KR20210037937A - 열가소성 탄성 수지 조성물의 제조방법, 이로부터 제조된 열가소성 탄성 수지 조성물 및 성형품 - Google Patents

열가소성 탄성 수지 조성물의 제조방법, 이로부터 제조된 열가소성 탄성 수지 조성물 및 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열가소성 탄성 수지 조성물의 제조방법, 이로부터 제조된 열가소성 탄성 수지 조성물 및 성형품에 관한 것이다.
본 발명에 따른 열가소성 탄성 수지 조성물은 기존의 소재가 구현하지 못했던 저경도 특성을 구현할 수 있으며 저경도를 구현하며 떨어지는 내마모성이 개선된 특성을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 열가소성 탄성 수지 조성물로부터 제조된 성형품은 폴리에테르에스테르 블록 공중합체 기반으로 인하여 내화학성, 내후성이 우수한 특성을 갖으며, 저경도 구현을 위한 별도의 Oil, 가소제 등이 첨가되지 않아 제품의 표면에 이행되는 일을 방지하면서 물성, 내열성이 우수해져, 제품의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 열가소성 탄성 수지 조성물로부터 제조된 성형품은 탄성소재 기반으로 인하여 유연하며 기계적 물성이 우수해 기존에 고무소재로 사용되었던 패드, 웨어러블 밴드 등과 같은 제품에 응용 가능하다.

Description

열가소성 탄성 수지 조성물의 제조방법, 이로부터 제조된 열가소성 탄성 수지 조성물 및 성형품 {Method of producing thermoplastic elastic resin composition, thermoplastic elastic resin composition produced thereby and product prepared by the same}
본 발명은 열가소성 탄성 수지 조성물의 제조방법으로 제조된 열가소성 탄성 수지 조성물 및 성형품에 관한 것이다.
종래에는 천연 고무 또는 합성 고무에 유황 같은 가황제를 첨가하여 성형한 가황 고무를 탄성 재료로 사용해왔으나, 가황 고무는 연성과 탄성 회복력은 우수하더라도 복잡한 성형 공정, 불량한 안정성, 열 경화성으로 인한 재활용의 문제, 성형성 불량, 물성 저하에 따른 크랙(Crack) 또는 고온 조건에서의 변색 등의 문제점을 가지고 있다. 또한 가황 고무는 사용 후 재사용이 안되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 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 왔다.
TPE(Thermoplastic elastomer)는 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.
하지만 고무 혹은 다른 TPE 종류들과 비교해보았을 때, 기존의 폴리에스테르계 엘라스토머는 85A 수준의 최저 경도와 탄성계수를 가진 다소 경질의 엘라스토머로서, 저경도가 요구되는 제품에는 적용하기 어렵다는 한계가 존재한다. 특히, 웨어러블 디바이스(wearable Device), 각종 제품의 그립(grip)부, 스킨(skin)류 제품 군은 65~75A의 저경도가 요구되며, 다양한 자동차용 소재에서는 40~75A 수준의 저경도가 요구되고 있으므로, 상대적으로 높은 경도에 해당되는 폴리에스테르계 엘라스토머는 다양한 제품 소재로 응용하기에 어려움이 있다.
폴리에스테르계 엘라스토머는 유연쇄(soft segment)의 함량이 높을수록 저경도 물성이 구현이 된다. 다만 유연쇄가 일정량 이상 늘어날 경우 고체 형상 유지가 어려워지며 기계적 강도 등의 물성 저하율이 크다는 단점이 있고, 경도를 떨어뜨리기 위해 가소제나 Oil등을 첨가하여 컴파운딩을 진행 할 경우 가소제류나 Oil 등이 제품 표면으로 이행되는 문제점이 있다.
이를 보완하기 위하여 다른 수지와의 알로이(alloy)를 하는 방법이 시도 되었으나, 수지간의 상용성, 분산성이 좋지 않아 기계적 물성, 내마모성이 저하되며 물성제어가 어렵다는 문제점이 있었다.
예컨대, 한국공개특허 제10-2005-0066161호에는 지방산에 의한 팽윤에 따른 제품의 부피 및 형태의 변형을 개선한 TPEE 수지 조성물이 개시되어 있으나, 상기 문제의 개선이 여전히 요구되고 있다.
이에 본 발명을 통해 가소제, Oil 등의 추가적인 첨가제 없이 물성제어가 용이하며 우수한 기계적 물성 및 내마모성을 갖는 저경도 열가소성 탄성 수지 조성물 제조방법과 이로부터 제조된 열가소성 탄성 수지 조성물 및 성형품을 제시하고자 한다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 종래의 열가소성 탄성 수지보다 저경도 특성, 내마모성이 개선되면서, 내화학성, 내후성이 우수한 특성을 갖고, 저경도 구현을 위한 별도의 첨가제 등이 첨가되지 않아 물성, 내열성이 우수한 열가소성 탄성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 제 1 구현예는 폴리에테르에스테르 블록 공중합체, 스티렌계 열가소성 탄성체 및 실리콘 수지를 혼합하는 혼합단계(S1); 상기 혼합단계(S1)를 거친 열가소성 탄성 수지에 산화방지제를 첨가하고, 이축 스크류를 갖는 압출기를 사용하여 압출하는 압출단계(S2)를 거치고, 상기 압출단계(S2)에서 이축 스크류는 스크류 전체 직경 대비 스크류 총 길이의 비(L/D)가 30 내지 45이며, 복수의 니딩 블록을 포함하고, 상기 복수의 니딩 블록은 각각의 니딩 블록의 직경 대비 길이의 비(L/D)의 총합이 8 내지 20인 것을 특징으로 하는 열가소성 탄성 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.
상기 제 1 구현예에 따른 상기 혼합단계(S1)에서 상기 폴리에테르에스테르 블록 공중합체 100 중량부에 대해, 상기 스티렌계 열가소성 탄성체 25 내지 65 중량부, 상기 실리콘계 수지 2 내지 15 중량부를 혼합하는 것일 수 있다.
상기 제 1 구현예에 따른 상기 산화방지제는 상기 폴리에테르에스테르 블록 공중합체 100 중량부에 대해 0.05 내지 1 중량부를 첨가하는 것일 수 있다.
상기 제 1 구현예에 따른 상기 폴리에테르에스테르 블록 공중합체는 ISO 868 측정 기준 Shore 경도가 95A 이하고, ISO 1133 측정기준 230℃에서 2.16kg으로 측정 시 용융흐름지수가 5g/10min 내지 30g/10min인 것일 수 있다.
상기 제 1 구현예에 따른 상기 스티렌계 열가소성 탄성체는 ISO 868 측정 기준 Shore 경도가 75A 이하인 것일 수 있다.
상기 제 1 구현예에 따른 상기 스티렌계 열가소성 탄성체는 SBC (Styrenic block copolymer), SBS(Styrene butadiene styrene block copolymer), SIS(Styrene Isoprene styrene block copolymer), SEBS(Styrene ethylene butadiene styrene block copolymer), SEPS(Styrene ethylene propylene styrene block copolymer), SIBS (Styrene Isobutylene block copolymer) 및 SBR(Styrene-Butadiene Rubber)를 포함하는 군으로부터 선택된 1 종 이상인 것일 수 있다.
상기 제 1 구현예에 따른 상기 실리콘계 수지는 PMDS(Polydimethylsiloxane), MQ, DT, modified resin, TPSiV (Thermoplastic silicone vulcanizate), RTV(Room-Temperature-Vulcanizing silicone), LSR(Liquid Silicone Rubber), Silicone rubber, Silicone gum, Silicone 마스터 배치 및 실리콘계 첨가제를 포함하는 군으로부터 선택된 1 종 이상인 것일 수 있다.
상기 제 1 구현예에 따른 상기 복수의 니딩 블록은, L/D가 0.5 내지 1이며 리드 앵글이 45°인 니딩 블록 3 내지 15개, L/D가 0.5 내지 1 이며 리드 앵글이 90°인 니딩 블록 3 내지 10개, L/D가 0.5 내지 1이며 리드 앵글이 45°인 역이송 니딩 블록 1 내지 5개 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 다른 제 1 구현예는 폴리에테르에스테르 블록 공중합체, 스티렌계 열가소성 탄성체 및 실리콘 수지를 포함하며, ISO 868 측정 기준 Shore 경도 50 내지 75A, ISO 527 측정 기준 인장강도 10 내지 15MPa, ISO 527 측정 기준 인장신도 1100 내지 1200% 및 KS M 6625:2003 NBS법 측정 기준 내마모율 500 내지 700% 인 열가소성 탄성 수지 조성물을 제공한다.
상기 제 1 구현예에 따른 상기 열가소성 탄성 수지 조성물은 상기 열가소성 탄성 수지 조성물의 제조 방법으로부터 제조된 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 다른 제 1 구현예는 상기 열가소성 탄성 수지 조성물로부터 제조된 성형품을 제공한다.
본 발명에 따른 열가소성 탄성 수지 조성물은 기존의 소재가 구현하지 못했던 저경도 특성을 구현할 수 있으며 저경도를 구현하며 떨어지는 내마모성이 개선된 특성을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 열가소성 탄성 수지 조성물로부터 제조된 성형품은 폴리에테르에스테르 블록 공중합체 기반으로 인하여 내화학성, 내후성이 우수한 특성을 갖으며, 저경도 구현을 위한 별도의 Oil, 가소제 등이 첨가되지 않아 제품의 표면에 이행되는 일을 방지하면서 물성, 내열성이 우수해져, 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 열가소성 탄성 수지 조성물로부터 제조된 성형품은 탄성소재 기반으로 인하여 유연하며 기계적 물성이 우수해 기존에 고무소재로 사용되었던 패드, 웨어러블 밴드 등과 같은 제품에 응용 가능하다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 제 1 구현예는 폴리에테르에스테르 블록 공중합체, 스티렌계 열가소성 탄성체 및 실리콘 수지를 혼합하는 혼합단계(S1); 상기 혼합단계(S1)를 거친 열가소성 탄성 수지에 산화방지제를 첨가하고, 이축 스크류를 갖는 압출기를 사용하여 압출하는 압출단계(S2)를 거치고, 상기 압출단계(S2)에서 이축 스크류는 스크류 전체 직경 대비 스크류 총 길이의 비(L/D)가 30 내지 45이며, 복수의 니딩 블록을 포함하고, 상기 복수의 니딩 블록은 각각의 니딩 블록의 직경 대비 길이의 비(L/D)의 총합이 8 내지 20인 것을 특징으로 하는 열가소성 탄성 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 구현예의 각 단계의 상세한 절차는 다음의 상세한 설명에서 설명될 것이다.
혼합단계(S1)은 폴리에테르에스테르 블록 공중합체, 스티렌계 열가소성 탄성체 및 실리콘 수지를 혼합기에 혼합하는 단계를 포함한다. 이 때, 상기 혼합기는 폴레에테르에스테르 블록 공중합체, 스티렌계 열가소성 탄성체 및 실리콘 수지의 혼합을 위한 장치를 의미할 수 있고, 혼합시간을 조정하여 혼합을 진행할 수 있다.
상기 폴리에테르에스테르 블록 공중합체(Thermoplastic polyester Elastomer; TPEE)는 디올과 디카르복실레이트(또는 디카르복실산)로 구성되는 하드세그멘트(Hard segment, 강직쇄)와 에스테르기를 함유한 폴리알킬렌옥사이드로 구성되는 소프트세그멘트(Soft segment, 유연쇄)로 이루어진 것으로서, 디카르복실레이트(또는 디카르복실산)와 폴리에테르계 폴리올을 1차 에스테르 교환반응(또는 에스테르화 반응) 시킨 후, 별도의 반응기에서 중축합하여 얻어진 공중합체일 수 있다.
상기 디올은 부탄디올(부틸렌글리콜), 모노에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌글리콜 및 네오펜틸 글리콜 등이 적용될 수 있으며, 상기 디카르복실레이트(또는 디카르복실산)는 디메틸테레프탈레이트, 테레프탈산, 디메틸이소프탈레이트, 이소프탈산, 디메틸나프탈레이트, 나프탈렌디카르복실산, 아디프산 및 세바신산이 적용될 수 있고, 상기 폴리에테르계 폴리올은 폴리테트라메틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜과 같은 폴리알킬렌옥사이드가 적용될 수 있다.
상기 폴리에테르에스테르 블록 공중합체는 엘라스토머의 특성을 갖는다면 특별히 제한을 두지 않지만, 구체적으로는 부탄디올과 디메틸테레프탈레이트의 하드세그멘트를 가지고 폴리옥시테트라메틸렌 글리콜(Polyoxytetramethylene Glycol; PTMG)이 소프트세그먼트로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 폴리에테르에스테르 블록 공중합체의 경도는 소프트 세그먼트(Soft Segment, 유연쇄)이자 에테르기를 함유한 폴리알킬렌옥사이드로 제어될 수 있다. 상기 폴리알킬렌옥사이드는 폴리에테르에스테르 블록공중합체 총 중량기준, 40 내지 80중량%로 포함되는 것이, 폴리에테르에스테르 블록 공중합체의 표면경도와 성형성 측면에서 바람직하다. 이때, 폴리에테르에스테르 블록 공중합체의 표면경도는 ISO 868 측정 기준, Shore가 95A 이하일 수 있고, 바람직하게는 Shore 85A 내지 95A일 수 있다. 또한, ISO 1133측정기준 230℃에서 2.16kg으로 측정시, 용융흐름지수는 5g/10min 내지 30g/10min이 되어 우수한 성형성을 가질 수 있다.
상기 스티렌계 열가소성 탄성체는 상기 폴리에테르에스테르 블록 공중합체와 상용성이 좋아 얼로이(alloy)시 폴리에테르에스테르 블록 공중합체가 갖는 내열, 내화학 특성을 유지할 수 있다.
상기 스티렌계 열가소성 탄성체는 얼로이되어 제조된 열가소성 탄성 수지 조성물의 경도를 낮추기 위해, ISO 868 측정 기준 Shore 경도가 75A 이하인 것을 사용할 수 있고, 바람직하게는 Shore 경도가 50A 내지 75A를 만족하는 것이 바람직하다.
상기 스티렌계 열가소성 탄성체는 SBC (Styrenic block copolymer), SBS(Styrene butadiene styrene block copolymer), SIS(Styrene Isoprene styrene block copolymer), SEBS(Styrene ethylene butadiene styrene block copolymer), SEPS(Styrene ethylene propylene styrene block copolymer), SIBS (Styrene Isobutylene block copolymer), SBR(Styrene-Butadiene Rubber) 등을 포함한 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있고, 보다 바람직하게는 SEBS, SEPS, SIBS를 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며 이에 한정되지 않는다.
상기 스티렌계 열가소성 탄성체는 폴리에테르에스테르 블록 공중합체 100 중량부 기준, 25 내지 65 중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 25 중량부 미만인 경우 저경도 구현에 어려움이 있을 수 있고, 65 중량부를 초과하여 사용할 경우 기계적 물성 저하와 폴리에테르에스테르 블록 공중합체의 특성이 유지되지 못할 수도 있다.
상기 실리콘계 수지는 열가소성 탄성 수지 내에서 고르게 분산되어 표면에 지속적으로 윤활막을 형성시켜 줌으로써 얼로이로 인한 내마모성 저하 문제를 개선시켜 줄 수 있다.
상기 실리콘계 수지는 PMDS (Polydimethylsiloxane), MQ, DT, modified resin, TPSiV (Thermoplastic silicone vulcanizate), RTV(Room-Temperature-Vulcanizing silicone), LSR(Liquid Silicone Rubber), Silicone rubber, Silicone gum, Silicone 마스터배치, 실리콘계 첨가제 등을 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있고, 보다 바람직하게는 Silicone gum, Silicone 마스터배치, 실리콘계 첨가제를 사용할 수 있으며 이에 한정되지 않는다.
상기 실리콘계 수지는 열가소성 탄성 수지 조성물 총 중량 기준, 2 내지 15 중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 2 중량부 미만인 경우 내마모성이 저조한 경향을 보이며, 15 중량부를 초과하면 사용량에 비해 내마모성 증가량이 미미해질 수 있다.
압출단계(S2)는 혼합단계(S1)를 거친 열가소성 탄성 수지에 산화방지제를 첨가하고, 이축 스크류를 갖는 압출기를 사용하여 압출하는 단계를 포함한다.
상기 압출단계(S2)에서 첨가되는 산화방지제는 열가소성 탄성 수지 조성물로 제조된 탄성체의 내구성을 증진시키는 역할은 물론 가공 및 이후 사용 환경에 있어 열에 의한 물성저하를 방지하는 역할까지 할 수 있고, 상기 산화방지제는 0.05 내지 1 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 열가소성 탄성 수지는 추가적으로 요구되는 특성에 따라 본 발명을 벗어나지 않는 범위에서 광안정제, 이형제, 상용화제, 충격보강제, 염료, 안료, 착색제, 가소제, 안정제, 활제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 산화방지제가 첨가된 열가소성 탄성 수지는 이축 스크류를 갖는 압출기로 압출되며, 상기 이축 스크류는 스크류 전체 직경 대비 스크류 총 길이의 비(L/D)가 30 내지 45일 수 있다. 이때, 스크류 전체 직경은 이축 스크류에서 스크류의 전체 직경을 의미하며, 스크류 총 길이는 이축 스크류에서 스크류의 총 길이를 의미한다.
상기 이축 스크류는 복수의 니딩 블록을 포함하고, 상기 복수의 니딩 블록은 각각의 니딩 블록의 직경 대비 길이의 비(L/D)의 총합이 8 내지 20일 수 있다.
상기 복수의 니딩 블록은 각각의 니딩블록의 직경 대비 길이의 비(L/D)가 0.5 내지 1을 만족하고, 리드 앵글이 45°인 니딩 블록을 3 내지 15개, 리드 앵글이 90°인 니딩 블록을 3 내지 10개, 리드 앵글이 45°인 역이송 니딩 블록을 1 내지 5개 포함하는 것이 바람직하다.
상기 복수의 니딩 블록은 상기 구성을 만족함으로써, 이축 스크류가 열가소성 탄성 수지를 압출할 때, 열가소성 탄성 수지의 분산이 원활하게 이루어져 다이스웰의 생성을 방지할 수 있고, 인장강도, 인장신도 등의 기계적 물성 및 내마모율이 우수해질 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예는 상기의 제조방법으로 제조된 열가소성 탄성 수지 조성물을 제공하며, 상기 열가소성 탄성 수지 조성물은 저경도 구현과 함께 우수한 기계적 특성을 가질 수 있으며, 사출 및 압출 성형 가공에 유리할 수 있다.
상기 열가소성 탄성 수지 조성물은 ISO 868 측정 기준 Shore 경도 50A 내지 75A, ISO 527 측정 기준 인장강도 10 내지 15MPa, ISO 527 측정 기준 인장신도 1100 내지 1200%, KS M 6625:2003 NBS법 측정 기준 내마모율 500 내지 700%인 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예는 상기 열가소성 탄성 수지 조성물으로부터 제조된 성형품을 제공하며, 상기 성형품은 75A 이하의 저경도를 유지하면서 인장신도, 인강강도, 내마모성 등의 기계적 물성이 우수해져, 저경도가 요구되는 다양한 제품 소재로 응용하기에 적합하다.
[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 5 및 비교예 1 내지 10
표면경도가 SHORE 85A인 폴리에테르에스테르 블록 공중합체(KOPEL® KP3328, 코오롱플라스틱 주식회사), 스티렌계 열가소성 탄성체(Kraton® G1651 H, Kraton Corporation), 그리고 실리콘 수지(GENIOPLAST® Pellet S, Wacker Chemie AG)를 각각 하기 표 1에 표시된 함량만큼 텀블러 혼합기를 사용해 5분간 혼합하였다.
이어서, 산화방지제로 펜타 에리스리톨 테트라 키스 (3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드로시페닐) 프로피오네이트) 0.4 중량%를 첨가하고, 이축 스크류형의 압출형 혼련기(Twin screw extruder)를 통해 용융 혼련시켜 엘라스토머 수지 조성물을 제조하였다. 이때 사용된 스크류 특징은 하기와 같고, 표 1에 사용한 이축 스크류를 표기하였다. 압출기의 온도는 1차 투입구에서부터 다이까지의 순서로 100℃, 150℃, 180℃, 200℃, 220℃로 설정하고, 스크류의 회전수는 230RPM의 조건으로 혼합을 실시하였다.
스크류1
스크류 전체 직경 대비 스크류 총 길이의 비(L/D)가 40이며, 각각의 니딩 블록의 직경 대비 길이의 비(L/D)의 총 합은 12이고, 리드 앵글 45°인 니딩 블록 6개, 리드 앵들 90°인 니딩블록 4개, 리드 앵글 45°이며 역이송 니딩블록 2개로 이루어진 이축 스크류.
스크류2
스크류 전체 직경 대비 스크류 총 길이의 비(L/D)가 40이며, 각각의 니딩 블록의 직경 대비 길이의 비(L/D)의 총 합은 7이고, 리드 앵글 45°인 니딩 블록 5개, 리드 앵들 90°인 니딩블록 2개로 이루어진 이축 스크류.
항목 A B C D 스크류
실시예 1 100 41 4 0.6 1
2 100 41 7 0.6 1
3 100 40 11 0.6 1
4 100 42 1 0.6 1
5 100 39 14 0.6 1
비교예 1 100 0 0 0.6 1
2 0 100 0 0.6 1
3 100 11 0 0.6 1
4 100 100 0 0.6 1
5 100 43 0 0.6 1
6 100 0 5 0.6 1
7 0 100 5 0.6 1
8 100 41 4 0.6 2
9 100 41 7 0.6 2
10 100 40 11 0.6 2
- A: 폴스에테르에스테르 블록공중합체 (KOPEL® KP3328)
- B: 스티렌계 열가소성 탄성체 (Kraton® G1651 H)
- C: 실리콘 수지 (GENIOPLAST® Pellet S, Wacker Chemie AG)
- D: 펜타 에리스리톨 테트라 키스 (3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드로시페닐) 프로피오네이트)
물성 평가
압출기로부터 혼합되어 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, 인장강도, 인장신도, 내마모율을 측정하였다.
- 표면경도(Shore A): ISO 868에 의해 측정하였다.
- 인장강도: ISO 527에 의해 측정하였다.
- 인장신도: ISO 527에 의해 측정하였다.
- 내마모율: KS M 6625:2003 NBS법에 의해 측정하였다.
구분 표면경도
(Shore A)		 기계적물성 내마모율
(%)
인장강도
(MPa)		 인장신도
(%)
실시예 1 75 11.8 1250 535
2 75 11.4 1230 580
3 75 11.2 1230 610
4 75 11.6 1030 100
5 75 11.1 1215 615
비교예 1 85 12.5 860 80
2 60 6.2 570 50
3 80 12.1 980 85
4 70 8.8 1410 100
5 75 11.0 1235 95
6 85 12.3 845 320
7 60 6.1 550 135
8 75 9.5 350 225
9 75 8.5 325 245
10 75 8.2 320 215
상기 표 2에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1 내지 3의 경우 웨어러블 분야, 패드 분야에서 많이 사용되는 75A 경도를 구현하면서, 내마모율이 610% 이상까지 우수해 지는 것이 확인되었다.
반면에, 비교예 1은 폴리에테레에스테르 블록 공중합체로만 이루어진 것으로, 경도가 높고 내마율이 저조하고, 비교예 2는 스티렌계 열가소성 탄성체로만 이루어진 것으로, 저조한 기계적 물성과 내마모율을 보이는 것이 확인되었다.
비교예 3, 비교예 4 및 비교예 5는 폴리에테르에스테르 블록 공중합체와 스티렌계 열가소성 탄성체 함량을 조절하였으며 스티렌계 열가소성 탄성체 함량이 늘어 날수록 경도는 낮아지나 기계적 물성치는 감소하는 경향이 확인되었다. 또한 실리콘계 수지가 첨가 되지 않아 내마모율이 낮음을 확인 할 수 있다.
비교예 6은 폴리에테르에스테르 블록 공중합체 및 실리콘 수지를 포함하지만, 스티렌계 열가소성 탄성체를 포함하지 않아 내마모율 증가 폭이 낮고, 기계적 물성 및 표면경도이 요구치에 미치지 못하는 것이 확인되었다.
비교예 7은 스티렌계 열가소성 탄성체 및 실리콘 수지를 포함하는 것으로, 저경도를 구현하지만, 인장강도, 인장신도 등의 기계적 물성 및 내마모율이 현저히 낮은 것이 확인되었다.
비교예 8, 비교예 9 및 비교예 10은 스크류2를 사용하여 압출된 것으로, 상용성 저하로 인해 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3 대비 인장강도, 인장신율 등이 떨어지는 경향을 보였으며, 분산이 잘 되지 않아 다이스웰이 많이 생겨 생산성이 저하되었으며 내마모율 역시 개선도가 크지 않고 경향성이 없음을 확인하였다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 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 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

Claims (11)

  1. 폴리에테르에스테르 블록 공중합체, 스티렌계 열가소성 탄성체 및 실리콘 수지를 혼합하는 혼합단계(S1); 및
    상기 혼합단계(S1)를 거친 열가소성 탄성 수지에 산화방지제를 첨가하고, 이축 스크류를 갖는 압출기를 사용하여 압출하는 압출단계(S2)를 포함하며,
    상기 압출단계(S2)에서 이축 스크류는 스크류 전체 직경 대비 스크류 총 길이의 비(L/D)가 30 내지 45이고, 복수의 니딩 블록을 포함하고,
    상기 복수의 니딩 블록은 각각의 니딩 블록의 직경 대비 길이의 비(L/D)의 총합이 8 내지 20인 것을 특징으로 하는 열가소성 탄성 수지 조성물의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 혼합단계(S1)에서 상기 폴리에테르에스테르 블록 공중합체 100 중량부에 대해, 상기 스티렌계 열가소성 탄성체 25 내지 65 중량부, 상기 실리콘계 수지 2 내지 15 중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 열가소성 탄성 수지 조성물의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 산화방지제는 상기 폴리에테르에스테르 블록 공중합체 100 중량부에 대해 0.05 내지 1 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 열가소성 탄성 수지 조성물의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 폴리에테르에스테르 블록 공중합체는 ISO 868 측정 기준 Shore 경도가 95A 이하고, ISO 1133 측정기준 230℃에서 2.16kg으로 측정 시 용융흐름지수가 5g/10min 내지 30g/10min인 것을 특징으로 하는 열가소성 탄성 수지 조성물의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스티렌계 열가소성 탄성체는 ISO 868 측정 기준 Shore 경도가 75A 이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 탄성 수지 조성물의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 스티렌계 열가소성 탄성체는 SBC (Styrenic block copolymer), SBS(Styrene butadiene styrene block copolymer), SIS(Styrene Isoprene styrene block copolymer), SEBS(Styrene ethylene butadiene styrene block copolymer), SEPS(Styrene ethylene propylene styrene block copolymer), SIBS (Styrene Isobutylene block copolymer) 및 SBR(Styrene-Butadiene Rubber)를 포함하는 군으로부터 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 탄성 수지 조성물의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 실리콘계 수지는 PMDS(Polydimethylsiloxane), MQ, DT, modified resin, TPSiV (Thermoplastic silicone vulcanizate), RTV(Room-Temperature-Vulcanizing silicone), LSR(Liquid Silicone Rubber), Silicone rubber, Silicone gum, Silicone 마스터 배치 및 실리콘계 첨가제를 포함하는 군으로부터 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 탄성 수지 조성물의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 니딩 블록은, 각각의 니딩블록의 직경 대비 길이의 비(L/D)가 0.5 내지 1이면서, 리드 앵글이 45°인 니딩 블록 3 내지 15개, 리드 앵글이 90°인 니딩 블록 3 내지 10개, 리드 앵글이 45°인 역이송 니딩 블록 1 내지 5개 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 탄성 수지 조성물의 제조방법.
  9. 폴리에테르에스테르 블록 공중합체, 스티렌계 열가소성 탄성체 및 실리콘 수지를 포함하며,
    ISO 868 측정 기준 Shore 경도 50 내지 75A, ISO 527 측정 기준 인장강도 10 내지 15MPa, ISO 527 측정 기준 인장신도 1100 내지 1200% 및 KS M 6625:2003 NBS법 측정 기준 내마모율 500 내지 700% 인 열가소성 탄성 수지 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 상기 열가소성 탄성 수지 조성물은 상기 제1항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 제조 방법으로부터 제조된 것인 열가소성 탄성 수지 조성물.
  11. 제9항의 열가소성 탄성 수지 조성물로부터 제조된 성형품.
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