KR20180049571A - 광확산 충격보강제 및 이를 포함하는 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평상시에는 투명성을 유지하다가 빛에 노출되면 광 확산 효과로 인하여 반투명성을 구현하는 광확산 충격보강제 및 이를 포함하는 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

광확산 충격보강제 및 이를 포함하는 수지 조성물{LIGHT-DIFFUSING IMPACT MODIFIER FOR POLYMETHYLMETHACRYLATE AND RESIN COMPOSITION COMPRISING THE SAME}
본 발명은 평상시에는 투명성을 유지하다가 빛에 노출되면 광 확산 효과로 인하여 반투명성을 구현하는 광확산 충격보강제 및 이를 포함하는 수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 광확산성을 갖는 수지 조성물은 조명용 등 커버, 조명 간판, 발광식 스위치 간판, 디스플레이용 광확산판 등의 재료로 널리 사용되고 있다. 이러한 수지 조성물은 광확산성을 부여하기 위하여 광확산제로서 이산화티타늄(TiO2)과 같은 무기 입자나 스티렌 비드와 같은 유기 입자가 사용되어 왔다. 이 중 유기 입자는 무기 입자에 비하여 입자 자체의 투명성이 좋고 고급스러운 느낌을 주어 메틸메타크릴레이트계 수지 등의 레진과 함께 사용되어 우수한 광확산성을 구현한다.
그러나, 투명성이 우수한 반면 높은 내충격성이 요구되는 경우에는 추가로 충격보강제를 사용해야 하는 단점이 있다. 즉, 유기 입자를 광확산제로 사용하는 경우 투명 레진의 시트에 우수한 광확산성을 부여하지만 내충격성을 보강하기 위하여 내충격제를 별도로 사용하여야 하고, 내충격제를 함유함으로써 수지 조성물의 분산성, 물성 저하 등의 어려움이 부담되고 있다.
따라서, 투명성을 확보할 수 있으면서 내충격성을 향상시킬 수 있는 광확산 보강제의 연구 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 조명 등의 투명 시트에 적용하여 광확산성 뿐만 아니라 우수한 내충격성을 부여할 수 있는 광확산 충격보강제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 확산 수지로 사용되는 폴리메틸메타크릴레이트에 적용가능한 것으로, 높은 광투과성 및 은폐성의 효과를 동시에 조절하는 것이 가능하고, 내충격성이 우수한 상기 광확산 충격보강제를 함유하는 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 광확산 충격보강제는 알킬메타크릴레이트 및 알킬아크릴레이트 중에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물로부터 유도되는 중합체로 이루어진 시드층, 상기 시드층에 그래프트되며, 알킬아크릴레이트, 방향족 비닐계 화합물 및 디엔계 고무 화합물 중에서 선택되는 적어도 둘 이상의 화합물로부터 유도되는 공중합체로 이루어지는 코어층 및 상기 코어층에 그래프트되며, 알킬메타크릴레이트 및 알킬아크릴레이트 중에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물로부터 유도되는 공중합체로 이루어진 쉘층의 구조를 가지며, 굴절률이 1.490 내지 1.510인 것을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광확산 충격보강제에 있어서, 상기 코어층은 시드층을 감싸며 이루어지되, 한 층 또는 두 층 이상일 수 있으며, 다층으로 이루어지는 경우 알킬아크릴레이트 및 방향족 비닐계 화합물로부터 유도되는 공중합체로 이루어진 코어 단위층을 적어도 한 층 이상 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광확산 충격보강제에 있어서, 상기 코어 단위층은 알킬아크릴레이트 70 내지 90중량% 및 방향족 비닐계 화합물 10 내지 30중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광확산 충격보강제에 있어서, 상기 알킬메타크릴레이트는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, iso-프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, iso-부틸메타크릴레이트, 펜틸메타크릴레이트, 헵틸메타크릴레이트 및 옥틸메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광확산 충격보강제에 있어서, 상기 알킬아크릴레이트는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, iso-프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트 및 2-에틸헥실아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광확산 충격보강제에 있어서, 상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, 알파메틸스티렌, 비닐나프탈렌, 탄소수 1~3의 알킬기로 치환된 알킬스티렌 및 할로겐으로 치환된 스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광확산 충격보강제에 있어서, 상기 공액 디엔계 화합물은 1,3-부타디엔, 2,3-부타디엔, 이소프렌 및 클로로프렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있다.
본 발명은 상술한 광확산 충격보강제와 폴리메틸메타크릴계 수지를 포함하는 투명 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 투명 수지 조성물로부터 얻어지는 성형품을 제공한다.
본 발명에 따른 충격보강제는 높은 내충격성을 가지면서 광확산성이 우수한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 충격보강제는 폴리메틸메타크릴레이트계 수지에 적용 시 상용성 및 분산성이 탁월한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 충격보강제를 함유하는 폴리메틸메타크릴계 투명 수지 조성물을 이용하여 시트로 성형되는 경우 우수한 투명성과 동시에 광 확산 성능이 뛰어나 엣지 부분에 빛을 비추는 경우 반투명 시트로 변화하여 다양한 분야에 응용될 수 있는 장점이 있다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 광확산 충격보강제 및 이를 포함하는 수지 조성물에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의해 보다 더 잘 이해될 수 있다. 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이고, 첨부된 특허 청구범위에 의해 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어는 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다.
본 발명의 일 양태는
알킬메타크릴레이트 및 알킬아크릴레이트 중에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물로부터 유도되는 중합체로 이루어진 시드층,
상기 시드층에 그래프트되며, 알킬아크릴레이트, 방향족 비닐계 화합물 및 디엔계 고무 화합물 중에서 선택되는 적어도 둘 이상의 화합물로부터 유도되는 공중합체로 이루어지는 코어층 및
상기 코어층에 그래프트되며, 알킬메타크릴레이트 및 알킬아크릴레이트 중에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물로부터 유도되는 중합체로 이루어진 쉘층의 구조를 가지는 광확산 충격보강제를 제공하는 것이다.
이때, 상기 광확산 충격보강제의 굴절율이 1.490 내지 1.510인 것을 특징으로 한다. 더욱 좋게는 상기 광확산 충격보강제를 이루는 코어층의 굴절율이 1.490 내지 1.510인 것일 수 있다.
본 발명에 따른 광확산 충격보강제는 내충격성이 탁월하면서 투명도가 높고 동시에 광확산성이 탁월한 효과를 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 광확산 충격보강제의 제조방법은 일양태로, 알킬메타크릴레이트 및 알킬아크릴레이트 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 단량체를 중합하여 시드층을 형성하는 단계,
상기 시드층의 존재 하에서 알킬 아크릴레이트, 방향족 비닐계 화합물 및 디엔계 고무 화합물 중에서 선택되는 적어도 둘 이상의 화합물을 중합하여 상기 시드층을 감싸며, 시드층에 그래프팅되는 코어층을 형성하는 단계 및
상기 내부에 시드층을 함유한 코어층의 존재 하에서 알킬메타크릴레이트 및 알킬아크릴레이트 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 단량체를 중합하여 쉘층을 형성하는 단계를 포함한다.
구체적으로, 먼저 상기 시드층은 알킬메타크릴레이트 및 알킬아크릴레이트 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 단량체 혼합물(제1단량체 혼합물)로부터 중합되는 단독중합체 또는 공중합체로 이루어진 시드층을 형성한다. 이때, 중합은 유화 중합 방법을 사용하는 것이 더욱 좋다. 유화 중합의 일 양태로는 질소 기체 분위기 하에서 단량체를 함유한 용액을 반응기에 투입한 후 가열, 교반하고, 상기 용액의 온도가 50 내지 90℃에 이르면 중합개시제를 넣어 중합 반응을 시켜 중합체를 제조한다.
이때, 상기 알킬메타크릴레이트 단량체는 알킬의 탄소수가 1 내지 8인 알킬메타크릴레이트 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, iso-프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, iso-부틸메타크릴레이트, 펜틸메타크릴레이트, 헵틸메타크릴레이트 및 옥틸메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 더욱 좋게는 메틸메타크릴레이트를 사용할 수 있다.
또한, 상기 알킬아크릴레이트 단량체는 알킬의 탄소수가 1 내지 8인 알킬아크릴레이트 화합물로, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, iso-프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트 및 2-에틸헥실아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 더욱 좋게는 에틸아크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 시드층은 바람직하게는 알킬메타크릴레이트 및 알킬아크릴레이트의 단량체 혼합물(제1단량체 혼합물)로부터 중합되는 공중합체로 이루어질 수 있다. 또한, 그 함량 범위는 크게 제한되는 것은 아니지만 알킬메타크릴레이트 80 내지 99.9중량%, 알킬아크릴레이트 0.1 내지 20중량%일 수 있다.
상기 시드층을 이루는 단량체의 함량은 크게 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 광확산 충격보강제를 이루는 전체 단량체 중 5 내지 30중량%인 것이 좋다. 또한, 상기 시드층은 평균입경이 50 내지 500nm, 바람직하게는 100 내지 300nm인 것일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 투명성과 광확산성 및 내충격성의 개선 효과가 있다.
상기 중합개시제는 크게 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 큐멘하이드로퍼옥사이드, 포타슘퍼설레이트, 소듐퍼설페이트, 아조계 수용성 개시제 등을 사용할 수 있으며, 시드층 전체 단량체 100중량부에 대하여 0.01 내지 2.0중량부 사용할 수 있다.
상기 시드층은 내충격성을 향상시키고 가공성을 높이기 위하여 가교제를 더 포함하여 중합될 수 있다. 상기 가교제는 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디메타크릴레이트, 1,5-펜탄디올디아크릴레이트, 1,5-펜탄디올디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트, 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트,프로필렌글리콜디아크릴레이트, 부틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 상기 가교제는 시드층 전체 단량체 100중량부에 대하여 0.02 내지 2.0중량부 사용할 수 있다.
또한, 상기 시드층은 중합반응 시 이온교환수, 유화제 등을 단량체 혼합물에 더 포함하여 중합될 수 있다. 상기 이온교환수는 이온교환기를 거쳐 생성된 것으로, 전체 단량체 100중량부에 대하여 50 내지 500중량부 사용될 수 있다. 또한, 상기 유화제는 음이온 계면활성제 또는 비이온 계면활성제를 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적인 일예로, 포스페이트염, 설포네이트염, 설페이트염 등을 사용할 수 있으며, 포스페이트염으로는 소듐 폴리옥시에틸렌 알킬포스페이트(sodium polyoxyethylene alkylphosphate), 소듐 폴리옥시에틸렌 알킬아릴포스페이트(sodium polyoxyethylene alkylarylphosphate) 등이 있으며, 설포네이트염으로는 소듐 알킬벤젠 설포네이트(sodium alkylbenzene sulfonate), 소듐 알킬아릴나프탈렌 설포네이트(sodium alkylarylnaphthalene sulfonate), 소듐 디알킬설포석시네이트(sodium dialkylsulfosuccinate) 등이 있고, 설페이트염으로는 소듐 알킬설페이트(sodium alkylsulfate), 소듐 폴리옥시에틸렌 알킬설페이트(sodium polyoxyethylene alkylsulfate) 등을 사용할 수 있다.
상기 시드층은 투명도를 유지하기 위하여 굴절율을 폴리메틸메타크릴레이트 수지와 굴절율과 동일하게 유지하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 코어층은 시드층을 감싸며, 알킬아크릴레이트, 방향족 비닐계 화합물 및 디엔계 고무 화합물 중에서 선택되는 적어도 둘 이상의 단량체 혼합물(제2단량체 혼합물)로부터 유도되는 공중합체가 상기 시드층에 그래프트되어 이루어지는 것으로, 시드층의 존재 하에 상기 단량체들을 유화중합하여 시드층 상에 그래프트 시켜 형성한다. 구체적으로, 시드층 중합체의 에멀젼을 가열, 교반하면서 유화제, 가교제 등과 함께 단량체를 적가하면서 계속 중합하며, 중합이 완료되는 시점에서 다시 중합개시제를 투입하여 시드층 상에 코어층이 그래프트되어 감싸는 적층 구조를 이루게 된다.
상기 알킬아크릴레이트 단량체는 알킬의 탄소수가 1 내지 8인 알킬아크릴레이트 화합물로, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, iso-프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트 및 2-에틸헥실아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 더욱 좋게는 부틸아크릴레이트를 사용할 수 있다.
상기 방향족 비닐 화합물은 크게 제한되는 것은 아니지만, 스티렌, 알파메틸스티렌, 비닐나프탈렌, 탄소수 1~3의 알킬기로 치환된 알킬스티렌 및 할로겐으로 치환된 스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 사용할 수 있다.
상기 공액 디엔계 화합물은 1,3-부타디엔, 2,3-부타디엔, 이소프렌 및 클로로프렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 사용할 수 있다.
상기 코어층을 이루는 단량체의 함량은 크게 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 광확산 충격보강제를 이루는 전체 단량체 중 10 내지 50중량%인 것이 좋다. 또한, 상기 코어층은 평균입경이 100 내지 800nm, 바람직하게는 200 내지 500nm인 것일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 우수한 투명성 및 광확산성을 구현하면서 동시에 내충격성의 향상 효과를 가질 수 있다.
상기 코어층은 시드층을 감싸며 이루어지는 다층 구조인 것일 수 있다. 더욱 좋게는 다층 구조로 알킬아크릴레이트 및 방향족 비닐계 화합물로부터 유도되는 공중합체로 이루어진 코어 단위층을 적어도 한 층 포함할 수 있다. 이러한 단위 코어층을 포함하지 않은 경우, 본 발명이 목적하는 내충격성 향상과 함께 투과도 및 광확산성의 물성 상승효과를 구현하기에 미흡할 수 있다.
즉, 알킬아크릴레이트 및 방향족 비닐계 화합물로부터 유도되는 공중합체로 이루어진 제1코어 단위층과, 알킬아크릴레이트 및 디엔계 고무 화합물로부터 유도되는 공중합체로 이루어진 제2코어 단위층을 포함하여 2층 이상의 다층 구조를 가질 수 있다. 이러한 코어 단위층이 적어도 2층 이상 가지고 있는 다층 구조의 코어층을 포함하는 경우 광확산 충격보강제는 탁월한 내충격성 뿐만 아니라 투명성 및 광확산성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 투명도를 높게 유지할 수 있으면서 동시에 뛰어난 광확산 성능으로 인하여 빛에 노출되는 경우 반투명 효과를 구현할 수 있다.
상기 코어층은 좋게는 알킬아크릴레이트 70 내지 90중량% 및 방향족 비닐계 화합물 10 내지 30중량%를 포함하는 단량체 혼합물로부터 유도되는 공중합체로 이루어진 것일 수 있다. 더욱 좋게는 알킬아크릴레이트 80 내지 85중량% 및 방향족 비닐계 화합물 15 내지 20중량%를 포함하는 단량체 혼합물로부터 유도되는 공중합체로 이루어진 것일 수 있으며, 상기 범위를 만족하는 경우, 탁월한 내충격성뿐만 아니라, 투명도 및 광확산 성능을 향상시킬 수 있다. 상기 코어층은 크게 제한되는 것은 아니지만, 더욱 좋게는 부틸아크릴레이트 80 내지 85중량% 및 스티렌 15 내지 20중량%인 것일 수 있다.
상기 코어층을 형성하는 단계에서, 가교제는 코어층을 이루는 단량체 전체 100중량부에 대하여 0.5 내지 3.0 중량부를 사용할 수 있다
상기 코어층은 투명도를 유지하면서 엣지부위에 빛을 비추었을 때 확산 효과를 이루기 위해 굴절율이 바람직하게는 1.490 내지 1.510인 것이 좋다.
상기 코어층이 형성되고 나면, 시드층을 형성하는 제1단량체 혼합물과 동일한 알킬메타크릴레이트 및 및 알킬아크릴레이트 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 단량체 혼합물로부터 중합되는 단독중합체 또는 공중합체로 최외각층인 쉘층을 형성한다. 구체적으로, 코어층의 중합 반응이 완료된 에멀젼에서 중합개시제와 상기 알킬메타크릴레이트 및 알킬아크릴레이트 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 단량체 혼합물(제3단량체 혼합물)을 서서히 적가하면서 중합하고, 중합이 완료되는 시점에서 다시 중합개시제를 투입한다. 이때, 사슬이동제를 더 포함시켜 코어층 상에 쉘층을 형성하며, 분자량을 조절할 수 있다. 상기 사슬이동제로는 크게 제한되는 것은 아니지만, 탄소수 1~10의 n-부틸디설파이드 등의 황화합물, 부틸아민, 트리에틸아민 등의 아민 화합물, 클로로포름, 테트라클로로메탄 등의 할로겐화합물, 에탄올 등의 알코올, 아세톤 등을 사용할 수 있다.
상기 코어층을 감싸며, 코어층에 그래프트되는 쉘층은 두께가 바람직하게는 200 내지 500nm, 보다 바람직하게는 250 내지 400nm인 것이 더욱 좋다. 상기 범위를 만족하는 경우 내충격성을 포함하여 기계적 강성을 향상시킬 수 있다.
상기와 같이 쉘층이 형성되면 에멀젼을 50 내지 100℃로 예열된 과량의 0.1 내지 2.0중량%의 마그네슘설페이트 또는 칼슘클로라이드 용액에 서서히 적가하면서 교반하여 입자를 침전시키고, 침전된 입자들을 증류수로 수세한 후 건조하여 최종 광확산 충격보강제를 수득할 수 있다. 혹은 분무 건조 공정을 통해 쉽게 분산될 수 있는 분말 구조를 형성하여 건조시켜 최종물을 수득할 수 있다.
이와 같이 수득된 광확산 충격보강제는 굴절율이 1.490 내지 1.510이며, 상기 충격보강제가 수지 조성물 내 함유될 시 폴리메틸메타크릴레이트계 수지와의 조합으로 높은 투명도를 구현할 수 있으며, 엣지부에 빛을 비출 경우 광확산 효과로 인하여 반투명을 구현할 수 있다.
본 발명은 상술한 광확산 충격보강제를 포함하는 투명 수지 조성물을 제공한다. 좋게는 폴리메틸메타크릴레이트계 수지의 충격보강제를 사용하는 경우 투명도가 우수하면서 내충격성이 향상된 투명 수지 조성물을 제공할 수 있어 폴리메틸메타크릴레이트용으로 사용되는 것이 더욱 좋다. 즉, 본 발명은 폴리메틸메타크릴레이트계 수지 및 상기의 광확산 충격보강제를 포함하는 투명 수지 조성물을 제공할 수 있다. 이때, 조성물 내 광확산 충격보강제의 함량은 1 내지 20중량%일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 폴리메틸메타크릴레이트계 수지와의 상용성이 우수하고, 분산성이 더욱 좋다.
또한, 본 발명은 상기 투명 수지 조성물로부터 얻어지는 성형품을 제공한다.
상기 성형품은 크게 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 압출, 사출 등의 성형을 통해 수득할 수 있는 시트 또는 필름일 수 있다. 상기 성형품은 엣지부에 빛을 비출 경우에만 광확산 효과가 부여되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
교반기가 장착된 반응기에 이온 교환수 1000g을 넣고, 질소 분위기 하에서 내부온도를 80℃까지 가열한 다음, 메틸메타아크릴레이트 85중량% 및 에틸아크릴레이트 15중량%의 혼합단량체 50g을 반응기에 넣은 후 10분 동안 교반시켰다. 이후, 1%의 칼륨퍼설페이트 용액 10㎖를 넣고, 60분 동안 교반하였다. 중합이 완료되면 평균입경이 100nm인 시드층의 중합체 에멀젼을 수득하였다. 여기에, 1% 칼륨퍼설페이트 용액 20㎖를 첨가한 후, 10분 동안 교반한 다음, 코어층의 단량체 조성을 하기 표 1에서와 같이, 부틸아크릴레이트 85중량% 및 스티렌 15중량%의 혼합단량체 78g을 분당 8g의 속도로 반응기에 적가하고, 적가 완료 후 1% 칼륨퍼설페이트 용액 20㎖를 넣었다. 다시 교반하면서 반응을 200분 동안 실시한 다음 1% 칼륨 퍼설페이트 용액 10㎖를 반응기에 넣어 15분 동안 더 반응시켜 시드층 상에 코어층이 그래프트된 입자의 에멀젼을 수득하였다. 여기에, 메틸메타아크릴레이트 85중량% 및 에틸아크릴레이트 15중량%의 혼합단량체 50g을 사슬이동제(도데실머캅탄) 0.15g과 혼합한 혼합용액을 분당 2g의 속도로 반응기에 적가한 후 60분 동안 중합반응을 실시하여 코어층 상에 쉘층이 형성된 입자의 에멀젼을 수득하였다. 상기 에멀젼을 80℃로 예열된 1% 마그네슘 설페이트 용액에 적가하면서 교반하여 분말형의 고형분을 수득하고, 이를 여과 후 70℃의 증류수로 수세한 다음 50℃의 진공오븐에서 24시간 동안 건조하여 광확산 충격보강제를 수득하였다.
(실시예 2)
교반기가 장착된 반응기에 이온 교환수 1000g을 넣고, 질소 분위기 하에서 내부온도를 80℃까지 가열한 다음, 메틸메타아크릴레이트 85중량% 및 에틸아크릴레이트 15중량%의 혼합단량체 50g을 반응기에 넣은 후 10분 동안 교반시켰다. 이후, 1%의 칼륨퍼설페이트 용액 10㎖를 넣고, 60 분동안 교반하였다. 중합이 완료되면 평균입경이 100nm인 시드층의 중합체 에멀젼을 수득하였다. 여기에, 1% 칼륨퍼설페이트 용액 20㎖를 첨가한 후, 10분 동안 교반한 다음 부틸아크릴레이트 80중량% 및 스티렌 20중량%의 혼합단량체 65g을 분당 8g의 속도로 반응기에 적가하고, 적가 완료 후 1% 칼륨퍼설페이트 용액 20㎖를 넣었다. 다시 교반하면서 반응을 200분 동안 실시한 다음 1% 칼륨 퍼설페이트 용액 10㎖를 반응기에 넣어 15분 동안 더 반응시켜 시드층 상에 코어층이 그래프트된 입자의 에멀젼을 수득하였다. 여기에, 메틸메타아크릴레이트 85중량% 및 에틸아크릴레이트 15중량%의 혼합단량체 50g을 사슬이동제(도데실머캅탄) 0.15g과 혼합한 혼합용액을 분당 2g의 속도로 반응기에 적가한 후 60분 동안 중합반응을 실시하여 코어층 상에 쉘층이 형성된 입자의 에멀젼을 수득하였다. 상기 에멀젼을 80℃로 예열된 1% 마그네슘 설페이트 용액에 적가하면서 교반하여 분말형의 고형분을 수득하고, 이를 여과 후 70℃의 증류수로 수세한 다음 50℃의 진공오븐에서 24시간 동안 건조하여 광확산 충격보강제를 수득하였다.
(실시예 3)
교반기가 장착된 반응기에 이온 교환수 1000g을 넣고, 질소 분위기 하에서 내부온도를 80℃까지 가열한 다음, 메틸메타아크릴레이트 85중량% 및 에틸아크릴레이트 15중량%의 혼합단량체 50g을 반응기에 넣은 후 10분 동안 교반시켰다. 이후, 1%의 칼륨퍼설페이트 용액 10㎖를 넣고, 60 분동안 교반하였다. 중합이 완료되면 평균입경이 100nm인 시드층의 중합체 에멀젼을 수득하였다. 여기에, 1% 칼륨퍼설페이트 용액 20㎖를 첨가한 후, 10분 동안 교반한 다음, 실시예 1과 달리 코어층의 단량체 조성을 하기 표 1에서와 같이, 부틸아크릴레이트 70중량% 및 스티렌 30중량%의 혼합단량체 73g을 분당 8g의 속도로 반응기에 적가하고, 적가 완료 후 1% 칼륨퍼설페이트 용액 20㎖를 넣었다. 다시 교반하면서 반응을 200분 동안 실시한 다음 1% 칼륨 퍼설페이트 용액 10㎖를 반응기에 넣어 15분 동안 더 반응시켜 시드층 상에 코어층이 그래프트된 입자의 에멀젼을 수득하였다. 여기에, 메틸메타아크릴레이트 85중량% 및 에틸아크릴레이트 15중량%의 혼합단량체 50g을 사슬이동제(도데실머캅탄) 0.15g과 혼합한 혼합용액을 분당 2g의 속도로 반응기에 적가한 후 60분 동안 중합반응을 실시하여 코어층 상에 쉘층이 형성된 입자의 에멀젼을 수득하였다. 상기 에멀젼을 80℃로 예열된 1% 마그네슘 설페이트 용액에 적가하면서 교반하여 분말형의 고형분을 수득하고, 이를 여과 후 70℃의 증류수로 수세한 다음 50℃의 진공오븐에서 24시간 동안 건조하여 광확산 충격보강제를 수득하였다.
(비교예 1)
교반기가 장착된 반응기에 이온 교환수 1000g을 넣고, 질소 분위기 하에서 내부온도를 80℃까지 가열한 다음, 메틸메타아크릴레이트 85중량% 및 에틸아크릴레이트 15중량%의 혼합단량체 50g을 반응기에 넣은 후 10분 동안 교반시켰다. 이후, 1%의 칼륨퍼설페이트 용액 10㎖를 넣고, 60 분동안 교반하였다. 중합이 완료되면 평균입경이 100nm인 시드층의 중합체 에멀젼을 수득하였다. 여기에, 1% 칼륨퍼설페이트 용액 20㎖를 첨가한 후 10분 동안 교반한 다음, 실시예 1과 달리 코어층의 단량체 조성을 하기 표 1에서와 같이, 부틸아크릴레이트 90중량% 및 스티렌 10중량%의 혼합단량체 73g을 분당 8g의 속도로 반응기에 적가하고, 적가 완료 후 1% 칼륨퍼설페이트 용액 20㎖를 넣었다. 다시 교반하면서 반응을 200분 동안 실시한 다음 1% 칼륨 퍼설페이트 용액 10㎖를 반응기에 넣어 15분 동안 더 반응시켜 시드층 상에 코어층이 그래프트된 입자의 에멀젼을 수득하였다. 여기에, 메틸메타아크릴레이트 85중량% 및 에틸아크릴레이트 15중량%의 혼합단량체 50g을 사슬이동제(도데실머캅탄) 0.15g과 혼합한 혼합용액을 분당 2g의 속도로 반응기에 적가한 후 60분 동안 중합반응을 실시하여 코어층 상에 쉘층이 형성된 입자의 에멀젼을 수득하였다. 상기 에멀젼을 80℃로 예열된 1% 마그네슘 설페이트 용액에 적가하면서 교반하여 분말형의 고형분을 수득하고, 이를 여과 후 70℃의 증류수로 수세한 다음 50℃의 진공오븐에서 24시간 동안 건조하여 광확산 충격보강제를 수득하였다.
(비교예 2)
교반기가 장착된 반응기에 이온 교환수 1000g을 넣고, 질소 분위기 하에서 내부온도를 80℃까지 가열한 다음, 메틸메타아크릴레이트 85중량% 및 에틸아크릴레이트 15중량%의 혼합단량체 50g을 반응기에 넣은 후 10분 동안 교반시켰다. 이후, 1%의 칼륨퍼설페이트 용액 10㎖를 넣고, 60 분동안 교반하였다. 중합이 완료되면 평균입경이 100nm인 시드층의 중합체 에멀젼을 수득하였다. 여기에, 1% 칼륨퍼설페이트 용액 20㎖를 첨가한 후, 10분 동안 교반한 다음 실시예 1과 달리 코어층의 단량체 조성을 하기 표 1에서와 같이, 부틸아크릴레이트 60중량% 및 스티렌 40중량%의 혼합단량체 73g을 분당 8g의 속도로 반응기에 적가하고, 적가 완료 후 1% 칼륨퍼설페이트 용액 20㎖를 넣었다. 다시 교반하면서 반응을 200분 동안 실시한 다음 1% 칼륨 퍼설페이트 용액 10㎖를 반응기에 넣어 15분 동안 더 반응시켜 시드층 상에 코어층이 그래프트된 입자의 에멀젼을 수득하였다. 여기에, 메틸메타아크릴레이트 85중량% 및 에틸아크릴레이트 15중량%의 혼합단량체 50g을 사슬이동제(도데실머캅탄) 0.15g과 혼합한 혼합용액을 분당 2g의 속도로 반응기에 적가한 후 60분 동안 중합반응을 실시하여 코어층 상에 쉘층이 형성된 입자의 에멀젼을 수득하였다. 상기 에멀젼을 80℃로 예열된 1% 마그네슘 설페이트 용액에 적가하면서 교반하여 분말형의 고형분을 수득하고, 이를 여과 후 70℃의 증류수로 수세한 다음 50℃의 진공오븐에서 24시간 동안 건조하여 광확산 충격보강제를 수득하였다.
상기 실시예 및 비교예로부터 얻어진 각각의 입자의 굴절율을 측정하고, 이를 이용하여 시편을 제조하였다. 압출 시편은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)(LGMMA사, HP-10) 90중량부와 상기 실시예로부터 제조한 광확산 충격보강제 10중량부를 혼합하여 투명 수지 조성물을 제조하였다. 이후, 상기 투명 수지 조성물을 압출성형하여 3mm 두께의 시편을 제조한 후 하기 평가 항목에 따라 측정하였다.
(평가)
(1) 굴절율(입자)
광확산성 충격보강제 입자를 분광 엘립소미터(elipsometer) 측정법으로 굴절율을 측정하였다.
(2) 충격강도
1/8″시편을 이용하여 ASTM D256의 규정에 의거하여 아이조드(Izod) 충격강도를 측정하였다.
(3) 광투과율 및 헤이즈
두께 3mm의 사출 시편을 이용하여 ASTM D1003의 규정에 의거하여 광투과율을 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
중간층 단량체
(중량%)		 부틸
아크릴레이트		 85 80 70 90 60
스티렌 15 20 30 10 40
1,3-부타디엔 - - - - -
층 별두께
(nm)		 시드층 100 100 100 100 100
코어층 200 200 200 200 200
쉘층 280 280 280 280 280
굴절율 1.491 1.497 1.508 1.485 1.520
아이조드 충격강도
(Kg·cm/cm)		 7.0 6.6 6.2 7.3 4.7
광투과율(%) 91 90 87 70 53
헤이즈 2.0 2.1 3.0 15 32
상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3로부터 제조된 광확산 충격보강제를 포함하는 시편의 경우에는 우수한 내충격성을 가지면서 광확산 성능이 뛰어난 반면, 비교예 1은 내충격성은 좋으나, 광투과율이 떨어지고 헤이즈(haze)가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있으며, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 정하는 것이 아니다.

Claims (9)

  1. 알킬메타크릴레이트 및 알킬아크릴레이트 중에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물로부터 유도되는 중합체로 이루어진 시드층,
    상기 시드층에 그래프트되며, 알킬아크릴레이트, 방향족 비닐계 화합물 및 디엔계 고무 화합물 중에서 선택되는 적어도 둘 이상의 화합물로부터 유도되는 공중합체로 이루어지는 코어층 및
    상기 코어층에 그래프트되며, 알킬메타크릴레이트 및 알킬아크릴레이트 중에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물로부터 유도되는 중합체로 이루어진 쉘층의 구조를 가지며,
    굴절률이 1.490 내지 1.510인 광확산 충격보강제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코어층은 시드층을 감싸며 이루어지는 다층인 것으로, 알킬아크릴레이트 및 방향족 비닐계 화합물로부터 유도되는 공중합체로 이루어진 코어 단위층을 적어도 한 층 이상 포함하는 광확산 충격보강제.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 코어 단위층은 알킬아크릴레이트 70 내지 90중량% 및 방향족 비닐계 화합물 10 내지 30중량%를 포함하는 단량체 혼합물로부터 유도되는 공중합체로 이루어진 광확산 충격보강제.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 알킬메타크릴레이트는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, iso-프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, iso-부틸메타크릴레이트, 펜틸메타크릴레이트, 헵틸메타크릴레이트 및 옥틸메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 광확산 충격보강제.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 알킬아크릴레이트는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, iso-프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트 및 2-에틸헥실아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 광확산 충격보강제.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, 알파메틸스티렌, 비닐나프탈렌, 탄소수 1~3의 알킬기로 치환된 알킬스티렌 및 할로겐으로 치환된 스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 광확산 충격보강제.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공액 디엔계 화합물은 1,3-부타디엔, 2,3-부타디엔, 이소프렌 및 클로로프렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 광확산 충격보강제.
  8. 제1항 내지 제7항 중에서 선택되는 어느 한 항의 광확산 충격보강제 및 폴리메틸메타크릴레이트계 수지를 포함하는 투명 수지 조성물.
  9. 제8항의 투명 수지 조성물로부터 얻어지는 성형품.
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