KR101988573B1 - 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 2층 구조의 수지 시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 I) ABS 수지로 이루어진 기재층; 및 II) 상기 기재층 위에 투명 PMMA 수지와 펄 마스터 배치를 함유하는 스킨층;이 적층된 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 2층 구조의 수지 시트에 관한 것이다.
본 발명에 따라 제조된 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 2층 구조의 수지 시트는 기계적 물성이 우수하면서도 표면광택도 및 심미감이 뛰어나며, 제조공정이 단순하고 생산원가가 절감되므로 가구의 라미네이트, 자동차 범퍼, 캐리어, 욕조 또는 실내외 건축 마감재 등을 양산하는데 적용되어 제품의 가치를 높일 수 있다.

Description

펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 2층 구조의 수지 시트{Two-layer resin sheet having pearl-like luster or pattern}

본 발명은 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 2층 구조의 수지 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 I) ABS 수지로 이루어진 기재층; 및 II) 상기 기재층 위에 투명 PMMA 수지와 펄 마스터 배치를 함유하는 스킨층;이 적층된 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 2층 구조의 수지 시트에 관한 것이다.

플라스틱 소재를 기본으로 하는 수지 제품은 현대인의 일상 중 여러 분야에 사용되고 있다. 그 사용 분야에 따라 수지 제품에 요구되는 특성 또는 물성도 다양한바, 가전제품, 가구장, 음식물 또는 화장품의 포장 용기, 주방기구, 욕조 또는 샤워부스 등은 내후성 및 내충격성과 같은 물성 이외로 이들 제품의 가치를 돋보이게 하기 위하여 수지 제품의 표면에 아름다운 광택과 패턴을 비롯한 심미감을 요구하고 있으며, 이와 관련한 다양한 선행기술들이 공지되어 있다.

이러한 선행기술들 중에서, 스티렌-부타디엔 블록 공중합체와 결정성 폴리프로필렌 단일중합체의 블렌드 수지 제품은 충격강도와 같은 기계적 물성이 우수하고, 아름다운 펄 감 패턴 또는 광택을 나타내었으나, 내후성, 내스크래치성 및 내응력균열성이 떨어져 욕조 또는 샤워부스 등과 같은 용도에 적용하기 어려운 단점이 있었다(특허문헌 1).

또한, 본 특허출원의 출원인도 이미 ABS 수지로 이루어진 코어층, 및 PMMA와 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 수지의 블렌드를 함유하는 스킨층을 포함하는 압출 수지를 제조하여 이를 특허로 등록하였는바, 고가의 첨가제를 사용하지 않고서도 펄 감을 나타낼 수는 있었으나, 오랜 시간이 지남에 따라 기계적 물성이 저하되고, 펄 감 광택을 유지하는데 한계가 있었다(특허문헌 2).

또한, 본 발명자 등에 의하여 ABS 수지를 기재층으로 하고, PMMA와 금속 분말 등을 함유하는 코어층, 및 MMA-아크릴레이트 공중합체 수지 또는 내충격 개질 PMMA를 함유하는 스킨층으로 이루어진 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 수지 시트가 특허로 등록된바 있으나, 이들은 모두 3층 구조의 수지 시트로서 제조공정이 복잡하고 생산원가가 비교적 높은 단점이 있었다(특허문헌 3, 4).

따라서 본 발명자 등은 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 수지 시트에 관한 연구를 거듭한 결과, ABS 수지를 기재층으로 하고, 그 기재층 위에 투명한 PMMA 수지와 펄 감을 갖는 물질을 혼합하여 적층한 2층 구조의 수지 시트만으로도 기계적 물성이 양호하고 펄 감 광택을 갖는 수지 시트를 양산함으로써 제조공정을 단순화하고 생산원가를 크게 줄일 수 있음에 착안하여 본 발명을 완성하였다.

특허문헌 1. 미국등록특허공보 제4,499,238호

특허문헌 2. 한국등록특허공보 제10-0875272호

특허문헌 3. 한국등록특허공보 제10-1414058호

특허문헌 4. 한국등록특허공보 제10-1420288호

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 기계적 물성이 우수하면서도 표면광택도 및 심미감이 뛰어나며, 제조공정이 간단하고 생산원가를 절감할 수 있는 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 수지 시트를 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 I) ABS 수지로 이루어진 기재층; 및 II) 상기 기재층 위에 투명 PMMA 수지와 펄 마스터 배치를 함유하는 스킨층;이 적층된 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 2층 구조의 수지 시트를 제공한다.

상기 스킨층은 투명 PMMA 수지 70~90 중량% 및 펄 마스터 배치 10~30 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 펄 마스터 배치는 투명 PMMA 수지 95~99.5 중량%와 금, 은, 알루미늄, 티타늄, 망간, 크롬, 마그네슘 또는 이들의 혼합물 입자 0.5~5 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 입자는 평균입경이 50~200㎛인 것을 특징으로 한다.

상기 스킨층은 마블, 운모 안료, 펄 분말, 유리 분말 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 펄 감 광택제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스킨층은 그 두께가 수지 시트 전체 두께의 10~15%인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따라 제조된 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 2층 구조의 수지 시트는 기계적 물성이 우수하면서도 표면광택도 및 심미감이 뛰어나며, 제조공정이 단순하고 생산원가가 절감되므로 가구의 라미네이트, 자동차 범퍼, 캐리어, 욕조 또는 실내외 건축 마감재 등을 양산하는데 적용되어 제품의 가치를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 2층 구조의 수지 시트 구성도.

이하에서는 본 발명에 따른 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 2층 구조의 수지 시트에 관하여 첨부된 도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서는 I) ABS 수지로 이루어진 기재층; 및 II) 상기 기재층 위에 투명 PMMA 수지와 펄 마스터 배치를 함유하는 스킨층;이 적층된 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 2층 구조의 수지 시트를 제공한다.

도 1의 구성도에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 2층 구조의 수지 시트(100)의 기재층(10)을 구성하는 고분자 소재로서는 ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 수지를 사용한다. ABS 수지는 아크릴로니트릴의 내약품성, 부타디엔의 내충격성 및 스티렌의 우수한 가공성을 보유한 공중합체로서 가구 또는 욕조 등의 소재로 많이 사용되고 있다.

또한, 스킨층(20)에는 펄 감 광택 또는 패턴을 부여하기 위하여 펄 마스터 배치(30)가 함유된다. 일반적으로 마스터 배치라는 것은 플라스틱 또는 고무와 같은 고분자 수지에 기능성을 부가하기 위하여 고분자 수지와 기능성 첨가제를 배합하여 칩 또는 펠렛 형태로 제조한 것으로서, 본 발명에서는 스킨층의 소재와 동일한 투명 PMMA 수지에 펄 감 광택 또는 패턴을 나타내는 기능성 첨가제를 미리 배합하여 펠렛 형태로 성형한다.

상기 스킨층(20)은 투명 PMMA 수지 70~90 중량% 및 펄 마스터 배치 10~30 중량%로 이루어진 것이 바람직한바, 스킨층(20)을 형성하는 투명 PMMA 수지의 함량이 70% 미만이면(펄 마스터 배치의 함량이 30 중량%를 초과하는 경우) 투명 PMMA 수지와의 분산성이 떨어지고, 그 함량이 90 중량%를 초과하면(펄 마스터 배치의 함량이 10 중량% 미만인 경우) 펄 감 광택 또는 패턴의 특성이 저하될 수 있다.

상기 펄 감 광택 또는 패턴을 나타내는 기능성 첨가제로서는 금, 은, 알루미늄, 티타늄, 망간, 크롬, 마그네슘 또는 이들의 혼합물 입자와 같은 금속 입자를 사용할 수 있으며, 그 중에서도 알루미늄 입자를 사용하는 것이 심미감을 높일 수 있어 더욱 바람직하다.

상기 펄 마스터 배치(30)는 투명 PMMA 수지 95~99.5 중량%와 금, 은, 알루미늄, 티타늄, 망간, 크롬, 마그네슘 또는 이들의 혼합물 입자 0.5~5 중량%로 이루어진 것이 바람직한데, 상기 함량의 범위를 벗어나면 펄 마스터 배치(30)의 배합에 따른 가공과정에서 금속 입자가 고르게 분포된 균일한 상태의 펠렛을 얻기 어렵다.

또한, 상기 입자는 평균 입경이 50~200 μm인 것이 바람직한데, 상기 입자의 평균 입경이 50 μm 미만이면 펄 감 광택 또는 패턴의 심미감이 떨어질 수 있고, 200 μm를 초과하면 펄 마스터 배치(30)의 배합과정에서 투명 PMMA 수지와의 혼화성이 저하되는 단점이 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 기재층(10) 위에 투명 PMMA 수지의 스킨층(20)을 형성함으로써 표면광택도를 향상시킨다. 한편으로, PMMA 수지는 내후성 및 내스크래치성은 우수하나 아크릴계 수지 고유의 특성으로 인하여 내충격성이 약한 단점이 있으나, 본 발명에 따른 2층 구조의 수지 시트(100)의 기재층(10)으로서 내충격성이 뛰어난 ABS 수지를 사용함으로써 2층 구조의 수지 시트(100) 전체의 내충격성이 향상되는 효과를 갖게 된다.

아울러 본 발명에 따른 2층 구조의 수지 시트(100)는 스킨층(20)에 펄 마스터 배치(30)를 함유하고, 투명 PMMA 수지의 스킨층(20)을 형성하여 표면광택도를 향상시키는 것만으로 충분한 펄 감 광택 또는 패턴을 구현할 수 있으나, 필요에 따라 스킨층(20)에 공지의 펄 감 광택제인 마블, 운모 안료, 펄 분말, 및 유리 분말로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 더욱 포함할 수 있으며, 이러한 공지의 펄 감 광택제는 평균 입경이 5~20 μm인 것이 스킨층(20) 소재인 투명 PMMA 수지와의 분산성을 고려하면 바람직하게 선택될 수 있다.

상기 스킨층(20)은 기재층(10) 위에 적층하여 균일한 층을 형성함으로써 그 두께가 수지 시트 전체 두께의 10~15%인 것이 표면광택도가 우수할 뿐만 아니라, 내후성, 내충격성 및 내스크래치성 등의 기계적 물성을 만족시키고, 펄 감 광택 또는 패턴을 아름답게 구현할 수 있다.

본 발명의 상기 수지 시트(100)는 공압출성형에 의하여 스킨층(20) 및 기재층(10)으로 이루어진 2층 구조의 시트상으로 제조한다. 기재층(10)의 소재인 ABS 수지는 펠렛 형태의 시판 중인 원료를 그대로 사용하지만, 상술한 스킨층(20)의 성분인 투명 PMMA 수지는 압출기에서 균일하게 혼련한 후 펠렛으로 성형하여 소재를 준비한다. 각 수지의 용융온도 이상으로 유지되는 2중 공압출기로 각 층의 성분을 피드 블럭으로 공급하여 ABS 수지로 이루어진 기재층(10)/투명 PMMA 수지와 펄 마스터 배치를 함유하는 스킨층(20)으로 적층한다. 이렇게 적층된 수지층을 다이에서 시트상으로 가공하여 2층 구조의 시트(100)를 제조한다.

또한, 본 발명에서 제조되는 수지 시트(100)의 두께는 2중 공압출기로부터 피드 블럭에 유입되는 각 수지의 압출량을 정확하게 조절함으로써 균일한 두께를 얻을 수 있다.

이하 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.

(실시예)

투명 PMMA 수지 90 중량%와, 펄 마스터 배치(펄 마스터 배치는 투명 PMMA 수지 99.5 중량%에 평균 입경 200 μm의 알루미늄 입자 0.5 중량%를 미리 배합한 것) 10 중량%를 함유하는 펠렛(제1 펠렛) 및 ABS 수지 펠렛(제2 펠렛)을 각각 준비하였다. 상기 제1 및 제2 펠렛들을 온도가 각각 260℃ 및 250℃로 다르게 설정된 2중 공압출기를 통해 피드 블럭에 투입하여 스킨층/기재층으로 적층하였다. 상기 적층된 수지를 다이에 보내고 시트상으로 가공하여 2층 구조의 수지 시트를 얻었고, 이때 스킨층의 두께는 0.4 mm로 조절하여 최종적으로 4 mm 두께의 수지 시트를 제조하였다.

( 시험예 )

상기 실시예로부터 제조된 2층 구조의 수지 시트와 대조군으로서 동일한 두께를 갖는 알루미늄 분말 함유 PMMA 시트 및 알루미늄 분말 함유 ABS 시트의 기계적 물성과 펄 감을 아래 방법에 의하여 측정하였다.

(1) 내후성은 인공촉진내후성시험 기준에 의한 자외선시험법에 따라 측정하였고, 200시간 경과 후 색차(△E)를 비교하였다.

(2) 내충격성은 ASTM D256 방법에 따라 Izod 충격강도를 측정하였다.

(3) 내스크래치성은 공지의 연필경도 측정법을 사용하였다.

(4) 표면광택도는 JIS K7105 방법에 준하여 60°의 경사면 광택도를 광택계로 측정하였다.

(5) 펄 감 광택 또는 패턴은 육안으로 관찰하여 아름다운 펄 감 광택 또는 패턴(○), 펄 감 광택 또는 패턴이 약함(△) 및 펄 감 광택 또는 패턴이 없음(×)으로 평가하였다.

샘플	내후성 (△E)	내충격성 (kg.cm/cm)	내스크래치성	표면광택도 (%)	펄 감
실시예	0.4	13.5	2H	86	○
PMMA/알루미늄	0.6	1.6	2H	85	△
ABS/알루미늄	9.6	17.3	3B	50	×

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예로부터 제조된 2층 구조의 수지 시트는 대조군에 비하여 내후성, 내충격성 및 내스크래치성 등의 기계적 물성과 표면광택도가 동등하거나 일부 물성에서는 훨씬 우수함을 알 수 있고, 특히 아름다운 펄 감 광택 또는 패턴을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

따라서 본 발명에 따른 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 2층 구조의 수지 시트는 기계적 물성이 우수하면서도 표면광택도 및 심미감이 뛰어나며, 제조공정이 단순하고 생산원가가 절감되므로 가구의 라미네이트, 자동차 범퍼, 캐리어, 욕조 또는 실내외 건축 마감재 등을 양산하는데 적용되어 제품의 가치를 높일 수 있다.

100. 2층 구조의 수지 시트
10. 기재층
20. 스킨층
30. 펄 마스터 배치

Claims (6)

1. I) ABS 수지로 이루어진 기재층; 및
   II) 상기 기재층 위에 투명 PMMA 수지와 펄 마스터 배치를 함유하는 스킨층;이 적층된 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 2층 구조의 수지 시트로서,
   상기 스킨층은 투명 PMMA 수지 70~90 중량% 및 펄 마스터 배치 10~30 중량%로 이루어지고,
   상기 펄 마스터 배치는 투명 PMMA 수지 95~99.5 중량%와 금, 은, 알루미늄, 티타늄, 망간, 크롬, 마그네슘 또는 이들의 혼합물 입자 0.5~5 중량%로 이루어지며,
   상기 스킨층은 그 두께가 수지 시트 전체 두께의 10~15%인 것을 특징으로 하는 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 2층 구조의 수지 시트.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 입자는 평균입경이 50~200㎛인 것을 특징으로 하는 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 2층 구조의 수지 시트.
5. 제1항에 있어서, 상기 스킨층은 마블, 운모 안료, 펄 분말, 유리 분말 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 펄 감 광택제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 2층 구조의 수지 시트.
6. 삭제

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