(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子量分布が３乃至６であるプロピレン単独重合体４０重量％乃至７０重量％、エチレン系繰り返し単位および炭素数４乃至３０のα−オレフィン系繰り返し単位を含み、溶融指数（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８、２３０℃、２．１６ｋｇの荷重で測定）が２ｇ／１０ｍｉｎ乃至２０ｇ／１０ｍｉｎであるオレフィンブロック共重合体０．１重量％乃至４０重量％と着色剤とを含む溶融混合物に、５ｍｍ乃至２０ｍｍの長さの繊維強化材１６重量％乃至３０重量％を含浸して熱可塑性樹脂複合体を形成する段階を含み、
下記数式１により得られた前記熱可塑性樹脂複合体の常温での冷却速度が１９℃／分以上である、ポリオレフィン樹脂単一チップの製造方法。
［数式１］
冷却速度（℃／ｍｉｎ）＝（Ｔc1−Ｔc2）／（ｔc2−ｔc1）
（前記数式１で、Ｔc1はＤＳＣにより測定された結晶化が始まる温度であり、Ｔc2はＤＳＣにより測定された結晶化が完了する時点の温度であり、ｔc1はＤＳＣにより測定された結晶化が始まる時間であり、ｔc2はＤＳＣにより測定された結晶化が完了する時間を意味し、前記ＤＳＣ測定試料の量が７．１３ｍｇであり、２００℃まで２０℃／ｍｉｎの速度で昇温した後、常温（ｒｏｏｍ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）で冷却して測定する。）
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂複合体をペレット化する段階をさらに含む、請求項１に記載のポリオレフィン樹脂単一チップの製造方法。
【請求項３】
分子量分布が３乃至６であるプロピレン単独重合体４０重量％乃至７０重量％、エチレン系繰り返し単位および炭素数４乃至３０のα−オレフィン系繰り返し単位を含み、溶融指数（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８、２３０℃、２．１６ｋｇの荷重で測定）が２ｇ／１０ｍｉｎ乃至２０ｇ／１０ｍｉｎであるオレフィンブロック共重合体０．１重量％乃至４０重量％と着色剤とを含む高分子基材；および前記高分子基材に含浸された５ｍｍ乃至２０ｍｍの長さの繊維強化材１６重量％乃至３０重量％；を含む熱可塑性樹脂複合体からなり、
ＡＳＴＭ  Ｄ２５６により測定した衝撃強度が２００Ｊ／ｍ以上である、ポリオレフィン樹脂単一チップ。
【請求項４】
前記プロピレン単独重合体の溶融指数（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８、２３０℃、２．１６ｋｇの荷重で測定）が２８ｇ／１０ｍｉｎ乃至５０ｇ／１０ｍｉｎである、請求項３に記載のポリオレフィン樹脂単一チップ。
【請求項５】
前記繊維強化材とプロピレン単独重合体との重量比が１：１．５乃至１：１０である、請求項３に記載のポリオレフィン樹脂単一チップ。
【請求項６】
前記着色剤と繊維強化材との重量比が１：１乃至１：５０である、請求項３に記載のポリオレフィン樹脂単一チップ。
【請求項７】
前記高分子基材は、無機充填剤、紫外線遮断剤、酸化防止剤、潤滑剤、帯電防止剤、相溶化剤、及び微細粒子からなる群より選択された１種以上の添加剤をさらに含む、請求項３に記載のポリオレフィン樹脂単一チップ。
【請求項８】
前記オレフィンブロック共重合体の重量平均分子量が５０，０００ｇ／ｍｏｌ乃至１８０，０００ｇ／ｍｏｌである、請求項３に記載のポリオレフィン樹脂単一チップ。
【請求項９】
長さが１ｍｍ乃至５００ｍｍであり、断面直径が０．１ｍｍ乃至５０ｍｍである、請求項３に記載のポリオレフィン樹脂単一チップ。
【請求項１０】
ＡＳＴＭ  Ｄ７９２により測定した比重が０．８乃至１．２である、請求項３に記載のポリオレフィン樹脂単一チップ。
【請求項１１】
ＡＳＴＭ  Ｄ６３８により測定した引張強度が５０ＭＰａ以上である、請求項３に記載のポリオレフィン樹脂単一チップ。
【請求項１２】
下記数式１により得られた前記熱可塑性樹脂複合体の常温での冷却速度が１９℃／分以上である、請求項３に記載のポリオレフィン樹脂単一チップ。
［数式１］
冷却速度（℃／ｍｉｎ）＝（Ｔc1−Ｔc2）／（ｔc2−ｔc1）
（前記数式１で、Ｔc1はＤＳＣにより測定された結晶化が始まる温度であり、Ｔc2はＤＳＣにより測定された結晶化が完了する時点の温度であり、ｔc1はＤＳＣにより測定された結晶化が始まる時間であり、ｔc2はＤＳＣにより測定された結晶化が完了する時間を意味し、前記ＤＳＣ測定試料の量が７．１３ｍｇであり、２００℃まで２０℃／ｍｉｎの速度で昇温した後、常温（ｒｏｏｍ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）で冷却して測定する。）
【請求項１３】
自動車用内外装材部品に使用される、請求項３に記載のポリオレフィン樹脂単一チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリオレフィン樹脂単一チップの製造方法およびポリオレフィン樹脂単一チップに関する。より詳しくは、生産速度および加工性が向上したポリオレフィン樹脂単一チップの製造方法、および、低比重を有しながら、高い衝撃強度、引張強度などの機械的物性を示し、均一な組成を有するポリオレフィン樹脂単一チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、自動車、電子分野では低比重を有する樹脂組成物に対する要求が高まっている。例えば、自動車の場合、低比重を有する樹脂組成物を利用して自動車の製造時、自動車の軽量化を実現することができるためである。自動車の軽量化により基本性能である加速力と制動力を高めてエンジン効率を極大化することができ、タイヤ、ブレーキ、サスペンションに加えられる負担および運転者の疲労度を緩和させる効果を発生させることができる。また相対的に出力が少なくても１馬力当たりの重量の比が減少するため、重い車両に比べ、加速性能と運動性能を優れたレベルに保つことができる。
【０００３】
しかし、前記低比重を有する樹脂が実際の製品として商用化されるためには一定水準以上の機械的強度および加工性を維持できなければならない。
【０００４】
このために、耐薬品性に優れ、成型が容易な汎用のプラスチックであるポリオレフィン樹脂にガラス繊維を混合攪拌してポリオレフィン樹脂の機械的物性を強化させる方案が研究されてきた。しかし、混練攪拌装備内で大部分のガラス繊維が顕著に破損されることによって、非常に短い長さのガラス繊維がポリオレフィン樹脂と混合されることから、製品の強度向上に限界があった。また、ポリオレフィン樹脂とガラス繊維を混合して製品を製造する工程時間が長くなり、生産速度が減少し、製造費用が上昇する限界があった。
【０００５】
そこで、低い比重を維持しながら、適正水準以上の機械的物性、特に、高い衝撃強度を有することができる新たな樹脂組成物と、これを速い速度で製造する方法の開発が要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、生産速度および加工性が向上したポリオレフィン樹脂単一チップの製造方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の目的は、低比重を有しながら、高い衝撃強度、引張強度などの機械的物性を示し、均一な組成を有するポリオレフィン樹脂単一チップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書では、分子量分布（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｗｅｉｇｈｔ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ＭＷＤ）が３乃至６であるプロピレン単独重合体と着色剤とを含む溶融混合物に５ｍｍ乃至２０ｍｍの長さの繊維強化材を含浸して熱可塑性樹脂複合体を形成する段階を含み、下記数式１により得られた前記熱可塑性樹脂複合体の常温での冷却速度が１９℃／分以上である、ポリオレフィン樹脂単一チップの製造方法が提供される。
【０００９】
［数式１］
冷却速度（℃／ｍｉｎ）＝（Ｔc1−Ｔc2）／（ｔc2−ｔc1）
前記数式１で、Ｔc1はＤＳＣにより測定された結晶化が始まる温度であり、Ｔc2はＤＳＣにより測定された結晶化が完了する時点の温度であり、ｔc1はＤＳＣにより測定された結晶化が始まる時間であり、ｔc2はＤＳＣにより測定された結晶化が完了する時間を意味する。
【００１０】
本明細書ではまた、分子量分布が３乃至６であるプロピレン単独重合体と着色剤とを含む高分子基材；および前記高分子基材に含浸された５ｍｍ乃至２０ｍｍの長さの繊維強化材；を含む熱可塑性樹脂複合体からなり、ＡＳＴＭ  Ｄ２５６により測定した衝撃強度が２００Ｊ／ｍ以上であるポリオレフィン樹脂単一チップが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、生産速度および加工性が向上したポリオレフィン樹脂単一チップの製造方法、および、低比重を有しつつ、高い衝撃強度、引張強度などの機械的物性を示し、均一な組成を有するポリオレフィン樹脂単一チップが提供され得る。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明の具体的な実施形態に係るポリオレフィン樹脂単一チップの製造方法およびポリオレフィン樹脂単一チップについて、より詳細に説明する。
【００１３】
本明細書で、「（単独）重合体」とは、エチレンまたはプロピレンまたはα−オレフィンのうちの一つの単量体だけで重合された高分子を意味する。
【００１４】
また、本明細書で、「（オレフィン）ブロック共重合体」とは、エチレンまたはプロピレンと、α−オレフィンとが共重合された高分子であって、物理的または化学的特性、例えば、エチレンまたはプロピレンと、α−オレフィンとにそれぞれ由来する繰り返し単位の含量（モル分率）、結晶化度、密度、または融点などの特性中の一つ以上の特性値が互いに異なり、高分子内で互いに区分され得る複数の繰り返し単位ブロックまたはセグメントを含む共重合体を意味する。
【００１５】
発明の一実施形態によれば、分子量分布が３乃至６であるプロピレン単独重合体および着色剤を含む溶融混合物に５ｍｍ乃至２０ｍｍの長さの繊維強化材を含浸して熱可塑性樹脂複合体を形成する段階を含み、前記数式１により得られた前記熱可塑性樹脂複合体の常温での冷却速度が１９℃／分以上である、ポリオレフィン樹脂単一チップの製造方法が提供され得る。
【００１６】
本発明者らは、一の態様において、前述した特定のポリオレフィン樹脂単一チップの製造方法を利用すれば、プロピレン単独重合体および着色剤を含む混合物を溶融し、繊維強化材を含浸させて形成した熱可塑性樹脂複合体の高い冷却速度によって、全体的にポリオレフィン樹脂単一チップの製造工程が短縮されるだけでなく、最終製造されるポリオレフィン樹脂単一チップが優れた機械的物性を達成できるという点を、実験を通じて確認して発明を完成した。
【００１７】
具体的に、前記プロピレン単独重合体は、溶融粘度が低い特性により前記プロピレン単独重合体および着色剤を含む混合物が、溶融状態で流動性が高まることから、組成が均一になることができ、前記繊維強化材が、より均一で堅固に、最終製造されるポリオレフィン樹脂単一チップの内部に含浸され得る。
【００１８】
特に、前記プロピレン単独重合体が前述した特定の分子量分布を有することによって、前記プロピレン単独重合体および着色剤を含む溶融混合物に繊維強化材が含浸された以降に常温にて速い速度で結晶化され得るだけでなく、前記溶融混合物と前記繊維強化材との間の結合力の低下を防止することができる。
【００１９】
一方、従来の繊維強化熱可塑性樹脂複合体の製造過程で染料や着色剤を添加する場合、繊維強化樹脂の機械的物性が大きく低下することが知られており、この理由から、繊維強化材を含む樹脂チップ（繊維強化材樹脂バッチ）と、着色剤を含む着色樹脂チップ（着色剤樹脂バッチ）とを混合および溶融押出して得られる複合樹脂チップ（多段混合樹脂バッチ）を使用することが通常である。
【００２０】
これに反し、前記一実施形態の製造方法では、前述したプロピレン単独重合体の特性により、着色剤を別途の樹脂チップとして適用せず、製造段階で着色剤を前記プロピレン単独重合体に直接混合して単一チップを構成しても、製造されるポリオレフィン樹脂単一チップは、前記繊維強化材を含む樹脂チップと、着色剤を含む着色樹脂チップとを混合および溶融して製造される複合樹脂チップと同等水準以上の優れた機械的物性を実現することができる。
【００２１】
前記ポリオレフィン樹脂単一チップの製造方法は、分子量分布が３乃至６であるプロピレン単独重合体および着色剤を含む溶融混合物に５ｍｍ乃至２０ｍｍの長さの繊維強化材を含浸して熱可塑性樹脂複合体を形成する段階を含むことができる。
【００２２】
前記プロピレン単独重合体の分子量分布は、３乃至６、または５乃至６であってもよい。前記分子量分布（ＭＷＤ）は、高分子物質内の分子量の分布を意味し、重量平均分子量と数平均分子量の比（重量平均分子量／数平均分子量の値）を意味する。前記重量平均分子量と数平均分子量の比が１に近いほど分布が狭くなる。
【００２３】
前記プロピレン単独重合体の分子量分布が３未満と過度に減少する場合、前記プロピレン単独重合体および着色剤を含む溶融混合物に繊維強化材が含浸された以降に前記溶融混合物と繊維強化材間の結合力が低下するなど、表面品質が不良になるか、溶融混合物の粘度向上により加工性が減少することがある。また、前記プロピレン単独重合体の分子量分布が６超と過度に増加する場合、剪断応力が減少し、粘度が低くなることによって熱可塑性樹脂複合体の強度が低下することがある。
【００２４】
前記着色剤は、カーボンブラック、チタンブラック、酸化クロム、アニリンブラック、酸化鉄、酸化マンガン、黒鉛またはこれらの２種以上の混合物などの化合物を含むことができる。前記着色剤を含むことによって、用途に応じた色を具現することができる。
【００２５】
前記溶融混合物は、衝撃補強剤、無機充填剤、紫外線遮断剤、酸化防止剤、潤滑剤、帯電防止剤、衝撃補強剤、微細粒子またはこれらの２種以上の混合物を含む添加剤をさらに含むことができる。
【００２６】
前記繊維強化材は、５ｍｍ乃至２０ｍｍ、または９ｍｍ乃至１３ｍｍの長さを有することができる。また、前記繊維強化材は、直径が１００μｍ以下、または１μｍ乃至５０μｍであってもよい。また、前記繊維強化材は、表面に作用基をさらに含むことができる。前記作用基の例が大きく限定されるのではないが、例えば、エポキシ基、ウレタン基、シラン基、アクリル基またはこれらの２種以上が混合された化合物を使用することができる。前記繊維強化材が前記作用基を含むことによって、前記繊維強化材は前記プロピレン単独重合体との混合過程で相溶性が向上することができる。
【００２７】
前記繊維強化材としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアクリロニトリル繊維、アクリレート繊維、ポリエーテルケトン繊維などを使用することができ、好ましくはガラス繊維または炭素繊維を使用することができる。
【００２８】
また、前記ポリオレフィン樹脂単一チップの製造方法は、前記数式１により得られた前記熱可塑性樹脂複合体の常温での冷却速度が１９℃／分以上、または１９℃／分乃至２１℃／分であってもよい。前述のように、前記熱可塑性樹脂複合体は、溶融状態の分子量分布が３乃至６であるプロピレン単独重合体および着色剤混合物とこれに含浸された繊維強化材を含み、前記熱可塑性樹脂複合体の冷却速度とは、前記熱可塑性樹脂複合体に含有されている溶融状態の分子量分布が３乃至６であるプロピレン単独重合体および着色剤混合物が溶融状態で固体状態（または結晶化状態）に冷却される速度を意味する。
【００２９】
より具体的に、前記冷却速度は、下記数式１により求めることができる。
【００３０】
［数式１］
冷却速度（℃／ｍｉｎ）＝（Ｔc1−Ｔc2）／（ｔc2−ｔc1）
前記数式１で、Ｔc1はＤＳＣにより測定された結晶化が始まる温度であり、Ｔc2はＤＳＣにより測定された結晶化が完了する時点の温度であり、ｔc1はＤＳＣにより測定された結晶化が始まる時間であり、ｔc2はＤＳＣにより測定された結晶化が完了する時間を意味する。
【００３１】
前記Ｔc1、Ｔc2、ｔc1、ｔc2は、それぞれＤＳＣ装備を利用して測定することができ、前記Ｔc1以上の温度で前記熱可塑性樹脂複合体は溶融状態、Ｔc2以下の温度で前記熱可塑性樹脂複合体は固体状態（または結晶化状態）である。より具体的に、前記Ｔc1はＤＳＣ曲線データ上にて、温度を減少させることによって発熱ピークが現れ始める時点の温度、前記Ｔc2は前記Ｔc1で温度を継続して減少させることによって発熱ピークがなくなる時点の温度をそれぞれ意味し得る。
【００３２】
前記熱可塑性樹脂複合体の冷却速度が１９℃／分未満となるまで遅くなると、十分な結晶形成が進められ難くて最終製造されるポリオレフィン樹脂単一チップの機械的物性が減少し得るのであり、冷却時間が長くなることによって前記ポリオレフィン樹脂単一チップ製造工程上、生産速度が減少し、製造費用が増加し得る。
【００３３】
また、前記ポリオレフィン樹脂単一チップの製造方法は、熱可塑性樹脂複合体をペレット化する段階をさらに含むことができる。前記熱可塑性樹脂複合体をペレット化する方法の例が大きく限定されるのではないが、例えば、引取設備を通じて８５０乃至１２００ＲＰＭに自動化運転し、ストランドを、ペレタイザー装備を利用して前記熱可塑性樹脂複合体を一定の長さに切断する方法などを使用することができる。
【００３４】
一方、発明の他の実施形態によれば、分子量分布が３乃至６であるプロピレン単独重合体および着色剤を含む高分子基材；および前記高分子基材に含浸された５ｍｍ乃至２０ｍｍの長さの繊維強化材；を含む熱可塑性樹脂複合体からなり、ＡＳＴＭ  Ｄ２５６により測定した衝撃強度が２００Ｊ／ｍ以上であるポリオレフィン樹脂単一チップが提供され得る。
【００３５】
本発明者らは、他の一の態様において、前述した特定のポリオレフィン樹脂単一チップを利用すれば、着色剤および繊維強化材の含量を調節して繊維強化材が破損せず、長い長さを維持できるようにして、前記ポリオレフィン樹脂単一チップの比重を低くし、衝撃強度を向上させることができるという点を、実験を通じて確認して発明を完成した。
【００３６】
前記他の実施形態のポリオレフィン樹脂単一チップは、前記一実施形態のポリオレフィン樹脂単一チップの製造方法により得られる。
【００３７】
具体的に、前記プロピレン単独重合体は、溶融粘度が低い特性により前記プロピレン単独重合体および着色剤を含む高分子基材が溶融状態で流動性が高まることから組成が均一になることができ、前記繊維強化材が、より均一で堅固に、最終製造されるポリオレフィン樹脂単一チップの内部に含浸され得る。
【００３８】
特に、前記プロピレン単独重合体が前述した特定の分子量分布を有することによって、前記プロピレン単独重合体および着色剤を含む高分子基材に繊維強化材が含浸された以降に前記高分子基材と繊維強化材間の結合力の低下を防止することができる。
【００３９】
一方、従来の繊維強化熱可塑性樹脂複合体の製造過程で染料や着色剤を添加する場合、繊維強化樹脂の機械的物性が大きく低下すると知られており、これによって繊維強化材を含む樹脂チップと着色剤を含む着色樹脂チップを混合および溶融押出して得られる複合樹脂チップを使用することが通常的である。
【００４０】
これに反し、前記実施形態のポリオレフィン樹脂単一チップは、前述したプロピレン単独重合体の特性により、着色剤を別途の樹脂チップとして適用せず、着色剤を前記プロピレン単独重合体に直接混合して単一チップを構成しても、製造されるポリオレフィン樹脂単一チップは、前記繊維強化材を含む樹脂チップと、着色剤を含む着色樹脂チップとを混合および溶融して製造される複合樹脂チップと同等水準以上の優れた機械的物性を実現することができる。
【００４１】
また、前述した繊維強化材を含む樹脂チップと、着色剤とを含む着色樹脂チップを混合および溶融して製造される複合樹脂チップの場合、樹脂チップ間の均一な混合が難しいため、重量偏差およびこれによる完成品の寸法偏差が発生することがあるが、前記実施形態のポリオレフィン樹脂単一チップは、着色剤およびプロピレン単独重合体の均一な混合を通じて重量偏差および寸法偏差を最小化することができる。
【００４２】
特に、前記ポリオレフィン樹脂単一チップは、分子量分布が３乃至６であるプロピレン単独重合体および着色剤を含む高分子基材；および前記高分子基材に含浸された５ｍｍ乃至２０ｍｍの長さの繊維強化材；を含む熱可塑性樹脂複合体からなることができる。
【００４３】
具体的に、前記熱可塑性樹脂複合体は、分子量分布が３乃至６であるプロピレン単独重合体および着色剤を含む高分子基材を含むことができる。
【００４４】
前記高分子基材は、多量の高分子化合物に少量のセラミック物質や金属物質または他の高分子化合物を混合した複合物を意味する。前記高分子基材の具体的な状態の例が大きく限定されるのではないが、例えば、溶融状態、ガラス転移状態、または固体状態（結晶化状態）であってもよい。
【００４５】
前記高分子基材は、分子量分布が３乃至６、または５乃至６であるプロピレン単独重合体および着色剤を含むことができる。
【００４６】
前記プロピレン単独重合体は、プロピレン単量体間の重合を通じて形成される高分子化合物を意味する。
【００４７】
前記高分子基材は、分子量分布が３乃至６であるプロピレン単独重合体を含むことができる。前記プロピレン単独重合体の分子量分布が３未満と過度に減少する場合、前記プロピレン単独重合体および着色剤を含む高分子基材に繊維強化材が含浸された以降に前記高分子基材と繊維強化材間の結合力が低下するなど表面品質が不良になるか、または高分子基材の粘度向上により加工性が低下することがある。また、前記プロピレン単独重合体の分子量分布が６超で過度に増加する場合、剪断応力が減少し、粘度が低くなることによって熱可塑性樹脂複合体の強度が低下することがある。
【００４８】
前記プロピレン単独重合体の溶融指数（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８、２３０℃、２．１６ｋｇの荷重で測定）は、２８ｇ／１０ｍｉｎ乃至５０ｇ／１０ｍｉｎ、または２８ｇ／１０ｍｉｎ乃至４０ｇ／１０ｍｉｎであってもよい。前記溶融指数（Ｍｅｌｔ  Ｉｎｄｅｘ、ＭＩ）は一定の条件下で溶融物をピストンで押出した時の流量であり、溶融物の流れの容易性を示す指数を意味する。前記溶融指数に最も大きい影響を与える要素は分子量と分子量分布である。前記溶融指数を測定する方法の例が大きく限定されるのではないが、例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８方法（１９０℃の温度、２．１６ｇの荷重で測定）を利用して測定することができる。
【００４９】
前記プロピレン単独重合体の含量は、前記ポリオレフィン樹脂単一チップ重量を基準に４０重量％乃至７０重量％、または５０重量％乃至６０重量％であってもよい。前記プロピレン単独重合体の含量が前記ポリオレフィン樹脂単一チップ重量を基準に４０重量％未満であれば、ポリオレフィン樹脂単一チップの成形加工性が低下することがある。また、前記プロピレン単独重合体の含量がポリオレフィン樹脂単一チップ重量を基準に７０重量％超であれば、ポリオレフィン樹脂単一チップの衝撃強度が減少するなど機械的物性が低下することがある。
【００５０】
また、前記高分子基材が着色剤を含むことによって、前記ポリオレフィン樹脂単一チップは用途により多様な色を具現することができる。前記着色剤の例が大きく限定されるのではないが、例えば、カーボンブラック、チタンブラック、酸化クロム、アニリンブラック、酸化鉄、酸化マンガン、黒鉛またはこれらの２種以上の混合物などの化合物を使用することができる。
【００５１】
また、前記着色剤は、前記ポリオレフィン樹脂単一チップの重量を基準に０．１重量％乃至１５重量％の含量で含まれてもよい。前記着色剤の含量が前記ポリオレフィン樹脂単一チップ重量を基準に０．１重量％未満であればポリオレフィン樹脂単一チップの着色が不完全になることがあり、前記着色剤の含量が前記ポリオレフィン樹脂単一チップの重量を基準に１５重量％を超えれば、ポリオレフィン樹脂単一チップの機械的物性が低下することがある。
【００５２】
前記高分子基材は、衝撃補強剤、無機充填剤、紫外線遮断剤、酸化防止剤、潤滑剤、帯電防止剤、相溶化剤、微細粒子またはこれらの２種以上の混合物を含む添加剤をさらに含むことができる。
【００５３】
前記衝撃補強剤は、エチレン系繰り返し単位および炭素数４乃至３０のα−オレフィン系繰り返し単位を含むオレフィンブロック共重合体を含むことができる。前記エチレン系繰り返し単位および炭素数４乃至３０のα−オレフィン系繰り返し単位を含むオレフィンブロック共重合体を含むことによってポリオレフィン樹脂単一チップの混和性および衝撃強度が向上することができる。
【００５４】
前記エチレン系繰り返し単位は、エチレン化合物を単量体として製造したエチレン単独重合体に含まれている繰り返し単位を意味する。また、前記炭素数４乃至３０のα−オレフィン系繰り返し単位は、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−デセン、１−ウンデセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、１−アイコセンなどのα−オレフィン化合物、好ましくは１−ブテンまたは１−オクテンを単量体として製造した単独重合体に含まれている繰り返し単位を意味する。
【００５５】
前記オレフィンブロック共重合体の含量が大きく限定されるのではないが、例えば、前記ポリオレフィン樹脂単一チップ重量を基準に４０重量％以下、または０．１重量％乃至４０重量％であってもよい。前記オレフィンブロック共重合体の含量が過度に小さい場合、ポリオレフィン樹脂単一チップの混和性および衝撃強度が低下することがある。また、前記オレフィンブロック共重合体の含量がポリオレフィン樹脂単一チップ重量を基準に過度に増加する場合、ポリオレフィン樹脂単一チップの屈曲特性および成形性が低下することがある。
【００５６】
前記オレフィンブロック共重合体の溶融指数（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８、２３０℃、２．１６ｋｇの荷重で測定）が２ｇ／１０ｍｉｎ乃至２０ｇ／１０ｍｉｎ、または５ｇ／１０ｍｉｎ乃至１５ｇ／１０ｍｉｎであってもよい。前記溶融指数（Ｍｅｌｔ  Ｉｎｄｅｘ、ＭＩ）は、一定の条件下で溶融物をピストンで押出した時の流量であり、溶融物の流れの容易性を示す指数を意味する。前記溶融指数に最も大きい影響を与える要素は分子量と分子量分布である。前記溶融指数を測定する方法の例が大きく限定されるのではないが、例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８方法（１９０℃の温度、２．１６ｇの荷重で測定）を利用して測定することができる。
【００５７】
前記エチレン系繰り返し単位および炭素数４乃至３０のα−オレフィン系繰り返し単位のモル数比が６：４乃至７：３であってもよい。
【００５８】
前記オレフィンブロック共重合体の重量平均分子量が５０，０００ｇ／ｍｏｌ乃至１８０，０００ｇ／ｍｏｌであってもよい。
【００５９】
一方、前記熱可塑性樹脂複合体は、前記高分子基材に含浸された５ｍｍ乃至２０ｍｍの長さの繊維強化材を含むことができる。これによって、ポリオレフィン樹脂単一チップは高剛性の特性と共に高い衝撃強度を実現することができる。
【００６０】
前記高分子基材に含浸された繊維強化材とは、高分子基材の内部に浸漬した繊維強化材を意味することができ、具体的に繊維強化材のすべての表面が高分子基材に接触している状態を意味する。
【００６１】
前記繊維強化材は、５ｍｍ乃至２０ｍｍ、または９ｍｍ乃至１３ｍｍの長さを有することができる。また、前記繊維強化材は、直径が１００μｍ以下、または１μｍ乃至５０μｍであってもよい。また、前記繊維強化材は、表面に作用基をさらに含むことができる。前記作用基の例が大きく限定されるのではないが、例えばエポキシ基、ウレタン基、シラン基、アクリル基またはこれらの２種以上が混合された化合物を使用することができる。前記繊維強化材が前記作用基を含むことによって、前記繊維強化材は前記プロピレン単独重合体との混合過程で相溶性が向上することができる。
【００６２】
前記繊維強化材としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアクリロニトリル繊維、アリレート繊維、ポリエーテルケトン繊維などを使用することができ、好ましくはガラス繊維または炭素繊維を使用することができる。
【００６３】
前記繊維強化材の含量は、前記ポリオレフィン樹脂単一チップ重量を基準に１５重量％超、または１６重量％乃至３０重量％、または１８重量％乃至２５重量％であってもよい。前記繊維強化材の含量が前記ポリオレフィン樹脂単一チップ重量を基準に１５重量％以下であれば、前記ポリオレフィン樹脂単一チップの機械的物性が低下することがある。
【００６４】
前記着色剤および繊維強化材の重量比が１：１乃至１：５０、または１：１０乃至１：４０、または１：１５乃至１：３０であってもよい。
【００６５】
前記繊維強化材およびプロピレン単独重合体の重量比が１：１．５乃至１：１０、または１：２乃至１：５、または１：２．５乃至１：３．５であってもよい。これによって、前記ポリオレフィン樹脂単一チップの衝撃強度および屈曲弾性率が向上することができる。
【００６６】
前記ポリオレフィン樹脂単一チップは、１ｍｍ乃至５００ｍｍ、または３ｍｍ乃至４００ｍｍ、または４ｍｍ乃至１００ｍｍの長さおよび０．１ｍｍ乃至５０ｍｍ、または０．５ｍｍ乃至３０ｍｍ、または１ｍｍ乃至１０ｍｍ、または２ｍｍ乃至５ｍｍの断面直径を有することができる。
【００６７】
前記ポリオレフィン樹脂単一チップの長さが１ｍｍ未満であれば、前記ポリオレフィン樹脂単一チップの機械的物性が低下することがあり、前記ポリオレフィン樹脂単一チップの長さが５００ｍｍ超過であれば、前記ポリオレフィン樹脂単一チップの２次成形時に原料投入が難しくなることがある。
【００６８】
前記ポリオレフィン樹脂単一チップは、ＡＳＴＭ  Ｄ２５６により測定した衝撃強度が２００Ｊ／ｍ以上、または２２０Ｊ／ｍ乃至３５０Ｊ／ｍ、または２３０Ｊ／ｍ乃至３２０Ｊ／ｍであってもよい。前記ポリオレフィン樹脂単一チップは、前述した範囲の高い衝撃強度を示して最終製品の高剛性を実現することができる。
【００６９】
また、前記ポリオレフィン樹脂単一チップは、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８により測定した引張強度が５０ＭＰａ以上、または５５ＭＰａ乃至１００ＭＰａ、または６０ＭＰａ乃至９０ＭＰａであってもよい。前記ポリオレフィン樹脂単一チップは前述した範囲の高い引張強度を示して最終製品の高剛性を実現することができる。
【００７０】
前記ポリオレフィン樹脂単一チップは、ＡＳＴＭ  Ｄ７９２により測定した比重が０．８乃至１．２、または０．９乃至１．１、または１．０乃至１．０５であってもよい。前記ポリオレフィン樹脂単一チップは、前述した範囲の低い比重を示して最終製品の軽量化を実現することができる。前記ポリオレフィン樹脂単一チップの比重が１．２超であれば、最終製品の軽量化を達成し難くなることがある。
【００７１】
また、前記ポリオレフィン樹脂単一チップに含まれている熱可塑性樹脂複合体の常温での冷却速度が１９℃／分以上、または１９℃／分乃至２１℃／分であってもよい。前述のように、前記ポリオレフィン樹脂単一チップは、分子量分布が３乃至６であるプロピレン単独重合体および着色剤を含む高分子基材およびこれに含浸された繊維強化材を含む熱可塑性樹脂複合体からなり、前記高分子基材は溶融状態、ガラス転移状態または固体状態（または結晶化状態）であってもよい。
【００７２】
つまり、前記熱可塑性樹脂複合体の冷却速度とは、前記熱可塑性樹脂複合体に含有されている高分子基材が溶融状態で固体状態（または結晶化状態）に冷却される速度を意味する。
【００７３】
より具体的に、前記冷却速度は、下記数式１により求めることができる。
【００７４】
［数式１］
冷却速度（℃／ｍｉｎ）＝（Ｔc1−Ｔc2）／（ｔc2−ｔc1）
前記数式１で、Ｔc1はＤＳＣにより測定された結晶化が始まる温度であり、Ｔc2はＤＳＣにより測定された結晶化が完了する時点の温度であり、ｔc1はＤＳＣにより測定された結晶化が始まる時間であり、ｔc2はＤＳＣにより測定された結晶化が完了する時間を意味する。
【００７５】
前記Ｔc1、Ｔc2、ｔc1、ｔc2は、それぞれＤＳＣ装備を通じて測定することができ、前記Ｔc1以上の温度で前記熱可塑性樹脂複合体は溶融状態、Ｔc2以下の温度で前記熱可塑性樹脂複合体は固体状態（または結晶化状態）である。より具体的に、前記Ｔc1はＤＳＣ曲線データ上にて、温度を減少させることによって発熱ピークが現れ始める時点の温度、前記Ｔc2は前記Ｔc1で温度を継続して減少させることによって発熱ピークがなくなる時点の温度をそれぞれ意味し得る。
【００７６】
前記熱可塑性樹脂複合体の冷却速度が１９℃／分未満であれば、最終製造されるポリオレフィン樹脂単一チップの機械的物性が減少することがあり、冷却時間が長くなることによって前記ポリオレフィン樹脂単一チップの生産速度が減少し、製造費用が増加することがある。
【００７７】
一方、前記ポリオレフィン樹脂単一チップは、前記分子量分布が３乃至６であるプロピレン単独重合体および着色剤を含む高分子基材；および前記高分子基材に含浸された５ｍｍ乃至２０ｍｍの長さの繊維強化材；を含む熱可塑性樹脂複合体のペレットからなることができる。前記ペレットの具体的な形状、大きさ、色の例は大きく限定されず、前記ペレットを製造する方法の例としては、引取設備を通じて８５０乃至１２００ＲＰＭで自動化運転して、ストランドを、ペレタイザー装備を利用して前記熱可塑性樹脂複合体を一定の長さに切断する方法などが挙げられる。
【００７８】
前記ポリオレフィン樹脂単一チップは、ドアモジュール、クラッシュパッド、ドアトリム、インストルメントパネル、バンパー、フィラーなど自動車用内外装材部品に使用することができる。
【００７９】
［実施例］
発明を下記の実施例でより詳細に説明する。ただし、下記の実施例は、本発明を例示するものに過ぎず、本発明の内容が下記の実施例により限定されるのではない。
【００８０】
＜実施例１乃至２：ポリオレフィン樹脂単一チップの製造＞
プロピレン単独重合体および添加剤を混合した樹脂組成物を約３００℃で加熱して溶融させた後、長さが１１ｍｍであるガラス長繊維を含浸させて熱可塑性樹脂複合体を製造した。以降、前記熱可塑性樹脂複合体を常温の水槽に入れて結晶化させ、最長軸の長さが１１ｍｍであり、断面直径が３ｍｍであるポリオレフィン樹脂単一チップを製造した。この際における、前記ポリオレフィン樹脂単一チップの組成を下記表１に記載した。
【００８１】
［表１］
実施例のポリオレフィン樹脂単一チップの組成
0006290299.tif 000002
＊プロピレン単独重合体Ａ（ＭＩ：３０ｇ／１０ｍｉｎ、ＭＷＤ［＝Ｍｗ／Ｍｎ］：５．８）
＊添加剤
−実施例１：カーボンブラック（粒径５０μｍ、比重１．８）１ｗｔ％、Ｒｕｂｂｅｒ  Ａ（ＭＩ：１２ｇ／１０ｍｉｎ、重量平均分子量：１０５，０００ｇ／ｍｏｌ, Ｅｔｈｙｌｅｎｅ−１−ｏｃｔｅｎｅ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）２１ｗｔ％
−実施例２：カーボンブラック（粒径５０μｍ、比重１．８）１ｗｔ％、Ｒｕｂｂｅｒ  Ｂ（ＭＩ：８ｇ／１０ｍｉｎ、重量平均分子量：９８，０００ｇ／ｍｏｌ, Ｅｔｈｙｌｅｎｅ−１−ｏｃｔｅｎｅ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）２１ｗｔ％
＊ガラス長繊維：断面直径２０μｍ、長さ１１ｍｍのガラス繊維
＊前記溶融指数（ＭＩ、Ｍｅｌｔｉｎｇ  Ｉｎｄｅｘ）は、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８基準により２３０℃、２．１６ｋｇの荷重で測定した。
【００８２】
＜比較例１乃至７：ポリオレフィン樹脂単一チップの製造＞
下記表２のように、ポリオレフィン樹脂単一チップの組成を異にしたのを除き、実施例と同様にポリオレフィン樹脂単一チップを製造した。
【００８３】
［表２］
比較例のポリオレフィン樹脂単一チップの組成
0006290299.tif 000003
＊プロピレン単独重合体Ａ（ＭＩ：３０ｇ／１０ｍｉｎ、ＭＷＤ：５．８）
＊プロピレン単独重合体Ｂ（ＭＩ：２５ｇ／１０ｍｉｎ、ＭＷＤ：２．９）
＊プロピレン単独重合体Ｃ（ＭＩ：８０ｇ／１０ｍｉｎ、ＭＷＤ：６．４）
＊エチレン−プロピレン共重合体（ＭＩ：８０ｇ／１０ｍｉｎ、ＭＷＤ：６．７）
＊添加剤
−比較例１：カーボンブラック（粒径５０μｍ、比重１．８）、Ｒｕｂｂｅｒ  Ａ（ＭＩ：１２ｇ／１０ｍｉｎ、重量平均分子量：１０５，０００ｇ／ｍｏｌ）
−比較例２：カーボンブラック（粒径５０μｍ、比重１．８）、Ｒｕｂｂｅｒ  Ａ（ＭＩ：１２ｇ／１０ｍｉｎ、重量平均分子量：１０５，０００ｇ／ｍｏｌ）
−比較例３：カーボンブラック（粒径５０μｍ、比重１．８）、Ｒｕｂｂｅｒ  Ｂ（ＭＩ：８ｇ／１０ｍｉｎ、重量平均分子量：９８，０００ｇ／ｍｏｌ）
−比較例４：カーボンブラック（粒径５０μｍ、比重１．８）、Ｒｕｂｂｅｒ  Ａ（ＭＩ：１２ｇ／１０ｍｉｎ、重量平均分子量：１０５，０００ｇ／ｍｏｌ）
−比較例５：カーボンブラック（粒径５０μｍ、比重１．８）、Ｒｕｂｂｅｒ  Ａ（ＭＩ：１２ｇ／１０ｍｉｎ、重量平均分子量：１０５，０００ｇ／ｍｏｌ）
−比較例６：カーボンブラック（粒径５０μｍ、比重１．８）、Ｒｕｂｂｅｒ  Ａ（ＭＩ：１２ｇ／１０ｍｉｎ、重量平均分子量：１０５，０００ｇ／ｍｏｌ）
−比較例７：カーボンブラック（粒径５０μｍ、比重１．８）、Ｒｕｂｂｅｒ  Ａ（ＭＩ：１２ｇ／１０ｍｉｎ、重量平均分子量：１０５，０００ｇ／ｍｏｌ）
＊ガラス長繊維：断面直径１５μｍ、長さ１１ｍｍのガラス繊維
＊ガラス短繊維：断面直径１５μｍ、長さ４ｍｍのガラス繊維
＊前記溶融指数（ＭＩ、Ｍｅｌｔｉｎｇ  Ｉｎｄｅｘ）は、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８基準により２３０℃、２．１６ｋｇの荷重で測定した。
【００８４】
＜実験例：実施例および比較例で得られたポリオレフィン樹脂単一チップの物性測定＞
前記実施例および比較例で得られたポリオレフィン樹脂単一チップの物性を下記方法で測定し、その結果を表３および表４に示した。
【００８５】
１．比重
前記実施例および比較例で得られたポリオレフィン樹脂単一チップについて、細い針金にかけて測定した重量と、水中に入れて測定した重量との差により比重を計算するＡＳＴＭ  Ｄ７９２方法で比重を測定し、その結果を下記表３に示した。
【００８６】
２．引張強度（ＭＰａ）
前記実施例および比較例で得られたポリオレフィン樹脂単一チップについて、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８により試験試片を製造し、引張試験器を利用して引張強度を測定し、その結果を下記表３に示した。
【００８７】
３．屈曲弾性率（ＭＰａ）
前記実施例および比較例で得られたポリオレフィン樹脂単一チップについて、ＡＳＴＭ  Ｄ７９０により試験試片を製造し、前記試験試片の中心に力を加えて屈曲弾性率を測定し、その結果を下記表３に示した。
【００８８】
４．衝撃強度（Ｊ／ｍ）
前記実施例および比較例で得られたポリオレフィン樹脂単一チップについて、ＡＳＴＭ  Ｄ２５６により試験試片を製造し、２３℃でＩｚｏｄ衝撃強度を測定し、その結果を下記表３に示した。
【００８９】
［表３］
実施例および比較例の実験例の結果
0006290299.tif 000004
前記表３に示されているように、実施例１乃至２のポリオレフィン樹脂単一チップの比重は１．０３であり、比較例１乃至７のポリオレフィン樹脂単一チップと同等な水準を示した。
【００９０】
一方、衝撃強度の場合、実施例１のポリオレフィン樹脂単一チップは３１０Ｊ／ｍ、実施例２のポリオレフィン樹脂単一チップは２４０Ｊ／ｍと、高い値を示したが、添加剤の含量が１重量％に減少した比較例１のポリオレフィン樹脂単一チップでは１５５Ｊ／ｍを示し、ガラス長繊維の代わりにガラス短繊維を使用した比較例２および比較例３のポリオレフィン樹脂単一チップは、それぞれ１８０Ｊ／ｍ、１８９Ｊ／ｍを示し、実施例に比べて低い衝撃強度を有することを確認できる。
【００９１】
これによって、前記実施例のポリオレフィン樹脂単一チップは、ガラス長繊維と添加剤を一定の含量で混合することによって、顕著な衝撃強度の向上の効果が発生することを確認できる。
【００９２】
また、実施例１および２のポリオレフィン樹脂単一チップの引張強度は、それぞれ６１ＭＰａ及び６７ＭＰａであり、比較例２および３のポリオレフィン樹脂単一チップの引張強度である２９ＭＰａ及び２７ＭＰａに比べて高い値が測定された。
【００９３】
実施例１および２のポリオレフィン樹脂単一チップの屈曲弾性率は、それぞれ２，９３７ＭＰａ及び３，５０１ＭＰａであり、比較例２および３のポリオレフィン樹脂単一チップの屈曲弾性率である１，９９９ＭＰａ及び１，９３８ＭＰａに比べて高い屈曲弾性率を示した。
【００９４】
これによって、前記実施例のポリオレフィン樹脂単一チップはガラス長繊維を使用することによって、ガラス短繊維を使用した比較例２および３に比べて、引張強度および屈曲弾性率などの機械的物性が大きく向上することを確認できる。
【００９５】
そして、実施例１および比較例４乃至５のポリオレフィン樹脂単一チップを比較すると、実施例１に比べて低いＭＷＤ値を有するプロピレン単独重合体を使用した比較例４の場合、屈曲弾性率が２８８０ＭＰａ、衝撃強度が２８０Ｊ／ｍと測定されて実施例１に比べて減少したことを確認することができた。また、実施例１に比べて高いＭＷＤ値を有するプロピレン単独重合体を使用した比較例５の場合、衝撃強度が２４５Ｊ／ｍまで減少して強度が大きく低下することを確認することができた。
【００９６】
そして、実施例１および比較例６乃至７のポリオレフィン樹脂単一チップを比較すると、実施例１に使用されたプロピレン単独重合体の代わりにエチレン−プロピレン共重合体を使用した比較例６の場合、屈曲弾性率が３０６０ＭＰａ、衝撃強度が２６５Ｊ／ｍと測定されて実施例１に比べて減少したことを確認することができた。また、実施例１に使用されたプロピレン単独重合体の代わりにプロピレン単独重合体とエチレン−プロピレン共重合体の混合物を使用した比較例７も、屈曲弾性率が３０５０ＭＰａ、衝撃強度が２６５Ｊ／ｍと測定されて実施例１に比べて減少したことを確認することができた。
【００９７】
５．冷却速度（℃／分）
前記実施例１乃至２および比較例４乃至７で製造した熱可塑性樹脂複合体を常温に放置して冷却しながら、示差走査熱量計（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ、ＤＳＣ, 測定試料の量：７．１３ｍｇ、２００℃まで２０℃／ｍｉｎの速度で昇温して測定）装備を利用して、結晶化が始まる温度（例えば、ＤＳＣ曲線データ上、温度を減少させることによって発熱ピークが現れ始める地点の温度）（Ｔc1）、結晶化が完了する時点の温度（例えば、前記Ｔc1にて温度を継続して減少させることによって発熱ピークがなくなる時点の温度）（Ｔc2）、結晶化が始まる時間（ｔc1）、結晶化が完了する時間（ｔc2）をそれぞれ測定し、これから下記数式１による冷却速度を求めてこれを下記表４に示した。
【００９８】
［数式１］
冷却速度（℃／ｍｉｎ）＝（Ｔc1−Ｔc2）／（ｔc2−ｔc1）
［表４］
0006290299.tif 000005
前記表４に示されているように、実施例１乃至２のポリオレフィン樹脂単一チップ製造時の冷却速度は、それぞれ１９．９８℃／ｍｉｎ及び１９．１９℃／ｍｉｎと、速いものとして測定された反面、前記比較例４乃至７の場合、すべての冷却速度が１８℃／ｍｉｎ未満の値として測定されることを確認することができた。
【００９９】
このように、前記実施例では、ポリオレフィン樹脂単一チップの製造時、速い冷却速度を有することによって、比較例に比べて生産速度が向上し、製造費用を減少させることができることを確認した。