KR20150056577A - 고충격 폴리프로필렌 조성물 - Google Patents

고충격 폴리프로필렌 조성물 Download PDF

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KR20150056577A
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카필 인암다르
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사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이.
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Abstract

강성 및 개선된 내충격성을 나타내는 섬유 강화 열가소성 조성물이 개시된다. 상기 개시된 조성물은 폴리프로필렌 폴리머 성분; 저 용융 흐름 엘라스토머 성분; 및 섬유 강화 성분을 포함한다. 또한 상기 개시된 조성물의 제조 방법 및 이들의 다양한 사용 방법이 개시된다.

Description

고충격 폴리프로필렌 조성물{High impact polypropylene compositions}
본 개시는 강성 및 개선된 내충격성을 갖는 섬유 강화 열가소성 폴리머 조성물에 관한 것이다.
열가소성 수지에서의 장 섬유 강화 재료는 형성된 복합 수지 부품의 충격 특성을 개선하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 상기 복합 부품에서 장 섬유의 존재는 상기 복합 부품의 원하지 않는 취성(brittleness)을 초래할 수 있다. 이는 성능 문제로 인해 특정 응용 분야에서의 상기 복합 부품의 적용가능성을 제한할 수 있다. 따라서, 열가소성 수지에서의 종래의 장 섬유 강화 재료(폴리프로필렌이 현재의 경우 선택된다)에 의해 제공되는 것과 유사하거나 훨씬 더 우수한 충격 특성 및 덜 취성이 있는 파괴 모드(failure mode)의 조합을 갖는 복합체를 제조하는 것이 바람직할 수 있다.
이를 위해, 섬유 강화 열가소성 폴리머 조성물에서 특정의 상대적으로 높은 흐름 엘라스토머(들)의 사용이 상기 장 섬유 강화 제품의 충격 특성을, 심지어 상기 복합체에 이미 존재하는 장 섬유의 효과 이상으로 향상시킬 수 있다는 것이 알려져 있다. 이러한 고 용융 흐름 엘라스토머의 혼입은 또한 더 연성이 있는 파괴 모드를 촉진할 수 있고 상대적으로 낮은 표면 광택과 함께 더 부드러운 터치감(touch) 또는 느낌을 갖는 제품을 낳을 수 있다.
또한, 인발 성형 공정(pultrusion process)이 장 유리 충전 또는 강화 열가소성 펠렛을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 이 공정은 상기 폴리머의 흐름 특성에 매우 민감할 수 있다. 상기 폴리머의 열악한 흐름 또는, 상대적으로 높은 점도는 상기 폴리머에 의해 강화 연속 섬유의 함침의 정도를 제한하여 상기 제품의 열악한 펠렛 품질을 초래할 수 있다. 이러한 문제는 첨가제 또는 특성 향상제의 선택을 제한하는 인자일 수 있고, 특히 이들이 본질적으로 저 흐름 특성을 갖는 경우, 그러하다.
따라서, 개선된 충격 강도 특성 및 다른 개선된 기계적 특성을 제공할 수 있고 열악한 흐름 특성으로 인한 제한 없이, 인발 성형을 포함하는 다양한 방법을 통해 제조될 수 있는, 섬유 강화 열가소성 조성물이 여전히 요구된다. 더 구체적으로, 원하는 수준의 충격 특성 및 연성 파괴 모드를 나타내는 상대적으로 낮은 용융 흐름 엘라스토머를 포함하는 섬유 강화 열가소성 조성물이 여전히 요구된다.
이러한 요구들 및 다른 요구들은 본 개시의 조성물 및 방법에 의해 충족된다.
본 발명의 목적(들)에 따라, 본 명세서에 구체화되고 광범위하게 기술된 바와 같이, 본 개시는, 일 측면에서, 강성 및 개선된 내충격성을 갖는 섬유 강화 열가소성 조성물에 관한 것이다. 따라서, 제1 측면에서, 본 발명은 폴리프로필렌 폴리머 성분; 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 30g/10분 미만인 저 용융 흐름 엘라스토머 성분; 및 섬유 강화 성분을 포함하는, 섬유 강화 열가소성 조성물을 제공한다.
다른 측면에서 본 발명은 폴리프로필렌 폴리머 성분 10 내지 90 중량%; 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 5 내지 20g/10분의 범위인 에틸렌-부텐 엘라스토머 성분 1 내지 30 중량%; 및 유리 섬유 강화 성분 1 내지 70 중량%를 포함하는, 섬유 강화 열가소성 조성물을 제공한다. 이 측면에 따르면, 상기 섬유 강화 열가소성 조성물은 상기 에틸렌-부텐 엘라스토머 성분의 부존재하의 참조 조성물에 대하여 개선된 충격 특성을 나타낸다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 섬유 강화 열가소성 조성물의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 일반적으로 ⅰ) 폴리프로필렌 폴리머 성분; 및 ⅱ) 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 30g/10분 미만인 저 용융 흐름 엘라스토머 성분을 포함하는 열가소성 수지 혼합물을 제공하는 단계; 유리 섬유 강화 성분을 제공하는 단계; 및 상기 유리 섬유 강화 성분을 상기 열가소성 수지 혼합물과 접촉시켜 섬유 강화 열가소성 복합체를 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가적인 측면들은 하기의 설명에서 부분적으로 설명될 것이고; 부분적으로는 하기 상세한 설명으로부터 자명할 것이거나, 본 발명의 실시에 의해 습득될 수 있다. 본 발명의 이점은 첨부된 특허청구범위에서 특히 지적된 요소 및 조합에 의해 실현되고 달성될 것이다. 전술한 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명은 모두 단지 예시 및 설명을 위한 것이며, 청구된 본 발명을 제한하지 않음을 이해하여야 한다.
본 명세서에 통합되고 본 명세서의 일부를 구성하는, 첨부한 도면들은 몇몇 측면들을 도시하고 하기의 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1a는 본 명세서의 실시예 4에 따른 대조군 시험편의 사진이고 엘라스토머의 부존재하에 장 유리 섬유(LGF)가 40 중량%(wt%)인 참조 또는 대조군 복합체와 관련된 더 취성이 있는 파괴 모드를 도시한다.
도 1b는 본 명세서의 실시예 4에 따른 본 발명의 시험편의 사진이고 엘라스토머의 존재하에 장 유리 섬유(LGF)가 40 wt%인 참조 또는 대조군 복합체와 관련된 더 연성이 있는 파괴 모드를 도시한다.
본 발명은 하기의 상세한 설명, 실시예, 도면 및 특허청구범위, 그리고 이들의 이전 및 하기의 설명을 참조하여 더욱 쉽게 이해될 수 있다. 그러나, 본 조성물, 물품, 장치, 시스템 및/또는 방법이 개시되고 기술되기 전에, 본 발명은 달리 특정되지 않는 한 개시된 조성물, 물품, 장치, 시스템 및/또는 방법의 특정 측면에 한정되지 않음을 이해하여야 한다. 왜냐하면, 물론 그와 같이 것은 변화할 수 있기 때문이다. 또한 본 명세서에 사용된 용어는 단지 본 발명의 특정 측면을 기술하기 위함이고 한정하고자 함이 아님을 이해하여야 한다.
본 발명의 하기의 설명은 또한 현재 알려진 측면에서 최상의 본 발명의 실시가능한 교시로서 제공된다. 이를 위해, 관련 기술 분야의 통상의 기술자는, 여전히 본 발명의 유리한 결과를 얻으면서, 변경 및 변형이 본 명세서에 기술된 본 발명의 다양한 측면들에 이루어질 수 있는 것을 인식하고 이해할 것이다. 또한 본 발명의 몇몇 원하는 이점은 다른 특징을 이용하지 않고 본 발명의 몇몇 특징을 선택함으로써 얻어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 따라서, 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명에 대한 많은 변형 및 개작(adaptation)이 가능하고 심지어 특정 상황에서 바람직할 수 있으며, 따라서 변형 및 개작도 본 발명의 일부임을 인식할 것이다. 따라서, 하기의 설명은 본 발명의 원리를 예시하고 이를 한정하지 않는 것으로 제공된다.
본 개시의 요소들의 다양한 조합, 예를 들어 동일한 독립항에 종속하는 종속항들의 요소들의 조합은 본 발명에 의해 포괄된다.
나아가, 달리 명시적으로 진술되지 않는 한, 본 명세서에 설명된 임의의 방법은 그 단계들이 특정 순서로 수행될 것을 요구하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다 . 따라서, 방법 청구항이 실제로 그의 단계들이 따라야 하는 순서를 실제로 기재하지 않거나 또는 상기 단계들이 특정 순서로 한정되어야 하는 것으로 특허청구범위 또는 상세한 설명에 구체적으로 달리 진술되지 않는 경우, 어떠한 측면에서도, 순서가 추론되는 것으로 결코 의도되지 않는다. 이는 단계들 또는 작업 흐름의 배열에 관한 논리의 문제; 문법 조직 또는 문장 구두점으로부터 유래된 보통의 의미; 및 본 명세서에서 설명된 측면들의 수 또는 유형을 포함하는, 모든 가능한 비명시적 기준의 해석에 대해서도 적용된다.
본 명세서에 언급된 모든 간행물들은 상기 간행물들이 인용되는 것과 관련된 방법들 및/또는 재료들을 개시하고 기술하기 위해 참조로써 본 명세서에 통합된다.
또한 본 명세서에 사용된 용어는 단지 특정 측면을 기술하기 위함이고 한정하고자 함이 아님을 이해하여야 한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 바와 같이, 용어 "포함하는"은 "구성된" 및 "본질적으로 구성된" 측면들을 포함할 수 있다. 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서 및 그 후의 특허청구범위에서, 본 명세서에서 정의될 많은 용어들이 참조될 것이다.
본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 사용된 바와 같이, 단수형 및 "상기"는 문맥이 명백히 달리 지시하지 않는 한, 복수의 지시대상(referent)을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "유리 섬유"에 대한 참조는 2종 이상의 그러한 유리 섬유들의 혼합물을 포함한다.
범위들은 "약" 하나의 특정 값에서, 및/또는 "약" 하나의 다른 특정 값까지로 본 명세서에서 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현되는 경우, 다른 측면은 상기 하나의 특정 값에서 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 마찬가지로, 접두사 "약"을 사용하여 값들이 근사치로 표현되는 경우, 그 특정 값이 다른 측면을 형성하는 것으로 이해될 것이다. 상기 범위들의 각각의 종점들은 다른 종점과 관련하여 그리고 다른 종점과 독립적으로 모두 유의미한 것으로 또한 이해될 것이다. 또한 본 명세서에 개시된 많은 값이 있고, 각 값은 상기 값 그 자체 이외의 특정 값에 "약"을 붙인 값으로서 본 명세서에 또한 개시되는 것으로 이해된다. 예를 들어, 값 "10"이 개시되는 경우, "약 10"이 또한 개시된 것이다. 또한 2개의 특정 단위들 사이의 범위 내에 속하는 각 단위가 또한 개시되는 것으로 이해된다. 예를 들어 10 및 15가 개시되는 경우, 11, 12, 13 및 14가 또한 개시된 것이다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "선택적인" 또는 "선택적으로"는 후속하여 기술되는 사건, 조건, 성분 또는 상황이 일어날 수 있거나 일어나지 않을 수 있으며, 상기 기술은 상기 사건 또는 상황이 일어나는 경우 및 일어나지 않는 경우를 포함한다는 것을 의미한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 또는 문구 "유효한", "유효량" 또는 "유효한 조건"은 그 유효량으로 표시되는 기능 또는 특성을 수행할 수 있는 그러한 양 또는 조건을 지칭한다. 하기에 지적하는 바와 같이, 요구된 정확한 양 또는 특정 조건은 채용된 재료 및 관찰된 가공 조건과 같은 인식된 변수에 따라, 일 측면 또는 측면들과 다른 측면에서 달라질 수 있다. 따라서, 본 개시에 의해 포괄되는 각 측면 또는 측면들에 대하여 정확한 "유효량" 또는 "유효한 조건"을 지정하는 것이 항상 가능한 것은 아니다. 그러나, 적절한 유효량 또는 원하는 결과를 달성하기에 유효한 조건은 단지 통상적인 실험을 사용하여 통상의 기술자에 의해 쉽게 결정될 수 있는 것임을 이해하여야 한다.
본 발명의 개시된 조성물을 제조하기 위해 사용되어야 하는 성분들 뿐만 아니라 본 명세서에 개시된 방법 내에서 사용되어야 하는 조성물 자체가 개시된다. 이들 및 다른 재료들이 본 명세서에 개시되고, 이러한 재료들의 조합, 부분 집합(subset), 상호 작용, 그룹 등이 개시되는 경우, 각각의 다양한 개별적인 그리고 집합적인 조합 및 순열의 구체적인 기준은 명시적으로 개시될 수 없지만, 각각은 본 명세서에 구체적으로 고려되고 기술되는 것으로 이해된다. 이러한 개념은, 이에 한정되는 것은 아니나, 본 발명의 조성물의 제조 및 사용 방법의 단계를 포함하는 본 출원의 모든 측면에 적용된다. 따라서, 수행될 수 있는 여러 가지의 추가적인 단계들이 있는 경우, 각각의 이러한 추가적인 단계들은 본 발명의 방법의 임의의 특정 측면 또는 측면들의 조합으로 수행될 수 있다는 것이 이해된다.
본 명세서 및 결론적인 특허청구범위에서, 조성물 또는 물품 중의 특정 성분의 중량부(pbw)에 대한 언급은 중량부로 표현된 상기 조성물 또는 물품 중의 상기 요소 또는 성분과 임의의 다른 요소들 또는 성분들 사이의 중량 관계를 나타낸다. 따라서, 2 중량부의 성분 X 및 5 중량부의 성분 Y를 포함하는 조성물에서, X 및 Y는 2:5의 중량비로 존재하고, 추가적인 성분들이 상기 컴파운드 내에 포함되는지 여부와 무관하게 그러한 비율로 존재한다.
성분의 중량%(wt%)는, 이와 반대로 구체적으로 진술되지 않는 한, 상기 성분이 포함되는 배합물 또는 조성물의 총 중량에 기초한다. 예를 들어 어느 조성물 또는 물품 내에 특정 요소 또는 성분이 8 중량%를 갖는 것으로 언급되는 경우, 이러한 백분율은 총 조성 비율 100 퍼센트(%)와 관련이 있는 것으로 이해된다.
본 명세서에 개시된 각각의 성분 출발 재료는 상업적으로 입수 가능하거나 및/또는 이들의 제조 방법은 통상의 기술자에게 알려져 있다.
위에서 간략하게 요약한 바와 같이, 본 개시의 측면들은 종래의 강화 열가소성 조성물에 대하여 하나 이상의 개선된 성능 특성을 나타내는 섬유 강화 열가소성 폴리머 조성물을 제공한다. 예를 들어, 상기 개시된 섬유 강화 열가소성 조성물은 개선된 충격 특성, 개선된 연성 파괴 모드 중 하나 이상을 나타낼 수 있고, 상대적으로 낮은 표면 광택과 함께 부드러운 터치감 또는 느낌을 나타낼 수 있다. 이를 위해, 통상의 기술자가 인식할 수 있는 바와 같이, 종래의 강화 열가소성 재료는 전형적으로 예를 들어, 인장 강도 및 모듈러스의 일반적인 증가에 의해 입증되는 바와 같이, 강성을 부여하고 충격 강도를 개선하기 위해 유리 강화 섬유와 블렌드되는 열가소성 재료를 포함한다. 그러나, 강화 유리 섬유의 첨가는 전형적으로 예를 들어, 감소된 연성 또는 인장 신장률 또는 변형률에 의해 입증되는 바와 같이, 상기 열가소성 재료의 탄성을 감소시킨다.
본 발명의 개시된 섬유 강화 조성물은 일반적으로 열가소성 폴리머 성분 및 섬유 강화 성분을 포함한다. 그러나, 종래의 섬유 강화 재료와 대조적으로, 본 발명의 조성물은 저 용융 흐름 엘라스토머 성분을 더 포함한다. 놀랍게도 그리고 예상치 않게, 상기 개시된 강화 열가소성 조성물 내에 저 용융 흐름 엘라스토머 성분의 혼입은 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분의 부존재하의 종래의 강화 열가소성 조성물에 대하여 하나 이상의 개선된 성능 특성을 나타내는 강화 조성물을 낳았다. 예를 들어, 상기 개시된 섬유 강화 열가소성 폴리머 조성물은 개선된 충격 특성, 더 연성이 있고 덜 취성이 있는 파괴 모드 중 하나 이상을 나타내고, 상대적으로 낮은 표면 광택과 함께, 부드러운 터치감 또는 느낌을 나타낼 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 개시된 조성물은 열가소성 폴리머 성분을 포함한다. 상기 열가소성 폴리머 성분은 1종 이상의 열가소성 폴리머를 포함한다. 일 측면에서, 상기 열가소성 폴리머 성분은 단일 열가소성 폴리머 재료를 포함할 수 있거나, 대안적으로, 다른 측면에서 2종 이상의 상이한 열가소성 폴리머 재료의 블렌드(blend)를 포함할 수 있다. 상기 열가소성 폴리머 성분은 상기 조성물 또는 의도된 응용 분야에 사용하기에 적절한 임의의 열가소성 폴리머 또는 폴리머들의 혼합물을 포함할 수 있다. 몇몇 측면에 따르면, 상기 열가소성 폴리머 성분은 폴리프로필렌 폴리머 성분을 포함한다. 예를 들어, 몇몇 측면에서 상기 폴리프로필렌 성분은 폴리프로필렌 호모폴리머를 포함할 수 있다. 예시적인 비 제한적인 측면에 따르면, 본 명세서에 개시되고 기술된 상기 조성물 및 방법에 사용하기에 적절한 상업적으로 입수가능한 폴리프로필렌 호모폴리머는 Ineos Technologies로부터 입수가능한 Innovene H20H 등급 폴리프로필렌이다. Innovene H20H 등급 폴리프로필렌은 230℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 10분 당 약 20 그램(g/10분)이다. 또 다른 추가의 예시적이고 비 제한적인 측면에서, 본 명세서에 개시되고 기술된 상기 조성물 및 방법에 사용하기에 적절한 다른 상업적으로 입수가능한 폴리프로필렌 호모폴리머는 Bamburger Polymers, Inc.로부터 입수가능한 BapoleneTM 4042 폴리프로필렌 수지이다. BapoleneTM 4042는 230℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 4g/10분이다.
대안적으로, 상기 폴리프로필렌 성분은 폴리프로필렌 코폴리머를 포함할 수 있다. 상기 열가소성 폴리머 성분은 상기 조성물 내에 임의의 바람직한 양으로 존재할 수 있다. 그러나, 몇몇 측면에서 상기 열가소성 폴리머 성분은 상기 조성물의 약 10 중량% 내지 90 중량%의 범위에 있는 양으로 상기 조성물 내에 존재할 수 있고, 그 양은 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80 또는 85 중량%와 같은 예시적인 양을 포함한다. 또 다른 측면에서, 상기 열가소성 폴리머 성분은 임의의 2개의 상기 값들로부터 유래된 임의의 범위 내의 양으로 존재할 수 있고, 그 양은 예를 들어, 10 중량% 내지 70 중량%의 범위에 있는 양, 또는 20 중량% 내지 70 중량%의 범위에 있는 양을 포함한다.
또한 상술한 바와 같이, 상기 개시된 조성물은 저 용융 흐름 엘라스토머 성분을 더 포함한다. 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분은 190℃의 온도 및 2.16kg의 하중하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI) 값이 30g/10분 미만인 것을 특징으로 할 수 있다. 다른 측면에서, 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분은 190℃의 온도 및 2.16kg의 하중하에 측정된 용융 흐름 지수가 25g/10분 미만, 20g/10분 미만, 15g/10분 미만, 10g/10분 미만, 또는 심지어 5g/10분 미만일 수 있다. 또 다른 측면에서, 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분은 용융 흐름 지수가 임의의 2개의 상술한 용융 흐름 지수 값으로부터 유래된 임의의 범위 내에 있을 수 있고, 예를 들어, 190℃의 온도 및 2.16kg의 하중하에 측정된 5 내지 20 g/10분의 범위에 있는 용융 흐름 지수를 포함한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용융 흐름 지수 값은 예를 들어, ASTM D1238 측정 프로토콜에 따라 결정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 개시된 조성물에 사용하기에 적절한 저 용융 흐름 엘라스토머의 예는 에틸렌 함유 엘라스토머류를 포함하고, 예를 들어 에틸렌-부텐 코폴리머 엘라스토머 및 에틸렌-옥텐 코폴리머 엘라스토머를 포함한다. 상기 열가소성 폴리머 성분과 유사하게, 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분은 단일 저 용융 흐름 엘라스토머를 포함할 수 있거나, 대안적으로, 2종 이상의 상이한 저 용융 흐름 엘라스토머의 블렌드를 포함할 수 있다. 또한, 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분이 상기 조성물 내에 임의의 바람직한 양으로 존재할 수 있으나, 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분이 0 중량% 초과 내지 30 중량%의 범위에 있는 양으로 존재하는 것이 몇몇 측면에 따라 바람직할 수 있으며, 그 양은 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량% 및 25 중량%의 양을 포함한다. 또 다른 측면에서, 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분은 상기 조성물 내에 임의의 2개의 상술한 중량% 값으로부터 유래된 임의의 범위 내의 양으로 존재할 수 있고, 예를 들어, 그 양은 5 내지 20 중량% 또는 10 내지 20 중량%의 범위 내의 양을 포함한다. 본 명세서에 개시된 조성물 및 방법에 사용하기에 적절한 상업적으로 입수가능한 에틸렌-부텐 엘라스토머의 예시적인 비제한적인 예는 Dow Chemicals로부터 입수가능한 Engage 7447이다. 본 명세서에 개시된 조성물 및 방법에 사용하기에 적절한 상업적으로 입수가능한 에틸렌-옥텐 엘라스토머의 예시적인 비제한적인 예는 Engage 8200, Engage 8137 및 Engage 8407을 포함하고, 이들 모두는 Dow Chemicals로부터 또한 입수가능하다.
상기 개시된 조성물은 섬유 강화 성분을 더 포함한다. 바람직하게는, 상기 섬유 강화 성분은 복수의 유리 섬유를 포함한다. 이를 위해, 상기 유리 섬유는 상대적으로 짧은 유리 섬유, 상대적으로 긴 유리 섬유, 또는 단 및 장 유리 섬유 둘 다의 조합일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 단 유리 섬유는 평균 섬유 길이가 약 5 mm 이하인 유리 섬유의 집단(population)을 지칭한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 장 유리 섬유는 평균 섬유 길이가 약 5 밀리미터(mm) 보다 긴 유리 섬유의 집단을 지칭하고, 예를 들어, 섬유 길이가 5 mm 초과 내지 15 mm의 범위에 있는 유리 섬유의 집단을 포함한다. 상기 섬유 강화 성분은 상기 조성물 내에 임의의 바람직한 양으로 존재할 수 있다. 그러나, 몇몇 측면에서, 상기 강화 성분은 상기 조성물 내에 0 중량% 초과 내지 약 70 중량%의 양으로 존재할 수 있고, 그 양은 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량%, 25 중량%, 30 중량%, 35 중량%, 40 중량%, 45 중량%, 50 중량%, 55 중량% 및 65 중량%의 예시적인 양을 포함한다. 또 다른 측면에서, 상기 섬유 강화 성분은 상기 조성물 내에 임의의 2개의 상술한 중량% 값으로부터 유래된 임의의 범위 내의 양으로 존재할 수 있고, 그 양은 예를 들어 20 내지 50 중량% 또는 30 내지 50 중량%의 범위 내의 양을 포함한다. 본 명세서에서 기술된 인발 성형 공정에 사용하기에 적절한 장 유리 섬유의 예는 PPG Industries로부터 상업적으로 입수가능한 TufRovTM 4588 유리 섬유를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 본 명세서에 예시된 이축 압출 콤파운딩에 의해 제조된 샘플을 포함하여, 개시된 샘플에 사용하기에 적절한 단 또는 절단된(chopped) 유리 섬유는 Johns Manville로부터 상업적으로 입수가능한 ThermoFlowTM 738 유리 섬유를 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
상기 개시된 조성물은 1종 이상의 선택적인 첨가제 성분을 더 포함할 수 있고, 상기 첨가제 성분은 예를 들어, 커플링제, 산화방지제, 열 안정화제, 흐름 개질제 및 착색제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 포함한다. 예를 들어, 상기 개시된 조성물에 첨가제 성분으로서 사용하기에 적절한 예시적인 커플링제는 Chemtura로부터 상업적으로 입수가능한 PolybondTM 3150 말레산 무수물 그래프트된 폴리프로필렌 또는 DuPont으로부터 상업적으로 입수가능한 Fusabond P613 말레산 무수물 그래프트된 폴리프로필렌을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 개시된 조성물에 첨가제 성분으로서 사용하기에 적절한 예시적인 흐름 개질제는 Polyvel Inc.로부터 상업적으로 입수가능한 CR20P 퍼옥사이드 마스터배치를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 개시된 조성물에 첨가제 성분으로서 사용하기에 적절한 예시적인 안정화제는 BASF로부터 상업적으로 입수가능한 IrganoxTM B225를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또 다른 측면에서, 순(neat) 폴리프로필렌이 선택적인 첨가제로서 도입될 수 있다. 예를 들어, 순 폴리프로필렌은 성형 공정시 건식 블렌딩 단계에 도입되어 조성물 내의 유리 섬유 로딩(loading)의 수준을 변경할 수 있다.
본 발명의 측면들에 따르면, 상기 개시된 섬유 강화 열가소성 폴리머 성분은 저 용융 흐름 엘라스토머 성분의 부존재하의 종래 또는 참조 조성물과 비교하여 하나 이상의 개선된 성능 특성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 개시된 조성물은 개선된 충격 특성, 더 연성이 있고 덜 취성이 있는 파괴 모드, 더 부드러운 터치감 또는 느낌, 및 상대적으로 낮은 표면 광택 중 하나 이상을 나타낼 수 있다. 또한, 비교 참조 조성물에 비하여 이러한 개선된 특성은 임의의 조합으로 제공될 수 있거나 또는 이들은 소정의 조성물에 대하여 개별적으로 일어날 수 있음을 이해하여야 한다.
상응하는 종래 또는 참조 조성물에 대한 비교를 기술하기 위하여, 상응하는 참조 조성물은 본 발명의 조성물과 동일한 성분 양의 동일한 성분 재료로 본질적으로 구성되지만 저 용융 흐름 엘라스토머 성분을 포함하지 않음을 이해하여야 한다. 또한, 상응하는 참조 조성물에서 상기 열가소성 폴리머 성분의 중량% 양은 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분의 부존재를 보상하기 위해 증가되었기 때문에 상기 섬유 강화 성분 및 임의의 선택적인 첨가제 성분의 중량%가 본 발명의 조성물과 상응하는 참조 조성물 모두에서 동일하다. 예를 들어, 그리고 이에 한정되지 않고, 예시적인 본 발명의 섬유 강화 조성물 및 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재하의 상응하는 참조 조성물이 하기 표 1에 설명된다.
성분 참조 (wt. %) 본 발명 (wt %)
장 유리 섬유 30 30
폴리프로필렌 67.28 47.28
커플링제 1.93 1.93
안정화제 0.60 0.60
흐름 개질제 0.20 0.20
저 용융 흐름 엘라스토머 0.00 20.0
합계 100.1 100.1
상기 표에 나타낸 바와 같이, 예시된 본 발명의 조성물 및 참조 조성물은 각각, 저 용융 흐름 엘라스토머 성분 및 폴리프로필렌 성분을 제외하고는, 동일한 성분 양으로 동일한 성분 재료를 포함한다. 이를 위해, 상기 참조 조성물은 폴리프로필렌 성분 67.28 중량%를 포함하고 저 용융 흐름 엘라스토머를 포함하지 않는다(0 wt%). 대조적으로, 본 발명의 조성물은 저 용융 흐름 엘라스토머 20.0 중량% 및 상기 저 용융 흐름 엘라스토머의 첨가를 보상하기 위해 20 중량%가 감소된 양(즉, 47.28 중량%)의 폴리프로필렌을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 개시된 조성물은 저 용융 흐름 엘라스토머 성분의 부존재하의 상응하는 참조 조성물에 대하여 개선된 충격 특성을 또한 나타낼 수 있다. 이러한 개선된 충격 특성은 노치 아이조드 충격 강도의 증가, 비노치 아이조드 충격 강도의 증가 및 다축 충격 강도의 증가를 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 측면들에 따르면, 개시된 조성물은 상응하는 참조 조성물보다 적어도 약 5% 초과하는 노치 아이조드 충격 강도를 나타낼 수 있다. 다른 측면들은 노치 아이조드 충격 강도의 더더욱 큰 증가를 나타낼 수 있고, 예를 들어 적어도 약 10% 초과, 적어도 약 15% 초과, 적어도 약 20% 초과, 적어도 약 25% 초과, 및 나아가 적어도 약 30% 초과의 증가를 포함한다. 또한, 노치 아이조드 강도의 이러한 증가는 약 23℃에서 측정되는 주위 온도 조건 또는 약 -40℃에서 측정되는 영하 온도 조건, 또는 심지어 주위 및 영하 온도 조건 모두에서 얻어질 수 있다. 또 다른 측면에서, 노치 아이조드 충격 강도의 이러한 증가는 예를 들어, 23℃ 내지 -40℃의 온도의 범위를 포함하는, 온도의 범위 내에서 얻어질 수 있다. 본 명세서에 언급된 바와 같이, 상기 노치 아이조드 충격 강도 값은 ISO 180 측정 절차에 따라 얻어질 수 있다.
본 발명의 측면들에 따르면, 상기 개시된 조성물은 개선된 비노치 아이조드 충격 강도를 또한 나타낼 수 있다. 예를 들어, 개시된 조성물은 상응하는 참조 조성물보다 적어도 약 5% 초과하는 비노치 아이조드 충격 강도를 나타낼 수 있다. 다른 측면은 비노치 아이조드 충격 강도의 더더욱 큰 증가를 나타낼 수 있고, 예를 들어 적어도 약 10% 초과, 적어도 약 15% 초과, 적어도 약 20% 초과, 적어도 약 25% 초과, 및 심지어 적어도 약 30% 초과의 증가를 포함한다. 또한, 비노치 아이조드 강도의 이러한 증가는 약 23℃에서 측정되는 주위 온도 조건 또는 약 -40℃에서 측정되는 영하 온도 조건 또는 심지어 주위 및 영하 온도 조건 모두에서 얻어질 수 있다. 또 다른 측면에서, 비노치 아이조드 충격 강도의 이러한 증가는 예를 들어, 23℃ 내지 -40℃의 온도의 범위를 포함하는, 온도의 범위 내에서 얻어질 수 있다. 본 명세서에 언급된 바와 같이, 상기 비노치 아이조드 충격 강도 값은 ISO 180 측정 절차에 따라 얻어질 수 있다.
증가된 노치 및 비노치 충격 강도 이외에, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 개시된 조성물은 다축 충격 강도의 증가를 특징으로 하는 개선된 충격 특성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 몇몇 측면에 따르면, 개시된 조성물은 상응하는 참조 조성물보다 적어도 약 5% 초과하는 다축 충격 강도를 나타낼 수 있다. 다른 측면은 다축 충격 강도의 더더욱 큰 증가를 나타낼 수 있고, 예를 들어 적어도 약 10% 초과, 적어도 약 15% 초과, 적어도 약 20%, 적어도 약 25% 초과 및 나아가 적어도 약 30% 초과의 증가를 포함한다. 또한, 다축 충격 강도의 이러한 증가는 약 23℃에서 측정되는 주위 온도 조건 또는 약 -40℃에서 측정되는 영하 온도 조건 또는 심지어 주위 및 영하 온도 조건 모두에서 얻어질 수 있다. 또 다른 측면에서, 다축 충격 강도의 이러한 증가는 예를 들어, 23℃ 내지 -40℃의 온도의 범위를 포함하는, 온도의 범위 내에서 얻어질 수 있다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 상기 다축 충격 강도 값은 ASTM D3673 측정 절차에 따라 얻어질 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 섬유 강화된 조성물은 참조 조성물과 비교하여 상대적으로 부드러운 터치감 또는 느낌을 나타낼 수 있다. 이러한 부드러운 터치감 또는 느낌은 ASTM D2240 측정 절차에 따라 측정된 더 낮은 쇼어 D 경도 값을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 몇몇 측면에 따르면, 개시된 조성물은 쇼어 D 경도 값이 상응하는 참조 조성물보다 적어도 약 2% 더 낮다. 다른 측면은 쇼어 D 경도 값의 더더욱 큰 감소를 나타낼 수 있고, 예를 들어 상응하는 참조 조성물보다 적어도 약 5%, 적어도 약 8%, 적어도 약 10%, 적어도 약 12% 및 심지어 적어도 약 15%의 감소를 포함한다.
상기 개시된 조성물은 상응하는 참조 조성물의 파괴 모드와 비교하여 상대적으로 더 연성이 있고 덜 취성이 있는 파괴 모드를 또한 나타낼 수 있다. 이러한 개선된 연성은, 예를 들어, ISO 527 측정 표준에 따라 측정된 증가된 인장 변형률을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 측면들에 따르면, 개시된 섬유 강화 조성물은 상응하는 참조 조성물보다 적어도 약 5% 초과하는 인장 변형률을 나타낼 수 있다. 다른 측면은 인장 변형률의 더더욱 큰 증가를 나타낼 수 있고, 예를 들어, 적어도 약 10% 초과, 적어도 약 15% 초과, 적어도 약 20% 초과, 적어도 약 25% 초과, 및 나아가 적어도 약 30% 초과의 증가를 포함한다.
또 다른 측면에서, 본 개시는 본 명세서에 기술된 섬유 강화 열가소성 조성물의 제조 방법을 제공한다. 개시된 방법에 따르면, 상술한 열가소성 폴리머 성분 및 상술한 저 용융 흐름 엘라스토머 성분을 포함하는 열가소성 수지 혼합물이 제공된다. 예를 들어, 그리고 이에 한정되지 않고, 폴리프로필렌 폴리머 성분 및 190℃의 온도에서 2.16kg의 압력 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 30g/10분 미만인 저 용융 흐름 엘라스토머 성분을 포함하는 열가소성 수지 혼합물이 제공될 수 있다.
제공된 상술한 강화 섬유 성분은 이후 상기 열가소성 수지 혼합물과 접촉하여 섬유 강화 열가소성 복합체를 형성할 수 있다. 통상의 기술자가 인식할 수 있는 바와 같이, 이러한 접촉 단계는 상기 강화 섬유 성분의 특성에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 측면에 따르면, 상기 접촉 단계는 연속적인 일 단계 인발 성형 공정에 의해 수행될 수 있다. 통상의 기술자가 인식할 수 있는 바와 같이, 인발 성형 공정은 상기 강화 섬유 재료가 장 유리 섬유를 포함하는 그러한 측면에 사용하기에 더 적합하다. 이러한 측면에 따르면, 유리 섬유 조방사(roving)는 스풀(spool)로부터 연속적으로 인출되어 열가소성 수지 혼합물 코팅 또는 및 함침 스테이션을 통과할 수 있으며, 이곳에서 조방사는 상기 열가소성 수지 혼합물을 포함하는 용융물(melt)로 코팅되거나 함침된다. 상기 코팅되거나 함침된 유리 섬유 스트랜드(strand)는 이후 냉각된 후 펠렛화될 수 있다. 이러한 펠렛은 이후 특성 측정을 위한 기존 형태의 시험편 부품 또는 원하는 최종 사용 분야에 사용하기 위한 다양한 복잡성의 성형 부품으로 사출 성형될 수 있다. 1종 이상의 선택적인 첨가제가 상기 섬유 강화 열가소성 조성물에 혼입되는 것이 바람직한 경우, 이들은 인발 성형 공정 동안 도입될 수 있거나, 또는 인발 공정 후이며 임의의 후속하는 성형 단계 전에 펠렛화된 강화 열가소성 조성물과 함께 건식 블렌딩함으로써 도입될 수 있다.
상기 섬유 강화 재료가 단 유리 섬유를 포함하는 대안적인 측면에서, 상기 단 유리 섬유를 상기 열가소성 수지 혼합물과 접촉시키는 단계는 예를 들어, 상기 단 유리 섬유를 상기 열가소성 수지 혼합물과 함께 콤파운딩하는 단계에 의해 수행될 수 있다. 이러한 콤파운딩은 섬유 강화 열가소성 복합 재료의 제조에 사용되는 임의의 종래의 알려진 장치를 사용하여 수행될 수 있고, 예를 들어 이축 압출기의 사용을 포함한다. 상기 압출된 유리 섬유 강화 조성물은 이후 냉각된 후 펠렛화될 수 있다. 이러한 펠렛은 이후 특성 측정을 위한 기존 형태의 시험편 부품 또는 원하는 최종 사용 분야에 사용하기 위한 다양한 복잡성의 성형 부품으로 사출 성형될 수 있다. 다시 한번, 1종 이상의 선택적인 첨가제가 상기 섬유 강화 열가소성 조성물에 혼입되는 것이 바람직한 경우, 이들은 압출 성형 공정 동안 도입될 수 있거나, 또는 압출 성형 공정 후이며 임의의 후속하는 성형 단계 전에 펠렛화된 강화 열가소성 조성물과 함께 건식 블렌딩함으로써 도입될 수 있다.
본 명세서에 개시된 선택적인 첨가제는 성형 공정 전 또는 동안에 상기 조성물에 도입될 수 있다. 예를 들어, 1종 이상의 선택적인 첨가제는 유리 섬유 강화 성분이 블렌딩되거나 또는 다른 방법으로 상기 열가소성 수지 혼합물에 도입되기 전에 열가소성 수지 혼합물 또는 조성물에 도입될 수 있다. 대안적으로, 1종 이상의 선택적인 첨가제는 상기 유리 섬유 강화 성분이 블렌딩되거나 또는 다른 방법으로 조성물에 도입된 후 조성물에 도입될 수 있다. 또 다른 측면에서, 1종 이상의 선택적인 첨가제는 성형 공정 동안 수행된 건식 블렌딩 단계 시 도입될 수 있다.
본 명세서에 개시되고 기술된 섬유 강화 열가소성 조성물은 비교적 높은 충격 특성이 요구되고, 상대적으로 부드러운 터치감 또는 느낌이 요구되고; 및/또는 진동 감쇠 효과가 요구되는 용도를 포함하는, 다양한 최종 사용 용도에 사용될 수 있다. 용도의 예는 더 나은 그립을 위해 고충격 및/또는 부드러운 터치감이 요구되는, 야외 잔디 및 정원 전력 장비(power equipment), 드릴, 그라인더 등과 같은 전동 공구와 관련하여 종래에 이용된 열가소성 물품을 포함한다. 상기 개시된 조성물은 또한 산업, 사무, 의료 또는 가정용 가구 제조 관련 용도에 사용하기에 더욱 적절하다. 또한, 상기 개시된 조성물은 고충격 특성이 요구되는 식품과 유체 저장 및 취급 용도에 사용될 수 있다. 또 다른 측면에서, 상기 개시된 조성물은 예를 들어, 개머리판 또는 블레이드 핸들(blade handle) 및 손잡이(grip)을 포함하는, 무기류와 관련하여 사용하기에 적절하다. 또 다른 측면에서, 상기 개시된 조성물은 예를 들어, 진동 감쇠 효과가 요구되는 용도를 포함하는, 다양한 자동차 부품, 운송 분야, 스포츠 및 레크리에이션 장비와 관련하여 유용할 수 있다.
전형적인 측면들이 도시를 위하여 설명되었지만, 전술한 설명은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 간주되어서는 안된다. 따라서, 다양한 변경, 개작 및 대안이 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 통상의 기술자에게 일어날 수 있다.
실시예
하기의 실시예들은 통상의 기술자에게 본 명세서에서 청구된 컴파운드, 조성물, 물품, 장치 및/또는 방법이 어떻게 제조되고 평가되는 지에 관한 완전한 개시 및 설명을 제공하기 위해 제공되고, 본 발명의 순수한 예로 들기 위한 것이며 본 발명자들이 본 발명으로서 간주한 것의 범위를 한정하고자 함은 아니다. 수치(예를 들어, 양, 온도, 등)에 대하여 정확도를 보장하기 위해 노력하였지만, 몇몇 오차 및 편차가 고려되어야 한다. 달리 표시하지 않는 한, 부는 중량부이고, 온도는 ℃ 단위이고 또는 주위 온도에 있고 , 압력은 대기압 또는 그 근방으로 나타낸다.
하기의 실시예에서, 저 용융 흐름 엘라스토머를 포함하는 다양한 장 및 단 유리 섬유 강화 폴리프로필렌 호모폴리머 수지의 개선된 충격 성능 및 파괴 모드를 평가하였다. 장 유리 섬유 폴리프로필렌 펠렛을 약 260-305℃(500-580 ℉)의 배럴 온도 및 분당 300 회전 (rpm)의 축 속도로 작동된 Berstorff 44 mm 이축 압출기를 사용하여 인발 성형법에 의해 제조하였다. 장 유리 섬유 함량의 제어는 본 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있고 상기 폴리머 함침된 유리 섬유가 인발되는 알려진 개구 직경을 갖는 배출구 다이(outlet die)를 사용하여 정밀하게 행해질 수 있다. 상기 인발된 샘플을 이후 특성 측정을 위해 ISO/ASTM 시험편으로 성형하였다. 모든 샘플을 분당 20-25 피트(ft/min)의 라인 속도로 생성하였다. 단 유리 섬유 충전 폴리프로필렌 샘플을 약 200-220℃(390-430℉)의 배럴 온도, 200 rpm의 축 속도 및 45 lbs/hr의 처리량으로 작동되는 40 mm 이축 압출기로 제조하였다.
실시예 1
본 제1 실시예에서, 에틸렌-부텐 저 용융 흐름 엘라스토머(5 g/10분) 20 wt%를 포함하는 30 wt% 및 50 wt% 장 유리 섬유 강화 폴리프로필렌 샘플 모두의 샘플 특성 결과를 평가하고 저 용융 흐름 엘라스토머 성분을 포함하지 않는 대조군 샘플과 비교하였다. 구체적인 배합물을 하기 표 2에 나타낸다.
성분(중량%) 엘라스토머 없음 에틸렌-부텐
5 g/10분		 엘라스토머 없음 에틸렌-부텐
5 g/10분
샘플
17256-1		 샘플
17256-3		 샘플
17257-1		 샘플
17257-3
장 유리 섬유(PPG 4588) 30 30 50 50
PP 호모폴리머(Innovene H20H) 67.28 47.28 46.20 26.20
커플링제(Polybond 3150) 1.93 1.93 3.00 3.00
안정화제(Irganox B225) 0.60 0.60 0.60 0.60
흐름 개질제(퍼옥사이드)
(Polyvel CR20P)		 0.20 0.20 0.20 0.20
에틸렌-부텐 엘라스토머(Engage 7447) 0.00 20.01 0.00 20.00
합계 100.00 100.00 100.00 100.00
표 2의 조성물로부터 형성된 시험편의 다양한 특성을 이후 측정하였고, 이들의 결과를 표 3에 나타낸다. 30 wt% 및 50 wt% 장 유리 섬유 강화 폴리프로필렌 조성물 모두에서 에틸렌-부텐 엘라스토머의 존재가 다축 충격(MAI), 및 노치 아이조드 충격 강도(NII) 및 비노치 아이조드 충격 강도(UNII) 측정에 의해 반영되는 바와 같이 충격 특성을 개선하였다는 것을 알 수 있다. 엘라스토머의 존재하의 개선된 연성은 또한 더 높은 인장 변형률 값으로부터 알 수 있다. 또한, 쇼어 D 경도 값은 감소는 복합체 표면에 대하여 더 부드러운 터치감이 얻어졌음을 나타낸다.
특성 시험 표준 단위 엘라스토머 없음 에틸렌-부텐
5 g/10분		 엘라스토머 없음 시험 20% Engage 7447
30 wt% 장 유리 섬유 50 wt% 장 유리 섬유
밀도 ASTM D792 g/cm3 1.117 1.110 1.308 1.308
인장 강도 ISO 527 MPa 123 104 140 93
인장 모듈러스 ISO 527 MPa 6151 5279 9808 7067
인장 변형률 ISO 527 % 2.61 2.94 1.98 2.58
굴곡 강도 ISO 178 MPa 151 126 197 120
굴곡 모듈러스 ISO 178 MPa 5638 4809 10062 7263
NII(23℃) ISO 180 kJ/m2 25 26 33 44
NII(-40℃) ISO 180 kJ/m2 27 26 39 47
UNII(23℃) ISO 180 kJ/m2 53 57 66 79
UNII(-40℃) ISO 180 kJ/m2 43 59 66 78
MAI(23℃) ASTM D3763 J 12.7 17.1 12.4 17.1
MAI(-40℃) ASTM D3763 J 13.7 15.9 14.9 18.9
HDT ISO 75 oC 158 150 156 149
경도 ASTM D2240 쇼어 D 74 67.8 75.2 66.2
실시예 2
본 제2 실시예에서, 에틸렌-부텐 저 용융 흐름 엘라스토머(5 g/10분) 20 wt%을 포함하는 30 wt% 및 50 wt% 단 (절단된) 유리 섬유 강화 폴리프로필렌 샘플 모두에 대하여 샘플 특성 결과를 평가하고 저 용융 흐름 엘라스토머 성분을 포함하지 않는 대조군 샘플과 비교하였다. 구체적인 배합물을 하기 표 4에 나타낸다.
성분(중량%) 엘라스토머 없음 에틸렌-부텐
5 g/10분		 엘라스토머 없음 에틸렌-부텐
5 g/10분
샘플
17260-1		 샘플
17260-3		 샘플
17260-5		 샘플
17260-6
단 유리 섬유(Johns Manville 738) 30 30 50 50
PP 호모폴리머(Bamberger 4042) 67.00 47.00 47.00 27.00
커플링제(Fusabond P613) 3.00 3.00 3.00 3.00
에틸렌-부텐 엘라스토머(Engage 7447) 0.00 20.00 0.00 20.00
합계 100.00 100.00 100.00 100.00
다시, 표 4의 조성물로부터 형성된 시험편의 다양한 특성을 이후 측정하였고, 이들의 결과를 표 5에 나타낸다. 30 wt% 및 50 wt% 단 또는 절단된 유리 섬유로 강화된 폴리프로필렌 조성물 모두에서 에틸렌-부텐 엘라스토머의 존재가 다축 충격(MAI), 및 노치 아이조드 충격 강도(NII) 및 비노치 아이조드 충격 강도(UNII) 측정에 의해 반영되는 바와 같이 충격 특성을 개선하였다는 것을 알 수 있다. 에틸렌-부텐 엘라스토머의 존재하의 더 높은 인장 변형률 값은 엘라스토머가 없는 참조 조성물에 비해 개선된 연성을 나타낸다. 또한, 쇼어 D 경도 값은 감소는 복합체 표면에 대하여 더 부드러운 터치감이 얻어졌음을 나타낸다.
특성 시험 표준 단위 엘라스토머 없음 에틸렌-부텐
5 g/10분		 엘라스토머 없음 시험 20% Engage 7447
30 wt% 단 유리 섬유 50 wt% 단 유리 섬유
밀도 ASTM D792 g/cm3 1.120 1.107 1.333 1.323
인장 강도 ISO 527 MPa 86 54 104 45
인장 모듈러스 ISO 527 MPa 5822 4213 8983 4867
인장 변형률 ISO 527 % 3.08 5.01 2.65 3.71
굴곡 강도 ISO 178 MPa 129 77 166 68
굴곡 모듈러스 ISO 178 MPa 5755 4064 10230 5589
NII(23℃) ISO 180 kJ/m2 12 28 14 31
NII(-40℃) ISO 180 kJ/m2 9 12 11 15
UNII(23℃) ISO 180 kJ/m2 47 73 50 76
UNII(-40℃) ISO 180 kJ/m2 47 57 53 58
MAI(23℃) ASTM D3763 J 11.5 14.7 12.4 13.7
MAI(-40℃) ASTM D3763 J 7.16 9.06 8.62 15
HDT ISO 75 oC 142 120 149 120
경도 ASTM D2240 쇼어 D 75.6 67.8 67.2 65
실시예 3
본 실시예에서, 다양한 엘라스토머의 효과를, 각각 5 wt% 로딩으로, 40 wt% 장 유리 섬유 강화 폴리프로필렌 샘플에서 평가하였다. 구체적으로, 4종의 상이한 엘라스토머를 포함하는 조성물을 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재하의 참조 또는 대조군 샘플과 비교하였다. 평가한 4종의 엘라스토머는 1) MFI가 5g/10분인 에틸렌-부텐 엘라스토머; 2) MFI가 5g/10분인 에틸렌-옥텐 엘라스토머; 3) MFI가 13g/10분인 에틸렌-옥텐 엘라스토머; 4) MFI가 30g/10분인 에틸렌-옥텐 엘라스토머였다. 본 실시예에서 측정된 각각의 조성물의 구체적인 배합을 하기 표 6에 나타내었다:
성분(중량%) 엘라스토머 없음 5 wt%의 각각의 엘라스토머
장 유리 섬유(PPG 4588) 40 40
PP 호모폴리머(Innovene H20H) 56.80 51.80
커플링제(Polybond 3150) 2.40 2.40
안정화제(Irganox B225) 0.60 0.60
흐름 개질제(퍼옥사이드)
(Polyvel CR20P)		 0.20 0.20
에틸렌-부텐 또는 에틸렌-옥텐 엘라스토머 0.00 5.00
합계 100.00 100.00
표 7은 40 wt%의 장 유리 섬유로 강화된 폴리프로필렌에서 평가된 5 wt% 함량 수준으로 에틸렌-부텐 및 에틸렌-옥텐을 포함하는 다양한 엘라스토머의 특성 비교를 나타낸다. 상기 엘라스토머들의 존재가 다축 충격, 및 노치 및 비노치 아이조드 충격 강도 측정에 의해 반영되는 바와 같이 충격 특성을 개선하였음을 또한 알 수 있다.
특성 표준 단위 엘라스토머 없음 에틸렌-부텐
MFI
5 g/10분		 에틸렌-옥텐
MFI
5 g/10분		 에틸렌-옥텐
MFI
13 g/10분		 에틸렌-옥텐
MFI
30 g/10분
40 wt% 장 유리 섬유
밀도 ASTM D792 g/cm3 1.198 1.184 1.186 1.192 1.187
인장 모듈러스 ISO 527 MPa 7482 7343 7186 7056 7005
인장 강도 ISO 527 MPa 139 136 131 125 125
인장 변형률 ISO 527 % 2.55 2.76 2.67 2.62 2.64
아이조드 충격, 비노치(23℃) ISO 180 kJ/m2 57 65 67 66 61
아이조드 충격, 비노치(-40℃) ISO 180 kJ/m2 39 63 54 53 45
아이조드 충격, 노치(23℃) ISO 180 kJ/m2 25 41 32 30 28
MAI(23℃) ASTM D3763 J 15 16 17 15 16
MAI(-40℃) ASTM D3763 J 14 17 15 17 17
실시예 4
본 실시예에서, 다양한 엘라스토머의 효과를, 각각 20 wt% 로딩으로, 40 wt%의 장 유리 섬유로 강화된 폴리프로필렌 샘플에서 평가하였다. 4종의 상이한 엘라스토머를 포함하는 조성물을 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재하의 참조 또는 대조군 샘플과 비교하였다. 평가한 4개의 엘라스토머는 1) MFI가 5 g/10분인 에틸렌-부텐 엘라스토머; 2) MFI가 5 g/10분인 에틸렌-옥텐 엘라스토머; 3) MFI가 13 g/10분인 에틸렌-옥텐 엘라스토머; 4) MFI가 30 g/10분인 에틸렌-옥텐 엘라스토머였다. 본 실시예에서 측정된 각각의 조성물의 구체적인 배합을 하기 표 8에 나타내었다:
성분(중량%) 엘라스토머 없음 20 wt%의 각각의 엘라스토머
장 유리 섬유(PPG 4588) 40 40
PP 호모폴리머(Innovene H20H) 56.8 36.8
커플링제(Polybond 3150) 2.4 2.4
안정화제(Irganox B225) 0.60 0.60
흐름 개질제(퍼옥사이드)
(Polyvel CR20P)		 0.20 0.20
에틸렌-부텐 또는 에틸렌-옥텐 엘라스토머 0.00 20.00
합계 100.00 100.00
표 9는 40 wt% 장 유리 섬유 강화 폴리프로필렌에서 평가된 20 wt% 함량 수준으로 에틸렌-부텐 및 에틸렌-옥텐을 포함하는 다양한 엘라스토머의 특성 비교를 나타낸다. 상기 엘라스토머들의 존재가 다축 충격, 및 노치 및 비노치 아이조드 충격 강도 측정에 의해 반영되는 바와 같이 충격 특성을 개선하였음을 또한 알 수 있다. 다시, 엘라스토머(들)의 존재하의 생성물의 개선된 연성은 인장 변형률 값의 증가를 통해 알 수 있다. 또한, 참조 또는 대조군 (도 1a)에 비하여 엘라스토머의 존재하의 40 wt%의 LGF를 갖는 복합체(도 1b)의 취성이 있는 특성으로부터 더 연성이 있는 특성으로의 파괴 모드의 변화를 도 1a 및 1b에 나타낸다.
특성 표준 단위 엘라스토머 없음 에틸렌-부텐
MFI
5 g/10분		 에틸렌-옥텐
MFI
5 g/10분		 에틸렌-옥텐
MFI
13 g/10분		 에틸렌-옥텐
MFI
30 g/10분
40 wt% 장 유리 섬유
밀도 ASTM D792 g/cm3 1.1975 1.2147 1.2447 1.1949 1.2344
인장 모듈러스 ISO 527 MPa 7482 8194 6516 6719 6930
인장 강도 ISO 527 MPa 139 127 100 116 104
아이조드 충격, 비노치(23℃) ISO 180 kJ/m2 57 71 59 60 63
아이조드 충격, 비노치(-40℃) ISO 180 kJ/m2 39.4 75 63 68 69
아이조드 충격, 노치(23℃) ISO 180 kJ/m2 25 40 26 28 26
아이조드 충격, 노치(-40℃) ISO 180 kJ/m2 24 46 24 29 24
MAI(23℃) ASTM D3763 J 15 22 14 14 14
MAI(-40℃) ASTM D3763 J 14.4 16 12 13 16
다양한 구현예들에서, 섬유 강화 열가소성 조성물은 a) 폴리프로필렌 폴리머 성분; b) 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 30g/10 분 미만인 저 용융 엘라스토머 성분; 및 c) 섬유 강화 성분을 포함한다. 다양한 구현예들에서, 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분은 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 20g/10분 미만 또는 약 10g/10분 미만이다.
몇몇 구현예들에서, 섬유 강화 열가소성 조성물은 a) 폴리프로필렌 폴리머 성분; b) 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 30g/10 분 미만인 저 용융 엘라스토머 성분; 및 c) 섬유 강화 성분을 포함하고, 상기 폴리프로필렌 성분은 폴리프로필렌 호모폴리머 또는 폴리프로필렌 코폴리머이고 및/또는 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분은 에틸렌 함유 엘라스토머를 포함한다.
몇몇 구현예들에서, 상기 섬유 강화 열가소성 조성물은 a) 폴리프로필렌 폴리머 성분; b) 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 30g/10 분 미만인 저 용융 엘라스토머 성분; 및 c) 섬유 강화 성분을 포함하고, 상기 섬유 강화 성분은 장 유리 섬유 또는 단 유리 섬유를 포함한다.
다양한 구현예들에서, 섬유 강화 열가소성 조성물은 a) 폴리프로필렌 폴리머 성분; b) 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 30g/10 분 미만인 저 용융 엘라스토머 성분; 및 c) 섬유 강화 성분을 포함하고, 상기 조성물은 상기 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재하의 참조 조성물보다 노치 및/또는 비노치 아이조드 충격 강도가 적어도 약 5%를 초과한다. 몇몇 구현예들에서, 상기 조성물은 상기 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재하의 참조 조성물보다 노치 및/또는 비노치 아이조드 충격 강도가 적어도 약 10%를 초과한다. 다른 구현예들에서, 상기 조성물은 상기 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재하의 참조 조성물보다 노치 및/또는 비노치 아이조드 충격 강도가 적어도 약 25%를 초과한다.
다양한 구현예들에서, 섬유 강화 열가소성 조성물은 a) 폴리프로필렌 폴리머 성분; b) 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 30g/10 분 미만인 저 용융 엘라스토머 성분; 및 c) 섬유 강화 성분을 포함하고, 상기 조성물은 상기 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재하의 참조 조성물보다 다축 충격 강도가 적어도 약 5% 초과한다. 몇몇 구현예들에서, 상기 조성물은 상기 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재하의 참조 조성물보다 다축 충격 강도가 적어도 약 10% 초과한다. 다른 구현예들에서, 상기 조성물은 상기 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재하의 참조 조성물보다 다축 충격 강도가 적어도 약 25% 초과한다.
다양한 구현예들에서, 섬유 강화 열가소성 조성물은 a) 폴리프로필렌 폴리머 성분; b) 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 30 g/10 분 미만인 저 용융 엘라스토머 성분; 및 c) 섬유 강화 성분을 포함하고, 상기 조성물은 상기 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재하의 참조 조성물보다 인장 변형률이 적어도 약 5% 초과한다. 몇몇 구현예들에서, 상기 조성물은 상기 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재하의 참조 조성물보다 인장 변형률이 적어도 약 10% 초과한다. 다른 구현예들에서, 상기 조성물은 상기 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재하의 참조 조성물보다 인장 변형률이 적어도 약 25% 초과한다.
다양한 구현예들에서, 섬유 강화 열가소성 조성물은 a) 폴리프로필렌 폴리머 성분; b) 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 30g/10 분 미만인 저 용융 엘라스토머 성분; 및 c) 섬유 강화 성분을 포함하고, 상기 조성물은 상기 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재하의 참조 조성물보다 더 연성이 있고 덜 취성이 있는 파괴 모드를 나타내고, 및/또는 상기 조성물은 상기 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재하의 참조 조성물보다 쇼어 D 경도 값이 더 작다.
몇몇 구현예들에서, 섬유 강화 열가소성 조성물은 a. 폴리프로필렌 폴리머 성분 10 내지 90 중량%; b. 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 5 내지 20g/10 분인 에틸렌-부텐 엘라스토머 성분 1 내지 30 중량%; 및 c. 유리 섬유 강화 성분 10 내지 70 중량%를 포함하고, 상기 섬유 강화 열가소성 조성물은 상기 에틸렌-부텐 엘라스토머 성분의 부존재하에 상기 조성물과 실질적으로 동일한 비율의 상기 섬유 강화 성분 및 상기 폴리프로필렌 폴리머 성분으로 본질적으로 이루어진 참조 조성물보다 노치 아이조드 충격 강도가 적어도 약 25%를 초과한다.
다른 구현예들에서, 섬유 강화 열가소성 조성물은 a. 폴리프로필렌 폴리머 성분 40 내지 60 중량%; b. 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 5 내지 20 g/10 분인 에틸렌-부텐 엘라스토머 성분 5 내지 20 중량%; 및 c. 유리 섬유 강화 성분 30 내지 50 중량%를 포함하고, 상기 섬유 강화 열가소성 조성물은 상기 에틸렌-부텐 엘라스토머 성분의 부존재하에 상기 조성물과 실질적으로 동일한 비율의 상기 섬유 강화 성분 및 상기 폴리프로필렌 폴리머 성분으로 본질적으로 이루어진 참조 조성물보다 노치 아이조드 충격 강도가 적어도 약 25%를 초과한다.
다양한 구현예들에서, 섬유 강화 열가소성 조성물의 제조 방법은 a. ⅰ) 폴리프로필렌 폴리머 성분; 및 ⅱ) 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 30g/10분 미만인 저 용융 흐름 엘라스토머 성분을 포함하는 열가소성 수지 혼합물을 제공하는 단계; b. 유리 섬유 강화 성분을 제공하는 단계; 및 c. 상기 유리 섬유 강화 성분을 상기 열가소성 수지 혼합물과 접촉시켜 섬유 강화 열가소성 복합체를 제공하는 단계를 포함한다. 몇몇 구현예들에서, 상기 저 용융 흐름 엘라스토머머는 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 20g/10분 미만, 또는 약 10g/10분 미만이다.
다양한 구현예들에서, 섬유 강화 열가소성 조성물의 제조 방법은 a. ⅰ) 폴리프로필렌 폴리머 성분; 및 ⅱ) 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 30g/10분 미만인 저 용융 흐름 엘라스토머 성분을 포함하는 열가소성 수지 혼합물을 제공하는 단계; b. 유리 섬유 강화 성분을 제공하는 단계; 및 c. 상기 유리 섬유 강화 성분을 상기 열가소성 수지 혼합물과 접촉시켜 섬유 강화 열가소성 복합체를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 방법은 접촉 단계 c) 동안 또는 후에 첨가제를 도입하는 단계를 더 포함하고, 상기 첨가제는 커플링제, 열 안정화제, 흐름 개질제, 내후성 개선용 안정화제(들), 착색제, 순 폴리프로필렌, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
몇몇 구현예들에서, 섬유 강화 열가소성 조성물의 제조 방법은 a. 폴리프로필렌 폴리머 성분; 및 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 5 내지 20 g/10분의 범위인 에틸렌-부텐 엘라스토머 성분을 포함하는 열가소성 수지 혼합물을 제공하는 단계; b. 장 유리 섬유 강화 성분을 제공하는 단계; 및 c. 상기 유리 섬유 강화 성분을 상기 열가소성 수지 혼합물과 접촉시켜 섬유 강화 열가소성 복합체를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제공된 열가소성 복합체는 ⅰ) 상기 폴리프로필렌 폴리머 성분 10 내지 89 중량%; ⅱ) 상기 에틸렌-부텐 엘라스토머 성분 1 내지 30 중량%; 및 ⅲ) 상기 장 유리 섬유 강화 성분 10 내지 70 중량%를 포함한다.
몇몇 구현예들에서, 섬유 강화 열가소성 조성물의 제조 방법은 a. 폴리프로필렌 폴리머 성분; 및 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 5 내지 20g/10분의 범위인 에틸렌-부텐 엘라스토머 성분을 포함하는 열가소성 수지 혼합물을 제공하는 단계; b. 장 유리 섬유 강화 성분을 제공하는 단계; 및 c. 상기 유리 섬유 강화 성분을 상기 열가소성 수지 혼합물과 접촉시켜 섬유 강화 열가소성 복합체를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제공된 열가소성 복합체는 ⅰ) 상기 폴리프로필렌 폴리머 성분 10 내지 89 중량%; ⅱ) 상기 에틸렌-부텐 엘라스토머 성분 1 내지 30 중량%; 및 ⅲ) 상기 장 유리 섬유 강화 성분 10 내지 70 중량%를 포함하고, 상기 제공된 섬유 강화 열가소성 복합체는 동일한 제2 폴리프로필렌 폴리머 성분의 부존재 하에 상기 복합체와 실질적으로 동일한 비율의 상기 섬유 강화 성분 및 상기 폴리프로필렌 폴리머 성분으로 본질적으로 구성된 참조 복합체보다 노치 및/또는 비노치 아이조드 충격 강도가 적어도 약 10% 초과 또는 적어도 약 25% 초과한다.
다양한 변경 및 변화가 본 발명의 범위 또는 정신을 벗어나지 않고 본 발명 내에서 이루어질 수 있음은 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 발명의 다른 측면들은 여기에 개시된 본 명세서의 고려 및 본 발명의 실시로부터 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 명세서 및 실시예들은 단지 예시적인 것으로 간주되고, 본 발명의 진정한 범위 및 정신은 하기의 특허청구범위에 의해 나타내어 지는 것을 의도한다.

Claims (43)

  1. a) 폴리프로필렌 폴리머 성분;
    b) 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 30g/10분 미만인 저 용융 흐름 엘라스토머 성분; 및
    c) 섬유 강화 성분
    을 포함하는 섬유 강화(fiber reinforced) 열가소성 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    a) 상기 폴리프로필렌 폴리머 성분 10 내지 90 중량%;
    b) 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분 1 내지 30 중량%; 및
    c) 상기 섬유 강화 성분 10 내지 70 중량%
    를 포함하는 섬유 강화 열가소성 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 폴리머 성분은 폴리프로필렌 호모폴리머를 포함하는 섬유 강화 열가소성 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 폴리머 성분은 폴리프로필렌 코폴리머를 포함하는 섬유 강화 열가소성 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분은 에틸렌 함유 엘라스토머를 포함하는 섬유 강화 열가소성 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분은 에틸렌-부텐 엘라스토머 또는 에텔렌-옥텐 엘라스토머를 포함하는 섬유 강화 열가소성 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분은 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 20g/10분 미만인 섬유 강화 열가소성 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분은 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 10g/10분 미만인 섬유 강화 열가소성 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분은 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 5 내지 약 20g/10분인 섬유 강화 열가소성 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유 강화 성분은 유리 섬유를 포함하는 섬유 강화 열가소성 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유 강화 성분은 장 유리 섬유(long glass fiber)를 포함하는 섬유 강화 열가소성 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유 강화 성분은 단 유리 섬유 (short glass fiber)를 포함하는 섬유 강화 열가소성 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 커플링제, 열 안정화제, 흐름 개질제(flow modifier), 내후성 개선용 안정화제(들) 및 착색제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 섬유 강화 열가소성 조성물.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 노치 아이조드 충격 강도(notched izod impact strength)가 상기 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재 하의 참조 조성물보다 적어도 약 5% 초과, 적어도 약 10% 초과, 또는 적어도 약 25% 초과하는 섬유 강화 열가소성 조성물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 다축 충격 강도(multi axial impact strength)가 상기 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재 하의 참조 조성물보다 적어도 약 5% 초과, 적어도 약 10% 초과, 또는 적어도 약 25% 초과하는 섬유 강화 열가소성 조성물.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 인장 변형률(tensile strain)이 상기 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재 하의 참조 조성물보다 적어도 약 5% 초과, 적어도 약 10% 초과, 또는 적어도 약 25% 초과하는 섬유 강화 열가소성 조성물.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 상기 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재 하의 참조 조성물보다 더 연성이 있고 덜 취성이 있는 파괴 모드(failure mode)인 섬유 강화 열가소성 조성물.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 쇼어 D 경도(Shore D hardness) 값이 상기 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재 하의 참조 조성물보다 더 작은 섬유 강화 열가소성 조성물.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 비노치 아이조드 충격 강도(unnotched impact strength)가 상기 저 용융 흐름 엘라스토머의 부존재 하의 참조 조성물보다 적어도 약 5% 초과, 적어도 약 10% 초과, 또는 적어도 약 25% 초과하는 섬유 강화 열가소성 조성물.
  20. 섬유 강화 열가소성 조성물로서,
    a) 폴리프로필렌 폴리머 성분 10 내지 90 중량%;
    b) 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 5 내지 20g/10분인 에틸렌-부텐 엘라스토머 성분 1 내지 30 중량%; 및
    c) 유리 섬유 강화 성분 10 내지 70 중량%
    를 포함하고,
    상기 섬유 강화 열가소성 조성물은 노치 아이조드 충격 강도가 상기 에틸렌-부텐 엘라스토머 성분의 부존재 하에 실질적으로 동일한 비율의 상기 섬유 강화 성분 및 상기 폴리프로필렌 폴리머 성분으로 본질적으로 구성된 참조 조성물보다 적어도 약 25% 초과하는 섬유 강화 열가소성 조성물.
  21. 섬유 강화 열가소성 조성물로서,
    a) 폴리프로필렌 폴리머 성분 40 내지 60 중량%;
    b) 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 5 내지 20g/10분인 에틸렌-부텐 엘라스토머 성분 5 내지 20 중량%; 및
    c) 유리 섬유 강화 성분 30 내지 50 중량%
    를 포함하고,
    상기 섬유 강화된 열가소성 조성물은 노치 아이조드 충격 강도가 상기 에틸렌-부텐 엘라스토머 성분의 부존재 하에 실질적으로 동일한 비율의 상기 섬유 강화 성분 및 상기 폴리프로필렌 폴리머 성분으로 본질적으로 구성된 참조 조성물보다 적어도 약 25% 초과하는 섬유 강화 열가소성 조성물.
  22. 섬유 강화 열가소성 조성물의 제조 방법으로서,
    a) ⅰ) 폴리프로필렌 폴리머 성분; 및 ⅱ) 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 30g/10분 미만인 저 용융 흐름 엘라스토머 성분을 포함하는 열가소성 수지 혼합물을 제공하는 단계;
    b) 유리 섬유 강화 성분을 제공하는 단계; 및
    c) 상기 유리 섬유 강화 성분을 상기 열가소성 수지 혼합물과 접촉시켜 섬유 강화 열가소성 복합체를 제공하는 단계를 포함하는 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 폴리머 성분은 폴리프로필렌 호모폴리머를 포함하는 제조 방법.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 폴리머 성분은 폴리프로필렌 코폴리머를 포함하는 제조 방법.
  25. 제22항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분은 에틸렌 함유 엘라스토머를 포함하는 제조 방법.
  26. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분은 에틸렌-부텐 엘라스토머 또는 에틸렌-옥텐 엘라스토머를 포함하는 제조 방법.
  27. 제22항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분은 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 20g/10분 미만인 제조 방법.
  28. 제22항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분은 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 10g/10분 미만인 제조 방법.
  29. 제22항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분은 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 약 5 내지 약 20g/10분의 범위에 있는 제조 방법.
  30. 제22항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 섬유 강화 성분은 장 유리 섬유를 포함하는 제조 방법.
  31. 제22항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 섬유 강화 성분은 단 유리 섬유를 포함하는 제조 방법.
  32. 제22항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 혼합물은 커플링제, 열 안정화제, 흐름 개질제, 내후성 개선용 안정화제(들) 및 착색제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 포함하는 제조 방법.
  33. 제22항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 c)의 접촉은 상기 유리 섬유 강화 성분을 상기 열가소성 수지 혼합물로 코팅하는 단계를 포함하는 제조 방법.
  34. 제22항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 c)의 접촉은 상기 유리 섬유 강화 성분을 상기 열가소성 수지 혼합물로 함침하는 단계를 포함하는 제조 방법.
  35. 제22항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 c)의 접촉은 인발 성형 공정(pultrusion process)에 의해 수행되는 제조 방법.
  36. 제22항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 단계 후, 제공된 섬유 강화된 열가소성 복합체는 펠렛 형태인 제조 방법.
  37. 제22항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제공된 열가소성 복합체는
    a) 상기 폴리프로필렌 폴리머 성분 10 내지 89 중량%;
    b) 상기 저 용융 흐름 엘라스토머 성분 1 내지 30 중량%; 및
    c) 상기 유리 섬유 강화 성분 10 내지 70 중량%
    를 포함하는 제조 방법.
  38. 제22항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 c)의 접촉 동안 또는 후에 첨가제를 도입하는 단계를 더 포함하는 제조 방법.
  39. 제22항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 첨가제는 압출 성형 단계 동안 도입되는 제조 방법.
  40. 제38항에 있어서, 상기 첨가제는 커플링제, 열 안정화제, 흐름 개질제, 내후성 개선용 안정화제(들), 착색제, 순(neat) 폴리프로필렌 또는 이들의 조합을 포함하는 제조 방법.
  41. 섬유 강화 열가소성 조성물의 제조 방법으로서,
    a) 폴리프로필렌 폴리머 성분; 및 190℃의 온도에서 2.16kg의 하중 하에 측정된 용융 흐름 지수(MFI)가 5 내지 20g/10분의 범위에 있는 에틸렌-부텐 엘라스토머 성분을 포함하는 열가소성 수지 혼합물을 제공하는 단계;
    b) 장 유리 섬유 강화 성분을 제공하는 단계; 및
    c) 상기 유리 섬유 강화 성분을 상기 열가소성 수지 혼합물과 접촉시켜 섬유 강화 열가소성 복합체를 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 제공된 열가소성 복합체는 ⅰ) 상기 폴리프로필렌 폴리머 성분 10 내지 89 중량%; ⅱ) 상기 에틸렌-부텐 엘라스토머 성분 1 내지 30 중량%; 및 ⅲ) 상기 장 유리 섬유 강화 성분 10 내지 70 중량%를 포함하는 제조 방법.
  42. 제41항에 있어서, 상기 제공된 섬유 강화된 열가소성 복합체는 동일한 제2 폴리프로필렌 폴리머의 부존재 하에 실질적으로 동일한 비율의 상기 섬유 강화 성분 및 상기 폴리프로필렌 폴리머 성분으로 본질적으로 구성된 참조 복합체보다 노치 아이조드 충격 강도가 적어도 약 10% 초과, 또는 적어도 약 25% 초과하는 제조 방법.
  43. 제41항 또는 제42항에 있어서, 상기 제공된 섬유 강화된 열가소성 복합체는 동일한 제2 폴리프로필렌 폴리머의 부존재 하에 실질적으로 동일한 비율의 상기 섬유 강화 성분 및 상기 폴리프로필렌 폴리머 성분으로 본질적으로 구성된 참조 복합체보다 비노치 아이조드 충격 강도가 적어도 약 10% 초과, 또는 적어도 약 25% 초과하는 제조 방법.
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