KR20060091596A - 데코시트용 폴리프로필렌 수지 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 데코시트용 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리프로필렌 수지 40~99.8중량%와, 광안정제 0.01~1.0중량%, 산화방지제 0.01~1.0중량%, 촉매잔류물 중화제 0.01~1.0중량%, 충전제 5~50중량%, 블로킹 방지제 0.2~5중량%, 활제 0.1~10중량% 및 핵제 0.05~1.0중량%로 이루어진 군으로부터 선택되는 2종 이상의 첨가제를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 유연성 및 연신성이 우수한 데코시트용 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다.
데코시트, 내백화성, 딥 드로잉성, 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체, 프로필렌 수지 조성물
Description
본 발명은 데코시트용 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캘린더링 가공이 가능하며, 유연성 및 연신성이 우수한 데코시트용 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다.
현재 환경 문제의 대두로, 친환경 건축자재 및 내외장 마감재에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중 데코레이션 시트(이하, 데코시트)는 장롱, 싱크대, 수납장과 같은 가구에 나무 무늬와 같은 장식을 표현하기 위한 시트를 의미하며, 통상 원목이 매우 고가이기 때문에, 재생나무를 이용하여 만들어진 목판에 나무 무늬 및 여러 무늬를 표현하기 위해 사용된다. 현재까지, 이와 같은 데코 시트 재료로 PVC가 이용되었으나, 환경 호르몬을 함유하며, 연소시 다이옥신이 발생하는 문제점이 대두되어, 친환경소재로의 개발 중요성이 점차 고조되고 있다.
대부분의 데코시트는 캘린더링(calendering) 공법에 의하여 제조되며, 미국 특허 제4,1444,304호에서는 25~75중량%의 폴리올레핀계 수지를 25~75중량%의 식물성 섬유와 혼합하여 캘린더링 방법을 이용하여 필름 및 시트를 제조하는 방법이 개 시되어 있으며, 미국특허 제5,439,628호에는 폴리프로필렌에 많은 양의 충전제를 첨가하므로써, 캘린더롤의 표면과 용융물 사이의 점착성을 감소시켜 필름 및 시트를 제조하는 방법이 개시되어 있다.
한편, 한국특허 제220892호에는 분자량 560,000~1,200,000g/mol인 폴리프로필렌 수지에 고밀도 폴리에틸렌 및 선형저밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 수지와 충전제, 실리카겔, 활제 및 안정제를 첨가하여, 데코시트를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이와 같은 수지 조성물에서는, 사용되는 수지의 유연성 및 연신이 부족하므로 딥 드로잉(deep drawing)시 복잡한 문양의 표현이 어렵다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 캘린더링 가공이 가능하며, 유연성 및 연신이 우수하여 시트 가공시 백화현상을 없애고, 복잡한 문양의 표현이 가능한 시트 제조에 이용가능한 폴리프로필렌 수지 조성물의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은, 폴리프로필렌 40~99.8중량%와, 광안정제 0.01~1.0중량%, 산화방지제 0.01~1.0중량%, 촉매잔류물 중화제 0.01~1.0중량%, 충전제 5~50중량%, 블로킹 방지제 0.2~5중량%, 활제 0.1~10중량% 및 핵제 0.05~1.0중량%로 이루어진 군으로부터 선택되는 2종 이상의 첨가제를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물을 구성하는 상기 폴리프로필렌 수지는에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체, 또는 결정성 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합부분과탄성 에틸렌-프로필렌 블록 공중합부분을 함유하는 에틸렌-프로필렌 랜덤-블록 공중합체인 것이 바람직하다.
본 발명에서 폴리프로필렌 수지로서 사용되는 상기 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체는 용융지수가 0.1~10g/10분인 것이 바람직한데, 0.1g/10분 미만이면 조성물의 성형성이 열세해지고, 10g/10분을 초과하면 충격강도가 급격히 저하되는 문제가 있기 때문이다.
또한, 본 발명에서 폴리프로필렌 수지로서 사용되는 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체의 에틸렌 함량은 0.5~10중량%인 것이 바람직한데, 에틸렌 함량이 0.5중량% 미만이면 공중합체의 결정화도가 필요 이상으로 높아져 생성된 조성물의 유연성 및 연신력을 저하시키게 되며, 10중량%를 초과하면 결정화도가 급격히 저하되어 내열성이 떨어져 장기간 시트로의 사용에 제약을 받을 수 있기 때문이다.
본 발명에서 폴리프로필렌 수지로서 사용되는 상기 에틸렌-프로필렌 랜덤-블록 공중합체는 두가지 중합이 반응기에서 순차적으로 진행되므로써 제조될 수 있다. 먼저, 중합반응장치에 에틸렌과 프로필렌을 동시에 투입하여 에틸렌과 프로필렌을 랜덤 공중합시켜 결정성 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합부분을 얻은 후, 이어지는 일련의 반응에서 탄성 에틸렌-프로필렌 블록 공중합부분을 더 형성시키므로써, 최종적으로 에틸렌-프로필렌 랜덤-블록 공중합체가 만들어진다.
상기 에틸렌-프로필렌 랜덤-블록 공중합체는 상기 결정성 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합부분 65~95중량%와 상기 탄성 에틸렌-프로필렌 블록 공중합부분 5~35중량%를 함유하는 것이 바람직하다. 탄성 에틸렌-프로필렌 블록 공중합부분이 5중량% 미만이면 내충격 특성에 문제가 있고, 35중량% 초과이면 딥드로잉시 백화 발생의 문제가 있기 때문이다.
상기 에틸렌-프로필렌 랜덤-블록 공중합체에 있어서, 상기 결정성 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합부분중의 에틸렌 함량은 0.5~10중량%인 것이 바람직하다. 에틸렌 함량이 0.5중량% 미만이면 공중합체의 결정화도가 필요 이상으로 높아져 생성된 조성물의 유연성 및 연신력을 저하시키게 되며, 10중량%를 초과하면 결정화도가 급격히 저하되어 내열성이 떨어져 장기간 시트로의 사용에 제약을 받을 수 있기 때문이다.
또한, 상기 에틸렌-프로필렌 랜덤-블록 공중합체에 있어서, 상기 탄성 에틸렌-프로필렌 블록 공중합부분중의 에틸렌 함량은 20~70중량%인 것이 바람직하다. 에틸렌 함량이 20중량% 미만이거나 70중량% 초과인 경우에는, 공중합체의 탄성이 감소하여 내충격성이 저하되기 때문이다.
또한, 본 발명에서 사용되는 상기 에틸렌-프로필렌 랜덤-블록 공중합체의 n-데칸 용매에 대한 가용 부분의 절대 점도는 0.5~4.0dl/g인 것이 바람직하다. 절대점도가 0.5dl/g 미만인 경우에는 조성물의 가공시 성형직후에는 분산성이 양호하나, 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합부분의 결정화도가 진행됨에 따라 제품 표면으로 빠져 나오는 현상이 발생하여 제품의 외관을 크게 해치게 되고, 절대 점도가 4.0dl/g을 초과하는 경우에는 조성물의 성형시 에틸렌-프로필렌 블록 공중합부분의 분자량이 증가하여 연신율이 감소하기 때문이다.
본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물에는 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위내에서 공지의 각종 첨가제가 첨가될 수 있는데, 예를 들면 광안정제 0.01~1.0중량%, 산화방지제 0.01~1.0중량%, 촉매잔류물 중화제 0.01~1.0중량%, 충전제 5~50중량%, 블로킹 방지제 0.2~5중량%, 활제 0.1~10중량% 및 핵제 0.01~1.0중량%가 첨가되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 촉매잔류물 중화제로는 칼슘스테아레이트 또는 하이드로탈사이트(예, DHT-4A)를 사용할 수 있으며, 상기 충전제는 탄산칼슘, 탈크, 카올린, 셀룰로오스 파우더 및 이산화티타늄으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택될 수 있으며, 상기 블로킹 방지제는 실리카, 메틸렌비스스테아라마이드, 에틸렌비스스테아라마이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택될 수 있으며, 상기 활제는 칼슘스테아레이트, 징크스테아레이트 및 스테아릭산으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택될 수 있다.
또한, 상기 핵제는 알루미늄 히드록시 디-터셔리-부틸 벤조에이트와 같은 알루미늄계 핵제, 소듐 2,2'-메틸렌비스(4,6-디-터셔리-부틸페닐)포스페이트와 같은 나트륨계 핵제, 벤질리덴 솔비톨, 메틸벤질리덴 솔비톨, 에틸벤질리덴 솔비톨 또는 3,4-디메틸벤질리덴 솔비톨과 같은 솔비톨계 핵제로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택될 수 있다.
본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하는 방법은 특별한 제한이 없고, 당업자에게 보편적으로 알려진 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하는 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기의 각 성분들을 원하는 순서에 따라 자유롭게 선택하여 혼합할 수 있는데, 통상 상기 각 성분들과 기타 첨가제를 필요한 양 첨가하여, 니더, 롤, 반바리 믹서 등의 혼련기와 1축 또는 2축 압출기 등을 사용하여 혼련하는 방법이 사용될 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체적으로 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1~3 및 비교예 1~3
하기의 표 1에 나타낸 구성성분의 조성 및 함량으로, 이축압출기를 이용하여 성분들을 용융, 혼합하여, 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.
물성측정
실시예 1~3 및 비교예 1~3에서 얻어진 폴리프로필렌 수지 조성물의 물성의 측정은 하기의 방법 및 기준으로 행하였으며, 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
용융지수 : ASTM D1238에 의거하여 230℃, 2.16kg에서 측정
인장신율 : ASTM D638에 의거하여 4호형 시편을 제작하여 측정
굴곡 탄성율(FM) : ASTM D790에 의거하여 4호형 시편을 제작하여 측정
열변형 온도(HDT) : ASTM D648에 의거하여 4호형 시편을 이용하여 측정
표 1
| 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | ||
| 폴리프로필렌 수지 조성물의 조성(중량%) | |||||||
| 호모 폴리프로필렌 | - | - | - | 82.7 | 72.7 | 62.7 | |
| 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체 | 82.7 | - | 82.7 | - | - | - | |
| 에틸렌-프로필렌 랜덤-블록 공중합체 | - | 82.7 | - | - | - | - | |
| 고밀도 폴리에틸렌 | - | - | - | - | 10 | 10 | |
| 폴리올레핀 엘라스토머 | - | - | - | - | - | 10 | |
| 광안정제/산화방지제/촉매잔류물 중화제 | 0.1/0.1/ 0.1 | 0.1/0.1/ 0.1 | 0.1/0.1/ 0.1 | 0.1/0.1/ 0.1 | 0.1/0.1/ 0.1 | 0.1/0.1/ 0.1 | |
| 충전제/블록킹 방지제/활제/핵제 | 15/1/1/ 0.1 | 15/1/1/ 0.1 | 15/1/1/ 0.1 | 15/1/1/ 0.1 | 15/1/1/ 0.1 | 15/1/1/ 0.1 | |
| 폴리프로필렌 수지 조성물의 물성 | |||||||
| 용융지수(MI) | 2 | 2 | 2 | 1.7 | 2 | 2 | |
| 인장신율(%) | 400 | 510 | 460 | 290 | 330 | 390 | |
| 굴곡 탄성율(kg/cm2) | 12,500 | 8,500 | 11,000 | 21,000 | 19,000 | 16,000 | |
| 열변형 온도(℃) | 103 | 100 | 97 | 115 | 110 | 106 | |
* 호모 폴리프로필렌 : HY200, 삼성토탈(주)제
* 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체 :
실시예 1:RB200, 에틸렌:2.6중량%, 삼성토탈(주)제
실시예 3:RB210, 에틸렌:4.0중량%, 삼성토탈(주)제
* 에틸렌-프로필렌 랜덤-블록 공중합체 : CS200, 2.6중량%의 에틸렌을 함유하는 결정성 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합부분 85중량%와 40중량%의 에틸렌을 함유하는 탄성 에틸렌-프로필렌 블록 공중합부분 15중량%를 함유, 삼성토탈(주)제
* 광안정제 : IRGAFOS 168, Ciba Specialty Chemicals제
* 산화방지제 : IRGANOX 1010
* 촉매잔류물 중화제 : 칼슘스테아레이트
* 충전제 : 탄산칼슘(17중량%) + 이산화티타늄(5중량%)
* 블록킹 방지제 : 실리카
* 활제 : 칼슘스테아레이트
* 핵제 : 벤질리덴 솔비톨
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 폴리프로필렌 수지로서 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체를 사용한 실시예 1과 에틸렌-프로필렌 랜덤-블록 공중합체를 사용한 실시예 2의 폴리프로필렌 수지 조성물은, 호모 폴리프로필렌을 사용한 비교예 1~3의 폴리프로필렌 수지 조성물에 비하여, 인장신율이 높아 연신율이 우수하며, 굴곡 탄성율 및 열변형 온도가 낮아 유연성이 향상됨을 알 수 있다.
또한, 폴리프로필렌 수지로서 에틸렌-프로필렌 랜덤-블록 공중합체를 사용한 실시예 2의 폴리프로필렌 수지 조성물은, 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체를 사용한 실시예 1 또는 3의 폴리프로필렌 수지 조성물에 비하여, 연신성과 유연성이 더 우수하였다.
더욱이, 실시예 3의 폴리프로필렌 수지 조성물이 실시예 1의 폴리프로필렌 수지 조성물에 비하여, 인장신율이 높고, 굴곡 탄성율 및 열변형 온도가 낮은 바, 본 발명의 범위내에서 에틸렌 함량이 증가할수록 폴리프로필렌 수지 조성물의 연신성과 유연성이 우수함을 알 수 있다.
본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물에 의하면, 캘린더링 가공이 가능하며, 유연성 및 연신이 우수하여 시트 가공시 백화현상을 없애고, 복잡한 문양의 표현이 가능한 시트 제조가 가능하다.
Claims (5)
- 폴리프로필렌 수지 40~99.8중량%와, 광안정제 0.01~1.0중량%, 산화방지제 0.01~1.0중량%, 촉매잔류물 중화제 0.01~1.0중량%, 충전제 5~50중량%, 블로킹 방지제 0.2~5중량%, 활제 0.1~10중량% 및 핵제 0.05~1.0중량%로 이루어진 군으로부터 선택되는 2종 이상의 첨가제를 포함하여 이루어지는 데코시트용 폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 수지는 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체, 또는 결정성 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합부분 65~95중량%와 탄성 에틸렌-프로필렌 블록 공중합부분 5~35중량%를 함유하는 에틸렌-프로필렌 랜덤-블록 공중합체인 것을 특징으로 하는 데코시트용 폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제2항에 있어서, 상기 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체는 용융지수가 0.1~10g/10분이고, 에틸렌 함량이 0.5~10중량%인 것을 특징으로 하는 데코시트용 폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제2항에 있어서, 상기 결정성 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합부분의 에틸렌 함량이 0.5~10중량%이며, 상기 탄성 에틸렌-프로필렌 블록 공중합부분의 에틸렌 함량은 20~70중량%인 것을 특징으로 하는 데코시트용 폴리프로필렌 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 촉매잔류물 중화제는 칼슘스테아레이트 또는 하이드로탈사이트이며, 상기 충전제는 탄산칼슘, 탈크, 카올린, 셀룰로오스 파우더 및 이산화티타늄으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되며, 상기 블로킹 방지제는 실리카, 메틸렌비스스테아라마이드, 에틸렌비스스테아라마이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되며, 상기 활제는 칼슘스테아레이트, 징크스테아레이트 및 스테아릭산으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되며, 상기 핵제는 알루미늄계 핵제, 나트륨계 핵제 및 솔비톨계 핵제로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 데코시트용 폴리프로필렌 수지 조성물.
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