KR102631525B1 - 섬유 질감을 갖는 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 섬유 질감을 갖는 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다. 본 발명의 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 다양한 색상에 적용 가능하고 개선된 섬유 질감의 발현력을 갖는 한편 우수한 성형성 및 내충격성 가진다. 따라서, 이로부터 제조되는 성형품은 자동차 내·외장 부품, 전자 및 가전 제품의 부품, 건축 및 산업용 자재 등에 효과적으로 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 섬유 질감을 갖는 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 색상에 따른 섬유 질감의 발현력이 개선되고 우수한 성형성 및 내충격성을 갖는 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
범용 수지의 일종인 폴리프로필렌 수지는 경제성은 물론이고 기계적 특성, 성형성 및 내화학성 등이 뛰어나 자동차 내·외장 부품, 전기 및 가전 제품의 부품, 건축 및 산업용 자재, 필름, 파이프 및 전선 등의 소재로서 널리 사용되고 있다.
구체적으로, 폴리프로필렌 수지를 사출 성형하여 제조되는 성형품을 자동차의 부품이나 전자 제품의 부품으로서 사용하려는 시도가 이루어져 왔다. 이 경우, 부품의 경량화로 인하여 자동차의 연비가 개선될 수 있다. 또한, 폴리프로필렌 수지는 다른 수지에 비해 가격이 저렴하기 때문에 제조 원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 재활용하기 용이하다는 장점도 가지고 있다.
최근 자동차의 고급화 추세에 따라서, 고 품질의 도어 트림, 필라 트림, 크래쉬 패드 등과 같은 자동차 내장재에 대한 요구가 증가하고 있다. 고 품질의 자동차 내장재를 구현하기 위해, 기존에는 내장재 성형 시 천을 접합시키거나 성형 후 천을 접착제로 접착시키는 경우가 많았으나, 생산 과정이 복잡하고 접착제로 인한 VOC(volatile organic compounds)에 관한 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제를 개선하기 위하여, 폴리프로필렌계 수지와 에틸렌-α-올레핀 고무 등의 엘라스토머 및 활석 등의 무기 충전제를 포함하는 폴리프로필렌계 수지 조성물에 섬유 질감을 낼 수 있는 첨가제를 추가하려는 시도가 있었다. 여기서, 섬유 질감을 낼 수 있는 첨가제로서 셀룰로오스 섬유 및 화산석을 주로 사용하였다(대한민국 특허 제10-1476057호 참조).
그러나, 다양한 색상에 적용 가능하고 섬유 질감의 발현력이 개선되는 한편 우수한 성형성 및 내충격성을 갖는 폴리프로필렌 수지 조성물의 개발이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 다양한 색상에 적용 가능하고 개선된 섬유 질감의 발현력을 갖는 한편 우수한 성형성 및 내충격성을 갖는 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 위 폴리프로필렌 수지 조성물로부터 제조되는 성형품을 제공하는 것이다.
위 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예에 따라서, 성분 (A) 내지 (E)의 총 중량을 기준으로, (A) 폴리프로필렌 수지 30~80 중량%; (B) 열가소성 탄성체 5~30 중량%; (C) 무기 충전제 5~30 중량%; (D) 플라스틱 플레이크 0.1~4 중량%; 및 (E) 탄소 섬유 0.01~2 중량%를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물이 제공된다.
본 발명의 구체예에서, 폴리프로필렌 수지(A)는 프로필렌 단독 중합체 또는 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체와 프로필렌-α-올레핀 고무 공중합체가 반응기 내에서 단계적으로 중합되어 얻어지는 프로필렌-α-올레핀 블록 공중합체일 수 있다.
여기서, 프로필렌-α-올레핀 고무 공중합체 중의 α-올레핀은 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센 및 4-메틸-1-펜텐으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종일 수 있다. 이 중에서 에틸렌이 가장 바람직하다.
본 발명의 구체예에서, 프로필렌-α-올레핀 공중합체 수지 중의 용제 추출물(자일렌 가용물; xylene soluble)의 함량은 10~30 중량%일 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 폴리프로필렌 수지(A)는 ISO 1133에 따라서 230℃에서 2.16 kg 하중으로 측정 시 1~100 g/10분의 용융지수를 가질 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 열가소성 탄성체(B)는 에틸렌과 탄소수 4~8개인 α-올레핀의 공중합체 고무일 수 있다. 더 구체적으로, 열가소성 탄성체(B)가 에틸렌-1-부텐 고무, 에틸렌-부틸렌 고무, 에틸렌-1-펜텐 고무, 에틸렌-1-헥센 고무, 에틸렌-1-헵텐 고무, 에틸렌-1-옥텐 고무 및 에틸렌-4-메틸-1-펜텐 고무로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종일 수 있다. 바람직하게는, 열가소성 탄성체(B)가 에틸렌-1-옥텐 고무(EOR)일 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 열가소성 탄성체(B)는 ISO 1133에 따라서 190℃에서 2.16 kg 하중으로 측정 시 0.2~10 g/10분의 용융지수 및 0.5~2 ㎗/g의 고유점도를 가질 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 무기 충전제(C)는 탤크(talc), 운모, 탄산칼슘, 규회석, 황산바륨, 클레이, 황산 마그네슘, 휘스커 및 유리섬유로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로서, 평균 입경이 10 ㎛ 이하일 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 플라스틱 플레이크(D)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 재질로서, 장축의 평균 길이가 0.01~2.5 ㎜일 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 탄소 섬유(E)는 평균 직경이 5~30 ㎛, 평균 길이가 0.5~2.5 ㎜일 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 폴리프로필렌 수지 조성물은 상용화제, 산화방지제, 중화제, 슬립제, 블로킹방지제, 보강제, 충진제, 내후안정제, 광안정제, 이형제, 대전방지제, 활제, 핵제, 난연제, 안료 및 염료로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 폴리프로필렌 수지 조성물은, 성분 (A) 내지 (E)의 100 중량부에 대하여, 1 중량부 이하의 함량으로 상용화제를 추가로 포함할 수 있으며, 상용화제는 스티렌-올레핀계 고무일 수 있다. 구체적으로, 상용화제는 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 고무, 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 고무, 스티렌-에틸렌-프로필렌 고무, 스티렌-부타디엔-스티렌 고무 및 스티렌-부타디엔 고무로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따라서, 위 폴리프로필렌 수지 조성물을 성형하여 제조되는 폴리프로필렌 수지 성형품이 제공된다.
본 발명의 구체예에서, 폴리프로필렌 수지 성형품이 자동차 내·외장 부품, 전자 및 가전 제품의 부품, 건축 및 산업용 자재로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다. 더 구체적으로, 폴리프로필렌 수지 성형품이 도어 트림, 필라 트림 및 크래쉬 패드로 구성되는 군으로부터 선택되는 자동차 내장재일 수 있다.
본 발명의 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 다양한 색상에 적용 가능하고 개선된 섬유 질감의 발현력을 갖는 한편 우수한 성형성 및 내충격성 가진다. 따라서, 이로부터 제조되는 성형품은 자동차 내·외장 부품, 전자 및 가전 제품의 부품, 건축 및 산업용 자재 등에 효과적으로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명에 관하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따라서, 성분 (A) 내지 (E)의 총 중량을 기준으로, (A) 폴리프로필렌 수지 30~80 중량%; (B) 열가소성 탄성체 5~30 중량%; (C) 무기 충전제 5~30 중량%; (D) 플라스틱 플레이크 0.1~4 중량%; 및 (E) 탄소 섬유 0.01~2 중량%를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물이 제공된다.
(A) 폴리프로필렌 수지
본 발명의 구체예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 폴리프로필렌 수지(A)를 포함한다.
본 발명의 구체예에서, 폴리프로필렌 수지(A)는 프로필렌-α-올레핀 블록 공중합체일 수 있다.
더 구체적으로, 프로필렌-α-올레핀 블록 공중합체는 프로필렌 단독 중합체 또는 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체와 프로필렌-α-올레핀 고무 공중합체가 반응기 내에서 단계적으로 중합되어 얻어지는 것일 수 있다. 여기서, 프로필렌-α-올레핀 고무 공중합체 중의 α-올레핀은 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센 및 4-메틸-1-펜텐으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종일 수 있다. 이 중에서 에틸렌이 가장 바람직하다.
본 발명의 구체예에서, 프로필렌-α-올레핀 공중합체 수지 중의 용제 추출물(자일렌 가용물; xylene soluble)의 함량은 10~30 중량%일 수 있다. 프로필렌-α-올레핀 공중합체 수지 중의 용제 추출물의 함량이 이 범위 내일 때, 프로필렌-α-올레핀 공중합체 수지 고유의 특성을 충분히 발휘할 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 폴리프로필렌 수지(A)는 ISO 1133에 따라서 230℃에서 2.16 kg 하중으로 측정 시 1~100 g/10분의 용융지수를 가질 수 있다. 바람직하게는, 폴리프로필렌 수지(A)가 ISO 1133에 따라서 230℃에서 2.16 kg 하중으로 측정 시 용융지수가 20~80 g/10분 또는 30~60 g/10분일 수 있다.
폴리프로필렌 수지(A)의 용융지수가 위 범위 내일 경우, 성형 시 수지 조성물의 흐름성이 향상되고 우수한 외관을 갖는 성형품의 제조가 가능하다. 용융지수가 위 범위의 상한을 초과할 경우, 성형품의 기계적 물성이 저하될 수 있고, 용융지수가 1 g/10분 미만일 경우, 성형이 어려울 수 있다.
본 발명의 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은, 성분 (A) 내지 (E)의 총 중량을 기준으로, 폴리프로필렌 수지(A)를 30~80 중량%의 함량으로 포함한다. 폴리프로필렌 수지(A)의 함량이 30 중량% 미만이면, 폴리프로필렌 고유의 특성이 저하되어 조성물 전체의 기능성이 저하되며, 특히 성형이 용이하지 않아 성형품 제조가 쉽지 않다. 반면, 폴리프로필렌 수지(A)의 함량이 80%를 초과하면, 성형품의 내충격성과 섬유 질감이 저하될 수 있다.
(B) 열가소성 탄성체
본 발명의 일 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 열가소성 탄성체(B)를 포함한다.
열가소성 탄성체(B)는 수지 조성물로부터 성형 제조되는 성형품이 유연성을 갖도록 하고, 저온 충격강도 등의 물성을 향상시키는 역할을 한다.
본 발명의 구체예에서, 열가소성 탄성체(B)는 에틸렌과 탄소수 4~8개인 α-올레핀의 공중합체 고무일 수 있다. 구체적으로, 열가소성 탄성체(B)가 에틸렌-1-부텐 고무, 에틸렌-부틸렌 고무, 에틸렌-1-펜텐 고무, 에틸렌-1-헥센 고무, 에틸렌-1-헵텐 고무, 에틸렌-1-옥텐 고무 및 에틸렌-4-메틸-1-펜텐 고무로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종일 수 있다. 바람직하게는, 열가소성 탄성체(B)가 에틸렌-1-부텐 고무(EBR), 에틸렌-1-옥텐 고무(EOR) 또는 그 혼합물일 수 있다. 가장 바람직하게는, 열가소성 탄성체(B)가 에틸렌-1-옥텐 고무(EOR)일 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 열가소성 탄성체(B)는 ISO 1133에 따라서 190℃에서 2.16 kg 하중으로 측정 시 0.2~10 g/10분의 용융지수를 가질 수 있다. 바람직하게는, 열가소성 탄성체(B)의 용융지수가 1~10 g/10분 또는 2~6 g/10분일 수 있다. 열가소성 탄성체(B)의 용융지수가 너무 낮으면 성형 불량 또는 플로우 마크(flow mark)와 같은 외관 불량이 발생할 수 있고, 열가소성 탄성체(B)의 용융지수가 너무 높으면 성형품의 충격강도 등의 기계적 물성이 저하될 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 열가소성 탄성체(B)는 0.5~2 ㎗/g의 고유점도를 가질 수 있다. 바람직하게는, 열가소성 탄성체(B)의 고유점도가 0.5~1.5 ㎗/g 또는 0.8~1.5 ㎗/g일 수 있다. 열가소성 탄성체(B)의 고유점도가 이 범위 내일 경우, 폴리프로필렌 수지 조성물 내에서 분산성이 우수하여 저온 충격강도와 같은 성형품의 물성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은, 성분 (A) 내지 (E)의 총 중량을 기준으로, 열가소성 탄성체(B)를 5~30 중량%의 함량으로 포함한다. 열가소성 탄성체(B)의 함량이 5 중량% 미만이면, 성형품의 내충격강도가 충분하지 못할 수 있다. 반면, 열가소성 탄성체(B)의 함량이 30 중량%를 초과하면, 성형품의 강성이 떨어져 바람직하지 않다.
(C) 무기 충전제
본 발명의 일 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 무기 충전제(C)를 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물에 있어서, 무기 충전제(C)는 수지 조성물의 강성을 보강하는 역할을 한다.
본 발명의 구체예에서, 무기 충전제(C)는 탤크(talc), 운모, 탄산칼슘, 규회석, 황산바륨, 클레이, 황산 마그네슘, 휘스커 및 유리섬유로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 1종일 수 있으나, 이들로 특별히 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 무기 충전제(D)가 탤크일 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 무기 충전제(C)는 평균 입경이 10 ㎛ 이하일 수 있다. 무기 충전제(C)의 입경이 이 범위 내일 경우, 수지 조성물 내에서 분산성이 우수하여 성형품의 강성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은, 성분 (A) 내지 (E)의 총 중량을 기준으로, 무기 충전제(C)를 5~30 중량%의 함량으로 포함한다. 무기 충전제(D)의 함량이 5 중량% 미만이면, 수지 조성물의 강성이 충분히 향상되지 않을 수 있다. 반면, 무기 충전제(C)의 함량이 30 중량%를 초과하면, 성형품의 충격 강도가 저하되어 바람직하지 않을 수 있다.
(D) 플라스틱 플레이크
본 발명의 일 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 플라스틱 플레이크(D)를 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물에 있어서, 플라스틱 플레이크(D)는 다양한 색상에서 수지 조성물의 섬유 질감을 향상시키는 역할을 한다.
본 발명의 구체예에서, 플라스틱 플레이크(D)는 폴리에스테르 재질일 수 있고, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 재질일 수 있다.
플라스틱 플레이크(D)는 사용 후 회수된 폴리에스테르 재질의 용기, 구체적으로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 재질의 용기를 세척하고 분쇄한 후, 분쇄물에 포함된 필름 등의 불순물을 제거하고, 탈수 및 건조시켜 제조될 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 플라스틱 플레이크(D)는 장축의 평균 길이가 0.01~2.5 ㎜일 수 있다. 플레이크의 평균 길이가 0.01 ㎜ 미만일 경우 섬유 질감이 발현되기 어렵고, 플레이크의 평균 길이가 2.5 ㎜를 초과하면 수지 조성물의 흐름을 방해하여 생산 시 외관 불량이 발생하거나 물성이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은, 성분 (A) 내지 (E)의 총 중량을 기준으로, 플라스틱 플레이크(D)를 0.1~4 중량%의 함량으로 포함한다. 플레이크의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우 섬유 질감이 발현되기 어렵고, 플레이크의 함량이 4 중량%를 초과하면 수지 조성물의 흐름을 방해하여 생산 시 외관 불량이 발생하거나 물성이 저하될 수 있다.
(E) 탄소 섬유
본 발명의 일 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 탄소 섬유(E)를 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물에 있어서, 탄소 섬유(E)는 다양한 색상에서 수지 조성물의 섬유 질감을 향상시키는 역할을 한다.
탄소 섬유(E)는 탄소 원자가 결정 구조를 이루어 길게 늘어선 분자 사슬로 이루어진 섬유인 이상, 그 구체적인 종류가 특별히 제한되지는 않는다.
본 발명의 구체예에서, 탄소 섬유(E)는 평균 직경이 5~30 ㎛, 평균 길이가 0.5~2.5 ㎜일 수 있다. 또한, 탄소 섬유(E)는 종횡 비(aspect ratio)가 20~120일 수 있다. 탄소 섬유의 평균 길이가 5 ㎛ 미만일 경우 섬유 질감이 발현되기 어렵고, 탄소 섬유의 평균 길이가 30 ㎛를 초과하면 수지 조성물의 흐름을 방해하여 생산 시 외관 불량이 발생하거나 물성이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은, 성분 (A) 내지 (E)의 총 중량을 기준으로, 탄소 섬유(E)를 0.01~2 중량%의 함량으로 포함한다. 탄소 섬유의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우 섬유 질감이 발현되기 어렵고, 탄소 섬유의 함량이 2 중량%를 초과하면 수지 조성물의 흐름을 방해하여 생산 시 외관 불량이 발생하거나 물성이 저하될 수 있다.
첨가제
본 발명의 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내에서 통상적인 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리프로필렌 수지 조성물은 상용화제, 산화방지제, 중화제, 슬립제, 블로킹방지제, 보강제, 충진제, 내후안정제, 광안정제, 이형제, 대전방지제, 활제, 핵제, 난연제, 안료 및 염료 등을 포함할 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 구체예에서, 본 발명의 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은, 성분 (A) 내지 (E)의 100 중량부에 대하여, 1 중량부 이하의 함량으로 상용화제를 추가로 포함할 수 있다.
상용화제는 폴리프로필렌 수지(A)와 플라스틱 플레이크(D)의 상용성을 개선하는 역할을 한다.
본 발명의 구체예에서, 상용화제는 스티렌-올레핀계 고무일 수 있다. 구체적으로, 상용화제는 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 고무, 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 고무, 스티렌-에틸렌-프로필렌 고무, 스티렌-부타디엔-스티렌 고무 및 스티렌-부타디엔 고무로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종일 수 있으나, 이들로 특별히 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 상용화제가 스티렌-부타디엔 고무일 수 있다.
본 발명의 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하는 방법에 특별한 제한은 없으며, 본 발명이 속하는 기술분야에 공지된 폴리프로필렌 수지 조성물의 제조방법을 그대로 또는 적절히 변형하여 사용할 수 있다.
예를 들어, 위에서 언급한 조성물의 각 성분들을 필요한 양만큼 니더(kneader), 롤(roll), 밴버리 믹서(Banbury mixer) 등의 혼련기 또는 1축/2축 압출기 등에 투입한 후 이들 기기들을 사용하여 투입된 원료들을 블렌딩하는 방법에 의해 본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따라서, 본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물을 성형하여 제조되는 폴리프로필렌 수지 성형품이 제공된다.
본 발명의 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물로부터 성형품을 제조하는 방법에 특별한 제한은 없으며, 본 발명이 속하는 기술분야에 공지된 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 구현예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물을 사출성형, 압출성형, 캐스팅성형 등의 통상적인 방법으로 성형하여 폴리프로필렌 수지 성형품을 제조할 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 폴리프로필렌 수지 성형품은 자동차 내·외장 부품, 전자 및 가전 제품의 부품, 건축 및 산업용 자재로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있으나, 이들로 특별히 제한되는 것은 아니다.
더 구체적으로, 폴리프로필렌 수지 성형품이 도어 트림, 필라 트림 및 크래쉬 패드로 구성되는 군으로부터 선택되는 자동차 내장재일 수 있다.
실시예
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 단, 아래의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예와 비교예에서 아래와 같은 수지 및 화합물을 표 1에 표시된 함량(단위: 중량부)으로 사용하였다.
A1: 결정성 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체(용융지수 60 g/10분, 용제 추출물 10~15 중량%, 한화토탈 BI871)
B1: 에틸렌-1-옥텐 고무(고유점도 1.43 ㎗/g, 용융지수 1 g/10분, DOW ENGAGE8842)
C1: 원형 탤크(직경 0.5~1 ㎛, 종횡비 1~3, 밀도 2.8 g/㎤, KOCH KC-5000)
D1: 장축의 평균 길이가 0.3~1.5 ㎜인 PET 플레이크
E1: 평균 직경이 15~20 ㎛, 평균 길이가 0.5~1.0 ㎜인 탄소 섬유
F1: 평균 길이가 0.3~1 ㎜, 평균 직경이 0.1~0.5 ㎜인 셀룰로오스 섬유
F2: 평균 입자 크기가 100 ㎛인 적갈색 송이석
| 실시예 | 비교예 | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| A1 | 55 | 54.5 | 53.5 | 64.5 | 64 | 63.5 | 64.5 | 64 | 64 | 62 |
| B1 | 23 | 23 | 23 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
| C1 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| D1 | 1.5 | 2.0 | 3.0 | - | - | - | - | 1.0 | 2.0 | |
| E1 | 1.0 | 0.5 | 0.5 | - | - | - | 1.0 | 2.0 | - | - |
| F1 | - | - | - | 1.0 | 2.0 | 2.0 | - | - | - | - |
| F2 | - | - | - | 1.0 | - | - | - | - | ||
시험예
위 표 1과 같은 함량(단위: 중량부)의 수지들과 첨가제를 이축 스크루 압출기에서 200℃의 온도에서 용융 블렌딩하여 펠렛화한 후, 사출 성형기를 이용하여 190~245℃의 온도에서 ISO 규격의 시편으로 성형하였다.
각 실시예 및 비교예에서 얻어진 조성물 및 시편의 특성을 아래와 같은 방법으로 측정하였다.
(1) 용융지수(melt index; MI; g/10분)
ISO 1133에 따라서 230℃에서 2.16 ㎏의 하중으로 측정하였다.
(2) 굴곡탄성율(MPa)
ISO 178에 따라서 10 ㎜/min 조건하에서 측정하였다.
(3) IZOD 충격강도(kJ/㎡)
ISO 180에 따라서 45±1°, rN = 0.25±0.05 ㎜ 노치(notched) 조건으로 상온에서 측정하였다.
(4) 섬유 질감
사출 성형기를 이용하여 190~245℃의 온도에서 사출 성형하고, 평판 시편은 FMVSS 규격 시편, 부식 시편은 현대기아차의 내장재용 부식 시편(HL-225)을 사용하였다.
평판 시편 및 부식 시편을 육안 평가 방법으로 측정하였다.
매우 양호: ◎, 양호: ○; 보통: △, 불량: Х
| 실시예 | 비교예 | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| MI | 31 | 31.5 | 31.1 | 37 | 36.5 | 36.2 | 38.1 | 37.5 | 36.5 | 37.1 |
| 굴곡 탄성율 | 1,815 | 1,804 | 1,735 | 2,050 | 1,930 | 1,865 | 2,110 | 2,055 | 2,095 | 2,037 |
| Izod 충격강도 | 42.5 | 42 | 38.5 | 25.5 | 23.1 | 21.5 | 27.5 | 25.1 | 27 | 26.7 |
| 섬유 질감 (베이지색) |
◎ | ◎ | ◎ | ○ | ○ | ◎ | ○ | ◎ | △ | ○ |
| 섬유 질감 (짙은 회색) |
◎ | ◎ | ◎ | Х | Х | Х | Х | Х | △ | ◎ |
위 표 1 및 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 범위에 속하는 실시예의 폴리프로필렌 수지 조성물의 경우, 베이지색과 짙은 회색 모두에서 섬유 질감의 발현력이 우수하였고, 비교예의 경우에 비해 물성의 저하가 적었다.
반면, 섬유 질감 발현 첨가제로서 셀룰로오스 섬유 및/또는 화산석을 사용한 비교예 1 내지 3의 경우, 베이지색에서는 첨가제 함량이 증가할수록 섬유 질감이 좋아진 반면, 물성이 저하되었다. 또한, 짙은 회색에서는 섬유 질감이 발현되지 않았다.
섬유 질감 발현 첨가제로서 탄소 섬유만 사용한 비교예 4와 5의 경우, 짙은 회색에서 섬유 질감이 발현되지 않았다. 또한, 섬유 질감 발현 첨가제로서 플라스틱 플레이크만 사용한 비교예 6과 7의 경우, 베이지색에서 섬유 질감이 상대적으로 좋지 않았다.
따라서, 본 발명의 범위에 속하는 실시예에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 다양한 색상에 적용 가능하고 개선된 섬유 질감의 발현력을 갖는 한편 우수한 성형성 및 내충격성 가지므로, 이로부터 제조되는 성형품은 자동차 내·외장 부품, 전자 및 가전 제품의 부품, 건축 및 산업용 자재 등에 효과적으로 사용될 수 있다.
Claims (19)
- 성분 (A) 내지 (E)의 총 중량을 기준으로, (A) 폴리프로필렌 수지 30~80 중량%; (B) 열가소성 탄성체 5~30 중량%; (C) 무기 충전제 5~30 중량%; (D) 플라스틱 플레이크 0.1~4 중량%; 및 (E) 탄소 섬유 0.01~2 중량%를 포함하되, 폴리프로필렌 수지(A)가 프로필렌 단독 중합체 또는 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체와 프로필렌-α-올레핀 고무 공중합체가 반응기 내에서 단계적으로 중합되어 얻어지는 프로필렌-α-올레핀 블록 공중합체이고, 프로필렌-α-올레핀 고무 공중합체 중의 α-올레핀이 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센 및 4-메틸-1-펜텐으로 구성되는 군으로부터 선택되며, 플라스틱 플레이크(D)의 장축의 평균 길이가 0.01~2.5 ㎜이고, 탄소 섬유(E)의 평균 직경이 5~30 ㎛이고 평균 길이가 0.5~2.5 ㎜이고 종횡 비(aspect ratio)가 20~120인, 폴리프로필렌 수지 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 프로필렌-α-올레핀 고무 공중합체 중의 α-올레핀이 에틸렌인 폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 프로필렌-α-올레핀 블록 공중합체 중의 용제 추출물(xylene soluble)의 함량이 10~30 중량%인 폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 폴리프로필렌 수지(A)가 ISO 1133에 따라서 230℃에서 2.16 kg 하중으로 측정 시 1~100 g/10분의 용융지수를 가지는 폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 열가소성 탄성체(B)가 에틸렌과 탄소수 4~8개인 α-올레핀이 공중합된 고무인 폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제7항에 있어서, 열가소성 탄성체(B)가 에틸렌-1-부텐 고무, 에틸렌-부틸렌 고무, 에틸렌-1-펜텐 고무, 에틸렌-1-헥센 고무, 에틸렌-1-헵텐 고무, 에틸렌-1-옥텐 고무 및 에틸렌-4-메틸-1-펜텐 고무로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제8항에 있어서, 열가소성 탄성체(B)가 에틸렌-1-옥텐 고무(EOR)인 폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 열가소성 탄성체(B)가 ISO 1133에 따라서 190℃에서 2.16 kg 하중으로 측정 시 0.2~10 g/10분의 용융지수 및 0.5~2 ㎗/g의 고유점도를 가지는 폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 무기 충전제(C)가 탤크(talc), 운모, 탄산칼슘, 규회석, 황산바륨, 클레이, 황산 마그네슘, 휘스커 및 유리섬유로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로서, 평균 입경이 10 ㎛ 이하인, 폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제11항에 있어서, 무기 충전제(C)가 탤크(talc)인 폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 플라스틱 플레이크(D)가 폴리에틸렌 테레프탈레이트 재질인 폴리프로필렌 수지 조성물.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상용화제, 산화방지제, 중화제, 슬립제, 블로킹방지제, 보강제, 충진제, 내후안정제, 광안정제, 이형제, 대전방지제, 활제, 핵제, 난연제, 안료 및 염료로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 첨가제를 추가로 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제15항에 있어서, 성분 (A) 내지 (E)의 100 중량부에 대하여, 1 중량부 이하의 함량으로 상용화제를 추가로 포함하고, 상용화제가 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 고무, 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 고무, 스티렌-에틸렌-프로필렌 고무, 스티렌-부타디엔-스티렌 고무 및 스티렌-부타디엔 고무로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항 및 제4항 내지 제13항, 제15항 및 제16항 중 어느 한 항에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물을 성형하여 제조되는 폴리프로필렌 수지 성형품.
- 제17항에 있어서, 자동차 내·외장재 부품, 전자 및 가전 제품의 부품, 건축 자재로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 성형품.
- 제18항에 있어서, 도어 트림, 필라 트림 및 크래쉬 패드로 구성되는 군으로부터 선택되는 자동차 내장재인 폴리프로필렌 수지 성형품.
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| KR101144111B1 (ko) * | 2009-12-02 | 2012-07-09 | 현대자동차주식회사 | 섬유외관 구현 폴리프로필렌 복합수지 조성물 |
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Patent Citations (2)
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