KR20120127810A - Coextruded wood/plastic composites with excellent weathering resistance - Google Patents

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KR20120127810A
KR20120127810A KR1020110045537A KR20110045537A KR20120127810A KR 20120127810 A KR20120127810 A KR 20120127810A KR 1020110045537 A KR1020110045537 A KR 1020110045537A KR 20110045537 A KR20110045537 A KR 20110045537A KR 20120127810 A KR20120127810 A KR 20120127810A
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김대수
홍진욱
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충북대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A coextruded synthetic wood with improved weather resistance and lowered discoloration is provided to give ultraviolet ray stability and to enhance weather resistance. CONSTITUTION: A coextruded synthetic wood with improved weather resistance is polymer/wood dust synthetic wood. The synthetic wood contains 100-15 parts by weight of wood powder, 1-5 parts by weight of UV stabilizer and/or UV blocking/absorbing pigment and 0.2-3 parts by weight of additive based on 100 parts by weight of polymer. The polymer is selected from PP, PE, PVC, PS, PMMA, PET and a polymer thereof. The additive is one or more selected from anti-oxidant, coupling agent and lubricant. The anti-oxidant, coupling agent and lubricant are respectively used for 0.2-1 parts by weight, 1-3 parts by weight and 1-3 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer.

Description

내후성이 강화된 공압출 합성목재{Coextruded wood/plastic composites with excellent weathering resistance}Coextruded wood / plastic composites with excellent weathering resistance}

본 발명은 고분자/목분 복합 합성목재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공압출 방법으로 고분자/목분 복합 합성목재를 제조하여 합성목재의 스킨층으로 표면에 위치하는 부분은 자외선(UV) 안정성이 우수하게 하여 내후성을 증진시킨 공압출 합성목재에 관한 것이다.The present invention relates to a polymer / wood powder composite wood, and more specifically, to a polymer / wood powder composite wood produced by co-extrusion, the part located on the surface as a skin layer of the synthetic wood has excellent UV (UV) stability. The present invention relates to a coextruded synthetic wood having improved weather resistance.

WPC는 PP, HDPE, LDPE, PVC 등의 열가소성수지와 목분 등의 천연섬유질을 적절한 비율로 혼합하여 제조한 복합 소재로서, 건축자재 등의 여러 산업 분야에 널리 쓰이고 있다. WPC는 건축재로 사용했던 폐목재 및 원목을 가공하는 과정에서 발생되는 많은 양의 톱밥을 환경 친화적으로 재활용하기 위하여 연구 및 개발되어 왔으며 목분을 열가소성 수지에 넣어 용융블렌딩하는 가공방법이 가장 많이 연구되고 있다. 이러한 친환경 목분/고분자 복합재료의 압출 혹은 사출 가공을 통해 제작되는 WPC 건축자재는 목재 혹은 플라스틱 단일 재료로 제작된 건축자재의 여러 가지 단점을 보완할 수 있는 대용재로 널리 사용되고 있다. 또한, 열가소성 수지인 PP는 범용 플라스틱으로서 우리 주변에서 많이 사용되고 있으며, PP 수지가 지닌 뛰어난 기계적?물리적?화학적 성질과 높은 내구성, 내화학성, 여러 첨가제들과의 상용성 등의 특성에 의하여 부드러운 감촉의 섬유 제품에서 건축재까지 다양한 제품을 만들 수 있다.WPC is a composite material made by mixing a suitable ratio of thermoplastic resin such as PP, HDPE, LDPE, PVC and natural fiber such as wood powder, and is widely used in various industrial fields such as building materials. WPC has been researched and developed to recycle environmentally friendly amounts of sawdust generated from the processing of waste wood and solid wood used as building materials, and the processing method of melt blending wood powder into thermoplastic resin is studied the most. . WPC building materials manufactured by extrusion or injection processing of such eco-friendly wood powder / polymer composite materials are widely used as a substitute material to compensate for various disadvantages of building materials made of a single material made of wood or plastic. In addition, PP, a thermoplastic resin, is widely used around us as a general purpose plastic, and has a soft texture due to its excellent mechanical, physical and chemical properties, high durability, chemical resistance, and compatibility with various additives. You can make a wide range of products, from textiles to building materials.

또한, WPC는 목분과 열가소성 수지의 복합체로서 주로 외부의 건축자재로서 사용되어 지고 있다. 따라서 외부의 수분, 주위 온도, 자외선, 균, 곤충 등의 의해서 그 제품의 물성이 감소 될 수 있다. 그 중 자외선에 의해서 영향을 많이 받는 변색은 자외선을 조사해주었을 때, 즉 직사광선에 장시간 노출 되었을 때 고분자 매트릭스 내부의 안료의 탈색이나 WPC 표면에 목분의 돌출로 인해 일어나게 되는데, 주로 외부에서 사용되는 건축자재들이 변색이 되면 미관상 좋지 않을 뿐만 아니라 물성에도 점차 악영향을 주어 성능저하로 이어지기 때문에 WPC의 일차적인 내후성 판단의 기준으로서 WPC의 변색 방지 또는 최소화는 중요하다.In addition, WPC is mainly used as an external building material as a composite of wood flour and thermoplastic resin. Therefore, the physical properties of the product may be reduced by external moisture, ambient temperature, ultraviolet light, bacteria, insects, and the like. Among them, discoloration affected by ultraviolet rays is caused by discoloration of pigment inside polymer matrix or protrusion of wood powder on the surface of WPC when ultraviolet ray is irradiated, that is, long time exposure to direct sunlight. It is important to prevent or minimize discoloration of WPC as a standard of WPC's primary weather resistance because materials discolor not only look aesthetically, but also adversely affect properties and lead to performance degradation.

상기와 같은 필요성에 의하여 실용신안등록 제20-0418267호에서는 데크 및 난간 기둥용 합성목재를 개시하면서 합성목재를 스킨층과 코아층의 다층으로 성형하되, 스킨층은 합성수지 25~30wt%, 목분 57~65wt% 및 기능성첨가제 10~15wt%로 성형하고, 코아층은 재생합성수지 25~35wt%와 목분 65~75wt%의 혼합물로 이루어지는 것을 제시하였다.In accordance with the necessity as described above, Utility Model Registration No. 20-0418267 discloses synthetic wood for decks and balustrade pillars, forming synthetic wood into a multilayer of skin layer and core layer, wherein the skin layer is 25 ~ 30 wt% of synthetic resin, wood powder 57 It was suggested that the core layer was formed of a mixture of ~ 65wt% and 10-15wt% functional additive, and the core layer was made of a mixture of 25 ~ 35wt% recycled resin and 65 ~ 75wt% wood powder.

그러나 상기 등록실용신안에서는 각 성분들의 함량 한정이유 등을 밝히고 있지 못하여 그 실시가 의심스러운 것으로 판단된다.However, the registration utility model does not reveal the reason for limiting the content of each component, so the implementation is suspected.

또한, 등록특허 제10-0530419호에서는 다중공압출을 이용한 합성목재제품 및 그 제조방법을 개시하고 있는데, 상기 특허에서는 3중이상의 다중공압출공법으로 3층 이상의 합성목재제품을 이용하되, 열가소성수지 70~80wt%, 내충격성보강재 5~10wt%, 충전재 5~15wt%, 복합안정제 3~7.5wt%, 안료 2~8wt% 및 페놀성 화합물이 제거된 식물성섬유재 3~20wt%를 포함하는 합성목재 제품을 제시하였다. 그러나 상기 특허에서는 식물성섬유재에서 페놀성화합물을 제거해야만 하는 등 복잡하고, 상기 특허 역시 각 성분들의 함량한정이유 등을 밝히고 있지 못하는 문제점이 있다.In addition, Patent No. 10-0530419 discloses a composite wood product using a multi-coextrusion and a method of manufacturing the same, the patent uses a three or more multi-coextrusion method of three or more layers of synthetic wood products, thermoplastic resin 70 ~ 80wt%, impact resistant reinforcement 5 ~ 10wt%, filler 5 ~ 15wt%, composite stabilizer 3 ~ 7.5wt%, pigment 2 ~ 8wt%, and synthetic fiber containing 3 ~ 20wt% phenolic compound removed Wood products were presented. However, the patent is complicated, such as the need to remove the phenolic compound from the vegetable fiber material, the patent also has a problem that does not reveal the reason for limiting the content of each component.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고, 공압출 가공방법을 사용하여 WPC의 표면에 내후성이 보강된 WPC가 자리하게 하여 우수한 자외선 안정성을 나타내는 내후성이 증진된 PP/목분 복합체로 된 합성목재를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention solves the problems of the prior art as described above, by using a co-extrusion process method, the weather resistance reinforced WPC is placed on the surface of the WPC to synthesize a composite of PP / wood powder with improved weather resistance showing excellent UV stability The purpose is to provide wood.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, PP, PE, PVC, PS, PMMA, PET 및 이들 고분자들을 포함하는 고분자 공중합체에서 선택되는 1종 이상의 고분자와 목분, UV 안정제 및/또는 자외선 안정 효과가 있는 안료, 그리고 첨가제를 포함하는 합성목재를 제공한다.The present invention, in order to achieve the object of the present invention as described above, at least one polymer selected from PP, PE, PVC, PS, PMMA, PET and a polymer copolymer comprising these polymers, wood flour, UV stabilizer and / or It provides a synthetic wood comprising a pigment having an ultraviolet stabilizing effect, and an additive.

상기에서 첨가제는 산화방지제, 커플링제, 윤활제로부터 선택되는 1종 이상을 사용함이 바람직하다.In the above, the additive is preferably used one or more selected from antioxidants, coupling agents, lubricants.

또한, 상기에서 각 성분들의 함량은 고분자 100중량부를 기준으로 목분 100~150중량부, UV 안정제 및/또는 자외선 안정 기능성 안료 1~5중량부, 그리고 첨가제는 0.2~3중량부를 사용함이 바람직하고, 첨가제 중 산화방지제는 0.2~1중량부를, 커플링제는 1~3중량부를, 윤활제는 1~3중량부를 사용함이 보다 바람직하다.In addition, the content of each component in the above is 100 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of polymer, 1 to 5 parts by weight of UV stabilizer and / or UV stabilized functional pigments, and the additive is preferably used 0.2 to 3 parts by weight, It is more preferable that the antioxidant uses 0.2-1 weight part, the coupling agent 1-3 parts by weight, and the lubricant 1-3 parts by weight in the additive.

상기 각 성분의 함량에서, 목분이 100중량부 이하로 사용되면 목재의 함량이 낮아 합성목재로서의 기능을 발현하기 어렵고, 150중량부 이상을 사용하면 합성목재 제작공정에 어려움이 따르기 때문에 상기 범위로 한다. 또한 UV 안정제는 고분자/목분 합성목재의 스킨층이 표면부분은 자외선에 노출되는 부분이므로 자외선에 대한 내후성을 갖도록 첨가하는 것이며, 이때 사용되는 UV 안정제의 양은 상기한 바와 같이 고분자 100중량부를 기준으로 약 1~5중량부를 사용하는데, 1중량부 미만에서는 충분한 자외선 안정 효과를 기대하기 어렵고, 5중량부를 초과하면 과량 사용으로 인한 자외선 안정 효과가 더 이상 없고 합성목재의 성능저하 요인이 될 수 있을 뿐만 아니라 원가 상승요인도 되기 때문에 상기 범위로 사용한다. In the content of each component, when the wood powder is used in less than 100 parts by weight of the wood content is low, it is difficult to express the function as a synthetic wood, when using more than 150 parts by weight has a difficulty in the synthetic wood manufacturing process is in the above range . In addition, the UV stabilizer is added to have a weather resistance to ultraviolet light because the skin layer of the polymer / wood synthetic wood surface part is exposed to ultraviolet light, the amount of UV stabilizer used is about based on 100 parts by weight of the polymer as described above 1 to 5 parts by weight, but less than 1 part by weight it is difficult to expect a sufficient UV stabilization effect, when exceeding 5 parts by weight is no longer the UV stabilization effect due to excessive use and can be a deterioration factor of synthetic wood It is also used in the above range because it is also a cost increase factor.

그리고 본 발명에서 사용하는 안료는 자외선 차단 및 흡수 작용을 통한 자외선 안정 효과가 있는 것은 모두 사용할 수 있고, 사용량은 고분자 100중량부에 대하여 1~5 중량부를 사용함이 바람직한데 그 이유는 1중량부 미만에서는 충분한 색상 발현과 자외선 차단 및 흡수 효과를 기대하기 어렵고, 5중량부 이상에서는 합성목재의 성능저하 요인이 될 수 있을 뿐만 아니라 원가 상승요인도 되기 때문이다.And the pigment used in the present invention can be used for all the UV stabilizing effect through the UV blocking and absorbing action, the amount is preferably used 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer is less than 1 part by weight This is because it is difficult to expect sufficient color expression, UV protection and absorption effect, and at least 5 parts by weight may not only be a performance deterioration factor of synthetic wood but also a cost increase factor.

또한 산화방지제는 상기와 같이 0.2~1중량부를 사용하는데 0.2중량부 이하에서는 충분한 산화방지효과를 기대하기 어렵고, 1중량부를 초과하면 과량 사용으로 인한 산화방지효과가 더 이상 없고 합성목재의 성능저하 요인이 될 수 있을 뿐만 아니라 원가 상승요인도 되기 때문에 상기 범위로 하고, 커플링제는 목분과 고분자와의 계면접착력을 향상시키기 위한 목적으로 사용하며 이 경우 1중량부 이하에서는 충분한 계면접착력 향상을 기대하기 어렵고, 3중량부를 초과하면 합성목재의 성능저하 요인이 될 수 있을 뿐만 아니라 원가 상승요인도 되기 때문에 상기 범위로 사용하며, 윤활제는 합성목재 제작 가공을 원활히 하기 위한 목적으로 사용하고 1중량부 미만에서는 충분한 윤활성능을 기대하기 어렵고, 3중량부 이상에서는 합성목재의 성능저하 요인이 될 수 있을 뿐만 아니라 원가 상승요인도 되기 때문에 상기 범위로 사용한다.In addition, the antioxidant is used as 0.2 ~ 1 parts by weight as described above, but less than 0.2 parts by weight is difficult to expect a sufficient antioxidant effect, when exceeding 1 part by weight is no longer the antioxidant effect due to excessive use and deterioration factor of synthetic wood In addition to being able to be a cost increase factor, the above range is used, and the coupling agent is used for the purpose of improving the interfacial adhesion between wood powder and polymer, and in this case, it is difficult to expect sufficient interfacial adhesion improvement at 1 part by weight or less. , If it exceeds 3 parts by weight can not only be a performance deterioration factor of synthetic wood but also a cost increase factor, it is used in the above range, the lubricant is used for the purpose of smoothing the synthetic wood fabrication process, less than 1 part by weight It is difficult to expect lubrication performance, and the performance deterioration of synthetic wood is required at more than 3 parts by weight. Not only it can be a cost factor because the lift is used in the above-described range.

본 발명에서는 상기와 같은 합성목재를 제조하기 위해 공압출 방법을 사용하는데, 이러한 방법에 의한 고분자/목분 합성목재의 표면층은 우수한 자외선 안정 기능을 갖고 있으며, 결과적으로 자외선 안정성이 우수하여 내후성이 강화된 합성목재를 제공할 수 있게 된다.In the present invention, the co-extrusion method is used to produce the synthetic wood as described above, the surface layer of the polymer / wood composite wood by such a method has an excellent UV stability function, as a result of excellent UV stability enhanced weather resistance It is possible to provide synthetic wood.

본 발명에 의한 공압출 PP/목분 합성목재는 주로 건축내외장재로 사용될 수 있으며 표면에 자외선 안정 기능을 갖고 있어서, 변색이 현저히 낮고 친환경적이다. PP/목분 복합체는 목분을 다량 함유하므로 폐목이나 천연목재 가공 시 발생하는 자투리 목재 및 경제성 없는 잡목 등을 이용할 수 있으므로 친환경적이다. 국제적으로 환경의 중요성이 대두되면서 새집증후군, 환경호르몬의 등장으로 소비자들의 친환경 제품에 대한 관심은 무척 높아졌고, 이로 인해 목분을 첨가한 환경친화적인 WPC 또한 그 수요가 증가하고 있다. 이와 같이 폐기 시 발생되는 비용뿐만 아니라 마구 버려지는 폐목을 이용할 수 있다는 측면에서 환경 친화적이다. 또한, 공압출 가공기술을 이용하여 내후성이 강화된 PP/목분 복합체를 생산할 경우 고가의 안료와 UV 안정제의 사용량이 줄어 생산단가를 낮출 수 있으며, 가공성이 천연목재보다 좋아 건축내외장재뿐만 아니라 다양한 분야에 제품으로 이용할 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 내후성이 강화된 공압출 PP/목분 합성목재는 소비자의 선호도를 만족시킬 뿐만 아니라 천연 목재와 플라스틱의 장점을 겸비한 제품을 제공할 수 있는 효과가 있게 된다.Co-extruded PP / wood composite wood according to the present invention can be mainly used as interior and exterior building materials and has a UV stabilizing function on the surface, it is significantly low discoloration and environmentally friendly. The PP / wood flour composite contains large amounts of wood flour, so it is environmentally friendly because it can use scrap wood and other uneconomical wood, which are generated when processing waste wood or natural wood. As the importance of the environment has risen internationally, the emergence of sick house syndrome and environmental hormones has greatly increased the consumers' interest in eco-friendly products, which is also increasing the demand for environmentally friendly WPCs with wood powder. In this way, not only the costs incurred at the time of disposal, but also environmentally friendly in that the waste wood can be used. In addition, production of weathering-enhanced PP / wood powder composites using co-extrusion process technology can reduce production costs by reducing the use of expensive pigments and UV stabilizers. It can be used as a product. Therefore, the weathering-enhanced coextruded PP / wood composite wood according to the present invention has the effect of not only satisfying consumer's preference but also providing a product having the advantages of natural wood and plastic.

도 1은 합성목재에 장시간(300 시간) 자외선을 조사한 전후의 변색 정도를 색차계로 측정한 결과 그래프.1 is a graph of the result of measuring the degree of discoloration before and after irradiating ultraviolet rays to synthetic wood for a long time (300 hours) with a color difference meter.

이하에서는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 이하의 실시예는 이 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 실시를 돕기 위한 것이지 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. The following examples are intended to assist those of ordinary skill in the art to which this invention pertains, but are not intended to limit the invention thereto.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 PP 수지 100중량부; 목분 100~150중량부; UV 안정제 및/또는 자외선 안정 기능성 안료 1~5중량부; 산화방지제, 커플링제, 윤활제 등의 기타 첨가제 0.2~7중량부로 이루어진 PP/목분 복합체를 공압출 시 WPC의 표면에 사용하는 것을 제공한다.The present invention is 100 parts by weight of PP resin to achieve the object of the present invention as described above; 100-150 parts by weight of wood flour; 1 to 5 parts by weight of UV stabilizers and / or UV stable functional pigments; Provided is the use of a PP / wood flour composite consisting of 0.2 to 7 parts by weight of other additives, such as antioxidants, coupling agents, lubricants, on the surface of the WPC during coextrusion.

[실시예 1]Example 1

본 실시예에서 사용된 폴리프로필렌 수지는 (주)호남석유화학의 PP(J-160, MFI = 16 g/10 min, Mw = 219,300 g/mol, density = 0.90 g/cm3)를 100중량부 사용하였고, 70~150㎛ 크기의 목분(동원화학의 K0-008) 150중량부를 100℃의 오븐에서 수분을 제거한 후 사용하였으며, UV 안정제는 바스프사의 Tinuvin XT855를 3중량부 사용하였다. 기타 첨가제로는 산화방지제 0.5중량부, 커플링제 2중량부, 윤활제 2중량부를 사용하였다.Polypropylene resin used in this embodiment is 100 parts by weight of PP (J-160, MFI = 16 g / 10 min, Mw = 219,300 g / mol, density = 0.90 g / cm 3 ) of Honam Petrochemical Co., Ltd. 150 parts by weight of wood powder (K0-008 of Dongwon Chemical) was used after removing water from an oven at 100 ° C., and UV stabilizer was used in 3 parts by weight of Tinuvin XT855 of BASF. As other additives, 0.5 parts by weight of antioxidant, 2 parts by weight of coupling agent, and 2 parts by weight of lubricant were used.

PP/목분 합성목재 시편은 인터널 믹서(internal mixer) 안으로 PP, 목분, UV 안정제 및 기타첨가제를 상기 양으로 투입한 후 160~200℃, 40~70rpm의 용융블렌딩 조건에서 토크가 안정화될 때까지 충분히 혼합한 후, 이 용융혼합물을 인터널 믹서로부터 꺼내어 핫 프레스(hot press) 사이에 위치시킨 후 컴프레션 몰딩(compression molding)에 의해 패널 형태의 합성목재를 제작하였다. 각각의 재료들은 먼저 드라이 블렌딩한 후 인터널 믹서에 투입하였다. 색차계 실험을 위한 시편은 패널을 절단하여 제작하였다. 고압 수은 자외선 램프가 장착된 UV 챔버(chamber)를 이용해 각각의 합성목재(도 1의 WPC-UV stabilizer) 시편에 자외선을 조사하여 촉진 내후성 실험을 진행하였다. 합성목재의 표면에 조사되는 자외선의 세기는 1.76㎽/㎠였으며 자외선 조사 시간에 따라 시편의 색변화를 색차계를 이용하여 조사하였다.PP / wood powder specimens were introduced into the internal mixer in an amount of PP, wood flour, UV stabilizer and other additives, and then stabilized under melt blending conditions of 160-200 ° C and 40-70 rpm. After sufficient mixing, the molten mixture was taken out of the internal mixer, placed between hot presses, and then produced in the form of panels by compression molding. Each material was first dry blended and then placed in an internal mixer. Specimens for colorimeter experiments were made by cutting panels. A UV-chamber equipped with a high pressure mercury ultraviolet lamp was used to irradiate each synthetic wood (WPC-UV stabilizer) specimen with ultraviolet rays to conduct a weathering test. The intensity of ultraviolet rays irradiated onto the surface of the synthetic wood was 1.76 ㎽ / ㎠ and the color change of the specimens was investigated by the color difference meter according to the UV irradiation time.

[실시예 2][Example 2]

본 실시예에서 사용된 폴리프로필렌 수지는 (주)호남석유화학의 PP(J-160, MFI = 16 g/10 min, Mw = 219,300 g/mol, density = 0.90 g/cm3)를 100중량부 사용하였고, 70~150㎛ 크기의 목분(동원화학의 K0-008) 150중량부를 100℃의 오븐에서 수분을 제거한 후 사용하였으며, 적색 및 황색 안료(Koch사의 Red 130, Yellow 960)를 각각 3 중량부, 0.5 중량부 사용하였으며 UV 안정제는 사용하지 않았다. 기타 첨가제로는 산화방지제 0.5중량부, 커플링제 2중량부, 윤활제 2중량부를 사용하였다.Polypropylene resin used in this embodiment is 100 parts by weight of PP (J-160, MFI = 16 g / 10 min, Mw = 219,300 g / mol, density = 0.90 g / cm 3 ) of Honam Petrochemical Co., Ltd. 150 parts by weight of wood powder (K0-008 of Dongwon Chemical) was used after removing water from an oven at 100 ° C, and 3 weights of red and yellow pigments (Koch 130, Yellow 960) were used. Parts, 0.5 parts by weight, and no UV stabilizer was used. As other additives, 0.5 parts by weight of antioxidant, 2 parts by weight of coupling agent, and 2 parts by weight of lubricant were used.

PP/목분 합성목재 시편은 인터널 믹서 안으로 PP, 목분, 안료 및 기타첨가제를 상기 양으로 투입한 후 160~200℃, 40~70rpm의 용융블렌딩 조건에서 토크가 안정화될 때까지 충분히 혼합한 후, 이 용융혼합물을 인터널 믹서로부터 꺼내어 핫 프레스 사이에 위치시킨 후 컴프레션 몰딩에 의해 패널 형태의 합성목재를 제작하였다. 각각의 재료들은 먼저 드라이 블렌딩한 후 인터널 믹서에 투입하였다. 색차계 실험을 위한 시편은 패널을 절단하여 제작하였다. 고압 수은 자외선 램프가 장착된 UV 챔버를 이용해 각각의 합성목재(도 1의 WPC-Pigment) 시편에 자외선을 조사하여 촉진 내후성 실험을 진행하였다. 합성목재의 표면에 조사되는 자외선의 세기는 1.76㎽/㎠였으며 자외선 조사 시간에 따라 시편의 색변화를 색차계를 이용하여 조사하였다.The PP / wood flour composite wood specimen is mixed with sufficient amounts of PP, wood flour, pigments and other additives into the internal mixer until the torque is stabilized under melt blending conditions of 160 to 200 ° C and 40 to 70 rpm. The molten mixture was taken out from the internal mixer, placed between hot presses, and then produced in the form of panel wood by compression molding. Each material was first dry blended and then placed in an internal mixer. Specimens for colorimeter experiments were made by cutting panels. The accelerated weathering test was carried out by irradiating ultraviolet rays to each composite wood (WPC-Pigment) specimen using a UV chamber equipped with a high-pressure mercury ultraviolet lamp. The intensity of ultraviolet rays irradiated onto the surface of the synthetic wood was 1.76 ㎽ / ㎠ and the color change of the specimens was investigated by the color difference meter according to the UV irradiation time.

[비교예 1]Comparative Example 1

실시예 1 및 실시예 2와 비교하기 위하여 UV 안정제 및 안료를 첨가하지 않은 PP/목분 WPC를 제조하였다. 실시예 1 및 실시예 2와 마찬가지로 폴리프로필렌 수지는 (주)호남석유화학의 PP(J-160, MFI = 16g/10min, Mw = 219,300g/㏖, density = 0.90g/㎤)를 100중량부 사용하였고, 70~150㎛ 크기의 목분(동원화학의 K0-008) 150중량부를 100℃의 오븐에서 수분을 제거한 후 사용하였다. UV 안정제 및 안료는 사용하지 않았으며 기타 첨가제로는 산화방지제 0.5중량부, 커플링제 2중량부, 윤활제 2중량부를 사용하였다.PP / wood flour WPC was prepared without the addition of UV stabilizers and pigments as compared to Examples 1 and 2. As in Examples 1 and 2, 100 parts by weight of PP (J-160, MFI = 16 g / 10 min, Mw = 219,300 g / mol, density = 0.90 g / cm 3) of Honam Petrochemical Co., Ltd. It was used, 150 parts by weight of wood flour (K0-008 of Dongwon Chemical) of 70 ~ 150㎛ size was used after removing water in an oven at 100 ℃. UV stabilizers and pigments were not used. Other additives included 0.5 parts by weight of antioxidant, 2 parts by weight of coupling agent, and 2 parts by weight of lubricant.

PP/목분 합성목재 시편은 인터널 믹서 안으로 PP, 목분 및 기타첨가제를 투입한 후 160~200℃, 40~70rpm의 용융블렌딩 조건에서 토크가 안정화될 때까지 충분히 혼합한 후, 이 용융혼합물을 인터널 믹서로부터 꺼내어 핫 프레스 사이에 위치시킨 후 컴프레션 몰딩에 의해 패널 형태의 합성목재를 제작하였다. 각각의 재료들은 먼저 드라이 블렌딩한 후 인터널 믹서에 투입하였다. 색차계 실험을 위한 시편은 패널을 절단하여 제작하였다. 고압 수은 자외선 램프가 장착된 UV 챔버를 이용해 각각의 합성목재(도 1의 WPC-None) 시편에 자외선을 조사하여 촉진 내후성 실험을 진행하였다. 합성목재의 표면에 조사되는 자외선의 세기는 1.76㎽/㎠였으며 자외선 조사 시간에 따라 시편의 색변화를 색차계를 이용하여 조사하였다. PP / Wood flour composite wood specimen is mixed with PP, wood flour and other additives into the internal mixer until the torque is stabilized under melt blending conditions of 160 ~ 200 ℃ and 40 ~ 70rpm. It was taken out from the null mixer, placed between hot presses, and then produced in the form of panels by compression molding. Each material was first dry blended and then placed in an internal mixer. Specimens for colorimeter experiments were made by cutting panels. The accelerated weathering test was carried out by irradiating ultraviolet rays to each composite wood (WPC-None) specimen using a UV chamber equipped with a high-pressure mercury ultraviolet lamp. The intensity of ultraviolet rays irradiated onto the surface of the synthetic wood was 1.76 ㎽ / ㎠ and the color change of the specimens was investigated by the color difference meter according to the UV irradiation time.

실시예 1의 UV 안정제를 첨가한 PP/목분 합성목재(도 1의 WPC-UV Stabilizer), 실시예 2의 안료를 첨가한 PP/목분 합성목재(도 1의 WPC-Pigment) 및 비교예 1의 UV 안정제 및 안료를 첨가하지 않은 PP/목분 합성목재(도 1의 WPC-None)의 장시간(300 시간) 자외선 노출 후 변색 정도는 색차계(color-difference meter)를 이용하여 측정하였으며 도면 1에 그 결과를 나타내었다. 실시예 1의 UV 안정제를 첨가한 PP/목분 합성목재(WPC-UV Stabilizer)의 변색이 비교예 1의 UV 안정제를 첨가하지 않은 PP/목분 합성목재(WPC-None)의 변색정도보다 훨씬 더 낮아 자외선 안정성이 우수함을 알 수 있다. 또한 실시예 2의 안료를 첨가한 PP/목분 합성목재(WPC-Pigment)의 변색이 비교예 1의 안료를 첨가하지 않은 PP/목분 합성목재(WPC-None)의 변색정도보다 훨씬 더 낮아 자외선 안정성이 우수함을 알 수 있다. 폴리프로필렌 기반 합성목재의 자외선 노출에 의한 변색정도에 영향을 주는 변수로는 PP의 종류, 목분의 함량 및 종류, UV 안정제의 함량 및 종류, 안료의 함량 및 종류, 용융가공온도, 압출기내의 머무름 시간 등이 있을 수 있으나 그 중 적당한 양의 UV 안정제의 첨가 또는 안료의 첨가 유무가 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.PP / wood flour synthetic wood (WPC-UV Stabilizer of FIG. 1) to which the UV stabilizer of Example 1 was added, PP / wood flour synthetic wood (WPC-Pigment of FIG. 1) to which the pigment of Example 2 was added, and Comparative Example 1 After long time (300 hours) UV exposure of PP / wood composite wood (WPC-None in FIG. 1) without UV stabilizer and pigment, the degree of discoloration was measured using a color-difference meter. The results are shown. The discoloration of the PP / wood synthetic wood (WPC-UV Stabilizer) added with the UV stabilizer of Example 1 was much lower than the discoloration degree of the PP / wood composite wood (WPC-None) without the UV stabilizer of the comparative example 1 It can be seen that the ultraviolet stability is excellent. In addition, the discoloration of the PP / wood synthetic wood (WPC-Pigment) added with the pigment of Example 2 is much lower than the discoloration degree of the PP / wood composite wood (WPC-None) without the pigment of Comparative Example 1 It can be seen that this is excellent. Variables affecting the degree of discoloration by UV exposure of polypropylene-based synthetic wood are PP type, wood powder content and type, UV stabilizer content and type, pigment content and type, melt processing temperature, and retention time in the extruder. Etc., but the addition of an appropriate amount of UV stabilizer or the addition of the pigment was found to have a great effect.

Claims (3)

공압출 방법에 의해 제작되는 고분자/목분 합성목재로서, PP, PE, PVC, PS, PMMA, PET 및 이들 고분자들을 포함하는 고분자 중합체 중에서 선택되는 고분자 100중량부에 대하여, 목분 100~15중량부; UV 안정제 및/또는 자외선 안정 기능성 안료 1~5중량부;
그리고 첨가제 0.2~3중량부를 함유함을 특징으로 하는 합성목재.
As a polymer / wood flour synthetic wood produced by the co-extrusion method, 100 to 15 parts by weight of wood powder, based on 100 parts by weight of a polymer selected from PP, PE, PVC, PS, PMMA, PET and a polymer containing these polymers; 1 to 5 parts by weight of UV stabilizers and / or UV stable functional pigments;
And 0.2 to 3 parts by weight of an additive.
제 1 항에 있어서, 상기 첨가제는 산화방지제, 커플링제, 윤활제에서 선택되는 1종 이상임을 특징으로 하는 합성목재.The synthetic wood according to claim 1, wherein the additive is at least one selected from an antioxidant, a coupling agent, and a lubricant. 제 2 항에 있어서, 상기 산화방지제는 고분자 100중량부에 대하여 0.2~1중량부를, 커플링제는 1~3중량부를, 윤활제는 1~3중량부 사용됨을 특징으로 하는 합성목재.3. The synthetic wood according to claim 2, wherein the antioxidant is used in an amount of 0.2-1 part by weight, a coupling agent in an amount of 1-3 parts by weight and a lubricant in an amount of 1-3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymer.
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