WO2012148099A2 - 성형성 및 광택성이 우수한 친환경 데코 시트 - Google Patents

성형성 및 광택성이 우수한 친환경 데코 시트 Download PDF

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WO2012148099A2
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유상원
이응기
이민희
신창학
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(주)엘지하우시스
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    • Y10T428/31786—Of polyester [e.g., alkyd, etc.]

Definitions

  • the present invention relates to a deco sheet used in furniture or sinks, and more particularly, to an eco-friendly deco sheet capable of three-dimensional solid-state molding even on an adherent having excellent gloss and severe bending.
  • Decoration sheets are used for the purpose of decoration on furniture, sinks, doors, and the like.
  • PVC sheet based on vinyl chloride resin (PVC) is mainly used.
  • PVC sheet is widely used in various products because of its low price and excellent workability, heat deformation, and excellent elongation.
  • PVC sheet has a problem that a large amount of dioxins are generated when incinerated.
  • Dioxin is a representative environmental hormone, once produced, does not decompose and stably exists. In this case, when absorbed by the human body, it is not discharged well and accumulates in the body. As a result, it causes various cancers, and can cause severe reproductive disorders, developmental disorders, and the like. It can also cause problems that damage the hormone's regulatory function.
  • PET polyethylene-terephthalate
  • the deco sheet made of only PET sheet has a very low elongation at the time of molding the product, and the resin itself is made of a crystalline polymer, which causes whitening due to crystals during processing. It is difficult, and there is a problem that it can be applied only by secondary molding.
  • Eco-friendly decor sheet for achieving the above object is a first layer formed of a single resin or a composite resin; And a second layer formed by laminating a polyethylene terephthalate glycol (PETG) resin on the first layer, wherein the single resin is a polyethylene terephthalate (PET) resin, and the composite resin is It is characterized in that the PET resin + ester resin.
  • PETG polyethylene terephthalate glycol
  • Eco-friendly deco sheet for achieving the above object is a surface layer formed of polyethylene terephthalate glycol (PETG) resin; A back layer facing the surface layer and formed of polyethylene terephthalate glycol (PETG) resin; And an intermediate layer interposed between the front layer and the back layer and formed of a single resin or a composite resin.
  • PETG polyethylene terephthalate glycol
  • Eco-friendly decor sheet according to the present invention is eco-friendly compared to the PVC sheet does not cause environmental hormone problems, it is possible to implement a variety of decorations by using a resin such as PETG excellent printing.
  • the eco-friendly decor sheet according to the present invention is not only overlay molding but also membrane molding can be achieved while reducing the cost by applying a two-layer or three-layer structure in which the PET resin and PETG resin is laminated.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an eco-friendly decor sheet according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing an eco-friendly decor sheet according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an eco-friendly decor sheet according to an embodiment of the present invention, showing an example of an eco-friendly decor sheet having a two-layer structure.
  • the illustrated eco-friendly decor sheet 100 includes a first layer 110 and a second layer 120 stacked on the first layer 110.
  • the first layer 110 may be formed of a single resin or a composite resin. If the first layer 110 is formed of only a single resin, it is preferable to use polyethylene terephthalate (hereinafter, referred to as PET) resin as the single resin. On the other hand, when the first layer 110 is formed of a composite resin, it is preferable to use PET resin + ester resin as the composite resin.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the second layer 120 may be formed of polyethylene terephthalate glycol (hereinafter, abbreviated as PETG) resin.
  • PETG resin used as the material of the second layer 120, because it is an amorphous polymer, there is a characteristic that the whitening phenomenon does not appear in the bent portion even when molding using a membrane method.
  • the second layer of the present invention is characterized in that it consists of a single component of the PETG resin, which is preferable in that PETG resin can ensure excellent processability and transparency.
  • PETG resin is an eco-friendly material that can replace PC, PVC, etc., in forming a sheet having a lamination structure with the first layer and a lamination structure with an intermediate layer to be described later, it can be variously molded according to the purpose.
  • PETG single resin has properties suitable for various molding methods such as plastic sheeting, injection molding, extrusion blow molding, tubing and profile extrusion, and is therefore an environmentally friendly decor sheet. It is easy to
  • the glass transition temperature of the PETG resin used alone in the second layer of the present invention is 80 ° C and there is no crystallinity, it is characterized in that the surface workability is superior to the PET resin or the like alone. More specifically, the criterion for determining the surface formability is determined by the bursting of the film and the whitening phenomenon in the curved surface.
  • the PETG resin alone may improve the surface formability of the entire decor sheet. .
  • the ester-based resin having low glass transition temperature and solely the behavior of the crystalline polymer instead of the PETG resin is used in the second layer of the present invention, there is a disadvantage in that bursting and whitening in curved surface processing appear.
  • Deco sheet 100 of this two-layer structure may be manufactured by extrusion using a T-die. In this case, it can be produced by installing a feed block before the T-die and using each resin coming out of two extruders.
  • the thickness of each layer 110 and 120 may be determined according to the discharge amount during coextrusion.
  • the decor sheet 100 manufactured through extrusion or co-extrusion may have a thickness of approximately 200 ⁇ 1000 ⁇ m depending on extrusion equipment, process conditions and the like.
  • the first layer 110 when the first layer 110 is formed of a single resin, the first layer 110 may be formed to be 2 to 4 times the thickness of the second layer 120. If the first layer 110 has a thickness less than twice the thickness of the second layer 120, there is a problem in that the manufacturing cost increases as the amount of PEGT resin that is relatively expensive is increased. On the contrary, when the first layer 110 has a thickness that is more than four times that of the second layer 120, there is a concern that whitening may occur due to the crystallization of the PET resin when the sheet is manufactured. In addition, discoloration may be a cause of discoloration, and in the case of three-dimensional membrane molding, a crack may occur due to a crack occurring later.
  • PET resin may be commercially applied to SKTPET (SK Chemical), etc.
  • PETG resin may be commercially applied to SKYGREEN (SK Chemical), Spectar (Eastman), or Eastar (Eastman). Can be.
  • PETG resin itself is relatively high glass transition temperature (Tg) of about 80 °C, the sheet based on this has a problem of high molding temperature.
  • the PET resin or PET resin + ester resin used as the material of the first layer 110 lowers the glass transition temperature (Tg) and molding temperature of the PETG resin and reduces the amount of relatively expensive PETG resin used. This can reduce the cost.
  • the ester resin may be polybutylene terephthalate (PBT), polypropylene terephthalate (PPT), polyethylene naphthalater (PEN), polycyclohexylenedimethylene terephthalate (PBT).
  • PCT Polycyclohexylenedimethylene terephthalate
  • the ester resin may be included in an amount of 5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total composite resin. When the ester resin is included in less than 5 parts by weight relative to 100 parts by weight of the total composite resin, the degree of lowering the glass transition temperature (Tg) and the molding temperature of the entire resin sheet.
  • the ester resin when contained in an amount of more than 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total composite resin, the glass transition temperature (Tg) and the molding temperature are excessively low. It causes workability defects to the extent that it becomes impossible, and also the sheet surface workability is degraded.
  • the entire resin of the decor sheet 100 may have a glass transition temperature (Tg) of 70 ⁇ 3 ° C. . This corresponds to a glass transition temperature of about 10 ° C. lower than that of PETG resin having a glass transition temperature of about 80 ° C.
  • the decor sheet 100 may further include a pigment containing 0.1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the total resin of the decor sheet.
  • the pigment can be used 1 type or in mixture of 2 or more types of white pigment, black pigment, yellow pigment, blue pigment, red pigment, and green pigment.
  • inorganic particles such as titanium oxide, calcium carbonate, barium sulfate, and magnesium carbonate may be used, and carbon black may be used as a black pigment.
  • carbon black may be used as a black pigment.
  • yellow pigments, blue pigments, red pigments, green pigments, and the like, which are readily available on the market, may be used without limitation.
  • the pigment is added in less than 0.1 parts by weight relative to 100 parts by weight of the total resin, there is a problem that the hiding power and coloring power is inferior. On the contrary, when the pigment is added in excess of 30 parts by weight relative to 100 parts by weight of the total resin, the viscosity may be lowered, which may cause processing problems.
  • Eco-friendly decor sheet according to the present invention described above is environmentally friendly compared to the existing PVC sheet, has a low molding temperature and a wide molding temperature similar to PVC has excellent moldability.
  • the eco-friendly decor sheet according to the present invention has a cost saving effect through the application of the laminated structure of PET resin and PETG resin, as well as the overlay molding as well as the membrane can be molded.
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing an eco-friendly decor sheet according to another embodiment of the present invention, showing an example of an eco-friendly decor sheet having a three-layer structure.
  • the illustrated eco-friendly decor sheet 200 includes a surface layer 210, an intermediate layer 220, and a back layer 230.
  • the surface layer 210 and the back layer 230 are disposed to face each other, and the intermediate layer 220 is interposed between the surface layer 210 and the back layer 230 which face each other. Therefore, the eco-friendly decor sheet 200 has a three-layer structure in which the surface layer 210, the intermediate layer 220 and the back layer 230 are sequentially stacked.
  • the surface layer 210 and the back layer 230 may be formed of polyethylene terephthalate glycol (PETG) resin, respectively.
  • PETG polyethylene terephthalate glycol
  • PETG resin used as the material of the surface layer 210 and the back layer 230 because it is an amorphous polymer, there is a characteristic that the whitening phenomenon does not appear in the bent portion even when molding using a membrane method.
  • the intermediate layer 220 may be formed of a single resin or a composite resin. If a single resin is used as the intermediate layer 220, it is preferable to use polyethylene terephthalate (PET) resin as the single resin. On the other hand, when the intermediate layer 220 is formed of a composite resin, it is preferable to use a PET resin + ester resin as the composite resin.
  • PET polyethylene terephthalate
  • Deco sheet 200 having three or more such layers may also be manufactured through co-extrusion using a T-die.
  • the feed block is installed before the T-die for co-extrusion, it can be manufactured in a three-layer structure using the composite resin from the two extruders.
  • the interlayer thickness ratio may be determined according to the extrusion discharge amount.
  • the pigment when the pigment is applied to all of the surface layer 210, the intermediate layer 220, and the back layer 230, it may be a factor of a cost increase, and the pigment may be applied only to the surface layer 210 or the back layer 230. In some cases, hiding power may drop. Therefore, the pigment is interposed between the surface layer 210 and the back layer 230, it is most preferably applied only to the intermediate layer 220 formed of a single or a composite resin.
  • the pigment is preferably added in an amount of 0.1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the total resin of the decor sheet 200. If the pigment is added in less than 0.1 parts by weight relative to 100 parts by weight of the total resin, there is a problem that the hiding power and coloring power is inferior. On the contrary, when the pigment is added in excess of 30 parts by weight relative to 100 parts by weight of the total resin, the viscosity may be lowered, which may cause processing problems.
  • the intermediate layer 220 is formed of a single resin
  • the intermediate layer 220 is preferably formed 2 to 4 times the thickness of the surface layer 210 or the back layer 230.
  • the single resin constituting the intermediate layer 230 is made of PET resin
  • the thickness of the intermediate layer 220 is less than twice the thickness of the surface layer 210 or the back layer 230, there is a problem in that the manufacturing cost increases as the amount of PEGT resin that is relatively expensive is increased.
  • the glass transition temperature of the resin for manufacturing the decor sheet is approximately. It may be lowered by about 10 ° C. and may have a wider molding temperature range.
  • the glass transition temperature is lower than that of the PVC sheet without the use of environmental hormone-releasing PVC, and at the same time, softness can be given to produce a deco sheet that can secure sufficient elongation during three-dimensional solid molding. Can be.
  • the decor sheet according to the present invention can be molded even if the bend of the adherend is severe without the occurrence of whitening phenomenon in the bent portion, it is possible to implement a variety of decorations by using a resin such as PETG excellent printability.
  • 500 g of the PET resin was discharged to the first layer and 500 g of the PETG resin, respectively, and then extruded and sheeted to 0.5 mm.
  • the composite resin of 500 g of PET resin and 50 g of PBT resin was discharged to 0.5 mm after the first layer and 450 g of PETG resin were discharged to the second layer, respectively.
  • the intermediate layer was discharged with a resin of 500 g of PET resin, and then extruded to 0.4 mm. At this time, the surface layer and the rear layer were respectively discharged with 250 g of PETG resin on the upper and lower portions of the intermediate layer and extruded to 0.2 mm.
  • PET resin 450 g was allowed to be discharged into the second layer of the composite resin of the first layer, 500 g of PET resin, and 50 g of PETG resin, respectively, followed by extrusion sheeting to 0.5 mm.
  • PETG 450g of PET resin was discharged alone, and then extruded to 0.3 mm to form a first layer.
  • PETG 450g and 50g polyester adhesive (Vylon 200, Toyobo, Japan) was added to a stirrer (Shin-A Platec, South Korea) and mixed at a stirrer speed of 800 rpm at a temperature of 70 °C.
  • the mixture prepared as described above was introduced into a twin screw extruder and melted to prepare a second layer having a thickness of 0.2 mm on the prepared first layer through T-Die.
  • Table 1 shows the moldability and glass transition temperature of the sheet prepared according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3.
  • the elastic modulus lowering temperature range is generally 88 ° C. or less, and it can be seen that the glass transition temperature is 75 ⁇ 3 ° C.
  • the elastic modulus lowering temperature range is 77 ° C. or less, and the glass transition temperature is 5 to 6 ° C. lower than that of Examples 1 to 2 72. It can be confirmed that it is ° C. Furthermore, in the case of the sheet according to Example 4, in which the PET single resin was used as the intermediate layer and the PETG resin was used as the surface layer and the back layer, the elastic modulus lowering temperature range and the glass transition temperature were noticeably lowered.
  • the elastic modulus lowering temperature range was measured relatively higher than that of Examples 1 to 4, and the glass transition temperature was 80 ° C., about 8 compared to Example 3. It was about 10 degreeC high compared with Example 4 and Example 4.
  • the sheet manufactured according to Examples 1 to 4 compared to the sheet prepared according to Comparative Example 1 can be molded in a low molding temperature range.
  • the second layer was composed of PET + PETG composite resin, and in Comparative Example 3, the second layer was formed of PETG + adhesive, thereby forming a sheet.
  • the molding in the low molding temperature range is impossible. Therefore, in the case of the decorative sheet formed in the laminated structure, the sheet which forms only one layer of PETG resin alone is easier to form than when another resin is added to PETG, or an adhesive or the like is formed. It was confirmed that work was possible even at low temperature.

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Abstract

광택이 우수하고 굴곡이 심한 피착물에도 3차원 입체 성형이 가능한 친환경 데코 시트에 대하여 개시한다. 본 발명에 따른 친환경 데코 시트는 단일 수지 또는 복합 수지로 형성된 제1층; 및 상기 제1층 상에 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(Polyethylene terephthalate Glycol : PETG) 수지로 적층 형성된 제2층;을 포함하며, 상기 단일 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate : PET) 수지이고, 상기 복합 수지는 PET 수지 + 에스테르계 수지인 것을 특징으로 한다.

Description

성형성 및 광택성이 우수한 친환경 데코 시트
본 발명은 가구나 싱크대 등에서 사용되는 데코 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광택이 우수하고 굴곡이 심한 피착물에도 3차원 입체 성형이 가능한 친환경 데코 시트에 관한 것이다.
가구, 싱크대, 도어 등의 소재에 데코레이션을 위한 목적으로 데코 시트가 사용되고 있다.
이러한 데코레이션 시트의 경우, 종래에는 주로 염화비닐수지(PVC) 기반의 PVC 시트가 이용되었다. PVC 시트는 가격이 저렴하면서도, 우수한 가공성, 열변형성, 우수한 신율 등을 갖기 때문에 다양한 제품에 널리 활용되고 있다.
그러나, PVC 시트는 소각할 시 다량의 다이옥신이 발생되는 문제가 있다. 다이옥신은 대표적인 환경 호르몬으로서, 한번 생성되면 분해되지 않고 안정적으로 존재하게 되는 데, 이 경우 인체에 흡수되면 잘 배출되지 못하고 체내에 축적되게 된다. 그 결과, 각종 암 발생을 유발하며, 심한 생식계 장애, 발달 장애 등을 유발할 수 있다. 또한, 호르몬의 조절기능에 손상이 일어나는 문제를 야기할 수 있다.
염화비닐수지의 인체 유해성으로 인해, 세계 각국에서는 염화비닐수지 제품에 대한 규제가 강화되고 있다. 이러한 세계적인 동향과 국내에서도 그 사용에 대한 규제가 점점 엄격화되고 있는 실정이다.
이를 위해, 최근에는 친환경 소재를 통한 개발이 이루어지고 있는 데, 그 중에서 대표적인 소재가 폴리 올레핀과 폴리 에스테르계이다. 특히, 폴리에스테르계열 중에서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기반의 PET 시트가 제시되고 있다.
그러나, PET 시트만으로 이루어진 데코 시트는 제품 성형 시 기존 염화비닐수지에 비하여 신율이 매우 떨어지며, 수지 자체가 결정성 고분자로 이루어져 있기 때문에 가공시 결정에 의한 백화현상이 발생되어 3차원 입체 성형에는 적용하는 것이 어렵고, 2차 성형으로만 적용이 가능하다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 기존 PVC 시트에 비하여 친환경적이면서, PVC와 마찬가지의 낮은 성형 온도 및 넓은 성형 온도를 가져 성형성이 우수한 친환경 데코 시트를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 데코 시트는 단일 수지 또는 복합 수지로 형성된 제1층; 및 상기 제1층 상에 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(Polyethylene terephthalate Glycol : PETG) 수지로 적층 형성된 제2층;을 포함하며, 상기 단일 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate : PET) 수지이고, 상기 복합 수지는 PET 수지 + 에스테르계 수지인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 친환경 데코 시트는 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(Polyethylene terephthalate Glycol : PETG) 수지로 형성되는 표면층; 상기 표면층과 대향하며, 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(Polyethylene terephthalate Glycol : PETG) 수지로 형성되는 이면층; 및 상기 표면층과 이면층 사이에 개재되며, 단일 수지 또는 복합 수지로 형성되는 중간층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 친환경 데코 시트는 환경 호르몬 문제를 발생시키지 않아 PVC 시트에 비하여 친환경적이면서, 인쇄성이 우수한 PETG 등의 수지를 이용함으로써 다양한 데코레이션 구현이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 데코 시트는 PET 수지와 PETG 수지가 적층되는 2층 또는 3층 구조를 적용하는 것을 통해 원가 절감 효과를 가져오면서도 오버레이 성형뿐만 아니라 멤브레인 성형이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 데코 시트를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 친환경 데코 시트를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 친환경 데코 시트에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 데코 시트를 나타낸 단면도로, 2층 구조를 갖는 친환경 데코 시트의 예를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 도시된 친환경 데코 시트(100)는 제1층(110) 및 상기 제1층(110) 상에 적층 형성되는 제2층(120)을 포함한다.
제1층(110)은 단일 수지 또는 복합 수지로 형성될 수 있다. 만일, 제1층(110)을 단일 수지만으로 형성할 경우, 단일 수지로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate : 이하 PET라 약칭함.) 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 반면, 제1층(110)을 복합 수지로 형성할 경우, 복합 수지로는 PET 수지 + 에스테르계 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
제2층(120)은 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(Polyethylene terephthalate Glycol : 이하 PETG라 약칭함.) 수지로 형성될 수 있다. 제2층(120)의 재질로 이용되는 PETG 수지의 경우, 무정형 고분자이기 때문에 멤브레인(membrane) 공법을 이용한 성형 시에도 굴곡 부분에서 백화(whitening) 현상이 나타나지 않는 특성이 있다.
본 발명의 제 2층은 PETG수지의 단일성분으로 구성됨을 특징으로 하는바, 이는 PETG 수지가 뛰어난 가공성과 투명성을 확보할 수 있다는 면에서 바람직하다. 또한, PETG수지는 PC, PVC등을 대체할 수 있는 친환경 소재로써 제 1층과의 적층구조, 추후 서술할 중간층과의 적층구조를 가지는 시트 형성에 있어, 목적에 맞게 다양하게 성형될 수 있다는 점에서 장점을 가진다. 특히, PETG 단일 수지는 플라스틱 시트, 사출성형(injection molding), 압출 블로우 성형(extrusion blow molding), 튜빙 및 프로필 성형(tubing and profile extrusion) 등의 다양한 성형방법에 적합한 물성을 가지고 있어 친환경 데코시트 제조에 용이하다.
본 발명의 제 2층에 단독으로 사용된 PETG 수지의 유리전이온도는 80°c이며 결정성이 없음으로, PET 수지 등을 단독으로 사용한 것보다 곡면 가공성이 우수하다는 특징이 있다. 보다 구체적으로, 곡면 가공성의 판단 기준은 곡명 가공시 발생하는 필름의 터짐 현상과 곡면에서의 백화현상으로 판단하는바, PETG수지를 단독으로 사용함에 따라 전체 데코 시트의 곡면 성형성을 향상시킬 수 있다. 이에 비해, 본 발명의 제 2층에 PETG 수지 대신에 결정성 고분자의 거동을 나타내고 유리전이 온도가 낮은 에스테르계 수지를 단독으로 사용하는 경우 곡면가공에서의 터짐 현상 및 백화현상이 나타나는 단점이 있다.
이러한 2층 구조의 데코 시트(100)는 T-다이를 적용한 압출을 통하여 제조될 수 있다. 이 경우, T-다이 이전에 피드 블록을 설치하여 2개의 압출기에서 나오는 각각의 수지를 이용하는 것에 의하여 제조될 수 있다. 공압출시 토출량에 따라 각 층(110, 120)의 두께가 결정될 수 있다. 또한, 압출 또는 공압출을 통하여 제조되는 데코 시트(100)는 압출 장비, 공정 조건 등의 따라 대략 200 ~ 1000㎛ 두께를 가질 수 있다.
이때, 상기 1층(110)이 단일 수지로 형성될 경우, 상기 제1층(110)은 제2층(120) 두께의 2 ~ 4배로 형성하는 것이 바람직하다. 만약, 제1층(110)이 제2층(120)보다 2배 미만의 두께를 가질 경우에는 비교적 고가인 PEGT 수지의 첨가량이 증가함에 따라 제조 비용이 상승하는 문제가 있다. 반대로, 제1층(110)이 제2층(120)보다 4배를 초과하는 두께를 가질 경우에는 시트 제조시 PET 수지의 결정화로 인하여 백화 현상이 발생할 우려가 있으며, 이는 백색이 아닌 안료를 첨가할 경우 변색의 원인이 될 수도 있을 뿐만 아니라, 3 차원의 멤브레인 성형 시 차후 크랙(crack) 발생으로 인해 시트가 파단되는 문제가 발생할 수 있다.
이때, PET 수지는 상업적으로는 SKTPET(SK 케미칼 제조) 등을 적용할 수 있고, PETG 수지는 상업적으로는 SKYGREEN(SK 케미칼 제조), Spectar(Eastman 제조), 또는 Eastar(Eastman 제조) 등을 적용할 수 있다.
다만, PETG 수지는 그 자체로는 유리전이온도(Tg)가 80℃ 정도로 상대적으로 높아, 이를 기반으로 하는 시트는 성형 온도가 높은 문제점이 있다.
이때, 제1층(110)의 재질로 이용되는 PET 수지 또는 PET 수지 + 에스테르계 수지는 상기 PETG 수지의 유리전이온도(Tg) 및 성형 온도를 낮춤과 더불어 상대적으로 고가인 PETG 수지의 사용량을 줄임으로써 원가를 절감할 수 있게 된다.
상기 에스테르계 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene terephthalate, 이하 PBT), 폴리프로필렌 테레프탈레이트(Polypropylene terephthalate, 이하 PPT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene naphthalater, 이하 PEN), 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트(Polycyclohexylenedimethylene terephthalate, 이하 PCT) 수지 중에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다.
만일, 제1층(110)을 복합 수지로 형성할 경우, 상기 에스테르계 수지는 복합 수지 전체 100 중량부에 대하여 5 ~ 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 에스테르계 수지가 복합 수지 전체 100 중량부 대비 5 중량부 미만으로 포함될 경우에는 데코 시트 전체 수지의 유리전이온도(Tg) 및 성형 온도를 낮추는 정도가 미미하다.
반대로, 에스테르계 수지가 복합 수지 전체 100 중량부 대비 10 중량부를 초과하여 포함될 경우에는 유리전이온도(Tg) 및 성형온도가 과도하게 낮아지고, 이에 따라 압출 시트 제조시 급격한 점도 저하에 의한 시트 생성이 불가능해질 정도의 가공성 불량을 야기하며, 또한 시트 표면 가공성 또한 저하된다.
상기 복합 수지로 이루어진 상기 제1층(110)이 상기의 함량비로 에스테르계 수지를 포함할 때, 상기 데코 시트(100)의 전체 수지는 70±3℃의 유리전이온도(Tg)를 가질 수 있다. 이는 PETG 수지가 대략 80℃ 정도의 유리전이온도를 가지는 것에 비교할 때 대략 10℃ 정도 낮은 유리전이온도에 해당한다.
한편, 상기 데코 시트(100)는 데코 시트의 전체 수지 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 30 중량부가 함유되는 안료를 더 포함할 수 있다.
안료는 흰색 안료, 흑색 안료, 황색 안료, 청색 안료, 적색 안료, 녹색 안료 등을 1종 혹은 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다.
특히, 흰색 안료의 경우 산화티타늄, 탄산칼슘, 황산바륨, 탄산마그네슘 등 무기계 입자를 이용할 수 있으며, 흑색 안료로는 카본 블랙을 이용할 수 있다. 이외에 황색 안료, 청색 안료, 적색 안료, 녹색 안료 등도 시중에서 쉽게 구할 수 있는 것을 제한 없이 이용할 수 있다.
만일, 안료가 전체 수지 100 중량부 대비 0.1 중량부 미만으로 첨가될 경우 은폐력 및 착색력이 떨어지는 문제점이 있다. 반대로, 안료가 전체 수지 100 중량부 대비 30 중량부를 초과하여 첨가되는 경우에는 점도가 저하되어 가공상의 문제점을 야기할 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 친환경 데코 시트는 기존 PVC 시트에 비하여 친환경적이면서, PVC와 마찬가지의 낮은 성형 온도 및 넓은 성형 온도를 가져 성형성이 우수한 특성을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 데코 시트는 PET 수지와 PETG 수지의적층 구조를 적용하는 것을 통해 원가 절감 효과를 가져오면서도 오버레이 성형뿐만 아니라 멤브레인 성형이 가능한 효과가 있다.
한편, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 친환경 데코 시트를 나타낸 단면도로, 3층 구조를 갖는 친환경 데코 시트의 예를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 도시된 친환경 데코 시트(200)는 표면층(210), 중간층(220) 및 이면층(230)을 포함한다. 이때, 표면층(210)과 이면층(230)은 상호 대향하도록 배치되며, 상기 중간층(220)은 상호 대향하는 표면층(210)과 이면층(230) 사이에 개재된다. 따라서, 상기 친환경 데코 시트(200)는 표면층(210), 중간층(220) 및 이면층(230)이 차례로 적층되는 3층 구조를 갖는다.
표면층(210) 및 이면층(230)은 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜 (Polyethylene terephthalate Glycol : PETG) 수지로 각각 형성될 수 있다.
표면층(210) 및 이면층(230)의 재질로 이용되는 PETG 수지의 경우, 무정형 고분자이기 때문에 멤브레인(membrane) 공법을 이용한 성형 시에도 굴곡 부분에서 백화(whitening) 현상이 나타나지 않는 특성이 있다.
중간층(220)은 단일 수지 또는 복합 수지로 형성될 수 있다. 만일, 중간층(220)으로 단일 수지를 이용할 경우, 단일 수지로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate : PET) 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 반면, 중간층(220)을 복합 수지로 형성할 경우, 복합 수지로는 PET 수지 + 에스테르계 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 3층 혹은 그 이상의 층을 갖는 데코 시트(200) 역시, T-다이를 적용한 공압출을 통하여 제조될 수 있다. 3층 구조의 데코 시트(200)의 경우, 공압출을 위하여 T-다이 이전에 피드블럭을 설치하고, 2개의 압출기에서 나온 복합 수지를 이용하여 3층의 구조로 제조할 수 있다. 3층 구조의 시트를 제조할 때 층간 두께 비율은 압출 토출량에 따라 결정될 수 있다.
본 발명에서 표면층(210), 중간층(220) 및 이면층(230) 모두에 안료를 적용할 시에는 원가 상승의 요인이 될 수 있고, 표면층(210) 또는 이면층(230)에만 안료를 적용할 경우에는 은폐력이 떨어질 수도 있다. 따라서, 안료는 표면층(210)과 이면층(230) 사이에 개재되며, 단독 또는 복합 수지로 형성되는 중간층(220)에만 적용되는 것이 가장 바람직하다.
본 발명에서 안료는 데코 시트(200)의 전체 수지 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 30 중량부로 첨가하는 것이 바람직하다. 만일, 안료가 전체 수지 100 중량부 대비 0.1 중량부 미만으로 첨가될 경우에는 은폐력 및 착색력이 떨어지는 문제점이 있다. 반대로, 안료가 전체 수지 100 중량부 대비 30 중량부를 초과하여 첨가될 경우에는 점도가 저하되어 가공상의 문제점을 야기할 수 있다.
한편, 상기 중간층(220)이 단일 수지로 형성되는 경우, 상기 중간층(220)은 표면층(210) 또는 이면층(230) 두께의 2 ~ 4배로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 중간층(230)을 구성하는 단일 수지가 PET 수지로 이루어지므로, 중간층(230)의 두께가 표면층(210) 또는 이면층(230) 두께의 4배를 초과할 경우 시트 성형시 PET 수지의 결정화로 인하여 백화 현상이 발생할 수 있다.
반대로, 중간층(220)의 두께가 표면층(210) 또는 이면층(230) 두께의2배 미만일 경우에는 비교적 고가인 PEGT 수지의 첨가량이 증가함에 따라 제조 비용이 상승하는 문제가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 PETG 수지들 사이에 상대적으로 낮은 유리전이온도를 갖는 PET 수지 또는 PET 수지 + 에스테르계 수지의 합성 수지를 개재함으로써, 데코 시트를 제조하기 위한 수지의 유리전이온도를 대략 10℃ 정도 낮출 수 있고, 보다 폭넓은 성형 온도 범위를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 환경 호르몬을 배출하는 PVC를 사용하지 않으면서도 PVC 시트에 비하여 유리전이온도가 더 낮아짐과 동시에 연질성을 부여하여 3차원 입체 성형시 충분한 신율을 확보할 수 있는 데코 시트를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 데코 시트는 피착면의 굴곡이 심한 경우에도 굴곡부에서 백화 현상의 발생 없이 성형이 가능하며, 인쇄성이 우수한 PETG 등의 수지를 이용함으로써 다양한 데코레이션 구현이 가능하다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 시트의 제조
실시예 1
PET 수지 500g가 제 1층, PETG 수지 500g이 제 2층으로 각각 토출되도록 한 후, 0.5mm로 압출 시팅(Sheeting)하였다.
실시예 2
PET 수지 600g가 제 1층, PETG 수지 400g이 제 2층으로 각각 토출되도록 한 후, 0.5mm로 압출 시팅하였다.
실시예 3
PET 수지 500g 및 PBT 수지 50g의 복합 수지가 제 1층, PETG 수지 450g이 제 2층으로 각각 토출되도록 한 후, 0.5mm로 압출 시팅하였다.
실시예 4
PET 수지 500g의 수지로 중간층을 토출되도록 한 후, 0.4mm로 압출시팅하였다. 이 때, 상기 중간층 상부 및 하부에 PETG 수지 250g로 표면층 및 이면층을 각각 토출하여 0.2mm로 압출 시팅하였다.
비교예 1
PETG 수지 1000g 단독 하나의 층으로 하여, 0.5mm로 압출 시팅하였다.
비교예 2
PET 수지 450g를 제 1층, PET 수지 500g 및 PETG 수지 50g의 복합 수지를 제 2층으로 각각 토출되도록 한 후, 0.5mm로 압출 시팅하였다.
비교예 3
PET 수지 450g를 단독으로 토출되도록 한 후, 0.3mm로 압출 시팅하여 제 1층을 형성하였다. 이 때, PETG 450g과 50g의 폴리에스터계 접착제(Vylon 200, 도요보, 일본)를 교반기(신아플라텍, 대한민국)에 투입하여 70℃의 온도에서 교반기 회전수 800rpm 속도로 혼합하였다. 상기와 같이 제조된 혼합물을 이축 압출기에 투입하고 용융한 후 T-Die를 통하여 상기 제조된 제 1층 상부에 0.2mm 두께의 제 2층을 제조하였다.
2. 성형성 평가
실시예 1 ~ 3 및 비교예 1에 따라 제조된 시트의 성형성 평가를 위하여, DMA(Dynamic Mechanical Analysis)를 이용하여 온도에 따른 탄성율의 변화 및 범위를 측정하였다.
3. 성형성 평가 결과
표 1은 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1~3에 따라 제조된 시트의 성형성 및 유리전이온도를 나타낸 것이다.
표 1
구분 탄성율 저하 온도범위(℃) 유리전이온도(℃)
실시예1 70~88 78
실시예2 70~83 77
실시예3 59~77 72
실시예4 60~72 70
비교예1 80~93 80
비교예2 82~98 85
비교예3 85~95 82
표 1을 참조하면, PET 수지와 PETG 수지로 이루어진 실시예 1 ~ 2에 따른 시트의 경우 대체로 탄성율 저하 온도범위가 88℃ 이하이며, 유리전이온도가 75±3℃인 것을 볼 수 있다.
또한, PET 수지 + PBT 수지의 복합 수지와 PETG 수지로 이루어진 실시예 3에 따른 시트의 경우 탄성율 저하 온도범위가 77℃ 이하이며, 유리전이온도가 실시예 1 ~ 2에 비하여 5 ~ 6℃ 낮아진 72℃인 것을 확인할 수 있다. 나아가 PET단일 수지를 중간층으로 하고 PETG수지를 표면층, 이면층으로 하여 이루어진 실시예 4에 따른 시트의 경우도 탄성율 저하 온도범위 및 유리전이온도가 눈에 띄게 낮아짐을 확인할 수 있었다.
반면, PETG 수지의 단일층으로 제조된 비교예 1에 따른 시트의 경우 실시예 1~ 4에 비하여 탄성율 저하 온도 범위가 상대적으로 높게 측정되었으며, 유리전이온도가 80℃로서 실시예 3에 비하여 대략 8℃ 정도, 실시예 4에 비하여 대략 10℃ 정도 높게 나타났다.
따라서, 비교예 1에 따라 제조된 시트에 비하여 실시예 1 ~ 4에 따라 제조된 시트의 경우 낮은 성형 온도 범위에서 성형이 가능하다는 것을 알 수 있다.
또한 비교예 2의 경우는 제 2층을 PET+PETG의 복합 수지로, 비교예 3의 경우는 제 2층을 PETG + 접착제로 구성하여 시트를 형성하였는바, 탄성율 저하 온도범위 및 유리전이온도가 실시예 1~4에 비하여 높게 측정되는바, 낮은 성형 온도범위에서의 성형이 불가능함을 알 수 있었다. 그러므로, 적층구조로 형성된 데코시트에 있어서, PETG 수지만을 단독으로 하여 하나의 층을 형성하는 시트의 경우가, PETG에 다른 수지를 첨가하거나, 접착제등을 포함하는 경우 보다 성형이 용이하고, 성형온도가 낮아도 작업이 가능함을 확인하였다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 단일 수지 또는 복합 수지로 형성된 제1층; 및
    상기 제1층 상에 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(Polyethylene terephthalate Glycol : PETG) 수지로 적층 형성된 제2층;을 포함하며,
    상기 단일 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate : PET) 수지이고,
    상기 복합 수지는 PET 수지 + 에스테르계 수지인 것을 특징으로 하는 친환경 데코 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에스테르계 수지는
    폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutylene terephthalate : PBT), 폴리프로필렌 테레프탈레이트(Polypropylene terephthalate : PPT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene naphthalater : PEN) 및 폴리사이클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트(Polycyclohexylenedimethylene terephthalate : PCT) 수지 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 데코 시트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복합 수지로 형성되는 제1층은
    상기 복합 수지 100 중량부에 대하여 에스테르계 수지 5 ~ 10 중량부가 포함되는 것을 특징으로 하는 친환경 데코 시트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 데코 시트는
    상기 데코 시트의 전체 수지 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 30 중량부가 함유되는 안료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 데코 시트.
  5. 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(Polyethylene terephthalate Glycol : PETG) 수지로 형성된 표면층;
    상기 표면층과 대향하며, 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(Polyethylene terephthalate Glycol : PETG) 수지로 형성된 이면층; 및
    상기 표면층과 이면층 사이에 개재되며, 단일 수지 또는 복합 수지로 형성되는 중간층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 데코 시트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 중간층의 단일 수지는
    폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate : PET) 수지이고,
    상기 복합 수지는 PET 수지 + 에스테르계 수지인 것을 특징으로 하는 친환경 데코 시트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 에스테르계 수지는
    PBT, PPT, PEN 및 PCT 수지 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 데코 시트.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복합 수지로 형성되는 중간층은
    상기 복합 수지 100 중량부에 대하여 에스테르계 수지가 3 ~ 10 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 친환경 데코 시트.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 데코 시트는
    상기 데코 시트의 전체 수지 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 30 중량부로 함유되는 안료를 더 포함되는 것을 특징으로 하는 친환경 데코 시트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 안료는
    상기 단독 또는 복합 수지로 형성되는 중간층에만 함유되는 것을 특징으로 하는 친환경 데코 시트.
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