KR20170132226A

KR20170132226A - 필러 조성물 및 폴리올레핀 수지 조성물

Info

Publication number: KR20170132226A
Application number: KR1020177030514A
Authority: KR
Inventors: 다카시 이데미츠; 쇼타로 히다; 데츠오 다카야마; 료이치 노무라
Original assignee: 우베 마테리알즈 가부시키가이샤
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2017-12-01
Anticipated expiration: 2036-03-29
Also published as: KR102208291B1; US20180044500A1; CN107406637B; US10479877B2; CN107406637A

Abstract

섬유상 염기성 황산마그네슘 입자와, 평균 입자경이 0.001 ∼ 0.5 ㎛ 의 범위에 있는 비섬유상 무기물 미립자를 질량비로 100 : 0.001 ∼ 100 : 50 의 범위의 양으로 포함하는 필러 조성물, 및 폴리올레핀 수지와 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자를 질량비로 99 : 1 ∼ 50 : 50 의 범위의 양으로 포함하고, 추가로, 평균 입자경이 0.001 ∼ 0.5 ㎛ 의 범위에 있는 비섬유상 무기물 미립자를 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 100 질량부에 대해 0.001 ∼ 50 질량부의 범위의 양 및/또는 수지 100 질량부에 대해 0.0002 ∼ 10 질량부의 범위의 양으로 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물.

Description

필러 조성물 및 폴리올레핀 수지 조성물 {FILLER COMPOSITION AND POLYOLEFIN RESIN COMPOSITION}

본 발명은, 필러 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그 필러 조성물을 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물에도 관한 것이다.

폴리프로필렌 수지로 대표되는 폴리올레핀 수지는, 자동차의 외장재나 내장재, 냉장고 및 세탁기 등의 가정 전화 제품의 외장재, 또 트레이, 선반, 포장 시트 등의 각종 성형체의 제조용 재료로서 널리 이용되고 있다. 그리고, 성형 후의 폴리올레핀 수지 성형체의 강성이나 내충격성 등의 물성을 향상시키기 위해서, 폴리올레핀 수지를, 충전재 (필러) 를 첨가한 폴리올레핀 수지 조성물로서 사용하는 것은 널리 실시되고 있다. 그러한 목적으로 사용되는 충전재로는, 섬유상 무기 충전재와 비섬유상 무기 충전재가 일반적이다.

특허문헌 1 에는, 성형시의 금형 오염이 적고, 대전 방지성, 내광열화 안정성, 성형 가공성이 우수하고, 또한, 높은 강성과 내충격성이 양호한 밸런스를 갖고, 성형체로 한 경우, 플로 마크와 웰드 외관이 우수한 성형체를 얻을 수 있는 폴리프로필렌계 수지 조성물로서, 폴리프로필렌계 중합체를 99 ∼ 60 질량부, 평균 입자경이 0.01 ∼ 100 ㎛ 인 무기 충전제 (또는 무기 충전재) 를 1 ∼ 40 질량부, 그리고 특정 힌더드아민계 광 안정제를 0.05 ∼ 5 질량부의 양으로 함유하는 폴리프로필렌계 수지 조성물이 기재되어 있다. 무기 충전재로는, 비섬유상 무기 충전재, 섬유상 무기 충전재 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다고 기재되어 있다.

특허문헌 2 에는, 열 가소성 수지 혹은 열 경화성 수지에 충전하는 필러 조성물로서, 무기 재료로 이루어지는 무기 섬유와, 체적 평균 입경이 0.01 ㎛ 이상, 5 ㎛ 이하인 구상 실리카 입자를 포함하는 필러 조성물이 기재되어 있다. 이 문헌에는, 이 필러 조성물을 함유하는 수지 조성물은, 유동 특성이 우수하다고 기재되어 있고, 무기 섬유의 예로서, 애스펙트비가 5 이상의 탄소 재료 또는 탄소 재료를 주성분으로 하는 것이나 유리나 유리를 주성분으로 하는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 3 에는, 수지에 대한 친화성과 응집 억제 효과가 우수한 미세한 실리카 입자 재료로서, 실리카 입자를 실란 커플링제와 오르가노실라잔으로 표면 처리하여 얻은 실리카 입자 재료가 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 2009-167407호 일본 공개특허공보 2015-13978호 일본 공개특허공보 2011-213514호

최근의 자동차의 개량 테마의 하나로서, 연비 절약을 목적으로 한 차체의 경량화가 있다. 예를 들어, 자동차의 범퍼 등의 외장재에서는, 경량화를 위해서 두께를 얇게 하는 것이 검토되고 있다. 단, 자동차의 범퍼에서는, 두께를 얇게 한 경우에도, 다른 자동차나 각종 물체와의 접촉에 의해 발생하는 충격에 의해 용이하게 파손되지 않도록, 높은 내충격성과, 외력의 작용에 의해 용이하게 변형되지 않는 높은 강성이 요구된다. 그러나, 자동차의 범퍼의 재료로서 널리 사용되고 있는 폴리프로필렌 수지에서는, 그 성형체의 내충격성과 강성과는 일반적으로 트레이드 오프의 관계에 있는 점에서, 일방의 물성을 높게 하면, 타방의 물성이 낮아지는 경향이 있다.

본 발명의 발명자는, 폴리올레핀 수지의 충전재로서, 특허문헌 1, 2, 3 의 각각에 기재되어 있는 충전제의 사용을 검토하였다. 그리고, 그 결과, 그들 문헌에 기재되어 있는 충전재를 첨가한 폴리올레핀 수지 조성물을 사용하여 두께가 얇은 성형체를 제조해도, 자동차의 범퍼에 요구되는 높은 내충격성을 나타내는 성형체를, 강성을 희생하지 않고 얻는 것이 어렵다는 지견을 얻었다.

상기의 지견에 기초하여, 본 발명의 발명자는, 폴리프로필렌 수지 등의 폴리올레핀 수지의 성형체로서, 높은 강성과 높은 내충격성을 함께 나타내는 수지 성형체를 제조하는 것을 가능하게 하는 폴리올레핀 수지 조성물을 얻기 위해서 예의 연구를 실시하였다.

상기의 연구의 결과, 본 발명의 발명자는, 폴리올레핀 수지와 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자를 질량비로 99 : 1 ∼ 50 : 50 의 범위의 양으로 포함하고, 추가로, 평균 입자경이 0.001 ∼ 0.5 ㎛ 의 범위에 있는 미세한 비섬유상 무기물 미립자를, 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 100 질량부에 대해 0.001 ∼ 50 질량부의 범위의 양 및/또는 수지 100 질량부에 대해 0.0002 ∼ 10 질량부의 범위의 양으로 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 폴리올레핀 수지 조성물 성형체는, 강성의 지표가 되는 굽힘 탄성률이 실질적으로 저하되지 않고, 내충격성의 지표가 되는 아이조드 충격 강도가 대폭 향상되는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.

따라서, 본 발명은, 폴리올레핀 수지와 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자를 질량비로 99 : 1 ∼ 50 : 50 의 범위의 양으로 포함하고, 추가로, 평균 입자경이 0.001 ∼ 0.5 ㎛ 의 범위에 있는 비섬유상 무기물 미립자를, 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 100 질량부에 대해 0.001 ∼ 50 질량부의 범위의 양 및/또는 수지 100 질량부에 대해 0.0002 ∼ 10 질량부의 범위의 양으로 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물에 있다.

본 발명은 또, 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자와, 평균 입자경이 0.001 ∼ 0.5 ㎛ 의 범위에 있는 비섬유상 무기물 미립자를 질량비로 100 : 0.001 ∼ 100 : 50 의 범위의 양으로 포함하는 필러 조성물에도 있다.

본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물의 바람직한 양태는 다음과 같다.

(1) 비섬유상 무기물 미립자가 구상 이산화규소 입자이다.

(2) 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자의 평균 장경과 평균 단경이 각각 5 ∼ 50 ㎛ 의 범위와 0.1 ∼ 2.0 ㎛ 의 범위에 있고, 평균 장경/평균 단경으로 나타내는 애스펙트비가 5 ∼ 50 의 범위에 있다.

(3) 비섬유상 무기물 미립자의 평균 입자경이 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자의 평균 단경에 대해 1/5 ∼ 1/500 의 범위에 있다.

(4) 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 100 질량부에 대한 비섬유상 무기물 미립자의 함유량이 0.005 ∼ 2 질량부의 범위에 있다.

(5) 비섬유상 무기물 미립자가 커플링제로 표면 처리되어 있다.

(6) 폴리올레핀 수지가 폴리프로필렌 수지이다.

본 발명의 필러 조성물의 바람직한 양태는 다음과 같다.

(1) 비섬유상 무기물 미립자가, 구상 이산화규소 입자이다

(2) 구상 이산화규소 입자의 평균 입자경이 0.005 ∼ 0.1 ㎛ 의 범위에 있다.

(3) 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자의 평균 장경과 평균 단경이 각각 5 ∼ 50 ㎛ 의 범위와 0.1 ∼ 2.0 ㎛ 의 범위에 있고, 평균 장경/평균 단경으로 나타내는 애스펙트비가 5 ∼ 50 의 범위에 있다.

(4) 비섬유상 무기물 미립자의 평균 입자경이 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자의 평균 단경에 대해 1/5 ∼ 1/500 의 범위에 있다.

(5) 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 100 질량부에 대한 비섬유상 무기물 미립자의 함유량이 0.001 ∼ 8 질량부의 범위에 있다.

(6) 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 100 질량부에 대한 비섬유상 무기물 미립자의 함유량이 0.005 ∼ 2 질량부의 범위에 있다.

(7) 커플링제로 표면 처리되어 있다.

본 발명의 필러 조성물을 포함하는 수지 조성물, 특히 폴리올레핀 수지 조성물을 사용하여 제조한 성형체는, 높은 내충격성과 강성을 함께 나타내는 점에서, 자동차의 범퍼 등의 외장재로서 유리하게 사용할 수 있다. 또, 본 발명의 필러 조성물을 포함하는 수지 조성물, 특히 폴리올레핀 수지 조성물을 사용하여 제조한 성형체는, 인스트루먼트 패널 등의 자동차 내장재로서도 유리하게 사용할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 필러 조성물 및 폴리올레핀 수지 조성물에 관한 자세한 설명을 기재한다.

본 발명의 필러 조성물은, 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자와 평균 입자경이 0.001 ∼ 0.5 ㎛ 의 범위에 있는 미세한 비섬유상 무기물 미립자를 포함한다. 비섬유상 무기물 미립자는, 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자의 표면에 점재된 상태로 부착되어 있는 것이 바람직하다. 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 100 질량부에 대한 비섬유상 무기물 미립자의 함유량은, 0.001 ∼ 50 의 범위의 양, 바람직하게는 0.001 ∼ 20 질량부의 범위의 양, 보다 바람직하게는 0.001 ∼ 8 질량부의 범위의 양, 특히 바람직하게는 0.005 ∼ 2 질량부의 범위의 양이다.

섬유상 염기성 황산마그네슘 입자는, 평균 장경이 일반적으로 5 ∼ 50 ㎛ 의 범위, 바람직하게는 10 ∼ 30 ㎛ 의 범위이며, 평균 단경이 일반적으로 0.1 ∼ 2.0 ㎛ 의 범위, 바람직하게는 0.5 ∼ 1.0 ㎛ 의 범위이며, 평균 애스펙트비 (평균 장경/평균 단경) 는, 일반적으로 2 이상, 바람직하게는 5 이상, 특히 바람직하게는 5 ∼ 50 의 범위이다. 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자의 평균 장경 및 평균 단경은, 주사형 전자 현미경 (SEM) 에 의한 확대 화상으로부터 측정한 1000 개의 입자의 장경 및 단경의 각각의 평균값을 의미한다.

본 발명에서 사용하는 비섬유상 무기물 미립자는, 그 평균 입자경 (1 차 입자의 평균 입자경) 이 0.001 ∼ 0.5 ㎛ (1 ㎚ ∼ 500 ㎚) 의 범위, 바람직하게는 0.002 ∼ 0.2 ㎛ (2 ㎚ ∼ 200 ㎚) 의 범위, 특히 바람직하게는 0.005 ∼ 0.1 ㎛ (5 ㎚ ∼ 100 ㎚) 의 범위에 있다. 비섬유상 무기물 미립자의 평균 입자경은 또한 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자의 평균 단경에 대하여, 일반적으로 1/2 ∼ 1/1000 의 범위, 바람직하게는 1/2 ∼ 1/500 의 범위, 특히 바람직하게는 1/5 ∼ 1/500 의 범위에 있다. 비섬유상 무기물 미립자의 평균 입자경은, SEM 사진의 화상 해석 혹은 입도 분포 측정 장치를 사용하여 측정할 수 있다.

비섬유상 무기물 미립자의 예로는, 이산화규소 입자, 산화마그네슘 입자, 수산화마그네슘 입자, 염기성 탄산마그네슘 입자 및 탄산칼슘 입자를 들 수 있다. 비섬유상 무기물 미립자는 구상 입자인 것이 바람직하다. 여기서, 구상 입자이다라는 것은, 평균 애스펙트비 (평균 장경/평균 단경) 가 2 미만, 바람직하게는 1.5 이하인 것을 의미한다. 비섬유상 무기물 미립자는, 구상 이산화규소 입자인 것이 바람직하다.

본 발명의 필러 조성물은, 예를 들어, 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자와 비섬유상 무기물 미립자를 혼합함으로써 제조할 수 있다. 혼합은, 건식 혼합 장치를 사용하는 건식 혼합에 의해 실시해도 되고, 액체 분산매를 이용하는 습식 혼합에 의해 실시해도 된다. 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자와 비섬유상 무기물 미립자를 균일하게 분산시키기 위해서는, 습식 혼합을 이용하는 것이 바람직하다.

건식 혼합에서 사용하는 혼합 장치의 예로는, 고속 회전 밀 (예, 커터 밀, 케이지 밀, 해머 밀, 핀 밀, 터보 타입 밀, 원심 분급 밀), 제트 밀을 들 수 있다.

습식 혼합에서 사용하는 분산매의 예로는, 물, 저급 알코올 및 케톤을 들 수 있다. 습식 혼합은, 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자의 분산액과 비섬유상 무기물 미립자의 분산액을 혼합하는 방법, 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자의 분산액과 비섬유상 무기물 미립자의 분말을 혼합하는 방법, 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자의 분말과 비섬유상 무기물 미립자의 분산액을 혼합하는 방법, 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자의 분말과 비섬유상 무기물 미립자의 분말과 액체 매체를 혼합하는 방법 중 어느 방법에 의해 실시해도 된다. 습식 혼합에서 사용하는 혼합 장치의 예로는, 교반기, 매체 교반 밀을 들 수 있다. 또, 초음파 분산기, 호모 믹서 등의 회전식의 분산기, 고압 호모 믹서, 습식 제트 밀 등을 사용할 수도 있다.

본 발명의 필러 조성물은, 수지로의 친화성을 높이기 위해서, 커플링제로 표면 처리해도 된다. 커플링제의 예로는, 페닐기, 비닐기, 에폭시기, 메타크릴기, 아미노기, 우레이도기, 메르캅토기, 이소시아네이트기 및 아크릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 관능기를 갖는 알콕시실란 (실란 커플링제) 을 들 수 있다. 커플링제에 의한 표면 처리는, 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 혹은 비섬유상 무기물 미립자 중 어느 것에만 실시해도 된다.

본 발명의 필러 조성물은, 폴리올레핀 수지 이외의 열 가소성 수지, 또 열 경화성 수지에도 첨가할 수 있다. 열 가소성 수지의 예로는, 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아크릴 수지를 들 수 있다. 폴리올레핀 수지의 예로는, 에틸렌의 단독 중합체, 프로필렌의 단독 중합체, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 에틸렌과 α-올레핀의 공중합체 및 프로필렌과 α-올레핀의 공중합체를 들 수 있다. 폴리에스테르 수지의 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트를 들 수 있다. 폴리아미드 수지의 예로는, 6-나일론, 6,6-나일론을 들 수 있다. 폴리아크릴 수지의 예로는, 폴리메타크릴산메틸을 들 수 있다. 또, 폴리카보네이트, 폴리에테르이미드 등에도 첨가할 수 있다. 열 경화성 수지의 예로는, 에폭시 수지, 페놀 수지, 우레탄 수지를 들 수 있다.

본 발명의 필러 조성물은, 특히 폴리프로필렌 수지나 폴리에틸렌 수지 등의 폴리올레핀 수지에 함유시킨 경우에 우수한 물성 향상 효과가 발현된다.

필러 조성물의 수지로의 첨가량은, 수지와 필러 조성물의 질량비 (전자 : 후자) 로 일반적으로 99 : 1 ∼ 50 : 50 의 범위의 양, 바람직하게는 99 : 1 ∼ 70 : 30 의 범위의 양이다. 필러 조성물의 수지로의 첨가에는, 1 축 용융 혼련 압출기, 2 축 용융 혼련 압출기, 밴버리 믹서 등의 혼련기를 사용할 수 있다. 수지에는, 필러 조성물과 함께 산화 방지제, 자외선 흡수제, 안료, 대전 방지제, 부식 방지제, 난연제, 활제, 중화제, 발포제, 가소제, 기포 방지제, 가교제 등의 수지 조성물의 물성이나 특성을 개량하기 위해서 일반적으로 사용되고 있는 첨가제를 첨가하고 있어도 된다.

본 발명의 필러 조성물이 첨가된 수지 조성물은, 임의의 성형 방법을 이용하여 수지 성형체로 할 수 있다. 성형 방법의 예로는, 사출 성형법, 압출 성형법, 캘린더 성형법, 블로 성형법, 발포 성형법 및 연신 성형법을 들 수 있다.

실시예

[비교예 1]

폴리프로필렌 수지 [MFR (온도 230 ℃, 하중 2.16 ㎏) : 52 g/분] 를 85 질량부, 그리고 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 (MOS A-1, 우베 머테리얼즈 (주) 제조, 평균 장경 : 15 ㎛, 평균 단경 : 0.5 ㎛) 를 15 질량부의 비율로 혼합하였다. 얻어진 혼합물을, 2 축 용융 혼련 압출기 (라보 플라스토밀 마이크로, L/D = 18, (주) 도요 정기 제작소 제조) 를 사용하여, 온도 230 ℃, 축의 회전수 250 rpm 의 조건에서 용융 혼련하고, 생성된 용융 혼련물을 스트랜드상으로 압출 후, 절단하여, 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자를 함유하는 폴리프로필렌 수지 조성물의 펠릿을 얻었다.

얻어진 폴리프로필렌 수지 조성물의 펠릿을, 소형 사출 성형기 (TE3-1E, 닛세이 수지 공업 (주) 제조) 를 사용하여 사출 성형하여, 시험편을 제조하였다. 시험편은 JIS-K-7162 에서 규정하는 1BB 형 (소형 덤벨) 시험편으로 하였다.

상기의 시험편을 사용하여 하기 방법에 의해 아이조드 충격 강도와 굽힘 탄성률을 측정한 결과, 아이조드 충격 강도는 3.7 kJ/㎡ 이며, 굽힘 탄성률은 3.5 ㎬ 였다.

아이조드 충격 강도 : 노칭 머신 ((주) 이모토 제작소 제조) 을 사용하여, JIS-K-7110 에 준거한 방법에 의해 측정하였다.

굽힘 탄성률 : 만능 역학 시험기 (스트로그래프 VGF, (주) 도요 정기 제작소 제조) 를 사용하여 측정하였다.

[실시예 1]

비교예 1 에서 사용한 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자를 100 질량부 그리고 구상 실리카 입자 (아드마나노, (주) 아드마 테크 제조, 평균 입자경 : 10 ㎚, SEM 에 의한 측정값) 를 0.15 질량부의 비율로 건식 혼합하여, 필러 조성물을 조제하였다.

폴리프로필렌 수지 85 질량부에, 상기에서 조제한 필러 조성물을 15 질량부 첨가한 것 이외에는, 비교예 1 과 동일하게 하여 폴리프로필렌 수지 조성물의 펠릿을 제조하고, 이 펠릿을 사용하여, 비교예 1 과 동일하게 하여 시험편을 제조하였다. 이 시험편을 사용하여 아이조드 충격 강도와 굽힘 탄성률을 측정한 결과, 굽힘 탄성률은, 비교예 1 에서 제조한 시험편과 동등한 값이었지만, 아이조드 충격 강도는 비교예 1 에서 제조한 시험편보다 명확히 높은 값을 나타내는 것이 확인되었다.

[비교예 2]

폴리프로필렌 수지 [MFR (온도 230 ℃, 하중 2.16 ㎏) : 52 g/분] 를 85 질량부, 그리고 비교예 1 에서 사용한 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자를 15 질량부의 비율로 혼합하였다. 얻어진 혼합물을, 2 축 용융 혼련 압출기 (L/D = 25, (주) 이모토 제작소 제조) 를 사용하여, 온도 230 ℃, 축의 회전수 90 rpm 의 조건에서 용융 혼련하고, 생성된 용융 혼련물을 스트랜드상으로 압출 후, 절단하여, 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자를 함유하는 폴리프로필렌 수지 조성물의 펠릿을 얻었다.

얻어진 폴리프로필렌 수지 조성물 펠릿을, 소형 사출 성형기 (수동식 사출 성형기, 신코 셀빅 제조, 핸디 트라이) 를 사용하여, 실린더 온도 230 ℃, 금형 온도 50 ℃ 에서 사출 성형하여, 시험편 (단책상 (短冊狀), 폭 5 ㎜ × 두께 2 ㎜ × 길이 50 ㎜) 을 제조하였다.

이 시험편을 사용하여 하기 방법에 의해 아이조드 충격 강도와 굽힘 탄성률을 측정하였다. 측정 결과를 표 1 에 나타낸다.

아이조드 충격 강도 : 아이조드 충격 시험기 ((주) 마이즈 시험기 제조) 를 사용하여 JIS-K-7110 에 준거한 방법에 의해 측정하였다.

굽힘 탄성률 : 전동 계측 스탠드 ((주) 이마다 제조, MX-500N) ＋ 디지털 포스 게이지 ((주) 이마다 제조, ZTA-500N) 를 사용하여, 부하 속도 10 ㎜/분, 지점 간 거리 40 ㎜ 의 조건에서 측정하였다.

[실시예 2]

비교예 1 에서 사용한 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자를 100 질량부 그리고 구상 실리카 입자를 0.015 질량부의 비율로 건식 혼합하여, 필러 조성물을 조제하였다.

폴리프로필렌 수지 85 질량부에, 상기에서 조제한 필러 조성물을 15 질량부 첨가한 것 이외에는, 비교예 2 와 동일하게 하여 폴리프로필렌 수지 조성물의 펠릿을 제조하고, 이 펠릿을 사용하여, 비교예 2 와 동일하게 하여 시험편을 제조하였다. 이 시험편을 사용하여 아이조드 충격 강도와 굽힘 탄성률을 측정하였다. 측정 결과를 표 1 에 나타낸다.

[실시예 3]

섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 100 질량부에 혼합하는 구상 실리카 입자를 0.15 질량부로 변경한 것 이외에는, 실시예 2 와 동일한 방법으로 필러 조성물을 조제하고, 이어서 동일하게 하여 폴리프로필렌 수지 조성물의 펠릿을 제조하였다. 이 펠릿을 사용하여 시험편을 제조하고, 아이조드 충격 강도와 굽힘 탄성률을 측정하였다. 측정 결과를 표 1 에 나타낸다.

[실시예 4]

섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 100 질량부에 혼합하는 구상 실리카 입자를 1.5 질량부로 변경한 것 이외에는, 실시예 2 와 동일한 방법으로 필러 조성물을 조제하고, 이어서 동일하게 하여 폴리프로필렌 수지 조성물의 펠릿을 제조하였다. 이 펠릿을 사용하여 시험편을 제조하고, 아이조드 충격 강도와 굽힘 탄성률을 측정하였다. 측정 결과를 표 1 에 나타낸다.

(주)

C/B : 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 (B) 100 질량부에 대한 구상 실리카 입자 (C) 의 배합비

[실시예 5]

폴리프로필렌 수지 [MFR (온도 230 ℃, 하중 2.16 ㎏) : 52 g/분] 를 85 질량부, 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 (MOS A-1, 우베 머테리얼즈 (주) 제조, 평균 장경 : 15 ㎛, 평균 단경 : 0.5 ㎛) 를 15 질량부, 구상 실리카 입자 (아드마나노, (주) 아드마 테크 제조, 평균 입자경 : 10 ㎚, SEM 에 의한 측정값) 를 0.0015 질량부의 비율로 혼합하였다. 얻어진 혼합물을, 2 축 용융 혼련 압출기 (라보 플라스토밀 마이크로, L/D = 18, (주) 도요 정기 제작소 제조) 를 사용하여, 온도 230 ℃, 축의 회전수 250 rpm 의 조건에서 용융 혼련하고, 생성된 용융 혼련물을 스트랜드상으로 압출 후, 절단하여, 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자와 구상 실리카 입자 펠릿을 함유하는 폴리프로필렌 수지 조성물의 펠릿을 얻었다.

[실시예 6]

구상 실리카 입자의 배합량을 0.015 질량부로 한 것 이외에는, 실시예 5 와 동일하게 하여 폴리프로필렌 수지 조성물 펠릿을 얻었다.

[실시예 7]

구상 실리카 입자의 배합량을 0.15 질량부로 한 것 이외에는, 실시예 5 와 동일하게 하여 폴리프로필렌 수지 조성물 펠릿을 얻었다.

[실시예 8]

구상 실리카 입자의 배합량을 0.75 질량부로 한 것 이외에는, 실시예 5 와 동일하게 하여 폴리프로필렌 수지 조성물 펠릿을 얻었다.

[실시예 9]

구상 실리카 입자의 배합량을 1.0 질량부로 한 것 이외에는, 실시예 5 와 동일하게 하여 폴리프로필렌 수지 조성물 펠릿을 얻었다.

[실시예 10]

구상 실리카 입자의 배합량을 1.5 질량부로 한 것 이외에는, 실시예 5 와 동일하게 하여 폴리프로필렌 수지 조성물 펠릿을 얻었다.

[실시예 11]

구상 실리카 입자의 배합량을 4.5 질량부로 한 것 이외에는, 실시예 5 와 동일하게 하여 폴리프로필렌 수지 조성물 펠릿을 얻었다.

[실시예 12]

구상 실리카 입자의 배합량을 7.5 질량부로 한 것 이외에는, 실시예 5 와 동일하게 하여 폴리프로필렌 수지 조성물 펠릿을 얻었다.

[비교예 3]

구상 실리카 입자를 배합하지 않은 것 이외에는, 실시예 5 와 동일하게 하여 폴리프로필렌 수지 조성물 펠릿을 얻었다.

실시예 5 ∼ 12 및 비교예 3 에서 얻어진 펠릿의 폴리프로필렌 수지, 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자, 구상 실리카 입자의 배합량, 그리고 폴리프로필렌 수지 100 질량부에 대한 구상 실리카 입자의 배합비와 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 100 질량부에 대한 구상 실리카 입자의 배합비를 하기의 표 2 에 나타낸다.

(주)

A : 폴리프로필렌 수지의 사용량 (단위 : 질량부)

B : 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자의 배합량 (단위 : 질량부)

C : 구상 실리카 입자의 배합량 (단위 : 질량부)

C/A : 폴리프로필렌 수지 100 질량부에 대한 구상 실리카 입자의 배합비

C/B : 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 100 질량부에 대한 구상 실리카 입자의 배합비

[평가]

실시예 5 ∼ 12 및 비교예 3 에서 얻어진 폴리프로필렌 수지 조성물 펠릿의 각각을, 소형 사출 성형기 (TE3-1E, 닛세이 수지 공업 (주) 제조) 를 사용하여 사출 성형하여, 시험편을 제조하였다. 시험편은 JIS-K-7162 에서 규정하는 1BB 형 (소형 덤벨) 시험편으로 하였다.

제조한 시험편을 사용하여 전술한 방법에 의해 아이조드 충격 강도와 굽힘 탄성률을 측정하였다. 그 결과를 하기의 표 3 에, 상기 표 2 에 기재한 C/A, C/B 와 함께 나타낸다.

(주)

표 1 ∼ 3 에 나타낸 측정 결과로부터, 폴리프로필렌 수지, 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 및 무기물 미립자로서의 구상 실리카 입자를 본 발명의 범위로 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물 (실시예 1 ∼ 12) 을 사용하여 제조한 성형체는, 폴리프로필렌 수지와 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자만을 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물 (비교예 1 ∼ 3) 을 사용하여 제조한 성형체와 비교하여, 굽힘 탄성률은 동등 혹은 그 이상의 값을 나타내면서, 아이조드 충격 강도의 값이 향상되는 것을 알 수 있다.

Claims

섬유상 염기성 황산마그네슘 입자와, 평균 입자경이 0.001 ∼ 0.5 ㎛ 의 범위에 있는 비섬유상 무기물 미립자를 질량비로 100 : 0.001 ∼ 100 : 50 의 범위의 양으로 포함하는 필러 조성물.
제 1 항에 있어서,
비섬유상 무기물 미립자가, 구상 이산화규소 입자인 필러 조성물.
제 1 항에 있어서,
구상 이산화규소 입자의 평균 입자경이 0.005 ∼ 0.1 ㎛ 의 범위에 있는 필러 조성물.
제 1 항에 있어서,
섬유상 염기성 황산마그네슘 입자의 평균 장경과 평균 단경이 각각 5 ∼ 50 ㎛ 의 범위와 0.1 ∼ 2.0 ㎛ 의 범위에 있고, 평균 장경/평균 단경으로 나타내는 애스펙트비가 5 ∼ 50 의 범위에 있는 필러 조성물.
제 1 항에 있어서,
비섬유상 무기물 미립자의 평균 입자경이 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자의 평균 단경에 대해 1/5 ∼ 1/500 의 범위에 있는 필러 조성물.
제 1 항에 있어서,
섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 100 질량부에 대한 비섬유상 무기물 미립자의 함유량이 0.001 ∼ 8 질량부의 범위에 있는 필러 조성물.
제 1 항에 있어서,
섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 100 질량부에 대한 비섬유상 무기물 미립자의 함유량이 0.005 ∼ 2 질량부의 범위에 있는 필러 조성물.
제 1 항에 있어서,
커플링제로 표면 처리되어 있는 필러 조성물.
폴리올레핀 수지와 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자를 질량비로 99 : 1 ∼ 50 : 50 의 범위의 양으로 포함하고, 추가로, 평균 입자경이 0.001 ∼ 0.5 ㎛ 의 범위에 있는 비섬유상 무기물 미립자를 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 100 질량부에 대해 0.001 ∼ 50 질량부의 범위의 양 및/또는 수지 100 질량부에 대해 0.0002 ∼ 10 질량부의 범위의 양으로 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물.
제 9 항에 있어서,
비섬유상 무기물 미립자가 구상 이산화규소 입자인 폴리올레핀 수지 조성물.
제 9 항에 있어서,
섬유상 염기성 황산마그네슘 입자의 평균 장경과 평균 단경이 각각 5 ∼ 50 ㎛ 의 범위와 0.1 ∼ 2.0 ㎛ 의 범위에 있고, 평균 장경/평균 단경으로 나타내는 애스펙트비가 5 ∼ 50 의 범위에 있는 폴리올레핀 수지 조성물.
제 9 항에 있어서,
비섬유상 무기물 미립자의 평균 입자경이 섬유상 염기성 황산마그네슘 입자의 평균 단경에 대해 1/5 ∼ 1/500 의 범위에 있는 폴리올레핀 수지 조성물.
제 9 항에 있어서,
섬유상 염기성 황산마그네슘 입자 100 질량부에 대한 비섬유상 무기물 미립자의 함유량이 0.005 ∼ 2 질량부의 범위에 있는 폴리올레핀 수지 조성물.
제 9 항에 있어서,
비섬유상 무기물 미립자가 커플링제로 표면 처리되어 있는 폴리올레핀 수지 조성물.
제 9 항에 있어서,
폴리올레핀 수지가 폴리프로필렌 수지인 폴리올레핀 수지 조성물.