KR20230100042A - 항바이러스성 성형품 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 항바이러스성 성형품은 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량부, 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체 5 내지 35 중량부, 은(Ag)계 화합물 0.05 내지 1.5 중량부 및 산화아연 0.5 내지 15 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물로부터 형성되며, 적어도 1면에 형상 측정 레이저 현미경으로 20 배율 렌즈를 이용하여 측정한 0.51 mm × 0.76 mm 크기 시편의 표면 조도가 1 내지 10 ㎛이고, 표면적이 0.5 내지 1.5 mm2인 부식 표면을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 항바이러스성 성형품은 항바이러스성, 내충격성, 외관 특성 등이 우수하다.

Description

항바이러스성 성형품{ANTIVIRAL ARTICLE}
본 발명은 항바이러스성 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 항바이러스성, 내충격성, 외관 특성 등이 우수한 항바이러스성 성형품에 관한 것이다.
코로나 바이러스 팬데믹 이후 항바이러스 기능이 포함된 열가소성 수지 제품(성형품)에 대한 요구가 증가하고 있다. 특히, 실내에서 사용되는 가전 제품 등의 외장재로 적용하려고 하는 사례가 늘어나고 있다. 구체적으로, 냉장고 손잡이, 소형 가전(공기 청정기, 가습기 등) 외장, 리모컨 등이 상기 용도에 해당된다.
항바이러스 성능 발현이 가능한 소재로 널리 알려진 것은 구리(Cu) 화합물 등이 있다. 그러한, 구리 화합물을 열가소성 수지 조성물에 적용할 경우, 가공이 어렵고, 산화에 따른 변색 등의 문제가 있어, 적용 가능한 제품이 매우 제한적이다. 또한, 기존 무기 항균제 등을 적용한 성형품은 항균 성능은 우수하지만, 항바이러스 성능이 발현되는지는 확인되지 않았다.
따라서, 항바이러스성, 내충격성, 외관 특성 등이 우수한 항바이러스성 성형품의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2020-0065139호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 항바이러스성, 내충격성, 외관 특성 등이 우수한 항바이러스성 성형품을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
1. 본 발명의 하나의 관점은 항바이러스성 성형품에 관한 것이다. 상기 항바이러스성 성형품은 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량부, 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체 5 내지 35 중량부, 은(Ag)계 화합물 0.05 내지 1.5 중량부 및 산화아연 0.5 내지 15 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물로부터 형성되며, 적어도 1면에 형상 측정 레이저 현미경(Keyence VK-X100)으로 20 배율 렌즈를 이용하여 측정한 0.51 mm × 0.76 mm 크기 시편의 표면 조도가 1 내지 10 ㎛이고, 표면적이 0.5 내지 1.5 mm2인 부식 표면을 포함하는 것을 특징으로 한다.
2. 상기 1 구체예에서, 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지는 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 및 방향족 비닐계 공중합체 수지를 포함할 수 있다.
3. 상기 1 또는 2 구체예에서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 고무질 중합체에 방향족 비닐계 단량체 및 시안화 비닐계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물이 그라프트 중합된 것일 수 있다.
4. 상기 1 내지 3 구체예에서, 상기 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체는 탄소수 6 이상의 아미노 카르복실산, 락탐 또는 디아민-디카르복실산염; 폴리알킬렌글리콜; 및 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산;을 포함하는 반응 혼합물의 블록 공중합체일 수 있다.
5. 상기 1 내지 4 구체예에서, 상기 은계 화합물은 금속 은, 산화 은, 할로겐화 은 및 은 이온을 함유하는 담지체 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
6. 상기 1 내지 5 구체예에서, 상기 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체 및 상기 은계 화합물과 상기 산화아연의 합의 중량비(폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체:은계 화합물+산화아연)는 1 : 0.1 내지 1 : 2일 수 있다.
7. 상기 1 내지 6 구체예에서, 상기 은계 화합물 및 상기 산화아연의 중량비(은계 화합물:산화아연)는 1 : 3 내지 1 : 90일 수 있다.
8. 상기 1 내지 7 구체예에서, 상기 항바이러성 성형품은 ISO 21702 평가법에 의거하여, 5 cm × 5 cm 크기 시편에 돼지 유행성 설사병 바이러스 또는 인플루엔자 A 바이러스액을 적하하고, 25℃, RH 50% 조건에서 시간대 별로 측정한 바이러스 사멸 시간이 20 시간 이하일 수 있다.
9. 상기 1 내지 8 구체예에서, 상기 항바이러성 성형품은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/4" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 14 내지 30 kgf·cm/cm일 수 있다.
10. 상기 1 내지 9 구체예에서, 상기 항바이러스성 성형품은 ASTM D523에 의거하여, 85°각도에서 측정한 사출 시편의 표면 광택도가 4% 이상일 수 있다.
본 발명은 항바이러스성, 내충격성, 외관 특성 등이 우수한 항바이러스성 성형품을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 항바이러스성 성형품은 (A) 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지; (B) 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체; (C) 은(Ag)계 화합물; 및 (D) 산화아연을 포함하는 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다.
본 명세서에서, 수치범위를 나타내는 "a 내지 b"는 "≥a 이고 ≤b"으로 정의한다.
(A) 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지는 (A1) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 및 (A2) 방향족 비닐계 공중합체 수지를 포함할 수 있다.
(A1) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체
본 발명의 일 구체예에 따른 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 고무질 중합체에 방향족 비닐계 단량체 및 시안화 비닐계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물이 그라프트 중합된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 고무질 중합체에 방향족 비닐계 단량체 및 시안화 비닐계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물을 그라프트 중합하여 얻을 수 있으며, 필요에 따라, 상기 단량체 혼합물에 가공성 및 내열성을 부여하는 단량체를 더욱 포함시켜 그라프트 중합할 수 있다. 상기 중합은 유화중합, 현탁중합 등의 공지의 중합방법에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 코어(고무질 중합체)-쉘(단량체 혼합물의 공중합체) 구조를 형성할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체예에서, 상기 고무질 중합체로는 폴리부타디엔, 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔) 등의 디엔계 고무 및 상기 디엔계 고무에 수소 첨가한 포화고무, 이소프렌고무, 탄소수 2 내지 10의 알킬 (메타)아크릴레이트 고무, 탄소수 2 내지 10의 알킬 (메타)아크릴레이트 및 스티렌의 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디엔단량체 삼원공중합체(EPDM) 등을 예시할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다. 예를 들면, 디엔계 고무, (메타)아크릴레이트 고무 등을 사용할 수 있고, 구체적으로, 부타디엔계 고무, 부틸아크릴레이트 고무 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 고무질 중합체(고무 입자)는 평균 입자 크기가 0.05 내지 6 ㎛, 예를 들면 0.15 내지 4 ㎛, 구체적으로 0.25 내지 3.5 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 항바이러스성 성형품의 내충격성, 외관 특성 등이 우수할 수 있다. 여기서, 상기 고무질 중합체(고무 입자)의 평균 입자 크기(z-평균)는 라텍스(latex) 상태에서 광 산란(light scattering) 방법을 이용하여 측정할 수 있다. 구체적으로, 고무질 중합체 라텍스를 메쉬(mesh)에 걸러서, 고무질 중합체 중합 중 발생하는 응고물 제거하고, 라텍스 0.5 g 및 증류수 30 ml를 혼합한 용액을 1,000 ml 플라스크에 따르고 증류수를 채워 시료를 제조한 다음, 시료 10 ml를 석영 셀(cell)로 옮기고, 이에 대하여,　광 산란 입도 측정기(malvern社, nano-zs)로 고무질 중합체의 평균 입자 크기를 측정할 수 있다.
구체예에서, 상기 고무질 중합체의 함량은 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 전체 100 중량% 중 20 내지 80 중량%, 예를 들면 25 내지 70 중량%일 수 있고, 상기 단량체 혼합물(방향족 비닐계 단량체 및 시안화 비닐계 단량체 포함)의 함량은 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 전체 100 중량% 중 20 내지 80 중량%, 예를 들면 30 내지 75 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 항바이러스성 성형품의 내충격성, 외관 특성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 단량체는 상기 고무질 중합체에 그라프트 공중합될 수 있는 것으로서, 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 비닐크실렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 비닐나프탈렌 등을 예시할 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나, 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 방향족 비닐계 단량체의 함량은 상기 단량체 혼합물 100 중량% 중 10 내지 90 중량%, 예를 들면 20 내지 80 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 항바이러스성 성형품의 가공성, 내충격성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 시안화 비닐계 단량체는 상기 방향족 비닐계와 공중합 가능한 것으로서, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 페닐아크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 푸마로니트릴 등을 예시할 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나, 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등을 사용할 수 있다. 상기 시안화 비닐계 단량체의 함량은 상기 단량체 혼합물 100 중량% 중 5 내지 60 중량%, 예를 들면 10 내지 50 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 항바이러스성 성형품의 내화학성, 기계적 특성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 가공성 및 내열성을 부여하기 위한 단량체로는 (메타)아크릴산, 탄소수 1 내지 10의 알킬(메타)아크릴레이트, 무수말레인산, N-치환말레이미드 등을 예시할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 가공성 및 내열성을 부여하기 위한 단량체 사용 시, 그 함량은 상기 단량체 혼합물 100 중량% 중 60 중량% 이하, 예를 들면 1 내지 50 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 다른 물성의 저하 없이, 항바이러스성 성형품에 가공성 및 내열성을 부여할 수 있다.
구체예에서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체로는 부타디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐계 화합물인 스티렌 단량체와 시안화 비닐계 화합물인 아크릴로니트릴 단량체가 그라프트된 공중합체(g-ABS), 부타디엔계 고무질 중합체에 방향족 비닐계 화합물인 스티렌 단량체와 가공성 및 내열성을 부여하기 위한 단량체로 메틸메타크릴레이트가 그라프트된 공중합체(g-MBS), 부타디엔계 고무질 중합체에 스티렌 단량체, 아크릴로니트릴 단량체 및 메틸메타크릴레이트가 그라프트된 공중합체(g-MABS), 부틸 아크릴레이트계 고무질 중합체에 방향족 비닐계 화합물인 스티렌 단량체와 시안화 비닐계 화합물인 아크릴로니트릴 단량체가 그라프트된 공중합체인 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 그라프트 공중합체(g-ASA) 등을 예시할 수 있다.
구체예에서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 전체 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량% 중 10 내지 50 중량%, 예를 들면 20 내지 45 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 항바이러스성 성형품의 내충격성, 유동성(성형 가공성), 외관 특성, 이들의 물성 발란스 등이 우수할 수 있다.
(A2) 방향족 비닐계 공중합체 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 방향족 비닐계 공중합체 수지는 통상적인 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지에 사용되는 방향족 비닐계 공중합체 수지일 수 있다. 예를 들면, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 방향족 비닐계 단량체 및 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 중합체일 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 방향족 비닐계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체 등을 혼합한 후, 이를 중합하여 얻을 수 있으며, 상기 중합은 유화중합, 현탁중합, 괴상중합 등의 공지의 중합방법에 의하여 수행될 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 에틸스티렌, 비닐크실렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 비닐나프탈렌 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다. 상기 방향족 비닐계 단량체의 함량은 방향족 비닐계 공중합체 수지 전체 100 중량% 중, 10 내지 95 중량%, 예를 들면 20 내지 90 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 항바이러스성 성형품의 내충격성, 유동성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체는 시안화 비닐계 단량체 및 알킬(메타)아크릴계 단량체 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 시안화 비닐계 단량체 또는 시안화 비닐계 단량체 및 알킬(메타)아크릴계 단량체일 수 있다.
구체예에서, 상기 시안화 비닐계 단량체로는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 페닐아크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 푸마로니트릴 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이들은 단독으로 사용하거나, 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 알킬(메타)아크릴계 단량체로는 (메타)아크릴산 및/또는 탄소수 1 내지 10의 알킬(메타)아크릴레이트 등을 예시할 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나, 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 메틸메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 단량체와 공중합 가능한 단량체의 함량은 방향족 비닐계 공중합체 수지 전체 100 중량% 중, 5 내지 90 중량%, 예를 들면 10 내지 80 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 항바이러스성 성형품의 내충격성, 유동성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 300,000 g/mol, 예를 들면, 15,000 내지 150,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 항바이러스성 성형품의 기계적 강도, 성형성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐계 공중합체 수지는 전체 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량% 중, 50 내지 90 중량%, 예를 들면 55 내지 80 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 항바이러스성 성형품의 내충격성, 유동성(성형 가공성) 등이 우수할 수 있다.
(B) 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체는 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지에 은계 화합물 및 산화아연과 함께 적용되어, 항바이러스성 성형품의 항바이러스성, 내충격성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 탄소수 6 이상의 아미노 카르복실산, 락탐 또는 디아민-디카르복실산염; 폴리알킬렌글리콜; 및 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산;을 포함하는 반응 혼합물의 블록 공중합체를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 탄소수 6 이상의 아미노 카르복실산, 락탐 또는 디아민-디카르복실산의 염으로는, ω-아미노카프론산, ω-아미노에난트산, ω-아미노카프릴산, ω-아미노펠콘산, ω-아미노카프린산, 1,1-아미노운데칸산, 1,2-아미노도데칸산 등과 같은 아미노카르복실산류; 카프로락탐, 에난트락탐, 카프릴락탐, 라우릴락탐등과 같은 락탐류; 및 헥사메틸렌디아민-아디핀산의 염, 헥사메틸렌디아민-이소프탈산의 염등과 같은 디아민과 디카르복실산의 염 등을 예시할 수 있다. 예를 들면, 1,2-아미노도데칸산, 카프로락탐, 헥사메틸렌디아민-아디핀산의 염 등이 사용될 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리알킬렌글리콜로는 폴리에틸렌글리콜, 폴리(1,2- 및 1,3-프로필렌글리콜), 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리헥사메틸렌글리콜, 에틸렌글리콜과 프로필렌글리콜의 블록 또는 랜덤 공중합체, 에틸렌글리콜과 테트라히드로퓨란의 공중합체 등을 예시할 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜과 프로필렌글리콜의 공중합체 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산으로는 테레프탈산, 1,4-시클로헥사카르복실산, 세바신산, 아디핀산, 도데카노카르복실산 등을 예시할 수 있다.
구체예에서, 상기 탄소수 6 이상의 아미노 카르복실산, 락탐 또는 디아민-디카르복실산 염;과 상기 폴리알킬렌글리콜;의 결합은 에스테르 결합일 수 있고, 상기 탄소수 6 이상의 아미노 카르복실산, 락탐 또는 디아민-디카르복실산 염;과 상기 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산;의 결합은 아미드 결합일 수 있고, 상기 폴리알킬렌글리콜;과 상기 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산;의 결합은 에스테르 결합일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체는 공지된 합성방법에 의해 제조될 수 있으며, 예를 들면, 일본 특허공보 소56-045419 및 일본 특허공개 소55-133424에 개시된 합성방법에 따라 제조될 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체는 폴리에테르-에스테르 블록을 10 내지 95 중량% 포함할 수 있다. 상기 범위에서 항바이러스성 성형품의 내충격성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체는 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량부에 대하여, 5 내지 35 중량부, 예를 들면 8 내지 30 중량부, 구체적으로 12 내지 30 중량부로 포함될 수 있다. 상기 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체의 함량이 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량부에 대하여, 5 중량부 미만일 경우, 항바이러스성 성형품의 항바이러스성 등이 저하될 우려가 있고, 35 중량부를 초과할 경우, 항바이러스성 성형품의 내충격성, 열안정성 등이 저하될 우려가 있다.
(C) 은(Ag)계 화합물
본 발명의 일 구체예에 따른 은계 화합물은 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지에 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체 및 산화아연과 함께 적용되어, 항바이러스성 성형품의 항바이러스성, 내충격성 등을 향상시킬 수 있는 것이다. 상기 은계 화합물은 항균제로서, 은 성분을 포함하는 화합물이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 금속 은, 산화 은, 할로겐화 은, 은 이온을 함유하는 담지체, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 이들 중, 은 이온을 함유하는 담지체를 사용할 수 있다. 상기 담지체로는, 제올라이트, 실리카겔, 인산칼슘, 인산지르코늄, 인산-소듐-지르코늄, 인산-소듐-수소-지르코늄 등을 들 수 있다. 상기 담지체는 다공질 구조인 것이 바람직하다. 다공질 구조의 담지체는, 은 성분을 그 내부에까지 보유할 수 있기 때문에, 은 성분의 함유량을 많게 할 수 있을 뿐만 아니라, 은 성분의 지속 성능(유지 성능)이 향상된다. 구체적으로, 상기 은계 화합물로는 은 소듐 수소 지르코늄 포스페이트(silver sodium hydrogen zirconium phosphate) 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 은계 화합물은 입도분석기(Beckman Coulter社, Laser Diffraction Particle Size Analyzer, LS 13 320 장비)를 사용하여 측정한 평균 입자 크기(D50)가 15 ㎛ 이하, 예를 들면 0.1 내지 12 ㎛일 수 있다.
구체예에서, 상기 은계 화합물은 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량부에 대하여, 0.05 내지 1.5 중량부, 예를 들면 0.1 내지 1.2 중량부로 포함될 수 있다. 상기 은계 화합물의 함량이 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량부에 대하여, 0.05 중량부 미만일 경우, 항바이러스성 성형품의 항바이러스성, 항균성 등이 저하될 우려가 있고, 1.5 중량부를 초과할 경우, 항바이러스성 성형품의 내충격성 등이 저하될 우려가 있다.
(D) 산화아연
본 발명의 산화아연은 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지에 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체 및 산화아연과 함께 적용되어, 항바이러스성 성형품의 항바이러스성, 내충격성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 열가소성 수지 조성물에 적용되는 산화아연을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 산화아연은 입도분석기(Beckman Coulter社, Laser Diffraction Particle Size Analyzer, LS 13 320 장비)로 측정한 평균 입자 크기(D50)가 0.1 내지 10 ㎛, 예를 들면 0.5 내지 5 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서, 항바이러스성 성형품의 항바이러스성, 내충격성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 산화아연은 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 내지 15 중량부, 예를 들면 2 내지 12 중량부로 포함될 수 있다. 상기 산화아연의 함량이 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 미만일 경우, 항바이러스성 성형품의 항바이러스성, 항균성 등이 저하될 우려가 있고, 15 중량부를 초과할 경우, 항바이러스성 성형품의 항바이러스성, 내충격성, 착색성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체 및 상기 은계 화합물과 상기 산화아연의 합의 중량비(폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체:은계 화합물+산화아연)는 1 : 0.1 내지 1 : 2, 예를 들면 1 : 0.15 내지 1 : 1.5일 수 있다. 상기 범위에서 항바이러스성 성형품의 항바이러스성, 내충격성 등이 더욱 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 은계 화합물 및 상기 산화아연의 중량비(은계 화합물:산화아연)는 1 : 3 내지 1 : 90, 예를 들면 1 : 3.3 내지 1 : 80일 수 있다. 상기 범위에서 항바이러스성 성형품의 항바이러스성, 내충격성 등이 더욱 우수할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 통상의 열가소성 수지 조성물에 포함되는 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 난연제, 충진제, 산화 방지제, 적하 방지제, 활제, 이형제, 핵제, 안정제, 안료, 염료, 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 첨가제 사용 시, 그 함량은 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량부에 대하여, 0.001 내지 40 중량부, 예를 들면 0.1 내지 10 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 구성 성분을 혼합하고, 통상의 이축 압출기를 사용하여, 200 내지 280℃, 예를 들면 220 내지 250℃에서 용융 압출한 펠렛 형태일 수 있다.
본 발명에 따른 항바이러스성 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다. 상기 열가소성 수지 조성물은 펠렛 형태로 제조될 수 있으며, 제조된 펠렛은 사출성형, 압출성형, 진공성형, 캐스팅성형 등의 다양한 성형방법을 통해 다양한 성형품(제품)으로 제조될 수 있다. 이러한 성형방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있다.
구체예에서, 상기 항바이러스성 성형품은 적어도 1면에 형상 측정 레이저 현미경(Keyence VK-X100)으로 20 배율 렌즈를 이용하여 측정한 0.51 mm × 0.76 mm 크기 시편의 표면 조도가 1 내지 10 ㎛, 예를 들면 1.5 내지 6 ㎛이고, 표면적이 0.5 내지 1.5 mm2, 예를 들면 0.6 내지 1.2 mm2인 부식 표면을 포함한다.
상기 항바이러스성 성형품의 표면 조도가 1 ㎛ 미만일 경우, 항바이러스성 등이 저하될 우려가 있고, 10 ㎛를 초과할 경우, 외관 특성, 항바이러스성 등이 저하될 우려가 있다. 상기 항바이러스성 성형품의 표면적이 0.5 mm2 미만일 경우, 항바이러스성 등이 저하될 우려가 있고, 1.5 mm2을 초과할 경우, 외관 특성, 항바이러스성 등이 저하될 우려가 있다.
여기서, 부식 표면 형성 방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있다. 예를 들면, 사출 금형의 표면 조도를 조절하여 사출 시편의 표면 부식 형성 정도를 조절할 수 있다.
구체예에서, 상기 항바이러스성 성형품은 ISO 21702 평가법에 의거하여, 5 cm × 5 cm 크기 시편에 돼지 유행성 설사병 바이러스(PEDV) 또는 인플루엔자 A 바이러스액을 적하하고, 25℃, RH 50% 조건에서 시간대 별로 측정한 바이러스 사멸 시간이 20 시간 이하, 예를 들면 6 내지 16 시간일 수 있다.
구체예에서, 상기 항바이러스성 성형품은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/4" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 14 내지 30 kgf·cm/cm, 예를 들면 16 내지 25 kgf·cm/cm일 수 있다.
구체예에서, 상기 항바이러스성 성형품은 ASTM D523에 의거하여, 85°각도에서 측정한 사출 시편의 표면 광택도가 4% 이상, 예를 들면, 4 내지 60%, 구체적으로 5 내지 50%일 수 있다. 상기 범위에서 본 발명의 용도에 적합한 외관을 얻을 수 있다.
구체예에서, 항바이러스 성형품은 항바이러스성, 내충격성, 외관 특성, 이들의 물성 발란스 등이 우수하므로, 신체 접촉이 잦은 제품의 항바이러스성 외장재 등으로 유용하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지
하기 (A1) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 25 중량% 및 (A2) 방향족 비닐계 공중합체 수지 75 중량%를 혼합하여 사용하였다.
(A1) 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체
평균 입자 크기가 0.3 ㎛인 부타디엔 고무 58 중량%에 스티렌 및 아크릴로니트릴(중량비: 75/25)을 포함하는 단량체 혼합물 42 중량%가 그라프트 공중합하여 제조된 코어-쉘 형태의 그라프트 공중합체(g-ABS)를 사용하였다.
(A2) 방향족 비닐계 공중합체 수지
스티렌 70 중량% 및 아크릴로니트릴 30 중량%를 중합하여 제조된 SAN 수지(중량평균분자량: 120,000 g/mol)를 사용하였다.
(B) 블록 공중합체
폴리아미드6-폴리에틸렌옥사이드 블록 공중합체(PA6-b-PEO, 제조사: Sanyo chemical, 제품명: PELECTRON AS)을 사용하였다.
(C) 은(Ag)계 화합물
은 포스페이트 글라스(silver phosphate glass, 제조사: Fuji Chemical Industries, LTD. 제품명: BM-102SD)를 사용하였다.
(D) 산화아연
산화아연(제조사: 한일화학, 제품명: KS1)을 사용하였다.
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 10
상기 각 구성 성분을 하기 표 1, 2 및 3에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가한 후, 230℃에서 압출하여 펠렛을 제조하였다. 압출은 L/D=36, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 80℃에서 2시간 이상 건조 후, 금형 표면을 레이저로 미세 패턴 가공 및 미세 패턴된 금형에 약 1 ㎛ 두께로 박막 코팅 적용, 금형 표면에 화학 부식 처리를 적용하여 표면 조도 및 표면적이 조절된 금형을 제작하였고, 6 oz 사출기(성형 온도: 230℃, 금형 온도: 60℃)에서 사출하여 표면 조도와 표면적이 다른 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1, 2 및 3에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 부식 표면의 표면 조도 및 표면적: 형상 측정 레이저 현미경(제조사: Keyence, 장치명: VK-X100)으로 20 배율 렌즈를 이용하여 0.51 mm × 0.76 mm 크기 시편의 표면 조도(단위: ㎛) 및 표면적(단위: mm2)을 측정하였다.
(2) 항바이러스성 평가: ISO 21702 평가법에 의거하여, 5 cm × 5 cm 크기 시편에 돼지 유행성 설사병 바이러스(PEDV) 또는 인플루엔자 A 바이러스액을 적하하고, 25℃, RH 50% 조건에서 시간대 별로 바이러스 사멸 시간(단위: 시간)을 측정하였다.
(3) 노치 아이조드 충격강도(단위: kgf·cm/cm): ASTM D256에 의거하여, 1/4" 두께 시편의 노치 아이조드 충격 강도를 측정하였다.
(4) 표면 광택도(surface gloss, 단위: %): ASTM D523에 의거하여, gloss meter(제조사: Nippon Denshoku Industries, 장치명: VG7000)로 85°각도에서 사출 시편의 표면 광택도를 측정하였다.
실시예
1 2 3 4 5
(A) (중량부) 100 100 100 100 100
(B) (중량부) 20 20 20 20 20
(C) (중량부) 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
(D) (중량부) 8 8 8 8 8
표면 조도 1.2 4.0 9.0 4.0 4.0
표면적 0.89 0.97 0.93 0.50 1.47
PEDV 사멸 시간 14 12 12 18 8
인플루엔자 A 사멸 시간 14 12 12 18 8
노치 아이조드 충격강도 22 20 18 24 20
표면 광택도 45.3 14.6 5.1 17.2 8.4
비교예
1 2 3 4
(A) (중량부) 100 100 100 100
(B) (중량부) 20 20 20 20
(C) (중량부) 0.6 0.6 0.6 0.6
(D) (중량부) 8 8 8 8
표면 조도 0.2 11.1 4.0 4.0
표면적 0.39 0.97 0.43 1.6
PEDV 사멸 시간 24 12 24 8
인플루엔자 A 사멸 시간 24 12 24 8
노치 아이조드 충격강도 24 22 22 20
표면 광택도 87 1.8 18.4 2.7
비교예
5 6 7 8 9 10
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100
(B) (중량부) 4 38 20 20 20 20
(C) (중량부) 0.6 0.6 0.01 2 0.6 0.6
(D) (중량부) 8 8 8 8 0.4 16
표면 조도 3.6 4.2 4.0 4.4 3.6 4.8
표면적 0.81 1.05 0.97 1.05 0.85 1.12
PEDV 사멸 시간 72 12 48 20 72 20
인플루엔자 A 사멸 시간 72 12 48 20 72 20
노치 아이조드 충격강도 28 6 24 8 8 6
표면 광택도 18.2 7.2 15.4 7.6 19.6 5.6
상기 결과로부터, 본 발명의 항바이러스성 성형품은 항바이러스성(바이러스 사멸 시간), 내충격성(노치 아이조드 충격강도), 외관 특성(표면 광택도) 등이 모두 우수함을 알 수 있다.
반면, 부식 표면의 표면 조도 및 표면적이 본 발명의 범위 미만인 비교예 1의 경우, 항바이러스성 등이 저하됨을 알 수 있고, 부식 표면의 표면 조도가 본 발명의 범위를 초과하는 비교예 2의 경우, 외관 특성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 부식 표면의 표면적이 본 발명의 범위 미만인 비교예 3의 경우, 항바이러스성 등이 저하됨을 알 수 있고, 부식 표면의 표면적이 본 발명의 범위를 초과하는 비교예 4의 경우, 외관 특성 등이 저하됨을 알 수 있다. 또한, 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체의 함량이 본 발명의 범위 미만인 비교예 5의 경우, 항바이러스성 등이 저하됨을 알 수 있고, 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체의 함량이 본 발명의 범위를 초과한 비교예 6의 경우, 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 은계 화합물의 함량이 본 발명의 범위 미만인 비교예 7의 경우, 항바이러스성 등이 저하됨을 알 수 있고, 은계 화합물의 함량이 본 발명의 범위를 초과한 비교예 8의 경우, 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 산화아연의 함량이 본 발명의 범위 미만인 비교예 9의 경우, 항바이러스성, 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있고, 산화아연의 함량이 본 발명의 범위를 초과한 비교예 12의 경우, 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지 100 중량부, 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체 5 내지 35 중량부, 은(Ag)계 화합물 0.05 내지 1.5 중량부 및 산화아연 0.5 내지 15 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물로부터 형성되며,
    적어도 1면에, 형상 측정 레이저 현미경(Keyence VK-X100)으로 20 배율 렌즈를 이용하여 측정한 0.51 mm × 0.76 mm 크기 시편의 표면 조도가 1 내지 10 ㎛이고, 표면적이 0.5 내지 1.5 mm2인 부식 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 항바이러스성 성형품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지는 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 및 방향족 비닐계 공중합체 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 항바이러스성 성형품.
  3. 제2항에 있어서, 상기 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체는 고무질 중합체에 방향족 비닐계 단량체 및 시안화 비닐계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물이 그라프트 중합된 것을 특징으로 하는 항바이러스성 성형품.
  4. 제1항에 있어서, 상기 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체는 탄소수 6 이상의 아미노 카르복실산, 락탐 또는 디아민-디카르복실산염; 폴리알킬렌글리콜; 및 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산;을 포함하는 반응 혼합물의 블록 공중합체인 것을 특징으로 하는 항바이러스성 성형품.
  5. 제1항에 있어서, 상기 은계 화합물은 금속 은, 산화 은, 할로겐화 은 및 은 이온을 함유하는 담지체 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 항바이러스성 성형품.
  6. 제1항에 있어서, 상기 폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체 및 상기 은계 화합물과 상기 산화아연의 합의 중량비(폴리에테르에스테르아미드 블록 공중합체:은계 화합물+산화아연)는 1 : 0.1 내지 1 : 2인 것을 특징으로 하는 항바이러스성 성형품.
  7. 제1항에 있어서, 상기 은계 화합물 및 상기 산화아연의 중량비(은계 화합물:산화아연)는 1 : 3 내지 1 : 90인 것을 특징으로 하는 항바이러스성 성형품.
  8. 제1항에 있어서, 상기 항바이러스성 성형품은 ISO 21702 평가법에 의거하여, 5 cm × 5 cm 크기 시편에 돼지 유행성 설사병 바이러스 또는 인플루엔자 A 바이러스액을 적하하고, 25℃, RH 50% 조건에서 시간대 별로 측정한 바이러스 사멸 시간이 20 시간 이하인 것을 특징으로 하는 항바이러스성 성형품.
  9. 제1항에 있어서, 상기 항바이러스성 성형품은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/4" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 14 내지 30 kgf·cm/cm인 것을 특징으로 하는 항바이러스성 성형품.
  10. 제1항에 있어서, 상기 항바이러스성 성형품은 ASTM D523에 의거하여, 85°각도에서 측정한 사출 시편의 표면 광택도가 4% 이상인 것을 특징으로 하는 항바이러스성 성형품.
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