KR20180025192A - 폴리프로필렌 발포체 및 이의 제조공정 - Google Patents

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Abstract

본 개시에서는 예를 들어, 낮은 밀도 및/또는 높은 팽창률을 가지는 선형 폴리프로필렌 발포체가 제공되며, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체는 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌, 적어도 하나의 알파 핵제 및 적어도 하나의 베타 핵제를 포함한다. 또한 본 개시에서는 상기 선형 폴리프로필렌 발포체를 제조하는 조성물 및 방법을 제공한다.

Description

폴리프로필렌 발포체 및 이의 제조공정{POLYPROPYLENE FOAMS AND PROCESSES OF MAKING}
본 발명은 폴리프로필렌 발포체 및 이의 제조공정에 관한 것이다.
중합성 발포체는 일반적으로 적어도 2 가지의 상태: (1) 구조 및 지지를 제공하는 중합체 매트릭스; 및 (2) 기공 또는 기포 ("셀"로 지칭되기도 함)를 가진다. 중합성 발포체는 그 기체 상태로 인하여 낮은 열전도도와 우수한 단열성을 가진다. 중합성 발포체의 대표적인 응용분야로는 음료수 발포컵, 식기 또는 식판, 포장, 단열, 자동차, 스포츠 및 의료 분야 등이 있다.
중합성 발포체 제조공정은 일반적으로 기포를 중합체 기반의 제제에 도입하는 단계, 상기 기포를 성장 및 안정화시키는 단계 및 기포 함유 중합체 구조를 고화시키는 단계를 포함한다. 폴리스티렌 (PS) 발포체는 가장 앞선, 그리고 가장 발전된 종류의 중합성 발포체이지만 다른 중합성 발포체들도 개발되어 사용되어 왔다. 그러나 일반적인 PS 발포체는 재생되지 못하며, 따라서 환경적 비용적 이유로 탐탁치 않게 여겨진다.
PS와 달리, 폴리프로필렌 (PP)은 재생 가능성이 있고, 따라서 발포 제품, 특히 일회용품에 사용하기에 유리하다 할 것이다. 그러나, 선형 폴리프로필렌은 저 용융 강도 때문에 개방 셀 구조 및/또는 나쁜 셀 완전성 또는 기계적 성질을 지닌 중합성 발포체가 만들어진다. 유럽 특허 1 479 716 참조. 반면에, 고 용융 강도 폴리프로필렌 (HMS-PP)은, 긴 사슬 분지형 폴리프로필렌 (즉, 주쇄에서 분지된 긴 곁가지를 포함함)으로서 저밀도 중합성 발포체를 생산하는데 성공적으로 사용되어 왔다. 구체적으로, HMS-PP를 첨가하면 결정화 속도와 기포 성장 속도 간에 균형이 더 좋아진다. 그로써, HMS PP를 가능한 한 많이 포함한다는 것을 전제로 선형 폴리프로필렌과 HMS-PP를 결합하여 균일하고 제어된 셀 구조를 가진 저밀도 중합성 발포체를 만들었다. 유럽 특허 1 479 716 참조. 그러나, HMS-PP에 관련한 제조 비용은 여전히 비교적 높은 편이라서, HMS-PP 발포체는 폴리스티렌 발포체에 비해 시장 경쟁력이 낮다.
선형 PP는 HMS-PP이 포함되지 않은 발포체 형성에 적절하지 않다는 통념에 반하여 본 개시의 발명자는 놀랍게도 선형 폴리프로필렌을 이용하여 제조된 발포체의 형상이 알파 핵제 및 베타 핵제의 결합을 이용함으로써 개선될 수 있다는 것을 발견했으며, 특정 실시예에 따르면, 선형 폴리프로필렌으로 제조한 중합성 발포체는 HMS-PP로 제조한 중합성 발포체와 상응하거나 더 나은 물성을 가질 수 있다. 따라서, 특정 실시예에 따르면, 유용한 구조 및 물성을 가진 PP 발포체를 만들어 내는데 HMS-PP를 필요로 하거나 사용되지는 않는다.
예를 들어, 특정 실시예에 따르면, 본 개시에 개시된 조성물 및 공정을 예를 들어, 저밀도 및/또는 고 팽창률을 가지는 선형 폴리프로필렌 발포체를 제공하는데 사용할 수 있다.
본 발명의 추가적인 목적들과 장점들은 후술하는 기재로 일부 제시되고 일부는 명세서로부터 명백하거나 개시된 바를 실시함으로써 알게 될 것이다. 본 발명의 추가적인 목적들과 장점들은 특허청구범위에서 특별하게 지적된 구성들과 조합에 의하여 달성될 것이다.
이상의 전반적인 기재와 이하의 상세한 설명은 모두 예시적이고 설명하는 것에 불과하고 청구된 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님을 이해해야 할 것이다.
선형 PP는 HMS-PP이 포함되지 않은 발포체 형성에 적절하지 않다는 통념에 반하여 본 개시의 발명자는 놀랍게도 선형 폴리프로필렌을 이용하여 제조된 발포체의 형상이 알파 핵제 및 베타 핵제의 결합을 이용함으로써 개선될 수 있다는 것을 발견했으며, 특정 실시예에 따르면, 선형 폴리프로필렌으로 제조한 중합성 발포체는 HMS-PP로 제조한 중합성 발포체와 상응하거나 더 나은 물성을 가질 수 있다. 따라서, 특정 실시예에 따르면, 유용한 구조 및 물성을 가진 PP 발포체를 만들어 내는데 HMS-PP를 필요로 하거나 사용되지는 않는다.
첨부 도면들은 본 명세서에 통합되고 본 명세서의 일부를 구성하는데, 개시된 예시적인 실시 예들을 설명하며 기재 사항들과 함께 특정 실시예들의 원리를 설명하는 역할을 하는 것이다.
도1은 연속적인 공정으로 선형 폴리프로필렌 발포체를 제조하는 비제한적 예시적 시스템을 도시한 것이다. T1-T7 각각은 가열 구역 1-7에서의 온도를 각각 나타내며, P4, P6 및 P7은 가열 구역 4, 6 및 7에서의 압력을 각각 나타낸다. PGin 및 PGout은 각각 기어 펌프의 입구 및 출구에서의 압력이다. T는 기어 펌프 내의 온도이다.
도 2는 선형 폴리프로필렌 발포체를 회번식 (batch) 공정으로 제조하는 비제한적 예시적 시스템을 도시한 것이다.
도 3A-3C는 실시예 1에 개시된 예시적인 연속 공정에 따라 제조된 폴리프로필렌 발포체 시료들의 광학 현미경 이미지를 도시한 것이다.
도 4A-4C는 실시예 2에 개시된 예시적인 회번식 공정에 따라 제조된 폴리프로필렌 발포체 시료의 광학 현미경 이미지를 도시한 것이다.
도 5는 실시예 2-1의 폴리프로필렌 발포체의 시차 주사 열량계 (DSC) 트레이스를 도시한 것이다.
도 6은 실시예 2-8의 폴리프로필렌 발포체의 시차 주사 열량계 (DSC) 트레이스를 도시한 것이다.
용어 "선형 폴리프로필렌"은: (i) 프로필렌 단독 중합체 (비제한적인 예로서, Globalene® PC366-3 (LCY Chemical 공급)); (ii) 프로필렌과, 에틸렌과 부텐 중에서 선택된 하나 이상의 공단량체의 랜덤 공중합체 (비제한적인 예로서, Globalene® 8001, 또는 Globalene® ST611 또는 ST925 (LCY Chemical 공급)); (iii) 폴리프로필렌 단독 중합체 매트릭스 내에 분산된 에틸렌 프로필렌 고무 (EPR)를 포함하는 헤테로상 (임팩트) 공중합체 (비제한적인 예로서, Globalene® 7633, 7633U 또는 7633-3 (LCY Chemical 공급)); 및 (iv) (i)-(iii)의 임의의 조합을 지칭한다.
용어 "선형 폴리프로필렌 발포체"는 중합체 총 중량에 대하여 4%, 3%, 2%, 1% 또는 0.5% 등과 같이, 5% 미만의 고 용융 강도 폴리프로필렌 (HMS-PP)을 포함하는 중합성 발포체를 지칭한다. 몇몇 실시예에서, 선형 폴리프로필렌 발포체는 HMS-PP를 전혀 함유하지 않는다.
폴리프로필렌은 실온에서 무정형의 정렬된 결정 영역을 함유하는 반 결정 (semi-crystalline) 물질이다. 폴리프로필렌은 결정화 조건에 따라 몇 가지의 결정 형태로 결정화될 수 있다. 열역학적으로 가장 안정적인 형태는 알파 (α) 또는 단사정계 형태이다. 폴리프로필렌의 또 하나의 결정 형태인, 베타 (β) 또는 육방정계 형태는 온도 구배 결정화, 전단 영역 (shear field) 에서의 결정화, 또는 베타 형태를 우선적으로 결정화하는 핵제 사용을 통하여 얻을 수 있다.
핵제는 유기 또는 무기 물질일 수 있다. 상기 핵제 첨가 시, 결정화 속도의 증가, 높은 결정화도 제공, 보다 균일한 결정 구조의 달성, 그리고/또는 기계적 물성의 향상 등의 한 가지 이상의 기능이 제공될 수 있다. 여기서 사용되는 알파 (α) 핵제는 유기 또는 무기 물질일 수 있다. 상기 알파 핵제 첨가 시, 알파 (α) 결정의 결정화 속도가 증가될 수 있고/있거나 보다 높은 결정화도가 달성될 수 있다. 여기에서 사용되는, 베타 (β) 핵제는 유기 또는 무기 물질일 수 있다. 상기 베타 핵제 첨가 시, 베타 (β) 결정의 결정화 속도가 증가될 수 있고/있거나 보다 높은 베타 (β) 결정화도가 달성될 수 있다.
선형 폴리프로필렌 발포체 제조용 조성물
본 개시는 선형 폴리프로필렌 발포체를 제조하는 데 적합한 조성물을 제공하며, 상기 조성물은 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌, 적어도 하나의 알파 (α) 핵제 및 적어도 하나의 베타 (β) 핵제를 포함한다.
몇몇 실시예에서, 상기 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌은 상기 조성물의 85 중량%, 90 중량%, 95 중량%, 또는 98 중량% 등과 같이, 적어도 80 중량%의 양으로 존재한다.
몇몇 실시예에서, 선형 폴리프로필렌 제조에 적합한 조성물은 1 내지 20 g/10분 범위의 용융흐름속도 (MFR)를 가진다.
몇몇 실시예에서, 선형 폴리프로필렌 제조에 적합한 조성물은 1 내지 5g/10분 범위의 용융흐름속도 (MFR)를 가진다. 비제한적인 예로서, 상기 조성물은 2 내지 4 g/10분 또는 2.5 내지 3.5 g/10분 등과 같이, 1.5 내지 4.5 g/10분 범위의 MFR을 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 선형 폴리프로필렌 제조에 적합한 조성물은 5 내지 20 g/10분 범위의 용융흐름속도 (MFR)를 가진다. 비제한적인 예로서, 상기 조성물은 5 내지 15 g/10분 또는 5 내지 10 g/10분 등과 같이, 5 내지 18 g/10분 범위의 MFR을 가질 수 있다.
용융흐름속도 (MFR)은 분자량의 간접 측정치로, 높은 MFR은 낮은 분자량에 대응한다. MFR을 측정하기 위한 테스트 조건에 관한 추가적인 정보는 ASTM D1238에서 찾아볼 수 있으며, 이는 폴리프로필렌 조성물의 MFR을 측정하기 위한 표준 조건을 제공하는 것으로 일반적으로 하중 2.16 kg, 온도 230℃에서 측정된다.
몇몇 실시예에서, 상기 조성물은 ASTM D256 (23℃, 노치)에 따라 측정한 아이조드 (Izod) 충격 강도가 8 kg-cm/cm 이상이다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 상기 조성물은 8~40 kg-cm/cm, 8~30 kg-cm/cm, 8~25 kg-cm/cm 또는 8~20 kg-cm/cm 등과 같이, 8 내지 50 kg-cm/cm 범위의 아이조드 충격 강도를 가진다.
몇몇 실시예에서, 상기 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌은 프로필렌 단독 중합체 중에서 선택된다. 비제한적인 예로서, 상기 프로필렌 단독 중합체는 300,000 내지 420.000 범위의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 또한 프로필렌 단독 중합체의 비제한적인 예로서: Globalene® PT100, PC366-3, PT101N, PD402, 6524, PC366-4, PC366-5, 6331, PT331M, 657H 또는 6331-20 (LCY Chemical 공급) 등이 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌은 프로필렌과, 에틸렌과 부텐 중에서 선택된 적어도 하나의 공단량체의 랜덤 공중합체들로부터 선택된다. 몇몇 실시예에서, 상기 적어도 하나의 공단량체는 양은 상기 공중합체의 1-6 중량%의 양으로 존재한다. 몇몇 실시예에서, 상기 랜덤 공중합체는 300,000 내지 420,000 범위의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 프로필렌 랜덤 공중합체의 비제한적인 예로서: Globalene® 8181, PT103, 6181, ST611, ST611K, ST611M, ST925, ST866, ST861, ST866M, ST861K, ST868M, ST868K, 또는 8681 (LCY Chemical 공급) 등이 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌은 폴리프로필렌 단독 중합체 매트릭스 내에 분산된 에틸렌 프로필렌 고무 (EPR)를 포함하는 프로필렌 헤테로상 (임팩트) 공중합체들 중에서 선택된다. 몇몇 실시예에서, 에틸렌의 양은 상기 임팩트 공중합체의 15 중량% 이하이다. 몇몇 실시예에서, 상기 임팩트 공중합체는 300,000 내지 420,000 범위의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 또한 프로필렌 헤테로상 공중합체의 비제한적인 예로서: Globalene® 7633, 7633U, 7633-3, 7533, 7433, 7433-9, 749U 또는 ST031 (LCY Chemical 공급) 등이 있다.
몇몇 실시예에서, 선형 폴리프로필렌 발포체 제조용 조성물은 적어도 하나의 프로필렌 단독 중합체 및 적어도 하나의 프로필렌 랜덤 공중합체를 포함한다. 예시적인 일 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로필렌 단독 중합체와 상기 적어도 하나의 프로필렌 랜덤 공중합체의 중량비는 2:8 내지 8:2, 3:7 내지 7:3, 또는 4:6 내지 6:4 등과 같이, 1:9 내지 9:1 범위에 있다. 예시적인 다른 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로필렌 단독 중합체와 상기 적어도 하나의 프로필렌 랜덤 공중합체의 중량비는 1:1이다.
몇몇 실시예에서, 선형 폴리프로필렌 발포체 제조용 조성물은 적어도 하나의 프로필렌 단독 중합체 및 적어도 하나의 프로필렌 임팩트 공중합체를 포함한다. 예시적인 일 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로필렌 단독 중합체와 상기 적어도 하나의 프로필렌 임팩트 공중합체의 중량비는 2:8 내지 8:2, 3:7 내지 7:3, 또는 4:6 내지 6:4 등과 같이, 1:9 내지 9:1 범위에 있다. 예시적인 다른 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로필렌 단독 중합체와 상기 적어도 하나의 프로필렌 임팩트 공중합체의 중량비는 1:1이다.
몇몇 실시예에서, 선형 폴리프로필렌 발포체 제조용 조성물은 적어도 하나의 프로필렌 랜덤 공중합체 및 적어도 하나의 프로필렌 임팩트 공중합체를 포함한다. 예시적인 일 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로필렌 랜덤 공중합체와 상기 적어도 하나의 프로필렌 임팩트 공중합체의 중량비는 2:8 내지 8:2, 3:7 내지 7:3, 또는 4:6 내지 6:4 등과 같이, 1:9 내지 9:1 범위에 있다. 예시적인 다른 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로필렌 랜덤 공중합체와 상기 적어도 하나의 프로필렌 임팩트 공중합체의 중량비는 1:1이다.
몇몇 실시예에서, 선형 폴리프로필렌 발포체 제조용 조성물은 1 g/10분 미만의 용융흐름속도 (MFR)를 가진다. 비제한적인 예로서, 몇몇 실시예에서, 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌 발포체 제조용 조성물은 1 g/10분 미만의 MFR을 가지는 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌과 1 g/10분을 초과하는 MFR을 가지는 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌을 포함하며, 상기 1 g/10분 미만의 MFR을 가지는 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌의 양은, 상기 조성물의 MFR이 1 g/10분 보다 커지도록, 상기 1 g/10분을 초과하는 MFR을 가지는 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌의 양보다 적게 한다.
몇몇 실시예에서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체 제조용 조성물은 적어도 하나의 프로필렌 단독 중합체, 적어도 하나의 프로필렌 랜덤 공중합체 및 적어도 하나의 프로필렌 임팩트 공중합체를 포함한다.
몇몇 실시예에서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제는, 이에 한정되지는 않지만, 1,2,3,4-비스-디벤질리덴 소르비톨 (DBS), 1,2,3,4-비스-(p-메톡시벤질리덴 소르비톨), 1,2,3,4-비스-(3,4-디메틸벤질리덴 소르비톨) , 1,3:2,4-디(3,4-디메틸벤질리덴) 소르비톨, 및 비스(4-프로필벤질리덴) 프로필 소르비톨; 소르비톨 유도체; 1가, 2가 및 3가의 2,2'-메틸렌-비스-(4,6-di-터트부틸페닐) 포스페이트 금속염 (예를 들어, 상업적으로는 NA-11로 알려진 소디움 2,2'-메틸렌-비스-(4,6-디-t-부틸페닐렌)포스페이트, 2가 칼슘염 (NA-20), 마그네슘염 (NA-12), 아연염 (NA-30), 및 3가 알루미늄염 (NA-13) 등); 벤조산 나트륨; 벤조산 리튬; 1,2-시클로헥산디카복실산 (예를 들어, 1,2-시클로헥산디카복실산의 칼슘염인 Milliken & Company 사의 Hyperform® HPN-20E) 등과 같은 유기 알파 핵제 중에서 선택된다.
몇몇 실시예에서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제는 칼슘 염, 탈크 (talc), 실리카, 미카, 카올린, 규조암 (diatomite), 규회석 (wollastonite) 등과 같은 무기 알파 핵제 중에서 선택된다.
몇몇 실시예에서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제는 상기 조성물의 총 중량에 대하여 0.01 내지 5 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 나아가 비제한적인 예로서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제는 상기 조성물의 총 중량에 대하여 0.05~4 중량%, 0.05~3 중량 %, 0.1~3 중량%, 0.5~3 중량%, 또는 0.5~2 중량% 등과 같이, 0.01 내지 4 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제는 0.01 내지 5 phr (부/100 수지)(parts per hundred resin); 여기서"100 수지"는 중합체 100 부(parts)를 의미함) 범위의 양으로 존재한다. 나아가 비제한적인 예로서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제는 0.05~4 phr, 0.05~3 phr, 0.1~3 phr, 0.5~ 3 phr, 또는 0.5~2 phr 등과 같이, 0.01 내지 4 phr 범위의 양으로 존재한다.
몇몇 실시예에서, 상기 적어도 하나의 베타 핵제는 6-퀴나지린 술폰산의 알루미늄 염, 프탈산 디소디움염, 이소프탈산 디소디움염, 테레프탈산 디소디움염, N-N'-디시클로헥실 2-6-나프탈렌 디카복시마이드의 디소디움염 (상품명 NJ Star NU-100로 알려짐), 유기 이염기산과 산화물의 혼합물의 디소디움염, 수산화물 또는 마그네슘 (Mg), 칼슘 (Ca), 스트론튬(St) 및 바륨(Ba)의 산 등과 같은 제 II족 금속 산 중에서 선택된다.
몇몇 실시예에서, 상기 적어도 하나의 베타 핵제는 (i) 퀴나크리돈, 디메틸퀴나크리돈, 및 디메톡시퀴나크리돈 등과 같은 퀴나크리돈 타입의 화합물, (ii) 퀴나크리돈퀴논, 유럽 특허 EP 0 177 961에 개시된 바와 같은 퀴노(2,3b)아크리딘-6,7,13,14-(5H,12H)-테트론과 5,12-디하이드로(2,3b)아크리딘-7,14-디온의 혼합 결정 및 디메톡시퀴나크리돈퀴논 등과 같은 퀴나크리돈퀴논 타입의 화합물, 및 (iii) 디하이드로퀴나크리돈, 디-메톡시디하이드로퀴나크리돈, 및 디벤조디하이드로퀴나크리돈 등과 같은 디하이드로퀴나크리돈 타입의 화합물 중에서 선택된다.
몇몇 실시예에서, 상기 적어도 하나의 베타 핵제는 피멜릭산 칼슘염과 수버릭산 칼슘염 등과 같은 주기율표 IIa족 금속의 디카복실산염 중에서 선택된다.
몇몇 실시예에서, 상기 적어도 하나의 베타 핵제는 상기 조성물의 총 중량에 대하여 0.01 내지 2 중량% 범위의 양으로 존재한다. 나아가 비제한적인 예로서, 상기 적어도 하나의 베타 핵제는 상기 조성물의 총 중량에 대하여 0.03~1 중량%, 0.03~0.5 중량%, 또는 0.05~0.5 중량% 등과 같이, 0.03 내지 2 중량% 범위의 양으로 존재한다.
몇몇 실시예에서, 상기 적어도 하나의 베타 핵제는 0.01 내지 2 phr 범위의 양으로 존재한다. 나아가 비제한적인 예로서, 상기 적어도 하나의 베타 핵제는 0.03~1 phr, 0.03~0.5 phr, 또는 0.05~0.5 phr 등과 같이, 0.03 내지 2 phr 범위의 양으로 존재한다.
몇몇 실시예에서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제와 상기 적어도 하나의 베타 핵제의 중량비는 1:10 내지 10:1의 범위에 있다. 비제한적인 예로서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제와 상기 적어도 하나의 베타 핵제의 중량비는 2:8 내지 8:2, 3:7 내지 7:3 또는 4:6 내지 6:4 등과 같이 1:9 내지 9:1의 범위에 있을 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제와 상기 적어도 하나의 베타 핵제의 중량비는 1:1 내지 1:10, 1:1 내지 1:5 또는 1:1 내지 1:3의 범위에 있을 수 있다. 비제한적인 예로서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제와 상기 적어도 하나의 베타 핵제의 중량비는 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9 및 1:10 중에서 선택된다.
몇몇 실시예에서, 선형 폴리프로필렌 발포체 제조용 조성물은 선택적으로 비제한적인 예로서, 발포제, 충전제 (카본 나노튜브 등), 난연제, 정전기 방지제, 자외선 안정제, 셀 안정제, 열안정제, 적하 방지제, 착색제, 안료, 염료, 산 저감제, 윤활유, 항산화제, 항생제, 충격 조절제 및 공정 보조제 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 추가적인 첨가제는 유리 섬유, 탄산 칼슘, 카본 블랙 등과 같은 충전제 물질을 포함한다. 비제한적인 예로서, 상기 하나 이상의 선택적인 첨가제는 상기 조성물의 총 중량에 대하여 0.01~10 중량% 또는 0.1~5 중량% 등의 0.0001 내지 15 중량% 범위의 양으로 존재한다.
몇몇 실시예에서, 선형 폴리프로필렌 발포체 제조용 조성물은 선형 폴리프로필렌이 아닌 하나 이상의 폴리올레핀류 엘라스토머를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 선형 폴리프로필렌 발포체 제조용 조성물은 하나 이상의 열가소성 엘라스토머를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 선형 폴리프로필렌 발포체 제조용 조성물은 하나 이상의 열가소성 가황물을 선택적으로 더 포함할 수 있다.
특정 실시예에 따르면, 적절한 발포제는 비(非)탄화수소 발포제, 유기 발포제, 화학적 발포제 및 그 조합을 포함한다. 가능한 발포제 조합으로는, 예를 들어, 비(非)탄화수소 발포제와 화학적 발포제의 조합, 또는 유기 발포제와 화학적 발포제 또는 비(非)탄화수소 발포제, 유기 발포제 및 화학적 발포제 조합 등이 있다.
비탄화수소 발포제는, 한정하는 것은 아니지만, 이산화탄소, 질소, 아르곤, 물, 공기, 아산화질소, 헬륨 및 그 조합을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 상기 비-탄화수소 발포제는 이산화탄소이다.
유기 발포제는, 한정하는 것은 아니지만, 탄소수 1 내지 9의 지방족 탄화수소, 탄소수 1 내지 3의 지방족 알콜, 탄소수 1 내지 3의 지방족 케톤, 탄소수 1 내지 3의 지방족 에스테르, 탄소수 1 내지 4의 지방족 에테르, 완전히 그리고 부분적으로 할로겐화된 탄소수 1 내지 4의 지방족 탄화수소, 및 그 조합을 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 지방족 탄화수소는 메탄, 에탄, 프로판, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, 네오펜탄, 및 석유 에테르를 포함한다. 또한 비제한적인 예로서, 지방족 알코올은 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 및 이소프로판올을 포함한다. 나아가 비제한적인 예로서, 지방족 케톤은 아세톤을 포함하고; 지방족 에스테르는 메틸 포르메이트를 포함하고; 지방족 에테르는 디에틸 에테르와 디메틸 에테르를 포함하고; 완전히 또는 부분적으로 할로겐화된 지방족 탄화수소는 플루오로카본, 클로로카본, 및 클로로플루오로카본을 포함하고; 클로로플루오로카본 및 플루오로카본은 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐, 1,1-디클로로-1-플루오로-에탄, 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄, 1-클로로-1,2-디플루오로에탄 (HCFC-142a), 1-클로로-1,1-디플루오로-에탄 (HCFC-142b), 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄, 2-클로로프로판, 디클로로디플루오로메탄 (CFC-12), 1, 2-디클로로-1,1,2,2-테트라플루오로에탄, 1-클로로-1,2-디플루오로-에탄, 트리클로로트리플루오로에탄 및/또는 트리클로로모노-플루오로메탄 (CFC-11)뿐만 아니라, 1-클로로-1,2-디플루오로에탄 (HCFC-142a) 및 1-클로로-1,1-디플루오로에탄 (HCFC-142b), 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (HFO-1234ze), 1,1-디플루오로에탄 (HFC-152a), 1,1,1,2-테트라플로오르에탄 (HFC-134a) 및 클로로디플루오로메탄 (R22)의 혼합물을 포함한다.
몇몇 실시예에서, 유기 발포제는 n-부탄, 이소-부탄, 에탄올, 이소프로판올, 디메틸 에테르, 및 그 혼합물을 포함한다.
화학적 발포제는, 한정하는 것은 아니지만, 아조디카보나마이드, 아조디이소부티로니트릴, 벤젠술포닐 하이드라자이드, 4,4'-옥시-비스-(벤젠술포닐세미카바자이드), 유기산 및 그 유도체들 등과 같은 아조카보네이트계 및 하이드라자이드계 화합물, 알칼리 금속 카보네이트, 알칼리 금속 바이카보네이트 및 그 혼합물 등을 포함할 수 있다.
비제한적인 예로서, 화학적 발포제는 유기산과 그 유도체들 중에서 선택될 수 있고, 유기산 유도체는 옥살산 및 옥살산 유도체, 숙신산 및 숙신산 유도체, 아디프산 및 아디프산 유도체, 프탈산 및 프탈산 유도체, 그리고 시트르산, 시트르산염 및 시트르산 에스테르, 및 그 혼합물을 포함할 수 있다. 나아가 비제한적인 예로서, 시트르산 에스테르는 스테아릴 또는 라우릴 시트레이트와 같은 고급 알코올의 시트르산 에스테르, 및 탄소수 1 내지 8의 저급 알코올을 포함하는 시트르산 모노- 및 디-에스테르를 포함할 수 있고; 이러한 시트르산 에스테르가 형성될 수 있는 저급 알코올은, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소-부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올, n-펜탄올, n-펜탄-2-올, n-펜탄-3-올, n-헥산-3-올 및 이성질체 헥산올, n-헵탄-1-올, n-헵탄-2-올, n-헵탄-3-올, n-헵탄-4-올 및 이성질체 헵탄올, n-옥탄-1-올, n-옥탄-2-올, n-옥탄-3-올, n-옥탄-4-올 및 이성질체 옥탄올, 시클로펜탄올, 및 시클로헥산올 등이고; 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 펜타에리스리톨, 또는 예를 들어, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 또는 테트라에틸렌 글리콜 등의 저급 폴리에틸렌 글리콜 등과 같은 탄소수 1 내지 8의 디올 또는 폴리올이 사용될 수 있고; 상기 탄소수 1 내지 6의 모노하이드릭 알코올을 포함하는 모노- 및 디에스테르는, 예를 들어, 모노메틸 시트레이트, 모노에틸 시트레이트, 모노프로필 시트레이트, 모노 이소프로필 시트레이트, 모노 n-부틸 시트레이트, 및 모노-tert-부틸 시트레이트 등과 같은 모노에스테르이다.
나아가 화학적 발포제의 비제한적인 예로는 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 중탄산 칼슘, 중탄산 마그네슘, 중탄산 암모늄, 탄산나트륨, 및 탄산칼륨 등과 같은, 알칼리 또는 알칼리 토금속 탄산염, 알칼리 또는 알칼리 토금속 중탄산염 등이 있다.
몇몇 실시예에서, 선형 폴리프로필렌 발포체 제조용 조성물은 이산화탄소(CO2), n-부탄, 이소-부탄, 에탄올, 이소프로판올, 디메틸 에테르, 시트르산, 중탄산나트륨 및 그 혼합물 중에서 선택된 적어도 하나의 발포제를 더 포함한다.
몇몇 실시예에서, 상기 발포제는 상기 조성물의 총 중량에 대하여 0.1~5 중량% 또는 0.5~4 중량% 등과 같이, 0 내지 10 중량% 범위의 양으로 존재한다.
선형 폴리프로필렌 발포체
특정 실시예에 따르면, 상술한 바와 같이 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌, 적어도 하나의 알파 핵제 및 적어도 하나의 베타 핵제를 포함하는 조성물이 선형 폴리프로필렌 발포체를 제조하는 데 사용된다.
따라서, 특정 실시예에 따르면, 본 개시는 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌, 적어도 하나의 알파 핵제 및 적어도 하나의 베타 핵제를 포함하는 선형 폴리프로필렌 발포체를 제공하기도 한다. 상기 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌, 상기 적어도 하나의 알파 핵제, 상기 적어도 하나의 베타 핵제, 및 상기 선택적인 하나 이상의 첨가제의 형태와 함량에 관련하여 상술한 모든 실시예는 상기 선형 폴리프로필렌 발포제에도 적용될 수 있다.
예를 들어, 몇몇 실시예에서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포제는 (i) 적어도 80 %의 상기 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌, (ii) 0.01~5중량%의 상기 적어도 하나의 알파 핵제, (iii) 0.05~2 중량%의 상기 적어도 하나의 베타 핵제, 그리고 (iv) 상술한 바와 같은 하나 이상의 첨가제 0% to 15 중량%를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체는 ASTM D 792에 의하여 측정된 약 0.15 g/cm3. 이하의 밀도를 가진다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체는 0.05 ~ 0.15 g/cm3, 0.06 ~ 0.15 g/cm3, 0.05 ~ 0.10 g/cm3, 0.05 ~ 0.7 g/cm3, 또는 0.06 ~ 0.07 g/cm3 등과 같이, 0.01 내지 0.15 g/cm3 범위의 밀도를 가진다.
몇몇 실시예에서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체는 팽창률 (즉, 발포되지 않은 중합체 조성물의 밀도 대 발포체 시료의 밀도 비)이 약 4 이상이다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체는 4~40, 4~30, 4~20, 또는 4~15 등과 같이, 4 내지 50 범위의 팽창률을 가진다. 나아가 일 예로서, 몇몇 실시예에서는, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체가 10~50, 10~40, 10~30, 10~20, 20~50, 20~40, 20~30, 또는 30~50 범위의 팽창률을 가진다.
몇몇 실시예에서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체는 20 내지 400 ㎛ 범위의 셀 크기 (즉, 평균 셀 직경)를 가진다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체는 80~400㎛, 120~400 ㎛, 150~400 ㎛, 200~400 ㎛ 등과 같이, 40 내지 400 ㎛ 범위의 셀 크기를 가진다. 나아가 비제한적인 예로서, 몇몇 실시예에서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체는 300 내지 400 ㎛의 셀 크기를 가진다. 몇몇 실시예에서, 상기 물질은 20~200 ㎛, 20~160 ㎛, 20~100㎛ 또는 20~80㎛의 셀 크기를 가진다. 평균 셀 직경은 발포체의 단면 이미지를 촬영하여 이미지 프로 소프트웨어를 이용하여 다음 방정식으로 계산함으로써 구할 수 있다:
Figure pat00001
여기서 ni는 면적 등가 직경 (di)을 가진 셀의 개수이다.
몇몇 실시예에서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체는 1 g/10분 내지 20 g/10분 범위의 용융흐름속도 (MFR)를 가진다.
몇몇 실시예에서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체는 1.5 ~ 4.5 g/10분, 2 ~ 4 g/10분 또는 2.5 ~ 3.5 g/10분 등과 같이, 1.0 g/10분 내지 5 g/10분 범위의 MFR을 가진다.
몇몇 실시예에서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체는 5 g/10분 내지 20 g/10분 범위의 MFR을 가진다. 비제한적인 예로서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체는 5~15 g/10분 또는 5~10 g/10분 등과 같이, 5 g/10분 내지 18 g/10분 범위의 MFR을 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 선형 폴리프로필렌 발포체에 포함된 상기 적어도 하나의 알파 핵제와 상기 적어도 하나의 베타 핵제의 중량비는 1:10 내지 10:1의 범위에 있다. 비제한적인 예들로서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제와 상기 적어도 하나의 베타 핵제의 중량비는 2:8 내지 8:2, 3:7 내지 7:3, 또는 4:6 내지 6:4 등과 같이, 1:9 내지 9:1 범위에 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제와 상기 적어도 하나의 베타 핵제의 중량비는 1:1 내지 1:10, 1:1 내지 1:5 또는 1:1 내지 1:3의 범위에 있을 수 있다. 비제한적인 예들로서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제와 상기 적어도 하나의 베타 핵제의 중량비는 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9 및 1:10 중에서 선택된다.
연속 발포 공정
몇몇 실시예에서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체는 (a) 상기한 바와 같이 상기 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌, 상기 적어도 하나의 알파 핵제, 상기 적어도 하나의 베타 핵제, 및 선택적으로 하나 이상의 첨가제를 포함하는 중합체 조성물을 제조하는 단계; (b) 상기 단계 (a)에서 얻은 중합체 조성물을 용융시켜서 중합체 멜트를 얻는 단계; (c) 상기 단계 (b)의 중합체 멜트를 발포제 존재 하에 압출성형시키는 단계; 및 (d) 압출성형된 중합체 멜트를 냉각시키고 상기 선형 폴리프로필렌 발포체를 형성하는 단계를 포함하는 공정에 의하여 제조될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 단계 (a) 내지 (d)는 단일축 압출기, 2축 스크류 압출기, 탠덤 압출기 또는 파렐 (Farrel) 연속 혼합기 등과 같은 압출기 내에서 수행될 수 있다. 이러한 단계들은 또한 압출기와 압출 다이 사이에 추가적인 고정식 혼합기 및/또는 기어 펌프를 구비하기도 한다. 상기 단계들을 행하는 동안 중합체 수지를 용융온도 이상으로 가열한다.
몇몇 실시예에서는, 하나 이상의 비탄수화물 및/또는 유기 발포제를 고압 펌프를 이용하여 제1 압출기의 중간 부분에 있는 중합체 수지에 첨가한다.
비제한적인 예로서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체를 제조하기 위한 연속 공정은 도 1에 도시된 8개의 가열 영역 등과 같이 다수의 가열 영역을 구비하는 시스템을 이용할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 공정은 중합체 멜트를 일련의 가열 영역으로 흘리는 단계; 및 상기 가열 영역들 중의 하나 이상의 가열 영역, 예를 들어, 2 또는 3 개의 가열 영역에 발포제를 주입하는 단계를 포함한다.
몇몇 실시예에서, 상기 발포제는 두 개의 가열 영역 사이로 진입한다. 일 실시예에서, 상기 발포제는 두 가열 영역의 중간으로 진입한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 초임계 이산화탄소가 제3 가열 영역과 제4 가열 영역 사이의 압출기로 주입된다.
몇몇 실시예에서, 각 가열 영역의 온도는 140℃ ~ 220℃, 150℃ ~ 220 ℃ 또는 150 ℃ ~ 200 ℃ 등과 같이 120 ℃ ~ 220 ℃의 범위에 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 가열 영역은 물질이 공급되는 곳에서 가장 차갑다. 일 실시예에 있어서, 최종 가열 영역은 그 앞에 있는 가열 영역보다 차갑다. 다른 실시예에 있어서, 중간 가열 영역들의 온도는 나머지 가열 영역의 온도보다 높다.
몇몇 실시예에서, 상기 발포제는 이산화탄소 (CO2), 부탄 및 질소 (N2) 중에서 선택된다. 몇몇 실시예에서, 상기 발포제는 이산화탄소 (CO2)이다. 몇몇 실시 예에서, 상기 발포제는 1000 psi ~ 2000 psi, 500 psi ~ 1500 psi, 750 psi ~ 1250 psi, 750 psi ~ 1500 psi 또는 500 psi ~ 2000 psi 등과 같이, 500 psi 내지 2000 psi 범위의 압력에서, 예를 들어, 중간의 두 가열 영역들 사이로 주입된다. 몇몇 실시예에서, 상기 발포제는 180 ℃ ~ 250℃, 200℃ ~ 250℃, 220℃ ~ 250℃, 160℃ ~ 225℃, 160℃ ~ 200℃, 180℃ ~ 225℃, 180℃ ~ 210℃ 또는 200℃ ~ 225℃ 등과 같이, 160℃ 내지 250℃ 범위의 온도에서 주입된다. 몇몇 실시예에서, 상기 발포제는 0.5 kg/hr ~ 1.0 kg/hr, 0.7 kg/hr ~ 1.0 kg/hr, 0.3 kg/hr ~ 0.8 kg/hr, 0.3 kg/hr ~ 0.6 kg/hr, 0.3 kg/hr ~ 0.5 kg/hr, 0.5 kg/hr ~ 0.8 kg/hr 또는 0.4 kg/hr ~ 0.7 kg/hr 등과 같이, 0.3 kg/hr 내지 1.0 kg/hr 범위의 유속으로 주입된다.
회번식 (Batch) 발포 공정
몇몇 실시예에서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체는 (a) 상기한 바와 같이 상기 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌, 상기 적어도 하나의 알파 핵제, 상기 적어도 하나의 베타 핵제 및 선택적으로 하나 이상의 첨가제를 포함하는 중합체 조성물을 제조하는 단계; (b) 상기 중합체 조성물을 반응기 안으로 넣는 단계; (c) 예를 들어, 비탄수화물 발포제 (예: CO2)와 유기 발포제들 중에서 선택된 적어도 하나의 발포제를 상기 반응기로 유입시키고 압력을 높이는 단계; 및 (d) 상기 반응기 내의 압력을 주변 압력에 도달하도록 낮추어 발포체를 생성하는 단계를 포함하는 공정에 의하여 제조될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 단계 (a)는 중합체 조성물을 주입 또는 압출시켜 예를 들어, 중합체 펠릿을 얻는 단계를 더 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 단계 (c)는 상기 중합체 조성물을 상기 적어도 하나의 발포제로 가압하는 단계; 상기 적어도 하나의 발포제와 중합체 조성물의 혼합물을 고압에서 상기 중합체 조성물을 상기 적어도 하나의 발포제로 포화시키기에 충분한 시간 동안 유지시키는 단계; 및 압력을 방출시키고 반응기를 냉각시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체를 제조하기 위한 회번식 공정은 도 2에 예시된 바와 같은 시스템을 이용할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체는 (a) 상기한 바와 같이 상기 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌, 상기 적어도 하나의 알파 핵제, 상기 적어도 하나의 베타 핵제 및 선택적으로 하나 이상의 첨가제를 포함하는 중합체 조성물을 제조하는 단계; (b) 선택적으로 상기 중합체 조성물을 주입 또는 압출하여 일례로 펠릿 형태로 된 중합체 표본을 얻는 단계; (c) 상기 중합체 조성물/표본을 고압 오토클레이브 반응기 안으로 넣는 단계; (d) 상기 반응기 내의 온도를 높이고 나서 이산화탄소 (CO2)를 반응기 안으로 주입시키는 단계; (e) 온도와 압력을 높여서 이산화탄소 (CO2)가 초임계 유체 (SCF) 상태에 도달시키는 단계; (f) 압력과 온도를 일전 기간, 예를 들어 30분 동안 높게 유지시켜 상기 중합체 조성물/표본을 이산화탄소 (CO2)로 포화시키는 단계; (g) 압력을 방출시키는 단계; (h) 오토클레이브를 열고 발포물을 꺼내는 단계를 포함하는 과정에 의하여 제조될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 오토클레이브 반응기는 1000 psi ~ 3000 psi, 1500 psi ~ 3000 psi, 2000 psi ~ 3000 psi, 500 psi ~ 2500 psi, 500 psi ~ 2000 psi, 500 psi ~ 1500 psi, 1000 psi ~ 2500 psi, 1000 psi ~ 2000 psi, 1500 psi ~ 3000 psi, 2000 psi ~ 2500 psi 또는 1750 psi ~ 2250 psi 등과 같이, 500 psi 내지 3000 psi 압력 범위에서 가압된다. 몇몇 실시예에서, 상기 반응기의 온도는 135℃ ~ 165℃, 150℃ ~ 160℃, 120℃ ~ 160℃, 120℃ ~ 150℃, 135℃ ~ 160℃, 130℃ ~ 160℃ 또는 140℃ ~ 160℃ 등과 같이, 120℃ 내지 170℃의 범위에서 상승되었다. 몇몇 실시예에서, 상기 가열 가압된 반응기 내의 중합체 조성물과 이산화탄소는 예를 들어, 10 ~ 120분, 20 ~ 120분, 40 ~ 120분, 60 ~ 120분, 2 ~ 60분, 2 ~ 40분, 2 ~ 20분, 10 ~ 60분, 15 ~ 45분, 20 ~ 90분 또는 30 ~ 75분 등과 같이, 2 내지 120분 범위의 포화시간 동안 그대로 두었다.
응용 분야
몇몇 실시예에서, 본 개시에 따른 중합성 발포체는 시트 압출, 보드 압출, 프로파일 압출, 발포 시트 압출 등에 의하여 생산될 수 있으며, 이들은 제2 단계에서 딥드로잉 성형품 (예: 포장재, 내구재, 벽 장식품, 식판 또는 음식 포장용)으로 제조된다. 나아가 본 개시에 따른 발포체는 발포 필름, 압출 블로우 몰딩 또는 사출 몰딩에 의하여 제조될 수도 있다.
비제한적인 예들로서, 본 개시에 따른 상기 중합성 발포체는 예를 들어, 건축 및 건물용 절연판 등에 이용될 수 있으며, 이에 한정되지는 않으나 경계부 절연, 평지붕 단열, 바닥 절연, 외벽 단열, 천정열 절연, 급경사 지붕 단열, 내부 설비, 샌드위치형 상판, 파이프 단열, 빌딩과 수송로 결빙 방지층 (예를 들어, 고속도로, 도로, 교량 또는 비행장 활주로 하부 단열에 응용 가능)을 포함한다.
또한 비제한적인 예들로서, 본 개시에 따른 상기 중합성 발포체는 한정되지는 않으나 건축 몰딩, 압출 프로파일, 부품 테두리 몰딩, 창틀, 사진틀, 주물, 몰딩재 또는 발포 주축대 등을 포함하는 장식물에 이용될 수 있다.
나아가 비제한적인 예들로서, 본 개시에 따른 상기 중합성 발포체는 음식이나 전자제품 포장재, 의료용품이나 소비재 포장재 등에 이용될 수 있다.
또한 더 나아가 비제한적인 예들로서, 본 개시에 따른 상기 중합성 발포체는 한정되지는 않으나 도어 사이드 부품, 도어 손잡이, 대시보드, 내장 트림 부품, 공기 유입 매니폴드, 배터리 하우징, 엔진 봉지재, 공기 필터 하우징 등을 포함한 자동차 부품에 이용될 수 있다.
또한 비제한적인 예로서, 본 발명에 따른 상기 중합성 발포체는 방음재로 사용되기도 한다.
실시예
분석 방법
발포체 밀도
수중에서 싱커를 이용하여 중합체 발포체 무게를 재는 것과 관련하여 ASTM D792에 따라 발포 폴리프로필렌 (PP 발포체) 시료들의 질량 밀도 ρf 를 측정하였다. ρf 는 다음과 같이 계산하였다:
Figure pat00002
여기서 a는 시료의 공중에서의 겉보기 질량이고, b는 물에 완전히 잠긴 시료의 겉보기 질량이고, ρwater 는 물의 밀도이다.
주사전자현미경 검사 ( SEM )
수득된 PP 발포체의 형태 (morphology)를 주사전자현미경 SEM (JEOL JSM-5600)으로 검사하였다. 상기 시료들을 액체 질소에 30분간 담그고 나서 부쉈다. SEM로 더 관찰하기 위하여 부서진 표면에 한 겹의 금을 분사하였다.
시차주사열량계 측정 ( DSC )
수득된 PP 발포체의 용해 거동을 특성화하기 위하여 TA Q100 DSC를 사용하였다. 무게가 약 6-10 mg인 시료들을 DSC 특성화에 사용하였다. 주사 범위는 온도 30℃ 내지 190℃에서 10℃/분의 속도로 행해졌다.
실시예에 사용된 물질
WB140: Borealis사의 HMS-PP
Globalene® PC366-3 ("PC366-3," MFR: 3 g/10분): LCY Chemical Corp.의 프로필렌 단독 중합체
Globalene® 8001 ("8001," MFR: 0.3 g/10분); LCY Chemical Corp.의 프로필렌 랜덤 공중합체
Globalene® ST611 ("ST611," MFR: 1.8 g/10분): LCY Chemical Corp.의 프로필렌 랜덤 공중합체
Globalene® ST925 ("ST925," MFR: 14 g/10분): LCY Chemical Corp.의 프로필렌 랜덤 공중합체
NAB-82: 칼슘 테트라하이드로프탈레이트, Gchchem사의 베타 핵제
HPN-20E: 1,2-시클로헥산디카복실산의 칼슘염, Milliken & Company의 알파 핵제
NX8000K: 비스(4-프로필벤질리덴) 프로필 소르비톨, Milliken & Company의 알파 핵제
NX8000: 1,2,3-트리데옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4- 프로필페닐)메틸렌]-노니톨, Milliken & Company의 알파 핵제
NU-100: N,N'-디시클로헥실-2,6-나프탈렌 디카복사마이드, New Japan Chemical Co., Ltd.의 베타 핵제
Talc HTP-05: IMI Fabi의 알파 핵제
NA-11: 2,2'-메틸렌-비스-(4,6-디-t-부틸페닐렌)포스페이트 나트륨염, Adeka사의 알파 핵제
EBA: LOTRYL® 17BA04, Arkema사의 에틸렌-부틸 아크릴레이트 랜덤 공중합체.
POE: ENGAGE® 8150 폴리올레핀 엘라스토머, Dow Chemical사의 에틸렌-옥텐 공중합체
순도 99.99% 인 이산화탄소 (CO2)가 발포제로 사용되었다.
실시예 1 -연속 공정
발포 공정 전에, 폴리프로필렌을 먼저 핵제를 첨가하여 또는 핵제 첨가없이 고속 헨셀 믹서에서 30-60 초간 혼합하였다. 그리고 나서 혼합물 (각 10 kg)을 온도 160-200°C와 스크류 회전속도 260-300 rpm 으로 설정된 동(同)방향 회전 2축 스크류 압출기 (L/D: 37, KM Berstorff ZE40A)의 호퍼에 넣었다. 그리고 나서 압출된 중합체 조성물을 다이를 통하여 성형하고 나서 회전 수조에서 냉각시켜 중합체 스트랜드를 얻었다. 물을 제거하고 나서 상기 스트랜드를 펠릿화기를 사용하여 자르고 펠릿들을 분류기로 더 선별하여 발포 공정에 쓰일 최종 펠릿을 얻었다.
도 1에 도시되고 아래에서 더 설명되는 동작 조건을 가지는 연속 발포공정을이 선사용하여 폴리프로필렌 발포체를 제조하였다:
배럴 온도 프로파일: 190-200-190-170-160-160-150-150℃ (처음 3개 영역의 온도를 설정 (최고 온도가 210℃ 보다 높지 않도록)함으로써 중합체 조성물이 제4 영역 진입 전에 완전 용융하는 것을 확보함;
주/기어 rpm: 40/20;
기어 펌프 rpm: 15 ~ 32;
다이 온도: 120 ~ 180℃ (표 1 참조);
초임계 CO2 (SC-CO2) 압력: 70 ~ 110 bar (표 1 참조); 및
SC-CO2 주입 속도: 0.25 ~ 0.36 kg/hr (SC CO2 는 제3 영역 및 제4 영역 사이에 주입됨).
아래 표 1은 중합체 조성물, 공정 조건에 관한 추가적인 세부사항 및 제조된 PP 발포체의 물성 (밀도 및 팽창률)을 요약한 것이다. 비교예 1-2 및 1-3과 실시예 1-2의 PP 발포체의 SEM 이미지를 도 3A, 3B 및 3C에 각각 도시한다.
놀랍게도, α 핵제 및 β 핵제를 모두 포함하는 조성물들로부터 제조된 발포체들(실시예 1-1 및 1-2)은 HMS-PP로부터 제조된 발포체들 (비교예 1-1 내지1-3)에 비하여 상당하거나 더 개선된 밀도 및 팽창률을 보인다. α 핵제만 포함하는 조성물들로부터 제조된 발포체들(비교예 1-4 및 1-5)은 실시예 1-1 및 1-2와 비교했을 때 더 높은 밀도와 더 낮은 팽창률을 보인다.
시료 중합체 조성물
(PP:중량%*;핵제: PHR**) 		다이 온도
(℃) 		SC-CO2
압력 		SC-CO2
주입속도 		밀도
(g/cm3) 		팽창률
비교예
1-1 		WB140: 100%;
핵제: 0%		 150 80 0.28 0.207 4.3
비교예
1-2 		WB140: 100%;
핵제: 0%		 140 80 0.31 0.091 9.9
비교예
1-3 		WB140: 100%;
핵제: 0%		 125 80 0.36 0.050 18
비교예
1-4 		PC366-3: 100%;
NAB-82: 0.1 phr		 165 95 0.30 0.141 6.4
비교예
1-5 		PC366-3: 100%;
NAB-82: 0.1 phr		 150 95 0.32 0.114 7.9
실시예
1-1 		PC366-3: 90%;
8001: 10%;
NAB-82: 0.1 phr;
HPN-20E: 0.01 phr		 150 102 0.34 0.077 11.7
실시예
1-2 		PC366-3: 90%;
8001: 10%;
NAB-82: 0.1 phr;
HPN-20E: 0.01 phr		 147 102 0.34 0.058 15.5
* wt%: 조성물 총 중량에 대하여 조성물에 존재하는 시료의 양 (즉, 핵제 등의 첨가물은 제외함)이다.
** "phr": 수지(조성물에 존재하는 중합체) 100부 당 시료분을 의미한다.
실시예 2 - 회번식 (Batch) 공정
표 2에 제공된 폴리프로필렌 수지와 핵제의 제제들을 고속 헨셀 믹서에서 30-60초 동안 잘 혼합하였다. 혼합물 (각 10 kg)을 온도 160-200℃와 스크류 회전속도 260-300 rpm 으로 설정된 동방향 회전 2축 스크류 압출기 (L/D: 37, KM Berstorff ZE40A)의 호퍼에 넣어 펠릿 시료를 얻고 나서 이를 온도 170-220℃로 설정된 사출 성형기 (Chen Hsong Machinery, SM120V) 의 호퍼에 넣었다.
표2에 예시된 발포체들을 회번식 공정으로 제조하였다. 사출 성형기의 제조 시료들을 고압 오토클레이브를 사용하여 회번식으로 발포시켰다. 표본들을 고압 용기에 넣고 나서 이산화탄소 (CO2)를 상기 용기 내에 주입시켰다. 표본들을 고온 고압에서 30분간 포화시킨 후에 순간 감압 (3초 이내)을 행하여 PP 발포를 달성하였다. 모든 시료들을 초임계 CO2 로 발포시켰다. 실시예 2-4를 제외한 모든 실시예의 발포 조건은 155℃, 2050 psi 및 포화시간 30 분이었다. 실시예 2-4의 발포 조건은 140℃, 2050 psi 및 포화시간 30 분이었다.
아래 표 2는 중합체 조성물과 제조된 PP 발포체의 물성 (밀도 및 팽창률)을 요약한 것이다. 비교예 2-1, 실시예 2-1, 실시예 2-6의 PP 발포체의 SEM 이미지를 도 4A, 4B 및 4C에 각각 도시한다. 결과에서 볼 수 있듯이, α 핵제 및 β 핵제를 모두 포함하는 조성물들로부터 제조된 발포체들(실시예 2-1 내지 2-12)은 HMS-PP로부터 제조된 발포체들 (비교예 2-1 내지 2-2)에 비하여 낮은 밀도 및 높은 팽창률을 보인다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, α 핵제 및 β 핵제를 모두 포함하는 조성물들로부터 제조된 발포체들 (도 4B 및 4C)의 셀 크기 분포는 HMS-PP로부터 제조된 발포체 (도 4A)의 셀 크기 분포에 비하여 더 균일하다.
조성물 WB140
(wt%) 		PC366-3
(wt%) 		ST611
(wt%) 		NAB-82
(phr) 		NU-100 (phr) NX
8000K (phr) 		Talc
HTP-05
(phr) 		NA11
(phr) 		밀도
(g/cm3) 		팽창률
비교예
2-1		 100 0.112 8
비교예
2-2		 80 20 2 0.077 12
실시예 2-1 90 10 0.1 0.2 0.030 30
실시예 2-2 70 30 0.1 0.2 0.034 26
실시예 2-3 50 50 0.1 0.2 0.045 20
실시예 2-4 100 0.1 2 0.054 17
실시예 2-5 90 10 0.1 0.1 0.041 22
실시예 2-6 90 10 0.1 0.2 0.022 41
실시예 2-7 90 10 0.1 0.1 0.019 47
실시예 2-8 90 10 0.2 0.05 0.026 35
실시예 2-9 100 0.1 0.05 0.066 14
실시예 2-10 100 0.1 0.1 0.051 18
실시예 2-11 90 10 0.1 0.05 0.044 20
실시예 2-12 90 10 0.1 0.1 0.045 20
* wt%: 조성물 총 중량에 대하여 조성물에 존재하는 시료의 양 (즉, 핵제와 같은 첨가물은 제외)이다.
** "phr": 수지 (조성물에 존재하는 중합체) 100부당 시료분을 의미한다.
실시예 2-1 및 실시예 2-8의 PP 발포체에 대한 DSC 다이아그램이 도 5와 도6에 각각 도시되어 있다. 흥미롭게도, β 핵제의 양이 실시예 2-8에 비해 많거나 동일한 양일 때, 2개의 용융점 피크 (α 및 β 결정)가 DSC 다이아그램에 뚜렷하게 나타난다. 반면, β 핵제의 양이 실시예 2-1 경우처럼 α 핵제의 양보다 적을 때에는 하나의 용융점 피크 (α 결정)만 DSC 다이아그램에 나타난다. 그럼에도 불구하고, 실시예 2-1의 셀 밀도와 팽창률 모두는 실시예 2-8의 셀 밀도와 팽창률에 비교할만하다.
실시예 3 - 회번식 (Batch) 공정
표 3에 예시된 발포체들은 실시예 2에서 설명한 회번식 공정으로 제조되었다. 비교예 3의 발포 조건은 165℃, 144 kg/cm2 (약 2050 psi) 및 포화시간 30 분이었다. 실시예 3-1, 3-2 및 3-3의 발포 조건은 145℃, 144 kg/cm2 (약 2050 psi) 및 포화시간 30 분이었다. 비교예 3에서 사용된 WB140는 탈크의 존재 여부에 관계없이 발포하기가 쉽지 않다. 따라서, 비교예 3에 대한 발포 온도를 145℃에서 165℃로 높여주었다.
NEOPOLEN®P20와 NEOPOLEN®P40 는 BASF사의 폴리프로필렌 발포체 (EPP 발포체)이다.
테스트 전에, 모든 발포 시료들을 23℃ 및 절대 습도 (RH) 65%로 적어도 24 시간 동안 조건화시켰다.
밀도는 ASTM D1622에 따라 측정하였고; 인장강도와 파단 신장률은 ISO1798:2008 에 의거하여 측정하였다.
조성물 중합체 핵제
(wt%) 		기타 첨가물 (wt%) 밀도
(g/cm3) 		인장강도
(kPa) 		파단 신장률 (%)
비교예 3 WB140 2% Talc 0.717 - -
실시예 3-1 ST925 0.1% NAB-82 + 0.05% NX8000 0.028 2046 44.84
실시예
3-2 		ST925 0.1% NAB-82 + 0.05% NX8000 10% POE 0.026 606 33.23
실시예 3-3 ST925 0.1% NAB-82 + 0.05% NX8000 10% EBA 0.027 1159 31.88
NEOPOLEN® P20 0.020 300 22
NEOPOLEN® P40 0.030 430 21
실시예 3-1 내지 3-3의 발포체 밀도는 BASF사의 EPP 발포체와 유사하다. 그러나, 실시예 3-1 내지 3-3의 발포체는 BASF사의 EPP 발포체보다 높은 인장강도와 파단 신장률을 가진다.
실시예4 - 발포 시트
발포 시트를 제조하기 위하여, 압출기 온도가 평형상태에 도달한 후에 중합체 펠릿을 제1 압출기 내에 채웠다. 그리고 나서 CO2 를 LEWA 마이크로 펌프를 통하여 상기 제1 압출기에 공급하였다. 기체/중합체 혼합물을 제2 압출기로 이송시켰다. 중합체 멜트가 도너스 모양의 다이로 유출되기 전에 미리 발포되는 것을 피하기 위하여 배럴 온도를 낮추었다. 도너스 모양의 중합체 멜트를 냉각 실린더를 통하여 냉각시키고 잘라서 시트로 만들었다. 그리고 나서, 시트를 압축 실린더 세트로 견인하여 릴 상에서 회수하였다. 다이 온도, 갭, 시트 견인 속도를 조정하여 시트 두께와 팽창률을 제어하였다. 발포 조건은 아래 표 4에 요약되어 있다:
비교예 4
제1 압출기 온도 설정 165-190-200-220-220-220-220-220 ℃
제2 압출기 온도 설정 170-185-155-153-148-145-145-150-160℃
다이 온도 150-150 ℃
CO2 입력 0.3~0.4 kg/hr
출력 26.0 kg/hr
실시예 4-1 및 4-2
제1 압출기 온도 설정 165-190-200-220-220-200-200-200 ℃
제2 압출기 온도 설정 170-165-140-138-133-130-130-145-150 ℃
다이 온도 145-145℃
CO2 입력 0.3~0.4 kg/hr
출력 31.2 kg/hr
테스트 전에, 모든 테스트 시료들을 23℃ 및 절대 습도 (RH) 65%로 적어도 24 시간 동안 조건화시켰다(표 5).
발포시트 시료 발포시트 제조용 조성물 밀도
(g/cm3) 		인장강도
(kPa) 		파단 신장률 (%) 인열강도
(kN/m)
테스트 방법 ASTM D792 IS0 1798:2008 IS0
1798:2008 		IS0 34-1:2004
비교예 4 WB140 0.261 5113 13.67 20.76
실시예 4-1 ST925
+ 0.1% (wt%) NAB-82 + 0.05% (wt%) NX8000 + 10% (wt%) EBA 		0.269 5165 41.12 21.75
실시예 4-2 ST925 + 0.1% (wt%) NAB-82 + 0.05% (wt%) NX8000
+ 5% (wt%) EBA 		0.257 4833 22.69 25.15
실시예 4-1 내지 4-2의 발포체 시트의 밀도, 인장 강도 및 인열 강도는 WB140 (비교예 4)로 제조한 발포체 시트 (비교예 4)의 밀도, 인장 강도 및 인열 강도와 유사하다. 예기치 않게, 실시예 4-1의 파단 신장률은 비교예 4보다 3배 더 높다. 다시 말해서 실시예 4-1의 발포 시트의 강도가 비교예 4의 경우보다 더 우수하다.
실시예 5
다음 두 가지의 발포체 제제를 제조하고 그들의 190℃에서의 전단점도를 모세관 유변학적 측정 기술 (capillary rheometry technique)로 테스트하였다.
□ 실시예 5 (PPC 발포체-T50): ST925 + 0.1% (phr) NAB-82 + 0.05% (phr) NX8000 + 10% (wt%) EBA
□ 비교예 5: WB140
실시예 5는 13.2 g/10분의 MFR 값을 가지며 비교예 5는 2.3 g/10분의 MFR 값을 가진다.
아래 표에 나타난 바와 같이, 전단율 100-500 (1/S) 하에서, 실시예 5에 대한 전단점도는 비교예 5에 비해 낮다. 그러나 (압출 발포의) 정상적인 전단율 범위 (1000 ~ 2000 1/s) 하에서는, 실시예 5의 전단점도가 비교예 5의 전단점도와 예기치 않게 비슷한 수준을 보인다. 이는 알파 핵제와 베타 핵제 모두 첨가함으로써 높은 MFR 값을 가지는 선형 폴리프로필렌을 포함하는 발포 물질을 제조하는 것이 가능하다는 것을 나타낸다.
비교예 5 @190℃ 번호 전단율 (1/S) 전단점도 (Pa.S)
1 100 394.98
2 500 126.26
3 1000 59.05
4 2000 33.77
실시예 5 @190℃ 번호 전단율 (1/S) 전단점도 (Pa.S)
1 100 287.3
2 500 97.57
3 1000 57.13
4 2000 31.97

Claims (38)

  1. 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌, 적어도 하나의 알파 핵제 및 적어도 하나의 베타 핵제를 포함하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발포체는 8 내지 40 범위의 팽창률을 가지는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 발포체는 약 0.15 g/cm3. 이하의 밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 발포체는 20 내지 400㎛ 범위의 평균 셀 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌은 프로필렌 단독 중합체들 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌은 프로필렌 랜덤 공중합체들 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌은 프로필렌 임팩트 공중합체들 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌은 상기 조성물/발포체에 대하여 적어도 80 중량%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제는 상기 발포체에 대하여 적어도 0.01 내지 5 중량%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 베타 핵제는 상기 발포체에 대하여 적어도 0.01 내지 2 중량%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제는 1,3:2,4-디(3,4-디메틸벤질리덴) 소르비톨, 비스(4-프로필벤질리덴) 프로필 소르비톨, 1가, 2가 및 3가의 2,2'-메틸렌-비스-(4,6-di-터트부틸페닐) 포스페이트 금속염, 벤조산 나트륨, 1,2-시클로헥산디카복실산, 칼슘염 및 탈크 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  12. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 베타 핵제는 6-퀴나지린 술폰산의 알루미늄 염, 프탈산 디소디움염, 이소프탈산의 디소디움염, 테레프탈산 디소디움염, N-N'-디시클로헥실 2-6-나프탈렌 디카복시마이드의 디소디움염, 유기 이염기산과 산화물의 혼합물의 디소디움염, 수산화물 및 제 II족 금속 산 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  13. 제1항에 있어서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체가 1 내지 20 g/10분 범위의 용융흐름속도 (MFR)를 가지는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  14. 제1항에 있어서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체가 5 내지 20 g/10분 범위의 용융흐름속도 (MFR)를 가지는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  15. 제1항에 있어서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체가 5 내지 10 g/10분 범위의 용융흐름속도 (MFR)를 가지는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  16. 제1항에 있어서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체가 1 내지 5 g/10분 범위의 용융흐름속도 (MFR)를 가지는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  17. 제1항에 있어서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체가 1.5 내지 4.5 g/10분 범위의 용융흐름속도 (MFR)를 가지는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  18. 제1항에 있어서, 상기 선형 폴리프로필렌 발포체가 2 내지 4 g/10분 범위의 용융흐름속도 (MFR)를 가지는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  19. 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌, 적어도 하나의 알파 핵제 및 적어도 하나의 베타 핵제를 포함하는 선형 폴리프로필렌 발포체를 제조하기 위한 조성물.
  20. 제19항에 있어서, 상기 조성물이 1 내지 20 g/10분 범위의 용융흐름속도 (MFR)를 가지는 것을 특징으로 하는 조성물.
  21. 제19항에 있어서, 상기 조성물이 5 내지 20 g/10분 범위의 용융흐름속도 (MFR)를 가지는 것을 특징으로 하는 조성물.
  22. 제19항에 있어서, 상기 조성물이 5 내지 10 g/10분 범위의 용융흐름속도 (MFR)를 가지는 것을 특징으로 하는 조성물.
  23. 제19항에 있어서, 상기 조성물이 1 내지 5 g/10분 범위의 용융흐름속도 (MFR)를 가지는 것을 특징으로 하는 조성물.
  24. 제19항에 있어서, 상기 조성물이 1.5 내지 4.5 g/10분 범위의 용융흐름속도 (MFR)를 가지는 것을 특징으로 하는 조성물.
  25. 제19항에 있어서, 상기 조성물이 2 내지 4 g/10분 범위의 용융흐름속도 (MFR)를 가지는 것을 특징으로 하는 조성물.
  26. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌은 프로필렌 단독 중합체들 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  27. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌은 프로필렌 랜덤 공중합체들 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  28. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌은 프로필렌 임팩트 공중합체들 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  29. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌은 상기 조성물에 대하여 적어도 80 중량%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  30. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제는 상기 조성물에 대하여 적어도 0.01 내지 5 중량%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  31. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 베타 핵제는 상기 조성물에 대하여 적어도 0.01 내지 2 중량%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  32. 제19 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제는 1,3:2,4-디(3,4-디메틸벤질리덴) 소르비톨, 비스(4-프로필벤질리덴) 프로필 소르비톨, 1가, 2가 및 3가의 2,2'-메틸렌-비스-(4,6-di-터트부틸페닐) 포스페이트 금속염, 벤조산 나트륨, 1,2-시클로헥산디카복실산, 칼슘염 및 탈크 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  33. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 베타 핵제는 6-퀴나지린 술폰산의 알루미늄 염, 프탈산 디소디움염, 이소프탈산의 디소디움염, 테레프탈산 디소디움염, N-N'-디시클로헥실 2-6-나프탈렌 디카복시마이드의 디소디움염, 유기 이염기산과 산화물의 혼합물의 디소디움염, 수산화물 및 제 II족 금속 산 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체.
  34. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제와 상기 적어도 하나의 베타 핵제의 중량비는 1:1 내지 1:10의 범위인 것을 특징으로 하는 조성물.
  35. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제와 상기 적어도 하나의 베타 핵제의 중량비는 1:1 내지 1:5의 범위인 것을 특징으로 하는 조성물.
  36. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 알파 핵제와 상기 적어도 하나의 베타 핵제의 중량비는 1:1 내지 1:3의 범위인 것을 특징으로 하는 조성물.
  37. 선형 폴리프로필렌 발포체를 제조하는 방법으로서,
    (a) 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌, 적어도 하나의 알파 핵제 및 적어도 하나의 베타 핵제를 포함하는 중합체 조성물을 제조하는 단계;
    (b) 상기 중합체 조성물을 용융시켜서 중합체 멜트를 얻는 단계;
    (c) 상기 중합체 멜트를 적어도 하나의 발포제 존재 하에 압출시키는 단계;
    및
    (d) 압출된 중합체 멜트를 냉각시켜 선형 폴리프로필렌 발포체를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체의 제조방법.
  38. 선형 폴리프로필렌 발포체를 제조하는 방법으로서,
    (a) 적어도 하나의 선형 폴리프로필렌, 적어도 하나의 알파 핵제 및 적어도 하나의 베타 핵제를 포함하는 중합체 조성물을 제조하는 단계;
    (b) 상기 중합체 조성물을 반응기 안에 넣는 단계;
    (c) 적어도 하나의 발포제를 상기 반응기로 유입시키고 반응기 내의 압력을 높이는 단계; 및
    (d) 상기 반응기 내의 압력을 배출시켜서 상기 선형 폴리프로필렌 발포체를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 폴리프로필렌 발포체의 제조방법.
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