WO2023055140A1 - 투명 수지 조성물 및 성형품 - Google Patents

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WO2023055140A1
WO2023055140A1 PCT/KR2022/014683 KR2022014683W WO2023055140A1 WO 2023055140 A1 WO2023055140 A1 WO 2023055140A1 KR 2022014683 W KR2022014683 W KR 2022014683W WO 2023055140 A1 WO2023055140 A1 WO 2023055140A1
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transparent
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matrix resin
resin composition
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옥혜정
장석구
심형섭
남기영
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주식회사 엘지화학
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
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Definitions

  • the present invention relates to a transparent resin composition containing a matrix resin containing chemically recycled monomer units, which is eco-friendly through a carbon emission reduction effect, and has excellent mechanical properties and weather resistance, and a molded article formed therefrom.
  • PCR material is not simply a low-cost recycled material for the purpose of cost reduction, but means a material that can contribute to the environment by recycling discarded products after consumers have completed their use. Recycling methods as PCR materials are divided into mechanical recycling methods and chemical recycling methods in a large category.
  • the mechanical recycling method is a method of recycling plastic waste by crushing and washing, and the ability to sort out foreign substances and metals is important.
  • the mechanical recycling method has the advantage of having a great carbon reduction effect due to low consumption of thermal energy in the mechanical decomposition process for recycling. and it is difficult to ensure uniformity of quality.
  • a problem of deterioration of transparency may occur when foreign substances and metals are mixed during recycling.
  • the chemical recycling method is a method of recycling using a chemical method that decomposes the molecular structure of plastic itself and returns it to a pure raw material state, and the speed of technology development has recently been accelerated. Since the chemical recycling method is recycled in a pure raw material state, it has the advantage of realizing the same level of quality as virgin material compared to the mechanical recycling method during recycling.
  • Patent Document 1 KR 10-2012-0088090 A
  • the problem to be solved in the present invention is to use a PCR material as a transparent resin to solve the problems mentioned in the background technology of the present invention, to secure mechanical properties equivalent to virgin materials while being environmentally friendly, and to have weather resistance. is to improve
  • an object of the present invention is to provide a transparent resin composition having excellent mechanical properties and weather resistance, and a molded article formed therefrom, while being eco-friendly through a carbon emission reduction effect, including a matrix resin containing chemically recycled monomer units.
  • the present invention provides a transparent resin composition and a molded article.
  • the present invention is a transparent graft copolymer comprising a rubbery polymer; transparent matrix resin; and a UV absorber, wherein the transparent matrix resin includes a chemically recycled alkyl (meth)acrylate-based monomer unit, and the UV absorber is one selected from the group consisting of benzophenone-based UV absorbers and benzotriazole-based UV absorbers. It provides a transparent resin composition comprising the above.
  • the transparent graft copolymer includes a conjugated diene-based rubber polymer, an alkyl (meth)acrylate-based monomer unit, an aromatic vinyl-based monomer unit, and a vinyl cyan-based monomer unit It provides a transparent resin composition that is to do.
  • the content of the transparent graft copolymer is 5 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the total amount of the transparent graft copolymer and the transparent matrix resin. It provides a transparent resin composition of 60 parts by weight or less.
  • the content of the transparent matrix resin is 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the transparent graft copolymer and the transparent matrix resin A transparent resin composition of 95 parts by weight or less is provided.
  • the transparent matrix resin is a first transparent matrix resin; and a second transparent matrix resin, wherein the second transparent matrix resin comprises a chemically recycled alkyl (meth)acrylate-based monomer unit.
  • the present invention is the transparent resin composition according to (5) above, wherein the first transparent matrix resin includes an alkyl (meth)acrylate-based monomer unit, an aromatic vinyl-based monomer unit, and a vinyl cyan-based monomer unit. to provide.
  • the second transparent matrix resin comprises chemically recycled alkyl (meth)acrylate-based monomer units, aromatic vinyl-based monomer units, and vinyl cyan-based monomer units. It provides a transparent resin composition that is to do.
  • the present invention according to any one of (5) to (7), wherein the content of the first transparent matrix resin is 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the transparent graft copolymer and the transparent matrix resin 70 parts by weight or less, and the content of the second transparent matrix resin is 10 parts by weight or more and 80 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total amount of the transparent graft copolymer and the transparent matrix resin. to provide.
  • (10) The present invention according to any one of (1) to (9) above, wherein the benzophenone-based ultraviolet absorber is 2-hydroxy-4-(octyloxy)benzophenone and 2,2'-dihydroxy- It provides a transparent resin composition that is at least one selected from the group consisting of 4-methoxybenzophenone.
  • the benzophenone-based ultraviolet absorber is 2-hydroxy-4-(octyloxy)benzophenone and 2,2'-dihydroxy- It provides a transparent resin composition that is at least one selected from the group consisting of 4-methoxybenzophenone.
  • the present invention is the transparent resin composition according to any one of (1) to (10) above, wherein the benzotriazole-based UV absorber is 2-(2-hydroxy-5-tert-octylphenyl)benzotriazole provides
  • the content of the ultraviolet absorber is 0.01 part by weight or more based on 100 parts by weight of the total amount of the transparent graft copolymer and the transparent matrix resin.
  • a transparent resin composition of 1.00 parts by weight or less is provided.
  • the present invention provides a molded article molded from the transparent resin composition according to any one of (1) to (12) above.
  • the transparent resin composition according to the present invention includes a matrix resin containing chemically recycled monomer units, and thus is environmentally friendly through a carbon emission reduction effect, and has excellent mechanical properties and weather resistance.
  • the term 'monomer unit' may represent a component, structure, or material itself derived from a monomer, and as a specific example, during polymerization of a polymer, the input monomer participates in the polymerization reaction to form a repeating unit in the polymer. it could mean
  • composition' includes reaction products and decomposition products formed from the materials of the composition, as well as mixtures of materials containing the composition.
  • the present invention provides a transparent resin composition comprising a PCR material.
  • the PCR material means a PCR material according to a chemical recycling method using chemically recycled monomers.
  • the transparent resin composition includes a transparent graft copolymer including a rubbery polymer; transparent matrix resin; and a UV absorber, wherein the transparent matrix resin includes a chemically recycled alkyl (meth)acrylate-based monomer unit, and the UV absorber is one selected from the group consisting of benzophenone-based UV absorbers and benzotriazole-based UV absorbers. It may contain more than one.
  • the transparent resin composition is characterized by including a transparent matrix resin as a PCR material.
  • a transparent matrix resin is included as a PCR material, the amount of carbon dioxide generated as a greenhouse gas can be reduced compared to using only the transparent matrix resin, which is a virgin material, and there is an eco-friendly advantage through the carbon emission reduction effect.
  • the conjugated diene-based rubber polymer described in the present invention may be a rubbery polymer containing a conjugated diene-based monomer unit, and as a specific example, the conjugated diene-based monomer forming the conjugated diene-based monomer unit is 1,3-butadiene, 2,3 -It may be at least one selected from the group consisting of dimethyl-1,3-butadiene, piperylene, 3-butyl-1,3-octadiene, isoprene, and 2-phenyl-1,3-butadiene, and more specific examples include 1, It may be 3-butadiene.
  • Alkyl (meth)acrylate-based monomers for forming the alkyl (meth)acrylate-based monomer unit described in the present invention are alkyl (meth)acrylates having 1 to 18 carbon atoms or alkyl (meth)acrylates having 1 to 12 carbon atoms. , or an alkyl (meth)acrylate having 1 to 6 carbon atoms.
  • (meth)acrylate may mean acrylate or methacrylate.
  • the alkyl (meth)acrylate-based monomer having 1 to 18 carbon atoms may be methyl (meth)acrylate, and may be methyl methacrylate as a specific example.
  • the alkyl (meth)acrylate-based monomer may be a virgin monomer or a chemically recycled monomer, but a chemically recycled monomer may mean a virgin monomer unless otherwise specified.
  • the aromatic vinyl monomers for forming the aromatic vinyl monomer unit described in the present invention are styrene, ⁇ -methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-propylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 4-cyclohexyl It may be at least one selected from the group consisting of styrene, 4-(p-methylphenyl)styrene, and 1-vinyl-5-hexylnaphthalene, and may be styrene as a specific example.
  • the vinyl cyan-based monomer for forming the vinyl cyan-based monomer unit described in the present invention is 1 selected from the group consisting of acrylonitrile, methacrylonitrile, ethacrylonitrile, phenylacrylonitrile and ⁇ -chloroacrylonitrile It may be more than one species, and may be acrylonitrile as a specific example.
  • the transparent graft copolymer may include a conjugated diene-based rubber polymer, an alkyl (meth)acrylate-based monomer unit, an aromatic vinyl-based monomer unit, and a vinyl cyan-based monomer unit.
  • the transparent graft copolymer may be obtained by graft polymerization of an alkyl (meth)acrylate-based monomer, an aromatic vinyl-based monomer, and a vinyl cyan-based monomer to a conjugated diene-based rubbery polymer, and may have a core-shell shape.
  • the core may include the conjugated diene-based rubbery polymer
  • the shell may include an alkyl (meth)acrylate-based monomer unit, an aromatic vinyl-based monomer unit, and a vinyl cyan-based monomer unit.
  • the conjugated diene-based rubbery polymer of the transparent graft copolymer is 30% by weight or more, 35% by weight or more, 40% by weight or more, or 45% by weight or more with respect to the transparent graft copolymer or more, and may also be included in an amount of 70% by weight or less, 65% by weight or less, 60% by weight or less, or 55% by weight or less, and within this range, the effect of excellent mechanical properties of the transparent resin composition there is.
  • the alkyl (meth)acrylate-based monomer unit of the transparent graft copolymer is 10% by weight or more, 15% by weight or more, 20% by weight or more, It may be included in an amount of 25% by weight or more, or 30% by weight or more, and may also be included in an amount of 50% by weight or less, 45% by weight or less, 40% by weight or less, or 35% by weight or less, and within this range, transparent It has excellent compatibility with the matrix resin and excellent transparency and mechanical properties.
  • the alkyl (meth) acrylate monomer units of the transparent graft copolymer are obtained from virgin alkyl (meth) acrylate monomers and/or chemically recycled alkyl (meth) acrylate monomers. It may be formed, and when it includes a monomer unit formed from chemically recycled alkyl (meth)acrylate-based monomers, eco-friendliness can be further improved.
  • the aromatic vinyl monomer unit of the transparent graft copolymer is 1% by weight or more, 3% by weight or more, 5% by weight or more, or 10% by weight or more with respect to the transparent graft copolymer or more, and may also be included in an amount of 30% by weight or less, 25% by weight or less, 20% by weight or less, or 15% by weight or less, and within this range, the compatibility with the transparent matrix resin is excellent, , transparency and mechanical properties are excellent.
  • the vinyl cyan-based monomer unit of the transparent graft copolymer is 1% by weight or more, 2% by weight or more, 3% by weight or more, 4% by weight or more, Or it may be included in an amount of 5% by weight or more, and may also be included in an amount of 20% by weight or less, 15% by weight or less, 10% by weight or less, or 8% by weight or less, within this range commercially available for transparent matrix resins. It has excellent properties, excellent transparency and mechanical properties.
  • the refractive index of the transparent graft copolymer may be 1.500 or more, 1.505 or more, 1.510 or more, or 1.515 or more, and may also be 1.530 or less, 1.525 or less, 1.520 or less, or 1.518 or less.
  • the refractive index may be measured using an Abbe refractometer.
  • the content of the transparent graft copolymer is 5 parts by weight or more and 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the transparent graft copolymer and the transparent matrix resin. may be less than In specific examples, the content of the transparent graft copolymer is 5 parts by weight or more, 10 parts by weight or more, 15 parts by weight or more, 20 parts by weight or more, based on 100 parts by weight of the total amount of the transparent graft copolymer and the transparent matrix resin.
  • Graf Color, processability and mechanical properties of the transparent resin composition can be controlled according to the content of the rubbery polymer included in the copolymer.
  • the transparent matrix resin may include chemically recycled alkyl (meth)acrylate-based monomer units, and specific examples include chemically recycled alkyl (meth)acrylate-based monomer units, aromatic It may include a vinyl-based monomer unit and a vinyl cyan-based monomer unit.
  • the chemically recycled alkyl (meth)acrylate-based monomer units of the transparent matrix resin are 50% by weight or more, 55% by weight or more, 60% by weight or more, 65% by weight or more, based on the transparent matrix resin. It may be included in an amount of 58% by weight or more, and may also be included in an amount of 80% by weight or less, 75% by weight or less, 70% by weight or less, or 69% by weight or less, and within this range, the transparent graph It has excellent compatibility with the white copolymer and excellent transparency and mechanical properties.
  • the aromatic vinyl monomer unit of the transparent matrix resin is included in an amount of 5% by weight or more, 10% by weight or more, 15% by weight or more, or 20% by weight or more with respect to the transparent matrix resin. It may also be included in an amount of 40% by weight or less, 35% by weight or less, 30% by weight or less, or 25% by weight or less, and has excellent compatibility with the transparent graft copolymer within this range, transparency and It has excellent mechanical properties.
  • the vinylcyanic monomer unit of the transparent matrix resin is 1% by weight or more, 2% by weight or more, 3% by weight or more, 4% by weight or more, or 5% by weight or more with respect to the transparent matrix resin. or more, and may also be included in an amount of 20% by weight or less, 15% by weight or less, 10% by weight or less, or 8% by weight or less, and excellent compatibility with the transparent graft copolymer within this range And, there is an effect of excellent transparency and mechanical properties.
  • the refractive index of the transparent matrix resin may be 1.500 or more, 1.505 or more, 1.510 or more, or 1.515 or more, and also 1.530 or less, 1.525 or less, 1.520 or less, or 1.518 or less.
  • the refractive index may be measured using an Abbe refractometer.
  • the content of the transparent matrix resin is 40 parts by weight or more and 95 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the contents of the transparent graft copolymer and the transparent matrix resin may be below.
  • the content of the transparent matrix resin is 40 parts by weight or more, 45 parts by weight or more, 50 parts by weight or more, 55 parts by weight or more, based on 100 parts by weight of the total amount of the transparent graft copolymer and the transparent matrix resin content.
  • the graft air Color, processability and mechanical properties of the transparent resin composition may be adjusted according to the content of the rubbery polymer included in the coalescence.
  • the transparent matrix resin is a first transparent matrix resin; and a second transparent matrix resin, wherein the second transparent matrix resin may include chemically recycled alkyl (meth)acrylate-based monomer units.
  • the first transparent matrix resin may include an alkyl (meth)acrylate-based monomer unit, an aromatic vinyl-based monomer unit, and a vinyl cyan-based monomer unit
  • the second transparent matrix resin may be a chemically recycled alkyl ( It may include a meth)acrylate-based monomer unit, an aromatic vinyl-based monomer unit, and a vinyl cyan-based monomer unit.
  • the transparency and mechanical properties of the transparent resin composition are further improved from the first matrix resin containing the virgin alkyl (meth)acrylate-based monomer units
  • the first matrix resin containing the chemically recycled alkyl (meth)acrylate-based monomer units Eco-friendly advantages can be secured simultaneously from the 2-matrix resin.
  • the transparent matrix resin when the transparent matrix resin includes a first transparent matrix resin and a second transparent matrix resin, the content of the first transparent matrix resin is the transparent graft Based on 100 parts by weight of the total content of the copolymer and the transparent matrix resin, it may be 10 parts by weight or more and 70 parts by weight or less, and the content of the second transparent matrix resin is the total amount of the transparent graft copolymer and the transparent matrix resin content Based on 100 parts by weight, it may be 10 parts by weight or more and 80 parts by weight or less.
  • the content of the first transparent matrix resin is 10 parts by weight or more, 20 parts by weight or more, 25 parts by weight or more, or 30 parts by weight or more, based on 100 parts by weight of the total amount of the transparent graft copolymer and the transparent matrix resin. part or more, and may be 70 parts by weight or less, 60 parts by weight or less, 50 parts by weight or less, or 40 parts by weight or less.
  • the content of the second transparent matrix resin is 10 parts by weight or more, 20 parts by weight or more, 25 parts by weight or more, or 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the transparent graft copolymer and the transparent matrix resin.
  • the first matrix resin containing the virgin alkyl (meth)acrylate-based monomer units may be 80 parts by weight or less, 75 parts by weight or less, 70 parts by weight or less, 60 parts by weight or less, 50 parts by weight or less, or 40 parts by weight or less.
  • the first matrix resin containing the chemically recycled alkyl (meth)acrylate-based monomer units Eco-friendly advantages can be secured simultaneously from the 2-matrix resin.
  • the chemically recycled alkyl (meth)acrylate-based monomer forming the chemically recycled alkyl (meth)acrylate-based monomer unit may be chemically recycled from waste artificial marble.
  • the chemically recycled alkyl (meth)acrylate-based monomer is alkyl (meth)acrylate, which is an alkyl (meth)acrylate-based monomer, through crushing waste artificial marble and thermal decomposition of the crushed waste artificial marble powder or granules. It can be obtained by separating the compound and aluminum hydroxide.
  • an alkyl (meth)acrylate compound may be obtained by removing aluminum hydroxide, water and other impurities from the thermal decomposition product subjected to thermal decomposition of the waste artificial marble at a high temperature.
  • the obtained alkyl (meth)acrylate compound may be subjected to a distillation process through a distillation tower to improve purity.
  • the purity of the chemically recycled alkyl (meth)acrylate-based monomer may be 95% or more.
  • the chemically recycled alkyl (meth)acrylate-based monomers inevitably contain some impurities compared to the virgin monomers even if the purity is improved, and these impurities deteriorate the weather resistance of the transparent resin composition. cause it to Therefore, since the transparent resin composition including the transparent matrix resin containing the chemically recycled alkyl (meth)acrylate-based monomer unit is inevitably inferior in weatherability compared to the transparent resin composition prepared using only the virgin monomer, in order to improve this As in the present invention, it is necessary to include an ultraviolet absorber.
  • UV absorbers applied to resins include benzophenone-based UV absorbers, benzotriazole-based UV absorbers, cyanoacrylate-based UV absorbers, formamizine-based UV absorbers, triazine-based UV absorbers, salicylic acid ester-based UV absorbers, and hindered amines.
  • organic UV absorbers such as HALS and inorganic UV absorbers such as nickel and cerium.
  • the transparent resin composition of the present invention is characterized by comprising at least one ultraviolet absorber selected from the group consisting of benzophenone-based ultraviolet absorbers and benzotriazole-based ultraviolet absorbers as the ultraviolet absorber.
  • the benzophenone-based ultraviolet absorber can be used without limitation as long as it is a commercially available benzophenone-based ultraviolet absorber, but considering compatibility with the transparent matrix resin according to the present invention, as a specific example, It may be at least one selected from the group consisting of 2-hydroxy-4-(octyloxy)benzophenone and 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone.
  • the benzotriazole-based UV absorber can be used without limitation as long as it is a commercially available benzophenone-based UV absorber, but considering compatibility with the transparent matrix resin according to the present invention, as a specific example, 2-(2-hydroxy-5-tert-octylphenyl)benzotriazole.
  • the content of the UV absorber is 0.01 parts by weight or more and 1.00 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total amount of the transparent graft copolymer and the transparent matrix resin. It could be In specific examples, the content of the UV absorber is 0.01 parts by weight or more, 0.05 parts by weight or more, 0.10 parts by weight or more, 0.20 parts by weight or more, 0.30 parts by weight or more, based on 100 parts by weight of the total content of the transparent graft copolymer and the transparent matrix resin.
  • It may be 0.40 parts by weight or more, or 0.50 parts by weight or more, and may be 1.00 parts by weight or less, 0.90 parts by weight or less, 0.80 parts by weight or less, 0.70 parts by weight or less, 0.60 parts by weight or less, or 0.50 parts by weight or less.
  • 0.40 parts by weight or more, or 0.50 parts by weight or more may be 1.00 parts by weight or less, 0.90 parts by weight or less, 0.80 parts by weight or less, 0.70 parts by weight or less, 0.60 parts by weight or less, or 0.50 parts by weight or less.
  • the present invention provides a molded article molded from the transparent resin composition.
  • the molded article may be a molded article extruded and/or injected using the transparent resin composition, and may be suitable for products requiring transparency even though it may be exposed to external light.
  • Graft copolymer powder was obtained by coagulating the prepared graft copolymer latex with an aqueous solution of calcium chloride, aging, washing, dehydration and drying. At this time, the refractive index of the prepared graft copolymer powder was 1.516.
  • a mixed solution containing 69 parts by weight of methyl methacrylate, 24 parts by weight of styrene, 7 parts by weight of acrylonitrile, 30 parts by weight of toluene, and 0.15 parts by weight of t-dodecyl mercaptan was prepared.
  • the mixed solution was continuously introduced into a nitrogen-purged reactor at a constant rate so that the residence time was 3 hours, and the temperature of the reactor was maintained at 148 °C.
  • the polymerization solution discharged from the reactor was heated in a preheating tank, and unreacted monomers were volatilized in a volatilization tank.
  • the first matrix resin was obtained in the form of pellets by extrusion at 210° C. using a polymer transfer pump extruder. At this time, the refractive index of the prepared first matrix resin pellets was 1.516.
  • the second matrix resin was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that the same amount of methyl methacrylate obtained through chemical recycling from waste artificial marble was replaced with methyl methacrylate. Obtained in the form of pellets. At this time, the refractive index of the prepared second matrix resin pellets was 1.516.
  • the content of each component is based on 100 parts by weight of the total of the graft copolymer and the matrix resin.
  • UV absorber 1 2-hydroxy-4-(octyloxy)benzophenone (Global Planning Co., Ltd., BPH, CAS No. 1843-05-6 )
  • UV absorber 2 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone (Sigma-Aldrich, CAS No. 131-53-3)
  • UV absorber 3 2-(2-hydroxy-5-tert-octylphenyl)benzotriazole (Global Planning Co., Ltd., UV -329, CAS No. 3147-75-9)
  • UV absorber 4 Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)decanedioate (( Global Planning Co., Ltd., UV-770, CAS No. 52829-07-9)
  • UV absorber 1 (parts by weight) 0.5 0.2 0.05 0.1 - - 0.2 UV absorber 2 (parts by weight) - - - - 0.2 - - UV absorber 3 (parts by weight) - - - - - - 0.2 -
  • melt index (g / 10 min) Using the pellets prepared in Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 4, in accordance with ASTM D1238, the melt index at a temperature of 220 °C under a load of 10 kg measured.
  • Weather resistance ( ⁇ E): After storing the prepared specimen at 25 ° C and 50 ⁇ 5% relative humidity for 12 hours, Using AMETEK's UV-A, it was exposed to ultraviolet light with a light intensity of 0.77 W/m 2 for 150 hours, and the weather resistance of a specimen having an area of 40 mm X 80 mm and a thickness of 3.2 mm was measured. At this time, weather resistance was calculated according to Equation 1 below.
  • ⁇ E ⁇ (L-L') 2 + (a-a') 2 + (b-b') 2 ⁇ 1/2
  • Equation 1 L, a, and b are color coordinates of the CIE LAB color space of the specimen before exposure to ultraviolet rays, and L', a', and b' are color coordinates of the CIE LAB color space of the specimen after exposure to ultraviolet rays.
  • the transparent resin compositions prepared in Examples 1 to 7 included a second matrix resin containing chemically recycled monomers, they were prepared using only virgin monomers and did not include a UV absorber. It was confirmed that the transparent resin composition of Comparative Example 1 without the resin composition showed the same level of transparency and processability, as well as excellent mechanical properties and weatherability.
  • the transparent resin compositions of Examples 1 to 5 and 7 prepared by including the benzophenone-based UV absorber as the UV absorber were compared to the transparent resin composition of Example 6 prepared by including the benzotriazole-based UV absorber as the UV absorber. , it was confirmed that the transparency was more excellent.
  • the transparent resin composition of Example 7 did not include a first matrix resin prepared using only virgin monomers as a matrix resin and only included a second matrix resin containing chemically recycled monomers, the first matrix resin When compared with the transparent resin composition of Example 2 including the benzophenone-based UV absorber in the same amount, it was confirmed that the same level of transparency, processability, mechanical properties and weather resistance were exhibited.
  • the transparent resin composition of Comparative Example 2 further including a benzophenone-based UV absorber had slightly improved weather resistance by including the benzophenone-based UV absorber, but the transparent resins of Examples 1 to 13 It was confirmed that the composition did not sufficiently improve the weather resistance.
  • the transparent resin composition of Comparative Example 3 including the second matrix resin containing chemically recycled monomers in the same amount as in Examples 1 to 6 but not including a UV absorber has weather resistance compared to the transparent resin composition of Comparative Example 1. It was found that this markedly decreased.
  • Comparative Example 4 including a second matrix resin containing chemically recycled monomers as in Examples 1 to 6 and a hindered amine light stabilizer (HALS)-based UV absorber as a UV absorber was compared to Comparative Example 3. Although the weather resistance was slightly improved compared to the transparent resin composition of Comparative Example 1, it was confirmed that the weather resistance was still lowered compared to the transparent resin composition of Comparative Example 1.
  • HALS hindered amine light stabilizer
  • the transparent resin composition according to the present invention includes a matrix resin containing chemically recycled monomer units and is environmentally friendly through a carbon emission reduction effect, and has excellent mechanical properties and weather resistance.

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Abstract

본 발명은 화학적 재활용된 단량체 단위를 포함하는 투명 매트릭스 수지를 포함하여 탄소 발생 저감 효과를 통해 친환경적이면서도, 기계적 물성 및 내후성이 우수한 투명 수지 조성물 및 이로부터 성형된 성형품에 관한 것이다.

Description

투명 수지 조성물 및 성형품
[관련출원과의 상호인용]
본 발명은 2021년 10월 1일에 출원된 한국 특허 출원 제10-2021-0130840호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용을 본 명세서의 일부로서 포함한다.
[기술분야]
본 발명은 화학적 재활용된 단량체 단위를 포함하는 매트릭스 수지를 포함하여 탄소 발생 저감 효과를 통해 친환경적이면서도, 기계적 물성 및 내후성이 우수한 투명 수지 조성물 및 이로부터 성형된 성형품에 관한 것이다.
전세계적으로 친환경과 관련한 정책과 규제가 강화되고 있다. 이 중에서도 탄소 배출량을 감소시키기 위해 폐플라스틱을 재활용하는 방안들이 대두되고 있고, 이 중 PCR 소재(Post Consumer Recycled material)에 대한 연구 및 개발이 진행되고 있다.
PCR 소재는 단순히 원가 절감 목적의 저가용 재생 소재가 아니라, 소비자가 사용을 완료한 후, 폐기된 제품을 재활용하여 환경에 기여할 수 있는 소재를 의미한다. PCR 소재로 재활용하는 방법은 큰 범주에서 기계적 재활용 방법과, 화학적 재활용 방법으로 나뉜다.
기계적 재활용 방법은 플라스틱 폐기물을 파쇄 및 세척하여 재활용하는 방법으로, 이물 및 금속 등을 선별하는 능력이 중요하다. 기계적 재활용 방법은 재활용을 위한 기계적 분해 과정에서 열에너지의 소모가 낮아 탄소 저감 효과가 큰 장점이 있으나, 재활용 시 이물 및 금속 등을 선별하더라도 실질적으로 완전히 제거하기에는 어려움이 있어 버진(virgin) 소재 대비 품질이 저하되고, 품질의 균일성도 담보하기 어려운 문제가 있다. 특히, 투명성이 요구되는 제품에 적용하기 위한 투명 수지의 경우, 재활용 시 이물 및 금속 등이 혼합되면 투명성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
화학적 재활용 방법은 플라스틱의 분자 구조 자체를 분해시켜, 순수한 원료 상태로 되돌리는 화학적 방법을 이용하여 재활용하는 방법으로, 최근 기술 개발 속도가 가속화되고 있다. 화학적 재활용 방법은 순수한 원료 상태로 재활용하기 때문에, 재활용 시 기계적 재활용 방법에 비해 버진(virgin) 소재와 동등한 수준의 품질을 구현할 수 있는 장점이 있다.
한편, 투명 수지가 옥외에서 사용되거나, 옥내에서 사용되더라도 계속하여 외부 광선에 노출되는 경우, 내후성이 충분히 확보되지 못하면, 투명성이 저하되는 문제가 발생하게 된다. 따라서, 투명 수지에 있어서, 내후성을 확보하는 것은 중요하다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) KR 10-2012-0088090 A
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 상기 발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 문제들을 해결하기 위하여, 투명 수지로서 PCR 소재를 이용하여 친환경적이면서도, 버진 소재와 동등한 수준의 기계적 물성을 확보하고, 내후성을 개선하는 것이다.
즉, 본 발명은 화학적 재활용된 단량체 단위를 포함하는 매트릭스 수지를 포함하여 탄소 발생 저감 효과를 통해 친환경적이면서도, 기계적 물성 및 내후성이 우수한 투명 수지 조성물 및 이로부터 성형된 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 투명 수지 조성물 및 성형품을 제공한다.
(1) 본 발명은 고무질 중합체를 포함하는 투명 그라프트 공중합체; 투명 매트릭스 수지; 및 자외선 흡수제를 포함하고, 상기 투명 매트릭스 수지는 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위를 포함하고, 상기 자외선 흡수제는 벤조페논계 자외선 흡수제 및 벤조트리아졸계 자외선 흡수제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 투명 수지 조성물을 제공한다.
(2) 본 발명은 상기 (1)에 있어서, 상기 투명 그라프트 공중합체는, 공액디엔계 고무질 중합체, 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위를 포함하는 것인 투명 수지 조성물을 제공한다.
(3) 본 발명은 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 투명 그라프트 공중합체의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 5 중량부 이상 60 중량부 이하인 투명 수지 조성물을 제공한다.
(4) 본 발명은 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 투명 매트릭스 수지의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 40 중량부 이상 95 중량부 이하인 투명 수지 조성물을 제공한다.
(5) 본 발명은 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 상기 투명 매트릭스 수지는 제1 투명 매트릭스 수지; 및 제2 투명 매트릭스 수지를 포함하고, 상기 제2 투명 매트릭스 수지는 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위를 포함하는 것인 투명 수지 조성물을 제공한다.
(6) 본 발명은 상기 (5)에 있어서, 상기 제1 투명 매트릭스 수지는 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위를 포함하는 것인 투명 수지 조성물을 제공한다.
(7) 본 발명은 상기 (5) 또는 (6)에 있어서, 상기 제2 투명 매트릭스 수지는 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위를 포함하는 것인 투명 수지 조성물을 제공한다.
(8) 본 발명은 상기 (5) 내지 (7) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 투명 매트릭스 수지의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 10 중량부 이상 70 중량부 이하이고, 상기 제2 투명 매트릭스 수지의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 10 중량부 이상 80 중량부 이하인 투명 수지 조성물을 제공한다.
(9) 본 발명은 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 있어서, 상기 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위를 형성하는 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체는 폐인조 대리석으로부터 화학적 재활용된 것인 투명 수지 조성물을 제공한다.
(10) 본 발명은 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 있어서, 상기 벤조페논계 자외선 흡수제는 2-히드록시-4-(옥틸옥시)벤조페논 및 2,2'-디히드록시-4-메톡시벤조페논으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것인 투명 수지 조성물을 제공한다.
(11) 본 발명은 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 있어서, 상기 벤조트리아졸계 자외선 흡수제는 2-(2-히드록시-5-tert-옥틸페닐)벤조트리아졸인 것인 투명 수지 조성물을 제공한다.
(12) 본 발명은 상기 (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 있어서, 상기 자외선 흡수제의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 0.01 중량부 이상 1.00 중량부 이하인 투명 수지 조성물을 제공한다.
(13) 본 발명은 상기 (1) 내지 (12) 중 어느 하나에 따른 투명 수지 조성물로 성형된 성형품을 제공한다.
본 발명에 따른 투명 수지 조성물은 화학적 재활용된 단량체 단위를 포함하는 매트릭스 수지를 포함하여 탄소 발생 저감 효과를 통해 친환경적이면서도, 기계적 물성 및 내후성이 우수하다.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 설명 및 청구범위에서 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 용어 '단량체 단위'는 단량체로부터 기인한 성분, 구조 또는 그 물질 자체를 나타내는 것일 수 있고, 구체적인 예로, 중합체의 중합 시, 투입되는 단량체가 중합 반응에 참여하여 중합체 내에서 이루는 반복단위를 의미하는 것일 수 있다.
본 발명에서 사용하는 용어 '조성물'은 해당 조성물의 재료로부터 형성된 반응 생성물 및 분해 생성물뿐만 아니라 해당 조성물을 포함하는 재료들의 혼합물을 포함한다.
본 발명은 PCR 소재를 포함하는 투명 수지 조성물을 제공한다. 본 발명에서, 상기 PCR 소재는 화학적 재활용된 단량체를 이용한 화학적 재활용 방법에 따른 PCR 소재를 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 수지 조성물은 고무질 중합체를 포함하는 투명 그라프트 공중합체; 투명 매트릭스 수지; 및 자외선 흡수제를 포함하고, 상기 투명 매트릭스 수지는 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위를 포함하고, 상기 자외선 흡수제는 벤조페논계 자외선 흡수제 및 벤조트리아졸계 자외선 흡수제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 수지 조성물은 PCR 소재로서 투명 매트릭스 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 PCR 소재로서 투명 매트릭스 수지를 포함하는 경우, 버진 소재인 투명 매트릭스 수지만을 이용하는 것에 비해 온실 기체인 이산화탄소 발생량을 저감시킬 수 있고, 이에 따른 탄소 발생 저감 효과를 통해 친환경적인 장점이 있다.
본 발명에서 기재하는 공액디엔계 고무질 중합체는 공액디엔계 단량체 단위를 포함하는 고무질 중합체일 수 있고, 구체적인 예로 상기 공액디엔계 단량체 단위를 형성하는 공액디엔계 단량체는 1,3-부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 피페릴렌, 3-부틸-1,3-옥타디엔, 이소프렌 및 2-페닐-1,3-부타디엔으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 더욱 구체적인 예로 1,3-부타디엔일 수 있다.
본 발명에서 기재하는 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위를 형성하기 위한 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체는 탄소수 1 내지 18의 알킬 (메트)아크릴레이트, 탄소수 1 내지 12의 알킬 (메트)아크릴레이트, 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬 (메트)아크릴레이트일 수 있다. 여기서 (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미할 수 있다. 상기 탄소수 1 내지 18의 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체는 메틸 (메트)아크릴레이트일 수 있고, 구체적인 예로 메틸 메타크릴레이트일 수 있다. 또한, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체는 버진 단량체일 수 있고, 화학적 재활용된 단량체일 수 있으나, 화학적 재활용된 단량체로 특별히 언급하지 않는 한 버진 단량체를 의미하는 것일 수 있다.
본 발명에서 기재하는 방향족 비닐계 단량체 단위를 형성하기 위한 방향족 비닐계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 4-프로필스티렌, 1-비닐나프탈렌, 4-시클로헥실스티렌, 4-(p-메틸페닐)스티렌 및 1-비닐-5-헥실나프탈렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 구체적인 예로 스티렌일 수 있다.
본 발명에서 기재하는 비닐시안계 단량체 단위를 형성하기 위한 비닐시안계 단량체는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 페닐아크릴로니트릴 및 α-클로로아크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 구체적인 예로 아크릴로니트릴일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 그라프트 공중합체는 공액디엔계 고무질 중합체, 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위를 포함하는 것일 수 있다. 구체적인 예로, 상기 투명 그라프트 공중합체는, 공액디엔계 고무질 중합체에 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체, 방향족 비닐계 단량체 및 비닐시안계 단량체가 그라프트 중합된 것일 수 있고, 코어-쉘 형태를 가질 수 있으며, 이 때, 코어는 상기 공액디엔계 고무질 중합체를 포함하고, 쉘은 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 그라프트 공중합체의 공액디엔계 고무질 중합체는 상기 투명 그라프트 공중합체에 대하여, 30 중량% 이상, 35 중량% 이상, 40 중량% 이상, 또는 45 중량% 이상의 함량으로 포함될 수 있고, 또한, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 또는 55 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 투명 수지 조성물의 기계적 물성이 우수한 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 그라프트 공중합체의 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위는 상기 투명 그라프트 공중합체에 대하여, 10 중량% 이상, 15 중량% 이상, 20 중량% 이상, 25 중량% 이상, 또는 30 중량% 이상의 함량으로 포함될 수 있고, 또한, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 또는 35 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 투명 매트릭스 수지에 대한 상용성이 우수하고, 투명성 및 기계적 물성이 우수한 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 그라프트 공중합체의 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위는 버진 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 및/또는 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체로부터 형성된 것일 수 있고, 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체로부터 형성된 단량체 단위를 포함하는 경우, 친환경성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 그라프트 공중합체의 방향족 비닐계 단량체 단위는 상기 투명 그라프트 공중합체에 대하여, 1 중량% 이상, 3 중량% 이상, 5 중량% 이상, 또는 10 중량% 이상의 함량으로 포함될 수 있고, 또한, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 또는 15 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 투명 매트릭스 수지에 대한 상용성이 우수하고, 투명성 및 기계적 물성이 우수한 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 그라프트 공중합체의 비닐시안계 단량체 단위는 투명 그라프트 공중합체에 대하여, 1 중량% 이상, 2 중량% 이상, 3 중량% 이상, 4 중량% 이상, 또는 5 중량% 이상의 함량으로 포함될 수 있고, 또한, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 또는 8 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 투명 매트릭스 수지에 대한 상용성이 우수하고, 투명성 및 기계적 물성이 우수한 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 그라프트 공중합체의 굴절률은 1.500 이상, 1.505 이상, 1.510 이상, 또는 1.515 이상일 수 있고, 또한, 1.530 이하, 1.525 이하, 1.520 이하, 또는 1.518 이하일 수 있다. 이 때 상기 굴절률은 아베 굴절계를 이용하여 측정된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 수지 조성물에 있어서, 투명 그라프트 공중합체의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 5 중량부 이상 60 중량부 이하일 수 있다. 구체적인 예로, 상기 투명 그라프트 공중합체의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 5 중량부 이상, 10 중량부 이상, 15 중량부 이상, 20 중량부 이상, 또는 25 중량부 이상일 수 있고, 또한, 60 중량부 이하, 55 중량부 이하, 50 중량부 이하, 45 중량부 이하, 40 중량부 이하, 또는 35 중량부 이하일 수 있으며, 이 범위 내에서 그라프트 공중합체 포함된 고무질 중합체의 함량에 따라, 투명 수지 조성물의 색상, 가공성 및 기계적 물성을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 매트릭스 수지는 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위를 포함하는 것일 수 있고, 구체적인 예로, 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 매트릭스 수지의 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위는 상기 투명 매트릭스 수지에 대하여, 50 중량% 이상, 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 또는 58 중량% 이상의 함량으로 포함될 수 있고, 또한, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 또는 69 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 투명 그라프트 공중합체와 상용성이 우수하고, 투명성 및 기계적 물성이 우수한 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 매트릭스 수지의 방향족 비닐계 단량체 단위는 상기 투명 매트릭스 수지에 대하여, 5 중량% 이상, 10 중량% 이상, 15 중량% 이상, 또는 20 중량% 이상의 함량으로 포함될 수 있고, 또한, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 또는 25 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 투명 그라프트 공중합체와 상용성이 우수하고, 투명성 및 기계적 물성이 우수한 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 매트릭스 수지의 비닐시안계 단량체 단위는 투명 매트릭스 수지에 대하여, 1 중량% 이상, 2 중량% 이상, 3 중량% 이상, 4 중량% 이상, 또는 5 중량% 이상의 함량으로 포함될 수 있고, 또한, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 또는 8 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 투명 그라프트 공중합체와 상용성이 우수하고, 투명성 및 기계적 물성이 우수한 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 매트릭스 수지의 굴절률은 1.500 이상, 1.505 이상, 1.510 이상, 또는 1.515 이상일 수 있고, 또한, 1.530 이하, 1.525 이하, 1.520 이하, 또는 1.518 이하일 수 있다. 이 때 상기 굴절률은 아베 굴절계를 이용하여 측정된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 수지 조성물에 있어서, 상기 투명 매트릭스 수지의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 40 중량부 이상 95 중량부 이하일 수 있다. 구체적인 예로, 상기 투명 매트릭스 수지의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 40 중량부 이상, 45 중량부 이상, 50 중량부 이상, 55 중량부 이상, 60 중량부 이상, 또는 65 중량부 이상일 수 있고, 또한, 95 중량부 이하, 90 중량부 이하, 85 중량부 이하, 80 중량부 이하, 또는 75 중량부 이하일 수 있으며, 이 범위 내에서 그라프트 공중합체 포함된 고무질 중합체의 함량에 따라, 투명 수지 조성물의 색상, 가공성 및 기계적 물성을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 매트릭스 수지는 제1 투명 매트릭스 수지; 및 제2 투명 매트릭스 수지를 포함하고, 상기 제2 투명 매트릭스 수지는 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위를 포함하는 것일 수 있다. 구체적인 예로, 상기 제1 투명 매트릭스 수지는 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위를 포함하는 것일 수 있고, 상기 제2 투명 매트릭스 수지는 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위를 포함하는 것일 수 있다. 이 경우, 버진 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위를 포함하는 제1 매트릭스 수지로부터 투명 수지 조성물의 투명성 및 기계적 물성은 더욱 향상시키면서도, 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위를 포함하는 제2 매트릭스 수지로부터 친환경적 장점을 동시에 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 수지 조성물에 있어서, 상기 투명 매트릭스 수지가 제1 투명 매트릭스 수지 및 제2 투명 매트릭스 수지를 포함하는 경우, 상기 제1 투명 매트릭스 수지의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 10 중량부 이상 70 중량부 이하일 수 있고, 상기 제2 투명 매트릭스 수지의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 10 중량부 이상 80 중량부 이하일 수 있다. 구체적인 예로, 상기 제1 투명 매트릭스 수지의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 10 중량부 이상, 20 중량부 이상, 25 중량부 이상, 또는 30 중량부 이상일 수 있고, 또한, 70 중량부 이하, 60 중량부 이하, 50 중량부 이하, 또는 40 중량부 이하일 수 있다. 또한, 상기 제2 투명 매트릭스 수지의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 10 중량부 이상, 20 중량부 이상, 25 중량부 이상, 또는 30 중량부 이상일 수 있고, 또한, 80 중량부 이하, 75 중량부 이하, 70 중량부 이하, 60 중량부 이하, 50 중량부 이하, 또는 40 중량부 이하일 수 있다. 이 경우, 버진 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위를 포함하는 제1 매트릭스 수지로부터 투명 수지 조성물의 투명성 및 기계적 물성은 더욱 향상시키면서도, 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위를 포함하는 제2 매트릭스 수지로부터 친환경적 장점을 동시에 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위를 형성하는 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체는 폐인조 대리석으로부터 화학적 재활용된 것일 수 있다. 구체적인 예로, 상기 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체는 폐인조 대리석을 파쇄하고, 파쇄된 폐인조 대리석 분말 또는 과립의 열분해를 통해 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체인 알킬 (메트)아크릴레이트 화합물과 수산화 알루미늄을 분리함으로써 수득될 수 있다. 더욱 구체적인 예로, 상기 폐인조 대리석에 대해 열분해를 실시한 열분해물에서 고온으로 수산화 알루미늄, 물 및 기타 불순물을 제거하여 알킬 (메트)아크릴레이트 화합물을 수득할 수 있다. 상기 수득된 알킬 (메트)아크릴레이트 화합물은 순도를 향상시키기 위해 증류탑을 통한 증류 과정을 거칠 수 있다. 이와 같이, 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체의 순도는 95 % 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체는 순도를 향상시키더라도, 버진 단량체 대비 일부 불순물을 포함할 수 밖에 없고, 이러한 불순물은 투명 수지 조성물의 내후성을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위를 포함하는 투명 매트릭스 수지를 포함하는 투명 수지 조성물은 버진 단량체만을 이용하여 제조된 투명 수지 조성물 대비 내후성이 저하될 수 밖에 없으므로, 이를 개선하기 위해서는 본 발명과 같이 자외선 흡수제를 포함할 필요가 있다. 그러나, 본 발명에 따른 투명 매트릭스 수지를 포함하는 투명 수지 조성물에 대해, 모든 자외선 흡수제가 동일한 수준의 내후성 개선을 나타내는 것은 아니기 때문에, 본 발명에 따른 투명 매트릭스 수지에 특히 적합한 자외선 흡수제를 포함하는 것이 중요하다. 통상적으로 수지에 적용하기 위한 자외선 흡수제는 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제, 포름아미진계 자외선 흡수제, 트리아진계 자외선 흡수제, 살리실산에스테르계 자외선 흡수제, 힌더드 아민계 자외선 흡수제(HALS) 등과 같은 유기계 자외선 흡수제와, 니켈계, 세륨계 등 무기계 자외선 흡수제가 있으나, 무기계 자외선 흡수제의 경우, 투명 수지 조성물의 투명성을 저하시키는 원인이 되므로, 투명 수지 조성물에 적용하기에는 적합하지 않다. 따라서, 무기계 자외선 흡수제를 배제하고, 유기계 자외선 흡수제만을 고려하여 보았을 때, 극성이 낮은 투명 그라프트 공중합체 및 투명 매트릭스 수지와의 상용성, 착색성 및 투명성을 고려하였을 때, 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 및 힌더드 아민계 자외선 흡수제가 바람직하나, 힌더드 아민계 자외선 흡수제(HALS)의 경우 자외선을 스크린 효과로 차단하는 기능이 없기 때문에, 투명 수지 조성물에서는 내후성 개선이 충분하지 못하다. 이에 따라, 본 발명의 투명 수지 조성물은 자외선 흡수제로 벤조페논계 자외선 흡수제 및 벤조트리아졸계 자외선 흡수제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 자외선 흡수제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 벤조페논계 자외선 흡수제는 상업적으로 입수 가능한 벤조페논계 자외선 흡수제라면 제한 없이 사용 가능하나, 본 발명에 따른 투명 매트릭스 수지와의 상용성을 고려할 때, 구체적인 예로, 2-히드록시-4-(옥틸옥시)벤조페논 및 2,2'-디히드록시-4-메톡시벤조페논으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 벤조트리아졸계 자외선 흡수제는 상업적으로 입수 가능한 벤조페논계 자외선 흡수제라면 제한 없이 사용 가능하나, 본 발명에 따른 투명 매트릭스 수지와의 상용성을 고려할 때, 구체적인 예로, 2-(2-히드록시-5-tert-옥틸페닐)벤조트리아졸인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 수지 조성물에 있어서, 상기 자외선 흡수제의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 0.01 중량부 이상 1.00 중량부 이하인 것일 수 있다. 구체적인 예로, 상기 자외선 흡수제의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 0.01 중량부 이상, 0.05 중량부 이상, 0.10 중량부 이상, 0.20 중량부 이상, 0.30 중량부 이상, 0.40 중량부 이상, 또는 0.50 중량부 이상일 수 있고, 또한, 1.00 중량부 이하, 0.90 중량부 이하, 0.80 중량부 이하, 0.70 중량부 이하, 0.60 중량부 이하, 또는 0.50 중량부 이하일 수 있으며, 이 범위 내에서 투명 수지 조성물의 투명성 및 기계적 물성의 저하를 방지하면서도, 내후성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기 투명 수지 조성물로부터 성형된 성형품을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 성형품은 상기 투명 수지 조성물을 이용하여 압출 및/또는 사출된 성형품일 수 있으며, 외부 광선에 노출될 가능성이 있음에도, 투명성이 요구되는 제품에 적합할 수 있다.
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.
제조예
제조예 1: 그라프트 공중합체 제조
이온교환수 100 중량부, 메틸 메타크릴레이트 32 중량부, 스티렌 11 중량부, 아크릴로니트릴 7 중량부, 큐멘하이드로퍼옥사이드 0.04 중량부, 소듐 도데실벤젠설포네이트 1 중량부, t-도데실 머캅탄 0.3 중량부, 소듐 포름알데히드 설폭실레이트 0.048 중량부, 에틸렌디아민테트라아세트산 0.012 중량부 및 황산제1철 0.001 중량부를 포함하는 혼합 용액을 제조하였다.
질소 치환된 반응기에 부타디엔 고무 라텍스(평균입경: 300 nm, 굴절률: 1.516, 겔 함량: 70 중량%) 50 중량부(고형분 기준)를 투입한 후, 상기 혼합 용액을 75 ℃에서 일정한 속도로 5 시간 동안 연속 투입하면서 중합을 실시하였다. 연속 투입이 종료된 후, 상기 반응기 내부 온도를 80 ℃로 승온한 후, 1 시간 동안 숙성시키고 중합을 종료하여 그라프트 공중합체를 포함하는 그라프트 공중합체 라텍스를 수득하였다. 이 때, 최종 중합전환율은 99 %이었다.
상기 제조된 그라프트 공중합체 라텍스를 염화칼슘 수용액을 응집시키고, 숙성, 세척, 탈수 및 건조하여 그라프트 공중합체 분체를 수득하였다. 이 때, 제조된 그라프트 공중합체 분체의 굴절률은 1.516이었다.
제조예 2: 제1 매트릭스 수지 제조
메틸 메타크릴레이트 69 중량부, 스티렌 24 중량부, 아크릴로니트릴 7 중량부, 톨루엔 30 중량부, t-도데실 머캅탄 0.15 중량부를 포함하는 혼합 용액을 제조하였다.
질소 치환된 반응기에 혼합 용액을 체류 시간이 3 시간이 되도록 일정한 속도로 연속 투입하고, 반응기의 온도를 148 ℃로 유지하였다. 반응기에서 배출된 중합 용액은 예비 가열조에서 가열하고, 휘발조에서 미반응 단량체를 휘발시켰다. 이어서, 중합체 이송 펌프 압출기를 이용하여 210 ℃에서 압출하여 제1 매트릭스 수지를 펠렛의 형태로 수득하였다. 이 때, 제조된 제1 매트릭스 수지 펠렛의 굴절률은 1.516이었다.
제조예 3: 제2 매트릭스 수지 제조
상기 제조예 2에서, 메틸 메타크릴레이트로 폐인조 대리석으로부터 화학적 재활용을 통해 수득된 메틸 메타크릴레이트를 동량으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 2와 동일한 방법으로 실시하여 제2 매트릭스 수지를 펠렛의 형태로 수득하였다. 이 때, 제조된 제2 매트릭스 수지 펠렛의 굴절률은 1.516이었다.
실시예 및 비교예
하기 각 성분을 표 1 내지 3에 기재한 함량으로, 활제 0.5 중량부 및 산화방지제 0.25 중량부와 함께 배합하고, 210 ℃의 실린더 온도에서 2축 압출 혼련기로 압출하여 펠렛 형태의 투명 수지 조성물을 제조하였다.
이 때, 각 성분의 함량은 그라프트 공중합체 및 매트릭스 수지의 총합 100 중량부를 기준으로 한 함량이다.
(1) 그라프트 공중합체: 제조예 1에서 제조된 그라프트 공중합체
(2) 제1 매트릭스 수지: 제조예 2에서 제조된 제1 매트릭스 수지
(3) 제2 매트릭스 수지: 제조예 3에서 제조된 제2 매트릭스 수지
(4) 자외선 흡수제 1: 2-히드록시-4-(옥틸옥시)벤조페논 (2-hydroxy-4-(octyloxy)benzophenone) ((주)글로발플래닝社, BPH, CAS No. 1843-05-6)
(5) 자외선 흡수제 2: 2,2'-디히드록시-4-메톡시벤조페논 (2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone) (시그마알드리치社, CAS No. 131-53-3)
(6) 자외선 흡수제 3: 2-(2-히드록시-5-tert-옥틸페닐)벤조트리아졸 (2-(2-hydroxy-5-tert-octylphenyl)benzotriazole) ((주)글로발플래닝社, UV-329, CAS No. 3147-75-9)
(7) 자외선 흡수제 4: 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)데칸디오에이트 (Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)decanedioate) ((주)글로발플래닝社, UV-770, CAS No. 52829-07-9)
구분 실시예
1 2 3 4 5 6 7
그라프트 공중합체 (중량부) 30 30 30 30 30 30 30
제1 매트릭스 수지 (중량부) 30 30 30 30 30 30 -
제2 매트릭스 수지 (중량부) 40 40 40 40 40 40 70
자외선 흡수제 1 (중량부) 0.5 0.2 0.05 0.1 - - 0.2
자외선 흡수제 2 (중량부) - - - - 0.2 - -
자외선 흡수제 3 (중량부) - - - - - 0.2 -
구분 실시예
8 9 10 11 12 13
그라프트 공중합체 (중량부) 5 10 20 40 50 60
제1 매트릭스 수지 (중량부) 55 50 40 20 10 -
제2 매트릭스 수지 (중량부) 40 40 40 40 40 40
자외선 흡수제 1 (중량부) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
자외선 흡수제 2 (중량부) - - - - - -
자외선 흡수제 3 (중량부) - - - - - -
구분 비교예
1 2 3 4
그라프트 공중합체 (중량부) 30 30 30 30
제1 매트릭스 수지 (중량부) 70 70 30 30
제2 매트릭스 수지 (중량부) - - 40 40
자외선 흡수제 1 (중량부) - 0.2 - -
자외선 흡수제 4 (중량부) - - - 0.2
실험예
실험예 1
상기 실시예 1 내지 13 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 펠렛과, 이를 사출기를 이용하여 사출온도 210 ℃에서 사출하여 제조한 시편을 이용하여, 아래와 같은 방법으로 투명성, 용융지수, 충격강도, 인장특성, 굴곡특성 및 내후성을 측정하여 하기 표 4 내지 6에 나타내었다.
* 투명성: 상기 제조된 시편을 25 ℃ 및 상대습도 50±5 %의 조건에서 12 시간 동안 보관한 후, ASTM D1003에 의거하여, SUGA社의 HZ-V3를 이용하여, 면적 80 mm X 40 mm, 두께 3.0 mm의 시편에 대한 전광선 투과율(Tt, %) 및 헤이즈(Haze, %)를 측정하였다.
* 색좌표: 상기 제조된 시편을 25 ℃ 및 상대습도 50±5 %의 조건에서 12 시간 동안 보관한 후, Hunter lab社의 Ultrascan PRO를 이용하여, 면적 40 mm X 80 mm, 두께 3.0 mm의 시편에 대한 CIE LAB 색공간의 색좌표(L, a 및 b)를 측정하였다.
* 충격강도(J/m): 상기 제조된 시편을 25 ℃ 및 상대습도 50±5 %의 조건에서 12 시간 동안 보관한 후, ASTM D256에 의거하여, TINIUS-OLSEN社의 IT504/104를 이용하여, 1/4" 및 1/8" 두께의 노치가 형성된 시편에 대한 상온(25 ℃)에서의 노치드 아이조드 충격강도를 측정하였다.
* 용융지수(g/10 min): 상기 실시예 1 내지 13 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 펠렛을 이용하여, ASTM D1238에 의거하여, 220 ℃의 온도에서 10 kg의 하중에서의 용융지수를 측정하였다.
* 인장특성: 상기 제조된 시편을 25 ℃ 및 상대습도 50±5 %의 조건에서 12 시간 동안 보관한 후, ASTM D638에 의거하여, Zwick/roell社의 만능재료시험기를 이용하여, 크로스헤드 속도 50 mm/min으로 면적 13 mm X 115 mm, 두께 3 mm의 시편에 대한 인장강도(MPa) 및 신율(%)을 측정하였다.
* 굴곡특성: 상기 제조된 시편을 25 ℃ 및 상대습도 50±5 %의 조건에서 12 시간 동안 보관한 후, ASTM D790에 의거하여, Zwich/roell社의 만능재료시험기를 이용하여, 면적 25 mm X 80 mm, 두께 3.2 mm의 시편에 대한 굴곡강도(MPa) 및 굴곡모듈러스(MPa)를 측정하였다.
* 내후성(△E): 상기 제조된 시편을 25 ℃ 및 상대습도 50±5 %의 조건에서 12 시간 동안 보관한 후, AMETEK社의 UV-A를 이용하여, 광량 0.77 W/m2의 자외선에 150 시간 동안 노출하여, 면적 40 mm X 80 mm, 두께 3.2 mm의 시편에 대한 내후성을 측정하였다. 이 때, 내후성은 하기 수학식 1에 따라 계산하였다.
[수학식 1]
△E = {(L-L')2 + (a-a')2 + (b-b')2}1/2
상기 수학식 1에서, L, a 및 b는 자외선 노출 전 시편의 CIE LAB 색공간의 색좌표이고, L', a' 및 b'는 자외선 노출 후 시편의 CIE LAB 색공간의 색좌표이다.
구분 실시예
1 2 3 4 5 6 7
투명성 전광선 투과율 (%) 91.8 91.8 91.5 91.8 91.6 91.6 91.7
헤이즈 (%) 2.1 2.0 1.9 2.0 2.0 1.8 2.1
색좌표 L 96.8 96.8 95.8 96.8 95.8 95.5 96.8
a -1.8 -1.6 -1.6 -2.0 -1.8 -1.8 -1.9
b 4.3 3.5 2.5 3.5 3.5 3.5 3.4
충격강도 1/4" (J/m) 11.4 11.8 11.5 11.8 11.1 11.0 11.8
1/8" (J/m) 13.1 13.2 12.5 13.2 12.5 12.8 13.6
용융지수 (g/10 min) 25.8 25.8 26.0 25.8 26.0 25.8 26.0
인장특성 인장강도 (MPa) 527 526 523 526 520 520 520
신율 (%) 34 34 35 34 32 42 32
굴곡특성 굴곡강도 (MPa) 839 829 872 829 872 863 870
굴곡모듈러스 (MPa) 26,200 26,100 27,200 26,100 25,900 26,100 26,800
내후성 △E 1.6 2.8 3.3 3.0 2.8 3.1 3.1
구분 실시예
8 9 10 11 12 13
투명성 전광선 투과율 (%) 92.0 92.0 92.0 91.5 91.0 90.8
헤이즈 (%) 1.1 1.4 1.8 2.4 2.8 3.4
색좌표 L 97.5 97.6 97.0 96.5 96.0 95.1
a -1.0 -1.1 -1.2 -1.6 -1.7 -1.8
b 1.8 2.0 2.1 4.2 5.8 6.3
충격강도 1/4" (J/m) 2.1 2.7 7.7 17.8 24.2 28.2
1/8" (J/m) 2.3 2.9 7.9 18.1 25.1 30.2
용융지수 (g/10 min) 46.4 43.4 30.2 20.0 15.0 7.0
인장특성 인장강도 (MPa) 698 667 599 498 450 324
신율 (%) 11.1 16.8 16.2 19.2 25.5 34.6
굴곡특성 굴곡강도 (MPa) 1,120 1,180 982 712 652 518
굴곡모듈러스 (MPa) 35,600 24,500 31,300 23,000 19,900 15,800
내후성 △E 2.5 2.6 2.8 3.1 3.1 3.2
구분 비교예
1 2 3 4
투명성 전광선 투과율 (%) 91.9 91.9 91.8 91.6
헤이즈 (%) 2.1 2.2 2.0 2.3
색좌표 L 97.1 96.5 96.6 95.6
a -1.3 -1.7 -1.9 -1.9
b 2.2 3.3 3.5 3.5
충격강도 1/4" (J/m) 10.7 11.0 11.3 11.7
1/8" (J/m) 12.5 12.1 13.0 12.8
용융지수 (g/10 min) 26.1 26.8 26.0 26.7
인장특성 인장강도 (MPa) 539 538 523 524
신율 (%) 25 23 39 46
굴곡특성 굴곡강도 (MPa) 870 860 867 877
굴곡모듈러스 (MPa) 27,100 27,200 27,300 27,400
내후성 △E 5.6 3.5 9.4 7.6
상기 표 4 내지 6에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 7에서 제조된 투명 수지 조성물은 화학적 재활용된 단량체를 포함하는 제2 매트릭스 수지를 포함하였음에도 불구하고, 버진 단량체만을 이용하여 제조되고, 자외선 흡수제를 포함하지 않은 비교예 1의 투명 수지 조성물 대비 동등 수준의 투명성 및 가공성을 나타내면서도, 기계적 물성은 물론 내후성도 우수한 것을 확인할 수 있었다.
특히, 자외선 흡수제로서 벤조페논계 자외선 흡수제를 포함하여 제조된 실시예 1 내지 5 및 7의 투명 수지 조성물은 자외선 흡수제로서 벤조트리아졸계 자외선 흡수제를 포함하여 제조된 실시예 6의 투명 수지 조성물과 비교할 때, 투명성이 더욱 우수한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 7의 투명 수지 조성물은 매트릭스 수지로서 버진 단량체만을 이용하여 제조된 제1 매트릭스 수지를 포함하지 않고, 화학적 재활용된 단량체를 포함하는 제2 매트릭스 수지만을 포함하였음에도, 제1 매트릭스 수지를 포함하고, 벤조페논계 자외선 흡수제를 동일한 함량으로 포함한 실시예 2의 투명 수지 조성물과 비교할 때, 동등 수준의 투명성, 가공성, 기계적 물성 및 내후성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 2 대비 투명 수지 조성물 내 그라프트 공중합체의 함량을 달리한 실시예 8 내지 13로부터, 그라프트 공중합체 포함된 고무질 중합체의 함량에 따라, b값, 가공성 및 기계적 물성이 변화하는 것을 확인할 수 있으나, 그라프트 공중합체에 포함된 고무질 중합체의 함량에 따른 것일 뿐, 화학적 재활용된 단량체를 포함하는 제2 매트릭스 수지에 따른 투명성과, 벤조페논계 자외선 흡수제에 따른 내후성 개선 효과는 동등 수준으로 유지되는 것을 확인할 수 있었다.
반면, 비교예 1의 투명 수지 조성물에 대하여, 벤조페논계 자외선 흡수제를 더 포함한 비교예 2의 투명 수지 조성물은 벤조페논계 자외선 흡수제를 포함하여 내후성은 다소 개선되었으나, 실시예 1 내지 13의 투명 수지 조성물 만큼 내후성을 충분히 개선시키지는 못하는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 1 내지 6과 같이 화학적 재활용된 단량체를 포함하는 제2 매트릭스 수지를 동일한 함량으로 포함하되, 자외선 흡수제를 포함하지 않은 비교예 3의 투명 수지 조성물은 비교예 1의 투명 수지 조성물 대비 내후성이 현저히 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 1 내지 6과 같이 화학적 재활용된 단량체를 포함하는 제2 매트릭스 수지를 포함하고, 자외선 흡수제로 HALS(hindered amine light stabilizer)계 자외선 흡수제를 포함한 비교예 4의 투명 수지 조성물은 비교예 3의 투명 수지 조성물 대비 내후성은 다소 개선되었으나, 비교예 1의 투명 수지 조성물에 대비해서는 여전히 내후성이 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
이러한 결과는 화학적 재활용된 단량체를 포함하는 제2 매트릭스 수지를 포함하는 투명 수지 조성물이 비교예 3의 투명 수지 조성물과 같이 자외선 흡수제를 포함하지 않는 경우, 내후성이 급격히 저하되고, 이를 해결하기 위해 자외선 흡수제를 포함하더라도, 본 발명과는 달리 적합한 자외선 흡수제를 포함하지 않는다면 내후성을 충분히 개선할 수 없는 것을 보여준다.
한편, 상기 실험과는 별개로, 실시예 1 내지 6에 따라 투명 수지 조성물을 제조할 때 유래되는 온실 기체인 이산화탄소 발생량(단위: kgCO2/kg)으로부터 탄소 발자국(carbon footprint)을 계산하여 본 결과, 비교예 1에 따라 투명 수지 조성물을 제조할 때 유래되는 이산화탄소 발생량(단위: kgCO2/kg) 대비 최소 7 중량% 이상으로 이산화탄소 발생량이 저감된 것을 확인할 수 있었다.
이와 같은 결과로부터, 본 발명에 따른 투명 수지 조성물은 화학적 재활용된 단량체 단위를 포함하는 매트릭스 수지를 포함하여 탄소 발생 저감 효과를 통해 친환경적이면서도, 기계적 물성 및 내후성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.

Claims (13)

  1. 고무질 중합체를 포함하는 투명 그라프트 공중합체; 투명 매트릭스 수지; 및 자외선 흡수제를 포함하고,
    상기 투명 매트릭스 수지는 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위를 포함하고,
    상기 자외선 흡수제는 벤조페논계 자외선 흡수제 및 벤조트리아졸계 자외선 흡수제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 투명 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투명 그라프트 공중합체는, 공액디엔계 고무질 중합체, 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위를 포함하는 것인 투명 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투명 그라프트 공중합체의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 5 중량부 이상 60 중량부 이하인 투명 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 투명 매트릭스 수지의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 40 중량부 이상 95 중량부 이하인 투명 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 투명 매트릭스 수지는 제1 투명 매트릭스 수지; 및 제2 투명 매트릭스 수지를 포함하고,
    상기 제2 투명 매트릭스 수지는 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위를 포함하는 것인 투명 수지 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 투명 매트릭스 수지는 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위를 포함하는 것인 투명 수지 조성물.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 투명 매트릭스 수지는 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위를 포함하는 것인 투명 수지 조성물.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 투명 매트릭스 수지의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 10 중량부 이상 70 중량부 이하이고,
    상기 제2 투명 매트릭스 수지의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 10 중량부 이상 80 중량부 이하인 투명 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위를 형성하는 화학적 재활용된 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체는 폐인조 대리석으로부터 화학적 재활용된 것인 투명 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 벤조페논계 자외선 흡수제는 2-히드록시-4-(옥틸옥시)벤조페논 및 2,2'-디히드록시-4-메톡시벤조페논으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것인 투명 수지 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 벤조트리아졸계 자외선 흡수제는 2-(2-히드록시-5-tert-옥틸페닐)벤조트리아졸인 것인 투명 수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 흡수제의 함량은 상기 투명 그라프트 공중합체 및 상기 투명 매트릭스 수지 함량의 총합 100 중량부에 대하여, 0.01 중량부 이상 1.00 중량부 이하인 투명 수지 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 투명 수지 조성물로 성형된 성형품.
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