KR20130009738A - 솔비톨 화합물을 함유하는 투명화제 조성물 및 이 솔비톨 화합물을 사용한 폴리프로필렌계 수지 조성물의 제조 방법 - Google Patents

솔비톨 화합물을 함유하는 투명화제 조성물 및 이 솔비톨 화합물을 사용한 폴리프로필렌계 수지 조성물의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 입경에 있어서 d97가 30μm이상 및 200μm이하인 하기 일반식 (I)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물 100질량부와, 테트라키스[3(3,5-디-제3부틸-4-히드록시페닐) 프로피오닐옥시메틸]메탄 5~200질량부와의 혼합물이며, 양 성분의 합계가 혼합물의 50질량%이상인, 투명화제 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 폴리프로필렌계 수지에, 입경에 있어서 d97가 30μm이상 및 200μm이하인 하기 일반식 (I)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물을 배합한 폴리프로필렌계 수지 조성물을 얻을 때에, 상기 폴리프로필렌계 수지 100질량부에 상기 디벤질리덴 솔비톨 0.05~2질량부를 배합한 혼합물을, 2축 압출기를 사용하여 압출 온도 220~250℃으로 혼련하는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌계 수지 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

솔비톨 화합물을 함유하는 투명화제 조성물 및 이 솔비톨 화합물을 사용한 폴리프로필렌계 수지 조성물의 제조 방법{TRANSPARENTIZATION AGENT COMPOSITION CONTAINING SORBITOL COMPOUND AND METHOD FOR PRODUCING POLYPROPYLENE RESIN COMPOSITION USING THIS SORBITOL COMPOUND}
본 발명은 종래는 폴리프로필렌계 수지의 가공시에서의 첨가에 적합하지 않다고 여겨지던 입경이 큰 디벤질리덴 솔비톨계 투명화제를, 수지와의 혼합 전에, 미리 특정의 페놀계 산화 방지제와 혼합하고 나서, 이 혼합물을 수지에 첨가함으로써, 투명성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물을 성형할 수 있는 투명화제 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 특정의 가공 조건을 선택함으로써, 종래는 폴리프로필렌계 수지의 가공시에서의 첨가에 적합하지 않다고 여겨지던 입경이 큰 디벤질리덴 솔비톨계 투명화제를 배합할 수 있도록 한, 투명성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
프로필렌 단독 집합체나 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리프로필렌계 수지는 자동차, 가전, 건축 자재, 가구, 포장 용기, 완구, 일용 잡화 등 폭넓게 사용되고 있다. 그러나, 폴리프로필렌계 수지는 투명성에 있어서 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리스티렌 등에 뒤떨어지기 때문에, 안식향산 금속염, 방향족 인산 에스테르 금속염, 지방족 환상 화합물의 금속염이나 디벤질리덴 솔비톨류, 아미드 화합물 등의 각종의 조핵제, 투명화제를 배합하는 것이 종래부터 제안되어 실용화되고 있다.
그 중에서도, 디벤질리덴 솔비톨류는 투명성의 개량 효과가 우수하지만 악취가 강하거나, 융점이 비싸서 가공 온도에서의 수지 중에의 균일 분산이 곤란하다는 등의 단점이 있다. 가공 온도를 융점 이상으로 함으로써 균일 분산은 가능하지만, 본 발명에서 사용되는 일반식 (I)로 표시되는 화합물은 융점이 260℃이상으로 높고, 융점 이상에서의 가공은 폴리프로필렌의 현저한 열화를 일으키기 때문에 바람직하지 않다. 융점 이하에서의 수지에의 분산성을 향상시키기 위하여, 분쇄에 의해 입경을 작게 하거나, 미리 다른 성분과 용융 혼합하여 융점을 저하시키는 등의 여러가지 처리가 제안되고 있다.
예를 들면, 특허 문헌 1에는 디벤질리덴 솔비톨류를, d97가 30μm이하인 분말로 함으로써 성능을 발현시키는 것이 제안되고 있다. 이 디벤질리덴 솔비톨류는 투명성의 개량 효과는 우수하지만, 미분으로 함으로써 유동성이 저하하고, 그 때문에 계량, 공급 등의 취급성이 저하하고, 또한 블로킹함으로써 기대한 분산성이 얻어지지 않는 등의 문제가 있다. 또한, 미분쇄한 것은 실제로는 무기물이나 표면 처리제 등으로 2차 응집을 방지할 필요가 있어, 제조 코스트가 상승할 뿐만 아니라, 수지에 불필요한 성분을 혼합하게 된다. 불필요한 성분의 혼합은 의도하지 않는 수지 물성의 변화를 수반하는 것이나, 리사이클시의 품질 저하나 용도 한정의 원인이 되기 때문에, 미분화는 반드시 만족스러운 해결 방법이라고는 할 수 없다.
특허 문헌 2에는 상이한 구조의 디벤질리덴 솔비톨 화합물의 혼합물을 사용함으로써 성능을 향상시키는 것이 제안되어 있다. 유사 구조물의 혼합물로 함으로써 융점 강하가 일어나기 때문에, 수지에의 분산성이 향상한다. 그러나, 디벤질리덴 솔비톨류 중에서 특히 효과가 우수한 화합물에 굳이 다른 구조의 투명화제를 부가하는 것이어서, 투명화 효과가 저하하는 등 충분한 해결책이라고는 할 수 없다.
또한, 폴리프로필렌은 단독으로는 가공 온도에서 열화하기 때문에, 페놀계 산화 방지제나 인계 산화 방지제 등의 첨가제 성분을 배합하는 것이 불가피하고, 이러한 첨가제 성분은 폴리프로필렌의 분말이나 펠릿에 조핵제나 투명화제와 함께 배합되는 것이 종래부터 행해지고 있다. 특허 문헌 1에 비교예로서 기재되어 있는 바와 같이, 이들 다른 첨가제 성분을 디벤질리덴 솔비톨류와 함께 수지에 배합하여 헨셀 믹서 등에 혼합하더라도, 디벤질리덴 솔비톨류의 분산성을 향상시킬 수 없었다.
일본국 공개특허공보 평06-145431호 일본국 공개특허공보 평02-206627호
본 발명의 목적은 디벤질리덴 솔비톨 화합물을 미분화하지 않고 폴리프로필렌계 수지에 배합함으로써, 투명성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물을 성형할 수 있는 디벤질리덴 솔비톨계 투명화제를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명은 디벤질리덴 솔비톨 화합물이 미분화되지 않고 폴리프로필렌계 수지에 배합되어 있음에도 불구하고, 우수한 투명성 및 물성을 갖는 폴리프로필렌계 수지 조성물의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명은 입경에 있어서 d97가 30μm이상 및 200μm이하인 하기 일반식 (I)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물 100질량부와, 테트라키스[3(3,5-디-제3부틸-4-히드록시페닐) 프로피오닐옥시메틸]메탄 5~200질량부와의 혼합물이며, 양 성분의 합계가 혼합물의 50질량%이상인, 투명화제 조성물을 제공함으로써, 상기 목적을 달성한 것이다.
또한, 본 발명은 폴리프로필렌계 수지에, 입경에 있어서 d97가 30μm이상 및 200μm이하인 하기 일반식 (I)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물을 배합한 폴리프로필렌계 수지 조성물을 얻을 때에, 상기 폴리프로필렌계 수지 100질량부에 상기 디벤질리덴 솔비톨 0.05~2질량부를 배합한 혼합물을, 2축 압출기를 사용하여 압출 온도 220~250℃에서 혼련하는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌계 수지 조성물의 제조 방법을 제공함으로써 상기 목적을 달성한 것이다.
Figure pct00001
먼저, 본 발명의 투명화제 조성물에 대하여 설명한다. 본 발명의 투명화제 조성물에 사용되는 일반식 (I)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물은 그 제조 방법에 특히 한정되지 않고, 공지의 어느 방법에 따르는 것이라도 무방하다.
본 발명의 투명화제 조성물에 사용되는 일반식 (I)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물의 입경은 d97가 30μm이상, 200μm이하이며, d97가 40μm이상, 150μm이하가 바람직하고, d97가 40μm이상, 100μm이하가 특히 바람직하다. d97가 30μm미만으로 분쇄하려면, 분쇄 코스트가 상승할 뿐만 아니라, 블로킹이 발생하여 취급성이 저하하고, 수지에의 분산성도 저하하므로 바람직하지 않다. d97가 200μm보다 크면, 투명성이 불충분하거나 필름 등으로 성형한 경우에 피시아이(fisheye)가 증가하는 등의 문제가 있다. 또한, 본 발명에 있어서의 d97란, 임의의 입경보다 작은 입자량의 전체 입자량에 대한 백분율이 97인 입경이다.
본 발명의 투명화제 조성물에 사용되는 테트라키스[3(3,5-디-제3부틸-4-히드록시페닐) 프로피오닐옥시메틸]메탄은 그 중간체를 포함하여 제조 방법, 결정형, 융점, 적외선 흡수 스펙트럼, X선 회절 피크 등은 한정되지 않고 사용할 수 있다.
본 발명의 투명화제 조성물은 일반식 (I)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물 100질량부에, 테트라키스[3(3,5-디-제3부틸-4-히드록시페닐) 프로피오닐옥시메틸]메탄 5~200질량부, 바람직하게는 10~150질량부를 혼합한 것이며, 혼합 장치나 온도 등의 혼합 조건 등은 특히 제한되지 않고, 헨셀 믹서 등 각종의 혼합 장치를 사용할 수 있다. 특히 용융시킬 필요는 없기 때문에, 가열이나 냉각 등의 비용 증가로 이어지는 처리를 하지 않고, 실온에서 혼합하는 것이 바람직하다. 또한, 실온에서의 혼합이라면 혼합시에 착색될 염려도 없기 때문에 바람직하다. 또한, 수지와의 가열 혼련시의 산화에 의한 착색을 억제하기 위하여, 혼합 처리를 질소 분위기에서 행해도 무방하다.
본 발명의 투명화제 조성물은 일반식 (I)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물 및 테트라키스[3(3,5-디-제3부틸-4-히드록시페닐) 프로피오닐옥시메틸]메탄의 양 성분의 합계가, 혼합물의 50질량%이상이며, 바람직하게는 80질량%이상, 특히 바람직하게는 100질량%이다.
본 발명의 투명화제 조성물에 배합할 수 있는 상기 양 성분 이외의 성분으로서는, 산화 방지제, 힌다드아민 화합물, 다른 조핵제 등을 예시할 수 있다.
본 발명의 투명화제 조성물은 폴리프로필렌계 수지의 투명성 향상에 유효하고, 폴리프로필렌계 수지로서는 프로필렌 호모폴리머, 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체, 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체, 프로필렌과 다른 α-올레핀(예를 들면, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 등) 소량(1~10질량%)과의 공중합체, 프로필렌과 에틸렌 프로필렌과의 공중합체(TPO) 등을 예시할 수 있다.
상기의 폴리프로필렌계 수지는 중합 촉매ㆍ조촉매의 종류나 유무, 입체 규칙성, 평균 분자량, 분자량 분포, 특정 분자량 성분의 유무나 비율, 비중, 점도, 각종 용매에의 용해도, 신장율, 충격 강도, 결정화도, X선 회절, 불포화 카르본산(말레인산, 이타콘산, 푸말산 등) 및 그 유도체(무수 말레인산, 말레인산 모노에스테르, 말레인산 디에스테르 등)나 유기 과산화물 또는 에너지선의 조사 및 이들 처리의 조합에 의한 변성ㆍ가교 처리의 유무 등에 따르지 않고 사용할 수 있다.
본 발명의 투명화제 조성물은 폴리프로필렌계 수지 100질량부에 대하여, 0.01~10질량부 배합하는 것이 바람직하고, 0.05~5질량부 배합하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 투명화제 조성물을 배합한 폴리프로필렌계 수지 조성물에는 사용 조건이나 요구 특성에 따라 페놀계 산화 방지제, 인계 산화 방지제, 유황계 산화 방지제, 자외선 흡수제, 힌다드아민 화합물, 난연제, 난연 조제, 다른 조핵제, 대전 방지제, 중금속 불활성화제, 가소제, 연화제, 활제, 하이드로탈사이트(hydrotalcite) 화합물, 지방산 금속염, 안료, 적외선 흡수제, 방담제, 방무제, 충전제, 항균ㆍ항곰팡이제 등의 범용의 수지 첨가제를 첨가하는 것이 바람직하다.
페놀계 산화 방지제로서는, 2,6-디 제3부틸-p-크레졸, 2,6-디페닐-4-옥타디실록시페놀, 2-메틸-4,6-비스(옥틸 티오 메틸) 페놀, 디스테아릴(3,5-디 제3부틸-4-히드록시 벤질) 포스포네이트, 1,6-헥사메틸렌 비스〔(3,5-디 제3부틸-4-히드록시페닐) 프로피온산 아미드〕, 4,4'-티오 비스(6-제3부틸-m-크레졸), 2,2'-메틸렌 비스(4-메틸-6-제3부틸 페놀), 2,2'-메틸렌 비스(4-에틸-6-제3부틸 페놀), 4,4'-부틸리덴 비스(6-제3부틸-m-크레졸), 2,2'-에틸리덴 비스(4,6-디 제3부틸 페놀), 2,2'-에틸리덴 비스(4-제2 부틸-6-제3부틸 페놀), 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-제3부틸 페닐) 부탄, 1,3,5-트리스(2,6-디메틸-3-히드록시-4-제3부틸 벤질) 이소시아누레이트, 1,3,5-트리스(3,5-디 제3부틸-4-히드록시 벤질) 이소시아누레이트, 1,3,5-트리스(3,5-디 제3부틸-4-히드록시 벤질)-2,4,6-트리메틸 벤젠, 2-제3부틸-4-메틸-6-(2-아크릴로일 옥시-3-제3부틸-5-메틸 벤질) 페놀, 스테아릴(3,5-디 제3부틸-4-히드록시페닐) 프로피오네이트, 티오 디에틸렌글리콜 비스〔(3,5-디 제3부틸-4-히드록시페닐) 프로피오네이트〕, 1,6-헥사메틸렌비스〔(3,5-디 제3부틸-4-히드록시페닐) 프로피오네이트〕, 비스〔3,3-비스(4-히드록시-3-제3부틸 페닐) 부틸산〕글리콜 에스테르, 비스〔2-제3부틸-4-메틸-6-(2-히드록시-3-제3부틸-5-메틸 벤질) 페닐〕테레프탈레이트, 1,3,5-트리스〔(3,5-디 제3부틸-4-히드록시페닐) 프로피오닐옥시에틸〕이소시아누레이트, 테트라키스〔3-(3,5-디 제3부틸-4-히드록시페닐) 프로피온산 메틸〕메탄, 3,9-비스〔1,1-디메틸-2-{(3-제3부틸-4-히드록시-5-메틸 페닐) 프로피오닐옥시}에틸〕-2,4,8,10-테트라옥사스피로〔5.5〕운데칸, 트리에틸렌 글리콜 비스〔(3-제3부틸-4-히드록시-5-메틸 페닐) 프로피오네이트〕등을 예시할 수 있으며, 수지 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 0.001~10중량부, 보다 바람직하게는 0.05~5중량부가 사용된다.
인계 산화 방지제로서는, 예를 들면, 트리스 노닐 페닐 포스파이트, 트리스(2,4-디 제3부틸 페닐) 포스파이트, 트리스〔2-제3부틸-4-(3-제3부틸-4-히드록시-5-메틸 페닐 티오)- 5-메틸 페닐〕포스파이트, 트리데실 포스파이트, 옥틸디페닐 포스파이트, 디(데실)모노페닐 포스파이트, 디(트리데실) 펜타에리스리톨 디포스파이트, 디(노닐 페닐) 펜타에리스리톨 디포스파이트, 비스(2,4-디 제3부틸 페닐) 펜타에리스리톨 디포스파이트, 비스(2,6-디 제3부틸-4-메틸 페닐) 펜타에리스리톨 디포스파이트, 비스(2,4,6-트리 제3부틸 페닐) 펜타에리스리톨 디포스파이트, 비스(2,4-디쿠밀 페닐) 펜타에리스리톨 디포스파이트, 테트라(트리데실) 이소프로필리덴 디페놀 디포스파이트, 테트라(트리데실)- 4,4'-n-부틸리덴 비스(2-제3부틸-5-메틸 페놀) 디포스파이트, 헥사(트리데실)-1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-제3부틸 페닐) 부탄 트리포스파이트, 테트라키스(2,4-디 제3부틸 페닐) 비페닐렌 디포스파이트, 9,10-디하이드로-9-옥사-10-포스파페난슬렌-10-옥사이드, 2,2 '-메틸렌비스(4,6-제3부틸 페닐)- 2-에틸헥실 포스파이트, 2,2'-메틸렌 비스(4,6-제3부틸 페닐)- 옥타데실 포스파이트, 2,2'-에틸리덴 비스(4,6-디 제3부틸 페닐) 플루오로 포스파이트, 트리스(2-〔(2,4,8,10-테트라키스 제3 부틸디벤조〔d, f〕〔1,3,2〕디옥사포스페핀-6-일) 옥시〕에틸) 아민, 2-에틸-2-부틸 프로필렌 글리콜과 2,4,6-트리 제3부틸 페놀의 포스파이트 등을 예시할 수 있다.
유황계 산화 방지제로서는, 디라우릴티오 디프로피오네이트, 디미리스틸티오 디프로피오네이트, 디팔미틸티오 디프로피오네이트, 디스테아릴티오 디프로피오네이트, 테트라키스(3-라우릴티오 디프로피온산 메틸) 메탄, 비스(2-메틸-4-(알킬(C8~C18의 단독 또는 혼합) 티오프로피오닐옥시)-5-제3부틸 페닐) 술피드, 2-메르캅토 벤즈 이미다졸 및 그 아연염 등을 열거할 수 있다.
자외선 흡수제로서는, 2,4-디히드록시 벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2-히드록시-4-옥톡시벤조페논, 5,5'-메틸렌 비스(2-히드록시-4-메톡시벤조페논) 등의 2-히드록시벤조페논류; 2-(2'-히드록시-5'-메틸 페닐) 벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3', 5'-디 제3부틸 페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-제3부틸-5'-메틸 페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-제3옥틸 페닐) 벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3', 5'-디쿠밀페닐) 벤조트리아졸, 2,2'-메틸렌비스(4-제3옥틸-6-벤조트리아졸릴) 페놀,2-(2'-히드록시-3'-제3부틸-5'-카르복시페닐) 벤조트리아졸 등의 2-(2'-히드록시페닐) 벤조트리아졸류; 페닐살리시레이트, 레조르시놀 모노벤조에이트, 2,4-디 제3부틸 페닐-3,5-디 제3부틸-4-히드록시벤조에이트, 2,4-디-제3아밀 페닐-3,5-디 제3부틸-4-히드록시벤조에이트, 헥사데실-3,5-디 제3부틸-4-히드록시벤조에이트 등의 벤조에이트류; 2-에틸-2'-에톡시옥사닐라이드, 2-에톡시-4'-도데실 옥사닐라이드 등의 치환 옥사닐라이드류; 에틸-α-시아노-β, β-디페닐 아크릴레이트, 메틸-2-시아노-3-메틸-3-(p-메톡시 페닐) 아크릴레이트 등의 시아노아크릴레이트류; 2-(2-히드록시-4-옥톡시페닐)-4,6-비스(2,4-디 제3부틸 페닐)-s-트리아진, 2-(2-히드록시-4-메톡시 페닐)-4,6-디페닐-s-트리아진, 2-(2-히드록시-4-프로폭시-5-메틸 페닐)-4,6-비스(2,4-디 제3부틸 페닐)-s-트리아진 등의 트리아릴트리아진류를 예시할 수 있다.
힌다드아민 화합물로서는, 예를 들면, 2,2,6,6-테트라 메틸-4-피페리딜 스테아레이트, 1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜 스테아레이트, 2,2,6,6-테트라 메틸-4-피페리딜 벤조에이트, 비스(2,2,6,6-테트라 메틸-4-피페리딜) 세바케이트, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜) 세바케이트, 비스(1-운데실 옥시-2,2,6,6-테트라 메틸-4-피페리딜) 카보네이트, 테트라키스(2,2,6,6-테트라 메틸-4-피페리딜 부탄테트라카르복시레이트, 테트라키스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜 부탄테트라카르복시레이트, 비스(2,2,6,6-테트라 메틸-4-피페리딜)ㆍ디(트리데실)-1,2,3,4-부탄테트라카르복시레이트, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)ㆍ디(트리데실)-1,2,3,4-부탄테트라카르복시레이트, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)-2-부틸-2-(3,5-디 제3부틸-4-히드록시 벤질) 말로네이트, 1-(2-히드록시 에틸)-2,2,6,6-테트라 메틸-4-피페리지놀/호박산 디에틸 중축합물, 1,6-비스(2,2,6,6-테트라 메틸-4-피페리딜 아미노)헥산/디브로모에탄 중축합물, 1,6-비스(2,2,6,6-테트라 메틸-4-피페리딜 아미노) 헥산/2,4-디클로로-6-몰포리노-s-트리아진 중축합물, 1,6-비스(2,2,6,6-테트라 메틸-4-피페리딜 아미노) 헥산/2,4-디클로로-6-제3옥틸 아미노-s-트리아진 중축합물, 1,5,8,12-테트라키스〔2,4-비스(N-부틸-N-(2,2,6,6-테트라 메틸-4-피페리딜)아미노)-s-트리아진-6-일〕-1,5,8,12-테트라아자드데칸, 1,5,8,12-테트라키스〔2,4-비스(N-부틸-N-(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)아미노)-s-트리아진-6-일〕-1,5,8,12-테트라아자드데칸, 1,6,11-트리스〔2,4-비스(N-부틸-N-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아미노)- s-트리아진-6-일 아미노운데칸, 1,6,11-트리스〔2,4-비스(N-부틸-N-(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)아미노)-s-트리아진-6-일 아미노운데칸 등의 힌다드아민 화합물을 들 수 있다.
난연제로서는, 데카브로모 디페닐 에테르나 테트라 브로모 비스페놀 A 등의 할로겐계 난연제, 트리페닐포스페이트, 레조르시놀이나 비스페놀 A 등의 다가 페놀과 페놀이나 2,6-키시레놀 등의 1가 페놀의 축합 인산 에스테르; 적린(赤燐), 인산 멜라민 등의 무기 인 화합물; 멜라민시아누레이트 등의 함질소 난연제; 수산화 마그네슘이나 수산화 알루미늄 등의 무기계 난연제; 산화 안티몬이나 산화 지르코늄 등의 난연 조제; 폴리 테트라 플루오르 에틸렌 등의 드립 방지제 등이 사용된다.
난연 조제로서는, 폴리 테트라 플루오르 에틸렌(PTFE), 폴리 불화 비닐리덴(PVDF), 폴리 불화 비닐(PVF), 폴리 테트라 플루오르 에틸렌-헥사 플루오르 프로필렌 공중합체(FEP), (메타) 아크릴 변성 PTFE 등의 불소 수지나 실리콘 수지 등을 예시할 수 있다.
다른 조핵제로서는, 안식향산 나트륨, 알루미늄-p-tert-부틸벤조에이트, 리튬-p-tert-부틸벤조에이트 등의 안식향산류의 금속염; 2,2-메틸렌 비스(4,6-디 제3부틸 페닐) 인산 에스테르 나트륨 등의 인산 에스테르 금속염; 디벤질리덴 솔비톨, 비스(4-메틸벤질리덴) 솔비톨, 비스(4-에틸벤질리덴) 솔비톨 등의 다른 벤질리덴 솔비톨류; 글리세린 아연 등의 금속 아르코라트류; 글루타민산 아연 등의 아미노산 금속염; 비시클로 헵탄 디카르본산 또는 그 염 등의 비시클로 구조를 갖는 지방족 이염기산 및 그 금속염, 벤젠 술폰산 나트륨, p-톨루엔 술폰산 리튬 등의 방향족 술폰산 금속염 등을 예시할 수 있다.
본 발명은 투명성 부여에 특히 우수한 일반식 (I)의 디벤질리덴 솔비톨 화합물을 미분쇄하지 않고 사용해도 미분쇄품과 동등한 효과가 얻어지는 것으로, 다른 디벤질리덴 솔비톨류를 병용하는 것은 첨가량에 비해 투명성의 향상 효과가 작아지므로, 본 발명의 효과가 저하하게 된다. 2,2-메틸렌비스(4,6-디 제3부틸 페닐) 인산 에스테르 나트륨 등의 인산 에스테르 금속염 등의 금속염계 화합물과 같이 투명성뿐만 아니라, 폴리프로필렌계 수지의 유리 전이 온도를 향상하는 조핵제와의 병용은 본 발명만에서는 얻을 수 없는 효과를 기대할 수 있으므로 바람직하다.
중금속 불활성화제로서는, 예를 들면, 2-히드록시 벤즈 아미드-N-1H-1,2,4-트리아졸-3-일이나 도데칸 디오익 애시드(dioic Acid) 비스[2-(2-히드록시 벤조일) 히드라지드] 등을 예시할 수 있다.
하이드로탈사이트 화합물로서는, 하기 일반식(Ⅱ)로 표시되는 마그네슘 및 알루미늄으로 이루어지는 복염 화합물 또는 마그네슘, 아연 및 알루미늄으로 이루어지는 복염 화합물이 바람직하게 사용되며 또한, 결정수를 탈수한 것이어도 무방하다.
Figure pct00002
(식중, x1, x2 및 y1는 각각 하기 식으로 표시되는 조건을 만족하는 수를 나타내고, m은 0 또는 임의의 정수를 나타낸다.
Figure pct00003
상기 하이드로탈사이트 화합물은 천연물이어도 무방하고, 합성품이어도 무방하다. 상기 합성품의 합성 방법으로서는, 특소공46-2280호 공보, 특소공50-30039호 공보, 특소공51-29129호 공보, 특공평3-36839호 공보, 특개소61-174270호 공보, 특개2001-164042호 공보, 특개2002-53722호 공보 등에 기재된 공지의 합성 방법을 예시할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는 상기 하이드로탈사이트 화합물은 그 결정 구조, 결정입자 직경 등에 제한되지 않고 사용하는 것이 가능하고, 원료 중에 포함되는 철 등의 중금속 분의 잔존량은 정제 코스트가 실용적인 범위에서 적은 것이 바람직하다.
또한, 상기 하이드로탈사이트 화합물로서는, 그 표면을 스테아린산과 같은 고급 지방산, 올레인산 알칼리 금속과 같은 고급 지방산 금속염, 도데실 벤젠 술폰산 알칼리 금속염과 같은 유기 술폰산 금속염, 고급 지방산 아미드, 고급 지방산 에스테르 또는 왁스 등으로 피복한 것도 사용할 수 있다.
본 발명의 투명화제 조성물을 폴리올레핀 수지 등의 수지에 배합하는 방법이나 배합한 수지 조성물의 성형 방법, 용도 등은 특히 제한되지 않고, 압출 성형, 사출 성형, 블로우, 캘린더, 프레스 성형, 진공 성형 등 공지의 성형 가공 기술을 사용하여, 필름, 시트, 성형품 등으로 하여, 자동차의 내외장재, 가전제품, 건축 자재, 포장 자재, 농업용 자재, 잡화, 의료용 기구 등에 사용되고, 사용 형태는 단독 또는 다른 수지나 금속 등과 직접 또는 접착제층을 통하여 접합 등을 행함으로써 사용할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 폴리프로필렌계 수지 조성물의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 폴리프로필렌계 수지 조성물의 제조 방법에 사용되는 폴리프로필렌계 수지로서는, 프로필렌 호모폴리머, 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체, 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체, 프로필렌과 다른 α-올레핀(예를 들면, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 등) 소량(1~10질량%)과의 공중합체, 프로필렌과 에틸렌 프로필렌과의 공중합체(TPO) 등을 예시할 수 있다.
상기의 폴리프로필렌계 수지는 중합 촉매ㆍ조촉매의 종류나 유무, 입체 규칙성, 평균 분자량, 분자량 분포, 특정의 분자량 성분의 유무나 비율, 비중, 점도, 각종 용매에의 용해도, 신장율, 충격 강도, 결정화도, X선 회절, 불포화 카르본산(말레인산, 이타콘산, 푸말산 등) 및 그 유도체(무수 말레산, 말레인산 모노 에스테르, 말레인산 디에스테르 등)나 유기 과산화물 또는 에너지선의 조사 및 이들 처리의 조합에 따른 변성ㆍ가교 처리의 유무 등에 따르지 않고 사용할 수 있다.
본 발명의 폴리프로필렌계 수지 조성물의 제조 방법에 사용되는 일반식 (I)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물은 그 제조 방법에 특히 한정되지 않고, 공지의 어느 방법에 따르는 것이라도 무방하다.
본 발명의 제조 방법에 사용되는 일반식 (I)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물의 입경은 d97가 30μm이상, 200μm이하이며, d97가 40μm이상, 150μm이하가 특히 바람직하다. d97가 30μm미만으로 분쇄하려면, 분쇄 코스트가 비싸질 뿐만 아니라, 블로킹이 발생하여 취급성이 저하하므로 바람직하지 않다. d97가 200μm보다 크면 투명성이 불충분하거나, 필름 등으로 성형한 경우에 피시아이(fisheye)가 증가하는 등의 문제가 있다. 또한, 본 발명에 있어서의 d97란, 임의의 입경보다 작은 입자량의 전체 입자량에 대한 백분율이 97인 입경이다.
상기의 일반식 (I)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물의 배합량은 상기의 폴리프로필렌계 수지 100질량부에 대하여, 0.05~2질량부, 바람직하게는 0.1~1질량부이다. 디벤질리덴 솔비톨 화합물의 배합량이 0.05질량부 미만이면, 첨가 효과가 불충분하고, 또한 2질량부를 넘어 첨가하더라도, 효과의 향상은 볼 수 없다.
상기의 폴리프로필렌계 수지에 상기의 일반식 (I)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물을 배합한 혼합물을 혼련하는 2축 압출기로서는, 수지 투입부로부터 다이스까지 적어도 3개의 온도 관리 영역을 갖는 것이 바람직하고, 예를 들면, 가부시키가이샤 이케가이 제품인 2축 압출기 PCM-30(상품명), 가부시키가이샤 일본 제강소 제품인 2축 압출기 TEX-28 V(상품명) 등을 매우 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 2축 압출기에 의한 혼합물의 혼련은 압출 온도 220~250℃, 바람직하게는 230~250℃에서 행한다. 2축 압출기의 온도 설정은 2축 압출기의 수지 투입부로부터 다이스까지의 영역에 있어서, 수지 투입부 이외에서, 아울러 다이스 이외의 부분의 온도가, 220~250℃이 되도록 설정하면 무방하다.
압출 온도가 220℃미만이라면, 분산성이 나빠서 효과가 나오기 힘들고, 또한 250℃ 초과이라면, 폴리프로필렌계 수지의 열화를 일으키기 때문에 바람직하지 않다.
상기의 폴리프로필렌계 수지에 상기의 일반식 (1)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물을 배합할 때에는, 상기 벤질리덴 솔비톨 화합물 및 테트라키스[3(3,5-디-제3부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐옥시메틸]메탄을, 혼합물의 형태로, 또는 이들 화합물을 각각 별개로 동시에 배합하는 것이 바람직하다. 테트라키스[3(3,5-디-제3부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐옥시메틸]메탄을 배합하는 경우, 상기 디벤질리덴 솔비톨 화합물 100질량부에 대하여 5~200질량부, 특히 10~150질량부 배합하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 폴리프로필렌계 수지에 상기의 일반식 (I)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물을 배합한 혼합물에는 본 발명의 폴리프로필렌계 수지 조성물의 사용 조건이나 요구 특성에 따라서, 페놀계 산화 방지제, 인계 산화 방지제, 유황계 산화 방지제, 자외선 흡수제, 힌다드아민 화합물, 난연제, 난연 조제, 다른 조핵제, 대전 방지제, 중금속 불활성화제, 가소제, 연화제, 활제, 하이드로탈사이트화합물, 지방산 금속염, 안료, 적외선 흡수제, 방담제, 방무제, 충전제, 항균ㆍ항곰팡이제 등의 범용의 수지 첨가제를 첨가하는 것이 바람직하다. 이들 수지 첨가제의 구체예로서는, 상술한 것을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리프로필렌계 수지 조성물은 그 성형 방법, 용도 등은 특히 제한되지 않고, 압출 성형, 사출 성형, 블로우, 캘린더, 프레스 성형, 진공 성형 등 공지의 성형 가공 기술을 사용하여, 필름, 시트, 성형품 등으로서, 자동차의 내외장재, 가전제품, 건축 자재, 포장 자재, 농업용 자재, 잡화, 의료용 기구 등에 사용되며, 사용 형태는 단독 또는 다른 수지나 금속 등과 직접 또는 접착제층을 통하여 접합하는 등에 의해 사용할 수 있다.
<실시예>
합성예(일반식 (I)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물의 합성)
반응용 4구 플라스크에 3,4-디메틸 벤즈 알데히드 44g(0.42mol), 솔비톨 38g(0.21mol), 촉매로서 50% 황산 5g, 용매로서 시클로 헥산 700ml 및 메탄올 70ml를 첨가하고, 메탄올 환류 온도에서 교반한다. 휘발하는 메탄올량과 동량의 메탄올을 수시로 적하하여, 반응 5시간에서 괴상물을 취득한다.
취득한 괴상물을 이소프로필 알코올/물=1/1(용적비)로 세정하고, 여과물을 90℃에서 감압 건조한다.
얻어진 덩어리를 분쇄기로 분쇄하여, 표 1 및 표 2에 기재된 d97를 갖는 디벤질리덴 솔비톨 분말(표 1 및 표 2에서는 솔비톨이라 약칭함)을 각각 얻었다. 디벤질리덴 솔비톨 분말의 d97는 레이저광 산란에 의해 측정했다. 또한, 얻어진 디벤질리덴 솔비톨 분말에 대하여 파우더 테스터에 의한 안식각 측정에 의해 블로킹성을 평가했다. 각 디벤질리덴 솔비톨 분말의 안식각을 표 1 및 표 2에 나타냈다. 안식각이 큰 것일수록 유동성이 부족한 것을 나타낸다.
실시예 1~5 및 비교예 1~3
합성예에서 얻어진 디벤질리덴 솔비톨 분말(표 1에서는 솔비톨이라 약기함)과 테트라키스[3-(3,5-디-제3부틸-4-히드록시페닐) 프로피오닐옥시메틸]메탄의 분말(표 1에서는 페놀이라 약기함: 가부시키가이샤 ADEKA제의 ADEKA STAB AO-60을 사용)을 표 1에 기재된 배합으로 혼합하여 투명화제 조성물을 각각 조제했다.
이러한 투명화제 조성물을, 이하와 같이 하여 폴리프로필렌계 수지에 배합하고, 시험편을 제작했다. 또한, 비교예 3은 투명화제 조성물을 조제하지 않고, 디벤질리덴 솔비톨 분말과 테트라키스[3-(3,5-디-제3부틸-4-히드록시페닐) 프로피오닐옥시메틸]메탄의 분말을, 다른 수지 첨가제와 함께, 폴리프로필렌계 수지에 직접 배합한 것이다.
랜덤 폴리프로필렌(MFI=8~10g/10분: MG3:닛폰 폴리프로 가부시키가이샤 제품) 100질량부에, 테트라키스[3-(3,5-디-제3부틸-4-히드록시페닐) 프로피오닐옥시메틸]메탄 0.1질량부, 트리스(2,4-디-제3부틸 페닐) 포스파이트 0.05질량부, 칼슘 스테아레이트 0.05질량부와, 표 1에 기재된 투명화제 조성물 0.3질량부를 배합하고, 헨셀 믹서로 혼합하여, 2축 압출기(가부시키가이샤 이케가이 제품, PCM-30)로 압출 성형하여 펠릿을 얻었다. 얻어진 펠릿을 250℃에서 사출 성형하여 두께 1mm의 시험편을 제작했다.
얻어진 펠릿을 멜트 인덱서(도요 세이키 가부시키가이샤 제품)를 사용하여 JIS K 7210에 따라서 230℃에서 2.16kg하중에서의 멜트 플로 인덱스(MFI)를 측정하고, 수지 물성의 저하 유무를 평가했다. MFI가 큰 것일수록 수지의 물성 변화가 커서 바람직하지 않다. 또한, JIS K 7361-1에 따라서, 시험편의 헤이즈(Haze)를 측정하여 투명성 향상 효과를 측정했다. 헤이즈(Haze)는 값이 작은 것일수록 투명성이 우수하므로 바람직하다. 이러한 결과를 표 1에 나타냈다.

실시예 비교예
1 2 3 4 5 1 2 3
d97(μm) 47 47 47 31 144 12 47 47
안식각(°) 33 33 33 35 31 44 33 33
투명화제 조성물의 배합
솔비톨(질량부)
페놀(질량부)

100
100

100
50

100
30

100
100

100
100

100
100

100
0

100
100
Haze 9 8 8 9 9 9 11 13
MFI(g/10min) 20 23 21 21 20 24 33 20
표 1에 나타낸 결과로부터 다음의 것이 명백하다. 본 발명의 투명화제 조성물을 배합한 실시예 1~5의 폴리프로필렌계 수지 조성물은 투명성이 우수하고, 물성의 저하도 없다. 이에 비하여, 입경에 있어서 d97가 작은 디벤질리덴 솔비톨 분말을 사용한 투명화제 조성물을 배합한 비교예 1의 폴리프로필렌계 수지 조성물은 투명성은 우수하지만 물성이 저하되어 있다. 또한, 디벤질리덴 솔비톨 분말 단독으로 이루어지는 투명화제 조성물을 배합한 비교예 2의 폴리프로필렌계 수지 조성물은 투명성이 뒤떨어지고, 물성도 크게 저하되어 있다. 게다가 디벤질리덴 솔비톨 분말과 테트라키스[3-(3,5-디-제3부틸-4-히드록시페닐) 프로피오닐옥시메틸]메탄의 분말을 직접 배합한 비교예 3의 폴리프로필렌계 수지 조성물은 투명성이 크게 뒤떨어지는 결과로 되어 있다.
실시예 6~8 및 비교예 4~8
랜덤 폴리프로필렌(MFI=8~10g/10분: MG3:닛폰 폴리프로 가부시키가이샤 제품) 100질량부에, 테트라키스[3-(3,5-디-제3부틸-4-히드록시페닐) 프로피오닐옥시메틸]메탄 0.1질량부, 트리스(2,4-디-제3부틸 페닐) 포스파이트 0.05질량부, 칼슘 스테아레이트 0.05질량부와, 합성예에서 얻어진 표 2에 기재된 d97를 갖는 디벤질리덴 솔비톨 분말 0.2질량부를 배합하고, 헨셀 믹서로 혼합하여, 표 2에 기재된 압출기를 사용하여 표 2에 기재된 압출 온도에서 압출 성형하여 펠릿을 얻었다. 얻어진 펠릿을 250℃에서 사출 성형하여 두께 1mm의 시험편을 제작했다.
얻어진 펠릿을 멜트 인덱서(도요 세이키 가부시키가이샤 제품)를 사용하여 JIS K 7210에 따라서 230℃에서 2.16kg하중에서의 멜트 플로 인덱스(MFI)를 측정하고, 수지 물성의 저하 유무를 평가했다. MFI가 큰 것일수록 수지의 물성 변화가 커서 바람직하지 않다. 또한, JIS K 7361-1에 따라서, 시험편의 헤이즈(Haze)를 측정하여 투명성 향상 효과를 측정했다. Haze는 값이 작은 것일수록 투명성이 우수하므로 바람직하다. 이러한 결과를 표 2에 나타냈다.

실시예 비교예
6 7 8 4 5 6 7 8
d97(μm) 36 47 102 17 36 293 47 47
안식각(°) 34 33 32 42 34 30 33 33
압출기*1 이축 이축 이축 이축 단축 이축 이축 단축
압출 온도(℃) 230 250 240 240 230 250 280 280
Haze 8 8 8 8 11 13 15 15
MFI(g/10min) 20 23 21 21 20 23 33 30
*1: 이축 압출기로서는 가부시키가이샤 이케가이 제품인 PCM-30을 사용
단축 압출기로서는 가부시키가이샤 디디엠 제품인 OEX3024를 사용
표 2에 나타낸 결과로부터 다음의 것이 명백하다. 실시예 6과 비교예 5의 대비로부터, 동일 조성에서도 단축 압출기에서는 투명성의 개선 효과가 작고, 2축 압출기를 사용함으로써 비로소 본 발명의 효과가 발휘되는 것이 명백하다. 또한, 비교예 7 및 8로부터, 가공 온도를 올려서 분산성을 향상하고자 해도 투명성, 물성의 안정성에 있어서 바람직하지 않은 결과가 되어, 온도와 가공기를 선택하여 비로소 본 발명의 효과가 발휘되는 것이 명백하다. 실시예 6 및 8과 비교예 4의 대비로부터, 본 발명의 가공 조건으로 함으로써, 유동성이 우수한 입경이 큰 디벤질리덴 솔비톨 화합물이, 종래 뒤떨어진다고 여겨진 투명성이나 물성의 안정성에 있어서 미분화한 것과 동등한 성능을 나타내는 것이 명백하다. 또한, 비교예 6으로부터, d97가 300μm에 가까운 값의 디벤질리덴 솔비톨 화합물을 사용한 경우는 본 발명의 가공 조건이더라도 투명성이 뒤떨어지기 때문에, 디벤질리덴 솔비톨 화합물의 d97를 200μm이하로 하여 사용하는 것이 필요하다.
본 발명의 투명화제 조성물에 의하면, 종래는 충분한 투명성이 얻어지지 않았던 입경이 큰 디벤질리덴 솔비톨 화합물을 특정의 페놀계 산화 방지제와의 혼합물로 한 후에, 폴리프로필렌계 수지에 첨가함으로써, 디벤질리덴 솔비톨 화합물을 미분쇄하지 않고, 투명성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물을 성형할 수 있는 투명화제 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 폴리프로필렌계 수지 조성물의 제조 방법에 의하면, 디벤질리덴 솔비톨 화합물이 미분화되지 않고 폴리프로필렌계 수지에 배합되어 있음에도 불구하고, 우수한 투명성 및 물성을 갖는 폴리프로필렌계 수지 조성물이 얻어진다.

Claims (5)

  1. 입경에 있어서 d97가 30μm이상 및 200μm이하인 하기 일반식 (I)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물 100질량부와, 테트라키스[3(3,5-디-제3부틸-4-히드록시페닐) 프로피오닐옥시메틸]메탄 5~200질량부와의 혼합물이며, 양 성분의 합계가 혼합물의 50질량%이상인, 투명화제 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pct00004
  2. 제1항에 있어서,
    일반식 (I)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물의 d97가 40μm이상 및 100μm이하인 투명화제 조성물.
  3. 폴리프로필렌계 수지에, 입경에 있어서 d97가 30μm이상 및 200μm이하인 하기 일반식 (I)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물을 배합한 폴리프로필렌계 수지 조성물을 얻을 때에, 상기 폴리프로필렌계 수지 100질량부에 상기 디벤질리덴 솔비톨 0.05~2질량부를 배합한 혼합물을, 2축 압출기를 사용하여 압출 온도 220~250℃에서 혼련하는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌계 수지 조성물의 제조 방법.
    [화학식 2]
    Figure pct00005
  4. 제3항에 있어서,
    일반식 (I)로 표시되는 디벤질리덴 솔비톨 화합물의 d97가 40μm이상 및 150μm이하인 폴리프로필렌계 수지 조성물의 제조 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    2축 압출기로서, 수지 투입부로부터 다이스까지 적어도 3개의 온도 관리 영역을 갖는 2축 압출기를 사용하여 수지 투입부 이외에서, 아울러 다이스 이외의 부분의 온도 설정을, 220~250℃로 하는 폴리프로필렌계 수지 조성물의 제조 방법.
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