%를 초과할 경우 더 이상의 마찰계수 및 마모도의 개선 효과는 기대하기 힘들 것으로 파악되었다.
나아가, 비교예 8과 같이 스티렌계 열가소성 엘라스토머 없이 폴리에테르에스테르 블록 공중합체와 초고분자량 폴리에틸렌만 혼합할 경우에는 실시예 4와 유사한 마찰계수와 마모도를 보였으나 경도가 높아 감성적 물성이 저하되었고, 비교예 9와 같이 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 극히 소량만 첨가하는 경우 역시 표면경도가 높아 감성적 품질을 개선하는데 한계가 있는 것으로 나타났다. 반면, 비교예 10과 같이 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 50중량% 초과하여 첨가하는 경우, 경도는 낮지만, 스타이렌계 열가소성 엘라스토머의 성질이 부각되어 마찰계수 및 마모도가 상대적으로 높아져 표면감성이 저하됨을 확인할 수 있었다.

Claims (8)

  1. 조성물 총 중량 기준, 폴리에테르에스테르 블록 공중합체 40 내지 90중량%, 스티렌계 열가소성 엘라스토머 2 내지 50중량% 및 중량평균 분자량이 1,000,000 내지 8,000,000g/mol인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMW-PE) 5 내지 10 중량%를 포함하는 열가소성 탄성 수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리에테르에스테르 블록 공중합체는 ASTM D2240 측정 기준, 표면경도가 Shore 80A 내지 95A이고, ISO 1133 측정기준 230℃에서 2.16kg으로 측정시, 용융흐름지수가 5g/10min 내지 30g/10min인 것임을 특징으로 하는 열가소성 탄성 수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스티렌계 열가소성 엘라스토머는 ASTM D2240 측정 기준, 표면경도가 Shore 30A 내지 70A이고, ISO 1133 측정기준 230℃에서 2.16kg으로 측정시, 용융흐름지수가 10g/10min 내지 30g/10min인 것임을 특징으로 하는 열가소성 탄성체 수지 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 열가소성 탄성 수지 조성물은 조성물 총 중량기준 힌다드 페놀(hindered phenol)계 내열제 0.05 내지 0.5 중량%를 더 포함하는 것임을 특징으로 하는 열가소성 탄성 수지 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 열가소성 탄성 수지 조성물은 ISO 1133 측정기준 230℃에서 2.16kg으로 측정시, 용융흐름지수가 5g/10min 내지 30g/10min인 것을 특징으로 하는 열가소성 탄성 수지 조성물.
  6. 상기 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 열가소성 탄성 수지 조성물로 제조된 성형품.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 성형품은 ASTM D1894 측정기준, 마찰계수가 0.2 내지 5.0(Static) 및 0.3 내지 1.0(Dynamic)인 것임을 특징으로 하는 성형품.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 성형품은 ASTM D2240 측정기준, 표면경도가 Shore 50A 내지 80A이고, ASTM D1004 측정 기준, 마모도가 2.0mg이하인 것임을 특징으로 하는 성형품.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200036620A (ko) * 2018-09-28 2020-04-07 코오롱플라스틱 주식회사 열가소성 탄성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
KR20200077873A (ko) * 2018-12-21 2020-07-01 주식회사 엘지화학 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머 수지 조성물 및 이의 제조방법, 이를 포함하는 성형품

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