KR20200027537A - 보강된 폴리머 조성물 - Google Patents

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KR20200027537A
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polypropylene
pph
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토마스 루머스토퍼
마이클 트랜닝거
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보레알리스 아게
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Abstract

폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)를 포함하는 보강된 폴리머 조성물.

Description

보강된 폴리머 조성물
본 발명은 폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)를 포함하는 보강된 폴리머 조성물에 관한 것이다. 나아가, 본 발명은 보강된 폴리머 조성물을 포함하는 물품에 관한 것이다.
보강된 폴리머 조성물은 광범위하게 사용되고 있다. 그러나, 기계적 및 광학적 특성 외에도, 많은 응용분야에서 경량이 중요한 요구사항으로 되고 있다. 일반적으로, 이러한 요구조건을 뒷받침하는 두 가지 가능성이 있는데, 즉, 하나는 재료의 밀도를 감소시키거나, 하나는 재료의 강성을 증가시키는 것이다. 상기 강성을 증가시키는 것과 관련하여, 일반적으로 폴리머 내에 보강 재료로서 섬유를 첨가시킴으로써 얻어질 수 있다. 예를 들어, 양호한 가공성, 뛰어난 특성 및 낮은 가격 때문에 유리섬유가 보강 재료로서 광범위하게 사용된다. 또한, 강성이 높고 밀도가 낮기 때문에 탄소섬유가 보강 재료로서 잘 알려져 있다. 그럼에도 불구하고, 보강 재료로서 섬유의 첨가는 전형적으로 전체적인 밀도의 증가를 초래하고, 열등한 광학 특성을 초래하여, 균형이 잘 잡힌 기계적 및 광학적 특성을 갖는 충분한 경량 재료를 얻기가 어렵다. 또한, 후속 처리의 효율을 증가시키기 위해, 보강된 폴리머 조성물의 점도 및 사출 압력을 낮추는 것이 바람직하다.
EP3095819는 다소 낮은 인장 탄성률을 갖지 않는 탄소섬유를 또한 함유하는 조성물을 개시한다. EP3095818은 제한된 용융 흐름속도 및 제한된 충격 강도 균형을 갖는 탄소섬유 복합체에 관한 것이다. EP3095820은 제한된 충격 강도-파단시 인장 신율 균형을 갖는 탄소섬유 함유 조성물을 개시한다. US2012/0238688은 또한 탄소섬유 함유 조성물에 관한 것이다.
따라서, 산업계는 저점도이면서 경량으로, 잘 균형 잡힌 기계적 및 광학적 특성, 특히, 플로우 마크(flow marks), 타이거 스트라이프(tiger stripes) 또는 플로우 라인(flow lines)으로 알려진 표면 결함이 감소되고, 강성(stiffness) 및 내충격성(impact resistance)의 요구조건을 충족시키는 복합체 재료를 찾고 있다.
본 발명의 발견은 잘 균형 잡힌 기계적 및 광학적 특성, 특히, 저점도이면서 경량으로, 플로우 마크, 타이거 스트라이프 또는 플로우 라인으로 알려진 표면 결함이 감소되고, 강성 및 내충격성을 달성하기 위해, 극성 변성된 폴리프로필렌 및 탄소섬유와 함께 특정 폴리프로필렌을 사용하는 것이다.
제1 견지로서,
- 20 내지 30g/10min 범위의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도(melt flow rate) MFR2(230℃, 2.16kg),
- 8500 내지 11500MPa 범위의 ISO 527-2에 따라 측정된 인장 탄성율(tensile modulus)
- 30 내지 50kJ/m2 범위의 23℃에서 ISO 179-1eU:2000에 따라 측정된 샤르피 충격 강도(Charpy Impact Strength) 및
- 2.0 내지 5.0% 범위의 ISO 527-2에 따라 측정된 파단 인장 신율(tensile elongation at break)
를 갖는 폴리머 조성물(PC)을 개시하며, 상기 폴리머 조성물(PC)은
(a) 55 내지 95중량부의 폴리프로필렌 조성물(PP);
(b) 2.5 내지 10중량부의 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP);
(c) 2.5 내지 35중량부의 탄소섬유(CF);를 포함하며,
여기서, 중량부는 화합물(a), (b) 및 (c)의 전체 중량부 기준이다.
상기 폴리프로필렌 조성물(PP)는
(a) 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1); 및/또는
(b) 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2); 및/또는
(c) 및 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3);
를 포함할 수 있으며,
여기서, 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)는 이들의 용융 흐름 속도(MFR2)(230℃, 2.16kg 하중)가 서로 상이하다.
상기 프로필렌 호모폴리머(HPP-1)는 1.0 내지 45g/10min 범위의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg)을 가질 수 있다.
상기 프로필렌 호모폴리머(HPP-2)는 50 내지 190g/10min 범위의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg)을 가질 수 있다.
상기 프로필렌 호모폴리머(HPP-3)는 200 내지 800g/10min 범위의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg)을 가질 수 있다.
일 구현예로서, 상기 폴리프로필렌 조성물(PP)는
*(a1), (a2) 및 (a3) 화합물의 전체 중량부 기준으로,
(a1) 2.5 내지 22.5중량부의 프로필렌 호모폴리머(HPP-1);
(a2) 55 내지 95중량부의 프로필렌 호모폴리머(HPP-2); 및
(a3) 2.5 내지 22.5중량부의 프로필렌 호모폴리머(HPP-3)을 포함할 수 있다:
폴리프로필렌 조성물(PP)는 추가로, 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)를 포함할 수 있다.
일 구현예로서, 상기 폴리프로필렌 조성물(PP)는
(b1), (b2), (b3) 및 (b4) 화합물의 전체 중량부 기준으로,
(b1) 6 내지 19중량부의 프로필렌 호모폴리머(HPP-1);
(b2) 43 내지 85중량부의 프로필렌 호모폴리머(HPP-2);
(b3) 6 내지 19중량부의 프로필렌 호모폴리머(HPP-3); 및
(b4) 6 내지 19중량부의 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)를 포함할 수 있다.
상기 폴리프로필렌 조성물(PP)는 추가로, 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)를 포함할 수 있다.
일 구현예로서, 폴리프로필렌 조성물(PP)은
(b1), (b2), (b3) 및 (b4) 화합물 전체 중량부 기준으로,
(c1) 5 내지 25중량부의 프로필렌 호모폴리머(HPP-1);
(c2) 15 내지 50중량부의 프로필렌 호모폴리머(HPP-2);
(c3) 5 내지 25중량부의 프로필렌 호모폴리머(HPP-3); 및
(b4) 20 내지 60중량부의 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)를 포함할 수 있다.
폴리머 조성물(PC)는 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량 기준으로, 적어도 55중량%의 함량으로 폴리프로필렌(PP)를 포함할 수 있다.
상기 폴리머 조성물(PC)는 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량 기준으로 적어도 2.5중량%의 함량으로 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)을 포함할 수 있다.
상기 폴리머 조성물(PC)는 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량을 기준으로 적어도 2.5중량%의 함량으로 탄소섬유(CF)를 포함할 수 있다.
상기 폴리머 조성물(PC)는 폴리프로필렌(PP)을 포함할 수 있으며, 그리고 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)는 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량 기준으로, 적어도 57.5중량%의 함량, 바람직하게는 적어도 66중량%의 함량, 보다 바람직하게는 적어도 68중량%의 함량, 보다 더 바람직하게는 적어도 75중량%의 함량으로 포함할 수 있다.
상기 폴리머 조성물(PC)는 폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)를 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량 기준으로, 적어도 60중량%의 함량, 바람직하게는 적어도 71중량%의 함량, 보다 바람직하게는 적어도 79중량%의 함량, 보다 더 바람직하게는 적어도 89중량%의 함량으로 포함할 수 있다.
폴리머 조성물(PC)는 나아가
(a) 적어도 60MPa의 ISO 527-2에 따라 측정된 인장강도(tensile strength) 및/또는
(b) 적어도 5000MPa의 ISO 178에 따라 측정된 굴곡탄성율(flexural modulus)을 가질 수 있다.
일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)는
(a) 탄소섬유(CF) 이외의 다른 섬유; 및/또는
(b) 폴리프로필렌(PP) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 이외의 다른 폴리머를 포함하지 않는다.
일 구현예로서, 상기 폴리머 조성물(PC)는 프로필렌 호모폴리머(HPP-1), 프로필렌 호모폴리머(HPP-2) 및 프로필렌 호모폴리머(HPP-3) 이외의 다른 폴리머를 포함하지 않는다.
일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)는 프로필렌 호모폴리머(HPP-1), 프로필렌 호모폴리머(HPP-2), 프로필렌 호모폴리머(HPP-3) 및 엘라스토머 코폴리머(E) 이외의 다른 폴리머를 포함하지 않는다.
일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)는 프로필렌 호모폴리머(HPP-1), 프로필렌 호모폴리머(HPP-2), 프로필렌 호모폴리머(HPP-3) 및 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO) 이외의 다른 폴리머를 포함하지 않는다.
제2 견지는 제1 견지에 따른 폴리머 조성물(PC)를 포함하는 물품에 관한 것이다.
폴리머 조성물(PC)
본 발명은 폴리프로필렌 조성물(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)를 포함하는 폴리머 조성물(PC)에 관한 것이다.
폴리머 조성물(PC)는 폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)의 전체 중량부 기준으로,
(a) 55 내지 95중량부 범위, 바람직하게는 63 내지 92중량부 범위, 보다 바람직하게는 65 내지 87중량부 범위의 함량의 폴리프로필렌 조성물(PP); 및/또는
(b) 2.5 내지 10중량부 범위, 바람직하게는 3.0 내지 7.0중량부 범위, 보다 바람직하게는 3.0 내지 6.0중량부 범위의 함량의 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP); 및/또는
(c) 2.5 내지 35중량부 범위, 바람직하게는 5.0 내지 30중량부 범위, 보다 바람직하게는 10 내지 29중량부 범위의 함량의 탄소섬유(CF)를 포함할 수 있다.
일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)은, 폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)의 전체 중량부 기준으로, 55 내지 95중량부 범위의 함량의 폴리프로필렌(PP), 2.5 내지 10중량부 범위의 함량의 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 2.5 내지 35중량부 범위의 함량의 탄소섬유(CF)를 포함한다.
일 구현예로서, 폴리프로필렌 조성물(PC)은 폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)의 전체 중량부 기준으로, 63 내지 92중량부 범위의 함량의 폴리프로필렌(PP), 3.0 내지 7.0중량부 범위의 함량의 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 2.5 내지 35중량부 범위의 함량의 탄소섬유(CF)를 포함한다.
일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)은 폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)의 전체 중량부 기준으로, 65 내지 87중량부 범위의 함량의 폴리프로필렌(PP), 3.0 내지 6.0중량부 범위의 함량의 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 5.0 내지 30중량부 범위의 함량의 탄소섬유(CF)를 포함한다.
일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)은 폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)의 전체 중량부 기준으로, 65 내지 87중량부 범위의 함량의 폴리프로필렌(PP), 3.0 내지 6.0중량부 범위의 함량의 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 10 내지 29중량부 범위의 함량의 탄소섬유(CF)를 포함한다.
일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)은 폴리머 조성물(PC) 전체 중량 기준으로, 55 내지 95중량% 범위의 함량의 폴리프로필렌(PP), 2.5 내지 10중량% 범위의 함량의 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 2.5 내지 35중량% 범위의 함량의 탄소섬유(CF)를 포함한다.
일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)은 폴리머 조성물(PC) 전체 중량 기준으로, 63 내지 92중량% 범위의 함량의 폴리프로필렌(PP), 3.0 내지 7.0중량% 범위의 함량의 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 5.0 내지 30중량% 범위의 함량의 탄소섬유(CF)를 포함한다.
일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)은 폴리머 조성물(PC) 전체 중량 기준으로, 65 내지 87중량% 범위의 함량의 폴리프로필렌(PP), 3.0 내지 6.0중량% 범위의 함량의 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 10 내지 29중량% 범위의 함량의 탄소섬유(CF)를 포함한다.
본 폴리머 조성물(PC)은 다소 높은 용융 흐름 속도를 가져, 사출 성형 공정(injection molding process) 중에 압력을 감소시킨다. 따라서, 폴리머 조성물(PC)은 20 내지 30g/10min의 ISO　1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg)을 갖는다.
폴리머 조성물(PC)은 8500 내지 11500MPa 범위의 ISO 527-2에 따라 측정된 인장 모듈러스를 갖는다.
폴리머 조성물(PC)은 60 내지 130MPa의 범위, 바람직하게는 80 내지 115MPa의 범위와 같은, 적어도 60MPa, 바람직하게는 적어도 80MPa의 ISO 527-2에 따라 측정된 인장 모듈러스를 갖는다.
폴리머 조성물(PC)은 30 내지 50kJ/m2 범위의 23℃에서 ISO　179-1eU:2000에 따라 측정된 샤르피 충격 강도를 갖는다.
*폴리머 조성물(PC)은 2.0 내지 5.0% 범위의 ISO 527-2에 따라 측정된 파단시 인장 신율을 갖는다.
폴리머 조성물(PC)은 5000 내지 11000MPa 범위, 바람직하게는 6500 내지 9500MPa 범위와 같은, 적어도 5000MPa, 바람직하게는 적어도 6500MPa의 ISO 178에 따라 측정된 굴곡 탄성률(flexural modulus)을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 폴리머 조성물(PC)은 20 내지 30g/10min 범위의 ISO　1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg), 8500 내지 11500MPa 범위의 ISO 527-2에 따라 측정된 인장 탄성률, 30 내지 50kJ/m2 범위의 23℃에서 ISO 179-1eU:2000에 따라 측정된 샤르피 충격강도 및 2.0 내지 5.0% 범위의 ISO 527-2에 따라 측정된 파단 인장 신율을 갖는다.
폴리머 조성물은 90 내지 190℃ 범위, 바람직하게는 120 내지 170℃ 범위와 같은, 적어도 90℃, 바람직하게는 적어도 120℃, 보다 바람직하게는 적어도 150℃의 ISO 75-2에 따라 측정된 열분해 온도(heat deformation temperature, HDT)를 갖는 것으로 이해된다.
바람직하게는, 폴리프로필렌(PP)은 폴리머 조성물(PC)에 존재하는 유일한 폴리프로필렌이다. 일 구현예로서, 폴리프로필렌(PP)은 폴리머 조성물(PC)에 존재하는 유일한 폴리프로필렌(PP)이다.
바람직하게는, 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)은 폴리머 조성물(PC)에 존재하는 유일한 극성 변성된 폴리프로필렌이다. 일 구현예로서, 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)은 폴리머 조성물(PC)에 존재하는 유일한 극성 변성된 폴리프로필렌이다.
바람직한 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)은 폴리머 조성물(PC)의 중량 기준으로, 폴리프로필렌(PP) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 이외의 다른 폴리머를 10중량%를 초과하는 함량, 바람직하게는 5중량%를 초과하는 함량, 보다 바람직하게는 2.5중량%를 초과하는 함량, 한층 더 바람직하게는 0.8중량%를 초과하는 함량으로 포함하지 않는다. 추가의 폴리머가 존재하는 경우, 그러한 폴리머는 전형적으로 첨가제로서 폴리머성 캐리어 물질(polymeric carrier material, PCM)이다.
바람직하게는 폴리프로필렌(PP) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)만이 폴리머 조성물(PC)에 존재하는 폴리머이다. 일 구현예로서, 폴리프로필렌(PP) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)만이 폴리머 조성물(PC)에 존재하는 폴리머이다.
바람직하게는 탄소섬유(CF)는 폴리머 조성물(PC)에 존재하는 유일한 섬유이다. 일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)은 유리섬유, 금속 섬유, 미네랄 섬유, 세라믹 섬유 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 섬유를 포함하지 않는다. 일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)은 무기물로부터 얻어진 섬유를 포함하지 않는다.
그러므로, 바람직한 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)는 폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)로 구성된다. 그러나, 이는 아래에서 상세하게 설명되는 첨가제가 존재하는 상황을 배제하는 것이 아닌 것으로 이해된다.
폴리머 조성물(PC)는 바람직하게는 첨가제(AD)의 일부로서 알파-조핵제(alpha-nucleating agent)를 함유한다. 보다 더 바람직하게는, 본 발명은 베타-조핵제(beta-nucleating agents)가 없다. 조핵제는 바람직하게는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된다:
(i) 모노카르복실산 및 폴리카르복실산의 염, 즉, 소듐 벤조에이트 또는 알루미늄 tert-부틸벤조에이트, 및
(ii) 디벤질리덴소르비톨(예를 들어, 1,3:2,4 디벤질리덴소르비톨) 및 메틸디벤질리덴소르비톨, 에틸디벤질리덴소르비톨 또는 디메틸디벤질리덴소르비톨(예를 들어, 1,3:2,4 디(메틸벤질리덴)소르비톨)과 같은 C1-C8-알킬-치환된 디벤질리덴소르비톨 유도체, 또는 1,2,3-트리데옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4-프로필페닐)메틸렌]-노니톨과 같은 치환된 노니톨-유도체, 및
(iii) 포스포릭 애시드의 디에스테르 염, 예를 들어, 소듐 2,2'-메틸렌비스(4, 6-디-tert-부틸페닐) 포스페이트 또는 알루미늄-하이드록시-비스[2,2'-메틸렌-비스(4,6-디-t-부틸페닐)포스페이트], 및
(iv) 비닐시클로알칸 폴리머 및 비닐알칸 폴리머, 및
(v) 이들의 혼합물.
이러한 첨가제는 일반적으로 상업적으로 입수 가능하며, 예를 들어, "Plastic Additives Handbook", 5th edition, 2001 of Hans Zweifel에 기재되어 있다.
가장 바람직하게는 알파-조핵제는 폴리프로필렌(PP)의 일부이며, 그러므로, 폴리머 조성물(PC)의 일부이다. 따라서, 폴리프로필렌(PP)의 알파-조핵제 함량은 폴리프로필렌(PP)의 중량을 기준으로 바람직하게는 5.0중량%까지이다. 바람직한 구현예로서, 폴리프로필렌(PP)는 3000ppm 이하, 보다 바람직하게는 1 내지 2000ppm의 알파-조핵제, 특히, 디벤질리덴소르비톨(예를 들어, 1,3:2,4 디벤질리덴 소르비톨), 디벤질리덴소르비톨 유도체, 바람직하게는 디메틸디벤질리덴소르비톨(예를 들어, 1,3:2,4 디(메틸벤질리덴)소르비톨), 또는 1,2,3-트리에옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4-프로필페닐)메틸렌]-노니톨과 같은 치환된 노니톨-유도체, 비닐시클로알칸 폴리머, 비닐알칸 폴리머 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 알파-조핵제를 포함한다.
바람직한 구현예로서, 폴리프로필렌(PP) 및 그리하여 폴리머 조성물(PC)은 비닐시클로헥산(VCH)와 같은 비닐시클로알칸, 폴리머 및/또는 비닐알칸 폴리머를 알파-조핵제로서 함유한다. 바람직하게는, 이 구현예에 있어서, 폴리프로필렌(PP)는 비닐시클로헥산(VCH)과 같은 비닐시클로알칸, 폴리머 및/또는 비닐알칸 폴리머, 바람직하게는 비닐시클로헥산(VCH)을 포함한다. 바람직하게는, 비닐시클로알칸은 BNT 기술에 의해 폴리프로필렌(PP) 내에, 그리하여 폴리머 조성물(PC) 내에 도입되는 비닐시클로헥산(VCH) 폴리머이다. 보다 바람직하게는, 보다 바람직한 이 구현예에 있어서, 폴리프로필렌(PP)에, 비닐시클로헥산(VCH)과 같은 비닐시클로알칸, 폴리머 및/또는 비닐알칸 폴리머, 보다 바람직하게는 비닐시클로헥산(VCH) 폴리머의 함량은 500ppm 이하, 보다 바람직하게는 1 내지 200ppm, 가장 바람직하게는 5 내지 100ppm이고, 그리고, 폴리프로필렌(PP)에 비닐시클로헥산(VCH)과 같은 비닐시클로알칸, 폴리머 및/또는 비닐알칸 폴리머, 보다 바람직하게는 비닐 시클로헥산(VCH) 폴리머의 함량은 500ppm 이하, 보다 바람직하게는 1 내지 200ppm, 가장 바람직하게는 5 내지 100ppm이다. 따라서, 폴리머 조성물(PC)은 500ppm 이하, 보다 바람직하게는 0.1 내지 200ppm, 가장 바람직하게는 0.2 내지 100ppm의 비닐시클로헥산(VCH) 폴리머와 같은 비닐시클로알칸을 함유하는 것이 바람직하다.
BNT-기술과 관련하여 참고예는 국제출원 WO 99/24478, WO　99/24479 및 특히, WO　00/68315에 개시되어 있다. 이 기술에 따르면, 촉매 시스템, 바람직하게는 지글러-나타(Ziegler-Natta) 전촉매(procatalyst)는, 특히, 특별한 지글러-나타 전촉매, 외부 도너(external donor) 및 공촉매(cocatalyst)를 포함하는 촉매 시스템의 존재 하에서 비닐 화합물을 중합함으로써 개질될 수 있다. 여기서 비닐 화합물은 식:
CH2=CH-CHR3R4
을 가지며, 여기서, R3 및 R4는 함께 5- 또는 6-원 포화, 불포화 또는 방향족 환을 형성하거나, 또는 독립적으로 1 내지 4의 탄소원자를 포함하는 알킬기를 나타내며, 개질된 촉매는 본 발명에 따른 폴리프로필렌(PP)의 제조에 사용된다. 중합된 비닐 화합물은 알파-조핵제로서 작용한다. 촉매의 개질 단계에서 비닐화합물 대 고체 촉매 성분의 중량비는 바람직하게는 5(5:1)까지, 바람직하게는 3(3:1)까지, 가장 바람직하게는 0.5(1:2) 내지 2(2:1)이다. 가장 바람직한 비닐 화합물은 비닐시클로헥산(VCH)이다.
조핵제는 마스터배치로서 도입될 수 있다. 이 경우, 마스터배치는 조핵제, 바람직하게는 폴리머성 조핵제, 보다 바람직하게는 알파-조핵제, 가장 바람직하게는, 비닐시클로헥산(VCH)과 같은 비닐시클로알칸, 폴리머 및/또는 비닐알칸 폴리머, 바람직하게는 비닐시클로헥산(VCH) 폴리머를, 위 또는 아래에 정의한 바와 같이, 마스터배치의 중량 기준으로, 500ppm 이하, 보다 바람직하게는 1 내지 200ppm, 한층 더 바람직하게는 5 내지 100ppm의 함량으로 함유한다. 본 구현예에서, 보다 바람직하게는, 상기 마스터배치는 폴리프로필렌(PP)의 전체 중량 기준으로 10.0중량% 이하, 보다 바람직하게는 5.0중량% 이하, 가장 바람직하게는 3.5중량% 이하의 함량으로 존재하며, 바람직한 마스터배치의 함량은 1.5 내지 3.5중량%이다. 가장 바람직하게는, 마스터배치는 BNT-기술에 따라 핵 형성된 폴리머를 포함하며, 바람직하게는 구성된다.
폴리프로필렌(PP)
폴리머 조성물(PC)은 낮은 점도와 함께 잘 균형 잡힌 기계적 및 광학적 특성을 갖는 것으로 이해된다. 이러한 특성들을 달성하기 위해, 폴리프로필렌 조성물(PP)을 포함하는 것이 필수적인 조건이다.
폴리프로필렌 조성물(PP)은 적어도 일종의 프로필렌 호모폴리머, 적어도 일종의 프로필렌 코폴리머, 적어도 일종의 에틸렌 코폴리머 및/또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
폴리프로필렌 조성물(PP)이 프로필렌 호모폴리머를 포함하는 경우, 이 프로필렌 호모 폴리머는 그 분자량 분포 곡선(molecular weight distribution curve)과 관련하여 멀티모달(multimodal)일 수 있으며, 이는 분자량의 함수로서 분자량 분율(molecular weight fraction)의 그래프이다.
일 구현예로서, 폴리프로필렌 조성물(PP)은 분자량 분포 곡선과 관련하여 멀티모달인 프로필렌 호모 폴리머를 포함한다. 이 경우, 폴리프로필렌 조성물은 프로필렌 호모폴리머(HPP-1), 프로필렌 호모폴리머(HPP-2) 및 프로필렌 호모폴리머(HPP-2)로부터 선택되는 적어도 2개, 바람직하게는 3개의 프로필렌 호모폴리머를 포함할 수 있으며, 여기서, 프로필렌 호모폴리머(HPP-1), 프로필렌 호모폴리머(HPP-2) 및 프로필렌 호모폴리머(HPP-3)는 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg 하중)가 각각 상이하다.
표현 "프로필렌 호모폴리머"는, 예를 들어, 프로필렌 호모폴리머의 중량을 기준으로, 99.7중량% 초과, 한층 더 바람직하게는 적어도 99.8중량%의 프로필렌 단위로 실질적으로 구성되는 폴리프로필렌에 관한 것이다. 바람직한 구현예로서, 프로필렌 단위만이 프로필렌 호모폴리머에서 검출될 수 있다.
표현 "프로필렌 코폴리머"는 프로필렌으로부터 유래되지 않은 모노머와 공중합된 폴리프로필렌에 관한 것이다. 표현 "프로필렌 코폴리머"는 프로필렌 랜덤 코폴리머, 헤테로상 프로필렌 코폴리머 및 이들의 혼합을 포함한다.
표현 "에틸렌 코폴리머"는 에틸렌으로부터 유래되지 않은 모노머와 공중합된 에틸렌에 관한 것이다. 표현 "에틸렌 코폴리머"는 에틸렌 랜덤 코폴리머, 헤테로상 에틸렌 코폴리머 및 이들의 혼합을 포함한다.
표현 "헤테로상 프로필렌 코폴리머"는 프로필렌 호모 또는 랜덤 코폴리머 매트릭스 성분과 에틸렌과 C4-C12 알파-올레핀 코폴리머 중 하나 이상을 갖는 프로필렌의 엘라스토머 코폴리머 성분 또는 C4-C12 알파-올레핀 코폴리머 중 하나 이상을 갖는 에틸렌의 엘라스토머 코폴리머 성분을 포함하는 프로필렌 코폴리머에 관한 것이고, 여기서, 엘라스토머(비정질) 코폴리머 성분은 상기 프로필렌 호모 또는 랜덤 코폴리머 매트릭스 성분에 분산된다. 표현 "헤테로상"은 적어도 일종의 엘라스토머 코폴리머가 매트릭스에(미세하게) 분산되어 있는 것을 나타낸다. 다른 말로, 적어도 일종의 엘라스토머 코폴리머는 매트릭스에 내포물들(inclusions)을 형성한다. 그러므로, 매트릭스는 매트릭스의 일부가 아닌(미세하게) 분산된 내포물들을 함유하며, 상기 내포물들은 적어도 일종의 엘라스토머 코폴리머를 함유한다. 용어 "내포물"은 매트릭스 및 내포물이 헤테로상 프로필렌 코폴리머 내에 상이한 상을 형성하는 것을 나타내고, 상기 내포물들은, 예를 들어, 전자현미경 또는 스캐닝 포스 현미경(scanning force microscopy)과 같은 고해상도 현미경으로 관찰 가능하다.
표현 "랜덤"은 랜덤 프로필렌 코폴리머(RPP) 및 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)의 코-모노머가 랜덤 프로필렌 코폴리머(RPP)의 경우에 프로필렌으로부터 유래된 단위, 그리고, 랜덤 에틸렌 포콜리머(RPE)의 경우에 에틸렌으로부터 유래된 단위 내에 랜덤하게 분산되어 있는 것을 나타낸다. 용어 랜덤은 IUPAC에 따라 이해된다(고분자 과학의 기본 용어집(Glossary of basic terms in polymer science); IUPAC 권고사항 1996(IUPAC recommendations 1996)).
표현 "포함하는(comprising)"이 상세한 설명 및 청구범위에 사용되며, 이는 다른 성분을 배제하지 않는다. 본 발명의 목적을 위해, 표현 "구성되는(consisting of)"은 표현 "포함하는(comprising of)"의 보다 바람직한 구현예인 것으로 고려된다. 이하에서 그룹은 적어도 특정한 수의 구현예를 포함하는 것으로 정의되며, 이는 또한 그룹을 개시하는 것으로 이해되며, 바람직하게는 이들 구현예만으로 구성된다.
폴리프로필렌 조성물(PP)은
(a) 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1); 및/또는
(b) 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2); 및/또는
(c) 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)
를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 구성될 수 있으며,
여기서, 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)은 이들의 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg 하중)가 서로 상이하다.
본 구현예에 있어서, 폴리머 조성물(PC)은 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량을 기준으로, 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2), 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 외에, 다른 폴리머를 5.0중량% 초과, 보다 바람직하게는 3.0중량% 초과, 한층 더 바람직하게는 1.0중량% 초과, 더욱더 바람직하게는 0.8중량% 초과의 함량으로 포함하지 않는 것으로 이해된다. 특히, 폴리머 조성물(PC)은 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2), 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 외에, 다른 폴리머를 포함하지 않는 것으로 이해된다.
폴리프로필렌 조성물(PP)은
(a) 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1); 또는
(b) 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2); 또는
(c) 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)
를 포함할 수 있고, 바람직하게는 구성될 수 있다.
본 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)은 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량을 기준으로, 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2), 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 외에, 다른 폴리머를 5.0중량% 초과, 보다 바람직하게는 3.0중량% 초과, 한층 더 바람직하게는 1.0중량% 초과, 더욱더 바람직하게는 0.8중량% 초과의 함량으로 포함하지 않는 것으로 이해된다. 특히, 폴리머 조성물(PC)은 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2), 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 외에, 다른 폴리머를 포함하지 않는 것으로 이해된다.
일 구현예로서, 폴리프로필렌(PP)은 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1) 및 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2)를 포함하고, 바람직하게는 구성되며, 여기서 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1) 및 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2)는 이들의 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg 하중)가 서로 상이하다.
일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)는 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량을 기준으로, 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 외에, 다른 폴리머를 5.0중량% 초과, 보다 바람직하게는 3.0중량% 초과, 한층 더 바람직하게는 1.0중량% 초과, 더욱더 바람직하게는 0.8중량% 초과의 함량으로 포함하지 않는 것으로 이해된다. 특히, 폴리머 조성물(PC)은 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 외에, 다른 폴리머를 포함하지 않는 것으로 이해된다.
일 구현예로서, 폴리프로필렌(PP)은 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1) 및 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)를 포함하고, 바람직하게는 구성되며, 여기서 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1) 및 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)는 이들의 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg 하중)가 서로 상이하다.
본 구현예에서, 폴리머 조성물(PC)는 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량을 기준으로, 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 외에, 다른 폴리머를 5.0중량% 초과, 보다 바람직하게는 3.0중량% 초과, 한층 더 바람직하게는 1.0중량% 초과, 더욱더 바람직하게는 0.8중량% 초과의 함량으로 포함하지 않는 것으로 이해된다. 특히, 폴리머 조성물(PC)은 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 외에, 다른 폴리머를 포함하지 않는 것으로 이해된다.
일 구현예로서, 폴리프로필렌(PP)은 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)를 포함하고, 바람직하게는 구성되며, 여기서 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)는 이들의 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg 하중)가 서로 상이하다.
본 구현예에서, 폴리머 조성물(PC)은 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량을 기준으로, 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2), 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 외에, 다른 폴리머를 5.0중량% 초과, 보다 바람직하게는 3.0중량% 초과, 한층 더 바람직하게는 1.0중량% 초과, 더욱더 바람직하게는 0.8중량% 초과의 함량으로 포함하지 않는 것으로 이해된다. 특히, 폴리머 조성물(PC)은 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2), 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 외에, 다른 폴리머를 포함하지 않는 것으로 이해된다.
일 구현예로서, 폴리프로필렌(PP)은 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)를 포함하고, 바람직하게는 구성되며, 여기서 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)는 이들의 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg 하중)가 서로 상이하다.
본 구현예에서, 폴리머 조성물(PC)은 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량을 기준으로, 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2), 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 외에, 다른 폴리머를 5.0중량% 초과, 보다 바람직하게는 3.0중량% 초과, 한층 더 바람직하게는 1.0중량% 초과, 더욱더 바람직하게는 0.8중량% 초과의 함량으로 포함하지 않는 것으로 이해된다. 특히, 폴리머 조성물(PC)은 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2), 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 외에, 다른 폴리머를 포함하지 않는 것으로 이해된다.
폴리머 조성물(PC)에 포함된 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1) 및 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2)는 함께 방정식(Ia), 바람직하게는 방정식(Ib), 보다 바람직하게는 방정식(Ic), 한층 더 바람직하게는 방정식(Id)를 충족시키는 것으로 이해된다.
[MFR(HPP-2)] / [MFR(HPP-1)] ≥ 1.1 (Ia)
190 ≥ [MFR(HPP-2)] / [MFR(HPP-1)] ≥ 1.1 (Ib)
50 ≥ [MFR(HPP-2)] / [MFR(HPP-1)] ≥ 1.5 (Ic)
10 ≥ [MFR(HPP-2)] / [MFR(HPP-1)] ≥ 3.0 (Id)
여기서, [MFR(HPP-1)]은 프로필렌 호모폴리머(HPP-1)의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg)이고, [MFR(HPP-2)]는 프로필렌 호모폴리머(HPP-2)의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg)이다.
폴리머 조성물(PC)에 포함된 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)는 함께 방정식(IIa), 바람직하게는 방정식(IIb), 보다 바람직하게는 방정식(IIc), 한층 더 바람직하게는 방정식(IId)를 충족시키는 것으로 이해된다.
[MFR(HPP-3)] / [MFR(HPP-2)] ≥ 1.1 (IIa)
25 ≥ [MFR(HPP-3)] / [MFR(HPP-2)] > 1.0 (IIb)
20 ≥ [MFR(HPP-3)] / [MFR(HPP-2)] ≥ 2.0 (IIc)
15 ≥ [MFR(HPP-3)] / [MFR(HPP-2)] ≥ 5.0 (IId)
여기서, [MFR(HPP-2)]는 프로필렌 호모폴리머(HPP-2)의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg)이고, [MFR(HPP-3)]은 프로필렌 호모폴리머(HPP-3)의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg)이다.
폴리머 조성물(PC)에 포함된 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1) 및 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)은 함께 방정식(IIIa), 바람직하게는 방정식(IIIb), 보다 바람직하게는 방정식(IIIc), 한층 더 바람직하게는 방정식(IIId)를 충족시키는 것으로 이해된다.
[MFR(HPP-3)] / [MFR(HPP-1)] ≥ 4.0 (IIIa)
800 ≥ [MFR(HPP-3)] / [MFR(HPP-1)] ≥ 4.0 (IIIb)
150 ≥ [MFR(HPP-3)] / [MFR(HPP-1)] ≥ 10 (IIIc)
60 ≥ [MFR(HPP-3)] / [MFR(HPP-1)] ≥ 20 (IIId)
여기서, [MFR(HPP-1)]은 프로필렌 호모폴리머(HPP-1)의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg)이고, [MFR2(HPP-3)]은 프로필렌 호모폴리머(HPP-3)의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg)이다.
일 구현예로서, 폴리프로필렌(PP)는
(a) 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1) 및/또는 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및/또는 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3); 및
(b) 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)
를 포함하고, 바람직하게는 구성된다.
여기서, 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)는 이들의 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg 하중)가 서로 상이하다.
본 구현예에서, 폴리머 조성물(PC)은 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량을 기준으로,
(a) 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1) 및/또는 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및/또는 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3);
(b) 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE); 및
(c) 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)
외에, 다른 폴리머를 5.0중량% 초과, 보다 바람직하게는 3.0중량% 초과, 한층 더 바람직하게는 1.0중량% 초과, 더욱더 바람직하게는 0.8중량% 초과의 함량으로 포함하지 않는 것으로 이해된다.
특히, 폴리머 조성물(PC)은
(a) 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1) 및/또는 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및/또는 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3);
(b) 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE); 및
(c) 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)
외에, 다른 폴리머를 포함하지 않는 것으로 이해된다.
일 구현예로서, 폴리프로필렌(PP)는 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2), 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3) 및 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)를 포함하고, 바람직하게는 구성되며, 여기서, 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2), 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)는 이들의 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg 하중)가 서로 상이하다.
본 구현예에서, 폴리머 조성물(PC)은 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량을 기준으로, 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2), 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3), 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 외에, 다른 폴리머를 5.0중량% 초과, 보다 바람직하게는 3.0중량% 초과, 한층 더 바람직하게는 1.0중량% 초과, 더욱더 바람직하게는 0.8중량% 초과의 함량으로 포함하지 않는 것으로 이해된다.
특히, 폴리머 조성물(PC)은 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2), 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3), 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 외에, 다른 폴리머를 포함하지 않는 것으로 이해된다.
일 구현예로서, 폴리프로필렌(PP)는
(a) 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1) 및/또는 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및/또는 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3); 및
(b) 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO);
를 포함하고, 바람직하게는 구성된다:
여기서, 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)는 이들의 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg 하중)가 서로 상이하다.
본 구현예에 있어서, 폴리머 조성물(PC)는 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량을 기준으로,
(a) 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1) 및/또는 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및/또는 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3);
(b) 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO); 및
(c) 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)
외에, 다른 폴리머를 5.0중량% 초과, 보다 바람직하게는 3.0중량% 초과, 한층 더 바람직하게는 1.0중량% 초과, 더욱더 바람직하게는 0.8중량% 초과의 함량으로 포함하지 않는 것으로 이해된다.
특히, 폴리머 조성물(PC)는
(a) 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1) 및/또는 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및/또는 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3);
(b) 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO); 및
(c) 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)
외에 다른 폴리머를 포함하지 않는다.
일 구현예로서, 폴리프로필렌(PP)은 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2), 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3) 및 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)를 포함하고, 바람직하게는 구성되며, 여기서, 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)는 이들의 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg 하중)가 서로 상이하다.
본 구현예에 있어서, 폴리머 조성물(PC)은 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량을 기준으로, 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2), 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3), 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 외에, 다른 폴리머를 5.0중량% 초과, 보다 바람직하게는 3.0중량% 초과, 한층 더 바람직하게는 1.0중량% 초과, 더욱더 바람직하게는 0.8중량% 초과의 함량으로 포함하지 않는 것으로 이해된다.
특히, 폴리머 조성물(PC)은 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2), 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3), 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 외에, 다른 폴리머를 포함하지 않는 것으로 이해된다.
폴리머 조성물(C)은 용융 블렌딩에 의해 얻어질 수 있다. 본 공정은
(a) 폴리프로필렌(PP);
(b) 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP); 및
(c) 탄소섬유(CF);
를 압출기에 첨가하는 단계 및 이를 압출하여 상기 폴리머 조성물(PC)을 얻는 단계를 포함할 수 있다.
폴리머 조성물(PC)은 어떤 다양한 컴파운딩 및 블렌딩 장치들 및 수지 컴파운딩 분야에서 잘 알려지고, 통상적으로 사용되는 방법들을 사용하여 컴파운딩되고, 펠렛화될 수 있다. 그러나, 탄소섬유 치수 또는 탄소섬유 이외의 섬유들의 치수에 영향을 끼치지 않는 컴파운딩 및 블렌딩 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
본 조성물의 개별 성분을 배합하기 위해, 통상적인 컴파운딩 또는 블렌딩 장치, 예를 들어 밴버리 믹서(Banbury mixer), 2-롤 러버 밀(2-roll rubber mill), 버스-코-니더(Buss-co-kneader) 또는 이축 압출기(twin screw extruder)가 사용될 수 있다. 압출기/믹서로부터 얻어진 폴리머 물질은 통상 펠렛의 형태이다. 이들 펠렛은 그 후에 바람직하게는 추가로 예를 들어, 사출성형에 의해 가공되어 본 발명의 조성물의 물품 및 제품을 생성한다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-1)
프로필렌 호모폴리머(PPH-1)은 예를 들어, 프로필렌 호모폴리머(PPH-1)의 중량 기준으로, 99.7중량% 초과, 한층 더 바람직하게는 적어도 99.8중량%의 프로필렌 단위로 실질적으로 구성된다. 바람직한 구현예로서, 프로필렌 단위만이 프로필렌 호모폴리머(PPH-1)에서 검출될 수 있다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-1)는, 1.0 내지 45g/10min의 범위, 바람직하게는 5.0 내지 40g/10min의 범위, 보다 바람직하게는 10 내지 30g/10min의 범위, 가장 바람직하게는 15 내지 25g/10min와 같이, 적어도 1.0g/10min, 바람직하게는 적어도 5.0g/10min, 보다 바람직하게는 적어도 10g/10min, 한층 더 바람직하게는 적어도 15g/10min의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃)를 가질 수 있다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-1)는 소량의 자일렌 냉 가용성(xylene cold soluble, XCS) 분획을 특징으로 하는 것으로 이해된다. 프로필렌 호모폴리머(PPH-1)는 프로필렌 호모폴리머(PPH-1)의 중량 기준으로, 0.1 내지 4.0중량% 범위, 바람직하게는 0.1 내지 3.0중량% 범위, 보다 바람직하게는 0.1 내지 2.5중량% 범위와 같이, 4.0중량% 이하, 바람직하게는 3.0중량% 이하, 보다 바람직하게는 2.5중량% 이하의 자일렌 냉 가용성(XCS) 분획의 함량을 가질 수 있다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-1)는 90 내지 160℃ 범위, 바람직하게는 100 내지 150℃ 범위, 보다 바람직하게는 115 내지 130℃ 범위와 같은, 적어도 90℃, 바람직하게는 적어도 100℃, 보다 바람직하게는 적어도 115℃의 ISO 75-2에 따라 측정된 열분해 온도(heat deformation temperature, HDT)를 가질 수 있다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-1)는 1.0 내지 10kJ/m2 범위, 바람직하게는 2.0 내지 5.0kJ/m2 범위와 같은, 적어도 1.0kJ/m2, 바람직하게는 적어도 2.0kJ/m2의 23℃에서 ISO 179-1eU:2000에 따라 측정된 샤르피 충격강도(Charpy Impact Strength)를 가질 수 있다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-1)는 500 내지 3500MPa의 범위, 바람직하게는 1500 내지 2500MPa의 범위와 같은, 적어도 500MPa, 바람직하게는 적어도 1500MPa의 ISO 178에 따라 측정된 굴곡탄성율(flexural modulus)를 가질 수 있다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-1)는 바람직하게는 폴리머성 조핵제, 보다 바람직하게는 알파-조핵제, 예를 들어, 폴리머성 알파-조핵제인 조핵제를 포함할 수 있다. 프로필렌 호모폴리머(PPH-1)의 알파-조핵제 함량은 바람직하게는 5.0중량%까지이다. 바람직한 구현예로서, 프로필렌 호모폴리머(PPH-1)은 3000ppm 이하, 보다 바람직하게는 1 내지 2000ppm의 알파-조핵제를 함유한다.
알파-조핵제에 대한 보다 상세한 기재는 "폴리머 조성물(PC)" 섹션에서 제공된다. 프로필렌 호모폴리머(PPH-1)은 본 분야에서 공지되어 있으며, 상업적으로 입수 가능하다. 적합한 예는 Borealis AG의 HF955MO이다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-2)
프로필렌 호모폴리머(PPH-2)는 실질적으로, 예를 들어, 프로필렌 호모폴리머(PPH-2)의 중량 기준으로, 99.7중량% 초과, 한층 더 바람직하게는 적어도 99.8중량%의 프로필렌 단위로 구성된다. 바람직한 구현예로서, 프로필렌 단위만이 프로필렌 호모폴리머(PPH-2)에서 검출될 수 있다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-2)는 50 내지 190g/10min의 범위, 바람직하게는 60 내지 150g/10min의 범위, 보다 바람직하게는 65 내지 100g/10min의 범위, 한층 더 바람직하게는 70 내지 80g/10min와 같이, 적어도 50g/10min, 바람직하게는 적어도 60g/10min, 보다 바람직하게는 적어도 65g/10min, 한층 더 바람직하게는 적어도 70g/10min의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃)를 가질 수 있다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-2)는 소량의 자일렌 냉 가용성(XCS) 분획을 특징으로 하는 것으로 이해된다. 프로필렌 호모폴리머(PPH-2)는 프로필렌 호모폴리머(PPH-2)의 중량 기준으로, 0.1 내지 4.0중량% 범위, 바람직하게는 0.1 내지 3.5중량% 범위와 같이, 4.0중량% 이하, 바람직하게는 3.5중량% 이하의 자일렌 냉 가용성(XCS) 분획의 함량을 가질 수 있다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-2)는 50 내지 120℃의 범위, 바람직하게는 60 내지 100℃의 범위, 보다 바람직하게는 75 내지 90℃와 같이, 적어도 50℃, 바람직하게는 적어도 60℃, 보다 바람직하게는 적어도 75℃의 ISO 75-2에 따라 측정된 열분해 온도(HDT)를 가질 수 있다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-2)는 0.5 내지 1.5kJ/m2 범위, 바람직하게는 0.7 내지 1.3kJ/m2의 범위와 같은, 적어도 0.5kJ/m2, 바람직하게는 적어도 0.7kJ/m2의 23℃에서 ISO 179-1eA에 따라 측정된 샤르피 노치드 충격강도(Charpy Notched Impact Strength, NIS)를 가질 수 있다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-2)는 500 내지 2500MPa의 범위, 바람직하게는 1000 내지 2000MPa의 범위와 같은, 적어도 500MPa, 바람직하게는 적어도 1000MPa의 ISO 178에 따라 측정된 굴곡탄성율(flexural modulus)를 가질 수 있다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-2)가 알파-조핵제를 포함하는 경우, 프로필렌 호모폴리머(PPH-2)는 프로필렌 호모폴리머(PPH-2)의 중량 기준으로, 5.0중량%까지, 바람직하게는 1 내지 2000ppm의 범위와 같은, 3000ppm까지의 함량으로 알파-조핵제를 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 그러나, 바람직한 구현예로서, 프로필렌 호모폴리머(PPH-2)는 어떤 조핵제를 포함하지 않으며, 즉, 프로필렌 호모폴리머(PPH-2)는 핵 형성되지 않는다.
알파-조핵제에 대한 보다 상세한 기재는 "폴리머 조성물(PC)" 섹션에서 제공된다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-2)는 본 분야에서 공지되어 있으며, 상업적으로 입수 가능하다. 적합한 예는 Borealis AG의 HJ120UB이다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-3)
프로필렌 호모폴리머(PPH-3)는 실질적으로, 예를 들어, 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)의 중량 기준으로, 99.7중량% 초과, 한층 더 바람직하게는 적어도 99.8중량%의 프로필렌 단위로 구성된다. 바람직한 구현예로서, 프로필렌 단위만이 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)에서 검출될 수 있다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-3)는, 200 내지 800g/10min의 범위, 바람직하게는 300 내지 600g/10min의 범위, 보다 바람직하게는 400 내지 500g/10min의 범위, 한층 더 바람직하게는 420 내지 480g/10min와 같이, 적어도 200g/10min, 바람직하게는 적어도 300g/10min, 보다 바람직하게는 적어도 400g/10min, 한층 더 바람직하게는 적어도 420g/10min의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃)를 가질 수 있다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-3)는 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)의 중량 기준으로, 0.1 내지 10중량%, 바람직하게는 0.5 내지 7.0중량%, 보다 바람직하게는 2.0 내지 4.5중량%와 같이, 10중량% 이하, 바람직하게는 7.0중량% 이하, 보다 바람직하게는 4.5중량% 이하의 자일렌 냉 가용성(XCS) 분획의 함량을 가질 수 있다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-3)는 150 내지 180℃의 범위, 바람직하게는 158 내지 170℃의 범위, 보다 바람직하게는 161 내지 165℃ 범위와 같은, 적어도 150℃, 바람직하게는 적어도 158℃의 용융 온도 Tm를 가질 수 있다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-3)는 바람직하게는 폴리머성 조핵제, 보다 바람직하게는 알파-조핵제, 예를 들어, 폴리머성 알파-조핵제인 조핵제를 포함할 수 있다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-3)의 알파-조핵제 함량은 바람직하게는 5.0중량%까지이다. 바람직한 구현예로서, 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)은 3000ppm 이하, 보다 바람직하게는 1 내지 2000ppm의 알파-조핵제를 포함한다.
알파-조핵제에 대한 보다 상세한 기재는 "폴리머 조성물(PC)" 섹션에서 제공된다.
프로필렌 호모폴리머(PPH-3)은 본 분야에서 공지되어 있으며, 상업적으로 입수 가능하다. 적합한 예는 Borealis AG의 HL504FB이다.
랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)
폴리프로필렌 조성물(PP)는 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)를 포함할 수 있다. 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)는, 바람직하게는, 에틸렌으로부터 유래될 수 있는 단위들 및 C3 내지 C8 알파-올레핀, 바람직하게는 적어도 하나의 C4 내지 C8 알파-올레핀, 보다 바람직하게는 에틸렌으로부터 유래될 수 있는 단위들 및 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐 및 1-옥텐으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 알파-올레핀으로부터, 바람직하게는 1-부텐 및 1-옥텐으로부터 선택되는, 보다 바람직하게는 1-옥텐으로부터 유래될 수 있는 단위들과 같은, 적어도 하나의 C3 내지 C10 알파-올레핀, 바람직하게는 적어도 하나의 C3 내지 C8 알파-올레핀, 보다 바람직하게는 적어도 하나의 C4 내지 C8 알파-올레핀으로부터 유래될 수 있는 단위들을 포함하는, 바람직하게는 구성되는 엘라스토머 코폴리머이다.
따라서, 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)는 적어도 에틸렌으로부터 유래될 수 있는 단위들 및 앞의 단락에 기재된 바와 같이 추가의 알파-올레핀으로부터 유래될 수 있는 단위들을 포함한다. 그러나, 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)가 에틸렌으로부터 유래될 수 있는 단위들 및 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐 및 1-옥텐과 같은 추가의 알파-올레핀으로부터 유래될 수 있는 단위들만을 포함하는 것이 특히 바람직하다. 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)가 에틸렌으로부터 유래될 수 있는 단위들 및 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로부터 선택되는 단위들만을 포함하는 것이 특별히 바람직하다. 일 구현예로서, 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)는 에틸렌으로부터 유래될 수 있는 단위들 및 1-옥텐으로부터 유래될 수 있는 단위들만을 포함한다.
랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)는 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)을 포함하는 매트릭스 상과 같은 결정 또는 반결정의 매트릭스 상(crystalline or semi-crystalline matrix phase) 내에(미세하게) 분산된 엘라스토머 내포물(elastomeric inclusions)의 형태로 폴리프로필렌(PP)에 포함될 수 있다. 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)는 추가의 랜덤 에틸렌 코폴리머 또는 헤테로상 프로필렌 코폴리머의 엘라스토머 상과 같은 다른 엘라스토머 화합물 내에(미세하게 분산된) 내포물의 일부를 형성할 수 있다. 그러나, 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)는 폴리머 조성물(PC)에서 유일한 엘라스토머 화합물인 것이 바람직하다.
랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)는 0.2 내지 100g/10min의 범위, 바람직하게는 0.5 내지 50g/10min의 범위, 보다 바람직하게는 0.5 내지 40g/10min의 범위, 한층 더 바람직하게는 0.5 내지 35g/10min의 범위, 더욱더 바람직하게는 0.5 내지 30g/10min의 범위와 같은, 100g/10min 이하, 바람직하게는 50g/10min 이하, 보다 바람직하게는 40g/10min 이하, 한층 더 바람직하게는 35g/10min 이하의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(190℃, 2.16kg)를 가질 수 있다.
일 구현예로서, 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)는 5.0 내지 80g/10min의 범위, 바람직하게는 10 내지 50g/10min의 범위, 보다 바람직하게는 20 내지 40g/10min의 범위, 한층 더 바람직하게는 25 내지 35g/10min의 범위의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(190℃, 2.16kg)를 갖는다.
일 구현예로서, 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)는 0.1 내지 10g/10min의 범위, 바람직하게는 0.3 내지 5.0g/10min의 범위, 보다 바람직하게는 0.5 내지 2.0g/10min의 범위, 한층 더 바람직하게는 0.7 내지 1.3g/10min의 범위의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(190℃, 2.16kg)를 갖는다.
랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)는 854 내지 910kg/cm3의 범위, 바람직하게는 854 내지 885kg/cm3의 범위와 같은, 910kg/cm3 이하, 바람직하게는 885kg/cm3 이하의 ISO 1183-187에 따라 측정된 밀도를 가질 수 있다.
랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)는 80 내지 98몰%의 범위, 바람직하게는 82 내지 92몰%의 범위와 같은, 적어도 80몰%, 바람직하게는 적어도 92몰%의 에틸렌 함량을 가질 수 있다.
다른 말로, 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)는 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐, 바람직하게는 1-옥텐과 같은, 적어도 하나의 C3 내지 C10 알파-올레핀, 바람직하게는 적어도 하나의 C3 내지 C8 알파-올레핀, 보다 바람직하게는 적어도 하나의 C4 내지 C8 알파-올레핀을 2.0 내지 20몰%의 범위, 바람직하게는 8 내지 18몰%의 범위와 같이, 20몰%까지, 바람직하게는 18몰%까지의 함량으로 포함할 수 있다.
랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)는 본 분야에서 공지되어 있으며, 상업적으로 입수 가능하다. 적합한 예는 Borealis AG의 Queo8230 및 Queo8201이다.
헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)
폴리프로필렌 조성물(PP)는 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)를 포함할 수 있다.
위에 나타낸 바와 같이, 헤테로상 프로필렌 코폴리머는 폴리프로필렌 매트릭스 및 엘라스토머 코폴리머를 폴리머 성분으로서 포함한다.
헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)는 바람직하게는
(a) 폴리프로필렌 매트릭스(M) 및
(b) 다음으로부터 유래된 단위들을 포함하는 엘라스토머 코폴리머(E)
- 프로필렌 및
- 에틸렌 및/또는 C4 내지 C20 알파-올레핀, 보다 바람직하게는 에틸렌 및/또는 C4 내지 C10 알파-올레핀 및 가장 바람직하게는 에틸렌, C4, C6 및/또는 C8 알파-올레핀, 예를 들어, 에틸렌 및 임의로 컨주게이트된 디엔으로부터 유래된 단위들
을 포함한다.
폴리프로필렌 매트릭스(M)은 바람직하게는 랜덤 프로필렌 코폴리머 또는 프로필렌 호모폴리머이며, 후자가 특히 바람직하다.
폴리프로필렌 매트릭스(M)이 프로필렌 호모폴리머인 경우, 폴리프로필렌 매트릭스(M)의 코모노머 함량은 폴리프로필렌 매트릭스(M)의 중량 기준으로, 0.2중량% 이하와 같이, 1.0중량% 이하, 바람직하게는 0.8중량% 이하, 보다 바람직하게는 0.5중량% 이하인 것으로 이해된다.
폴리프로필렌 매트릭스(M)이 랜덤 프로필렌 코폴리머인 경우, 랜덤 프로필렌 코폴리머는 프로필렌과 공중합 가능한 모노머들, 예를 들어, 에틸렌 및/또는 C4 내지 C20 알파-올레핀, 특히, 에틸렌 및/또는 C4 내지 C10-알파-올레핀, 예를 들어, 에틸렌, C4, C6 및/또는 C8 알파올레핀과 같은 코모노머를 포함하는 것으로 이해된다. 바람직하게는 랜덤 프로필렌 코폴리머는 에틸렌, 1-부텐 및 1-헥센으로 구성되는 그룹으로부터 프로필렌과 공중합 가능한 모노머들을 포함하고, 특히 구성된다. 보다 구체적으로, 랜덤 프로필렌 코폴리머는 -프로필렌과는 별도로- 에틸렌 및/또는 1-부텐으로부터 유래될 수 있는 단위들을 포함한다. 바람직한 구현예로서, 랜덤 프로필렌 코폴리머는 에틸렌 및 프로필렌만으로부터 유래될 수 있는 단위들을 포함한다. 추가적으로, 랜덤 프로필렌 코폴리머는 바람직하게는 랜덤 프로필렌 코폴리머의 중량 기준으로 0.3 내지 1.0중량%의 범위, 보다 바람직하게는 0.3 내지 0.8중량%의 범위, 한층 더 바람직하게는 0.3 내지 0.7중량%의 범위의 코모노머 함량을 갖는 것으로 이해된다.
폴리프로필렌 매트릭스(M)은 이소택틱(isotactic)일 수 있다. 따라서, 폴리프로필렌 매트릭스(M)은 다소 높은 펜타드 농도(pentad concentration), 즉, 80% 초과, 바람직하게는 85% 초과, 보다 바람직하게는 90% 초과, 한층 더 바람직하게는 92% 초과, 더욱더 바람직하게는 95% 초과와 같은 93% 초과의 펜타드 농도를 갖는 것으로 이해된다.
나아가, 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)의 폴리프로필렌 매트릭스(M)는 다소 높은 용융 흐름 속도를 갖는 것으로 이해된다. 상기한 바와 같이, 폴리프로필렌 매트릭스(M)의 ISO1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg)는 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)의 자일렌 냉 불용성(xylene cold insoluble, XCI) 분율의 용융 흐름 속도 MFR2와 동일하다. 그러므로, 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)의 자일렌 냉 불용성(XCI) 분율은 50 내지 200g/10min의 범위, 보다 바람직하게는 80 내지 150g/10min의 범위, 한층 더 바람직하게는 100 내지 130g/10min 범위의 ISO1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg)를 갖는다.
헤테로상 폴리프로필렌(HECO)는 5.0 내지 60g/10min의 범위, 바람직하게는 10 내지 40g/10min의 범위, 보다 바람직하게는 20 내지 30g/10min의 범위와 같은, 60g/10min 이하, 바람직하게는 40g/10min 이하, 보다 바람직하게는 30g/10min 이하의 ISO 1133에 따라 측정된 MFR2(230℃, 2.16kg)를 가질 수 있다.
헤테로상 폴리프로필렌(HECO)는 5.0 내지 35몰%의 범위, 바람직하게는 10 내지 30몰%의 범위, 보다 바람직하게는 15 내지 22몰%의 범위와 같은, 35몰% 이하, 바람직하게는 30몰% 이하, 보다 바람직하게는 22몰% 이하의 총 코모노머 함량을 가질 수 있다.
헤테로상 폴리프로필렌(HECO)는 헤테로상 폴리프로필렌(HECO)의 전체 중량 기준으로, 10 내지 60중량%의 범위, 바람직하게는 20 내지 45중량%의 범위, 보다 바람직하게는 25 내지 35중량%의 범위와 같은, 60중량% 이하, 바람직하게는 45중량% 이하, 보다 바람직하게는 35중량% 이하의 자일렌 냉 가용성(XCS) 분율의 함량을 가질 수 있다.
헤테로상 폴리프로필렌(HECO)는 2.0 내지 4.5dl/g 범위, 바람직하게는 2.7 내지 3.5dl/g 범위와 같은, 4.5dl/g 이하, 바람직하게는 3.5dl/g 이하의 자일렌 냉 가용성(XCS) 분율의 고유점도(intrinsic viscosity, IV)를 가질 수 있다.
헤테로상 폴리프로필렌(HECO)는 30 내지 65mol%의 범위, 바람직하게는 40 내지 60mol%의 범위, 보다 바람직하게는 45 내지 55mol%의 범위와 같은, 65mol% 이하, 바람직하게는 60mol% 이하, 보다 바람직하게는 55mol% 이하의 자일렌 냉 가용성(XCS) 분율의 코모노머 함량을 가질 수 있다.
전형적으로, 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)의 자일렌 냉 불용성(XCI) 분율은 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)의 결정성 또는 반결정성 부분, 즉, 매트릭스(M)을 나타내며, 반면, 자일렌 냉 가용성(XCS) 분율은 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)의 엘라스토머 부분, 즉, 엘라스토머 코폴리머(E)를 나타낸다.
헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)의 매트릭스(M) 함량, 즉, 자일렌 냉 불용성(XCI) 함량은 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)의 중량 기준으로, 바람직하게는 60 내지 90중량%의 범위, 보다 바람직하게는 65 내지 80중량%의 범위이다.
헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)의 엘라스토머 코폴리머(E) 함량, 즉, 자일렌 냉 가용성(XCS) 함량은 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)의 중량 기준으로, 바람직하게는 10 내지 40중량%의 범위, 보다 바람직하게는 20 내지 35중량%의 범위이다.
헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO) 및 개별 성분(매트릭스 및 엘라스토머 코폴리머)는 상이한 폴리머 타입을 블렌딩함으로써 제조될 수 있다. 그러나, 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO) 및 개별 성분(매트릭스 및 엘라스토머 코폴리머)는 연속 배열의 반응기들을 사용하고, 상이한 반응 조건에서 운전하는 순차적 단계 공정으로 제조되는 것이 바람직하다.
헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)는 본 분야에서 공지되어 있으며, 상업적으로 입수할 수 있다. 적합한 예로는 Borealis AG의 EG066AI이다.
극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)
폴리머 조성물(PC)에서 탄소섬유(CF)에 대한 매트릭스로서 작용하는 폴리머 성분들 내에 탄소섬유(CF)의 보다 쉽고 보다 균일한 분산을 달성하기 위해, 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)이 커플링제로서 적용된다.
극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)는 바람직하게는 극성기를 함유하는 폴리프로필렌이다.
이하에서, 폴리프로필렌은 아래에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 어떤 것이 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)으로 후속적으로 개질되는 것인지 보다 정확하게 정의될 것이다.
폴리프로필렌은 바람직하게는 프로필렌 호모폴리머 또는 (i) 프로필렌 및 (ii) 에틸렌 및/또는 C4 내지 C12 α-올레핀, 바람직하게는, (i) 프로필렌 및 (ii) 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐 및 이들의 혼합으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 바람직하게는 에틸렌 단독의 α-올레핀의 코폴리머와 같은, 랜덤 프로필렌 코폴리머이다.
일 구현예로서, 변성된 폴리프로필렌(PMP)는 변성된 랜덤 프로필렌 코폴리머이며, 여기서, 상기 랜덤 프로필렌 코폴리머는 유일한 코모노머 단위로서 에틸렌을 포함한다.
극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)가 제조되는 폴리프로필렌은 또한 프로필렌 호모폴리머일 수 있다. 그러나, 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)가 제조되는 폴리프로필렌은 랜덤 프로필렌 코폴리머인 것이 바람직하다.
일 구현예로서, 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)가 제조되는 폴리프로필렌은 에틸렌으로부터 유래된 코모노머 단위만을 포함하는 랜덤 프로필렌 코폴리머이다.
용어 "랜덤 프로필렌 코폴리머"의 정의와 관련하여, 폴리프로필렌(PP)을 논하는 상기 제공된 정보를 참조한다.
바람직하게는, 프로필렌으로부터 유래될 수 있는 단위들은 랜덤 프로필렌 코폴리머의 주된 부분, 즉, 랜덤 프로필렌 코폴리머의 전체 중량 기준으로 적어도 90.0중량%, 보다 바람직하게는 92.0 내지 99.5중량% 범위, 한층 더 바람직하게는 92.5 내지 98중량%, 더욱더 바람직하게는 93.0 내지 96.0중량%를 구성한다. 따라서, 랜덤 프로필렌 코폴리머에서 에틸렌 및/또는 C4 내지 C12 α-올레핀으로부터 유래된, 바람직하게는 에틸렌으로부터 유래된 단위들의 함량은 랜덤 프로필렌 코폴리머의 전체 중량 기준으로, 최대 10.0중량%, 바람직하게는 0.5 내지 8.0중량% 범위, 보다 바람직하게는 2.0 내지 7.5중량%, 한층 더 바람직하게는 4.0 내지 7.0중량%이다.
랜덤 프로필렌 코폴리머는 프로필렌 및 에틸렌으로부터 유래될 수 있는 단위들만을 포함하는 것이 특히 이해된다. 본 단락에서 주어진 코모노머 함량은 바람직하게는, 변성되지 않은 랜덤 프로필렌 코폴리머에 해당한다.
랜덤 프로필렌 코폴리머, 즉, 비변성된 랜덤 프로필렌 코폴리머는 125 내지 140℃의 범위, 보다 바람직하게는 128 내지 138℃ 범위, 한층 더 바람직하게는 131 내지 136℃ 범위의 용융 온도 Tm을 갖는 것이 이해된다. 본 단락에서 주어진 용융 온도는 비변성된 랜덤 프로필렌 코폴리머의 용융 온도이다.
랜덤 프로필렌 코폴리머, 즉, 비변성된 랜덤 프로필렌 코폴리머는 1 내지 30g/10min의 범위, 바람직하게는 1 내지 20g/10min의 범위, 보다 바람직하게는 1 내지 10g/10min의 범위, 그리고, 가장 바람직하게는 2 내지 6g/10min의 범위의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃)를 갖는 것으로 이해된다.
극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)은 극성기로부터 유래된 기를 포함하는 것으로 이해된다. 이와 관련하여, 극성 화합물, 특히, 산 무수물(acid anhydrides), 카르복시산(carboxylic acids), 카르복시산 유도체(carboxylic acid derivatives), 1차 및 2차 아민(primary and secondary amines), 하이드록시 화합물(hydroxyl compounds), 옥사졸린(oxazoline) 및 에폭사이드(epoxides), 및 또한 이온성 화합물(ionic compounds)로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 극성 화합물로부터 유래된 기를 포함하는 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)이 바람직하다.
상기 극성기의 구체적인 예는 불포화 시클릭 무수물(unsaturated cyclic anhydrides) 및 이들의 지방족 디에스테르(aliphatic diesters), 및 이산 유도체(diacid derivatives)이다. 특히, 말레익 무수물(maleic anhydride) 및 C1 내지 C10 선형 및 가지형 디알킬 말레에이트(dialkyl maleates), C1 내지 C10 선형 및 가지형 디알킬 푸마레이트(dialkyl fumarates), 이타코닉 무수물(itaconic anhydride), C1 내지 C10 선형 및 가지형 이타콘산 디알킬 에스테르(itaconic acid dialkyl esters), 말레산(maleic acid), 푸마르산(fumaric acid), 이타콘산(itaconic acid) 및 이들의 혼합으로부터 선택된 화합물을 사용할 수 있다.
구조적으로, 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)은 상기 정의된 랜덤 프로필렌 코폴리머와 같이, 상기 정의된 폴리프로필렌의 바람직한 그라프트 또는 블록 코폴리머로부터 바람직하게 선택된다.
바람직하게는 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP), 즉, 커플링제는 이러한 극성기와 그라프트된 상기 "커플링제로서 극성 변성된 프로필렌(PMP)" 섹션에서 정의된 랜덤 프로필렌 코폴리머와 같은 폴리프로필렌이다.
극성 변성된 폴리프로필렌(PMP), 즉 커플링제로서 말레익 무수물과 그라프트된 상기 "극성 변성된 프로필렌(PMP)" 섹션에서 정의된 랜덤 프로필렌 코폴리머와 같은 폴리프로필렌을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
일 구현예로서, 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)은 말레익 무수물과 그라프트된 상기 정의된 것으로서 랜덤 프로필렌 코폴리머이다. 그러므로, 하나의 특정한 바람직한 구현예로서 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)은 말레익 무수물과 그라프트된 랜덤 프로필렌 에틸렌 코폴리머이며, 보다 바람직하게는, 여기서 에틸렌 함량은 랜덤 프로필렌 에틸렌 코폴리머의 전체 함량을 기준으로, 2.0 내지 7.0중량%의 범위, 보다 바람직하게는 4.0 내지 7.0중량%의 범위이다.
폴리머 조성물(C)가 잘 균형잡힌 기계적 특성, 특히, 낮은 밀도에서 파단 신장율과 함께 높은 충격 강도를 제공하는 것을 보장하는 폴리머 성분 내에서 탄소섬유(CF)의 원하는 분산을 달성하기 위해, 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)은 폴리프로필렌에 대하여 고려되는 극성 변성된 폴리프로필렌에 전형적으로 사용되는 것보다 더 높은 극성기로부터 유래되는 기의 함량을 포함하는 것으로 이해된다.
극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)는 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)의 전체 중량 기준으로, 0.5 내지 5.0중량%의 범위, 바람직하게는 1.0 내지 4.0중량%의 범위, 보다 바람직하게는 1.5 내지 3.0중량%의 범위, 한층 더 바람직하게는 1.7 내지 2.3중량%의 범위의 극성기로부터 유래하는 기를 포함할 수 있다.
극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)는 20 내지 150cm3/10min의 범위, 바람직하게는 40 내지 100cm3/10min의 범위의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 체적 속도(melt flow volume rate, MVI)(170℃; 1.2kg)를 가질 수 있다.
일 구현예로서, 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)는 말레익 무수물과 그라프트된 랜덤 프로필렌 에틸렌 코폴리머이고, 랜덤 프로필렌 에틸렌 코폴리머의 총량을 기준으로 에틸렌 함량이 2.0 내지 7.5중량%의 범위이며, 0.5 내지 5.0중량% 범위의 함량의 극성기로부터 유래하는 기 및 20 내지 150cm3/10min 범위의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 체적 속도 MVI(170℃; 1.2kg)를 갖는다.
일 구현예로서, 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)은 말레익 무수물과 그라프트된 랜덤 프로필렌 에틸렌 코폴리머이고, 랜덤 프로필렌 에틸렌 코폴리머의 총량을 기준으로 에틸렌 함량이 2.0 내지 3.0중량%의 범위이며, 1.5 내지 3.0중량% 범위의 함량의 극성기로부터 유래하는 기 및 40 내지 100cm3/10min 범위의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 체적 속도 MVI(170℃; 1.2kg)를 갖는다.
일 구현예로서, 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)은 말레익 무수물과 그라프트된 랜덤 프로필렌 에틸렌 코폴리머이고, 랜덤 프로필렌 에틸렌 코폴리머의 총량을 기준으로 에틸렌 함량이 2.0 내지 2.8중량%의 범위이며, 1.7 내지 2.3중량% 범위의 함량의 극성기로부터 유래하는 기 및 40 내지 100cm3/10min 범위의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 체적 속도 MVI(170℃; 1.2kg)를 갖는다.
추가적으로 또는 선택적으로, 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)는 바람직하게는 120 내지 150℃의 범위, 보다 바람직하게는 125 내지 145℃의 범위 및 가장 바람직하게는 130 내지 140℃의 범위의 용융 온도 Tm을 갖는다.
극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)는 제1 단계로서 고체 스테이지(solid stage) 및 제2 단계로서 용융 스테이지(melt stage)를 포함하는 2-단계 그라프팅 공정에 의해 간단한 방법으로 제조될 수 있다. 이러한 공정 단계는 본 분야에서 공지되어 있다.
극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)는 본 분야에서 공지되어 있으며, 상업적으로 입수 가능하다. 적합한 예는 BYK의 SCONA TSPP 10213 GB이다.
폴리머 조성물(PC)은 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)을 폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)의 전체 중량부 기준으로, 2.5 내지 10중량부 범위, 바람직하게는 3.0 내지 7.0중량부 범위, 보다 바람직하게는 3.0 내지 6.0중량부 범위의 함량으로 포함할 수 있다.
일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)은 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)을 폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)의 전체 중량부 기준으로 2.5 내지 10중량부 범위의 함량으로 포함한다.
일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)은 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)을 폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)의 전체 중량부 기준으로 3.0 내지 6.0중량부 범위의 함량으로 포함한다.
폴리머 조성물(PC)은 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)을 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량 기준으로, 2.5 내지 10중량% 범위, 바람직하게는 3.0 내지 7.0중량% 범위의 함량과 같이, 적어도 2.5중량%, 바람직하게는 적어도 3.0중량%의 함량으로 포함할 수 있다.
일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)는 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)를 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량을 기준으로 2.5 내지 10중량% 범위의 함량으로 포함한다.
일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)는 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)를 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량을 기준으로 3.0 내지 6.0중량부 범위의 함량으로 포함한다.
바람직하게는, 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)는 폴리머 조성물(PC) 내에 극성 변성된 폴리프로필렌만이 존재한다. 일 구현예로서, 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)는 폴리머 조성물(PC) 내에 극성 변성된 폴리프로필렌만이 존재한다.
탄소섬유(CF)
폴리프로필렌 조성물(PC)는 잘 균형잡힌 기계적 특성, 특히 높은 파단 신장률과 함께 높은 충격강도를 가져야 하는 것으로 이해된다. 이러한 특성을 달성하기 위해, 탄소섬유를 함유하는 것이 필수 조건이다.
탄소섬유(CF)는 2 내지 30㎛의 범위, 바람직하게는 3 내지 25㎛의 범위, 보다 바람직하게는 5 내지 20㎛의 범위의 평균 직경을 가질 수 있다.
탄소섬유(CF)는 1.0 내지 2.5g/cm3의 범위, 바람직하게는 1.5 내지 2.3g/cm3의 범위, 보다 바람직하게는 1.7 내지 2.0g/cm3의 범위의 밀도를 가질 수 있다.
탄소섬유는 폴리머 재료로 간주되지 않음을 유의해야 한다. 나아가, 탄소섬유(CF)는 아래에서 보다 상세하게 정의되는 것인 용어 "첨가제(AD)"에 포함되는 것으로 간주되지 않는다.
탄소섬유(CF)는 부직포(non-woven fabric)의 형태일 수 있다. 부직포는 바람직하게는, 부직포의 전체 중량을 기준으로 적어도 50중량% 탄소섬유(CF), 보다 바람직하게는 적어도 65중량% 탄소섬유, 한층 더 바람직하게는 적어도 75중량% 탄소섬유(CF) 및 가장 바람직하게는 적어도 80중량%를 포함한다.
본 발명에 따른 부직포는 사이징제(sizing agents) 및/또는 재봉사(sewing threads)와 같은 폴리머성 화합물을 포함할 수 있다. 사이징제 및/또는 재봉사는 탄소섬유(CF)의 중량을 기준으로, 10중량%, 바람직하게는 7.5중량%, 한층 더 바람직하게는 3중량%를 초과하는 함량으로 포함하지 않는 것으로 이해된다. 사이징제 및/또는 재봉사는 용어 "탄소섬유(CF)"에 포함되는 것으로 고려되며, 추가의 폴리머 화합물과 유사하지 않다.
존재하는 경우, 재봉사의 함량은 일반적으로 부직포의 전체 중량 기준으로, 0.25 내지 10중량% 범위 내, 바람직하게는 0.5 내지 7.5중량% 범위 내, 그리고 가장 바람직하게는 1.0 내지 3.0중량% 범위 내이다. 적합한 재봉사는 예를 들어, 폴리에스테르 섬유이다. 상기한 바와 같이, 재봉사는 용어 "탄소섬유(CF)"에 포함되는 것으로 고려되며, 다른 폴리머 화합물과 유사하지 않다.
존재하는 경우, 사이징제의 함량은 일반적으로, 탄소섬유(CF)의 중량 기준으로, 0.25 내지 15중량%, 바람직하게는 0.5 내지 10중량%, 보다 바람직하게는 1.0 내지 7.5중량%의 범위 내이다. 적합한 사이징제는 예를 들어, 에폭시 수지, 폴리에테르-개질된 에폭시 수지, 폴리우레탄, 아미노-실란 그라프트된 폴리프로필렌이다. 상기한 바와 같이, 사이징제는 용어 "탄소섬유(CF)"에 포함되는 것으로 고려되며, 다른 폴리머 화합물과 유사하지 않다.
부직포는 최초 사용에 따라, 소량의 유리섬유와 같이, 탄소섬유 이외의 추가적인 화합물을 포함할 수 있는 재생된 재료일 수 있는 것으로 이해된다. 이러한 추가적인 화합물은 용어 "탄소섬유(CF)"에 포함되는 것으로 고려되며, 다른 화합물, 특히 다른 폴리머 화합물 및/또는 섬유 화합물과 유사하지 않다.
유리섬유와 같은 이들 추가적인 화합물들은 탄소섬유(CF)의 중량 기준으로, 10중량%, 바람직하게는 5중량%, 한층 더 바람직하게는 3중량% 초과의 함량으로 포함되지 않는 것으로 이해된다. 일 구현예로서, 탄소섬유(CF)는 탄소섬유(CF)의 중량 기준으로 5중량% 초과의 함량으로 유리 섬유를 포함하지 않는다. 일 구현예로서, 탄소섬유(CF)는 유리섬유를 포함하지 않는다.
탄소섬유(CF)가 부직포의 형태인 경우, 부직포는 바람직하게는 스트라이프(stripe)의 형태이다.
일반적으로 스트라이프의 폭은 300mm 이하이다. 바람직하게는 스트라이프는 10 내지 300mm의 폭, 바람직하게는 25 내지 250mm의 폭, 가장 바람직하게는 40 내지 200mm의 폭을 갖는다. 추가적으로 또는 선택적으로, 스트라이프는 바람직하게는 적어도 50㎝, 바람직하게는 적어도 150㎝, 그리고 가장 바람직하게는 적어도 250㎝의 길이를 갖는다.
스트라이프는 릴(reel)의 형태일 수 있다. 그러므로 길이를 특별히 한정하지 않는다. 그러나 길이를 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어, 스트라이프는 소위 "엔드리스 스트라이프(endless stripe)"일 수 있다.
부직포의 평균 중량은 바람직하게는 100 내지 1000g/㎡ 범위 내, 보다 바람직하게는 150 내지 800g/㎡ 범위 내, 그리고, 가장 바람직하게는 250 내지 650g/㎡ 범위 내이다.
부직포는 또한 면적당 일정한 중량을 특징으로 한다. 그러므로 보다 작은 중량을 갖는 섹션(section)에 대한 보다 큰 중량을 갖는 섹션의 몫으로 표시되는 동일한 면적을 갖는 부직포의 두 섹션 간의 중량 차이는 바람직하게는 10% 이내, 보다 바람직하게는 5% 이내이다.
*탄소섬유(CF), 즉, 로빙(rovings) 또는 레이드 웹(laid web)의 형태일 수 있는 재생 재료로부터 부직포의 제조는 본 분야에서 공지되어 있다. 적합한 공정은 예를 들어, 니들 펀칭(needle punching)이다.
바람직하게는 부직포는, 바람직하게는 니들-펀칭에 의해 수득되는 부직포의 형태이다.
폴리머 조성물(PC)는 탄소섬유를 폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)의 전체 중량부 기준으로, 2.5 내지 35중량부의 함량, 바람직하게는 5.0 내지 30중량부의 함량, 보다 바람직하게는 10 내지 25중량부의 범위, 한층 더 바람직하게는 17 내지 23중량부의 범위로 포함할 수 있다.
일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)는 탄소섬유(CF)를 폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)의 전체 중량부 기준으로, 2.5 내지 45중량부 범위의 함량으로 포함한다.
일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)는 탄소섬유(CF)를 폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)의 전체 중량부 기준으로, 17 내지 23중량부 범위의 함량으로 포함한다.
폴리머 조성물(PC)는 탄소섬유(CF)를 폴리머 조성물(PC) 전체 중량 기준으로, 2.5 내지 45중량% 범위, 바람직하게는 5.0 내지 30중량% 범위, 한층 더 바람직하게는 10 내지 25중량% 범위, 더욱더 바람직하게는 17 내지 23중량% 범위의 함량과 같이, 적어도 2.5중량%, 바람직하게는 적어도 5.0중량%, 보다 바람직하게는 적어도 10중량%, 한층 더 바람직하게는 적어도 17중량%의 함량으로 포함할 수 있다.
일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)는 폴리머 조성물(PC) 전체 중량을 기준으로 탄소섬유(CF)를 2.5 내지 45중량% 범위의 함량으로 포함한다.
일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)는 폴리머 조성물(PC) 전체 중량을 기준으로 탄소섬유(CF)를 17 내지 23중량부 범위의 함량으로 포함한다.
바람직하게는 탄소섬유(CF)는 폴리머 조성물(PC)에 존재하는 유일한 섬유이다. 일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)는 유리섬유, 금속섬유, 미네랄 섬유, 세라믹 섬유 및 이들의 혼합으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 섬유들을 포함하지 않는다. 일 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)은 무기물질로부터 얻어지는 섬유를 포함하지 않는다.
첨가제(AD)
폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)에 더하여, 폴리머 조성물(PC)는 첨가제(AD)를 포함할 수 있다.
전형적인 첨가제는 산 제거제(acid scavengers), 산화방지제(antioxidants), 착색제(colorants), 광안정제(light stabilisers), 가소제(plasticizers), 슬립제(slip agents), 스크래치 방지제(anti-scratch agents), 분산제(dispersing agents), 가공 보조제(processing aids), 윤활제(lubricants), 안료(pigments), 정전기 방지제(antistatic agent) 등이다.
이러한 첨가제는 상업적으로 입수 가능하며, 예를 들어 "Plastic Additives Handbook", 6th edition 2009 of Hans Zweifel(pages 1141 내지 1190)에 기재되어 있다.
상기한 바와 같이, 용어 "첨가제(AD)"는 탄소섬유, 유리 섬유, 금속 섬유, 미네랄 섬유 및 세라믹 섬유와 같은 섬유를 포함하지 않는다. 즉, 탄소섬유(CF)는 첨가제로 간주되지 않는다.
그러나, 용어 "첨가제(AD)"는 또한 캐리어 물질(carrier materials), 특히 폴리머성 캐리어 물질(polymeric carrier materials, PCM)을 포함할 수 있다.
폴리머 조성물(PC)은 첨가제(AD)를, 폴리머 조성물(PC)의 중량을 기준으로, 10중량%까지의 함량, 바람직하게는 0.01 내지 10중량% 범위의 함량, 보다 바람직하게는 0.05 내지 5중량% 범위의 함량, 한층 더 바람직하게는 0.1 내지 2.5중량% 범위의 함량으로 포함할 수 있다.
폴리머 조성물(PC)은 산화방지제, 산 제거제, 스크래치 방지제, 이형제(mould-release agent), 윤활제, UV 안정화제 및 이들의 혼합물의 그룹으로부터 선택된 첨가제를 포함할 수 있다.
첨가제(AD)는 별도의 성분으로서 폴리머 조성물(PC)에 포함될 수 있다. 선택적으로, 첨가제(AD)는 적어도 하나의 다른 성분과 함께 폴리머 조성물(PC)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 첨가제(AD)는 폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및/또는 탄소섬유(CF)와 함께, 바람직하게는 마스터배치(MB)의 형태로, 폴리머 조성물(PC)에 첨가될 수 있다. 따라서, 용어 "폴리프로필렌(PP)", "극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)" 및 "탄소섬유(CF)"는 첨가제(AD)를 포함하는 조성물에 관한 것일 수 있다. 폴리머성 캐리어 물질(PCM) 이외의 첨가제는 전형적으로 마스터배치(MB)의 형태로 폴리머성 캐리어 물질(PCM)과 함께 폴리머 조성물(PC)에 첨가된다.
따라서, 폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)로 구성되는 폴리머 조성물(PC)은 또한 첨가제(AD)를 포함할 수 있다.
폴리머성 캐리어 물질(PCM)
상기한 바와 같이, 바람직한 구현예로서, 폴리머 조성물(PC)은 폴리프로필렌(PP) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 이외의 다른 폴리머를 폴리머 조성물(PC) 중량을 기준으로, 10중량% 초과의 함량, 바람직하게는 5중량% 초과의 함량, 보다 바람직하게는 2.5중량% 초과의 함량, 한층 더 바람직하게는 0.8중량% 초과의 함량으로 포함하지 않는다. 추가적인 폴리머가 존재하는 경우, 이러한 폴리머는 전형적으로 첨가제를 위한 폴리머성 캐리어 물질(PCM)이다.
폴리머성 캐리어 물질(PCM)은 폴리머 조성물(PC)에서 균일한 분포를 보장하기 위해 다른 첨가제에 대한 캐리어 폴리머이다. 폴리머성 캐리어 물질(PCM)은 특정 폴리머로 제한되지 않는다. 폴리머성 캐리어 물질(PCM)은 에틸렌 호모폴리머, 에틸렌 및 에틸렌 및 C3 내지 C8 α- 올레핀 코모노머와 같은 α-올레핀 코모노머로부터 얻어진 에틸렌 코폴리머, 프로필렌 호모폴리머, 프로필렌 및 에틸렌 및/또는 C4 내지 C8 α-올레핀 코모노머와 같은 α-올레핀 코모노머로부터 얻어진 프로필렌 코폴리머 및 이들의 혼합물일 수 있다.
전형적으로, 이러한 폴리머성 캐리어 물질(PCM)은 기재된 폴리머 조성물(PC)의 향상된 특성에 기여하지 않는다.
물품(Article)
본 발명은 또한 폴리머 조성물(PC)을 포함하는 물품에 관한 것이다. 물품은 폴리머 조성물(PC)을 80 내지 99.9중량%와 같은 적어도 80중량%의 함량으로, 바람직하게는 90 내지 99.9중량%와 같은 적어도 90중량%의 함량으로, 보다 바람직하게는 95 내지 99.9중량%와 같은 적어도 95중량%의 함량으로 포함할 수 있다.
물품은 성형품 또는 압출품일 수 있고, 바람직하게는 물품은 사출 성형품 또는 압축 성형품과 같은 성형품이다.
실시예
1. 정의 / 측정방법
하기 정의된 용어 및 결정 방법은 달리 정의되지 않는 한, 본 발명의 상기 일반적인 설명 및 하기 실시예에 적용된다.
NMR 분광법에 의한 미세 구조의 정량
정량적 핵-자기 공명(NMR) 분광법이 폴리프로필렌 호모폴리머의 이소택틱성(isotacticity) 및 위치-규칙성(regio-regularity)을 정량화하는데 사용된다.
1H 및 13C 각각에 대해 400.15 및 100.62MHz에서 작동하는 Bruker Advance III 400 NMR 분광계를 사용하여 용액 상태에서 정량적 13C{1H} NMR 스펙트럼을 기록하였다. 모든 공압(pneumatics)에 대해 질소 가스를 사용하여 125℃에서 13C 최적화된 10mm 연장된 온도 프로브 헤드(temperature probehead)를 사용하여 모든 스펙트럼을 기록하였다.
폴리프로필렌 호모폴리머에 대하여, 대략 200mg의 물질을 1,2-테트라클로로에탄-d2(TCE-d2)에 용해시켰다. 균일한 용액을 보장하기 위해, 열 블록(heat block)에서 초기 샘플 제조 후, NMR 튜브를 회전 오븐(rotatary oven)에서 적어도 1시간 동안 추가로 가열하였다. 자석에 삽입시 튜브를 10Hz에서 회전시켰다. 이러한 설정은 택티서티　 분포 정량화(tacticity distribution quantification)에 필요한 고해상도를 위해 주로 선택되었다(Busico, V., Cipullo, R., Prog. Polym. Sci. 26(2001) 443; Busico, V.; Cipullo, R., Monaco, G., Vacatello, M., Segre, A.L., Macromolecules 30(1997) 6251). NOE 및 이중 레벨 WALTZ16 디커플링 방식을 사용하여 표준 단일-펄스 여기(Standard single-pulse excitation)를 적용하였다(Zhou, Z., Kuemmerle, R., Qiu, X., Redwine, D., Cong, R., Taha, A., Baugh, D. Winniford, B., J. Mag. Reson. 187(2007) 225; Busico, V., Carbonniere, P., Cipullo, R., Pellecchia, R., Severn, J., Talarico, G., Macromol. Rapid Commun. 2007, 28, 11289). 총 8192(8k) 트랜션트(transients)가 스펙트럼 당 획득되었다.
정량적 13C{1H} NMR 스펙트럼을 처리, 통합하여 독점적 컴퓨터 프로그램을 사용하여 적분으로부터 관련 정량적 특성을 결정하였다.
폴리프로필렌 호모폴리머에 대하여 모든 화학적 쉬프트(chemical shifts)가 21.85ppm에서 메틸이소택틱 펜타드(mmmm)에 대해 내부적으로 참조된다.
위치 결함(Resconi, L., Cavallo, L., Fait, A., Piemontesi, F., Chem. Rev. 2000, 100, 1253;; Wang, W-J., Zhu, S., Macromolecules 33(2000), 1157; Cheng, H. N., Macromolecules 17(1984), 1950) 또는 코모노머에 해당하는 특징적인 신호를 관찰하였다.
택티서티 분포는 관심있는 입체 서열(stereo sequences)과 관련이 없는 임의의 부위에 대해 보정하는 23.6-19.7ppm 사이의 메틸 영역의 통합을 통해 정량화되었다(Busico, V., Cipullo, R., Prog. Polym. Sci. 26(2001) 443; Busico, V., Cipullo, R., Monaco, G., Vacatello, M., Segre, A.L., Macromolecules 30(1997) 6251).
구체적으로, 택티서티 분포의 정량화에 대한 위치-결함 및 코모노머의 영향은 입체 서열의 특정 통합 영역으로부터 대표적인 위치-결함 및 코모노머 적분의 공제(subtraction)에 의해 보정되었다.
이소택티서티를 펜타드 수준에서 측정하고, 모든 펜타드 서열에 대한 이소택틱 펜타드(mmmm) 서열의 백분율로 보고하였다:
[mmmm]% = 100 ×(mmmm/모든 펜타드의 합)
2,1 에리트로 위치-결함(erythro regio-defects)의 존재는 17.7 및 17.2ppm에서 2개의 메틸 부위의 존재에 의해 나타내었고, 다른 특징적인 부위에 의해 확인되었다. 다른 유형의 위치-결함에 해당하는 특징적인 신호는 관찰되지 않았다(Resconi, L., Cavallo, L., Fait, A., Piemontesi, F., Chem. Rev. 2000, 100, 1253).
2,1 에리트로 위치-결함의 양은 17.7 및 17.2ppm에서 2개의 특징적인 메틸 부위의 평균 적분을 사용하여 정량화되었다:
P21e =(Ie6 + Ie8) / 2
1,2 기본 주입된 프로펜(1,2 primary inserted propene)의 양은 메틸 영역을 기준으로 기본 주입과 관련이 없는 이 영역에 포함된 부위 및 이 영역으로부터 제외된 기본 주입 부위에 대해 수행된 보정으로 정량화되었다:
P12 = ICH3 + P12e
프로펜의 총량은 기본 주입된 프로펜 및 다른 존재하는 위치-결함 모두의 합으로 정량화되었다 :
Ptotal = P12 + P21e
2,1-에리트로 위치-결함의 몰 퍼센트는 모든 프로펜에 대해 정량화되었다:
[21e] mol.-% = 100 ×(P21e / Ptotal)
에틸렌의 혼입에 상응하는 특징적 신호가 관찰되었고(Cheng, H. N., Macromolecules 1984, 17, 1950에 기술된 바와 같이), 코모노머 분율은 폴리머 내의 모든 모노머에 대한 폴리머 내의 에틸렌 분율로서 계산되었다.
코모노머 분획을 W-J. Wang과 S. Zhu, Macromolecules 2000, 33 1157의 방법을 사용하여 13C{1H} 스펙트럼에서 전체 스펙트럼 영역에 걸친 다중 신호의 통합을 통해 정량하였다. 이 방법은 필요할 때 강력한 특성 및 위치 결함의 존재를 설명하는 가능성을 위해 선택되었다. 적분 영역은 발생된 코모노머 함량의 전체 범위에 걸쳐 적용 가능성을 증가시키기 위해 약간 조정되었다.
코모노머 혼입 몰 퍼센트는 몰 분율로부터 계산되었다.
코모노머 혼입 중량 퍼센트는 몰 분율로부터 계산되었다.
자일렌 냉 가용성( XCS )은 ISO 16152; first edition; 2005-07-01에 따라 25℃에서 측정된다.
고유 점도(Intrinsic Viscosity)는 DIN ISO 1628/1, 1999년 10월(135℃의 데칼린에서)에 따라 측정된다.
인장 탄성률(Tensile Modulus, TM )은 EN ISO 1873-2(개 뼈 모양, 4mm 두께)에 기재된 사출 성형 시편을 사용하여 ISO 527-2(크로스 헤드 속도=1mm/min; 23℃)에 따라 측정된다.
인장강도(Tensile Strength, TS) 및 파단시 인장 신율 (Tensile Elongation at Break, TE )은 EN ISO 1873-2(개 뼈 모양, 4mm 두께)에 기재된 사출 성형 시편을 사용하여 ISO 527-2(크로스 헤드 속도=50mm/min; 23℃)에 따라 측정된다.
굴곡 탄성률(Flexural Modulus)은 ISO 294-1:1996에 따라 제조된 80x10x4mm의 사출 성형 시편에 대해 ISO 178에 따라 3점 굽힘으로 결정되었다.
샤르피 충격 강도( Charpy Impact Strength, IS)는 EN ISO 1873-2에 따라 사출 성형된 80×10×4㎣ 테스트 바를 사용하여 23℃에서 ISO 179 1eU에 따라 결정된다.
샤르피 노치드 충격 강도( Charpy Notched Impact Strength, NIS )는 EN ISO 1873-2에 따라 사출 성형된 80×10×4㎣ 테스트 바를 사용하여 23℃에서 ISO 179 1eA에 따라 결정된다.
평균 섬유 직경은 ISO 1888:2006(E), 방법 B, 현미경 배율 1000에 따라 결정된다.
용융 흐름 속도(Melt Flow Rate, MFR2)는 주어진 온도 및 하중에서 ISO 1133에 따라 측정된다.
용융 흐름 체적 속도(Melt Flow Volume Rate, MVI )는 주어진 온도와 하중에서 ISO 1133에 따라 측정된다.
열 변형 온도(Heat Deformation Temperature, HDT )는 독일 Instron® GmbH의 Ceast 6921을 사용하여 ISO 75-2에 따라 결정된다.
밀도는 ISO 1183-187에 따라 측정된다. 샘플 준비는 ISO 1872-2:2007에 따라 압축 성형에 의해 수행된다.
DSC 분석, 용융 온도( Tm ) 및 용융 엔탈피 ( Hm ), 결정화 온도( Tc ) 및 결정화 엔탈피(Hc)는 5 내지 7mg 샘플에 대해 TA Instrument Q200 시차 주사 열량 측정(DSC)으로 측정된다. DSC는 -30 내지 +225℃의 온도 범위에서 10℃/min의 스캔 속도로 가열/냉각/가열의 사이클로 ISO 11357/파트 3/방법 C2에 따라 수행된다. 결정화 온도 및 결정화 엔탈피(Hc)는 냉각 단계로부터 결정되며, 한편, 용융 온도 및 용융 엔탈피(Hm)는 제2 가열 단계에서 결정된다.
사출 압력(Injection Pressure, INJP )은 Engel ES 1350/350 HL 사출 성형 장치에서 각 공정 조건에 따라 아래에 기재된 바와 같이 플로우 마크(flow marks)를 결정하는데 사용된 시편의 사출 성형 중에 측정된다.
플로우 마크(Flow marks)
플로우 마크를 나타내는 경향은 아래에 기재된 방법으로 조사되었다. 이 방법은 WO 2010/149529에 상세하게 설명되어 있으며, 이는 그 전체가 여기에 포함된다.
Sybille Frank et al. PPS 25 Intern. Conf. Polym. Proc. Soc 2009 또는 Proceedings of SPIE, Volume 6831, pp 68130T-68130T-8(2008)에 기재된 것으로서, 광학 측정 시스템이 표면 품질을 특정화하는데 사용되었다.
이 방법은 두 가지 측면으로 구성된다:
1. 이미지 기록:
측정 시스템의 기본 원리는 폐쇄된 환경에서 정의된 광원(LED)으로 플레이트를 조사하고, CCD-카메라 시스템으로 이미지를 기록하는 것이다.
도식적인 설정은 도 1에 제공된다.
2. 이미지 분석:
시편은 한쪽에서 투광되고, 광의 위쪽으로 반사된 부분은 두 개의 미러(mirror)를 통해 CCD 센서로 편향된다. 그에 따라 생성된 그레이 값 이미지(grey value image)는 라인(lines)으로 분석된다. 그레이 값의 기록된 편차로부터, 평균 제곱 오차(mean square error, MSE)가 계산되어 표면 품질의 정량화를 허용하며, 즉, MSE 값이 클수록 표면 결함이 더 뚜렷하다.
일반적으로, 하나 및 동일한 재료에 대해, 주입 속도가 증가될 때 플로우 마크 경향이 증가한다.
이 평가를 위해, 입자 VW K50 및 1.4 mm의 필름 게이트(filmgate)를 갖는 440x148x2.8mm 플라크(plaques)가 사용되었고, 3초의 충전 시간으로 제조되었다.
추가적인 조건:
용융 온도: 240℃
몰드 온도 40℃
동적 압력: 10bar 유압식
특정 충전 시간에서 MSE 값이 작을수록 플로우 마크 경향이 작아진다.
공정 조건:
용융온도: 240℃
몰드 온도 40℃.
동적 압력: 10bar 유압식.
2. 실시예
본 발명은 하기 실시예에 의해 설명된다:
본 발명의 실시예 IE1 내지 IE4는 중국 Coperion(Nanjing) 회사의 Coperion STS-35 이축 압출기(twin-screw extruder)와 같은 이축 압출기로 용융 블렌딩함으로써 제조된다. 이축 압출기는 180 내지 250℃ 구역의 온도 프로파일로 400rpm의 평균 스크류 속도로 운전한다.
발명예 IE1 및 비교예 CE1 및 CE2는 표 2에 요약된 레시피를 기초로 한다.
Figure pct00001
* 100중량%에 대한 잔부는 폴리머성 캐리어 물질, 산화방지제 및 UV-안정화제, 예컨대 독일, BASF의 상업적 산화방지제 "Irganox 1010", CAS-no. 6683-19-8의 형태로, 펜타에리트리틸-테트라키스(3-(3',5'-디-tert. 부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트; 및 독일, BASF의 상업적 산화방지제 "Irgafos 168 FF", CAS-no. 31570-04-4의 형태로 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트이다.
" PPH -1"은 Borealis AG의 상용 제품 HF955MO이며, 이는 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg) 20g/10min 및 밀도 908kg/㎥을 갖는 프로필렌 호모폴리머이다. 프로필렌 호모폴리머 HF955MO는 폴리비닐시클로헥산으로 α-핵 형성된다.
" PPH -2"는 Borealis AG의 상용 제품 HJ120UB이며, 이는 용융 흐름 속도MFR2(230℃, 2.16kg) 75g/10분 및 밀도 905kg/㎥을 갖는 프로필렌 호모폴리머이다.
" PPH - 3"는 Borealis AG의 상용 제품 HL504FB이며, 이는 용융 흐름 속도MFR2(230℃, 2.16kg) 450g/10분을 갖는 프로필렌 호모폴리머이다.
"엘라스토머-1"은 Borealis AG의 상용 제품 Queo8201이며, 이는 용융 흐름 속도 MFR2(190℃, 2.16kg) 1.1g/10min 및 밀도 883kg/㎥를 갖는 에틸렌/1-옥텐 코폴리머이다.
"엘라스토머-2"는 Borealis AG의 상용 제품 Queo8230이며, 이는 용융 흐름 속도 MFR2(190℃, 2.16kg) 30g/10min 및 밀도 882kg/㎥를 갖는 에틸렌/1-옥텐 코폴리머이다.
"PMP"는 독일 회사의 상용 제품 SCONA TSPP10213GB이며, 이는 MVR(170℃, 1.2kg) 40 내지 100㎤/10min 및 말레산 무수물 함량 2.0중량%를 갖는 폴리프로필렌 관능화된 말레산 무수물이다.
"CF"는 SGL Carbon SE의 상용 제품 RECATEX C90이며, 이는 ISO 10119:2002에 따라 측정된 밀도 1.8g/㎥ 및 ISO 10618:2004에 따라 측정된 인장강도 4400을 갖는 90중량% 탄소섬유를 포함하는 부직포이다.
본 발명의 실시예 IE1 내지 IE4 및 비교예 CE1의 특성은 표 2에 요약되어 있다.
Figure pct00002

Claims (15)

  1. 화합물(a), (b) 및 (c)의 전체 중량부 기준으로,
    (a) 55 내지 95중량부의 폴리프로필렌 조성물(PP);
    (b) 2.5 내지 10중량부의 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP);
    (c) 2.5 내지 35중량부의 탄소섬유(CF)를 포함하고,
    - 20 내지 30g/10min 범위의 ISO　1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg),
    - 8500 내지 11500MPa 범위의 ISO 527-2에 따라 측정된 인장 탄성률,
    - 30 내지 50kJ/㎡ 범위의 23℃에서 ISO 179-1eU:2000에 따라 측정된 샤르피 충격 강도 및
    - 2.0 내지 5.0% 범위의 ISO 527-2에 따라 측정된 파단시 인장 신율
    을 갖는 폴리머 조성물(PC).
  2. 제1항에 있어서, 상기 프로필렌 조성물(PP)은
    (a) 제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1); 및/또는
    (b) 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2); 및/또는
    (c) 그리고, 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3); 를 포함하고,
    제1 프로필렌 호모폴리머(PPH-1), 제2 프로필렌 호모폴리머(PPH-2) 및 제3 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)는 이들의 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg 하중)가 서로 상이한 것인 폴리머 조성물(PC).
  3. 제2항에 있어서,
    (a) 프로필렌 호모폴리머(PPH-1)는 1.0 내지 45g/10min 범위의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg)를 가지며, 그리고/또는
    (b) 프로필렌 호모폴리머(PPH-2)는 50 내지 190g/10min 범위의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg)를 가지며, 그리고/또는
    (c) 프로필렌 호모폴리머(PPH-3)는 200 내지 800g/10min 범위의 ISO 1133에 따라 측정된 용융 흐름 속도 MFR2(230℃, 2.16kg)를 갖는 것인 폴리머 조성물(PC).
  4. 앞선 청구항 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리프로필렌(PP)는 화합물(a1), (a2) 및 (a3)의 전체 중량부 기준으로,
    (a1) 2.5 내지 22.5중량부의 프로필렌 호모폴리머(HPP-1);
    (a2) 55 내지 95중량부의 프로필렌 호모폴리머(HPP-2); 및
    (a3) 2.5 내지 22.5중량부의 프로필렌 호모폴리머(HPP-3)
    를 포함하는 것인 폴리머 조성물(PC).
  5. 앞선 청구항 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리프로필렌(PP)는 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE)를 포함하는 것인 폴리머 조성물(PC).
  6. 앞선 청구항 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리프로필렌(PP)는 화합물(b1), (b2), (b3) 및 (b4)의 전체 중량부 기준으로,
    (b1) 6 내지 19중량부의 프로필렌 호모폴리머(HPP-1);
    (b2) 43 내지 85중량부의 프로필렌 호모폴리머(HPP-2);
    (b3) 6 내지 19중량부의 프로필렌 호모폴리머(HPP-3); 및
    (b4) 6 내지 19중량부의 랜덤 에틸렌 코폴리머(RPE);
    를 포함하는 것인 폴리머 조성물(PC).
  7. 앞선 청구항 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리프로필렌(PP)는 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)를 포함하는 것인 폴리머 조성물(PC).
  8. 앞선 청구항 제1항 내지 제3항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리프로필렌(PP)은 화합물(b1), (b2), (b3) 및 (b4)의 전체 중량부 기준으로,
    (c1) 5 내지 25중량부의 프로필렌 호모폴리머(HPP-1);
    (c2) 15 내지 50중량부의 프로필렌 호모폴리머(HPP-2);
    (c3) 5 내지 25중량부의 프로필렌 호모폴리머(HPP-3); 및
    (c4) 20 내지 60중량부의 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO);
    를 포함하는 것인 폴리머 조성물(PC).
  9. 앞선 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리머 조성물(PC)는, 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량 기준으로,
    (a) 적어도 55중량% 함량의 폴리프로필렌(PP); 및/또는
    (b) 적어도 2.5중량% 함량의 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP); 및/또는
    (c) 적어도 2.5중량% 함량의 탄소섬유(CF)
    를 포함하는 것인 폴리머 조성물(PC).
  10. 앞선 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리프로필렌(PP) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP)는 폴리머 조성물(PC)의 전체 중량 기준으로, 적어도 57.5중량%의 함량, 바람직하게는 적어도 66중량%의 함량, 보다 바람직하게는 적어도 68중량%의 함량, 한층 더 바람직하게는 적어도 75중량%의 함량으로 포함되는 것인 폴리머 조성물(PC).
  11. 앞선 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리프로필렌(PP), 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 및 탄소섬유(CF)는 폴리머 조성물(PC) 전체 중량 기준으로, 적어도 60중량%의 함량, 바람직하게는 적어도 71중량%의 함량, 보다 바람직하게는 적어도 79중량%의 함량, 한층 더 바람직하게는 적어도 89중량%의 함량으로 포함되는 것인 폴리머 조성물(PC).
  12. 앞선 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리머 조성물(PC)는
    (a) 적어도 60MPa의 ISO 527-2에 따라 측정된 인장강도 및/또는
    (b) 적어도 5000MPa의 ISO 178에 따라 측정된 굴곡 탄성률
    을 갖는 것인 폴리머 조성물(PC).
  13. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 폴리머 조성물(PC)는
    (a) 탄소섬유(CF) 이외의 다른 섬유 및/또는
    (b) 폴리프로필렌(PP) 및 극성 변성된 폴리프로필렌(PMP) 이외의 다른 폴리머
    를 포함하지 않는 것인 폴리머 조성물(PC).
  14. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리프로필렌(PP)는
    (a) 프로필렌 호모폴리머(HPP-1), 프로필렌 호모폴리머(HPP-2) 및 프로필렌 호모폴리머(HPP-3); 또는
    (b) 프로필렌 호모폴리머(HPP-1), 프로필렌 호모폴리머(HPP-2), 프로필렌 호모폴리머(HPP-3) 및 엘라스토머 코폴리머(E); 또는
    (c) 프로필렌 호모폴리머(HPP-1), 프로필렌 호모폴리머(HPP-2), 프로필렌 호모폴리머(HPP-3) 및 헤테로상 프로필렌 코폴리머(HECO)
    이외의 다른 폴리머를 포함하지 않는 것인 폴리머 조성물(PC).
  15. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 따른 폴리머 조성물(PC)를 포함하는 물품.
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