KR102186650B1

KR102186650B1 - 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품

Info

Publication number: KR102186650B1
Application number: KR1020180037016A
Authority: KR
Inventors: 추동휘
Original assignee: 롯데첨단소재(주)
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2020-12-04
Anticipated expiration: 2038-03-30
Also published as: JP2021519834A; US20210032451A1; EP3778757A1; JP7352564B2; WO2019190068A1; CN112135876B; EP3778757A4; US11718739B2; KR20190114389A; CN112135876A; EP3778757B1

Abstract

본 발명의 열가소성 수지 조성물은 폴리프로필렌 수지; 폴리올레핀 공중합체 수지; 및 산화아연을 포함하며, 상기 산화아연은 평균 입자 크기가 0.5 내지 3 ㎛이고, 비표면적 BET가 1 내지 10 m²/g이며, X선 회절(X-ray diffraction, XRD) 분석 시, 피크 위치(peak position) 2θ 값이 35 내지 37° 범위이고, 식 1에 의한 미소결정의 크기(crystallite size) 값이 1,000 내지 2,000 Å인 것을 특징으로 한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 항균성, 내충격성, 내화학성, 내후성, 유동성 등이 우수하다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND ARTICLE PRODUCED THEREFROM}

본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 항균성, 내충격성, 내화학성, 내후성, 유동성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.

최근 개인의 건강과 위생에 대한 관심 및 소득 수준의 향상에 따라, 항균위생 기능이 포함된 열가소성 수지 제품에 대한 요구가 증가하고 있는 추세이다. 이에 따라, 생활 용품 및 전자 제품 등의 표면에서 균을 제거하거나 억제할 수 있는 항균 처리를 한 열가소성 수지 제품들이 늘어나고 있으며, 안정적이며 신뢰성을 가진 기능성 항균 소재(항균성 열가소성 수지 조성물)의 개발은 매우 중요한 과제이다.

이러한 항균성 열가소성 수지 조성물을 제조하기 위해서는 항균제의 첨가가 반드시 필요하며, 상기 항균제는 유기 항균제와 무기 항균제로 나눌 수 있다.

유기 항균제는 상대적으로 가격이 싸고, 적은 양으로도 항균 효과가 좋지만, 때로는 인체 독성을 지니며, 특정 균에 대하여만 효과가 있는 경우가 있고, 고온 가공 시, 분해되어 항균 효과가 상실될 우려가 있다. 또한, 가공 후 변색의 원인이 될 수 있고, 용출 문제로 항균 지속성이 짧은 단점이 있어, 항균성 열가소성 수지 조성물에 적용될 수 있는 유기 항균제의 범위는 극히 제한적이다.

무기 항균제는 은(Ag), 동(Cu) 등의 금속 성분이 함유된 항균제로 열안정성이 우수하여, 항균성 열가소성 수지 조성물(항균성 수지)의 제조에 많이 사용되지만, 유기 항균제에 비하여 항균력이 부족하여 과량 투입이 요구되며, 상대적으로 높은 가격과 가공 시 균일 분산 문제, 금속 성분에 의한 변색 등의 단점이 있어, 사용에 많은 제약이 있다.

특히, 항균성 열가소성 수지 조성물이 변좌 등 욕실 용품에 사용되기 위해서는 사람이 앉는 제품으로서 충분한 내충격성, 내화학성 등이 요구된다.

따라서, 항균성, 내충격성, 내화학성, 내후성(내변색성), 유동성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-0696385호 등에 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 항균성, 내충격성, 내화학성, 내후성, 유동성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된 성형품을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명의 하나의 관점은 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 열가소성 수지 조성물은 폴리프로필렌 수지; 폴리올레핀 공중합체 수지; 및 산화아연을 포함하며, 상기 산화아연은 평균 입자 크기가 0.5 내지 3 ㎛이고, 비표면적 BET가 1 내지 10 m²/g이며, X선 회절(X-ray diffraction, XRD) 분석 시, 피크 위치(peak position) 2θ 값이 35 내지 37° 범위이고, 하기 식 1에 의한 미소결정의 크기(crystallite size) 값이 1,000 내지 2,000 Å인 것을 특징으로 한다:

[식 1]

미소결정 크기(D) =

상기 식 1에서, K는 형상 계수(shape factor)이고, λ는 X선 파장(X-ray wavelength)이고, β는 X선 회절 피크(peak)의 FWHM 값(degree)이며, θ는 피크 위치 값(peak position degree)이다.

구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 폴리프로필렌 수지 65 내지 95 중량% 및 상기 폴리올레핀 공중합체 수지 5 내지 35 중량%를 포함하는 기초 수지 100 중량부; 및 상기 산화아연 0.5 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.

구체예에서, 상기 폴리올레핀 공중합체 수지는 에틸렌-α-올레핀 공중합체 수지, 프로필렌-α-올레핀 공중합체 수지, 에폭시 변성 폴리올레핀 공중합체 수지 및 말레산 무수물 변성 폴리올레핀 공중합체 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다.

구체예에서, 상기 폴리올레핀 공중합체 수지는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지일 수 있다.

구체예에서, 상기 산화아연은 광 발광(Photo Luminescence) 측정 시, 370 내지 390 nm 영역의 피크 A와 450 내지 600 nm 영역의 피크 B의 크기비(B/A)가 0.1 내지 1.0인 것을 특징으로 한다.

구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 JIS Z 2801 항균 평가법에 의거하여, 5 cm × 5 cm 크기 시편에 황색포도상구균 및 대장균을 접종하고, 35℃, RH 90% 조건에서 24시간 배양 후, 하기 식 2에 따라 산출한 항균 활성치가 각각 2 내지 7일 수 있다:

[식 2]

항균 활성치 = log(M1/M2)

상기 식 2에서, M1은 블랭크(blank) 시편에 대한 24시간 배양 후 세균 수이고, M2는 열가소성 수지 조성물 시편에 대한 24시간 배양 후 세균 수이다.

구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격강도가 4 내지 10 kgf·cm/cm일 수 있다.

구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 50 mm × 90 mm × 3 mm 크기 사출 시편에 대해 초기 색상(L₀ ^*, a₀ ^*, b₀ ^*)을 측정하고, ASTM D4459에 의거하여 1,500시간 시험 후 동일한 방법으로 색상(L₁ ^*, a₁ ^*, b₁ ^*)을 측정한 다음, 하기 식 3에 따라 산출한 색상 변화(ΔE)가 2 내지 5일 수 있다:

[식 3]

색상 변화(ΔE) =

상기 식 3에서, ΔL^*는 시험 전후의 L^* 값의 차이(L₁ ^*-L₀ ^*)이고, Δa^*는 시험 전후의 a^* 값의 차이(a₁ ^*- a₀ ^*) 이며, Δb^*는 시험 전후의 b^* 값의 차이(b₁ ^*- b₀ ^*)이다.

구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1238에 의거하여, 230℃, 2.16 kg 조건에서 측정한 용융흐름지수(MI)가 13 내지 20 g/10분일 수 있다.

본 발명의 다른 관점은 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 항균성, 내충격성, 내화학성, 내후성, 유동성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.

본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리프로필렌 수지; (B) 폴리올레핀 공중합체 수지; 및 (C) 산화아연을 포함한다.

(A) 폴리프로필렌 수지

본 발명의 폴리프로필렌 수지는 폴리올레핀 공중합체 수지와 함께 열가소성 수지 조성물의 내화학성, 내충격성, 유동성, 강성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상적인 열가소성 수지 조성물에 사용되는 폴리프로필렌 수지를 사용할 수 있다.

구체예에서, 상기 폴리프로필렌 수지는 GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 400,000 g/mol, 예를 들면, 15,000 내지 350,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 기계적 강도, 성형성 등이 우수할 수 있다.

구체예에서, 상기 폴리프로필렌 수지는 기초 수지((A) 폴리프로필렌 수지 및 (B) 폴리올레핀 공중합체 수지) 전체 100 중량% 중, 65 내지 95 중량%, 예를 들면 70 내지 90 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내화학성, 내충격성, 유동성, 강성 등이 우수할 수 있다.

(B) 폴리올레핀 공중합체 수지

본 발명의 폴리올레핀 공중합체 수지는 폴리프로필렌 수지와 함께 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 내화학성, 유동성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 예를 들면, 에틸렌-α-올레핀 공중합체 수지, 프로필렌-α-올레핀 공중합체 수지, 에폭시 변성 폴리올레핀 공중합체 수지 및 말레산 무수물 변성 폴리올레핀 공중합체 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다.

구체예에서, 상기 폴리올레핀 공중합체 수지는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지, 프로필렌-1-부텐 공중합체 수지 등일 수 있다.

구체예에서, 상기 폴리올레핀 공중합체 수지는 프로필렌 부분(반복단위)의 함량이 전체 폴리올레핀 공중합체 수지 100 중량% 중, 50 내지 95 중량%, 예를 들면 70 내지 93 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성(성형 가공성), 상용성 등이 우수할 수 있다.

구체예에서, 상기 폴리올레핀 공중합체 수지는 랜덤, 블록, 멀티블록의 공중합체 형태일 수 있으며, 이들의 조합 형태로도 사용될 수 있다.

구체예에서, 상기 폴리올레핀 공중합체 수지는 GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 400,000 g/mol, 예를 들면, 15,000 내지 350,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 기계적 강도, 성형성 등이 우수할 수 있다.

구체예에서, 상기 폴리올레핀 공중합체 수지는 기초 수지((A) 폴리프로필렌 수지 및 (B) 폴리올레핀 공중합체 수지) 전체 100 중량% 중, 5 내지 35 중량%, 예를 들면 10 내지 30 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 내화학성, 유동성, 강성 등이 우수할 수 있다.

(C) 산화아연

본 발명의 산화아연은 열가소성 수지 조성물의 항균성, 내후성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 입도분석기(Beckman Coulter社 Laser Diffraction Particle Size Analyzer LS I3 320 장비)를 사용하여 측정한 단일 입자(입자가 뭉쳐서 2차 입자를 형성하지 않음)의 평균 입자 크기(D50)가 0.5 내지 3 ㎛, 예를 들면 0.7 내지 2.5 ㎛일 수 있고, 질소가스 흡착법을 사용하여, BET 분석 장비(Micromeritics社 Surface Area and Porosity Analyzer ASAP 2020 장비)로 측정한 비표면적 BET가 1 내지 10 m²/g, 예를 들면 1 내지 7 m²/g일 수 있으며, 순도가 99% 이상일 수 있다. 또한, 상기 산화아연은 X선 회절(X-ray diffraction, XRD) 분석 시, 피크 위치(peak position) 2θ 값이 35 내지 37° 범위이고, 측정된 FWHM 값(회절 피크(peak)의 Full width at Half Maximum)을 기준으로 Scherrer's equation(하기 식 1)에 적용하여 연산된 미소결정의 크기(crystallite size) 값이 1,000 내지 2,000 Å, 예를 들면 1,200 내지 1,800 Å일 수 있다. 상기 범위를 벗어날 경우, 열가소성 수지 조성물의 항균성, 초기 색상, 내후성(내변색성), 이들의 기계적 물성 발란스 등이 저하될 우려가 있다.

[식 1]

미소결정 크기(D) =

구체예에서, 상기 산화아연은 다양한 형태를 가질 수 있으며, 예를 들면, 구형, 플레이트형, 막대(rod)형, 이들의 조합 등을 모두 포함할 수 있다.

구체예에서, 상기 산화아연은 광 발광(Photo Luminescence) 측정 시, 370 내지 390 nm 영역의 피크 A와 450 내지 600 nm 영역의 피크 B의 크기비(B/A)가 0.1 내지 1.0, 예를 들면 0.2 내지 1.0, 구체적으로 0.2 내지 0.7일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 항균성, 내후성 등이 우수할 수 있다.

구체예에서, 상기 산화아연은 금속형태의 아연을 녹인 후, 850 내지 1,000℃, 예를 들면 900 내지 950℃로 가열하여 증기화시킨 후, 산소 가스를 주입하고 20 내지 30℃로 냉각한 다음, 400 내지 900℃, 예를 들면 500 내지 800℃에서 30 내지 150분, 예를 들면 60 내지 120분 동안 가열하여 제조할 수 있다.

구체예에서, 상기 산화아연은 상기 기초 수지((A) 폴리프로필렌 수지 및 (B) 폴리올레핀 공중합체 수지) 100 중량부에 대하여, 0.5 내지 10 중량부, 예를 들면 1 내지 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 항균성, 내후성, 내충격성, 내화학성, 유동성 등이 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, 대전방지제, 안정제, 안료, 염료, 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 첨가제 사용 시, 그 함량은 열가소성 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.

구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 JIS Z 2801 항균 평가법에 의거하여, 5 cm × 5 cm 크기 시편에 황색포도상구균 및 대장균을 접종하고, 35℃, RH 90% 조건에서 24시간 배양 후, 하기 식 2에 따라 산출한 항균 활성치가 각각 2 내지 7일 수 있다.

[식 2]

항균 활성치 = log(M1/M2)

여기서, "블랭크 시편"은 시험 시편(열가소성 수지 조성물 시편)의 대조 시편이다. 구체적으로, 접종한 세균이 정상적으로 성장되었는지 확인하기 위해서 빈 페트리 디쉬(petri dish) 위에 세균을 접종한 뒤에 시험 시편과 동일하게 24시간 배양시킨 것으로서, 배양된 세균의 개수를 비교하여 시험 시편의 항균 성능을 판단한다. 또한, "세균 수"는 각 시편에 균을 접종한 뒤 24시간 배향 후, 접종한 균액을 회수하여 묽히는 과정을 거치고, 다시 배양 접시에서 콜로니로 성장시켜 셀 수 있다. 콜로니의 성장이 너무 많아 세기 어려울 때는 구획을 나눠서 센 후, 실제 개수로 변환시킬 수 있다.

구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격강도가 4 내지 10 kgf·cm/cm, 예를 들면 4.5 내지 10 kgf·cm/cm일 수 있다.

구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 50 mm × 90 mm × 3 mm 크기 사출 시편에 대해 초기 색상(L₀ ^*, a₀ ^*, b₀ ^*)을 측정하고, ASTM D4459에 의거하여 1,500시간 시험 후 동일한 방법으로 색상(L₁ ^*, a₁ ^*, b₁ ^*)을 측정한 다음, 하기 식 3에 따라 산출한 색상 변화(ΔE)가 2 내지 5, 예를 들면 2 내지 4일 수 있다.

[식 3]

색상 변화(ΔE) =

구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1238에 의거하여, 230℃, 2.16 kg 조건에서 측정한 용융흐름지수(MI)가 13 내지 20 g/10분, 예를 들면 14 내지 19 g/10분일 수 있다.

본 발명에 따른 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다. 상기 항균성 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. 상기 성형품은 항균성, 내충격성, 내화학성, 내후성, 유동성(성형 가공성), 이들의 물성 발란스 등이 우수하므로, 신체 접촉이 잦은 항균 기능 제품, 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) 프로필렌 수지

폴리프로필렌 수지(제조사: 롯데케미칼, 제품명: H1500, 용융흐름지수(MI): 12 g/10분)를 사용하였다.

(B) 폴리올레핀 공중합체 수지

에틸렌-프로필렌 공중합체 수지(제조사: 롯데케미칼, 제품명: JH-370A, 용융흐름지수(MI): 27 g/10분)를 사용하였다.

(C) 산화아연

(C1) 금속형태의 아연을 녹인 후, 900℃로 가열하여 증기화시킨 후, 산소 가스를 주입하고 상온(25℃)으로 냉각하여, 1차 중간물을 얻었다. 다음으로, 해당 1차 중간물을 700℃에서 90분 동안 열처리를 진행한 후, 상온(25℃)으로 냉각하여 제조한 산화아연을 사용하였다.

(C2) 산화아연(제조사: 리스텍비즈, 제품명: RZ-950)을 사용하였다.

상기 산화아연(C1 및 C2)의 평균 입자 크기, 비표면적 BET, 순도, 광 발광(Photo Luminescence) 측정 시, 370 내지 390 nm 영역의 피크 A와 450 내지 600 nm 영역의 피크 B의 크기비(B/A) 및 미소결정의 크기(crystallite size) 값을 측정하여, 하기 표 1에 나타내었다.

	(C1)	(C2)
평균 입자 크기 (㎛)	1.2	1.1
비표면적 BET (m²/g)	4	15
순도 (%)	99	97
PL 크기비(B/A)	0.28	9.8
미소결정 크기 (Å)	1417	503

물성 측정 방법

(1) 평균 입자 크기(단위: ㎛): 입도분석기(Beckman Coulter社 Laser Diffraction Particle Size Analyzer LS I3 320 장비)를 사용하여, 평균 입자 크기(부피 평균)를 측정하였다.

(2) 비표면적 BET(단위: m²/g): 질소가스 흡착법을 사용하여, BET 분석 장비(Micromeritics社 Surface Area and Porosity Analyzer ASAP 2020 장비)로 비표면적 BET를 측정하였다.

(3) 순도 (단위: %): TGA 열분석법을 사용하여, 800℃ 온도에서 잔류하는 무게를 가지고 순도를 측정하였다.

(4) PL 크기비(B/A): 광 발광(Photo Luminescence) 측정법에 따라, 실온에서 325 nm 파장의 He-Cd laser (KIMMON사, 30mW)를 시편에 입사해서 발광되는 스펙트럼을 CCD detector를 이용하여 검출하였으며, 이때 CCD detector의 온도는 -70℃ 를 유지하였다. 370 내지 390 nm 영역의 피크 A와 450 내지 600 nm 영역의 피크 B의 크기비(B/A)를 측정하였다. 여기서, 사출 시편은 별도의 처리 없이 레이저(laser)를 시편에 입사시켜 PL 분석을 진행하였고, 산화아연 파우더는 6 mm 직경의 펠렛타이저(pelletizer)에 넣고 압착하여 편평하게 시편을 제작한 뒤 측정하였다.

(5) 미소결정 크기(crystallite size, 단위: Å): 고분해능 X-선 회절분석기(High Resolution X-Ray Diffractometer, 제조사: X'pert사, 장치명: PRO-MRD)을 사용하였으며, 피크 위치(peak position) 2θ 값이 35 내지 37° 범위이고, 측정된 FWHM 값(회절 피크(peak)의 Full width at Half Maximum)을 기준으로 Scherrer's equation(하기 식 1)에 적용하여 연산하였다. 여기서, 파우더 형태 및 사출 시편 모두 측정이 가능하며, 더욱 정확한 분석을 위하여, 사출 시편의 경우, 600℃, 에어(air) 상태에서 2시간 열처리하여 고분자 수지를 제거한 후, XRD 분석을 진행하였다.

[식 1]

미소결정 크기(D) =

실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4

상기 각 구성 성분을 하기 표 2에 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 4시간 이상 건조 후, 6 Oz 사출기(성형 온도 230℃, 금형 온도: 60℃)에서 사출하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

물성 측정 방법

(1) 항균 활성치: JIS Z 2801 항균 평가법에 의거하여, 5 cm × 5 cm 크기 시편에 황색포도상구균 및 대장균을 접종하고, 35℃, RH 90% 조건에서 24시간 배양 후, 하기 식 2에 따라 산출하였다.

[식 2]

항균 활성치 = log(M1/M2)

(2) 내충격성(노치 아이조드 충격강도(단위: kgf·cm/cm)): ASTM D256에 의거하여 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도를 측정하였다.

(3) 내후성 평가(색상 변화(ΔE)): 50 mm × 90 mm × 3 mm 크기 사출 시편에 대해 초기 색상(L₀ ^*, a₀ ^*, b₀ ^*)을 측정하고, ASTM D4459에 의거하여 1,500시간 시험 후 동일한 방법으로 색상(L₁ ^*, a₁ ^*, b₁ ^*)을 측정한 다음, 하기 식 3에 따라 색상 변화(ΔE)를 산출하였다.

[식 3]

색상 변화(ΔE) =

상기 식 3에서, ΔL^*는 항온 항습 시험 전후의 L^* 값의 차이(L₁ ^*-L₀ ^*)이고, Δa^*는 항온 항습 시험 전후의 a^* 값의 차이(a₁ ^*- a₀ ^*) 이며, Δb^*는 항온 항습 시험 전후의 b^* 값의 차이(b₁ ^*- b₀ ^*)이다.

(4) 유동성 평가: ASTM D1238에 의거하여, 230℃, 2.16 kg 조건에서 용융흐름지수(MI, 단위: g/10분)를 측정하였다.

	실시예				비교예
	1	2	3	4	1	2	3	4
(A) (중량%)	70	80	90	80	80	80	100	-
(B) (중량%)	30	20	10	20	20	20	-	100
(C1) (중량부)	4	4	4	2	-	-	4	-
(C2) (중량부)	-	-	-	-	4	2	-	4
항균 활성치 (대장균)	4.6	4.6	4.6	3.5	1.5	1.4	4.6	1.0
항균 활성치 (포도상구균)	6.2	6.2	6.2	5.0	1.0	1.2	6.2	1.7
내충격성	5.5	5.0	4.5	5.0	5.2	5.0	3.0	6.0
색상 변화(ΔE)	3.0	2.8	3.1	3.7	7.5	8.0	2.9	7.8
유동성	14	16	18	16	15	16	10	24

중량부: 기초 수지((A)+(B)) 100 중량부에 대한 중량부

상기 표 2의 결과로부터, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 항균성(항균 활성치), 내충격성(노치 아이조드 충격강도), 내후성(색상변화(ΔE)), 유동성(MI) 등이 모두 우수함을 알 수 있다.

반면, 본 발명의 산화아연 (C1) 대신에 비표면적 BET 및 미소결정의 크기가 본 발명의 범위를 벗어나는 산화아연 (C2)를 적용한 비교예 1 및 2의 경우, 내후성, 항균성 등이 저하됨을 알 수 있고, 기초 수지로서, 폴리프로필렌 수지만을 사용한 비교예 3의 경우, 유동성, 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 기초 수지로서, 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지만을 사용한 비교예 4의 경우, 내후성 등이 저하됨을 알 수 있다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

폴리프로필렌 수지;
폴리올레핀 공중합체 수지; 및
산화아연을 포함하며,
상기 산화아연은 평균 입자 크기가 0.5 내지 3 ㎛이고, 비표면적 BET가 1 내지 10 m²/g이며, X선 회절(X-ray diffraction, XRD) 분석 시, 피크 위치(peak position) 2θ 값이 35 내지 37° 범위이고, 하기 식 1에 의한 미소결정의 크기(crystallite size) 값이 1,000 내지 2,000 Å인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물:
[식 1]
미소결정 크기(D) =

상기 식 1에서, K는 형상 계수(shape factor)이고, λ는 X선 파장(X-ray wavelength)이고, β는 X선 회절 피크(peak)의 FWHM 값(degree)이며, θ는 피크 위치 값(peak position degree)이다.
제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 폴리프로필렌 수지 65 내지 95 중량% 및 상기 폴리올레핀 공중합체 수지 5 내지 35 중량%를 포함하는 기초 수지 100 중량부; 및 상기 산화아연 0.5 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀 공중합체 수지는 에틸렌-α-올레핀 공중합체 수지, 프로필렌-α-올레핀 공중합체 수지, 에폭시 변성 폴리올레핀 공중합체 수지 및 말레산 무수물 변성 폴리올레핀 공중합체 수지 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀 공중합체 수지는 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 산화아연은 광 발광(Photo Luminescence) 측정 시, 370 내지 390 nm 영역의 피크 A와 450 내지 600 nm 영역의 피크 B의 크기비(B/A)가 0.1 내지 1.0인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 JIS Z 2801 항균 평가법에 의거하여, 5 cm × 5 cm 크기 시편에 황색포도상구균 및 대장균을 접종하고, 35℃, RH 90% 조건에서 24시간 배양 후, 하기 식 2에 따라 산출한 항균 활성치가 각각 2 내지 7인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물:
[식 2]
항균 활성치 = log(M1/M2)
상기 식 2에서, M1은 블랭크(blank) 시편에 대한 24시간 배양 후 세균 수이고, M2는 열가소성 수지 조성물 시편에 대한 24시간 배양 후 세균 수이다.
제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격강도가 4 내지 10 kgf·cm/cm인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 50 mm × 90 mm × 3 mm 크기 사출 시편에 대해 초기 색상(L₀ ^*, a₀ ^*, b₀ ^*)을 측정하고, ASTM D4459에 의거하여 1,500시간 시험 후 동일한 방법으로 색상(L₁ ^*, a₁ ^*, b₁ ^*)을 측정한 다음, 하기 식 3에 따라 산출한 색상 변화(ΔE)가 2 내지 5인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물:
[식 3]
색상 변화(ΔE) =

상기 식 3에서, ΔL^*는 시험 전후의 L^* 값의 차이(L₁ ^*-L₀ ^*)이고, Δa^*는 시험 전후의 a^* 값의 차이(a₁ ^*- a₀ ^*) 이며, Δb^*는 시험 전후의 b^* 값의 차이(b₁ ^*- b₀ ^*)이다.
제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1238에 의거하여, 230℃, 2.16 kg 조건에서 측정한 용융흐름지수(MI)가 13 내지 20 g/10분인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
제1항에 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 성형품.