KR20050062536A - 투명한 내충격성 신디오택틱 폴리프로필렌 - Google Patents

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KR20050062536A KR1020057002561A KR20057002561A KR20050062536A KR 20050062536 A KR20050062536 A KR 20050062536A KR 1020057002561 A KR1020057002561 A KR 1020057002561A KR 20057002561 A KR20057002561 A KR 20057002561A KR 20050062536 A KR20050062536 A KR 20050062536A
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조세프 쉬하르딜
리쿠오 선
알란 에스. 바움가트너
케빈 보일
그레그 데쿤데르
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피나 테크놀러지, 인코포레이티드
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Abstract

기계적 특성들의 독특한 세트를 갖는 신디오택틱 폴리프로필렌 혼합물들은 신디오택틱 폴리프로필렌을 초저밀도 폴리에틸렌과 혼합하고, 임의로 이소택틱 폴리프로필렌 랜덤 공중합체와 혼합함으로써 제조될 수 있다. 본 발명의 신디오택틱 폴리프로필렌 혼합물들은 개선된 충격 강도, 감소된 헤이즈, 증가된 투광성 및 감소된 굴곡 모듈러스를 갖는 것으로 밝혀졌다. 초저밀도 폴리에틸렌 플라스토머 약 10 내지 약 50중량%를 신디오택틱 폴리프로필렌에 부가하는 것은 양호한 광학적 투명성을 유지하면서, 기계적 인성을, 특히 저온에서 크게 증진시킬 수 있는 것으로 결정되었다. 이들 결과는 양호한 광학적 투명성을 갖는 sPP 물질을 사용하고, 일종의 충격 조절제로서 작용하도록 sPP 매트릭스 전반에 ULDPE 플라스토머를 균일하게 분산시킴으로써 이루어질 수 있다. 더욱이, iPP 랜덤 공중합체 약 10 내지 약 50중량%를 sPP 매트릭스 페이스에 부가하는 것은 또한 주사 몰딩 주기의 현저한 감소를 초래하면서 필적할만한 또는 개선된 기계적 특성들을 제공한다. 본 발명에 따른 신디오택틱 폴리프로필렌 혼합물들은 당업계에 공지된 바의 기본적인 플라스틱 제조 기술들을 사용하여 주조 필름들, 취입 필름들, 동시-압출된 필름들, 라미네이트된 시트들, 주사 몰딩된 부품들, 취입 몰딩된 컨테이너들 및 기타 물품들을 제조하는데 허용되는 관행들에 따라 추가로 처리될 수 있다.

Description

투명한 내충격성 신디오택틱 폴리프로필렌{CLEAR IMPACT-RESISTANT SYNDIOTACTIC POLYPROPYLENE}
본원 발명은 본 출원과 동일자로 출원되고, 발명의 명칭이 "Modification Of Syndiotactic Polypropylene with Mineral Oil"이고, 공동 소유의 미합중국 특허 출원 제10/222,551호 [대리인 문서 번호 제4042-03500호]에 관련되며, 참고 문헌으로서 이를 본원에 인용한다.
본 발명은 양호한 광학적 투명성을 갖고 증가된 수준의 내충격성 또는 개선된 기계적 인성(toughness)을 갖는 신디오택틱 폴리프로필렌 혼합물들에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 극저밀도 폴리에틸렌(ULDPE), 및 임의로, 이소택틱 폴리프로필렌(iPP)과 에틸렌의 랜덤 공중합체와 혼합된 신디오택틱 폴리프로필렌(sPP)에 관한 것이다. 임의로, 본 발명의 신디오택틱 폴리프로필렌 혼합물은 필름들, 시트들, 몰딩된 물품들 등으로 순차로 성형될 수 있다.
지글러-나타 또는 메탈로센 촉매들로 형성된 폴리프로필렌 물질들은 오늘날 세계적으로 가장 융통적이고 통상적으로 사용되는 열가소성 플라스틱들에 속한다. 폴리프로필렌 물질들은 주조 및 취입 필름들, 주사 몰딩된 부품들, 취입 몰딩된 물품들, 열형성된 시트들, 및 순차로 방적 또는 직조되어 카페트 및 기타 마감재들을 생성할 수 있는 섬유들을 포함하여 매우 다양한 마감재들을 생성하는데 유용하다. 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌류 모두는 폴리올레핀류 타입이지만, 폴리프로필렌류는 폴리에틸렌류와 비교한 바 보다 딱딱하고, 보다 큰 수율 스트레스들 및 융점을 나타내는 경향이 있지만, 보다 파손되기 쉽고, 특히 낮은 온도에서 그러하다. 이는 주로 보다 높은 유리 전이 온도들에서 기인하고, 모듈러스의 일부 희생으로 저온 내충격성을 개선시키기 위해 고무 또는 기타 중합성 충격 조절제를 사용하는 강화 혼합물을 생산함으로써 다룰 수 있다.
상기한 바와 같이, 거의 모든 상용 등급 폴리프로필렌류는 지글러-나타 촉매 또는 메탈로센 촉매 메카니즘들을 사용하여 생산된다. 이들 촉매들은 마무리 중합체의 탄소 사슬 골격으로부터 확장하는 메틸기들의 배치 또는 폴리프로필렌의 입체 규칙성에 관한 특정 정도의 제어를 허용한다. 펜던트기들의 랜덤 배치를 갖는 폴리프로필렌 분자는 어태틱으로서 공지되어 있다. 항상 사슬의 동일한 측면 상에 펜던트기가 위치하거나, 또는 동일한 배향으로 위치하는 폴리프로필렌 사슬은 이소택틱으로서 공지되어 있는 한편, 펜던트기가 사슬의 하나의 측면으로부터 다른 측면으로 반복 패턴으로 교대하는 것은 신디오택틱이라 칭할 수 있다.
전형적으로, 상용 폴리프로필렌류는 이들이 마감재 중에 보다 큰 강도 및 강성을 나타내는 경향이 있는 것으로서 이소택틱이었다. 그러나, 촉매 화학에서 비교적 최근의 혁신은 신디오택틱 폴리프로필렌의 생산을 위한 비교적 대규모의 오퍼레이션들을 가능케 해 왔다. 이소택틱 폴리프로필렌류만큼 강하거나 또는 강성은 아니지만, 신디오택틱 폴리프로필렌류는 보다 큰 가요성, 보다 큰 내충격성 및 우수한 광학적 투명성을 포함하는 독특한 특성들의 세트를 제공한다.
강하고, 가요성이고 실질적으로 투명한 폴리올레핀류에 이상적으로 적용되는 수많은 독특한 용도들이 존재한다. 단지 실시예로써, 가소된 폴리비닐 클로라이드(PVC)는 전형적으로 단독으로 또는 다른 중합체 성분들과 함께 사용되어 붕대, 수술용 드레싱 및 정맥(IV) 용액 백들을 포함하는 수많은 의료 용품들을 형성한다. 가소된 PVC 필름들은 용이한 스트레치, 고도의 회복, 낮은 피로 및 최소 퍼머넌트 세트를 포함하는 많은 바람직한 특성들을 갖는다. 그러나, 가소된 PVC 필름은 그의 생산에 사용된 PVC 모노머 및 다양한 가소제들 모두와 연관된 공지되거나 또는 의심가는 칼시노겐들 때문에 덜 바람직해진다. 분명히, 중합체들이 혈액과 또는 기타 체액과 직접적으로 접촉하거나 또는 신체 내로 섭취되거나 또는 흡수되는 음식물 또는 기타 아이템들과 접촉하게 되는 의료용품들, 식품 저장 용기들, 및 기타 애플리케이션들 중에서, 가소된 PVC 필름과 같은 물질들을 여러 가지 폴리올레핀류, 특히 매우 낮은 추출 가능한 함량들을 갖는 것들로 대체하는 것이 바람직할 수 있다.
신디오택틱 폴리프로필렌은 덜 비싼 폴리올레핀류, 즉 폴리에틸렌과 비교한 바 우수한 강도 및 광학적 투명성을 제공하지만, sPP 단독 중합체는 전형적으로 비교적 낮은 온도들에서 기계적 인성 및 충격 강도가 결여되어 있다. 추가로, 개선된 냉온 충격 강도들을 나타내는 폴리프로필렌 공중합체들을 생산하는 것은 가능하지만, 이들 물질들은 sPP 단독 중합체와 동일한 양의 광학적 투명성을 제공하지 않는다. 따라서, 개선된 기계적 인성 및 냉온 내충격성을 제공하면서, 많은 sPP 단독 중합체들에 필적하거나 또는 그보다 양호한 광학적 투명성 레벨을 제공하는 신디오택틱 폴리프로필렌 혼합물들에 대한 필요성이 있다.
본 발명에 따라 제조된 신디오택틱 폴리프로필렌 혼합물들은 상기 필요성들을 다루고, 신디오택틱 폴리프로필렌을 초저밀도 폴리에틸렌과 혼합하고, 임의로 이소택틱 폴리프로필렌 랜덤 공중합체와 혼합함으로써 기계적 특성들의 독특한 세트를 제공한다. 요약하자면, 본 발명의 신디오택틱 폴리프로필렌 혼합물들은 개선된 충격 강도, 감소된 헤이즈, 증가된 투광성 및 감소된 굴곡 모듈러스를 갖는 것으로 밝혀졌다.
보다 상세하게는, 초저밀도 폴리에틸렌 플라스토머 약 10 내지 약 50중량%를 신디오택틱 폴리프로필렌에 부가하는 것은 양호한 광학적 투명성을 유지하면서, 기계적 인성을, 특히 저온에서 크게 증진시킬 수 있는 것으로 결정되었다. 이들 결과는 양호한 광학적 투명성을 갖는 sPP 물질을 사용하고, 일종의 충격 조절제로서 작용하도록 sPP 매트릭스 전반에 ULDPE 플라스토머를 균일하게 분산시킴으로써 이루어질 수 있다. 더욱이, iPP 랜덤 공중합체 약 10 내지 약 50중량%를 sPP 매트릭스 페이스에 부가하는 것은 또한 주사 몰딩 주기의 현저한 감소를 초래하면서 필적할만한 또는 개선된 기계적 특성들을 제공한다.
본 발명의 범위 내에서 개선된 충격 강도 및 양호한 광학적 투명성을 제공하면서 신디오택틱 폴리프로필렌 혼합물들의 제조 방법을 추가로 제공한다. 이는 신디오택틱 폴리프로필렌 물질을 펠렛들 또는 플러프 형태로 제공하고, 이 물질을 초저밀도 폴리에틸렌이나 iPP 랜덤 공중합체와 또는 이 둘과 기계적으로 컴파운딩하거나 또는 혼합함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 컴파운딩 단계는 sPP 플러프를 ULDPE 펠렛들 및(또는) iPP 랜덤 공중합체와 텀블 혼합하고, 순차로 이 혼합물을 압출기 등에 공급하여 그 성분들을 상당히 균일하게 용융된 중합체 혼합물 내로 기계적으로 전단함으로써 수행될 수 있다. 압출 후, 본 발명에 따른 신디오택틱 폴리프로필렌 혼합물들은 당업계에 공지된 바의 기본적인 플라스틱 제조 기술들을 사용하여 주조 필름들, 취입 필름들, 동시-압출된 필름들, 라미네이트된 시트들, 주사 몰딩된 부품들, 취입 몰딩된 컨테이너들 및 기타 물품들을 제조하는데 허용되는 관행들에 따라 추가로 처리될 수 있다.
본 발명에 따라 생산된 신디오택틱 폴리프로필렌 혼합물들은 특히 저온에서 개선된 기계적 인성 및 양호한 광학적 투명성을 나타내는 필름들의 제조를 초래할 다중층 구조물 중의 단일층으로서 또는 일 성분으로서 사용될 수 있다. 이들 혼합물들로부터 생산된 필름들은 낮은 추출 가능 레벨들을 나타낼 것으로 예상되고, 이들을 음식물 또는 의료용 패키지에 사용하기 적절하다. 또한, 이들 물질들은 주사 몰딩, 열 형성 및 당업계의 숙련자들에게 공지된 바의 기타 기본적인 플라스틱 제조 기술들을 통해 개선된 기계적 인성 및 광학적 투명성을 갖는 물품들을 제조하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명에 따라, sPP와 초저밀도 폴리에틸렌 플라스토머들의 혼합은 광학적 투명성을 유지하거나 또는 약간 개선시키면서 sPP 기계적 인성을 개선시키는 것으로 보여질 것이다. 또한, iPP 랜덤 공중합체를 함유하는 sPP 혼합물들은 iPP 공중합체 성분이 없는 sPP 혼합물들과 비교한 바 주사 몰딩 애플리케이션들에서 감소된 주기를 초래할 수 있는 것으로 보일 것이다. ULDPE 플라스토머 및 임의로 iPP 랜덤 공중합체를 함유하는 sPP 혼합물들은 감소된 굴곡 모듈러스를 갖는 것으로 보일 것이고, 이는 다시 개선된 유연성 및 드레이프성을 갖는 중합체 필름을 생산한다. sPP 혼합물들의 기계적 인성 또는 충격 특성들에 대한 증진은 iPP 랜덤 공중합체의 사용 하에 또는 부재 하에 초저밀도 메탈로센 폴리에틸렌들을 부가함으로써 이루어질 수 있고, 이러한 임의의 물질은 일반적으로 주사 몰딩 주기를 감소시키고 최종 중합체 혼합물의 가공성을 증가시키기 위해 혼입된다.
본 발명에 따라 생산된 실험 화합물들은 텍사스주 소재 라포르테(LaPorte)의 ATOPINA 피트로케미칼스사로부터 입수할 수 있는 FINAPLAS 1471(4.1 g/10분의 용융 유동율)로서 현재 시판되고 있는 유사한 sPP에 의해 불연속되고, 그로 대체될 수 있는 EOD 93-06 또는 EOD 95-05인 신디오택틱 폴리프로필렌을 사용하여 제조되었다. 델라웨어주 윌밍턴의 듀퐁 다우 엘라스토머스사로부터 입수할 수 있는 ENGAGE 8150 또는 ENGAGE 8200 등의 초저밀도 폴리에틸렌은 추가의 저온 인성 및 기타 선호되는 특성들을 위해 sPP에 기계적으로 혼입된다. 임의로, 모두 ATOFINA 피트로케미칼스사로부터 입수할 수 있는 6671XBB(98% 프로필렌/2% 에틸렌, 11g/10분의 용융 유동율) 또는 29470(94% 프로필렌/6% 에틸렌, 5g/10분의 용융 유동율) 등의 iPP/PE 랜덤 공중합체는 sPP와 혼합되어 결과의 혼합물들에서 주사 몰딩 주기를 감소시킬 수 있다. 이들 신디오택틱 폴리프로필렌 혼합물들은 물리적 테스팅을 위해 단계 칩들, 인장 바들, 아이조드 바들 및 플라크들로 순차로 주사 몰딩되었다. 이들 실험 물질들의 주요 목적은 중합체 혼합물의 양호한 광학적 투명성을 유지하면서 충격 강도 값들을 증가시키는 것이다.
EOD 93-06 및 EOD 95-05는 본원 명세서 전반에서 sPP 단독 중합체들이라 칭해질 수 있지만, 이들 중합체들은 사실상 매우 적은 양의 에틸렌과 sPP의 랜덤 공중합체들임에 주의해야 한다. 이들 물질들의 에틸렌 함량은 전체 중합체 조성물의 약 1중량% 미만이고, 그와 같이 이들은 대부분의 물리적 특성들에 관하여 sPP 단독 중합체들과 훨씬 유사하게 행동한다. 그러나, 이들 물질들의 용융 온도(Tm)는 순수한 sPP 단독 중합체에 대해 FDA 규정들(21 CFR 177.1520 참조)이 요구하는 것보다 약간 낮다. sPP 단독 중합체로서 EOD 93-06 또는 95-05를 언급하더라도, 본 발명에 따른 ULDPE에 의한 sPP의 변형은 약 10중량% 이하이지만, 바람직하게는 약 1중량% 이하의 C4-C12 범위의 에틸렌 또는 다양한 알파 올레핀들을 함유하는 순수한 sPP 단독 중합체 또는 sPP의 공중합체들에 의해 수행될 수 있다. 선택된 sPP 물질들은 약 0.85 내지 약 0.90g/ml의 밀도 및 약 0.1 내지 약 100g/10분의 용융 지수를 가져야 한다. 반대로 지적하지 않는 한, sPP 단독 중합체라는 용어는 다양한 알파 올레핀들의 약 1중량% 이하를 함유하는 순수한 sPP 단독 중합체들 및 sPP 공중합체들 모두를 포함하는 것으로 이해될 것이다. 마찬가지로, ULDPE는 약 0.85 내지 약 0.93g/ml 범위의 밀도 및 약 0.25 내지 약 50g/10분의 용융 지수를 갖는 에틸렌 공중합체인 것으로 이해된다. 따라서, 이들 물리적 속성들을 갖는 다른 매우 낮은 밀도의 에틸렌 공중합체들 또는 플라스토머들이 본원에 정의된 바의 ULDPE 물질들로서 고려될 것이다.
이하 표 1을 참조하면, 가드너 드롭 충격, 아이조드 노치된 충격, 굴곡 모듈러스 및 광학 투명성을 포함하는 각종 물성 데이터가 수많은 폴리프로필렌 공중합체들 및 혼합물들에 대해 수집되었다. 상기한 바와 같이, 대부분의 상용 등급 폴리프로필렌들은 이들이 마감재들에서 가장 큰 강도를 제공하는 경향이 있음에 따라 이소택틱이다. 이소택틱 폴리프로필렌은 가장 융통적인 물질들 중의 하나이지만, 그의 유리 전이 온도 또는 그 이하에서 고유하게 강성이 아닐 뿐아니라, 다소 두꺼운 부품들로 형성될 때 특히 투명하지 않다. iPP의 냉온 충격 성능은 혼합에 의해서 또는 자체 합성에 의해 폴리에틸렌의 혼입에 의해 크게 개선될 수 있다. 이소택틱 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로 형성된 기계적 혼합물은 덜 엄격한 환경에서 사용하기 위한 충격 공중합체에 보다 저렴한 옵션을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 표 1에 지시된 바와 같이, Solvay 5801로서 상업적으로 입수할 수 있는 iPP/PE 혼합물은 저온에서 개선된 가드너 드롭 충격(ASTM D5420) 값들, 등가의 또는 약간 개선된 도치된 아이조드 충격 저항을 나타내지만, Fina 3576uX 등의 iPP 단독 중합체에 비교한 바 열등한 광학적 특성들을 나타낸다.
표 1
1/8" 플라크들에 대한 가드너 드롭 충격 iPP 단독 중합체 iPP/PE 혼합물 중간 충격공중합체 큰 충격공중합체 sPP 단독중합체 sPP 투명 충격 수지
(in-lb)
Fina 3576uX Solvay5801 Petrofina5660G PolybrazilPEX 28007
@ 23℃ 39 172 203 192 230 240
@ 4.4℃ 3 55
@ -25℃ 174 185 <4 220
아이조드 충격, 노치됨(ft-lb/in)
@ 23℃ 0.35 0.35 1.34 3.84 14.3 14.9
@ 4.4℃ 0.27 0.36
@ 0℃ 0.90 1.80 0.59 11.0
@ -2.5℃ 0.52 0.81 1.1
굴곡 모듈러스(105 psi) 1.73 1.53 1.34 0.83 0.52 0.28
% 투광율1/8" 플라크들 73 64 53 50 84.7 85.5
% 헤이즈1/16" 플라크들 20.4 7.1
여전히 표 1을 참조하면, 2개의 상업적으로 입수할 수 있는 iPP/PE 충격 공중합체들 역시 시험되고 평가되었다. 이들중 첫번째 것은 텍사스주 라포르트의 ATOFINA 피트로케미컬스사로부터 입수할 수 있는 Petrofina 5660G로서 시판되는 중간 충격 공중합체였고, 두번째 물질은 브라질의 폴리브라질사로부터 입수할 수 있는 Prolen PEX 28007로서 시판되는 큰 충격 공중합체였다. 충격 공중합체들은 iPP 단독 중합체에 비교한 바 실온 및 냉온 모두에서 크게 개선된 가드너 드롭 및 아이조드 충격 강도 값들을 소유하는 것을 인지할 수 있다. 그러나, iPP/EP 충격 공중합체들 모두는 다소 흐리고 반투명한 외관을 갖는다. 이는 1/8인치 두께 플라크에 대해 비교적 낮은 투과율 값들로 나타낸다. 표 1에 도시된 바와 같이, 측정된 투과율 값들은 단지 약 50%였다.
다시 표 1을 참조하면, 비교예로써, 본 발명에 따라 생산된 sPP 단독 중합체 및 sPP 투명 충격 수지 역시 평가되었다. sPP 단독 중합체는 EOD 93-06이고, sPP 투명 충격 수지는 EOD 93-06 80중량% 및 메탈로센 ULDPE 플라스토머, 즉 ENGAGE 8150 20중량%를 물리적으로 혼합함으로써 생산되었다. 표 1에 주지된 바와 같이, sPP 단독 중합체는 실온에서 양호한 인성을 갖고, 1/8인치 플라크를 통해 투광율로 측정된 바의 현저한 광학적 특성들을 갖는다. 그러나, 감소된 온도에서, sPP 단독 중합체는 가드너 드롭 및 노치된 아이조드 충격 시험 모두에서 저항을 거의 나타내지 않거나 또는 전혀 나타내지 않는다. 이와 대조적으로, sPP 투명 충격 수지는 현저한 냉온 충격 성능을 나타낸다. 사실상, sPP 투명 충격 수지는 ATOFINA 피트로케미컬스사 및 폴리브라질사로부터 상업적으로 입수될 수 있는 중간 및 큰 충격 공중합체들 모두에서보다 현저히 양호하게 수행되었다. 가드너 드롭 및 노치된 아이조드 시험 모두에서 실온 및 냉온 충격 강도 값들은 시험된 충격 공중합체들 모두에 비해 월등하였다. 더욱이, 광학적 특성들에 관하여, sPP 투명 충격 수지는 투광율에 대해 sPP 단독 중합체와 등가이거나 또는 그보다 약간 더 양호하였고, 1/16 인치 플라크에 대해 헤이즈 백분율의 실질적인 개선을 나타냈다.
광학적으로 투명한 내충격성 폴리프로필렌 수지를 생산하는 다른 시도는 먼저 이소택틱 폴리프로필렌 및 신디오택틱 폴리프로필렌을 혼합함으로써 매트릭스 페이스를 형성하는 것으로 고려될 수 있다. iPP 및 sPP의 혼화성 중합체 혼합물들은 0 내지 100중량%의 전체 스펙트럼에 걸쳐 생산될 수 있다. 그러나, 전체적인 혼합물의 결정도 백분율은 보편적으로 80 내지 60중량% sPP와 혼합된 약 20 내지 40중량% iPP 사이에서 최소화될 것이다. 이들 혼합물들에 대해, 결정도 백분율은 보편적으로 약 15 내지 16%일 것이고, sPP 매트릭스 페이스의 평균 결정 크기는 약 140 내지 149Å일 것이다. 따라서, 약 20 내지 40중량% iPP를 갖는 혼합물들은 최상의 광학 특성들 및 최고 정도의 투명성을 제공하기도 한다. 본 연구를 위한 혼합물들을 제조하는데 있어서, 소량의 랜덤 iPP 공중합체를 sPP에 혼입함으로써 주사 몰딩 주기의 현저한 감소를 초래하는 것에 주목하였다. 따라서, 적은 백분율, 즉 약 10 내지 약 30중량%의 iPP 랜덤 공중합체를 투명한 충격 수지의 sPP 매트릭스 페이스에 부가함으로써 저온에서 양호한 광학적 투명성 및 비교적 높은 충격 강도를 유지하면서 전체적인 주가를 감소시킬 수 있는 것으로 생각되었다.
이하, 표 2를 참조하면, sPP 투명 충격 수지들의 시리즈에 대한 수많은 기계적 특성들이 수집된다. 이들 특성들은 주사 몰딩 주기, 굴곡 모듈러스, 인장 모듈러스, 인장 강도, 신장 백분율, 헤이즈 백분율, 및 가드너 드롭 충격을 포함한다. 3개의 투명한 충격 sPP 수지 혼합물들 외에, sPP 단독 중합체(EOD 93-06) 및 iPP 랜덤 공중합체(Fina 6671XBB) 및 iPP(Z9470)/Kraton G 혼합물 역시 비교 목적으로 시험되었다. 표 2에 도시된 바와 같이, 랜덤 iPP 공중합체(6671XBB) 10, 20 또는 30중량%를 함유하는 혼합물들의 주사 주기는 iPP 랜덤 공중합체 대조 시료의 주기에 필적한다. 더욱이, iPP 공중합체 10, 20 또는 30중량%를 함유하는 투명한 sPP 수지 혼합물들은 ULDPE와 혼합하여 생산된 sPP 단독 중합체 및 sPP 충격 수지에 대한 전체 주기보다 양호하다.
표 2
EOD93-06 80% EOD93-06+20% EG 8150 70% EOD93-06+20% EG 8150+30% 6671XBB 50% EOD93-06+20% EG 8150+30% 6671XBB Fina 6671XBB 60% EOD95-05+20% EG 8150+20% Z9470 80% Z9470+20% Kraton G
투명한 충격 sPP 투명한 충격 sPP II 투명한 충격 sPP III
용융 온도(℉) 375 375 375 375 375 375
주사 압력(psi) 6100 6200 6200 6000 3400 5100
주사 시간(초) 18 20 15 12 10 15
냉각 시간(초) 20 30 20 22 20 20
전체 주기(초) 38 50 35 34 30 35
굴곡 모듈러스 (psi) 52000 21800 26300 49700 86400 22300 25600
인장 모듈러스(psi) 69700 2400 55500 77700 113000 30600 53000
수율에서 인장 강도(psi) 2170 1500 1710 2070 3300 1400 1780
파단시 인장 강도(psi) 1700 1750 1770 2370 3270 1740 2310
수율에서 신장률% 10.8 14.3 11.4 10.6 10.0 15.4 14.8
파단시 신장률% 180 280 300 440 480 470 460
1/16"에서헤이즈% 20.4 7.4 8.7 29.7 67.8 5.6 29.1
드롭 충격(in-lb)
@ 실온 230 200 196 220 200 200
@ -25℃ 0 224 211 210 0 230
여전히 표 2를 참조하면, iPP 랜덤 공중합체 10 또는 20중량%와 투명한 충격 sPP 수지 혼합물들의 광학적 특성들은 이전에 시험된 80/20 중량% sPP/ULDPE 혼합물에 의해 제공된 것에 필적하거나 또는 그보다 양호한 것을 알 수 있다. 여기 나타낸 바와 같이, 80/20중량% sPP/ULDPE 혼합물은 1/16 인치 두께 플라크에 대하 7.4% 헤이즈를 나타냈다. 70/20/10중량% 또는 60/20/20 중량% 비율의 sPP/ULDPE/iPP 혼합물들은 1/16인치 두께 플라크에 대해 각각 8.7% 헤이즈 및 5.6% 헤이즈를 나타냈다. iPP 랜덤 공중합체 30중량%를 함유하는 시료는
다른 두개의 투명한 충격 sPP 수지 시료들보다 1/16인치 두께 플라크에서 3배 이상 더 큰 % 헤이즈로 측정되었지만, 이러한 시료는 Kraton G 등에 기초한 충격 수지들의 많은 상업적으로 입수할 수 있는 대체물에 여전히 필적하였다.
다시 표 2를 참조하면, 투명한 충격 sPP 혼합물들의 기계적 특성들을 조사할 수도 있다. iPP 랜덤 공중합체 10 및 20중량%를 함유하는 2개의 투명한 충격 sPP 혼합물들에서 모듈러스 특성들, 인장 강도 및 신장 백분율은 Kraton G 등으로부터 유도된 상업적으로 유용한 충격 수지들의 그것들에 상당히 필적한다. 추가로, 여기 나타낸 바와 같이, 투명한 충격 sPP 혼합물들은 현재 실온 및 -25℃만큼 낮은 감소된 온도 모두에서 현저한 가드너 드롭 충격 특성들을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시 양태를 본원에 나타내고 기재하였지만, 본 발명의 정신 및 교시에서 벗어나지 않는 변형들이 당업계의 숙련자들에 의해 이루어질 수 있다. 본원에 개시된 실시 양태들은 단지 예시적인 것이며, 제한시키고자 의도되지 않는다. 본원에 개시된 본 발명의 많은 변화들, 조합들 및 변형들이 가능하고, 본 발명의 범위 내에 속한다. 따라서, 보호 범위는 상기 명세서로 제한되지 않고, 특허 청구의 범위의 요지의 모든 동등물들을 포함하는 범위의 다음 특허 청구의 범위들에 의해 정의된다.

Claims (20)

  1. 신디오택틱 폴리프로필렌 단독 중합체; 및
    초저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 열가소성 중합체 혼합물.
  2. 제1항에 있어서, 이소택틱 폴리프로필렌 랜덤 공중합체를 추가로 포함하는 열가소성 중합체 혼합물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 초저밀도 폴리에틸렌은 중합체 혼합물의 약 50중량% 이하를 포함하는 것인 열가소성 중합체 혼합물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 초저밀도 폴리에틸렌은 중합체 혼합물의 약 10 내지 약 30중량%를 포함하는 것인 열가소성 중합체 혼합물.
  5. 제3항에 있어서, 상기 초저밀도 폴리에틸렌은 중합체 혼합물의 약 18 내지 약 22중량%를 포함하는 것인 열가소성 중합체 혼합물.
  6. 제2항에 있어서, 상기 랜덤 공중합체는 중합체 혼합물의 약 50중량% 이하를 포함하는 것인 열가소성 중합체 혼합물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 랜덤 공중합체는 중합체 혼합물의 약 10 내지 약 30중량%를 포함하는 것인 열가소성 중합체 혼합물.
  8. 제6항에 있어서, 상기 랜덤 공중합체는 중합체 혼합물의 약 18 내지 약 22중량%를 포함하는 것인 열가소성 중합체 혼합물.
  9. 제1항에 있어서, 1/8 인치 플라크에 대해 -25℃에서 적어도 약 200in-ib의 가드너 드롭 충격(ASTM D5420) 값 및 1/16 인치 플라크에 대해 약 10% 이하의 헤이즈 값을 갖는 것인 열가소성 중합체 혼합물.
  10. 신디오택틱 폴리프로필렌 단독 중합체 약 35 내지 약 99.9중량%;
    초저밀도 폴리에틸렌 약 0.1 내지 약 30중량%; 및
    이소택틱 폴리프로필렌 랜덤 공중합체 약 0 내지 약 35중량%를 포함하는 열가소성 중합체 혼합물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 초저밀도 폴리에틸렌은 약 0.85 내지 약 0.93 g/ml의 밀도 및 약 0.25 내지 약 50g/10분의 용융율을 갖는 에틸렌 공중합체인 열가소성 중합체 혼합물.
  12. 제10항에 있어서, 상기 초저밀도 폴리에틸렌은 중합체 혼합물의 약 15 내지 약 25중량%를 포함하는 것인 열가소성 중합체 혼합물.
  13. 제10항에 있어서, 상기 초저밀도 폴리에틸렌은 중합체 혼합물의 약 18 내지 약 22중량%를 포함하는 것인 열가소성 중합체 혼합물.
  14. 제10항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 랜덤 공중합체는 중합체 혼합물의 약 10 내지 약 30중량%를 포함하는 것인 열가소성 중합체 혼합물.
  15. 제10항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 랜덤 공중합체는 중합체 혼합물의 약 15 내지 약 25중량%를 포함하는 것인 열가소성 중합체 혼합물.
  16. 제10항에 있어서, 1/8 인치 플라크에 대해 -25℃에서 적어도 약 200in-ib의 가드너 드롭 충격(ASTM D5420) 값 및 1/16 인치 플라크에 대해 약 10% 이하의 헤이즈 값을 갖는 것인 열가소성 중합체 혼합물.
  17. 신디오택틱 폴리프로필렌 단독 중합체를 제공하는 단계;
    상기 신디오택틱 폴리프로필렌 단독 중합체를 초저밀도 폴리에틸렌과 기계적으로 혼합하는 단계; 및
    상기 신디오택틱 폴리프로필렌 단독 중합체 및 초저밀도 폴리에틸렌을 압출시켜 실질적으로 균질한 중합체 혼합물을 형성하는 단계를 포함하는 열가소성 중합체 혼합물의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 압출 단계 이전에 상기 신디오택틱 폴리프로필렌 단독 중합체와 이소택틱 폴리프로필렌 랜덤 공중합체를 기계적으로 혼합하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 실질적으로 균질한 중합체 혼합물을 필름으로 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 실질적으로 균질한 중합체 혼합물을 주사 몰딩된 물품으로 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
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