저취성 고성능 프로필렌계 장섬유 강화 조성물, 이를 이용하여 제조된 저취성 자동차용 및 전자/산업용 성형품 document_id A220623018989

본 발명은 프로필렌계 장섬유 강화 조성물, 이를 이용하여 제조된 장섬유 강화 성형품에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 성형시 또는 성형 후 냄새 및 개스(gas) 발생이 극미하고, 내충격성과 인장강도 등의 기계적 물성이 우수한 저취성 고성능 프로필렌계 장섬유 강화 조성물과, 이를 이용하여 제조된 저취성 자동차용 및 전자/산업용 성형품에 관한 것이다. 최근 자동차 산업 및 전자/산업 분야는 환경유해물질 배출을 최소화 할 수 있는 환경 친화적 소재 및 사용자에게 쾌적함을 줄 수 있는 기능성 소재를 개발하는데 목표를 두고 있다. 폴리올레핀계 장섬유 강화 조성물은 그 기계적 성능이 탁월하여 고성능 및 고내구성이 요구되는 자동차 부품이나 산업재/전자 부품에 널리 적용되고 있으나, 도어 쉴드 모듈 플레이트, 계기판 판넬, 프론트 엔드 모듈, 테일 게이트, 범퍼 백빔, 시트 백, 시트 팬 또는 쿠션 패드, 윈도우 프레임, 선루프 프레임, 손잡이, 니 볼스터, 선루프 레일, 드립 레일, 암레스트 코아, 밧데리 트레이, 팬 쉬라우드, 팬, 로드 플로어, 엑셀레이터 페달, 트렁크 커버, 시트 벨트 커버, 엔진 커버, 라이에이터 캡 등의 자동차 부품은 높은 온도에 노출될 경우 냄새를 유발시켜 탑승자에게 불쾌감을 주는 문제점을 가지고 있다. 또한 사용자가 곁에 두고 사용하는 일반 산업용 부품이나 전자부품에 있어서도 동일한 문제점을 나타낸다. 한편, 폴리프로필렌은 내약품성이 우수하고 성형이 용이한 범용의 플라스틱인데 반해, 내열성이나 기계적 강도가 취약한 단점이 있어, 높은 기계적 물성이나 내열성이 요구되는 부품의 제조에는 사용할 수 없다. 이와 같은 결점을 개선하기 위해, 여러 종류의 유기물 또는 무기물로 폴리프로필렌 수지를 보강하는 방법, 예를 들면, 압출기 등의 혼련 장비를 사용하여 유리섬유와 폴리프로필렌 수지를 혼합하여, 폴리프로필렌 수지의 기계적 물성 및 내열성을 향상시키는 방법이 사용되고 있다. 그러나 스크류나 혼련 교반 장비 내에서 대부분의 유리섬유가 현저히 파손되어, 매우 짧은 길이(0.7mm 이내)의 유리섬유가 폴리프로필렌 수지와 혼합되므로, 제품의 강도 향상에 한계가 있다. 자동차, 전자 등과 같은 분야에서는 고강성의 특성과 함께 특히 충격강도가 높은 폴리프로필렌 수지에 대한 요구가 높아지고 있는 상황이나, 전술한 단섬유 강화 폴리프로필렌 수지로는 이와 같은 요구에 부응하기가 매우 어렵다. 이와 같은 단점을 극복하기 위한 방법으로써, 섬유 필라멘트의 집속체로부터 섬유 다발을 풀어내거나, 폴리프로필렌이나 폴리아미드와 같은 열가소성 수지계 섬유 필라멘트와 유리섬유나 탄소섬유, 천연섬유, 아라미드 섬유, 레이온 섬유, 그래파이트 섬유, 금속섬유와 같은 섬유 필라멘트의 혼합 집속체로부터 섬유 다발을 풀어낸 다음, 이들을 펼쳐서 일부를 녹여 적시거나 녹지 않는 섬유필라멘트에 열이나 용매에 의해 녹인 열가소성 수지를 함침, 피복 또는 부착하는 방법이 알려져 있다. 예를 들면, 풀트루젼 방식에 의한 용융 함침방법, 분말 대전 방식에 의한 함침방법, 코밍글된 혼합 섬유필라멘트의 함침방법, 용매에 의해 녹여 함침시키는 방법 등에 의해, 개개의 미세한 섬유 필라멘트를 열가소성 수지로 연속적으로 코팅시켜 얻어지는 열가소성 장섬유 강화 수지를 제조하는 기술이 공지되어 있다. 이러한 수지로 제조되는 폴리프로필렌계 장섬유 강화 성형품은 기계적 강도가 매우 우수하며, 특히 충격강도가 획기적으로 높은 제품 제조가 가능하게 된다. 이와 같이 장섬유 필라멘트가 강화된 폴리프로필렌계 장섬유 강화 조성물을 얻기 위한 방법으로써, 대한민국 특허 95-055128호에는 폴리스티렌 수지를 사용하였고, 대한민국 특허 94-37651호에는 용융 유동율(MI)이 70 내지 300g/10분의 폴리프로필렌 수지를 사용하여 기계적 물성이 우수한 제품을 얻고자 하였으나, 본 발명 기술에서처럼 저취성 고성능 장섬유 강화 조성물을 제조하고자 하는 방법 및 기술에 대해서는 언급된 바가 없다. 한편, 대한민국 특허 96-0700810호는 폴리프로필렌 수지에 에틸렌 프로필렌 공중합체 엘라스토머 및/또는 에틸렌 프로필렌 비공액 디엔 공중합체를 사용하여 내충격성이 매우 우수하고 크리프성이 우수한 폴리올레핀계 장섬유 강화 조성물을 개시하였고, 일본국 특원평 5-200620호는 프로필렌 에틸렌 블록 공중합체, 스틸렌 에틸렌 부틸렌 스틸렌 블록 공중합체, 에틸렌 프로필렌 이원 공중합체, 에틸렌 프로필렌 디엔 3원 공중합체, 에틸렌 부텐 이원 공중합체 및 에틸렌 프로필렌 부텐 3원 공중합체 등을 폴리프로필렌 수지에 분산시킴으로써 변형에 대한 저항성이 매우 우수한 올레핀계 장섬유 강화 조성물을 개시 하였으나, 본 발명 기술에서처럼 저취성 고성능 장섬유 강화 조성물을 제조하고자 하는 방법 및 기술에 대해서는 언급된 바가 없다. 또한 대한민국 특허 10-2000-0063675호, 일본국 특원평 10-377454호, 일본국 특원 2000-328717호, 일본국 특원 2001-32050호, 미국 등록특허 5,409,763호, 미국 등록특허 5,866,648호에는 폴리올레핀계 수지에 강성이 우수한 비올레핀계 수지를 혼합 사용하여 상호 알로이(alloy) 또는 첨가하는 방법이 개시되었지만, 이들은 주로 폴리아미드를 폴리프로필렌 수지와 알로이 시키거나 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리페닐렌설파이드, 스티렌/아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로부타디엔스티렌 공중합체, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등으로 폴리프로필렌계 수지 물성을 개선시키는 기술로 사용되었을 뿐, 본 발명 기술에서처럼 저취성 고성능 장섬유 강화 조성물을 제조하고자 하는 방법 및 기술에 대해서는 언급된 바가 없다.