KR20180125745A - 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물 - Google Patents

저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물 Download PDF

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KR20180125745A
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김대식
박문규
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김범호
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Abstract

본 발명은 200℃ 및 2.16 ㎏ 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(MI) 값이 20 ~ 30 g/10min이고, 200℃ 사출기준으로 스파이럴 플로우(spiral flow) 값이 500 ~ 800 ㎜인 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물에 관한 것이다.

Description

저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물 {Polypropylene Complex Resin Composition for Low Temperature Injection-Molding}
본 발명은 200℃ 및 2.16 ㎏ 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(MI) 값이 20 ~ 30 g/10min이고, 200℃ 사출기준으로 스파이럴 플로우(spiral flow) 값이 500 ~ 800 ㎜인 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물에 관한 것이다.
일반적인 차량용 내장부품으로는 도어트림, 필러, 트렁크매트, 패키지트림, 헤드라이너 등이 있다. 자동차 소비자의 감성품질 고급화 추세에 따라 내장부품 표면에는 고급스러운 이미지를 제공하면서 부드러운 감촉을 부여할 목적으로 스킨(Skin) 원단이 적용되고 있다. 이러한 스킨 원단으로는 부직포 원단, 직물 원단 또는 열가소성 수지(Thermoplastic resin; TPO) 소재의 원단이 사용되고 있다.
스킨 원단을 내장부품에 적용하는 방법으로는 소재 감싸기법, 진공성형법, PSM(Powder Slush Molding) 공법, 프리포밍 IMG 공법 등이 있다. 상기 내장부품의 감싸기법은 생산 공정 및 재질 추가로 인한 비용 증가가 발생될 수 있고, 그리고 휘발성 유기용매 및 접착제 사용에 의한 VOCs(휘발성 유기화합물)로 인한 실내 공기질 문제가 발생할 수 있다. 상기 진공성형법은 스킨 원단을 진공 흡입하여 성형한 후, 상금형 및 하금형을 형합하여 일체성형을 실시하는 공법이다. 그러나 진공성형법의 경우 일체성형시 딥 드로잉 구간에서 스킨 원단이 늘어나면서, 원단이 터지거나 또는 원단 표면에 형성되어 있는 엠보 무늬가 무너지게 되어 내장부품의 표면 품질을 떨어뜨리는 문제가 있다. 상기 PSM 공법은 발포금형에 스킨 원단을 위치시키고, 기재를 상측에 안착한 후 발포를 실시하는 공법으로서, 진공성형법에 비하여 스킨 원단의 성형이 다소 까다롭지만 보다 부드러운 감촉을 제공할 수 있는 장점을 가지고 있다. 상기 프리포밍 IMG 공법은 프리포밍 스킨 원단을 압착 금형 내부에 접착제가 도포된 기재와 함께 안착시킨 후 압착하여 스킨 원단과 기재를 부착하는 공법이다. 그러나 프리포밍 IMG 공법의 경우 기재 위에 접착제를 도포하므로 VOCs 시험에 불리하고 프리포밍 원단에 예열을 할 수 없어 압착 공정시 플렌지부에 압착불량이 발생하거나 스킨 원단에 기포가 발생하는 등 품질이 저하되는 문제점이 있었다.
그러나 지속적인 원가절감과 비용감소의 압박으로 인하여 보다 공정이 간소화된 성형공법을 적용하려는 추세에 있다. 이러한 요구를 만족시키는 성형법으로서 기재와 스킨 원단을 하나의 금형기 내에 안착시켜 한 번에 성형품을 얻고자 하는 일체성형법에 대한 연구가 진행되고 있다. 하지만, 기재로 사용되는 폴리프로필렌 복합수지의 경우 사출성형온도가 노즐 기준으로 215 ~ 235 ℃로 높기 때문에 기재와 스킨 원단을 금형기 내에 안착시켜 일체성형시 연질의 스킨 원단이 열화됨으로써 내장부품의 표면 품질을 떨어뜨리는 문제가 있다. 따라서 연질의 스킨 원단이 열화되지 않는 저온 조건에서 사출성형이 가능한 기재소재의 개발이 필요하다.
대한민국 등록특허 10-0666795호
본 발명은 연질의 스킨(Skin) 원단이 열화되지 않는 저온 조건에서 사출 성형이 가능한 새로운 폴리프로필렌 복합수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명이 제공하는 폴리프로필렌 복합수지 조성물은 180 ~ 200℃의 저온 조건에서도 사출 성형이 가능하므로, 연질의 스킨(Skin) 원단과 함께 일체성형이 가능하다.
또한, 본 발명은 180 ~ 200℃의 저온 조건에서 사출 성형된 저온사출 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 (A)폴리프로필렌 수지, (B)올레핀계 엘라스토머, (C)무기 보강제 및 (D)첨가제가 포함된 사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물에 있어서,
상기 (A)폴리프로필렌 수지는 (A-1) 아이소택틱 지수 (Isotactic Index)가 98 ~ 100% 이고, 용융흐름지수 값이 20 ~ 50 g/10min (2.16 ㎏, 230℃)인 고결정성 에틸렌-프로필렌 공중합체 100 중량부; 및 (A-2) 용융흐름지수 값이 1,000 ~ 1800 g/10min (2.16 ㎏, 230℃)인 초고유동성 호모폴리프로필렌 5 ~ 20 중량부; 를 포함하는 폴리프로필렌 혼합 수지인 것을 특징으로 하는 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물은 200℃ 및 2.16 ㎏ 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(MI) 값이 20 ~ 30 g/10min이고, 200℃ 사출기준으로 스파이럴 플로우(spiral flow) 값이 500 ~ 800 ㎜일 수 있다.
본 발명은 다른 하나의 양태로서, 폴리프로필렌 복합수지 조성물을 180 ~ 200℃의 저온 조건에서 사출 성형하여 제조된 성형품을 제공한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 성형품은 도어트림, 필러, 트렁크매트, 패키지트림 및 헤드라이너로 이루어진 군으로부터 선택된 차량용 내장부품일 수 있다.
본 발명이 제공하는 폴리프로필렌 복합수지 조성물은 저온 사출 조건에서도 성형성이 우수하고, 성형품의 외관 품질이 우수하다. 따라서, 본 발명이 제공하는 폴리프로필렌 복합수지 조성물은 연질의 스킨(skin) 원단과 함께 일체성형이 가능하므로, 공정 단순화 효과 및 비용절감의 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 폴리프로필렌 복합수지 조성물을 기재로 이용하여 스킨(skin) 원단과 함께 사출-압축을 동시에 실시하는, 저온사출에 의한 일체성형 공정을 나타낸 공정도이다.
본 발명은 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물과 이를 이용한 저온사출 성형품에 관한 것이다.
본 발명에 따른 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물은 (A)폴리프로필렌 수지, (B)올레핀계 엘라스토머, (C)무기 보강제 및 (D)첨가제가 포함된다. 본 발명에 따른 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물을 구성하게 되는 각 구성성분에 대해 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
(A)폴리프로필렌 수지
본 발명에서는 폴리프로필렌 수지로서 (A-1)고결정성 에틸렌-프로필렌 공중합체와 (A-2)초고유동성 호모폴리프로필렌을 포함한다.
상기 (A-1)고결정성 에틸렌-프로필렌 공중합체는 프로필렌 모노머 70 ~ 99 중량%와 에틸렌 모노머 1 ~ 30 중량%가 중합된 공중합체이다. 상기 고결정성 에틸렌-프로필렌 공중합체를 구성하는 단량체로서 에틸렌 모노머의 함량이 1 중량% 미만인 경우 내충격성이 감소되어 내장 부품 소재로 사용이 힘들어질 수 있고, 30 중량%를 초과하는 경우 제품 강성이 좋지 못하여 사용하기 힘들어질 수 있으므로, 상기 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (A-1)고결정성 에틸렌-프로필렌 공중합체는 아이소택틱 지수 (Isotactic Index)가 98 ~ 100%로서 고결정성을 가지고 있으며, 용융흐름지수(MI) 값은 20 ~ 50 g/10min (2.16 ㎏, 230℃) 범위를 가지고 있다. 상기 아이소텍틱 지수는 고분자의 주사슬에 입체 이성질체가 존재하는 경우, 그 입체 배치가 고분자의 주사슬 방향에 따른 입체 규칙도를 의미한다. 일반적으로 입체 규칙도가 높을수록 입체 배치가 동일한 방향인 것을 의미하는데, 본 발명에서 사용되는 고결정성 에틸렌-프로필렌 공중합체는 아이소택틱 지수가 98 ~ 100%인 것을 사용할 수 있다. 상기 고결정성 에틸렌-프로필렌 공중합체의 아이소택틱 지수가 98 % 미만이면 성형품의 강성이 낮아질 수 있다.
또한, 상기 (A-1)고결정성 에틸렌-프로필렌 공중합체는 MI 값이 20 ~ 50 g/10min (2.16 ㎏, 230℃)인 것을 사용하는 것이 좋다. 그 이유는 MI 값이 20 g/10min 미만이면 사출 성형 시 금형 내로 충진이 어려워 성형성이 좋지 못할 수 있고, MI 값이 50 g/10min을 초과하면 내충격성이 감소되어 자동차용 내장부품 소재로 사용하기가 어려워질 수 있기 때문이다.
상기 (A-2)초고유동성 호모폴리프로필렌은 분자량 분포도 (PDI)가 2 ~ 4로서 분자량 분포도가 좁은 것을 사용한다. 상기 (A-2)초고유동성 호모폴리프로필렌의 PDI 값이 2 미만으로 낮으면 가공성 및 성형성이 저하 될 수 있다.
또한, 상기 (A-2)초고유동성 호모폴리프로필렌은 용융흐름지수 값이 1,000 ~ 1,800 g/10min (2.16 ㎏, 230℃)로서 매우 높은 것을 사용한다. 일반적으로 사용되는 사출성형용 호모폴리프로필렌의 용융흐름지수(MI) 값이 대략 10 ~ 100 g/10min (2.16 ㎏, 230℃)인 것과 비교될 수 있다. 본 발명에서는 저온 사출 조건에서도 우수한 성형성 및 외관 품질을 유지할 수 있는 폴리프로필렌 복합수지물 제공을 위하여, 호모폴리프로필렌으로서는 MI 값이 1,000 ~ 1,800 g/10min (2.16 ㎏, 230℃)인 초고유동성 호모폴리프로필렌을 선택 사용한다. 이처럼 초고유동 호모폴리프로필렌의 선택 사용으로 저온 영역에서도 흐름성을 향상시켜 사출 성형 불량으로서 플로우 마크(FLOW MARK), 싱크 마크(SINK MARK)를 최소화 하여 원단 표면에서 발생할 수 있는 불량을 최소화하는 효과를 얻고 있다. 이때, 상기 초고유동성 호모폴리프로필렌의 MI 값이 1,000 g/10min 미만이면 본 발명이 목적하는 저온사출 성형용 복합수지 조성물 제공이 어려울 수 있고, 반대로 MI 값이 1,800 g/10min을 초과하면 사출성형품에서 다량의 가스와 복합PP의 MI 조절을 할 수 없는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 복합수지 조성물을 구성하는 (A)폴리프로필렌 수지에 있어, 상기 (A-1)고결정성 에틸렌-프로필렌 공중합체 100 중량부를 기준으로 (A-2)초고유동성 호모폴리프로필렌은 5 ~ 20 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 만약 (A-2)초고유동성 호모폴리프로필렌의 함량이 5 중량부 미만이면 본 발명이 목적하는 저온사출 성형용 복합수지 조성물을 제공할 수 없고, 20 중량부를 초과하면 사출시 다량의 가스 발생 및 복합PP의 MI 조절을 할 수 없다.
상기에서 설명한 (A)폴리프로필렌 수지는 본 발명의 복합수지 조성물에 50 ~ 70 중량% 범위로 포함될 수 있다. 본 발명의 복합수지 조성물 중에 포함되는 (A)폴리프로필렌 수지의 함량이 50 중량% 미만이면 충격강도가 저하 할 수 있고, 70 중량%를 초과하면 강성저하 및 사출시 부품 미성형이 발생 할 수 있으므로, 상기 함량범위를 유지하는 것이 좋다.
(B)올레핀계 엘라스토머
본 발명에서는 복합수지 조성물의 내충격성 보강을 위하여 올레핀계 엘라스토머를 포함한다. 상기 올레핀계 엘라스토머는 무니점도가 1 ~ 30 ML1+4 (ASTM D1646) 범위인 것을 사용할 수 있다. 상기 올레핀계 엘라스토머에 있어, 무니점도가 1 ML1+4 보다 낮으면 분자량 저하로 충격강도가 저하될 수 있고, 반대로 30 ML1+4을 초과하면 사출성형성이 불량해지는 문제가 발생할 수 있다. 보다 좋기로는 상기 올레핀계 엘라스토머의 경우 무니점도가 1 ~ 10 ML1+4 (ASTM D1646)로 낮은 것을 사용하는 것이다.
상기 올레핀계 엘라스토머는 에틸렌 모노머와 탄소수 4 ~ 10의 알파 올레핀 모노머의 공중합체일 수 있다. 이때, 알파 올레핀 모노머는 부텐, 펜텐, 헥센, 프로펜 및 옥텐 등이 포함될 수 있으며, 측쇄의 길이가 길수록 저온에서의 내충격성 보강효과가 보다 각별할 수 있어 바람직하다. 상기 올레핀계 엘라스토머는 구체적으로 에틸렌-부텐 고무 (EBR), 에틸렌-헥센 고무 (EHR) 및 에틸렌-옥텐 고무 (EOR)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 포함될 수 있다.
상기에서 설명한 (B)올레핀계 엘라스토머는 본 발명의 복합수지 조성물에 10 ~ 20 중량% 범위로 포함될 수 있다. 본 발명의 복합수지 조성물 중에 포함되는 (B)올레핀계 엘라스토머의 함량이 10 중량% 미만이면 부드러운 감촉과 저온 내충격성이 저하될 수 있고, 20 중량%를 초과하면 강성 저하 및 유동성이 현저히 떨어질 수 있으므로, 상기 함량범위를 유지하는 것이 좋다.
(C)무기 보강제
본 발명에서는 치수 안정성, 내열성 보강 및 생산성 향상을 위해 무기 보강제를 포함한다. 상기 무기 보강제는 탈크, 마이카, 휘스커, 칼슘카보네이트, 황산바륨, 탄산갈슘 및 글라스버블로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다. 상기 무기 보강제로는 탈크 및 마이카로부터 선택된 층상구조의 무기 보강제로서 입자크기가 1 ~ 15 ㎛인 것을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 특히 좋기로는 상기 무기 보강제로서 입자크기가 3 ~ 6 ㎛인 층상구조를 포함하게 되면 자동차 내장재로서 요구되는 물성 구현에 있어 보다 바람직한 효과를 얻을 수 있다.
상기에서 설명한 (C)무기 보강제는 본 발명의 복합수지 조성물에 1 ~ 20 중량% 범위로 포함될 수 있다. 본 발명의 복합수지 조성물 중에 포함되는 (C)무기 보강제의 함량이 1 중량% 미만이면 치수 안정성이 저하될 수 있고, 20 중량%를 초과하면 성형품 전체의 부드러운 느낌이 떨어지는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 함량범위를 유지하는 것이 좋다.
(D)첨가제
본 발명에서는 통상의 첨가제로서 산화방지제, 자외선 흡수제, 핵제, 커플링제, 분산제, 가공윤활제, 슬립제 및 무기안료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 본 발명은 이들 첨가제의 선택에 특별한 제한을 두지 않는다. 또한, 상기 첨가제는 본 발명의 복합수지 조성물 중에 1 ~ 10 중량% 범위 내에서 적절히 포함될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 폴리프로필렌 복합수지 조성물은 180 ~ 200℃의 저온에서 사출이 가능한 특징이 있다. 즉, 본 발명에 따른 폴리프로필렌 복합수지 조성물은 200℃ 및 2.16 ㎏ 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(MI) 값이 20 ~ 30 g/10min이고, 200℃ 사출기준으로 스파이럴 플로우(spiral flow) 값이 500 ~ 800 ㎜이다.
통상적인 폴리프로필렌 복합수지 조성물의 경우 200℃ 및 2.16 ㎏ 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(MI) 값이 대략 10 ~ 15 g/10min이고, 200℃ 사출기준으로 스파이럴 플로우 (spiral flow) 값이 300 ~ 450 mm인 것에 대비하여, 본 발명에 따른 폴리프로필렌 복합수지 조성물은 개선된 효과를 가지고 있다.
따라서 본 발명이 제공하는 폴리프로필렌 복합수지 조성물은 연질의 스킨(skin) 원단과 함께 일체성형이 가능하므로, 공정 단순화 효과 및 비용절감의 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 스킨(skin) 원단과 폴리프로필렌 복합수지 조성물을 함께 사출-압축을 동시에 실시하는 일체성형 공정을 나타낸 공정도이다. 도 1에 의하면, 예열된 스킨(skin) 원단을 금형의 상부에 안착하고, 기재로서 폴리프로필렌 복합수지 조성물을 사출과 동시에 압축하여 스킨(skin) 원단과 기재가 일체된 성형체를 제조할 수 있다. 상기 일체성형 공정에서는 직경 40 mm, L/D 52의 2축 압출기를 사용할 수 있고, 공정 조건으로서 사출 및 압축온도는 190 ~ 210℃가 유지될 수 있다. 상기한 일체성형 공정을 통해 제조될 수 있는 성형품은 구체적으로 도어트림, 필러, 트렁크매트, 패키지트림 및 헤드라이너로 이루어진 군으로부터 선택된 차량용 내장부품이 포함될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 하기의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
하기 표 1 ~ 표 2에 나타낸 조성 성분과 함량비로 배합하여 폴리프로필렌 복합수지 조성물을 제조하였다.
이때 사용된 조성성분은 하기와 같다. 또한, 제조된 폴리프로필렌 복합수지 조성물은 시편을 제작하여 하기와 같은 물성 측정방법에 의해 물성을 측정하였다.
(1) 조성 성분
(A) 폴리프로필렌 수지
(A-1) 고결정성 에틸렌-프로필렌 공중합체 (아이소택틱 지수 98~100%; MI값 : 30 g/10min, 2.16 ㎏, 230℃; 에틸렌 함량 3~7 중량%)
(A-2) 초고유동성 호모폴리프로필렌 (MI 값 1200 g/10min, 2.16 ㎏, 230℃; PDI 값 2~4)
(A-3)에틸렌-프로필렌 공중합체 (아이소택틱 지수 94~97%; MI값 30 g/10min, 2.16 ㎏, 230℃)
(A-4) 호모폴리프로필렌 (MI 값 800 g/10min, 2.16 ㎏, 230℃; PDI 값 4~8)
(B) 올레핀계 엘라스토머
(B-1) 에틸렌-옥텐 고무 (EOR), 무니점도 20~30 ML1 +4 (ASTM D1646)
(B-2) 에틸렌-옥텐 고무 (EOR), 무니점도 1~10 ML1 +4 (ASTM D1646)
(C) 무기 보강제
(C-1) 층상형 탈크, 입자크기 6~12 ㎛
(C-2) 층상형 탈크, 입자크기 3~6 ㎛
(D) 첨가제
(D-1) 산화방지제(HINDERED PHENOL계)
(D-2) 자외선 흡수제(HINDERED PIPERIDINE계)
(D-3) 핵제(PHOSPHATE계)
(D-4) 분산제(OCTADECANOIC ACID)
(2) 시편의 물성 측정 방법
제조된 폴리프로필렌 복합수지 조성물에 대한 물성 측정 방법은 다음과 같다.
(a) 용융흐름지수(MI, g/10min) : 200℃ 온도 및 2.16 Kg 하중 조건에서 ASTM D 1238에 의거하여 실시하였다.
(b) 비중 : ASTM D 792에 의거하여 실시하였다.
(c) 신율 및 인장강도 : ASTM D 638(시편두께 3 ㎜, 23℃)에 의거하여 실시하였다.
(d) 굴곡탄성율 : ASTM D 790(시편두께 6 ㎜, 23℃)에 의거하여 실시하였다.
(e) 충격강도(NOTCHED IZOD, J/m) : ASTM D 256(시편두께 6 ㎜, 23℃)에 의거하여 실시하였다.
(f) 스파이럴 플로우 (spiral flow) : 직경 40 mm, L/D 52 의 2축 압출기를 사용하여, 190 ~ 210℃ 온도 구간에서 250 ~ 350 rpm 조건으로 교반하면서 사출하였다.
실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 3.
최적의 폴리프로필렌 혼합 수지를 선택하기 위한 것이다. 실시예 1 ~ 2는 폴리프로필렌 수지로서 (A-1)고결정성 에틸렌-프로필렌 공중합체와 (A-2) 초고유동성 호모폴리프로필렌을 포함하는 조성물이다. 그리고, 비교예 1 ~ 3은 폴리프로필렌 수지로서 (A-3)비결정성 에틸렌-프로필렌 공중합체 또는 (A-4)유동성이 낮은 호모폴리프로필렌을 포함하는 조성물이다.
구 분 실시예 비교예
1 2 1 2 3


조

성
 (A) (A-1) 68 63 - - 63
(A-2) 5 10 5 10 -
(A-3) - - 68 63 -
(A-4) - - - - 10
(B-1) 10 10 10 10 10
(C) 15 15 15 15 15
(D) 2 2 2 2 2
총함량(중량%) 100 100 100 100 100





물

성		 MI (200℃, g/10min) 22.4 28.5 21.1 26.9 23.2
비중(g/cm3) 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
신율(%) 285 287 280 287 285
인장강도 (MPa) 26.8 27.2 22.1 23.4 27.0
굴곡탄성율 (MPa) 1810 1980 1550 1620 1940
IZOD
충격강도 		상온 (J/m) 81.8 72.7 62.1 58.5 74.4
저온 (J/m) 42.1 41.5 38.4 34.3 41.8
spiral flow
(mm) 		580 645 565 620 595
상기 표 1의 결과에 의하면, 폴리프로필렌 수지로서 (A-1)고결정성 에틸렌-프로필렌 공중합체와 (A-2)초고유동성 호모폴리프로필렌이 포함된 적정 조성비로 포함된 실시예 1과 2의 폴리프로필렌 복합수지 조성물은 200℃ 및 2.16 ㎏ 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(MI) 값이 20 ~ 30 g/10min 범주에 있고, 스파이럴 플로우 (spiral flow) 값이 500 ~ 800 ㎜ 이었고, 충격강도 등의 제반 물성이 우수함을 확인할 수 있다.
이에 반하여, 폴리프로필렌 수지 중에 (A-1)고결정성 에틸렌-프로필렌 공중합체를 대신하여 (A-3)결정성 에틸렌-프로필렌 공중합체가 포함된 비교예 1 ~ 2의 폴리프로필렌 복합수지 조성물은 (A-1)대비하여 굴곡탄성율 및 인장강도, 충격강도 모두 저하되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 폴리프로필렌 수지 중에 (A-2)초고유동성 호모폴리프로필렌을 대신하여 (A-4)유동성이 낮은 호모폴리프로필렌이 포함된 비교예 3의 폴리프로필렌 복합수지 조성물은 (A-1)대비하여 충격강도 등의 제반 물성은 유사하였으나 스파이럴 플로우 (spiral flow) 값은 실시예2 대비 저하되는 것을 확인할 수 있다.
실시예 3 ~ 7
폴리프로필렌 복합수지 조성물에 포함되는 성분으로서 (A)폴리프로필렌 혼합 수지에 포함되는 (B)올레핀계 엘라스토머 및 (C)무기 보강제의 선택적인 첨가 효과를 확인하기 위한 것이다.
구분 실시예
2		 실시예
3 4 5 6 7


조

성		 (A) (A-1) 63 63 58 58 58 53
(A-2) 10 10 10 10 10 10
(B) (B-1) 10 10 10 15 - -
(B-2) - - - - 10 15
(C) (C-1) 15 - - - - -
(C-1) - 15 20 20 20 20
(D) 2 2 2 2 2 2
총함량(중량%) 100 100 100 100 100 100





물

성		 MI (200℃, g/10min) 28.5 28.8 28.3 25.1 34.8 36.2
비중(g/cm3) 1.00 1.00 1.04 1.04 1.04 1.04
신율(%) 287 290 288 301 294 308
인장강도 (MPa) 27.2 29.1 30.4 28.9 30.2 29.1
굴곡탄성율 (MPa) 1980 2010 2190 2120 2200 2135

IZOD
충격강도 		상온 (J/m) 72.7 76.5 77.1 91.5 71.2 90.8
저온 (J/m) 41.5 42.1 42.5 55.4 38.4 50.9
spiral flow
(mm) 		645 650 645 620 770 785
상기 표 2의 결과에 의하면, (C)무기 보강제로서 입자크기가 3 ~ 6 ㎛로 작은 층상형 탈크가 포함된 실시예 3 ~ 5의 폴리프로필렌 복합수지 조성물의 경우, 실시예 2의 복합수지 조성물에 대비하여 인강강도, 충격강도 등의 물성 개선 효과를 얻고 있음을 확인할 수 있다.
또한, (B)올레핀계 엘라스토머로서 무니점도가 1 ~ 10 ML1+4 (ASTM D1646) 로 낮은 에틸렌-옥텐 고무 (EOR)을 선택 사용하는 실시예 6 ~ 7의 폴리프로필렌 복합수지 조성물의 경우, 실시예 2의 복합수지 조성물에 대비하여 인강강도, 충격강도 등의 물성 개선 효과는 물론이고, 200℃에서 측정한 용융흐름지수(MI) 값과 스파이럴 플로우 (spiral flow) 값이 현격하게 개선된 효과를 얻고 있음을 확인할 수 있다.

Claims (16)

  1. (A)폴리프로필렌 수지, (B)올레핀계 엘라스토머, (C)무기 보강제 및 (D)첨가제가 포함된 사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물에 있어서, 상기 (A)폴리프로필렌 수지는
    (A-1) 아이소택틱 지수 (Isotactic Index)가 98 ~ 100% 이고, 용융흐름지수 값이 20 ~ 50 g/10min (2.16 ㎏, 230℃)인 고결정성 에틸렌-프로필렌 공중합체 100 중량부; 및
    (A-2) 용융흐름지수 값이 1,000 ~ 1,800 g/10min (2.16 ㎏, 230℃)인 초고유동성 호모폴리프로필렌 5 ~ 20 중량부;
    를 포함하는 폴리프로필렌 혼합 수지인 것을 특징으로 하는 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서
    상기 (A-1)고결정성 에틸렌-프로필렌 공중합체는 프로필렌 모노머 70 ~ 99 중량%와 에틸렌 모노머 1 ~ 30 중량%가 공중합된 것을 특징으로 하는 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서
    상기 (A-2)초고유동성 호모폴리프로필렌은 분자량 분포도 (PDI)가 -- ~ 1인 것을 특징으로 하는 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서
    상기 (B)올레핀계 엘라스토머는 무니점도가 1 ~ 30 ML1+4 (ASTM D1646) 범위인 것을 특징으로 하는 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서
    상기 (B)올레핀계 엘라스토머는 에틸렌-부텐 고무 (EBR), 에틸렌-헥센 고무 (EHR) 및 에틸렌-옥텐 고무 (EOR)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서
    상기 (C)무기 보강제는 탈크, 마이카, 휘스커, 칼슘카보네이트, 황산바륨, 탄산갈슘 및 글라스버블로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서
    상기 (C)무기 보강제는 탈크 및 마이카로부터 선택되며 층상구조의 물질으로, 입자크기가 1 ~ 15 ㎛인 것을 특징으로 하는 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 (D)첨가제는 산화방지제, 자외선 흡수제, 핵제, 커플링제, 분산제, 가공윤활제, 슬립제 및 무기안료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    (A)폴리프로필렌 수지 50 ~ 70 중량%,
    (B)올레핀계 엘라스토머 10 ~ 20 중량%,
    (C)무기 보강제 1 ~ 20 중량%, 및
    (D)첨가제가 1 ~ 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서,
    폴리프로필렌 복합수지 조성물의 용융흐름지수(MI) 값은 200℃ 및 2.16 ㎏ 하중 조건에서 20 ~ 30 g/10min인 것을 특징으로 하는 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서,
    폴리프로필렌 복합수지 조성물의 스파이럴 플로우 (spiral flow) 값은 200℃ 사출기준으로 500 ~ 800 ㎜인 것을 특징으로 하는 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물.
  12. 제 1 항 내지 제 9 항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서,
    (A) (A-1) 아이소택틱 지수 (Isotactic Index)가 98 ~ 100% 이고, 용융흐름지수 값이 20 ~ 50 g/10min (2.16 ㎏, 230℃)인 고결정성 에틸렌-프로필렌 공중합체 100 중량부; 및
    (A-2) 용융흐름지수 값이 1,000 ~ 1,800 g/10min (2.16 ㎏, 230℃)인 초고유동성 호모폴리프로필렌 5 ~ 20 중량부가 포함된 폴리프로필렌 수지 50 ~ 70 중량% :
    (B) 무니점도가 1 ~ 10 ML1+4 (ASTM D1646)인 올레핀계 엘라스토머 10 ~ 20 중량%;
    (C) 입자크기가 3 ~ 6 ㎛인 층상형 무기 보강제 1 ~ 20 중량%; 및
    (D) 산화방지제, 자외선 흡수제, 핵제, 커플링제, 분산제, 가공윤활제, 슬립제 및 무기안료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제가 1 ~ 10 중량%; 를 포함하고 있고,
    200℃ 및 2.16 ㎏ 하중 조건에서 측정한 용융흐름지수(MI) 값이 20 ~ 30 g/10min이고, 200℃ 사출기준으로 스파이럴 플로우 (spiral flow) 값이 500 ~ 800 ㎜인 것을 특징으로 하는 저온사출 성형용 폴리프로필렌 복합수지 조성물.
  13. 제 1 항 내지 제 9 항 중에서 선택된 어느 한 항의 폴리프로필렌 복합수지 조성물을 180 ~ 200℃의 저온 조건에서 사출 성형한 것을 특징으로 하는 저온사출 성형품.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 복합수지 조성물을 스킨(skin) 원단과 함께 사출-압축을 동시에 실시하는 일체성형 공정에 의해 사출 성형한 것을 특징으로 하는 저온사출 성형품.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 스킨(skin) 원은 열가소성 수지(Thermoplastic resin; TPO) 소재의 원단인 것을 특징으로 하는 저온사출 성형품.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 성형품은 도어트림, 필러, 트렁크매트, 패키지트림 및 헤드라이너로 이루어진 군으로부터 선택된 차량용 내장부품인 것을 특징으로 하는 저온사출 성형품.
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