KR20220162446A - 조성물 및 이를 포함하는 고압가스 저장탱크용 라이너 - Google Patents

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이재혁
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Abstract

본 발명은 가스차단성 및 저온 내충격성이 우수한 조성물 및 이를 포함하는 고압가스 저장탱크용 라이너를 제공하고자 한다. 구체적으로 본 발명은 가스차단성 수지에 저온 내충격성을 보완하여 주는 수지 입자를 분산시켜, 우수한 가스차단성 및 우수한 내충격성을 가지고, 성형성이 용이한 조성물 및 고압가스 저장탱크용 라이너에 관한 것이다.

Description

조성물 및 이를 포함하는 고압가스 저장탱크용 라이너 {COMPOSITION AND LINER FOR HIGH PRESSURE GAS STORAGE TANK COMPRISING THEREOF}
본 발명은 조성물 및 이를 포함하는 고압가스 저장탱크용 라이너를 제공하고자 하는 것이다. 구체적으로 본 발명은 가스차단성 및 저온 내충격성이 우수한 조성물 및 고압가스 저장탱크용 라이너를 제공하고자 하는 것이다.
고압가스 저장탱크 특히 저장탱크용 라이너로는 종래에 금속 재료가 사용되고 있었다. 그러나, 금속 재료 저장탱크용 라이너는 무게가 무겁기 때문에, 운반이 용이하지 않고, 운반시 비용이 많이 소모되는 문제가 있다. 이에, 최근에는 경량화를 위하여 수지를 라이너 조성물로서 사용하고 있다.
경량화를 위하여 라이너로 사용되는 수지로는 폴리아미드, 폴리에틸렌 등이 있다. 그러나, 폴리에틸렌계 라이너는 가스차단성이 폴리아미드계 라이너에 비하여 열위하며, 폴리아미드계 라이너는 가스차단성이 폴리에틸렌계 라이너보다 우수하지만 내충격성이나 내약품성이 열위한 문제가 있다.
폴리에틸렌 및 폴리아미드 수지는 공통적으로 내충격성이 시장요구 정도에 비하여 열위하여, 이를 보충하기 위하여 열가소성 수지를 적층하는 구성이 제안되었다. 그러나, 적층 구조의 고압 가스 용기용 라이너는 다층 블로우 성형이라고 하는 복잡한 성형 가공이 필요하기 때문에, 제조 단가가 높아지는 문제가 있다. 또한, 고압가스탱크 형상이 복잡한 부분이나 치수가 작은 부분은 다층 블로우 성형이 어려운 문제가 있다.
이에, 가공이 용이하면서도 가스차단성 및 저온 내충격성이 우수한 고압가스 저장에 적합한 고압가스 저장탱크용 라이너 수지 개발이 필요한 실정이다.
이에 본 발명은 가스차단성 및 저온 내충격성이 우수한 조성물 및 이를 포함하는 고압가스 저장탱크용 라이너를 제공하고자 한다. 구체적으로 본 발명 가스차단성 수지에 저온 내충격성을 보완하여 주는 수지 입자를 분산시킨 조성물 및 이를 포함하는 고압가스 저장탱크용 라이너를 제공하고자 한다.
이에 본 발명은 가스차단성 수지(A)내에 내충격성 보강수지(B)와 상용화제(C)가 입자상으로 분산된 조성물을 제공한다.
상기 가스차단성 수지(A)는 폴리아미드, 폴리비닐알코올(PVOH), 및 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH)로 이루어진 군 중에서 선택된 1 이상일 수 있다.
구체적으로 가스차단성 수지(A)는 에틸렌 함량이 35mol% 이상인 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH)일 수 있다.
상기 내충격성 보강수지(B)는 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 초저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 메탈로센 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 초저비중폴리에틸렌(VLDPE),　폴리올레핀엘라스토머(POE),　올레핀블록공중합체(OBC),　에틸렌초산공중합체(EVA),　에틸렌부틸아크릴레이트(EBA),　에틸렌프로필렌디엔고무(EPDM), 에테르블록아미드공중합체(PEBA),　열가소성우레탄(TPU),　열가소성에스터엘라스토머(TPEE),　실리콘 고무,　천연 고무(NR),　이소프렌고무(IR),　부틸고무(IIR)　및 부타디엔고무(BR) 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
구체적으로 상기 내충격성 보강수지(B)는 폴리올레핀엘라스토머(POE) 또는 폴리올레핀엘라스토머(POE)와 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 또는 저밀도폴리에틸렌(LDPE)의 혼합물일 수 있다.
상기 폴리올레핀엘라스토머(POE)와 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 또는 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 혼합물의 혼합비는 폴리올레핀엘라스토머 100 중량부에 대하여 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 또는 저밀도폴리에틸렌(LDPE)가 100 중량부 이상일 수 있다.
본 발명은 상기 조성물을 포함하는 고압가스 저장 탱크용 라이너를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면 가스차단성 수지에 저온 내충격성을 보강하는 수지 입자를 상용화제와 함께 분산시켜, 우수한 가스차단성 및 우수한 내충격성이 양립하는 조성물 및 이를 포함하는 고압가스 저장탱크용 라이너를 제공할 수 있다.
구체적으로 본 발명에 따른 조성물은 가스차단성 수지내에 내충격성 보강수지가 입자로서 분산되어 있는 바, 우수한 가스차단성 및 우수한 내충격성을 가지면서도 고압가스 저장탱크용 라이너로 사용시 단층으로 성형할 수 있어, 성형성이 우수하다.
도 1은 본 발명 실시예 2의 조성물을 AFM(Atomic Force Microscope)으로 관찰한 사진을 도시한 것으로, 가스차단성 수지(A)내에 상용화제(C)가 계면을 둘러싸고 있는 내충격성 보강수지(B)가 입자상으로 분산되어 있는 것을 도시한 것이다.
도 2은 본 발명 실시예 3의 조성물을 AFM(Atomic Force Microscope)으로 관찰한 사진을 도시한 것으로, 가스차단성 수지(A)내에 상용화제(C)가 계면을 둘러싸고 있는 내충격성 보강수지(B)가 입자상으로 분산되어 있는 것을 도시한 것이다.
본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한 본 발명에 있어서, 각 층 또는 요소가 각 층들 또는 요소들의 "상에" 또는 "위에" 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층 또는 요소가 직접 각 층들 또는 요소들의 위에 형성되는 것을 의미하거나, 다른 층 또는 요소가 각 층 사이, 대상체, 기재 상에 추가적으로 형성될 수 있음을 의미한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 발명의 구현예들에 따른 조성물 및 이를 포함하는 고압가스 저장탱크용 라이너에 대해 상세히 설명하기로 한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 조성물은 가스차단성 수지(A)에 내충격성 보강수지(B)와 상용화제(C)가 입자상으로 분산되어 포함될 수 있다.
이때, 가스차단성 수지(A)와 내충격성 보강수지(B)의 혼합비로 가스차단성 수지(A) 및 내충격성 보강수지(B)를 합한 중량에 대하여 내충격성 보강수지(B)의 함량은 5 내지 50 중량%일 수 있다. 구체적으로 가스차단성 수지(A) 및 내충격성 보강수지(B)를 합한 중량에 대하여 내충격성 보강수지(B)의 함량은 10 내지 40 중량%, 또는 20 내지 40 중량%, 또는 25 내지 35 중량% 일 수 있다.
내충격성 보강수지(B)가 너무 적게 혼합되는 경우에는 저온충격강도 개선을 기대할 수 없고, 반대로 내충격성 보강수지(B)가 많이 혼합되는 경우에는 가스차단성이 열위해지는 문제가 있을 수 있다.
상기 가스차단성 수지(A)는 폴리아미드, 폴리비닐알코올(PVOH), 및 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH)로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
구체적으로 상기 가스차단성 수지(A)는 에틸렌비닐알코올 공중합체일 수 있다. 에틸렌비닐알코올 공중합체는 에틸렌 단위체와 비닐알코올 단위체로 구성되는 공중합체로서, 에틸렌 단위체 함량이 35 mol% 초과일 수 있다. 구체적으로 에틸렌비닐알코올 공중합체의 에틸렌 단위체 함량은 36 mol% 이상, 40 mol% 이상, 43mol% 이상 또는 50 mol% 이하, 45 mol% 이하일 수 있다.
에틸렌 단위체 함량이 너무 낮은 경우에는 성형 가공성이 열위해지는 문제가 있을 수 있고, 에틸렌 단위체 함량이 너무 높은 경우에는 가스차단성이 열위해지는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 가스차단성 수지(A)에 포함되는 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH)는 ASTM D1238에 따라 온도 230℃, 하중 2.16kg 조건에서 측정한 용융유동지수가 0.1 내지 40g/10분 일 수 있다. 구체적으로 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH)의 용융유동지수는 1 내지 10g/10분, 또는 3 내지 7g/10분, 또는 5 내지 6g/10분일 수 있다.
또한 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH)의 중량평균분자량(Mw)은 30,000 내지 250,000g/mol일 수 있다. 구체적으로 EVOH의 중량평균분자량은 100,000 내지 150,000g/mol일 수 있다.
또한, 구체적으로 상기 가스차단성 수지(A)는 폴리아미드일 수 있다. 상기 폴리아미드는 나일론-4,6, 나일론-6, 나일론-6,6, 나일론-6,10, 나일론-7, 나일론-8, 나일론-9, 나일론-11, 나일론-12, 나일론-46, MXD6 및 무정형 폴리아미드로 이루어진 군 중에서 선택된 1 종 이상일 수 있다. 또는 상기 군 중에서 선택된 2종 이상의 공중합체 일 수 있다. 또는 상기 군 중에서 선택된 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
다만, 폴리페닐렌 설파이드 화합물은 높은 충전압에 견디는 버스트 강도 향상에 적합하지 않은 측면이 있어, 고압가스 저장탱크용 라이너의 가스 차단성 수치로 사용하는 경우, 보강층이 내측에서 파단할 우려가 있어 적합하지 않다.
상기 내충격성 보강수지(B)는 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 초저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 메탈로센 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 초저비중폴리에틸렌(VLDPE),　폴리올레핀엘라스토머(POE),　올레핀블록공중합체(OBC),　에틸렌초산공중합체(EVA),　에틸렌부틸아크릴레이트(EBA),　에틸렌프로필렌디엔고무(EPDM), 에테르블록아미드공중합체(PEBA),　열가소성우레탄(TPU),　열가소성에스터엘라스토머(TPEE),　실리콘 고무,　천연 고무(NR),　이소프렌고무(IR),　부틸고무(IIR)　및 부타디엔고무(BR) 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 내충격성 보강수지(B)는 폴리올레핀엘라스토머(POE) 또는 폴리올레핀엘라스토머(POE)와 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 또는 저밀도폴리에틸렌(LDPE)와의 혼합물일 수 있다. 즉, 보다 구체적으로 내충격성 보강수지(B)는 폴리올레핀엘라스토머(POE) 단독 사용이거나, 폴리올레핀엘라스토머(POE)와 저밀도폴리에틸렌(LDPE)의 혼합물 또는 폴리올레핀엘라스토머(POE)와 고밀도폴리에틸렌(HDPE)의 혼합물 또는 폴리올레핀엘라스토머(POE)와 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 및 고밀도폴리에틸렌(HDPE)의 혼합물일 수 있다.
상기 내충격성 보강수지(B)가 폴리올레핀엘라스토머(POE)와 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 또는 저밀도폴리에틸렌(LDPE)과의 혼합물일 때, 그 혼합비는 폴리올레핀엘라스토머 100 중량부에 대하여 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 또는 저밀도폴리에틸렌(LDPE)가 100 중량부 이상으로 혼합될 수 있다. 구체적으로 폴리올레핀엘라스토머 100 중량부에 대하여 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 또는 저밀도폴리에틸렌(LDPE)은 100 내지 500중량부로 포함될 수 있다.
내충격성 보강수지(B)가 폴리올레핀엘라스토머(POE)에 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 또는 고밀도폴리에틸렌(HDPE)의 혼합물인 경우, 저밀도폴리에틸렌 또는 고밀도폴리에틸렌이 상기 서술된 함량범위를 초과하여 혼합되는 경우에는, 저온 내충격성이 개선되지 않는 문제가 있을 수 있다.
상기 내충격성 보강수지(B)에 포함되는 폴리올레핀엘라스토머(Poly Olefin Elastomer, POE)는 폴리에틸렌 중 초저밀도폴리에틸렌(VLDPE)의 일종으로 에틸렌과 알파올레핀의 공중합체이다. 폴리올레핀엘라스토머는 밀도가 낮고 탄성이 높아 충격보강제로서 사용될 수 있다. 에틸렌과 알파올레핀을 공중합하여 폴리에틸렌을 제조하는 과정에서 알파올레핀의 함량을 제어하여 폴리에틸렌의 밀도를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면 상기 폴리올레핀엘라스토머(POE) 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 에틸렌과 알파-올레핀의 공중합체, 에틸렌과 프로필렌과 디엔 단량체의 삼원공중합체, 에틸렌과 극성 비닐 단량체의 공중합체, 에틸렌과 무수말레인산과 아크릴레이트의 삼원공중합체, 에틸렌과 아크릴 산의 아이오노머, 에틸렌과 메타크릴산의 아이오노머, 또는 이들의 조합의 공중합체일 수 있다.
구체적으로 본 발명에서 사용되는 폴리올레핀엘라스토머(POE)는 밀도가 0.850 내지 0.915g/cc이고, Tm이 30 내지 110℃이며, 결정화도가 10 내지 40%일 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 폴리올레핀엘라스토머(POE)는 밀도가 0.857 내지 0.885g/cc이고, Tm이 35 내지 80℃이며, 결정화도가 10 내지 20%일 수 있다. 또한 상기 폴리올레핀엘라스토머(POE)의 ASTM D1238에 따라 온도 230℃, 하중 2.16kg 조건에서 측정한 용융유동지수는 0.1 내지 10.0g/10분, 또는 0.9 내지 2.0g/10분 일 수 있다. 또한 상기 폴리올레핀엘라스토머(POE)의 중량평균분자량은 50,000 내지 800,000g/mol일 수 있다. 구체적으로 POE의 중량평균분자량은 200,000 내지 250,000g/mol일 수 있다.
상기 내충격성 보강수지(B)에 포함되는 저밀도폴리에틸렌(LDPE)은 밀도가 0.910 내지 0.925 g/cc인 폴리에틸렌으로서, ASTM D1238에 따라 온도 230℃, 하중 2.16kg 조건에서 측정한 용융유동지수가 0.1 내지 150g/10분 또는 18.0 내지 22.0g/10분 일 수 있다. 또한 본 발명에서 사용될 수 있는 저밀도폴리에틸렌(LDPE)의 중량평균분자량은 30,000 내지 500,000g/mol일 수 있다. 구체적으로 LDPE의 중량평균분자량은 50,000 내지 100,000g/mol일 수 있다.
또한 내충격성 보강수지(B)에 포함되는 고밀도폴리에틸렌(HDPE)는 밀도가 0.940 내지 0.965g/cc인 폴리에틸렌으로서, ASTM D1238에 따라 온도 230℃, 하중 2.16kg 조건에서 측정한 용융유동지수가 0.1 내지 150g/10분 또는 15.0 내지 20.0g/10분 일 수 있다. 또한 본 발명에서 사용될 수 있는 고밀도폴리에틸렌(HDPE)의 중량평균분자량은 30,000 내지 500,000g/mol일 수 있다. 구체적으로 HDPE의 중량평균분자량은 50,000 내지 100,000g/mol일 수 있다.
SEBS (Styrene Ethylene/Butylene Styrene)과 같은 스티렌계 엘라스토머는 일반적으로 다이엔계 블록공중합체의 분자 내 이중결합에 수소를 첨가시키는 공정으로 생산된다. 따라서 이러한 공정으로 생산되는 바, SEBS를 내충격성 보강수지로 사용하는 경우에는 폴리에틸렌 엘라스토머와 비교하여 생산 단가가 높아지는 문제가 있을 수 있다.
상기 상용화제(C)는 가스차단성 수지(A) 매트릭스 내에 입자상으로 분산된 내충격성 보강수지(B)의 계면을 둘러싸는 형태로 위치할 수 있다.
상기 상용화제(C)는 에틸렌-무수에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-알킬아크릴레이트-아크릴산 공중합체, 무수말레산 변성(그래프트)고밀도 폴리에틸렌, 무수말레산 변성(그래프트)선형 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌-알킬메타크릴레이트-메타크릴산 공중합체, 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 및 무수말레산 변성(그래프트)에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 1 종 이상일 수 있다.
또한, 상기 상용화제(C)는 가스차단성 수지(A) 및 내충격성 보강수지(B)를 합한 100중량부에 대하여 중량비가 5 내지 50 중량부일 수 있다. 구체적으로 상용화제(C)의 중량비가 5 내지 30 중량부, 또는 5 내지 10 중량부일 수 있다.
상용화제의 함량이 너무 많은 경우에는 수지 성분이 나타내는 효과를 감쇄하는 문제가 있을 수 있고, 반대로 상용화제의 함량이 너무 적은 경우에는 수지 Blending 이 원활하지 않아 가스차단성 수지(A)에 내충격성 보강수지(B)가 입자상으로 균일하게 분산되지 않는 문제가 있을 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 ASTM D256에 의하여 온도 -40℃에서 4시간 보관한 저온충격강도가 6kJ/m2 이상일 수 있다. 구체적으로 저온충격강도가 7kJ/m2 이상, 8kJ/m2 이상, 10kJ/m2 이상, 13kJ/m2 이상, 15kJ/m2 이상, 17kJ/m2 이상 또는 16kJ/m2 이하, 11kJ/m2 이하, 9kJ/m2 이하일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 조성물은 라이너 두께 1mm, 온도 23.0℃ 및 상대습도 65% 조건에서 ASTM D3985에 따라 측정한 산소투과도가 0.5 cc/(m²·day) 이하, 또는 0 초과 내지 0.4 cc/(m²·day) 이하, 또는 0 초과 내지 0.1 cc/(m²·day) 이하 일 수 있다.
이는, 전술한 조성으로 가스차단성 수지(A)에 저온 내충격성을 보완하는 수지(B)를 첨가함에 따라, 본 발명의 조성물은 우수한 가스차단성을 유지하면서 동시에 저온 내충격성이 향상된 것일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 고압가스 저장 탱크용 라이너는 상기 조성물을 포함할 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 고압가스 저장 탱크용 라이너는 가스 차단성 및 내충격성이 우수하다.
본 발명에 따른 고압가스 저장탱크용 라이너를 고압가스 저장탱크에 적용하는 방법은 당업계에 널리 알려진 단층 성형법으로 구현할 수 있다.
이하, 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들이 제시된다. 그러나 하기의 실시예들은 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.
실험예 : 고압가스 저장탱크용 라이너용 조성물 제조 및 평가
본 발명의 실험예로서 하기 표 1의 조성으로 고압가스 저장탱크용 라이너용 조성물을 제조하여 산소투과도 및 저온충격강도를 테스트하여 그 결과를 나타내었다.
표 1 조성의 조성물인 멜트 블랜드(Melt Blend) 수지 제조는 Leistritz사의 이축압출기(27mmΦ)를 사용하였고, 가공온도로서 이축압출기 시료 투입부의 온도는 170℃ 이고 압출기 내부 평균 온도는 200℃, 압출구의 온도는 210℃이고, screw speed 200 내지 250 rpm, 피딩(Feeding) 속도 8 내지 9kg/h 조건으로 실시하였다.
하기 표 1에서 EVOH는 에틸렌비닐알코올 공중합체로, ASTM D1238에 따라 온도 230℃, 하중 2.16kg 조건에서 측정한 용융유동지수가 5.5g/10분인 것을 사용하였다. 또한 EVOH의 중량평균분자량은 134,790g/mol인 것을 사용하였다.
폴리올레핀엘라스토머(POE)로는 에틸렌-옥텐의 공중합체로서, 밀도 0.870g/cc, Tm 60.0℃, ASTM D1238에 따른 용융유동지수가 1.0g/10분인 것을 사용하였다. 또한 POE의 중량평균분자량은 247,130g/mol인 것을 사용하였다.
LDPE로는 밀도 0.924g/cc, ASTM D1238에 따른 용융유동지수가 20.0g/10분인 것을 사용하였다. 또한 LDPE의 중량평균분자량은 92,740g/mol인 것을 사용하였다.
HDPE로는 밀도 0.958g/cc, ASTM D1238에 따른 용융유동지수가 18.0g/10분인 것을 사용하였다. 또한 HDPE의 중량평균분자량은 97,000g/mol인 것을 사용하였다.
상용화제로는 무수말레산 그래프트 폴리에틸렌(MAH grafted polyethylene)을 사용하였다.
산소투과도 및 저온충격강도 테스트 조건은 하기와 같다.
산소투과도는 측정법 ASTM D3985에 따라 라이너 두께 1mm, 온도 23.0℃ 및 상대습도 65% 조건에서 측정하였다.
저온충격강도는 측정법 ASTM D256에 따라 온도 -40℃에서 4시간 동안 보관후 측정하였다.
구분 라이너 조성 산소투과도 저온충격강도
가스차단성 수지(A) 내충격성 보강수지(B) 상용화제
(C)*
수지 종류 에틸렌 함량(mol%) (A)+(B)에 대한 중량% 수지 종류 (A)+(B)에 대한 중량% (A) + (B) 전체 100 중량부에 대한 중량부 [cc/(m² · day)] [kJ/m2]
실시예 1 EVOH 44 74.5 LDPE 20.0 7 0.1 7.2
POE 5.5
실시예 2 EVOH 44 72.3 LDPE 16.2 7 0.1 8.1
POE 11.5
실시예 3 EVOH 44 75.8 POE 24.2 7 0.1 15.3
실시예 4 EVOH 44 62.6 HDPE 18.9 7 0.1 10.4
POE 18.5
비교예 1 EVOH 44 100 - - - 0.04 3.9
비교예 2 PA11 - 100 - - - 3.1 5.4
비교예 3 HDPE - 100 - - - 45.6 9.8

Claims (11)

  1. 가스차단성 수지(A)내에 내충격성 보강수지(B)와 상용화제(C)가 입자상으로 분산되어 포함되고,
    상기 가스차단성 수지(A)는 폴리아미드, 폴리비닐알코올(PVOH), 및 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH)로 이루어진 군 중에서 선택된 1 이상이며,
    상기 내충격성 보강수지(B)는 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 초저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 메탈로센 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 초저비중폴리에틸렌(VLDPE),　폴리올레핀엘라스토머(POE),　올레핀블록공중합체(OBC),　에틸렌초산공중합체(EVA),　에틸렌부틸아크릴레이트(EBA),　에틸렌프로필렌디엔고무(EPDM), 에테르블록아미드공중합체(PEBA),　열가소성우레탄(TPU),　열가소성에스터엘라스토머(TPEE),　실리콘 고무,　천연 고무(NR),　이소프렌고무(IR),　부틸고무(IIR)　및 부타디엔고무(BR) 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상인, 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스차단성 수지(A) 및 내충격성 보강수지(B)를 합한 중량에 대하여 내충격성 보강수지(B)의 함량은 5 내지 50중량%인, 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가스차단성 수지(A) 및 내충격성 보강수지(B)를 합한 100 중량부에 대하여 상용화제(C)의 중량비가 5 내지 50 중량부인, 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 에틸렌비닐알코올 공중합체는 에틸렌 함량이 35mol% 초과인, 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리아미드는 나일론-4,6, 나일론-6, 나일론-6,6, 나일론-6,10, 나일론-7, 나일론-8, 나일론-9, 나일론-11, 나일론-12, 나일론-46, MXD6 및 무정형 폴리아미드로 이루어진 군 중에서 선택된 1 종 이상 또는 이의 2종 이상의 공중합체 또는 2종 이상의 혼합물인, 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 내충격성 보강수지(B)는 폴리올레핀엘라스토머(POE) 또는 폴리올레핀엘라스토머(POE)와 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 또는 저밀도폴리에틸렌(LDPE)의 혼합물인, 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 폴리올레핀엘라스토머(POE)와 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 또는 저밀도폴리에틸렌(LDPE)의 혼합물의 혼합비는 폴리올레핀엘라스토머 100 중량부에 대하여 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 또는 저밀도폴리에틸렌(LDPE)가 100 중량부 이상인, 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상용화제(C)는 가스차단성 수지(A) 내에 입자상으로 분산된 내충격성 보강수지(B)의 계면을 둘러싸는 형태인, 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상용화제(C)는 에틸렌-무수에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-알킬아크릴레이트-아크릴산 공중합체, 무수말레산 변성(그래프트)고밀도 폴리에틸렌, 무수말레산 변성(그래프트)선형 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌-알킬메타크릴레이트-메타크릴산 공중합체, 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 및 무수말레산 변성(그래프트)에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 1 종 이상인, 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 고압가스 저장탱크용 라이너는 ASTM D256에 따라 측정된 저온충격강도가 6kJ/m2 이상인, 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항의 조성물을 포함하는, 고압가스 저장탱크용 라이너.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023224375A1 (ko) * 2022-05-19 2023-11-23 한화솔루션 주식회사 조성물 및 이를 포함하는 고압가스 저장탱크용 라이너

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2651785B1 (fr) * 1989-09-14 1991-12-06 Atochem Alliages a base d'un copolymere ethylene alcool vinylique a propriete barriere aux gaz, thermoformable et/ou resistant a la flexion repetee.
US5356990A (en) * 1991-05-31 1994-10-18 Morton International, Inc. Blends of immiscible polymers having novel phase morphologies
KR100591449B1 (ko) * 2003-07-15 2006-06-22 주식회사 엘지화학 폴리아미드/폴리에틸렌화합물 블렌드 수지 조성물
KR101412832B1 (ko) * 2007-01-17 2014-06-27 에스케이이노베이션 주식회사 충격강도가 보강된 차단성 수지 조성물 및 그것을 포함한다층 구조의 성형품
PL2906635T3 (pl) * 2012-10-10 2021-11-22 Polytechnyl S.a.s. Zbiornik do przechowywania gazu

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023224375A1 (ko) * 2022-05-19 2023-11-23 한화솔루션 주식회사 조성물 및 이를 포함하는 고압가스 저장탱크용 라이너

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