KR19980703370A - 배면이 발포체로 된 고상 표면재 - Google Patents
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Abstract
고상 표면 재료에는 중합체 매트릭스내의 계면 또는 전이 대역이 없이 기포로 충진된 중합체의 배면이 일체형으로 형성된 충진된 중합체의 박층이 제공된다.
Description
발명의 배경
본 발명은 층들 사이에 충진되지 않은 중합체의 전이 대역을 갖지 않고, 충진제가 첨가된 고상 중합체 표면 및 중공 기포체로 충진된 유사 재료의 배면 (backing)을 갖는 복합 주조품에 관한 것이다.
폴리메틸 메타크릴레이트 및 알루미나 삼수화물을 기재로 하는 재료를 포함하는 고상 표면재는 당업계에 공지되어 있다. 이들 제품에 대한 기본 기술은 미국 특허 제3,847,865호 (더긴스 (Duggins), 1974), 동 제4,085,246호 (버서 (Buser), 로델 (Roedel) 및 배실리오우 (Vassiliou), 1978), 및 공개된 PCT 특허 출원 제US88/14322호 (프랑크 (Frank), 오트렘바 (Otremba), 폴 (Pohl) 및 쉴리어 (Schlier), 1988)에 개시되어 있다.
기포로 충진된 배면재 및 유리 섬유 보강물을 갖는 이러한 고상 표면재를 적층하려는 이전의 시도로 인해 비용이 많이 드는 다단계 공정 및 자신들의 특성을 갖는 명백히 상이한 층들을 갖는 적층품이 생겨났다. 적층품은 일반적으로 일체품 보다 특정 조건하에서의 계면으로 인하여 박리되거나 취약해지기가 더욱 쉽다. 이 유형의 다층 적층품으로는 유럽 특허 제285,046호 (쇼크 (Schock), 1993)에 기재되어 있는 것을 들 수 있다.
모든 상술한 문헌은 고상 표면을 충진된 중합체 재료로 제조하기 위한 방법 및 재료에 대한 그들의 교시 내용이 본 명세서에 참고로서 채택된다. 층들 사이에 적층 전이물이 없이 보다 가벼운 시트 재료에 일체형의 고상 표면재의 표면 특성을 제공할 수 있고, 비용이 적게 드는 공정에 의해 이러한 제품을 제조할 수 있는 것이 바람직하다.
발명의 요약
본 발명은 중합체 매트릭스 및 2개 이상의 상이한 충진제 대역을 포함하는 복합 주조품을 제공하며, 상기 제품은 본질적으로 2개의 대향면을 갖는 편평한 상태이고, 이 제품의 제1 대역은 충진제 더하기 매트릭스의 10 내지 80 중량% 범위의 수준에서 충진제를 갖는 제품의 일면을 포함하고, 제2 대역은 충진제 및 기포 더하기 매트릭스의, 5 내지 60 중량%의 충진제 및 3 내지 30 중량%의 기포를 갖는 상기 제1면에 대향하는 제2면을 포함하며, 상기 제1 및 제2 대역은 본질적으로 2개의 대역들 사이에 충진되지 않은 매트릭스층이 없는 연속체를 형성한다. 제1 대역과 유사한 제3 대역은 제2 대역의 대향면상에 포함될 수 있다. 둘째로, 청구의 범위 제1항의 주조품은 상기 제1면 상에, 내스크래치성 및 내마모성을 제공하기에 충분히 경질인 충진제 및 중합체 매트릭스를 포함하는 경질 대향면의 추가층을 갖는다.
다른 실시양태에서, 제1층의 한도내의 조성물을 갖는 제3층이 제2층에 첨가된다. 또한, 경질면은 제1층 전에 알루미나, 실리카, 탄산칼슘과 같은 ATH 보다 더 경질인 충진제, 또는 화강석과 같은 천연석 재료로 적용함으로써 첨가될 수 있다. 게다가, 충진된 또는 충진되지 않은 수지의 분쇄 입자는 미국 특허 제4,085,246호에서 교시된 분쇄 입자에 따라 제1층에 첨가될 수 있다.
본 발명의 잇점은 메짐성 대역을 발생시킬 수 있거나 다른 기계적인 어려움의 원인이 될 수 있는 중합체의 어떠한 전이 대역도 없이 경량이고 더욱 경제적인 고상 표면재를 제공하는 것이다. 이러한 제품은 단일 단계 또는 2단계의 주조 공정에 의해 제조될 수 있다. 부, 비율 및 백분율은 달리 언급하지 않는 한 중량 단위이다.
실시예 1
단일 단계 주조 공정
메틸 메타크릴레이트 단량체 또는 이 단량체와 이 단량체에 용해된 약 20%의 폴리메틸메타크릴레이트 시럽과의 배합물에 2종 이상의 충진제를 첨가하여 중합가능한 혼합물을 제조하였다. 본 실시예에서, 충진제로는 1) 알루미늄 삼수화물, 2) 중공 유리 기포, 바람직하게는 3M사의 스코치라이트 (Scotchlite) S-22-10-100 ㎛, 중간값 40 ㎛, 및 3) 베이지색 안료가 있다. 시럽은 단량체 중 약 20%의 폴리메틸메타크릴레이트를 포함하였다. 혼합물을 하기의 구성 성분을 배합함으로써 제조하였다:
중량% | |
메틸 메타크릴레이트 | 50.5 |
시럽 | 5.5 |
알루미나 삼수화물 | 33.0 |
스코치라이트 S-22 (10-100 ㎛, 중간값 40 ㎛) 유리 기포 | 11.0 |
100.0 |
제품에 소량의 베이지색 안료 (1.0%)를 첨가하여 착색시켰다. 개시제를 첨가하고, 혼합물을 배기시켜 공기를 제거하였다. 이어서, 이 혼합물을 주조물로 주조하였다.
이 혼합물은 저점도 (약 100 센티포이즈 또는 0.1 Psec.)를 가졌으며, 이는 액상에 비해 그들의 비중으로 인해 충진제를 층들로 분리하는 것을 촉진시키는 것을 용이하게 한다. 중공 유리 기포 (비중: 0.22)는 액체 (비중: 약 1.0)에서 떠오르는 반면에, 보다 중량의 알루미늄 삼수화물 (비중: 2.42) 및 베이지색 안료는 바닥에 침강될 것이다. 경화 전에 혼합물을 진동시키는 것은 혼합물 중의 충진제의 분리를 가속시키고, 충진제를 그들 각각의 층에 더욱 균일하게 분산시킬 것이다. 3.8 ㎝ 두께의 주조물로 주조하고 경화한 후, 2개의 분리층, 즉 알루미나 삼수화물 및 착색제를 함유하는 아크릴계 중합체의 0.8 ㎝ 정면층, 및 유리 기포 및 알루미늄 삼수화물을 함유하는 3.0 ㎝ 배면층이 존재하였다. 하지만, 층들 사이에는 계면이 존재하지 않았다. 전체적으로 연속되는 중합체 매트릭스의 일체형 구조였다. 이 조성물의 정면층 대 기포 배면층의 두께비는 약 1:4였다. 정면층 중에는 73.8%의 알루미나 삼수화물이 있었고, 기포층 중에는 9.7%의 알루미나 삼수화물이 있었다 (열중량법으로 측정).
정면층 및 기포층 모두에 보다 중량의 충진제(들)을 갖는 것은 이 충진제에 의해 부여되는 특성 개선으로 인해 바람직하다. 무엇보다도 강도 및 강성, 충격 손상에 대한 내성, 내화성, 색상 분포 및 치수 안정성이 개선되었다. 보다 중량의 충진제(들)의 분배는 주조 후 임의의 겔화 또는 경화 전에 발생하였다. 각 층의 양을 원래의 혼합 조성물 중의 수준, 혼합물 점도, 혼합 온도 및 주조 후의 진동량을 포함하는 여러 공정 변수에 의해 측정하여 조절하였다. 정면층 중의 보다 중량의 충진제의 범위는 10% 내지 80%이고 발포체층 중의 보다 중량의 충진제의 범위는 5% 내지 60%이며, 바람직하게는 정면층의 경우 30% 내지 60%이고 발포체층의 경우 10% 내지 30%이었다.
실시예 2
웨트-온-웨트 (WET-ON-WET) 주조 공정
한 혼합물을 다른 혼합물의 상부에 주조물로 순차적으로 주조할 수 있도록 2종의 혼합물을 제조하였다. 혼합물 (A)는 개시제와 함께 메틸 메타크릴레이트 단량체 중 약 20%의 폴리메틸메타크릴레이트를 함유하는 시럽으로 이루어지는 액상에 분산된 알루미나 삼수화물과 같은 충진제로 이루어졌다. 단량체를 추가하여 혼합물의 점도를 조절할 수 있다. 착색 안료 및(또는) 입자를 목적하는 색상 및 패턴을 얻도록 첨가할 수 있다. 혼합물 (A)에 대한 전형적인 조성물은 하기 성분을 포함하였다:
중량% | |
메틸 메타크릴레이트 | 4.0 |
시럽 | 36.0 |
알루미나 삼수화물 | 42.0 |
착색 안료 (30-150 메쉬, 미국 표준 체: 100-600 ㎛) | 18.0 |
100.0 |
혼합물 (B)는 메틸 메타크릴레이트 단량체 및 개시제 중 약 20%의 폴리메틸메타크릴레이트를 함유하는 시럽으로 이루어지는 액상에 분산된, 탄산칼슘과 함께 중공 유리 미립구와 같이, 일반적으로 경량인 충진제로 이루어졌다. 단량체를 추가하여 주조물의 점도를 조정할 수 있다. 혼합물 (B)에 대한 전형적인 조성은 하기와 같았다:
중량% | |
메틸 메타크릴레이트 | 44.0 |
시럽 | 11.0 |
알루미나 삼수화물 | 37.0 |
스코치라이트 K-1 유리 기포(20-120 ㎛, 중간값 70 ㎛, 비중 0.125) | 11.0 |
100.0 |
혼합물 (A)를 배기시켜 공기를 제거한 후, 주형에 부어 주형 바닥에 0.5 ㎝ 두께의 층을 형성하였다. 또한, 혼합물 (B)를 배기시킨 후, 아직 습윤 상태이고 경화되지 않은 동안 주형내의 혼합물 (A)의 층의 상부에 부어 1.4 ㎝의 두께의 제2층을 형성하였다. 이 구조물을 경화시킨 후, 혼합물 (A)의 중합된 형태는 정면층이었고, 혼합물 (B)의 중합된 형태는 배면 발포체층이었다. 비록 2개의 분리층이 있을지라도, 이들 사이에는 계면이 없었다. 전체적으로 연속된 중합체 매트릭스의 일체형 구조였다.
Claims (7)
- 본질적으로 2개의 대향면을 갖는 편평한 상태의 주조품이고, 이 주조품의 제1 대역은 충진제 더하기 매트릭스의 10 내지 80 중량% 범위의 수준에서 충진제를 갖는 주조품의 1면을 포함하고, 제2 대역은 충진제 및 기포 더하기 매트릭스의, 5 내지 60 중량%의 충진제 및 3 내지 30 중량%의 기포를 갖는 상기 제1면에 대향하는 제2면을 포함하며, 상기 제1 및 제2 대역은 본질적으로 2개의 대역들 사이에 충진되지 않은 매트릭스층이 없는 연속체를 형성하는, 중합체 매트릭스 및 2개의 상이한 충진제 대역을 포함하는 복합 주조품.
- 제1항에 있어서, 충진제가 알루미나 삼수화물, 알루미나, 실리카, 탄산칼슘, 충진된 또는 충진되지 않은 수지의 분쇄 입자, 유리 및 천연석 재료로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 기포가 유리 및 중합체 미립구, 플라이 애쉬, 퍼얼라이트, 및 기포 형태의 다른 천연 재료로 이루어지는 군으로부터 선택되며, 상기 중합체가 가교결합성 이량체, 삼량체 또는 사량체를 포함하거나 또는 포함하지 않고서, 아크릴산, 메타크릴산, 알킬기에 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 알킬 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 스티렌, 치환된 스티렌, 비닐 아세테이트, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 말레산 무수물, 말레산의 에스테르, 이타콘산 및 이타콘산의 에스테르로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 단량체로부터 제조된 것인 주조품.
- 제1항에 있어서, 상기 제1면 상에, 내스크래치성 및 내마모성을 제공하기에 충분히 경질인 충진제 및 중합체 매트릭스를 포함하는 경질 대향면의 추가층을 갖는 것인 주조품.
- 제3항에 있어서, 충진제가 알루미나, 실리카, 탄산칼슘 및 천연석 재료로 이루어지는 군으로부터 선택된 것인 주조품.
- 제1항에 있어서, 제1 대역의 충진제가 평균 입도가 약 30 내지 70 미크론의 범위인 알루미나 삼수화물 약 45% 내지 65%를 포함하고, 제2 대역의 충진제가 평균 입도가 약 3 내지 14 마이크론 범위인 탄산칼슘 약 30% 내지 60% 및 평균 입도가 약 30 내지 100 미크론 범위인 유리 기포 5% 내지 15%를 포함하는 것인 주조품.
- 제5항에 있어서, 제1 대역과 조성이 유사한 제3 대역이 제2 대역의 개방면에 인접하고, 상기 제1, 제2 및 제3 대역이 대역들 사이에 본질적으로 충진되지 않은 매트릭스층이 없는 연속체를 형성하는 것인 주조품.
- 제5항에 있어서, 제1 대역의 충진제가 평균 입도가 3 내지 100 미크론 범위인 알루미나 삼수화물 약 10% 내지 50% 및 평균 입도가 50 미크론 내지 20 밀리미터 범위인 충진되거나 또는 충진되지 않은 수지의 분쇄 입자 5% 내지 70%를 포함하는 주조품.
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