KR102298955B1 - Injection molding method of plastic article using polypropylene resin composition - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리프로필렌 수지 조성물을 발포제로 발포시킨 후 초임계 상태에서 코어-백 사출 성형함으로써 기존의 기계적 물성 특성을 동등 이상의 수준으로 유지하는 동시에 발포에 의한 외관 성형성을 향상시키고, 중량을 저감시켜 경량화할 수 있는 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of injection molding of a molded article using a polypropylene resin composition, and more particularly, by foaming the polypropylene resin composition with a foaming agent and then core-back injection molding in a supercritical state, the existing mechanical properties can be improved to equal or higher It relates to an injection molding method of a molded article using a polypropylene resin composition that can be maintained at the same level while improving the appearance moldability by foaming and reducing the weight to reduce the weight.

Description

폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법{INJECTION MOLDING METHOD OF PLASTIC ARTICLE USING POLYPROPYLENE RESIN COMPOSITION}Injection molding method of a molded article using a polypropylene resin composition {INJECTION MOLDING METHOD OF PLASTIC ARTICLE USING POLYPROPYLENE RESIN COMPOSITION}

본 발명은 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리프로필렌 수지 조성물을 발포제로 발포시킨 후 초임계 상태에서 코어-백 사출 성형함으로써 기존의 기계적 물성 특성을 동등 이상의 수준으로 유지하는 동시에 발포에 의한 외관 성형성을 향상시키고, 중량을 저감시켜 경량화할 수 있는 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of injection molding of a molded article using a polypropylene resin composition, and more particularly, by foaming the polypropylene resin composition with a foaming agent and then core-back injection molding in a supercritical state, the existing mechanical properties can be improved to equal or higher It relates to an injection molding method of a molded article using a polypropylene resin composition that can be maintained at the same level while improving the appearance moldability by foaming and reducing the weight to reduce the weight.

자동차에 사용되는 플라스틱 소재는 최근 친환경 및 경량화 관점에서 금속을 대체하거나 같은 플라스틱 소재 내에서 비중을 낮추는 등, 성능 향상을 통한 경량화에 일조를 하고 있다. 이러한 추세는 소재적으로는 더욱 비중이 낮은 소재로의 개발이 이루어지고 있으며, 부품 성형 측면에서는 발포성형 또는 초임계 사출 등 중량 감소를 위한 노력이 결실을 맺고 있다.Plastic materials used in automobiles are contributing to weight reduction through performance improvement, such as replacing metals or lowering the specific gravity within the same plastic material from the viewpoint of eco-friendliness and weight reduction. In this trend, development of materials with a lower specific gravity is being made, and efforts to reduce weight such as foam molding or supercritical injection are bearing fruit in terms of part molding.

자동차용으로 사용되는 플라스틱 중 사용량이 가장 큰 범용 플라스틱의 하나인 폴리프로필렌(polypropylene, PP)은 상대적으로 다른 플라스틱 대비 비중이 낮은 이점이 있어 이미 많은 내외장의 대형 부품에 사용되고 있으며, 최근 연비향상 및 친환경화로 인해 사용량이 증대 추세에 있다. 특히 동등한 부품 요구 물성을 유지하면서 비중을 낮추려는 노력으로 지속적인 개발이 이루어지고 있다.Polypropylene (PP), one of the most used general-purpose plastics among plastics used for automobiles, has a relatively low weight compared to other plastics, so it is already used in many large interior and exterior parts. As a result, usage is on the rise. In particular, continuous development is being made in an effort to lower the specific gravity while maintaining the same required physical properties.

종래 미국등록특허 제8,114,332호에서는 코어 백 사출성형방법을 이용하여 용융지수의 부피를 조절, 부품의 경량을 유도할 수 있는 기법이 개시되어 있으나, 이러한 방법도 부품의 표면 거칠기 등 외관 특성을 발현하기 위해서는 공법상의 한계가 있는 단점이 있다.Conventional U.S. Patent No. 8,114,332 discloses a technique capable of inducing light weight of parts by controlling the volume of the melt index using a core-back injection molding method, but this method also expresses appearance characteristics such as surface roughness of parts. However, there is a disadvantage that there is a limitation in the public law.

또한, 한국공개특허 제2010-0027322호에서는 C-NMR법에 의한 아이소탁틱 펩타드분율이 96% 이상인 고결정성 폴리프로필렌 수지, 충격보강제 및 무기충전재를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물에 관해 개시되어 있으나, 중량 감소에 의한 경량화에 대해서는 전혀 인식하고 있지 않다.In addition, Korean Patent Application Laid-Open No. 2010-0027322 discloses a polypropylene resin composition comprising a highly crystalline polypropylene resin having an isotactic peptide fraction of 96% or more, an impact modifier and an inorganic filler by C-NMR method, The weight reduction by weight reduction is not recognized at all.

또한, 한국공개특허 제1483914호에서는 기준 제품대비 비중으로 약 5~6%가 절감된 저비중 복합 폴리프로필렌 수지 조성물에 관해 개시되어 있으나, 외관 특성 및 선팽창계수가 낮은 특성을 보여 강성이 취약한 단점이 있다.In addition, Korean Patent Application Laid-Open No. 1483914 discloses a low specific gravity composite polypropylene resin composition with a specific gravity of about 5 to 6% reduced compared to the reference product, but has a weak rigidity due to low appearance characteristics and low coefficient of linear expansion. have.

따라서 자동차의 경량화 추세에 발맞춰 최대의 경량 효과를 얻는 동시에 고강성 특성을 그대로 유지하는 성형 방법에 대한 기술 개발이 필요하다.
Therefore, it is necessary to develop a technology for a molding method that achieves the maximum light weight effect while maintaining high rigidity characteristics in line with the trend of reducing automobile weight.

미국등록특허 제8114332호US Patent No. 8114332 한국공개특허 제2010-0027322호Korean Patent Publication No. 2010-0027322 한국공개특허 제1483914호Korean Patent Publication No. 1483914

상기와 같은 문제 해결을 위하여, 본 발명은 폴리프로필렌 수지 조성물을 발포제로 발포시킨 후 초임계 상태에서 코어-백 사출 성형함으로써 기존의 기계적 물성 특성을 동등 이상의 수준으로 유지하는 동시에 발포에 의한 외관 성형성을 향상시키고, 중량을 저감시켜 경량화할 수 있다는 사실을 알게 되어 발명을 완성하였다.In order to solve the above problems, the present invention provides for core-back injection molding in a supercritical state after foaming a polypropylene resin composition with a foaming agent, thereby maintaining the existing mechanical properties at the same or higher level and at the same time, appearance moldability by foaming. By improving and reducing the weight, it was found that it could be made light, and the invention was completed.

따라서 본 발명의 목적은 기계적 물성 특성을 유지하는 동시에 중량을 저감시켜 경량화된 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for injection molding of a molded article using a polypropylene resin composition that is lightweight by reducing the weight while maintaining mechanical properties.

본 발명의 다른 목적은 발포에 의한 외관 성형성이 향상된 상기 사출 성형방법으로 제조된 성형품을 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to provide a molded article manufactured by the injection molding method with improved appearance moldability by foaming.

본 발명은 C13-NMR법에 의한 아이소탁틱 펩타드분율이 96% 이상인 고결정성 폴리프로필렌 수지 50~97 중량%; 고무 성분 1~30 중량%; 무기필러 1~10 중량%; 및 미세탈크 1~10 중량%;를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물에 발포제를 투입하여 발포시킨 후 코어 백(core-back) 사출 성형하는 단계;를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법을 제공한다.The present invention is 50 to 97 wt% of a high crystalline polypropylene resin having an isotactic peptide fraction of 96% or more by C 13 -NMR method; 1 to 30% by weight of a rubber component; 1-10 wt% of inorganic filler; and 1 to 10% by weight of microtalc; preparing a mixture by mixing; And it provides an injection molding method of a molded article using a polypropylene resin composition comprising a; and the step of foaming by introducing a foaming agent to the mixture, and then core-back injection molding.

또한 본 발명은 상기 사출 성형방법으로 제조된 성형품을 제공한다.
In addition, the present invention provides a molded article manufactured by the injection molding method.

본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법은 폴리프로필렌 수지 조성물을 발포제로 발포시킨 후 초임계 상태에서 코어-백 사출 성형함으로써 기존의 기계적 물성 특성을 동등 이상의 수준으로 유지하는 동시에 발포에 의한 외관 성형성을 향상시키고, 중량을 저감시켜 경량화할 수 있는 효과가 있다.
In the injection molding method of a molded article using the polypropylene resin composition according to the present invention, the polypropylene resin composition is foamed with a foaming agent, and then core-back injection molding is performed in a supercritical state, thereby maintaining the existing mechanical properties at the same or higher level while foaming. There is an effect of improving the appearance moldability by the and reducing the weight to reduce the weight.

도 1은 본 발명에 따른 실시예 3에서 제조된 성형품의 단면 사진을 나타낸 것이다.1 shows a cross-sectional photograph of a molded article prepared in Example 3 according to the present invention.

이하에서는 본 발명을 하나의 실시예로 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of one embodiment.

본 발명은 C13-NMR법에 의한 아이소탁틱 펩타드분율이 96% 이상인 고결정성 폴리프로필렌 수지 50~97 중량%; 고무 성분 1~30 중량%; 무기필러 1~10 중량%; 및 미세탈크 1~10 중량%;를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물에 발포제를 투입하여 발포시킨 후 코어 백(core-back) 사출 성형하는 단계;를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법을 제공한다.The present invention is 50 to 97 wt% of a high crystalline polypropylene resin having an isotactic peptide fraction of 96% or more by C 13 -NMR method; 1 to 30% by weight of a rubber component; 1-10 wt% of inorganic filler; and 1 to 10% by weight of microtalc; preparing a mixture by mixing; And it provides an injection molding method of a molded article using a polypropylene resin composition comprising a; and the step of foaming by introducing a foaming agent to the mixture, and then core-back injection molding.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 고결정성 폴리프로필렌 수지는 고결정성 호모 폴리프로필렌 수지, 블록 공중합체 폴리프로필렌 수지 또는 이들의 혼합물인 것을 사용할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the high crystallinity polypropylene resin may be a high crystallinity homo polypropylene resin, a block copolymer polypropylene resin, or a mixture thereof.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 고결정성 폴리프로필렌 수지는 PI(polydispersity Index)가 3~6 이고, 용융지수가 1~110 g/10min(하중 2.16 kg 및 230 ℃)인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 고결정성 폴리프로필렌 수지는 분자량 분포가 넓은 블록 공중합체를 포함하는 것이 좋으며, 이는 사출 성형 공정상 흐름 특성이 용이하게 작용하여 주어진 사출 압력하에서 흐름성이 뛰어나 작업 생산성을 올릴 수 있는 장점으로 작용할 수 있다. 여기서, 상기 PI가 3 미만이면 성형성이 문제되어 플로우 마크(flow mark) 등의 외관 불량이 발생할 수 있고, 6 초과이면 늘어나는 저분자량에 의한 내구성 등 장기 신뢰성 등에 악영향을 줄 수 있다. 바람직하게는 PI가 3.8~5.8인 것을 사용하는 것이 좋다. 또한 상기 용융지수가 1 g/10min 미만이면 가공 성형 시 흐름성 저하로 제품의 완전한 성형이 어려운 문제가 발생하고, 110 g/10min 초과이면 지나친 흐름 특성으로 인해 성형공정 변수 조절이 어려우며, 성형 후 부품 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the highly crystalline polypropylene resin may have a polydispersity index (PI) of 3 to 6, and a melt index of 1 to 110 g/10min (load 2.16 kg and 230 °C). Specifically, the high crystalline polypropylene resin preferably includes a block copolymer with a wide molecular weight distribution, which has excellent flow properties under a given injection pressure due to its easy flow characteristics during the injection molding process, which can increase work productivity. can work Here, if the PI is less than 3, moldability may be a problem and appearance defects such as flow marks may occur, and if the PI is more than 6, long-term reliability such as durability due to increased low molecular weight may be adversely affected. It is preferable to use a PI of 3.8 to 5.8. In addition, if the melt index is less than 1 g/10 min, it is difficult to completely mold the product due to reduced flowability during processing and molding, and if it exceeds 110 g/10 min, it is difficult to control the molding process variable due to excessive flow characteristics, There may be a problem of deterioration of physical properties.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 고결정성 폴리프로필렌 수지는 아이소탁틱 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌 코모노머, 프로필렌 1 부텐 코폴리머, 프로필렌 1 헥센 코폴리머 및 프로필렌 4 메틸 1 펜텐 코폴리머로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 코폴리머, 랜덤 공중합체 또는 이들의 혼합물인 것을 사용할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the high crystalline polypropylene resin is from the group consisting of isotactic polypropylene, propylene-ethylene comonomer, propylene 1 butene copolymer, propylene 1 hexene copolymer and propylene 4 methyl 1 pentene copolymer. Any one selected copolymer, random copolymer, or a mixture thereof may be used.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 고결정성 폴리프로필렌 수지는 아이소택틱 지수가 96% 이상으로 높은 수지로 50~97 중량%를 사용하는 것이 좋다. 구체적으로 그 함량이 50 중량% 미만이면 폴리프로필렌의 특성이 저하되어 기능 발현이 어렵고, 97 중량% 초과이면 타성분의 함량 미달로 기능 발휘가 바람직하지 않다.According to a preferred embodiment of the present invention, the high crystalline polypropylene resin is a resin having a high isotactic index of 96% or more, and 50 to 97% by weight is preferably used. Specifically, if the content is less than 50% by weight, the characteristics of polypropylene are deteriorated, so that it is difficult to express the function.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 고무 성분은 유연성과 저온 충격성 등의 충격 강도 특성을 향상시키기 위해 사용되는 것으로, 에틸렌-옥타디엔, 에틸렌-부타디엔, 무정형 에틸렌-α-올레핀 공중합체 및 스티렌계 열가소성 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있다. 구체적으로 상기 무정형 에틸렌-α-올레핀 공중합체에서 α-올레핀은 프로필렌, 부텐 1, 펜텐 1, 옥텐 1, 4-메틸 펜텐 1 및 헵텐 1로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있다. 또한 상기 스티렌계 열가소성 엘라스토머는 스티렌-에틸렌-부텐-스티렌 공중합체(SEBS)인 것을 사용할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the rubber component is used to improve impact strength properties such as flexibility and low-temperature impact properties, and includes ethylene-octadiene, ethylene-butadiene, amorphous ethylene-α-olefin copolymer and styrene-based copolymer. At least one selected from the group consisting of thermoplastic elastomers may be used. Specifically, in the amorphous ethylene-α-olefin copolymer, the α-olefin may be at least one selected from the group consisting of propylene, butene 1, pentene 1, octene 1, 4-methyl pentene 1, and heptene 1. In addition, the styrene-based thermoplastic elastomer may be a styrene-ethylene-butene-styrene copolymer (SEBS).

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 고무 성분은 1~30 중량%를 사용할 수 있다. 구체적으로 그 함량이 1 중량% 미만이면 유연성이 저하되어 고무 성분에 의한 충격 완화 효과가 미비하고, 30 중량% 초과이면 연성이 강화되어 강성 저하를 유발하는 문제가 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the rubber component may be used in an amount of 1 to 30% by weight. Specifically, if the content is less than 1% by weight, flexibility is lowered, the impact mitigation effect by the rubber component is insufficient, and if it exceeds 30% by weight, there is a problem in that the ductility is strengthened to cause a decrease in rigidity.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 무기필러는 균형된 굴곡강성과 충격 강도 등의 물성 발현을 위해 사용하는 것으로, 나노클레이, 유리섬유, 활석, 운모, 탄산칼슘, 규회석, 황산바륨, 황산마그네슘 및 휘스커로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the inorganic filler is used to express physical properties such as balanced flexural rigidity and impact strength, and nanoclay, glass fiber, talc, mica, calcium carbonate, wollastonite, barium sulfate, magnesium sulfate, etc. and at least one selected from the group consisting of whiskers may be used.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 무기필러는 1~10 중량%를 사용하는 것이 좋다. 구체적으로 그 함량이 1 중량% 미만이면 강성 보완 효과가 미미하고, 10 중량% 초과이면 부품의 물성 및 성질 향상에 문제가 발생할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the inorganic filler is preferably used in an amount of 1 to 10% by weight. Specifically, if the content is less than 1% by weight, the effect of supplementing the stiffness is insignificant, and if it is more than 10% by weight, a problem may occur in improving the physical properties and properties of the part.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 미세탈크는 입자 크기가 0.1~1 ㎛인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 입자 크기가 0.1 ㎛ 미만이면 혼합과정 중에 피딩(feeding) 불량이 발생할 수 있고, 1 ㎛ 초과이면 제립은 용이하나 굴곡탄성율 등 기계적 강도가 상대적으로 떨어질 수 있다. 또한 상기 미세탈크는 1~10 중량%를 사용할 수 있는데, 그 함량이 1 중량% 미만이면 기계적 강도 향상이 미미할 수 있고, 10 중량% 초과이면 중량이 상승되어 목적하는 경량소재 제립의 제한이 될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the microtalc may have a particle size of 0.1 to 1 μm. Specifically, if the particle size is less than 0.1 μm, a feeding defect may occur during the mixing process, and if it exceeds 1 μm, granulation is easy, but mechanical strength such as flexural modulus may be relatively low. In addition, the fine talc may be used in an amount of 1 to 10% by weight. If the content is less than 1% by weight, the improvement in mechanical strength may be insignificant, and if it is more than 10% by weight, the weight is increased, which may limit the granulation of the desired lightweight material. have.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 혼합물을 제조하는 단계에서 상기 혼합물에 착색제 및 보강재를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 착색제는 무기물 안료, 유기 안료가 있다. 또한 상기 보강재는 예를 들어 장기 내열안정제, 내후안정제, 대전방지제, 활제, 슬립제(slip agent), 핵제 및 난연재로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 첨가제를 더 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, in the step of preparing the mixture, a colorant and a reinforcing material may be further included in the mixture. Specifically, the colorant includes inorganic pigments and organic pigments. In addition, the reinforcing material may further include one or more additives selected from the group consisting of, for example, a long-term heat-resistant stabilizer, a weather-resistant stabilizer, an antistatic agent, a lubricant, a slip agent, a nucleating agent, and a flame retardant.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 사출 성형하는 단계에서 상기 발포제는 초임계 유체인 것을 사용할 수 있다. 구체적으로 상기 초임계 유체는 탄화수소계 또는 비탄화수소계인 것을 사용할 수 있다. 상기 탄화수소계는 지방족 탄화수소, 지환족 탄화수소, 및 할로겐화 탄화수소로부터 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이고, 상기 비탄화수소계는 유기가스, 이산화탄소, 질소 및 공기로부터 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, in the injection molding step, the foaming agent may be a supercritical fluid. Specifically, the supercritical fluid may be a hydrocarbon-based or non-hydrocarbon-based fluid. The hydrocarbon-based is at least one selected from the group consisting of aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, and halogenated hydrocarbons, and the non-hydrocarbon-based is at least one selected from the group consisting of organic gas, carbon dioxide, nitrogen and air.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 사출 성형하는 단계에서 사출온도는 150~250 ℃이고, 사출압력은 60~100 bar인 조건에서 초임계 상태로 수행될 수 있다. 구체적으로 상기 사출 온도가 150 ℃ 미만이면 소재의 용융 흐름을 저해할 수 있고, 250 ℃ 초과이면 일부 저분자량의 탄화가 발생될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, in the injection molding step, the injection temperature is 150 ~ 250 ℃, the injection pressure may be performed in a supercritical state under the conditions of 60 ~ 100 bar. Specifically, if the injection temperature is less than 150 ℃ may inhibit the melt flow of the material, if it exceeds 250 ℃, some low molecular weight carbonization may occur.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 사출 성형하는 단계에서 상기 혼합물의 발포율은 20~35%인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 혼합물의 발포율은 크고, 발포상태가 균일할수록 좋으며, 지나치게 발포율이 커지면 오픈 셀(open cell)을 형성하여 표면이 거칠어지는 특징이 있다. 이때 상기 발포율이 20% 미만이면 경량 효과가 미미할 수 있고, 35% 초과되면 표면, 외관특성이 저하될 수 있다. 바람직하게는 27.4~29.3%인 것이 좋다. According to a preferred embodiment of the present invention, the foaming rate of the mixture in the injection molding step may be 20 to 35%. Specifically, the foaming rate of the mixture is large, and the more uniform the foaming state is, the better. In this case, if the foaming rate is less than 20%, the light weight effect may be insignificant, and if it exceeds 35%, the surface and appearance characteristics may be deteriorated. Preferably, it is good that it is 27.4-29.3%.

한편, 본 발명은 상기 사출 성형방법으로 제조된 성형품을 제공한다.On the other hand, the present invention provides a molded article manufactured by the injection molding method.

따라서, 본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법은 폴리프로필렌 수지 조성물을 발포제로 발포시킨 후 초임계 상태에서 코어-백 사출 성형함으로써 기존의 기계적 물성 특성을 동등 이상의 수준으로 유지하는 동시에 발포에 의한 외관 성형성을 향상시키고, 중량을 저감시켜 경량화할 수 있는 효과가 있다. 자동차 내외장용 부품에 대해 약 20~30% 수준으로 경량화할 수 있으며, 비중은 5~7% 저감시킬 수 있다. 또한 폴리프로필렌 수지 조성물의 분자량 분포 제어에 의해 동일 MI에서도 흐름특성이 좋아 외관 성형성이 유리하며, 무기물 함량이 적어 사출 성형성이 우수하다.
Therefore, in the injection molding method of a molded article using the polypropylene resin composition according to the present invention, the polypropylene resin composition is foamed with a foaming agent and then core-back injection molding in a supercritical state to maintain the existing mechanical properties at the same or higher level. At the same time, there is an effect of improving the appearance moldability by foaming and reducing the weight to reduce the weight. The weight of automobile interior and exterior parts can be reduced to about 20-30%, and the specific gravity can be reduced by 5-7%. In addition, by controlling the molecular weight distribution of the polypropylene resin composition, the flow characteristics are good even at the same MI, so the appearance moldability is advantageous, and the injection moldability is excellent because the inorganic content is small.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited by the following examples.

실시예 1~3 및 비교예 1~4Examples 1-3 and Comparative Examples 1-4

본 발명에 있어 이용한 재료의 성분 및 특성을 하기 표 1, 2, 3에 나타내었다. 표 1은 수지 조성물의 기본이 되는 베이스 수지로서, 고결정성 특성의 호모 및 블록 공중합체 폴리프로필렌 수지를 사용하였으며 일부 제품은 분자량 분포가 넓게 제어된 폴리프로필렌의 특성을 나타내었으며, 표 2는 고무 성분을 나타내었고, 표 3은 무기 필러의 규격을 표시하였다.The components and properties of the materials used in the present invention are shown in Tables 1, 2, and 3 below. Table 1 shows that homo and block copolymer polypropylene resins with high crystallinity are used as the base resin for the resin composition. Some products show the properties of polypropylene with widely controlled molecular weight distribution. , and Table 3 shows the specifications of the inorganic filler.

하기 표 1 내지 3에 나타낸 원료를 사용하여, 다음 표 4의 조성 비율에 따라 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다. 그 다음 상기 조성물은 수분 흡수에 의한 물성의 약화를 고려하여 90 ℃ 오븐에서 3 시간 동안 건조하였다. 건조된 조성물은 초임계 상태에서 일본 Toyo사에서 제작한 Si180-III(형체력=180톤) 사출기를 사용하여 사출하였다. 사출 시 온도는 원료 공급 호퍼부에서 노즐 순으로 180/200/200/210/210 ℃, 사출압력은 60~100 bar로 성형하였고, 물성측정용 성형품 및 외관 시험 평가용 시험편을 제작하였다. 이때 성형품 사출은 발포제인 초임계 유체(질소)를 9 중량%를 첨가하여 사출 성형하였다. 또한 혼련 압출기는 SM 플라텍에서 제조한 직경 32 mm(L/D, 40:1)에서 각 성분별 투입량을 계량하여 예비 혼련한 후 제조하였으며, 제품 사출은 동신유압의 형체력 850톤인 DIMA-850를 사용하였다.Using the raw materials shown in Tables 1 to 3 below, polypropylene resin compositions were prepared according to the composition ratios in Table 4 below. Then, the composition was dried in an oven at 90° C. for 3 hours in consideration of deterioration of physical properties due to moisture absorption. The dried composition was injected using a Si180-III (clamping force = 180 tons) injection machine manufactured by Toyo of Japan in a supercritical state. The injection temperature was 180/200/200/210/210 ℃ in the order from the raw material supply hopper to the nozzle, and the injection pressure was 60 to 100 bar. In this case, the injection molding was performed by adding 9 wt% of a supercritical fluid (nitrogen) as a foaming agent. In addition, the kneading extruder was manufactured after pre-kneading by measuring the input amount of each component at a diameter of 32 mm (L/D, 40:1) manufactured by SM Platek. was used.

구분division 유동 지수
[g/10min]
(230 ℃, 2.16Kg)
flow index
[g/10min]
(230℃, 2.16Kg)
PI* (230℃) PI* (230℃) 중량 평균 분자량
[g/mol]
weight average molecular weight
[g/mol]
아이소택틱펩타드
분율**
isotactic peptide
fraction**
PP Homo-1 PP Homo-1 11 11 3.8 3.8 230,000 230,000 97.2 97.2 PP Block-1 PP Block-1 22 22 3.7 3.7 210,000 210,000 96.4 96.4 PP Block-2 PP Block-2 40 40 4.1 4.1 190,000 190,000 96.8 96.8 PP Block-3 PP Block-3 46 46 5.8 5.8 185,000 185,000 96.9 96.9 *PI(Poly dispersity Index)는 유변물성으로 G'(loss modulus), G"(Storage modulus)의 cross over point로서 분자량 분포의 척도임
**아이소택틱 펩타드분율 C13-NMR로 측정한다.
*PI (Poly dispersity Index) is a measure of molecular weight distribution as a cross over point of G' (loss modulus) and G" (Storage modulus) for rheological properties
**Isotactic peptide fraction measured by C 13 -NMR.

구분division 유동 지수[g/10min]
(190 ℃, 2.16Kg)
Flow index [g/10min]
(190℃, 2.16Kg)
밀 도[Kgf/cm] Density [Kgf/cm] 기타 사항 etc
고무성분-1 rubber component-1 1.0 1.0 0.857 0.857 에틸렌-옥텐 공중합체 엘라스토머Ethylene-octene copolymer elastomer 고무성분-2 rubber component-2 0.5 0.5 0.862 0.862 에틸렌-부텐 공중합체 엘라스토머Ethylene-Butene Copolymer Elastomer

구분division 시료 구분 Sample classification Size [㎛] Size [㎛] 필러-1 Filler-1 탈크talc 평균직경: 3 ~ 6 Average diameter: 3 to 6 필러-2 filler-2 미세탈크fine talc 평균직경: 0.65 Average diameter: 0.65 필러-3 filler-3 휘스커(Whisker) Whisker 평균길이: 15
평균직경: 0.5
Average length: 15
Average diameter: 0.5

구분division 비교예comparative example 실시예Example 1 One 2 2 3 3 4 4 1 One 2 2 3 3 PP Homo-1 PP Homo-1 - - - - - - 20 20 10 10 10 10 10 10 PP Block-1 PP Block-1 70 70 65 65 10 10 40 40 - - - - - - PP Block-2 PP Block-2 - - - - 55 55 - - 20 20 20 20 25 25 PP Block-3 PP Block-3 - - - - - - - - 45 45 35 35 35 35 고무성분-1 rubber component-1 15 15 10 10 18 18 22 22 15 15 25 25 20 20 고무성분-2 rubber component-2 - - 10 10 - - - - - - - - - - 필러-1 Filler-1 15 15 15 15 17 17 18 18 - - - - - - 필러-2 filler-2 - - - - - - - - 4 4 8 8 6 6 필러-3 filler-3 - - - - - - - - 6 6 2 2 4 4

실험예: 시편의 물성측정Experimental example: measurement of physical properties of specimens

상기 실시예 1~3 및 비교예 1~4에서 제조된 성형품 및 외관 시험 평가용 시험편에 대하여 다음과 같은 방법으로 물성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 5, 6에 나타내었다.Physical properties of the molded articles and test pieces for evaluation of appearance tests prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were measured in the following manner, and the results are shown in Tables 5 and 6 below.

하기 표 5에 나타낸 물성 결과에 대한 시험방법은 다음과 같다.The test method for the physical property results shown in Table 5 below is as follows.

1) 유동지수: ASTM D1238의 방법으로 230 ℃에서 측정하였다.1) Flow index: Measured at 230 ℃ by the method of ASTM D1238.

2) 인장강도: ASTM D638의 방법으로 상온에서 측정하였다.2) Tensile strength: It was measured at room temperature by the method of ASTM D638.

3) 굴곡탄성율: ASTM D790의 방법으로 상온에서 측정하였다.3) Flexural modulus: It was measured at room temperature by the method of ASTM D790.

4) Izod 충격강도: ASTM D256의 방법으로 상온에서 측정하였다.4) Izod impact strength: It was measured at room temperature by the method of ASTM D256.

5) 열변형온도(HDT): ASTM D648의 방법으로 상온에서 측정하였다.5) Heat deflection temperature (HDT): It was measured at room temperature by the method of ASTM D648.

6) 비중(Density): ASTM D1505의 방법으로 상온(23 ℃)에서 측정하였다.
6) Specific gravity (Density): was measured at room temperature (23 ℃) by the method of ASTM D1505.

구분division 비교예comparative example 실시예Example 1 One 22 3 3 4 4 1 One 2 2 3 3 유동 지수
[g/10min]
(230 ℃, 2.16Kg)
flow index
[g/10min]
(230℃, 2.16Kg)
15.9 15.9 14.5 14.5 23.6 23.6 11.1 11.1 25.4 25.4 19.7 19.7 22.5 22.5
인장강도
[Kgf/cm2]
tensile strength
[Kgf/cm 2 ]
198 198 194 194 190 190 188 188 233 233 210 210 220 220
굴곡탄성율
[Kgf/cm2]
flexural modulus
[Kgf/cm 2 ]
17,030 17,030 15,020 15,020 16,880 16,880 14,040 14,040 21,230 21,230 19,100 19,100 18,500 18,500
Izod충격강도
(-30℃)
[Kgfcm/cm]
Izod impact strength
(-30℃)
[Kgfcm/cm]
4.2 4.2 5.4 5.4 4.8 4.8 5.8 5.8 5.5 5.5 6.2 6.2 5.0 5.0
열변형온도 [℃] Heat deflection temperature [℃] 124 124 120 120 109 109 112 112 120 120 114 114 117 117 비중importance 0.997 0.997 0.996 0.996 1.006 1.006 1.010 1.010 0.955 0.955 0.947 0.947 0.947 0.947

Figure 112015046715171-pat00001
Figure 112015046715171-pat00001

상기 표 5의 결과에 의하면, 상기 비교예 1~4의 경우 비중이 약 0.996~1.010 정도의 수준이었으며, 기계적 물성 특성이 비교적 낮은데 반하여, 상기 실시예 1~3의 경우 비중이 0.947~0.955의 수준으로 낮으면서도 유동지수, 인장강도, 굴곡탄성율 및 충격강도의 강성 및 충격 특성이 동등 이상의 수준으로 유지되거나, 향상되었음을 확인하였다. 또한 상기 비교예 1~4에 비해 비중이 낮아 성형품의 중량을 저감시킬 수 있었다.According to the results of Table 5, in the case of Comparative Examples 1 to 4, the specific gravity was about 0.996 to 1.010, and mechanical properties were relatively low, whereas in Examples 1 to 3, the specific gravity was 0.947 to 0.955. It was confirmed that the stiffness and impact properties of flow index, tensile strength, flexural modulus, and impact strength were maintained at the same or higher level or improved. In addition, it was possible to reduce the weight of the molded article because the specific gravity was lower than those of Comparative Examples 1 to 4.

또한 상기 표 6의 결과에 의하면, 상기 실시예 1~3은 상기 비교예 3의 중량 대비 시편의 중량이 크게 감소한 것을 확인하였다. 또한 발포율이 높을수록 단면 사진에서와 같이 기공이 증가한 것을 육안으로 확인할 수 있으며 중량이 감소한 것을 확인하였다. 이를 통해 기존 대비 강성 특성 등이 동등 이상으로 향상시키는 동시에 상기 폴리프로필렌 수지 조성물의 비중을 낮추고, 중량이 감소하여 경량화할 수 있음을 알 수 있었다. In addition, according to the results of Table 6, it was confirmed that Examples 1 to 3 significantly reduced the weight of the specimen compared to the weight of Comparative Example 3. In addition, it was confirmed with the naked eye that the pores increased as the foaming rate increased, as shown in the cross-sectional photograph, and the weight decreased. Through this, it was found that the rigidity characteristics and the like could be improved to equal or greater than that of the prior art, and at the same time, the specific gravity of the polypropylene resin composition could be lowered, and the weight could be reduced by reducing the weight.

따라서 상기 실시예 1~3에서 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법은 폴리프로필렌 수지 조성물을 발포제로 발포시킨 후 초임계 상태에서 코어-백 사출 성형함으로써 기존의 기계적 물성 특성을 동등 이상의 수준으로 유지하는 동시에 발포에 의한 외관 성형성을 향상시키고, 중량을 저감시켜 경량화할 수 있는 효과가 있음을 확인하였다.
Therefore, in Examples 1 to 3, the injection molding method of a molded article using the polypropylene resin composition is performed by foaming the polypropylene resin composition with a foaming agent and then core-back injection molding in a supercritical state to improve the existing mechanical properties to an equal or higher level. It was confirmed that there is an effect of improving the appearance moldability by foaming while maintaining it, and reducing the weight to reduce the weight.

Claims (15)

C13-NMR법에 의한 아이소탁틱 펩타드분율이 96% 이상인 고결정성 폴리프로필렌 수지 50~97 중량%; 고무 성분 1~30 중량%; 무기필러 1~10 중량%; 및 미세탈크 1~10 중량%;를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
상기 혼합물에 발포제를 투입하여 발포시킨 후 코어 백(core-back) 사출 성형하는 단계;
를 포함하고,
상기 무기필러는 휘스커이고,
상기 미세탈크 : 휘스커의 함량비는 4 : 6 ~ 4 : 1 인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법.
50 to 97 wt% of a highly crystalline polypropylene resin having an isotactic peptide fraction of 96% or more by C 13 -NMR method; 1 to 30% by weight of a rubber component; 1-10 wt% of inorganic filler; and 1 to 10% by weight of microtalc; preparing a mixture by mixing; and
After foaming by adding a foaming agent to the mixture, core-back injection molding;
including,
The inorganic filler is a whisker,
The injection molding method of the molded article using the polypropylene resin composition, characterized in that the content ratio of the fine talc: whisker is 4: 6 to 4: 1.
제1항에 있어서,
상기 고결정성 폴리프로필렌 수지는 고결정성 호모 폴리프로필렌 수지, 블록 공중합체 폴리프로필렌 수지 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법.
According to claim 1,
The high crystallinity polypropylene resin is a high crystallinity homopolypropylene resin, a block copolymer polypropylene resin, or a method of injection molding a molded article using a polypropylene resin composition, characterized in that a mixture thereof.
제1항에 있어서,
상기 고결정성 폴리프로필렌 수지는 PI(polydispersity Index)가 3~6 이고, 용융지수가 1~110 g/10min(하중 2.16 kg 및 230 ℃)인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법.
According to claim 1,
The high crystalline polypropylene resin has a polydispersity index (PI) of 3 to 6, and a melt index of 1 to 110 g/10 min (load 2.16 kg and 230 ° C.) Injection molding of a molded article using a polypropylene resin composition, characterized in that Way.
제1항에 있어서,
상기 고결정성 폴리프로필렌 수지는 아이소탁틱 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌 코모노머, 프로필렌 1 부텐 코폴리머, 프로필렌 1 헥센 코폴리머 및 프로필렌 4 메틸 1 펜텐 코폴리머로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 코폴리머, 랜덤 공중합체 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법.
According to claim 1,
The high crystalline polypropylene resin is any one copolymer selected from the group consisting of isotactic polypropylene, propylene-ethylene comonomer, propylene 1 butene copolymer, propylene 1 hexene copolymer and propylene 4 methyl 1 pentene copolymer, random air Injection molding method of a molded article using a polypropylene resin composition, characterized in that it is a coalescence or a mixture thereof.
제1항에 있어서,
상기 고무 성분은 에틸렌-옥타디엔, 에틸렌-부타디엔, 무정형 에틸렌-α-올레핀 공중합체 및 스티렌계 열가소성 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법.
According to claim 1,
The rubber component is an injection molding method of a molded article using a polypropylene resin composition, characterized in that at least one selected from the group consisting of ethylene-octadiene, ethylene-butadiene, amorphous ethylene-α-olefin copolymer and styrenic thermoplastic elastomer.
제5항에 있어서,
상기 무정형 에틸렌-α-올레핀 공중합체에서 α-올레핀은 프로필렌, 부텐 1, 펜텐 1, 옥텐 1, 4-메틸 펜텐 1 및 헵텐 1으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법.
6. The method of claim 5,
In the amorphous ethylene-α-olefin copolymer, the α-olefin is at least one selected from the group consisting of propylene, butene 1, pentene 1, octene 1, 4-methyl pentene 1 and heptene 1. Injection molding method of the used molded product.
제5항에 있어서,
상기 스티렌계 열가소성 엘라스토머는 스티렌-에틸렌-부텐-스티렌 공중합체(SEBS)인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법.
6. The method of claim 5,
The styrene-based thermoplastic elastomer is an injection molding method of a molded article using a polypropylene resin composition, characterized in that the styrene-ethylene-butene-styrene copolymer (SEBS).
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 미세탈크는 입자 크기가 0.1~1 ㎛인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법.
According to claim 1,
The fine talc is an injection molding method of a molded article using a polypropylene resin composition, characterized in that the particle size is 0.1 ~ 1㎛.
제1항에 있어서,
상기 사출 성형하는 단계에서 상기 발포제는 초임계 유체인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법.
According to claim 1,
Injection molding method of a molded article using a polypropylene resin composition, characterized in that the foaming agent in the injection molding step is a supercritical fluid.
제10항에 있어서,
상기 초임계 유체는 탄화수소계 또는 비탄화수소계인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법.
11. The method of claim 10,
The supercritical fluid is an injection molding method of a molded article using a polypropylene resin composition, characterized in that hydrocarbon-based or non-hydrocarbon-based.
제11항에 있어서,
상기 탄화수소계는 지방족 탄화수소, 지환족 탄화수소, 및 할로겐화 탄화수소로부터 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이고, 상기 비탄화수소계는 유기가스, 이산화탄소, 질소 및 공기로부터 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법.
12. The method of claim 11,
The hydrocarbon-based is at least one selected from the group consisting of aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, and halogenated hydrocarbons, and the non-hydrocarbon-based is poly, characterized in that at least one selected from the group consisting of organic gas, carbon dioxide, nitrogen and air. An injection molding method of a molded article using a propylene resin composition.
제1항에 있어서,
상기 사출 성형하는 단계에서 사출온도는 150~250 ℃이고, 사출압력은 60~100 bar인 조건에서 초임계 상태로 수행되는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법.
According to claim 1,
Injection molding method of a molded article using a polypropylene resin composition, characterized in that in the injection molding step, the injection temperature is 150 ~ 250 ℃, the injection pressure is performed in a supercritical state under the conditions of 60 ~ 100 bar.
제1항에 있어서,
상기 사출 성형하는 단계에서 상기 혼합물의 발포율은 20~35%인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 성형품의 사출 성형방법.
According to claim 1,
Injection molding method of a molded article using a polypropylene resin composition, characterized in that the foaming rate of the mixture in the injection molding step is 20 to 35%.
제1항 내지 제7항, 및 제9항 내지 제14항 중에서 선택된 어느 한 항의 사출 성형방법으로 제조된 성형품.
A molded article manufactured by the injection molding method of any one of claims 1 to 7, and claims 9 to 14.
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