KR20170079228A - 슬립성이 개선된 2층 구조의 수지 시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 I) ABS 수지로 이루어진 기재층; 및 II) 상기 기재층 위에 투명 PMMA 수지와 슬립제 마스터 배치를 함유하는 스킨층;이 적층된 2층 구조의 수지 시트에 관한 것이다.
본 발명에 따라 제조된 슬립성이 개선된 2층 구조의 수지 시트는 간단한 공정으로 양산이 가능하며, 기계적 물성이 양호하고 우수한 광택성을 나타내면서 동시에 슬립성이 개선되므로 목재(MDF)의 라미네이트, 가구장, 실내외 마감재, 데코레이션 시트, 또는 욕조 등에 적용되어 제품의 가치를 높일 수 있다.

Description

슬립성이 개선된 2층 구조의 수지 시트{Two-layer resin sheet having improved slipping property}

본 발명은 슬립성이 개선된 2층 구조의 수지 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 I) ABS 수지로 이루어진 기재층; 및 II) 상기 기재층 위에 투명 PMMA 수지와 슬립제 마스터 배치를 함유하는 스킨층;이 적층된 슬립성이 개선된 2층 구조의 수지 시트에 관한 것이다.

플라스틱 소재를 기본으로 하는 수지 제품은 현대인의 일상 중 여러 분야에 사용되고 있다. 그 사용 분야에 따라 수지 제품에 요구되는 특성 또는 물성도 다양한바, 목재(MDF, medium density fiberboard)의 라미네이트용, 주방가구를 비롯한 각종 가구장, 실내외 마감재, 데코레이션 시트, 또는 욕조 등은 내충격성, 내후성 및 내스크래치성과 같은 기계적 물성 이외로 이들 제품의 가치를 돋보이게 하기 위하여 수지 제품의 표면에 아름다운 광택을 비롯한 심미감을 요구하고 있다.

이와 관련하여, 본 특허출원의 출원인은 이미 ABS 수지로 이루어진 코어층, 및 PMMA와 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 수지의 블렌드를 함유하는 스킨층을 포함하는 압출 수지를 제조하여 이를 특허로 등록하고, 기계적 물성 및 광택이 우수한 수지 제품을 생산한바 있다. 그러나 성형된 수지 시트가 서로 들러붙는 현상이 발생하여 생산 및 유통과정에 불편함이 따르고, 수지 시트가 적용된 제품의 표면에 오염물질이 쉽게 부착되는 등의 문제점이 있었다(특허문헌 1).

그러므로 상기와 같은 문제점을 개선한 선행기술로서 내스크래치성 및 내오염성과 같은 기계적 물성이 양호하면서 장롱, 책상이나 싱크대와 같은 가구에 다양한 장식을 표현하기 위한 폴리에스테르계 데코레이션 시트가 개발된바 있으나, 이는 PET 기저층, PET와 PBT로 이루어진 제1, 2 스킨층으로 구성된 폴리에스테르계 시트를 제조한 후, 그 표면에 슬립제 및 발수제를 포함하는 코팅층을 별도로 형성하는 복잡한 공정을 수행하여야 슬립성을 개선할 수 있는 단점이 있다(특허문헌 2).

한편, 본 발명자 등에 의하여 ABS 수지를 기재층으로 하고, PMMA와 금속 분말 등을 함유하는 코어층, 및 MMA-아크릴레이트 공중합체 수지 또는 내충격 개질 PMMA를 함유하는 스킨층으로 이루어진 펄 감 광택 또는 패턴을 갖는 수지 시트가 특허로 등록된바 있으나, 이들은 모두 3층 구조의 수지 시트로서 제조공정이 복잡하고 생산원가가 비교적 높은 단점이 있었다(특허문헌 3, 4).

따라서 본 발명자 등은 고광택에 기여하는 첨가제를 사용하지 않고도 아름다운 광택을 나타낼 수 있고, 슬립성이 개선됨으로써 생산과정에서 성형된 수지 시트가 서로 들러붙지 않으면서 수지 제품의 내오염성이 향상될 수 있는 수지 시트에 관한 연구를 거듭한 결과, ABS 수지를 기재층으로 하고, 그 기재층 위에 투명한 PMMA 수지와 슬립제를 배합하여 적층한 2층 구조의 수지 시트만으로도 기계적 물성이 양호하고 우수한 광택성을 나타내면서 동시에 슬립성이 개선된 수지 시트를 간단한 공정으로 양산할 수 있음에 착안하여 본 발명을 완성하였다.

특허문헌 1. 한국등록특허공보 제10-0875272호

특허문헌 2. 한국등록특허공보 제10-1381378호

특허문헌 3. 한국등록특허공보 제10-1414058호

특허문헌 4. 한국등록특허공보 제10-1420288호

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 공정으로 양산이 가능한, 기계적 물성이 양호하고 우수한 광택성을 나타내면서 동시에 슬립성이 개선된 2층 구조의 수지 시트를 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 I) ABS 수지로 이루어진 기재층; 및 II) 상기 기재층 위에 투명 PMMA 수지와 슬립제 마스터 배치를 함유하는 스킨층;이 적층된 2층 구조의 수지 시트를 제공한다.

상기 스킨층은 투명 PMMA 수지 80~90 중량% 및 슬립제 마스터 배치 10~20 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 슬립제 마스터 배치는 투명 PMMA 수지 95~99.5 중량%와 슬립제 0.5~5 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 슬립제는 탄화수소계, 카르복실산계, 알코올계, 아미드계, 에스테르계, 금속염계 및 폴리디메틸실록산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 것을 특징으로 한다.

상기 아미드계 슬립제는 올레아미드, 스테라미드, 에루카미드, 베헤나미드 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 한다.

상기 스킨층은 그 두께가 수지 시트 전체 두께의 10~15%인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 2층 구조의 수지 시트는 목재(MDF)의 라미네이트용인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따라 제조된 슬립성이 개선된 2층 구조의 수지 시트는 간단한 공정으로 양산이 가능하며, 기계적 물성이 양호하고 우수한 광택성을 나타내면서 동시에 슬립성이 개선되므로 목재(MDF)의 라미네이트, 가구장, 실내외 마감재, 데코레이션 시트, 또는 욕조 등에 적용되어 제품의 가치를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 슬립성이 개선된 2층 구조의 수지 시트 구성도.

이하에서는 본 발명에 따른 슬립성이 개선된 2층 구조의 수지 시트에 관하여 첨부된 도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서는 I) ABS 수지로 이루어진 기재층; 및 II) 상기 기재층 위에 투명 PMMA 수지와 슬립제 마스터 배치를 함유하는 스킨층;이 적층된 2층 구조의 수지 시트를 제공한다.

도 1의 구성도에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 2층 구조의 수지 시트(100)의 기재층(10)을 구성하는 고분자 소재로서는 ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 수지를 사용한다. ABS 수지는 아크릴로니트릴의 내약품성, 부타디엔의 내충격성 및 스티렌의 우수한 가공성을 보유한 공중합체로서 가구 또는 욕조 등의 소재로 많이 사용되고 있다.

또한, 스킨층(20)에는 슬립성을 개선하기 위하여 슬립제 마스터 배치(30)가 함유된다. 일반적으로 마스터 배치라는 것은 플라스틱 또는 고무와 같은 고분자 수지에 기능성을 부가하기 위하여 고분자 수지와 기능성 첨가제를 배합하여 칩 또는 펠렛 형태로 제조한 것으로서, 본 발명에서는 스킨층의 소재와 동일한 투명 PMMA 수지에 슬립성을 부여하는 기능성 첨가제인 슬립제를 미리 배합하여 펠렛 형태로 성형한다. 이러한 슬립제는 시트의 성형과정이나 직후에 표면으로 스며나와 도포되는데, 그 도포막이 마찰계수를 줄이는 윤활작용을 하므로 슬립성을 개선하는 기능을 수행한다.

상기 스킨층(20)은 투명 PMMA 수지 80~90 중량% 및 슬립제 마스터 배치 10~20 중량%로 이루어진 것이 바람직한바, 스킨층(20)을 형성하는 투명 PMMA 수지의 함량이 80% 미만이면(슬립제 마스터 배치의 함량이 20 중량%를 초과하는 경우) 투명 PMMA 수지와의 상용성이 저하되고 표면광택도가 떨어질 수 있으며, 그 함량이 90 중량%를 초과하면(슬립제 마스터 배치의 함량이 10 중량% 미만인 경우) 슬립성의 개선효과가 미미할 수 있다.

또한, 상기 슬립제 마스터 배치(30)는 투명 PMMA 수지 95~99.5 중량%와 슬립제 0.5~5 중량%로 이루어진 것이 바람직한데, 상기 함량의 범위를 벗어나면 슬립제 마스터 배치(30)의 배합에 따른 가공과정에서 슬립제가 고르게 분포된 균일한 상태의 펠렛을 얻기 어렵다.

상기 슬립제로서는 탄화수소계, 카르복실산계, 알코올계, 아미드계, 에스테르계, 금속염계 및 폴리디메틸실록산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 것을 사용할 수 있으며, 특히 슬립성이 우수하고 성형성도 뛰어난 아미드계를 더욱 바람직하게 사용한다.

상기 탄화수소계 슬립제로서는 분자 사슬의 길이가 짧은 것으로부터 탄소수가 100개 정도의 것들이 섞여 있는 비교적 분자량이 큰 것들이 사용되는바, 파라핀 왁스와 산화 파라핀 왁스, 저분자량 EVA 등을 예로 들 수 있다.

또한, 상기 카르복실산계 슬립제로서는 스테아린산 또는 몬탄산을 사용할 수 있으며, 알코올계 슬립제로서는 대체로 탄소수 16 내지 18의 지방족 알코올을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 슬립제로서 아미드계를 바람직하게 사용하는바, 이러한 아미드계 슬립제는 올레아미드(oleamide), 스테라미드(stearamide), 에루카미드(erucamide), 베헤나미드(behenamide) 또는 이들의 조합인 것을 더욱 바람직하게 사용함으로써 슬립성, 성형성 및 내오염성을 크게 향상시킬 수 있다.

아울러 스테아레이트(stearate) 또는 올레이트(oleate)의 에스테르계, 칼슘-스테아레이트, 바륨-스테아레이트, 망간-스테아레이트 등의 금속염계 슬립제도 사용할 수 있으며, 폴리디메틸실록산도 유용한 슬립제로 사용이 가능하다.

또한, 본 발명에서는 상기 기재층(10) 위에 투명 PMMA 수지의 스킨층(20)을 형성함으로써 표면광택도를 향상시킨다. 한편으로, PMMA 수지는 내후성 및 내스크래치성은 우수하나 아크릴계 수지 고유의 특성으로 인하여 내충격성이 약한 단점이 있으나, 본 발명에 따른 2층 구조의 수지 시트(100)의 기재층(10)으로서 내충격성이 뛰어난 ABS 수지를 사용함으로써 2층 구조의 수지 시트(100) 전체의 내충격성이 향상되는 효과를 갖게 된다.

아울러 본 발명에 따른 2층 구조의 수지 시트(100)는 투명 PMMA 수지의 스킨층(20)을 형성하여 표면광택도를 향상시키는 것만으로 고광택을 구현할 수 있으나, 필요에 따라 스킨층(20)에 공지의 펄 감 광택제인 마블, 운모 안료, 펄 분말, 및 유리 분말로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 더욱 포함할 수 있으며, 이러한 공지의 펄 감 광택제는 평균 입경이 5~20 μm인 것이 스킨층(20) 소재인 투명 PMMA 수지와의 분산성을 고려하면 바람직하게 선택될 수 있다.

상기 스킨층(20)은 기재층(10) 위에 적층하여 균일한 층을 형성함으로써 그 두께가 수지 시트 전체 두께의 10~15%인 것이 표면광택도가 우수할 뿐만 아니라, 내후성, 내충격성 및 내스크래치성 등의 기계적 물성을 만족시키고, 고광택을 아름답게 구현할 수 있다.

본 발명의 상기 수지 시트(100)는 공압출성형에 의하여 스킨층(20) 및 기재층(10)으로 이루어진 2층 구조의 시트상으로 제조한다. 기재층(10)의 소재인 ABS 수지는 펠렛 형태의 시판 중인 원료를 그대로 사용하지만, 상술한 스킨층(20)의 성분인 투명 PMMA 수지는 압출기에서 균일하게 혼련한 후 펠렛으로 성형하여 소재를 준비한다. 각 수지의 용융온도 이상으로 유지되는 2중 공압출기로 각 층의 성분을 피드 블럭으로 공급하여 ABS 수지로 이루어진 기재층(10)/투명 PMMA 수지와 슬립제 마스터 배치를 함유하는 스킨층(20)으로 적층한다. 이렇게 적층된 수지층을 다이에서 시트상으로 가공하여 2층 구조의 시트(100)를 제조한다.

또한, 본 발명에서 제조되는 수지 시트(100)의 두께는 2중 공압출기로부터 피드 블럭에 유입되는 각 수지의 압출량을 정확하게 조절함으로써 균일한 두께를 얻을 수 있다.

이하 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.

(실시예)

투명 PMMA 수지 90 중량%와, 슬립제(에루카미드) 마스터 배치(슬립제 마스터 배치는 투명 PMMA 수지 99.5 중량%에 에루카미드 0.5 중량%를 미리 배합한 것) 10 중량%를 함유하는 펠렛(제1 펠렛) 및 ABS 수지 펠렛(제2 펠렛)을 각각 준비하였다. 상기 제1 및 제2 펠렛들을 온도가 각각 260℃ 및 250℃로 다르게 설정된 2중 공압출기를 통해 피드 블럭에 투입하여 스킨층/기재층으로 적층하였다. 상기 적층된 수지를 다이에 보내고 시트상으로 가공하여 2층 구조의 수지 시트를 얻었고, 이때 스킨층의 두께는 0.1 mm로 조절하여 최종적으로 1 mm 두께의 수지 시트를 제조하였다.

(비교예)

슬립제 마스터 배치를 사용하지 않고, 투명 PMMA 수지만으로 스킨층을 형성한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 1 mm 두께의 2층 구조의 수지 시트를 제조하였다.

(시험예)

상기 실시예 및 비교예로부터 제조된 2층 구조의 수지 시트의 기계적 물성, 표면광택도 및 슬립성을 아래 방법에 의하여 측정하였다.

(1) 내후성은 인공촉진내후성시험 기준에 의한 자외선시험법에 따라 측정하였고, 200시간 경과 후 색차(△E)를 비교하였다.

(2) 내충격성은 ASTM D256 방법에 따라 Izod 충격강도를 측정하였다.

(3) 내스크래치성은 공지의 연필경도 측정법을 사용하였다.

(4) 표면광택도는 JIS K7105 방법에 준하여 60ㅀ의 경사면 광택도를 광택계로 측정하였다.

(5) 슬립성은 ASTM D1894 방법에 따라 시트 표면의 마찰계수를 측정하였다.

샘플	내후성 (△E)	내충격성 (kg.cm/cm)	내스크래치성	표면광택도 (%)	마찰계수
실시예	0.5	13.5	4H	86	0.12
비교예	0.6	13.6	2H	85	0.38

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예로부터 제조된 2층 구조의 수지 시트는 비교예에 비하여 내후성, 내충격성 등의 기계적 물성과 표면광택도가 동등하거나, 내스크래치성은 훨씬 우수함을 알 수 있고, 특히 마찰계수가 현저하게 감소하여 슬립성이 크게 개선된 것을 확인할 수 있었다.

따라서 본 발명에 따른 슬립성이 개선된 2층 구조의 수지 시트는 간단한 공정으로 양산이 가능하며, 기계적 물성이 양호하고 우수한 광택성을 나타내면서 동시에 슬립성이 개선되므로 목재(MDF)의 라미네이트, 가구장, 실내외 마감재, 데코레이션 시트, 또는 욕조 등에 적용되어 제품의 가치를 높일 수 있다.

100. 2층 구조의 수지 시트
10. 기재층
20. 스킨층
30. 슬립제 마스터 배치

Claims (7)

1. I) ABS 수지로 이루어진 기재층; 및
   II) 상기 기재층 위에 투명 PMMA 수지와 슬립제 마스터 배치를 함유하는 스킨층;이 적층된 2층 구조의 수지 시트.
2. 제1항에 있어서, 상기 스킨층은 투명 PMMA 수지 80~90 중량% 및 슬립제 마스터 배치 10~20 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 2층 구조의 수지 시트.
3. 제2항에 있어서, 상기 슬립제 마스터 배치는 투명 PMMA 수지 95~99.5 중량%와 슬립제 0.5~5 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 2층 구조의 수지 시트.
4. 제3항에 있어서, 상기 슬립제는 탄화수소계, 카르복실산계, 알코올계, 아미드계, 에스테르계, 금속염계 및 폴리디메틸실록산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 것을 특징으로 하는 2층 구조의 수지 시트.
5. 제4항에 있어서, 상기 아미드계 슬립제는 올레아미드, 스테라미드, 에루카미드, 베헤나미드 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 2층 구조의 수지 시트.
6. 제1항에 있어서, 상기 스킨층은 그 두께가 수지 시트 전체 두께의 10~15%인 것을 특징으로 하는 2층 구조의 수지 시트.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 2층 구조의 수지 시트는 목재(MDF)의 라미네이트용인 것을 특징으로 하는 2층 구조의 수지 시트.

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