KR20110064907A

KR20110064907A - 인테리어 시트/필름용 폴리올레핀 조성물

Info

Publication number: KR20110064907A
Application number: KR1020090121683A
Authority: KR
Inventors: 권상민; 김석진; 이태근; 정운기
Original assignee: 에스케이이노베이션 주식회사; 에스케이종합화학 주식회사
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2011-06-15
Also published as: WO2011071270A2; US20130005893A1; JP2013513687A; CN102695755A; KR101283219B1; EP2511335A2; WO2011071270A3; US8470920B2

Abstract

본 발명은 인테리어 시트/필름용 폴리올레핀 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 인테리어 시트용 폴리올레핀 조성물은 70∼99중량%의 폴리올레핀 및 융점이 130∼180℃인 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트 1∼30중량%을 포함한다. 본 발명에 따른 폴리올레핀 조성물은 친환경적이며, 가공성, 인쇄성 및 접착성과 같은 물성이 우수하다. 또한, 압출 방식에 의해 시트를 연신없이 다양한 두께로 생산이 가능하여 단독 및 합지하여 다양한 응용 분야에 적용이 가능하다.

인테리어, 폴리올레핀, 프로필렌, 데코시트, 폴리에틸렌테레프탈레이트

Description

인테리어 시트/필름용 폴리올레핀 조성물{POLYOLEFIN COMPOSITION FOR INTERIOR SHEET/FILM}

본 발명은 인테리어 시트/필름용 폴리올레핀 조성물에 관한 것이다.

현재 환경 문제의 대두로, 친환경 건축자재 및 내외장 마감재에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 마감재로는 데코레이션 시트(이하, 데코시트), 벽지, 바닥재, 또는 광고 및 외관 목적으로 부착하는 점착 필름 등에 사용되는 인테리어 시트/필름이 있으며, 특히, 데코시트는 장롱, 싱크대, 수납장과 같은 가구에 나무 무늬와 같은 장식을 표현하기 위한 시트를 의미하며, 통상 원목이 매우 고가이기 때문에, 재생나무를 이용하여 만들어진 목판에 나무 무늬 및 여러 무늬를 표현하기 위해 사용된다.

이하 본 발명에서 사용된 용어 "인테리어 시트/필름"은 특별한 언급이 없는 한 데코시트, 벽지, 바닥재, 또는 점착 필름을 모두 포함하는 의미로 사용된다.

현재까지, 이와 같은 인테리어 시트/필름은 PVC를 재료로 이용하여 시트를 얇고 광폭으로 생산할 수 있는 캘린더링(calendering) 방식을 이용하여 왔으나, 환경 호르몬을 함유하며, 연소시 다이옥신이 발생하는 문제점이 대두되어, 새집 증후군을 일으키는 등 건강에 해가 되어 친환경 소재로의 개발 중요성이 점차 고조되고 있다.

이러한 친환경 소재로 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 또는 이들의 혼합수지와 같은 폴리올레핀 수지가 있다. 그러나, 비극성인 폴리올레핀 수지는 기존 PVC 대비 인쇄성 및 접착성이 떨어지고, 기존 PVC용 잉크나 접착제를 사용하는 장비로는 인쇄나 접착에 어려움이 있고 코로나 처리를 통해 인쇄성을 부여하는데 이는 공정 단계가 증가할 뿐만 아니라 일정 시간이 지나면 인쇄가 되는 않는 문제가 있다.

따라서, 인쇄성을 높이기 위해 고가의 비극성 잉크를 사용하고 있는데, 이는 원가의 상승을 유발할 뿐만 아니라 정교한 인쇄를 필요로 하는 인테리어 시트/필름에서 기존 PVC 수지와 대비하여 인쇄성이 현저히 떨어지는 경향이 있다. 또한, 접착력을 높이기 위해 접착제를 입히기 전에 프라이머를 전처리함으로써 접착력을 높이고 있는데 이는 공정 단계를 증가시켜 원가를 상승시키는 문제가 있다.

한편, 특허문헌 1과 특허문헌 2에서는 폴리에틸렌테리프탈레이트(PET) 등을 포함하는 폴리올레핀 수지를 개시하고 있으나, 상기 특허들은 인테리어 시트/필름에 관한 것이 아니고, 병(bottle), 트레이(tray) 등의 용기류나 진공성형이 유용한 2차 가공품을 제조하는데 유용한 기술이다.

따라서, 상업적으로 인쇄성 및 접착성 등이 우수한 폴리올레핀 수지에 관한 요구가 증가하고 있는 추세이다.

특허문헌 1: 일본공개특허 제2006-137910호

특허문헌 2: 일본등록특허 제3856948호

이에 본 발명에서는 폴리올레핀 수지를 이용하여 인테리어 시트/필름을 압출 또는 칼렌더링 방식으로 제조하면서도, 인쇄성 및 접착성이 우수한 폴리올레핀 조성물을 광범위하게 연구한 결과, 개질 PET를 첨가한 폴리올레핀 조성물이 상술한 문제점을 해결할 수 있음을 발견하였고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 환경유해물질인 다이옥신 및 중금속 등 환경오염을 일으키지 않고 유기 휘발성분 및 이산화탄소 발생량이 적어 친환경적이어서 새집 증후군을 감소시킬 수 있는 친환경 폴리올레핀 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 기존에 폴리올레핀이 가지고 있던 인쇄성 및 접착성 등의 문제를 기존 PVC 데코시트와 동등하고, 또한, 우수한 가공성에 의해 얇은 두께로도 생산하여 단독 또는 합지시켜 다양한 분야에 응용이 가능한 인테리어 시트/필름용 폴리올레핀 조성물을 제공하는 데 있다.

상기 목적 및 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인테리어 시트/필름용 폴리올레핀 조성물은 폴리올레핀 70∼99중량% 및 융점이 130∼180℃인 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트 1∼30중량%을 포함한다.

또한, 상기 폴리올레핀은 폴리프로필렌 또는 탄성 에틸렌프로필렌 공중합체가 2∼30중량% 함유된 폴리프로필렌인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폴리올레핀은 50∼99중량%의 폴리프로필렌 또는 탄성 에틸렌프로필렌 공중합체가 2∼30중량%가 함유된 폴리프로필렌과 1∼50중량%의 저밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌 및 고밀도폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 폴리에틸렌과의 혼합물인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 인테리어 시트/필름용 폴리올레핀 조성물에 있어서, 상기 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트는 폴리에틸렌석시니테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌아디픽테레프탈레이트인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폴리올레핀 조성물은 탄산칼슘, 탈크, 운모, 및 지올라이트로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 무기물 0.1∼40중량%를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폴리올레핀 조성물은 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에틸렌/프로필렌/비공역디엔 3원공중합체(EPDM), 스티렌－부타디엔 고무(SBR) 및 아크릴로니트릴·부타디엔계 합성 고무(NBR)로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 고무성분 0.1∼30중량%를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폴리올레핀 조성물은 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌(methylmethacrylate-butadiane-styrene: MBS), EVA, 무수말레인산 및 PP-g-MA로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 상용화제 0.001∼3중량%를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리올레핀 조성물은 환경유해물질인 다이옥신 및 중금속 등 환경오염을 일으키지 않고 유기 휘발성분 및 이산화탄소 발생량이 적어 친환경적이고 안정하여 새집 증후군을 감소시킬 뿐 아니라 기존 PVC 데코시트에 비해 인쇄성 및 접착성과 같은 물성이 동등한 효과가 있다. 또한, 가공성이 우수하여 시트/필름를 연신없이 다양한 두께로 생산이 가능하여 단독 및 합지하여 다양한 응용 분야에 적용이 가능한 효과가 있다.

이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 인테리어 시트/필름용 폴리올레핀 조성물은 폴리올레핀 70∼99중량% 및 융점이 130∼180℃인 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트 1∼30중량%을 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 폴리올레핀은 내열성, 굽힌 강도가 우수한 제품을 얻기 위해 프로필렌 단독(100중량%), 즉, 호모 폴리프로필렌을 사용할 수 있고, 또한, 우수한 충격강도 및 은폐력을 얻기 위해 탄성 에틸렌프로필렌 공중합체가 2∼30중량% 함유된 폴리프로필렌을 사용할 수 있다. 여기서, 탄성 에틸렌프로필렌 공중합체의 사용량이 2중량% 미만이면 원하는 충격강도 및 은폐력을 얻을 수 없고, 30중량%를 초과하면 가공성 및 굽힌 강도 등이 열악하여 원하는 제품을 얻을 수 없다.

또한, 본 발명의 폴리올레핀 조성물은 가공성이 우수하고, 내열성, 굽힌 강 도(뻣뻣함, Stiffness) 등을 우수하게 하기 위해 폴리프로필렌 함량을 50중량% 내지 99중량%까지 함유하고, 제품에 따라 유연성을 주기 위해 저밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌 및 고밀도폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 폴리에틸렌을 1∼50중량%로 첨가할 수 있다. 여기서 상기 폴리에틸렌이 50중량%를 초과하면 제품의 성형이 어려울 뿐만 아니라 내열성 및 굽힌 강도 등이 열악하여 원하는 제품을 얻을 수 없다. 이 경우에 있어서도, 상기 폴리프로필렌은 프로필렌 단독(100중량%), 또는 탄성 에틸렌프로필렌 공중합체가 2∼30중량% 함유된 폴리프로필렌을 사용할 수 있다.

한편, 일반적으로 폴리올레핀은 무극성으로 인쇄 및 접착성이 매우 떨어지므로 일반적으로 코로나 처리를 하여 일시적으로 극성을 만들고 무극성 잉크를 사용하여 인쇄가 가능하게 하나 이는 또 하나의 공정을 유발시키고 코로나 처리 후 일정 기간 이상이 지나면 인쇄가 되지 않는 단점이 있다. 이에 극성을 가지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 폴리올레핀에 첨가하여 그래프팅시키면 우수한 인쇄 및 접착성을 가지는 시트를 얻을 수 있다. 단, 일반적인 폴리에틸렌테레프탈레이트는 폴리올레핀과 융점차이가 커서 상용성이 떨어져 가공성과 인쇄성이 열악하여 사용할 수 없으므로 융점이 130∼180℃를 갖는 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하다. 특히, 폴리올레핀과 상용성이 우수하여 원하는 물성을 얻을 수 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트로는 폴리에틸렌석시니테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌아디픽테레프탈레이트가 있다.

본 발명에 있어서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트의 사용량은 1∼30중량%가 바람직한데, 1중량% 미만이면 첨가되지 않은 제품과 차이를 얻을 수 없고, 30중량%를 초과하면 상용성이 떨어져 가공이 힘들어 진다.

또한, 폴리올레핀과 개질 PET의 혼합시에 개질 PET의 융점을 폴리올레핀과 유사하게 조절하여 혼합하면 상용성이 많이 좋아지나, 좀 더 우수한 상용성을 얻기 위해 폴리올레핀과 개질 PET를 압출기에서 컴파운딩할 때, EVA, MBS, 무수말레인산 및 PP-g-MA로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 상용화제를 0.001∼3중량%로 첨가하면 더욱 우수한 상용성을 얻을 수 있어 가공성 및 인쇄성을 비롯한 물성의 개선을 얻을 수 있다. 이때, 0.001중량% 미만에서는 첨가 효과가 거의 없고, 3중량%를 초과하면 수지의 물성 저하로 인해 가공이 어려울 뿐 아니라 시트/필름의 물성이 저하되는 경향이 있다.

한편, 본 발명에 따른 폴리올레핀 조성물은 무기물과 고무를 선택적으로 더욱 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 폴리올레핀 조성물에 냉각속도를 높이고, 굽힌 강도 및 은폐력을 좋게 하기 위해 탄산칼슘, 탈크, 운모 및 지올라이트로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 무기물 0.1∼40중량%를 더욱 포함할 수 있다. 여기서 무기물이 40중량%를 초과하면 가공성이 떨어질 뿐 아니라 유연성이 떨어져 접착시 문제가 발생할 수 있고 충격강도가 약해 제품으로 사용할 수 없다.

또한, 본 발명에 따른 폴리올레핀 조성물은 가공성과 내열성을 유지하면서 원하는 유연성을 얻기 위해 EVA, EPDM, SBR 및 NBR로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 고무성분 0.1∼30중량%를 더욱 포함할 수 있다. 여기서 고무 함량이 30 중량%를 넘으면 가공성이 떨어지고 굽힌 강도가 약해 제품으로 사용할 수 없다.

이러한 조성을 갖는 본 발명에 따른 폴리올레핀 조성물은 압출기에서 용융시키면서 컴파운딩하고, 성형기(다이)에서 시트상태로 만들어 압출기의 롤러쌍 사이로 압출하여 원하는 두께의 시트로 제조된다. 이렇게 제조된 인테리어 시트/필름은 인쇄성 및 접착성 등이 우수하여 데코시트, 벽지, 바닥재, 접착필름 등으로 사용이 가능하다.

이하 실시 예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

실시 예 1

폴리프로필렌 80중량% 및 융점이 약 160℃인 폴리에틸렌석시니테레프탈레이트 20중량%의 혼합물을 약 230℃로 유지된 2축 압출기에서 컴파운딩하고, 성형기(다이)에서 시트상태로 배출한 다음, 압출기의 롤러쌍 사이로 상기 시트를 약 0.1㎜의 두께 및 1500㎜의 폭으로 인테리어 시트를 제조하였다.

실시 예 2

에틸렌프로필렌 공중합체가 약 15중량% 함유된 폴리프로필렌 80중량% 및 융점이 약 160℃인 폴리에틸렌석시니테레프탈레이트 20중량%의 혼합물을 약 230℃로 유지된 2축 압출기에서 컴파운딩하고, 성형기(다이)에서 시트상태로 배출한 다음, 압출기의 롤러쌍 사이로 상기 시트를 약 0.2㎜의 두께 및 1500㎜의 폭으로 인테리어 시트를 제조하였다.

실시 예 3

폴리프로필렌 60중량%, 저밀도폴리에틸렌 20중량%, 및 융점이 약 150℃인 폴리에틸렌석시니테레프탈레이트 20중량%의 혼합물을 약 230℃로 유지된 2축 압출기에서 컴파운딩하고, 성형기(다이)에서 시트상태로 배출한 다음, 압출기의 롤러쌍 사이로 상기 시트를 약 0.2㎜의 두께 및 1500㎜의 폭으로 인테리어 시트를 제조하였다.

실시 예 4

에틸렌프로필렌 공중합체가 약 15중량% 함유된 폴리프로필렌 60중량%, 저밀도폴리에틸렌 20중량%, 및 융점이 약 150℃인 폴리에틸렌석시니테레프탈레이트 20중량%의 혼합물을 약 230℃로 유지된 2축 압출기에서 컴파운딩하고, 성형기(다이)에서 시트상태로 배출한 다음, 압출기의 롤러쌍 사이로 상기 시트를 약 0.2㎜의 두께 및 1500㎜의 폭으로 인테리어 시트를 제조하였다.

실시 예 5

폴리프로필렌 60중량%, 저밀도폴리에틸렌 10중량%, 및 융점이 약 160℃인 폴리에틸렌석시니테레프탈레이트 15중량%, 탄산칼슘 10중량%, 및 EVA 5중량%의 혼합물을 약 230℃로 유지된 2축 압출기에서 컴파운딩하고, 성형기(다이)에서 시트상태로 배출한 다음, 압출기의 롤러쌍 사이로 상기 시트를 약 0.2㎜의 두께 및 1500㎜의 폭으로 인테리어 시트를 제조하였다.

비교 예 1

용융흐름지수가 2.0인 호모폴리프로필렌 100중량%을 약 230℃로 유지된 2축 압출기에서 컴파운딩하고, 성형기(다이)에서 시트상태로 배출한 다음, 압출기의 롤러쌍 사이로 상기 시트를 약 0.2㎜의 두께 및 1,500㎜의 폭으로 인테리어 시트를 제조하였다.

상기 시트의 시편을 만들고, 인장강도(㎏/㎟), 신장율(%), 인열강도(㎏/㎜), 인쇄성 및 접착성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

구분	인장강도(㎏/㎟)	신장율(%)	인열강도(㎏/㎜)	인쇄성	접착성
실시 예 1	2.6(MD), 3.3(TD)	80(MD), 18(TD)	0.9(MD), 1.0(TD)	매우 우수	우수
실시 예 2	2.5(MD), 3.2(TD)	70(MD), 15(TD)	0.8(MD), 0.9(TD)	매우 우수	우수
실시 예 3	2.0(MD), 2.6(TD)	50(MD), 12(TD)	0.9(MD), 1.1(TD)	매우 우수	매우 우수
실시 예 4	1.9(MD), 2.6(TD)	40(MD), 12(TD)	0.9(MD), 1.1(TD)	매우 우수	매우 우수
실시 예 5	2.9(MD), 3.4(TD)	44(MD), 10(TD)	0.7(MD), 0.7(TD)	우수	매우 우수
비교 예 1	2.7(MD), 3.2(TD)	80(MD), 20(TD)	0.9(MD), 1.0(TD)	열세	열세

물성측정

인장강도(㎏/㎟): ASTM D882에 의거하여 측정

인장신율: ASTM D882에 의거하여 측정

인열강도(㎏/㎜): ASTM D1922에 의거하여 측정

인쇄성: 일반 PVC 잉크로 그라비아 인쇄 후 1시간 후에 인쇄강도 측정

접착성: 일반 PVC 접착제를 도포 후 합판에 부착하여 접착 강도 측정

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 인테리어 시트/필름은 폴리프로필렌 단독(비교 예 1)으로 제조한 시트와 비교하여 다른 기계적 물성의 저하없이 인쇄성 및 접착성이 우수함을 알 수 있다.

Claims

폴리올레핀 70∼99중량% 및 융점이 130∼180℃인 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트 1∼30중량%을 포함하는 인테리어 시트/필름용 폴리올레핀 조성물.
청구항 1에 있어서,

상기 폴리올레핀은 폴리프로필렌 또는 탄성 에틸렌프로필렌 공중합체가 2∼30중량% 함유된 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하는 인테리어 시트/필름용 폴리올레핀 조성물.
청구항 1에 있어서,

상기 폴리올레핀은 50∼99중량%의 폴리프로필렌 또는 탄성 에틸렌프로필렌 공중합체가 2∼30중량%가 함유된 폴리프로필렌과 1∼50중량%의 저밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌 및 고밀도폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 폴리에틸렌과의 혼합물인 것을 특징으로 하는 인테리어 시트/필름용 폴리올레핀 조성물.
청구항 1에 있어서,

상기 개질 폴리에틸렌테레프탈레이트는 폴리에틸렌석시니테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌아디픽테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 인테리어 시트/필름용 폴리올레핀 조성물.
청구항 1에 있어서,

상기 조성물은 탄산칼슘, 탈크, 운모 및 지올라이트로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 무기물 0.1∼40중량%를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 인테리어 시트/필름용 폴리올레핀 조성물.
청구항 1에 있어서,

상기 조성물은 EVA, EPDM, SBR, 및 NBR로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 고무성분 1∼30중량%를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 인테리어 시트/필름용 폴리올레핀 조성물.
청구항 1에 있어서,

상기 조성물은 EVA, MBS, 무수말레인산 및 PP-g-MA로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 상용화제 0.001∼3중량%를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 인테리어 시트/필름용 폴리올레핀 조성물.