KR20040003965A - 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로 폴리메틸메타아크릴레이트의 우수한 성형성을 바탕으로 옥의 효능인 항균효과, 탈취효과 및 원적외선방출로 인한 건신효과를 달성하며 황토의 효능인 이온 발생에 의한 분해력, 자정력 및 흡수력을 제공하고 인간에 유익한 약성을 제공하여 신진대사를 원활히 하는 효과를 달성하고자 하는 것이다. 또한 본 발명에 따른 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물에 정전기방지제, 광택제 및 광물등의 첨가제를 첨가함으로써 특히 장신구에 이용되어 우수하다.

Description

폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물 및 그 제조방법{POLYMETHYLMETAACRYLATE RESIN COMPOSITION AND PREPARATION THEREOF}
본 발명은 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)는 메타크릴 레진(Methacryl Resin)이라고 불리우며, 비닐계 가소성 플라스틱의 하나이다. 메틸메타아크릴레이트의 중합물은 가볍고 강하며 착색이 자유로워 성형성이 우수하고, 내수성과 전기절연성 및 내약품성이 우수하며, 특히 많은 플라스틱 중에서도 내후성 및 투명성이 대단히 우수하여(광선투과도 90% ~ 92%) 최초 유기 유리로서 항공기의 창유리로 사용되었으며 현재 항공기, 자동차, 선박등의 바람막이 유리용, 광학용(렌즈회절격자 및 옵셋마이크로미터), 간판, 디스플레이, 조명기구, 의료용(치과용 의상, 의치 및 의안), 건축가구 및 부품, 기계의 계기카바, 라디오 부품, 전기기구, 장신구, 화장품, 잡화(시계부품 및 장식), 선풍기 날개, TV부품 및 기타 모노머 자체로 이용되는 공중합용 또는 도료용등에 광범위하게 사용된다.
한편, 옥은 일반적으로 연옥(Nephrite), 경옥(Jade, 비취), 황옥(Topaz) 및강옥(Corundum)으로 분류된다. 연옥은 경도가 6 ~ 6.5이고 분자식은 Ca2Mg5SiO22(OH)2이며, 경옥은 경도가 7이상이고 분자식은 NaAlSi2O6이고, 황옥은 경도가 8이고 분자식은 Al2(F,OH)SiO4이며, 강옥은 경도가 7 ~ 8이고 분자식은 Al2O3이다. 옥은 사문암(Serpentine)이 변질되는 과정에서 형성되는데, 특히 광물 조성과정에서 각섬석화된 것이 연옥이고 알칼리 휘석화된 것이 경옥이다.
이러한 옥은 인체에 유익한 원적외선 방출, 항균 및 탈취효과가 있고, 잘 알려져 있는 바와 같이 신진 대사 촉진, 체내 노폐물(노폐물, 수은 및 납등)의 분해 발산, 혈액 점도 회복, 혈액의 알칼리성화, 이상세포 증식 방지, 정상세포로의 회복 등의 건신효과가 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 이들 옥을 분말화 하면 옥의 성질을 유지한 채 각종 건강 보조제, 항균제 및 탈취제에 사용될 수 있다.
또한, 황토는 미세한 토립의 풍적물로서, 0.02㎜∼0.05㎜인 조립질과 중립질의 아주 미세한 분말이며 그 화학적 조성은 실리카(SiC2), 철분(Fe), 알루미나(Al2O3), 마그네슘(Mg), 나트륨(Na), 칼슘(Ca), 칼륨(K) 및 석회로 충적호토양(沖積戶土壤)의 조성과 비슷하다.
이러한 황토는 이온을 발생하여 분해력, 자정력, 흡수력 등이 뛰어나며, 또한 인간에 유익한 약성을 갖고 있고 신진대사를 원활히 하는 것으로 알려져 있다.
종래 각종 가정용기나 일상 생활기구에 옥분말 또는 황토를 혼합하여 이용하고 있고, 플라스틱수지 성형체에 옥분말을 혼합하는 기술이 있으나 혼합재료, 혼합시기 및 혼합비율에 따라 혼합물질의 효능과 성형성등이 크게 차이가 나므로 이에대한 지속적인 개발이 이루어지고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 폴리메틸메타아크릴의 우수한 성형성 및 옥과 황토의 효능에 착안하여 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 메틸메타아크릴레이트의 단위체 및 그 중합체 각각의 단계에서 옥분말과 황토세라믹을 첨가하여 성형성이 우수한 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적의 다른 일면은 폴리메틸메타아크릴레이트의 우수한 성형성을 바탕으로 옥분말 및 황토세라믹 각각의 효능이 달성되는 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 폴리메틸메타아크릴레이트, 옥분말 및 황토세라믹으로 구성되는 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물에 정전기방지제, 광택제 및 광물등의 첨가제를 첨가함으로써 특히 장신구에 이용되어 우수한 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서,
본 발명은 폴리메틸메타아크릴레이트 60 ~ 80 중량%, 옥분말 10 ~20 중량% 및 황토세라믹 10 ~ 20 중량%로 구성되는 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물 및 그 제조방법을 제공한다.
상기와 같은 또 다른 목적을 달성하기 위해서,
폴리메틸메타아크릴레이트, 옥분말 및 황토세라믹으로 구성되는 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물에 대해 정전기방지제, 광택제 및 광물등의 첨가제를 첨가한 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물 및 그 제조방법을 제공한다.
이하 본 발명에 따른 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물 및 그 제조방법에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명에 있어서, 황토세라믹은 산화규소 및 무기물질의 혼합물로 정의되며, 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물은 옥분말과 황토세라믹이 메틸메타아크릴레이트 첨가중합의 전단계 및/또는 후단계에 혼합된 조성물 또는 상기 조성물에 첨가제가 첨가된 조성물로 정의된다.
본 발명의 폴리메틸메타아크릴레이트의 단량체는 공지의 아세톤 안히드린법(ACH)이나 이소부틸렌법에 의해 제조된다.
본 발명에 있어서, 아세톤 안히드린법은 아세톤과 시안화수소산으로부터 아세톤시안화드린을 합성한 후 농황산 중에 아세톤시안화드린을 가한다. 그 후 물 및 메탄올로 가수분해하고 에스테르화를 행하면 조제의 단량체가 얻어진다.
본 발명에 있어서, 이소부텔렌법은 이소부틸렌 또는 t-부탄올을 산화시켜 메타크릴산으로 한 후 메탄올로 에스테르화를 시키는 이단산화법 또는 이소부틸렌 또는 t-부탄올을 안모 산화에 의해 메타클로레인을 거치고 수화황산에서 가수분해후 에스테르화시키는 메타크릴로니트릴법을 이용한다.
상기의 방법으로 제조된 단량체의 중합에 있어 중합촉매로 과산화벤조일을 사용하고 중합방지제로 황 또는 하이드로퀴논을 사용한다. 중합방법으로 단량체에과산화벤조일 0.01%~0.5%를 사용해 60℃~80℃에서 가열중합하는 괴상중합이 가능하고 이때는 발포를 방지하기 위해 테레핀유 나프탈린 폴리초산비닐등의 물질을 가미하며, 단량체 및 중합체를 융해시키는 유기용제에 일정량의 단량체를 융해시키고 과산화벤조일을 함께 사용해 가열중합하는 용액중합이 가능하고, 과산화벤조일을 촉매로 항유화제로 가용성 전분, PVA 포도당 또는 탄산칼슘 및 탄산마그네슘을 사용해 수중에서 일정하게 교반 가온 중합시키는 입상중합이 가능하고, 과황산염 및 과산화수소 0.1%~1.0%를 촉매로 해서 단량체를 유화제로 수중에 유화시켜 가온중합하는 유화중합이 가능하다. 중합시 첨가제로 디에틸, 디부틸 및 디아릴부탈레이트 등의 부탈산계 가소제를 이용한다.
본 발명에 따른 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물은 상기한 방법에 따라 제조된 폴리메틸메타아크릴레이트 60% ~ 80 중량%, 옥분말 10% ~20 중량% 및 황토세라믹 10% ~ 20 중량%으로 구성된다.
상기 폴리메틸메타아크릴레이트가 60 중량% 이하일 경우 강도가 저하되며 상기 폴리메틸메타아크릴레이트가 80 중량% 이상일 경우 옥분말 및 황토세라믹 혼합 상승 효과가 저하된다.
상기 옥분말은 10 중량% 이하일 경우 옥분말의 혼합 상승 효과가 저하되고 20 중량% 이상일 경우 강도가 저하되며 황토세라믹 및 폴리메틸메타아크릴레이트의 혼합 상승 효과가 저하된다.
상기 옥분말은 경옥 및 연옥으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상으로 이루어지고 입경은 10-1~ 10-2㎝ 이다.
상기 황토세라믹은 10 중량% 이하일 경우 황토세라믹의 혼합 상승 효과가 저하되고 20 중량% 이상일 경우 강도가 저하되며 옥분말 및 폴리메틸메타아크릴레이트의 혼합 상승 효과가 저하된다.
상기 황토세라믹은 산화규소 및 알루미늄, 칼슘 및 칼륨으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 무기물질을 포함한다.
폴리메틸메타아크릴레이트, 옥분말 및 황토세라믹으로 구성되는 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물에 대해 정전기방지제, 광택제 및 광물등의 첨가제를 첨가하며 첨가비율은 상기 폴리메틸메타아크릴레이트, 옥분말 및 황토세라믹으로 구성되는 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물 총 100중량%에 대하여 각각 1 ~ 5중량%로 첨가된다.
본 발명에 따른 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물의 제조는 메타크릴산메틸의 단위체를 합성하는 단계, 상기 단위체를 겔 상태화하는 단계, 겔 상태화된 단위체에 옥분말과 황토세라믹을 첨가하는 단계, 옥분말과 황토세라믹이 첨가된 단위체를 첨가중합시키는 단계, 합성된 중합체를 겔 상태화하는 단계, 겔 상태화된 중합체에 옥분말과 황토세라믹을 첨가하는 단계 및 옥분말과 황토세라믹이 첨가된 중합체를 냉각 및 가압하는 단계로 이루어진다.
상기 단위체를 겔 상태화 하는 단계, 상기 겔 상태화된 단위체에 옥분말과 황토세라믹을 첨가하는 단계, 상기 합성된 중합체를 겔 상태화 하는 단계 및 상기겔 상태화된 중합체에 옥분말과 황토세라믹을 첨가하는 단계의 온도는 바람직하게 는 60 ~ 70℃로 유지되고, 상기 옥분말과 황토세라믹이 첨가된 중합체를 냉각 및 가압하는 단계는 바람직하게는 최종 냉각온도가 20 ~ 30 ℃이고 최종 압력이 10기압 ~1000기압으로 유지된다.
이하 본 발명을 하기의 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하고자 하며 하기 실시예에 의하여 본 발명이 제한되지 않는다.
[실시예1]
바람직한 실시예에 의하면, 메타크릴산메틸의 단위체를 합성하는 단계로, 아세톤 2ml에 시안화수소산 2ml를 섞고 여기에 알카리촉매제로 NaOH를 약 1ml 내지 2ml 섞어 아세톤 안히드린을 합성한다. 이 때 공지의 알카리 촉매제는 어느것이나 무방하다. 합성된 아세톤안히드린에 황산 2ml를 첨가하여 아미드화한 후 메탄올 2ml를 첨가하여 에스테르화한다. 합성된 메타크릴산메틸의 단위체를 겔 상태화한 후 겔 상태화된 단위체에 옥분말 1mg과 황토세라믹1mg을 첨가하고 옥분말과 황토세라믹이 첨가된 단위체를 첨가중합한다. 합성된 중합체를 겔 상태화한 후 겔 상태화된 중합체에 옥분말 1mg과 황토세라믹 1mg을 첨가한다.
옥분말은 경옥 및 연옥으로 이루어지고 입경은 10-1cm ~ 10-2㎝ 이며, 황토세라믹은 산화규소, 알루미늄 , 칼슘 및 칼륨으로 구성된다.
상기 단위체를 겔 상태화 하는 단계, 겔 상태화된 단위체에 옥분말과 황토세라믹을 첨가하는 단계, 합성된 중합체를 겔 상태화하는 단계 및 겔 상태화된 중합체에 옥분말과 황토세라믹을 첨가하는 단계의 온도는 60℃ ~ 70℃로 유지되고, 제조시 이 온도를 유지하며 겔상태에서 20℃ ~ 30℃까지 서냉시키면서 최종 압력이 10기압 ~ 1000기압이 되도록 압력을 가하여 본 실시예에 따른 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물을 제조한다.
본 실시예의 변형예로서 상기 폴리메틸메타아크릴레이트, 옥분말 및 황토세라믹으로 구성되는 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물에 대해 정전기방지제, 광택제 및 광물등의 첨가제를 첨가하며 첨가비율은 상기 폴리메틸메타아크릴레이트, 옥분말 및 황토세라믹으로 구성되는 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물 총 100중량%에 대하여 각각 1 ~ 5중량%로 첨가하여 제조한다.
본 발명은 폴리메틸메타아크릴레이트, 옥분말 및 황토세라믹을 포함하는 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물을 통해 성형성이 우수하고, 옥의 효능인 항균효과, 탈취효과 및 원적외선방출로 인한 건신효과를 달성하며, 황토의 효능인 이온발생에 의한 분해력, 자정력 및 흡수력을 제공하고 인간에 유익한 약성을 제공하여 신진대사를 원활히 하는 효과를 달성한다.
또한 본 발명은 상기 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물에 정전기방지제, 광택제 및 광물등을 첨가하여 특히 장신구에 이용되는 경우에 우수하다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (4)

  1. 폴리메틸메타아크릴레이트 60 ~ 80 중량%, 옥분말 10 ~20 중량% 및 황토세라믹 10 ~ 20 중량% 로 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물.
  2. (a)메타크릴산메틸의 단위체를 합성하는 단계;
    (b)상기 단위체를 겔 상태화하는 단계;
    (c)겔 상태화된 단위체에 옥분말과 황토세라믹을 첨가하는 단계;
    (d)옥분말과 황토세라믹이 첨가된 단위체를 첨가중합시키는 단계;
    (e)합성된 중합체를 겔 상태화하는 단계;
    (f)겔 상태화된 중합체에 옥분말과 황토세라믹을 첨가하는 단계; 및
    (g)옥분말과 황토세라믹이 첨가된 중합체를 냉각 및 가압하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 메타크릴산메틸의 단위체는 60 ~ 80 중량%, 옥분말은 10 ~20 중량% 및 황토세라믹은 10 ~ 20 중량%인 것을 특징으로 하는 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물의 제조방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 (b)상기 단위체를 겔 상태화 하는 단계, (c)겔 상태화된 단위체에 옥분말과 황토세라믹을 첨가하는 단계, (e)합성된 중합체를 겔 상태화 하는 단계 및 (f)겔 상태화된 중합체에 옥분말과 황토세라믹을 첨가하는 단계의 온도는 60℃ ~ 70℃로 유지되고,
    상기 (g)옥분말과 황토세라믹이 첨가된 중합체를 냉각 및 가압하는 단계는 최종 냉각온도가 20℃ ~ 30 ℃이고 최종 압력이 10기압 ~ 1000기압인 것을 특징으로 하는 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 조성물의 제조방법.
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