KR101897017B1 - Eco-friendly wood polymer composite having high impact strength - Google Patents

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Abstract

본 발명은 목재 섬유; 및 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체 50 내지 80중량%, 스티렌계 단량체 20 내지 50중량% 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체;를 포함하는 합성목재에 관한 것이다.The present invention relates to wood fibers; And 50 to 80% by weight of an acrylate or methacrylate monomer, and 20 to 50% by weight of a styrene monomer.

Description

높은 충격강도를 가지는 친환경 합성 목재{ECO-FRIENDLY WOOD POLYMER COMPOSITE HAVING HIGH IMPACT STRENGTH}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an eco-friendly synthetic wood having high impact strength,

본 발명은 높은 충격강도를 가지는 친환경 합성 목재에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 천연 목재를 대체할 수 있는 높은 충격강도 및 낮은 수분흡습율을 가지는 친환경 합성 목재에 관한 것이다.The present invention relates to an environmentally friendly synthetic wood having high impact strength. More particularly, the present invention relates to an environmentally friendly synthetic wood having high impact strength and low moisture absorption rate that can replace natural wood.

일반적으로, 목재는 천연 재료로서 널리 사용되고 있는 소재이지만 수분에 약하고, 시간이 지남에 따라 갈라짐, 터짐 등으로 인해 유지보수 비용이 만만치 않다. 이러한 목재의 단점을 보완한 것이 합성 목재 (WPC;Wood Polymer/Plastic Composite)이다. 합성 목재는 천연 목재와 비슷한 외관이나 성질을 가지도록 목재 섬유 50% 이상 함유, 고분자 수지 및 첨가제를 배합하여 혼합물을 플라스틱처럼 압출 또는 사출 성형하는 방법으로 제조하여 목재와 유사한 제품을 형성하는 것이다. 이러한 합성 목재는 일반 목재의 단점인 탈색되거나 갈라짐, 터짐 등의 변형이 거의 없다. 특히 천연목재와 달리 수분에 강하기 때문에 외장재 용도로 사용할 경우에도 쉽게 썩지 않는다. 이러한 장점 때문에 천연목재와 방부목재를 대체해나가고 있으며, 시장 규모가 점차 커지고 있는 추세이다. 그러나 기존 합성 목재 의 경우 주원료로 목재 섬유(Wood flour)을 주로 사용함에 따라 압축강도, 충격강도 등의 물리적 특성이 다소 약한 점이 있다.Generally, wood is widely used as a natural material, but it is weak in moisture, and maintenance cost is inconvenient due to cracking and breaking over time. This wood has been supplemented with the disadvantages of synthetic wood (WPC: Wood Polymer / Plastic Composite). Synthetic wood is produced by extruding or injection molding the mixture as a mixture of polymer resin and additives, containing more than 50% of wood fibers so as to have appearance or properties similar to natural wood, and to form a product similar to wood. These synthetic woods have almost no deformation such as discoloration, cracking, and breakdown, which are disadvantages of ordinary wood. Unlike natural wood, it is especially resistant to moisture, so it does not rot easily even when used as exterior materials. Due to these advantages, natural wood and wood preservatives are being replaced, and the market size is gradually increasing. However, in the case of conventional synthetic wood, physical properties such as compressive strength and impact strength are somewhat weak due to the use of wood flour as a main material.

이를 보완하기 대한민국 등록특허 제10-0983970호, 대한민국 등록특허 제10-1073774호에서는 폴리올레핀계 수지로 합성목재를 제조하였으나, 폴리올레핀계 수지는 인장, 압축, 휨, 충격강도가 떨어지는 단점을 갖고 있다. 또한, 대한민국 공개특허 제10-2011-0099416호에서는 ABS 수지를 사용한 합성목재를 소개하고 있다. ABS 수지는 수지 특성상 수지 내부의 고무성분에 화학적으로 불안정한 이중결합을 함유하고 있어 자외선에 의해 고무성분이 쉽게 노화될 수 있기 때문에 내후성, 내광성이 좋지 못하여 옥외에 오랜 시간 방치할 경우 시간이 지남에 따라 변색 및 물성저하가 비교적 커 일광에 노출되어있는 옥외 용도에 적합하지 못하다는 단점이 있었다.In addition, although synthetic wood is produced from a polyolefin-based resin in Korean Patent No. 10-0983970 and Korean Patent No. 10-1073774, the polyolefin-based resin has a disadvantage in that tensile, compressive, bending and impact strength are lowered. Korean Patent Publication No. 10-2011-0099416 also discloses synthetic wood using ABS resin. Since ABS resin contains chemically unstable double bonds in the rubber component inside the resin, the rubber component can be aged easily due to ultraviolet rays, so that the weather resistance and light resistance are poor, and if left for a long time outdoors, It is disadvantageous in that it is not suitable for outdoor use in which exposure to sunlight is relatively large.

또한, 종래에서는 탁월한 내후성, 높은 기계적 강도를 갖는 메타크릴레이트계 수지가 합성 목재 제조하였지만 메타크릴레이트계 수지는 압출 공정에 요구되는 공정 온도가 너무 높아 목재 입자에 손상이 가해지므로 합성 목재 제조에 적합하지 못했다. 이를 해결하기 위하여 목재를 단량체 혼합용액에 침지하여 중합을 진행함에 따라 목재의 기계적 물성을 향상시키려고 하였지만, 단량체 혼합용액에 목재를 침지하면 불균일한 도포 및 분산성으로 목재 전체의 물성이 고르지 못하며, 이와 같이 생산 시 시간, 비용, 중합 시 용매 및 개시제 등의 제거 필수, 불균일한 물성 등에 따른 대량, 단시간 제조 등이 불가능하여 생산성이 떨어지므로 합성목재 제조에 어려움이 있었다. 이처럼 메타아크릴레이트계 수지의 특성이 저하되지 않으면서도, 균일하게 물리적 특성인 충격강도를 높일 수 있는 합성 목재를 만드는 데는 해결해야 할 문제점이 남아 있다.Although methacrylate resin having excellent weatherability and high mechanical strength has been conventionally produced as synthetic wood, methacrylate resin is suitable for the production of synthetic wood because the process temperature required for the extrusion process is so high that the wood particles are damaged. I could not. In order to solve this problem, it has been attempted to improve the mechanical properties of the wood by immersing the wood in the monomer mixture solution to improve the mechanical properties of the wood. However, when the wood is immersed in the monomer mixture solution, the physical properties of the whole wood are uneven due to uneven application and dispersibility. Also, it is difficult to produce synthetic wood because the production time can not be shortened due to time, cost, necessity of removal of solvent and initiator in polymerization, uneven physical properties, and so on. As described above, there remains a problem to be solved in making a synthetic wood which can increase the impact strength uniformly physical property without deteriorating the properties of the methacrylate resin.

대한민국 등록특허 제10-1073774호Korean Patent No. 10-1073774 대한민국 등록특허 제10-0983970호Korean Patent No. 10-0983970 대한민국 공개특허 제10-2011-0099416호Korean Patent Publication No. 10-2011-0099416

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체의 공중합체를 포함하여 합성목재를 제조함으로써 충격강도를 향상된 합성목재를 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of the Invention In order to solve the problems of the prior art as described above, it is an object of the present invention to provide a synthetic wood having improved impact strength by producing a synthetic wood including a copolymer of an acrylate or methacrylate monomer and a styrene- .

또한, 낮은 수분흡습율을 가지고, 외부환경에 따른 갈라짐, 터짐 등의 변형을 최소화 할 수 있는 합성목재를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a synthetic wood having a low moisture absorption rate and minimizing deformation such as cracking and breakage due to external environment.

또한, 압출 또는 사출 성형 시 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체의 공중합체와 목재 섬유와의 혼련도를 향상시킨 합성목재를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a synthetic wood improved in kneading degree between a copolymer of an acrylate or methacrylate monomer or a styrene monomer and wood fibers during extrusion or injection molding.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 합성목재는 목재 섬유; 및 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체 50 내지 80중량%, 스티렌계 단량체 20 내지 50중량% 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체;를 포함할 수 있다.To achieve the above object, the present invention provides a synthetic wood comprising wood fibers; And 50 to 80% by weight of an acrylate-based or methacrylate-based monomer, and 20 to 50% by weight of a styrene-based monomer.

상기 합성목재는 목재 섬유 30 내지 90중량%와 공중합체 10 내지 70중량% 포함할 수 있다.The synthetic wood may comprise 30 to 90% by weight of the wood fibers and 10 to 70% by weight of the copolymer.

상기 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체는 메틸메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트 및 벤질메타크릴레이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.The acrylate-based or methacrylate-based monomer may be at least one selected from the group consisting of methyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, Benzyl methacrylate, or a mixture of two or more thereof.

상기 스티렌계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, p-브로모스티렌, p-메틸스티렌, p-클로로스티렌, 및 o-브로모스티렌에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.The styrene-based monomer may be any one or a mixture of two or more selected from styrene,? -Methylstyrene, p-bromostyrene, p-methylstyrene, p-chlorostyrene and o-bromostyrene.

상기 합성목재는 상기 목재 섬유 및 상기 공중합체가 압출 또는 사출성형에 의해 제조되는 것일 수 있다.The synthetic wood may be one in which the wood fiber and the copolymer are produced by extrusion or injection molding.

상기 합성목재는 커플링제, 산화방지제, UV흡수제, 착색제 및 윤활제에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.The synthetic wood may further include any one or two or more additives selected from a coupling agent, an antioxidant, a UV absorber, a colorant, and a lubricant.

상기 합성목재는 ISO 179에 의거하여 측정된 샤르피 충격강도가 3.0 kJ /㎡이상이고, KS F 3230에 의거하여 측정된 수분흡습율이 1.9%이하인 일 수 있다.The synthetic wood may have a Charpy impact strength measured according to ISO 179 of 3.0 kJ / m 2 or more and a moisture absorption rate measured according to KS F 3230 of 1.9% or less.

본 발명에 따른 합성 목재는 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체의 공중합체를 포함하여 합성목재를 제조함으로써 높은 충격강도를 가질 수 있다는 장점이 있다.The synthetic wood according to the present invention has an advantage that it can have a high impact strength by producing a synthetic wood including a copolymer of an acrylate type or methacrylate type monomer and a styrene type monomer.

본 발명에 따른 합성 목재는 낮은 수분흡습율을 가지고, 외부환경에 따른 갈라짐, 터짐 등의 변형을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.The synthetic wood according to the present invention has a low moisture absorption rate and has an advantage of minimizing deformation such as cracking and breakage due to the external environment.

본 발명에 따른 합성 목재는 높은 충격강도를 가짐으로써 압출 또는 사출 성형 시 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체의 공중합체와 목재 섬유와의 혼련도가 향상되어 천연 목재와 비슷한 색상, 질감 등과 같은 외관이나 성질을 가질 수 있다는 장점이 있다.The synthetic wood according to the present invention has a high impact strength, so that the degree of kneading of an acrylate or methacrylate monomer or a copolymer of a styrene monomer and a wood fiber is improved during extrusion or injection molding, It has an advantage that it can have appearance and properties such as texture and the like.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성목재를 주사전자현미경(SEM)으로 목재 섬유의 분산성을 관찰한 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 비교실시예에 따른 합성목재를 주사전자현미경(SEM)으로 목재 섬유의 분산성을 관찰한 사진이다.
FIG. 1 is a photograph showing the dispersibility of wood fibers observed by a scanning electron microscope (SEM) on synthetic wood according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a photograph showing the dispersibility of wood fibers by scanning electron microscopy (SEM) of synthetic wood according to a comparative example of the present invention.

이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 높은 충격강도를 가지는 친환경 합성 목재에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 참조일 뿐 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현 될 수 있다.Hereinafter, the eco-friendly synthetic wood having a high impact strength according to the present invention will be described in more detail by way of examples. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.

본 발명은 높은 충격강도를 가지는 친환경 합성 목재에 관한 것이다.The present invention relates to an environmentally friendly synthetic wood having high impact strength.

본 발명을 구체적으로 설명하면,The present invention will be described in detail,

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 합성목재는 목재 섬유; 및 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체 50 내지 80중량%, 스티렌계 단량체 20 내지 50중량% 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체;를 포함할 수 있다. 바람직하게는 목재 섬유; 및 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체 단량체 60 내지 80중량%, 스티렌계 단량체 20 내지 40중량% 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체;를 포함할 수 있다. 바람직하게는 목재 섬유; 및 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체 65 내지 75중량%, 스티렌계 단량체 25 내지 35중량% 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체;를 포함할 수 있다.To achieve the above object, the present invention provides a synthetic wood comprising wood fibers; And 50 to 80% by weight of an acrylate-based or methacrylate-based monomer, and 20 to 50% by weight of a styrene-based monomer. Preferably wood fibers; And 60 to 80% by weight of an acrylate-based or methacrylate-based monomer monomer, and 20 to 40% by weight of a styrene-based monomer. Preferably wood fibers; And 65 to 75% by weight of an acrylate or methacrylate monomer, and 25 to 35% by weight of a styrene monomer.

본 발명의 일 양태에 따라 상기 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체는 메틸메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트 및 벤질메타크릴레이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다. 상기 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체는 단량체 혼합물의 50 내지 80중량%, 바람직하게는 60 내지 80중량% , 더 바람직하게는 65 내지 75중량% 포함할 수 있다. 본 발명의 공중합체의 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체는 50중량% 미만일 경우 기계적 물성 및 내후성이 감소하고, 75중량% 초과할 경우 목재 섬유와의 혼합 시 높은 압출가공온도로 목재 섬유의 탄화로 인하여 합성목재의 외관불량 및 낮은 충격강도를 가진다. 이에 본 발명의 공중합체는 상기의 범위로 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체를 포함할 경우 합성목재의 가공성, 내후성, 내화학성 및 내열성을 향상시킬 수 있어 바람직하다.According to an embodiment of the present invention, the acrylate-based or methacrylate-based monomer may be at least one selected from the group consisting of methyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, , Lauryl methacrylate, benzyl methacrylate, and the like, or a mixture of two or more thereof. The acrylate-based or methacrylate-based monomer may contain 50 to 80% by weight, preferably 60 to 80% by weight, more preferably 65 to 75% by weight of the monomer mixture. If the content of the acrylate or methacrylate monomer of the copolymer of the present invention is less than 50% by weight, the mechanical properties and the weather resistance of the copolymer decrease. When the content of the acrylate or methacrylate monomer exceeds 75% by weight, , It has poor appearance of synthetic wood and low impact strength. Accordingly, when the copolymer of the present invention includes an acrylate or methacrylate monomer within the above range, it is preferable to improve the processability, weather resistance, chemical resistance, and heat resistance of the synthetic wood.

본 발명의 일 양태에 따라 상기 스티렌계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, p-브로모스티렌, p-메틸스티렌, p-클로로스티렌, 및 o-브로모스티렌 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다. 상기 스티렌계 단량체는 단량체 혼합물의 20 내지 50중량%, 바람직하게는 20 내지 40중량%, 더 바람직하게는 25 내지 35중량% 포함할 수 있다. 본 발명의 공중합체의 스티렌계 단량체가 20중량% 미만일 경우 공중합체 내에 낮은 방향족기 함량으로 목재 섬유와의 혼화성이 감소하여 수분흡습율이 상승할 뿐만 아니라, 낮은 충격강도를 가지며, 50중량% 초과할 경우 강직한 구조의 급격한 증가로 오히려 충격강도가 급격히 떨어지는 문제점이 있다. 이에 본 발명의 공중합체는 상기의 범위로 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체와의 공중합성을 우수한 스티린계 단량체를 포함하여, 합성 목재 제조 시 스티렌계의 방향족기와 목재 섬유 내의 리그닌과 같은 방향족 화합물의 친화성으로 인하여 공중합체와 목재 섬유의 혼화성이 향상되어 천연 목재와 비슷한 색상, 질감 등과 같은 외관이나 성질을 가질 수 있다. 또한, 합성 목재의 낮은 수분흡습율 및 높은 충격강도를 가질 수 있어 바람직하다. According to one embodiment of the present invention, the styrenic monomer is any one or a mixture of two or more selected from styrene,? -Methylstyrene, p-bromostyrene, p-methylstyrene, p-chlorostyrene, o- Lt; / RTI > The styrenic monomer may contain 20 to 50% by weight, preferably 20 to 40% by weight, more preferably 25 to 35% by weight of the monomer mixture. When the content of the styrene monomer of the copolymer of the present invention is less than 20% by weight, miscibility with the wood fibers is reduced due to low aromatic group content in the copolymer, thereby increasing the moisture absorption rate, There is a problem that the impact strength sharply drops due to a sudden increase in rigid structure. Accordingly, the copolymer of the present invention includes a styryl monomer excellent in copolymerization with an acrylate or methacrylate monomer within the above-mentioned range, and is useful as an aromatic compound such as styrene-based aromatic group and lignin in wood fiber The compatibility of the copolymer and the wood fiber is improved, so that it can have appearance and properties such as color, texture and the like similar to natural wood. In addition, it is preferable that the synthetic wood can have a low moisture absorption rate and a high impact strength.

상기와 같이 제조된 공중합체는 높은 충격강도와 낮은 수분흡습율을 가질 뿐만 아니라 가공 시 합성목재에 손상을 가하지 않는 범위의 공정 온도를 가질 수 있어 더욱 바람직하다.The copolymer prepared as described above is more preferable because it can have a high impact strength and a low moisture absorption rate as well as a processing temperature that does not damage the synthetic wood during processing.

본 발명의 공중합체는 일 양태에 따라 중량평균분자량이 50,000 내지 300,000 g/mol일 수 있다. 바람직하게는 100,000 내지 250,000 g/mol일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 범위의 중량평균분자량을 가질 경우 유동성이 향상되어 압출 또는 사출 시 목재 섬유와의 혼련도가 향상되고, 이로부터 제조된 합성 목재의 충격강도가 향상되어 바람직하다.The copolymer of the present invention may have a weight average molecular weight of 50,000 to 300,000 g / mol according to an embodiment. Preferably 100,000 to 250,000 g / mol, but is not limited thereto. When the weight average molecular weight is in the above range, the fluidity is improved and the degree of kneading with the wood fibers during extrusion or extrusion is improved, and the impact strength of the synthetic wood produced from the wood fiber is improved.

본 발명의 공중합체는 목재 섬유와의 혼련성 및 가공성을 위하여 유리전이온도(Tg)가 90 내지 110 ℃이고, 230 ℃에서 하중 3.8 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 5 내지 10 g/10min인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.The copolymer of the present invention has a glass transition temperature (Tg) of 90 to 110 캜 and a melt index (MI) of 5 to 10 g / 10 min measured at 230 캜 under a load of 3.8 kg for kneading property and workability with wood fiber But is not limited thereto.

상기 공중합체의 제조방법은 상기의 분자량을 충족할 수 있는 특별한 제한은 없으며, 통상의 유화 중합, 괴상 중합 또는 현탁 중합을 이용하여 제조할 수 있다. 상기 중합 시 일 양태에 따라 단량체 중합용액에 개시제 및 사슬이동제 등을 더 포함하여 중합할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The method for producing the copolymer is not particularly limited as long as it can satisfy the above-mentioned molecular weight, and can be produced using conventional emulsion polymerization, bulk polymerization or suspension polymerization. The polymerization may be carried out by adding an initiator, a chain transfer agent, or the like to the monomer polymerization solution according to an embodiment of the polymerization, but is not limited thereto.

본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 목재 섬유는 폐목이나 자투리 목재 및 경제성이 없는 잡목인 활엽교목, 침엽교목 등에서 선택하여 이용할 수 있다. 구체적인 예로는 박달나무, 단풍나무, 상수리나무, 오갈피나무, 옻나무, 떡갈나무, 물푸레나무, 오리나무, 피나무, 편백나무, 삼나무, 구상나무, 화백나무, 소나무, 잣나무 및 젓나무 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 나무의 목재섬유 혼합물을 이용할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the wood fibers can be selected from wood pulp, squalene wood and economically unharmonious woods such as a broad-leaved tree, a needlewood, and the like. Specific examples include any one selected from the group consisting of birch, maple, oak, oak, lacquer, oak, oak, oak, bark, cedar, cedar, conifer, pine, Wood fiber blends of two or more woods can be used.

본 발명의 목재 섬유는 분말상일 수 있으며, 상기 목재 섬유는 평균입경 10 내지 800 ㎛일 수 있고, 바람직하게는 평균입경 50 내지 500 ㎛일 수 있다. 상기 크기를 갖는 목재 섬유의 경우 공중합체와 혼합 시 목재 섬유 간의 뭉침현상이 발생하는 것을 방지하여, 목재 섬유의 고른 분산에 따라 균일한 물성을 구현할 수 있고, 이에 따라 높은 충격강도 및 낮은 수분흡습율이 발현될 수 있어 바람직하다.The wood fibers of the present invention may be in a powder form, and the wood fibers may have an average particle diameter of 10 to 800 mu m, and preferably an average particle diameter of 50 to 500 mu m. In the case of wood fibers having the above-mentioned size, it is possible to prevent the wood fibers from being clumped when mixed with the copolymer, so that uniform physical properties can be realized according to even dispersion of the wood fibers. Accordingly, high impact strength and low moisture absorption Can be expressed.

상기 목재 섬유는 다량의 수분을 자연상태에서 함유하고 있기 때문에 수분을 제거하기 위한 건조 과정을 거치는 것이 바람직하다. 상기 건조 과정은 80 내지 120℃의 온도로 가열하여 상기 목재 섬유 내의 수분 함유율이 1 내지 20중량%가 되도록 건조 과정을 거칠 수 있다. 상기와 같이 건조 시 목재 섬유 자체의 조직 변형이 없어 수분만 제거할 수 있어 바람직하다.Since the wood fiber contains a large amount of water in a natural state, it is preferable to undergo a drying process to remove moisture. The drying process may be performed by heating at a temperature of 80 to 120 ° C to dry the wood fiber so that the water content of the wood fiber is 1 to 20% by weight. As described above, there is no deformation of the structure of the wood fiber itself during drying, so that only moisture can be removed, which is preferable.

본 발명의 일 양태에 따라 상기 합성목재는 목재 섬유 30 내지 90중량%와 공중합체 10 내지 70중량% 포함할 수 있다. 본 발명의 합성 목재는 상기의 함량으로 공중합체를 포함함으로써 목재 섬유와의 혼련성이 향상되어 압출 또는 사출 성형이 용이하고, 높은 충격강도 및 낮은 수분흡습율을 가질 수 있어 바람직하다. 또한, 목재 섬유의 본래의 질감이 충분히 표현되어 천연 목재의 외관을 발현할 수 있어 바람직하다.According to an embodiment of the present invention, the synthetic wood may comprise 30 to 90% by weight of wood fibers and 10 to 70% by weight of a copolymer. The synthetic wood according to the present invention is preferable because it contains a copolymer in the above content to improve the kneadability with wood fibers, facilitate extrusion or injection molding, have a high impact strength and a low moisture absorption rate. In addition, it is preferable because the original texture of the wood fiber can be sufficiently expressed and the appearance of natural wood can be expressed.

본 발명의 일 양태에 따라 상기 합성목재는 상기 목재 섬유 및 상기 공중합체가 압출 또는 사출성형에 의해 제조되는 것일 수 있다.According to one aspect of the present invention, the synthetic wood may be one in which the wood fibers and the copolymer are produced by extrusion or injection molding.

구체적으로 본 발명의 일 양태에 따라 합성 목재를 생산함에 있어서 합성 목재의 제조방법은 목재 섬유와 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체 50 내지 80중량%, 스티렌계 단량체 20 내지 50중량% 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체를 포함하는 조성물을 압출 또는 사출성형하여 제조될 수 있다.Specifically, in the method of producing synthetic wood according to an embodiment of the present invention, a method of producing a synthetic wood comprises a step of mixing wood fibers, 50 to 80% by weight of an acrylate or methacrylate monomer, 20 to 50% The composition comprising the copolymer of the mixture may be prepared by extrusion or injection molding.

구체적인 예를 들면, 본 발명의 합성목재는 일 양태에 있어서, a) 목재 섬유와 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체 50 내지 80중량%, 스티렌계 단량체 20 내지 50중량% 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체를 포함하는 조성물을 혼합하는 단계;As a specific example, the synthetic wood of the present invention comprises, in an embodiment, a) an aerial of a monomer mixture comprising 50 to 80% by weight of wood fibers and 50 to 80% by weight of an acrylate or methacrylate monomer, and 20 to 50% Mixing the composition comprising the combination;

b) 상기 조성물을 압출기에 투입 및 혼련하여 압출성형하여 펠릿화하는 단계; 및b) injecting and kneading the composition into an extruder and extruding the mixture into pellets; And

c) 상기 펠릿을 건조한 후 성형가공하여 합성목재를 제조하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다. c) drying the pellets followed by molding to produce synthetic wood.

본 발명의 일 양태에 따라 상기 압출 성형은 가공속도의 개선과 성형의 정밀성 치수 안정성 등을 얻을 수 있게 하는데 필요한 요소인 합일성(coalescence)과 크리밍 응집성(creaming flocculation)이 증가되어 제품생산의 효율을 높여줄 수 있다. 상기 합성 목재는 목재 섬유의 탄화를 실질적으로 피하기 위해서는 압출 온도가 200 내지 225 ℃, 바람직하게는 200 내지 220 ℃일 수 있다. 종래에는 표준 폴리메틸메타크릴레이트는 230 ℃ 미만에서 점탄성 유동을 나타내지 않아 합성 목재 제조에 어려움이 있었으나, 본 발명의 합성목재는 상기 온도에서 공중합체가 용융 상태로 충분한 유동성을 가져 목재 섬유와의 혼화성이 가질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the extrusion molding has the advantages of increasing the coalescence and creaming flocculation, which are factors necessary for improvement of the processing speed, precision of molding, dimensional stability, etc., I can raise it. The synthetic wood may have an extrusion temperature of 200 to 225 캜, preferably 200 to 220 캜, in order to substantially avoid carbonization of the wood fiber. Conventional standard polymethylmethacrylate does not exhibit viscoelastic flow at less than 230 캜, which makes it difficult to produce synthetic wood. However, the synthetic wood of the present invention has a sufficient fluidity in a molten state of the copolymer at the above temperature, Mars can have.

본 발명의 상기 압출성형된 펠릿은 추가 성형가공 공정으로 압축 성형, 프로파일 압출, 트랜스퍼 성형, 사출 성형, 블로우 성형 및 압출 성형 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합 성형방법으로 용도에 따라 선택하여 다양한 형태로 추가 성형가공하여 합성목재가 제조될 수 있다. The extrusion-molded pellets of the present invention can be produced by any one or two or more mixing molding methods selected from compression molding, profile extrusion, transfer molding, injection molding, blow molding and extrusion molding in an additional molding process, The synthetic wood can be manufactured.

본 발명의 상기 합성목재는 일 양태에 따라 커플링제, 산화방지제, UV흡수제, 착색제 및 윤활제 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 목재 섬유 및 공중합체 100중량부에 대하여, 0.1 내지 15 중량부 포함할 수 있다. 더 바람직하게는 0.5 내지 8 중량부 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The synthetic wood according to an embodiment of the present invention may further comprise one or more additives selected from couplers, antioxidants, UV absorbers, colorants, lubricants and the like according to an embodiment. The additive may be added in an amount of 0.1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the wood fiber and the copolymer, without impairing the object of the present invention. More preferably 0.5 to 8 parts by weight, but is not limited thereto.

본 발명의 일 양태에 따라 상기 커플링제는 목재 섬유와 공중합체의 혼화성을 높여 우수한 충격강도를 가질 수 있게 할 수 있다. 상기 목재 섬유는 친수성인 극성을 나타내고, 공중합체는 소수성인 비극성을 가짐에 따라 두 물질의 결합력은 약하다. 이에 따라 목재 섬유와 공중합체에 커플링제 첨가에 의하여 두 물질 사이의 계면에서 새로운 화학적 결합으로 견고한 결합구조를 형성하여 더 향상된 충격강도를 가질 수 있게 된다. 상기 커플링제의 구체적인 예를 들어, 스티렌-무수말레인산(SMA), 스티렌-에틸렌-뷰틸렌 미드블록 그래프트 무수말레인산(SEBS-g-MA), 스티렌-아크릴로니트릴 그래프트 무수말레인산(SAN-g-MA) 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 본 발명의 공중합체에 대한 상용성을 높일 수 있도록 무수말레인산이 공중합된 스티렌 등을 사용할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the coupling agent can increase the compatibility of the wood fiber and the copolymer to have an excellent impact strength. The wood fiber exhibits hydrophilic polarity, and the copolymer has a non-polar nature which is hydrophobic, so that the binding force of the two materials is weak. Thus, by adding a coupling agent to the wood fiber and the copolymer, a new chemical bond is formed at the interface between the two materials to form a rigid bonding structure, so that a more improved impact strength can be obtained. Specific examples of the coupling agent include styrene-maleic anhydride (SMA), styrene-ethylene-butyleneimide block graft maleic anhydride (SEBS-g-MA), styrene-acrylonitrile grafted maleic anhydride (SAN-g-MA ), Etc. may be used. Preferably, maleic anhydride-copolymerized styrene or the like may be used so as to improve compatibility with the copolymer of the present invention.

본 발명의 일 양태에 따라 상기 산화방지제는 합성 목재 제조공정 중 성형가공과정이나 성형된 제품이 실용환경 조건하에서 산소, 열, 빛 등의 영향에 의해 열화 또는 물성의 저하, 균열, 변색 등을 억제할 수 있다. 본 발명에서는 페놀계 산화방지제를 사용하는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, the antioxidant suppresses deterioration, deterioration, cracking, discoloration or the like of the molded product during the molding process or the molded product due to the influence of oxygen, heat, light or the like under practical environmental conditions can do. In the present invention, it is preferable to use a phenol-based antioxidant, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 양태에 따라 상기 UV흡수제는 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 방향족 벤조에이트계 화합물, 옥살산 아닐리드계 화합물, 시아노아크릴레이트계화합물 및 힌더드아민계 화합물 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 UV흡수제를 사용함으로써 태양광선 중 선택적으로 자외선을 흡수하여 자외선으로부터 재료가 분해되는 것을 방지할 수 있어 바람직하다.According to one embodiment of the present invention, the UV absorber may be any one selected from a benzophenone compound, a benzotriazole compound, an aromatic benzoate compound, an oxalic acid anilide compound, a cyanoacrylate compound and a hindered amine compound, It is preferred, but not limited, to use two or more mixtures. By using the UV absorbent, it is possible to selectively absorb ultraviolet rays in sunlight to prevent the material from being decomposed from ultraviolet rays, which is preferable.

본 발명의 일 양태에 따라 상기 윤활제는 합성목재의 우수한 가공성 및 낮은 가공 온도를 얻을 수 있다. 사용될 수 있는 특별한 윤활제는 예를 들어, 폴리올레핀, 극성 에스테르 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 카르복실산 및 지방산, 및 이들의 에스테르 또는 장쇄지방 알콜 및 지방 알콜 에스테르 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the lubricant can achieve excellent processability and low processing temperature of synthetic wood. A particular lubricant which may be used is, for example, any one or a mixture of two or more selected from polyolefins, polar ester waxes, polyethylene waxes, carboxylic acids and fatty acids, and their esters or long chain fatty alcohols and fatty alcohol esters But is not limited thereto.

본 발명의 일 양태에 따라 상기 착색제는 색감의 안정성을 부여하기 위해서는 포함될 수 있으며, 요구하는 칼라에 맞추어 조색하여 첨가 가능하다. 상기 착색제는 안료, 염료 등과 유기성 용제를 혼합하여 제조될 수 있으며, 상기 안료 및 염료로는 합성 목재에 일반적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않는다.According to one embodiment of the present invention, the colorant may be included to impart color stability, and may be added in a coloring process in accordance with a required color. The colorant may be prepared by mixing pigments, dyes, etc. with an organic solvent. The pigments and dyes are not particularly limited as long as they are generally used in synthetic wood.

본 발명의 일 양태에 따라 제조된 상기 합성목재는 ISO 179에 의거하여 측정된 샤르피 충격강도가 3.0kJ/㎡이상이고, KS F 3230에 의거하여 측정된 수분흡습율이 1.9%이하일 수 있다. 바람직하게는 ISO 179에 의거하여 측정된 샤르피 충격강도가 3.3kJ/㎡이상이고, KS F 3230에 의거하여 측정된 수분흡습율이 1.5%이하일 수 있다. 상기와 같은 물성을 가질 경우 외부환경에 따른 갈라짐, 터짐 등의 변형을 최소화할 수 있고, 압출 또는 사출 성형 시 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체의 공중합체와 목재 섬유와의 혼련도가 향상되어 천연 목재와 비슷한 색상, 질감 등과 같은 외관이나 성질을 가질 수 있다.The synthetic wood produced according to an embodiment of the present invention may have a Charpy impact strength measured according to ISO 179 of 3.0 kJ / m 2 or more and a moisture absorption rate measured according to KS F 3230 of 1.9% or less. Preferably, the Charpy impact strength measured according to ISO 179 is 3.3 kJ / m 2 or more, and the moisture absorption rate measured based on KS F 3230 may be 1.5% or less. When such physical properties as mentioned above are applied, it is possible to minimize the deformation such as cracking and breakage due to the external environment, and the copolymerization of acrylate or methacrylate monomer, styrene monomer and wood fiber during extrusion or injection molding It has improved appearance and can have appearance and properties like color, texture and the like of natural wood.

본 발명의 합성 목재는 천연목재보다 높은 충격강도 및 낮은 수분흡습율을 가지기 때문에, 이를 대체할 수 있는 바닥재, 건축자재, 장식물, 가구, 항만재료, 벽재 등 천연 목재의 질감 등의 외관을 구현하면서 더욱 우수한 충격강도 및 낮은 수분흡습율을 제공할 수 있는 분야에 다양하게 적용가능하다.Since the synthetic wood of the present invention has a higher impact strength and a lower moisture absorption rate than natural wood, it can be used as a substitute for the appearance of natural wood such as flooring, building materials, ornaments, furniture, And can be applied to various fields that can provide a better impact strength and a lower moisture absorption rate.

이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 높은 충격강도를 가지는 친환경 합성 목재 에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다. Hereinafter, the eco-friendly synthetic wood having a high impact strength according to the present invention will be described in more detail by way of examples. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.

또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.In addition, the unit of the additives not specifically described in the specification may be% by weight.

[물성측정방법][Measurement of physical properties]

1. 샤르피 충격강도1. Charpy impact strength

충격강도 시험은 KS M ISO 179-1에 따라 노치 없는 시험편으로 하여 시험하였다. 시편 크기는 80±2x10±0.2x4±0.2(단위:㎜)크기로 제조하였고, 시험편의 치수(두께 h, 너비 b 및 길이 l)는 h≤b≤l이 되도록 규정하였다. 타격면은 제품의 시공 시 노출면으로 하여, 5개의 시험편에 대한 평균값을 아래의 식에 따라 충격강도 acU를 계산하여 kJ/㎡의 단위로 나타내었다.The impact strength test was carried out in accordance with KS M ISO 179-1 as a notch-free test specimen. The specimen size was measured as 80 ± 2 × 10 ± 0.2 × 4 ± 0.2 (unit: ㎜), and the dimensions of the specimen (thickness h, width b and length l) were defined as h ≤ b ≤ l. The impact surface is the exposed surface during the construction of the product, and the average value of five specimens is expressed in units of kJ / m 2 by calculating the impact strength acU according to the following formula.

Figure 112017013707572-pat00001
Figure 112017013707572-pat00001

여기에서, Ec : 시험편의 파괴에 의한 보정된 흡수 에너지(J)Here, Ec is the corrected absorbed energy (J) due to breakage of the test piece,

h : 시험편의 두께(㎜)          h: Thickness of specimen (mm)

b : 시험편의 너비(㎜)          b: Width of specimen (mm)

2. 굴곡최대하중2. Flexural maximum load

시편의 너비와 두께는 생산된 제품의 형태를 따르고, 길이는 시공 시 지지대 간의 최대간격보다 100 ㎜ 길게 하였다. 단, 제품의 너비가 160 ㎜를 초과할 때는 당사자 간의 협의를 통해 너비를 (150 ± 10) ㎜로 절취하여 시험하였다. 시공 시 지지대간 거리를 규정하지 않는 제품의 경우, 시험편의 길이는 600 ㎜로 하였다. KS M ISO 178에 따라 가압봉 및 지지대의 반경, 시험 속도를 결정하고, <그림 1>과 같이 시편을 거치하여 최대 굴곡하중을 측정하였다. 시험 면은 시공 시 노출면으로 하고 3개를 시험하여 평균값을 기록하였다.The width and thickness of the specimen were in accordance with the shape of the produced product and the length was 100 mm longer than the maximum spacing between supports during construction. However, when the width of the product exceeds 160 ㎜, the width was cut to (150 ± 10) ㎜ by consultation between the parties. For products that do not specify the distance between supports during construction, the length of the specimen is 600 mm. According to KS M ISO 178, the radius and the test speed of the pressure rod and the support were determined, and the maximum flexural load was measured by mounting the specimen as shown in <Figure 1>. The test surface was exposed at the time of construction, and three samples were tested and the average value was recorded.

<그림 1> 굴곡 최대 하중 시험 장치<Figure 1> Flexural Maximum Load Test System

Figure 112017013707572-pat00002
Figure 112017013707572-pat00002

3. 수분흡습율3. Moisture Absorption Rate

KS F 3230 중량변화 A법의 규격에 맞게 측정하였다., 구체적으로, 시편은 수분흡수율 시험 전 (20 ± 3) ℃, 상대습도 (66 ± 2) % 조건에서 함량이 될 때 까지, 전처리를 하여 0.01 g이상의 정확도를 가지는 저울로 무게를 측정하였다. 질량 측정을 마친 시편은 아래의 조건으로 처리하여 질량변화를 기록하였다. 시험편을 100 ℃ 물에 5시간 침지시킨다. 이때 시험편은 수조의 바닥에 접촉하지 않고 침지되도록 적당한 지그를 사용하였다. 상기 침지한 시험편을 즉시 (23 ± 2)℃ 물에 침지하여 20분간 방치한 후, 시험편 표면의 물기를 완전히 제거한 후 질량 변화율을 측정하였다.Specifically, the specimens were pretreated before reaching the content at the conditions of (20 ± 3) ° C. and relative humidity (66 ± 2)% before the moisture absorption rate test Weights were measured with an accuracy of 0.01 g or more. Mass specimens were processed under the following conditions and mass changes were recorded. The specimen is immersed in water at 100 DEG C for 5 hours. At this time, a suitable jig was used so that the test piece could be immersed without touching the bottom of the water tank. The immersed specimen was immediately immersed in water (23 ± 2) ° C. and allowed to stand for 20 minutes. The water content on the surface of the specimen was completely removed, and the mass change rate was measured.

질량 변화율(%) =

Figure 112017013707572-pat00003
Mass change rate (%) =
Figure 112017013707572-pat00003

여기에서 W1 = 침지전의 질량(g), W2 = 침지후의 질량(g)Here, W 1 = mass before immersion (g), W 2 = mass after immersion (g)

[실시예 1][Example 1]

메틸메타아크릴레이트 70 중량% 및 스티렌 30중량%로 제조된 공중합체(LGMMA 사, HX238, 중량평균분자량 120,000g/mol, Tg: 105℃, MI: 8g/10min) 21중량부, 목재 섬유(평균입자크기 200-500㎛) 70중량부 및 무수말레인산이 공중합된 스티렌 결합제 6중량부(XIRAN® SZ22065)를 210 ℃에서 컴파운딩 및 프로파일 압출의 2 step에 건친 압출공정을 통하여 시편을 제작한 후 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.21 parts by weight of a copolymer (LGMMA, HX238, weight average molecular weight 120,000 g / mol, Tg: 105 ° C, MI: 8 g / 10 min) composed of 70% by weight of methyl methacrylate and 30% 70 parts by weight of an average particle size of 200-500 μm and 6 parts by weight of styrene binder copolymerized with maleic anhydride (XIRAN ® SZ22065) were extruded at 210 ° C. in two steps of compounding and profile extrusion, The properties are shown in Table 1.

[실시예 2] [Example 2]

상기 실시예 1에서 공중합체를 메틸메타아크릴레이트 60 중량% 및 스티렌 40중량%을 혼합한 단량체 혼합물 100중량부에 대하여, n-옥틸머캅탄 0.2 중량부를 첨가하여 중합용액을 준비하였다. 준비된 중합 용액을 교반기, 온도계, 질소 투입구, 순환 콘덴서가 연결된 중합반응기에 투입하여 150℃의 온도에서 벌크 중합하여 제조한 공중합체(중량평균분자량 120,000g/mol, Tg: 105℃, MI:8g/10min) 를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 제조하였다.In Example 1, 0.2 part by weight of n-octylmercaptan was added to 100 parts by weight of a monomer mixture containing 60% by weight of methyl methacrylate and 40% by weight of styrene, to prepare a polymerization solution. (Weight average molecular weight: 120,000 g / mol, Tg: 105 ° C, MI: 8 g , manufactured by Bulk Polymerization at a temperature of 150 ° C., / 10 min) was used.

[실시예 3][Example 3]

상기 실시예 1에서 공중합체를 메틸메타아크릴레이트 80 중량% 및 스티렌 20중량%을 혼합한 단량체 혼합물 100중량부에 대하여, n-옥틸머캅탄 0.2 중량부를 첨가하여 중합용액을 준비하였다. 준비된 중합 용액을 교반기, 온도계, 질소 투입구, 순환 콘덴서가 연결된 중합반응기에 투입하여 150℃의 온도에서 벌크 중합하여 제조한 공중합체(중량평균분자량 120,000g/mol, Tg: 105℃, MI:8g/10min)를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 제조하였다.In Example 1, 0.2 part by weight of n-octylmercaptan was added to 100 parts by weight of a monomer mixture obtained by mixing 80% by weight of methyl methacrylate and 20% by weight of styrene, to prepare a polymerization solution. (Weight average molecular weight: 120,000 g / mol, Tg: 105 ° C, MI: 8 g , manufactured by Bulk Polymerization at a temperature of 150 ° C., / 10 min) was used.

[실시예 4] [Example 4]

상기 실시예 1에서 메틸메타아크릴레이트 50 중량% 및 스티렌 50중량% 로 제조된 공중합체(LGMMA 사, HX208, 중량평균분자량 200,000g/mol, Tg: 105℃, MI:8g/10min)를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 제조하였다.(LGMMA Company, HX208, weight average molecular weight 200,000 g / mol, Tg: 105 ° C, MI: 8 g / 10 min) prepared from 50% by weight of methyl methacrylate and 50% by weight of styrene . &Lt; / RTI &gt;

[비교예 1]  [Comparative Example 1]

상기 실시예 1에서 공중합체를 메틸메타아크릴레이트 90 중량% 및 스티렌 10중량%을 혼합한 단량체 혼합물 100중량부에 대하여, n-옥틸머캅탄 0.2 중량부를 첨가하여 중합용액을 준비하였다. 준비된 중합 용액을 교반기, 온도계, 질소 투입구, 순환 콘덴서가 연결된 중합반응기에 투입하여 150℃의 온도에서 벌크 중합하여 제조한 공중합체 (중량평균분자량 120,000g/mol, Tg: 110℃, MI:2g/10min)를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 제조하였다.In Example 1, 0.2 part by weight of n-octylmercaptan was added to 100 parts by weight of a monomer mixture containing 90% by weight of methyl methacrylate and 10% by weight of styrene, to prepare a polymerization solution. (Weight average molecular weight: 120,000 g / mol, Tg: 110 ° C, MI: 2 g) having a weight average molecular weight of 120,000 g / mol was prepared by charging the prepared polymerization solution into a polymerization reactor having a stirrer, a thermometer, a nitrogen inlet and a circulating condenser, / 10 min) was used.

[비교예 2] [Comparative Example 2]

상기 실시예 1에서 공중합체를 대신하여 폴리메틸메타크릴레이트(엘지엠엠에이, HP202)를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 제조하였다.Except that polymethyl methacrylate (LGMS, HP202) was used in place of the copolymer in Example 1.

[비교예 3] [Comparative Example 3]

상기 실시예 1에서 공중합체를 대신하여 폴리스티렌(엘지화학, HIPS 65IHE)를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 제조하였다. Except that polystyrene (HIPS 65 IHE) was used in place of the copolymer in Example 1.

[비교예 4] [Comparative Example 4]

상기 실시예 1에서 공중합체를 대신하여 폴리메틸메타크릴레이트(엘지엠엠에이, HP202)50중량부, 폴리스티렌(엘지화학, HIPS 65IHE )50중량부를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 제조하였다. Except that 50 parts by weight of polymethylmethacrylate (LGMS, HP202) and 50 parts by weight of polystyrene (HIPS 65 IHE) were used in place of the copolymer in Example 1.

굴곡최대하중(N)Flexural maximum load (N) 샤르피
충격강도
(kJ/㎡)
Charpy
Impact strength
(kJ / m 2)
수분흡수율(%)Water Absorption Rate (%)
5시간5 hours 실시예 1Example 1 6,6276,627 3.703.70 0.70.7 실시예 2Example 2 5,1215,121 3.293.29 1.11.1 실시예 3Example 3 5,9265,926 3.423.42 1.31.3 실시예 4Example 4 4,0154,015 2.902.90 1.71.7 비교예 1Comparative Example 1 5,1465,146 3.313.31 2.02.0 비교예 2Comparative Example 2 4,5664,566 3.203.20 2.72.7 비교예 3Comparative Example 3 2,043   2,043 1.901.90 7.57.5 비교예 4Comparative Example 4 2,105   2,105 2.002.00 7.17.1

상기 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예의 합성목재는 높은 충격강도 및 낮은 수분흡습율을 가짐을 확인할 수 있었다. 또한, 본 발명의 실시예의 합성목재는 목재섬유와 공중합체의 혼화성이 우수하여 목분의 뭉침현상이 없어 공극률 및 분산성이 우수하였다. 이로 인하여 외부충격에 의한 변형이 적고, 내충격성이 더욱 향상됨을 확인할 수 있었다.As shown in Table 1, it was confirmed that the synthetic wood of Examples of the present invention had a high impact strength and a low moisture absorption rate. In addition, the synthetic wood of the examples of the present invention was excellent in the miscibility of the wood fiber and the copolymer and was excellent in porosity and dispersibility due to no aggregation of wood powder. As a result, it was confirmed that deformation due to an external impact was small and the impact resistance was further improved.

구체적으로, 합성목재 제조 시 공중합체 내 스티렌의 함량이 20, 30 및 40 중량%인 실시예 1 내지 3의 경우 스티렌이 목재섬유와 혼화성이 높아 목재 섬유의 뭉침현상이 현저히 감소하고, 공극이 대폭 감소하여 전체적으로 균질한 합성목재가 얻어졌다. 이에 따라 굴곡최대하중, 샤르피 충격강도 및 수분흡습율이 모두 우수한 결과를 나타낸 반면, 스티렌의 함량이 50중량%인 실시예 4의 경우 스티렌의 함량이 증가함에 따라 오히려 목재 섬유와의 혼화성이 감소하는 것으로 추측되며 이에 따라  굴곡최대하중, 샤르피 충격강도 및 수분흡습율 다소 감소하는 결과를 나타내었다.Specifically, in the case of Examples 1 to 3 in which the content of styrene in the copolymer was 20, 30 and 40 wt% in the production of synthetic wood, styrene was highly miscible with wood fibers, so that the aggregation of wood fibers was remarkably reduced, And a uniformly synthetic wood as a whole was obtained. As a result, the maximum flexural load, Charpy impact strength and moisture absorption rate were both excellent, whereas in Example 4, in which the content of styrene was 50% by weight, the compatibility with wood fibers was decreased The results showed that the maximum flexural load, Charpy impact strength and moisture absorption rate were slightly decreased.

비교예 2의 경우 도 2에 도시된 바와 같이 공중합체 내에 방향족기를 갖지 않아 목재 섬유와의 혼화성이 감소하여 목재 섬유의 뭉침현상으로 합성목재 내에 공극이 다량 발생하여 굴곡최대하중, 샤르피 충격강도 및 수분흡습율 다소 감소하는 결과를 나타내었다.In Comparative Example 2, as shown in FIG. 2, since the copolymer had no aromatic groups, the miscibility with the wood fibers was reduced, and the aggregation of the wood fibers resulted in a large amount of pores in the synthetic wood and the maximum flexural load, The moisture absorption rate was slightly decreased.

또한, 비교예 4의 폴리스티렌 단독 또는 폴리스티렌과 폴리메틸메타크릴레이트의 물리적 혼합물은 상기 실시예 5의 스티렌의 함량 증가와 같은 이유로 목재 섬유와의 혼화성이 감소한 것으로 추측되고, 특히 두 개의 서로 다른 반복단위가 서로 공유결합되지 않고 별개의 고분자로 존재함에 따라 각각의 반복단위에 의한 상승효과가 나타나지 않았으며, 이에 따라 굴곡최대하중, 샤르피 충격강도 및 수분흡습율이 모두 현격히 떨어지는 결과를 나타내었다.In addition, the physical mixture of polystyrene alone or polystyrene and polymethyl methacrylate of Comparative Example 4 is presumed to have decreased miscibility with wood fibers due to the increase in the content of styrene in Example 5, and in particular, As the units were not covalently bonded to each other and existed as separate polymers, the synergistic effect by the respective repeating units was not exhibited. As a result, the flexural maximum load, the Charpy impact strength and the moisture absorption rate were all significantly lowered.

본 발명의 합성 목재는 스티렌계 반복단위와 메타크릴레이트계 반복단위가 공중합됨에 따라 목재섬유와의 혼화성이 증가하였고, 공중합체내에 스티렌의 특정함량 범위에서 목재섬유와의 혼화성이 특히 우수해짐에 따라 합성목재의 물성인 굴곡최대하중, 샤르피 충격 강도 및 수분흡습율이 현저히 향상됨을 확인하였다. The synthetic wood according to the present invention has an increased miscibility with the wood fiber due to the copolymerization of the styrene-based repeating unit and the methacrylate-based repeating unit, and the miscibility with the wood fiber is particularly excellent in the specific content range of styrene in the copolymer , It was confirmed that the flexural maximum load, the Charpy impact strength and the moisture absorption rate, which are physical properties of the synthetic wood, are remarkably improved.

이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 높은 충격강도를 가지는 친환경 합성 목재가 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.  As described above, in the present invention, eco-friendly synthetic wood having a high impact strength has been described through the specified matters and the limited embodiments. However, the present invention is provided for better understanding of the present invention. It is to be understood that the invention is not limited to those precise embodiments, and various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

Claims (7)

목재 섬유;
아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체 50 내지 80중량%, 스티렌계 단량체 20 내지 50중량% 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체; 및
스티렌-무수말레인산(SMA) 공중합체, 스티렌-에틸렌-뷰틸렌 미드블록 그래프트 무수말레인산(SEBS-g-MA) 공중합체 및 스티렌-아크릴로니트릴 그래프트 무수말레인산(SAN-g-MA) 공중합체에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함하는 결합제;를 포함하여 혼련한 후, 압출 또는 사출성형하는 것인 합성목재.
Wood fiber;
A copolymer of a monomer mixture comprising 50 to 80% by weight of an acrylate-based or methacrylate-based monomer and 20 to 50% by weight of a styrene-based monomer; And
Styrene-maleic anhydride (SMA) copolymer, styrene-ethylene-butylanime midblock grafted maleic anhydride (SEBS-g-MA) copolymer and styrene-acrylonitrile grafted maleic anhydride (SAN-g-MA) A binder containing one or two or more of the above-mentioned components, followed by extrusion or injection molding.
제 1항에 있어서,
상기 합성목재는 목재 섬유 30 내지 90중량%와 공중합체 10 내지 70중량% 포함하는 합성목재.
The method according to claim 1,
Wherein the synthetic wood comprises 30 to 90% by weight of wood fibers and 10 to 70% by weight of a copolymer.
제 1항에 있어서,
상기 아크릴레이트계 또는 메타크릴레이트계 단량체는 메틸메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트 및 벤질메타크릴레이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 합성목재.
The method according to claim 1,
The acrylate-based or methacrylate-based monomer may be at least one selected from the group consisting of methyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, Benzyl methacrylate, and mixtures thereof.
제 1항에 있어서,
상기 스티렌계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, p-브로모스티렌, p-메틸스티렌, p-클로로스티렌, 및 o-브로모스티렌에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 합성목재.
The method according to claim 1,
Wherein the styrenic monomer is any one or a mixture of two or more selected from styrene,? -Methylstyrene, p-bromostyrene, p-methylstyrene, p-chlorostyrene, and o-bromostyrene.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 합성목재는 산화방지제, UV흡수제, 착색제 및 윤활제에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 첨가제를 더 포함하는 합성목재.
The method according to claim 1,
Wherein the synthetic wood further comprises any one or two or more additives selected from antioxidants, UV absorbers, colorants and lubricants.
제 1항에 있어서,
상기 합성목재는 ISO 179에 의거하여 측정된 샤르피 충격강도가 3.0 kJ /㎡이상이고, KS F 3230에 의거하여 측정된 수분흡습율이 1.9%이하인 합성목재.
The method according to claim 1,
Wherein said synthetic wood has a Charpy impact strength measured according to ISO 179 of not less than 3.0 kJ / m &lt; 2 &gt;, and a moisture absorption rate measured according to KS F 3230 of not more than 1.9%.
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