KR101747647B1 - 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물, 그리고 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물, 그리고 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 제 1 실시예에 따라 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물은 폴리프로필렌 수지, 충진재 및 슬립제를 포함하는 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따라 (1) 폴리프로필렌 수지, 충진재, 그리고 슬립제를 미리 설정된 중량으로 계량하는 단계; (2) 충진재 담지를 위해 상기 (1)에서 개량된 슬립제 중 제1함량의 슬립제를 용매에 녹여 용액을 제조한 후 상기 용액에 상기 (1)에서 개량된 충진재를 첨가 후 교반 및 감압하며 세척 및 원심 분리 후 건조하는 단계; (3) 주재 성분인 폴리프로필렌과 상기 (1)에서 개량된 슬립제 중 상기 (2)의 제1함량을 제외한 나머지 양인 제2함량의 슬립제, 및 상기 (2) 단계에서 슬립제 용액에 담지된 충진재를 미리 설정된 가공 온도에서 압출하여 펠릿(pellet)을 제조하는 단계; 및 (4) 펠릿을 사출 성형하여 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물을 얻는 단계;를 포함하는 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물의 제조 방법을 제공한다.
이에 의해, 기존에 사용되는 내스크래치성 복합소재보다 슬립제의 용출 기한이 길어지도록 함으로써, 내스크래치 특성의 발현기한 또한 연장되도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 내스크래치 특성뿐만 아니라, 기계적 강도가 우수한 폴리프로필렌 조성물을 제공할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 인체에 무해한 나노실리카로 종래에 사용되던 인체 유해성 충진재인 탈크 또는 유리섬유를 대체하여, 인체 친화성 복합소재를 이용해 기존에 사용하는 내스크래치성 조성물을 대체하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따라 (1) 폴리프로필렌 수지, 충진재, 그리고 슬립제를 미리 설정된 중량으로 계량하는 단계; (2) 충진재 담지를 위해 상기 (1)에서 개량된 슬립제 중 제1함량의 슬립제를 용매에 녹여 용액을 제조한 후 상기 용액에 상기 (1)에서 개량된 충진재를 첨가 후 교반 및 감압하며 세척 및 원심 분리 후 건조하는 단계; (3) 주재 성분인 폴리프로필렌과 상기 (1)에서 개량된 슬립제 중 상기 (2)의 제1함량을 제외한 나머지 양인 제2함량의 슬립제, 및 상기 (2) 단계에서 슬립제 용액에 담지된 충진재를 미리 설정된 가공 온도에서 압출하여 펠릿(pellet)을 제조하는 단계; 및 (4) 펠릿을 사출 성형하여 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물을 얻는 단계;를 포함하는 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물의 제조 방법을 제공한다.
이에 의해, 기존에 사용되는 내스크래치성 복합소재보다 슬립제의 용출 기한이 길어지도록 함으로써, 내스크래치 특성의 발현기한 또한 연장되도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 내스크래치 특성뿐만 아니라, 기계적 강도가 우수한 폴리프로필렌 조성물을 제공할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 인체에 무해한 나노실리카로 종래에 사용되던 인체 유해성 충진재인 탈크 또는 유리섬유를 대체하여, 인체 친화성 복합소재를 이용해 기존에 사용하는 내스크래치성 조성물을 대체하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 내스크래치 특성의 발현기한이 연장된 탈크-프리 폴리프로필렌 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 폴리프로필렌 수지에 내스크래치성 부여를 위한 지방산 아미드 슬립제(Slip agent)를 미세다공 나노구조체인 나노실리카에 담지 후 도입하여 슬립제 도입농도가 증가된 폴리프로필렌 복합소재를 제공하도록 하기 위한 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물, 그리고 이의 제조방법에 관한 것이다.
고분자 소재는 자동차 산업을 비롯하여 전기전자 산업 등 다양한 첨단 산업 분야에 적용되고 있으며 고분자 소재의 수요 증가는 사용 환경에 따른 요구 물성의 향상을 수반해 왔다.
최근 들어 감성 품질이 중요시됨에 따라 고분자 소재의 표면특성, 즉 표면조도(roughness), 경도(hardness), 마찰(friction), 마모(wear) 및 스크래치(scratch) 특성 등에 관한 연구의 중요성이 인식되고 있다.
이 중에서 잦은 마찰, 마모 및 스크래치는 소재의 변형, 제품의 오작동, 그리고 수명의 단축 등의 기능적, 미학적인 측면에서 문제점을 발생시킬 수 있기 때문에 내스크래치 특성은 간과해서는 안 될 중요한 고분자 물성 중 하나이다.
현재 내스크래치성 폴리프로필렌의 대부분이 자동차용 내장제에 사용되고 있으며 내스크래치 특성의 향상을 위하여 다양한 연구가 진행되어 왔다.
이를 개선하기 위해 폴리프로필렌 복합체를 코어(Core)재로 사용하고, 폴리우레탄 폼이나 PVC, TPE 등을 코팅하는 방법이 적용되었으나 공정 증대에 따라 원가가 상승하고 리사이클링이 불가능하기 때문에 환경오염 문제가 대두된다.
첨가제를 이용하여 내스크래치 특성을 향상시키는 방법으로 다양한 분자구조의 고무를 이용하여 충격 특성과 내스크래치 특성이 동시에 향상되는 연구가 있었고 현재도 진행되고 있다.
그러나 이러한 고무를 이용한 기술의 경우 고무의 특성으로 인해 내 화학성이 부족하여 적용분야가 한정되며 실리콘 계열 컴파운드의 경우 지방산 아미드 계열 첨가제와 비교하여 내스크래치 특성이 즉시 발현되고 내구성이 우수하나 성형시 표면으로 이행이 심해 표면 얼룩 및 가스자국으로 인해 제품 외관이 불량하며 충진재와의 흡착이 발생하여 기계적 물성이 감소하는 문제를 갖고 있다.
한편, 지방산 아미드(fatty acid amide, Fettsaureamid) 계열 첨가제의 경우 가장 일반적인 내스크래치 슬립제로서 비용 대 성능비가 우수하고 필러에 흡착되지 않으나, 시차를 두고 표면석출 되면서 내스크래치성이 발현되는 메커니즘으로 인해 첨가제의 용출되는 기한까지만 내스크래치 특성이 발현되는 문제를 갖고 있다. 이러한 발현기한의 연장을 위해 첨가제를 과량으로 투입할 경우 용출로 인해 표면의 결로현상 등이 발생하여 제품 외관이 불량하며 최대 투입량은 2 중량%로 알려져 있는 한계점이 있다.
또한, 플라스틱은 사용되는 용도에 따라 기계적 물성, 중량감소 등의 특성들이 요구되었으며 물성의 향상을 위해 주로 필러(filler)를 첨가한 플라스틱 조성물들이 사용되어 왔다. 이러한 필러는 용도에 따라 유리섬유, 탄소섬유 등을 사용하며 그중 무기계 광물소재인 탈크가 가장 많이 사용되고 있다. 그러나 탈크는 채석 및 가공과정에서 1급 발암물질인 석면이 발생할 수 있으며 이로 인한 다양한 문제점이 보고되고 있다. 현재 플라스틱의 강도 보강용 필러에 대한 다양한 연구가 진행되고 있으며 글라스버블 등의 다양한 대체제가 개발되고 있다.
이에 따라 해당 기술분야에 있어서는 내스크래치성 발현을 위한 지방산 아미드 슬립제를 미세다공 나노구조체인 나노실리카에 담지 후 도입하여 슬립제 도입농도를 향상시킴으로써 인체에 유해한 탈크의 사용없이 내스크래치 특성의 발현기한이 향상된 고강도 폴리프로필렌 조성물을 제조하기 위한 기술개발이 요구되고 있다.
이와 관련하여 종래의 기술들을 살펴보도록 한다. 종래의 기술 1에 해당하는 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1445089호 "착색성, 내충격성 및 내스크래치성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물(Polycarbonate resin composition with excellent colorability, impact resistance and scratch resistance)"은 (A) 폴리카보네이트 수지; (B) 변성 아크릴계 공중합체; 및 (C) 투명 고무변성 방향족 비닐계 공중합체를 포함하며, 착색성, 내충격성 및 내스크래치성이 모두 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공함에 있다.
종래의 기술 2에 해당하는 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1066586호 "내스크래치성 및 난연성이 우수한 수지 조성물 및 그 제조방법(Resin composition with an anti-scratch and flame retardant properties)"은 폴리카보네이트, 비닐시안계화합물-방향족비닐화합물 공중합체 및 부타디엔계 고무에 메타아크릴산에스테르 또는 알킬메타아크릴산 에스테르, 방향족비닐화합물, 및 비닐시안계화합물이 중합된 그라프트 공중합체로 이루어진 내스크러치성 및 난연성이 우수한 수지 조성물에 관한 것으로, 종래의 기술 2에 의한 내스크래치 난연수지는 내스크래치성이 우수하면서 난연제 및 난연보조제 사용에 의한 우수한 난연성능을 나타낸다.
종래의 기술 3에 해당하는 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1111104호 "투명성, 난연성 및 내스크래치성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물(Polycarbonate resin composition having good clarity, flame retardancy and scratch resistance)"은 (A) 폴리카보네이트 수지 65~99 중량% 및 (B) 중량 평균 분자량이 5,000~30,000 g/mol인 (메타)아크릴산 에스테르계 중합체 1~35 중량%로 이루어지는 기초수지 100 중량부 및 (C) 난연제 1~50 중량부를 포함함으로써, 투명성 및 난연성이 뛰어날 뿐만 아니라, 내스크래치성 및 유동성이 우수한 성능을 나타낸다.
그러나 종래의 기술 1 내지 종래의 기술 3에서는 공통적으로 주재 성분으로 폴리카보네이트 수지 외의 적어도 하나의 중합체, 그 밖의 첨가제로 난연제 등을 사용한다는 근본적인 차이점이 있으며, 내스크래치 특성, 그 밖의 물리적 특성을 제공하지만, 내스크래치 특성에 대한 발현기한을 연장시키는 효과를 제공하지 못하는 한계점이 있다.
또한, 종래의 기술 4에 해당하는 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-0639043호 "가교형 유기 마이크로 입자를 이용한 저광택, 내스크래치성 폴리카보네이트계 얼로이 열가소성 수지 조성물(Thermoplastic polycarbonate alloy with low gloss and resistant scratch using cross-linked organic micro-particles)"은 저광택, 내스크래치성 폴리카보네이트계 얼로이 열가소성 수지 조성물은 (A) 열가소성 폴리카보네이트 수지 40~95 중량부, (B) 스티렌과 아크릴로니트릴과의 혼합물과 같은 단량체 혼합물을 고무복합체에 그라프트 중합하여 얻은 고무 변성 그라프트 공중합체 1~50 중량부, (C) 스티렌과 아크릴로니트릴과 같은 단량체를 공중합하여 얻은 비닐계 공중합체 또는 공중합체의 혼합물 1~50 중량부, 및 (D) 가교형 유기 마이크로 입자 1~50 중량부로 이루어짐으로써, 가교형 유기 마이크로 입자를 사용하여 충격강도를 저하시키지 않고 저광택, 내스크래치성을 나타내는 폴리카보네이트계 얼로이 열가소성 수지 조성물을 제공하는 특성을 제공한다.
그러나 종래의 기술 4는 종래의 기술 1 내지 종래의 기술 3과 동일하게 공통적으로 주재 성분으로 폴리카보네이트 수지 외의 적어도 하나의 중합체 등을 사용한다는 근본적인 차이점이 있으며, 마이크로 입자를 사용하여 충격강도와 같은 물리적 특성을 향상시키는 점에서는 우수한 효과가 있으나, 내스크래치 슬립제로써 비용 대 성능비가 우수하면서도 첨가제의 발현기한의 연장을 위한 기술은 제공하지 못하는 한계점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기존에 사용되는 내스크래치성 복합소재보다 슬립제의 용출 기한이 길어짐으로써, 내스크래치 특성의 발현기한 또한 연장되고 인체 유해성 충진재인 탈크 또는 유리섬유를 인체에 무해한 나노 실리카로 대체가 가능하도록 하기 위한 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물, 그리고 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 내스크래치 특성뿐만 아니라, 기계적 강도가 우수한 폴리프로필렌 조성물을 제공하도록 하기 위한 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물, 그리고 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 기존에 사용하는 내스크래치성 조성물을 대체할 수 있는 인체 친화성 복합소재를 제공하도록 하기 위한 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물, 그리고 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물은 폴리프로필렌 수지, 충진재 및 슬립제를 포함한다.
이때, 충진재는 다공성 나노실리카이며, 슬립제는 에루카아미드(erucamide) 및 올레아미드(oleamide) 중 선택된 하나일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 폴리프로필렌 조성물의 중량은 폴리프로필렌 수지가 60 내지 90중량%; 충진재 5 내지 30중량%; 및 슬립제 1 내지 10중량%;로 이루어지는 것일 수 있다.
또한, 상기 폴리프로필렌 수지는 고결정성 호모 폴리프로필렌 수지일 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물 제조방법은
(1) 폴리프로필렌 수지, 충진재, 그리고 슬립제를 미리 설정된 중량으로 계량하는 단계;
(2) 충진재 담지를 위해 상기 (1)에서 개량된 슬립제 중 제1함량의 슬립제를 용매에 녹여 용액을 제조한 후 상기 용액에 상기 (1)에서 개량된 충진재를 첨가 후 교반 및 감압하며 세척 및 원심 분리 후 건조하는 단계;
(3) 주재 성분인 폴리프로필렌과 상기 (1)에서 개량된 슬립제 중 상기 (2)의 제1함량을 제외한 나머지 양인 제2함량의 슬립제, 및 상기 (2) 단계에서 슬립제 용액에 담지된 충진재를 미리 설정된 가공 온도에서 압출하여 펠릿(pellet)을 제조하는 단계; 및
(4) 펠릿을 사출 성형하여 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물을 얻는 단계;를 포함한다.
이때, 상기 (1) 단계의 충진재는 다공성 나노실리카이고, 슬립제는 에루카아미드(erucamide) 및 올레아미드(oleamide) 중 선택된 하나일 수 있다.
또한, 상기 (1) 단계의 계량시 폴리프로필렌 수지 60 내지 90중량%; 충진재 5 내지 30중량%; 및 슬립제 1 내지 10중량%;로 계량하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 슬립제의 제1함량은 전체 슬립제 함량 중 10 내지 72 중량%이고, 상기 제2함량은 나머지 잔량인 것이 바람직하다.
또한, 상기 (3) 단계의 미리 설정된 가공 온도는 220~250℃이며, 가공 시간은 1~7분 동안 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물, 그리고 이의 제조방법은, 기존에 사용되는 내스크래치성 복합소재보다 슬립제의 용출 기한이 길어지도록 함으로써, 내스크래치 특성의 발현기한 또한 연장되도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물, 그리고 이의 제조방법은, 내스크래치 특성뿐만 아니라, 기계적 강도가 우수한 폴리프로필렌 조성물을 제공할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물, 그리고 이의 제조방법은, 인체에 무해한 나노실리카로 종래에 사용되던 인체 유해성 충진재인 탈크 또는 유리섬유를 대체하여, 인체 친화성 복합소재를 이용해 기존에 사용하는 내스크래치성 조성물을 대체하는 효과를 제공한다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물은 폴리프로필렌 수지, 충진재로 다공성 나노실리카, 그리고 슬립제로 에루카아미드(erucamide), 또는 올레아미드(oleamide)를 포함하여 구성된다.
이때 내스크래치 특성의 발현기한이 향상된 인체 친화성 폴리프로필렌 조성물을 제공하기 위해 상기 각각의 함량은 폴리프로필렌 수지 60 내지 90중량%, 다공성 나노실리카 5 내지 30중량%, 그리고 에루카아미드(erucamide) 또는 올레아미드(oleamide) 1 내지 10중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 상기 폴리프로필렌 수지는 결정성이 높은 호모 폴리프로필렌을 기본으로 하며, 유동특성 향상을 위해 베이스인 고결정성 호모 폴리프로필렌을 개시제를 통해 유동변환(Controlled Rheology)한 '호모 폴리프로필렌'을 사용할 수 있다.
즉, 본 발명의 주재 성분인 폴리프로필렌 수지는 40~50 g/10min의 용융지수를 가지는 사출용 고결정성 수지일 수 있다. 이를 위해 고결정성의 폴리프로필렌 수지로 아이소택틱(isotactic) 지수가 높은 폴리프로필렌 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 이 중에서도, 고결정성 호모 폴리프로필렌 수지가 가장 바람직하다.
폴리프로필렌 수지는 전체 중량 중 60 내지 90중량%를, 더욱 바람직하게는 70 내지 80중량%를 사용하는 것이 좋다. 이때 60중량% 미만으로 사용하면 내충격성이 취약할 수 있고, 90중량%를 초과하면 충진재의 부족으로 인한 기계적 물성이 저하되는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
또한, 상기 슬립제는 제조되는 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물 끈끈한(sticky) 현상을 감소시키고, 미끄러움을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로, 지방산 아마이드계 슬립제를 사용하는 것이 바람직하다. 즉 상기 지방산 아마이드계 슬립제는 지방산으로부터 합성된 아마이드 계열의 높은 융점을 갖고, 하이드록실(hydroxyl) 그룹이 아미노(amino) 구조로 치환되어 중성적 구조를 가지고 있는 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.
이 중 본 발명에서는 아마이드계 슬립제로 에루카아미드(erucamide) 및 올레아미드(oleamide)를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서 슬립제로 에루카아미드(erucamide) 및 올레아미드(oleamide)는 비드의 평균 입경이 0.5 내지 1mm, 바람직하게는 0.6 내지 0.8mm이고, 파우더의 평균 입경은 0.01 내지 0.07mm, 바람직하게는 0.02 내지 0.05mm인 것을 사용하는 것이 후술하는 충진재로 다공성 나노실리카로의 담지시 흡수율 측면에서 최적의 효과를 내는데 바람직하다.
에루카아미드(erucamide)와 올레아미드(oleamide) 각각은 상기 전체 중량 중 1 내지 10중량%, 더욱 바람직하게는 2 내지 7중량%를 사용하는 것이 좋으며, 그 사용량은 용출거동을 고려하여 상대적으로 결정되며, 발현 특성의 연장을 위해 다공성 나노실리카에 담지된 10 내지 72중량%와 초기 내스크래치 발현을 위해 수지에 직접 첨가된 나머지 잔량의 합으로 계산한다.
다공성 나노실리카에 담지된 슬립제 함량이 10중량% 미만일 경우에는 필름의 내스크래치 특성이 저하될 수 있고, 72중량%를 초과할 경우에는 슬립성이 과도해지며, 다공성 나노실리카로의 도입 농도 효율이 낮아질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 사용된 다공성 나노실리카는 평균 입경 3㎛, 포어 사이즈(pore size) 40 내지 50㎚를 가지며 유분 흡수율 100~200 ㎖/100g의 백색 분말형 타입을 사용하였다.
슬립제의 담지를 위해 용매에 고농도로 용해된 슬립제 용액에 충전재를 첨가 후 교반 및 감압하며 세척 및 원심 분리 후 건조한다.
폴리프로필렌과 초기 내스크래치 특성 발현을 위해 직접 투입되는 슬립제, 슬립제가 담지된 나노실리카를 미리 설정된 가공온도(예: 220 내지 250℃)에서 압출하여 펠릿을 제조한 후 사출 성형하여 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물을 얻을 수 있다.
이후에 폴리프로필렌 조성물 중 이물질 및 과대 크기의 입자를 제거하여 균일 제품을 선별하는 단계, 제품 저장 호퍼에 제품을 저장하고 포장하는 것도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
[실시예]
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명에 따른 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물, 그리고 이의 제조방법에 관하여 더욱 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
내스크래치성 폴리프로필렌 조성물은 하기 [표 1]과 같은 실시예 및 압출/성형조건으로 제조될 수 있다. [표 1]의 조성으로 압출기에 투입하고 [표 1]의 스크류 챔버온도에서 용융 압출되어 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물 펠릿을 제조하였다.
상기의 방법으로 제조 된 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물의 각종 물성 측정을 위해 용융성형기를 이용하여 [표 1]의 조건으로 판재 및 아령모양으로 제조되었다.
| 구분 | 항목 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2 | |
| 조성물 (중량%) |
폴리프로필렌 | 76 | 76 | 73 | 78 | 78 | |
| 나노실리카 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | ||
| erucamide |
직접 투입 | 2 | - | - | 2 | - | |
| 나노실리카 담지 투입 | 2 | - | - | - | - | ||
| oleamide |
직접 투입 | - | 2 | 2 | - | 2 | |
| 나노실리카 담지 투입 | - | 2 | 5 | - | - | ||
| 압출조건 | 챔버온도 [℃] | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | |
| 가공시간 [min.] | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | ||
| 스크류 속도 [rpm] | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | ||
| 성형조건 | 성형온도 [℃] | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | |
| 성형시간 [min.] | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | ||
[
실시예
1]
슬립제로
에루카아미드(erucamide)를
직접 투입 및
나노실리카
담지 투입한
내스크래치성
폴리프로필렌 조성물
주재성분인 폴리프로필렌 수지 76중량% 그리고 슬립제로 에루카아미드(erucamide)의 직접 2 중량%, 그리고 슬립제 2 중량%가 담지된 다공성 나노실리카 20중량%를 압출 조건으로 챔버온도 230℃, 가공시간 5분, 스크류 속도 60RPM으로 압출하여 펠릿을 제조한 후, 성형온도 230℃, 성형시간 5분으로 사출 성형하여 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물을 아령모양의 판재로 제조하였다.
[
실시예
2]
슬립제로
올레아미드(oleamide)를
직접 투입 및
나노실리카
담지 투입한
내스크래치성
폴리프로필렌 조성물
주재성분인 폴리프로필렌 수지 76중량% 그리고 슬립제로 올레아미드(oleamide)의 직접 2 중량%, 그리고 슬립제 2 중량%가 담지된 다공성 나노실리카 20중량%를 실시예 1과 동일한 압출 조건 및 성형 조건으로 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물을 아령모양의 판재로 제조하였다.
[
실시예
3]
슬립제로
올레아미드(oleamide)를
직접 투입 및
나노실리카
담지 투입한
내스크래치성
폴리프로필렌 조성물
주재성분인 폴리프로필렌 수지 76중량% 그리고 슬립제로 올레아미드(oleamide)의 직접 2 중량%, 그리고 슬립제 5중량%가 담지된 다공성 나노실리카 20중량%를 실시예 1과 동일한 압출 조건 및 성형 조건으로 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물을 아령모양의 판재로 제조하였다.
[
비교예
1]
일반적으로 사용되는 지방산 아미드계 슬립제인 에루카아미드(erucamide)를 나노구조체 담지 없이 일반적인 생산공정과 동일한 충진재 20중량%, 슬립제인 에루카아미드(erucamide) 2 중량%를 각각 주재성분인 폴리프로필렌 수지 76중량%과 함께 투입하여, 각종 물성 측정을 위해 압출 성형기를 이용하여 [표 1]의 성형 조건인 실시예 1 내지 실시예 3과 동일한 압출 조건 및 성형 조건으로 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물을 아령모양의 판재로 제조하였다.
[
비교예
2]
일반적으로 사용되는 지방산 아미드계 슬립제인 올레아미드(oleamide)를 나노구조체 담지 없이 일반적인 생산공정과 동일한 충진재 20중량%, 슬립제인 올레아미드(oleamide) 2중량%를 각각 주재성분인 폴리프로필렌 수지 76중량%과 함께 투입하여, 각종 물성 측정을 위해 압출 성형기를 이용하여 [표 1]의 성형 조건인 실시예 1 내지 실시예 3과 동일한 압출 조건 및 성형 조건으로 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물을 아령모양의 판재로 제조하였다.
시험예
1.
내스크래치성
평가
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조한 내스크래치성 조성물을 하기의 방법을 이용하여 내스크래치성를 측정하였다. 시험규격은 KS M 3099에 의거하여 측정하였으며 직경 0.5mm의 구형 팁을 사용하여 100mm/min의 속도로 측정 하여 스크래치가 발생하는 하중을 측정하였으며 5회 측정 후 평균값을 구하였다.
시험 결과 [표 2]와 같이 본 발명의 조성물 제품이 비교 시제품(비교예 1 및 비교예 2)보다 스크래치가 발생하는 하중이 월등히 높아 우수하다는 효과가 있음을 하기의 [표 2]와 같이 입증하였다.
| 구분 | 스크래치 발생 하중 |
| 비교예 1 | 503g의 하중 |
| 비교예 2 | 505g의 하중 |
| 실시예 1 | 706g의 하중 |
| 실시예 2 | 713g의 하중 |
| 실시예 3 | 734g의 하중 |
시험예
2. 무게 변화 측정 평가
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조한 내스크래치 폴리프로필렌 조성물의 내스크래치 발현기간 확인을 위해 슬립제의 용출성을 가혹화 조건에서 측정하였다. 가로 2cm, 세로 5cm, 두께 1mm의 판재형 시편을 무게 측정 후 온도 70℃, 습도 50%의 항온항습 챔버에서 24시간 간격으로 회수하여 표면 세척 후, 건조하여 시편의 무게변화를 측정하였다. 시험 결과 [표 3]과 같이 본 발명의 조성물 제품이 비교 시제품(비교예 1 및 비교예 2)보다 무게변화가 상대적으로 적어서 우수하다는 효과가 있음을 하기의 [표 3]과 같이 입증하였다.
즉 하기의 [표 3]은 24시간 간격으로 한달 동안의 무게의 감소량에 대해서 백분율로 계산하여 계산된 백분율을 평균한 값을 나타낸다.
| 구분 | 무게 변화량 |
| 비교예 1 | -2.54% |
| 비교예 2 | -2.48% |
| 실시예 1 | -1.21% |
| 실시예 2 | -1.18% |
| 실시예 3 | -1.03% |
시험예
3. 물성 측정 평가
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조한 내스크래치 폴리프로필렌 조성물을 하기의 방법을 이용하여 물성을 측정하였다. 이때 인장시험은 ASTM D 638에 따라 만능시험기를 이용하여 상온에서 인장강도, 신율 및 탄성계수의 값을 측정하였다. 시험 결과 [표 4]와 같이 본 발명의 조성물 제품이 비교 시제품(비교예 1 및 비교예 2)보다 인장강도, 신율, 탄성계수가 우수하다는 효과가 있음을 하기의 [표 4]와 같이 입증하였다.
| 구분 | 인장강도 (tensile strength) |
신율 (elongation) |
탄성계수 (modulus of elasticity) |
| 비교예 1 | 35(N/mm2) | min. 5% | 32GPa |
| 비교예 2 | 34(N/mm2) | min. 7% | 31GPa |
| 실시예 1 | 42(N/mm2) | min. 13% | 36GPa |
| 실시예 2 | 45(N/mm2) | min. 12% | 35GPa |
| 실시예 3 | 49(N/mm2) | min. 17% | 37GPa |
한편, 본 발명에서 사용되는 폴리프로필렌 수지는, 호모폴리프로필렌 및 탄산칼슘이 혼합된 폴리올레핀 캐리어 수지를 블렌딩하여 용융방사하여 사용할 수 있다. 여기서 용융방사시 혼합용융되는 물질은 호모폴리프로필렌 78 내지 85 중량% 및 탄산칼슘이 혼합된 폴리올레핀 캐리어 수지 15 내지 22 중량%가 블렌딩된다. 이와 같은 범위내에서 제조될 경우 방사성에 유리하고 높은 열전도성으로 인한 열손실 감소 및 강도가 향상된다.
여기서, 폴리올레핀은 올레핀 단량체로부터 제조된 1군의 고분자이며, 그 예로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리이소프렌을 포함한다. 탄산칼슘이 혼합된 폴리올레핀캐리어 수지를 호모폴리프로필렌과 함께 용융한다.
이상과 같이, 본 명세서에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
Claims (5)
- (1) 폴리프로필렌 수지, 충진재, 그리고 슬립제를 미리 설정된 중량으로 계량하는 단계;
(2) 충진재 담지를 위해 상기 (1)에서 계량된 슬립제 중 제1함량의 슬립제를 용매에 녹여 용액을 제조한 후 상기 용액에 상기 (1)에서 계량된 충진재를 첨가 후 교반 및 감압하며 세척 및 원심 분리 후 건조하는 단계;
(3) 주재 성분인 폴리프로필렌과 상기 (1)에서 계량된 슬립제 중 상기 (2)의 제1함량을 제외한 나머지 양인 제2함량의 슬립제, 및 상기 (2) 단계에서 슬립제 용액에 담지된 충진재를 미리 설정된 가공 온도에서 압출하여 펠릿(pellet)을 제조하는 단계; 및
(4) 펠릿을 사출 성형하여 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물을 얻는 단계;를 포함하는 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물의 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 (1) 단계의 충진재는 다공성 나노실리카이고, 슬립제는 에루카아미드(erucamide) 및 올레아미드(oleamide) 중 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 (1) 단계의 계량시 폴리프로필렌 수지 60 내지 90중량%; 충진재 5 내지 30중량%; 및 슬립제 1 내지 10중량%;로 계량하는 것을 특징으로 하는 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 슬립제의 제1함량은 전체 슬립제 함량 중 10 내지 72 중량%이고, 상기 제2함량은 나머지 잔량인 것을 특징으로 하는 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 (3) 단계의 미리 설정된 가공 온도는 220~250℃이며, 가공 시간은 1~7분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물 제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160119806A KR101747647B1 (ko) | 2016-09-20 | 2016-09-20 | 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물, 그리고 이의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160119806A KR101747647B1 (ko) | 2016-09-20 | 2016-09-20 | 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물, 그리고 이의 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101747647B1 true KR101747647B1 (ko) | 2017-06-27 |
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| KR1020160119806A KR101747647B1 (ko) | 2016-09-20 | 2016-09-20 | 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물, 그리고 이의 제조방법 |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR101747647B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102187020B1 (ko) * | 2020-05-27 | 2020-12-04 | 김미영 | 무광층용 조성물 및 그를 이용한 무광필름 제조방법 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100639043B1 (ko) | 2005-11-02 | 2006-10-31 | 제일모직주식회사 | 가교형 유기 마이크로 입자를 이용한 저광택, 내스크래치성폴리카보네이트계 얼로이 열가소성 수지 조성물 |
| KR101066586B1 (ko) | 2008-07-25 | 2011-09-21 | 금호석유화학 주식회사 | 내스크래치성 및 난연성이 우수한 수지 조성물 및 그제조방법 |
| KR101111104B1 (ko) | 2008-12-26 | 2012-02-13 | 제일모직주식회사 | 투명성, 난연성 및 내스크래치성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물 |
| KR101445089B1 (ko) | 2012-01-27 | 2014-09-29 | 제일모직주식회사 | 착색성, 내충격성 및 내스크래치성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물 |
| KR101519746B1 (ko) | 2013-12-06 | 2015-05-12 | 현대자동차주식회사 | 폴리프로필렌-케나프 복합소재 |
-
2016
- 2016-09-20 KR KR1020160119806A patent/KR101747647B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100639043B1 (ko) | 2005-11-02 | 2006-10-31 | 제일모직주식회사 | 가교형 유기 마이크로 입자를 이용한 저광택, 내스크래치성폴리카보네이트계 얼로이 열가소성 수지 조성물 |
| KR101066586B1 (ko) | 2008-07-25 | 2011-09-21 | 금호석유화학 주식회사 | 내스크래치성 및 난연성이 우수한 수지 조성물 및 그제조방법 |
| KR101111104B1 (ko) | 2008-12-26 | 2012-02-13 | 제일모직주식회사 | 투명성, 난연성 및 내스크래치성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물 |
| KR101445089B1 (ko) | 2012-01-27 | 2014-09-29 | 제일모직주식회사 | 착색성, 내충격성 및 내스크래치성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물 |
| KR101519746B1 (ko) | 2013-12-06 | 2015-05-12 | 현대자동차주식회사 | 폴리프로필렌-케나프 복합소재 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102187020B1 (ko) * | 2020-05-27 | 2020-12-04 | 김미영 | 무광층용 조성물 및 그를 이용한 무광필름 제조방법 |
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