KR20230015457A - 균형잡힌 굽힘 저항을 갖는 hms pp 발포 시트용 폴리프로필렌 조성물 - Google Patents

균형잡힌 굽힘 저항을 갖는 hms pp 발포 시트용 폴리프로필렌 조성물 Download PDF

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노르베르트 라이헬트
이 안 린
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보레알리스 아게
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Abstract

본 발명은 폴리프로필렌 조성물:
- 10 내지 50 중량%의 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP);
- 40 내지 89.95 중량%의, 25.0 cN 초과의 F30 용융 강도 및 205 mm/s 초과의 v30 용융 신장성(melt extensibility)을 갖는 고(high) 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)으로서, 상기 F30 용융 강도 및 v30 용융 신장성은 ISO 16790:2005에 따라 결정되는, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP); 및
- 0.05 내지 10 중량%의 핵형성제(NA)
를 포함하는 폴리프로필렌 조성물; 상기 폴리프로필렌 조성물로부터 형성된 발포 시트; 상기 발포 시트를 포함하는 물품 및 폴리프로필렌 조성물을 형성하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 발포 시트의 형성을 위한 폴리프로필렌 조성물의 용도에 관한 것이다.

Description

균형잡힌 굽힘 저항을 갖는 HMS PP 발포 시트용 폴리프로필렌 조성물
본 발명은 발포 시트에 적합한 폴리프로필렌 조성물, 상기 조성물로 제조된 발포 시트 및 상기 발포 시트로 제조된 물품에 관한 것이다. 본 발명은 또한 폴리프로필렌 조성물의 제조 방법 및 폴리프로필렌 조성물의 용도에 관한 것이다.
현재 LDPE 코팅 카톤(carton) 및 발포 PS는 일회용 냉온 음료 컵에 주로 사용되는 물질이다. 발포 PS 컵의 건강 문제 및 부정적인 환경 영향으로 인해 폴리스티렌 컵은 많은 국가 및/또는 도시에서 금지되었거나 곧 금지될 예정이다. 따라서 PE 코팅 카톤은 점점 더 인기를 얻고 있으며 냉온 음료 컵에서 PS를 대체하고 있다. 그러나 LDPE 코팅으로 인해 종이컵은 퇴비가 되지 않으며, 펄프와 PE 코팅의 분리 공정이 어렵고 비용이 많이 들기 때문에 재생이 번거롭다. 따라서 재생성과 환경적 관점에서 볼 때 종이컵은 이상적인 해결책이 아니다.
따라서 종이컵을 처리할 수 있는 유일한 방법은 소각을 통해 에너지를 회수하거나 사용한 컵을 매립하는 것이다. 종이컵의 환경 문제 외에도 문제는 불균형한 특성 프로필, 특히 종이컵 생산에 사용되는 종이 시트의 기계 방향과 가로 방향의 굽힘 저항(bending resistance)의 차이였다. 앞서 언급한 종이컵의 문제 외에도 특히 뜨거운 음료 컵의 경우 고온에서 우수한 단열 성능을 유지하는 것이 과제였다. 따라서, 최근 개발의 목적은 상기 문제점을 극복하는 일회용 냉온 음료 컵에 특히 적합한 일회용, 재생 물질을 개발하는 것이었다.
따라서, 본 발명은 폴리프로필렌 조성물을 제공하며,
- 10 내지 50 중량%의 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP);
- 40 내지 89.95 중량%의, 25.0 cN 초과의 F30 용융 강도 및 205 mm/s 초과의 v30 용융 신장성(melt extensibility)을 갖는 고(high) 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)으로서, 상기 F30 용융 강도 및 v30 용융 신장성은 ISO 16790:2005에 따라 결정되는, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP); 및
- 0.05 내지 10 중량%의 핵형성제(NA)
를 포함한다.
본 발명에 따른 폴리프로필렌 조성물은 놀랍게도 발포체로 형성될 때 기계 방향 및 가로 방향 모두에서 높은 굽힘 저항을 갖는다. 또한 LDPE 코팅 상자와 달리 온도가 높아져도 열 전도율이 증가하지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 폴리프로필렌 조성물은 컵 형성에 특히 적합하다.
본 발명에 따른 선형 폴리프로필렌은 측쇄를 커버하지 않는다.
고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)
고 용융 강도 폴리프로필렌은 분지형이고, 따라서 폴리프로필렌 백본이 측쇄를 피복하는 반면 비-분지형 폴리프로필렌, 즉, 선형 폴리프로필렌은 측쇄를 피복하지 않는다는 점에서 선형 폴리프로필렌과 상이하다. 측쇄는 폴리프로필렌의 유변학에 유의한 영향을 미친다. 이에, 선형 폴리프로필렌 및 고 용융 강도 폴리프로필렌은 스트레스 하에 이의 유동 거동에 의해 명확하게 구별될 수 있다.
분지화는 일반적으로 특정 촉매, 즉 특정 단일 부위 촉매를 사용하거나 화학적 변형을 통해 달성할 수 있다. 특정 촉매를 사용하여 얻은 분지형 폴리프로필렌의 제조에 관해서는 EP 1 892 264를 참조한다. 화학적 변형에 의해 얻은 분지형 폴리프로필렌에 대해서는 EP 0 879 830 A1을 참조한다. 이러한 경우 분지형 폴리프로필렌은 고 용융 강도 폴리프로필렌이라고도 한다. 본 발명에 따른 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 하기에 보다 상세히 기재된 바와 같이 폴리프로필렌(PP)의 화학적 변형에 의해 얻어진다. HMS-PP는 Borealis AG로부터 상표명 DaployTM로 상업적으로 입수 가능하다.
따라서 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 F30 용융 강도가 25.0 cN 초과이고 v30 용융 신장성이 205 mm/s 초과이며, 바람직하게는 F30 용융 강도가 25.0 cN 초과 내지 50.0 cN이고 v30 용융 신장성이 205 mm/s 초과 내지 300 mm/s이어서, 양호한 전단 담화 특성을 갖는 생성된 폴리프로필렌 조성물을 제공한다. F30 용융 강도 및 v30 용융 신장성은 ISO 16790:2005에 따라 측정된다.
바람직한 구현예에서, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은
(a) 25.0 초과 내지 45.0 cN, 바람직하게는 25.0 초과 내지 42.0 cN, 가장 바람직하게는 25.0 cN 초과 내지 40.0 cN의 F30 용융 강도; 및
(b) 210 내지 300 mm/s, 더 바람직하게는 215 내지 290 mm/s, 더욱 더 바람직하게는 220 내지 270 mm/s, 가장 바람직하게는 225 내지 260 mm/s의 v30 용융 신장성
을 갖는다.
특히 바람직한 구현예에서, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 25.0 초과 내지 45.0 cN의 F30 용융 강도 및 210 내지 300 mm/s의 v30 용융 신장성, 예컨대 25.0 초과 내지 42.0 cN의 F30 용융 강도 및 215 내지 290 mm/s의 v30 용융 신장성 또는 25.0 초과 내지 40.0 cN의 F30 용융 강도 및 220 내지 270 mm/s의 v30 용융 신장성 또는 25.0 초과 내지 40.0 cN의 F30 용융 강도 및 225 내지 260 mm/s의 v30 용융 신장성을 갖는다.
또한 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 ISO 1133에 따라 결정 시 용융 유속 MFR2(230℃)가 15.0 g/10분 이하, 더 바람직하게는 0.5 내지 15.0 g/10분, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 15.0 g/10분, 예컨대 1.5 내지 15.0 g/10분 범위인 것이 바람직하다.
특히 바람직한 구현예에서, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 ISO 1133에 따라 결정 시 용융 유속 MFR2(230℃)가 7.0 g/10분 이하, 바람직하게는 0.5 내지 7.0 g/10분, 더 바람직하게는 0.5 내지 6.5 g/10분 범위, 더욱 더 바람직하게는 0.5 내지 6.0 g/10분 범위, 더욱 더 바람직하게는 1.0 내지 6.0 g/10분 범위, 1.5 내지 5.0 g/10분 범위이다.
따라서 하나의 특정 구현예에서, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은
(a) 15.0 g/10분 이하, 더 바람직하게는 0.5 내지 15.0 g/10분 범위, 보다 더 바람직하게는 1.0 내지 15.0 g/10분 범위, 예컨대 1.5 내지 15.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃); 및
(b) 25.0 cN 초과, 바람직하게는 25.0 초과 내지 50.0 cN, 더 바람직하게는 25.0 초과 내지 45.0 cN, 더욱 더 바람직하게는 25.0 초과 내지 42.0 cN, 가장 바람직하게는 25.0 cN 초과 내지 40.0 cN의 F30 용융 강도; 및
(c) 205 mm/s 초과, 바람직하게는 205 초과 내지 300 mm/s, 더 바람직하게는 210 내지 300 mm/s, 보다 더 바람직하게는 215 내지 290 mm/s, 보다 더 바람직하게는 220 내지 270 mm/s, 가장 바람직하게는 225 내지 260 mm/s의 v30 용융 신장성
을 갖는다.
특히 바람직한 구현예에서, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은
(a) 7.0 g/10분 이하, 바람직하게는 0.5 내지 7.0 g/10분, 더 바람직하게는 0.5 내지 6.5 g/10분, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 6.0 g/10분 범위, 보다 더 바람직하게는 1.0 내지 6.0 g/10분 범위, 예컨대 1.5 내지 5.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃); 및
(b) 25.0 cN 초과, 바람직하게는 25.0 초과 내지 50.0 cN, 더 바람직하게는 25.0 초과 내지 45.0 cN, 더욱 더 바람직하게는 25.0 초과 내지 42.0 cN, 가장 바람직하게는 25.0 cN 초과 내지 40.0 cN의 F30 용융 강도; 및
(c) 205 mm/s 초과, 바람직하게는 205 초과 내지 300 mm/s, 더 바람직하게는 210 내지 300 mm/s, 보다 더 바람직하게는 215 내지 290 mm/s, 보다 더 바람직하게는 220 내지 270 mm/s, 가장 바람직하게는 225 내지 260 mm/s의 v30 용융 신장성
을 갖는다.
따라서 특정 구현예에서, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 0.5 내지 15.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 25.0 초과 내지 45.0 cN의 F30 용융 강도 및 210 내지 300 mm/s의 v30 용융 신장성, 예컨대 1.0 내지 15.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 25.0 초과 내지 42.0 cN의 F30 용융 강도 및 215 내지 290 mm/s의 v30 용융 신장성 또는 1.0 내지 15.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 25.0 초과 내지 40.0 cN의 F30 용융 강도 및 220 내지 270 mm/s의 v30 용융 신장성 또는 1.5 내지 15.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 25.0 초과 내지 40.0 cN의 F30 용융 강도 및 225 내지 260 mm/s의 v30 용융 신장성을 갖는다.
따라서 또 다른 특정 구현예에서, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 0.5 내지 7.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 25.0 초과 내지 45.0 cN의 F30 용융 강도 및 210 내지 300 mm/s의 v30 용융 신장성, 예컨대 1.0 내지 15.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 25.0 초과 내지 42.0 cN의 F30 용융 강도 및 215 내지 290 mm/s의 v30 용융 신장성 또는 1.0 내지 6.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 25.0 초과 내지 40.0 cN의 F30 용융 강도 및 220 내지 270 mm/s의 v30 용융 신장성 또는 1.5 내지 5.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 25.0 초과 내지 40.0 cN의 F30 용융 강도 및 225 내지 260 mm/s의 v30 용융 신장성을 갖는다.
바람직하게는, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 적어도 130℃, 더 바람직하게는 적어도 135℃, 가장 바람직하게는 적어도 140℃의 용융점을 갖는다. 결정화 온도는 바람직하게는 적어도 110℃, 더 바람직하게는 적어도 120℃이다.
또한, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 고 용융 강도 랜덤 프로필렌 공중합체(R-HMS-PP) 또는 고 용융 강도 프로필렌 동종중합체(H-HMS-PP)일 수 있으며, 후자가 바람직하다.
본 발명의 목적을 위해, 표현 "프로필렌 동종중합체"는 실질적으로, 즉 적어도 97 몰%, 바람직하게는 적어도 98 몰%, 더 바람직하게는 적어도 99 몰%, 가장 바람직하게는 적어도 99.8 몰%의 프로필렌 단위로 구성된 폴리프로필렌을 지칭한다. 바람직한 구현예에서, 프로필렌 동종중합체 내의 프로필렌 단위만이 검출 가능하다.
고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)이 고 용융 강도 랜덤 프로필렌 공중합체(R-HMS-PP)인 경우, 이는 프로필렌과 공중합 가능한 단량체, 예를 들어 에틸렌 및/또는 C4 내지 C12 α-올레핀, 특히 에틸렌 및/또는 C4 내지 C10 α-올레핀, 예를 들어 1-부텐 및/또는 1-헥센과 같은 공단량체를 포함한다. 바람직하게는 고 용융 강도 랜덤 프로필렌 공중합체(R-HMS-PP)는 에틸렌, 1-부텐 및 1-헥센으로 이루어진 군으로부터의 프로필렌과 공중합 가능한 단량체를 포함하며, 특히 이로 구성된다. 보다 구체적으로 고 용융 강도 랜덤 프로필렌 공중합체(R-HMS-PP)는 - 프로필렌과는 별도로 - 에틸렌 및/또는 1-부텐으로부터 유도될 수 있는 단위를 포함한다. 바람직한 구현예에서, 고 용융 강도 랜덤 프로필렌 공중합체(R-HMS-PP)는 에틸렌 및 프로필렌으로부터만 유도될 수 있는 단위로 구성된다. 고 용융 강도 랜덤 프로필렌 공중합체(R-HMS-PP)의 공단량체 함량은 바람직하게는 0.2 초과 내지 10.0 몰% 범위, 보다 더 바람직하게는 0.5 초과 내지 7.0 몰% 범위이다.
이와 관련하여 고 용융 강도 프로필렌 동종중합체(H-HMS-PP) 또는 고 용융 강도 랜덤 프로필렌 공중합체(R-HMS-PP)인 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 고 용융 강도 랜덤 프로필렌 공중합체(R-HMS-PP)에 대해 정의된 공단량체와 상이한 추가 불포화 단량체를 포함할 수 있다. 즉, 고 용융 강도 프로필렌 동종중합체(H-HMS-PP) 또는 고 용융 강도 랜덤 프로필렌 공중합체(R-HMS-PP)는 프로필렌, 에틸렌 및 다른 C4 내지 C12 α-올레핀과 상이한 아래 상세히 정의된 바와 같은 이작용성 불포화 단량체(들) 및/또는 다작용성 불포화 저분자량 중합체(들)와 같은 불포화 단위를 포함할 수 있다. 따라서 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)의 관점에서 동종중합체 및 공중합체의 정의는 실제로 하기에 상세히 정의된 바와 같이 화학적 변형에 의한 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)을 얻는 데 사용되는 비변형된 폴리프로필렌, 즉 바람직하게는 선형 폴리프로필렌(l-PP)인 폴리프로필렌(PP)을 지칭한다.
따라서 하나의 바람직한 구현예에서, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 하기를 포함한다:
(a) 이것이 하기로부터 유래된 고 용융 강도 프로필렌 동종중합체(H-HMS-PP)단위인 경우
(i) 프로필렌 및
(ii) 이작용성 불포화 단량체(들) 및/또는 다작용성 불포화 저분자량 중합체(들),
또는
(b) 이것이 하기로부터 유래된 고 용융 강도 랜덤 프로필렌 공중합체(R-HMS-PP) 단위인 경우
(i) 프로필렌
(ii) 에틸렌 및/또는 C4 내지 C12 α-올레핀, 예를 들어 1-부텐 및/또는 1-헥센, 바람직하게는 에틸렌, 및
(iii) 이작용성 불포화 단량체(들) 및/또는 다작용성 불포화 저분자량 중합체(들).
위에서 사용된 "이작용성 불포화" 또는 "다작용성 불포화"는 바람직하게는 예를 들어 디비닐벤젠 또는 사이클로펜타디엔 또는 폴리부타디엔에서와 같이 2개 이상의 비방향족 이중 결합의 존재를 의미한다. 바람직하게는 자유 라디칼의 도움으로 중합될 수 있는 이러한 이작용성 또는 다작용성 불포화 화합물만이 사용된다(아래 참조). 이작용성 또는 다작용성 불포화 화합물의 불포화 부위는 화학적으로 결합된 상태로 실제로 "불포화" 상태가 아닌데, 이는 이중 결합이 비변형된 폴리프로필렌, 즉 폴리프로필렌(PP), 바람직하게는 선형 폴리프로필렌(l-PP)의 중합체 사슬에 대한 공유 결합에 각각 사용되기 때문이다.
하나 및/또는 그 이상의 불포화 단량체로부터 합성된 바람직하게는 수 평균 분자량(Mn) ≤ 10000 g/mol을 갖는 이작용성 불포화 단량체(들) 및/또는 다작용성 불포화 저분자량 중합체(들)와 폴리프로필렌(PP), 바람직하게는 선형 폴리프로필렌(l-PP)과의 반응은 열 자유 라디칼 형성제, 예를 들어 열 분해 가능한 퍼옥사이드과 같은 분해 자유 라디칼 형성제의 존재 하에 수행된다.
이작용성 불포화 단량체는
- 디비닐아닐린, m-디비닐벤젠, p-디비닐벤젠, 디비닐펜탄 및 디비닐프로판과 같은 디비닐 화합물;
- 알릴 아크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 알릴 메틸 말레에이트 및 알릴 비닐 에테르와 같은 알릴 화합물;
- 1,3-부타디엔, 클로로프렌, 사이클로헥사디엔, 사이클로펜타디엔, 2,3-디메틸부타디엔, 헵타디엔, 헥사디엔, 이소프렌 및 1,4-펜타디엔과 같은 디엔;
- 방향족 및/또는 지방족 비스(말레이미드)비스(시트라콘이미드) 및 이들 불포화 단량체의 혼합물
일 수 있다.
특히 바람직한 이작용성 불포화 단량체는 1,3-부타디엔, 이소프렌, 디메틸 부타디엔 및 디비닐벤젠이다.
바람직하게는 수 평균 분자량(Mn) ≤ 10000 g/mol을 갖는 다작용성 불포화 저분자량 중합체는 하나 이상의 불포화 단량체로부터 합성될 수 있다.
이러한 저분자량 중합체의 예는
- 폴리부타디엔, 특히 중합체 사슬의 상이한 미세구조, 즉 1,4-cis, 1,4-trans 및 1,2-(비닐)이 주로 1,2-(비닐) 배열인 경우, 폴리부타디엔
- 중합체 사슬에 1,2-(비닐)을 갖는 부타디엔과 스티렌의 공중합체
이다.
바람직한 저분자량 중합체는 폴리부타디엔, 특히 1,2-(비닐) 배열에서 50.0 중량% 초과의 부타디엔을 갖는 폴리부타디엔이다.
고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 하나 초과의 이작용성 불포화 단량체 및/또는 다작용성 불포화 저분자량 중합체를 함유할 수 있다. 더욱 바람직하게는 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)에서 함께 이작용성 불포화 단량체(들) 및 다작용성 불포화 저분자량 중합체(들)의 양은 상기 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)을 기준으로 0.01 내지 10.0 중량%이다.
바람직한 구현예에서, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 첨가제 (A)가 없다. 따라서, 본 발명의 폴리프로필렌 조성물이 첨가제 (A)를 포함하는 경우, 이러한 첨가제 (A)는 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)의 제조 동안 폴리프로필렌 조성물에 도입되지 않는다.
고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 추가로 바람직하게는 일반적으로 1.00 중량% 미만의 낮은 겔 함량을 갖는다. 바람직하게는 겔 함량은 0.80 중량% 미만, 더 바람직하게는 0.50 중량% 미만이다.
위에서 언급한 바와 같이, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 폴리프로필렌(PP), 바람직하게는 선형 폴리프로필렌(l-PP)을 열분해 라디칼 형성제로 처리하여 얻을 수 있다. 그러나, 이러한 경우에 폴리프로필렌(PP), 바람직하게는 선형 폴리프로필렌(PP)이 열화되어 해로운 높은 위험이 존재한다. 따라서, 화학적으로 결합된 가교 단위(들)로서 이작용성 불포화 단량체(들) 및/또는 다작용성 불포화 저분자량 중합체(들)의 추가 사용에 의해 화학적 변형이 달성되는 것이 바람직하다. 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)을 얻기 위한 적합한 방법은 예를 들어 EP 0 787 750, EP 0 879 830 A1 및 EP 0 890 612 A2에 개시되어 있다. 모든 문서는 여기에 참조로 포함된다. 따라서, 열분해 라디칼 형성제, 바람직하게는 퍼옥사이드의 양은 바람직하게는 폴리프로필렌(PP)의 양을 기준으로 하여 0.05 내지 3.00 중량% 범위이다. 전형적으로, 열분해 라디칼 형성제는 이작용성 불포화 단량체(들) 및/또는 다작용성 불포화 저분자량 중합체(들)와 함께 폴리프로필렌(PP), 바람직하게는 선형 폴리프로필렌(l-PP)에 첨가된다. 그러나, 먼저 이작용성 불포화 단량체(들) 및/또는 다작용성 불포화 저분자량 중합체(들)가 폴리프로필렌(PP), 바람직하게는 선형 폴리프로필렌(l-PP), 이어서 열 분해 라디칼 형성제에 첨가되거나, 다른 방식으로, 먼저 열 분해 라디칼 형성제가 폴리프로필렌(PP), 바람직하게는 선형 폴리프로필렌(l-PP)에 첨가되고, 이어서 이작용성 불포화 단량체(들) 및/또는 다작용성 불포화 저분자량 중합체(들)가 첨가된다.
고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)의 제조에 사용되는 이작용성 불포화 단량체(들) 및/또는 다작용성 불포화 저분자량 중합체(들)에 관해서는 상기 섹션을 참조한다.
상기 언급된 바와 같이, 이작용성 불포화 단량체(들) 및/또는 다작용성 불포화 저분자량 중합체(들)는 열분해 자유 라디칼 형성제의 존재 하에 사용되는 것이 바람직하다.
퍼옥사이드는 바람직한 열분해 자유 라디칼 형성제이다. 더욱 바람직하게는 열분해 자유 라디칼 형성제는 아실 퍼옥사이드, 알킬 퍼옥사이드, 하이드로퍼옥사이드, 퍼에스테르 및 퍼옥시카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택된다.
하기 열거된 퍼옥사이드가 특히 바람직하다:
아실 퍼옥사이드: 벤조일 퍼옥사이드, 4-클로로벤조일 퍼옥사이드, 3-메톡시벤조일 퍼옥사이드 및/또는 메틸 벤조일 퍼옥사이드.
알킬 퍼옥사이드: 알릴 t-부틸 퍼옥사이드, 2,2-비스(t-부틸퍼옥시부탄), 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산, n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시) 발레레이트, 디이소프로필아미노메틸-t-아밀 퍼옥사이드, 디메틸아미노메틸-t-아밀 퍼옥사이드, 디에틸아미노메틸-t-부틸 퍼옥사이드, 디메틸아미노메틸-t-부틸 퍼옥사이드, 1,1-디-(t-아밀퍼옥시)사이클로헥산, t-아밀 퍼옥사이드, t-부틸쿠밀 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥사이드 및/또는 1-하이드록시부틸 n-부틸 퍼옥사이드.
퍼에스테르 및 퍼옥시 카르보네이트: 부틸 퍼아세테이트, 쿠밀 퍼아세테이트, 쿠밀 퍼프로피오네이트, 사이클로헥실 퍼아세테이트, 디-t-부틸 퍼아디페이트, 디-t-부틸 퍼아젤레이트, 디-t-부틸 퍼글루타레이트, 디-t-부틸 퍼탈레이트, 디-t-부틸 퍼세바케이트, 4-니트로쿠밀 퍼프로피오네이트, 1-페닐에틸 퍼벤조에이트, 페닐에틸 니트로-퍼벤조에이트, t-부틸비사이클로-(2,2,1)헵탄 퍼카르복실레이트, t-부틸-4-카르보메톡시 퍼부티레이트, t-부틸사이클로부탄 퍼카르복실레이트, t-부틸사이클로헥실 퍼옥시카르복실레이트, t-부틸사이클로펜틸 퍼카르복실레이트, t-부틸사이클로프로판 퍼카르복실레이트, t-부틸디메틸 퍼신나메이트, t-부틸-2-(2,2-디페닐비닐) 퍼벤조에이트, t-부틸-4-메톡시 퍼벤조에이트, t-부틸퍼벤조에이트, t-부틸카르복시사이클로헥산, t-부틸 퍼나프토에이트, t-부틸 퍼옥시이소프로필카르보네이트, t-부틸 퍼톨루에이트, t-부틸-1-페닐사이클로프로필 퍼카르복실레이트, t-부틸-2-프로필퍼펜텐-2-오에이트, t-부틸-1-메틸사이클로프로필 퍼카르복실레이트, t-부틸-4-니트로페닐 퍼아세테이트, t-부틸니트로페닐 퍼옥시카르바메이트, t-부틸-N-숙신이미도 퍼카르복실레이트, t-부틸 퍼크로토네이트, t-부틸 퍼말레산, t-부틸 퍼메타크릴레이트, t-부틸 퍼옥토에이트, t-부틸 퍼옥시이소프로필카르보네이트, t-부틸 퍼이소부티레이트, t-부틸 퍼아크릴레이트 및/또는 t-부틸 퍼프로피오네이트.
또한 상기에 열거된 자유 라디칼 형성제의 혼합물이 고려된다.
적합한 HMS-PP는 Borealis AG에서 시판하는 WB140HMSTM이다.
폴리프로필렌(PP)
위에서 언급한 바와 같이, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 폴리프로필렌(PP)을 열분해성 자유 라디칼 형성제 및 선택적으로 이작용성 불포화 단량체(들) 및/또는 다작용성 불포화 저분자량 중합체(들)와 함께 반응시킴으로써 수득되는 변형된 폴리프로필렌이다. 폴리프로필렌(PP)은 선형 폴리프로필렌(l-PP)인 것이 바람직하다.
폴리프로필렌(PP), 바람직하게는 선형 폴리프로필렌(l-PP)은 0.1 내지 45.0 g/10분, 예컨대 0.1 내지 40.0 g/10분 또는 0.1 내지 35.0 g/10분, 더 바람직하게는 0.1 내지 30.0 g/10분, 더욱 더 바람직하게는 0.1 내지 28.0 g/10분, 보다 더 바람직하게는 0.1 내지 25.0 g/10분 범위의 ISO 1133에 따라 결정 시 용융 유속 MFR2(230℃)를 갖는 것이 바람직하다.
고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)의 백본이 측쇄를 커버하는 반면 출발 생성물, 즉 바람직한 선형 폴리프로필렌(l-PP)을 포함한 폴리프로필렌이 측쇄를 커버하지 않거나 거의 커버하지 않는다는 점에서 제조에 사용되는 폴리프로필렌(PP)과 상이하다. 측쇄는 폴리프로필렌의 유동성에 상당한 영향을 미친다. 따라서 출발 생성물, 즉 폴리프로필렌(PP) 및 얻어진 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 응력 하에서의 유동 거동에 의해 명확하게 구별될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 폴리프로필렌(PP)은 바람직하게는 선형 폴리프로필렌(l-PP)이다. 바람직한 구현예에서 선형 폴리프로필렌(l-PP')이기도 한 폴리프로필렌(PP')에 대해 동일한 고려 사항이 적용되며, 이는 이하에서 상세히 논의된다. 따라서, 본 발명 전체에 걸쳐 용어 "선형 폴리프로필렌"은 선형 폴리프로필렌이 분지화 구조를 나타내지 않거나 거의 나타내지 않음을 나타낸다. 분지가 없기 때문에 선형 폴리프로필렌, 즉 선형 폴리프로필렌(l-PP) 및 선형 폴리프로필렌(l-PP')은 바람직하게는 낮은 v30 용융 신장성 및/또는 낮은 F30 용융 강도를 특징으로 한다.
따라서 선형 폴리프로필렌(l-PP)이
(a) 30.0 cN 미만, 바람직하게는 27.0 cN 미만, 더 바람직하게는 1.0 내지 30.0 cN 미만, 더욱 더 바람직하게는 1.5 내지 30.0 cN 미만, 보다 더 바람직하게는 2.0 내지 27.0 cN 미만, 더욱 더 바람직하게는 2.5 내지 27.0 cN 미만의 범위의 F30 용융 강도; 및
(b) 220 mm/s 미만, 바람직하게는 210 mm/s 미만, 더 바람직하게는 80 내지 200 mm/s 범위, 가장 바람직하게는 100 내지 200 mm/s 범위의 v30 용융 신장성
을 갖는 것이 바람직하다.
즉, 선형 폴리프로필렌(l-PP)은 30.0 cN 미만의 F30 용융 강도 및 220 mm/s 미만의 v30 용융 신장성, 바람직하게는 27.0 cN 미만의 F30 용융 강도 및 210 mm/s 미만의 v30 용융 신장성, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 30.0 cN 미만 범위의 F30 용융 강도 및 80 내지 200 mm/s 범위의 v30 용융 신장성, 보다 더 바람직하게는 1.5 내지 30.0 cN 미만의 범위의 F30 용융 강도 및 100 내지 200 mm/s 범위의 v30 용융 신장성, 더욱 더 바람직하게는 2.0 내지 27.0 cN 미만 범위의 F30 용융 강도 및 100 내지 200 mm/s의 v30 용융 신장성, 예컨대 2.5 내지 27.0 cN 미만 범위의 F30 용융 강도를 갖는 것이 바람직하다.
따라서 하나의 특정 구현예에서, 선형 폴리프로필렌(l-PP)은
(a) 0.1 내지 45.0 g/10분, 예컨대 0.1 내지 40.0 g/10분 또는 0.1 내지 35.0 g/10분, 더 바람직하게는 0.1 내지 30.0 g/10분, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 28.0 g/10분, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 25.0 g/10분 범위의 ISO 1133에 따라 결정 시 용융 유속 MFR2(230℃); 및
(b) 30.0 cN 미만, 바람직하게는 27.0 cN 미만, 더 바람직하게는 1.0 내지 30.0 cN 미만, 더욱 더 바람직하게는 1.5 내지 30.0 cN 미만, 보다 더 바람직하게는 2.0 내지 27.0 cN 미만, 더욱 더 바람직하게는 2.5 내지 27.0 cN 미만의 범위의 F30 용융 강도; 및
(c) 220 mm/s 미만, 바람직하게는 210 mm/s 미만, 더 바람직하게는 80 내지 200 mm/s 범위, 가장 바람직하게는 100 내지 200 mm/s 범위의 v30 용융 신장성
을 갖는다.
따라서, 하나의 특정 구현예에서, 폴리프로필렌(PP)은 0.1 내지 45.0 g/10분의 용융 유속 MFR2(230℃), 30.0 cN 미만의 F30 용융 강도 및 220 mm/s 미만의 v30 용융 신장성, 바람직하게는 0.1 내지 40.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 30.0 cN 미만의 F30 용융 강도 및 210 mm/s 미만의 v30 용융 신장성, 더 바람직하게는 0.1 내지 35.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 1.0 내지 30.0 cN 미만 범위의 F30 용융 강도 및 80 내지 200 mm/s 범위의 v30 용융 신장성, 더욱 더 바람직하게는 0.1 내지 30.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 1.5 내지 30.0 cN 미만 범위의 F30 용융 강도 및 100 내지 200 mm/s 범위의 v30 용융 신장성, 더욱 더 바람직하게는 0.1 내지 28.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 2.0 내지 27.0 cN 미만 범위의 F30 용융 강도, 및 100 내지 200 mm/s 범위의 v30 용융 신장성, 예컨대 0.1 내지 25.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 2.5 내지 27.0 cN 미만 범위의 F30 용융 강도 및 100 내지 200 mm/s 범위의 v30 용융 신장성을 갖는 선형 폴리프로필렌(l-PP)이다.
바람직하게는, 폴리프로필렌(PP), 바람직하게는 선형 폴리프로필렌(l-PP)은 적어도 140℃, 더 바람직하게는 적어도 150℃, 더욱 더 바람직하게는 적어도 158℃의 용융점을 갖는다.
폴리프로필렌(PP), 바람직하게는 선형 폴리프로필렌(l-PP)은 예를 들어 단일 부위 또는 지글러 나타 촉매를 사용하여 공지된 방식으로 제조할 수 있다. 폴리프로필렌(PP), 바람직하게는 선형 폴리프로필렌(l-PP)은 프로필렌 동종중합체(H-PP), 바람직하게는 선형 프로필렌 동종중합체(1-H-PP) 또는 프로필렌 공중합체(R-PP), 바람직하게는 선형 프로필렌 공중합체(l-R-PP)일 수 있다. 공단량체 함량 및 공단량체 유형에 관해서는 고 용융 강도 랜덤 프로필렌 공중합체(R-HMS-PP)에 대해 위에서 제공된 정보를 참조한다. 바람직하게는 폴리프로필렌(PP)은 선형 폴리프로필렌(l-PP)이다. 더욱 더 바람직하게는 폴리프로필렌(PP)은 선형 프로필렌 동종중합체(1-H-PP)이다. 따라서 용융 유속 MFR2(230℃), 용융점, F30 용융 강도, v30 용융 신장성, 입자 크기 및 입자 크기 분포 각각과 관련하여 제공된 모든 정보는 특히 선형 프로필렌 동종중합체(1-H-PP)에 적용된다.
바람직한 구현예에서, 폴리프로필렌(PP), 바람직하게는 선형 폴리프로필렌(l-PP)은 첨가제 (A)가 없다. 따라서, 본 발명의 폴리프로필렌 조성물이 첨가제 (A)를 포함하는 경우, 이들 첨가제 (A)는 바람직하게는 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)의 제조 동안 폴리프로필렌 조성물에 도입되지 않는다.
재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP)
폴리프로필렌 조성물은 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP)을 포함하는 것으로 이해된다. 즉, 폴리프로필렌 조성물은 재생 폴리프로필렌(R-PP)과 선형 폴리프로필렌(L-PP)의 혼합물을 포함할 수 있다. 대안적으로, 폴리프로필렌 조성물은 재생 폴리프로필렌(R-PP) 또는 선형 폴리프로필렌(L-PP)을 포함한다.
바람직하게는, 폴리프로필렌 조성물은 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및 선형 폴리프로필렌(L-PP), 즉 재생 폴리프로필렌(R-PP)과 선형 폴리프로필렌(L-PP)의 혼합물을 포함한다.
재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP)은 바람직하게는 하기 특성 중 적어도 하나를 갖는다:
a) 230℃의 온도 및 2.16 kg의 하중(load) 하에 ISO 1133에 따라 결정 시 3 내지 25 g/10분의 MFR;
b) ISO 16790:2005에 따라 결정 시 25.0 cN 미만의 F30 용융 강도.
일 구현예에서, 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP)은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 F30 용융 강도가 적어도 25.0 cN 미만이거나 ISO1133, 온도 230℃, 하중 2.16 kg에 따라 결정 시 MFR이 3 내지 25 g/10분이다. 대안적으로, 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP)은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 적어도 25.0 cN 미만의 F30 용융 강도 및 ISO 1133에 따라 230℃의 온도와 2.16 kg의 하중에서 결정된 3 내지 25 g/10분의 MFR을 갖는다.
재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP)은 바람직하게는 ISO 1133에 따라 결정 시 용융 유속 MFR2(230℃)가 4 내지 20 g/10분 범위, 더욱 바람직하게는 5 내지 15 g/10분 범위이다.
바람직하게는, 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP)은 바람직하게는 ISO 16790: 2005에 따라 결정 시 F30 용융 강도가 20.0 cN 미만, 더 바람직하게는 1.0 내지 20.0 cN 미만 범위이다.
예를 들어, 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP)은 바람직하게는 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 20.0 cN 미만의 F30 용융 강도 및 ISO 1133에 따라 결정 시 4 내지 20 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 더욱 바람직하게는 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 1.0 내지 20.0 cN 미만 범위의 F30 용융 강도 및 ISO 1133에 따라 결정 시 5 내지 15 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃)를 갖는다.
예를 들어, 재생 폴리프로필렌(R-PP)은 하기 특성 중 하나 이상을 갖는다.
a) 230℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 하에 ISO 1133에 따라 결정 시 3 내지 25 g/10분의 MFR;
b) ISO 16790:2005에 따라 결정 시 25.0 cN 미만의 F30 용융 강도;
c) ISO 16790:2005에 따라 결정 시 200 mm/s 초과의 v30 용융 신장성.
예를 들어, 재생 폴리프로필렌(R-PP)은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 적어도 25.0 cN 미만의 F30 용융 강도 및/또는 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 200 mm/s 초과의 v30 용융 신장성을 가지며, 더 바람직하게는 재생 폴리프로필렌(R-PP)은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 적어도 25.0 cN 미만의 F30 용융 강도 및 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 200 mm/s 초과의 v30 용융 신장성을 갖고, 더욱 바람직하게는 재생 폴리프로필렌(R-PP)은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 적어도 25.0 cN 미만의 F30 용융 강도, ISO 16790:2005에 따라 결정 시 200 mm/s 초과의 v30 용융 신장성, 및 온도 230℃, 하중 2.16 kg에서 ISO 1133에 따라 결정 시 3 내지 25 g/10분의 MFR을 갖는다.
바람직하게는, 재생 폴리프로필렌(R-PP)은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 v30 용융 신장성이 205 mm/s 초과, 더욱 바람직하게는 205 초과 내지 290 mm/s이다.
일 구현예에서, 재생 폴리프로필렌(R-PP)은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 20.0 cN 미만의 F30 용융 강도 및 ISO 16790: 2005에 따라 결정 시 205 mm/s 초과의 v30 용융 신장성, 및 ISO 1133에 따라 결정 시 4 내지 20 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 더 바람직하게는 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 1.0 내지 20.0 cN 미만 범위의 F30 용융 강도 및 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 205 초과 내지 290 mm/s의 v30 용융 신장성 및 ISO 1133에 따라 결정 시 5 내지 15 범위 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃)를 갖는다.
또는 선형 폴리프로필렌(L-PP)은 하기 특성 중 하나 이상을 갖는다.
a) ISO 1133에 따라 결정 시 230℃의 온도와 2.16 kg의 하중에서 3 내지 25 g/10분의 MFR;
b) ISO 16790:2005에 따라 결정 시 25.0 cN 미만의 F30 용융 강도;
c) ISO 16790:2005에 따라 결정 시 200 mm/s 미만의 v30 용융 신장성.
일 구현예에서, 선형 폴리프로필렌(L-PP)은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 적어도 25.0 cN 미만의 F30 용융 강도 및/또는 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 200 mm/s 미만의 v30 용융 신장성을 가지며, 더 바람직하게는 선형 폴리프로필렌(L-PP)은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 적어도 25.0 cN 미만의 F30 용융 강도 및 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 200 mm/s 미만의 v30 용융 신장성을 갖고, 더욱 바람직하게는 선형 폴리프로필렌(L-PP)은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 적어도 25.0 cN 미만의 F30 용융 강도, ISO 16790:2005에 따라 결정 시 200 mm/s 미만의 v30 용융 신장성, 및 온도 230℃, 하중 2.16 kg에서 ISO 1133에 따라 결정 시 3 내지 25 g/10분의 MFR을 갖는다.
바람직하게는, 선형 폴리프로필렌(L-PP)은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 190 mm/s 미만, 더 바람직하게는 100 내지 190 mm/s 미만, 가장 바람직하게는 120 내지 190 mm 미만의 v30 용융 신장성을 갖는다.
예를 들어, 선형 폴리프로필렌(L-PP)은 적어도 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 25.0 cN 미만의 F30 용융 강도, ISO 16790: 2005에 따라 결정 시 190 mm/s 미만의 v30 용융 신장성 및 230℃의 온도와 2.16 kg의 하중에서 ISO 1133에 따라 결정 시 3 내지 25 g/10분의 MFR을 갖는다. 바람직하게는, 선형 폴리프로필렌(L-PP)은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 적어도 25.0 cN 미만의 F30 용융 강도, ISO 16790:2005에 따라 결정 시 100 내지 190 mm/s 미만 범위의 v30 용융 신장성 및 온도 230℃ 및 하중 2.16 kg에서 ISO 1133에 따라 결정 시 3 내지 25 g/10분의 MFR을 갖는다. 더 바람직하게는, 선형 폴리프로필렌(L-PP)은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 적어도 25.0 cN 미만의 F30 용융 강도, ISO 16790:2005에 따라 결정 시 120 내지 190 mm/s 미만 범위의 v30 용융 신장성, 및 230℃의 온도 및 2.16 kg의 하중에서 ISO 1133에 따라 결정 시 3 내지 25 g/10분의 MFR을 갖는다.
일 구현예에서, 선형 폴리프로필렌(L-PP)은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 20.0 cN 미만의 F30 용융 강도 및 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 100 내지 190 mm/s 미만 범위의 v30 용융 신장성, 및 ISO 1133에 따라 결정 시 4 내지 20 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 더 바람직하게는 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 1.0 내지 20.0 cN 미만 범위의 F30 용융 강도, ISO 16790:2005에 따라 결정 시 120 내지 190 mm/s 미만 범위의 v30 용융 신장성 및 ISO 1133에 따라 결정 시 5 내지 15 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃)를 갖는다.
대안적으로, 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및 선형 폴리프로필렌(L-PP)을 포함하는 혼합물은 바람직하게는 하기 특성 중 적어도 하나를 갖는다:
a) 230℃의 온도와 2.16 kg의 하중에서 ISO 1133에 따라 결정 시 3 내지 25 g/10분의 MFR;
b) ISO 16790:2005에 따라 결정 시 25.0 cN 미만의 F30 용융 강도;
c) ISO 16790:2005에 따라 결정 시 100 mm/s 초과, 바람직하게는 100 초과 내지 290 mm/s 범위의 v30 용융 신장성.
일 구현예에서, 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및 선형 폴리프로필렌(L-PP)을 포함하는 혼합물은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 적어도 25.0 cN 미만의 F30 용융 강도 및/또는 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 100 mm/s 초과의 v30 용융 신장성을 가지며, 더욱 바람직하게는 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및 선형 폴리프로필렌(L-PP)을 포함하는 혼합물은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 적어도 25 cN 미만의 F30 용융 강도 및 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 100 mm/s 초과의 v30 용융 신장성을 갖고, 더욱 더 바람직하게는 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및 선형 폴리프로필렌(L-PP)을 포함하는 혼합물은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 적어도 25.0 cN 미만의 F30 용융 강도, ISO 16790:2005에 따라 결정 시 100 mm/s 초과의 v30 용융 신장성 및 온도 230℃, 하중 2.16 kg에서 ISO 1133에 따라 결정 시 3 내지 25 g/10분 범위의 MFR을 갖는다.
예를 들어, 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및 선형 폴리프로필렌(L-PP)을 포함하는 혼합물은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 20.0 cN 미만의 F30 용융 강도 및 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 100 mm/s 초과의 v30 용융 신장성, 및 ISO 1133에 따라 결정 시 4 내지 20 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃)를 갖고, 더 바람직하게는 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 1.0 내지 20.0 cN 미만의 F30 용융 강도, 및 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 100 초과 내지 290 mm/s 범위의 v30 용융 신장성, 및 ISO 1133에 따라 결정 시 5 내지 15 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃)를 갖는다.
재생 폴리프로필렌(R-PP) 폴리프로필렌(L-PP)은 재생 폴리프로필렌(Rec-PP)일 수 있고/있거나 선형 폴리프로필렌(L-PP)은 선형 폴리프로필렌(Lin-PP)일 수 있다.
선형 폴리프로필렌(Lin-PP)은 예를 들어 단일 부위 또는 지글러 나타 촉매를 사용하여 공지된 방식으로 생산할 수 있다. 선형 폴리프로필렌(Lin-PP)은 선형 프로필렌 동종중합체(Lin-H-PP) 또는 선형 프로필렌 랜덤 공중합체(Lin-Ran-PP)일 수 있다.
선형 프로필렌 랜덤 공중합체(Lin-Ran-PP)는 프로필렌과 공중합 가능한 단량체, 예를 들어 에틸렌 및/또는 C4 내지 C12 α-올레핀, 특히 에틸렌 및/또는 C4 내지 C10 α-올레핀, 예를 들어 1-부텐 및/또는 1-헥센과 같은 공단량체를 포함한다. 바람직하게는 선형 프로필렌 랜덤 공중합체(Lin-Ran-PP)는 에틸렌, 1-부텐 및 1-헥센으로 이루어진 군으로부터의 프로필렌과 공중합 가능한 단량체를 포함하며, 특히 이로 구성된다. 보다 구체적으로 선형 프로필렌 랜덤 공중합체(Lin-Ran-PP)는 - 프로필렌과는 별도로 - 에틸렌 및/또는 1-부텐으로부터 유도 가능한 단위를 포함한다. 바람직한 구현예에서, 선형 프로필렌 랜덤 공중합체(Lin-Ran-PP)는 에틸렌 및 프로필렌으로부터만 유도될 수 있는 단위로 구성된다.
선형 프로필렌 랜덤 공중합체(Lin-Ran-PP)의 공단량체 함량은 바람직하게는 0.2 초과 내지 10.0 몰% 범위, 보다 더 바람직하게는 0.5 초과 내지 7.0 몰% 범위이다.
바람직하게는, 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 폴리프로필렌(L-PP)은 적어도 50 중량%의 재생 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP), 더 바람직하게는 적어도 75 중량%의 재생 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP), 가장 바람직하게는 적어도 85 중량%의 재생 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)을 포함하는 재생 폴리프로필렌(Rec-PP)이다. 재생 폴리프로필렌(Rec-PP)의 나머지 부분은 예를 들어 컵 생산 등에 사용되는 커버층에서 기원할 수 있다.
핵형성제(NA)
폴리프로필렌 조성물(PC)은 하나 이상, 바람직하게는 하나의 핵형성제(들)를 추가로 포함한다.
일반적으로, 폴리프로필렌 조성물(PC)은 제조될 제품에 전형적으로 사용되고 당업자에게 공지된 임의의 핵형성제(들)를 포함할 수 있음이 이해된다.
예를 들어, 적합한 핵형성제는 인계 핵형성제, 예를 들어 하기 화학식 (I)로 표시된 모노-, 비스- 또는 테트라-페닐 포스페이트 또는 인산 에스테르 금속염의 군으로부터 선택되는 유기 알파-핵형성제를 포함하며:
Figure pct00001
상기 화학식 (I)에서, R1은 산소, 황 또는 1 내지 10개의 탄소 원자의 탄화수소기이며; R2 및 R3은 각각 수소 또는 탄화수소 또는 1 내지 10개의 탄소 원자의 탄화수소기이고; R2와 R3은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, R2 중 2개, R3 중 2개 또는 R2와 R3은 결합하여 고리를 형성할 수 있으며, M은 1가 내지 3가의 금속 원자이고; n은 1에서 3의 정수이며, m은 n > m인 경우 0 또는 1이다.
상기 화학식으로 표시된 알파 핵형성제의 바람직한 예는 하기를 포함한다:
소듐-2,2'-메틸렌-비스(4,6-디-tert.-부틸-페닐)포스페이트,
소듐-2,2'-에틸리덴-비스(4,6-디-tert.-부틸페닐)-포스페이트,
리튬-2,2'-메틸렌-비스(4,6-디-tert.-부틸페닐)포스페이트,
리튬-2,2'-에틸리덴-비스(4,6-디-tert.-부틸페닐)포스페이트,
소듐-2,2'-에틸리덴-비스(4-i-프로필-6-tert.-부틸페닐)포스페이트,
리튬-2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-tert.-부틸페닐)포스페이트,
리튬-2,2'-메틸렌-비스(4-에틸-6-tert.-부틸페닐)포스페이트,
칼슘-비스[2,2'-티오비스(4-메틸-6-tert.-부틸-페닐)-포스페이트],
칼슘-비스[2,2'-티오비스(4-에틸-6-tert.-부틸페닐)-포스페이트],
칼슘-비스[2,2'-티오비스(4,6-디-tert.-부틸페닐)포스페이트],
마그네슘-비스[2,2'-티오비스(4,6-디-tert.-부틸페닐)포스페이트],
마그네슘-비스[2,2'-티오비스(4-t-옥틸페닐)포스페이트],
소듐-2,2'-부틸리덴-비스(4,6-디메틸페닐)포스페이트,
소듐-2,2'-부틸리덴-비스(4,6-디-tert.-부틸-페닐)-포스페이트,
소듐-2,2'-t-옥틸메틸렌-비스(4,6-디메틸-페닐)-포스페이트,
소듐-2,2'-t-옥틸메틸렌-비스(4,6-디-tert.-부틸페닐)-포스페이트,
칼슘-비스[2,2'-메틸렌-비스(4,6-디-tert.-부틸페닐)-포스페이트],
마그네슘-비스[2,2'-메틸렌-비스(4,6-디-tert.-부틸페닐)-포스페이트],
바륨-비스[2,2'-메틸렌-비스(4,6-디-tert.-부틸페닐)-포스페이트],
소듐-2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-tert.-부틸페닐)-포스페이트,
소듐-2,2'-메틸렌-비스(4-에틸-6-tert.-부틸페닐)포스페이트,
소듐(4,4'-디메틸-5,6'-디-tert.-부틸-2,2'-비페닐)포스페이트,
칼슘-비스-[(4,4'-디메틸-6,6'-디-tert.-부틸-2,2'-비페닐)포스페이트],
소듐-2,2'-에틸리덴-비스(4-m-부틸-6-tert.-부틸-페닐)포스페이트,
소듐-2,2'-메틸렌-비스(4,6-디-메틸페닐)-포스페이트,
소듐-2,2'-메틸렌-비스(4,6-디-t-에틸-페닐)포스페이트,
포타슘-2,2'-에틸리덴-비스(4,6-디-tert.-부틸페닐)-포스페이트,
칼슘-비스[2,2'-에틸리덴-비스(4,6-디-tert.-부틸페닐)-포스페이트],
마그네슘-비스[2,2'-에틸리덴-비스(4,6-디-tert.-부틸페닐)-포스페이트],
바륨-비스[2,2'-에틸리덴-비스(4,6-디-tert.-부틸페닐)-포스페이트],
알루미늄-하이드록시-비스[2,2'-메틸렌-비스(4,6-디-tert.-부틸-페닐)포스페이트],
알루미늄-트리스[2,2'-에틸리덴-비스(4,6-디-tert.-부틸페닐)-포스페이트].
인계 핵형성제의 제2 군은 예를 들어 알루미늄-하이드록시-비스[2,4,8,10-테트라키스(1,1-디메틸에틸)-6-하이드록시-12H-디벤조-[d,g]-디옥사- 포쇼신-6-옥시다토] 및 Li-미리스테이트 또는 Li-스테아레이트와 이들의 배합물을 포함한다.
또한 선택적으로 치환된 디벤질리딘 소르비톨(예를 들어 1,3:2,4 디벤질리덴 소르비톨, 1,3:2,4 디(메틸벤질리덴) 소르비톨, 1,3:2,4 디(에틸벤질리덴) 소르비톨, 1,3:2,4 비스(3,4-디메틸벤질리덴) 소르비톨 등과 같은 소르비톨계 핵형성제) 또는 송진을 핵형성제로 사용할 수 있다.
추가로 적합한 알파-핵형성제는 비닐사이클로알칸 중합체 및 비닐알칸 중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체성 핵형성제이다. 이러한 중합체성 핵형성제를 사용한 핵형성은 촉매가 예를 들어 단량체, 예를 들어 비닐사이클로헥산(VCH)과 함께 예비중합되는 특수 반응기 기술에 의해 또는 프로필렌 중합체를 비닐(사이클로)알칸 중합체와 블렌딩함으로써 달성된다. 이러한 방법은 예를 들어 EP 0 316 187 A2 및 WO 99/24479에 더 자세히 설명되어 있고, 이의 개시내용은 본원에 참조로 포함된다.
본 발명의 폴리올레핀 조성물에 적합한 알파-핵형성제는 예를 들어 Macromolecules 2005, 38, 3688-3695에 기재된 바와 같은 추가의 핵형성제이고, 이의 개시내용은 본원에 참고로 포함된다.
ADK NA-11(메틸렌-비스(4,6-디-t-부틸페닐)포스페이트 나트륨 염) 및 ADK NA-21(알루미늄 하이드록시-비스[2,4,8,10-테트라키스(1,1-디메틸에틸)-6-하이드록시-12H-디벤조-[d,g]-디옥사-포스신-6-옥시다토])과 같은 핵형성제가 또한 적합하며, Asahi Denka Kokai로부터 상업적으로 입수 가능하다. Milliken & Company로부터 입수 가능한 Millad 3988(3,4-디메틸벤질리덴 소르비톨), Millad 3905 및 Millad 3940은 본 발명에서 사용될 수 있는 핵형성제의 다른 예이다.
본 발명의 조성물에 사용될 수 있는 추가로 상업적으로 입수 가능한 알파-핵형성제는 예를 들어 Ciba Specialty Chemicals로부터의 Irgaclear XT 386(N-[3,5-비스-(2,2-디메틸-프로피오닐아미노)-페닐]-2,2-디메틸프로피온아미드), Milliken & Company로부터의 Hyperform HPN-68L 및 Hyperform HPN-20E이다.
노니톨계 핵형성제, 예를 들어 1,2,3-트리데옥시-4,6:5,7-비스-O-((4-프로필페닐)메틸렌)노니톨(CAS-no. 882073-43-0, 예를 들어 Millad NX8000, 공급업체 Milliken)이 또한 적합하다.
추가의 적합한 핵형성제는 Clariant로부터 상표명 "Hydrocerol"로 입수 가능한 화학적 발포제이다.
탈크는 추가로 적합한 핵형성제이다.
탈크가 특히 바람직하다. 바람직한 구현예에서, 탈크는 폴리프로필렌 조성물(PC)에 존재하는 유일한 핵형성제이다.
핵형성제, 예를 들어 탈크의 입자 크기 d50은 1 μm 내지 30 μm, 바람직하게는 2 μm 내지 25 μm, 더 바람직하게는 5 μm 내지 20 μm, 가장 바람직하게는 5 μm 내지 15 μm이다.
첨가제 (A)
첨가제 (A)는 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP) 및 이의 적용의 기술 분야에서 유용한 첨가제일 수 있다. 이에, 본 발명의 폴리프로필렌 조성물에서 사용되고 따라서 첨가제 혼합물(AM)의 형태로 사용될 첨가제 (A)는 안정화제, 예컨대 항산화제(예를 들어 입체 힌더드(sterically hindered) 페놀, 포스파이트/포스포나이트, 황-함유 항산화제, 알킬 라디칼 스캐빈저, 방향족 아민, 힌더드 아민 안정화제, 또는 이들의 배합물), 금속 불활성화제(예를 들어 Irganox MD 1024), 또는 UV 안정화제(예를 들어 힌더드 아민 광 안정화제)를 포함하지만 이로 제한되지 않는다. 다른 전형적인 첨가제는 변형제, 예컨대 정전기 방지제 또는 김서림 방지제(antifogging agent)(예를 들어 에톡실화된 아민 및 아미드, 또는 글리세롤 에스테르), 산 스캐빈저, 점착제(cling agent)(예를 들어 폴리이소부텐), 윤활제 및 수지(이오노머 왁스, PE- 및 에틸렌 공중합체 왁스, 피셔-트롭쉬(Fischer-Tropsch) 왁스, 몬탄계(Montan-based) 왁스, 플루오로계(Fluoro-based) 화합물, 또는 파라핀 왁스), 뿐만 아니라 슬립제(slip agent) 및 안티블로킹제(antiblocking agent)(예를 들어 Ca-스테아레이트, 에루카마이드(erucamide), 올레아미드, 활석 천연 실리카 및 합성 실리카, 또는 제올라이트)이다. 바람직하게는 첨가제 (A)는 항산화제(예를 들어 입체 힌더드 페놀, 포스파이트/포스포나이트, 황-함유 항산화제, 알킬 라디칼 스캐빈저, 방향족 아민, 힌더드 아민 안정화제, 또는 이들의 배합물), 금속 불활성화제(예를 들어 Irganox MD 1024), UV 안정화제(예를 들어 힌더드 아민 광 안정화제), 정전기 방지제 또는 김서림 방지제(예를 들어 에톡실화된 아민 및 아미드, 또는 글리세롤 에스테르), 산 스캐빈저, 점착제(cling agent)(예를 들어 폴리이소부텐), 윤활제 및 수지(이오노머 왁스, PE- 및 에틸렌 공중합체 왁스, 피셔-트롭쉬 왁스, 몬탄계 왁스, 플루오로계 화합물, 또는 파라핀 왁스), 슬립제(예를 들어 Ca-스테아레이트), 안티블로킹제(예를 들어 에루카마이드, 올레아미드, 활석 천연 실리카 및 합성 실리카, 또는 제올라이트) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직한 첨가제는 슬립제, 예컨대 Ca-스테아레이트이다.
위에서 약술한 바와 같이, 첨가제 (A)는 핵형성제를 포함하지 않는다.
전형적으로 첨가제 (A)의 총 양은 폴리프로필렌 조성물의 총 중량을 기준으로, 15 중량% 이하, 더 바람직하게는 10 중량% 이하, 예컨대 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%, 더 바람직하게는 0.2 내지 1 중량%이다.
폴리프로필렌 조성물
폴리프로필렌 조성물은
- 10.0 내지 50.0 중량%, 바람직하게는 15.0 내지 40.0 중량%, 더 바람직하게는 20.0 내지 30.0 중량%의 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP);
- 40 내지 89.95 중량%, 바람직하게는 57.5 내지 84.95 중량%, 더 바람직하게는 69.0 내지 79.9 중량%의, 25.0 cN 초과의 F30 용융 강도 및 205 mm/s 초과의 v30 용융 신장성을 갖는 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)으로서, 상기 F30 용융 강도 및 v30 용융 신장성은 ISO 16790:2005에 따라 결정되는, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP); 및
- 0.05 내지 10 중량%, 바람직하게는 1.0 내지 8.0 중량%, 더욱 바람직하게는 4.0 내지 6.0 중량%, 예를 들어 5.0 내지 6.0 중량%의 핵형성제(NA)
를 포함한다.
달리 언급되지 않는 한, 모든 양은 폴리프로필렌 조성물의 총 중량을 기준으로 함을 이해해야 한다.
폴리프로필렌 조성물에 존재하는 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP)의 총량은 10.0 내지 50.0 중량%, 바람직하게는 15.0 내지 40.0 중량%, 더 바람직하게는 20.0 내지 30.0 중량%이다.
폴리프로필렌 조성물에 존재하는 25.0 cN 초과의 F30 용융 강도 및 205 mm/s 초과의 v30 용융 신장성을 갖는 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)의 총량은 40.0 내지 89.95 중량%, 바람직하게는 57.5 내지 84.95 중량%, 더 바람직하게는 69.0 내지 79.9 중량%이고, 상기 F30 용융 강도 및 v30 용융 신장성은 ISO 16790:2005에 따라 결정 시 에 따라 결정된다.
폴리프로필렌 조성물에 존재하는 핵형성제(NA)의 총량은 0.05 내지 10.0 중량%, 바람직하게는 1.0 내지 8.0 중량%, 더 바람직하게는 4.0 내지 6.0 중량%, 예를 들면, 5.0 내지 6.0 중량%이다.
바람직한 구현예에서, 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP), 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP) 외에도, 다른 중합체가 폴리프로필렌 조성물에 존재하는 중합성 물질의 총 중량을 기준으로 5 중량%를 초과하지 않는 총량, 더 바람직하게는 2 중량%를 초과하지 않는 총량, 더욱 더 바람직하게는 1 중량%를 초과하지 않는 총량으로만 존재한다.
위에서 언급한 바와 같이 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 본 발명의 폴리프로필렌 조성물의 주요 부분이다. 따라서, 최종 폴리프로필렌 조성물이 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)과 유사한 유동성 거동을 나타내는 것이 바람직하다.
따라서, 폴리프로필렌 조성물은 바람직하게는 25.0 cN 초과의 F30 용융 강도 및 205 mm/s 초과의 v30 용융 신장성을 갖고, 바람직하게는 25.0 초과 내지 50.0 cN의 F30 용융 강도 및 205 초과 내지 300 mm/s의 v30 용융 신장성을 가져서, 우수한 전단 담화 특성을 갖는 생성된 폴리프로필렌 조성물을 제공한다. F30 용융 강도 및 v30 용융 신장성은 ISO 16790:2005에 따라 결정된다.
바람직한 구현예에서, 폴리프로필렌 조성물은
(a) 25.0 초과 내지 45.0 cN, 바람직하게는 25.0 초과 내지 42.0 cN, 가장 바람직하게는 25.0 cN 초과 내지 40.0 cN의 F30 용융 강도; 및
(b) 210 초과 내지 300 mm/s, 더 바람직하게는 215 내지 290 mm/s, 더욱 더 바람직하게는 220 내지 270 mm/s, 가장 바람직하게는 225 내지 260 mm/s의 v30 용융 신장성
을 갖는다.
특히 바람직한 구현예에서, 폴리프로필렌 조성물은 25.0 초과 내지 45.0 cN의 F30 용융 강도 및 215 내지 290 mm/s의 v30 용융 신장성, 예컨대 25.0 초과 내지 42.0 cN의 F30 용융 강도 및 215 내지 290 mm/s의 v30 용융 신장성 또는 25.0 초과 내지 40.0 cN의 F30 용융 강도 및 220 내지 270 mm/s의 v30 용융 신장성 또는 25.0 초과 내지 40.0 cN의 F30 용융 강도 및 225 내지 260 mm/s의 v30 용융 신장성을 갖는다.
또한, 폴리프로필렌 조성물은 ISO 1133에 따라 결정 시 15.0 g/10분 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 15.0 g/10분, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 15.0 g/10분, 예컨대 1.5 내지 15.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃)를 갖는다.
특히 바람직한 구현예에서, 폴리프로필렌 조성물은 ISO 1133에 따라 결정 시 7.0 g/10분 이하, 바람직하게는 0.5 내지 7.0 g/10분 범위, 더 바람직하게는 0.5 내지 6.5 g/10분 범위, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 6.0 g/10분 범위, 보다 더 바람직하게는 1.0 내지 6.0 g/10분 범위, 예컨대 1.5 내지 5.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃)를 갖는다.
따라서 하나의 특정 구현예에서, 폴리프로필렌 조성물은
(a) 15.0 g/10분 이하, 더 바람직하게는 0.5 내지 15.0 g/10분 범위, 보다 더 바람직하게는 1.0 내지 15.0 g/10분 범위, 1.5 내지 15.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃);
(b) 25.0 초과 내지 45.0 cN, 바람직하게는 25.0 초과 내지 42.0 cN, 가장 바람직하게는 25.0 cN 초과 내지 40.0 cN의 F30 용융 강도; 및
(c) 210 초과 내지 300 mm/s, 더 바람직하게는 215 내지 290 mm/s, 더욱 더 바람직하게는 220 내지 270 mm/s, 가장 바람직하게는 225 내지 260 mm/s의 v30 용융 신장성
을 갖는다.
이 구현예의 특히 바람직한 변형에서, 폴리프로필렌 조성물은 ISO 1133에 따라 결정 시 7.0 g/10분 이하, 바람직하게는 0.5 내지 7.0 g/10분 범위, 더 바람직하게는 0.5 내지 6.5 g/10분 범위, 더욱 더 바람직하게는 0.5 내지 6.0 g/10분 범위, 보다 더 바람직하게는 1.0 내지 6.0 g/10분 범위, 예컨대 1.5 내지 10분 범위 5.0 g/10분의 용융 유속 MFR2(230℃)를 갖는다.
따라서 특정 구현예에서, 폴리프로필렌 조성물은 0.5 내지 15.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 25.0 초과 내지 45.0 cN의 F30 용융 강도 및 215 내지 290 mm/s의 v30 용융 신장성, 예컨대 1.0 내지 15.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 25.0 초과 내지 42.0 cN의 F30 용융 강도 및 215 내지 290 mm/s의 v30 용융 신장성 또는 1.0 내지 15.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 25.0 초과 내지 40.0 cN의 F30 용융 강도 및 220 내지 270 mm/s의 v30 용융 신장성 또는 1.0 내지 15.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃), 25.0 초과 내지 40.0 cN의 F30 용융 강도 및 225 내지 260 mm/s의 v30 용융 신장성을 갖는다.
이 구현예의 특히 바람직한 변형에서, 폴리프로필렌 조성물은 ISO 1133에 따라 결정 시 7.0 g/10분 이하, 바람직하게는 0.5 내지 7.0 g/10분 범위, 더 바람직하게는 0.5 내지 6.5 g/10분 범위, 더욱 더 바람직하게는 0.5 내지 6.0 g/10분 범위, 보다 더 바람직하게는 1.0 내지 6.0 g/10분 범위, 예컨대 1.5 내지 5.0 g/10분 또는 1.0 내지 5.0 g/10분 범위의 용융 유속 MFR2(230℃)를 갖는다.
발포 시트
본 발명은 또한 본 발명에 따른 폴리프로필렌 조성물로부터 형성된 발포 시트에 관한 것이다.
본 발명의 발포 시트는 바람직하게는 0.5 내지 10 mm의 두께 및/또는 150 내지 250 kg/m3, 가장 바람직하게는 175 내지 225 kg/m3의 밀도를 갖는다. 따라서, 일 구현예에서, 본 발명은 0.5 내지 10 mm의 두께 및/또는 100 내지 300 kg/m3, 더 바람직하게는 150 내지 250 kg/m3, 가장 바람직하게는 175 내지 225 kg/m3의 밀도를 갖는 발포 시트에 관한 것이다.
바람직하게는 두께는 0.5 내지 7.5 mm, 더 바람직하게는 0.5 내지 5.0 mm, 특히 바람직하게는 0.7 내지 2.5 mm, 예컨대 0.7 내지 1.1 mm이다.
발포 시트는 광학 현미경으로 결정된 셀 크기 직경이 100 내지 500 μm, 더 바람직하게는 125 내지 400 μm, 가장 바람직하게는 170 내지 320 μm이다.
발포 시트는 표면 거칠기가 더 특징이다. 일반적으로 표면 거칠기는 3.5 μm 미만, 바람직하게는 2.5 μm 미만, 가장 바람직하게는 1.5 μm 미만이다.
발포 시트는 바람직하게는 커버층(CL)에 의해 커버된다.
커버층(CL)은 바람직하게는 적어도 0.85 g/cm3의 밀도를 갖는다.
바람직하게는 커버층(CL)은 폴리프로필렌(CL-PP)을 바람직하게는 적어도 50 중량%, 더 바람직하게는 적어도 65 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 80 중량%의 양으로 포함한다.
커버층(CL)이 폴리프로필렌(CL-PP)을 포함하는 경우, 폴리프로필렌(CL-PP)은 바람직하게는 230℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 하에 ISO 1133에 따라 결정 시 10 내지 26 g/10분의 MFR2를 갖는다.
커버층은 50 중량% 이하, 바람직하게는 35 중량% 이하, 가장 바람직하게는 20 중량% 이하의 하나 이상의 충전제(들)를 포함할 수 있다. 충전제라는 용어는 폴리올레핀 조성물에 균일하게 혼입될 수 있는 임의의 광물성 충전제 또는 비광물성 충전제를 포함하는 것을 의미한다. 하나 이상의 충전제(들)는 바람직하게는 무기 충전제, 예를 들어 유리 섬유, 탈크, 탄소 섬유, 초크, 점토, 부싯돌, 금속 탄카르보네이트, 운모, 카올린, 규회석, 장석 및 중정석에서 선택된다.
폴리프로필렌(CL-PP)은 바람직하게는 폴리프로필렌의 캐스트 필름, 폴리프로필렌의 인플레이션 필름 및 이축 연신 폴리프로필렌(BOPP) 필름으로 이루어진 군에서 선택된다. 더 바람직하게는 폴리프로필렌(CL-PP)은 이축 배향 폴리프로필렌(BOPP) 필름이다.
커버층(CL)의 두께는 바람직하게는 100 μm를 초과하지 않으며, 더 바람직하게는 5 내지 40 μm, 가장 바람직하게는 10 내지 30 μm이다.
커버층은 본 발명의 발포 시트에 직접 인접할 수 있다.
본 발명의 발포 시트와 커버층(CL) 사이에는 접착층(AL)이 존재할 수 있다.
이러한 접착층(AL)이 존재하는 경우, 접착층(AL)은 바람직하게는 PE:PP 중량비가 5:95 내지 95:5, 바람직하게는 5:95 내지 50:50, 더 바람직하게는 5:95 내지 30:70, 가장 바람직하게는 10:90 내지 20:80인 폴리에틸렌-폴리프로필렌 배합물(PE-PP)을 포함한다.
접착층(AL)의 두께는 존재하는 경우 일반적으로 커버층(CL)보다 두껍다.
접착층(AL)의 두께는 존재한다면 바람직하게는 120 μm 이하, 더 바람직하게는 20 내지 80 μm, 더욱 바람직하게는 30 내지 70 μm, 가장 바람직하게는 40 내지 60 μm이다.
그러나 바람직하게는 발포 시트와 커버층(CL)이 직접 인접한다. 따라서, 본 발명의 발포 시트와 커버층(CL) 사이에는 접착층(AL)이 존재하지 않는다.
보다 바람직하게는, 발포 시트 및 커버층 외에 추가 층이 존재하지 않는다.
물품
더욱이, 본 발명은 발포 시트를 포함하는, 바람직하게는 본 발명에 따른 커버층(CL)에 의해 커버된 발포 시트를 포함하는 물품에 관한 것이다.
물품은 용기, 예를 들어 병, 컵, 캔, 캐니스터, 사발 또는 쟁반; 슬리브, 예를 들어 용기용 슬리브; 마개, 예를 들어 용기용 마개; 필름; 블랭크; 패드; 캐리어; 튜브; 기재(substrate); 파이프; 그릇(vessel); 패널, 예를 들어 건축 패널; 라이너, 예를 들어 트럭 라이너; 테이프; 롤 또는 프로파일일 수 있다.
물품은 바람직하게는 용기이다.
용기는 바람직하게는 본 발명에 따른 커버층(CL)에 의해 커버된 발포 시트를 포함하고, 이에 따라 커버층(CL)은 용기의 내부에 위치한다. 내부는 유체가 있는 면(side)이다.
용기는 예를 들어 병, 컵, 캔, 캐니스터, 사발 또는 쟁반일 수 있다.
특히 바람직한 구현예에서, 용기는 컵이고, 바람직하게는 컵의 본체는 본 발명의 발포 시트를 포함하고, 더 바람직하게는 이로 구성된다. 바람직하게는 컵의 본체는 내부에 커버층(CL)을 갖는다.
본 발명의 발포 시트를 컵 본체로 사용함으로써 예를 들어 찬 음료 및 따뜻한 음료의 경우 우수한 절연 특성이 수득된다. 더욱이, 커버층이 컵 내부에 위치하여 컵 내부의 액체로부터 발포 시트의 기공을 밀봉하므로 컵으로의 액체 흡수가 최소화된다. 통상 컵에서 커버층은 적절한 인쇄성을 보장하기 위해 컵의 외부에 위치한다. 그러나, 본 발명에 따른 발포 시트는 그 자체로 양호한 인쇄성을 가지므로 외부에 특정 층이 필요하지 않다.
방법
이미 상술한 바와 같이, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)은 폴리프로필렌(PP), 바람직하게는 선형 폴리프로필렌(l-PP)을 사용하여 제조된다. 이 방법은 폴리프로필렌(PP)이 열분해 자유 라디칼 형성제 및 선택적으로 이작용성 불포화 단량체(들) 및/또는 다작용성 불포화 저분자량 중합체(들)와 반응하여, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)을 얻는 적어도 단계 (a)를 포함한다.
본 발명은 또한 하기 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다:
a) 폴리프로필렌 조성물을 제조하는 단계로서, 상기 폴리프로필렌 조성물은
- 10.0 내지 50.0 중량%, 바람직하게는 15.0 내지 40.0 중량%, 더 바람직하게는 20.0 내지 30.0 중량%의 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP);
- 40 내지 89.95 중량%, 바람직하게는 57.5 내지 84.95 중량%, 더 바람직하게는 69.0 내지 79.9 중량%의, 25.0 cN 초과의 F30 용융 강도 및 205 mm/s 초과의 v30 용융 신장성을 갖는 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)으로서, 상기 F30 용융 강도 및 v30 용융 신장성은 ISO 16790:2005에 따라 결정되는, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP); 및
- 0.05 내지 10 중량%, 바람직하게는 1.0 내지 8.0 중량%, 더 바람직하게는 4.0 내지 6.0 중량%, 예를 들면, 5.0 내지 6.0 중량%의 핵형성제(NA)
를 포함하고,
이로써 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP), 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP) 및 핵형성제(NA)는 혼합 장치에서 동시에 또는 연속적으로 조합되고 혼합되는, 단계.
단계 a)에서 폴리프로필렌 조성물에 존재하는 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP)의 총량은 10.0 내지 50.0 중량%, 바람직하게는 15.0 내지 40.0 중량%, 더 바람직하게는 20.0 내지 30.0 중량%이다.
단계 a)에서 폴리프로필렌 조성물에 존재하는 25.0 cN 초과의 F30 용융 강도 및 205 mm/s 초과의 v30 용융 신장성을 갖는 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)의 총량은 40.0 내지 89.95 중량%, 바람직하게는 57.5 내지 84.95 중량%, 더 바람직하게는 69.0 내지 79.9 중량%이고, 상기 F30 용융 강도 및 v30 용융 신장성은 ISO 16790:2005에 따라 결정된다.
단계 a)에서 폴리프로필렌 조성물에 존재하는 핵형성제(NA)의 총량은 0.05 내지 10.0 중량%, 바람직하게는 1.0 내지 8.0 중량%, 더 바람직하게는 4.0 내지 6.0 중량%, 예를 들면, 5.0 내지 6.0 중량%이다.
본원에 정의된 추가 첨가제 (A)는 선택적으로 단계 a)에 존재할 수 있다.
방법은 바람직하게는 단계 a) 이후에 하기 단계 b)를 추가로 포함한다:
b) 단계 a)에서 얻은 폴리프로필렌 조성물을 발포시키는 단계를 포함하는 발포 물품을 형성하는 단계로서, 바람직하게는 발포 물품은 발포 시트인, 단계.
보다 바람직하게는, 상기 방법은 단계 b) 이후에 하기 단계 c)를 추가로 포함한다:
c) 단계 b) 후에 얻어진 발포 물품, 바람직하게는 발포 시트로부터 컵을 형성하는 단계.
바람직하게는, 재생 폴리프로필렌(R-PP) 폴리프로필렌(L-PP)은 재생 폴리프로필렌(Rec-PP)이고, 방법은 단계 c)가 존재한다면 이 단계 이후에 또는 단계 b) 이후에 하기 단계 d)를 추가로 포함한다:
d) 단계 b) 이후에 존재하는 중합체를 사용하여 재생 폴리프로필렌(Rec-PP)을 형성하는 단계.
바람직하게는, 프로필렌 조성물의 제조를 위해 압출기가 사용되며, 더 바람직하게는 압출기는 작동 방향에서 피드 스로트(FT: feed-throat), 제1 혼합 구역(MZ1), 선택적으로 제2 혼합 구역(MZ2) 및 다이(D)를 포함한다. 바람직하게는 압출기는 이축 압출기와 같은 스크류 압출기이다. 따라서 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP), 핵형성제(NA), 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP), 및 선택적으로 존재한다면 핵형성제(NA)와 상이한 첨가제 (A)는 피드 스로트(FT)를 통해 바람직하게는 공급기를 사용하여 압출기로 공급되고 후속하여 제1 혼합 구역(MZ1)을 통해 다운스트림으로 전달된다. 바람직하게는 상기 제1 혼합 영역(MZ1)에서의 전단 응력은, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)이 용융되어 핵형성제(NA), 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP), 및 존재한다면 핵형성제(NA)와 상이한 선택적인 첨가제 (A)와 혼합되도록 하는 정도이다.
제1 혼합 구역(MZ1) 이후, 얻어진 생성물은 존재하는 경우 제2 혼합 구역(MZ2)을 통해 다운스트림으로 통과된다. 최종적으로 폴리프로필렌 조성물은 다이(D)를 통해 방출된다.
제2 혼합 구역이 존재하는 경우, 제1 혼합 구역(MZ1)은 제2 혼합 구역(MZ2)보다 길다. 바람직하게는 제1 혼합 구역(MZ1) 대 제2 혼합 구역(MZ2) 사이의 길이 비[mm(MZ1)/mm(MZ2)]는 적어도 2/1, 더 바람직하게는 3/1, 더욱 더 바람직하게는 2/1 내지 15/1, 더욱 바람직하게는 3/1 내지 10/1이다.
고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)의 제조 및 후속 단계 a)를 위해 동일한 압출기를 사용하는 것도 가능하다.
상기 약술된 바와 같이, 방법은 바람직하게는 단계 a) 이후에 하기 단계 b)를 추가로 포함한다:
b) 단계 a)에서 얻은 폴리프로필렌 조성물을 발포시키는 단계를 포함하는 발포 물품을 형성하는 단계.
발포 공정은 당업계에 알려져 있다. 이러한 공정에서, 가스 또는 액체 발포제, 예컨대 부탄, 부탄과 프로판의 혼합물, HFC 또는 CO2를 포함하는 본 발명의 폴리프로필렌 조성물의 용융물은 압력 강하를 통해 급작스럽게 팽창된다.
바람직하게는 액체 발포제, 예를 들어 부탄 또는 부탄과 프로판의 혼합물이 사용된다.
연속 발포 공정뿐만 아니라 불연속 발포 공정이 적용될 수 있다. 연속 발포 공정에서, 폴리프로필렌 조성물은 압력 강하가 발포체의 형성을 야기하는 다이를 통해 압출되기 전에 전형적으로 20 bar 초과의 압력 하에 압출기에서 가스와 함께 용융되고 적재된다. 발포체 압출에서 폴리프로필렌 발포 메커니즘은 예를 들어 H. E. Naguib, C. B. Park, N. Reichelt, Fundamental foaming mechanisms governing the volume expansion of extruded polypropylene foams, Journal of Applied Polymer Science, 91, 2661-2668 (2004)에 기재되어 있다. 발포 공정은 S. T. Lee, Foam Extrusion, Technomic Publishing(2000)에 요약되어 있다. 불연속 발포 공정에서, 폴리프로필렌 조성물(마이크로-) 펠렛은 압력 하에 발포제와 함께 적재되고 고압멸균기의 압력이 갑자기 완화되기 전에 용융 온도 미만으로 가열된다. 용해된 발포제는 기포를 형성하고 발포 구조를 생성한다. 불연속적으로 발포된 비드의 제조는 예를 들어 DE 3 539 352에 기재되어 있다.
발포제의 양은 통상 중합체 조성물 및 발포제의 총 중량을 기준으로 10 중량% 미만이며, 바람직하게는 중합체 조성물 및 발포제의 총 중량을 기준으로 5 중량% 미만이다.
바람직한 발포제는 부탄 및 부탄과 프로판의 혼합물이다.
상술한 바와 같이, 바람직하게는 발포 시트가 형성된다. 발포 시트를 형성하는 방법은 일반적으로 당업계에 공지되어 있고 특히 TWM 463649에 기술되어 있으며, 이는 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. 바람직하게는 TWM 463649에 기재된 방법 및 장치를 사용하여 본 발명에 따른 발포 시트를 제조한다.
본 발명에 따른 것과 같은 용기, 예를 들어 병, 컵, 캔, 캐니스터, 사발 또는 쟁반; 슬리브, 예를 들어 용기용 슬리브; 마개, 예를 들어 용기용 마개; 필름; 블랭크; 패드; 캐리어; 튜브; 기재; 파이프; 그릇; 패널, 예를 들어 건축 패널; 라이너, 예를 들어 트럭 라이너; 테이프; 롤 또는 프로파일 용기일 수 있는 물품은 롤 또는 프로파일 용기는 당업계에서 통상적인 절차를 사용하여 제조된다.
용도
본 발명은 또한 하기 관계식 (I)을 충족시키는 발포 시트를 제조하기 위한 본 발명에 따른 폴리프로필렌 조성물의 용도에 관한 것이며:
굽힘 저항(MD)/굽힘 저항(CD) ≤ 1.2 (I)
상기 관계식 (I)에서,
굽힘 저항(MD)은 SCAN P29:95에 따라 결정 시 기계 방향에서의 굽힘 저항, mN이고;
굽힘 저항(CD)은 SCAN P29:95에 따라 결정 시 가로 방향 굽힘 저항, mN이다.
본 발명은 또한 하기 관계식 (II)를 충족시키는 발포 시트를 제조하기 위한 본 발명에 따른 폴리프로필렌 조성물의 용도에 관한 것이며:
100℃에서의 열 전도율 /20℃에서의 열 전도율 ≤ 1.5 (II)
상기 관계식 (II)에서,
100℃에서의 열 전도율은 ISO 1856:2000에 따라 결정 시 100℃에서의 발포 시트의 열 전도율, m·K이고;
20℃에서의 열 전도율은 ISO 1856:2000에 따라 결정 시 20℃에서의 발포 시트의 열 전도율, m·K이다.
바람직하게는, 본 발명은 상기 약술된 관계 (I) 및 (II)를 충족시키는 발포 시트를 제조하기 위한 본 발명에 따른 폴리프로필렌 조성물의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 폴리프로필렌 조성물, 발포 시트, 물품 및 방법의 바람직한 특징은 또한 본 발명에 따른 용도에 대한 바람직한 특징이다.
실시예
A. 측정 방법
용어 및 결정 방법의 하기 정의는 달리 정의되지 않는 한 본 발명의 상기 일반적인 설명 및 하기 구현예에 적용된다.
MFR
폴리프로필렌의 MFR은 2.16 kg의 하중과 230℃의 온도에서 ISO 1133에 따라 결정되었다.
중합체의 밀도
밀도는 ISO 1183-1 - 방법 A(2004)에 따라 측정되었다. 샘플 제조를 ISO 1872-2:2007에 따라 압축 성형에 의해 수행한다.
폴리프로필렌의 공단량체 함량
공단량체 함량은 당업계에 잘 알려진 방식으로 정량적 13C 핵자기 공명(NMR) 분광법을 통해 보정된 기본 할당 후 정량적 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR)에 의해 결정된다. 박막은 250 μm의 두께로 압착되고 전송 모드에서 스펙트럼이 기록된다.
구체적으로, 폴리프로필렌-코-에틸렌 공중합체의 에틸렌 함량은 720-722 및 730-733 cm-1에서 발견되는 정량적 밴드의 베이스라인 보정된 피크 면적을 사용하여 결정된다. 프로필렌-1-부텐-공중합체를 767 cm-1에서 평가하였다. 필름 두께를 기준으로 정량적 결과를 얻었다.
용융 온도(T m ) 및 융합열(H f ), 결정화 온도(T c ) 및 결정화 열(H c ): 용융 온도 Tm 및 결정화 온도 Tc는 5 내지 10 mg 샘플 상에서 ISO 11357/3에 따라 TA Instruments Q2000 시차 주사 열량 측정 장치(DSC)로 측정되었다. 결정화 및 용융 온도는 30℃ 내지 225℃에서 10℃/분의 스캔 속도로 가열/냉각/가열 사이클에서 얻어졌다. 용융 및 결정화 온도는 각각 냉각 사이클 및 제2 가열 사이클에서 흡열 및 발열의 피크로 취하였다.
MFR 2 (230℃)는 ISO 1133(230℃, 2.16 kg 하중)에 따라 측정된다.
F 30 용융 강도 및 v 30 용융 신장성
본원에 기재된 테스트는 ISO 16790:2005를 따른다.
변형 경화(strain hardening) 거동을 물품 "Rheotens-Mastercurves and Drawability of Polymer Melts", M. H. Wagner, Polymer Engineering and Sience, Vol. 36, 925 내지 935쪽에 기재된 방법에 의해 결정한다. 문서의 내용은 참조로서 포함된다. 중합체의 변형 경화 거동을 레오텐스(Rheotens) 장비(Gottfert의 제품, Siemensstr.2, 74711 Buchen, Germany)에 의해 분석하여, 여기서 용융물 스트랜드를 정의된 가속으로 연신함으로써 신장시킨다.
레오텐스 실험은 산업적인 방사 및 압출 공정을 시뮬레이션한다. 원칙적으로, 용융물을 둥근 다이를 통해 압박하거나 압출시키고, 생성된 스트랜드를 끌어당긴다. 압출물의 응력을 용융 특성 및 측정 파라미터의 함수로 기록한다(특히 출력과 운반 속도 사이의 비율, 실질적으로 신장성에 대한 척도). 아래에 제시된 결과를 위해, 물질을 실험실 압출기 HAAKE Polylab 시스템과 원통형 다이(L/D = 6.0/2.0 mm)가 있는 기어 펌프로 압출하였다. 기어 펌프를 5 mm/s의 스트랜드 압출 속도로 사전 조정하고 용융 온도를 200℃로 설정하였다. 다이와 레오텐스 휠 사이의 스핀라인 길이는 80 mm였다. 실험 초기에 레오텐스 휠의 권취 속도를 압출된 폴리머 스트랜드의 속도로 조정하였다(인장력 0): 그런 다음 중합체 필라멘트가 끊어질 때까지 레오텐스 휠의 권취 속도를 천천히 증가시켜 실험을 시작하였다. 휠의 가속도는 준정상 조건 하에 인장력을 측정할 수 있을 만큼 충분히 작았다. 인발되는 용융물 스트랜드의 가속도는 120 mm/sec2이다. 레오텐스를 PC 프로그램 EXTENS와 함께 작동시켰다. 이는 인장력 및 인발 속도의 측정 데이터를 표시 및 저장하는 실시간 데이터 획득 프로그램이다. 레오텐스 곡선의 끝점(힘 대 풀리(pulley) 회전 속도)은 F30 용융 강도 및 인발성 값으로 간주된다.
젤 함량
중합체(mp) 약 2 g을 칭량하고 칭량(mp+m)되는 금속 메쉬에 넣는다. 메쉬의 중합체는 자일렌을 비등하는 속슬렛 장치에서 5시간 동안 추출된다. 그런 다음 용리액을 신선한 자일렌으로 교체하고 1시간 더 계속 비등시킨다. 이어서, 메쉬를 건조시키고 다시 중량을 잰다(mXHU+m). 공식 mXHU+m - mm = mXHU로 얻은 자일렌 고온 불용성 물질의 질량(mXHU)을 중합체의 중량(mp)과 관련시켜 자일렌 불용성 물질 mXHU/mp의 비율을 구한다.
중합체의 입자 크기/입자 크기 분포
중합체 샘플에 대해 그라데이션 테스트를 수행하였다. 체 분석에는 하기 크기를 갖는 와이어 메쉬 스크린과 함께 체의 네스티드(nested) 컬럼을 수반하였다: >20 μm, >32 μm, >63 μm, >100 μm, >125 μm, >160 μm, >200 μm, >250 μm, > 315μm, > 400 μm, >500 μm, >710 μm, >1 mm, >1.4 mm, >2 mm, >2.8 mm. 샘플을 가장 큰 스크린 개구부가 있는 상단 체에 부었다. 컬럼의 각 하단 체에는 위의 체보다 작은 개구부가 있다(위에 표시된 크기 참조). 베이스에는 수신기(receiver)가 있다. 컬럼을 기계식 진탕기에 넣었다. 진탕기가 컬럼을 흔들었다. 진탕이 완료된 후 각 체에 있는 물질의 무게를 재었다. 그런 다음 각 체의 샘플 중량을 총 중량으로 나누어 각 체에 남아 있는 백분율을 제공하였다.
핵형성제의 입자 크기
중앙 입자 크기 d50은 Sedigraph 5100(Micromeritics Corporation)을 사용하여 ISO 13317-3에 따라 중력 액체 침강에 의해 결정된 입자 크기 분포[질량 백분율]로부터 계산된다.
발포체의 밀도
이를 스위스 PRECISA Gravimetrics AG, Switzerland의 분석 및 반미세 정밀 저울, 비중 저울(XS225A)을 사용하여 측정하였다; 테스트 방법: 아르키메데스의 적용은 샘플의 밀도를 자동으로 계산한다.
발포체의 셀 크기 직경
발포체의 셀 크기 직경은 Tawain CBS 입체 현미경의 광학 광학 현미경을 사용하여 측정하였다.
사용된 테스트 방법은 하기와 같다:
1. 가로 방향(CD)과 기계 방향(MD)을 따라 발포 물질 스트립을 절단한다.
2. 발포 물질을 납작한 클램프로 잡고, 면도날을 사용하여 미세한 면도를 한다.
3. 현미경을 100배로 초점을 맞추고, 발포 물질에 대한 조명을 조정한다.
4. CD 및 MD 방향에서 각 고유 셀의 길이 및 너비 측정을 수행하고 값을 기록한다.
5. 측정된 고유 셀의 수를 세고 값을 기록한다.
6. CD 및 MD 방향에서 각 고유 셀의 전체 길이에 대한 3-4개의 접선에 걸쳐 셀 벽 두께 측정을 수행하고 값을 기록한다.
7. 제1 측정된 셀 군의 하단에서 시작하여 셀 군의 중간, 셀 군의 상단까지 3번의 전체 스트립 두께 측정을 수행한다.
8. 가장 낮은 완전 셀에서 가장 높은 완전 셀까지 전체 길이 측정을 수행한다.
9. 가장 위의 불완전 셀의 하단이 스크린 하단에 닿도록 현미경 시야를 이동시킨다.
10. 스트립의 약 0.200" 내지 0.800"가 측정될 때까지 각각의 새로운 고유 셀에서 4 내지 9 단계를 반복한다. 전체 길이와 셀 조성물이 겹치지 않는지 확인한다. 제1 측정 이후의 각 전체 길이 측정은 이전 가장 높은 완전 셀의 상단에서 현재 가장 높은 완전 셀의 상단까지 측정된다.
발포체의 표면 거칠기
이는 일본 소재의 Mitutoyo의 휴대용 표면 거칠기 시험기인 모델 SJ-310을 사용하여 측정되었다. 표면 거칠기 테스터(프로파일로미터라고도 함)는 접촉 표면 거칠기 테스터이다. 거칠기 측정은 완전히 자동화되어 포함된 소프트웨어를 통해 실행된다.
굽힘 저항
스칸디나비아 펄프, 종이 및 보드 테스트 위원회에서 발행한 SCAN P29:95 방법에 따라 기계 방향 및 가로 방향의 굽힘 저항을 결정하였다.
열 전도율
20℃ 및 100℃에서 발포 시트의 열 전도율은 ISO 1856:2000에 따라 결정되었다.
본 발명의 실시예 1(IE1)
발포 시트의 제조
1. 750 kg의 DaployTM WB140HMS(ISO 1133에 따라 측정 시 2.1 g/10분의 MFR2(230℃); ISO 16790:2005에 따라 결정 시 36 cN의 F30 용융 강도, ISO 16790:2005에 따라 결정 시 230 mm/s의 v30 용융 신장성, Borealis AG(HMS-PP)), 본 방법으로 수행된 이전 생산 공정에서 제조된 발포 시트 및 2 kg의 탈크를 재생시킴으로써 얻어진 248 kg의 재생 폴리프로필렌(ISO 1133에 따라 결정 시 5.8 g/10분의 MFR2(230℃), ISO 16790:2005에 따라 결정 시 16.9 cN의 F30 용융 강도; ISO 16790:2005에 따라 결정 시 270 mm/s의 v30 용융 신장성)를 건조 블렌딩하는 단계;
2. 제1 단계에서 얻은 배합물을 Pitac Taiwan의 제1 싱글 스크류 압출기(스크류 직경 90 mm; L/D 비율 26)에 공급하는 단계. 압출기는 중합체를 용융시키기 위해 200℃(5개의 가열 구역: 150℃; 200℃; 200℃; 200℃; 200℃)의 온도에서 작동되고;
3. 배합물의 총 중량을 기준으로 3 중량%의 액체 부탄(발포제)을 제1 싱글 스크류 압출기의 마지막 섹션에 주입하여, 용융 배합물을 얻는 단계;
4. 용융 배합물을 Pitac Taiwan의 제2 싱글 스크류 압출기(스크류 직경 120 mm; L/D 비율 34)에 통과시켜, 용융 혼합물을 제2 싱글 스크류 압출기의 끝에서 160℃로 냉각시키는 단계;
5. 상기 제4 단계의 용융 배합물을 상기 제2 압출기 끝에 위치한 압출 다이에 통과시키고; 압출기에서 나올 때 용융 배합물은 갑작스런 압력 강하에 의해 대기압으로의 압력 강하에 노출되면 용융 배합물의 발포제가 팽창하여 발포를 달성하여 발포 구조물을 생성하고; 이어서 발포 구조물은 100℃ 미만의 온도로 냉각 드럼에서 냉각되어, 밀도 200 kg/m3 및 두께 0.8 mm의 발포 시트를 얻는 단계;
6. 이후 발포 시트와 20 μm 두께의 BOPP 필름을 YC Group Taiwan의 인라인 압출 라미네이팅 장치에 통과시켜, 발포 시트를 BOPP 필름에 라미네이팅함으로써 2층 시트를 얻는 단계.
본 발명의 실시예 2(IE2)
단계 5에서 발포 시트의 두께가 1.0 mm인 것을 제외하고는 본 발명의 실시예 1의 과정을 반복하였다.
비교예 1(CE1)
Stora Enso의 Cupforma NaturaTM PE(표준 LDPE 라미네이트 상자 컵)
본 발명의 실시예 IE1 및 IE2, 뿐만 아니라 비교예 CE1의 결과는 하기 표 1에 제시되어 있다.
표 1: 본 발명의 실시예 및 비교예의 결과
IE1 IE2 CE1
시트 두께 mm 0.8 1.0 0.4
발포체 밀도 kg/m3 200 200 -
시트 평량 g/m2 230 260 275
LDPE 코팅의 두께 μm - - 10
BOPP 코팅의 두께 μm 25 25 -
기계 방향 (MD) mN 200 270 290
가로 방향 (CD) mN 190 340 130
표면 거칠기 발포체 면 μm 4.7 4.3 n.m
표면 거칠기 BOPP 면 μm 1.2 1.63 n.m
20℃에서의 열 전도율 W/(m·K) 0.032 0.036 0.072
100℃에서의 열 전도율 W/(m·K) 0.036 0.036 0.122
상기에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 조성물은 기계 방향 및 가로 방향에서 균형 잡힌 굽힘 저항을 갖는 발포 시트로 이어져 블랭크가 모든 방향에서 사용될 수 있으므로 단순화된 컵 생산을 가능하게 한다. 또한 발포 시트는 온도에 영향을 받지 않는 우수한 단열 특성을 갖고 있다.
제조된 시트는 컵 테두리를 형성하기 위해 열선을 변형한 표준 종이컵 기계(Eagle 1000S ACE Pack Korea)를 사용하여 절단한 후 컵 생산에 사용하였다.

Claims (15)

  1. 폴리프로필렌 조성물로서,
    - 10 내지 50 중량%의 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP);
    - 40 내지 89.95 중량%의, 25.0 cN 초과의 F30 용융 강도 및 205 mm/s 초과의 v30 용융 신장성(melt extensibility)을 갖는 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)으로서, 상기 F30 용융 강도 및 v30 용융 신장성은 ISO 16790:2005에 따라 결정되는, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP); 및
    - 0.05 내지 10 중량%의 핵형성제(NA)
    를 포함하는, 폴리프로필렌 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP)은 하기 특성:
    a) 230℃의 온도 및 2.16 kg의 하중(load) 하에 ISO 1133에 따라 결정 시 3 내지 25 g/10분의 MFR;
    b) ISO 16790:2005에 따라 결정 시 25.0 cN 미만의 F30 용융 강도
    중 적어도 하나를 갖는, 폴리프로필렌 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 재생 폴리프로필렌(R-PP)은 적어도 50 중량%의 재생 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)을 포함하는 재생 폴리프로필렌(Rec-PP)인, 폴리프로필렌 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핵형성제(NA)는 탈크(talc)인, 폴리프로필렌 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 폴리프로필렌 조성물로부터 형성된, 발포 시트.
  6. 제5항에 있어서,
    0.5 내지 10 mm의 두께 및/또는 150 내지 250 kg/m3의 밀도를 갖는, 발포 시트.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 발포 시트는 커버층(CL)에 의해 커버되는, 발포 시트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 발포 시트 및 상기 커버층(CL)은 직접 인접해 있는, 발포 시트.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 발포 시트를 포함하는, 물품.
  10. a) 폴리프로필렌 조성물을 제조하는 단계로서, 상기 폴리프로필렌 조성물은
    - 10 내지 50 중량%의 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP);
    - 40 내지 89.95 중량%의, 25.0 cN 초과의 F30 용융 강도 및 205 mm/s 초과의 v30 용융 신장성을 갖는 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP)으로서, 상기 F30 용융 강도 및 v30 용융 신장성은 ISO 16790:2005에 따라 결정되는, 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP); 및
    - 0.05 내지 10 중량%의 핵형성제(NA)
    를 포함하고,
    이로써 재생 폴리프로필렌(R-PP) 및/또는 선형 폴리프로필렌(L-PP), 고 용융 강도 폴리프로필렌(HMS-PP) 및 핵형성제(NA)는 혼합 장치에서 동시에 또는 연속적으로 조합되고 혼합되는, 단계
    를 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    a) 단계 이후에,
    b) 단계 a)에서 얻은 폴리프로필렌 조성물을 발포시키는 단계를 포함하는 발포 물품을 형성하는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    b) 단계 이후에,
    c) 단계 b) 후에 얻은 발포 물품으로부터 컵을 형성하는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 재생 폴리프로필렌(R-PP)은 재생 폴리프로필렌(Rec-PP)이고,
    단계 c)가 존재하는 경우에는 단계 c), 또는 단계 b) 이후에,
    d) 단계 b) 이후에 존재하는 중합체를 사용하여 재생 폴리프로필렌(Rec-PP)을 형성하는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 폴리프로필렌 조성물의 용도로서,
    하기 관계식 (I)을 충족시키는 발포 시트를 제조하기 위한 것이고:
    굽힘 저항(MD)/굽힘 저항(CD) ≤ 1.2 (I)
    여기서,
    굽힘 저항(MD)은 SCAN P29:95에 따라 결정 시 기계 방향에서의 굽힘 저항, mN이고;
    굽힘 저항(CD)은 SCAN P29:95에 따라 결정 시 가로 방향 굽힘 저항, mN인, 용도.
  15. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 폴리프로필렌 조성물의 용도로서,
    하기 관계식 (II)을 충족시키는 발포 시트를 제조하기 위한 것이고:
    100℃에서의 열 전도율 /20℃에서의 열 전도율 ≤ 1.5 (II)
    여기서,
    100℃에서의 열 전도율은 ISO 1856:2000에 따라 결정 시 100℃에서의 발포 시트의 열 전도율, m·K이고;
    20℃에서의 열 전도율은 ISO 1856:2000에 따라 결정 시 20℃에서의 발포 시트의 열 전도율, m·K인, 용도.
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