KR20150050715A - 고경도 다층시트 - Google Patents

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KR20150050715A
KR20150050715A KR1020130130731A KR20130130731A KR20150050715A KR 20150050715 A KR20150050715 A KR 20150050715A KR 1020130130731 A KR1020130130731 A KR 1020130130731A KR 20130130731 A KR20130130731 A KR 20130130731A KR 20150050715 A KR20150050715 A KR 20150050715A
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Abstract

(메타)아크릴산 에스테르계 단량체 75중량부 내지 88중량부, 스틸렌 단량체 2중량부 내지 5중량부 및 N-치환말레이미드 단량체 10중량부 내지 20중량부로 형성된 아크릴계 공중합체를 포함하는 폴리메틸메타크릴레이트층; 및 폴리카보네이트 공중합체를 포함하는 폴리카보네이트층의 적층구조인 고경도 다층시트를 제공한다.

Description

고경도 다층시트{HIGH HARD MULTILAYER SHEET}
고경도 다층시트에 관한 것이다.
최근 다양한 모바일 기기가 대중화되어 있으며, 현재 일반적으로 모바일 기기에 사용되는 재료는 내후성, 외부자극의 긁힘에 대해 견딜 수 있는 내스크레치성, 외부충격에 대한 내충격성 및 가공성 등의 특성이 우수하여야 한다.
종래 모바일 기기에 사용되는 원료로서 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 주원료로 하는 액정창은 내후성 및 내스크레치성이 우수한 반면 내충격성이 약한 문제가 있고, 최근 초슬림 모바일 기기의 인기와 대형 LCD의 확산과 함께 기존 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지의 단점이 부각되고 있다. 초슬림 모바일 기기 생산을 위해 모바일 기기창의 두께가 기존의 절반 정도인 0.5mm 정도로 줄어들고 전체 모듈 두께 감소를 위해 각종 보호필름을 제거하면서 약해진 내충격성을 보강하기 위해 다양한 시도가 증가하고 있다.
본 발명의 일 구현예는 폴리메틸메타크릴레이트층 및 폴리카보네이트층의 적층구조를 포함하는 고경도 다층시트를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 폴리메틸메타크릴레이트층 및 폴리카보네이트층의 구성성분을 최적화하고, 압출공정에 의해 제조되어 우수한 물성을 나타내는 고경도 다층시트를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 약 75중량부 내지 약 88중량부, 스틸렌 단량체 약 2중량부 내지 약 5중량부 및 N-치환말레이미드 단량체 약 10중량부 내지 약 20중량부로 형성된 아크릴계 공중합체를 포함하는 폴리메틸메타크릴레이트층; 및 폴리카보네이트 공중합체를 포함하는 폴리카보네이트층의 적층구조인 고경도 다층시트를 제공한다.
상기 폴리메틸메타크릴레이트층의 두께는 약 40um 내지 약 70um일 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체의 유리전이온도는 약 130℃ 내지 약 140℃일 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체의 중량평균 분자량은 약 10만 내지 약 15만일 수 있다.
상기 폴리메틸메타크릴레이트층은 아크릴계 공중합체 100중량부에 대해서 산화방지제 약 0.1중량부 내지 약 1.5중량부 및 UV안정제 약 0.5중량부 내지 약 3.0중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 폴리카보네이트층의 두께는 약 900um 내지 약 950um일 수 있다.
상기 폴리카보네이트 공중합체의 유리전이온도는 약 140℃ 내지 약 150℃일 수 있다.
상기 폴리카보네이트 공중합체의 용융지수는 약 3 내지 약 22일 수 있다.
상기 폴리카보네이트 공중합체 100중량부에 대해서 산화방지제 약 0.3중량부 내지 약 2.0중량부 및 UV안정제 약 0.5중량부 내지 약 3.0중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 폴리메틸메타크릴레이트층과 상기 폴리카보네이트층이 공압출되어 형성될 수 있다.
상기 폴리메틸메타크릴레이트층 상부 또는 상기 폴리카보네이트층 하부에 하드코팅층을 더 포함할 수 있다.
상기 고경도 다층시트의 연필경도가 약 4H이상일 수 있다.
온도 85℃, 습도 85%의 조건에서 72시간 동안 방치한 후에 상기 고경도 다층시트의 휨이 약 0.1mm이하일 수 있다.
상기 고경도 다층시트는 우수한 치수안정성을 확보하는 동시에 우수한 내스크래치 특성을 가질 수 있다.
또한, 상기 고경도 다층시트는 고온고습 조건에서의 휨특성이 우수하여 각종 전자제품에 쉽게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 고경도 다층시트의 단면을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예인 고경도 다층시트의 단면을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 또다른 실시예인 고경도 다층시트의 단면을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
통상적으로 대부분의 모바일 기기인 스마트폰이나 테블릿 제품 윈도우에는 강화 유리가 적용되고 있다. 그러나, 강화유리의 장점에도 불구하고, 플라스틱 커버는 강화유리와 대비하여 깨짐특성, 가격, 공정수율 등 여러가지 면에서 유리하기 때문에, 지속적으로 플라스틱 커버에 대한 요구가 증가하고 있다.
상기 플라스틱 커버 재료에 있어서, 강화유리와 유사한 광학적 특성을 보이는 성분은 폴리메틸메타크릴레이트(이하, PMMA), 폴리카보네이트(이하, PC) 등이 될 수 있다. 일반적으로 상기 PMMA는 높은 내스크래치성 및 우수한 광학적 특성을 가지고 있으나, 내충격 특성에 있어서 한계가 있다. 반면, 상기 PC는 우수한 충격 물성을 지니고 있지만 스크래치성에 한계를 보인다.
그러므로, 표면층에 PMMA층을 생성하고, 코어에는 PC층을 도입하여 스크래치 특성과 내충격 특성을 동시에 확보하고자 하는 여러 시도들이 있었으나, 다른 종류의 수지로 이루어진 시트는 내스크래치 특성, 내충격 특성, 휨 특성이 서로 맞물려 있어 각층의 두께, 구성성분의 함량에 따른 물성 편차가 매우 심하여 품질 안정화가 쉽지 않은 문제점이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 구현예에서, (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 75중량부 내지 88중량부, 스틸렌 단량체 2중량부 내지 5중량부 및 N-치환말레이미드 단량체 10중량부 내지 20중량부로 형성된 아크릴계 공중합체를 포함하는 폴리메틸메타크릴레이트층; 및 폴리카보네이트 공중합체를 포함하는 폴리카보네이트층의 적층구조인 고경도 다층시트를 제공한다.
상기 고경도 다층시트는 폴리메틸메타크릴레이트층 및 폴리카보네이트층의 구성성분을 최적화하고, 압출공정에 의해 제조되어 우수한 치수안정성을 확보하는 동시에 우수한 내스트래치 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 고경도 다층시트는 고온고습 조건에서의 휨특성이 우수하여 각종 전자제품에 쉽게 적용될 수 있다.
폴리메틸메타크릴레이트층
상기 폴리메틸메타크릴레이트층(이하, PMMA층)은 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 75중량부 내지 88중량부, 스틸렌 단량체 2중량부 내지 5중량부 및 N-치환말레이미드 단량체 10중량부 내지 20중량부로 형성된 아크릴계 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체, 스틸렌 단량체 및 N-치환말레이미드 단량체를 일정함량 동시에 포함함으로써 우수한 내열성을 확보하여 고온, 고습에서의 우수한 휨특성을 확보할 수 있다.
구체적으로, 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체가 상기 범위를 벗어나 포함되는 경우 아크릴계 공중합체의 내구성을 확보할 수 없다. 또한, 상기 N-치환말레이미드 단량체가 상기 범위를 벗어나 포함되는 경우 아크릴계 공중합체의 유리전이 온도가 낮아져 내열성 저하로 인한 휨 변형 등의 문제가 발생할 수 있다.
상기 스틸렌 단량체가 상기 범위를 벗어나 포함되는 경우, PMMA층이 내스크래치성, 내구성 등의 물리적 특성을 확보할 수 없다.
보다 구체적으로, 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 N-치환 말레이미드 단량체는 N-페닐 말레이미드, 말레이미드, N-메틸 말레이미드, N-에틸 말레이미드, N-프로필 말레이미드, N-이소프로필 말레이미드, N-부틸 말레이미드, N-이소부틸 말레이미드, N-t-부틸 말레이미드, N-시클로헥실 말레미미드, N-클로로페닐 말레이미드, N-메틸페닐 말레이미드, N-브로모페닐 말레이미드, N-나프틸 말레이미드, N-라우릴 말레이미드, N-히드록시페닐 말레이미드, N-메톡시 페닐말레이미드, N-카르복시 페닐말레이미드, N-니트로페닐 말레이미드 및 N-벤질 말레이미드로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 PMMA층의 두께는 약 40um 내지 약 70um일 수 있다. 상기 PMMA층의 두께조절은 압출기로부터 피드블럭에 유입되는 PMMA층 수지 조성물의 압출량에 의하여 조절할 수 있음으로, 상기 PMMA층의 두께를 정확하게 유지하기 위해서는 도입되는 PMMA층 수지 조성물의 양을 항상 균일하게 도입하여 압출량을 정확하게 조절해야 할 수 있다.
상기 PMMA층의 두께를 두껍게 하는 경우 스크래치 특성을 향상하나, 충격물성은 감소한다. 또한, 상기 PMMA층의 두께를 얇게 하는 경우 스트래치 특성은 감소하나 충격물성을 향상되는바, 양자는 트레이드오프(trade off) 관계에 있는 것이 보통이다. 그러므로, 상기 PMMA층의 두께를 약 40um 내지 약 70um의 범위로 조절함으로써 원하는 수준의 스크래치 특성과 충격 물성을 동시에 확보하여 폴리카보네이트층과의 물성 균형을 최적화할 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체의 유리전이온도는 약 130℃ 내지 약 140℃일 수 있다. 상기 아크릴계 공중합체의 유리전이온도가 약 130℃미만인 경우 고온, 고습 조건에서 내구성에 한계를 보일 우려가 있고, 약 140℃를 초과하는 경우 칼라변색이 심하고 폴리메틸메타크릴레이트층이 쉽게 깨지는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체의 중량평균 분자량은 약 10만 내지 약 15만일 수 있다. 중량평균 분자량은 분자량 분포가 있는 고분자 화합물의 성분 분자종의 분자량을 중량 분율로 평균하여 얻어지는 평균 분자량을 의미하는바, 상기 아크릴계 공중합체의 중량평균 분자량이 상기 범위를 유지함으로써, 기계적 강도와 폴리카보네이트와의 공압출에 적합한 점도를 확보하여 고경도 다층시트의 기계적 강도와 휨특성을 양호하게 구현할 수 있다.
상기 폴리메틸메타크릴레이트층은 아크릴계 공중합체 100중량부에 대해서 산화방지제 약 0.1중량부 내지 약 1.5중량부 및 UV안정제 약 0.5중량부 내지 약 3.0중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 산화방지제는 변색과 가공과정의 진행 중에 발생할 수 있는 고분자의 가교를 막아주고, PMMA층의 장기적 물성을 유지할 뿐만 아니라, 변색을 막아주는 역할을 하고, 이에 대한 종류로는 힌더레드 페놀계(hindered phenol), 락톤계(lacton), 포스파이트계(phosphite), 티오이스터계(thioester) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 옥타데실-3-(3,5-다이-털트-부틸-4-하이드록시페닐) 프로피오네이트, 트리스(2,4-다이-털트-부틸페닐) 포스파이트, 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-다이-털트-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트] 메탄, 4,4'-티오비스(6-털트-부틸-m-크레솔), 펜타에리트리틸 테트라키스(3-라우릴티오프로 피오네이트) 등을 포함할 수 있다.
상기 산화방지제는 아크릴계 공중합체 100중량부에 대해서 약 0.1중량부 내지 약 1.5중량부를 포함할 수 있는바, 상기 범위를 유지함으로써 가공에 따른 분해를 억제하여 안정적인 물성을 유지할 수 있다.
상기 UV안정제는 플라스틱이 햇빛에 장시간 노출시, 자외선에 의해 발생되는 균열 및 탈색 등 노화현상을 방지하는 역할을 하고, 이에 대한 종류로는 벤조페논계(benzophenone), 벤조트리아졸계(benzotriazole), HALS계 등의 공지의 물질이 주로 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피퍼리디닐) 세바케이트, 폴리[[6-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-s-트리아진-2,4-다이닐][(2,2,6,6-테트라메틸-4-피퍼리디닐)이미노] 헥사메틸렌[2,2,6,6-테트라메틸-4-피퍼리디닐) 이미노]], 다이메틸 숙시네이트와 4-하이드록시-2,2,6,6,-테트라메틸-1-피퍼리딘 에탄올 등을 포함할 수 있다.
상기 UV안정제는 아크릴계 공중합체 100중량부에 대해서 약 0.5중량부 내지 약 3.0중량부를 포함할 수 있는바, 상기 범위를 유지함으로써 UV에 의한 변색을 효과적으로 억제할 수 있다.
폴리카보네이트층
상기 폴리카보네이트층(이하, PC층)은 폴리카보네이트 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 폴리카보네이트 공중합체는 특별한 구조적 제한을 없으며, 계면중합 또는 용융 중합에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리카보네이트 공중합체로 LUPOY PC1201-08(LG화학) 또는 LUPOY PC 1300-30(LG화학)을 사용할 수 있다.
상기 PC층의 두께는 약 900um 내지 약 950um일 수 있다. 상기 PC층의 두께조절은 압출기로부터 피드블럭에 유입되는 PC층 수지 조성물의 압출량에 의하여 조절할 수 있음으로, 상기 PC층 수지 조성물의 두께를 정확하게 유지하기 위해서는 도입되는 PC층 수지 조성물의 양을 항상 균일하게 도입하여 압출량을 정확하게 조절해야 할 수 있다.
상기 PC층의 두께를 상기 범위로 조절함으로써 고경도 다층시트의 기계적 강도를 유지하는데 적합하다.
상기 폴리카보네이트 공중합체의 유리전이온도는 약 140℃ 내지 약 150℃일 수 있다. 상기 폴리카보네이트 공중합체의 유리전이온도가 약 140℃미만인 경우 고온, 고습조건에서의 물성이 저하될 우려가 있고, 약 150℃를 초과하는 경우 가공온도가 높아지는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 공중합체의 용융지수는 약 3 내지 약 22일 수 있다. 용융지수(Melt Folw Index, MI)는 용융흐름지수를 의미하는바, 일정한 부하와 온도에서 10분동안 모세관을 흐르는 수지의 무게를 일컫는다.
상기 폴리카보네이트 공중합체의 용융지수가 3미만인 경우, 폴리카보네이트 공중합체의 유동성 저하로 인해 압출작업시 온도를 높게 조절해야 하고, 상부층인 PMMA층과 유동차이가 심해 층두께 및 균일성이 문제될 수 있다. 또한, 상기 용융지수가 22를 초과하는 경우 상기 폴리카보네이트 공중합체 압출시 티-다이(T-die)에서 시트 작업성이 나빠지는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 공중합체 100중량부에 대해서 산화방지제 약 0.3중량부 내지 약 2.0중량부 및 UV안정제 약 0.5중량부 내지 약 3.0중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 산화방지제 및 UV안정제에 관한 사항은 전술한 바와 같다.
고경도 다층시트
상기 폴리메틸메타크릴레이트층과 상기 폴리카보네이트층이 공압출되어 형성될 수 있다. 공압출이란 하나 이상의 압출기를 사용하여 압출코팅, 필름 또는 시트 제작시 하나 이상의 층을 더하여 코팅필름 및 시트를 만드는 방법을 일컫는다. 상기 공압출 공정은 특별한 제한을 받지 않으며 일반적인 공압출 공정에 의해 상기 PMMA층 및 상기 PC층을 형성할 수 있다.
그러나, 상기 공압출 공정은 PMMA층/PC층 구조의 고경도 다층시트가 구현하고자 하는 물성을 구현하기에 적합한바, 상기 PMMA층은 우수한 스크래치 특성과 외관 특성을 구현하며, 상기 PC층은 우수한 거침(toughness) 특성과 내열성을 구현할 수 있어, 고경도 시트의 물성을 전체적으로 제어할 수 있다.
상기 폴리메틸메타크릴레이트층 상부 또는 상기 폴리카보네이트층 하부에 하드코팅층을 더 포함할 수 있다. 상기 하드코팅층은 다층시트의 경도를 높이고, 2차적인 외관 불량을 야기시키는 문제를 방지하기 위한 것으로, 도 2 및 도 3을 참고하면, 고경도 다층시트는(100)은 위로부터, 하드코팅층(30), PMMA층(10) 및 PC층(20) 또는 하드코팅층(30), PMMA층(10), PC층(20) 및 하드코팅층(30)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 하드코팅층의 성분으로 우레탄계 아크릴레이트 공중합체 계열을 이용할 수 있다. 상기 우레탄계 아크릴레이트 공중합체 계열 하드코팅 수지는 하이드록시기를 갖는 아크릴계 모노머와 폴리올과 이소시아네이트를 반응시킨 우레탄계의 공중합으로 제조되는 수지로, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리바코네이트 폴리올, 폴리부타디엔 폴리올 등의 폴리올 성분과 톨루엔 디이소시아네이트(TDI; Toluene diisocyanate), 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI;Diphenylmethane diisocyanate) 등의 방향족 이소시아네이트 또는 이소포론 디이소시아네이트(IPDI;Isophorone diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HMDI;Hexamethylene diisocyanate) 등의 지방족 이소시아네이트를 반응시켜 3차원 성형이 가능한 탄성과 동시에 외부 자극에 견딜 수 있는 내스크레성을 갖는 적합한 원료를 선택하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 하드코팅층의 두께는 약 5um 내지 약 30um일 수 있다. 상기 하드코팅층의 두께가 5um 미만인 경우에 필름의 광택 변화가 발생할 수 있는 문제점이 있으며, 약 30um 초과하는 경우에 하드코팅층에 크랙이 발생할 수 있다.
상기 하드코팅층에 첨가제가 더 포함될 수 있고, 상기 첨가제로는 실리콘계 첨가제(실리콘기를 가지는 반응성 모노머/올리고머), 불소계 첨가제 (불소기를 가지는 반응성 모노머/올리고머), 실리콘기 또는 불소기를 가지는 수지, 계면활성제 및 오일로 이루어진 군에서 하나이상 선택하여 사용할 수 있다.
나아가, 하드코팅층에 광개시제가 더 포함될 수 있고, 상기 광개시제로는 UV 경화를 위한 광개시제로서 벤질 케탈류, 벤조인 에테르류, 아세토페논 유도체, 케톡심 에테르류, 벤조페논, (아미노)벤조에이트, 벤질 디메틸 케탈 화합물 중 선택된 하나이상의 자유라디칼 개시제와 오늄 염(onium salts), 페로세늄 염(ferrocenium salts) 및 디아조늄 염(diazonium salts) 중 선택된 1종 이상의 양이온성 개시제, 또는 상기 자유라디칼 개시제 및 상기 양이온성 개시제 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 고경도 다층시트의 연필경도가 약 4H이상일 수 있다. 연필경도는 어떠한 물질의 단단함을 연필심의 단단함과 비교한 것으로, 경도 및 농도별로 H, F, B 등의 기호로 나타낼 수 있다. 상기 고경도 다층시트의 연필경도는 ASTM D3363-05(미츠비시 연필, 1kg 하중)을 사용하여 측정되는바, 약 4H이상의 경도를 유지함으로써 통상의 다층시트에 비해 우수한 경도를 구현할 수 있다.
고경도 다층시트가 적용되는 플라스틱 윈도우 소재는 고온, 고습의 조건에서 휨이 발생하며, 이러한 휨은 터치패널의 작동에 문제를 일으킬 수 있다. 따라서, 고온, 고습의 조건에서 일정수준 이상의 휨이 발생하면 터치 패널용 윈도우 커버로 적용될 수 없다. 예를 들어, 온도 85℃, 습도 85%의 조건에서 72시간 동안 방치한 후에 상기 고경도 다층시트의 휨이 약 0.1mm일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
< 제조예 >
PMMA -1(아크릴계 공중합체)
메틸메타아크릴레이트(MMA) 83중량부, 스틸렌 2중량부, N-사이클로헥실말레이미드 15중량부, 연쇄이동제로써 n-옥틸메르캅탄 0.2중량부 및 중합개시제로써 아조비스이소-부티로니트릴(AIBN) 0.1중량부의 혼합액을 분산제 수용액(이온교환수 250중량부 + 중합 분산제 2중량부)에 투입하여 80℃에서 4시간 동안 중합하고 110℃에서 2시간 추가 중합하여 잔류 단량체를 제거한 후 건조하여 비드 형태의 PMMA-1(아크릴계 공중합체)를 제조하였다. 상기 PMMA-1의 분자량은 13만이었고, Tg는 132℃였다.
PMMA -2(아크릴계 공중합체)
상기 PMMA-1의 제조방법에서 n-사이클로헥실말레이미드를 페닐말레이미드로 변경한 것을 제외하고는 PMMA-1과 동일한 방법으로 PMMA-2를 제조하였다. 상기 PMMA-2의 분자량은 12만이었고, Tg는 133℃였다.
PMMA -3(아크릴계 공중합체)
분자량이 12만이고, Tg가 104℃인 HP202(LG MMA사)를 사용하였다.
PC -1(폴리카보네이트 공중합체)
용융지수(300℃, 1.2kg)가 8.0이고, Tg가 148℃인 LUPOY PC 1201-08(LG화학)을 사용하였다.
PC -2(폴리카보네이트 공중합체)
용융지수(300℃, 1.2kg)가 30이고, Tg가 144℃인 LUPOY PC 1300-30(LG화학)을 사용하였다.
< 실시예 및 비교예 >
상기 PMMA-1, PMMA-2 및 PMMA-3에 하기 표 1과 같이 첨가제(산화방지제 및 UV안정제)를 첨가한 후, 275℃에서 이축 압출기를 통해 펠렛 형태로 PMMA층 수지 조성물을 형성하였다. 또한, 상기 PC-1 및 PC-2에 하기 표 1과 같이 첨가제(산화방지제 및 UV안정제)를 첨가한 후, 275℃에서 이축 압출기를 통해 펠렛 형태로 PC층 수지 조성물을 형성하였다. 그 후, 상기 PMMA층 수지 조성물 및 상기 PC층 수지 조성물을 공압출하여 PMMA층 및 PC층을 포함하는 고경도 다층시트를 제조하였다. Scanning Electronic Microscope(SEM)를 사용하여 상기 실시예 및 비교예의 PMMA층, PC층 두께를 측정하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
P
M
M
A층		 PMMA1 100 - 100 - 100 - 100 -
PMMA2 - 100 - 100 - - - -
PMMA3 - - - - - 100 - 100
첨가제 0.3/
2.0		 0.3/
2.0		 0.3/
2.0		 0.3/
2.0		 0.3/
2.0		 0.3/
2.0		 0.3/
2.0		 0.3/
2.0
P
C층		 PC1 100 100 100 100 - 100 - 100
PC2 - - - - 100 - 100 -
첨가제 0.3/
2.0		 0.3/
2.0		 0.3/
2.0		 0.3/
2.0		 0.3/
2.0		 0.3/
2.0		 0.3/
2.0		 0.3/
2.0
층두께
(um)
(PMMA층
/PC층)		 980
(50/
930)		 975
(55/
920)		 980
(40/
940)		 980
(60/
920)		 980
(40/
940)		 980
(50/
930)		 940
(50
/890)		 1000
(90
/910)
*첨가제(중량부): 페놀계 산화방지제(Irganox1010)/ UV 안정제(Hostavin B-CAP)
< 실험예 > - 다층구조의 물성평가
1) 연필경도: ASTM D3363-05(미츠비시 연필, 1kg 하중)을 사용하여 상기 실시예 및 비교예의 경도를 측정하였다.
2-1) 초기휨: 상기 실시예 및 비교예의 고경도 다층시트를 가로 60mm, 세로 100mm의 시편으로 제작한 후 모서리와 바닥면의 높이를 측정하여 위로 휜 정도를 간극 계측기(Gap gauge)를 이용하여 분석하였다.
2-2) 후기휨: 상기 고경도 다층시트의 시편을 온도 85℃, 습도 85%의 조건에서 72시간 동안 방치한 후, 시편의 모서리와 바닥면과의 높이를 측정하여 위로 휜 정도를 간극 계측기(Gap gauge)를 이용하여 분석하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
연필경도 4H 4H 4H 4H 2H 4H 4H 4H
초기휨
(mm)		 0.04 0.05 0.05 0.05 0.04 0.08 0.10 0.12
후기휨
(mm)		 0.09 0.10 0.07 0.09 0.11 0.20 0.18 0.17
상기 표 2를 참고하면, 실시예 1 내지 4는 비교예 1 내지 4에 비해 고경도이며 휨특성 또한 우수함을 확인할 수 있다. 구체적으로, 상기 비교예 1, 3은 용융지수가 22이상인 폴리카보네이트 공중합체를 포함하는 PC층, 비교예 2, 4는 유리전이 온도가 130°C 미만인 아크릴계 공중합체를 포함하는 PMMA층을 포함하는 다층시트인바, 유리전이온도가 130℃ 내지 140℃인 아크릴계 공중합체를 포함하는 PMMA층과 용융지수가 3 내지 22인 폴리카보네이트 공중합체를 포함하는 PC층의 적층구조인 실시예 1 내지 4에 비하여 경도가 떨어지고, 휨특성 또한 떨어짐을 알 수 있었다.
또한, 비교예 3은 PC층의 두께를 900um이하로 하였는바, 상대적인 PMMA층의 두께 상승으로 인해 휨특성이 저하되는 특성을 보였으며, 비교예 4는 PMMA층의 두께를 70um이상으로 하였는바, 경도만 유지될 뿐, 휨특성이 저하되었는바, 실시예 1 내지 4의 고경도 다층시트만이 휨특성과 내스트래치성을 동시에 구현할 수 있음을 확인하였다.
100: 고경도 다층시트
10: 폴리메틸메타크릴레이트층
20: 폴리카보네이트층
30: 하드코팅층

Claims (13)

  1. (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 75중량부 내지 88중량부, 스틸렌 단량체 2중량부 내지 5중량부 및 N-치환말레이미드 단량체 10중량부 내지 20중량부로 형성된 아크릴계 공중합체를 포함하는 폴리메틸메타크릴레이트층; 및
    폴리카보네이트 공중합체를 포함하는 폴리카보네이트층의 적층구조인
    고경도 다층시트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리메틸메타크릴레이트층의 두께는 40um 내지 70um인
    고경도 다층시트.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴계 공중합체의 유리전이온도는 130℃ 내지 140℃인
    고경도 다층시트.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴계 공중합체의 중량평균 분자량은 10만 내지 15만인
    고경도 다층시트.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리메틸메타크릴레이트층은 아크릴계 공중합체 100중량부에 대해서 산화방지제 0.1중량부 내지 1.5중량부 및 UV안정제 0.5중량부 내지 3.0중량부를 더 포함하는
    고경도 다층시트.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트층의 두께는 900um 내지 950um인
    고경도 다층시트.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 공중합체의 유리전이온도는 140℃ 내지 150℃인
    고경도 다층시트.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 공중합체의 용융지수는 3 내지 22인
    고경도 다층시트.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 공중합체 100중량부에 대해서 산화방지제 0.3중량부 내지 2.0중량부 및 UV안정제 0.5중량부 내지 3.0중량부를 더 포함하는
    고경도 다층시트.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리메틸메타크릴레이트층과 상기 폴리카보네이트층이 공압출되어 형성되는
    고경도 다층시트.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리메틸메타크릴레이트층 상부 또는 상기 폴리카보네이트층 하부에 하드코팅층을 더 포함하는
    고경도 다층시트.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 고경도 다층시트의 연필경도가 4H이상인
    고경도 다층시트.
  13. 제 1항에 있어서,
    온도 85℃, 습도 85%의 조건에서 72시간 동안 방치한 후에 상기 고경도 다층시트의 휨이 0.1mm이하인
    고경도 다층시트.
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