KR20110057939A - 폴리올레핀 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 플라스틱 성형품 - Google Patents

폴리올레핀 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 플라스틱 성형품 Download PDF

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KR20110057939A
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Abstract

본 발명은 사출 성형용 폴리올레핀 복합수지 조성물 및 이를 사용하여 제조되는 플라스틱 성형품에 관한 것으로, 특히, a) 고결정성 폴리프로필렌 수지 50 내지 90 중량부, b) 열가소성 고무류 3 내지 20 중량부, c) 무기 충진재 2 내지 30 중량부, 및 d) 에틸렌 함량이 50 내지 95 중량%인 에틸렌-프로필렌 공중합체 5 내지 15 중량부를 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 플라스틱 성형품에 관한 것이다.
본 발명에 따른 사출 성형용 폴리올레핀 복합수지 조성물을 사용하게 되면, 기계적 물성이 우수하면서도 사출품 표면에 플로우마크(Tiger stripe)를 최소화할 수 있는 성형품을 제조할 수 있다.
폴리올레핀 복합수지, 사출 성형, 플로우마크, 에틸렌-프로필렌 공중합체

Description

폴리올레핀 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 플라스틱 성형품 {POLYOLEFIN RESIN COMPOSITION AND PLASTIC MOLDINGS PREPARED THEREFROM}
본 발명은 폴리올레핀 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 플라스틱 성형품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흐름성 및 기계적 강도가 우수하고, 특히 수지 흐름 자국인 플로우마크(Tiger stripe)의 발생을 억제할 수 있는 폴리올레핀 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 플라스틱 성형품에 관한 것이다.
폴리올레핀 수지는 가격대비 성능이 우수하여 자동차 내외장재 베이스 소재로 사용되고 있는 범용 플라스틱 중의 하나이며, 특히 내후성이 우수하여 자동차용 내외장재로 사용량이 증가되고 있는 실정이다.
폴리올레핀 복합수지는 탄성중합체(Elastomer)및 무기충진재와 혼합하여 강성, 치수안정성 및 충격강도 등이 향상된 복합재로써 자동차 범퍼, 도어 트림, 인스트루먼트 판넬, 글러브 박스 및 콘솔 등과 같은 사출 성형시, 플로우 마크(Tiger stripe)가 발생하게 된다. 이 플로우 마크의 가장 보편적으로 인정되는 발생 원인은 용융된 수지가 게이트 노즐에서 금형 틀로 평행으로 이동하다가 흐름의 불균형이 심화되어 상하로 움직이며 이동하는 불안정한 파동 흐름으로 전환되기 때문인 것으로 알려져 있다.
위에서 상술한 바와 같이 무도장 사출 제품에 흐름 자국인 플로우 마크 개선은 자동차 내외장재용 수지 조성물 개발에 대한 연구가 꾸준히 진행되고 있지만 아직까지 진보된 기술에 대해서는 보고되지 않고 있다.
따라서, 기계적 물성이 동등하거나 우수하면서도, 사출 성형시 플로우마크 발생을 최소화함으로써 우수한 표면 외관을 가지는 사출 성형품을 제조할 수 있는 폴리올레핀 수지 조성물 개발에 대한 연구가 필요하다.
본 발명은 기계적 물성이 우수하면서도 사출 성형시 플로우 마크(Tiger stripe)를 최소화할 수 있는 폴리올레핀 수지 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 또한, 기계적 물성이 우수하며 플로우마크 발생을 최소화하여 우수한 표면 외관을 갖는 플라스틱 성형품을 제공하고자 한다.
본 발명은 하기의 a) 내지 d) 성분의 총량 100 중량부에 대하여, a) 고결정성 폴리프로필렌 수지 50 내지 90 중량부, b) 열가소성 고무류 3 내지 20 중량부, c) 무기 충진재 2 내지 30 중량부, 및 d) 에틸렌 함량이 50 내지 95 중량%인 에틸렌-프로필렌 공중합체 5 내지 15 중량부를 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 폴리올레핀 수지 조성물로부터 제조되는 플라스틱 성형품을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 폴리올레핀 수지 조성물 및 이에 의해 제조된 플라스틱 성형품에 관한 것으로, 구체적으로는 a) 고결정성 폴리프로필렌 수지, b) 열가소성 고무류, c) 무기 충진재, 및 d) 소정의 범위로 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체를 최적의 함량 범위로 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물은 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPR) 분산성이 좋고 분자량 분포가 넓은 에틸렌-프로필렌 공중합체를 최적 범위로 첨가함으로써 흐름성 및 기계적 강도가 우수하고, 특히 수지 흐름 자국인 플로우마크(Tiger stripe)의 발생을 억제할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 사출 성형용 폴리올레핀 복합수지 조성물을 사용하게 되면, 기계적 물성이 우수하면서도 사출품 표면에 플로우마크(Tiger stripe)를 최소화할 수 있는 성형품을 제조할 수 있다.
이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 폴리올레핀 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 플라스틱 성형품에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 하나의 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 발명의 권리범위 내에서 구현예에 대한 다양한 변형이 가능함은 당업자에게 자명하다.
추가적으로, 본 명세서 전체에서 특별한 언급이 없는 한 "포함" 또는 "함유"라 함은 어떤 구성 요소(또는 구성 성분)를 별다른 제한 없이 포함함을 지칭하며, 다른 구성 요소(또는 구성 성분)의 부가를 제외하는 것으로 해석될 수 없다.
a) 고결정성 폴리프로필렌
기존의 폴리프로필렌과 달리 결정성이 높은 고결정성 폴리프로필렌(HCPP, High Crystallinity PolyPropylene)은 HIPP(High Isotacticity Polypropylene), HSPP(High Stiffness Polypropylene)으로도 불리우며, 내충격성, 고경도 및 내스크래치성 개선을 목적으로 기존의 폴리프로필렌을 대신하여 배합되는 성분으로써, 기 존의 상업 판매중인 아이소택틱(isotactic)에 비해 결정성이 높아 고경도로 인해 20~40% 정도 높은 강성과 우수한 내열성 및 내스크래치성을 나타내면서도 내충격성이 우수한 강점을 가지고 있다.
현재 널리 사용되고 있는 블록 폴리프로필렌 수지의 입체규칙성에 관한 아이소택틱 지수(Isotactic Index)는 94% 내지 97% 수준이다. 그러나, 본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물에서 고결정성 폴리프로필렌, 즉, 고입체규칙성 폴리프로필렌 수지의 아이소택틱 지수는 98% 이상, 좀더 바람직하게는 98.5% 이상이 될 수 있다. 아이소택틱 지수가 높아지면 PP의 결정화도가 증가하게 되어 PP의 기계적인 물성과 내열성이 우수하게 개선될 수 있다.
이러한 고결정성 폴리프로필렌은 자동차 내외장의 전반적인 부품에 사용 가능하며 그 중에서도 강성 및 내열성이 기존 폴리프로필렌 대비 우수하여 이러한 물성이 필요한 부품이나 무기 충진재의 양을 줄여 비중을 감소시키고자 하는 부품에 적용될 수 있다.
특히, 상기 고결정성 폴리프로필렌 수지는 230 ℃, 2.16 kgf의 조건 하에서 용융지수가 10 내지 100 g/10min, 바람직하게는 15 내지 80 g/10min, 좀더 바람직하게는 20 내지 40 g/10min이 될 수 있다. 이때, 상기 고결정성 폴리프로필렌 수지는 우수한 가공성 확보 측면에서 10 g/10min 이상이 될 수 있으며, 원활한 사출 공정 수행 측면에서 100 g/10min 이하가 될 수 있다.
본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물에서 상기 고결정성 폴리프로필렌 수지는 프로필렌 단독 중합체 또는 그의 공중합체가 될 수 있으며, 특히, 프로필렌과 10 몰% 이하의 에틸렌 단량체 또는 탄소수 4~10 올레핀계 단량체와 공중합체가 될 수 있다.
상기 고결정성 폴리프로필렌 수지는, 본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물에서 상기 a) 내지 d) 성분의 총량 100 중량부에 대하여 50 내지 90 중량부, 바람직하게는 65 내지 85 중량부, 좀더 바람직하게는 68 내지 80 중량부로 포함될 수 있다. 이때, 상기 고결정성 폴리프로필렌 수지는 우수한 강성 및 충격강도 확보 측면에서 상기 함량 범위로 포함될 수 있다.
b) 열가소성 고무류
열가소성 고무류는 내충격성 보강을 위해 사용되는 성분으로 구성의 한정은 없으나, 바람직하게는 에틸렌과 C2~C10의 α-올레핀의 공중합체가 사용될 수 있다. 이 때, 상기α-올레핀은 구성의 한정은 없으나 예를 들면, 프로필렌, 부텐, 펜텐, 헥센, 프로펜, 및 옥텐에서 선택되어 사용될 수 있다.
상기 열가소성 고무류는 더욱 바람직하게는 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM), 에틸렌-부텐 공중합체(EBR) 에틸렌-옥텐 공중합체(EOR), 및 스티렌-부타디엔(SBR)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 사용될 수 있다. 이 중에서, 에틸렌-옥텐 공중합체(EOR)의 경우 장측쇄의 옥텐기에 의해 충격강도 개선효과가 가장 우수하며, 상대적으로 저하되는 강성을 최대한 줄일 수 있어 바람직하게 선택될 수 있다. 또한, 에틸렌-부텐 공중합체 로서는 부텐 CO-Mononer 함량이 50% 이상 함유한 것을 사용할 수 있으며, 용융지수가 0.5~150 g/10min(190 ℃, 2.6 kgf)이며, 밀도가 0.87~0.89 g/cc인 에틸렌-부텐 공중합체(EBR)가 사용될 수 있다.
본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물에서 열가소성 고무류는, 상기 a) 내지 d) 성분의 총량 100 중량부에 대하여 3 내지 20 중량부로 포함될 수 있으며, 구체적인 적용 용도에 따라 외장재로 사용되는 경우 바람직하게는 10 내지 20 중량부로 포함될 수 있고, 내장재로 사용되는 경우 바람직하게는 3 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 이때, 상기 열가소성 고무류는 폴리올레핀 조성물에서 요구되는 충분한 충격 강도를 구현할 수 있도록 3 중량부 이상으로 포함될 수 있으며, 우수한 강성 확보 측면에서 20 중량부 이하로 포함될 수 있다.
c) 무기충진재
무기 충진재는 내열성 및 강성 보강을 위해 사용되는 성분으로, 그 구성의 한정이 없이 사용될 수 있다. 바람직하게는 탈크, 탄산칼슘, 황산칼슘, 산화마그네슘, 칼슘스테아레이트, 월라스토나이트, 마이카, 실리카, 규산칼슘, 점토 및 카본 블랙에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 무기 충진재의 사용은 함량 증가에 따라 수지 조성물의 강성 및 경도의 증가가 뚜렷한 것이 바람직하며, 따라서, 더욱 바람직하게는 월라스토나이트 또는 탈크를 이용할 수 있다.
상기 무기 충진재의 평균 입경은 1~30 ㎛인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5~10 ㎛인 것을 사용할 수 있다. 무기 충진재의 평균 입경이 1 ㎛ 미만이면 내열성 및 강성 보강 효과가 충분하게 나타나지 않으며, 평균입경이 30 ㎛을 초과하면 폴리올레핀 수지 조성물의 압출 성형시 취급 및 작업이 용이하지 않다.
또한, 상기 무기충진재의 애스팩트비(Aspect ratio)가 2 미만이면 강성 저하의 문제점이 있고, 50을 초과하면 성형품의 외관 불량 및 내충격성 저하의 문제점이 있다.
본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물에서 무기 충진재는, 상기 a) 내지 d) 성분의 총량 100 중량부에 대하여 2 내지 30 중량부, 바람직하게는 5 내지 25 중량부, 좀더 바람직하게는 10 내지 20 중량부로 포함될 수 있다. 이때, 상기 무기 충진재는 강성 등을 향상시킬 수 있도록 2 중량부 이상으로 포함될 수 있으며, 우수한 충격강도를 확보하는 측면에서 30 중량부 이하로 포함될 수 있다.
d) 에틸렌-프로필렌 공중합체
에틸렌-프로필렌 중합체는 기존 방법에 비하여 한층 진보된 반응기 과립화 기법(reactor granule technology)과 새로운 촉매계(catalyst system)가 적용된 기상반응 기술, 예컨대, 카탈로이(Catalloy) 공법으로 만들어질 수 있다. 이는 폴리올레핀계 소재의 생산을 가능하게 하며 반응기내에서 폴리머 얼로이(polymer alloy)를 생산할 수 있다. 또한, 이같이 제조된 에틸렌-프로필렌 공중합체는 가소제를 사용하지 않고도 부드럽고 유연한 폴리프로필렌 소재에서부터 엔지니어링 플라스틱에 견줄만한 기계적인 강도를 지닌 고강성의 소재에 이르기까지 다양한 제품 영역에 사용할 수 있다.
상기 에틸렌-프로필렌 공중합체는 에틸렌 함량이 50 내지 95 중량%, 바람직하게는 60 내지 90 중량%, 좀더 바람직하게는 65 내지 85 중량%가 될 수 있다. 이때, 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체는 우수한 플로우 마크 개선 효과 확보 측면에서 에틸렌 함량이 60 중량% 이상이 될 수 있으며, 원활한 생산 공정 수행 측면에서 95 중량% 이하가 될 수 있다.
또한, 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체는 중량평균분자량/수평균분자량 (Mw/Mn)의 비가 5 내지 10, 바람직하게는 7 내지 9가 될 수 있다. 이때, 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체는 우수한 가공성 확보 측면에서 중량평균분자량/수평균분자량(Mw/Mn)이5 이상이 될 수 있으며, 강성 등 물성 개선 및 우수한 표면 외관 확보 측면에서 10 이하가 될 수 있다.
상기 에틸렌-프로필렌 공중합체는 용융지수(MI, Melt Index)가 0.2 내지 100 g/10min일 수 있으며, 인장강도가 10 내지 45 Mpa일 수 있으며, 굴곡탄성율이 20 내지 2,300 MPa일 수 있으며, 신율이 200% 내지 850%일 수 있으며, 용융점(Melting Temp.)이 125 내지 165 ℃일 수 있으며, 경도(Hardness, Shore D)가 20 내지 90일 수 있으며, Izod 충격 강도(notched, -50 ℃)가 3 내지 100 KJ/m2일 수 있다.
본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물에서 에틸렌-프로필렌 공중합체는, 상기 a) 내지 d) 성분의 총량 100 중량부에 대하여 5 내지 15 중량부, 바람직하게는 5 내지 13 중량부, 좀더 바람직하게는 7 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 이때, 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체는 우수한 표면 외관을 갖는 사출 성형품 제조를 위하 여 5 중량부 이상으로 포함될 수 있으며, 15 중량부를 초과하여 포함될 경우에는 전체 조성비율에서 에틸렌-프로필렌 공중합체에 존재하는 에틸렌(EL) 함량이 증가하게 되어 다양한 제품에서 요구되는 충분한 강성을 구현하기 어려울 수도 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 폴리올레핀 수지 조성물은 하기의 a) 내지 d) 성분의 총량 100 중량부에 대하여, a) 고결정성 폴리프로필렌 수지 50 내지 90 중량부, 바람직하게는 65 내지 85 중량부, 좀더 바람직하게는 68 내지 80 중량부, b) 열가소성 고무류 3 내지 20 중량부, c) 무기 충진재 2 내지 30 중량부, 바람직하게는 5 내지 25 중량부, 좀더 바람직하게는 10 내지 20 중량부, 및 d) 에틸렌 함량이 50 내지 95 중량%, 바람직하게는 60 내지 90 중량%, 좀더 바람직하게는 65 내지 85 중량%인 에틸렌-프로필렌 공중합체 바람직하게는 5 내지 13 중량부, 좀더 바람직하게는 7 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 폴리올레핀 수지 조성물로부터 제조되는 플라스틱 성형품을 제공한다.
본 발명에 따라 제조되는 플라스틱 성형품은 ASTM 평가법 D1238에 의한 용융지수 15 g/10min 이상 또는 15 내지 40 g/10min, 바람직하게는 20 내지 35 g/10min이며, ASTM 평가법 D790에 의한 굴곡탄성율 15,000 kg/cm2 이상 또는 15,000 내지 35,000 kg/cm2, 바람직하게는 18,000 내지 25,000 kg/cm2 이며, ASTM 평가법 D256에 의한 충격강도, 예컨대, 상온에서 Izod 충격강도 10 kg·cm/cm 이상 또는 10 내지 60 kg·cm/cm, 바람직하게는 15 내지 30 kg·cm/cm 이며, ASTM 평가법 D648에 의한 열변형온도 100 ℃ 이상 또는 100 내지 140 ℃, 바람직하게는 100 내지 125 ℃가 될 수 있다.
또한, 본 발명의 플라스틱 성형품은 표면 외관상의 육안 평가에서 플로우마크가 발생되지 않으며, 표면에서 플라스틱 사출 방향의 수직으로 형성되는 광택 부분과 무광택 부분에 대하여 ASTM 평가법 D523에 따라 측정된 광택도의 차이(△G)가 15 이하, 바람직하게는 12 이하, 좀더 바람직하게는 10 이하가 될 수 있다.
상기 플라스틱 성형품을 제조하는 방법 중, 자동차 내외장재로 이용되는 플라스틱 성형품의 제조에는 사출성형 (Injection Molding) 또는 사출중공성형(Injection Blow Molding)이 이용되는데, 상기 방법들은 성형재료를 가열 용용시켜 미리 닫힌 금형의 캐비티에 사출 충전한 후, 냉각 고화시켜 성형품을 얻는 방법으로 진행된다.
본 발명의 상기 구현예에 의한 플라스틱 성형품은 특별한 제한은 없지만, 사출성형 또는 사출중공성형 방식으로 제조될 수 있으며, 보다 구체적으로 180 내지 250 ℃ 온도에서 트윈(Twin) 압출기를 사용하여 폴리올레핀 수지 조성물을 180~250 ℃ 온도에서 가열 용융시키는 단계; 펠렛 모양 칩을 얻는 단계; 사출기를 이용하여 금형의 캐비티에 사출 충전한 후 금형에 밀착시켜 냉각 고화시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 구현예에 의한 플라스틱 성형품은 그 이용되는 분야에 제한 이 없지만, 바람직하게는 자동차 내외장재로 이용될 수 있다. 구체적으로는 자동차 내장재 도어트림, 인스트루먼트 판넬, 콘솔 등에 적용가능하며, 자동차 외장재 비도장 범퍼(MIC 자동차 범퍼 페시아)로 이용될 수도 있다.
본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.
본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물은 고결정성 폴리프로필렌 수지, 열가소성 고무류, 무기 충진재, 및 소정의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 공중합체를 최적의 범위로 포함함으로써, 기존의 사출 성형용 수지 조성물에 비하여 기계적 물성이 우수하거나 동등하면서도 성형품 표면에 발생하는 플로우마크를 현저하게 줄일 수 있어 자동차 범퍼, 도어트림과 같은 자동차 내외장재 성형품, 특히 우수한 외관 및 표면 특성이 요구되는 무도장 사출품 제조에 적합하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1~5
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성 및 함량으로, 폴리올레핀 수지 조성물을 제조하였다.
이때, a) 고결정성 폴리프로필렌 수지(HCPP, High Crystallinity PolyPropylene)로는 230 ℃, 2.16 kgf의 조건 하에서 용융지수(MI)가 35 g/10min이고, 아아이소택틱 지수(I.I)가 98.6%인 폴리프로필렌 수지(호남석유화학㈜社 제품)를 사용하고, b) 열가소성 고무류(rubber)로는 밀도가 0.87 g/cc인 에틸렌-옥텐 고무류(Dow chemical 社 제품)을 사용하고, c) 무기 충진재로는 평균입경이 5㎛인 탈크(talc)를 사용하고(KOCH社 제품), d) 에틸렌-프로필렌 공중합체로는 에틸렌 함량이 78 중량%이고 중량평균분자량/수평균분자량(Mw/Mn)의 비가 7인 에틸렌-프로필렌 공중합체(Basell Co. 社 제품)을 사용하여, 상온(22~25℃)의 질소 분위기 하에서 1,000 rpm 및 체류시간 60 sec으로 헨셀 믹서를 사용하여 혼합 공정을 수행하였다.
하기 표 1에서 각 성분의 함량은 전체 성분의 총량, 즉, a) 내지 d) 성분의 총량 100 중량부에 대한 중량부로 나타내었다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
HCPP 함량(중량부) 65 60 55 70 65
HCPP의 MI(g/10min) 35 35 35 35 35
HCPP의 I.I지수(%) 98.6 98.6 98.6 98.6 98.6
에틸렌-옥텐 고무류 함량(중량부) 10 10 10 10 5
탈크 함량(중량부) 20 20 20 10 20
에틸렌-프로필렌 공중합체 함량(중량부) 5 10 15 10 10
에틸렌-프로필렌 공중합체의 에틸렌 함량(wt%) 78 78 78 78 78
에틸렌-프로필렌 공중합체의 Mw/Mn 7 7 7 7 7
비교예 1~4
하기 표 2에 나타낸 바와 같은 조성 및 함량으로 각 성분의 함량 범위를 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리올레핀 수지 조성물을 제조하였다.
특히, 비교예 4는 고결정성 폴리프로필렌 수지(HCPP, High Crystallinity PolyPropylene) 대신에 일반 블록 폴리프로필렌 수지를 하기 표 2에 나타낸 바와 같은 조성으로 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리올레핀 수지 조성물을 제조하였다.
하기 표 2에서 각 성분의 함량은 전체 성분의 총량, 즉, a) 내지 d) 성분의 총량 100 중량부에 대한 중량부로 나타내었다.
구 분 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
HCPP/PP의 함량(중량부) 70 80 65 60
HCPP/PP의 MI(g/10min) 35 35 35 35
HCPP/PP의 I.I지수(%) 98.6 98.6 98.6 95
에틸렌-옥텐 고무류 함량(중량부) 10 10 5 10
탈크 함량(중량부) 20 10 20 20
에틸렌-프로필렌 공중합체 함량(중량부) - - - 10
에틸렌-프로필렌 공중합체의 에틸렌 함량(wt%) - - - 78
에틸렌-프로필렌 공중합체의 Mw/Mn - - - 7
실험예
상기 실시예 1~5 및 비교예 1~4에 따라 얻은 폴리올레핀 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 플라스틱 성형품은 하기와 같은 방법으로 각각의 물성을 측정하였다.
이때, 플라스틱 성형품은 폴리올레핀 수지 조성물의 용융지수에 따라 180~250 ℃의 온도 범위에서 사출하여 제조하였다.
1) 용융지수(MI): ASTM 평가법 D1238에 따라, 230 ℃, 2.16 kgf에서 측정하였다.
2) 인장강도(Kg/cm3): ASTM 평가법 D638에 따라 측정하였다.
3) 굴곡 탄성율(FM): ASTM 평가법 D790에 따라 측정하였으며, 시편 규격은 12.7×127×6.4 mm이며, 시험조건에서 크로스헤드(Crosshead)의 속도는 28 mm/min였다.
4) Izod 충격강도: ASTM 평가법 D256에 따라 상온(+23 ℃)및 저온(-30 ℃)에서 측정하였으며, 시편 규격은 63.5×12.7×3 mm였다.
5) 열변형 온도(Heat Deflection Temperature, HDT): ASTM 평가법 D648에 따라 측정하였으며, 사용된 시편규격은 12.7×127×6.4 mm이며, 시험조건에 사용된 로드값(load)은 4.6 kgf였다.
6) 플로우마크(Tiger stripe): 스파이럴 플로우 측정 시편의 표면에 발생한 플로우마크의 유무를 육안으로 측정하였다.
7) 광택도(Gloss): ASTM 평가법 D523에 따라 플라스틱 성형품 시편 표면에서 플라스틱 사출 방향의 수직으로 형성되는 광택 부분과 무광택 부분의 광택도 차이(△G)를 측정하였다.
상기 실시예 1~5에 따라 얻은 폴리올레핀 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 플라스틱 성형품에 대하여, 상술한 바와 같은 방법으로 측정한 물성은 하기 표 3에 나타낸 바와 같다.
　구 분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5
MI (g/10min) 25.5 24.9 24.8 24.5 25.7
인장강도(Kg/cm2) 214 221 230 185 240
FM(Kg/cm2) 22,100 22,100 22,200 18,600 23,600
IZOD(+23℃, Kg·cm/cm) 23.5 25.7 26.8 29.7 15.2
IZOD(-30℃, Kg·cm/cm) 7.4 7.4 7.3 8.2 5.8
HDT(℃) 131.2 130.6 130.2 124.8 133.5
Flow mark:육안평가 없음 없음 없음 없음 없음
Flow mark:광택도평가 (△G) 8 5 4 4 3
상기 비교예 1~4에 따라 얻은 폴리올레핀 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 플라스틱 성형품에 대하여, 상술한 바와 같은 방법으로 측정한 물성은 하기 표 4에 나타낸 바와 같다.
　구 분 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
MI (g/10min) 26.1 26.5 27.5 25.5
인장강도(Kg/cm2) 220 190 248 195
FM(Kg/cm2) 22,200 18,800 24,100 19,300
IZOD(+23℃, Kg·cm/cm) 21.4 28.2 14.3 26.3
IZOD(-30℃, Kg·cm/cm) 7.3 8.0 5.6 7.5
HDT(℃) 133.2 125.3 134.7 127.2
Flow mark:육안평가 뚜렷함 뚜렷함 뚜렷함 뚜렷함
Flow mark:광택도평가 (△G) 24 21 20 19
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 a) 고결정성 폴리프로필렌 수지, b) 열가소성 고무류, c) 무기 충진재, 및 d) 에틸렌-프로필렌 공중합체를 최적의 함량 범위로 포함하는 실시예 1~5의 폴리올레핀 수지 조성물은 용융지수(MI)가 24.5~25.7 g/10min이며, 인장강도가 185~240 Kg/cm2이며, 굴곡탄성율이 18,600~23,600 Kg/cm2이며, 상온(+23 ℃)에서 Izod 충격강도는 15.2~29.7 kg·cm/cm 및 저온(-30 ℃)에서 Izod 충격강도는 5.8~8.2 kg·cm/cm 이며, 육안 평가에서 플로우마크(Tiger stripe)가 전혀 나타나지 않으며, 광택 부분과 무광택 부분의 광택도 차이가 3~8로 우수한 물성을 갖는 것을 알 수 있다.
반면에, 상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 비교예 1~6의 경우 에틸렌-옥텐 고무류나 무기 충진재의 함량 변화에 따라서 실시예와 기계적 물성 및 충격 강도는 크게 차이가 없으나 에틸렌-프로필렌 공중합체가 포함되지 않음에 따라 육안 평가에서 플로우마크 뚜렷하게 발생하였으며, 광택 부분과 무광택 부분의 광택도 차이가 19~24로 매우 높아짐을 알 수 있다.
특히, 실시예 1~3의 경우 에틸렌-프로필렌 공중합체 함량이 증가할수록 개선되는 특성을 보인다. 또한, 실시예 2~4의 경우 열가소성 고무류나 무기 충진재의 양의 따라 플로우마크 발생 정도는 차이가 있으나, 그 정도는 크지 않은 것임을 알 수 있다.

Claims (9)

  1. 하기의 a) 내지 d) 성분의 총량 100 중량부에 대하여,
    a) 고결정성 폴리프로필렌 수지 50 내지 90 중량부,
    b) 열가소성 고무류 3 내지 20 중량부,
    c) 무기 충진재 2 내지 30 중량부, 및
    d) 에틸렌 함량이 50 내지 95 중량%인 에틸렌-프로필렌 공중합체 5 내지 15 중량부
    를 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 a) 고결정성 폴리프로필렌 수지는 프로필렌 단독 중합체 또는 그의 공중합체인 폴리올레핀 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 a) 고결정성 폴리프로필렌 수지는 230 ℃, 2.16 kgf의 조건 하에서 용융지수가 10 내지 100 g/10min인 폴리올레핀 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 a) 고결정성 폴리프로필렌 수지는 아이소택틱 지수(I.I)가 98% 이상인 폴리올레핀 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 b) 열가소성 고무류는 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM), 에틸렌-부텐 고무(EBR), 및 에틸렌-옥텐 고무(EOR)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 폴리올레핀 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 c) 무기 충진재의 평균 입경은 1 내지 30 ㎛인 폴리올레핀 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 d) 에틸렌-프로필렌 공중합체는 중량평균분자량/수평균분자량의 비가 5 내지 10인 폴리올레핀 수지 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 폴리올레핀 수지 조성물로부터 제조되는 플라스틱 성형품.
  9. 제8항에 있어서,
    ASTM 평가법 D1238에 의한 용융지수 15 g/10min 이상,
    ASTM 평가법 D790에 의한 굴곡탄성율 15,000 kg/cm2 이상,
    ASTM 평가법 D256에 의한 충격강도 10 kg·cm/cm 이상, 및
    ASTM 평가법 D648에 의한 열변형온도 100 ℃ 이상
    인 플라스틱 성형품.
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