WO2014046321A1 - 생분해성 판넬 - Google Patents

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WO2014046321A1
WO2014046321A1 PCT/KR2012/007609 KR2012007609W WO2014046321A1 WO 2014046321 A1 WO2014046321 A1 WO 2014046321A1 KR 2012007609 W KR2012007609 W KR 2012007609W WO 2014046321 A1 WO2014046321 A1 WO 2014046321A1
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resin
poly
biodegradable
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이시영
정근수
남윤우
이민
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LX Hausys Ltd
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LG Hausys Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a panel, and more particularly includes a panel layer and a printed layer formed on the panel layer, the panel layer comprises a PLA resin, and relates to an environmentally friendly biodegradable panel.
  • Sheets using petroleum resins such as polyvinyl chloride (PVC) are widely used in buildings such as houses, apartments, apartments, offices, and stores.
  • Such a sheet is produced by T-die extrusion or calendering method using a resin such as polyvinyl chloride (PVC).
  • PVC polyvinyl chloride
  • PVC polyvinyl chloride
  • An object of the present invention is to solve the problem of supply and demand of the raw material of each layer constituting the panel by using the PLA resin, to provide an environmentally friendly panel.
  • biodegradable panel that is environmentally friendly and has excellent dimensional stability by having a wood layer, a fiber as a reinforcing agent, and having a panel layer containing PLA resin.
  • Biodegradable panel for achieving the above object includes a substrate layer, a panel layer formed on the base layer, a printing layer formed on the panel layer, the panel layer is PLA It is characterized by including a resin.
  • Biodegradable panel for achieving the above object is a substrate layer, a panel layer formed on the base layer, a printed layer formed on the panel layer, a transparent layer formed on the printed layer To include, at least one of the panel layer and the transparent layer is characterized in that it comprises a PLA resin.
  • the biodegradable panel according to the present invention can solve the problem of supply and demand of raw materials due to exhaustion of petroleum resources by using PLA resin based on plant resources instead of PVC generally used.
  • biodegradable panel according to the present invention is less emissions of environmentally harmful substances such as CO 2 during manufacture, it is easy to discard.
  • biodegradable panel according to the present invention can be used in various aspects, such as building wall materials, building interior materials.
  • FIG. 1 to 3 are cross-sectional views showing embodiments of the biodegradable panel according to the present invention.
  • 1 to 3 are cross-sectional views showing a biodegradable panel according to an embodiment of the present invention.
  • the biodegradable panel according to the present invention includes a panel layer 110 and a printed layer 120 from below.
  • the panel layer 110 includes a PLA resin.
  • the biodegradable panel according to the present invention may further include a base layer 130 under the panel layer 110.
  • the panel layer 110 includes a PLA resin.
  • the biodegradable panel according to the present invention may further include a transparent layer 140 on the printed layer 120 of the biodegradable panel of FIG. 2.
  • a transparent layer 140 on the printed layer 120 of the biodegradable panel of FIG. 2.
  • at least one of the panel layer 110 and the transparent layer 140 includes a PLA resin.
  • PLA resin is a thermoplastic polyester of lactide or lactic acid, for example, may be prepared by polymerizing lactic acid produced by fermenting starch extracted from corn, potato and the like. Since the corn, potatoes and the like are any renewable plant resources, PLA resin that can be secured from them can effectively cope with the problems caused by exhaustion of petroleum resources.
  • PLA resin has much lower emissions of environmentally harmful substances such as CO 2 during use or disposal than petroleum-based materials such as polyvinyl chloride (PVC), and is environmentally friendly in that it can be easily decomposed under natural environment even when disposed of.
  • PVC polyvinyl chloride
  • PLA resin may be divided into crystalline PLA (c-PLA) resin and amorphous PLA (a-PLA) resin.
  • c-PLA crystalline PLA
  • a-PLA amorphous PLA
  • the plasticizer flows to the panel surface, so that a bleeding phenomenon may occur, it is preferable to use an amorphous PLA resin.
  • a compatibilizer which has been added in order to prevent a bleeding phenomenon, may not be added.
  • the PLA resin is most preferably 100% amorphous PLA resin, and if necessary, PLA resin in which crystalline and amorphous coexist.
  • PLA resin used in the present invention refers to any one or more of the sol form, the bio resin is blended, the synthetic resin is blended.
  • the biodegradable panel of the present invention may use a sol-type PLA resin, the sol-type PLA resin is added to the PLA solution made by adding the PLA resin to the volatile solvent, and then removes the volatile solvent by the drying process Or by adding a plasticizer to the PLA resin in pellet or powder form.
  • the biodegradable panel of the present invention may be a resin blended PLA resin and bio resin, where the bio resin is not limited if it has biodegradability, in particular cellulose (Cellulose), chitin (Chitin), starch (Starch), Poly Hydroxyl Alkanoate (PHA), Poly Hydroxy Butyrate Valerate (PHBV), Poly Vinyl Alcohol (PVA), Poly Glycolic Acid (PGA), Poly Butylene Succinate (PBS), Poly Butyleneadipate-co-Butylene Succinate (PBSA) At least one selected from polybutylene adipate terephthalate (PBAT), polycapro lactone (PCL), poly (ester-amide) (polyester), and poly (ester-urethane) (polyester) Resin is preferable from the viewpoint of compatibility with PLA resin and biodegradability.
  • the bio resin is not limited if it has biodegradability, in particular cellulose (Cellulose), chitin (Chitin), starch (Starch
  • the resin in which the PLA resin and the bio resin are blended preferably includes 10 to 70 parts by weight of the bio resin based on 100 parts by weight of the PLA resin.
  • the bio resin is less than 10 parts by weight, it is difficult to expect the effect of the blend, and when it exceeds 70 parts by weight, compatibility with other additives may be a problem.
  • the biodegradable panel of the present invention may use a resin blended PLA resin and synthetic resin, wherein the synthetic resin is PVC (polyvinyl chloride), PEG (polyethylene glycol), EVA (ethylene vinyl acetate), TPE (thermo plastic) Elastomers (TPU), Thermoplastic Polyurethane (TPU), Thermoplastic Starch (TPS), ENR (epoxidized naturalrubber), Ionomers, SBS (styrene butadiene styren), NBR (nitrilebutadiene rubber), SEBS (styrene ethylene butylenes styrene), Acrylic Compatibility with PLA resin is at least one selected from acrylate, acrylonitrile butadiene styrene, polyolefin modified with compatibilizer, PU, polyamide, and polyester. It is preferable in terms of biodegradability.
  • the synthetic resin is PVC (polyvinyl chloride), PEG (polyethylene glycol), E
  • the PLA resin and the resin blended resin include 10 to 70 parts by weight of synthetic resin based on 100 parts by weight of PLA resin. If the synthetic resin is less than 10 parts by weight, it is difficult to expect the effect of the blend, if it exceeds 70 parts by weight compatibility with other additives may be a problem, and the intended biodegradation effect is difficult to obtain.
  • Plasticizers and processing aids may be added to the PLA resin constituting the panel of the present invention.
  • the plasticizer is particularly preferably a non-phthalate plasticizer, the non-phthalate plasticizer is environmentally friendly, it is easy to mold at high temperatures by softening the PLA resin to increase the thermoplastic.
  • a non-phthalate plasticizer it is preferable to select and use citric acid, citric acid ester, epoxidized vegetable oil, fatty acid ester, polyethylene glycol, polyethylene propylene glycol, and glycerol ester suitable for the physical properties of each layer.
  • the non-phthalate plasticizer is included in the transparent layer 140, it is preferable to use in a ratio of 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the PLA resin.
  • the content of the plasticizer of each layer is less than the above numerical range, the hardness of the PLA resin may be increased, the workability may be lowered, and when it exceeds 50 parts by weight, the compatibility with other components may be lowered and the physical properties may be deteriorated.
  • the processing aid plays a role of reinforcing the melt strength, it is preferable to add the processing aid because the PLA resin itself has low melt strength or heat resistance.
  • an acrylic copolymer, an epoxy copolymer, a urethane copolymer, and a polyolefin copolymer as such processing aids. This facilitates processing such as calendering by supplementing the melt strength of the PLA resin.
  • the processing aid is included in the transparent layer 140, it is preferable to use in a ratio of 0.1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the PLA resin.
  • the content of the processing aid of each layer is less than the above numerical range, the improvement of the melting efficiency and melt strength improvement efficiency of the PLA resin is insufficient, if the above exceeds the numerical range, the manufacturing cost increases, and other materials constituting each layer of the panel Due to compatibility problems with each other, the overall physical properties of each layer may be reduced.
  • one or more lubricants, additives, and the like may be added to the PLA resin constituting the biodegradable panel.
  • the lubricant is added to prevent the resin from sticking to the calender roll or the press during processing such as calendering of the PLA resin.
  • Such lubricants are not limited to the use of stearic acid, waxes, hydrocarbons, silicones, and the like, but in the present invention, it is particularly preferable to use environmentally friendly higher fatty acids, and examples thereof may include stearic acid, which is a saturated higher fatty acid having 18 carbon atoms.
  • the lubricant may be included in the transparent layer 140, it is preferable to use in a ratio of 0.1 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of the PLA resin.
  • the amount of the lubricant is less than 0.1 part by weight based on 100 parts by weight of the PLA resin, the effect of using the lubricant is not obtained.
  • the amount of the lubricant is more than 8 parts by weight based on 100 parts by weight of the PLA resin, the impact resistance, heat resistance, and glossiness of the PLA resin may be degraded. have.
  • the additive may include a crosslinking agent, a hydrolysis agent, a reinforcing agent, and the like.
  • the crosslinking agent increases the molecular weight through the chain extension serves to improve the tensile strength, heat resistance and the like.
  • Such a crosslinking agent may be a diisocyanate, an epoxy group copolymer, a hydroxycarboxylic acid compound, or the like, but is not limited thereto.
  • the crosslinking agent may be included in both the panel layer 110 and the transparent layer 140, the panel layer 110 is preferably used in a ratio of 0.1 to 5.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the PLA resin, in the case of the transparent layer 140 It is preferable to use it in the ratio of 0.01-10 weight part with respect to 100 weight part of PLA resin.
  • the hydrolysis agent serves to prevent the PLA resin from being hydrolyzed to lower mechanical properties such as impact resistance.
  • Such a hydrolysis agent can be used without limitation so long as it is usually used as a hydrolysis agent such as carbodiimide and oxazoline.
  • the hydrolysis agent may be included in the transparent layer 140, it is preferable to use in a ratio of 0.01 to 10 parts by weight relative to 100 parts by weight of the PLA resin.
  • the reinforcing agent may be included in the panel layer 110, and the type of reinforcing agent is not particularly limited, but preferably includes at least one of wood powder, paper, and fibers.
  • the reinforcing agent is preferably used in a ratio of 1.0 to 10.0 parts by weight based on the total weight of the panel layer. If it is less than the above range, there is a problem of panel strength, and if it exceeds the above range, there is a problem that the panel is bent.
  • the panel layer 110 is the most basic layer of the panel, and supports the upper printed layer 120.
  • the panel layer 110 not only imparts aesthetic effect of the panel, but also serves as a base material, and has eco-friendliness by including a biodegradable PLA resin.
  • the panel layer 110 may use the above-described PLA resin, additionally, reinforcing agents, crosslinking agents, etc. may be added to the PLA resin alone or two or more kinds thereof. Each composition ratio is as above-mentioned.
  • the panel layer 110 may be formed by a known injection or press method, but is not limited thereto.
  • the printed layer 120 formed on the panel layer 110 may be provided with various patterns and / or colors to the panel, thereby further improving the aesthetic effect.
  • the method for forming the printed layer 120 is not particularly limited, and can be formed using, for example, a known printing method such as gravure printing, transfer printing, digital printing or rotary printing.
  • a more realistic aesthetic effect can also be provided using a well-known live-print printing method, such as inkjet printing.
  • the base layer 130 may be further formed below the panel layer 110, the base layer 130 is known in the art to which the present invention belongs
  • General substrates may be used without limitation, and examples thereof include, but are not limited to, imitation paper, nonwoven fabric, cotton fabric, and the like.
  • Imitation paper is composed of pulp, and nonwoven fabric has a composite of pulp and polyester.
  • basis weights such as a mock paper, a nonwoven fabric, and cotton fabric which comprise a base material layer, are 80-200 g / m ⁇ 2> . If the basis weight of the base layer is less than 80 g / m 2 , there is a risk of damage such as panel tearing during construction or use process, if the basis weight exceeds 200 g / m 2 , the substrate becomes heavy, gaps and curling phenomenon It is difficult to construct due to occurrence.
  • a transparent layer 140 may be further formed on the printed layer 120.
  • the transparent layer 140 of the present invention is formed on the printed layer 120 to improve the durability of the panel, and serves to protect the pattern formed on the upper surface of the printed layer 130.
  • the transparent layer 130 may use a PLA resin containing the above-described plasticizer, processing aids, and additionally, a crosslinking agent, a hydrolysis agent, or the like may be added to the PLA resin alone or two or more kinds thereof. Each composition ratio is as above-mentioned.
  • a nonwoven fabric made of 70% pulp and 30% polyester was prepared to prepare a base layer.
  • a panel layer was formed by a known injection method.
  • Water-based ink pigments and oil-based ink pigments were mixed for each printing frequency, and a printed pattern was formed on the resin layer by using a transfer printing method.
  • citric acid 50 parts by weight of citric acid, 10 parts by weight of an acrylic copolymer, 8 parts by weight of stearic acid, and 5 parts by weight of a crosslinking agent were mixed with respect to 100 parts by weight of the PLA resin to form a paste, and then coated on the top of the printed layer.
  • the layer structure was adopted as shown in Table 1 below to prepare biodegradable panels of Examples 1 to 5 by sequentially laminating the substrate layer, the panel layer, the print layer, and the transparent layer in this order.
  • Examples 2 and 3 using a PLA resin blended with a bio resin or blended with a synthetic resin are shown in Table 1 below, and the composition ratio is also shown.
  • a base paper layer was prepared by preparing a base paper made of 100% pulp, and a commercially available PVC silk panel was prepared by coating and drying a paste containing a PVC resin on the base layer.
  • Curling property refers to the degree of curling after immersing the specimen in a water bath and after leaving it in an oven at 80 ° C. The criterion is evaluated as good ( ⁇ ) for less than ⁇ 0.35 mm and bad (X) for more than ⁇ 0.35 mm.
  • Moisture permeability is the amount by which moisture moves to a product, and 175 g / m ⁇ 2> * 24hr or more is evaluated as good ((circle)), and less than 175 g / m ⁇ 2> * 24hr is bad (X).
  • Daylight fastness is evaluated as good ( ⁇ ) and less than 4 as bad (X) based on KS M 7305.
  • Eco-friendliness refers to TVOC (volatile organic compound) and HCHO (formaldehyde) emission levels. If TVOC is less than 0.1 mg / m 2 ⁇ h and HCHO is less than 0.015 mg / m 2 ⁇ h ( ⁇ ), TVOC 0.09 to 0.12 mg / m 2. h or HCHO of 0.013 to 0.017 mg / m 2 ⁇ h is usually evaluated as ( ⁇ ), 0.1 mg / m 2 ⁇ h or more, and HCHO of 0.015 mg / m 2 ⁇ h or more as poor (X).
  • the biodegradable panel according to the present invention can be seen that the dimensional stability, moisture permeability, daylight fastness is very good enough to replace the existing PVC panel, the transfer of TVOC (total volatile organic compounds) Remarkably less than PVC, it can be seen that the environmental friendliness is excellent.

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Description

생분해성 판넬
본 발명은 판넬에 관한 것으로, 보다 상세하게는 판넬층 및 상기 판넬층 상부에 형성되는 인쇄층을 포함하고, 상기 판넬층은 PLA 수지를 포함하는 것으로서, 친환경적인 생분해성 판넬에 관한 것이다.
폴리염화비닐(PVC) 등의 석유계 수지를 이용한 시트는, 주택, 맨션, 아파트, 오피스 또는 점포 등의 건축물에서 널리 이용되고 있다.
상기와 같은 시트는 폴리염화비닐(PVC) 등의 수지를 사용하여 T-die 압출 또는 카렌더링 방식 등으로 제조된다. 그런데 그 원료가 한정된 자원인 원유 등으로부터 전량 얻어지기 때문에, 석유자원의 고갈 등에 따라 향후 원재료의 수급 곤란 등의 문제가 발생할 것으로 예상되고 있다.
또한, 최근 높아지는 환경 문제에 대한 관심을 고려하여도, 폴리염화비닐(PVC)계 시트는 유해 물질을 배출하기 쉽고, 폐기시에도 환경에 부담을 준다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 PLA 수지를 사용함으로써 판넬을 구성하는 각 층의 원료 물질의 수급 문제를 해결할 수 있으며, 친환경적인 판넬을 제공하는데 있다.
특히, 목분, 섬유를 보강제로 하고, PLA 수지를 포함하는 판넬층을 가짐으로써 친환경적이며, 치수안정성이 우수한 생분해성 판넬을 제공한다는 점에 본 발명의 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 생분해성 판넬은 판넬층, 상기 판넬층 상부에 형성되는 인쇄층을 포함하고, 상기 판넬층은 PLA 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일실시예에 따른 생분해성 판넬은 기재층, 상기 기재층 상부에 형성되는 판넬층, 상기 판넬층 상부에 형성되는 인쇄층을 포함하고, 상기 판넬층은 PLA 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일실시예에 따른 생분해성 판넬은 기재층, 상기 기재층 상부에 형성되는 판넬층, 상기 판넬층 상부에 형성되는 인쇄층, 상기 인쇄층 상부에 형성되는 투명층을 포함하고, 상기 판넬층 및 투명층 중 하나 이상은 PLA 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 생분해성 판넬은 일반적으로 사용하는 PVC 대신, 식물 자원 기반의 PLA 수지를 사용함으로써 석유자원 고갈에 따른 원재료 수급 문제를 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 생분해성 판넬은 제조시 CO2 등 환경 유해 물질의 배출이 적고, 폐기가 용이하다.
또한, 본 발명에 따른 생분해성 판넬은 건축물의 벽자재, 건축 내장재 등 다양한 방면에서 사용될 수 있다.
도 1 내지 3은 본 발명에 따른 생분해성 판넬의 실시예들을 나타내는 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 생분해성 판넬에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 판넬을 나타내는 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 생분해성 판넬은 아래로부터 판넬층(110) 및 인쇄층(120)을 포함한다. 이 때, 상기 판넬층(110)은 PLA 수지를 포함한다.
본 발명에 의한 생분해성 판넬은 도 2에 나타낸 바와 같이, 판넬층(110)의 하부에 추가적으로 기재층(130)을 더 포함할 수 있다. 이 때, 판넬층(110)은 PLA 수지를 포함한다.
본 발명에 의한 생분해성 판넬은 도 3에 나타낸 바와 같이, 도 2의 생분해성 판넬의 인쇄층(120)의 상부에 투명층(140)을 더 포함할 수 있다. 이 때, 판넬층(110) 및 투명층(140) 중 하나 이상은 PLA 수지를 포함한다.
PLA 수지는 락타이드 또는 락트산의 열가소성 폴리에스테르로서, 제조예를 들면, 옥수수, 감자 등에서 추출한 전분을 발효시켜 제조되는 락트산을 중합시켜 제조될 수 있다. 상기 옥수수, 감자 등은 얼마든지 재생 가능한 식물 자원이므로, 이들로부터 확보할 수 있는 PLA 수지는 석유 자원 고갈에 의한 문제에 효과적으로 대처할 수 있다.
또한 PLA 수지는 사용 또는 폐기 과정에서 CO2 등의 환경 유해 물질의 배출량이 폴리염화비닐(PVC) 등의 석유기반 소재에 비해 월등히 적고, 폐기 시에도 자연 환경 하에서 용이하게 분해될 수 있는 친환경적인 특성을 가진다.
PLA 수지는 결정질 PLA(c-PLA) 수지와 비정질 PLA(a-PLA) 수지로 구분될 수 있다. 이때, 결정질 PLA 수지의 경우 가소제가 판넬 표면으로 흘러나오는 브리딩(bleeding) 현상이 발생할 수 있으므로, 비정질 PLA 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 비정질 PLA 수지를 이용하는 경우, 브리딩 현상을 방지하기 위하여 필수적으로 첨가되었던 상용화제가 첨가되지 않아도 되는 장점이 있다. 비정질 PLA 수지를 이용하는 경우, PLA 수지는 100% 비정질 PLA 수지를 이용하는 것이 가장 바람직하며, 필요에 따라서는 결정질과 비정질이 공존하는 PLA 수지를 이용할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 "PLA 수지"라는 용어는 졸 형태인 것, 바이오 수지가 블렌드된 것, 합성수지가 블렌드된 것 중 어느 하나 이상을 지칭한다.
먼저 본 발명의 생분해성 판넬은 졸 형태의 PLA 수지를 이용할 수 있는데, 졸 형태의 PLA 수지는 휘발성 솔벤트에 PLA 수지를 첨가하여 만들어진 PLA 용액에 가소제를 첨가하고, 이후 건조과정에 의하여 휘발성 솔벤트를 제거함으로써 제조하거나, 펠렛 또는 분말 형태의 PLA 수지에 가소제를 첨가함으로써 제조할 수도 있다.
또한, 본 발명의 생분해성 판넬은 PLA 수지와 바이오 수지가 블렌드된 수지를 이용할 수 있는데, 여기에서 상기 바이오 수지는 생분해성을 갖는 것이라면 제한이 없으나, 특히 셀룰로오스(Cellulose), 키틴(Chitin), 녹말(Starch), PHA(Poly Hydroxyl Alkanoate), PHBV(Poly Hydroxy Butyrate Valerate), PVA(Poly Vinyl Alcohol), PGA(Poly Glycolic Acid), PBS(Poly Butylene Succinate), PBSA(Poly Butyleneadipate-co-Butylene Succinate), PBAT(Poly Butylene Adipate Terephthalate), PCL(Poly Capro Lactone), 폴리(에스테르-아미드)(Poly(Ester-Amide)) 및 폴리(에스테르-우레탄)(Poly(Ester-Urethane)) 중 선택되는 하나 이상의 수지인 것이 PLA 수지와의 상용성, 생분해성의 측면에서 바람직하다.
상기 PLA 수지와 바이오 수지가 블렌드된 수지는 PLA 수지 100중량부에 대하여 바이오 수지 10~70중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 바이오 수지가 10중량부 미만일 경우에는 블렌드의 효과를 기대하기 어렵고, 70중량부를 초과하는 경우에는 다른 첨가제와의 상용성이 문제될 수 있다.
또한, 본 발명의 생분해성 판넬은 PLA 수지와 합성수지가 블렌드된 수지를 이용할 수 있는데, 여기에서 상기 합성수지는 PVC(polyvinyl chloride), PEG(polyethylene glycol), EVA(ethylene vinyl acetate), TPE(thermo plastic elastomer), TPU(thermoplastic polyurethane), TPS(thermo plastic starch), ENR(epoxidized naturalrubber), 아이오노머(Ionomer), SBS(styrene butadiene styren), NBR(nitrilebutadiene rubber), SEBS(styrene ethylene butylenes styrene), 아크릴레이트(acrylate), ABS(acrylonitrile butadiene styrene), 상용화제를 포함하는 변성폴리올레핀(polyolefin modified with compatibilizer), PU(polyurethane), 폴리아마이드, 폴리에스테르 중 선택되는 하나 이상의 수지인 것이 PLA 수지와의 상용성, 생분해성의 측면에서 바람직하다.
상기 PLA 수지와 합성수지가 블렌드된 수지는 PLA 수지 100중량부에 대하여 합성수지 10~70중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 합성수지가 10중량부 미만일 경우에는 블렌드의 효과를 기대하기 어렵고, 70중량부를 초과하는 경우에는 다른 첨가제와의 상용성이 문제될 수 있고, 의도한 생분해효과를 얻기 어렵다.
본 발명의 판넬을 구성하는 PLA 수지에는 가소제, 가공조제가 첨가될 수 있다.
상기 가소제는 특히 비프탈레이트계 가소제를 사용하는 것이 바람직한데, 비프탈레이트계 가소제는 친환경적인 것으로서, PLA 수지를 연화하여 열가소성을 증대시킴으로써 고온에서 성형가공을 용이하게 한다. 이러한 비프탈레이트계 가소제로 구연산, 구연산에스테르, 에폭시화 식물유, 지방산 에스테르, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌프로필렌글리콜, 글리세롤에스테르 중 각 층의 물성에 적합한 것을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 비프탈레이트계 가소제는 투명층(140)에 포함되는데, PLA 수지 100중량부에 대하여 5~50중량부의 비율로 사용하는 것이 바람직하다.
각 층의 가소제의 함량이 상기 수치범위 미만인 경우, PLA 수지의 경도가 높아져 가공성이 저하될 수 있고, 50중량부를 초과하는 경우 타성분과의 상용성이 저하되어 물성이 열화될 수 있다.
상기 가공조제는 용융강도 보강의 역할을 하는 것으로서, PLA 수지는 그 자체로서는 용융강도 또는 내열성이 약하기 때문에 가공조제를 첨가하는 것이 바람직하다.
이러한 가공조제로서 아크릴계 공중합체, 에폭시계 공중합체, 우레탄계 공중합체, 폴리올레핀계 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 이로써 PLA 수지의 용융강도를 보완하여 카렌더링 가공과 같은 가공을 용이하게 한다.
상기 가공조제는 투명층(140)에 포함되는데, PLA 수지 100중량부에 대하여 0.1~20중량부의 비율로 사용하는 것이 바람직하다.
각층의 가공조제의 함량이 상기 수치범위 미만인 경우, PLA 수지의 용융 효율 및 용융 강도 개선 효율 향상이 불충분하고, 상기 수치범위를 초과하는 경우 제조비용이 상승하고, 판넬의 각 층을 구성하는 타 물질과의 상용성 문제 등으로 각 층의 전체적인 물성이 저하될 수 있다.
본 발명은 생분해성 판넬을 구성하는 PLA 수지에는 활제, 첨가제 등이 1종 이상 더 첨가될 수 있다.
상기 활제는 PLA 수지의 카렌더링 등의 가공과정에서 수지가 카렌더롤 또는 프레스에 들러붙는 것을 방지하기 위하여 첨가된다.
이러한 활제는 스테아르산, 왁스, 탄화수소, 실리콘 등 사용에 제한이 없지만, 본 발명에서는 특히 친환경적인 고급 지방산을 사용하는 것이 바람직하며, 그 예로 탄소수 18의 포화 고급 지방산인 스테아르산을 제시할 수 있다.
상기 활제는 투명층(140)에 포함될 수 있는데, PLA 수지 100중량부에 대하여 0.1~8중량부의 비율로 사용하는 것이 바람직하다.
활제의 함량이 PLA 수지 100중량부 대비 0.1중량부 미만인 경우에는 활제 사용 효과를 얻을 수 없으며, PLA 수지 100중량부 대비 8중량부를 초과하면 PLA 수지의 내충격성, 내열성, 광택도 등을 열화시킬 수 있다.
상기 첨가제로는 가교제, 내가수분해제, 보강제 등이 포함될 수 있다.
상기 가교제는 사슬 연장을 통한 분자량을 증가시켜 인장강도, 내열성 등을 향상시키는 역할을 한다.
이러한 가교제는 디이소시아네이트, 에폭시그룹공중합체, 하이드록시카복실산 화합물 등이 이용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 가교제는 판넬층(110) 및 투명층(140)에 모두 포함될 수 있으며, 판넬층(110)은 PLA 수지 100중량부 대비 0.1~ 5.0 중량부의 비율로 사용하는 것이 바람직하고, 투명층(140)의 경우 PLA 수지 100중량부 대비 0.01~10중량부의 비율로 사용하는 것이 바람직하다.
가교제의 함량이 상기 범위 미만인 경우 내열성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에 유연성이 저하되는 문제가 발생할 우려가 있다.
상기 내가수분해제는 PLA 수지가 가수분해되어 내충격성 등의 기계적 물성이 저하되는 것을 방지하는 역할을 한다.
이러한 내가수분해제는 카보디이미드, 옥사졸린 등 통상 내가수분해제로 이용되는 것이라면 제한없이 이용될 수 있다.
상기 내가수분해제는 투명층(140)에 포함될 수 있으며, PLA 수지 100중량부 대비 0.01~10중량부의 비율로 사용하는 것이 바람직하다.
내가수분해제의 함량이 상기 범위 미만인 경우 가공시 습기에 의한 가수분해의 문제가 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 성형 가공성이 저하될 뿐만 아니라, 고가이기 때문에 제조비용이 대폭 상승할 수 있다.
상기 보강제는 판넬층(110)에 포함될 수 있으며, 보강제의 종류에는 특별히 제한이 없으나, 목분, 종이, 섬유 중 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
보강제는 판넬층 전체 중량 대비 1.0~10.0 중량부의 비율로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 범위 미만인 경우에는 판넬 강도의 문제가 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 판넬이 벤딩되는 문제가 있다.
이하에서는 먼저 도 1 내지 도 3에 도시된 판넬층(110), 인쇄층(120), 기재층(130) 및 투명층(140)에 대하여 각각 설명하기로 한다.
본 발명에서 판넬층(110)은 판넬의 가장 기본이 되는 층으로, 상부의 인쇄층(120)을 지지한다.
본 발명에서 판넬층(110)은 판넬의 미관효과를 부여함은 물론, 기재의 역할을 하고, 생분해성 PLA 수지를 포함함으로써 친환경성을 갖는다.
상기 판넬층(110)은 상술한 PLA 수지를 이용할 수 있고, PLA 수지에는 추가적으로 보강제, 가교제 등이 단독으로 혹은 2종 이상 첨가될 수 있다. 각각의 조성비는 상술한 바와 같다.
이러한 판넬층(110)은 공지의 사출 혹은 프레스 공법에 의해 형성할 수 있으나, 상기 방식에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 판넬층(110) 상부에 형성되는 인쇄층(120)은 판넬에 다양한 무늬 및/또는 색상을 부여하여, 미관효과를 보다 개선할 수 있다. 이 때 인쇄층(120)을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 그라비어 인쇄, 전사인쇄, 디지털 인쇄 또는 로터리 인쇄 등의 공지의 인쇄 방법을 사용하여 형성할 수 있다.
또한, 잉크젯 인쇄 등의 공지의 실사 인쇄 방법을 사용하여, 보다 사실적인 미관 효과를 부여할 수도 있다.
본 발명의 생분해성 판넬은 도 2에서 보는 바와 같이, 판넬층(110)의 하부에 기재층(130)이 더 형성될 수 있는데, 상기 기재층(130)은 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지된 일반적인 기재를 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들면, 모조지, 부직포, 면직물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
모조지의 경우 펄프로 구성되며, 부직포의 경우 펄프와 폴리에스테르의 복합구성을 갖는다.
기재층을 구성하는 모조지, 부직포, 면직물 등의 평량은 80~200g/m2인 것이 바람직하다. 기재층의 평량이 80g/m2미만인 경우에는 시공 또는 사용 과정에서 판넬의 찢어짐 등의 손상이 발생할 우려가 있고, 200g/m2을 초과하는 경우에는 기재가 무거워지게 되고, 틈벌어짐 및 컬링 현상이 발생하여 시공이 어렵다.
본 발명의 생분해성 판넬은 도 3에서 보는 바와 같이, 인쇄층(120)의 상부에 투명층(140)이 더 형성될 수 있다.
본 발명의 투명층(140)은 인쇄층(120) 상에 형성되어 판넬의 내구성을 향상시키고, 인쇄층(130) 상부면에 형성된 무늬 등을 보호하는 역할을 한다.
상기 투명층(130)은 상술한 가소제, 가공조제를 함유하는 PLA 수지를 이용할 수 있고, PLA 수지에는 추가적으로 가교제, 내가수분해제 등이 단독으로 혹은 2종 이상 첨가될 수 있다. 각각의 조성비는 상술한 바와 같다.
실시예 및 비교예에 의한 판넬의 제조
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 판넬의 제조예 및 비교예에 의한 제조예를 제시한다. 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.
실시예
각 층의 제조방법
1. 기재층
펄프 70%, 폴리에스테르 30%로 이루어진 부직포를 준비하여 기재층을 마련하였다.
2. 판넬층의 형성
PLA 수지 100중량부에 대하여, 목분 10 중량부, 가교제 5 중량부를 혼합한 후, 공지의 사출방식에 의하여 판넬층을 형성하였다.
3. 인쇄층의 형성
수성잉크안료 및 유성잉크안료를 인쇄도수별로 혼합하고, 전사인쇄방식을 사용하여 수지층 상부에 인쇄무늬를 형성하였다.
4. 투명층의 형성
PLA 수지 100중량부에 대하여, 구연산 50중량부, 아크릴계 공중합체 10중량부, 스테아르산 8중량부, 가교제 5중량부를 혼합하여 페이스트를 만든 다음, 인쇄층의 상부에 코팅하였다.
실시예 1~5
층구조는 하기 표 1과 같이 채택하여 기재층, 판넬층, 인쇄층, 투명층의 순서대로 순차적으로 적층함으로써 실시예 1 내지 5의 생분해성 판넬을 제조하였다.
특히, 바이오 수지와 블렌드하거나, 합성수지와 블렌드한 PLA 수지를 사용한 실시예2, 3은 하기 표 1에 나타내고, 그 조성비도 함께 나타내었다.
표 1
Figure PCTKR2012007609-appb-T000001
비교예
펄프 100%로 이루어진 원지를 준비하여 기재층을 마련하고, PVC 수지를 포함하는 페이스트를 상기 기재층 상부에 코팅, 건조함으로써 시판되고 있는 PVC 실크판넬을 제조하였다.
평가
상기 실시예 1~5 및 비교예에 의한 판넬을 하기 표 2의 항목에 대하여 평가하여 대비하였다.
표 2
컬링 투습도 일광견뢰도 TVOC
실시예1 ○ ○ ○ ○
실시예2 ○ ○ △ ○
실시예3 ○ △ ○ ○
실시예4 ○ ○ ○ ○
실시예4 ○ ○ ○ ○
비교예 ○ ○ ○ △
컬링성은 수조에 시편을 침지 한 후 와 80℃ 오븐에서 방치 후의 컬링 정도를 말하는 것으로 기준은 ±0.35 mm 미만은 양호(○), ±0.35 mm 이상은 나쁨(X)으로 평가한다.
투습도는 제품에 습기가 이동하는 양으로 175 g/㎡·24hr 이상은 양호(○), 175 g/㎡·24hr 미만은 나쁨(X)으로 평가한다.
일광견뢰도는 KS M 7305 기준으로 4이상이면 양호(○), 4미만은 나쁨(X)으로 평가한다.
친환경성은 TVOC(휘발성 유기 화합물)과 HCHO(포름알데히드) 방출량 정도를 말하는 것으로 TVOC 0.1㎎/㎡·h 미만이고 HCHO 0.015 ㎎/㎡·h 미만이면 양호(○), TVOC 0.09~0.12㎎/㎡·h 혹은 HCHO 0.013~0.017㎎/㎡·h인 경우 보통(△), 0.1 ㎎/㎡·h이상이고 HCHO 0.015 ㎎/㎡·h 이상은 나쁨(X)으로 평가한다.
상기 평가결과에 비추어 볼 때, 본 발명에 의한 생분해성 판넬은 치수안정성, 투습도, 일광견뢰도가 기존의 PVC 판넬을 대체할 수 있을 정도로 매우 우수함을 알 수 있으며, TVOC(총휘발성유기화합물)의 양도 PVC에 비하여 현저히 적었는바, 친환경성이 뛰어남을 알 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (23)

  1. 판넬층; 및
    상기 판넬층 상부에 형성되는 인쇄층;을 포함하고,
    상기 판넬층은 PLA 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  2. 기재층;
    상기 기재층 상부에 형성되는 판넬층; 및
    상기 판넬층 상부에 형성되는 인쇄층;을 포함하고,
    상기 판넬층은 PLA 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 PLA 수지는 졸 형태를 이용하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 판넬층은 PLA 수지 및 바이오 수지가 블렌드된 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 바이오 수지는 셀룰로오스(Cellulose), 키틴(Chitin), 녹말(Starch), PHA(Poly Hydroxyl Alkanoate), PHBV(Hydroxy Butyrate Valerate), PVA(Poly Vinyl Alcohol), PGA(Poly Glycolic Acid), PBS(Poly Butylene Succinate), PBSA(Poly Butyleneadipate-co-Butylene Succinate), PBAT(Poly Butylene Adipate Terephthalate), PCL(Poly Capro Lactone), 폴리(에스테르-아미드)(Poly(Ester-Amide)) 및 폴리(에스테르-우레탄)(Poly(Ester-Urethane)) 중 선택되는 하나 이상의 수지인 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 판넬층은 PLA 수지 및 합성수지가 블렌드된 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 합성수지는 PVC(polyvinyl chloride), PEG(polyethylene glycol), EVA(ethylene vinyl acetate), TPE(thermo plastic elastomer), TPU(thermoplastic polyurethane), TPS(thermo plastic starch), ENR(epoxidized naturalrubber), 아이오노머(Ionomer), SBS(styrene butadiene styren), NBR(nitrilebutadiene rubber), SEBS(styrene ethylene butylenes styrene), 아크릴레이트(acrylate), ABS(acrylonitrile butadiene styrene), 상용화제를 포함하는 변성폴리올레핀(polyolefin modified with compatibilizer), PU(polyurethane), 폴리아마이드, 폴리에스테르 중 선택되는 하나 이상의 수지인 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 판넬층은 보강제, 가교제 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 보강제는 목분, 섬유 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 판넬층은 PLA 수지 100중량부 대비, 보강제 1.0~10.0중량부, 가교제 0.1~5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  11. 기재층;
    상기 기재층 상부에 형성되는 판넬층;
    상기 판넬층 상부에 형성되는 인쇄층; 및
    상기 인쇄층 상부에 형성되는 투명층;을 포함하고,
    상기 판넬층 및 투명층 중 하나 이상은 PLA 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 PLA 수지는 졸 형태를 이용하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 판넬층 및 투명층 중 하나 이상은 PLA 수지 및 바이오 수지가 블렌드된 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 바이오 수지는 셀룰로오스(Cellulose), 키틴(Chitin), 녹말(Starch), PHA(Poly Hydroxyl Alkanoate), PHBV(Hydroxy Butyrate Valerate), PVA(Poly Vinyl Alcohol), PGA(Poly Glycolic Acid), PBS(Poly Butylene Succinate), PBSA(Poly Butyleneadipate-co-Butylene Succinate), PBAT(Poly Butylene Adipate Terephthalate), PCL(Poly Capro Lactone), 폴리(에스테르-아미드)(Poly(Ester-Amide)) 및 폴리(에스테르-우레탄)(Poly(Ester-Urethane)) 중 선택되는 하나 이상의 수지인 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 판넬층 및 투명층 중 하나 이상은 PLA 수지 및 합성수지가 블렌드된 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 합성수지는 PVC(polyvinyl chloride), PEG(polyethylene glycol), EVA(ethylene vinyl acetate), TPE(thermo plastic elastomer), TPU(thermoplastic polyurethane), TPS(thermo plastic starch), ENR(epoxidized naturalrubber), 아이오노머(Ionomer), SBS(styrene butadiene styren), NBR(nitrilebutadiene rubber), SEBS(styrene ethylene butylenes styrene), 아크릴레이트(acrylate), ABS(acrylonitrile butadiene styrene), 상용화제를 포함하는 변성폴리올레핀(polyolefin modified with compatibilizer), PU(polyurethane) 중 선택되는 하나 이상의 수지인 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 판넬층은 보강제, 가교제 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 보강제는 목분, 섬유 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  19. 제 11항에 있어서,
    상기 판넬층은 PLA 수지 100중량부 대비, 보강제 1.0~10.0중량부, 가교제 0.1~5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  20. 제 11항에 있어서,
    상기 투명층은 가소제, 가공조제 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  21. 제 11항에 있어서,
    상기 투명층은 PLA 수지 100중량부에 대하여, 가소제 5~50중량부 및 가공조제 0.1~20중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  22. 제 11항에 있어서,
    상기 투명층은 활제, 가교제, 내가수분해제 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
  23. 제 11항에 있어서,
    상기 투명층은 PLA 수지 100중량부에 대하여, 활제 0.1~8중량부, 가교제 0.01~10중량부, 내가수분해제 0.01~10중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 판넬.
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