KR101669933B1 - 저온에서의 충격강도를 개선한 용기 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저온에서의 충격강도를 개선한 용기 및 그 제조방법에 대한 것으로, 상기한 본 발명의 저온에서의 충격강도를 개선한 용기는 저온에서의 충격강도를 개선한 폴리프로필렌 용기로서, 상기 폴리프로필렌 용기는 폴리올레핀계 수지로서 용융지수가 0.1 내지 10g/10분 범위이고 밀도가 0.88 내지 0.98㎏/㎥인 폴리프로필렌 수지를 주재로 하고, 여기에 용융지수가 0.5 내지 10g/10분이고 밀도가 0.91 내지 0.95㎏/㎥인 열가소성 엘라스토마 화합물을 브렌드(blend)하고, 상용화제 및 분산제와 핵제를 부가하여 제조된 것임을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 저온에서의 충격강도를 개선한 용기 및 그 제조방법은 폴리프로필렌에 열가소성 엘라스토마 화합물과, 이들 화합물의 상용성을 향상시키기 위하여 상용화제 및 분산제를 사용하였으며 금속염을 핵제로 사용하여 폴리머의 결정화를 촉진시키고 결정의 크기를 미세화시켜서 투명성을 향상시켰으며 결정화 속도를 증가시킴으로써 기계적 물성을 향상시고, 특히 0℃ 이하의 냉장고나 저온의 환경에 용기를 보관하였다가 용기를 사용하기 위하여 또는 용기를 옮기기 위하여 이동하다가 바닥에 떨어뜨릴 경우 용기가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 저온에서의 충격강도를 개선하는 효과가 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 저온에서의 충격강도를 개선한 용기 및 그 제조방법은 폴리프로필렌에 열가소성 엘라스토마 화합물과, 이들 화합물의 상용성을 향상시키기 위하여 상용화제 및 분산제를 사용하였으며 금속염을 핵제로 사용하여 폴리머의 결정화를 촉진시키고 결정의 크기를 미세화시켜서 투명성을 향상시켰으며 결정화 속도를 증가시킴으로써 기계적 물성을 향상시고, 특히 0℃ 이하의 냉장고나 저온의 환경에 용기를 보관하였다가 용기를 사용하기 위하여 또는 용기를 옮기기 위하여 이동하다가 바닥에 떨어뜨릴 경우 용기가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 저온에서의 충격강도를 개선하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 저온에서의 충격강도를 개선한 용기 및 그 제조방법에 대한 것으로, 더욱 자세하게는 0℃ 이하의 냉장고 또는 기타 저온의 환경에서 용기를 보관하였다가 용기를 사용하기 위하여 또는 용기를 옮기기 위하여 이동하다가 바닥에 떨어뜨릴 경우 용기가 파손하는 것을 방지한 기술로서 폴리프로필렌 수지에 열가성 엘라스토마 화합물을 브렌드(blend)한 제품으로서 이들 화합물의 상용성을 향상시키기 위하여 분산제를 혼합하여 사용하고 핵제를 사용하여 결정화 속도를 촉진시키고 결정의 크기를 미세화시켜서 투명성을 향상시키는 한편 기계적 물성을 향상시킨, 저온에서의 충격강도를 개선한 폴리프로필렌 용기와 그 제조방법에 관한 것이다.
플라스틱은 그 개발 이래로 다양한 제품으로 광범위하게 사용되고 있는데, 이들 중 식음료의 용기로 사용되고 있는 중공성형 플라스틱 용기는 그 재질이 통상적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 소재로 구성되어 진다.
이러한 플라스틱 용기는 유리 재질의 용기에 비해 깨지지 않으므로 파손의 위험성이 적고, 무게가 가볍고, 가격이 저렴하여 유리 재질 용기를 대체하고 있으며 생활용품, 식음료, 화장품 등 일상생활에 필요한 모든 분야의 용기로까지 그 용도가 확대되고 있다.
그런데, 상기한 PET 용기의 경우는 열변형온도가 약 65℃이므로 고온 충진시는 용기가 변형되어 충진할 수가 없으므로 고온 충진 용기로는 사용할 수가 없다는 문제점이 있는데 비하여, 폴리프로필렌 용기는 강성이 우수하고 내열성이 있으므로 강성이 요구되는 제품으로서 충진시 95℃ 이상을 요구하는 내용물을 충진할 때는 필수적으로 사용되고 있다.
그러나, 상기한 폴리프로필렌 용기의 경우 저온에서의 충격강도가 취약하므로 0℃ 이하에서 냉장보관을 하면 폴리프로필렌 구조가 취약해지므로 내용물이 담긴 용기를 사용하기 위해 옮기다가 떨어뜨리면 쉽게 파손된다는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 문제점을 개선하기 위한 방법이 제안되었는데, 예를 들어 대한민국 특허공개공보 제1998-0073768호는 폴리프로필렌 필름이라는 명칭으로, 랜덤 폴리프로필렌과 블럭 폴리프로 필렌을 적당량 혼합하여 사용함으로서 상호 물성을 보완하여 저온에서의 충격강도 저하를 방지하는 방법을 개시하고 있으나, 상기 방법은 용기 투명도가 저하되는 문제점이 있었으며, 특히 저온에서의 충격강도 향상이 부족하여 0℃ 이하의 저온에 보관하다가 용기를 옮길 때 용기를 떨어뜨리면 용기가 깨지는 치명적인 문제점이 여전히 있었다. 다른 방법으로는 대한민국 특허공개공보 제2005-0055015호에서는, 폴리프로필렌 수지를 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체 또는 에틸렌-부텐 랜덤 공중합체 또는 에틸렌-알파 올레핀 랜덤 공중합체 등과 혼합하여 사용하는 방법들을 개시하고 있으나, 상기 방법은 수지들 간의 상용성이 불량하여 수지가 분산되지 않아서 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체 또는 에틸렌-부텐 랜덤 공중합체 또는 에틸렌-알파 올레핀 랜덤 공중합체 등의 분산 입자가 커서 요구하는 저온 충격강도 향상 효과가 부족하며 강성도 저하되고 투명성도 불량하다는 문제점이 여전히 있었다.
이에 본 발명자 등은 상기한 종래의 문제점들을 해소할 수 있는 방법에 대해 예의 연구한 결과, 기존의 폴리프로필렌의 장점인 강성과 내열성을 유지하면서 투명성이 우수하고 특히 0℃ 이하의 저온에서의 충격강도를 현저히 향상시킬 수 있는 방법을 찾아내어 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 있어서의 문제점을 감안하여 된 것으로, 본 발명의 제일 목적은 투명성이 우수하면서도 0℃ 이하의 냉장고나 저온의 환경에 용기를 보관하였다가 용기를 사용하기 위하여 또는 용기를 옮기기 위하여 이동 중 바닥에 떨어뜨릴 경우 용기가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 0℃ 이하의 저온에서의 용기의 충격강도를 개선한 용기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 우수한 특성을 갖는 저온에서의 충격강도를 개선한 용기를 보다 용이한 방법으로 제조하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적은 폴리프로필렌 수지에 열가성 엘라스토마 화합물을 브렌드(blend)한 제품으로서 폴리프로필렌과 열가소성 엘라스토마 화합물의 상용성을 향상시키기 위하여 에칠렌비닐 알콜계 화합물과 알킬메타크릴레이트 화합물을 일정비율로 혼합하여 사용하고, 유기 인산에스테르 금속염을 핵제로 사용하여 폴리머의 결정화를 촉진시키고 결정의 크기를 미세화시켜서 투명성을 향상시키고 기계적 물성을 향상시킴으로서 저온에서의 충격 강도를 개선할 수 있는 폴리프로필렌 용기를 제공할 수 있음을 밝혀내어 달성되었다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저온에서의 충격강도를 개선한 용기는;
저온에서의 충격강도를 개선한 폴리프로필렌 용기로서,
상기 폴리프로필렌 용기는 폴리올레핀계 수지로서 용융지수가 0.1 내지 10g/10분 범위이고 밀도가 0.88 내지 0.98㎏/㎥인 폴리프로필렌 수지를 주재로 하고, 여기에 용융지수가 0.5 내지 10g/10분이고 밀도가 0.91 내지 0.95㎏/㎥인 열가소성 엘라스토마 화합물을 브렌드(blend)하고, 상용화제 및 분산제와 핵제를 부가하여 제조된 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 열가소성 엘라스토마 화합물은 알파 올레핀 화합물로서 1-부텐 에틸렌-알파 올레핀 공중합체와 1-데센 에틸렌-알파 올레핀 공중합체를 혼합한 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 알파 올레핀 화합물을 구성하는 1-부텐 에틸렌-알파 올레핀 공중합체 : 1-데센 에틸렌-알파 올레핀 공중합체의 혼합비율은 1:9 내지 7:3으로 됨을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 상용화제 및 분산제는 에칠렌비닐 알콜계 화합물과 알킬메타크릴 레이트 화합물을 사용한 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 상용화제 및 분산제로 사용되는 에칠렌비닐 알콜계 화합물과 알킬메타크릴 레이트 화합물은 1:1의 중량비율로 혼합하여 폴리올레핀 수지 총 사용량의 0.1 내지 2중량%를 사용한 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 핵제는 알킬아릴 에테르 인산염을 사용한 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 핵제인 알킬아릴 에테르 인산염은 폴리올레핀 수지 총 사용량의 0.1 내지 1 중량%를 사용한 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 폴리프로필렌은 열 변형온도가 110℃이며 파단신도는 300% 이상인 것이고, 상기 열가소성 엘라스토마 화합물은 파단신도가 950% 이상이고 굴곡탄성율이 250kgf/㎠ 이하인 화합물을 사용함을 특징으로 한다.
상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저온에서의 충격강도를 개선한 용기의 제조방법은;
폴리올레핀계 수지로서 용융지수가 0.1 내지 10g/10분 범위이고 밀도가 0.88 내지 0.98㎏/㎥인 폴리프로필렌 수지에 용융지수가 0.5 내지 10g/10분이고 밀도가 0.91 내지 0.95㎏/㎥인 열가소성 엘라스토마 화합물을 브렌드(blend)하고, 상용화제 및 분산제와 핵제를 부가하여 충격강도를 개선한 용기의 제조방법으로서,
상기 제조방법은 폴리프로필렌 수지에 열가소성 엘라스토마 수지와 상용화제 및 분산제, 핵제를 믹서(MIXER)에서 미리 혼합한 후 성형기 호퍼에 투입하여 용기로 블로우(BLOW) 성형하거나; 상기 각각의 수지를 사이드 피더(SIDE FEEDER)를 이용하여 공급하여 블로우(BLOW) 성형하거나; 또는 에틸렌-알파 올레핀 공중합물에 폴리올레핀 수지와 분산제 및 핵제를 혼합하여 압출기에서 마스타 배치(MASTER BATCH)를 제조 후 폴리올레핀 수지와 혼합하여 투입하거나 사이드 피터를 이용하여 공급하여 블로우(BLOW) 성형하는 방법의 하나를 선택하여 제조하는 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 마스타 배치로의 제조는 에틸렌-알파 올레핀 공중합물이 50중량% 함유하도록 제조하고, 그의 사용량은 에틸렌-알파 올레핀 공중합물의 순 농도로 환산시 폴리프로필렌 수지의 15중량%로 되도록 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 저온에서의 충격강도를 개선한 용기 및 그 제조방법은 폴리프로필렌에 열가소성 엘라스토마 화합물과, 이들 화합물의 상용성을 향상시키기 위하여 상용화제 및 분산제를 사용하였으며 금속염을 핵제로 사용하여 폴리머의 결정화를 촉진시키고 결정의 크기를 미세화시켜서 투명성을 향상시켰으며 결정화 속도를 증가시킴으로써 기계적 물성을 향상시고, 특히 0℃ 이하의 냉장고나 저온의 환경에 용기를 보관하였다가 용기를 사용하기 위하여 또는 용기를 옮기기 위하여 이동하다가 바닥에 떨어뜨릴 경우 용기가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 저온에서의 충격강도를 개선하는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시형태에 의해 보다 자세하게 설명하지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
본 명세서에서, 본 실시형태는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로서, 본 발명의 범주는 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시형태들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어들은 실시형태를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 결코 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않은 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함한다'로 언급된 구성 요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명의 저온에서의 충격강도를 개선한 용기는 저온에서의 충격강도를 개선한 폴리프로필렌 용기로서, 상기 폴리프로필렌 용기는 폴리올레핀계 수지로서 용융지수가 0.1 내지 10g/10분 범위이고 밀도가 0.88 내지 0.98㎏/㎥인 폴리프로필렌 수지를 주재로 하고, 여기에 용융지수가 0.5 내지 10g/10분이고 밀도가 0.91 내지 0.95㎏/㎥인 열가소성 엘라스토마 화합물을 브렌드(blend)하고, 상용화제 및 분산제와 핵제를 부가하여 제조된다.
상기 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 사용되는 폴리프로필렌은 고투명, 고광택을 지닌 프로필렌으로서 사출중공성형 및 압출 시트용으로 사용이 가능한 제품으로서 우수한 투명성, 굴곡강도, 열변형온도 및 내약품성을 지니고 있는 것으로서 용융지수가 0.1 내지 10g/10분 범위이고 밀도가 0.88 내지 0.98㎏/㎥인 것으로, 열 변형온도는 110℃, 파단신도는 300% 이상의 폴리프로필렌 수지를 기본 수지로 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 사용되는 열가소성 엘라스토마 화합물은 용융지수가 0.5 내지 10g/10분이고 밀도가 0.91 내지 0.95㎏/㎥ 범위이고 파단신도는 900% 이상이 좋으며 굴곡탄성율은 100 내지 500kgf/㎠이 바람직하다.
상기 본 발명에 따라 사용되는 열가소성 엘라스토마 화합물은 고무의 탄성과 열가소성 플라스틱 수지의 우수한 물성 및 가공성을 가진 소재로서 탄성을 가진 블록 중합체 또는 하드 세그먼트와 소프트 세그먼트로 이루어진 화합물로서 고무와 플라스틱의 성질을 동시에 지니고 있으므로 탄성을 요구하는 플라스틱 제품의 개질제로 널리 사용되고 있으며 생활용품 제품에 이어 공업용품으로도 용도가 확대되고 있는 것이다.
이러한 열가소성 탄성체의 종류는 올레핀계, 스티렌계 , 우레탄계 , 불소계, 폴리에스테르계 , PVC계 , 폴리아미드계 등이 있으며 용기 소재에 따라 적당한 화합물을 선정해야 하며, 폴리프로필렌 수지에는 올레핀계 열가소성 탄성체를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 올레핀계 열가소성 탄성체로서는 에틸렌-알파 올레핀 공중합체가 적당하다.
에틸렌-알파 올레핀 공중합체는 투명성이 우수하고 유연하면서도 저온에서의 충격 강도가 우수하므로 폴리프로필렌 수지에 배합하여 폴리프로필렌 필름의 저온 충격강도 향상에 이용할 수 있을 것이다. 그러나, 이러한 공중합체는 폴리프로필렌 수지와의 상용성이 부족하여 분산이 잘 되지 않음으로 브렌드시 각종 문제를 초래하였다. 구체적으로는, 폴리프로필렌 수지와 혼합시 에틸렌-알파 올레핀 공중합체의 분산 직경이 커서 용기를 성형시 줄무늬가 발생하는 등 외관이 깨끗한 용기를 생산하기가 곤란하며 분산성의 불량으로 강성이 저하하고 저온에서의 충격강도 향상이 부족하다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에서는 분산성을 향상시키고 저온 충격강도를 향상시키기 위해서는 에틸렌-알파 올레핀 공중합체 중 폴리올레핀계 수지와의 기본적인 상용성이 우수한 화합물을 선정하였다. 이러한 알파 올레핀 화합물로서는 탄소수 4 내지 20의 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-옥타데센 등의 화합물이 있으며 폴리프로필렌 수지와의 혼련성, 투명성 및 저온충격강도 물성 향상을 위해서는 이들 화합물 중 탄소수가 적은 화합물과 탄소수가 큰 화합물을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 1-부텐과 1-데센으로 구성된 에틸렌-알파 올레핀 공중합체 화합물이 가장 바람직하다.
또한, 상기 두 화합물의 혼합비율은 1-부텐 에틸렌-알파 올레핀 공중합체 : 1-데센 에틸렌-알파 올레핀 공중합체 = 1:9 내지 7:3의 비율이 바람직하다. 만일 이들 혼합비율이 1:9 미만이면, 탄소수가 많은 알파 올레핀의 량이 증가하므로 유연성이 우수하여 저온에서의 충격강도는 향상되나 강성이 저하되며, 7:3을 초과하면 탄소수가 적은 알파 올레핀의 량이 증가하므로 저온에서의 충격강도 향상에 불리하여 바람직하지 않다.
한편, 폴리올레핀계 수지와 에틸렌-알파 올레핀 공중합체를 브렌드(blend) 시 상용성이 부족하면 용기를 브로우(BLOW) 성형시 줄무늬가 발생하며 상용성의 부족으로 수지의 분산성이 부족하여 기계적인 물성이 저하되므로 강성의 저하 및 저온에서의 충격강도 저하를 초래하는 문제가 있으며, 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 상용화제 및 분산제를 사용하였다.
상기 목적으로 사용되는 본 발명에 따른 상용화제 및 분산제로서는 폴리하이드록시에틸아크릴레이트, 폴리하이드록시프로필아크릴레이트, 폴리비닐피롤리돈, 알킬메타크릴레이트, 에칠렌비닐알콜계 화합물, 에칠렌비닐 아세테이트계 화합물 등을 들 수 있으며, 이중 에칠렌비닐 알콜계 화합물과 알킬메타크릴레이트 화합물을 1:1 중량비율로 혼합하여 사용하는 것이 가장 바람직하였다. 에칠렌비닐 알콜계 화합물은 에칠렌비닐 알콜, 폴리비닐 알콜, 에칠렌프로필렌 알콜, 및 에칠렌이소부텐 알콜 중에서 선택된 어느 하나의 물질이며 알킬메타크릴레이트 화합물은 탄소수 2 내지 10을 갖는 알킬화합물 중 하나이다.
상기 상용화제 및 분산제의 사용량은 폴리올레핀계 수지 총 사용량의 0.1 내지 2중량%를 사용하는 것이 바람직한데, 만일 0.1중량% 미만을 사용할 경우는 분산효과가 부족하여 성형시 용기 수직 방향으로 줄이 발생하거나 기계적인 물성저하를 초래하며, 반대로 2중량% 이상을 사용시는 분산효과가 더 이상 증진되지않으므로 비 경제적이며 폴리프로필렌 수지의 기본적인 물성인 강성을 저해하며 투명성 또한 저하되므로 바람직하지 않다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따라 핵제를 사용하면 폴리머의 결정화 속도를 촉진시키고 결정의 크기를 미세화시켜 투명성을 향상시키고 결정화 속도를 증가시킴으로써 싸이클 타임을 단축시키고 기계적 물성을 향상시킬 수 있게 한다. 이러한 핵제로는 유기 화합물(Mono or Polymer carboxilic acid salt), 무기 첨가제(Talc, Silica, Kaolin), 폴리머(Ethylene Acrylic ester copolymer) 등 3 가지 유형으로 분류된다.
상기 화합물 중 솔비톨계 화합물이나 유기 인산에스테르 금속염이 적합하며, 특히 유기 인산에스테르 금속염이 핵제로서 성능이 우수하다.
유기 인산에스테르 금속염은 -PO3Na2 구조를 가진 염으로서 알킬인산 나트륨염, 알킬 에테르 인산염, 알킬 아릴 에테르 인산염이 있으며 알킬아릴 에테르 인산염이 핵제로 서의 성능이 가장 우수하다.
알킬아릴 에테르 인산염의 사용량은 올레핀계계 수지 총 사용량의 0.1 내지 1중량%가 적당하며, 만일 0.1중량% 미만을 사용시는 핵제로서의 성능이 불충분하고, 반대로 1중량%를 초과하면 성형시 용기의 외관 불량을 초래하여 바람직하지 않다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 저온에서의 충격강도를 개선한 용기를 제조하는 방법으로서, 용기를 브로우 성형하는 방법은 1) 폴리프로필렌 수지에 두 가지 에틸렌-알파 올레핀 수지와 분산제, 핵제를 믹서(MIXER)에서 미리 혼합후 성형기 호퍼에 투입하는 방법; 2) 각각의 수지를 사이드 피더(SIDE FEEDER)를 이용하여 공급하는 방법 및 3) 에틸렌- 알파 올레핀 공중합물에 폴리올레핀 수지와 분산제 및 핵제를 혼합하여 압출기에서 마스타 배치(MASTER BATCH)를 제조 후 폴리올레핀 수지와 혼합하여 투입하거나 사이드 피터를 이용하여 공급하는 방법이 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 분산성면에서 가장 바람직한 용기의 성형 방법은 상기 3)번의 방법인 마스타 배치를 제조한 후 공급하는 방법이다.
본 발명에 따른 마스타 배치를 제조하는 방법은 폴리프로필렌 수지, 에틸렌 알파 올레핀 공중합물, 분산제 및 핵제를 슈퍼 믹서(super mixer)에서 약 5분간 혼합한 후 이축 압출기에서 용융하여 펠렛을 제조한다. 이축 압출기의 L/D(길이와 압출기 직경의 비)는 36이며 9개 블럭(block)으로 구성되어있으며 압출 조건은 스크류 RPM 100 내지 250, 블럭의 온도는 190 내지 230℃ 범위가 적당하다. 또한, 기계적인 분산성을 향상시키기 위하여 압출기 4블럭과 7블럭에는 혼련성을 강화하도록 스크류를 통상의 압출기와는 다르게 배열하여 혼련성을 강화할 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 마스타 배치로 제조한 열가소성 탄성 중합체의 사용량은 탄성중합체의 순 농도로 환산시 폴리프로필렌 수지의 1 내지 20중량%가 적당하다. 만일 1중량% 미만을 사용시는 폴리프로필렌 수지의 저온 충격강도 개선효과가 부족하며, 20중량%를 초과하여 사용시는 폴리프로필렌 수지의 장점인 강성을 저해하고 투명성이 저하되므로 바람직하지 않다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위를 이들 실시예에 한정하기 위한 것은 아니다.
실시예 1
폴리프로필렌 수지는 고투명, 고광택을 지닌 수지로서 사출중공성형 및 압출시트용으로 사용이 가능한 제품을 사용하였으며 ,용융지수가 약 2g/10분이고 밀도가 약 0.92㎏/㎥이며, 열 변형온도는 110℃이고 파단신도는 300% 이상이다. 열가소성 엘라스토마 화합물은 용융지수가 3g/10분이고 밀도가 약 0.91 내지 0.95㎏/㎥이며, 파단신도는 950%이고 굴곡탄성율은 250kgf/㎠인 화합물을 사용하였으며 열가소성 엘라스토마 화합물인 알파 올레핀 화합물로서는 1-부텐과 1-데센으로 구성된 에틸렌-알파 올레핀 공중합체 화합물을 혼합하여 사용했으며 두 화합물의 혼합비율은 1-부텐 에틸렌-알파 올레핀 공중합체/1-데센 에틸렌-알파 올레핀 공중합체 = 3/7의 비율로 혼합하여 사용하였다.
상기 폴리올레핀계 수지인 폴리프로필렌 수지와 에틸렌-알파 올레핀 공중합체를 브렌드(blend)시 상용성을 향상시키는 상용화제 및 분산제로서는 에칠렌비닐 알콜계 화합물과 알킬메타크릴 레이트 화합물을 1:1의 중량 비율로 혼합하여 사용하였으며 상용화제 및 분산제의 사용량은 폴리올레핀계 수지 총 사용량의 0.5중량%를 사용하였다. 또한, 핵제를 사용하여 폴리머의 결정화 속도를 촉진시키고 결정의 크기를 미세화시켜 투명성을 향상시키고 결정화 속도를 증가시킴으로써 기계적 물성을 향상시켰는데, 핵제로는 알킬아릴 에테르 인산염을 사용하였으며 사용량은 폴리올레핀계 수지 총 사용량의 0.3중량%를 사용하였다.
또한, 폴리올레핀계 수지와의 분산성을 극대화하기 위하여 폴리올레핀계 수지와 에틸렌 알파 올레핀 공중합물과 분산제 및 핵제를 혼합하여 압출기에서 50중량%의 열가소성 엘라스토마 화합물을 함유한 마스타 배치(MASTER BATCH)를 제조한 후 폴리올레핀계 수지와 열가소성 엘라스토마 함유 마스타 배치를 혼합하여 투입하였다. 마스타 배치로 제조한 열가소성 탄성 중합체의 사용량은 탄성 중합체의 순 농도로 환산시 폴리프로필렌 수지의 15중량%를 사용하였다.
상기와 같이 하여 제조된 용기의 물성을 평가하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
비교예 1
상기 마스타 배치로 제조한 열가소성 탄성 중합체의 사용량을 탄성 중합체의 순 농도로 환산시 폴리프로필렌 수지의 1중량%를 사용하는 것 외에는 실시예 1과 같이 하여 용기를 제조하였으며, 상기와 같이 하여 제조된 용기의 물성을 평가하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
비교예 2
상기 열가소성 엘라스토마 화합물인 알파 올레핀 화합물로서 1-부텐 에틸렌-알파 올레핀 공중합체/1-데센 에틸렌-알파 올레핀 공중합체 = 9/1의 비율로 혼합하여 사용하는 것 외에는 실시예 1과 같이 하여 용기를 제조하였으며, 상기와 같이 하여 제조된 용기의 물성을 평가하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
비교예 3
상기 상용화제 및 분산제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 같이 하여 용기를 제조하였으며, 상기와 같이 하여 제조된 용기의 물성을 평가하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
비교예 4
상기 핵제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 같이 하여 용기를 제조하였으며, 상기와 같이 하여 제조된 용기의 물성을 평가하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
실험예
하기 표 1에 나타난 물성의 시험방법은 다음과 같다:
1) 저온 충격시 파손 여부: 항온항습기에서 하기 표 1에 나타난 온도에서 24 시간 방치 후 87㎝에서 수직 낙하시 파손 여부 조사(파손된 숫자/낙하한 샘플수)
2) 항복응력: ASTM D638
3) 파단신율: ASTM D638
4) 굴곡탄성율: ASTM D790
5) 열변형온도: ASTM D648
6) 투명성(HAZE): ASTM D1004
| 항목 | 단위 | 실시예1 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 |
| 저온 충격시 파손 여부 |
4℃ | 0/10 | 8/10 | 2/10 | 2/10 | 2/10 |
| 0℃ | 0/10 | 10/10 | 3/10 | 4/10 | 3/10 | |
| -2℃ | 0/10 | 10/10 | 3/10 | 5/10 | 4/10 | |
| 항복응력 | kgf/㎠ | 380 | 250 | 320 | 330 | 320 |
| 파단신율 | % | 480 | 360 | 410 | 460 | 440 |
| 굴곡탄성율 | kgf/㎠ | 15,000 | 16,000 | 14,000 | 13,000 | 14,000 |
| 열변형온도 | ℃ | 105 | 105 | 105 | 105 | 105 |
| 투명성 (HAZE) |
% | 10 | 12 | 13 | 23 | 20 |
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시형태에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
Claims (9)
- 폴리올레핀계 수지와 열가소성 엘라스토마 화합물을 브렌드(blend)하고, 상용화제 및 분산제와 핵제를 부가하여 제조된 것인 폴리프로필렌 용기에 있어서,
상기 폴리올레핀계 수지로는 용융지수가 0.1 내지 10g/10분 범위이고 밀도가 0.88 내지 0.98㎏/㎥인 폴리프로필렌 수지를 사용하고, 상기 열가소성 엘라스토마 화합물은 용융지수가 0.5 내지 10g/10분이고 밀도가 0.91 내지 0.95㎏/㎥인 것을 사용하며,
상기 상용화제 및 분산제로는 에칠렌비닐 알콜계 화합물과 알킬메타크릴 레이트 화합물이 1:1의 중량비율로 혼합된 것을 폴리올레핀 수지 총 사용량의 0.1 내지 2중량%를 사용하고, 상기 핵제는 알킬아릴 에테르 인산염을 사용한 것임을 특징으로 하는 저온에서의 충격강도를 개선한 용기
- 제1항에 있어서, 상기 열가소성 엘라스토마 화합물은 알파 올레핀 화합물로서 1-부텐 에틸렌-알파 올레핀 공중합체와 1-데센 에틸렌-알파 올레핀 공중합체를 혼합한 것임을 특징으로 하는 저온에서의 충격강도를 개선한 용기.
- 제2항에 있어서, 상기 알파 올레핀 화합물을 구성하는 1-부텐 에틸렌-알파 올레핀 공중합체 : 1-데센 에틸렌-알파 올레핀 공중합체의 혼합비율은 1:9 내지 7:3으로 됨을 특징으로 하는 저온에서의 충격강도를 개선한 용기.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 핵제인 알킬아릴 에테르 인산염은 폴리올레핀 수지 총 사용량의 0.1 내지 1 중량%를 사용한 것임을 특징으로 하는 저온에서의 충격강도를 개선한 용기.
- 폴리올레핀계 수지로서 용융지수가 0.1 내지 10g/10분 범위이고 밀도가 0.88 내지 0.98㎏/㎥인 폴리프로필렌 수지에 용융지수가 0.5 내지 10g/10분이고 밀도가 0.91 내지 0.95㎏/㎥인 열가소성 엘라스토마 화합물을 브렌드(blend)하고, 상용화제 및 분산제와 핵제를 부가하여 충격강도를 개선한 용기의 제조방법으로서,
상기 제조방법은 폴리프로필렌 수지에 열가소성 엘라스토마 수지와 상용화제 및 분산제, 핵제를 믹서(MIXER)에서 미리 혼합한 후 성형기 호퍼에 투입하여 용기로 블로우(BLOW) 성형하거나; 상기 각각의 수지를 사이드 피더(SIDE FEEDER)를 이용하여 공급하여 블로우(BLOW) 성형하거나; 또는 에틸렌-알파 올레핀 공중합물에 폴리올레핀 수지와 분산제 및 핵제를 혼합하여 압출기에서 마스타 배치(MASTER BATCH)를 제조 후 폴리올레핀 수지와 혼합하여 투입하거나 사이드 피터를 이용하여 공급하여 블로우(BLOW) 성형하는 방법의 하나를 선택하여 제조하고,
여기서 상기 상용화제 및 분산제로는 에칠렌비닐 알콜계 화합물과 알킬메타크릴 레이트 화합물이 1:1의 중량비율로 혼합된 것을 폴리올레핀 수지 총 사용량의 0.1 내지 2중량%를 사용하고, 상기 핵제는 알킬아릴 에테르 인산염을 사용한 것임을 특징으로 하는 저온에서의 충격강도를 개선한 용기의 제조방법.
- 제8항에 있어서, 상기 마스타 배치로의 제조는 에틸렌-알파 올레핀 공중합물이 50중량% 함유하도록 제조하고, 그의 사용량은 에틸렌-알파 올레핀 공중합물의 순 농도로 환산시 폴리프로필렌 수지의 15중량%로 되도록 사용하는 것을 특징으로 하는 저온에서의 충격강도를 개선한 용기의 제조방법.
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