KR20150007340A - 낮은 뒤틀림을 갖는 성형 물품 - Google Patents

낮은 뒤틀림을 갖는 성형 물품 Download PDF

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Abstract

프로필렌 단독중합체; 비-구형 강화 물질, 필로실리케이트 및 상용화제를 포함하는 조성물의 사출 성형 물품의 뒤틀림을 감소시키기 위한 용도.

Description

낮은 뒤틀림을 갖는 성형 물품{MOULDED ARTICLE WITH LOW WARPAGE}
본 발명은 낮은 뒤틀림을 갖는 신규 성형 물품에 관한 것이다.
폴리프로필렌 조성물은 다양한 성형 물품에서 사용된다. 이 기술분야에서 폴리프로필렌의 한가지 문제점은 이것이 뒤틀림을 나타낸다는 것이었다. 중합체의 결정화 방법에 의해 촉발된 고르지 않은 수축 때문에 사출-성형 방법에서 냉각하는 동안 뒤틀림이 야기된다. 이 현상은 폴리프로필렌이 침형 물질과 같은 비-구형 강화 물질과 혼합되어 상기 물질의 강직성 뿐만 아니라 인성(toughness) 거동이 개선된 경우에 더 현저하다.
강화 폴리프로필렌의 성형 물품은 좋은 강직성 뿐만 아니라 특히 우수한 강직성/충격 균형 덕분에 광범위하게 사용된다. 이러한 좋은 균형은 특히 폴리프로필렌이 섬유와 같은 비-구형 형상의 강화 물질과 혼합되는 경우에 달성될 수 있다. 이러한 비-구형 강화 물질은 다소 높은 종횡비를 특징으로 한다.
그러나 비-구형 강화 물질을 함유하는 강화 폴리프로필렌 물질은 사출-성형 방법에 있어서 결점을 가진다. 즉, 비-구형 강화 물질은 고압 및 고속 하에 액체 용융물 내에서 성형 방향을 따라 배향된다. 이 배향은 냉각 공정 동안 고르지 않은 뒤틀림을 악화시켜 강화 폴리프로필렌 물질의 증가된 뒤틀림을 초래한다. 크기가 클수록, 두께 및 성형될 큰 크기의 섭동(precession)을 갖는 물품이 얇을수록, 뒤틀림 가능성이 높고 변성될 것이 명백하다. 이 결함은 비-구형 강화 물질을 함유하는 강화 폴리프로필렌 물질의, 특히 팬, 즉, 에어컨 등 내에 있는 팬에의 적용을 크게 제한한다. 일단 뒤틀림 및 변성이 야기되면, 팬의 날개들이 고르지 않은 풍량을 발생시키고, 이는 더 높은 에너지 소비, 더 큰 소음 및 더 빠른 축의 마모를 겪도록 한다. 그러므로 감소된 뒤틀림을 갖는 강화 폴리프로필렌 물질이 요구된다.
그러므로, 본 발명의 목표는 통상의 기술자에게 뒤틀림이 적거나 심지어 없는 팬 또는 적어도 팬의 날개들과 같은 성형 물품을 생산할 수 있도록 하는 조성물을 발견하는 것이다. 바람직하게는 다른 기계적 성질은 뒤틀림의 감소로 인해 변화를 겪지 않아야 한다.
본 발명의 발견은 조성물이 다소 높은 용융 유량 MFR2(230℃), 즉 5 g/10 분 이상을 갖는 프로필렌 단독중합체, 비-구형 강화 물질 및 필로실리케이트 뿐만 아니라 비-구형 강화 물질의 분산을 개선하는 상용화제를 포함하여야 한다는 점이다.
그러므로 본 발명은
(a) 5.0 g/10 분 이상, 바람직하게는 10.0 g/10 분 이상의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 유량 MFR2(230℃)을 갖는 프로필렌 단독중합체(H-PP);
(b) 비-구형 강화 물질(RF);
(c) 필로실리케이트(P); 및
(d) 상용화제(C)
를 포함하는 조성물(Co)에 관한 것이다.
본 발명은 특히
(a) 5.0 g/10 분 이상, 바람직하게는 10.0 g/10 분 이상의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 유량 MFR2(230℃)을 갖는 프로필렌 단독중합체(H-PP);
(b) 비-구형 강화 물질(RF);
(c) 필로실리케이트(P); 및
(d) 상용화제(C)
를 포함하는 조성물(Co)을 포함하는 성형 물품에 관한 것이다.
조성물(Co)이 조성물(Co)의 총량을 기준으로
(a) 프로필렌 단독중합체(H-PP) 50 내지 80 중량%;
(b) 비-구형 강화 물질(RF) 10 내지 30 중량%;
(c) 필로실리케이트(P) 5 내지 25 중량%; 및
(d) 상용화제(C) 0.5 내지 5 중량%
를 포함하는 경우에 그러한 조성물(Co)에 대해 뿐만 아니라 상기 조성물(Co)을 포함하는 성형 물품에 대해 특히 좋은 결과가 얻어질 수 있다.
그러한 조성물(Co)이 성형 물품, 특히 낮은 뒤틀림과 함께 강직성 및 인성의 측면에서 좋은 기계적 성질을 겸비한 사출 성형 물품을 초래한다는 점이 놀랍게도 발견되었다.
이하에서 본 발명이 더 구체적으로 기술될 것이다. 첫 번째로 이 구성 성분을 포함하는 조성물(Co)이 기술되어 있고 뒤이어 상기 조성물(Co)을 포함하는 성형 물품이 기술되어 있다.
조성물( Co )
상술된 바와 같이, 본 발명의 조성물은 다시말해 적어도 프로필렌 단독중합체(H-PP), 비-구형 강화 물질(RF), 및 필로실리케이트(P)의 서로 다른 구성 성분을 포함하여야만 한다. 바람직하게는 조성물은 추가적으로 상용화제(C)를 포함한다.
그러므로 이 조성물(Co)은 조성물(Co)의 총량을 기준으로
(a) 프로필렌 단독중합체(H-PP) 50 내지 80 중량%의 범위, 더 바람직하게는 55 내지 70 중량%의 범위, 더욱 더 바람직하게는 55 내지 65 중량%;
(b) 비-구형 강화 물질(RF) 10 내지 30 중량%, 더 바람직하게는 15 내지 30 중량%의 범위, 더욱 더 바람직하게는 20 내지 30 중량%의 범위, 예컨대 23 내지 28 중량%의 범위;
(c) 필로실리케이트(P) 5 내지 25 중량%, 더 바람직하게는 5 내지 18 중량%의 범위, 더욱 더 바람직하게는 8 내지 15 중량%의 범위, 예컨대 10 내지 15 중량%의 범위; 및
(d) 상용화제(C) 0.5 내지 5 중량%, 더 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%의 범위, 더욱 더 바람직하게는 1.0 내지 3.0 중량%의 범위, 예컨대 1.5 내지 2.5 중량%의 범위 또는 1.8 내지 2.3 중량%의 범위
를 포함한다는 점이 인정된다.
다른 중합체 조성물과 유사하게, 본 발명의 조성물(Co)도 또한 통상의 첨가제(A)를 포함할 수 있다. 첨가제의 총량은 바람직하게는 4 중량%를 초과하지 않아야 하고 바람직하게는 조성물(Co)의 총량을 기준으로 0.2 내지 4 중량%의 범위에 있다. 첨가제(A)는 단일-패키지의 형태로 조성물(Co) 내에 포함될 수 있는데, 이는 첨가제(A) 및 첨가제의 담체로서의 폴리올레핀(PO)을 포함한다. 이러한 경우 본 발명의 조성물(Co)은 조성물(Co)의 총량을 기준으로 2 중량% 이하, 즉 0.5 내지 1.5 중량%의 폴리올레핀(PO)을 추가적으로 포함할 수 있다.
그러므로 하나의 바람직한 실시양태에서 조성물(Co)은 중합체 구성 성분으로서 오직 프로필렌 단독중합체(H-PP), 상용화제(C), 및 선택적으로 폴리올레핀(PO)만을 포함한다. 다시말해 조성물(Co)이 프로필렌 단독중합체(H-PP), 상용화제(C), 및 폴리올레핀(PO)으로서 비-중합성 구성 성분만을 더 포함하고 다른 중합체는 포함하지 않을 수 있다.
하나의 구체적인 실시양태에서 조성물(Co)은 프로필렌 단독중합체(H-PP), 비-구형 강화 물질(RF), 필로실리케이트(P), 상용화제(C), 첨가제(A) 및 선택적으로 폴리올레핀(PO)으로 구성된다.
본 발명의 조성물(Co)은 바람직하게는 3.0 g/10 분 이상, 더 바람직하게는 3.0 내지 20.0 g/10 분 범위, 보다 더 바람직하게는 4.0 내지 15.0 g/10 분 범위, 더욱 더 바람직하게는 4.5 내지 10.0 g/10 분 범위, 보다 더욱 더 바람직하게는 6.0 내지 10.0 g/10 분 범위의, 예컨대 6.5 내지 10.0 g/10 분 범위 내의 용융 유량 MFR2(230℃)을 갖는다.
본 발명의 조성물(Co)은 이의 기계적 성질에 의해 더 정의될 수 있다. 그러므로 조성물(Co)이
(a) 4000 MPa 이상, 더 바람직하게는 5000 Mpa 이상, 보다 더 바람직하게는 6400 Mpa 이상, 더욱 더 바람직하게는 4000 내지 7900 MPa의 범위, 보다 더욱 더 바람직하게는 5000 내지 7500 MPa의 범위, 예컨대 6000 내지 7500 MPa의 범위, 가장 바람직하게는 6400 내지 7500 MPa의 범위 또는 7100 내지 7500 MPa의 범위 내의 ISO 178(80 x 10 x 4 mm3 사출 성형 시편)에 따라 측정된 굴곡 탄성률, 및/또는
(b) 50 MPa 이상, 더 바람직하게는 60 Mpa 이상, 보다 더 바람직하게는 50 내지 101 MPa의 범위, 더욱 더 바람직하게는 60 내지 95 MPa의 범위, 보다 더욱 더 바람직하게는 75 내지 95 MPa의 범위, 예컨대 80 내지 95 MPa 범위 내의 ISO 527-2(크로스 헤드 속도=50 mm/분;23 ℃)에 따라 측정된 인장 강도, 및/또는
(c) 4.6 kJ/m2 이상, 더 바람직하게는 6.0 kJ/m2 이상, 더욱 더 바람직하게는 4.6 내지 14.0 kJ/m2의 범위, 보다 더 바람직하게는 6.0 내지 14.0 kJ/m2의 범위, 더욱 더 바람직하게는 8.0 내지 12.0 kJ/m2의 범위, 예컨대 보다 더 바람직하게는 10.0 내지 12.0 kJ/m2의 범위 내의 ISO 180/1A(23 ℃; 80x10x4 mm3 사출 성형 시편)에 따라 측정된 아이조드(Izod) 충격 강도를 갖는다는 점이 인정된다.
조성물(Co)의 개별적인 구성 성분들의 혼합을 위해, 기존의 배합 또는 블렌딩 장치, 즉 밴버리(Banbury) 혼합기, 2-롤 고무 밀(mill), 버스(Buss)-공동-혼련기 또는 이축 스크류 압출기가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 혼합은 공동-회전 이축 스크류 압출기에서 달성된다. 바람직하게는 비-구형 강화 물질(RF)은 측면 주입기(side feeder)를 통해 주입되는 반면, 다른 구성 성분들은 압출기의 전면 주입 말단에서 주요 주입기(main feeder)를 통해 압출기 내로 주입된다. 측면 주입기는 바람직하게는 주요 주입기 하류에 위치된다. 압출기로부터 회수된 중합체 물질은 보통 펠릿 형태이다. 이러한 펠릿은 그 후 바람직하게는 예컨대 사출 성형과 같은 성형에 의해 추가 가공되어 하기에 더 구체적으로 정의된 (사출) 성형 물품을 발생시킨다.
이하에서는 조성물(Co)의 개별적인 구성 성분이 더 자세히 논의된다.
프로필렌 단독중합체(H- PP )
용어 "프로필렌 단독중합체(H-PP)"는 광범위하게 이해되어 왔으므로 서로 다른 단독중합체가 혼합되는 실시태양들도 포함하고 있다. 더 정확하게는 용어 "프로필렌 단독중합체(H-PP)"는 또한 용융 유량에서 차이가 있는 둘 또는 그 이상, 예컨대 세 프로필렌 단독중합체가 혼합된 실시양태들을 포함할 수도 있다. 그러므로 하나의 실시양태에서 용어 "프로필렌 단독중합체(H-PP)"는 하나의 특정한 용융 유량, 바람직하게는 하기 정의된 범위의 용융 유량을 갖는 하나의 프로필렌 단독중합체만을 포함한다. 또다른 실시양태에서 용어 "프로필렌 단독중합체(H-PP)"는 용융 유량에서 차이가 있는 둘 또는 셋, 바람직하게는 두 프로필렌 단독중합체의 혼합물을 나타낸다. 바람직하게는 둘 또는 셋의 프로필렌 단독중합체는 하기 정의된 범위 내의 용융 유량을 가진다. 본 발명에 따르면 두 프로필렌 단독중합체 사이의 용융 유량 MFR2(230℃) 간의 차이가 5 g/10 분 이상, 바람직하게는 10 g/10 분 이상, 예컨대 15 g/10 분 이상이라면 용융 유량은 서로 다른 것이다.
본 발명 전반에서 사용된 표현 프로필렌 단독중합체는 실질적으로, 즉 99.5 중량% 초과, 보다 더 바람직하게는 99.7 중량% 이상, 예컨대 99.8 중량% 이상의 프로필렌 단위로 구성된 폴리프로필렌에 관한 것이다. 바람직한 실시양태에서 프로필렌 단독중합체 내에서는 프로필렌 단위만이 검출가능하다.
본 발명에 따른 프로필렌 단독중합체(H-PP)는 5.0 g/10 분 이상, 바람직하게는 10 g/10 분 이상, 더 바람직하게는 5.0 내지 80.0 g/10 분의 범위, 더 바람직하게는 10 내지 50 g/10 분의 범위, 보다 더 바람직하게는 15 내지 30 g/10 분의 범위, 더욱 더 바람직하게는 20 내지 30 g/10 분의 범위의 용융 유량 MFR2(230℃)을 가져야만 한다.
프로필렌 단독중합체(H-PP)는 바람직하게는 이소택틱성(isotactic) 프로필렌 단독중합체이다. 그러므로 프로필렌 단독중합체(H-PP)가 다소 높은 펜타드(Pentad) 농도, 즉 90 몰% 초과, 더 바람직하게는 92 몰% 초과, 보다 더 바람직하게는 93 몰% 초과 및 더욱 더 바람직하게는 95 몰% 초과, 예컨대 99 몰% 초과를 가진다는 점이 인정되었다.
바람직하게는 프로필렌 단독중합체(H-PP)가 150 ℃ 이상, 더 바람직하게는 155 ℃ 이상, 더 바람직하게는 150 내지 168 ℃의 범위, 보다 더 바람직하게는 155 내지 165 ℃ 범위의 ISO 11357-3에 따라 측정된 융점 Tm을 가진다.
또한 프로필렌 단독중합체(H-PP)는 다소 낮은 자일렌 냉 가용성(XCS) 함량 즉, 4.5 중량% 이하, 더 바람직하게는 4.0 중량% 이하, 더욱 더 바람직하게는 3.7 중량% 이하를 가진다. 그러므로, 자일렌 냉 가용성(XCS) 함량이 0.5 내지 4.5 중량% 범위, 더 바람직하게는 1.0 내지 4.0 중량% 범위, 더욱 더 바람직하게는 1.5 내지 3.5 중량% 범위 내라는 점이 인정되었다.
본 발명의 조성물(Co)에 적절한 프로필렌 단독중합체(H-PP)는 시판되는 광범위한 공급원으로부터 입수가능하고 당업계에 공지된 바대로 생산될 수 있다. 예컨대, 프로필렌 단독중합체(H-PP)는 단일 장소 촉매 또는 지글러-나타(Ziegler-Natta) 촉매의 존재 하에 생산될 수 있으며, 후자가 더 바람직하다.
프로필렌 단독중합체(H-PP)의 중합은 벌크 중합될 수 있고, 바람직하게는 소위 루프 반응기에서 수행될 수 있다. 다르게는, 프로필렌 단독중합체(H-PP)의 중합은 슬러리상에서 작동되는 루프 반응기 및 예컨대 보스타(Borstar)® 폴리프로필렌 방법으로 적용된 하나 이상의 기체상 반응기와의 조합에서 수행되는 둘 이상의 단계의 중합이다.
바람직하게는, 상기 정의된 프로필렌 단독중합체(H-PP)의 생산 방법에서 벌크 반응기 단계를 위한 조건은 이하와 같을 수 있다:
- 온도가 40 ℃ 내지 110 ℃, 바람직하게는 60 ℃ 내지 100 ℃, 70 내지 90 ℃ 범위 내이고,
- 압력이 20 바 내지 80 바, 바람직하게는 30 바 내지 60 바의 범위 내이며,
- 수소가 그 자체가 공지된 방법으로 몰 질량을 조절하기 위해 추가될 수 있다.
연속적으로, 벌크(벌크) 반응기로부터의 반응 혼합물이 기체상 반응기로 이동될 수 있으며, 조건은 바람직하게는 이하와 같다:
- 온도가 50 ℃ 내지 130 ℃, 바람직하게는 60 ℃ 내지 100 ℃의 범위 내이고,
- 압력이 5 바 내지 50 바, 바람직하게는 15 바 내지 35 바의 범위 내이며,
- 수소가 그 자체가 공지된 방법으로 몰 질량을 조절하기 위해 추가될 수 있다.
체류 시간은 두 반응기 구역 내에서 다양할 수 있다. 프로필렌 중합체 생산 방법의 하나의 실시양태에서 벌크 반응기, 예컨대 루프의 체류 시간은 0.5 내지 5 시간, 예컨대 0.5 내지 2 시간의 범위에 있고 기체상 반응기 내의 체류 시간은 일반적으로 1 내지 8 시간일 것이다.
원한다면, 중합은 벌크, 바람직하게는 루프 반응기 내의 초임계 조건 하에서 공지된 방법으로 및/또는 기체상 반응기 내의 집약형으로서 수행될 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 프로필렌 단독중합체(H-PP)는 바람직하게는 지글러-나타 시스템을 사용하여 얻어진다.
그러므로 상술된 방법은 지글러 나타 촉매, 구체적으로는 높은 수득율의 지글러-나타 촉매(소위 낮은 수득율의 2 세대 지글러-나타 촉매와 구분하기 위한 소위 4 및 5 세대 유형)를 사용하여 수행된다. 본 발명과 관련하여 사용되기에 적절한 지글러-나타 촉매는 촉매 구성 성분, 공-촉매 구성 성분 및 하나 이상의 전자 공여체(내부 및/또는 외부 전자 공여체, 바람직하게는 하나 이상의 외부 공여체)를 포함한다. 바람직하게는, 촉매 구성 성분은 Ti-Mg-기반 촉매 구성 성분이고 통상 공-촉매는 Al-알킬 기반 화합물이다. 적절한 촉매가 특히 US 5234879, WO 92/19653, WO 92/19658 및 WO 99/33843에 개시되어 있다.
바람직한 외부 공여체는 공지된 실란-기반 공여체, 예컨대 디시클로펜틸 디메톡시 실란, 디에틸아미노 트리에톡시 실란 또는 시클로헥실 메틸디메톡시 실란이다.
원하는 경우 지글러-나타 촉매 시스템은 촉매 시스템의 존재 하에서 하기 화학식을 갖는 비닐 화합물의 중합에 의해 변성된다:
Figure pct00001
(여기서 R3 및 R4는 함께 5- 또는 6-원 포화, 불포화 또는 방향족 고리를 형성하거나 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타낸다). 원하는 경우 프로필렌 단독중합체(H-PP)의 제조를 위해 이러한 변성된 촉매가 사용되어 중합체, 조성물(Co) 및 그러므로 총 성형 물품의 α-핵형성을 달성한다(BNT-기술).
상술된 바와 같은, 프로필렌 단독중합체(H-PP)를 위한 방법의 하나의 실시양태는 루프상 방법 또는 루프-기체상 방법, 예컨대 보레알리스(Borealis)에 의해 개발된, 보스타® 기술로 알려진 방법으로, 이는 예컨대 EP 0 887 379 A1 및 WO 92/12182에 기술되어 있다.
비-구형 강화 물질( RF )
강화 물질은 당업계에 공지되어 있다. 이들은 중합체 조성물의 강직성을 증가시키는 데 사용된다. 특히 좋은 결과를 얻기 위해서는 강화 물질(RF)은 곡선 형상이라기보다는 오히려 종단 형상이다. 그러므로 강화 물질(RF)은 비-구형 형상, 바람직하게는 섬유 형상이고, 더욱 더 바람직하게는 강화 물질(RF)이 섬유이다.
본 발명에 따른 용어 "비-구형 강화 물질(RF)"은 특히 필로실리케이트를 배제하여야만 한다. 그러므로, 본 발명에 따르면 용어 "비-구형 강화 물질(RF)" 및 "필로실리케이트"는 서로 다른 물질을 정의하는 것이고 서로 상호 교환 불가능하다. 그러므로 비-구형 강화 물질(RF)은 바람직하게는 유리 섬유(GF), 탄소 섬유(CF), 월라스토나이트(WL)로 구성된 군으로부터 선택되고 더 바람직하게는 비-구형 강화 물질(RF)은 유리 섬유(GF) 또는 탄소 섬유(CF)이다. 하나의 바람직한 실시양태에서 바람직하게는 비-구형 강화 물질(RF)이 E-유리 섬유(E-GF)와 같은 유리 섬유(GF)이다. 유리 섬유(GF)는 절단 유리 섬유 또는 장 유리 섬유 둘 다일 수 있음에도 불구하고, 단 섬유 또는 촙 스트랜드(chopped strand)로도 알려진 절단 유리 섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 통상 유리 섬유(GF)는 사이즈제, 활택제, 또는 커플링제와 같은 구성 성분들로 표면 처리된다. 바람직하게는 본 발명에 따른 유리 섬유(GF)는 오르가노실록산 및/또는 수용성 중합체와 같은 사이즈제로 처리된다. 이러한 표면 처리는 통상의 기술자에게 공지되어 있다. 여기에 관해서는 예컨대 교과서 "플라스틱 첨가제" (개흐터/뮐러(Gaechter/Mueller),3판)를 참조로 한다.
비-구형 강화 물질(RF), 바람직하게는 유리 섬유(GF) 또는 탄소 섬유(CF), 특히 유리 섬유(GF)는 다소 높은 종횡비를 가지는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면 종횡비는 비-구형 강화 물질(RF), 바람직하게는 유리 섬유(GF) 또는 탄소 섬유(CF), 특히 유리 섬유(GF)의 길이 및 직경 사이의 관계를 의미한다.
바람직하게는, 비-구형 강화 물질(RF), 바람직하게는 유리 섬유(GF) 또는 탄소 섬유(CF), 특히 유리 섬유(GF)는 5 내지 400, 더 바람직하게는 15 내지 350, 보다 더 바람직하게는 25 내지 300, 더욱 더 바람직하게는 50 내지 200의 범위 내의 종횡비를 가진다.
바람직하게는, 비-구형 강화 물질(RF), 바람직하게는 유리 섬유(GF) 또는 탄소 섬유(CF), 특히 유리 섬유(GF)는 0.1 내지 3.0 mm 범위, 더 바람직하게는 0.3 내지 2.0 mm 범위, 더욱 더 바람직하게는 0.5 내지 1.5 mm 범위, 보다 더욱 더 바람직하게는 0.9 내지 1.5 mm 범위의 길이를 가진다.
비-구형 강화 물질(RF), 바람직하게는 유리 섬유(GF) 또는 탄소 섬유(CF), 특히 유리 섬유(GF)의 직경은 8 내지 20 μm, 더 바람직하게는 9 내지 15 μm, 또는 9 내지 14 μm의 범위이다.
필로실리케이트 (P)
상기 언급된 바와 같이 본 발명에 따른 필로실리케이트(P)는 비-구형 강화 물질(RF)과는 다르다.
바람직하게는 필로실리케이트(P)는 운모, 카올리나이트, 몬모릴로나이트, 탈크, 및 그의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 더 바람직하게는 필로실리케이트(P)는 운모, 탈크 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 하나의 바람직한 실시양태에서, 필로실리케이트(P)는 탈크 또는 운모, 특히 운모이다.
바람직하게는 운모 또는 탈크와 같은 필로실리케이트(P)는, 플레이크 및/또는 입자의 형태이고 더 바람직하게는 플레이크 형태이다. 하나의 특정 실시양태에서 필로실리케이트(P)는 얇게 벗겨지는 운모이다.
하나의 바람직한 실시양태에서, 필로실리케이트(P), 바람직하게는 운모는 3.5 내지 50.0 μm 범위, 더 바람직하게는 5.0 내지 40.0 μm 범위, 예컨대 10.0 내지 35.0 μm 범위의 침강 기술에 의해 결정된 컷오프(cutoff) 입자 크기 d95[질량 백분율]를 가진다.
상용화제(C)
한편으로는 프로필렌 단독중합체(H-PP) 및 다른 한편으로는 비-구형 강화 물질(RF) 및 필로실리케이트(P) 간의 상용성을 개선하기 위해 상용화제(C)가 사용된다.
상용화제(C)는 바람직하게는 극성 기를 갖는 변성된(관능화된) 중합체를 포함한다. 변성된 α-올레핀 중합체, 특히 프로필렌 단독중합체 및 에틸렌 및 프로필렌의 공중합체와 같은 공중합체 또는 다른 α-올레핀이 가장 바람직한데, 이는 이들이 조성물(Co)의 중합체들과 매우 잘 양립가능하기 때문이다. 변성 폴리에틸렌도 사용될 수는 있으나 덜 바람직하다.
구조의 측면에서, 변성 중합체는 그라프트 또는 블록 공중합체로부터 선택되는 것이 바람직하다.
이러한 문맥에서, 극성 화합물로부터 유래된 기, 특히 산 무수물, 카르복실산, 카르복실산 유도체, 1 급 및 2 급 아민, 히드록실 화합물, 옥사졸린 및 에폭시드, 및 또한 이온성 화합물로 구성된 군으로부터 선택된 기를 함유하는 변성 중합체가 바람직하다.
상기 극성 화합물의 구체적인 예는 불포화 시클릭 무수물 및 이들의 지방족 디에스테르 및 디(di)산 유도체이다. 특히, C1 내지 C10의 직선형 및 분지형 디알킬 말레에이트, C1 내지 C10의 직선형 및 분지형 디알킬 푸마레이트, 이타콘산 무수물, C1 내지 C10의 직선형 및 분지형 이타콘산 디알킬 에스테르, 말레산, 푸마르산, 이타콘산 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 화합물 또는 말레산 무수물을 사용할 수 있다.
말레산 무수물로 그라프트된 프로필렌 중합체를 변성 중합체, 즉 상용화제(C)로서 이용하는 것이 특히 바람직하다.
변성 중합체, 즉 상용화제(C)는 예컨대 EP 0 572 028에 개시된 바와 같이 (유기 퍼옥시드와 같은) 자유 라디칼 발생기의 존재 하에서 예컨대 말레산 무수물과 중합체를 반응성 압출시켜 간단한 방법으로 제조될 수 있다.
변성 중합체, 즉 상용화제(C) 내 극성 화합물로부터 유래된 기의 바람직한 양은 0.5 내지 4 중량%, 더 바람직하게는 0.5 내지 2.0 중량%, 예컨대 0.9 내지 2.0 중량%이다.
변성 중합체, 즉 상용화제(C)의 용융 유량 MFR1(190℃)의 바람직한 값은 1.0 내지 500 g/10 분, 바람직하게는 5 내지 400 g/10 분, 더 바람직하게는 10 내지 300 g/10 분, 보다 더 바람직하게는 50 내지 280 g/10 분의 범위, 더욱 더 바람직하게는 70 내지 250 g/10 분의 범위이다.
첨가제(A)
본 발명에 따르면 용어 "첨가제(A)"는 본원에 정의된 필로실리케이트(P) 및 비-구형 강화 물질(RF)을 포함하지 않는다. 그러므로 첨가제(A)가 항산화제, UV-안정화제, 슬립제, 대전방지제, 탈형제, α-핵형성제와 같은 핵형성제, 및 그의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 첨가제의 총량은 조성물의 총량을 기준으로 바람직하게는 4 중량%를 초과하지 않아야 하고 바람직하게는 0.1 내지 4.0 중량%의 범위, 더 바람직하게는 0.2 내지 3.0의 범위, 보다 더 바람직하게는 0.5 내지 3.0의 범위, 더욱 더 바람직하게는 0.5 내지 2.0의 범위, 예컨대 0.5 내지 1.0 중량%의 범위 내이다.
바람직하게는 첨가제(A)는 단일-패키지로서 제공된다. 상기 단일-패키지는 첨가제 외에 바람직하게는 폴리올레핀(PO)인 담체를 포함하는 것이 바람직하다.
α-핵형성제의 용도의 관점에서 이하가 언급되어야만 한다. 이론적으로 임의의 α-핵형성제가 사용될 수 있다. 특히 적절한 α-핵형성제의 예가
(i) 모노카르복실산 및 폴리카르복실산의 염, 예컨대 벤조산나트륨 또는 알루미늄 tert-부틸벤조에이트 및
(ii) 디벤질리덴소르비톨(예컨대 1,3:2,4 디벤질리덴소르비톨) 및 C1-C8-알킬-치환된 디벤질리덴소르비톨 유도체, 예컨대 메틸디벤질리덴소르비톨, 에틸디벤질리덴소르비톨 또는 디메틸디벤질리덴소르비톨(예컨대 1,3:2,4 디(메틸벤질리덴)소르비톨), 또는 치환된 노니톨-유도체, 예컨대 1,2,3-트리데옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4-프로필페닐)메틸렌]-노니톨, 및
(iii) 인산의 디에스테르의 염, 예컨대 나트륨 2,2'-메틸렌비스(4,6,-디-tert-부틸페닐) 포스페이트 또는 알루미늄-히드록시-비스[2,2'-메틸렌-비스(4,6-디-t-부틸페닐)포스페이트], 및
(iv) 비닐시클로알칸 중합체 및 비닐알칸 중합체(상술됨) 및
(v) 이들의 혼합물
로 구성된 군으로부터 선택된다.
그러나 α-핵형성제는 특히
(i) 모노카르복실산 및 폴리카르복실산의 염, 예컨대 벤조산나트륨 또는 알루미늄-tert-부틸벤조에이트,
(ii) 디벤질리덴소르비톨(예컨대 1,3:2,4 디벤질리덴소르비톨) 및 C1-C8-알킬-치환된 디벤질리덴소르비톨 유도체, 예컨대 메틸디벤질리덴소르비톨, 에틸디벤질리덴소르비톨 또는 디메틸디벤질리덴소르비톨(예컨대 1,3:2,4 비스(디메틸벤질리덴)소르비톨),
(iii) 치환된 노니톨-유도체, 예컨대 1,2,3-트리데옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4-프로필페닐)메틸렌]-노니톨,
(iv) 인산의 디에스테르 염, 예컨대 나트륨 2,2'-메틸렌비스(4,6,-디-tert-부틸페닐) 포스페이트 또는 알루미늄-히드록시-비스[2,2'-메틸렌-비스(4,6-디-tert-부틸페닐)포스페이트], 예컨데 알루미늄-히드록시-비스[2,2'-메틸렌-비스(4,6-디-t-부틸페닐)포스페이트] 및 Li-미리스테이트(NA21),
(v) 트리스아미드-벤젠 유도체, 즉 N-[3,5-비스-(2,2-디메틸-프로피오닐아미노)-페닐]-2,2-디메틸-프로피온아미드,
(vi) 비닐시클로알칸 중합체 및 비닐알칸 중합체, 및
(vii) 이들의 혼합물
로 구성되는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
특정 실시양태에서 (ii), (iii), (iv), (vi)에 나열된 또는 이전 단락의 α-핵형성제가 사용된다.
이러한 첨가제들은 일반적으로 시판되고 있으며 예를 들어, 문헌[Plastic Additives Handbook, 5th edition, 2001 of Hans Zweifel]에 기술되어 있다.
프로필렌 단독중합체(H-PP)의 α-핵형성제 함량은 바람직하게는 5.0 중량% 이하이고 그러므로 조성물(Co)에서는 4 중량% 이하이다. 바람직한 실시양태에서, 프로필렌 단독중합체(H-PP)(결과적으로 조성물(Co) 내 양이 상대적으로 낮음)는 α-핵형성제 0.0001 이하 내지 1.0 중량% 이하, 더 바람직하게는 0.0005 내지 1.0 중량%, 더욱 더 바람직하게는 0.01 내지 1.0 중량%를 함유하고, 이는 특히 디벤질리덴소르비톨(예컨대 1,3 : 2,4 디벤질리덴 소르비톨), 디벤질리덴소르비톨 유도체, 바람직하게는 디메틸디벤질리덴소르비톨(예컨대 1,3 : 2,4 디(메틸벤질리덴) 소르비톨), 또는 치환된 노니톨-유도체, 예컨대 1,2,3,-트리데옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4-프로필페닐)메틸렌]-노니톨, 비닐시클로알칸 중합체, 비닐알칸 중합체 및 그의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 프로필렌 단독중합체(H-PP)가 비닐시클로헥산(VCH)와 같은 비닐시클로알칸, 중합체 및/또는 비닐알칸 중합체를 함유하는 것이 특히 바람직하다.
통상 이러한 첨가제(A) 또는 첨가제(A)의 일부가 첨가제(A) 및 폴리올레핀(PO)을 첨가제를 위한 담체로서 포함하는 단일-패키지의 형태로 조성물(Co) 내에 포함된다. 본 발명에 따른 용어 단일-패키지는 당업계에 공지된 대로 이해된다. 그러므로 용어 단일-패키지는 바람직하게는 단일-패키지 내 첨가제(A)의 총량의 양이 최종 조성물(Co) 내 첨가제(A)의 총량에 비해 더 많다는 것을 가리킨다. 바람직한 실시양태에서, 첨가제(A) 및 폴리올레핀(PO)의 양의 합은 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 5 중량%의 정수, 바람직하게는 2 내지 4 중량%의 정수이다.
바람직하게는 단일-패키지의 폴리올레핀(PO)은 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌이고, 후자가 바람직하다.
성형 물품 및 용도
본 발명의 대상 조성물(Co)은 바람직하게는 성형 물품 특히 사출 성형 물품의 생산을 위해 사용된다. 바람직하게는 성형 물품, 특히 사출 성형 물품은 높은 크기 정확성의 요구사항에 부합해야 한다. 본 발명에 따른 용어 "성형"은 광범위하게 이해되므로 성형을 통한 임의의 종류의 형성 방법에 의해 얻어진 물품도 포함한다. 용어 "성형" 또는 "성형된"은 특히 사출 성형 물품을 포함한다. 사출 성형 방법에서 성형 물질은 가열된 배럴(barrel)(가열되고 성형되는 곳)로 주입되고 압력 하에서 냉각되는 곳인 금형의 금형 캐비티로 압입된다. 압출 및 성형의 정의에 관해서는 문헌["Polypropylene Handbook", Nello Pasquini, 2 판, Hanser]을 참조로 한다. 사출 성형 방법이 바람직하므로 본 발명은 특히 사출 성형 물품에 관한 것이다.
그러므로, 본 발명은 또한 본 발명의 조성물의 85 중량% 이상, 예컨대 85 내지 100 중량%, 바람직하게는 90 중량% 이상, 예컨대 90 내지 100 중량% 를 포함하는, 사출 성형 물품과 같은 성형 물품을 제공한다. 그러므로 사출 성형 물품과 같은 성형 물품은 폴리올레핀 엘라스토머(예컨대 프로필렌 및 에틸렌의 엘라스토머 공중합체), 폴리에틸렌 등과 같은 다른 구성 성분도 포함할 수 있다. 하나의 특정 실시태양에서, 사출 성형 물품과 같은 성형 물품은 본 발명의 조성물(Co)로 구성된다. 그러므로 본 발명은 85 중량% 이상, 예컨대 85 내지 100 중량%, 바람직하게는 90 중량% 이상, 예컨대 90 내지 100 중량%의 조성물(Co)을 포함하는 및 가장 바람직하게는 본 발명의 조성물(Co)로 구성된, 팬, 팬의 부품, 발전기 하우징(housing), 에어 덕트 하우징, 플라스틱 판, 테이블의 커버 판과 같은 커버 판, 기판, 등받이 및 플라스틱 의자로 구성된 군으로부터 선택된 (사출) 성형 물품에 관한 것이다. 더 바람직하게는 본 발명은 특히 85 중량%, 예컨대 85 내지 100 중량%, 바람직하게는 90 중량% 이상, 예컨대 90 내지 100 중량%의 조성물(Co)을 포함하는 및 가장 바람직하게는 본 발명의 조성물(Co)로 구성된 팬 또는 팬의 날개와 같은 팬의 부품인 (사출 성형된)(사출) 성형 물품에 관한 것이다. 팬, 예컨대 원심분리 팬 또는 축 팬, 또는 팬의 날개와 같은 팬의 부품은 바람직하게는 에어컨 및 송풍기, 더 바람직하게는 실내 또는 실외 에어컨에 이용된다.
본 발명은 추가로, δ-뒤틀림으로 정의된 뒤틀림이 바람직하게는 2.6 mm 이하, 더 바람직하게는 0.1 내지 2.2 mm, 보다 더 바람직하게는 0.5 내지 1.2 mm의 범위, 예컨대 0.5 내지 1.1 mm의 범위 내인 것이 바람직한, 상기 물품의 뒤틀림을 감소시키기 위한 (사출) 성형 물품에서의 본 발명 조성물의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 이제 이하에 제공된 실시예에 의해 더 구체적으로 기술될 것이다.
실시예
1. 측정 방법
용어 및 결정 방법의 이하의 정의가 달리 정의되지 않는 한 하기 실시예 뿐만 아니라 상기 본 발명의 일반적인 설명에 적용된다.
13 C NMR 분광분석법에 의한 폴리프로필렌에서의 이소택틱성의 정량화
이소택틱성을 예컨대 문헌[V. Busico and R. Cipullo, Progress in Polymer Science, 2001, 26, 443-533]과 같이 기본 할당 후 정량적 13C 핵 자기 공명(NMR) 분광분석법에 의해 결정했다. 실험 파라미터를 조절하여 예컨대 문헌[S. Berger and S. Braun, 200 and More NMR Experiments: A Practical Course, 2004, Wiley-VCH, Weinheim]과 같은 이러한 특정 과제를 위한 정량 스펙트럼 측정을 보장했다. 당업계에 공지된 방식으로 대표적인 장소의 신호 통합의 단순 정정된 비를 이용하여 그 양을 계산하였다. 이소택틱성은 펜타드 레벨 즉, 펜타드 분포의 mmmm 분획에서 결정하였다.
밀도를 ISO 1183-187에 따라 측정하였다. 샘플 제조를 ISO 1872-2:2007에 따라 압축 성형에 의해 행하였다.
용융 온도 Tm은 ISO 11357-3에 따라 측정하였다.
MFR 2 (230℃)을 ISO 1133에 따라 측정하였다(230 ℃, 2.16 kg 하중).
MFR 1 (190℃)을 ISO 1133에 따라 측정하였다(190 ℃, 1.2 kg 하중).
FTIR 분광분석법에 의한 공단량체 함량의 정량화
공단량체 함량을 당업계에 잘 알려진 방식으로 정량적 13C 핵 자기 공명(NMR) 분광분석법을 통해 보정된 기본적인 할당 후 정량적 푸리에(Fourier) 변환 적외선 분광분석법(FTIR)에 의해 결정하였다. 얇은 필름을 100-500 μm 두께로 프레싱시켰고 스펙트럼을 투과 모드로 기록하였다.
구체적으로, 폴리프로필렌-코-에틸렌 공중합체의 에틸렌 함량을 720-722 및 730-733 cm-1에서 발견되는 정량적 띠의 베이스라인 정정된 피크 영역을 이용하여 결정하였다. 정량적 결과를 필름 두께에 대한 기준에 기초하여 얻었다.
자일렌 냉 가용물의 함량( XCS , 중량%)을 ISO 16152; 제1판; 2005-07-01에 따라 25 ℃에서 결정하였다.
굴곡 탄성률을 EN ISO 1873-2에 순응하여 사출 성형된 80x10x4 mm3 시험 바 에서 ISO 178에 따라 23 ℃에서 3첨-굴곡으로 결정하였다.
인장 강도를 EN ISO 1873-2에 기술된 바와 같이 사출 성형 시편을 이용해 ISO 527-2(크로스헤드 속도=50 mm/분; 23 ℃)에 따라 측정하였다(개 뼈다귀 모양, 4 mm 두께).
아이조드 노치 충격 강도를 EN ISO 1873-2에 기술된 바와 같이 사출 성형 시험 시편을 이용하여 23 ℃에서 ISO 180/1A에 따라 결정하였다(80x10x4 mm).
평균 섬유 직경:
ISO 1888:2006(E), 방법 B, 1000 배의 현미경 배율에 따라 결정함.
섬유 길이를 베르니에 캘리퍼(vernier caliper)에 의해 측정하였다.
종횡 비는 섬유의 길이(L) 및 직경(D) 간의 관계이다(L[mm]/D[mm]).
컷오프 입자 크기 d95 (침강)을 ISO 13317-3에 따라 중력 액체 침강법에 의해 결정된대로 입자 크기 분포[질량 백분율]로부터 계산하였다(세디그래프).
뒤틀림
δ-뒤틀림
뒤틀림 측정을 위한 샘플 시트를 사출-성형 기계를 이용하여 제조하였다. 샘플 시트는 장방형 시트(300x150x2 mm)의 형태였다. 시험 전에, 성형 샘플을 시험 대기에서 사출-성형 후 24 시간 동안 노출시킴으로서 컨디셔닝시켰다(23 ℃, 50 % 습도). 시험할 샘플 시트를 나무 테이블의 평탄한(level) 부드러운 표면에 위치시켰고, 육안으로 뒤틀림이 발생하는지 여부를 관찰하였다.
만약 장방형 시트의 네 측면 및 네 모퉁이 모두가 테이블의 표면에 잘 맞고 측면 또는 모퉁이와 표면 사이에 임의의 공간이 없으면, 뒤틀림이 일어나지 않았음을 의미한다. 만약 네 측면 및 네 모퉁이 중 임의의 하나가 테이블의 표면에 잘 맞지 않으면, 뒤틀림이 일어났음을 의미한다. 이 경우, 뒤틀린 측면 또는 뒤틀린 모퉁이의 상부 지점과 테이블의 표면 사이에 공간을 베르니에 캘리퍼로 측정하고, 기록하였다. 샘플 시트의 하나 초과의 측면 또는 모퉁이가 뒤틀리는 경우, 각 뒤틀린 측면 또는 각 뒤틀린 모퉁이 및 테이블의 표면 사이의 각 공간을 측정하고, 가장 큰 공간을 이 샘플 시트의 뒤틀림의 대표치로서 기록하였다. 사출-성형을 위한 하나의 조성물에 대해, 5 개의 성형된 샘플 시트를 측정하였고, 5 개의 시트의 측정치의 평균을 δ로 하였는데, 이는 조성물의 성형된 시트의 뒤틀림을 나타내는 것이다.
ΔH 뒤틀림
에어컨의 성형된 팬의 뒤틀림 측정 방법
에어컨 팬은 보통 셋 또는 네개의 날개를 가진다. 이 팬의 뒤틀림은 실제로 팬을 위한 금형에 의해 고정된 날개의 바람직한 높이에 대한 날개의 실제 높이의 편차 진폭에 의해 지시될 수 있는 날개의 뒤틀림이다. 각 날개의 실제 높이를 측정하였고, 각 날개 높이의 편차 진폭을 계산하였다.
모든 날개들 중 높이 편차 진폭의 최대치를 ΔH1으로 기록했는데, 이는 에어컨의 성형된 팬의 뒤틀림을 나타낸다.
성형된 발전기의 하우징의 뒤틀림 측정 방법: 발전기의 하우징은 길이, 폭 및 높이를 갖는 장방형이고 장방형 상부 표면을 가진다. 하우징의 뒤틀림은 하우징의 금형에 의해 고정된 중심점의 바람직한 높이에 대한 장방형 상부 표면 내 중심점의 실제 높이의 편차 진폭에 의해 지시될 수 있다. 장방형 상부 표면 내 중심점의 높이는 중심점으로부터 하우징의 하부 판까지의 수직 거리를 의미한다. 중심점의 높이 편차 진폭을 ΔH2로 기록하였는데, 이는 성형된 발전기의 하우징의 뒤틀림을 나타낸다.
시험 전, 팬을 사출-성형 후 24 시간 동안 시험 대기에 위치시켰다(23 ℃, 50 % 습도).
2. 실시예
본 발명의 실시예 1 내지 18의 조성물의 제제가 표 1a 및 표 1b에 나타나 있다.
실시예의 조성물 제조를 위해 코퍼리온(Coperion) STS-35 이축-스크류 압출기(코퍼리온(난징)코오포레이션(Coperion (Nanjing) Corporation), 중국으로부터 입수가능)를 35 mm 직경으로 사용하였다. 이축 스크류 압출기를 200 ℃ 내지 225 ℃ 구역의 온도 프로파일에서 400 rpm의 평균 회전률로 작동시켰다. 조성물 제조를 위한 압출기의 처리량 및 스크류 속도가 표 3에 나열되어 있다.
각 구역의 온도, 압출기의 처리량 및 스크류 속도는 초기의 파라미터이고, 압출기의 제어 패널 상에 설정된다. 용융 온도(다이 내 용융물의 온도) 및 압출기의 토크(torque)는 압출기의 제어 패널에 나타나는 수동적 파라미터이다. 진공 범프는, 구역 9에 위치시켰고 이는 압출기 내에서 -0.06 MPa의 진공을 발생시킨다.
비-구형 강화 물질을 제외한 본 발명의 조성물의 모든 구성 성분을 압출기의 공급 말단부(즉, 압출기의 구역 1)에서 압출기 내로 공급하였다. 측면 공급기는 비-구형 강화 물질을 압출기 내로 공급하기 위해 구역 7에 위치시켰다. 조성물의 구성 성분을 가열하였고 압출기의 구역 1-11에 걸쳐 혼합시켰고, 압출기의 다이 헤드를 통해 과립화시켰다.
기계적 성질 측정을 위한 성형된 시편 및 뒤틀림 측정을 위한 성형된 시트의 제조를 위해 사출-성형 기계, 엥겔 머시너리(상하이) 엘티디(Engel Machinery(Shanghai) Ltd)로부터 입수가능한 빅토리(Victory) 120을 인장력 성질, 굴곡 성질, 및 충격 성질 측정을 위한 정규 시험 샘플을 제조하는 데 이용하였다. 사출-성형 기계는 일축-스크류 가소화 부분 및 사출 부분을 포함한다. 일축-스크류 가소화 부분은 3 개의 가열 구역을 포함한다. 사출 부분은 노즐 및 금형을 포함한다. 기계적 성질의 측정을 위한 정규 시험 샘플의 제조를 위해, 금형은 상기 언급된 표준에서 지시된 모양을 갖는 내부 중공 캐비티를 갖는 정규 금형이었다. 상기 언급된 압출기에 의해 얻어진 각 실시예의 조성물의 펠릿을 사출-성형 기계 내로 공급하였다. 펠릿을 3 개의 가열 구역에서 가열하고, 용융시키고 혼합시킨 후 노즐을 통해 금형으로 주입하여 기계적 성질 측정을 위한 시험 샘플을 형성하였다.
상기 언급된 사출-성형 기계를 또한 δ-뒤틀림을 측정하기 위한 성형된 샘플 시트를 제조하는 데 사용하였으나, 금형은 다른 것으로 교체하였는데, 이는 뒤틀림을 위한 시험 샘플 제조에 적절한 것이었다. 금형의 내부 중공 캐비티의 치수 및 모양은 δ-뒤틀림이 정의된, 지시된 샘플 시트의 치수 및 모양과 동일하였다.
상기 언급된 압출기에 의해 얻어진 각 실시예의 조성물의 펠릿을 사출-성형 기계 내로 공급하였다. 펠릿을 3 개의 가열 구역에서 가열하고, 용융시키고 혼합시킨 후 노즐을 통해 금형의 중공 캐비티로 주입하였다. 각 실시예 및 비교예에서의 기계적 성질 측정을 위한 성형된 시편의 사출-성형에 있어서의 공정 파라미터가 표 4에 나열되어 있다. 각 실시예 및 비교예에서의 δ-뒤틀림 측정을 위한 사출-성형 시트에서의 공정 파라미터가 표 5에 나열되어 있다. 성형된 시편의 기계적 성질 및 성형된 시트의 δ-뒤틀림을 상기 언급된 측정 방법에 따라 측정하였고 이는 표 2에 나타난다.
본 발명의 실시예 6, 16 및 18 및 비교예 1에서, 바깥 에어컨의 성형된 축 팬을 제조하였다. 또한, 성형된 발전기의 하우징을 본 발명의 실시예 6, 16 및 18 및 비교예에서 제조하였다.
사출-성형 기계, 하이 티안 플라스틱스 머시너리(Hai Tian Plastics Machinery)(닝보, 중국)로부터 입수가능한 모델 HTF8000을 성형된 팬 및 하우징을 제조하는 데 이용하였다. 사출-성형 기계는 일축-스크류 가소화 부분 및 사출 부분을 포함한다. 일축-스크류 가소화 부분은 5 개의 가열 구역을 포함한다. 사출 부분은 노즐 및 금형을 포함한다. 바깥 에어컨의 팬 성형을 위한 금형, 칭타오 홍밍 플라스틱스 인크.(Qingdao Hongming Plastics Inc.)(칭타오, 중국)로부터 입수가능한 모델 0010206805는 중앙 위치에 하나의 주요 게이트를 갖는 단일 캐비티 금형이다. 이는 내부 중공 캐비티를 가지는데, 이는 팬의 외부 표면까지의 크기 및 이성질체형 모양의 패턴을 가진다. 팬은 400 mm의 총 직경을 가진다. 이는 세 개의 날개 및 중심 축을 포함한다. 중심 축은 세 경사각을 갖는 정삼각형 모양이고 정삼각형의 각 측면은 90 mm의 길이를 가진다. 중심 축은 45 mm의 두께를 가진다. 각 날개는 넓은 루트, 중심 축에 대해 경사진 내부 아크 측면 및 외부 아크 측면 및 두 아크 면의 교차점에 의해 형성된 상부 지점을 갖는 날이다. 세 날개의 루트의 하단부는 하나의 면에 모두 완벽하게 위치하고 팬의 하단면을 구성한다. 날개는 2.5 mm의 평균 두께 및 175 mm의 폭을 갖는 넓은 루트를 가진다. 각 날개는 내부 아크 측면의 일부(85 mm 길이)에 의해 중심 축이 팬의 하단면에 대해 각각 30 °의 경사각으로 정삼각형의 한쪽 측면에 부착되도록 연결된다. 각 날개의 상부 지점은 팬의 하단면에 대해 수직으로 125 mm의 동일한 높이를 가진다. 중심 축은 이의 하단부로부터 팬의 하단부까지 25 mm의 높이를 가진다. 중심축은 정삼각형의 중심에서 스핀들 슬리브(spindle sleeve)를 가지는데, 이는 엔진의 구동축의 수용을 위해 14 mm의 외부 직경, 및 8 mm의 내부 직경을 가진다. 스핀들 슬리브는 슬리브의 바깥 주변으로부터 중심 축의 정삼각형의 세 회전 각으로 각각 연장된 세 개의 강화 슬라브를 가진다.
본 발명의 실시예 6, 16, 18 및 비교예 내 성형된 하우징은 쑤저우 볼리 파워 코. 엘티디(Suzhou Boliy Power Co.Ltd(쑤저우, 중국))으로부터 입수가능한 디지털 발전기 Pro3600Si를 위한 것이다. 발전기의 하우징 성형용 금형 또한 쑤저우 볼리 파워 코. 엘티디(쑤저우, 중국)으로부터 입수가능하다. 금형은 발전기 Pro3600Si의 외부 표면까지의 크기 및 이성질체형 모양의 패턴을 갖는 내부 중공 캐비티를 가진다. 디지털 발전기 Pro3600Si를 위한 하우징은 550 mm의 길이, 380 mm의 폭 및 60 mm의 높이를 갖는 장방형이고, 장방형 상부 표면을 가진다.
상기 언급된 압출기에 의해 얻어진 실시예 6, 16, 18 및 비교예의 조성물의 펠릿을 팬 제조를 위해 팬 용 금형을 갖는 사출-성형 기계 내로 공급하였다. 펠릿을 5 개의 가열 구역에서 가열하고, 용융시키고 혼합시킨 후 노즐을 통해 금형의 중공 캐비티로 주입하여 상기 언급한 바람직한 모양 및 크기를 갖는 팬을 형성하였다. 본 발명의 실시예 6, 16 및 18 및 비교예 내의 팬의 사출-성형에서의 공정 파라미터가 표 6에 나열되어 있다.
유사하게, 본 발명의 실시예 6, 16 및 18 및 비교예의 조성물의 펠릿을 디지털 발전기 Pro3600Si의 하우징을 위한 금형을 갖는 사출-성형 기계 내로 공급하여 각각 하우징을 제조하였다. 하우징의 사출-성형에서의 공정 파라미터가 표 7에 나열되어 있다. 성형된 팬의 ΔH1 및 성형된 하우징의 ΔH2를 상기 언급된 측정 방법에 따라 측정하였고 표 2에 기록하였다.
Figure pct00002
H-PP1은 20 g/10 분의 MFR2(230 ℃) 및 165 ℃의 융점을 갖는 보레알리스 AG(오스트리아)의 시판되는 프로필렌 단독중합체 "HF955MO"이고;
H-PP2는 25 g/10 분의 MFR2(230 ℃) 및 161 ℃의 융점을 갖는 보르쥬(Borouge)(아부 다비)의 시판되는 프로필렌 단독중합체 "HG385MO"이고;
H-PP3은 50 g/10 분의 MFR2(230 ℃) 및 160 ℃의 융점을 갖는 보르쥬(아부 다비)의 시판되는 프로필렌 단독중합체 "HJ325MO"이고;
C1은 125 g/10 분의 MFR1(190 ℃) 및 1.1 중량%의 말레산 무수물 함량을 갖는 엑손모빌 케미칼(ExxonMobil Chemical)(벨기에)의 시판되는 말레산 무수물 그라프트 폴리프로필렌 "엑셀러(Exxelor) PO 1020"이고;
C2는 200 g/10 분의 MFR1(190 ℃) 및 1.0 중량%의 말레산 무수물 함량을 갖는 폴리람 람-온 인더스트리스(Polyram Ram-On Industries)(이스라엘)의 시판되는 말레산 무수물 그라프트 폴리프로필렌 "본드얌(Bondyam) 1010"이고;
C3은 250 g/10 분의 MFR1(190 ℃) 및 0.9 중량%의 말레산 무수물 함량을 갖는 상하이 써니 뉴 테크놀로지 디벨롭먼트 코. 엘티디(Shanghai SUNNY New Technology Development Co.,Ltd)(중국)의 시판되는 말레산 무수물 그라프트 폴리프로필렌 "CMG 5001-H"이고;
C4는 50 g/10 분의 MFR1(190 ℃) 및 6.0 중량%의 글리시딜 메타크릴레이트 함량을 갖는 듀퐁(Dupont)(미국)의 시판되는 글리시딜 메타크릴레이트 그라프트 이소택틱성 폴리프로필렌(GMA-g-PP)이고;
RF1은 13.0 μm의 직경 및 4.5 mm의 길이를 갖는 충칭 폴리콤프 인터내셔널 콜포살티온(Chongqing Polycomp International Corposartion)(중국)의 시판되는 유리 섬유 "ECS305K-4.5"이고;
RF2는 13.7 μm의 직경 및 4.0 mm의 길이를 갖는 오웬스-코닝 컴포시트 엘엘씨(Owens-Corning Composites LLC)(미국)의 시판되는 유리 섬유 "147A-14P"이고;
RF3은 10.0 μm의 직경 및 3.0 mm의 길이를 갖는 타샨 피버글라스 아이엔씨(Taishan Fiberglass INC)(중국)의 시판되는 유리 섬유 "ECS10-3.0-T438"이고;
RF4는 19/1의 종횡비를 갖는 NYCO 미네랄스 인크(Minerals Inc)(미국)의 시판되는 월라스토나이트 "니글로스(Nyglos) 8"이고;
P1은 10 μm의 컷오프 입자 크기 d95를 갖고 플레이크 형태인 루콴 안리다 파우더 매테리알 팩토리(Luquan Anlida Powder Material Factory)(중국)의 시판되는 운모 "미카(Mica) MB"이고;
P2는 9 μm의 컷오프 입자 크기 d95를 갖고 플레이크 형태인 미넬코 오이(MINELCO Oy)(핀란드)의 시판되는 운모 "미카 PW80"이고;
P3은 8.5 μm의 컷오프 입자 크기 d95를 갖고 플레이크 형태인 이미 파비 탈크 컴퍼니(IMI FABI Talc Company)(포스탈레시오, 이탈리아)의 시판되는 탈크 "HTP2"이고;
AC는 2.5 g/10 분의 MFR2 (230　℃)를 갖는 보레알리스, 오스트리아의 첨가제 혼합물 "HC001A-B1"을 위한 시판되는 폴리프로필렌이고
AA는 리케비타(RIKEVITA)(말레이시아) SDN. BHD., 말레이시아의 시판되는 대전방지제 "레키말(Rekimal) AS-105"이고;
SA는 악조 노벨 폴리머 케미칼스 비. 브이.(Akzo Nobel Polymer Chemicals B.V.), 네덜란드의 시판되는 슬립제 "아르모슬립(Armoslip) E 파스틸레스(pastilles)"이고;
AO1은 바스프(BASF)(차이나) 코. 엘티디, 중국의 "이르가녹스(Irganox) 1010"(1 부) 및 "이르가녹스 168"(1 부)의 블렌드인 시판되는 항산화제 블렌드 "이르가녹스 B225 FF"이고;
AO2는 바스프(차이나) 코. 엘티디., 중국의 시판되는 항산화제 "이르가녹스 PS 802 FL"이다.
Figure pct00003
비교예(CE 1)는 30 중량%의 RF 1, 8 g/10 분의 MFR2(230　℃)를 갖고 162 ℃의 융점을 갖는 66.5 중량%의 프로필렌 단독중합체, 3.5 중량%의 첨가제를 포함한다.
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008

Claims (17)

  1. (a) 5.0 g/10 분 이상의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 유량 MFR2(230℃)을 갖는 프로필렌 단독중합체(H-PP);
    (b) 비-구형 강화 물질(RF);
    (c) 필로실리케이트(P); 및
    (d) 상용화제(C)
    를 포함하는 조성물(Co)을 포함하는 성형 물품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 성형 물품이 성형 물품의 총량을 기준으로 85 중량% 이상의 조성물(Co)을 포함하는 성형 물품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 성형 물품 및/또는 조성물(Co)이 3.0 g/10 분 이상의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 유량 MFR2(230℃)을 갖는 성형 물품.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 물품 및/또는 조성물(Co)이
    (a) 4000 MPa 이상의 ISO 178에 따라 측정된 굴곡 탄성률; 및/또는
    (b) 52 MPa 이상의 ISO 527-2에 따라 측정된 인장 강도; 및/또는
    (c) 4.6 kJ/m2 이상의 ISO 180에 따라 측정된 아이조드 충격 강도(23 ℃)
    를 갖는 성형 물품.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단독중합체(H-PP)가
    (a) 150 ℃ 이상의 ISO 11357-3에 따라 측정된 융점을 갖고/갖거나;
    (b) α-핵형성된
    것인 성형 물품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비-구형 강화 물질(RF)이 5 내지 400의 종횡비를 가지고, 여기서 선택적으로
    (a) 0.1 내지 3.0 mm의 길이; 및/또는
    (b) 8 내지 20 μm의 직경
    을 가지는 것인 성형 물품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비-구형 강화 물질(RF)이 유리 섬유(GF), 탄소 섬유(CF), 및 월라스토나이트(WL)로 구성되는 군으로부터 선택된 것이고, 바람직하게는 유리 섬유(GF)인 것인 성형 물품.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필로실리케이트(P)가 3.5 내지 50.0 μm 범위의 침강 기술에 의해 측정된 컷오프 입자 크기 d95[질량 백분율]를 가지는 것인 성형 물품.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필로실리케이트(P)가 운모, 카올리나이트, 몬모릴로나이트 및 탈크로 구성되는 군으로부터 선택된 것이고, 바람직하게는 운모인 것인 성형 물품.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상용화제(C)가 카르복실산 또는 카르복실산 무수물의 극성 기를 갖는 그라프트 또는 블록 α-올레핀 공중합체인 것인 성형 물품.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상용화제(C)가 말레산 무수물 관능화 폴리프로필렌인 것인 성형 물품.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물(Co)이
    (a) 프로필렌 단독중합체(H-PP) 50 내지 80 중량%;
    (b) 비-구형 강화 물질(RF) 10 내지 30 중량%;
    (c) 필로실리케이트(P) 5 내지 25 중량%; 및
    (d) 상용화제(C) 0.5 내지 5 중량%
    를 포함하는 것인 성형 물품.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 물품이 사출 성형 물품인 성형 물품.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 물품이 팬, 팬의 날개와 같은 팬의 부품, 발전기 하우징, 플라스틱 의자의 기판 및 등받이로 구성된 군으로부터 선택된 성형 물품.
  15. 조성물(Co)이
    (a) 5.0 g/10 분 이상의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 유량 MFR2(230 ℃)을 갖는 프로필렌 단독중합체(H-PP);
    (b) 비-구형 강화 물질(RF);
    (c) 필로실리케이트(P); 및
    (d) 상용화제(C)
    를 포함하는, 성형 물품, 바람직하게는 사출 성형 물품 내 조성물(Co)의 뒤틀림을 감소시키기 위한 용도.
  16. 제15항에 있어서, δ-뒤틀림으로 정의된 상기 뒤틀림이 2.6 mm 이하인 것인 용도.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 조성물(Co)이 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따라 정의되고/되거나 성형 물품이 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따라 정의되는 것인 용도.
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