KR102167681B1 - Polypropylene compound comprising phase change material and part for vehicle using the same - Google Patents

Polypropylene compound comprising phase change material and part for vehicle using the same Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측에 따르는 상전이물질을 포함하는 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드는, 폴리프로필렌계 수지를 포함하는 고분자 매트릭스; 및 상기 고분자 매트릭스에 분산 형성된 상전이물질 함침 입자; 를 포함하고, 상기 상전이물질 함침 입자는, 유기성 상전이물질(PCM, Phase Change Material)을 포함하는 코어 및, 상기 코어 표면에 형성되고 분자량 (g/mol)이 1,000,000 내지 5,000,000인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)을 포함하는 다공성 쉘을 포함하는 것이다. A modified polypropylene-based compound comprising a phase change material according to an aspect of the present invention includes a polymer matrix including a polypropylene-based resin; And phase change material impregnated particles dispersed in the polymer matrix. Including, the phase change material impregnated particles, a core including an organic phase change material (PCM, Phase Change Material), and ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) formed on the surface of the core and having a molecular weight (g/mol) of 1,000,000 to 5,000,000 It is to include a porous shell containing.

Description

상전이물질을 포함하는 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드 및 그를 이용한 차량용 부품{POLYPROPYLENE COMPOUND COMPRISING PHASE CHANGE MATERIAL AND PART FOR VEHICLE USING THE SAME}Modified polypropylene compound containing phase change material and vehicle parts using the same {POLYPROPYLENE COMPOUND COMPRISING PHASE CHANGE MATERIAL AND PART FOR VEHICLE USING THE SAME}

본 발명은 공기의 이송 통로 역할을 수행할 수 있는 차량용 부품, 특히 차량용 에어덕트에 적용이 가능한 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드 및 그 제조방법과 그를 이용한 차량용 부품에 대한 기술이다.The present invention relates to a vehicle component that can serve as a conveying passage for air, in particular, a modified polypropylene compound applicable to a vehicle air duct, a manufacturing method thereof, and a vehicle component using the same.

자동차의 공조장치는 통상적으로 엔진의 동력을 전달받아 구동되는 압축기에 의하여 압축된 냉매가 응축기로 유입되고, 냉각팬의 강제송풍에 의하여 열교환되어 응축된 다음 리시버 드라이어, 팽창팰브 및 증발기를 차례로 거쳐 다시 압축기로 유입되는 과정에서 블로어 유니트의 송풍팬에 의하여 송풍되는 공기가 증발기를 거치는 냉매와 열교환되어 냉기 상태로 실내로 유입됨으로써 자동차의 실내를 냉방하는 장치와; 엔진의 냉각수가 히터코어를 거쳐 엔진으로 복귀하는 과정에서 송풍팬에 의하여 송풍되는 공기가 히터코어를 거치는 냉각수와 열교환되어 온기 상태로 실내로 유입됨으로써 자동차의 실내를 난방하는 난방장치를 포함한다.In the air conditioning system of an automobile, the refrigerant compressed by the compressor driven by receiving the power of the engine is usually introduced into the condenser, heat-exchanged and condensed by forced air from the cooling fan, and then again through the receiver dryer, the expansion valve, and the evaporator. A device for cooling the interior of the vehicle by heat exchange with the refrigerant passing through the evaporator and flowing into the interior in a state of cool air while being introduced into the compressor by the blowing fan of the blower unit; In the process of returning the coolant of the engine to the engine through the heater core, the air blown by the blowing fan is exchanged with the coolant passing through the heater core and flows into the interior in a warm state, thereby heating the interior of the vehicle.

즉, 자동차에 탑재된 공조장치(Air Conditioning System)는 여러 가지 기후나 주행조건에서도 차실내에 탑승한 승객에게 쾌적한 환경을 만들어 주는 것이 주된 기능이다.In other words, the main function of the air conditioning system installed in automobiles is to create a comfortable environment for passengers in the cabin even in various climates and driving conditions.

자동차의 공조장치에 있어서, 송풍되는 공기는 공기의 이송 통로가 되는 에어 덕트를 따라 이동되고. 이 에어 덕트의 일단에 연결된 에어 벤트를 통해 자동차 실내로 송풍된다.In an air conditioner of an automobile, the air to be blown is moved along an air duct serving as a passage for air. It is blown into the car interior through an air vent connected to one end of this air duct.

이와 같은 에어덕트는 그간 폴리프로필렌계 또는 폴리에틸렌계 소재를 이용하여 제조되곤 하였는데, 사용되는 재료의 낮은 단열 성능으로 인하여, 냉/온 공기의 이송 및 이송의 차단 시 온도차에 의한 이슬이 형성(결로)되는 현상이 발생하였다. 이로 인해 곰팡이, 세균이 번식하였고 이로 인하여 오염된 공기가 실내로 유입되는 등의 문제가 발생하기도 하였다. Such air ducts have been manufactured using polypropylene-based or polyethylene-based materials, but due to the low insulation performance of the materials used, dew is formed (condensation) due to temperature difference when transporting and blocking the transport of cold/hot air. There was a phenomenon. As a result, mold and bacteria grew, and contaminated air was introduced into the room.

이와 같은 오염된 공기의 유발로 인하여 실내 차량 이용자들은 에어컨 등의 가동 초기에 창문을 열어 환기를 시키거나 방향제를 구입하여 이용하는 경우가 많았다. 또한, 이러한 문제는 나아가 호흡기 질환을 야기시키기도 하여 문제가 되어 왔다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 일부에서는 공기청정기 등의 부가 장치를 도입하는 시도도 있어왔으나 이는 추가적인 장치의 도입과 비용의 증가를 불러오는 문제가 있었다.Due to the induction of such polluted air, indoor vehicle users often open a window to ventilate the air conditioner or the like at the beginning of operation or purchase and use an air freshener. In addition, this problem has also been a problem because it also causes respiratory diseases. In order to solve such a problem, some attempts have been made to introduce additional devices such as air purifiers, but this has a problem that introduces additional devices and increases cost.

이 문제와 관련하여 산업 현장을 중심으로 차량용 부품의 소재를 개량함으로써 근본적인 접근을 통해 해결하고자 하는 요구가 있었다. In relation to this problem, there has been a demand to solve this problem through a fundamental approach by improving the material of vehicle parts centering on industrial sites.

본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해소하고 폴리프로필렌계 소재의 장점을 유지하면서 주위 환경의 열 변화가 그대로 전달되지 않도록 하는 개질된 폴리프로필렌과 그 제조방법을 제공하기 위함이다.It is an object of the present invention to solve the above-described problems and to provide a modified polypropylene and a method for manufacturing the same, which prevents heat changes in the surrounding environment from being transmitted as it is while maintaining the advantages of a polypropylene-based material.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 개질된 폴리프로필렌을 컴파운딩 하는 과정을 포함하여 제조된 차량용 부품을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a vehicle component manufactured including the process of compounding the modified polypropylene.

본 발명의 일 측에 따르는 상전이물질을 포함하는 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드는, 폴리프로필렌계 수지를 포함하는 고분자 매트릭스; 및 상기 고분자 매트릭스에 분산 형성된 상전이물질 함침 입자; 를 포함하고, 상기 상전이물질 함침 입자는, 분자량 (g/mol)이 1,000,000 내지 5,000,000인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 다공성 입자에 유기성 상전이물질(PCM, Phase Change Material)이 함침된 것이다.A modified polypropylene-based compound comprising a phase change material according to an aspect of the present invention includes a polymer matrix including a polypropylene-based resin; And phase change material impregnated particles dispersed in the polymer matrix. Including, the phase change material impregnated particles, a molecular weight (g / mol) of 1,000,000 to 5,000,000 ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) porous particles are impregnated with an organic phase change material (PCM, Phase Change Material).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상전이물질 함침 입자는, 상기 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드의 1 중량% 내지 30 중량% 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the phase change material-impregnated particles may be 1% to 30% by weight of the modified polypropylene-based compound.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유기성 상전이물질은, DMP(Dimethyl Propanediol) 및 HMP(Hexamethyl Propanediol)을 포함하는 다가 알코올; PET(Polyethylene terephthalate)-PEG(Polyethylene glycol) 공중합체; PEG(Polyethylene glycol)계 고분자; PTMG(polytetramethyl glycol)계 고분자; 및 탄소 수 16 내지 21의 선형 체인 탄화수소; 파라핀(paraffin)계, 알코올(alcohol)계, 페놀(phenol)계, 알데하이드(aldehyde)계, 케톤(ketone)계, 에테르(ether)계 작용기를 포함하는 탄화수소; 탄소 수가 10 내지 50 인 포화 또는 불포화 지방산; 및 탄소 수(n)가 10 내지 50 인 알케인(alkane, CnH2n +2), 알켄(alkene, CnH2n) 및 알킨(alkyne, CnH2n -2) 중 하나 이상을 포함하는 선형 탄화수소; 로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the organic phase transfer material may include a polyhydric alcohol including dimethyl propanediol (DMP) and hexamethyl propanediol (HMP); PET (Polyethylene terephthalate)-PEG (Polyethylene glycol) copolymer; PEG (polyethylene glycol)-based polymer; PTMG (polytetramethyl glycol) polymer; And a linear chain hydrocarbon having 16 to 21 carbon atoms; Hydrocarbons including paraffin-based, alcohol-based, phenol-based, aldehyde-based, ketone-based, and ether-based functional groups; Saturated or unsaturated fatty acids having 10 to 50 carbon atoms; And carbon number (n) of 10 to 50 alkanes (alkane, C n H 2n +2 ), alkene (alkene, C n H 2n ) and alkyne (alkyne, C n H 2n -2 ) one or more of Linear hydrocarbons; It may include one or more selected from the group consisting of.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유기성 상전이물질은, 녹는점이 -10 ℃ 내지 150 ℃ 이고, 잠열량이 130 J/g 내지 310 J/g 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the organic phase change material may have a melting point of -10°C to 150°C, and a latent heat of 130 J/g to 310 J/g.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유기성 상전이물질은, 상기 상전이물질 함침 입자의 1 중량% 내지 90 중량%인 것일 수 있다, According to an embodiment of the present invention, the organic phase change material may be 1% to 90% by weight of the particles impregnated with the phase change material.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다공성 입자는 표면적이 10 m 2 /g 내지 500 m 2 /g 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the porous particles may have a surface area of 10 m 2 /g to 500 m 2 /g.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드는, ASTM D638 기준으로 인장강도가 22 MPa 이상이고, ASTM D790 기준으로 굴곡강도가 30 MPa 이상이고, 굴곡탄성율이 1300 MPa 이상인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the modified polypropylene-based compound may have a tensile strength of 22 MPa or more based on ASTM D638, a flexural strength of 30 MPa or more, and a flexural modulus of 1300 MPa or more based on ASTM D790. have.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드의 밀도는 ASTM D792 기준으로 0.880 이상인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the density of the modified polypropylene-based compound may be 0.880 or more based on ASTM D792.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상전이물질 함침 입자의 크기는, 10 ㎛ 내지 150 ㎛ 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the size of the phase change material impregnated particles may be 10 μm to 150 μm.

본 발명의 다른 일 측에 따르는 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드를 이용한 차량용 부품은, 본 발명의 일 실시예에 따르는 폴리프로필렌계 컴파운드를 컴파운딩 후 성형하여 제조된 것이고, 상기 컴파운딩 후에도 상기 다공성 입자에 함침된 구조가 유지되는 것이다.A vehicle component using a modified polypropylene-based compound according to another aspect of the present invention is manufactured by compounding and molding a polypropylene-based compound according to an embodiment of the present invention. Even after the compounding, the porous particles The impregnated structure is maintained.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부품은, 차량 내장용 공조장치의 부품인 것일 수 있다. 상기 부품은 차량 내장용 에어덕트인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the component may be a component of an air conditioner for an interior vehicle. The part may be a vehicle interior air duct.

본 발명의 또 다른 일 측에 따르는 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드의 제조방법은, 유기성 상전이물질 입자를 포함하는 유기 용액을 준비하는 단계; 상기 유기 용액에 분자량 (g/mol)이 1,000,000 내지 5,000,000인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)을 투입하고 교반하여, 상기 유기성 상전이물질 코어 상에 초고분자량 폴리에틸렌 다공성 쉘이 형성된 상전이물질 함침 입자를 형성하는 단계; 상기 코어 및 쉘이 형성된 상전이물질 함침 입자를 건조하고 여과하여, 건조된 상전이물질 함침 입자를 수득하는 단계; 및 상기 건조된 상전이물질 함침 입자를 폴리프로필렌계 수지와 혼합하는 단계;를 포함하고, 상기 상전이물질 함침 입자와 상기 폴리프로필렌계 수지의 혼합 중량비는 1 : 99 내지 10 : 90 인 것일 수 있다.A method for producing a modified polypropylene-based compound according to another aspect of the present invention includes: preparing an organic solution including particles of an organic phase change material; Adding ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) having a molecular weight (g/mol) of 1,000,000 to 5,000,000 to the organic solution and stirring to form phase change material-impregnated particles having an ultra-high molecular weight polyethylene porous shell on the organic phase change material core; Drying and filtering the phase change material impregnated particles having the core and the shell formed thereon to obtain dried phase change material impregnated particles; And mixing the dried phase change material-impregnated particles with a polypropylene-based resin, wherein a mixing weight ratio of the phase change material-impregnated particles and the polypropylene-based resin may be 1:99 to 10:90.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 폴리프로필렌계 컴파운드인 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the modified polypropylene-based compound may be a polypropylene-based compound according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따르는 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드는, 상전이 물질을 포함하여 열 흡수 및 방출 특성이 향상되면서도 동시에 기계적 물성을 크게 저하시키지 않아 컴파운딩 공정을 통하여 제품으로 제조하는데 문제가 없는 장점이 있다. The modified polypropylene-based compound according to the present invention has the advantage of having no problem in manufacturing a product through a compounding process because heat absorption and emission characteristics including a phase change material are improved, and mechanical properties are not significantly reduced.

또한, 본 발명에서 제안하는 상전이물질 함침 입자는, 컴파운딩 공정 수행과정에서 상전이물질 함침 입자의 구조가 깨어지지 않고 그대로 유지됨에 따라, 컴파운딩 공정을 거쳐 제품으로 제조하더라도 내부에 충진된 상전이물질이 안정적으로 제 기능을 충실히 수행함으로써 폴리프로필렌계 물질을 개질하여 열 흡수 및 방출 특성에 대한 산업계의 개선 요구 수준을 만족시킬 수 있다.In addition, as the phase change material-impregnated particles proposed in the present invention maintains the structure of the phase change material-impregnated particles in the process of performing the compounding process without being broken, the phase change material filled therein may be produced as a product through the compounding process. By stably performing its function, the polypropylene-based material can be modified to satisfy the industrial level of improvement in heat absorption and emission properties.

도 1은, 본 발명의 비교예로서, 본 발명에서 제안하는 유기성 상전이물질을 상전이물질 함침 입자로 형성하여 컴파운딩 한 후의 현미경 사진이다.
도 2은, 본 발명의 일 실시예로서, 본 발명에서 제안하는 유기성 상전이물질을 상전이물질 함침 입자로 형성하여 10 중량%로 폴리프로필렌계 수지와 혼합한 후, 컴파운딩 한 후의 현미경 사진이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예로서, 본 발명에서 제안하는 유기성 상전이물질을 상전이물질 함침 입자로 형성하여 20 중량%로 폴리프로필렌계 수지와 혼합한 후, 컴파운딩 한 후의 현미경 사진이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예로서, 본 발명에서 제안하는 유기성 상전이물질을 상전이물질 함침 입자로 형성하여 30 중량%로 폴리프로필렌계 수지와 혼합한 후, 컴파운딩 한 후의 현미경 사진이다. 1 is a micrograph after compounding the organic phase change material proposed in the present invention as a phase change material impregnated particle as a comparative example of the present invention.
FIG. 2 is a micrograph after mixing the organic phase change material proposed in the present invention into particles impregnated with a phase change material and mixing it with a polypropylene resin in an amount of 10% by weight, as an embodiment of the present invention, followed by compounding.
FIG. 3 is a micrograph after mixing the organic phase change material proposed in the present invention as a phase change material impregnated particle and mixing it with a polypropylene resin at 20% by weight, as an embodiment of the present invention, and compounding.
FIG. 4 is a micrograph after mixing the organic phase change material proposed in the present invention into particles impregnated with a phase change material, mixing it with a polypropylene resin in an amount of 30% by weight, and compounding as an embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 다른 설명이 없는 한, 각 도면에 제시된 동일한 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Unless otherwise stated, the same reference numerals in each drawing indicate the same member.

아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 발명의 범위를 설명된 실시 형태로 한정하려는 것이 아니며, 본 출원을 통해 권리로서 청구하고자 하는 범위는 이들에 대한 모든 변경, 균등 물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Various changes may be made to the embodiments described below. The embodiments described below are not intended to limit the scope of the invention to the described embodiments, and the scope to be claimed as a right through the present application should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes for them.

실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the embodiments. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that it does not exclude the possibility of the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same components regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiments, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 폴리프로필렌계 수지를 차량용 부품 등에 적용하는 과정에서, 열 흡수 및 열 방출 특성을 개선하고 보완할 수 있는 폴리프로필렌계 복합재를 제공하기 위한 연구 끝에 도출된 결과이다.The present invention is a result derived after research to provide a polypropylene-based composite material that can improve and supplement heat absorption and heat dissipation properties in the process of applying a polypropylene-based resin to vehicle parts and the like.

본 발명의 일 측면에서는 폴리프로필렌계 수지에, 상전이 물질을 코어로 하는 상전이물질 함침 입자를 분산 형성하여, 열 흡수 및 열 방출 특성이 개선된 폴리프로필렌계 컴파운드 소재를 제공한다.In one aspect of the present invention, a polypropylene-based compound material with improved heat absorption and heat dissipation characteristics is provided by dispersing and forming phase change material impregnated particles having a phase change material as a core in a polypropylene resin.

본 발명의 일 측에 따르는 상전이물질을 포함하는 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드는, 폴리프로필렌계 수지를 포함하는 고분자 매트릭스; 및 상기 고분자 매트릭스에 분산 형성된 상전이물질 함침 입자; 를 포함하고, 상기 상전이물질 함침 입자는, 유기성 상전이물질(PCM, Phase Change Material)을 포함하는 코어 및, 상기 코어 표면에 형성되고 분자량 (g/mol)이 1,000,000 내지 5,000,000인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 을 포함하는 다공성 쉘을 포함하는 것이다. A modified polypropylene-based compound comprising a phase change material according to an aspect of the present invention includes a polymer matrix including a polypropylene-based resin; And phase change material impregnated particles dispersed in the polymer matrix. Including, the phase change material impregnated particles, a core including an organic phase change material (PCM, Phase Change Material), and ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) formed on the surface of the core and having a molecular weight (g/mol) of 1,000,000 to 5,000,000 It is to include a porous shell containing.

본 발명에서 상기 폴리프로필렌계 수지는 종전에 폴리프로필렌을 컴파운딩하여 성형된 제품을 제조하는데 이용되는 폴리프로필렌계 물질이라면 그 성분을 특별히 제한하지 않는다. 일 예로서, 상기 폴리프로필렌계 수지는 폴리프로필렌계 왁스, 폴리프로필렌계 공중합체 등을 모두 포함하는 개념으로 사용되는 것일 수 있다. In the present invention, the polypropylene resin is not particularly limited if it is a polypropylene-based material previously used to manufacture a product formed by compounding polypropylene. As an example, the polypropylene resin may be used as a concept including all of a polypropylene wax, a polypropylene copolymer, and the like.

상기 상전이물질(PCM)은, 어느 일정 온도에서 고체와 액체의 상이 바뀌면서 잠열을 흡수 또는 방출하는 높은 열 저장 능력을 지닌 물질을 의미한다. 본 발명에서는 상전이물질을 이용함으로써, 폴리프로필렌계 수지로의 열 전달량을 조절하는 것이 가능해지며, 일 예로서 특정한 온도 조건에서, 주위에 분포된 폴리프로필렌계 수지의 온도 변화를 발생시키지 않으면서 스스로 상이 변하면서 많은 열을 흡수 또는 방출할 수 있는 잠열재, 축열재 또는 열 조절 기능을 담당하게 된다.The phase change material (PCM) refers to a material having a high heat storage ability that absorbs or releases latent heat while changing phases between a solid and a liquid at a certain temperature. In the present invention, by using a phase change material, it is possible to control the amount of heat transfer to the polypropylene resin. As an example, it is possible to control the amount of heat transfer to the polypropylene resin, as an example, without causing a temperature change of the polypropylene resin distributed around it. It is in charge of a latent heat material, heat storage material, or heat control function that can absorb or release a lot of heat while changing.

상기 상전이물질 중, 유기성 상전이물질은 상 변화의 온도범위가 넓고 탄소 수의 변화에 따라 다양한 온도 대에서 상 전이가 발생하도록 조절하기가 용이하다. 유기성 상전이 물질은 크게 파라핀계와 비파라핀계 물질로 분류될 수 있는데, 본 발명에서는 이에 대하여 특별히 한정하지 아니한다.Among the phase change materials, the organic phase change material has a wide temperature range of the phase change, and it is easy to control the phase change to occur in various temperature ranges according to the change of the number of carbons. Organic phase-transfer materials can be broadly classified into paraffin-based and non-paraffinic materials, but the present invention is not particularly limited thereto.

일 예로서, 파라핀계 물질의 하나인 파라핀계 왁스는, 탄소 수 18 내지 50 정도의 알케인계 물질로서, 인체에 무해하면서도 축열 및 방열량이 큰 특징이 있다.As an example, paraffin-based wax, which is one of the paraffin-based materials, is an alkanes-based material having 18 to 50 carbon atoms, and is harmless to the human body and has a large amount of heat storage and heat dissipation.

상기 유기성 상전이 물질은 상 분리 현상이 일어나지 않으므로 여러 차례 상전이가 일어나도 초기의 잠열특성을 유지하며 응고될 때 자가핵이 형성되어 과냉각현상(Super-cooling)이 발생하지 않는 이점이 있다. Since the organic phase-transfer material does not undergo a phase separation phenomenon, it maintains an initial latent heat characteristic even when several phase transitions occur, and there is an advantage in that super-cooling does not occur due to the formation of self-nuclei when solidified.

한편, 본 발명에서는 상기 유기성 상전이물질을 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)의 다공성 쉘 내부에 포함되도록 제조한다. 상기 초고분자량 폴리에틸렌은 일반 폴리에틸렌의 분자량 보다 약 10배 이상의 분자량을 가지기 때문에 현존 고분자 중 탁월한 내마모성 및 내충격성을 가지는 특징 뿐 아니라, 녹는점 이상의 높은 온도에서도 높은 점도를 가지기 때문에 컴파운딩 공정상에서 발생하는 높은 온도, 높은 압력 및 높은 전단력 하에서도 내/외부 형상을 잘 유지하는 장점이 있다.Meanwhile, in the present invention, the organic phase-transfer material is prepared to be included in the porous shell of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE). Since the ultra-high molecular weight polyethylene has a molecular weight of about 10 times or more than that of general polyethylene, it has excellent abrasion resistance and impact resistance among existing polymers, and has a high viscosity even at a high temperature above the melting point. It has the advantage of maintaining the inner/outer shape well even under temperature, high pressure and high shear force.

본 발명에서는 내마모성 및 내충격성이 우수하고, 높은 온도, 높은 압력 및 높은 전단력 하에서도 내/외부 형상을 유지하는 초고분자량 폴리에틸렌 쉘 구조를 도입하여 상전이물질을 내포한 입자를 폴리프로필렌계 수지에 분산시킴으로써, 컴파운딩 과정에서도 상기 다공성 입자에 함침된 구조가 유지되어 상전이물질이 제 역할을 하도록 구현되는 것일 수 있다. In the present invention, by introducing an ultra-high molecular weight polyethylene shell structure that has excellent abrasion resistance and impact resistance, and maintains the inner/outer shape even under high temperature, high pressure, and high shear force, particles containing a phase change material are dispersed in a polypropylene resin. , Even in the compounding process, the structure impregnated in the porous particles may be maintained so that the phase change material may be implemented to play its role.

이 때, 상기 상전이물질 함침 입자는 초고분자량 폴리에틸렌 다공성 입자 내부로 유기성 상전이물질이 모세관 현상에 따라 흡착, 침투되어 형성된 것일 수 있다. In this case, the phase change material impregnated particles may be formed by adsorption and penetration of an organic phase change material into the ultra-high molecular weight polyethylene porous particles according to a capillary phenomenon.

본 발명은 컴파운딩용 재료로서 이용될 가능성을 염두에 두고 고안된 것으로서, 컴파운딩 과정에서는 상기 상전이물질 함침 입자에 높은 압력이 가해질 수 있는데, 만약 컴파운딩 과정에서 상전이물질이 다공성 입자에 함침된 구조가 깨지게 될 경우, 내부의 상전이물질이 외부로 유출되는 문제가 생길 수 있다.The present invention was devised with the possibility of being used as a compounding material in mind, and a high pressure may be applied to the phase change material impregnated particles in the compounding process, if the structure in which the phase change material is impregnated into the porous particles during the compounding process is If it is broken, there may be a problem that the internal phase change material is leaked to the outside.

본 발명에서는 다공성 입자에 상전이물질을 함침시킨 구조를 도입함으로써, 액상화될 수 있는 상전이물질을 둘러싼 분체 입자를 도입하여 상전이물질을 다루기 쉽게 하고, 또는 휘발성 물질이 포함된 상전이물질을 이용할 경우 휘발하지 않도록 하거나 그대로 인접하면 서로 영향을 주어 반응하는 물질 간에 외부 용기로 감싸는 구조를 도입하여 일단 격리시킨 후 필요한 정도에 따라 반응 또는 혼합되도록 하는 이점이 있다.In the present invention, by introducing a structure in which a phase change material is impregnated into a porous particle, powder particles surrounding a phase change material that can be liquefied are introduced to make it easier to handle the phase change material, or to prevent volatilization when a phase change material containing a volatile material is used. Or, if they are adjacent to each other as they are, there is an advantage of introducing a structure that is wrapped in an outer container between the reacting substances to be isolated and then reacted or mixed according to the required degree.

그런데 상술한 것과 같이 컴파운딩 과정에서 다공성 입자에 상전이물질이 함침된 구조가 깨어지게 될 경우, 본 발명에서 의도한 상술한 효과들이 적절하게 구현되지 않는 문제가 생길 수 있다.However, as described above, when the structure in which the phase change material is impregnated with the porous particles is broken during the compounding process, the above-described effects intended in the present invention may not be properly implemented.

본 발명에서는 이러한 문제를 방지하기 위하여 상전이물질을 다공성 입자에 함침된 구조로 형성하여 폴리프로필렌계 수지를 포함하는 고분자 매트릭스에 분산시키며, 상기 다공성 입자를 초고분자량 폴리에틸렌을 도입하여 형성하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to prevent such a problem, a phase change material is formed in a structure impregnated with porous particles and dispersed in a polymer matrix including a polypropylene resin, and the porous particles are formed by introducing ultra-high molecular weight polyethylene. .

상기 다공성 입자를 형성하는 초고분자량 폴리에틸렌의 경우 폴리프로필렌과 함께 혼합될 경우, 분산되는 과정에서 뭉침 현상 등이 발생하지 않아 복합재로서 분산이 용이하고 상성이 우수한 이점을 기대할 수도 있다.In the case of the ultra-high molecular weight polyethylene forming the porous particles, when mixed with polypropylene, agglomeration phenomenon does not occur during the dispersion process, so that it is easy to disperse and have excellent compatibility as a composite material.

일 예로서, 상기 유기성 상전이물질은, 상기 상전이물질 함침 입자의 1 중량% 내지 90 중량% 인 것일 수 있다. As an example, the organic phase change material may be 1% to 90% by weight of the impregnated particles of the phase change material.

상기 유기성 상전이물질이 1 중량% 미만 함유될 경우 본 발명에서 의도하는 상전이물질 도입 효과가 미미해지는 문제가 생길 수 있고, 다공성 입자 내부로 유기성 상전이물질을 함침하는 양에는 한계가 있기 때문에 90 중량%을 초과하는 수준으로는 포함될 수 없다. If the organic phase change material is contained in less than 1% by weight, the effect of introducing the phase change material intended in the present invention may be insignificant, and there is a limit to the amount of impregnating the organic phase change material into the porous particle. It cannot be included in excess levels.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유기성 상전이물질이 함침된 입자는, 상기 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드의 1 중량% 내지 30 중량% 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the particles impregnated with the organic phase change material may be 1% to 30% by weight of the modified polypropylene compound.

상기 유기성 상전이물질이 함침된 입자가 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드의 1 중량% 미만으로 함유될 경우에는, 본 발명에서 의도하는 상전이물질 도입 효과가 미미해지고 생산 단가만 증가하게 되는 문제가 생길 수 있고, 30 중량% 초과 시에는 폴리프로필렌 함량이 줄어들어 종래 성형성을 비롯한 폴리프로필렌의 물리화학적 특성이 충분히 구현되지 않아 성형재로서의 요구되는 물성을 충족하지 못하는 문제가 생길 수 있다. 바람직하게는 상기 유기성 상전이물질이 함침된 입자는, 상기 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드의 1 중량% 내지 15 중량% 인 것일 수 있다.When the particles impregnated with the organic phase change material are contained in less than 1% by weight of the modified polypropylene compound, the effect of introducing the phase change material intended in the present invention may be insignificant and only the production cost may be increased, When it exceeds 30% by weight, the content of polypropylene is reduced, so that the physicochemical properties of polypropylene, including conventional moldability, are not sufficiently implemented, and thus there may be a problem that the required physical properties as a molding material are not satisfied. Preferably, the particles impregnated with the organic phase change material may be 1% to 15% by weight of the modified polypropylene-based compound.

상기 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드는 종래 차량용 부품으로 제조되던 폴리프로필렌계 소재의 물성과 비교할 때 그 물리적인 특성이 크게 저하되지 않아야 할 필요가 있다. 상전이 물질을 도입함으로 인해 물리적인 특성이 저하될 경우 성형재로서의 가치가 떨어지기 때문이다. 따라서, 본 발명에서는 폴리프로필렌계 컴파운드가 폴리프로필렌의 물리적 특성 대비 물성의 저하가 5 % 이내인 수준으로 혼합 비율을 제어한 것일 수 있다. The modified polypropylene-based compound needs to have its physical properties not significantly deteriorated as compared to the properties of the polypropylene-based material that has been manufactured as a conventional vehicle component. This is because if the physical properties are deteriorated due to the introduction of a phase change material, the value as a molding material is deteriorated. Therefore, in the present invention, the polypropylene-based compound may have a mixing ratio controlled to a level in which the decrease in physical properties compared to the physical properties of the polypropylene is within 5%.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유기성 상전이물질은, DMP(Dimethyl Propanediol) 및 HMP(Hexamethyl Propanediol)을 포함하는 다가 알코올; PET(Polyethylene terephthalate)-PEG(Polyethylene glycol) 공중합체; PEG(Polyethylene glycol)계 고분자; PTMG(polytetramethyl glycol)계 고분자; 및 탄소 수 16 내지 21의 선형 체인 탄화수소; 파라핀(paraffin)계, 알코올(alcohol)계, 페놀(phenol)계, 알데하이드(aldehyde)계, 케톤(ketone)계, 에테르(ether)계 작용기를 포함하는 탄화수소; 탄소 수가 10 내지 50 인 포화 또는 불포화 지방산; 및 탄소 수(n)가 10 내지 50 인 알케인(alkane, CnH2n +2), 알켄(alkene, CnH2n) 및 알킨(alkyne, CnH2n -2) 중 하나 이상을 포함하는 선형 탄화수소; 로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the organic phase transfer material may include a polyhydric alcohol including dimethyl propanediol (DMP) and hexamethyl propanediol (HMP); PET (Polyethylene terephthalate)-PEG (Polyethylene glycol) copolymer; PEG (polyethylene glycol)-based polymer; PTMG (polytetramethyl glycol) polymer; And a linear chain hydrocarbon having 16 to 21 carbon atoms; Hydrocarbons including paraffin-based, alcohol-based, phenol-based, aldehyde-based, ketone-based, and ether-based functional groups; Saturated or unsaturated fatty acids having 10 to 50 carbon atoms; And carbon number (n) of 10 to 50 alkanes (alkane, C n H 2n +2 ), alkene (alkene, C n H 2n ) and alkyne (alkyne, C n H 2n -2 ) Linear hydrocarbons; It may include one or more selected from the group consisting of.

다만, 상기 유기성 상전이물질은 상술한 물질에 한정되는 것은 아니며, 상기 유기성 상전이물질은 제조 공정 및 제품이 적용될 환경을 고려하여, 적절한 비열, 녹는점 및 잠열량을 가지는 소재가 되도록 설계할 수 있다.However, the organic phase change material is not limited to the above-described material, and the organic phase change material may be designed to be a material having an appropriate specific heat, melting point, and latent heat quantity in consideration of the manufacturing process and the environment to which the product will be applied.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유기성 상전이물질은, 녹는점이 -10 ℃ 내지 150 ℃ 이고, 잠열량이 130 J/g 내지 310 J/g 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the organic phase change material may have a melting point of -10°C to 150°C, and a latent heat of 130 J/g to 310 J/g.

본 발명의 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드가, 차량용 내장 부품을 비롯하여 컴파운딩 과정을 통해 제조되는 부품을 고려한다면, 본 발명의 유기성 상전이물질의 녹는점과 잠열량은 상술한 것과 같이 제어되는 것이 바람직할 수 있다.If the modified polypropylene-based compound of the present invention considers parts manufactured through a compounding process, including vehicle interior parts, it is preferable that the melting point and latent heat amount of the organic phase change material of the present invention are controlled as described above. I can.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다공성 쉘은 표면적이 10 m2/g 내지 500 m2/g 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the porous shell may have a surface area of 10 m 2 /g to 500 m 2 /g.

본 발명에서 상기 다공성 쉘의 표면적은 다공성 쉘의 기공율 및 내구성과 관련이 있는 중요한 수치일 수 있다. 상기 표면적이 10 m2/g 미만일 경우, 유기성 상전이물질이 상기 다공성 쉘 내부로 용이하게 투입되지 못하는 문제가 생길 수 있고, 500 m2/g 초과의 경우 다공성 쉘의 내구성이 취약해져 컴파운딩 과정에서 쉘 구조가 깨어지는 문제가 생길 수 있다.In the present invention, the surface area of the porous shell may be an important value related to the porosity and durability of the porous shell. When the surface area is less than 10 m 2 /g, there may be a problem in that the organic phase change material cannot be easily introduced into the porous shell, and when the surface area exceeds 500 m 2 /g, the durability of the porous shell is weakened during the compounding process. The problem of breaking the shell structure can occur.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드는, ASTM D638 기준으로 인장강도가 22 MPa 이상이고, ASTM D790 기준으로 굴곡강도가 30 MPa 이상이고, 굴곡탄성율이 1300 MPa 이상인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the modified polypropylene-based compound may have a tensile strength of 22 MPa or more based on ASTM D638, a flexural strength of 30 MPa or more, and a flexural modulus of 1300 MPa or more based on ASTM D790. have.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드의 밀도는 ASTM D792 기준으로 0.880 이상인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the density of the modified polypropylene-based compound may be 0.880 or more based on ASTM D792.

상기 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드는 종래 차량용 부품으로 제조되던 폴리프로필렌계 소재의 물성과 비교할 때 그 물리적인 특성이 크게 저하되지 않아야 할 필요가 있다. 본 발명에서 제안하는 폴리프로필렌계 컴파운드는 종래의 폴리프로필렌에 비교하더라도 물리적인 물성의 저하가 크지 않아서, 추가적인 보강재가 없더라도 제품화 과정에서 요구되는 물성을 충족할 수 있는 이점이 있다.The modified polypropylene-based compound needs to have its physical properties not significantly deteriorated as compared to the properties of the polypropylene-based material that has been manufactured as a conventional vehicle component. The polypropylene-based compound proposed in the present invention does not significantly deteriorate physical properties even compared to conventional polypropylene, and thus has the advantage of being able to meet the physical properties required in the commercialization process even without an additional reinforcing material.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상전이물질 함침 입자의 크기는, 10 ㎛ 내지 150 ㎛ 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the size of the phase change material impregnated particles may be 10 μm to 150 μm.

이 때 상기 상전이물질이 함침된 다공성 입자의 크기가 10 ㎛ 미만의 경우 생산 비용이 증가하고 충분한 양의 상전이물질을 함침시키기 어려운 문제가 생길 수 있으며, 150 ㎛ 초과의 경우 입자의 크기가 너무 커서 컴파운딩 과정에서 유기성 상전이물질이 함침된 다공성 입자의 구조를 유지하는 것에 문제가 생길 수 있다.At this time, if the size of the porous particles impregnated with the phase change material is less than 10 μm, the production cost increases and it may be difficult to impregnate a sufficient amount of the phase change material. If the particle size exceeds 150 μm, the size of the particles is too large. During the pounding process, there may be a problem in maintaining the structure of the porous particles impregnated with the organic phase change material.

본 발명의 다른 일 측에 따르는 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드를 이용한 차량용 부품은, 본 발명의 일 실시예에 따르는 폴리프로필렌계 컴파운드를 컴파운딩 후 성형하여 제조된 것이고, 상기 컴파운딩 후에도 상기 다공성 입자에 함침된 구조가 유지되는 것이다.A vehicle component using a modified polypropylene-based compound according to another aspect of the present invention is manufactured by compounding and molding a polypropylene-based compound according to an embodiment of the present invention. Even after the compounding, the porous particles The impregnated structure is maintained.

본 발명에서 제안하는 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드는, 종래 폴리프로필렌이 투입죄는 차량용 부품의 성형과정에 그대로 투입할 수 있는 이점이 있으며, 동일한 공정을 이용하여 성형되더라도 다공성 입자에 함침된 구조가 유지되어 투입된 상전이물질이 그 기능을 충실하게 구현하는 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 상전이물질 함침 입자의 크기는 30 ㎛ 내지 100 ㎛ 인 것일 수 있다.The modified polypropylene-based compound proposed in the present invention has the advantage of being able to be injected as it is in the molding process of vehicle parts that conventional polypropylene is injected into, and the structure impregnated with porous particles is maintained even if it is molded using the same process. The injected phase change material may faithfully implement its function. Preferably, the size of the phase change material impregnated particles may be in the range of 30 μm to 100 μm.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부품은, 차량 내장용 에어컨의 부품인 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the component may be a component of an air conditioner for an interior vehicle.

차량용 에어컨의 부품으로 상기 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드를 이용할 경우, 에어컨을 구동하지 않다가 오랜만에 구동할 경우 발생한 곰팡이 등으로 인하여 오염된 공기가 내부로 유입되는 문제를 해결할 수 있는 이점이 있다.In the case of using the modified polypropylene compound as a component of a vehicle air conditioner, there is an advantage in that it is possible to solve a problem in which contaminated air is introduced into the interior due to mold or the like that occurs when the air conditioner is not operated for a long time.

본 발명의 또 다른 일 측에 따르는 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드의 제조방법은, 유기성 상전이물질 입자를 포함하는 유기 용액을 준비하는 단계; 상기 유기 용액에 분자량 (g/mol)이 1,000,000 내지 5,000,000인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)을 투입하고 교반하여, 상기 유기성 상전이물질을 초고분자량 폴리에틸렌 다공성 입자 내부로 함침시켜 유기성 상전이물질 함침 입자를 형성하는 단계; 상기 코어 및 쉘이 형성된 유기성 상전이물질 함침 입자를 건조하고 여과하여, 건조된 유기성 상전이물질 함침 입자를 수득하는 단계; 및 상기 건조된 유기성 상전이물질 함침 입자를 폴리프로필렌계 수지와 혼합하는 단계;를 포함하고, 상기 유기성 상전이물질 함침 입자와 상기 폴리프로필렌계 수지의 혼합 중량비는 1 : 99 내지 10 : 90 인 것일 수 있다.A method for producing a modified polypropylene-based compound according to another aspect of the present invention includes: preparing an organic solution including particles of an organic phase change material; Injecting and stirring ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) having a molecular weight (g/mol) of 1,000,000 to 5,000,000 to the organic solution, and impregnating the organic phase change material into the ultra-high molecular weight polyethylene porous particles to form organic phase change material impregnated particles ; Drying and filtering the organic phase change material impregnated particles having the core and shell formed thereon to obtain dried organic phase change material impregnated particles; And mixing the dried organic phase change material-impregnated particles with a polypropylene-based resin, wherein the mixing weight ratio of the organic phase change material-impregnated particles and the polypropylene-based resin may be in a range of 1:99 to 10:90. .

본 발명에서 쉘 입자 내부로 유기성 상전이물질을 투입하는 과정은, 다공성 고분자인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 내부로 유기성 상전이물질을 흡수(absorption)되도록 하여 충진하는 방법을 이용할 수 있다. 상기 쉘의 다공성 구조 내부로는 흡착 및 모세관 현상을 통하여 상기 유기성 상전이물질이 충진될 수 있다.In the present invention, the process of introducing the organic phase change material into the shell particles may use a method of filling by absorbing the organic phase change material into the ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE), which is a porous polymer. The organic phase change material may be filled into the porous structure of the shell through adsorption and capillary phenomena.

본 발명에서는, 유기성 상전이물질 입자를 포함하는 유기 용액에 초고분자량 폴리에틸렌을 투입하고, 초고분자량 폴리에틸렌의 공극이 상기 유기성 상전이물질 입자로 채워지도록 교반하는 과정을 포함하여 상전이물질 함침 입자를 형성하는 것일 수 있다.In the present invention, it may be to form phase change material impregnated particles including the step of introducing ultra-high molecular weight polyethylene into an organic solution containing organic phase change material particles and stirring so that the pores of the ultra-high molecular weight polyethylene are filled with the organic phase change material particles. have.

일 예로서, 상기 상전이물질 함침 입자를 건조하는 과정은, 교반이 끝난 혼합물이 담긴 용기를 압력 챔버에 투입하고, 챔버 내부의 온도와 압력을 40 ℃ 내지 60 ℃, 5 atm 내지 20 atm 으로 형성하고, 24시간 내지 60시간 동안 유지함으로써 수행되는 것일 수 있다. As an example, in the process of drying the particles impregnated with the phase change material, a container containing a mixture having been stirred is introduced into a pressure chamber, and the temperature and pressure inside the chamber are formed at 40° C. to 60° C., 5 atm to 20 atm, and , It may be performed by holding for 24 to 60 hours.

상기 40 ℃ 내지 60 ℃ 온도에서는 상기 유기성 상전이물질이 변질되지 않으면서 용융되어 점성이 낮아질 수 있으며, 흡수되어 충진되는 현상이 쉽게 수행되는 효과가 생길 수 있다.At a temperature of 40° C. to 60° C., the organic phase-transfer material may be melted without deterioration, so that viscosity may be lowered, and the phenomenon of being absorbed and filled may be easily performed.

상기 여과하는 과정은 40 ℃ 내지 60 ℃의 온도를 유지하면서 수행되는 것일 수 있는데, 상전이물질을 점성이 낮은 상태의 액체로 유지하면서 여과하는 것이 효율적일 수 있기 때문이다.The filtering process may be performed while maintaining a temperature of 40° C. to 60° C., because it may be efficient to filter while maintaining the phase change material as a liquid having a low viscosity.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드의 제조방법의 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 폴리프로필렌계 컴파운드인 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the modified polypropylene-based compound of the method for producing the modified polypropylene-based compound may be a polypropylene-based compound according to an embodiment of the present invention.

실시예 1Example 1

본 발명에서 제안하는 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드를 제조하기 위하여,In order to prepare the modified polypropylene-based compound proposed in the present invention,

유기성 상전이물질인 파라핀계 왁스를 중량평균분자량 45000000인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)와 혼합하고, 50 ℃, 10 atm 에서 48 시간 건조한 후, 50 ℃에서 여과하여 상전이물질 함침 입자를 수득하였다. Paraffinic wax, which is an organic phase change material, was mixed with ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) having a weight average molecular weight of 45000000, dried at 50° C. and 10 atm for 48 hours, and filtered at 50° C. to obtain particles impregnated with a phase change material.

다음으로, 수득한 상전이물질 함침 입자를 폴리프로필렌과 중량비 10 : 90로 혼합하여 본 발명에서 제안하는 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드를 확보하고, 차량용 부품을 제조하기 위한 컴파운딩 공정을 수행하였다. 본 발명에서 상기 컴파운딩 공정의 조건을 특별히 한정하지 아니하며, 산업계에서 통용되는 컴파운딩 공정이라면 본 발명에서 모두 적용될 수 있다.Next, the obtained phase change material impregnated particles were mixed with polypropylene at a weight ratio of 10:90 to obtain a modified polypropylene-based compound proposed in the present invention, and a compounding process for manufacturing vehicle parts was performed. In the present invention, the conditions of the compounding process are not particularly limited, and any compounding process commonly used in the industry can be applied in the present invention.

비교예Comparative example

상기 실시예 1과 비교하기 위한 비교예로서, 상기 상전이물질 함침 입자를 포함하지 않고 순수한 폴리프로필렌을 이용한 것을 제외하면 상기 실시예 1과 모두 동일한 과정으로 비교예를 제조하였다.As a comparative example for comparison with Example 1, a comparative example was prepared in the same manner as in Example 1 except that pure polypropylene was used without including the phase change material-impregnated particles.

실시예 2Example 2

상기 실시예 1과 상전이물질 함침 입자를 폴리프로필렌과 중량비 20 : 80으로 혼합한 것을 제외하면 상기 실시예 1과 모두 동일한 과정으로 실시예 2를 제조하였다.Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that Example 1 and the phase change material-impregnated particles were mixed with polypropylene at a weight ratio of 20:80.

실시예 3Example 3

상기 실시예 1과 상전이물질 함침 입자를 폴리프로필렌과 중량비 30 : 70로 혼합한 것을 제외하면 상기 실시예 1과 모두 동일한 과정으로 실시예 3을 제조하였다.Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that Example 1 and the phase change material-impregnated particles were mixed with polypropylene in a weight ratio of 30:70.

비교예 2Comparative Example 2

상기 실시예 1과 상전이물질 함침 입자를 폴리프로필렌과 중량비 40 : 60으로 혼합한 것을 제외하면 상기 실시예 1과 모두 동일한 과정으로 비교예2를 제조하였다.Comparative Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that Example 1 and the phase change material-impregnated particles were mixed with polypropylene at a weight ratio of 40:60.

상기 실시예들을 SEM 분석을 통하여 컴파운딩 후에도 다공성 입자에 상전이 물질이 함침된 구조의 유지 여부를 확인하고, 각각의 물성을 측정하였다. In the above examples, even after compounding through SEM analysis, it was confirmed whether or not the structure in which the phase change material was impregnated with the porous particles was maintained, and the physical properties of each were measured.

상기 실시예 1 내지 3 의 경우 컴파운딩 후에도 다공성 입자에 상전이 물질이 함침된 구조가 깨어지지 않고 유지되고 있는 것을 확인하였다.In the case of Examples 1 to 3, it was confirmed that the structure in which the phase change material was impregnated in the porous particles was maintained without being broken even after compounding.

도 1은, 본 발명의 비교예(비교예 1)로서, 본 발명에서 제안하는 유기성 상전이물질을 상전이물질 함침 입자로 형성하여 컴파운딩 한 후의 현미경 사진이다. 1 is a photomicrograph of a comparative example (Comparative Example 1) of the present invention, after forming and compounding the organic phase change material proposed in the present invention into phase change material impregnated particles.

도 2은, 본 발명의 일 실시예(실시예 1)로서, 본 발명에서 제안하는 유기성 상전이물질을 상전이물질 함침 입자로 형성하여 10중량%로 폴리프로필렌계 수지와 혼합한 후, 컴파운딩 한 후의 현미경 사진이다. 2 is an embodiment of the present invention (Example 1), after forming the organic phase change material proposed in the present invention into phase change material impregnated particles, mixing with a polypropylene resin in an amount of 10% by weight, and then compounding This is a micrograph.

도 3은, 본 발명의 일 실시예(실시예 2)로서, 본 발명에서 제안하는 유기성 상전이물질을 상전이물질 함침 입자로 형성하여 20중량%로 폴리프로필렌계 수지와 혼합한 후, 컴파운딩 한 후의 현미경 사진이다. 3 is an embodiment (Example 2) of the present invention, after forming the organic phase change material proposed in the present invention into phase change material impregnated particles, mixing with polypropylene resin in an amount of 20% by weight, and compounding This is a micrograph.

도 4는, 본 발명의 일 실시예(실시예 3)로서, 본 발명에서 제안하는 유기성 상전이물질을 상전이물질 함침 입자로 형성하여 30중량%로 폴리프로필렌계 수지와 혼합한 후, 컴파운딩 한 후의 현미경 사진이다. 4 is an exemplary embodiment (Example 3) of the present invention, after forming the organic phase change material proposed in the present invention into phase change material impregnated particles, mixing it with a polypropylene resin in an amount of 30% by weight, and then compounding This is a micrograph.

도 1 내지 도 4의 우측 사진에서는 관찰된 상전이물질 함침 입자의 크기를 측정한 값을 제시하였다. 관찰된 모든 상전이물질 함침 입자들은 50 ㎛ 내지 150 ㎛ 내 범위를 유지하는 것을 확인하였다.In the photos on the right side of FIGS. 1 to 4, the measured size of the observed phase change material impregnated particles is presented. It was confirmed that all of the observed phase change material impregnated particles maintained a range of 50 µm to 150 µm.

이를 통해 유기성 상전이물질을 담지하는 상전이물질 함침 입자를 10 중량% 이하로 포함할 경우, 상전이물질 함침 입자의 구조가 컴파운딩 후에도 깨지지 않고 잘 유지되는 것을 확인할 수 있었다.Through this, it was confirmed that when the phase change material-impregnated particles carrying the organic phase change material were included in an amount of 10% by weight or less, the structure of the phase change material-impregnated particles was not broken and maintained well even after compounding.

**

한편, 컴파운딩 후 물리적인 물성에 대하여 각 재료를 테스트한 결과는 다음의 표 1과 같다. Meanwhile, the results of testing each material for physical properties after compounding are shown in Table 1 below.

밀도는 ASTM D792의 기준에 따라서 측정하였으며, 인장강도는 ASTM D638의 기준에 따라서 측정하였고, 굴곡 강도 및 굴곡 탄성율은 ASTM D790 의 기준에 따라 측정하였다.Density was measured according to the standards of ASTM D792, tensile strength was measured according to the standards of ASTM D638, and flexural strength and flexural modulus were measured according to the standards of ASTM D790.

항목Item 테스트 기준Test standard 단위unit 비교예 1Comparative Example 1 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 2Comparative Example 2 밀도density ASTM D792ASTM D792 g/cm3g/cm3 0.9020.902 0.9010.901 0.90.9 0.9010.901 0.9020.902 인장강도The tensile strength ASTM D638ASTM D638 MPaMPa 31.031.0 30.430.4 29.729.7 26.426.4 5.35.3 굴곡강도Flexural strength ASTM D790ASTM D790 3838 36.936.9 35.335.3 32.832.8 7.27.2 굴곡탄성율Flexural modulus 1,3001,300 1,5241,524 1,4831,483 1,3921,392 574574

상기 실시예 1 내지 3의 경우, 비교예 1에 비해 물리적인 물성이 크게 저하되지 않아 제조과정에서 요구되는 물성을 충족하는 것을 확인하였으나, 비교예 2의 경우에는 비교예 1에 비해서 물리적인 물성이 크게 저하되어 제조과정에서 요구되는 물성을 충족하지 못하는 것을 확인하였다.In the case of Examples 1 to 3, it was confirmed that the physical properties were not significantly lowered compared to Comparative Example 1, so that the physical properties required in the manufacturing process were satisfied, but in the case of Comparative Example 2, the physical properties were It was confirmed that it was greatly degraded and did not meet the physical properties required in the manufacturing process.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings as described above, various modifications and variations can be made from the above description to those of ordinary skill in the art. For example, even if the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or the described components are combined or combined in a form different from the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the claims to be described later.

Claims (13)

폴리프로필렌계 수지를 포함하는 고분자 매트릭스; 및
상기 고분자 매트릭스에 분산 형성된 상전이물질 함침 입자; 를 포함하고,
상기 상전이물질 함침 입자는,
분자량 (g/mol)이 1,000,000 내지 5,000,000인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 다공성 입자에 유기성 상전이물질(PCM, Phase Change Material)이 함침된 것이고,
상기 상전이물질 함침 입자는, 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드의 1 중량% 내지 30 중량% 인 것이고,
상기 다공성 입자는 표면적이 10 m2/g 내지 500 m2/g 인 것이고,
상기 상전이물질 함침 입자의 크기는, 10 ㎛ 내지 150 ㎛ 인 것인,
상전이물질을 포함하는 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드.
A polymer matrix comprising a polypropylene resin; And
Phase change material impregnated particles dispersed in the polymer matrix; Including,
The phase change material impregnated particles,
An organic phase change material (PCM) is impregnated into ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) porous particles having a molecular weight (g/mol) of 1,000,000 to 5,000,000,
The phase change material impregnated particles are 1% to 30% by weight of the modified polypropylene-based compound,
The porous particles have a surface area of 10 m 2 /g to 500 m 2 /g,
The size of the phase change material impregnated particles is 10 ㎛ to 150 ㎛,
Modified polypropylene compound containing a phase change material.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 유기성 상전이물질은,
다가 알코올, PET(Polyethylene terephthalate)-PEG(Polyethylene glycol) 공중합체, PEG(Polyethylene glycol)계 고분자, PTMG(polytetramethyl glycol)계 고분자, 탄소 수 16 내지 21의 선형 체인 탄화수소, 작용기 포함 탄화수소, 탄소 수 10 내지 50 인 포화 또는 불포화 지방산 및 선형 탄화수소로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이고,
상기 다가 알코올은, DMP(Dimethyl Propanediol), HMP(Hexamethyl Propanediol) 또는 이 둘을 포함하는 것이고,
상기 작용기 포함 탄화수소는, 파라핀(paraffin)계, 알코올(alcohol)계, 페놀(phenol)계, 알데하이드(aldehyde)계, 케톤(ketone)계 및 에테르(ether)계 작용기 중 하나 이상을 포함하는 탄화수소이고,
상기 선형 탄화수소는, 탄소 수(n)가 10 내지 50 인 알케인(alkane, CnH2n+2), 알켄(alkene, CnH2n) 및 알킨(alkyne, CnH2n-2) 중 하나 이상을 포함하는 것인,
상전이물질을 포함하는 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드.
The method of claim 1,
The organic phase change material,
Polyhydric alcohol, PET (Polyethylene terephthalate)-PEG (Polyethylene glycol) copolymer, PEG (Polyethylene glycol) polymer, PTMG (polytetramethyl glycol) polymer, linear chain hydrocarbon having 16 to 21 carbon atoms, hydrocarbon containing functional groups, 10 carbon atoms It contains at least one selected from the group consisting of saturated or unsaturated fatty acids and linear hydrocarbons,
The polyhydric alcohol includes DMP (Dimethyl Propanediol), HMP (Hexamethyl Propanediol), or both,
The functional group-containing hydrocarbon is a hydrocarbon containing one or more of a paraffin-based, alcohol-based, phenol-based, aldehyde-based, ketone-based, and ether-based functional group. ,
The linear hydrocarbon is a carbon number (n) of 10 to 50 alkanes (alkane, C n H 2n+2 ), alkene (alkene, C n H 2n ) and alkyne (alkyne, C n H 2n-2 ) Containing one or more,
Modified polypropylene compound containing a phase change material.
 제1항에 있어서,
상기 유기성 상전이물질은,
녹는점이 -10 ℃ 내지 150 ℃ 이고,
잠열량이 130 J/g 내지 310 J/g 인 것인,
상전이물질을 포함하는 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드.
The method of claim 1,
The organic phase change material,
The melting point is -10 ℃ to 150 ℃,
The latent heat is 130 J / g to 310 J / g,
Modified polypropylene compound containing a phase change material.
 제1항에 있어서,
상기 유기성 상전이물질은,
상기 상전이물질 함침 입자의 1 중량% 내지 90 중량%인 것인,
상전이물질을 포함하는 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드.
The method of claim 1,
The organic phase change material,
1% to 90% by weight of the phase change material impregnated particles,
Modified polypropylene compound containing a phase change material.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드는,
ASTM D638 기준으로 인장강도가 22 MPa 이상이고,
ASTM D790 기준으로 굴곡강도가 30 MPa 이상이고, 굴곡탄성율이 1300 MPa 이상인 것인,
상전이물질을 포함하는 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드.
The method of claim 1,
The modified polypropylene-based compound,
Tensile strength is 22 MPa or more based on ASTM D638,
According to ASTM D790, the flexural strength is 30 MPa or more, and the flexural modulus is 1300 MPa or more.
Modified polypropylene compound containing a phase change material.
 제1항에 있어서,
상기 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드의 밀도는 ASTM D792 기준으로 0.880 이상인 것인,
상전이물질을 포함하는 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드.
The method of claim 1,
The density of the modified polypropylene-based compound is 0.880 or more based on ASTM D792,
Modified polypropylene compound containing a phase change material.
 삭제delete 제1항의 폴리프로필렌계 컴파운드를 컴파운딩 후 성형하여 제조된 것이고,
상기 컴파운딩 후에도 다공성 입자에 상전이물질이 함침된 구조가 유지되는 것인,
개질된 폴리프로필렌계 컴파운드를 이용한 차량용 부품.
It is manufactured by molding the polypropylene compound of claim 1 after compounding,
The structure in which the phase change material is impregnated in the porous particles is maintained even after the compounding,
Vehicle parts using a modified polypropylene compound.
 제10항에 있어서,
상기 부품은, 차량 내장용 에어덕트인 것인,
개질된 폴리프로필렌계 컴파운드를 이용한 차량용 부품.
The method of claim 10,
The part is a vehicle interior air duct,
Vehicle parts using a modified polypropylene compound.
 유기성 상전이물질을 포함하는 유기 용액을 준비하는 단계;
상기 유기 용액에 분자량 (g/mol)이 1,000,000 내지 5,000,000인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)을 투입하고 교반하여, 초고분자량 폴리에틸렌 다공성 입자에 상기 유기성 상전이물질이 함침된 입자를 형성하는 단계;
상기 유기성 상전이물질이 함침된 입자를 건조하고 여과하여, 건조된 상전이물질 함침 입자를 수득하는 단계; 및
상기 상전이물질 함침 입자를 폴리프로필렌계 수지와 혼합하는 단계;를 포함하고,
상기 상전이물질 함침 입자와 상기 폴리프로필렌계 수지의 혼합 중량비는 1 : 99 내지 30 : 70 인 것인,
제1항의 개질된 폴리프로필렌계 컴파운드의 제조방법.Preparing an organic solution containing an organic phase change material;
Adding and stirring ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) having a molecular weight (g/mol) of 1,000,000 to 5,000,000 to the organic solution to form particles in which the organic phase change material is impregnated with the ultra-high molecular weight polyethylene porous particles;
Drying the particles impregnated with the organic phase change material and filtering to obtain the dried phase change material impregnated particles; And
Including; mixing the phase change material impregnated particles with a polypropylene resin,
The mixing weight ratio of the phase change material impregnated particles and the polypropylene resin is 1:99 to 30:70,
A method for producing the modified polypropylene-based compound of claim 1. 삭제delete
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