KR20210055261A - 투명성과 충격성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물 - Google Patents

투명성과 충격성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

박막형 사출 성형품용으로 적합한 물성을 지니는 폴리프로필렌 수지 조성물이 개시된다. 본 발명은 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 75~90 중량%; 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌 1~10 중량%; 및 폴리올레핀계 엘라스토머 5~20중량%;를 포함하는 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.

Description

투명성과 충격성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물{Polypropylene resin composition having excellent transparency and impact resistance}
본 발명은 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명성과 충격강도가 우수하여 박막형 사출 성형품에 적합한 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다.
폴리프로필렌은 물성이 우수하며 가격이 낮아, 다양한 용도에 활용되는 열가소성 수지이다. 각 용도에 요구되는 물성에 따라서 프로필렌 단독 중합체, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 또는 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체(프로필렌 단독 중합 부분과 에틸렌-프로필렌 공중합 부분(EPR)이 반응기 내에서 단계적으로 중합된 것)로 제조하여 활용할 수 있다. 예컨대, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는 투명성이 우수하여 주로 생활용품 자재에 활용되며, 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체는 충격성이 우수하여 주로 산업용 자재에 활용된다.
일반적으로 폴리프로필렌에 기계적 물성을 추가적으로 발현시키기 위한 방법에는 여러 방법이 있다. 그 중에서도 폴리프로필렌에 개질제를 블렌딩하면 비교적 간단하게 물성을 발현시킬 수 있다. 한 예로, 폴리프로필렌에 폴리에틸렌이나 다양한 종류의 엘라스토머를 블렌딩하면 충격성 개선에 효과가 있다. 이에 이러한 기술을 통해서 폴리프로필렌의 활용처를 증가시킬 수 있다.
한편, 최근 박막형 용도의 고유동 사출용 폴리프로필렌에 대한 수요는 지속적으로 늘어나고 있고, 기존 박막형 폴리프로필렌의 특징인 투명성뿐만 아니라 충격강도까지 동시에 요구하고 있다. 하지만, 랜덤 폴리프로필렌으로 제조된 성형품은 충격강도가 떨어지고 블록 폴리프로필렌으로 제조된 성형품은 투명성이 떨어지는 단점이 있다.
한국공개특허 제2019-0079535호는 폴리프로필렌의 충격강도, 절연성 등을 개선하기 위하여 폴리프로필렌 수지에 고밀도 폴리에틸렌을 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 개시하고 있으나, 그 용도가 전력 케이블에 한정되어 절연 특성 및 기계적 물성 향상에 관해 언급하고 있을 뿐, 폴리프로필렌 수지의 투명성을 유지하면서 동시에 충격강도를 개선하는 것에 대하여는 언급하지 않고 있다.
한국등록특허 제1529401호는 결정질 폴리프로필렌 매트릭스 등을 포함하여 양호한 투명성 및 충격 특성을 갖는 고유동 강성 중합체 재료에 관해 개시하고 있으나, 결정질 폴리프로필렌 매트릭스 및 엘라스토머성 프로필렌 공중합체 상에 밀도 및 용융 흐름률이 상이한 2 종의 폴리에틸렌을 더욱 포함하여 4종 이상의 수지 혼합이 요구된다.
한국등록특허 제1871072호는 블록폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 포함하여 접착 기제로부터 인위적 제거가 용이하며 외관 및 기체 차단성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물을 개시하고 있으나, 그 용도가 이지필 필름에 한정되어 있고, 폴리프로필렌 수지의 투명성을 유지하면서 동시에 충격강도를 개선하는 것에 대하여는 언급하지 않고 있다.
한국등록특허 제1165494호는 에틸렌-프로필렌 공중합체에 충격보강제로 혼합되는 에틸렌-알파올레핀 공중합체의 밀도 및 용융지수를 조절하여 내충격성 및 투명성이 우수한 사출 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물을 개시하고 있으나, 박막 사출용으로서 저온 충격강도가 향상된 수지 조성물에 관해서는 언급하지 않고 있다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 투명성 및 충격강도가 우수하여 박막형 사출 성형품용으로 적합한 물성을 지니는 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 75~90 중량%; 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌 1~10 중량%; 및 폴리올레핀계 엘라스토머 5~20 중량%;를 포함하는 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물를 제공한다.
또한, 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는 에틸렌 함량이 1~10 중량%인 것을 특징으로 하는 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
또한, 상기 저밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.90~0.93 g/cm3이고, 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.91~0.94 g/cm3인 것을 특징으로 하는 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
또한, 상기 폴리올레핀계 엘라스토머는 에틸렌-옥텐 코폴리머, 프로필렌-옥텐 코폴리머, 프로필렌-에틸렌 코폴리머, 에틸렌-부타디엔 코폴리머 및 에틸렌-1-부텐 코폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
또한, 상기 수지 조성물은 용융지수(ASTM D1238, 230℃ 2.16 kg 하중)가 30~80 g/10min이고, Dupont 충격강도(ASTM D2794, 23℃가 40~120 kg·cm이고, Dupont 충격강도(ASTM D2794, 0℃가 40~100 kg·cm이고, 헤이즈(ASTM D1003, 시편 두께 1mm 기준)가 13% 이하인 것을 특징으로 하는 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
본 발명은 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물에 있어 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체에 개질제로 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌과, 폴리올레핀계 엘라스토머를 특정 함량 비로 첨가함으로써 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체와 투명성은 유사하고, 동시에 내충격성이 우수한 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 발명자들은 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물에 있어서, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체로 제조된 성형품은 내충격성이 떨어지고, 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체로 제조된 성형품은 투명성이 떨어진다는 사실에 직시하고, 이러한 문제점을 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체에 개질제로 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌과, 폴리올레핀계 엘라스토머를 특정 함량비로 첨가하는 경우, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체와 투명성은 유사하고, 동시에 저온에서 우수한 충격강도를 가지는 것을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다.
따라서 본 발명은 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 75~90 중량%; 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌 1~10 중량%; 및 폴리올레핀계 엘라스토머 5~20중량%;를 포함하는 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물을 개시한다.
본 발명에서 '박막형 사출 성형품'이란 전체적으로 얇은 두께를 갖는 물품의 커버 형태로 사출 성형되는 제품으로서, 예컨대, 플라스틱 소재의 용기에 수용되는 아이스크림의 커버와 같이 0.1~5 mm의 두께, 바람직하게는 0.2~2 mm의 두께를 갖는 성형품을 의미한다.
본 발명에서 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 베이스 수지로서, 폴리프로필렌을 단독으로 사용하는 경우와 비교하여 투명성을 증가시키기 위해 폴리프로필렌에 에틸렌을 중합한 것이다.
상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는 에틸렌 1~10 중량%를 포함할 수 있고, 바람직하게는 2~5 중량%를 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 3~4 중량%를 포함할 수 있다. 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체에 에틸렌의 함량이 전체 중량 대비 1 중량% 미만이면 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 투명성이 저하될 수 있고, 10 중량%를 초과하면 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 인장강도 및 굴곡강도가 저하되어 박막형 사출 성형품에 적합하지 않을 수 있다.
또한, 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는 밀도가 0.85~0.95 g/cm3일 수 있고, 바람직하게는 0.88~0.92 g/cm3일 수 있고, 용융지수(MI, ASTM D1238, 230℃, 2.16 kg 하중)가 20~70 g/10min일 수 있고, 바람직하게는 30~60 g/10min일 수 있고, 더욱 바람직하게는 40~50 g/10min일 수 있다. 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 용융지수(MI, ASTM D1238, 230℃, 2.16 kg 하중)가 20 g/10min 미만이면 두께가 얇은 박막형으로의 사출이 용이하지 않을 수 있고, 70 g/10min을 초과하면 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 저온에서의 충격강도가 저하될 수 있다.
상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 함량은 전체 수지 조성물 대비 75~90 중량%이고, 바람직하게는 82~87 중량%이다. 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 함량이 전체 수지 조성물 대비 75 중량% 미만이면 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 투명성이 저하될 수 있고, 90 중량%를 초과하면 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 충격강도가 저하될 수 있다.
본 발명에서 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 저온 충격강도를 향상시키고, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체와 폴리올레핀계 엘라스토머의 상용성을 극대화 하기 위하여 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌이 혼합되며, 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체와 블렌딩에 있어 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 투명성 저하를 방지하기 위하여 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌의 밀도는 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체와 유사한 것이 바람직하다.
상기 저밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.90~0.93 g/㎤일 수 있고, 바람직하게는 0.91~0.92 g/㎤일 수 있고, 용융지수(MI, ASTM D1238, 230℃, 2.16 kg 하중)가 30~80 g/10min일 수 있고, 바람직하게는 40~70 g/10min일 수 있고, 더욱 바람직하게는 45~65 g/10min일 수 있다. 상기 저밀도 폴리에틸렌의 밀도가 0.90 g/㎤ 미만이거나, 0.930 g/㎤을 초과할 경우 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 투명성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 저밀도 폴리에틸렌의 용융지수(MI, ASTM D1238, 230℃, 2.16 kg 하중)가 30 g/10min 미만이면 두께가 얇은 박막형으로의 사출이 용이하지 않을 수 있고, 80 g/10min를 초과하면 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 저온에서의 충격강도가 저하될 수 있다.
상기 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)은 밀도가 0.91~0.94 g/㎤일 수 있고, 바람직하게는 0.92~0.93 g/㎤일 수 있고, 용융지수(MI, ASTM D1238, 230℃, 2.16 kg 하중)가 5~50 g/10min일 수 있고, 바람직하게는 10~40 g/10min일 수 있고, 더욱 바람직하게는 10~30 g/10min일 수 있다. 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌의 밀도가 0.91 g/㎤ 미만이거나, 0.94 g/㎤을 초과할 경우 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 투명성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌의 용융지수가 5 g/10min 미만이면 두께가 얇은 박막형으로의 사출이 용이하지 않을 수 있고, 50 g/10min를 초과하면 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 저온에서의 충격강도가 저하될 수 있다.
상기 저밀도 폴리에틸렌 또는 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌의 함량은 전체 수지 조성물 대비 1~10 중량%이며, 바람직하게는 3~7 중량%이다. 상기 저밀도 폴리에틸렌 또는 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌의 함량이 전체 수지 조성물 대비 1 중량% 미만이면 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 충격강도가 저하되고, 10 중량%를 초과하면 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 투명성이 저하될 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리올레핀계 엘라스토머는 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체을 단독으로 사용하는 경우 발생하는 저온에서의 충격강도 저하를 보완하기 위해 첨가된다.
상기 폴리올레핀계 엘라스토머로는 예컨대, 에틸렌-옥텐 코폴리머, 프로필렌-옥텐 코폴리머, 프로필렌-에틸렌 코폴리머, 에틸렌-부타디엔 코폴리머, 에틸렌-1-부텐 코폴리머 등이 사용될 수 있으나, 투명성 저하 없이 저온 충격강도 향상을 극대화하기 위해 에틸렌-옥텐 코폴리머 또는 프로필렌-옥텐 코폴리머를 사용하는 것이 바람직하고, 에틸렌-옥텐 코폴리머를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 폴리올레핀계 엘라스토머는 밀도가 0.83~0.93g/㎤일 수 있고, 바람직하게는 0.86~0.92 g/㎤일 수 있고, 용융지수(MI, ASTM D1238, 230℃, 2.16 kg 하중)가 5~90 g/10min일 수 있고, 바람직하게는 10~80 g/10min, 더욱 바람직하게는 30~70 g/10min일 수 있다. 상기 폴리올레핀계 엘라스토머의 밀도가 상기 범위를 벗어나면 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 투명성이 저하될 수 있고, 상기 폴리올레핀계 엘라스토머의 용융지수가 상기 범위를 벗어나면 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 투명성이 저하될 수 있다.
여기서, 상기 폴리올레핀계 엘라스토머로서 에틸렌-옥텐 코폴리머가 사용될 경우, 충격강도를 향상시키기 위해 옥텐이 1~30 중량%, 바람직하게는 5~15 중량% 포함될 수 있다.
상기 폴리올레핀계 엘라스토머의 함량은 전체 조성물 대비 5~20 중량%이고, 바람직하게는 8~12 중량%이다. 상기 폴리올레핀계 엘라스토머의 함량이 전체 조성물 대비 5 중량% 미만이면 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 저온에서의 충격강도가 저하될 수 있고, 20 중량%를 초과하면 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 투명성이 저하될 수 있다.
본 발명에서는 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 투명성을 극대화시키기 위하여 핵제를 상기 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.01~1 중량부의 범위로 포함할 수 있고, 바람직하게는 0.05~0.4 중량부의 범위로 포함할 수 있다. 상기 핵제는 솔비톨계 화합물, 노티톨계 화합물 또는 소듐 포스페이트 화합물일 수 있으나, 이에 특별히 한정되지는 않는다.
또한, 본 발명의 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 제조에는 상기 성분 이외의 기타 첨가제로서 당 업계에 알려진 통상의 첨가제를 1종 이상, 예컨대 산화방지제, 중화제, 자외선 안정제, 대전방지제 등을 더 포함할 수 있고, 필요에 따라서 그 특성을 크게 해치치 않는 범위 내에서 내열안정제, 내후안정제, 활제, 슬립제, 난연제, 안료, 염료 등을 더 포함할 수 있다. 이때 각각의 첨가제는 본 발명의 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.01~1 중량부의 범위로 포함될 수 있다.
본 발명에서 '박막형 사출 성형품'이란 전체적으로 얇은 두께를 갖는 물품의 커버 형태로 사출 성형되는 제품으로서, 예컨대, 플라스틱 소재의 용기에 수용되는 아이스크림의 커버와 같이 0.1~5 mm의 두께, 바람직하게는 0.2~2 mm의 두께를 갖는 성형품을 의미한다
전술한 바와 같이, 본 발명에서 박막형 사출 성형품은 얇은 두께를 갖는 물품의 커버 형태로 사출 성형되는 제품으로서 예컨대, 플라스틱 소재의 용기에 수용되는 아이스크림의 커버와 같이 저온(5℃ 이하)에서 사용되는 플라스틱 제품을 주로 예정하고, 이에 따라 저온에서의 충격강도 및 헤이즈 특성이 중요하다. 특히, 헤이즈의 경우에는 작은 차이에도 투명성에 매우 큰 영향을 끼치며, 더욱이 저온(5℃ 이하 수준)에서는 대기 중의 수증기가 얼어 생성되는 서리 등으로 인해 투명성이 더욱 저하될 수 있어 1% 수준의 헤이즈 특성 향상이라도 저온에서 사용하는 물품의 경우 큰 의미가 있다.
본 발명에 따른 수지 조성물은 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체에 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌과, 폴리올레핀계 엘라스토머를 특정 함량비로 혼합하여 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체와 투명성은 유사하고, 동시에 우수한 저온 충격강도를 발현시킴으로써 저온에서 사용되는 박막형 사출 성형품에 적합한 물성을 지닌다.
구체적으로, 본 발명에 따른 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물은 용융지수(ASTM D1238, 230℃, 2.16 kg 하중)가 30~80 g/10min일 수 있고, 바람직하게는 40~60 g/10min일 수 있고, Dupont 충격강도(ASTM D2794, 23℃)가 40~120 kg·cm일 수 있고, 바람직하게는 70~100 kg·cm일 수 있고, Dupont 충격강도(ASTM D2794, 0℃)가 40~100 kg·cm일 수 있고, 바람직하게는 60~90 kg·cm일 수 있고, 헤이즈(ASTM D1003, 시편 두께 1mm 기준)가 13% 이하일 수 있고, 바람직하게는 12% 이하일 수 있고, 더욱 바람직하게는 10% 이하일 수 있다.
상기 용융지수가 30 g/10min 미만이면 박막형으로의 사출이 용이하지 않을 수 있고, 80 g/10min를 초과하면 충격강도가 저하될 수 있고, 또한, 상기 Dupont 충격강도(ASTM D2794, 23℃)가 40 kg·cm 미만이이거나, Dupont 충격강도(ASTM D2794, 0℃)가 40 kg·cm 미만이면 상기 성형품이 깨질 수 있고, Dupont 충격강도(ASTM D2794, 23℃)가 120 kg·cm를 초과하거나, Dupont 충격강도(ASTM D2794, 0℃)가 100 kg·cm를 초과하면 충격강도는 우수하나 투명성, 인장강도 등의 물성 밸런스 면에서는 바람직하지 않다. 또한, 상기 헤이즈가 13%를 초과하면 성형품의 하부가 보이지 않거나 왜곡되어 보일 수 있어 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에 따른 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물은 인장강도(ASTM D638)가 220~280 kgf/cm2일 수 있고, 바람직하게 235~260 kgf/cm2일 수 있고, 굴곡강도(ASTM D638)가 240~300 kgf/cm2일 수 있고, 바람직하게는 260~285 kgf/cm2일 수 있다.
본 발명에 따른 상기 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물은 일반적인 수지 조성물을 제조하는 공지의 방법으로 제조될 수 있다. 즉, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체, 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌, 폴리올레핀계 엘라스토머, 기타 첨가제 등을 동시에 혼합한 후 압출기 내에서 용융 압출하여 목적하는 형태의 제품으로 제조할 수 있다. 예를 들어, 먼저 상기 성분들을 적정 함량으로 혼합한다. 이때, 혼합은 텀블러 믹서, 블랜딩 머신, 호퍼 등과 같은 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 혼합 수단을 임의 선택하여 수행할 수 있다. 이후, 균일하게 혼합된 조성물을 이축 압출기를 이용하여 용융 압출하여 펠렛 상태로 성형하여 최종 수지 조성물을 제조할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 들어 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시예 및 비교예에서 사용된 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 : 용융지수(MI)는 44 g/10min(230℃, 2.16 kg 하중)이고, 밀도는 0.900 g/cm3인 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체를 사용하였다.
(B) 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 : 용융지수(MI)는 51 g/10min(230℃, 2.16 kg 하중)이고 밀도는 0.900 g/cm3인 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체을 사용하였다.
(C) 고밀도 폴리에틸렌 : 용융지수(MI)는 20 g/10min(230℃, 2.16 kg 하중)이고, 밀도는 0.959 g/cm3인 고밀도 폴리에틸렌을 사용하였다.
(D) 저밀도 폴리에틸렌 : 용융지수(MI)는 55 g/10min(230℃, 2.16 kg 하중)이고, 밀도는 0.914 g/cm3인 저밀도 폴리에틸렌을 사용하였다.
(E) 선형 저밀도 폴리에틸렌 : 용융지수(MI)는 20 g/10min(230℃, 2.16 kg 하중)이고, 밀도는 0.924 g/cm3인 선형 저밀도 폴리에틸렌을 사용하였다.
(F) 프로필렌-에틸렌 코폴리머 : 용융지수(MI)는 20 g/10min(230℃, 2.16 kg 하중)이고, 밀도는 0.863 g/cm3인 프로필렌-에틸렌 코폴리머를 사용하였다.
(G) 에틸렌-옥텐 코폴리머 : 용융지수(MI)는 60 g/10min(230℃, 2.16 kg 하중)이고, 밀도는 : 0.870 g/cm3인 에틸렌-옥텐 코폴리머를 사용하였다.
실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 5
프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체, 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 프로필렌-에틸렌 코폴리머 및 에틸렌-옥텐 코폴리머를 하기 표 1에 따른 중량비로 텀블러 믹서를 사용하여 5분간 블렌딩하고, L/D 25, 직경 40 ㎜인 이축 압출기에서 170~200℃의 온도 범위로 압출하고, 이후, 제조된 펠렛상의 수지 조성물을 사출 성형기를 이용하여 190~240℃ 온도 범위에서 성형하여 물성 시편을 제조하였다.
Figure pat00001
시험예
본 발명에 따른 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 물성 평가를 위해 상기 실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 5에 따라 제조된 시편을 23℃, 상대습도 50% 조건에서 24시간 이상 방치 후 하기 실험 방법에 따라 용융 지수, 인장강도, 굴곡강도, Dupont 충격강도(23℃, 0℃) 및 헤이즈(Haze)를 각각 측정하였고, 그에 대한 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[물성 및 평가 조건]
(1) 융용 지수 : ASTM D1238의 방법에 따라 230℃, 2.16 kg 하중에서 측정하였다.
(2) 인장강도 : ASTM D638에 따라 측정하였다.
(3) 굴곡강도 : ASTM D638에 따라 측정하였다.
(4) Dupont 충격강도 : ASTM D2794의 방법에 따라 두께 2mm 시편을 제작하여 측정하였다.
(5) 헤이즈 : ASTM D1003의 방법에 따라 두께 1mm 시편을 제작하여 측정하였다.
Figure pat00002
상기 표 2를 참조하면, 저밀도 폴리에틸렌을 사용한 경우(실시예 1) 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 사용한 경우(실시예 2)는 Dupont 충격강도(23℃)가 각각 85 kg·cm 및 75 kg·cm이고, Dupont 충격강도(0℃)가 각각 70 kg·cm 및 60 kg·cm으로 충격강도가 매우 우수하며, 또한, 저밀도 폴리에틸렌을 사용한 경우(실시예 1) 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 사용한 경우(실시예 2)는 헤이즈가 각각 10% 및 9%로 매우 우수한 것을 확인할 수 있고, 또한 인장강도가 248 kgf/cm2 및 243 kgf/cm2이고, 굴곡강도가 272 kgf/cm2 및 273 kgf/cm2로 매우 우수한 것을 확인할 수 있다.
이에 대하여 고밀도 폴리프로필렌을 사용한 경우(비교예 1)는 저온에서의 충격강도가 50 kg·cm 수준에 그치고, 헤이즈가 14%까지 저하되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 개질제로 저밀도 폴리에틸렌 대신 프로필렌-에틸렌 코폴리머를 사용한 경우(비교예 2)와 에틸렌-옥텐 코폴리머만을 사용한 경우(비교예 3)는 헤이즈가 각각 11% 및 13% 수준으로 저조하고, 또한 Dupont 충격강도(23℃)가 각각 140 kg·cm 및 170 kg·cm으로 Dupont 충격강도(0℃)보다 크게 증가할 수 있으나, 인장강도가 각각 221 kgf/cm2 및 226 kgf/cm2이고 굴곡강도가 각각 251 kgf/cm2 및 264 kgf/cm2으로 저밀도 폴리에틸렌을 사용한 경우(실시예 1) 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 사용한 경우(실시예 2)와 비교할 때 인장강도 및 굴곡강도의 수치가 매우 저조하여 물성 밸런스가 좋지 않음을 확인할 수 있다.
또한, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체만을 사용한 경우(비교예 4)에는 헤이즈가 9%로 매우 우수하나 Dupont 충격강도(0℃)가 1 kg·cm로 매우 저조하였으며, 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체만을 사용한 경우(비교예5)에는 헤이즈가 93%로 불투명한 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물의 경우, 상기 시험예에서 알 수 있듯이 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체에 개질제로 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌과, 폴리올레핀계 엘라스토머를 특정 혼합비로 혼합함으로써 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체만을 사용한 경우와 같이 투명성이 우수하고, 또한 저온에서의 충격강도가 매우 향상되는 것을 확인할 수 있고, 이로부터 박막형으로 사출된 성형품이 저온에서 사용됨에 있어 매우 적합한 것을 확인할 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 75~90 중량%;
    저밀도 폴리에틸렌 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌 1~10 중량%; 및
    폴리올레핀계 엘라스토머 5~20 중량%;
    를 포함하는 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는 에틸렌 함량이 1~10 중량%인 것을 특징으로 하는 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.90~0.93 g/cm3이고, 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.91~0.94 g/cm3인 것을 특징으로 하는 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리올레핀계 엘라스토머는 에틸렌-옥텐 코폴리머, 프로필렌-옥텐 코폴리머, 프로필렌-에틸렌 코폴리머, 에틸렌-부타디엔 코폴리머 및 에틸렌-1-부텐 코폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수지 조성물은 용융지수(ASTM D1238, 230℃, 2.16 kg 하중)가 30~80 g/10min이고, Dupont 충격강도(ASTM D2794, 23℃)가 40~120 kg·cm이고, Dupont 충격강도(ASTM D2794, 0℃)가 40~100 kg·cm이고, 헤이즈(ASTM D1003, 시편 두께 1mm 기준)가 13% 이하인 것을 특징으로 하는 박막형 사출 성형품용 폴리프로필렌 수지 조성물.



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