KR101805949B1 - 폴리올레핀계 수지 조성물 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 높은 인장 탄성률 및 낮은 선팽창률을 갖는 성형품을 얻을 수 있는 폴리올레핀계 수지 조성물을 제공한다. 본 발명의 폴리올레핀계 수지 조성물은 폴리올레핀계 수지와, 박편화 흑연과, 육원환 골격을 갖는 화합물 또는 오원환 골격을 갖는 화합물 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 함유하고 있는 것을 특징으로 하기 때문에, 박편화 흑연이 폴리올레핀계 수지 중에 균일하게 분산되어 있고, 따라서 폴리올레핀계 수지 조성물을 이용하여 얻어진 성형품은, 인장 탄성률 등의 기계적 강도가 우수하며 낮은 선팽창률을 갖고 있어 치수 안정성이 우수한 점에서 자동차 외장판 재료나 강판 대체 재료 등의 다양한 용도에 사용할 수 있다.

Description

폴리올레핀계 수지 조성물 및 그의 제조 방법{POLYOLEFIN RESIN COMPOSITION AND PROCESS FOR PRODUCING SAME}

본 발명은 폴리올레핀계 수지 조성물 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 탄소 골격을 가지며 형상 이방성이 높은 물질로서, 흑연을 그의 층면(그래핀 시트) 사이에서 박리한 박편화 흑연이 주목받고 있다. 박편화 흑연은 그 자체가 높은 경도를 갖는 점에서, 합성 수지 중에 혼합함으로써 보강재로서의 효과를 기대할 수 있다. 박편화 흑연의 그래핀 시트 사이에서의 박리를 반복함으로써 더욱 큰 비표면적을 얻을 수 있고, 박편화 흑연의 첨가량을 감소시키는 것이 가능해져, 박편화 흑연을 포함하는 합성 수지의 비중의 증대나 취성의 상실 등의 리스크를 최소한으로 그치게 하는 것이 가능해지는 것은 아닌가 생각되고 있다. 그 밖에, 각종 기능의 발현에 대해서도 동일한 효과가 기대되고 있는 점에서, 각 방면에서 다양한 연구가 진행되고 있다.

한편, 폴리올레핀계 수지는 성형성, 유통 가격, 환경 부하 등의 면에서 취급하기 쉬워 널리 이용되고 있다. 최근 들어서는, 폴리올레핀계 수지에 도전성 충전재를 첨가함으로써, 강성, 강도 및 내충격성 등의 기계적 물성의 향상과 동시에 도전성, 대전 방지성, 제전성 등의 전기적 성질을 부여하고, 이에 따라 폴리올레핀계 수지를 다방면으로 응용 전개하는 시도가 이루어지고 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에서는 탄소수 2 내지 6의　α-올레핀을 단독 중합 또는 공중합하여 얻어지는 폴리올레핀계 수지와, 탄소수 8 이상의　α-올레핀 단위를 50몰％ 이상 포함하는 결정성 고급 α-올레핀 중합체와, 도전성 충전재로서 카본 나노튜브를 첨가한 폴리올레핀계 수지 조성물이 개시되어 있다.

그러나, 카본 나노튜브는 물리적 및 화학적으로 응집하기 쉬운 성질을 갖는다. 특허문헌 1에 기재된 폴리올레핀계 수지 조성물에 있어서도, 카본 나노튜브가 서로 단단히 얽힌 응집괴로서 존재하고, 초음파 조사 등의 물리적인 힘을 가하더라도 응집해 있는 카본 나노튜브를 균일하게 분산시키는 것이 곤란하다. 따라서, 특허문헌 1에 기재된 폴리올레핀계 수지 조성물에서는, 기계적 물성의 향상이나 도전성 등의 전기적 성질의 부여를 충분히 도모할 수 없다는 문제가 있다.

이에, 카본 나노튜브 대신에 박편화 흑연을 이용하는 수단도 고려할 수 있지만, 박편화 흑연이더라도 폴리올레핀계 수지 조성물 중에 균일하게 분산시키는 것은 여전히 곤란하다.

또한, 특허문헌 2에는 강성, 내충격성 등의 기계적 물성이 우수하며 성형성이 우수한 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 하여, 평균 입경이 0.1 내지 30 μm이며 종횡비가 20 내지 80인 섬유상 충전재와, 평균 입경이 300 nm 이하인 나노무기 충전재와, 폴리프로필렌 수지를 포함하는 수지 조성물이 개시되어 있다.

그리고, 실시예에서는 폴리프로필렌과, 나노 크기의 실리카 미립자와, 유리섬유를 함유하는 조성물이 검토되고 있으며, 이러한 조성물은 성형성이 우수하고, 표면 외관도 양호하며, 굽힘 탄성률, 충격 시험 결과 모두가 향상되는 것이 기재되어 있다. 또한, 상기 수지 조성물을 자동차 외판에 사용할 수 있는 것이 기재되어 있다. 한편, 수지 조성물에 대하여, 인장 탄성률이나 선팽창률 등에 대하여 명확한 물성값은 나타나 있지 않다.

또한, 상기 수지 조성물은 섬유상 충전재를 함유하고 있으며, 이 섬유상 충전재는 취급성이 나쁘다는 문제점을 갖고 있음과 동시에, 수지 조성물을 이용하여 성형된 성형품의 표면 외관성이 낮다는 문제점을 갖고 있다.

일본 특허 공개 제2007-039592호 공보 일본 특허 공개 제2004-182826호 공보

본 발명은 박편화 흑연이 균일하게 분산된 폴리올레핀계 수지 조성물을 제공한다. 높은 인장 탄성률 및 낮은 선팽창률을 갖는 성형품을 얻을 수 있는 폴리올레핀계 수지 조성물 및 그의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 폴리올레핀계 수지 조성물은, 폴리올레핀계 수지와, 박편화 흑연과, 육원환 골격을 갖는 화합물 또는 오원환 골격을 갖는 화합물 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 함유하고 있는 것을 특징으로 한다.

폴리올레핀계 수지는 라디칼 중합성 불포화 이중 결합을 갖는 올레핀계 단량체를 중합 또는 공중합시켜 이루어지는 합성 수지이다. 올레핀계 단량체로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 4-메틸-1-펜텐 등의　α-올레핀이나, 부타디엔, 이소프렌 등의 공액 디엔 등을 들 수 있다. 올레핀계 단량체는 단독으로 사용될 수도 있고 2종 이상이 병용될 수도 있다.

폴리올레핀계 수지로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 에틸렌의 단독 중합체, 에틸렌 성분을 50 중량％를 초과하여 함유하는 에틸렌과 에틸렌 이외의　α-올레핀과의 공중합체, 프로필렌의 단독 중합체, 프로필렌 성분을 50 중량％를 초과하여 함유하는 프로필렌과 프로필렌 이외의　α-올레핀과의 공중합체, 부텐의 단독 중합체, 부타디엔이나 이소프렌 등의 공액 디엔의 단독 중합체 또는 공중합체 등을 들 수 있고, 프로필렌의 단독 중합체, 프로필렌 성분을 50 중량％를 초과하여 함유하는 프로필렌과 프로필렌 이외의　α-올레핀과의 공중합체가 바람직하다. 폴리올레핀계 수지는 단독으로 사용될 수도 있고 2종 이상이 병용될 수도 있다.

폴리올레핀계 수지 중에는 공중합 성분으로서 올레핀계 단량체 이외의 단량체 성분이 함유될 수도 있다. 이러한 단량체 성분으로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산에스테르, 메타크릴산에스테르, 아세트산비닐 등을 들 수 있다.

공중합 성분으로서 올레핀계 단량체 이외의 단량체 성분이 함유되어 있는 폴리올레핀계 수지로서는, 예를 들면 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 에틸렌-아크릴산에스테르 공중합체, 에틸렌-메타크릴산에스테르 공중합체 등을 들 수 있다.

그리고, 박편화 흑연은 흑연 화합물을 그의 그래핀 시트 사이에서 박리하여 박편화하여 얻어진다. 상세하게는, 박편화 흑연은 복수의 그래핀 시트의 적층체이다. 박편화 흑연은 흑연 화합물을 박리 처리하여 얻어지는 것이며, 원료가 되는 흑연 화합물보다 두께가 얇은 그래핀 시트의 적층체, 즉 원료가 되는 흑연 화합물의 그래핀 시트의 적층수보다 적은 적층수를 갖는 그래핀 시트의 적층체이다. 본 발명에 있어서, 그래핀 시트란 탄소 육각망 평면을 포함하는 1장의 시트상물을 말한다. 흑연 화합물로서는, 흑연, 팽창 흑연 등과 같은 산화 처리를 실시한 흑연 중 어느 것이어도 좋지만, 그래핀 시트 사이에서 박리하기 쉽기 때문에 팽창 흑연 등과 같은 산화 처리를 실시한 흑연이 바람직하고, 팽창 흑연이 보다 바람직하다. 또한, 흑연에 관능기가 화학적으로 결합해 있을 수도 있고, 또는 흑연에 관능기가 약한 상호 작용에 의해 의사적으로 결합해 있을 수도 있다.

흑연으로서는, 입자 전체에서 단일의 다층 구조를 갖는 흑연이 바람직하며, 예를 들면 천연 흑연, 키쉬 흑연, 고배향성 열분해 흑연 등을 들 수 있다. 천연 흑연과 키쉬 흑연은 각 그래핀 시트(기본층)가 대략 단일의 방위를 갖는 단독의 결정 또는 그의 집합체이고, 고배향성 열분해 흑연은 각 그래핀 시트(기본층)가 상이한 방위를 갖는 다수의 작은 결정의 집합체이다.

팽창 흑연으로서는 종래 공지된 것이 이용된다. 팽창 흑연의 제조 방법으로서는 공지된 방법이 이용되며, 예를 들면 황산과 질산의 혼합 수용액 중에 천연 흑연을 침지한 후, 천연 흑연을 혼합 수용액으로부터 취출하고 수세하여 잔여 화합물로 한다. 이 잔여 화합물을 급속 가열하여, 천연 흑연의 층면 사이에 진입한 화합물의 분해에 의해 천연 흑연의 층면 사이의 간격을 넓혀 천연 흑연을 팽창시키는 팽창 흑연의 제조 방법 등을 들 수 있다.

흑연 화합물을 그래핀 시트 사이에서 박리하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 (1) 일본 특허 공개 제2002-053313호 공보에 준거한 후머스-오페만(Hummers-Offeman)법 (문헌 [W. S. Hummers et al., J. Am. Chem. Soc., 제80권, 제1339 페이지(1958년)]), (2) 미국 특허 제2798878호 공보에 기재된 방법에 의해 산화흑연을 제조한 후, 정제에 의해 산화흑연을 그의 그래핀 시트 사이에서 박리하는 방법, (3) 일본 특허 공표 제2009-511415호 공보에 기재된 바와 같이 산화흑연 층간 화합물을 급속 가열에 의해 그의 그래핀 시트 사이에서 박리하는 방법, (4) 흑연 화합물을 초임계 유체나 아임계 유체 등의 고압 유체에 노출시킴으로써 흑연 화합물을 그의 그래핀 시트 사이에서 박리하는 방법 등을 들 수 있다.

또한, 초임계 유체란, 임계점에서의 온도(임계 온도 Tc) 이상의 온도로 하며 임계점에서의 압력(임계 압력 Pc) 이상의 압력으로 한 상태의 유체를 말한다. 아임계 유체란, 임계점 근방의 온도 및 압력이 약간 낮은 상태의 유체를 말한다.

박편화 흑연의 그래핀 시트의 면 방향을 따른 크기의 평균치는, 작으면, 종횡비가 작아지는 점에서 폴리올레핀계 수지 조성물 중에 첨가된 박편화 흑연의 총 표면적이 작아져 박편화 흑연을 함유시키는 메리트가 저하될 수 있고, 크면, 수지 중에서 응집하기 쉬워지거나, 또는 폴리올레핀계 수지와 박편화 흑연의 사이에서 공극이 발생한 경우에 공극이 커질 수 있기 때문에, 0.05 내지 20 μm가 바람직하고, 0.05 내지 10 μm가 보다 바람직하고, 0.05 내지 6 μm가 특히 바람직하다.

또한, 박편화 흑연의 그래핀 시트의 면 방향을 따른 크기란, 박편화 흑연의 면적이 가장 커지는 방향에서 봤을 때의 박편화 흑연의 최대 치수를 말한다. 박편화 흑연의 그래핀 시트의 면 방향을 따른 크기는 SEM에 의해 측정된 값을 말한다. 박편화 흑연의 그래핀 시트의 면 방향을 따른 크기의 평균치는 각 박편화 흑연의 그래핀 시트의 면 방향을 따른 크기의 상가 평균치를 말한다.

박편화 흑연의 그래핀 시트의 적층수는 300층 이하가 바람직하고, 200층 이하가 보다 바람직하고, 90층 이하가 특히 바람직하다. 또한, 박편화 흑연에서의 그래핀 시트의 적층수는 투과형 전자 현미경(TEM)을 이용하여 측정할 수 있으며, 각 박편화 흑연에서의 그래핀 시트의 적층수의 상가 평균치를 말한다.

박편화 흑연은 그의 탄소 원소량 또는 산소 원소량을 조정하기 위해 박편화 흑연을 환원할 수도 있다. 박편화 흑연을 환원하는 방법으로서는, 예를 들면 박편화 흑연을 환원제에 노출시키는 방법, 박편화 흑연을 가열하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 환원제로서는, 예를 들면 히드라진, 디메틸히드라진, 디에틸히드록실아민 등을 들 수 있다. 환원제는 단독으로 사용될 수도 있고 2종 이상이 병용될 수도 있다.

폴리올레핀계 수지 조성물 중에서의 박편화 흑연의 함유량은, 적으면 폴리올레핀계 수지 조성물을 이용하여 얻어진 성형품의 기계적 강도가 저하될 수 있고, 많으면 폴리올레핀계 수지 조성물의 인성이나 성형성이 저하될 수 있기 때문에, 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 50 중량부가 바람직하고, 0.01 내지 10 중량부가 보다 바람직하다.

또한, 폴리올레핀계 수지 조성물은, 박편화 흑연을 폴리올레핀계 수지 중에 균일하게 분산시키기 위해 육원환 골격을 갖는 화합물 또는 오원환 골격을 갖는 화합물 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 함유하고 있다. 육원환 골격을 갖는 화합물 또는 오원환 골격을 갖는 화합물에 있어서, 육원환 골격 부분 또는 오원환 골격 부분이 박편화 흑연에 견고하게 흡착 또는 결합함과 동시에, 나머지 구조 부분이 폴리올레핀계 수지와 상용하여, 그 결과 폴리올레핀계 수지 중에 박편화 흑연을 균일하게 분산시킬 수 있다.

육원환 골격을 갖는 화합물로서는, 육원환 골격을 갖고 있으면 되며, 벤젠환을 갖고 있는 것이 바람직하고, 벤젠환을 갖는 중합체가 보다 바람직하고, 스티렌 성분을 함유하는 중합체가 특히 바람직하고, 스티렌-올레핀 공중합체, 스티렌-디엔 공중합체가 가장 바람직하다. 스티렌-디엔 공중합체보다 스티렌-올레핀 공중합체쪽이 바람직하다. 그 이유는 폴리올레핀계 수지와의 상용성이 우수하여 박편화 흑연을 폴리올레핀계 수지 중에 더욱 균일하게 분산시킬 수 있음과 동시에, 취성을 개선하여 폴리올레핀계 수지 조성물의 기계적 강도를 개선할 수 있기 때문이다. 스티렌-올레핀 공중합체로서는, 스티렌-에틸렌/프로필렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-(에틸렌-에틸렌/프로필렌)-스티렌 블록 공중합체 등의 스티렌계 열가소성 엘라스토머가 바람직하다. 스티렌-디엔 공중합체로서는, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 등의 스티렌계 열가소성 엘라스토머가 바람직하다. 육원환 골격을 갖는 화합물은 단독으로 사용될 수도 있고 2종 이상이 병용될 수도 있다. 또한, 육원환 골격을 갖는 화합물로서는, 예를 들면 구라레사로부터 상품명 「셉톤」, 아사히 가세이사로부터 상품명 「터프텍」, 미쯔비시 가가꾸사로부터 상품명 「라발론」, 크래이튼 폴리머(Kraton Polymer)사로부터 상품명 「Kraton」으로 시판되고 있다.

스티렌 성분을 함유하는 중합체에서 스티렌 성분의 함유량은, 많으면 폴리올레핀계 수지 중에서 스티렌 성분을 함유하는 중합체의 스티렌 성분끼리가 상호 작용함으로써 스티렌 성분을 함유하는 중합체가 응집체를 형성하고, 그 결과 폴리올레핀계 수지 조성물의 인장 탄성률이나 선팽창 계수 등의 기계 물성이 저하될 수 있기 때문에, 40 중량％ 이하가 바람직하고, 30 중량％ 이하가 보다 바람직하다. 스티렌 성분을 함유하는 중합체에서 스티렌 성분의 함유량은, 적으면 스티렌 성분을 함유하는 중합체의 육원환 골격 부분이 박편화 흑연에 충분히 흡착 또는 결합할 수 없어, 폴리올레핀계 수지 중에서의 박편화 흑연의 분산이 불균일해 질 수 있기 때문에, 3 중량％ 이상이 바람직하고, 5 중량％ 이상이 보다 바람직하다.

육원환 골격을 갖는 화합물은, 특히 탄소 원소량이 많은 박편화 흑연, 바람직하게는 탄소 원소량이 80 atm％ 이상인 박편화 흑연, 보다 바람직하게는 탄소 원소량이 90 atm％ 이상인 박편화 흑연과 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 탄소 원소량이 많은 박편화 흑연은 평면상의 SP2 골격이 풍부하기 때문에, 박편화 흑연이 그의 그래핀 시트에서 육원환 골격을 갖는 화합물과 상호 작용하기 쉬워져, 박편화 흑연을 폴리올레핀계 수지 조성물에서 응집시키지 않고 안정적으로 균일하게 분산시킬 수 있다. 또한, 박편화 흑연의 탄소 원소량은 ESCA로 측정할 수 있다.

또한, 오원환 골격을 갖는 화합물로서는, 오원환 골격을 갖고 있으면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 테트라히드로푸란, N-메틸피롤리돈, 3-헥실티오펜, 3-도데실티오펜, 헥실피롤, 도데실피롤, 헥실티올, 도데칸티올, 식 (1)로 표시되는 구조식을 갖는 화합물, 폴리(3-헥실티오펜), 폴리(3-펜타데실피롤), 폴리헥실아닐린, 폴리비닐피롤리돈, 식 (2)로 표시되는 구조식을 갖는 중합체 등을 들 수 있다.

또한, 식 (1) 중에 있어서, X는 S, NH 또는 O이고, 식 (2) 중에 있어서, X는 서로 독립적으로 S, NH 또는 O이고, p는 2 내지 60의 정수이다.

폴리올레핀계 수지 중에서의 육원환 골격을 갖는 화합물의 함유량은, 적으면 박편화 흑연의 분산성이 저하될 수 있고, 많으면 폴리올레핀계 수지의 물성을 손상시킬 우려가 있기 때문에, 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 30 중량부가 바람직하고, 0.01 내지 10 중량부가 보다 바람직하다.

폴리올레핀계 수지 중에서의 오원환 골격을 갖는 화합물의 함유량은, 적으면 박편화 흑연의 분산성이 저하될 수 있고, 많으면 폴리올레핀계 수지의 물성을 손상시킬 우려가 있기 때문에, 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 30 중량부가 바람직하고, 0.01 내지 10 중량부가 보다 바람직하다.

폴리올레핀계 수지 중에 육원환 골격을 갖는 화합물 및 오원환 골격을 갖는 화합물을 함유하는 경우, 폴리올레핀계 수지 중에서의 육원환 골격을 갖는 화합물 및 오원환 골격을 갖는 화합물의 총 함유량은, 적으면 박편화 흑연의 분산성이 저하될 수 있고, 많으면 폴리올레핀계 수지의 물성을 손상시킬 우려가 있기 때문에, 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 30 중량부가 바람직하고, 0.01 내지 10 중량부가 보다 바람직하다.

육원환 골격을 갖는 화합물 및 오원환 골격을 갖는 화합물에 있어서, 육원환 골격 및 오원환 골격은 공액 이중 결합을 포함할 수도 있다. 육원환 골격을 갖는 화합물 및 오원환 골격을 갖는 화합물은 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제를 함유할 수도 있다. 육원환 골격을 갖는 화합물 및 오원환 골격을 갖는 화합물은 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제일 수도 있다. 또한, 계면 활성제란, 액체에 용해하면 액체의 표면 장력을 현저히 현상시키는 화합물을 말한다.

공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제에 있어서, 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격 부분이 박편화 흑연에 견고하게 흡착 또는 결합함과 동시에, 나머지 구조 부분이 폴리올레핀계 수지와 상용하여, 그 결과 폴리올레핀계 수지 중에 박편화 흑연을 균일하게 분산시킬 수 있다.

공액 이중 결합을 포함하는 육원환 골격으로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환 및 페난트렌환 등의 π 전자군을 갖는 환상 골격을 들 수 있고, 벤젠환이 바람직하다. 공액 이중 결합을 포함하는 오원환 골격으로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 피롤환, 푸란환, 티오펜환 등의 오원환 등의 π 전자군을 갖는 환상 골격을 들 수 있다.

공액 이중 결합을 포함하는 육원환 골격을 갖는 계면 활성제로서는, 구체적으로는 도데실벤젠술폰산나트륨, 알킬디페닐에테르디술폰산나트륨, 및 나프탈렌술폰산 포르말린 축합물 나트륨염 등의 음이온성 계면 활성제; 폴리옥시알킬렌옥틸페닐에테르(예를 들면, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르 등), 폴리옥시알킬렌노닐페닐에테르(예를 들면, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르 등), 폴리옥시알킬렌도데실페닐에테르(예를 들면, 폴리옥시에틸렌도데실페닐에테르 등), 폴리옥시알킬렌디부틸페닐에테르(예를 들면, 폴리옥시에틸렌디부틸페닐에테르 등), 폴리옥시알킬렌스티릴페닐에테르(예를 들면, 폴리옥시에틸렌스티릴페닐에테르 등), 폴리옥시알킬렌벤질페닐에테르(예를 들면, 폴리옥시에틸렌트리벤질페닐에테르 등), 및 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르 등의 방향족계 비이온성 계면 활성제를 들 수 있다. 또한, 공액 이중 결합을 포함하는 육원환 골격을 갖는 계면 활성제는 단독으로 사용될 수도 있고 2종 이상이 병용될 수도 있다.

폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르는, 바람직하게는 하기 식 (3)으로 표시된다.

식 (3) 중, n은 1 내지 20의 정수이지만, 2 내지 20이 바람직하고, 6 내지 12가 보다 바람직하다. n이 20을 초과하면, 분산시킨 박편화 흑연이 다시 응집할 우려가 있다. 또한, 박편화 흑연을 양성자성 극성 용매 중에 보다 균일하게 분산시키는 것이 가능한 점에서, n은 2 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 식 (3)으로 표시되는 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르는 카오사로부터 상품명 「에멀겐 A」 시리즈로 시판되고 있다.

그 중에서도 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제로서는, 방향족계 비이온성 계면 활성제가 바람직하고, 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르 및 폴리옥시알킬렌옥틸페닐에테르가 보다 바람직하다. 이들 계면 활성제에 따르면, 폴리올레핀계 수지 중에 박편화 흑연을 균일하게 고분산시킬 수 있다. 또한, 계면 활성제는 1종만이 이용될 수도 있고 2종 이상을 병용할 수도 있다.

공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제의 배합량은 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부가 바람직하고, 0.01 내지 1 중량부가 보다 바람직하고, 0.01 내지 0.1 중량부가 특히 바람직하다. 계면 활성제의 배합량이 너무 적으면, 박편화 흑연을 폴리올레핀계 수지 중에 충분히 분산할 수 없을 우려가 있다. 또한, 계면 활성제의 배합량이 너무 많으면, 폴리올레핀계 수지 조성물로부터 계면 활성제가 블리드 아웃하여, 폴리올레핀계 수지 조성물의 제조가 곤란해질 우려가 있다.

공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제는, 특히 탄소 원소량이 많은 박편화 흑연, 바람직하게는 탄소 원소량이 80 atm％ 이상인 박편화 흑연, 보다 바람직하게는 탄소 원소량이 90 atm％ 이상인 박편화 흑연과 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 탄소 원소량이 많은 박편화 흑연은 평면상의 SP2 골격이 풍부하기 때문에, 박편화 흑연이 그의 층면에서 계면 활성제와 상호 작용하기 쉬워져, 박편화 흑연을 폴리올레핀계 수지 조성물에서 응집시키지 않고 안정적으로 균일하게 분산시킬 수 있다. 또한, 박편화 흑연의 탄소 원소량은 ESCA로 측정할 수 있다.

또한, 폴리올레핀계 수지 조성물에는 그의 물성을 손상시키지 않는 범위 내에서 안료, 염료 등의 착색제, 산화 방지제, 광 안정제, 열 안정제, 윤활제 등이 함유될 수도 있다.

상기 폴리올레핀계 수지 조성물을 제조하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 (1) 육원환 골격을 갖는 화합물 또는 오원환 골격을 갖는 화합물 중 어느 한쪽 또는 양쪽, 폴리올레핀계 수지 및 박편화 흑연을 압출기에 공급하여 용융 혼련하는 방법을 들 수 있다. 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제를 이용하는 경우에는, (2) 양성자성 극성 용매와, 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제와, 박편화 흑연을 혼합하여 분산액을 제조하는 공정과, 상기 분산액과 폴리올레핀계 수지를 혼합하여 폴리올레핀계 수지 조성물을 제조하는 공정을 갖는 방법이 바람직하게 이용된다.

상기 (1)의 방법을 이용하는 경우, 폴리올레핀계 수지 조성물은, 예를 들면 압출기로부터 시트상으로 압출하고, 필요에 따라 다른 시트와 적층 일체화한 후에, 프레스 성형 등의 범용의 성형 방법에 의해 원하는 형상으로 성형하여 원하는 형상을 갖는 성형품을 용이하게 얻을 수 있다.

얻어진 성형품은, 인장 탄성률 등의 기계적 강도가 우수하며 낮은 선팽창률을 갖고 있어 치수 안정성이 우수한 점에서, 자동차 외장판 재료 외에 강판 대체 재료로서 사용할 수 있다.

다음으로, 상기 (2)의 방법을 설명한다. 우선, 양성자성 극성 용매와, 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제와, 박편화 흑연을 혼합하여 분산액을 제조한다. 또한, 각 성분을 혼합하는 순서는 특별히 한정되지 않지만, 양성자성 극성 용매에 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제와, 박편화 흑연을 이 순서로 첨가하여 혼합하는 것이 바람직하다. 또한, 박편화 흑연은 응집해 있을 수도 있다.

상기 양성자성 극성 용매로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 1-부탄올, 1-프로판올, 메탄올, 에탄올 등의 알코올, 아세트산, 포름산 등의 카르복실산, 물 등을 들 수 있고, 유전율이 적정(극성이 적정)하다는 이유에서 1-부탄올, 1-프로판올, 메탄올, 에탄올, 아세트산 및 포름산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 화합물이 바람직하다. 또한, 양성자성 극성 용매는 단독으로 사용될 수도 있고 2종 이상이 병용될 수도 있다.

분산액을 제조할 때에 있어서 박편화 흑연의 양은, 적으면 얻어지는 폴리올레핀계 수지 조성물이 박편화 흑연에 기인한 기능을 발휘하지 않을 수 있고, 많으면 분산액 중의 박편화 흑연이 응집할 수 있기 때문에, 양성자성 극성 용매 100 중량부에 대하여 0.1 내지 1.5 중량부가 바람직하고, 0.1 내지 1 중량부가 보다 바람직하다.

분산액을 제조함에 있어서, 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제가 이용된다. 계면 활성제는, 수소 결합 가능 부위를 갖고 있는 점에서, 이 수소 결합 가능 부위에서 양성자성 극성 용매와 강한 상호 작용을 나타내어 양성자성 극성 용매 중에 양호하게 용해된다.

또한, 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제는 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖고, 이 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격이 박편화 흑연의 π 전자와 강하게 상호 작용한다. 그리고, 박편화 흑연은 계면 활성제에 의해 둘러싸인 상태가 된다. 상술한 바와 같이, 상기 계면 활성제는 상기 양성자성 극성 용매와의 사이에서도 강한 상호 작용을 나타낸다.

이 상태에서, 박편화 흑연과, 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제와, 양성자성 극성 용매를 혼합하여 얻어지는 혼합물을 후술하는 바와 같이 교반하면, 박편화 흑연의 표면은 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제에 의해 둘러싸인 상태로 되어 있기 때문에, 박편화 흑연은 양성자성 극성 용매 중에 응집하지 않고 균일하게 분산한 상태가 된다.

박편화 흑연이 응집해 있는 경우에는, 박편화 흑연에 대하여 상호 작용을 갖고 있는 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제가 서로 상대 위치를 변화시키고, 이들의 상대 변위에 의해 박편화 흑연의 응집체에 박리력을 부여하여, 박편화 흑연의 응집체를 해쇄하여 박편화 흑연으로 할 수 있다.

그리고, 박편화 흑연의 응집체를 해쇄하여 얻어지는 박편화 흑연의 표면은 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제에 의해 둘러싸인 상태가 되고, 박편화 흑연은 양성자성 극성 용매 중에 응집하지 않고 균일하게 분산된 상태가 된다.

혼합물을 제조할 때에 있어서 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제의 양은, 적으면 분산액 중에서의 박편화 흑연의 분산성이 저하될 수 있고, 많으면 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제 자체가 응집할 수 있기 때문에, 양성자성 극성 용매 100 중량부에 대하여 0.05 내지 20 중량부가 바람직하고, 0.1 내지 5 중량부가 보다 바람직하다.

양성자성 극성 용매와, 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제와, 박편화 흑연을 혼합하여 혼합물을 제조하는데, 혼합물의 제조에 있어서는 박편화 흑연과, 양성자성 극성 용매와, 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제가 혼합되어 있으면 되며, 각 성분이 균일하게 혼합되어 있을 필요는 없지만, 각 성분이 균일하게 혼합되어 있는 것이 바람직하다.

상기 혼합물을 교반하고, 필요에 따라 박편화 흑연의 응집체를 해쇄하여 박편화 흑연으로 한 후, 박편화 흑연을 양성자성 극성 용매 중에 분산시켜 분산액을 얻을 수 있다.

혼합물을 교반하는 방법으로서는, 범용의 교반 장치를 이용하여 혼합물을 교반하면 되고, 이러한 교반 장치로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 나노마이저, 초음파 조사 장치, 볼밀, 샌드밀, 바스켓밀, 3축 롤밀, 플라네터리 믹서, 비드밀, 호모지나이저 등을 들 수 있고, 박편화 흑연의 분쇄를 가능한 한 방지하면서 박편화 흑연을 양성자성 극성 용매 중에 보다 균일하게 분산시킬 수 있기 때문에 초음파 조사 장치가 바람직하다.

혼합물에 초음파를 조사할 때의 조사 조건은, 주파수가 바람직하게는 20 내지 30 kHz, 보다 바람직하게는 25 내지 30 kHz이며, 출력이 바람직하게는 500 내지 650 W, 보다 바람직하게는 550 내지 600 W이다. 초음파를 조사하는 시간은 30 내지 300분이 바람직하고, 30 내지 90분간이 보다 바람직하다. 이와 같이 초음파의 조사 시간이 짧더라도 박편화 흑연을 양성자성 극성 용매 중에 고도로 분산시킬 수 있다.

응집 상태의 박편화 흑연이 존재하고 있는 경우에는, 혼합물을 교반함으로써, 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제를 통해 박편화 흑연의 응집체에 해쇄력이 가해져 박편화 흑연이 된다. 박편화 흑연은 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제에 의해 표면이 피복된 상태로 되어 있고, 양성자성 극성 용매 중에 안정적으로 분산되어 있다. 따라서, 얻어지는 분산액은 양성자성 극성 용매 중에 박편화 흑연이 균일하게 분산된 상태로 되어 있다.

분산액 중에서의 양성자성 극성 용매의 함유량은, 분산액에 포함되는 전체 성분에 대하여 70 내지 99 중량％가 바람직하고, 85 내지 99 중량％가 보다 바람직하다. 이러한 양으로 양성자성 극성 용매를 이용함으로써, 박편화 흑연이 양성자성 극성 용매 중에 고도로 분산된 분산액을 제조할 수 있다.

분산액 중에 분산되어 있는 박편화 흑연에 있어서 입도 분포 측정 장치에 의해 측정된 개수 분포 평균치로서 구해지는 평균 입경은, 작으면 박편화 흑연의 비표면적이 너무 커져 재응집할 가능성이 있고, 크면 분산액 중에서 박편화 흑연이 침전할 가능성이 있기 때문에, 0.5 내지 10 μm가 바람직하다. 또한, 입도 분포 측정 장치는, 예를 들면 파티클 사이징 시스템즈(Particle Sizing Systems)사로부터 상품명 「AccuSizer780」으로 시판되고 있다.

분산액 중에 분산되어 있는 박편화 흑연에 있어서 투과형 전자 현미경으로 관찰되는 두께는, 얇으면 박편화 흑연의 비표면적이 너무 커져 재응집할 가능성이 있고, 두꺼우면 분산액 중에서 박편화 흑연이 침전할 가능성이 있기 때문에, 1 내지 300 nm가 바람직하다. 또한, 박편화 흑연의 두께란, 박편화 흑연의 면적이 가장 커지는 방향에서 봤을 때의 박편화 흑연의 표면에 대하여 직교하는 방향의 박편화 흑연의 최대 치수를 말한다. 투과형 전자 현미경으로 관찰되는 박편화 흑연의 두께란, 투과형 전자 현미경으로 관찰한 임의의 10 시야에 존재하는 모든 박편화 흑연의 두께를 측정하고, 각 박편화 흑연의 두께를 상가 평균한 값을 말한다.

투과형 전자 현미경으로서는, 예를 들면 히다치 세이사꾸쇼로부터 상품명 「S-800」으로 시판되고 있는 FE-SEM(전계 방사형 주사 전자 현미경; Field Emission Scanning Micro Scope)을 들 수 있다.

그리고, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 분산액과 폴리올레핀계 수지를 혼합함으로써, 박편화 흑연이 폴리올레핀계 수지 중에 균일하게 분산되어 이루어지는 폴리올레핀계 수지 조성물을 제조할 수 있다. 구체적으로는, 가열되어 용융 상태로 되어 있는 폴리올레핀계 수지 중에 분산액을 첨가하고 혼합하여, 폴리올레핀계 수지 중에 박편화 흑연을 분산시킴과 동시에 분산액을 구성하고 있던 양성자성 극성 용매를 증발, 제거하여, 박편화 흑연이 폴리올레핀계 수지 중에 균일하게 분산되어 이루어지는 폴리올레핀계 수지 조성물을 제조할 수 있다. 또는, 분산액을 가열하는 등 하여 양성자성 극성 용매를 증발, 제거하여, 박편화 흑연과, 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제를 포함하는 혼합체를 제조하고, 이 혼합체를 폴리올레핀계 수지 중에 혼합함으로써, 박편화 흑연이 폴리올레핀계 수지 중에 균일하게 분산되어 이루어지는 폴리올레핀계 수지 조성물을 제조할 수 있다.

얻어진 폴리올레핀계 수지 조성물은 폴리올레핀계 수지 중에 박편화 흑연이 분산되어 이루어지지만, 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제가 폴리올레핀계 수지와 박편화 흑연 사이에 개재되어 있어, 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제에 의해 폴리올레핀계 수지 중으로의 박편화 흑연의 분산성이 개선되고, 그 결과 박편화 흑연은 폴리올레핀계 수지 중에서 응집하지 않고 균일하게 분산된 상태로 되어 있다.

분산액과 폴리올레핀계 수지의 혼합은 폴리올레핀계 수지에 분산액을 첨가함으로써 행해지는 것이 바람직하고, 폴리올레핀계 수지에 분산액을 적하 또는 분무함으로써 행하는 것이 보다 바람직하고, 폴리올레핀계 수지에 분산액을 적하하는 것이 특히 바람직하다.

또한, 분산액을 첨가할 때의 폴리올레핀계 수지는 용융 상태인 것이 바람직하다. 이에 따라, 폴리올레핀계 수지와 박편화 흑연을 균일하게 혼합할 수 있음과 동시에, 폴리올레핀계 수지의 열에 의해 분산액에 포함되는 양성자성 극성 용매를 증발시켜 제거하는 것이 가능해진다.

분산액을 첨가할 때의 폴리올레핀계 수지의 온도는 150 내지 190℃가 바람직하고, 170 내지 190℃가 보다 바람직하다. 이러한 온도에서 용융 혼련되고 있는 폴리올레핀계 수지 중에 분산액을 첨가하는 것이 바람직하다.

분산액과 폴리올레핀계 수지의 혼합은 범용의 혼합 장치를 이용하여 행하면 되며, 예를 들면 원통형 혼합기, 이중벽 원추형 혼합기, 고속 교반형 혼합기, V자형 혼합기, 리본형 혼합기, 스크류형 혼합기, 유동형 로 로터리 디스크형 혼합기, 기류형 혼합기, 쌍완형 혼련기, 내부 혼합기, 분쇄형 혼련기, 회전식 혼합기, 스크류형 압출기 등이 이용된다.

얻어진 폴리올레핀계 수지 조성물은, 예를 들면 압출기로부터 시트상으로 압출하고, 필요에 따라 다른 시트와 적층 일체화한 후에, 프레스 성형 등의 범용의 성형 방법에 의해 원하는 형상으로 성형하여 원하는 형상을 갖는 성형품을 용이하게 얻을 수 있다.

본 발명의 폴리올레핀계 수지 조성물은 전술한 바와 같은 구성을 갖고 있기 때문에, 박편화 흑연이 폴리올레핀계 수지 중에서 응집하지 않고 균일하게 고도로 분산되어 있다. 따라서, 폴리올레핀계 수지 조성물을 이용하여 얻어진 성형품은 인장 탄성률 등의 강도, 강성 및 내충격성 등의 기계적 물성이 우수하다. 상기 성형품은 낮은 선팽창률을 갖고 있어 치수 안정성이 우수하다. 상기 성형품은 도전성, 대전 방지성, 제전성 및 전자파 흡수성 등의 전기적 성질이 우수하다. 따라서, 상기 성형품은 사무실 기기용 부품, 정보 기기용 부품, 통신 기기용 부품, 자동차 외장판 재료, 강판 대체 재료 등의 다양한 용도에 사용할 수 있다.

도 1은 실시예 1에서 제조한 폴리올레핀계 수지 시트의 촬영 화상이다.
도 2는 비교예 1에서 제조한 폴리올레핀계 수지 시트의 촬영 화상이다.

다음으로 본 발명의 실시예를 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

폴리프로필렌(프라임 폴리머사 제조의 상품명 「J-721GR」, 인장 탄성률: 1.2 GPa, 선팽창 계수: 11×10^-5/K) 100 중량부, 박편화 흑연(엑스지 사이언스(XG SCIENCE)사 제조의 상품명 「XGnP-5」, 그래핀 시트의 면 방향을 따른 크기의 평균치: 5 μm, 그래핀 시트의 적층수: 180층, 탄소 원소량: 96.1 atm％) 5 중량부 및 육원환 골격을 갖는 화합물로서 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 블록 공중합체(구라레사 제조의 상품명 「셉톤 SEPS 2063」, 스티렌 성분의 함유량: 13 중량％) 5 중량부를 압출기에 공급하고 용융 혼련하여 폴리올레핀계 수지 조성물로 하고, 이 폴리올레핀계 수지 조성물을 압출기의 선단에 부착한 T 다이로부터 압출하여 두께가 0.5 mm인 폴리올레핀계 수지 시트를 얻었다.

(실시예 2)

육원환 골격을 갖는 화합물로서 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 블록 공중합체(구라레사 제조의 상품명 「셉톤 SEPS 2063」, 스티렌 성분의 함유량: 13 중량％) 5 중량부 대신에, 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 블록 공중합체(구라레사 제조의 상품명 「셉톤 S2104」, 스티렌 성분의 함유량: 65 중량％) 5 중량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 요령으로 폴리올레핀계 수지 시트를 얻었다.

(실시예 3)

육원환 골격을 갖는 화합물로서 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 블록 공중합체(구라레사 제조의 상품명 「셉톤 SEPS 2063」, 스티렌 성분의 함유량: 13 중량％) 5 중량부 대신에, 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체(구라레사 제조의 상품명 「셉톤 S8007」, 스티렌 성분의 함유량: 30 중량％) 5 중량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 요령으로 폴리올레핀계 수지 시트를 얻었다.

(실시예 4)

육원환 골격을 갖는 화합물로서 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 블록 공중합체(구라레사 제조의 상품명 「셉톤 SEPS 2063」, 스티렌 성분의 함유량: 13 중량％) 5 중량부 대신에, 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체(구라레사 제조의 상품명 「셉톤 S8104」, 스티렌 성분의 함유량: 60 중량％) 5 중량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 요령으로 폴리올레핀계 수지 시트를 얻었다.

(실시예 5)

육원환 골격을 갖는 화합물로서 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 블록 공중합체(구라레사 제조의 상품명 「셉톤 SEPS 2063」, 스티렌 성분의 함유량: 13 중량％) 5 중량부 대신에, 스티렌-에틸렌/프로필렌 블록 공중합체(구라레사 제조의 상품명 「셉톤 S1001」, 스티렌 성분의 함유량: 35 중량％) 5 중량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 요령으로 폴리올레핀계 수지 시트를 얻었다.

(실시예 6)

육원환 골격을 갖는 화합물로서 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 블록 공중합체(구라레사 제조의 상품명 「셉톤 SEPS 2063」, 스티렌 성분의 함유량: 13 중량％) 5 중량부 대신에, 스티렌-(에틸렌-에틸렌/프로필렌)-스티렌 블록 공중합체(구라레사 제조의 상품명 「셉톤 S4033」, 스티렌 성분의 함유량: 30 중량％) 5 중량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 요령으로 폴리올레핀계 수지 시트를 얻었다.

(실시예 7)

스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 블록 공중합체 5 중량부 대신에, 오원환 골격을 갖는 화합물로서 폴리비닐피롤리돈(와코 준야꾸 고교사 제조의 상품명 「폴리비닐피롤리돈 K30」) 5 중량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 요령으로 폴리올레핀계 수지 시트를 얻었다.

(비교예 1)

스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 블록 공중합체를 이용하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 폴리올레핀계 수지 조성물 및 폴리올레핀계 수지 시트를 얻었다.

얻어진 폴리올레핀계 수지 시트의 인장 탄성률 및 선팽창률을 하기의 요령으로 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

(인장 탄성률)

얻어진 폴리올레핀계 수지 시트로부터 세로 70 mm×가로 6.0 mm의 평면 직사각형상의 시험편을 잘라내고, 이 시험편의 인장 탄성률을 JIS K7161에 준거하여 측정하였다.

(선팽창률)

얻어진 폴리올레핀계 수지 시트로부터 세로 5 mm×가로 5 mm×높이 10 mm의 직방체 형상의 시험편을 잘라내고, 이 시험편의 선팽창률을 JIS K7197에 준거하여 측정하였다.

(실시예 8)

에탄올 5 중량부에, 상기 식 (3)으로 표시되는 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르(카오 가부시끼가이샤 제조의 상품명 「에멀겐 A60」) 0.05 중량부를 공급한 후, 추가로 박편화 흑연(엑스지 사이언스사 제조의 상품명 「XGnP-5」, 층면의 면 방향을 따른 크기의 평균치 5 μm, 적층수 180층, 탄소 원소량 96.1 atm％) 0.05 중량부를 공급하고, 이에 의해 얻어진 혼합물에 초음파 조사 장치(카이죠사 제조의 상품명 「PHENIXII 26 kHz」)를 이용하여 주파수 26 kHz, 출력 600 W로 초음파를 60분간에 걸쳐 조사하여, 박편화 흑연이 에탄올 중에 분산되어 이루어지는 분산액을 제조하였다.

다음으로, 라보 플라스토밀(도요 세이끼 제조의 상품명 「R-100」)에서 180℃로 용융 혼련되고 있는 호모프로필렌(닛본 폴리프로 제조의 상품명 「노바텍 EA9」) 100 중량부에, 상기 분산액의 전량을 스포이드로 서서히 적하하면서 혼합함으로써 호모폴리프로필렌 중에 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르 및 박편화 흑연을 균일하게 분산시킴과 동시에 에탄올을 증발, 제거시켜 폴리올레핀계 수지 조성물을 제조하였다.

그리고, 폴리올레핀계 수지 조성물을 압출기에 공급하고 200℃에서 용융 혼련한 후, 압출기의 선단에 부착한 T 다이로부터 압출함으로써, 두께 0.1 mm의 폴리올레핀계 수지 시트를 얻었다.

(실시예 9)

상기 식 (3)으로 표시되는 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르를 0.05 중량부 대신에 0.1 중량부 사용한 것 이외에는 실시예 8과 동일하게 하여 폴리올레핀계 수지 시트를 제조하였다.

(실시예 10)

상기 식 (3)으로 표시되는 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르 대신에, 폴리옥시에틸렌트리벤질페닐에테르(카오 가부시끼가이샤 제조의 상품명 「에멀겐 B-66」) 0.05 중량부를 사용한 것 이외에는 실시예 8과 동일하게 하여 폴리올레핀계 수지 시트를 제조하였다.

(실시예 11)

상기 식 (3)으로 표시되는 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르 대신에, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르(아오키 유시 고교 가부시끼가이샤 제조의 상품명 「BLAUNON NK-808」) 0.05 중량부를 사용한 것 이외에는 실시예 8과 동일하게 하여 폴리올레핀계 수지 시트를 제조하였다.

(실시예 12)

상기 식 (3)으로 표시되는 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르 대신에, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르(아오키 유시 고교 가부시끼가이샤 제조의 상품명 「BLAUNON N-509」) 0.05 중량부를 사용한 것 이외에는 실시예 8과 동일하게 하여 폴리올레핀계 수지 시트를 제조하였다.

(실시예 13)

상기 식 (3)으로 표시되는 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르 대신에, 폴리옥시에틸렌도데실페닐에테르(아오키 유시 고교사 제조의 상품명 「BLAUNON DP-9」) 0.05 중량부를 사용한 것 이외에는 실시예 8과 동일하게 하여 폴리올레핀계 수지 시트를 제조하였다.

(비교예 2)

폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르를 이용하지 않은 것 이외에는, 실시예 8과 동일하게 하여 폴리올레핀계 수지 시트를 제조하였다.

(평가)

실시예 8 내지 13 및 비교예 2에서 제조한 폴리올레핀계 수지 시트에서의 박편화 흑연의 분산 상태를 현미경(기엔스사 제조의 상품명 「VHX-200」)으로 관찰하고, 그 결과를 표 2에 나타낸다. 표 2에 있어서, 박편화 흑연의 응집체가 전혀 관찰되지 않은 경우를 「우수(excellent)」, 시야 내에 관찰된 박편화 흑연 및 직경이 20 μm 이상인 박편화 흑연 응집체의 총 수 중, 박편화 흑연 응집체수가 1/4 미만인 경우를 「양호(good)」, 1/4 이상 1/2 미만인 경우를 「보통(not good)」, 1/2 이상인 경우를 「미흡(bad)」으로 하였다. 또한, 상기 현미경에 의해 촬영한 실시예 8의 폴리올레핀계 수지 시트의 촬영 화상을 도 1에 나타내고, 상기 현미경에 의해 촬영한 비교예 2의 폴리올레핀계 수지 시트의 촬영 화상을 도 2에 나타낸다.

도 1 및 도 2로부터, 실시예 8의 폴리올레핀계 수지 시트에 있어서는 박편화 흑연이 응집하지 않고 균일하게 수지 중에 분산되어 있는 데 반해, 비교예 2에서는 박편화 흑연이 응집해 있어 분산성이 양호하다고는 할 수 없음을 알 수 있다.

실시예 8 내지 13 및 비교예 2에서 제조한 폴리올레핀계 수지 시트에 대하여, 얻어진 폴리올레핀계 수지 시트의 인장 탄성률 및 선팽창률을 상기와 동일한 요령으로 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.

본 발명의 폴리올레핀계 수지 조성물은 범용의 성형 방법을 이용하여 원하는 형상으로 성형할 수 있어, 원하는 형상을 갖는 성형품을 용이하게 얻을 수 있다. 얻어진 성형품은, 인장 탄성률 등의 기계적 강도가 우수하며 낮은 선팽창률을 갖고 있어 치수 안정성이 우수한 점에서, 사무실 기기용 부품, 정보 기기용 부품, 통신기기용 부품, 자동차 외장판 재료, 강판 대체 재료 등의 다양한 용도에 사용할 수 있다. 본 발명의 폴리올레핀계 수지 조성물의 제조 방법은 사무실 기기용 부품, 정보 기기용 부품, 통신 기기용 부품, 자동차 외장판 재료, 강판 대체 재료 등의 다양한 용도에 사용할 수 있는 성형품을 제조할 수 있는 폴리올레핀계 수지 조성물을 제조하는 것이 가능하다.

Claims (11)

1. 폴리올레핀계 수지와, 그래핀 시트의 적층수가 300층 이하인 박편화 흑연과, 육원환 골격을 갖는 화합물 또는 오원환 골격을 갖는 화합물 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 수지 조성물.
2. 제1항에 있어서, 육원환 골격을 갖는 화합물 및 오원환 골격을 갖는 화합물은 공액 이중 결합을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 수지 조성물.
3. 제1항에 있어서, 육원환 골격을 갖는 화합물은 스티렌 성분을 함유하는 중합체인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 수지 조성물.
4. 제3항에 있어서, 스티렌 성분을 함유하는 중합체의 스티렌 성분의 함유량은 40 중량％ 이하인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 수지 조성물.
5. 제3항에 있어서, 스티렌 성분을 함유하는 중합체는 스티렌-올레핀 공중합체인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 수지 조성물.
6. 제3항에 있어서, 스티렌 성분을 함유하는 중합체는 스티렌계 열가소성 엘라스토머인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 수지 조성물.
7. 제6항에 있어서, 스티렌계 열가소성 엘라스토머가 스티렌-에틸렌/프로필렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-(에틸렌-에틸렌/프로필렌)-스티렌 블록 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 수지 조성물.
8. 제1항에 있어서, 육원환 골격을 갖는 화합물 및 오원환 골격을 갖는 화합물은 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 수지 조성물.
9. 제1항에 있어서, 육원환 골격을 갖는 화합물이 공액 이중 결합을 포함하는 육원환 골격을 갖는 계면 활성제이며, 상기 공액 이중 결합을 포함하는 육원환 골격을 갖는 계면 활성제가 하기 식으로 표시되는 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르, 폴리옥시알킬렌옥틸페닐에테르, 또는 이들 둘 다인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 수지 조성물.
   

   

   
   (단, 식 중, n은 1 내지 20의 정수임)
10. 양성자성 극성 용매와, 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제와, 그래핀 시트의 적층수가 300층 이하인 박편화 흑연을 혼합하여 분산액을 제조하는 공정과, 상기 분산액과 폴리올레핀계 수지를 혼합하여, 상기 폴리올레핀계 수지 중에 상기 박편화 흑연을 분산시킴과 동시에 상기 양성자성 극성 용매를 증발, 제거시켜 폴리올레핀계 수지 조성물을 제조하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 수지 조성물의 제조 방법.
11. 제10항에 있어서, 공액 이중 결합을 포함하는 환상 골격을 갖는 계면 활성제가 하기 식으로 표시되는 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르, 폴리옥시알킬렌옥틸페닐에테르, 또는 이들 둘 다인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 수지 조성물의 제조 방법.
    

    

    
    (단, 식 중, n은 1 내지 20의 정수임)

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