KR101720714B1 - 폴리올레핀 수지 조성물을 이용한 자동차용 내장재 제조방법 및 이에 의하여 제조된 자동차용 내장재 - Google Patents

폴리올레핀 수지 조성물을 이용한 자동차용 내장재 제조방법 및 이에 의하여 제조된 자동차용 내장재 Download PDF

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Abstract

폴리올레핀 수지 조성물을 이용한 자동차용 내장재 제조방법이 개시된다. 본 발명에 따른 폴리올레핀 수지 조성물을 이용한 자동차용 내장재 제조방법은, 금형과 코어를 결합시키는 결합단계; 금형 내부에, 아이소택틱 폴리프로필렌계 수지 5 내지 98 중량%, 어택틱 폴리프로필렌계 수지 1 내지 25 중량%, 무기 필러 1 내지 40 중량% 및 러버 0 내지 30 중량%로 이루어진 수지 조성물에 발포제를 혼합시켜 주입하는 주입단계; 및 금형으로부터 코어를 후퇴시켜 발포제에 의해 수지 조성물이 발포되도록 하는 발포단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 발포 사출성형 시 결정성이 없는 고분자량 어택틱 폴리프로필렌이 함유된 폴리올레핀 수지 조성물을 사용함으로써, 발포 품질이 우수하면서도 충격강도가 매우 우수한 경량화 자동차 내장재를 제공할 수 있다.

Description

폴리올레핀 수지 조성물을 이용한 자동차용 내장재 제조방법 및 이에 의하여 제조된 자동차용 내장재{MANUFACTURING METHOD OF LIGHT WEIGT AUTOMOTIVE INTERIOR PARTS USING POLYOLEFIN COMPOSITES AND AUTOMOTIVE INTERIOR PARTS BY THE SAME}
본 발명은 폴리올레핀 수지 조성물을 이용한 자동차 내장재 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 내장부품 소재로 분자량이 높은 어택틱 폴리프로필렌이 함유된 폴리올레핀 수지 조성물을 사용함으로써, 발포 사출 시 발포 품질이 우수하면서도 충격강도가 매우 우수한 경량화 자동차 내장재를 제조할 수 있도록 하기 위한 것이다.
자동차의 실내에서 좌석 앞쪽 및 도어의 내측 등에는 내장재가 부착되는데, 내장재를 구성하는 층을 형성함에 있어서 폴리우레탄 폼(polyurethane foam)과 같이 탄성을 갖는 완충재가 포함되도록 하여, 자동차의 실내 미감을 향상시키고 차량의 사고시 탑승자에게 가해지는 충격을 완화할 수 있도록 이루어진다.
이와 관련하여 등록특허 제10-1007763호는 "발포 사출성형용 폴리프로필렌 수지 조성물 및 그를 이용하여 제조되는 발포체"를 게시하며, 구체적으로 폴리프로필렌 수지 조성물은 용융지수가 3~50g/10분이고, 분자량 분포(PI)가 7 이상인 프로필렌계 혼합상 수지와 발포제를 포함하도록 하고 있으며, 이에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물을 사용하여 발포체를 제조할 경우, 발포체 셀(cell) 밀도가 제어되어, 우수한 굴곡강도, 굴곡탄성률 및 성형성을 갖는 발포체가 제공되며, 동일한 사출 조건에서 경량화할 수 있음을 기재하고 있다.
그러나 등록특허 제10-1007763호에서는 용융지수가 3~50g/10분이고, 분자량 분포(PI)가 7 이상인 프로필렌계 혼합상 수지를 사용하고 있는데, 분자량 분포가 너무 넓을 경우 기계적 물성이 저하되고 저분자량 프로필렌으로 인해 발포 특성이 떨어지는 단점이 있게 된다.
한편, 자동차의 내장재 제조시 일반적으로 사용되는 화학발포제를 사용할 경우 내장재의 단면상 발포층이 균일한 장점이 있으나, 내장재의 표면에 인접한 영역에서의 발포에 따라 표면에 불량이 쉽게 발생되는 문제점이 발생된다.
(0001) 대한민국등록특허 제10-1007763호(공고일: 2011.01.14)
본 발명의 목적은, 발포 사출 성형 시 결정성이 없는 고분자량 어택틱 폴리프로필렌이 함유된 폴리올레핀 수지 조성물을 사용하고, 특히 발포제로서 열팽창성 마이크로캡슐을 사용함으로써, 발포 품질이 우수하면서도 충격강도가 매우 우수한 경량화 자동차 내장재를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적은, 금형과 코어를 결합시키는 결합단계; 상기 금형 내부에, 아이소택틱 폴리프로필렌계 수지 5 내지 98 중량%, 어택틱 폴리프로필렌계 수지 1 내지 25 중량%, 무기 필러 1 내지 40 중량% 및 러버 0 내지 30 중량%로 이루어진 수지 조성물에 발포제를 혼합시켜 주입하는 주입단계; 및 상기 금형으로부터 상기 코어를 후퇴시켜 상기 발포제에 의해 상기 수지 조성물이 발포되도록 하는 발포단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 수지 조성물을 이용한 자동차용 내장재 제조방법에 의하여 달성된다.
또한 상기 발포제는 열팽창성 마이크로캡슐로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 주입단계 및 발포단계에서 사출온도는 160~210℃이고, 사출속도는 90~110mm/s로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 수지 조성물에 대한 상기 발포제의 배합비는 5%이고, 상기 발포단계에서 상기 코어는 사출 완료 후 2초 지연 후 상기 금형으로부터 후퇴되거나 사출과 동시에 상기 금형으로부터 후퇴되도록 이루어질 수 있다.
또한 상기 발포단계에서 상기 코어의 이동거리는 1~3mm이고, 속도는 200~400mm/s으로 이루어질 수 있다.
또한 상기 아이소택틱 폴리프로필렌계 수지는 호모-폴리프로필렌(Homo-PP), 프로필렌, 에틸렌, 부틸렌 및 옥텐으로 이루어진 그룹에서 선택된 공단량체가 중합된 랜덤공중합체, 폴리프로필렌에 에틸렌-프로필렌 고무가 블렌딩된 블록공중합체 및 가지화 폴리프로필렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어질 수 있다.
또한 상기 어택틱 폴리프로필렌계 수지는 Mw가 10만 내지 200만g/mol이며, Tm이 없도록 이루어질 수 있다.
그리고 상기 무기 필러는 탈크, 탄산칼슘, 황산칼슘, 산화마그네슘, 칼슘스테아레이트, 월라스토나이트, 마이카, 실리카, 규산칼슘, 나노클레이, 휘스커, 유리섬유, 탄소섬유, 그라파이트, 그라핀, 카본 블랙 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명에 의하면, 발포 사출성형 시 결정성이 없는 고분자량 어택틱 폴리프로필렌이 함유된 폴리올레핀 수지 조성물을 사용함으로써, 발포 품질이 우수하면서도 충격강도가 매우 우수한 경량화 자동차 내장재를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리올레핀 수지 조성물을 이용한 자동차용 내장재 제조순서를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리올레핀 수지 조성물을 이용한 자동차용 내장재 제조방법을 설명하는 도면,
도 3은 본 발명에 따라 제조된 자동차용 내장재 사출 후 광학 현미경으로 촬영한 사진,
도 4는 저분자량 어택틱 폴리프로필렌계 수지를 사용하여 제조된 자동차용 내장재 사출 후 광학 현미경으로 촬영한 사진,
도 5는 본 발명에 따른 폴리올레핀 수지 조성물을 이용한 자동차 내장재의 사출 단면 사진으로서, 사출온도를 각각 달리하여 촬영한 사진이다.
본 발명은 산업통상자원부와 한국산업기술평가관리원의 "지식경제 기술혁신사업 산업융합원천기술개발사업" 지원으로 수행된 연구결과에 의한 것이다.
이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 폴리올레핀 수지 조성물, 이를 사용하는 자동차 내장재 제조방법에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 하나의 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 발명의 권리범위 내에서 구현 예에 대한 다양한 변형이 가능함은 당 업자에게 자명하다.
본 발명에 따른 자동차 내장재 제조방법은 결합단계(S100), 주입단계(S200) 및 발포단계(S300)를 포함하여 이루어진다.
그리고 본 발명에 따른 자동차 내장재 제조방법은, 자동차에 사용되는 내장재 중 내장패널을 제조하기 위한 것이며, 여기서 '내장패널'은 도어 패널, 인스트루먼트패널, 대시보드(크래쉬패드)와 같이 그 자체로 고정된 외형(탄성변형 가능한 형태 포함)을 이룰 수 있는 패널(panel) 형태로 이루어진 부품을 말한다. 다만, '내장패널'은 반드시 편평한 판 형태로 이루어질 필요는 없으며, 전체 또는 일부가 곡면을 형성하거나 꺽인 면 등을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 자동차 내장재 제조방법은 사출성형방법을 이용하며, 이에 따라 사출금형으로서 금형과 코어가 사용된다.
결합단계(S100)에서는 금형(10)과 코어(20)를 결합시키며, 다만 금형 내부에 후술할 수지 조성물이 유입될 수 있도록 캐비티(11)를 형성하는데, 이에 따라 금형(10)과 코어(20) 사이에 공간이 형성된다.
이러한 캐비티(11) 내부에 폴리올레핀 수지 조성물 및 발포제가 혼합된 혼합물(30)을 주입하며, 여기서 폴리올레핀 수지 조성물은 구체적으로 다음과 같이 이루어진다.
먼저, 폴리올레핀 수지 조성물은 아이소택틱 폴리프로필렌계 수지, 어택틱 폴리프로필렌계 수지, 무기필러 및 러버를 혼합하여 이루어지고 이후 용융압출단계를 거칠 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지 조성물은 특히 아이소택틱 폴리프로필렌계 수지 10 내지 98 중량%, 어택틱 폴리프로필렌계 수지 1 내지 20 중량%, 무기 필러 1 내지 40 중량%, 및 러버 0 내지 30 중량%를 혼합하여 제조할 수 있다.
상기 아이소택틱 폴리프로필렌게 수지는 호모-폴리프로필렌(Homo-PP), 프로필렌, 에틸렌, 부틸렌 및 옥텐으로 이루어진 그룹에서 선택된 공단량체가 중합된 랜덤공중합체, 폴리프로필렌에 에틸렌-프로필렌 고무가 블렌딩된 블록공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어질 수 있다.
또한 프로필렌 단독 중합체 또는 프로필렌과 12몰% 이하의 에틸렌 또는 C4 ~ C10 올레핀계 단량체와의 공중합체가 사용될 수 있다. 더욱 바람직하게는 프로필렌과 12몰% 이하의 에틸렌의 공중합체가 사용될 수 있다. 폴리프로필렌 공중합체 내에, 프로필렌 단독 중합체 또는 프로필렌과 12몰% 이하의 에틸렌 또는 C4 ~ C10 올레핀계 단량체와의 공중합체가 사용되는 경우, 강성과 내충격성이 우수한 이점이 있으며, 특히 프로필렌과 10몰%이하의 에틸렌 공중합체를 사용하는 경우 상분리가 적기 때문에 발포특성 개선에 유리하다.
또한 상기 어택틱 폴리프로필렌계 수지는 Mw가 10만 내지 200만g/mol인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 20만 내지 150만g/mol 인 것을 사용할 수 있다. 어택틱 폴리프로필렌계 수지의 Mw가 10 만g/mol 미만이면 충격특성 향상에 문제가 있을 수 있으며, Mw가 200 만g/mol을 초과하면 분자량이 너무 높아 발포 특성 및 가공성을 저하시킬 수도 있다.
또한 상기 무기 필러는 강성 보강을 위해 사용되는 성분으로, 그 구성의 한정이 없이 사용될 수 있다. 바람직하게는 탈크, 탄산칼슘, 황산칼슘, 산화마그네슘, 칼슘스테아레이트, 월라스토나이트, 마이카, 실리카, 규산칼슘, 나노클레이, 휘스커, 유리섬유, 탄소섬유, 그라파이트, 그라핀 및 카본 블랙에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 무기 필러의 사용은 함량 증가에 따라 수지 조성물의 강성 및 경도의 증가가 뚜렷한 것이 바람직하며, 따라서, 더욱 바람직하게는 탈크, 유리섬유등을 이용할 수 있다.
또한, 상기 러버로는 그 구성의 한정은 없으나, 바람직하게는 에틸렌과 C2 ~ C10의 α-올레핀의 공중합체가 사용될 수 있다. 이때, 상기α-올레핀으로 그 구성의 한정은 없으나 예를 들면, 프로필렌, 부텐, 펜텐, 헥센, 프로펜, 옥텐 등이 사용될 수 있다. 열가소성 탄성체 고무는 더욱 바람직하게는 에틸렌-프로필렌 고무(EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM), 에틸렌-부텐 공중합체(EBR) 에틸렌-옥텐 공중합체(EOR), 및 스티렌-부타디엔(SBR)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것이 사용될 수 있다.
또한 이들 중에서, 에틸렌-옥텐 공중합체(EOR)의 경우 장측쇄의 옥텐기에 의해 충격강도 개선효과가 가장 우수하며, 상대적으로 저하되는 강성을 최대한 줄일 수 있어 바람직하게 선택될 수 있다. 또한, 에틸렌-부텐 공중합체로서는 바람직하게는 부텐 CO-Mononer함량이 50% 이상 함유한 것을 사용할 수 있으며, 용융지수가 0.5 ~ 150g/10분(190℃, 2.6kgf)이며, 밀도가 0.868 ~ 0.885g/cc인 에틸렌-부텐 공중합체(EBR)가 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 폴리프로필렌 수지, 금속수산화물, 무기 필러, 러버와 함께, 산화방지제, UV안정제, 난연제, 착색제, 가소제, 열안정제 및 슬립제등의 첨가제 1종 이상을 추가로 첨가할 수 있으며, 상기 첨가제의 사용량은 각각 폴리올레핀 수지 조성물을 제조하는 데 사용 가능한 것으로 알려진 범위 내에서 전체 제조량 및 제조 공정 등을 고려하여 최적 범위로 조절하여 사용할 수 있다. 상기 첨가제는 폴리프로필렌, 무기필러 및 폴리프로필렌계 상용화제를 혼합하는 단계에서 추가로 첨가할 수 있으며, 별도의 추가 단계로 혼련하여 첨가할 수도 있다.
한편, 이러한 혼합 단계를 거쳐 아이소택틱 폴리프로필렌계 수지, 어택틱 폴리프로필렌계 수지, 무기 필러, 러버를 포함하는 혼합물은 이축이상의 압출기의 용융 압출 반응을 통해 폴리올레핀 복합재로 제조될 수 있다.
본 발명에서 상기 용융압출단계는 압출기의 스크류 회전 속도 200 내지 1000 rpm의 조건 하에서 체류시간 5 내지 90 sec으로 수행될 수 있으며, 바람직하게는 스크류 회전 속도 300 내지 800 rpm의 조건 하에서 체류시간 10 내지 60 sec으로 수행될 수 있다.
이때, 압출기 내부에서 수지간 혼련 및 무기 필러 분산에 필요한 전단흐름(Shear flow) 및 신장흐름(Elongational flow)을 효과적으로 유도하기 위해서는 스크류 회전 속도는 300 rpm 이상이 바람직하고, 폴리프로필렌 및 금속수산화물의 열화 방지 측면에서 스크류 회전 속도는 1,000 rpm 이하가 바람직하다.
또한, 아이소택틱 폴리프로필렌계 수지, 어택틱 폴리프로필렌계 수지, 무기필러, 및 러버가 충분히 혼련되기 위해서는 압출기 내부 체류시간은 5 sec 이상이 되어야 하고, 열화 방지 및 생산성 향상을 위해 체류시간은 90 sec 이하가 되어야 한다.
본 발명의 제조되는 폴리올레핀 수지 조성물은 ASTM 평가법 D790에 의한 굴곡탄성율 10,000 kg/㎠ 이상, 바람직하게는 15,000 kg/㎠ 이상이고, ASTM 평가법 D638에 의한 인장강도 100 kg/㎠ 이상, 바람직하게는 200 kg/㎠ 이상이고, ASTM 평가법 D648에 의한 열변형온도 80 ℃ 이상, 바람직하게는 110 ℃ 이상이 될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.
상기와 같은 방법으로 이루어지는 수지 조성물은 발포제와 혼합되어 금형(10)의 캐비티(11) 내부로 주입되며, 다만 캐비티(11) 내부로 주입되기 이전에 수지 조성물이 발포되는 것을 방지할 수 있도록 사출속도 및 압력을 제어한다.(주입단계(S200))
이때 발포제는 열팽창성 마이크로캡슐로 이루어지는 것이 바람직하고, 상술한 수지 조성물에 대한 발포제의 배합비는 5%으로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고 사출온도는 160~210℃이며(특히 190℃로 이루어지는 것이 바람직함), 사출속도는 90~110mm/s로 이루어질 수 있다. 여기서, 사출온도는 사출기의 주입구인 스크류에서 측정한 온도이다.
발포단계(S300)에서는, 금형(10)의 캐비티(11) 내부에 발포제가 혼합된 수지 조성물(30)이 주입된 상태에서, 금형(10)으로부터 코어(20)를 후퇴시키며, 발포제에 의하여 수지 조성물이 발포되도록 한다.
발포단계(S300)에서 코어(20)는 사출 완료 후 2초 지연 후 금형(10)으로부터 후퇴되도록 이루어질 수 있고, 또는 사출과 동시에 금형(10)으로부터 후퇴되도록 이루어질 수 있다.
그리고 발포단계(S300)에서 코어(20)의 이동거리(코어백 거리)는 1~3mm이고, 속도는 200~400mm/s으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
원부재료는 JM-370 (PP, 롯데케미칼), LMW aPP(Mw 30,000g/mol, sigma aldrich), MMW aPP(Mw 350,000g/mol, 롯데케미칼), HMW aPP(Mw 800,000g/mol, 롯데케미칼), KC-400 (d50 8㎛탈크, 코츠), EG-8842(EOR, DOW), H-3510(화학발포제, EIWA), EM-403(열팽창성 마이크로캡슐, SEKISUI),등이 사용되었다.
실시예 1
JM-370/MMW aPP/KC-400/EG-8842 = 70/5/15/10의 중량비로 혼합하고 Twin screw Extruder(screw diameter 30mm, L/D 40)를 이용하여 압출온도 160~200 ℃, 스크류 회전속도 400 rpm의 압출조건으로 폴리올레핀 복합재를 제조한 후 사출 성형기를 이용하여 시편 성형을 하였다. 발포 사출을 위해 H-3510 3phr이 첨가되었으며, 2mm 두께로 사출 후 2mm 형개를 해서 발포 사출 시편을 제작하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에 나타낸 바와 같은 공정 조건에 따라, JM-370/MMW aPP/KC-400/EG-8842 = 65/10/15/10의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 시편 성형을 하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에 나타낸 바와 같은 공정 조건에 따라, JM-370/HMW aPP/KC-400/EG-8842 = 70/5/15/10의 중량비로 혼합하고 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 시편 성형을 하였다.
실시예 4
상기 실시예 1에 나타낸 바와 같은 공정 조건에 따라, JM-370/HMW aPP/KC-400/EG-8842 = 65/10/15/10의 중량비로 혼합하고 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 시편 성형을 하였다.
실시예 5
상기 실시예 1에 나타낸 바와 같은 공정 조건에 따라, JM-370/HMW aPP/KC-400/EG-8842 = 70/5/15/10의 중량비로 혼합하고 발포제로 EM-403을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 시편 성형을 하였다.
실시예 6
상기 실시예 1에 나타낸 바와 같은 공정 조건에 따라, JM-370/HMW aPP/KC-400/EG-8842 = 65/10/15/10의 중량비로 혼합하고 발포제로 EM-403을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 시편 성형을 하였다.
비교예 1
상기 실시 예와 비교평가를 위해, aPP를 첨가하지 않고 JM-370/KC-400/EG-8842 = 75/15/10의 중량비로 혼합한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 시편 성형을 하였다.
비교예 2
상기 실시 예와 비교평가를 위해, aPP를 첨가하지 않고 JM-370/KC-400/EG-8842 = 75/15/10의 중량비로 혼합하였으며, 발포제로 EM-403을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 시편 성형을 하였다.
비교예 3
상기 실시 예와 비교평가를 위해, JM-370/LMW aPP/KC-400/EG-8842 = 70/5/15/10의 중량비로 혼합한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 시편 성형을 하였다.
비교예 4
상기 실시 예와 비교평가를 위해, JM-370/LMW aPP/KC-400/EG-8842 = 65/10/15/10의 중량비로 혼합한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 시편 성형을 하였다.
비교예 5
상기 실시 예와 비교평가를 위해, JM-370/LMW aPP/KC-400/EG-8842 = 70/5/15/10의 중량비로 혼합하였으며, 발포제로 EM-403을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 시편 성형을 하였다.
비교예 6
상기 실시 예와 비교평가를 위해, JM-370/LMW aPP/KC-400/EG-8842 = 65/10/15/10의 중량비로 혼합하였으며, 발포제로 EM-403을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 시편 성형을 하였다.
상기 실시예 1~6 및 비교예 1~6에 따라 제조된 폴리올레핀 수지 조성물에 대한 물성 측정 결과를 하기 표 1 및 표 2에 정리하였다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6

조성





 JM-370 % 70 65 70 65 70 65
LMW aPP % - - - - - -
MMW aPP % 5 10 - - - -
HMW aPP % - - 5 10 5 10
KC-400 % 15 15 15 15 15 15
EG-8842 % 10 10 10 10 10 10
H3510 phr 3 3 3 3 - -
EM-403 phr - - - - 3 3

물성


 인장강도(항복) Kg/㎠ 275 265 155 150 240 235
굴곡탄성률 Kg/㎠ 25,000 23,400 24,600 22,400 23,600 22,100
IZOD충격강도(@23℃) Km·㎝ 20 32 62 85 57 80
열변형온도 ℃ 127 123 117 115 115 117
발포셀 평균직경 ㎛ 65 51 35 30 42 37
구분 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6

조성





 JM-370 % 75 75 70 65 70 65
LMW aPP % - - 5 15 5 15
MMW aPP % - - - - - -
HMW aPP % - - - - - -
KC-400 % 15 15 15 15 15 15
EG-8842 % 10 10 10 10 10 10
H3510 phr 3 - 3 3 - -
EM-403 phr - 3 - - 3 3

물성


 인장강도(항복) Kg/㎠ 285 295 255 255 235 225
굴곡탄성률 Kg/㎠ 25,400 25,000 24,600 25,100 22,600 24,100
IZOD충격강도(@23℃) Km·㎝ 10 8 12 18 11 20
열변형온도 ℃ 130 135 127 117 115 117
발포셀 평균직경 ㎛ 120 115 80 73 91 88
상기 실시예 1~6 및 비교예 1~6 에 따라 제조된 폴리올레핀 수지 조성물에 대하여 다음의 방법으로 물성을 측정하였다.
1) 인장강도(항복): ASTM 평가법 D638에 따라 측정하였다.
2) 굴곡탄성율: ASTM 평가법 D790에 따라 측정하였다.
3) IZOD충격강도: ASTM 평가법 D256에 따라 측정하였다.
4) 열변형온도: ASTM 평가법 D648에 따라 측정하였다.
5) 발포셀 평균 직경: 광학현미경을 이용하여 1x1cm 범위에서 발포셀 평균 직경 측정하였다.
또한, 상기 실시예 4 및 비교예 4에 따라 제조된 폴리올레핀 수지 조성물을 발포 사출 후 광학 현미경으로 촬영한 사진을 각각 도 3 및 도 4로 나타내었다.
상기 표 1 및 표 2에 의하면, 고분자량 어택틱 폴리프로필렌게 수지를 사용한 폴리올레핀 수지 조성물인 실시예 1~6의 경우와 어택틱 폴리프로필렌계 수지를 사용하지 않거나 저분자량 어택틱 폴리프로필렌계 수지를 사용한 비교예 1~6를 비교하여 보았을 때, 실시예 1~6에서 충격강도가 우수하면서도 균일한 발포셀이 형성되었음을 확인하였다. 또한 고분자량 어택틱 폴리프로필렌게 수지를 사용하였을 경우 발포제의 종류에 상관 없이 기계적 물성이 우수하고 발포셀이 균일하게 형성됨을 확인하였다.
한편, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 실시예 4의 폴리올레핀 복합재가 비교예 4에 비해 광학 현미경으로 촬영한 사진에서 발포 사출된 도어트림 내부셀이 작고 균일하게 형성되었음을 알 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 폴리올레핀 수지 조성물을 이용한 자동차용 내장재 제조방법에서, 발포제는 열팽창성 마이크로캡슐을 이용하는 것이 바람직하며, 또한 상술한 주입단계(S200) 및 발포단계(S300)에서 사출온도는 170~200℃로 이루어진다.
도 5는 발포제로서 EM-403을 사용한 경우의 사출 단면 사진이며, 발포제로 EM-403을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 성형을 하였다. 다만 각각의 사출온도를 달리하였으며, 사출온도가 170~200℃인 경우((a)), 200~230℃인 경우((b)) 및 230~260℃인 경우((c))가 나타난다.
도 5에 도시된 바와 같이 주입단계(S200) 및 발포단계(S300)에서 사출온도가 증가할수록 발포층이 얇아지면서 발포셀 크기가 증가하는 것을 확인할 수 있다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
S100 : 결합단계
S200 : 주입단계
S300 : 발포단계

Claims (9)

  1. 금형과 코어를 결합시키는 결합단계;
    상기 금형 내부에, 아이소택틱 폴리프로필렌계 수지 5 내지 97 중량%, 중량평균분자량(Mw)이 10만 내지 200만g/mol인 어택틱 폴리프로필렌계 수지 1 내지 25 중량%, 무기 필러 1 내지 40 중량% 및 에틸렌-옥텐 공중합체(EOR)를 포함하는 러버 1 내지 30 중량%로 이루어진 수지 조성물에 열팽창성 마이크로캡슐인 발포제를 혼합시켜 주입하는 주입단계; 및
    상기 금형으로부터 상기 코어를 후퇴시켜 상기 발포제에 의해 상기 수지 조성물이 발포되도록 하는 발포단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 수지 조성물을 이용한 자동차용 내장재 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주입단계 및 발포단계에서 사출온도는 160~210℃이고, 사출속도는 90~110mm/s 인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 수지 조성물을 이용한 자동차용 내장재 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수지 조성물에 대한 상기 발포제의 배합비는 5 중량% 이하이고,
    상기 발포단계에서 상기 코어는 사출 완료 후 2초 지연 후 상기 금형으로부터 후퇴되거나 사출과 동시에 상기 금형으로부터 후퇴되는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 수지 조성물을 이용한 자동차용 내장재 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발포단계에서 상기 코어의 이동거리는 1~3mm이고, 속도는 200~400mm/s인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 수지 조성물을 이용한 자동차용 내장재 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 아이소택틱 폴리프로필렌계 수지는 호모-폴리프로필렌(Homo-PP), 프로필렌, 에틸렌, 부틸렌 및 옥텐으로 이루어진 그룹에서 선택된 공단량체가 중합된 랜덤공중합체, 폴리프로필렌에 에틸렌-프로필렌 고무가 블렌딩된 블록공중합체 및 가지화 폴리프로필렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 수지 조성물을 이용한 자동차용 내장재 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 무기 필러는 탈크, 탄산칼슘, 황산칼슘, 산화마그네슘, 칼슘스테아레이트, 월라스토나이트, 마이카, 실리카, 규산칼슘, 나노클레이, 휘스커, 유리섬유, 탄소섬유, 그라파이트, 그라핀, 카본 블랙 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 수지 조성물을 이용한 자동차용 내장재 제조방법.
  9. 제1항, 제3항 내지 제6항 및 제8항 중 어느 한 항에 따른 제조방법으로 제조되는 자동차용 내장재.
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