KR102206069B1 - 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 창호용 합성수지 프로파일에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본체의 실내측면, 실외측면, 안착면 및 접지면 중에서 적어도 1면에 아크릴계 수지, 불소 수지, 충격 보강제 및 금속 입자를 함유한 마스터배치를 포함한 표면층 조성물을 공압출하여 금속 질감의 표면층이 형성됨으로써, 금속 질감 부여에 의해 외관의 미려함을 높인 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일에 관한 것이다.

Description

금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일{Synthetic resin window profiles with metal texture}
본 발명은 창호용 합성수지 프로파일에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본체의 실내측면, 실외측면, 안착면 및 접지면 중에서 적어도 1면에 아크릴계 수지, 불소 수지, 충격 보강제 및 금속 입자를 함유한 마스터배치를 포함한 표면층 조성물을 공압출하여 금속 질감의 표면층이 형성됨으로써, 금속 질감 부여에 의해 외관의 미려함을 높인 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일에 관한 것이다.
건축물의 내외부에는 출입 단속 및 채광을 목적으로 하는 각종의 창호가 마련된다.
이와 같은 창호는, 개폐 방식에 따라 미닫이식, 여닫이식 또는 고정식으로 구분될 수 있으며, 이중 미닫이식 창호가 주택의 거실 및 베란다 등에 설치되는 중대형 창의 주를 이루고 있다.
한편, 삶의 질이 증가함에 따라 알루미늄을 이용하여 고급스러운 외관 및 금속 질감을 가지는 알루미늄 창호가 제작되었으나 상기 알루미늄 창호의 제작 비용이 너무 비싸고 단열 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서 이의 문제를 해소하고자 최근 PVC(Poly Vinyl Chloride) 수지 등의 합성수지 프로파일로 형성되는 합성수지 창호의 제작이 늘고 있다.
합성수지는 상대적으로 단가가 저렴할 뿐만 아니라 압출 공법에 의해 비교적 간단히 성형되므로 합성수지 프로파일로 형성되는 합성수지 창호는 알루미늄 창호에 비해 제조 비용을 절감할 수 있고, 대량 생산이 원활할 뿐만 아니라 특히 재질 자체의 특성 및 각 부위가 비교적 긴밀하게 결합됨으로 인해 알루미늄 창호에 비해 단열 성능을 높일 수 있다.
그러나 합성수지 창호는 단일 컬러의 합성수지 프로파일로 형성되는 바, 별다른 장식 효과를 기대할 수 없는 문제가 있었다.
이러한 이유로 대한민국 공개특허 제10-2012-0139159호(공개일: 2012. 12. 27.) 등에 개시된 바와 같이 공압출을 실시하여 합성수지 프로파일의 본체의 일면 외측, 특히 실외측면에 ASA(Acrylic Styrene Acrylonitrile) 수지 조성물로 형성된 표면층을 형성하거나 또는 본체에 데코시트를 부착하여 장식 효과를 구현하고자 하였다.
그러나 상기 ASA 수지 조성물로 형성된 표면층은 ASA 수지 자체가 착색성이 낮아 색감이 좋지 않고 광택도가 낮아 여전히 합성수지 질감이 나며, 본체에 부착되는 데코시트는 본체로부터 탈착이 되는 등의 문제점이 있어 장식 효과가 기대에 미치지 못하는 문제가 있었다.
이후에도 해당분야에서는 독특한 장식 효과를 통해 외관의 미려함을 높일 수 있는 창호용 합성수지 프로파일의 개발을 꾸준히 진행하고 있으나, 현재까지는 만족할만한 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로, 종래 공압출을 통해 합성수지 프로파일에 형성되는 표면층이 착색성 및 광택도 등이 낮아 장식 효과가 기대에 미치지 못하였던 문제를 해소할 수 있는, 특히 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일은,
실내측으로 노출되는 실내측면, 실외측으로 노출되는 실외측면, 상기 실내측면의 상부와 상기 실외측면의 상부 사이에 형성되고, 유리 또는 창짝 프레임이 안착되는 안착면, 및 상기 실내측면의 하부와 상기 실외측면의 하부 사이에 형성되고 바닥과 접하는 접지면을 포함하는 본체; 및
상기 본체의 외표면 중 일부 또는 전부에 공압출에 의해 형성되며 아크릴계 수지(A), 불소 수지(B), 충격 보강제(C) 및 금속 입자를 함유한 마스터배치(D)를 포함한 표면층;을 포함한다.
상기 표면층은 일례로 상기 본체의 상기 실내측면, 실외측면, 안착면 및 접지면 중 적어도 1면에 형성될 수 있다.
상기 표면층은 일례로 헤어라인 엠보를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일은, 본체의 외표면에 형성되는 표면층에 의해 금속 질감이 부여되는 바, 광택도 등이 개선되어 종래 창호용 합성수지 프로파일을 통해 기대할 수 없는 독특한 장식 효과를 얻을 수 있으므로 이에 의해 외관의 미려함이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 금속 입자를 함유한 마스터배치를 이용하여 금속 입자가 수지 내에 균일하게 분산되어 자연스러운 금속 질감을 부여하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일은, 금속 질감을 부여하는 표면층이 헤어라인 엠보를 포함하여 금속 질감이 더욱 부각되므로 장식 효과가 배가될 수 있어 이에 의해 외관의 미려함이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일에서 표면층이 본체의 1면에 형성된 예를 보인 예시도.
도 2는 본 발명에 의한 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일에서 표면층이 본체의 2면에 형성된 예를 보인 예시도.
도 3은 본 발명에 의한 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일에서 표면층이 본체의 3면에 형성된 예를 보인 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일에서 표면층이 본체의 4면 전체에 형성된 예를 보인 예시도.
도 5는 본 발명에 의한 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일에서 표면층에 헤어라인 엠보가 형성된 예를 보인 사진.
도 6은 본 발명에 의한 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일이 창틀프레임이 아닌 창짝 프레임에 적용된 형태를 보인 예시도.
이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 첨부된 도면은 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어서 자명한 사항임을 밝혀둔다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일(A)은 본체(10) 및 표면층(20)을 포함한다.
상기 본체(10)는 실내측으로 노출되는 실내측면(11), 실외측으로 노출되는 실외측면(12), 상기 실내측면(11)의 상부와 상기 실외측면(12)의 상부 사이에 형성되고 유리 또는 창짝 프레임이 안착되는 안착면(13), 및 상기 실내측면(11)의 하부와 상기 실외측면(12)의 하부 사이에 형성되고 바닥과 접하는 접지면(14)을 포함한다.
이와 같은 상기 본체(10)는 일반 창호용 합성수지 프로파일의 본체와 동일하게 형성되는 것으로, 상호 간의 용접 등에 의한 결합에 의해 사각의 창틀 프레임을 형성한다. 일 예로 상기 본체는 PVC 수지, 가공조제, 충격보강제, 안정제, 무기충전제, 활제 등을 포함하는 본체 조성물로 형성될 수 있다.
상기 표면층(20)은 상기 본체(10) 외표면에 형성되되, 공압출에 의해 형성되며, 아크릴계 수지(A), 불소 수지(B), 충격 보강제(C) 및 금속 입자를 함유한 마스터배치(D)을 포함한다.
상기 아크릴계 수지(A)는 일례로 상기 표면층 총 100 중량%에 대해 20 내지 50 중량%, 또는 25 내지 45 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 내스크래치성, 광택도, 발수성 및 유동성이 우수한 효과가 있다.
상기 아크릴계 수지(A)는 일례로 폴리알킬(메타)아크릴레이트(a1)와 고무(a2)의 혼합일 수 있고, 이 경우에 종래의 ASA 수지에 비해 착색성 및 광택도가 우수한 효과가 있다.
상기 폴리알킬(메타)아크릴레이트(a1)는 일례로 알킬(메타)아크릴레이트를 포함하는 단량체를 현탁중합법, 괴상중합법, 유화중합법 등의 공지의 중합법에 의해 중합하여 수득될 수 있다.
상기 알킬(메타)아크릴레이트를 포함하는 단량체는 일례로 알킬아크릴레이트 단량체, 알킬메타크릴레이트 단량체 또는 이들의 혼합일 수 있다.
상기 알킬아크릴레이트 단량체는 일례로 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, tert-부틸아크릴레이트, 메틸부틸아크릴레이트, 아밀아크릴레이트, 이소아밀아크릴레이트, n-헥실아크릴레이트, 사이크로헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 펜타데실아크릴레이트, 도데실아크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트 및 알릴아크릴레이트 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 알킬메타크릴레이트 단량체는 일례로 메틸메타크릴레이트를 제외한 에틸메타크릴레이트, n-프로필메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, sec-부틸메타크릴레이트, tert-부틸메타크릴레이트, 아밀메타크릴레이트, 이소아밀메타크릴레이트, n-헥실메타크릴레이트, 사이크로헥실메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 펜타데실메타크릴레이트, 도데실메타크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 페녹시에틸메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트, 2-메톡시에틸메타크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 및 알릴메타크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 폴리알킬(메트)아크릴레이트는 구체적인 예로 폴리메틸메타크릴레이트일 수 있고, 이 경우에 착색성 및 광택도가 매우 우수한 효과가 있다.
상기 폴리알킬(메트)아크릴레이트(a1)는 일례로 중량평균분자량(Mw)이 60,000 내지 150,000 g/mol, 바람직하게는 70,000 내지 130,000 g/mol 일 수 있고, 이 범위 내에서 충격보강제와 상용성이 우수하고, 유동성이 양호하여 가공성이 우수한 효과가 있다.
본 발명에서 중량평균분자량은 겔 크로마토그래피(GPC)를 통해 표준 PS(Standard polystyrene) 시료에 대한 상대 값으로 측정할 수 있다.
상기 고무(a2)는 당업계에 공지된 고무라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 코어-쉘 고무일 수 있고, 이 경우에 내충격성 향상되는 효과가 있다.
상기 코어-쉘 고무는 일반적으로 엘라스토머 또는 고무 성질을 갖는 고분자 물질을 포함하는 코어가 비-엘라스토머 고분자 물질을 포함하는 쉘에 의해 둘러 쌓인 형태를 갖는다.
상기 코어-쉘 고무에서 코어는 디엔 단량체 및 아크릴계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 단량체를 포함하여 중합된 코어 중합체일 수 있다.
상기 디엔 단량체는 일례로 부타디엔, 이소프렌 및 클로로프렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고 상기 아크릴계 단량체는 일례로 메틸메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 라우릴메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 코어 중합체는 일례로 디엔 단량체 및 아크릴계 단량체와 함께 공중합 가능한 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐 나프탈렌, 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 비닐 단량체를 더 포함할 수 있고, 이 경우에 유리전이온도 조절이 용이하여 관련 물성을 향상시키는 효과가 있다.
상기 코어 중합체는 일례로 코어 중합체 100 중량%에 대해 디엔 단량체 및 아크릴계 단량체 중 선택되는 1종 이상 50 내지 85 중량% 및 비닐 단량체 15 내지 50 중량%, 또는 디엔 단량체 및 아크릴계 단량체 중 선택되는 1종 이상 55 내지 80 중량% 및 비닐 단량체 20 내지 45 중량%를 포함할 수 있고, 이 경우에 물성이 우수하고 가공이 용이한 효과가 있다.
상기 코어 중합체는 일례로 가교제로 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디메타크릴레이트, 아릴메타크릴레이트 및 1,3-부틸렌글리콜디아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 이 경우에 가교도를 용이하게 조절하여 관련 물성을 향상시키는 효과가 있다.
상기 가교제는 일례로 코어 중합체 100 중량부를 기준으로 1 내지 5 중량부, 바람직하게는 1 내지 3 중량부로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 물성이 우수한 효과가 있다.
상기 코어-쉘 고무에서 쉘은 일례로 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 스티렌, α-메틸스티렌, 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있고, 이 경우에 폴리알킬(메트)아크릴레이트와 상용성이 우수한 효과가 있다.
상기 고무(a2)는 일례로 평균입자크기가 50 내지 300nm, 바람직하게는 50 내지 250nm일 수 있고, 이 범위 내에서 충격강도가, 내스크래치성, 광택 및 투과성이 우수한 효과가 있다.
본 발명의 평균입경은 다이나믹 레이져 라이트 스케터링(dynamic laser light scattering)법으로 인텐시티 가우시안 분포(intensity Gaussian distribution, Nicomp 380)를 이용하여 측정된 입경을 의미한다.
또한, 상기 고무(a2)는 일례로 유리전이온도가 -60℃ 내지 0℃, 바람직하게는 -40℃ 내지 -20℃일 수 있고, 이 범위 내에서 유리전이온도 관련 물성 및 압출가공성이 우수한 효과가 있다.
상기 아크릴계 수지(A)는 일례로 광투과율이 75 내지 95%, 바람직하게는 80 내지 92%일 수 있고, 이 범위 내에서 색감이 미려한 효과가 있다.
본 발명에서 광투과율은 ASTM D1003에 의거하여 2.0 mm 두께 시편에 대해 분광광도계(spectrophotometer)를 이용하여 측정한다.
또한, 상기 아크릴계 수지(A)는 ISO 1133에 의거하여 측정한 용융흐름지수(MFR)가 1 내지 20 g/10min(230℃, 3.8kg), 바람직하게는 5 내지 15 g/10min(230℃, 3.8kg)일 수 있고, 이 범위 내에서 공압출 공정 시 금형의 투입부 반대편에 있는 부분까지 표면층이 균일하게 입혀질 수 있어 가공성이 우수한 효과가 있다.
상기 불소 수지(B)는 일례로 상기 표면층 총 100중량%에 대해 20 내지 35 중량%, 바람직하게는 25 내지 35 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 내크스래치성, 광택도, 발수성 및 유동성이 개선되는 효과가 있다.
상기 불소 수지(B)는 일례로 비닐리덴 플루오라이드의 중합체, 또는 비닐리덴 플루오라이드 및 헥사플루오루프로필렌의 공중합체일 수 있고, 이 경우에 창호용 합성수지 프로파일에 내크스래치성, 광택도, 발수성 및 유동성을 부여하고 내후성이 우수한 효과가 있다.
상기 불소 수지(B)는 일례로 용융흐름지수가 1 내지 20 g/10min(230℃, 2.16kg), 바람직하게는 2 내지 15 g/10min(230℃, 2.16kg)일 수 있고, 상기 범위 내에서 가공성이 우수한 효과가 있다.
상기 충격 보강제(C)는 상기 표면층 총 100 중량%에 대해 15 내지 35 중량%, 바람직하게는 20 내지 30 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 충격강도, 인장신율 및 광택이 우수한 효과가 있다.
상기 충격 보강제(C)는 일례로 고무(c1)가 에폭시 수지(c2)에 고르게 분산되어 있는 상 분리된 입자의 형태일 수 있다.
상기 충격 보강제(C)는 일례로 고무(c1) 10 내지 40 중량% 및 에폭시 수지(c2) 60 내지 90 중량%, 또는 고무(c1) 15 내지 30 중량% 및 에폭시 수지(c2) 70 내지 85 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 충격 강도 및 물성밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 고무(c1)은 상기에서 서술한 고무(a2)와 동일하므로 그 기재를 생략하도록 한다.
상기 에폭시 수지(c2)는 일례로 비스페놀 A, 비스페놀 A 글리시딜에테르, 브로민화비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 F 글리시딜에테르, 비스페놀 K, 비스페놀 S, 히드로퀴논, 레조르시놀, 1,1-시클로헥산비스페놀, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 부탄디올, 헥산디올, 시클로헥산디올,1,4-비스(히드록시메틸)벤젠, 1,3-비스(히드록시메틸)벤젠, 1,4-비스(히드록시메틸)벤젠, 1,4-비스(히드록시메틸)시클로헥산, 1,3-비스(히드록시메틸)시클로헥산의 디글리시딜에테르, 시클로헥산디메탄올 디글리시딜에테르, 헥사히드로프탈산의 디글리시딜에테르, 시클로옥텐디에폭시드, 디비닐벤젠디에폭시드, 1,7-옥타디엔디에폭시드, 1,3-부타디엔디에폭시드, 1,5-헥사디엔디에폭시드,4-시클로헥센카르복실레이트 4-시클로헥세닐메틸 에스테르의디에폭시드, 페놀노볼락, 크레졸노볼락, 비스페놀 A 노볼락의글리시딜에테르유도체, 트리글리시딜 파라아민페놀 및 테트라글리스딜 메틸렌디아닐린으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 이 경우에 고무(c1)를 분산시키는 효과가 우수하여 충격강도가 개선되는 효과가 있다.
상기 충격 보강제(C)는 구체적인 예로, 트리글리시딜 파라아민페놀 에폭시의 매트릭스에 코어-쉘 구조의 스티렌-부타디엔 고무(SBR)가 고르게 분산된 것일 수 있다.
상기 금속 입자를 함유한 마스터배치(D)은 금속 느낌을 주기 위한 것으로, 상기 금속 입자는 일례로 알루미늄, 티타늄, 망간, 크롬 및 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 실제 금속 표면과 유사한 금속 질감을 구현하는 알루미늄 플레이크가 바람직하나 반드시 이에 제한되지는 않는다.
통상적으로 마스터배치는 플라스틱 또는 고무와 같은 고분자 소재에 기능성을 부가하기 위하여 고분자 소재와 기능성 첨가제를 배합하여 칩 또는 펠렛 형태로 제조한 것을 지칭한다.
상기 금속 입자를 함유한 마스터배치(D)은 일례로 상기 표면층 총 100 중량%에 대해 5 내지 17 중량% 또는 7 내지 15중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 아크릴계 수지(A) 및 불소 수지(B)와의 상용성이 우수하고 미려한 외관을 구현하는 효과가 있다.
상기 금속 입자를 함유한 마스터배치(D)는 일례로 금속 입자를 함유한 마스터배치 총 100 중량%에 대해 금속 입자를 5 내지 20 중량%, 7 내지 15 중량% 또는 9 내지 13 중량%를 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 금속 입자가 고르게 분포되어 미려한 외관을 구현함과 아울러 압출 성형 시 가공성이 우수한 효과가 있다.
상기 금속 입자를 함유한 마스터배치(D)는 일례로 금속 입자를 함유한 마스터배치 총 100 중량%에 대해 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지를 75 내지 93 중량%, 80 내지 90 중량% 또는 80 내지 85 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 금속 입자가 고르게 분포되어 미려한 외관을 구현함과 아울러 압출 성형 시 가공성이 우수한 효과가 있다.
상기 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지는 상기에서 서술한 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지(a1)와 동일하므로 그 기재를 생략하도록 한다.
상기 금속 입자를 함유한 마스터배치(D)는 일례로 금속 입자를 함유한 마스터배치 총 100 중량%에 대해 활제를 1 내지 10 중량%, 2 내지 7 중량% 또는 2 내지 5 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 가공성이 우수한 효과가 있다.
상기 활제는 일례로 아크릴 활제, 부틸 메타아크릴레이트 활제 및 메틸 메타아크릴레이트 활제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 아크릴 활제이며, 이 경우에 성형가공성이 우수한 효과가 있다.
상기 금속 입자를 함유한 마스터배치(D)는 일례로 금속 입자를 함유한 마스터배치 총 100 중량%에 대해 이산화규소를 0.1 내지 5 중량%, 0.5 내지 3 중량% 또는 0.5 내지 2 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 미려한 색상을 구현하는 효과가 있다.
상기 금속 입자를 함유한 마스터배치(D)는 일례로 상기 금속 입자, 폴리알킬(메타)아크릴레이트, 활제 및 이산화규소를 싱글(Single) 압출기에 투입하여 180-200℃ 및 25-40rpm의 조건 하에서 용융 및 혼련하여 펠렛화하여 제조할 수 있고, 이 경우에 폴리알킬(메타)아크릴레이트 내에 금속 입자가 균일하게 분산된 펠렛을 얻을 수 있는 효과가 있다.
상기 표면층은 선택적으로, 펄 및 안료를 더 포함할 수 있고, 이 경우에 미려한 외관을 구현하는 효과가 있다.
상기 펄은 상기 금속 입자를 함유한 마스터배치(D)과 함께 고급스러우면서 은은한 느낌을 더 부여해주는 것으로 상기 표면층 총 100 중량%에 대해 0.5 내지 2 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 물성의 저하 없이 고급스러우면서 은은한 느낌이 구현되는 효과가 있다.
상기 안료는 표면층에 색을 부여해주기 위한 것으로 내후성 및 내약품성이 우수한 무기 안료를 사용할 수 있다. 상기 무기 안료는 일례로 상기 표면층 총 100 중량%에 대해 0.5 내지 2 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 표면의 색감이 드러나지 않으며 상기 범위를 초과할 경우 색상 균일성이 저하됨과 아울러 생산시간의 증가로 생산성이 저하되므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 표면층은 일례로 활제, 안정제, 산화방지제, 자외선 안정제, 내열제, 난연제 및 대전방지제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 표면층 총 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 5 중량부 범위 내로 더 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 다른 물성의 저하없이 목적하는 효과가 온전히 발현되는 효과가 있다.
상기 첨가제는 당업계에서 사용되는 통상적인 종류를 사용할 수 있으므로 본 발명에서는 특별히 그 종류 및 함량을 제한하지 않는다.
상기 표면층(20)은 상기 본체(10)의 상기 실내측면(11), 실외측면(12), 안착면(13) 및 접지면(14) 중의 적어도 1면에 형성될 수 있다.
따라서, 상기 표면층(20)을 통해 상기 본체(10) 외표면 중의 적어도 1면에 금속 질감의 부여가 가능하다.
예를 들어, 도 1과 같이 상기 표면층(20)이 상기 본체(10)의 상기 실내측면(11)에 형성될 수도 있고, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 표면층(20)은 상기 본체(10)의 상기 실내측면(11), 실외측면(12), 안착면(13) 및 접지면(14) 중의 2면, 3면 또는 4면 전체에 형성될 수 있으며, 상기 표면층(20)이 상기 본체(10)의 상기 실내측면(11), 실외측면(12), 안착면(13) 및 접지면(14) 중의 2면, 3면 또는 4면 전체에 형성되는 경우, 상기 표면층(20)에 의해 상기 본체(10) 외표면 중의 2면, 3면 또는 4면 전체에 금속 질감의 부여가 가능하다.
또한, 상기 표면층(20)은 일례로 도 5에 도시된 바와 같이 헤어라인 엠보(21)를 포함할 수 있다.
상기 헤어라인 엠보(21)는 일례로 두께가 5 내지 15㎛, 길이는 0.1 내지 100mm, 평균거칠기(Ra)는 0.1 내지 10㎛, 단위 길이 1cm당 선 수가 20 내지 350개일 수 있고, 또는 두께 5 내지 10㎛, 길이 0.1 내지 20mm, 평균거칠기(Ra) 0.2 내지 0.7㎛, 단위 길이 1cm당 선 수가 80 내지 140개일 수 있고, 이 범위 내에서 표면층에 헤어라인이 발현되어 금속 질감을 부여하여 외관이 미려한 효과가 있다.
본 발명에서 단위 길이 1cm당 선 수는 프로파일의 폭방향과 평행한 1cm 길이의 선을 관통하는 헤어라인 엠보(21)의 선 수(number of lines)를 지칭한다.
상기 헤어라인 엠보(21)의 형성 방법에는 제한이 없으며, 그 일례로는 엠보롤 방식, 즉 공압출을 통해 상기 본체(10) 외표면에 형성되는 상기 표면층(20)에 헤어라인 무늬가 형성된 엠보롤(미도시)을 접촉시키는 방식이 될 수 있다.
한편, 상기의 설명을 통해서는 본 발명에 의한 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일이 창틀 프레임에만 적용되는 것으로 보일 수 있으나, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일은 창짝 프레임에도 적용될 수 있는 것이며, 창짝 프레임에 적용되는 경우에도 상기 표면층을 통해 위에서 설명한 것과 동일한 금속 질감 부여 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다.
본 발명에 의한 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일은, 본체의 외표면에 형성되는 표면층에 의해 금속 질감이 부여되는 바, 광택도 등이 개선되어 종래 창호용 합성수지 프로파일을 통해 기대할 수 없는 독특한 장식 효과를 얻을 수 있으므로 이에 의해 외관의 미려함이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일은, 금속 질감을 부여하는 표면층이 헤어라인 엠보를 포함하는 경우, 헤어라인 엠보에 의해 금속 질감이 더욱 부각되므로 장식 효과가 배가될 수 있어 이에 의해 외관의 미려함이 향상될 수 있다.
본 발명은 상기 창호용 합성수지 프로파일을 포함하는 창호일 수 있고, 이 경우에 금속 질감 부여에 의해 미려한 외관을 구현되고 복원성, 내후성 및 내오염성이 우수한 효과가 있다.
상기 창호는 일례로 미닫이창, 여닫이창, 고정창 또는 시스템창일 수 있다.
본 발명의 창호용 합성수지 프로파일의 제조방법은 일례로 본체 조성물 및 표면층 조성물을 공압출하여 본체 외표면에 표면층을 형성시키는 단계;를 포함할 수 있고, 이 경우에 본체의 외표면에 형성되는 표면층에 의해 금속 질감이 부여되고 광택도가 개선되어 미려한 외관을 구현하는 효과가 있다.
상기 본체 외표면에 표면층을 형성시킨 후 헤어라인 엠보를 형성시키는 단계를 추가할 수 있다.
상기 공압출은 일례로 온도 180 내지 220 ℃ 또는 180 내지 200 ℃ 및 15-25rpm 조건에서 실시될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하므로 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 가능하며, 그와 같은 변경은 이하 청구범위 기재에 의하여 정의되는 본 발명의 보호범위 내에 있게 된다.
[ 실시예 ]
이하 실험을 위하여 다음과 같은 성분들을 준비하였다:
* 아크릴계 수지: LG MMA사의 HI855H
* 불소수지: 3M사의 6008/0001
* 충격보강제: 카네카(KANAKE)사의 MX-451
* 금속입자를 함유한 마스터배치: 폴리메틸메타크릴레이트 80 내지 85 중량%, 알루미늄 플레이크 9 내지 13 중량%, 아크릴 활제 2 내지 5 중량% 및 이산화 규소 0.5 내지 2 중량%를 포함하여 제조된 마스터배치
1. 창호용 합성수지 프로파일 표면층 조성물 및 본체 조성물의 제조
(1) 표면층 조성물 제조
실시예 1 내지 2 및 참조예 1 내지 3
하기 표 1의 조성으로 혼련하여 표면층 조성물을 제조하였다.
중량% 실시예 1 실시예 2 참조예 1 참조예 2 참조예 3
아크릴계 수지
(LG MMA, HI855H)		 31 35 55 65 15
불소 수지
(3M, 6008/0001)		 30 27 13 0 40
충격 보강제
(KANEKA, MX-451)		 25 22 25 25 16
금속 입자를 함유한 마스터배치 금속 입자를 함유한 마스터배치 내의
금속 입자 (중량%)		 9 10 9 9 9
금속 입자를 함유한 마스터배치 내의 아크릴계 수지 (중량%) 82 81 82 82 82
함량 10 13 3 6 25
펄 1 1 1 1 1
무기 안료 1.5 1 1.5 1.5 1.5
첨가제 1.5 1 1.5 1.5 1.5
비교예 1
종래의 ASA 수지 100중량부에 대해, 안료 1.5중량부, 활제 0.4중량부, 안정제 0.3중량부, 산화방지제 0.3중량부 및 자외선 방지제 0.3중량부로 표면층 조성물을 제조하였다.
참조예 4
금속 입자를 함유한 마스터 배치 내의 금속 입자를 21중량% 및 아크릴계 수지를 70중량%로 포함한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 표면층 조성물을 제조하였다.
참조예 5
금속 입자를 함유한 마스터 배치 내의 금속 입자를 2중량% 및 아크릴계 수지를 89중량%로 포함한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 표면층 조성물을 제조하였다.
(2) 본체 조성물 제조
PVC 100중량부를 기준으로, 가공조제 0.5-10중량부, 충격보강제 5-15중량부, 안료 2-10중량부, 탄산칼슘 10-30중량부, 활제 0.5-10중량부, 산화 및 자외선방지제 0.1-5중량부를 용융혼련하여 본체 조성물을 제조하였다.
2. 창호용 합성수지 프로파일의 제조
상기 1에서 제조한 실시예 1 내지 2, 비교예 1 및 참조예 1 내지 5의 표면층 조성물과 본체 조성물을 180-220℃ 및 15-20rpm의 조건 하에서 용융혼련 및 공압출 하여 본체 및 상기 본체 외표면에 표면층을 형성하였다.
이어서, 상기 표면층에 헤어라인 무늬가 형성된 엠보롤을 접촉시켜 헤어라인 무늬를 갖는 표면층을 포함하는 창호용 합성수지 프로파일을 제조하였다.
[ 실험예 ]
(1) 상기 실시예 1 내지 2, 비교예 1 및 참조예 1 내지 3에서 제조된 창호용 합성수지 프로파일의 특성을 하기의 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.
- 내스크래치성: ASTM D3363에 따라 연필 경도계를 이용하여 연필심으로 표면을 눌러 그었을 때의 스크래치 경도를 측정하였다.
- 광택도: 표면의 알루미늄 배향 정도를 육안평가 및 X-Rite를 이용한 플랍인덱스(Flop index)를 측정하였다.
- 발수성: 창호에 물을 떨어뜨려 ACMS사의 DAS-100의 접촉각 측정기를 이용하여 물에 대한 접촉각을 측정하였다. 접촉각이 클수록 발수성이 우수한 것이다.
- 유동성: 표 1에서 제조한 표면층 조성물의 용융지수(Melt Index)를 220℃, 10kg 하에서 WANCE사의 MFI452를 이용하여 측정하였다.
Figure 112017125402118-pat00001
상기 표 2에서 확인된 바와 같이, 본 발명에 의한 실시예 1 내지 2는 내스크래치성, 광택도, 발수성 및 유동성이 우수한 효과가 있었다.
반면에, 비교예 1은 종래의 ASA수지를 포함한 표면층 조성물을 공압출한 것으로 내스크래치성, 광택도 및 발수성이 본 발명에 따른 실시예 1에 비해 현저히 낮은 것을 확인할 수 있다.
또한, 아크릴계 수지를 과량 포함한 참조예 1의 경우 내스크래치성이 저하되는 것을 알 수 있으며 아크릴계 수지의 함량 증가에 따라 상대적으로 불소 수지의 함량이 감소해 광택도, 발수성 및 유동성이 저하되는 것을 알 수 있다.
특히, 불소 수지를 포함하지 않는 참조예 2의 경우 표면층 조성물의 유동성이 너무 낮아 압출이 불가능하여 물성 측정을 할 수 없었다.
또한, 아크릴계 수지를 소량으로 포함한 참조예 3은 본 발명에 따른 실시예 1과 유사한 물성 수준을 가지나 불소 수지가 과량 사용되어 원재료 값이 상승함에 따라 적절하지 못한 것을 확인할 수 있었다.
(2) 상기 실시예 1 내지 2 및 참조예 4 내지 5에서 제조된 창호용 합성수지 프로파일의 특성을 하기의 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기의 표 3에 나타내었다.
-금속 질감 : 제조된 창호용 합성수지 프로파일 표면의 금속 질감을 육안으로 확인하였다.
-표면 스크래치 : 제조된 창호용 합성수지 프로파일 표면의 스크래치 정도를 육안으로 확인하였다.
실시예 1 실시예 2 참조예 4 참조예 5
금속 입자를 함유한 마스터배치 금속 입자
(중량%)		 9 10 21 2
아크릴계 수지
(중량%)		 82 81 70 89
금속 질감 우수 우수 우수 저하
표면 스크래치 없음 없음 많음 없음
상기 표 3에서 확인된 바와 같이 금속 입자를 함유한 마스터배치 내의 금속 입자를 특정 함량으로 포함한 실시예 1 및 2의 경우 금속 질감이 우수하면서도 창호용 합성수지 프로파일 표면에 스크래치가 없는 것을 확인할 수 있다.
반면에 금속 입자를 함유한 마스터배치 내의 금속 입자를 특정 함량을 초과하여 포함한 참조예 4의 경우 금속 입자가 고르게 분산되지 못하고 압출기의 다이(die)에 덩어리져 있어 압출 시 창호용 합성수지 프로파일 표면에 스크래치가 많은 것을 확인할 수 있다.
또한, 금속 입자를 함유한 마스터배치 내의 금속 입자를 특정 함량 미만으로 포함한 참조예 5의 경우 창호용 합성수지 프로파일 표면의 금속 질감이 저하되는 것을 확인할 수 있다.
( 3)창호의 표면품질 및 장기품질
본 발명에 의한 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일(A)을 이용하여 제조된 창호(실시예 1)와 알루미늄 창호의 표면품질 및 장기품질을 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
- 표면품질: 광택 및 디자인을 육안으로 확인하였다.
- 장기품질: 복원성, 내후성 및 내오염성을 측정하여 평가하였다.
* 복원성: 100kg의 압력으로 창호용 합성수지 프로파일을 눌러 휘어짐 발생 후 복원성을 측정하였다.
* 내후성: QUV 테스트 장비에서 6000시간 동안 방치한 후 색깔이 변하는 시간을 측정하였다.
* 내오염성: 창호용 합성수지 프로파일에 물을 떨어뜨려 오염 정도를 육안을 통해 확인하였다.
Figure 112017125402118-pat00002
상기 표 4에서 확인된 바와 같이 실시예 1의 창호는 표면층이 불소 수지 및 금속 입자를 함유한 마스터배치를 포함하고 미세 헤어라인 엠보 형성을 통해 광택이 우수하고 디자인이 고급스러운 반면, 알루미늄 창호는 단일 컬러인 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 1의 창호는 6000시간이 지난 후에도 색깔의 변화가 없어 내후성이 우수함과 아울러 불소 수지를 포함하여 발수코팅 효과로 오염이 적은 반면, 알루미늄 창호는 내후성 및 내오염성이 본 발명에 따른 실시예 1에 비해 열악한 것을 알 수 있다.
10 : 본체 11 : 실내측면
12 : 실외측면 13 : 안착면
14 : 접지면 20 : 표면층
21 : 헤어라인 엠보 A : 창호용 합성수지 프로파일

Claims (16)

  1. 창호용 합성수지 프로파일에 있어서,
    실내측으로 노출되는 실내측면(11), 실외측으로 노출되는 실외측면(12), 상기 실내측면(11)의 상부와 상기 실외측면(12)의 상부 사이에 형성되고 유리 또는 창짝 프레임이 안착되는 안착면(13) 및 상기 실내측면(11)의 하부와 상기 실외측면(12)의 하부 사이에 형성되고 바닥과 접하는 접지면(14)을 포함하는 본체(10); 및
    상기 본체(10)의 외표면 중 일부 또는 전부에 공압출에 의해 형성된 표면층(20);을 포함하되,
    상기 표면층(20)은 아크릴계 수지 20 내지 50 중량%, 불소 수지 20 내지 35 중량%, 충격 보강제 15 내지 35 중량% 및 금속 입자를 함유한 마스터배치 5 내지 17 중량%를 포함하는 조성물로 이루어진 것인 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴계 수지(A)는 폴리알킬(메타)아크릴레이트(a1)와 고무(a2)의 혼합인 것인 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 고무(a2)는 코어-쉘 고무인 것인 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴계 수지(A)는 용융흐름지수(MFR)가 1 내지 20g/10min(230℃, 3.8kg)인 것인 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 불소수지(B)는 비닐리덴 플루오라이드의 중합체 또는 비닐리덴 플루오라이드 및 헥사플루오루프로필렌의 공중합체인 것인 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 입자를 함유한 마스터배치(D) 내의 금속 입자는 알루미늄, 티타늄, 망간, 크롬 및 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것인 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 금속 입자를 함유한 마스터배치(D) 내의 금속 입자는 상기 금속 입자를 함유한 마스터배치(D) 총 100 중량%에 대해 금속 입자를 5 내지 20 중량%로 포함되는 것인 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 입자를 함유한 마스터배치(D)는 금속 입자를 함유한 마스터배치 총 100 중량%에 대해 폴리알킬(메타)아크릴레이트 수지를 75 내지 93 중량%을 포함하는 것인 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 표면층(20)은 상기 본체(10)의 상기 실내측면(11), 실외측면(12), 안착면(13) 및 접지면(14) 중에서 적어도 1면에 형성되는 것인 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 표면층(20)은 헤어라인 엠보(21)를 포함하는 것인 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 헤어라인 엠보(21)는 두께가 5 내지 15㎛, 길이가 0.1 내지 100mm, 평균거칠기(Ra)가 0.1 내지 10㎛, 단위 길이 1cm당 선 수 20 내지 350개인 것인 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일.
  16. PVC 100중량부를 기준으로, 가공조제 0.5-10중량부, 충격보강제 5-15중량부, 안료 2-10중량부, 탄산칼슘 10-30중량부, 활제 0.5-10중량부, 산화 및 자외선방지제 0.1-5중량부를 포함하는 본체 조성물; 및
    아크릴계 수지 20 내지 50 중량%, 불소 수지 대해 20 내지 35 중량%, 충격 보강제 15 내지 35 중량% 및 금속 입자를 함유한 마스터배치 5 내지 17중량%를 포함하는 표면층 조성물;을 공압출하여 본체 외표면에 표면층을 형성하는 단계;를 포함하는 금속 질감이 부여된 창호용 합성수지 프로파일 제조방법.
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JP2006111885A (ja) * 1997-06-23 2006-04-27 Daikin Ind Ltd テトラフルオロエチレン共重合体

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