KR20230067351A - 성형성이 우수한 사출 연신 블로우 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물 - Google Patents
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Abstract
세제용기, 샴푸용기 등 사출 연신 블로우 성형 용기에 적용하기 위해 폴리프로필렌의 투명성 및 내충격성은 유지하면서 성형성을 개선할 수 있는 사출 연신 블로우 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물이 개시된다. 본 발명은 (a) 에틸렌 1 내지 5 중량%를 포함하는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체와, 메탈로센 촉매로 중합된 선형 저밀도 폴리에틸렌이 혼합되고, 용융지수(230℃, 2.16 kg 하중)가 0.1 내지 2 g/10min인 공중합체 혼합물 80 내지 99 중량부; (b) 에틸렌 1 내지 5 중량%를 포함하는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 부분과, 75 내지 90 중량%의 프로필렌 및 10 내지 25 중량%의 프로필렌 이외의 탄소수 2 내지 10인 α-올레핀을 포함하는 공중합체 부분이 블록을 이루고, 용융지수(230℃, 2.16 kg 하중)가 0.3 내지 10 g/10min인 블록 공중합체 1 내지 20 중량부; (c) 핵제 0.1 내지 2 중량부; 및 (d) 슬립제 0.01 내지 2 중량부;를 포함하는 사출 연신 블로우 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
Description
본 발명은 사출 연신 블로우 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 성형성이 우수한 사출 연신 블로우 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다.
식품용기, 세제용기, 샴푸용기 등 생활용기용으로 사용되기 위한 소재는 투명성 및 내충격성이 요구되며, 이러한 요구 특성으로 인하여 주로 폴리에틸렌 테레프탈레이트 소재를 사용하여 사출 연신 블로우 성형법에 의해 성형하는데, 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 경우 유색 제품 사용 지양, 유니소재화 등과 같은 환경부 규제로 인해 폴리프로필렌 소재의 개발이 활발해지고 있다.
그러나 폴리프로필렌의 경우 소재 특성으로 인해 사출 연신 블로우 성형성, 즉, 프리폼 취출 및 블로우 성형성이 좋지 못하고, 투명성과 내충격 특성까지 확보해야 하는 상황이다.
블로우 성형성을 용이하게 하기 위해서는 수지의 연신 점도가 일정 수준 이상으로 높아야 한다. 종래 고투명 및 고충격 폴리프로필렌에 블로우 성형성을 용이하게 하기 위해 메탈로센 촉매로 제조된 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE)을 혼합하지만, 이것만으로는 충분한 연신 점도를 갖지 못하여 블로우 성형성의 충분한 개선이 어렵다.
한국 공고특허 제1986-0001736호는 사출 연신 블로우 성형용기용 수지 조성물로서, 투명성이 우수하고 용기 두께 차를 개선한 폴리프로필렌 수지 조성물 제조를 위해 에틸렌 함량을 1 내지 6%, 용융지수(MI)를 4 내지 50 g/10min으로 한정하고 있으나, 단일 용융지수를 갖는 폴리프로필렌을 사용하는 데 그쳐 사출 연신 블로우 성형성이 좋지 않고, 프리폼 취출이 어려울 수 있다.
일본 등록특허 제4959797호는 사출 연신 블로우 성형용기로 사용되는 수지 조성물로서, 저온 내충격성을 개선하기 위해 메탈로센 촉매를 이용하여 제조한 폴리에틸렌을 1 내지 6% 첨가한 폴리프로필렌 수지 조성물을 개시하고 있으나, 역시 단일 용융지수를 갖는 폴리프로필렌을 사용하는 데 그쳐 사출 연신 블로우 성형성이 좋지 않고, 프리폼 취출이 어려울 수 있다.
본 발명은 세제용기, 샴푸용기 등 사출 연신 블로우 성형 용기에 적용하기 위해 폴리프로필렌의 투명성 및 내충격성은 유지하면서 성형성을 개선할 수 있는 사출 연신 블로우 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, (a) 에틸렌 1 내지 5 중량%를 포함하는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체와, 메탈로센 촉매로 중합된 선형 저밀도 폴리에틸렌이 혼합되고, 용융지수(230℃, 2.16 kg 하중)가 0.1 내지 2 g/10min인 공중합체 혼합물 80 내지 99 중량부; (b) 에틸렌 1 내지 5 중량%를 포함하는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 부분과, 75 내지 90 중량%의 프로필렌 및 10 내지 25 중량%의 프로필렌 이외의 탄소수 2 내지 10인 α-올레핀을 포함하는 공중합체 부분이 블록을 이루고, 용융지수(230℃, 2.16 kg 하중)가 0.3 내지 10 g/10min인 블록 공중합체 1 내지 20 중량부; (c) 핵제 0.1 내지 2 중량부; 및 (d) 슬립제 0.01 내지 2 중량부;를 포함하는 사출 연신 블로우 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
또한 상기 (a) 공중합체 혼합물은 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 함량이 1 내지 10 중량%이고, 상기 (b) 블록 공중합체는 프로필렌 이외의 탄소수 2 내지 10인 α-올레핀 함량이 3 내지 7 중량%인 것을 특징으로 하는 사출 연신 블로우 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
또한 상기 핵제는 솔비톨계 화합물로서 1,3:2,4-비스(3,4-디메틸디벤질리딘) 솔비톨(1,3:2,4-bis(3,4-dimethyldibenzylidene) sorbitol), 비스(p-메틸디벤질리딘) 솔비톨(bis(p-methyldibenzylidene) sorbitol) 및 치환된 디벤질리딘 솔비톨(substituted dibenzylidene sorbitol)과, 노니톨계 화합물로서 1,2,3-트리데옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4-프로필페닐)메틸렌]-노니톨(1,2,3-trideoxy-4,6:5,7-bis-O-[(4-propylphenyl)methylene]-nonitol)과, 소듐 포스페이트(sodium phosphate) 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이고, 상기 슬립제는 에루카아마이드(erucamide), 올레아마이드(oleamide), 스테얼아마이드(stearamide), 베핸아마이드(behenamide), 에틸렌 비스 스테얼아마이드(ethylene bis(stearamide)) 및 에틸렌 비스 올레아마이드(ethylene bis(oleamide))로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 사출 연신 블로우 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
본 발명에 따르면 서로 다른 조성 및 용융지수를 갖는 폴리프로필렌계 수지 2종을 특정 함량으로 혼용하고 슬립제를 첨가하여, 우수한 사출 연신 블로우 성형성을 갖는 사출 연신 블로우 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한 특정 조성의 핵제와 메탈로센 촉매로 중합된 선형 저밀도 폴리에틸렌을 첨가하여 생활용기로 사용되기 위한 요구 물성을 만족시키는 사출 연신 블로우 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공할 수 있다.
이하 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예의 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명자들은 사출 연신 블로우 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물에 있어 종래 고투명성 및 고충격성을 유지하면서 개선된 성형성을 갖는 수지 조성물이 부재한 사실에 직시하고 연구를 거듭한 결과, 특정 조성 및 용융지수를 갖는 블록 공중합체 2종을 특정 함량으로 혼용하고 메탈로센 촉매로 중합된 선형 저밀도 폴리에틸렌과 슬립제를 첨가함으로써 사출 연신 블로우 성형성을 개선시킬 수 있음을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다.
따라서, 본 발명은 (a) 에틸렌 1 내지 5 중량%를 포함하는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체와, 메탈로센 촉매로 중합된 선형 저밀도 폴리에틸렌이 혼합되고, 용융지수(230℃, 2.16 kg 하중)가 0.1 내지 2 g/10min인 공중합체 혼합물 80 내지 99 중량부; (b) 에틸렌 1 내지 5 중량%를 포함하는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 부분과, 75 내지 90 중량%의 프로필렌 및 10 내지 25 중량%의 프로필렌 이외의 탄소수 2 내지 10인 α-올레핀을 포함하는 공중합체 부분이 블록을 이루고, 용융지수(230℃, 2.16 kg 하중)가 0.3 내지 10 g/10min인 블록 공중합체 1 내지 20 중량부; (c) 핵제 0.1 내지 2 중량부; 및 (d) 슬립제 0.1 내지 2 중량부;를 포함하는 사출 연신 블로우 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물을 개시한다.
본 발명에서 상기 (a) 공중합체 혼합물 및 (b) 블록 공중합체의 제조는 2개 이상의 연속된 반응기에서 순차로 중합되어 수행될 수 있다. 각 반응기의 운전 조건은 같거나 다를 수 있고, 각 반응기에는 중합 반응 원료로 프로필렌, 에틸렌을 포함한 탄소수 2 내지 10인 α-올레핀, 촉매계 및 수소가 연속적으로 공급되고, 이때 수소는 공중합체의 분자량 및 물성 조절을 위하여 투입될 수 있다.
상기 (a) 공중합체 혼합물은 제1 반응기에서 프로필렌과 1 내지 5 중량% 함량의 에틸렌을 투입하여 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체를 중합한 후 연속된 제2 반응기에서 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 존재 하에서, 에틸렌과 탄소수 3 내지 10인 α-올레핀 공단량체를 소량 첨가하여 선형 저밀도 폴리에틸렌이 혼합되어 형성될 수 있다.
상기 선형 저밀도 폴리에틸렌은 상기 (a) 공중합체 혼합물을 구성하는 단위 중합체로서 메탈로센 촉매로 제조된 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE)이 혼합되도록 함으로써 블로우 성형성을 향상시킬 수 있다.
또한 선형 저밀도 폴리에틸렌을 이루는 상기 탄소수 3 내지 10인 α-올레핀 공단량체는 1-헥센 또는 1-옥텐인 것이 바람직하고, 1-헥센인 것이 더욱 바람직하다.
상기 (a) 공중합체 혼합물에서 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 함량은 1 내지 10 중량%일 수 있고, 바람직하게는 2 내지 8 중량%, 더욱 바람직하게는 3 내지 7 중량%일 수 있다. 선형 저밀도 폴리에틸렌 함량이 1 중량% 미만일 경우 최종 수지 조성물의 연신 블로우 성형성 향상 효과가 미비할 수 있고, 10 중량%를 초과할 경우 최종 수지 조성물의 투명성 및 내충격성이 저하될 수 있다.
상기 (a) 공중합체 혼합물은 용융지수(230℃, 2.16 kg 하중)가 0.1 내지 2 g/10min로서 상대적으로 고분자량이고, 상대 함량으로서 80 내지 99 중량부 포함된다. 바람직하게는 용융지수가 0.5 내지 1.5 g/10min일 수 있고, 함량은 85 내지 95 중량부일 수 있다.
(a) 공중합체 혼합물의 용융지수와 함량은 후술하는 (b) 블록 공중합체와의 혼합을 고려하여 최종 수지 조성물의 사출 연신 블로우 성형성 향상에 이상적인 조합으로서 설정된 것이다. 즉, (a) 공중합체 혼합물의 용융지수와 함량이 상기 범위를 벗어날 경우 최종 수지 조성물의 사출 연신 블로우 성형성은 본 발명에서 목적하는 수준에 미치지 못한다.
상기 (b) 블록 공중합체는 제1 반응기에서 프로필렌과 1 내지 5 중량% 함량의 에틸렌을 투입하여 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체를 중합한 후 연속된 제2 반응기에서 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 존재 하에서, 75 내지 90 중량%의 프로필렌 및 10 내지 25 중량%의 프로필렌 이외의 탄소수 2 내지 10인 α-올레핀을 첨가하여 중합되는 공중합체가 블록을 이루어 형성될 수 있다.
상기 (b) 블록 공중합체에서 블록을 이루는 공중합체의 α-올레핀은 에틸렌 또는 1-부텐인 것이 바람직하다.
상기 (b) 블록 공중합체에서 프로필렌 이외의 탄소수 2 내지 10인 α-올레핀 함량은 3 내지 7 중량%일 수 있고, 바람직하게는 4 내지 6 중량%일 수 있다. α-올레핀 함량이 3 중량% 미만일 경우 최종 수지 조성물의 연신 블로우 성형성 향상 효과가 미비할 수 있고, 7 중량%를 초과할 경우 최종 수지 조성물의 투명성 및 내충격성이 저하될 수 있다.
상기 (b) 블록 공중합체는 용융지수(230℃, 2.16 kg 하중)가 0.3 내지 10 g/10min로서 상대적으로 저분자량이고, 상대 함량으로서 1 내지 20 중량부 포함된다. 바람직하게는 용융지수가 3 내지 7 g/10min일 수 있고, 함량은 5 내지 15 중량부일 수 있다.
(b) 블록 공중합체의 용융지수와 함량은 전술한 (a) 공중합체 혼합물과의 혼합을 고려하여 최종 수지 조성물의 사출 연신 블로우 성형성 향상에 이상적인 조합으로서 설정된 것이다. 즉, (b) 블록 공중합체의 용융지수와 함량이 상기 범위를 벗어날 경우 최종 수지 조성물의 사출 연신 블로우 성형성은 본 발명에서 목적하는 수준에 미치지 못한다.
본 발명에서는 사출 연신 블로우 성형품의 투명성 향상을 위해 핵제를 포함한다.
상기 핵제로는 예컨대, 솔비톨계 화합물, 노니톨계 화합물, 소듐 포스페이트 화합물 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 솔비톨계 화합물로 예를 들면, 1,3:2,4-비스(3,4-디메틸디벤질리딘) 솔비톨(1,3:2,4-bis(3,4-dimethyldibenzylidene) sorbitol), 비스(p-메틸디벤질리딘) 솔비톨(bis(p-methyldibenzylidene) sorbitol) 및 치환된 디벤질리딘 솔비톨(substituted dibenzylidene sorbitol) 등이 사용될 수 있고, 노니톨계 화합로 예를 들면, 1,2,3-트리데옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4-프로필페닐)메틸렌]-노니톨(1,2,3-trideoxy-4,6:5,7-bis-O-[(4-propylphenyl)methylene]-nonitol)이 사용될 수 있다.
상기 핵제는 0.1 내지 2 중량부 함량으로 포함되고, 바람직하게는 0.2 내지 1 중량부 함량으로 포함될 수 있다. 핵제 함량이 0.1 중량부 미만일 경우 충분한 투명성을 확보하기 어렵고, 2 중량부를 초과 경우 첨가량 대비 투명성 향상 효과가 비례적이지 않아 효율적이지 않고, 사출 연신 블로우 성형성을 저해할 수도 있다.
본 발명에서는 최종 수지 조성물을 이용한 사출 연신 블로우 성형 시 끈끈한(sticky) 현상을 감소시키고, 표면의 미끄러움성을 향상시켜, 프리폼 취출 및 블로우 성형성을 향상시키기 위한 슬립제로서 아마이드계 슬립제를 포함한다.
상기 아마이드계 슬립제로는 예컨대, 에루카아마이드(erucamide), 올레아마이드(oleamide), 스테얼아마이드(stearamide), 베핸아마이드(behenamide), 에틸렌 비스 스테얼아마이드(ethylene bis(stearamide)), 에틸렌 비스 올레아마이드(ethylene bis(oleamide)) 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 에루카아마이드(erucamide)가 사용될 수 있다.
상기 슬립제는 0.01 내지 2 중량부 함량으로 포함되고, 바람직하게는 0.1 내지 1 중량부 함량으로 포함될 수 있다. 핵제 함량이 0.01 중량부 미만일 경우 향상된 성형성을 확보하기 어렵고, 2 중량부를 초과 경우 내충격성이 저하된다.
이상의 성분 조합으로 최종 형성되는 폴리프로필렌 수지 조성물은 용융지수(230℃, 2.16 kg 하중)가 0.1 내지 10 g/10min일 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 2 g/10min일 수 있다. 수지 조성물의 용융지수가 0.1 g/10min 미만일 경우 흐름성이 떨어져 성형성이 저하될 수 있고, 10 g/10min을 초과할 경우 내충격성이 저하될 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 우수한 투명성 및 충격 특성을 보유하면서, 사출 연신 블로우 성형성이 향상된다. 구체적으로 본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 헤이즈(ASTM D1003)가 20% 이하, 바람직하게는 15% 이하일 수 있고, Izod 충격강도(23℃)가 30 kgf·cm/cm 이상, 바람직하게는 35 kgf·cm/cm 이상일 수 있고, 사출 연신 블로우 성형기를 이용한 성형에 있어, 프리폼 성형 시 프리폼의 휘어짐이 없고 외관에 플로우 마크가 미발생하고, 상기 프리폼을 이용한 블로우 성형 시 두께가 균일하고 파열되지 않아 원활한 성형이 이루어지도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 상기 성분들 이외에도 사출 연신 블로우 성형용으로 적용 시 일반적으로 사용되는 산화방지제, 대전방지제 등이 포함될 수 있으며, 필요에 따라서는 그 특성을 크게 해치지 않는 범위 내에서 내열안정제, 내후안정제, 활제, 난연제, 안료, 염료 등과 같은 첨가제를 병용할 수 있다.
본 발명에 따른 사출 연신 블로우 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물은 당 업계에 알려진 통상의 방법에 따라 상기 성분들을 혼합 및 압출하여 제조될 수 있다. 예컨대, 상기 성분들을 1축 또는 2축 압출기에 투입하여 용융 혼련하여 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
실시예 1
제1 반응기에서 프로필렌과 3.5 중량% 함량의 에틸렌을 투입하여 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체를 중합한 후 연속된 제2 반응기에서 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 존재 하에서, 에틸렌과 5 중량% 함량의 1-헥센을 메탈로센 촉매와 함께 첨가하여 선형 저밀도 폴리에틸렌이 혼합되어, 전체 공중합체 혼합물에서 5 중량% 함량이 되고, 용융지수가 0.9 g/10min인 (a-1) 공중합체 혼합물을 제조하였다.
또한 제1 반응기에서 프로필렌과 3.5 중량% 함량의 에틸렌을 투입하여 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체를 중합한 후 연속된 제2 반응기에서 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 존재 하에서, 80 중량%의 프로필렌 및 20 중량%의 에틸렌을 첨가하여 중합된 공중합체가 블록을 이루되, 전체 에틸렌 함량이 5.5 중량%가 되고, 용융지수가 5 g/10min인 (b) 블록 공중합체를 제조하였다.
상기 제조된 (a-1) 블록 공중합체 90 중량부, (b) 블록 공중합체 10 중량부, (c) 핵제(1,2,3-trideoxy-4,6:5,7-bis-O-[(4-propylphenyl)methylene]-nonitol) 0.4 중량부, (d) 슬립제(에루카아마이드) 0.2 중량부 및 (e) 산화방지제(페놀계 및 인계 산화방지제의 혼합물) 0.1 중량부를 스크류 길이/직경(L/D) 비가 40인 2축 압출기에 투입하여 180 내지 220℃ 조건에서 용융 혼련 후 냉각 고화하여 펠렛상의 수지 조성물을 제조하였다.
이후, 제조된 폴리프로필렌 수지 조성물로 사출 연신 블로우 성형기를 이용하여 프리폼 사출 성형 및 블로우 성형을 수행하여 용기 제품을 제조하였다.
실시예 2 내지 3, 비교예 1 내지 6
실시예 1에서 성분 조성을 하기 표 1의 조건으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리프로필렌 수지 조성물 및 용기 제품을 제조하였다.
| 구분 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 5 | 비교예 6 | ||||
| 구성 | (a-1) | 70 | 90 | 100 | 100 | 90 | 85 | 95 | - | - | |||
| (a-2) | - | - | - | - | - | - | - | 90 | - | ||||
| (a-3) | - | - | - | - | - | - | - | - | 90 | ||||
| (b) | 30 | 10 | - | - | 10 | 15 | 5 | 10 | 10 | ||||
| (c) | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.2 | ||||
| (d) | - | - | - | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | ||||
| (e) | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | ||||
| 효과 | 사출 연신 블로우 성형성 |
사출 성형성 | 불합격 | 불합격 | 불합격 | 합격 | 합격 | 합격 | 합격 | 합격 | 합격 | ||
| 블로우 성형성 |
불합격 | 불합격 | 불합격 | 불합격 | 합격 | 합격 | 합격 | 불합격 | 불합격 | ||||
| MI (g/10min) |
1.5 | 1.0 | 0.9 | 1.0 | 1.1 | 1.2 | 1.1 | 1.0 | 2.2 | ||||
| Haze(%) | 9.5 | 9.2 | 9.4 | 9.6 | 9.3 | 9.2 | 9.3 | 9.4 | 15.0 | ||||
| Izod충격강도 (kgf·cm/cm) |
33 | 39 | 40 | 38 | 39 | 39 | 40 | 35 | 30 | ||||
| * 주 (a-2) 랜덤 공중합체 : (a-1)에서 제1 반응기만 사용하여 제조(에틸렌 함량 3.5 중량%, MI 0.9 g/10min) (a-3) 랜덤 공중합체 : (a-1)에서 제1 반응기만 사용하여 제조(에틸렌 함량 3 중량%, MI 2 g/10min) |
|||||||||||||
실험예
상기 제조된 폴리프로필렌 수지 조성물에 대하여 하기 방법에 따라 용융지수, 헤이즈, 충격강도 및 성형성을 측정 내지 평가하고 그 결과를 상기 표 1에 나타내었다.
[측정 내지 평가 방법]
(1) 용융지수(MI, Melt Index)
ASTM D1238에 준하여 230℃ 및 2.16 kg 하중 조건에서 측정하였다.
(2) Haze
ASTM D1003에 준하여 Hazemeter를 사용하여 두께 1T 시편의 Haze를 측정하였다.
(3) Izod 충격강도
ASTM D256에 준하여 두께 3T, u-notched 시편의 Izod 충격강도를 상온(23℃)에서 측정하였다.
(4) 사출 성형성(프리폼 취출 상태 및 외관 평가)
제조된 폴리프로필렌 수지 조성물로 사출 연신 블로우 성형기를 이용하여 프리폼을 사출 성형 후 취출 시 프리폼이 휘어지거나 프리폼 외관에 플로우 마크가 발생할 경우 불량(불합격), 프리폼의 휘어짐이 없고 외관에 플로우 마크가 발생하지 않을 경우 양호(합격)로 평가하였다.
(5) 블로우 성형성
프리폼 사출 성형 후 블로우 성형을 하게 되는데, 두께 불균일(성형된 용기 가압 시 편심 발생) 또는 파열이 발생할 경우 불량(불합격), 두께가 불균일하지 않고 파열되지 않을 경우 양호(합격)로 평가하였다.
표 1을 참조하면, 본 발명에 따라 서로 다른 조성 및 용융지수를 갖는 블록 공중합체 2종을 특정 함량으로 혼용하고 핵제 및 슬립제를 첨가함으로써, 고투명성 및 고충격성을 유지하면서도 우수한 사출 연신 블로우 성형성을 갖도록 하는 효과를 확인할 수 있다(실시예 1 내지 3).
반면, 본 발명에서의 블록 공중합체를 사용하더라도 그 함량 비율이 일정 수준을 벗어나거나(비교예 1, 3 및 4), 슬립제를 사용하지 않을 경우(비교예 2) 사출 연신 블로우 성형성이 좋지 못하거나, 프리폼 취출에 어려움이 있는 것을 확인하였다.
또한 메탈로센 촉매로 제조된 선형 저밀도 폴리에틸렌 성분을 포함하지 않거나(비교예 5), 용융지수가 일정 수준을 벗어날 경우(비교예 6) 사출 연신 블로우 성형성이 좋지 못하거나, Haze가 상승하는 것을 알 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 (3)
- (a) 에틸렌 1 내지 5 중량%를 포함하는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체와, 메탈로센 촉매로 중합된 선형 저밀도 폴리에틸렌이 혼합되고, 용융지수(230℃, 2.16 kg 하중)가 0.1 내지 2 g/10min인 공중합체 혼합물 80 내지 99 중량부;
(b) 에틸렌 1 내지 5 중량%를 포함하는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 부분과, 75 내지 90 중량%의 프로필렌 및 10 내지 25 중량%의 프로필렌 이외의 탄소수 2 내지 10인 α-올레핀을 포함하는 공중합체 부분이 블록을 이루고, 용융지수(230℃, 2.16 kg 하중)가 0.3 내지 10 g/10min인 블록 공중합체 1 내지 20 중량부;
(c) 핵제 0.1 내지 2 중량부; 및
(d) 슬립제 0.01 내지 2 중량부;
를 포함하는 사출 연신 블로우 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 (a) 공중합체 혼합물은 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 함량이 1 내지 10 중량%이고, 상기 (b) 블록 공중합체는 프로필렌 이외의 탄소수 2 내지 10인 α-올레핀 함량이 3 내지 7 중량%인 것을 특징으로 하는 사출 연신 블로우 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 핵제는 솔비톨계 화합물로서 1,3:2,4-비스(3,4-디메틸디벤질리딘) 솔비톨(1,3:2,4-bis(3,4-dimethyldibenzylidene) sorbitol), 비스(p-메틸디벤질리딘) 솔비톨(bis(p-methyldibenzylidene) sorbitol) 및 치환된 디벤질리딘 솔비톨(substituted dibenzylidene sorbitol)과, 노니톨계 화합물로서 1,2,3-트리데옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4-프로필페닐)메틸렌]-노니톨(1,2,3-trideoxy-4,6:5,7-bis-O-[(4-propylphenyl)methylene]-nonitol)과, 소듐 포스페이트(sodium phosphate) 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이고, 상기 슬립제는 에루카아마이드(erucamide), 올레아마이드(oleamide), 스테얼아마이드(stearamide), 베핸아마이드(behenamide), 에틸렌 비스 스테얼아마이드(ethylene bis(stearamide)) 및 에틸렌 비스 올레아마이드(ethylene bis(oleamide))로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 사출 연신 블로우 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물.
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| KR1020210153363A KR20230067351A (ko) | 2021-11-09 | 2021-11-09 | 성형성이 우수한 사출 연신 블로우 성형용 폴리프로필렌 수지 조성물 |
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