KR20190035571A - 열가소성 수지 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로서, 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트)-그라프트-폴리(아크릴로니트릴-스티렌) 공중합체를 사용함으로써, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체 및 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체를 포함하는 베이스 수지와 금속 입자의 친화력을 증가시켜 명도 및 외관 특성이 우수하면서 금속 느낌의 외관을 구현할 수 있는 열가소성 수지 조성물을 제공할 수 있다.
Description
[관련출원과의 상호인용]
본 발명은 2017.09.25에 출원된 한국 특허 출원 제10-2017-0123360호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용을 본 명세서의 일부로서 포함한다.
[기술분야]
본 발명은 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로서, 도장 없이 금속 느낌의 외관을 구현하면서, 명도 및 외관 특성이 우수한 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체(ABS 그라프트 공중합체)를 포함하는 열가소성 수지 조성물(이하, ‘ABS 열가소성 수지 조성물’이라 함)은 내충격성, 가공성, 표면 광택, 내약품성 등의 내화학성 및 성형 가공성 등의 물성이 우수하여 각종 사무용 기기, 전기·전자 부품, 자동차 내·외장재 등에 널리 사용되고 있다.
한편, ABS 열가소성 수지 조성물은 금속 느낌의 외관을 구현함으로써, 소비자에게 더욱 고급스러운 느낌을 줄 수 있는데, 이러한 금속 느낌의 외관을 구현하기 위해 ABS 열가소성 수지 조성물로 성형품을 제조한 뒤, 금속 또는 금속 페인트로 도장을 하는 방법이 사용되었다.
그러나, 이러한 금속 도장된 성형품은 도장에 필요한 공정이 복잡하고, 유해한 용매들이 사용될 뿐만 아니라, 제조비용이 높고, 도장된 외장재를 사용하는 경우, 가벼운 충격만으로도 도장 부분에 상처가 생겨 외관 품질이 급격히 저하되는 문제점이 있는 바, 도장 없이 금속 광택을 구현할 수 있는 열가소성 수지 조성물에 대한 관심도가 높아지고 있다.
일본공개특허 제2001-262003호(이하, 특허문헌 1)에는 비늘 모양의 금속 미립자를 사용한 수지 조성물이 개시되어 있고, 일본공개특허 제2007-137963호(이하, 특허문헌 2)에는 유리 섬유와 금속 입자를 사용한 수지 조성물이 개시되어 있다. 그러나, 상기 특허문헌 1 및 2는 사출 시 플로우 마크(flow mark)나 웰드 라인(weld line) 등이 발생하여 외관 특성이 저하되는 문제점이 있다.
이에, 명도가 높고, 사출 성형 시 발생할 수 있는 플로우 마크, 웰드 라인을 방지하는 등 외관 특성을 향상시킬 수 있는 열가소성 수지 조성물에 대한 개발이 절실하다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체 및 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체를 포함하는 베이스 수지와 금속 입자와의 친화력을 높이기 위하여 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트)-그라프트-폴리(아크릴로니트릴-스티렌) 공중합체를 사용하여, 도장 없이 금속 느낌의 외관을 구현하면서, 우수한 명도와 성형 시 발생할 수 있는 플로우 마크(flow mark), 웰드 라인(weld line)을 방지하여 우수한 외관 특성을 갖는 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로서,
(A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체;
(B) 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체;
(C) 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트)-그라프트-폴리(아크릴로니트릴-스티렌) 공중합체; 및
(D) 금속 입자를 포함하고,
상기 (C) 및 (D) 각각이 (A) 및 (B)의 합 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 포함되는 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 제조되고, L값이 74 이상이고, 유동지수가 20 g/10 mins 이상이며, 두께 1/4 inch일 때, 충격강도가 4 kg·cm/cm 이상인 열가소성 수지 성형품을 제공한다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 도장 없이 금속 느낌의 외관을 구현하면서, 우수한 명도 특성, 즉 고명도 특성을 나타내며, 성형 시 발생할 수 있는 플로우 마크(flow mark), 웰드 라인(weld line)을 방지하여 외관 특성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 열가소성 수지 조성물 및 열가소성 수지 성형품을 제공할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 유동성 및 충격강도 등의 기본 물성의 저하 없이 명도 및 외관 특성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 열가소성 수지 조성물 및 열가소성 수지 성형품을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이때, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에서 부타디엔계 중합체 코어의 평균입경은 동적 광산란(dynamic light scattering)법을 이용하여 측정할 수 있고, 상세하게는 Nicomp 380 HPL 장비(제품명, 제조사: Nicomp)를 이용하여 측정할 수 있다.
본 명세서에서 부타디엔계 중합체 코어의 평균입경은 동적 광산란법에 의해 측정되는 입도분포에 있어서의 산술 평균입경을 의미할 수 있다. 산술 평균입경은 산란강도(Intensity Distribution) 평균입경, 체적(Volume Distribution) 평균입경 및 개수(Number Distribution) 평균입경으로서 측정할 수가 있고, 이 중 산란강도 평균입경을 측정하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체의 중량평균분자량은 용출액으로 테트라하이드로퓨란(THF)을 이용하고, 겔 투과 크로마토그래피를 통해 표준 PS(standard polystyrene) 시료에 대한 상대 값으로 측정할 수 있다.
본 발명에서 금속 입자의 평균입경은 SEM(Scanning electron microscope)로 측정할 수 있다.
본 발명에서 L 값은 CIELAB 칼라미터로 측정할 수 있다.
본 발명에서 유동지수는 ASTM D1238에 의거하여 측정할 수 있다.
본 발명에서 충격강도는 ASTM D256에 의거하여 측정할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 수지 조성물은,
(A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체;
(B) 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체;
(C) 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트)-그라프트-폴리(아크릴로니트릴-스티렌) 공중합체; 및
(D) 금속 입자를 포함하고,
상기 (C) 및 (D) 각각이 (A) 및 (B)의 합 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 도장 없이 금속 느낌의 외관을 구현하면서, 고명도 특성을 나타내며, 사출 성형 시 발생할 수 있는 플로우 마크, 웰드 라인을 방지함으로써 외관 특성을 획기적으로 향상시킬 수 있고, 더 나아가 유동성 및 충격강도의 저하가 없는 열가소성 수지 조성물 및 이의 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
종래에는 도장 없이 금속 느낌의 외관을 구현하는 열가소성 수지 조성물 및 열가소성 수지 성형품을 제조하기 위하여 베이스 수지에 금속 입자를 첨가하는 방법이 이용되었다. 그러나 이 경우, 사출 성형 과정에서 플로우 마크, 웰드 라인 등이 발생하여 외관 특성이 저하되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 고명도 특성을 구현하고, 사출 성형 시 발생할 수 있는 플로우 마크, 웰드 라인을 방지하여 외관 특성을 획기적으로 향상시키고 더 나아가 열가소성 수지 조성물의 기본 물성은 유지할 수 있는 열가소성 수지 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 수지 조성물에 포함된 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체는 열가소성 수지 조성물에 우수한 내충격성을 부여해줄 수 있다.
상기 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체는 부타디엔계 중합체 코어 상에 스티렌계 단량체 유래 단위 및 아크릴로니트릴계 단량체 유래 단위를 포함하는 쉘이 그라프트된 코어-쉘 구조일 수 있다.
상기 부타디엔계 중합체 코어의 평균입경은 0.05 내지 0.5 ㎛ 또는 0.1 내지 0.4 ㎛일 수 있고, 이 중 0.1 내지 0.4 ㎛가 바람직하다.
상술한 조건을 만족할 경우, 성형 가공성, 치수 안정성, 내충격성 등의 기계적 특성을 향상시킬 수 있다. 또한 우수한 표면 광택 특성도 구현할 수 있다.
상기 부타디엔 중합체 코어는 상기 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체의 총 중량에 대하여, 50 내지 70 중량% 또는 55 내지 65 중량%로 포함될 수 있고, 이 중 55 내지 65 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상술한 범위를 만족하면, 상기 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체의 기계적 특성 및 표면 광택이 보다 개선될 수 있다.
상기 스티렌계 단량체 유래 단위는 치환 또는 비치환된 스티렌으로부터 유래된 단위일 수 있다.
상기 치환된 스티렌은 벤젠 고리에 직접적으로 연결된 하나 이상의 수소가 탄소수 1 내지 8의 알킬기 또는 할로겐기로 치환된 것일 수 있다.
상기 스티렌계 단량체 유래 단위는 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, m-메틸스티렌, o-메틸스티렌, p-tert-부틸스티렌, p-클로로스티렌, m-클로로스티렌, o-클로로스티렌, p-플루오로스티렌 p-시클로헥실스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 유래 단위일 수 있고, 이 중 스티렌 유래 단위가 바람직하다.
상기 스티렌계 단량체 유래 단위는 상기 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체의 총 중량에 대하여, 20 내지 40 중량% 또는 25 내지 35 중량%로 포함될 수 있고, 이 중 25 내지 35 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상술한 범위를 만족하면, (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체와 (B) 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체의 상용성이 보다 개선될 수 있다.
상기 아크릴로니트릴계 단량체 유래 단위는 상기 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체에 우수한 내화학성 및 강성을 부여해줄 수 있다.
상기 아크릴로니트릴계 단량체 유래 단위는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 페닐아크릴로니트릴 및 α-클로로아크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 유래 단위일 수 있고, 이 중 아크릴로니트릴 유래 단위가 바람직하다.
상기 비닐 시안계 단량체 유래 단위는 상기 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체의 총 중량에 대하여, 1 내지 20 중량% 또는 5 내지 15 중량%일 수 있고, 이 중 5 내지 15 중량%가 바람직하다.
상술한 범위를 만족하면, 상기 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체의 내화학성 및 강성이 보다 개선될 수 있다.
상기 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체는 유화중합, 현탁중합, 용액중합 및 괴상중합과 같은 중합 방법을 통해 제조될 수 있다. 본 발명의 일 구체예에서는, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체는 유화중합법으로 제조될 수 있으며, 이 경우, 그라프트율 및 수득률 향상될 수 있고, 분자량의 조절이 용이할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 수지 조성물에 포함된 (B) 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체는 열가소성 수지 조성물에 우수한 기계적 특성, 성형성, 표면 광택 특성 및 외관 특성을 부여해줄 수 있다.
상기 (B) 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체는 중량평균분자량(Mw)이 90,000 내지 180,000 g/mol 또는 100,000 내지 180,000 g/mol일 수 있고, 이 중 100,000 내지 180,000 g/mol이 바람직하다.
상술한 범위를 만족하면, 열가소성 수지 조성물의 성형성 및 가공성이 더욱 향상될 수 있다.
상기 (B) 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체는 아크릴로니트릴계 단량체 유래 단위 및 스티렌계 단량체 유래 단위를 15:85 내지 40:60 또는 20:80 내지 35:65의 중량비로 포함할 수 있고, 이 중 20:80 내지 35:65의 중량비로 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 범위를 만족하면, 색상 특성, 내화학성, 기계적 특성 및 가공성이 우수한 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체를 제공할 수 있다.
상기 아크릴로니트릴계 단량체 유래 단위 및 스티렌계 단량체 유래 단위의 종류는 상술한 바와 같다.
상기 (B) 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체는 괴상중합을 이용해 제조할 수 있으며, 이러한 경우 불순물을 저감시킬 수 있고, 분자량의 조절이 용이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체 및 (B) 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체를 15:85 내지 50:50 또는 20:80 내지 40:60의 중량비로 포함할 수 있고, 이 중 20:80 내지 40:60의 중량비로 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 범위를 만족하면, 열가소성 수지 조성물의 기계적 특성, 성형 가공성, 및 외관 특성이 개선될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 수지 조성물에 포함된 (C) 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트)-그라프트-폴리(아크릴로니트릴-스티렌) 공중합체는 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트) 및 폴리(아크릴로니트릴-스티렌)이 그라프트 중합된 것으로서, 첨가된 금속 입자와 베이스 수지 간의 친화력을 높여주어 금속 입자의 분산성을 향상시켜 외관 불량을 개선시키고, 열안정성의 향상으로 명도 또한 상승시키는 역할을 수행한다.
상기 (C) 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트)-그라프트-폴리(아크릴로니트릴-스티렌) 공중합체는 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트) 및 폴리(아크릴로니트릴-스티렌)을 60:40 내지 80:20 또는 65:35 내지 75:25의 중량비로 포함할 수 있고, 이 중 65:35 내지 75:25의 중량비로 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 범위를 만족하면, 베이스 수지와 금속 입자의 친화력이 보다 개선되어, 열가소성 수지 조성물 내에서 금속 입자의 분산성이 보다 개선될 수 있다. 이로 인해 열가소성 수지 성형품의 외관 품질, 열안정성 및 명도가 현저하게 개선될 수 있다.
상기 (C) 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트)-그라프트-폴리(아크릴로니트릴-스티렌) 공중합체는 상기 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체 및 (B) 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체의 합 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부로 포함되고, 바람직하게는 1 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
상술한 범위를 만족하면, 열가소성 수지 조성물의 명도 및 외관 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 유동성 및 충격강도 등의 기본 물성의 저하도 방지할 수 있다.
상술한 범위 미만으로 포함되면, 고명도 특성을 확보하고, 외관 특성을 향상시키고자 하는 본 발명의 효과가 미미할 수 있다.
상술한 범위를 초과하여 포함되면, 유동성 및 충격강도 등 다른 물성의 저하될 뿐 아니라 금속 광택이 저하되어 원하는 외관을 갖추지 못하는 문제가 있을 수 있다.
상기 (C) 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트)-그라프트-폴리(아크릴로니트릴-스티렌) 공중합체는 에텐, 에테닐-벤젠 및 옥시라닐메틸 2-메틸-2-프로페노에이트를 갖는 2-프로펜니트릴 폴리머(2-propenenitrile polymer with ethene, ethenyl- benzene and oxiranylmethyl 2-methyl-2- propenoate, graft, CAS No.: 118497-09-9)일 수 있고, 시판되는 물질 중 MODIPER® A4400(상품명, 제조사: NOF CORPORATION)를 이용할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 수지 조성물에 포함되는 (D) 금속 입자는 열가소성 수지 성형품에 도장 없이 금속 느낌의 외관을 부여해줄 수 있다.
상기 (D) 금속 입자는 금, 은, 백금, 팔라듐, 티타늄, 철, 크롬, 알루미늄, 주석, 아연, 마그네슘, 지르코늄, 세륨 및 리튬으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 금속 또는 이의 산화물을 포함할 수 있다.
상기 (D) 금속 입자는 금, 은, 백금, 팔라듐, 산화티타늄(TiO2), 산화철(Fe2O3), 산화크롬(Cr2O3), 산화알루미늄(Al2O3), 산화주석(SnO3), 산화아연(ZnO), 산화마그네슘(MgO), 산화지르코늄(ZrO3), 산화세륨(CeO3), 산화리튬(Li2O) 및 산화은(AgO)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상인 것이 바람직하다.
상기 (D) 금속 입자는 평균입경이 1 내지 50 ㎛, 또는 1 내지 20 ㎛일 수 있고, 이 중 1 내지 20 ㎛가 바람직하다.
상술한 조건을 만족하면, 본 발명의 열가소성 수지 조성물에 효과적으로 분산되어 명도 및 외관 특성이 보다 우수할 수 있다.
상기 (D) 금속 입자는 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체 및 (B) 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체의 합 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부로 포함되고, 바람직하게는 1 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
상술한 범위 미만으로 포함되면, 금속 느낌의 외관을 구현하기 어려울 수 있다.
상술한 범위를 초과하여 포함되면, 베이스 수지 대비 과량 포함되어 분산성이 좋지 않을 수 있고, 원재료비의 상승으로 경제성 측면에서도 좋지 않다. 또한 열가소성 수지 성형품의 기계적 특성 및 사출 외관 특성이 오히려 저하될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 수지 조성물은 열안정제, 활제, 산화방지제, 광 안정제, 난연제, 대전방지제, 착색제, 충진제 및 자외선 안정제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 무도장 열가소성 수지 성형품을 제공할 수 있으며, 상기 열가소성 수지 성형품은 L값이 74 이상이고, 유동지수가 20 g/10 mins 이상이며, 두께 1/4 inch일 때, 충격강도가 4 kg·cm/cm 이상일 수 있으며, L값이 75 이상이고, 유동지수가 22 g/10 mins 이상이며, 두께 1/4 inch일 때, 충격강도가 12 kg·cm/cm 이상인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
실시예
및
비교예
(A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체(상품명: DP270M, 제조사: LG화학, 코어의 평균입경: 0.3 ㎛), (B) 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체 (상품명: 80HF, 제조사: LG화학, 중량평균분자량: 160,000 g/mol), (C) 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트)-그라프트-폴리(아크릴로니트릴-스티렌) 공중합체(상품명: MODIPER® A4400, 제조사: NOF CORPORATION), (D-1) Al pigment 입자(평균입경: 20 ㎛) 및 (D-2) Al pigment 입자(평균입경: 10 ㎛)를 하기 표 1에 기재된 양으로 투입 및 혼합하여 열가소성 수지 조성물을 제조하였다.
| 구분 | (A) (중량부) |
(B) (중량부) |
(C) (중량부) |
(D-1) (중량부) |
(D-2) (중량부) |
| 실시예 1 | 24 | 76 | 1 | 3 | - |
| 실시예 2 | 24 | 76 | 1 | 4 | - |
| 실시예 3 | 24 | 76 | 3 | 3 | - |
| 실시예 4 | 24 | 76 | 5 | 3 | - |
| 실시예 5 | 24 | 76 | 1 | - | 3 |
| 실시예 6 | 24 | 76 | 10 | 3 | - |
| 실시예 7 | 24 | 76 | 3 | 10 | - |
| 비교예 1 | 24 | 76 | 0 | 3 | - |
| 비교예 2 | 24 | 76 | 0 | 4 | - |
| 비교예 3 | 24 | 76 | 3 | 11 | - |
| 비교예 4 | 24 | 76 | 11 | 3 | - |
실험예
1
실시예 및 비교예에서 제조한 각 열가소성 수지 조성물을 230 ℃에서 2축 압출기를 이용하여 혼련한 후, 펠렛을 제조하고, 펠렛의 물성을 하기에 기재된 방법으로 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
1) 유동지수(MI(Melt index), g/10 mins)
유동지수는 ASTM D1238에 의거하여 분석을 실시하였다.
상세하게는, 펠렛을 F-B01(제품명, 제조사: TOYOSEIKI사) 사용하여 220 ℃의 온도로 가열하고 실린더에 넣고 피스톤으로 10 kg의 부하를 가하여 10 분 동안 용융되어 나온 수지의 무게(g)을 측정하였다.
실험예
2
실험예 1에서 제조한 펠렛을 220 ℃에서 사출하여 물성 시편을 제조한 후 시편의 물성을 하기에 기재된 방법으로 평가하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
2) 충격강도(내충격성, kg·cm/cm, 1/4 inch)
충격강도는 ASTM D256에 의거하여 분석을 실시하였다.
상세하게는, 시편을 impact tester(제품명, 제조사: Tinius Olsen사)에 지지시킨 후 함마로 타격하여 수행하였으며, 이에 소요된 에너지와 시험편 절입폭을 측정하여 충격강도 값을 얻었다. 상기 함마의 타격속도는 약 240 cm/sec이다.
3) 색상(Color L)
CIELAB 칼라미터를 사용하여 시편의 L값을 측정하였다.
4) 사출 외관
사출 성형 시 게이트(gate)를 2개 가지고 있는 금형을 사용하여 사출하였기 때문에 플로우 마크(flow mark)나 웰드 라인(weld line)이 발생할 수 있다. 시편의 외관을 육안으로 관찰하여 하기 평가 기준에 따라 판단하였다.
◎ : 플로우 마크나 웰드 라인이 전혀 없는 상태.
○ : 플로우 마크나 웰드 라인이 거의 보이지 않는 상태.
△ : 플로우 마크나 웰드 라인의 자국이 희미하게 보이는 상태.
Х : 플로우 마크나 웰드 라인이 발생한 부위가 뚜렷하고 진하게 보이는 상태.
| 구분 | 유동지수 (g/10 mins) |
충격강도 (1/4 inch, kg·cm/cm) |
Color L | 사출 외관 |
| 실시예 1 | 23 | 14 | 75.5 | △ |
| 실시예 2 | 22.8 | 13.9 | 76.4 | △ |
| 실시예 3 | 24.2 | 13.1 | 77.2 | ○ |
| 실시예 4 | 25.7 | 12.1 | 79.3 | ◎ |
| 실시예 5 | 23.2 | 14.1 | 77.12 | △ |
| 실시예 6 | 30.1 | 10.2 | 80.0 | ◎ |
| 실시예 7 | 20.7 | 4 | 82.9 | △ |
| 비교예 1 | 22.3 | 14 | 70 | Х |
| 비교예 2 | 22 | 13.9 | 70.1 | Х |
| 비교예 3 | 20.5 | 2 | 83.1 | × |
| 비교예 4 | 30.8 | 9 | 79 | × |
표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 7은 (C) 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트)-그라프트-폴리(아크릴로니트릴-스티렌) 공중합체를 적절한 양으로 첨가함에 따라, 명도가 높고(L 값 상승), 플로우 마크 또는 웰드 라인이 없거나 매우 적어 외관 특성이 획기적으로 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 실시예 1 내지 4와 실시예 6을 비교하면, 명도 및 외관 특성을 향상시키는 동시에, 유동성 및 충격강도의 저하를 방지하기 위해서는 (C) 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트)-그라프트-폴리(아크릴로니트릴-스티렌) 공중합체를 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체 및 (B) 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체의 합 100 중량부에 대하여, 1 내지 5 중량부로 첨가하는 것이 더 바람직한 것을 알 수 있었다.
또한, 실시예 1 내지 4와 실시예 7을 비교하면, 명도 및 외관 특성을 향상시키는 동시에, 유동성 및 충격강도의 저하를 방지하기 위해서는 (D-1) Al pigment 입자를 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체 및 (B) 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체의 합 100 중량부에 대하여, 1 내지 5 중량부로 첨가하는 것이 더 바람직한 것을 알 수 있었다.
또한, 실시예 1과 실시예 5를 비교하면, Al pigment 입자의 평균입경이 작으면, 명도 및 사출외관이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
한편, 비교예 1 및 2는 (C) 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트)-그라프트-폴리(아크릴로니트릴-스티렌) 공중합체를 투입하지 않았으므로, 명도 및 외관 특성이 좋지 않음을 확인할 수 있었다.
비교예 3은 (D-1) Al pigment 입자가 과량 투입되었으므로, 명도는 개선되었으나, 충격강도 및 외관 특성이 좋지 않음을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 4는 (C) 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트)-그라프트-폴리(아크릴로니트릴-스티렌) 공중합체를 과량 투입하였으므로, 충격강도, 명도 및 외관 특성이 모두 좋지 않음을 확인할 수 있었다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (12)
- (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체;
(B) 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체;
(C) 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트)-그라프트-폴리(아크릴로니트릴-스티렌) 공중합체; 및
(D) 금속 입자를 포함하고,
상기 (C) 및 (D) 각각이 상기 (A) 및 (B)의 합 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 포함되는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 (C) 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트)-그라프트-폴리(아크릴로니트릴-스티렌) 공중합체가 상기 (A) 및 (B)의 합 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부로 포함되는 것인 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 (C) 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트)-그라프트-폴리(아크릴로니트릴-스티렌) 공중합체는 폴리(에틸렌-글리시딜메타크릴레이트) 및 폴리(아크릴로니트릴-스티렌)을 60:40 내지 80:20의 중량비로 포함하는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체 및 (B) 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체의 중량비가 15:85 내지 50:50인 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체는 부타디엔계 중합체 코어 상에 스티렌계 단량체 유래 단위 및 아크릴로니트릴계 단량체 유래 단위를 포함하는 쉘이 그라프트된 코어-쉘 구조이고,
상기 부타디엔계 중합체 코어의 평균입경은 0.05 내지 0.5 ㎛인 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 (B) 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체는 중량평균분자량(Mw)이 90,000 내지 180,000 g/mol인 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 (B) 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체는 아크릴로니트릴계 단량체 유래 단위와 스티렌계 단량체 유래 단위를 15:85 내지 40:60의 중량비로 포함하는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 (D) 금속 입자는 금, 은, 백금, 팔라듐, 티타늄, 철, 크롬, 알루미늄, 주석, 아연, 마그네슘, 지르코늄, 세륨 및 리튬으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 금속 또는 이의 산화물을 포함하는 것인 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 (D) 금속 입자의 평균입경이 1 내지 50 ㎛인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 열가소성 수지 조성물은 열안정제, 활제, 산화방지제, 광 안정제, 난연제, 대전방지제, 착색제, 충진제 및 자외선 안정제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 첨가제를 더 포함하는 것인 열가소성 수지 조성물.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 열가소성 수지 조성물로부터 제조되고, L값이 74 이상이고, 유동지수가 20 g/10 mins 이상이며, 두께 1/4 inch일 때, 충격강도가 4 kg·cm/cm 이상인 열가소성 수지 성형품.
- 제11항에 있어서,
상기 열가소성 수지 성형품은 L값이 75 이상이고, 유동지수가 22 g/10 mins 이상이며, 두께 1/4 inch일 때, 충격강도가 12 kg·cm/cm 이상인 열가소성 수지 성형품.
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