KR100886497B1 - 자동차 내장재용 폴리올레핀계 복합수지 조성물 - Google Patents

자동차 내장재용 폴리올레핀계 복합수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 내장재용 폴리올레핀계 복합수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리올레핀계 수지를 함유한 복합수지 조성물에, 테레빈유와 수지산을 일정비로 혼합 사용하면, 상기 수지성분 자체 및 성형을 위한 열 가공 시 발생되는 기타 냄새의 차폐 혹은 중화가 가능하고, 복합수지에 첨가되는 무기성분 표면에서 계면장력을 감소시키고 딱딱한 계면특성을 부여함으로써 첨가제의 분산성을 향상시켜 내열성 및 신율 등의 물성 향상이 동시에 유도되는 자동차 내장재용 폴리올레핀계 복합수지 조성물에 관한 것이다.
폴리올레핀계 수지, 테레빈유, 수지산, 복합수지

Description

자동차 내장재용 폴리올레핀계 복합수지 조성물{A Polyolefin Resin Composition for Automotive Interior Part}
본 발명은 폴리올레핀계 수지를 함유한 복합수지 조성물에, 테레빈유와 수지산을 일정비로 혼합 사용하면, 상기 수지성분 자체 및 성형을 위한 열 가공 시 발생되는 기타 냄새의 차폐 혹은 중화가 가능하고, 복합수지에 첨가되는 무기성분 표면에서 계면장력을 감소시키고 딱딱한 계면특성을 부여함으로써 첨가제의 분산성을 향상시켜 내열성 및 신율 등의 물성 향상이 동시에 유도되는 자동차 내장재용 폴리올레핀계 복합수지 조성물에 관한 것이다.
생활수준의 향상과 함께 좀 더 쾌적하고 건강한 삶(well being)에 대한 관심이 증가하면서 실내 공간에서의 공기 질(In door Air Quality, IAQ)의 중요성이 국내·외적으로 새로운 환경문제의 주제로 대두되고 있다. 실내 공간은 건축물에 의해 형성된 곳 이외에, 현재는 차량의 내부까지의 공간까지 확대해서 일컫어 지고 있으며, 인간은 생활의 80% 이상을 이러한 실내의 공간에서 활동하고 있다. 그 러나, 이에 대한 인식의 한계로 환경적 규제가 매우 미비한 실정이다.
현재, 건축물 내부의 실내 공기를 개선하는 방법으로는 광촉매 조성물이 함유된 도료[대한민국 공개특허 2001-100052호, 대한민국 공개특허 2003-85108호, 대한민국 특허등록 제3954264호] 등의 화학적인 방법을 이용하거나, 창이나 환기구 등의 위치 변화로 효율적인 환기를 유도하는 물리적인 방법 등을 이용하는 여러 방안이 제시되고 있다. 그러나, 방안이 미비한 차량의 실내 공간은 건축 내부 공간과 같이 유해물질에 의한 것보다는 냄새에 의한 것이 더 크게 작용하는데 이러한 냄새는 보통 차량 내장재에 주로 사용되는 복합수지로부터 유발되고, 또한 타 유발물질과의 혼합으로 지속적으로 증가되고 있는 실정으로 이를 시급히 처리하는 것이 선행되어야 할 과제이다.
한편, 복합수지 냄새의 유발 원인은 크게 두 가지로 나뉘는데, 수지 자체로부터 발생되는 냄새와, 복합수지에 충진되는 무기소재에 의한 냄새에 의한 것으로 분류할 수 있다.
첫 번째로, 수지 자체로부터 발생하는 냄새의 원인은 자동차 내·외장재용으로 가장 널리 쓰이는 폴리프로필렌의 경우를 예로 들어 살펴보면 다음과 같다. 폴리프로필렌은 제조방식에 따라 크게 액체상태의 원료로부터 배치 타입(BATCH TYPE)으로 제품을 생산하는 슬러리 공정(SLURRY PROCESS)과 기체상태의 원료를 사용하는 연속 공정(CONTINOUS PROCESS) 두 가지로 나눌 수 있다.
슬러리 공정은 액상의 배치 타입(BATCH TYPE)에 의해 생산되므로 생산량이 상대적으로 적고 중합 시 운반체(CARRIER)로 사용되는 헥산 등을 완전히 제거하기 어려워 잔류물이 발생하며 공정이 복잡하여 가격이 높은 반면 생산된 제품의 물성이 우수하다. 기상의 연속 공정(CONTINUOUS PROCESS)은 생산량이 많고 공정이 단순하여 제품 가격이 낮은 반면 물성이 상대적으로 부족한 것이 특징이다.
현재 복합수지의 원료로는 주로 연속 공정(CONTINUOUS PROCESS)에 의해 생산된 제품을 사용하고 있으나 슬러리 공정(SLURRY PROCESS)에 의한 제품 또한 고유의 특성으로 인해 수요가 지속적으로 유지되고 있는 추세이며, 이 방식으로 생산된 제품에 완전히 제거되지 못하고 포함되어 있는 헥산 등의 잔류물들이 가공 시에 발생하는 열에 의해 분해되거나 부반응을 일으킴으로써 냄새를 유발시키는 물질을 발생시키게 되고, 이 물질들이 밖으로 완전히 배출되지 못하고 일정량이 최종제품에 잔류하게 되면 이러한 원인으로 인해 최종 제품에서 냄새가 발생하게 된다.
두 번째로 충전제에 의한 냄새의 발생원인은 크게 두 가지로 나눌 수 있는 바, 무기충전제에 함유되어 있는 불순물 구체적으로 무기충전제는 생산 공정상 필연적으로 여러 가지의 유기물 및 금속을 포함한 무기 불순물로 포함하게 되고 이 물질들이 가공 공정 시 열에 의해 반응하면서 각종 냄새를 유발하게 된다. 또 다른 것으로 무기충전제는 재료의 특성상 쉽게 대기중으로 부터 수분을 함습하게 되고, 이러한 수분이 압출공정 중에 완전히 배출되지 못하고 복합수지에 잔류하게 됨으로써 불쾌한 냄새를 유발하게 된다.
이러한 문제점의 해결을 위해 다양하게 시도되고 있는 바, 가공 전에 무기충전제를 고열에서 건조시키는 전처리 공정을 수행한 후 제올라이트나 실리카 등의 다공성 물질을 복합수지에 혼합하여 냄새 유발성분을 흡착하여 제거하거나, 향기가 있는 방향성 물질을 인위적으로 첨가하는 방법으로 차폐 효과를 기대하는 것이 보편적으로 통용되고 있다.
그러나, 다공성 물질에 의한 흡착은 일정 수준의 효과를 나타내기 위해서는 다량으로 사용되어야 하는데, 이는 제품 단가의 상승과 더불어 수지가 가지는 고유물성을 저하시키는 심각한 문제점을 가지며, 방향성 물질의 첨가는 단순히 차폐효과만을 유도하는 것으로 부분적으로 기존의 냄새와 시너지 작용으로 오히려 역효과를 발생시키는 문제점을 가지고 있는 실정이다.
본 발명은 폴리올레핀계 수지가 함유된 복합수지 조성물에, 일정 혼합비를 유지하는 테레빈유와 수지산의 혼합물을 함유하여, 상기 테레빈유와 수지산의 혼합물이 냄새 유발 물질에 대하여 차폐 및 중화효과를 발휘할 뿐만 아니라 물성 향상을 위해 사용되는 무기 성분인 충진제 등의 첨가제와 상기 유기 성분인 폴리올레핀계 수지와의 상용성을 향상시키며, 이들의 계면에서 딱딱한(RIGID) 계면특성이 부가되어 무기 성분의 분산성을 향상시킴으로써, 신율 및 충격강도 등의 기계적 물성이 향상된 자동차 내장재용으로 유용한 폴리올레핀계 복합수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 폴리올레핀계 수지를 함유하여 이루어진 복합수지에 있어서, 상기 복합수지 100 중량부에 대하여 테레빈유 0.001 ∼ 0.5 중량부와, 수지산 혼합물 0.003 ∼ 0.8 중량부가 함유되어 이루어진 자동차 내장재용 폴리올레핀계 복합수지 조성물에 그 특징이 있다.
본 발명의 폴리올레핀계 복합수지 조성물은 소량의 테레빈유와 수지산을 첨가 사용하여 수지 자체 및 가공 시 발생되는 냄새를 차폐하고 이종의 폴리올레핀계 수지 및 무기소재와의 계면특성을 변화시켜 분산성을 향상시킴으로써 기계적 강도를 개선시켜, 상기 복합수지 조성물이 다량 사용되는 차량 내부와 같은 밀폐 공간에서 그 활용도가 높을 것으로 기대된다.
본 발명은 폴리올레핀 수지를 함유한 폴리올레핀계 복합수지 조성물의 고유한 냄새 및 열가공 과정에서 유발되는 냄새의 차폐 및 상기 유기성분의 폴리올레핀계 수지와 물성향상을 위해 사용되는 무기성분인 충전제 등의 첨가제와의 상용성을 향상하여 유·무기 성분의 계면특성을 개선하여 신율 및 충격강도 등의 기계적 물성이 향상된 폴리올레핀계 복합수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 폴리올레핀, 아크릴 등의 유기화합물은 그 자체의 고유한 냄새를 가지고 있으며, 또한, 그 자체로는 미약한 냄새를 유발하더라도 성형을 위한 열가 공 과정에서 열에 대한 안정성이 저하로 과분해가 일어나 특유의 냄새를 형성한다. 이러한 냄새는 오랜 시간 경과에 따라 약간의 저하는 보이나 저하되는 기간이 길며, 밀폐된 공간인 차량 내부에서는 다른 냄새 유발 물질과 함께 시너지 작용으로 더욱 자극적으로 감지된다.
그러나, 본 발명은 상기 폴리올레핀의 유기소재와 무기충전제의 무기소재가 함유된 유·무기 형태의 복합수지에 소량의 테레빈유와 수지산을 첨가하여, 상기 복합수지에 함유된 성분들의 고유한 냄새 및 열가공으로 발생되는 냄새를 테레빈유가 차폐(Masking) 및 물리적으로 냄새성분을 감싸는 역할(Counteractants 또는 Neutralization)을 수행한다. 상기 차폐 또는 중화의 경우 기존의 냄새를 화학적 반응에 의해 원인 물질을 제거하는 것이라기보다는 관능적으로 거리낌이 없도록 하는 것이라 볼 수 있다. 그러나, 방향제나 향수와 같은 차폐의 역할만이 존재한다면 기존의 냄새와의 시너지 작용으로 오히려 역효과를 볼 수도 있으나, 중화의 역할을 동시에 수행하여 냄새를 제거하는 것으로 보여진다. 상기 중화의 경우에는 냄새 성분과의 물리적 결합력에 따라 탈취의 효과도 가질 수 있다.
또한, 상기 테레빈유와 수지산이 무기성분의 분산성을 향상시켜 유·무기 복합수지의 기계적 물성을 안정화시킬 뿐만 아니라 견고성 및 코팅성으로 기계적 물성을 개선하는 역할을 한다.
본 발명의 자동차 내장재용 폴리올레핀계 복합수지 조성물에 함유된 성분을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 기본 수지는 비교적 가격이 저렴하고 가공성이 좋아 잡화용, 포장용, 농업용으로 널리 사용되고 있는 열가소성 수지인 폴리올레핀계 수지를 사용할 수 있다. 이러한 폴리올레핀계 수지는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 이중결합을 1개 이상 갖는 사슬모양의 탄화수소 화합물인 올레핀 중합으로, 구체적으로 예를 들면 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리부텐, 폴리옥텐, 폴리이소프렌 및 이들의 유도체 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
복합수지의 내열성 및 강성 보강을 위해 폴리올레핀계 수지와 함께 사용되는 무기충전제는 상기 역할의 수행이 가능한 무기 소재를 모두 사용할 수 있으며, 통상의 당 분야에서 차량 내장재용 수지 조성물에 사용되는 무기충전제 외에도 상기 물성 향상 이외에 다른 추가적인 효과, 예를 들면 원적외선 방출체를 사용하여 항균 및 살균성 등을 발휘하는 것 등의 특정의 무기충전제를 단독 또는 상기 충전제에 혼합 사용할 수도 있다. 상기 종래의 차량 내장재용 무기충전제는 구체적으로 예를 들면 탈크, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화마그네슘, 울라스토나이트, 마이카, 실리카, 규산칼슘, 점토, 카본블랙, 유리섬유 등을 사용할 수 있다. 또한 상기 원적외선 방사 충전제는 살균 항균 효과 발휘가 가능한 원적외선 방사율을 가진 천연 무기충전제로써 실리카(SiO2) 40 ∼ 70 중량%, 삼산화알루미늄(Al2O3) 5 ∼ 30 중량%, 산화칼륨(K2O) 1 ∼ 15 중량%, 삼산화철(Fe2O3), Ag, Mg, Zn, Na, Zr, Mn, Sr, Ti, Ca 중에서 선택된 금속이온이 0.01 ∼ 15 중량% 함유한 것으로, 이러한 조성을 가진 천연물질로는 장석반암(맥반석), 토르마린, 황토, 자옥석, 경옥, 연옥 및 자기석 등을 사용할 수 있다.
상기 무기충전제는 0 ∼ 40 중량% 사용하며, 40 중량%를 초과하는 경우에는 무기충전제의 분산성 저하 및 복합수지의 내충격성 등의 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 상기 폴리올레핀 수지의 유기소재와 무기성분인 충전제 등의 첨가제를 함유하는 유·무기 형태의 복합수지에, 특정 혼합비를 가지는 테레빈유와 수지산을 소량 혼합 사용한 자동차 내장재용 폴리올레핀계 복합수지 조성물에 기술 구성상의 특징이 있다.
상기 테레빈유는 무색의 기름성분으로, 독특한 방향성을 가지며 주성분은 α-및 β-피넨이고, 여기에 캄펜, 디펜텐, 리모넨, 테르피놀렌, 포름산, 아세트산, 수지 등의 불포화지방산으로 구성된다. 상기 독특한 방향성은 α-피넨 등에 의한 톡 쏘는 듯한 향기성 성분인 테르펜에 의한 것으로, 상기 테르펜은 식물이 분비하는 강력한 항균성을 가지고 있으며, 항균 및 탈취 작용과 함께 차폐효과를 가져 각종 냄새를 중화시키는 데 탁월한 효능을 발휘하는 물질로 알려져 있다. 이러한 테레빈유가 함유된 조성물은 가공, 저장 시 열적 안정성이 우수하여, 화학적·기계적 물성 유지 및 보호에 효과가 있으며, 특히 열에 불안정한 유기물일 경우 테레빈유와의 혼합사용으로 내열성 개선에 탁월한 효과를 가진다. 또한, 일정량의 짝이중 결합을 형성하고 있어, 본 발명과 같은 유·무기 형태의 복합수지 조성물의 계면특성을 향상시키는 작용을 한다.
본 발명에서 사용된 테레빈유는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 HPCL(Venus petrochemicals, India), TARPIN- KA-TEL(SWARUP AROCHEM INDIA PRIVATE LIMITED, India) 및 Colophony(Hungkuk Enterprises Co., China)등이 사용될 수 있다.
상기 테레빈유는 복합수지 100 중량부에 대하여 0.001 ∼ 0.5 중량부를 함유하는 바, 상기 함유량이 0.001 중량부 미만이면 냄새의 차폐, 중화 및 계면 특성 향상 등의 효과가 미비하고 0.5 중량부를 초과하는 경우에는 자체의 방향성에 의하여 오히려 냄새가 심해지는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 수지산은 견고성, 내연성 및 코팅성 등의 기계적 물성을 개선하기 위한 목적으로 사용되는 것으로, 당 분야에서 일반적으로 알려진 것을 적용할 수 있다. 이러한 수지산은 수소화수지산, 탈수소수지산, 중합수지산, 변성수지산, 산화수지산, 수지산금속염 및 이들의 유도체 화합물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있는 바, 구체적으로 촉매하에서 수소로 수지산을 처리하여 얻어진 수소화수지산, 수지산을 적당한 온도 또는 산촉매를 사용하여 고온에서 열처리하여 제조되는 탈수소(불균화)수지산, 수지산을 황산으로 처리하여 얻어지는 중합수지산(다이머화수지산), 수지산을 과열수증기와 촉매로 증류하거나 분해증류하여 제조되는 로진유, 후말산, 말레인산 또는 이들의 무수물과 변성된 수지산, 페놀류와 포름알데히드 및 다가알코올을 반응시킨 페놀변성 수지산 에스테르, 이수소 및 사수소 아비에틸과 탈수소 아비에틸 알코올의 혼합물, 레지네이트와 메틸히드로아비테이트로 대표되는 수지산의 에스테르인 단수소알콜(monohydric alcohol), 자연산화된 목재의 추출물을 증류하여 생긴 잔유물로부터 얻어지는 산화수지산, 수지산 및 수지산의 유도체를 에틸렌글리콜이나 글리세롤 또는 기타의 다 가알코올로 에스테르화하여 얻어지는 에스테르검, 수산화나트륨이나 수산화 칼륨용액에 수지산을 끓여 제조하는 수지산나트륨 또는 수지산칼륨, 수지산 또는 수지산의 유도체와 금속산화물의 혼합물을 용융하여 제조하는 용융수지산염, 금속염의 용액으로 수지산나트륨 또는 수지산칼륨을 침전시켜 만드는 수지산염(알루미늄, 칼슘, 코발트, 동, 망간, 아연의 수지산염) 등을 사용할 수 있다. 바람직하기로는 아비에트산, 네오아비에트산, 히드로아비에트산, 피마르산, 레포피마르산, 덱스톤산 및 이들의 유도체 화합물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용하는 것이 좋으며, 본 발명에서는 Gum Rosin X 및 WW grade(Hungkuk Enterprises Co., China), STAYBLELITE Easter 3E, FORAL 85-E, FORAL 105-E, FORALYN 90, FORALYN 110 및 FORALYN 5020-F (EASTMAN Chemical Co., USA)등을 사용하는 바, 이에 한정된 것은 아니다. 이러한 수지산은 알콜, 에테르, 벤젠 및 아세톤 등의 유기용매에 용해되며, 비중이 1.045 ∼ 1.086이고, 녹는점이 120 ∼ 135 ℃, 비누화값이 167 ∼ 194 정도의 물성을 갖고 있다.
상기 수지산은 복합수지 100 중량부에 대하여 0.003 ∼ 0.8 중량부를 함유하는 바, 상기 함유량이 0.003 중량부 미만이면 기계적 물성에 대한 개선효과가 미비하고, 0.8 중량부를 초과하면 과다 첨가된 수지산이 이동(MIGRATION) 되어 수지 표면으로 돌출됨에 따라 제품 외관의 감성품질의 저하를 초래하는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 테레빈유와 수지산은 1 : 2 ∼ 5 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 권장되며 위의 비율에서 냄새의 차폐효과 및 분산성 증대효과의 균형적 측면에 서 가장 우수한 효과를 나타내었고 혼합비가 위의 중량비를 벗어나는 경우에는 냄새의 차폐효과나 분산성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
이외에, 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위내에서 첨가제를 일정량 혼합 사용할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 폴리올레핀계 복합수지 조성물은 수지성분 자체 및 열가공으로 발생되는 기타 악취 제거가 가능하고, 계면특성의 향상으로 이종의 폴리올레핀계 수지 및 무기충전제의 첨가에 의한 신율 및 충격강도 등의 기계적 강도 변화가 현저히 개선되어, 폴리올레핀 복합수지 조성물을 다량 사용하는 산업분야 특히, 밀폐된 공간인 자동차의 내장재 분야에 활용도가 높을 것으로 기대된다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명하겠는바, 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실험예 1 : 폴리프로필렌 냄새성
폴리프로필렌의 제조방식 및 수지의 종류와, 압출 가공공정 중에 발생하는 열분해에 의한 냄새등급을 평가하였다. 이때, 냄새등급은 완제품 자체에 대한 것이다.
상기 폴리프로필렌의 제조방식은 벌크(BULK)와 슬러리(SLURRY)로 구분되며, 수지의 종류는 단일중합체(HOMO), 블록공중합체(BLOCK) 및 반응기에 의해 제조된 열가소성 폴리올레핀(Reactor-made Thermoplastic Polyolefin, RTPO)으로 구분된 다.
[냄새등급 측정방법]
시험방법은 자동차업계에서 자동차 내장용에 쓰이는 플라스틱 제품에 대한냄새성 등급 평가 방법을 이용하였으며, 평가방법은 다음과 같으며, 평가기준은 표에 기재된 방법과 같다.
① 규격 크기로 가공된 시편을 4 L의 밀폐된 유리용기에 넣는다.
② 밀폐된 유리용기를 100 ± 2 ℃의 오븐에 넣고 2시간 동안 가열한다.
③ 용기를 꺼내어 실온(23 ± 2 ℃)에서 1시간 동안 방치 후 용기를 3 ∼ 4 cm 정도 개방하여 표의 기준에 따라 등급을 평가한다.
Figure 112007057924345-pat00001
Figure 112007057924345-pat00002
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 폴리프로필렌은 그 제조방식 및 수지 타입에 따라 고유의 냄새정도가 다르며, 또한 제조방식 및 수지의 종류에 따라 약간씩의 편차는 있으나, 가공 전의 원재료에 비해 가공 후의 원재료가 냄새등급이 0.1 ∼ 0.5 등급 정도 저하되는 현상을 보인다는 것을 알 수 있다. 이는 압출기를 통한 가공공정을 거치면서 열분해가 발생하여 수반되는 현상임을 확인할 수 있다.
실험예 2 : 무기충진제 냄새성
무기충진제인 탈크(Talc)의 첨가가 냄새에 미치는 영향을 무기충진제의 입도 및 수분유무에 따라 냄새등급을 평가하였다. 이때, 냄새등급은 완제품 자체에 대한 것으로, 폴리프로필렌 수지는 벌크 방식(BULK PROCESS)에 의해 생산된 블록 폴리프로필렌(BLOCK PP) 공중합체이고, 냄새등급은 4급이며, 가공 후에 측정한 냄새등급은 3.5를 나타내었다.
Figure 112007057924345-pat00003
상기 표 2에서 살펴본 바와 같이, 건조한 탈크(TALC)를 사용한 복합수지도 탈크(TALC)가 첨가되지 않은 표 1에 비해 냄새등급이 다소 낮아지며, 특히 수분을 함유한 탈크(TALC)를 사용한 복합수지는 냄새등급이 현저히 낮아지는 경향을 보인다는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 탈크(TALC)가 가공 중에 냄새를 유발시키는 한 요인이며 특히 수분의 함유가 냄새의 발생에 크게 작용함을 쉽게 알 수 있다.
실시예 1
다음 표 3에 나타낸 조성으로, 믹서에서 10분 동안 균일하게 사전 혼합한 후, 180 ∼ 220 ℃ 온도범위에서 이축 압출기(Twin Extruder)를 사용하여 균일하게 용융 혼합하여 폴리올레핀계 복합수지 조성물을 제조하였다. 이때, 테레빈유와 수지산의 혼합물을 [A]로 나타내었으며, 테레빈유는 HPCL(Venus petrochemicals, India), 수지산은 FORALYN 5020-F(EASTMAN Chemical Co., USA)을 1 : 4 중량비의 비율로 혼합하여 사용하였다.
또한, 테레빈유와 수지산 혼합물[A]의 첨가량 이외에 폴리프로필렌 타입과 탈크(TALC)의 함량변화를 동시에 변화시켜 수행하였으며, 테레빈유와 수지산 혼합물[A]은 폴리프로필렌과 탈크(TALC)의 총량 100 중량부에 대한 중량부로 함유되었다.
실험예 3 : 테레빈유와 수지산 혼합물 적용에 따른 냄새성
상기 실시예 1에서 제조된 폴리올레핀계 복합수지 조성물의 냄새등급을 평가하였다.
Figure 112007057924345-pat00004
상기 표 3에서 살펴본 바와 같이, 테레빈유와 수지산 혼합물[A]의 사용량이 0.005 중량부 범위인 경우 차폐 및 중화기능이 충분히 발휘되지 못하였고, 1 중량부 이상으로 과량 첨부되었을 때는 자체의 냄새가 발휘되어 오히려 냄새등급이 더 낮아지는 결과를 나타내었다. 따라서, 테레빈유와 수지산 혼합물[A]의 사용량이 매우 중요한 역할을 한다는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 2
다음 표 4에 나타낸 조성으로, 믹서에서 10분 동안 균일하게 사전 혼합한 후, 180 ∼ 220 ℃ 온도범위에서 이축 압출기(Twin Extruder)를 사용하여 균일하게 용융 혼합하여 폴리올레핀계 복합수지 조성물을 제조하였다. 이때, 테레빈유와 수지산 혼합물[A] 함유량은 테레빈유 HPCL(Venus petrochemicals, India)과 수지산 FORALYN 5020??F(EASTMAN Chemical Co., USA)양을 나타낸 것이며, 이들의 혼합비(중량비)를 나타내었다.
실험예 4 : 테레빈유와 수지산 혼합비에 따른 냄새성
Figure 112007057924345-pat00005
상기 표 4에서 살펴본 바와 같이, 테레빈유와 수지산 혼합물[A]의 사용량과 함께 이들의 혼합비도 냄새성에 중요한 인자로 작용한다는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 3
다음 표 5에 나타낸 조성으로, 믹서에서 10분 동안 균일하게 사전 혼합한 후, 180 ∼ 220 ℃ 온도범위에서 이축 압출기(Twin Extruder)를 사용하여 균일하게 용융 혼합하여 폴리올레핀계 복합수지 조성물을 제조하였다. 이때, [A] 함유량은 테레빈유 HPCL(Venus petrochemicals, India)과 수지산 FORALYN 5020??F(EASTMAN Chemical Co., USA)의 양을 나타낸 것이며, 이들을 1 : 4 중량비의 비율로 혼합하여 사용하였다.
또한, 폴리프로필렌 수지는 벌크 방식(BULK PROCESS)에 의해 생산된 블록 폴리프로필렌(BLOCK PP) 공중합체이고, 에틸렌 프로필렌 고무(EPR)는 비중이 0.86, 에틸렌 함량이 71 중량%이며 무니 점도(Mooney Viscosity)가 25인 제품을 사용하였고, TALC는 평균 입도 크기가 10 ㎛인 것을 사용하였다.
실험예 5 : 기계적 물성
상기 실시예 3에서 제조된 폴리올레핀계 복합수지에 함유된 [A]가 물성에 미치는 영향을 측정하기 위하여 ASTM 규격에 적합하게 제작된 복합시편 금형을 이용하여 사출법으로 시편을 제작하고, 다음의 방법으로 물성을 측정하여 그 결과를 다음 표 5에 나타내었다.
[물성측정방법]
(1) 용융흐름지수(MFR) : ASTM D1238(230 ℃, 2160 g) 규정에 따라 측정
(2) 인장강도 : ASTM D638(TYPE I, 속도 : 50 mm/min) 규정에 따라 측정
(3) 굴곡탄성률 : ASTM D790(속도 : 30 mm/min) 규정에 따라 측정
(4) 굴곡강도 : ASTM D790(속도 : 30 mm/min) 규정에 따라 측정
(5) 아이조드 충격강도 : ASTM D256(23 ℃, -30 ℃) 규정에 따라 측정
(6) Rockwell 경도 : ASTM D785 규정에 따라 측정
(7) 열변형온도 : ASTM D648(하중 : 4.16 kg) 규정에 따라 측정
Figure 112007057924345-pat00006
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 테레빈유와 수지산 혼합물[A]이 함유된 시편은 테레빈유와 수지산 혼합물[A]이 함유되지 않은 시편에 비해 강성의 향상은 두드러지지 않으나 신율 및 온도에 따른 충격강도가 크게 향상된 것을 알 수 있다.
이러한 물성의 향상은 메트릭스(MATRIX)로 작용하는 폴리프로필렌(PP)에 도메인(DOMAIN)으로 분산되어 있는 에틸렌 프로필렌 고무(EPR RUBBER) 및 탈크(TALC)의 입자크기가 더욱 작고 고르게 잘 분산되어있음을 의미한다.
도 1은 테레빈유와 수지산 혼합물[A] 함량에 따라 제조된 폴리올레핀계 복합수지의 전자현미경 사진을 나타낸 것으로, (a)는 실시예 3 ∼ 7이고, (b)는 실시예 3 ∼ 8을 나타낸다. 상기 테레빈유와 수지산 혼합물[A]이 함유되지 않은 실시예 3 ∼ 7의 (a)와, 테레빈유와 수지산 혼합물[A]이 0.05 중량부 함유된 실시예 3 ∼ 8의 (b)를 비교하면, 홀(HOLE)로 표시되는 고무(RUBBER)의 크기가 상대적으로 작고 그 분포 또한 고른 것을 알 수 있다. 이는 테레빈유와 수지산 혼합물[A]이 폴리올레핀계 수지 및 탈크(TALC)의 계면에 작용하여 계면의 유동성(MOBILITY)을 감소시키고, 보다 딱딱하게(RIGID) 변화시킴으로써 복합수지의 분산도(DISPERSITY)가 크게 향상되었음을 의미한다. 이의 결과로, 강성의 저하없이 충격강도와 신율이 크게 증가하게 되는 효과를 발휘하게 되었음을 확인할 수 있다.
도 1은 테레빈유와 수지산 혼합물[A] 함량에 따라 제조된 폴리올레핀계 복합수지의 전자현미경 사진을 나타낸 것으로, (a)는 실시예 3 ∼ 7이고, (b)는 실시예 3 ∼ 8을 나타낸다.

Claims (6)

  1. 폴리올레핀계 수지를 함유하여 이루어진 복합수지에 있어서,
    상기 복합수지 100 중량부에 대하여 테레빈유 0.001 ∼ 0.5 중량부와 수지산 혼합물 0.003 ∼ 0.8 중량부가 함유되어 이루어진 것임을 특징으로 하는 자동차 내장재용 폴리올레핀계 복합수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리올레핀계 수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리부텐, 폴리옥텐, 폴리이소프렌 및 이들의 유도체 중에서 선택된 1종의 단일화합물 또는 2종 이상인 것임을 특징으로 하는 자동차 내장재용 폴리올레핀계 복합수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 테레빈유와 수지산은 1 : 2 ∼ 5 중량비로 혼합된 것임을 특징으로 하는 자동차 내장재용 폴리올레핀계 복합수지 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지산은 수소화수지산, 탈수소수지산, 중합수지산, 변성수지산, 산화수지산, 수지산금속염 및 이들의 유도체 화합물 중에서 선택된 1종의 단일화합물 또는 2종 이상의 혼합물인 것임을 특징으로 하는 자동차 내장재용 폴리올레핀계 복합수지 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 복합수지는 무기충전제 10 ∼ 40 중량%가 추가로 함유된 것임을 특징으로 하는 자동차 내장재용 폴리올레핀계 복합수지 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 무기충전제는 탈크, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화마그네슘, 유리섬유, 울라스토나이트, 마이카, 실리카, 규산칼슘, 점토, 카본블랙 및 원적외선 방사체 중에서 선택된 1종의 단일화합물 또는 2종 이상의 혼합물인 것임을 특징으로 하는 자동차 내장재용 폴리올레핀계 복합수지 조성물.
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