KR20090105597A

KR20090105597A - 내후성이 우수한 시트

Info

Publication number: KR20090105597A
Application number: KR1020080031149A
Authority: KR
Inventors: 이혁렬
Original assignee: 주식회사 에스폴리텍
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2009-10-07

Abstract

본 발명은 투명방음벽, 채광창, 지붕, 캐노피 또는 건축물의 연결통로 등에 사용되는 내후성이 우수한 시트에 관한 것으로서, 장기간 자외선에 노출되더라도 황변이 발생되지 않도록 효율적으로 자외선이 차단될 수 있으며 충격강도도 유지될 수 있는 내후성이 우수한 방음벽용 시트에 관한 것이다.

본 발명에 따른 내후성이 우수한 시트는 폴리카보네이트 수지층과, 폴리카보네이트 수지층의 일표면 또는 양표면에 적층형성되며, 폴리카보네이트 수지 80 내지 99 중량부와, 자외선 흡수제 0.3 내지 15 중량부와, 산화방지제 0.05 내지 1 중량부를 함유하는 자외선 차단층을 포함하며, 폴리카보네이트 수지층 및 자외선 차단층은 공압출 방법으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

폴리카보네이트, 내후성, 자외선, 자외선 흡수제, 산화방지제, 공압출

Description

내후성이 우수한 시트{SHEET WITH EXCELLENT WEATHERABILITY}

본 발명은 투명방음벽, 채광창, 지붕, 캐노피 또는 건축물의 연결통로 등에 사용되는 내후성이 우수한 시트에 관한 것이다.

일반적으로, 투명방음벽, 채광창, 지붕, 캐노피 또는 건축물의 연결통로 등과 같은 옥외 구조물은 자외선에 대한 내후성이나 외부자극에 대한 내스크래치성 및 외부충격에 대한 내충격성 등이 요구된다.

이러한 투명방음벽 등의 내후성, 내스크래치성, 내충격성을 충족시킬 수 있는 재료로 폴리카보네이트(Polycarbonate ; PC) 시트가 주로 사용되고 있는데, 폴리카보네이트는 열가소성 플라스틱 수지제품의 일종으로 수지층(Resin), 유리섬유층(Fiber Glass), 수지층(Resin)으로 이루어지며 통상 압출성형으로 제조되고 있다.

이러한 폴리카보네이트 시트는 내후성, 내충격성, 내열성, 자기 소화성, 투명성 등의 특징이 있을 뿐만 아니라 강화유리의 약 150배 이상의 충격도를 지니고 있어 유연성 및 가공성이 우수하여, 건축 신소재로서 다양하게 활용되고 있다.

그러나, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 폴리카보네이트 시트는 자체 내후 성을 가지고는 있으나 자외선에 취약하여 시공 후 약 5년 이상 자외선에 노출되면 황변이 진행되어 투명성이 떨어지고 물성이 저하된다는 문제점이 있었으며, 이 경우 제품 교체로 인한 비용 증가의 문제점이 있었다. 또한, 자외선이 폴리카보네이트 시트를 투과하기 때문에 자외선 노출로 인한 피부노화, 피부암 등이 발생할 염려가 크다는 문제점이 있었다.

한편, 위의 문제점을 해소하기 위하여, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 자외선 차단제가 함유된 폴리카보네이트 수지 조성물을 이용하고도 있으나, 이러한 폴리카보네이트 수지 조성물을 이용하더라도 황변현상이 발생할 뿐만 아니라 투과되는 자외선에 노출될 수 있는 문제점이 완전히 해소되지 못하고 있으며, 폴리카보네이트 수지의 함량이 줄어듬에 따라 충격강도가 저하된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 장기간 자외선에 노출되더라도 황변이 발생되지 않도록 효율적으로 자외선이 차단될 수 있으며 충격강도도 유지될 수 있는 내후성이 우수한 방음벽용 시트를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 본 발명의 목적은,

폴리카보네이트 수지층과, 상기 폴리카보네이트 수지층의 일표면 또는 양표면에 적층형성되며, 폴리카보네이트 수지 80 내지 99 중량부와, 자외선 흡수제 0.3 내지 15 중량부와, 산화방지제 0.05 내지 1 중량부를 함유하는 자외선 차단층;을 포함하며, 상기 폴리카보네이트 수지층 및 자외선 차단층은 공압출 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 내후성이 우수한 시트를 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 자외선 차단층의 자외선 흡수제는 벤조트리아졸계, 힌다드아민계, 벤조페논계 및 살리실레이트계 화합물 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어진다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 의하면, 상기 자외선 차단층의 산화방지제는 페놀계 화합물로 이루어진다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 의하면, 상기 자외선 차단층은 인계 화합물로 이루어지는 산화방지제 0.05 내지 1 중량부를 더 함유한다.

본 발명에 따른 내후성이 우수한 시트에 의하면, 폴리카보네이트 수지층의 일표면 또는 양표면에 자외선 차단층이 형성됨으로써, 자외선이 차단될 수 있어 장기간 자외선에 노출되더라도 황변이 발생되지 않아 장기간 사용할 수 있으며, 충격강도도 유지될 수 있다.

또한, 자외선 차단율(약 370 ∼ 400nm까지 차단)이 우수하여 자외선 노출로 인한 피부노화 내지 피부암 등의 피해가 방지될 수 있다.

이하에는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 내후성이 우수한 시트를 나타낸 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 내후성이 우수한 시트는 폴리카보네이트 수지층(100), 자외선 차단층(200)을 포함하여 이루어지며, 폴리카보네이트 수지층(100), 자외선 차단층(200)은 공압출 방법으로 형성된다.

폴리카보네이트 수지층(100)은 100% 폴리카보네이트 수지로 이루어지는 층으로서, 기재층의 역할을 하는 것이다. 이러한 폴리카보네이트 수지는 일반적으로 당업계에서 관용적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않고 본 발명의 일실시예에 사용될 수 있다.

자외선 차단층(200)은 폴리카보네이트 수지층(100)의 일표면 또는 양표면에 형성되어 자외선을 차단하는 역할을 하는 것으로서, 폴리카보네이트 수지, 자외선 흡수제, 산화방지제를 함유한다.

여기서, 폴리카보네이트 수지는 80 내지 99 중량부, 자외선 흡수제는 0.3 내지 15 중량부, 산화방지제는 0.05 내지 1 중량부인 것이 바람직하며, 특히 폴리카보네이트 수지 87 중량부, 자외선 흡수제 12.5 중량부, 산화방지제 0.5 중량부인 것이 더욱 바람직하다.

자외선 흡수제는 벤조트리아졸계, 힌다드아민계, 벤조페논계, 살리실레이트계 화합물 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 이들 화합물의 혼합물로 이루어질 수도 있으며, 이들 자외선 흡수제의 구조식은 아래에 나타난 바와 같다.

전술한 바와 같이, 자외선 흡수제는 0.3 내지 15 중량부인 것이 바람직한데, 자외선 흡수제가 0.3 중량부 미만인 경우 자외선 흡수율이 저조해지는 경향이 있고, 15 중량부 초과인 경우 자외선 차단층의 물성이 저하되기 때문이다. 특히, 자외선 흡수제는 13 내지 15 중량부인 것이 가장 바람직한데, 이 경우 자외선 흡수 효율이 극대화될 수 있을 뿐만 아니라 요구되는 물성도 충족될 수 있게 된다.

이러한 자외선 흡수제 중 벤조트리아졸계로는 상업적으로 수득가능한 상표명 TINUVIN 234, TINUVIN 326, TINUVIN 329, TINUVIN 360(이상 제조원;시바게이지(Cibageigy) 등 또는 상표명 SONGSORB 2340, SONGSORB 3200(이상 제조원;송원산업) 등이 이용될 수 있으며, 살리실레이트계로는 상표명 HOSTAVIN B-CAP(제조원;클라리언트(주))이 이용될 수 있다.

가장 바람직한 예는 TINUVIN 326으로 이에 대한 구조식은 아래와 같다.

산화방지제는 1차 산화방지제가 페놀계 화합물, 2차 산화방지제가 인계 화합물로 이루어지는 것이 바람직한데, 이들 1, 2차 산화방지제는 각각 0.05 내지 1 중량부 이내에서 사용될 수 있고, 산화방지제는 0.3 내지 0.5 중량부 이내에서 사용될 때 가장 우수한 성질을 발휘하게 된다. 반면, 1 중량부를 초과하는 경우에는 자외선 차단층의 물성이 저하되는 단점이 있다.

특히, 1차 산화방지제는 상업적으로 수득가능한 상표명 Irganox1076(옥타데 실 3,5-디-터르-부틸-4-히드록시하이드로시나메이트(octadecyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate)) (제조원:시바게이지(Cibageigy))이 사용될 수 있다.

또한, 2차 산화방지제는 상업적으로 수득가능한 상표명 Irgafos 168(트리스 2,4-디-tert-부틸페닐 포스파이트)(제조원;시바게이지(Cibageigy)이 사용될 수 있으며, 이 외에도 상표명 HOSTANOX P-EPQ(제조원;클라이언트(주))가 사용될 수 있다.

한편, 폴리카보네이트 수지층(100)은 0.96mm, 자외선 차단층(200)은 0.04mm가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.

시험예

폴리카보네이트 수지층과 그 양표면에 자외선 차단층이 형성될 수 있도록 공압출로 시트를 제조하였다. 이때, 폴리카보네이트 수지층을 형성하기 위한 압출기와, 자외선 차단층을 형성하기 위한 압출기의 사양은 다음과 같다. 한편, 공압출은 일반적으로 알려진 압출방법이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

<폴리카보네이트 수지층을 형성하기 위한 압출기>

구경(㎜) : 105(싱글)

스크류(L/D) : 33/1

스크류 회전수(rpm) : 36

<자외선 차단층을 형성하기 위한 압출기>

구경(㎜) : 65(싱글)

스크류(L/D) : 32/1

스크류 회전수(rpm) : 15 ∼ 50

여기서, 자외선 차단층은 폴리카보네이트 수지 86.5 중량부, 자외선 흡수제 13 중량부, 1차 산화방지제 0.25 중량부, 2차 산화방지제 0.25 중량부가 되도록 하였다.

그리고, 자외선 흡수제는 벤조트리아졸계로 TINUVIN 326을 사용하였으며, 1차 산화방지제는 페놀계로 Irganox1076을 사용하였으며, 2차 산화방지제는 인계로 Irgafos 168을 사용하였다.

아래의 표 1은 위와 같이 제조된 내후성이 우수한 시트와 종래 폴리카보네이트 시트의 물성에 대한 시험결과를 나타낸 것이다.

표 1. 내후성이 우수한 시트의 시험결과

시험항목	측정방법	측정단위	일반 PC 시트	시험예
전광선투과율	ASTM D 1003	％	86.5	90.1
열변형온도(18.5kg/cm²)	ASTM D 1003	℃	132	127
인장강도	ASTM D 638	MPA	70	64.1
신율	ASTM D 638	％	120	85
굴곡강도	ASTM D 790	MPA	90	101
굴곡탄성율	ASTM D 790	GPA	2.0	2.6
로크웰경도	ASTM D 785	R scale	120	113.5
표면고유저항	JIS K 6991	Ω	> 10¹⁶	> 10¹⁶

위의 표에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 시트는 일반 폴리카보네이트 시트와 인장강도, 신율, 굴곡강도, 굴곡탄성율 등의 기계적 물성에 있어서 큰 차이를 보이지 않는다. 이처럼, 본 발명의 일실시예에 따른 시트는 일반 폴리카보네이트와 거의 유사한 물성을 나타내면서도 후술하는 바와 같이 폴리카보네이트 시트에 비해 우수한 자외선 차단능력을 나타낸다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 내후성이 우수한 시트의 자외선 차단영역을 나타낸 도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 종래 폴리카보네이트 시트의 경우 대략 300nm까지의 자외선을 흡수하는 것에 비해(B 참조), 본 발명의 일실시예에 따른 내후성이 우수한 시트는 자외선 차단층으로 인해 약 370nm ∼ 400nm까지의 자외선 을 흡수한다(A 참조).

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 내후성이 우수한 시트의 황변도값의 변화량을 나타낸 도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 종래 폴리카보네이트 시트의 경우 자외선에 노출되는 시간이 경과함에 따라 황변도값이 급격하게 증가하는 것에 비해(C 참조), 본 발명의 일실시예에 따른 내후성이 우수한 시트는 자외선 차단층이 자외선을 흡수하게 되어 황변도값의 증가율이 매우 낮다(D 참조).

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 내후성이 우수한 시트로 제품을 제조한 경우 장시간 자외선에 노출되더라도 자외선 차단능력이 우수하고 이에 따라 황변도값도 거의 증가하지 않기 때문에 장기적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 폴리카보네이트 시트를 나타낸 도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 내후성이 우수한 시트를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 내후성이 우수한 시트의 자외선 차단영역을 나타낸 도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 내후성이 우수한 시트의 황변도값의 변화량을 나타낸 도.

※ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명

100 : 폴리카보네이트 수지층

200 : 자외선 차단층

Claims

폴리카보네이트 수지층;

상기 폴리카보네이트 수지층의 일표면 또는 양표면에 적층형성되며, 폴리카보네이트 수지 80 내지 99 중량부와, 자외선 흡수제 0.3 내지 15 중량부와, 산화방지제 0.05 내지 1 중량부를 함유하는 자외선 차단층;을 포함하며, 상기 폴리카보네이트 수지층 및 자외선 차단층은 공압출 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 내후성이 우수한 시트.
청구항 1에 있어서,

상기 자외선 차단층의 자외선 흡수제는 벤조트리아졸계, 힌다드아민계, 벤조페논계 및 살리실레이트계 화합물 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내후성이 우수한 시트.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 자외선 차단층의 산화방지제는 페놀계 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내후성이 우수한 시트.
청구항 3에 있어서,

상기 자외선 차단층은 인계 화합물로 이루어지는 산화방지제 0.05 내지 1 중 량부를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 내후성이 우수한 시트.