WO2023018306A1 - 투명시트 제조방법 및 투명시트 - Google Patents

투명시트 제조방법 및 투명시트 Download PDF

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유재훈
김대영
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 투명시트 제조방법에 관한 것으로, 공액디엔계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체인 제1 투명 수지와 아크릴계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체인 제2 투명 수지가 필름 상으로 합지된 투명시트 제조방법 및 이로부터 제조된 투명시트에 관한 것이다.

Description

투명시트 제조방법 및 투명시트
[관련출원과의 상호인용]
본 발명은 2021년 8월 13일에 출원된 한국 특허 출원 제10-2021-0107579호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용을 본 명세서의 일부로서 포함한다.
[기술분야]
본 발명은 투명시트 제조방법 및 투명시트에 관한 것이다.
캐노피, 방음벽 등 옥외용으로 사용되는 투명시트는 투명도 유지와 변색 방지를 위해 높은 내후성이 요구된다. 따라서, 이러한 옥외용 투명시트로는 투명 수지에 내후성이 우수한 수지 또는 UV 안정성이 우수한 수지를 공압출하여 제조한 투명시트를 사용하거나, 투명 폴리카보네이트 시트를 사용하고 있다.
그러나, 2종 이상의 수지를 공압출하는 경우 제조 공정 상 복잡성은 물론, 원료 수지의 손실이 매우 커지게 때문에 경제성이 취약한 문제가 있다. 폴리카보네이트는 긁힘과 마모에 취약하여 스크래치가 일어나기 쉽고, 내화학성이 취약하여 유기 용제에 민감하며, 태양광에 장시간 노출되는 경우 황변화 현상이 발생하는 문제가 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) KR 10-2011-0011670 A
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 상기 발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 문제들을 해결하기 위하여, 공압출 시 발생하는 제조 공정 상 복잡성을 해결하는 것은 물론, 원료 수지의 손실을 최소화하면서도, 투명시트의 투명도 저하 없이 내후성 및 내화학성을 확보하는 것이다.
즉, 본 발명은 공압출이 아닌 합지를 통해 공압출의 문제점을 해결하면서도, 투명도 저하 없이 내후성 및 내화학성이 확보된 투명시트 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 투명시트 제조방법에 따라 제조되어 투명도 저하 없이 내후성 및 내화학성이 확보된 투명시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 투명시트 제조방법 및 이로부터 제조된 투명시트를 제공한다.
(1) 본 발명은 제1 투명 수지를 T-다이 압출하는 단계(S10); T-다이로부터 압출되는 T-다이 제1 투명 수지 필름을 압착롤로 이송하는 단계(S20); 상기 T-다이 제1 투명 수지 필름이 T-다이로부터 토출되어 압착롤로 인입될 때, T-다이 제1 투명 수지 필름의 적어도 일면에 제2 투명 수지 필름을 접합시키면서 압착롤로 함께 인입시키는 단계(S30); 및 압착롤을 이용하여 T-다이 제1 투명 수지 필름과 제2 투명 수지 필름을 합지시키는 단계(S40)를 포함하고, 상기 제1 투명 수지는 공액디엔계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체이고, 상기 제2 투명 수지는 아크릴계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체인 투명시트 제조방법을 제공한다.
(2) 본 발명은 상기 (1)에 있어서, 상기 (S10) 단계의 압출 시, 압출기 온도는 190 ℃ 이상 210 ℃ 이하인 투명시트 제조방법을 제공한다.
(3) 본 발명은 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 (S30) 단계에서, 상기 T-다이 제1 투명 수지 필름과 제2 투명 수지 필름은 압착롤로 인입되면서 접합되는 것인 투명시트 제조방법을 제공한다.
(4) 본 발명은 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 (S30) 단계에서, 제2 투명 수지 필름은 제2 투명 수지 필름이 권취된 권취롤로부터 풀려짐과 동시에 압착롤로 이송되는 것인 투명시트 제조방법을 제공한다.
(5) 본 발명은 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 상기 (S30) 단계는, 상기 T-다이 제1 투명 수지 필름이 T-다이로부터 토출되어 압착롤로 인입될 때, T-다이 제1 투명 수지 필름의 양면에 제2 투명 수지 필름을 동시에 접합시키면서 압착롤로 함께 인입시키는 것인 투명시트 제조방법을 제공한다.
(6) 본 발명은 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 있어서, 상기 (S40) 단계의 합지 시, 압착롤의 온도는 40 ℃ 이상 70 ℃ 이하인 투명시트 제조방법을 제공한다.
(7) 본 발명은 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 투명 수지는 공액디엔계 중합체, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위를 포함하는 그라프트 공중합체인 투명시트 제조방법을 제공한다.
(8) 본 발명은 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제2 투명 수지는 아크릴계 중합체, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위를 포함하는 그라프트 공중합체인 투명시트 제조방법을 제공한다.
(9) 본 발명은 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제2 투명 수지는 3.2 mm 두께의 시편에 대한 헤이즈가 10 % 이하인 것인 투명시트 제조방법을 제공한다.
(10) 본 발명은 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제2 투명 수지는 3.2 mm 두께의 시편에 대한 투과율(Tt)이 70 % 이상인 것인 투명시트 제조방법을 제공한다.
(11) 본 발명은 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제2 투명 수지는 0.3 mm 두께의 시트 또는 0.05 mm 두께의 시트에 대한 헤이즈가 8 % 이하인 것인 투명시트 제조방법을 제공한다.
(12) 본 발명은 상기 (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제2 투명 수지는 0.3 mm 두께의 시트 또는 0.05 mm 두께의 시트에 대한 투과율(Tt)이 80 % 이상인 것인 투명시트 제조방법을 제공한다.
(13) 본 발명은 상기 (1) 내지 (12) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 투명 수지와 제2 투명 수지는 굴절율이 동일한 것인 투명시트 제조방법을 제공한다.
(14) 본 발명은 T-다이 제1 투명 수지 필름층; 및 T-다이 제1 투명 수지 필름층의 적어도 일면에 적층된 제2 투명 수지 필름층을 포함하고, 상기 제1 투명 수지는 공액디엔계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체이고, 상기 제2 투명 수지는 아크릴계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체이며, 상기 T-다이 제1 투명 수지 필름층 및 제2 투명 수지 필름층은 각각 투명시트의 TD 방향으로 두께가 균일한 것인 투명시트를 제공한다.
(15) 본 발명은 상기 (14)에 있어서, 상기 투명시트 전체 두께에 대하여, T-다이 제1 투명 수지 필름층의 두께가 85 두께% 이상 99 두께% 이하이고, 제2 투명 수지 필름층의 두께가 1 두께% 이상 15 두께% 이하인 투명시트를 제공한다.
본 발명에 따른 투명시트 제조방법을 이용하여 투명시트를 제조하는 경우, 공압출 시 발생하는 제조 공정 상 복잡성을 해결하는 것은 물론, 원료 수지의 손실을 최소화할 수 있고, 나아가 투명시트의 투명도 저하 없이 내후성 및 내화학성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명시트 제조방법의 제조 공정을 나타낸 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 투명시트 제조방법의 제조 공정을 나타낸 공정 흐름도이다.
도 3은 공압출 방식에 따라 제조되는 투명시트의 단면과, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명시트 단면을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 투명시트를 촬영한 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2 및 비교예 2에서 제조된 투명시트를 촬영한 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 투명시트에 대한 내화학성 시험 결과를 촬영한 사진이다.
도 7 및 8은 본 발명의 실시예 2, 비교예 2, 참고예 1 및 2에서 제조된 투명시트에 대한 내화학성 시험 결과를 촬영한 사진이다.
도 9는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 투명시트에 대한 내후성 시험 결과를 촬영한 사진이다.
도 10은 본 발명의 실시예 2, 비교예 2 및 참고예 1에서 제조된 투명시트에 대한 내후성 시험 결과를 촬영한 사진이다.
도 11 및 12는 각각 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 투명시트에 대한 내냉열 시험 결과를 촬영한 사진이다.
도 13은 본 발명의 실시예 2 및 비교예 2에서 제조된 투명시트에 대한 내냉열 시험 결과를 촬영한 사진이다.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 투명시트 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명시트 제조방법은 제1 투명 수지를 T-다이 압출하는 단계(S10); T-다이로부터 압출되는 T-다이 제1 투명 수지 필름을 압착롤로 이송하는 단계(S20); 상기 T-다이 제1 투명 수지 필름이 T-다이로부터 토출되어 압착롤로 인입될 때, T-다이 제1 투명 수지 필름의 적어도 일면에 제2 투명 수지 필름을 접합시키면서 압착롤로 함께 인입시키는 단계(S30); 및 압착롤을 이용하여 T-다이 제1 투명 수지 필름과 제2 투명 수지 필름을 합지시키는 단계(S40)를 포함하고, 상기 제1 투명 수지는 공액디엔계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체이고, 상기 제2 투명 수지는 아크릴계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체인 것일 수 있다.
여기서, 용어 '필름' 및 '시트'는 각각 일정 두께를 가지면서 면 형상을 나타내는 수지 성형품으로서, 서로 동일한 의미로 사용될 수 있으나, 구체적으로는 두께에 따라 상대적으로 두께가 얇은 경우, 또는 합지 전의 각각의 수지 성형품은 필름으로, 상대적으로 두께가 두꺼운 경우, 또는 합지 후의 수지 성형품 적층체는 시트로 지칭될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명시트 제조방법은 제1 투명 수지와 제2 투명 수지를 공압출하지 않고도 필름의 형태로서 서로 합지하여 투명시트를 제조하기 위한 방법일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S10) 단계는 제1 투명 수지를 이용하여 투명시트를 제조하기 위해, 제1 투명 수지를 필름의 형상으로 제조하기 위해 T-다이 압출하는 단계일 수 있다. 구체적인 예로, 도 1 및 2를 참고하면, 압출기(10)의 호퍼에 공급된 제1 투명 수지는 압출기(10)에 구비된 T-다이(11)로부터 토출되어 T-다이 필름의 형상인 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)이 제조될 수 있다. 이 때, 상기 (S10) 단계는 연속적으로 실시될 수 있고, 이에 따라 압출기(10)에 구비된 T-다이(11)로부터 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)은 연속적으로 토출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S10) 단계의 압출 시, 압출기 온도는 190 ℃ 이상 210 ℃ 이하일 수 있고, 이 범위 내에서 T-다이(11)로부터 토출되는 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)의 표면 온도가 이어서 기재하는 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)과 합지되기 충분하도록 유지되어 압착롤의 가열 없이도 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)과 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)의 합지를 유도할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명시트 제조방법은 공압출이 필수적으로 요구되지 않기 때문에, 상기 압출기(10)는 단층 압출기 및 다층 압출기 모두 적용이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S20) 단계는 상기 (S10) 단계에 따라 T-다이(11)로부터 압출되는 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)을 압착롤(21, 22)로 이송하는 단계로서, 상기 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)이 압착롤(21, 22)로 인입되기 전에 별도의 평활화를 위한 캘린더롤을 통과하지 않고, 압착롤(21, 22)로 직접 인입되도록 실시될 수 있다. 즉, 상기 (S20) 단계는 압출기(10)에 구비된 T-다이(11)로부터 토출된 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)이 압착롤(21, 22)로 직접 인입되도록 실시되는 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 압출기(10)에 구비된 T-다이(11)로부터 토출된 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)이 압착롤(21, 22)로 직접 인입되도록 실시되는 경우, 별도의 캘린더롤를 마련할 필요가 없어 공정의 단순화가 가능하면서도, 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)과의 합지를 유도할 수 있는 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)의 표면 온도의 변화를 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S20) 단계는 상기 (S10) 단계에 이어서, 연속적으로 실시될 수 있고, 이에 따라 (S10) 단계로부터 압출기(10)에 구비된 T-다이(11)로부터 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)은 연속적으로 토출됨과 동시에, 연속적으로 압착롤(21, 22)로 이송될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S30) 단계는 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)과, 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)이 압착롤(21, 22)에서 합지될 수 있도록, 압착롤(21, 22)의 인입 전에 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)과, 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)을 먼저 접합시키는 단계일 수 있다. 즉, 상기 (S30) 단계는 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)이 상기 (S10) 단계 및 상기 (S20) 단계에 의해 T-다이(11)로부터 토출되어 압착롤(21, 22)로 인입될 때, T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)의 적어도 일면에 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)을 접합시키면서 압착롤(21, 22)로 함께 인입시키면서 실시될 수 있다. 이 때, 상기 접합은 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)의 적어도 일면에 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)의 일면이 서로 맞닿도록 유도하는 것을 의미하는 것으로, 그 자체로서 합지가 되는 것은 아니고, 상기 접합에 의해 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)과 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)는 단순히 필름이 적층된 형상을 나타낼 수 있다. 구체적인 예로, 상기 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)과 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)은 압착롤(21, 22)로 인입되면서 접합되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S30) 단계는 상기 (S10) 단계 및 상기 (S20) 단계에 이어서, 연속적으로 실시될 수 있고, 이에 따라 (S10) 단계로부터 압출기(10)에 구비된 T-다이(11)로부터 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)이 연속적으로 토출됨과 동시에, 연속적으로 압착롤(21, 22)로 이송되어 인입되고, 이 때 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)이 상기 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)의 적어도 일면에 연속적으로 접합되면서 압착롤(21, 22)로 함께 인입될 수 있다. 이에 따라, 상기 (S30) 단계에서, 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)은 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)이 권취된 권취롤(41, 43)로부터 풀려짐과 동시에 압착롤(21, 22)로 이송되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S30) 단계는, 상기 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)이 T-다이(11)로부터 토출되어 압착롤(21, 22)로 인입될 때, T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)의 양면에 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)을 동시에 접합시키면서 압착롤(21, 22)로 함께 인입시키는 것일 수 있다. 이 경우 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)의 양면에 모두 제2 투명 수지(TR21, TR22)를 합지시키는 것이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S40) 단계는 상기 (S30) 단계로부터 압착롤(21, 22)에 서로 접합된 상태로 인입된 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)과 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)을 합지시키는 단계로서, 압착롤(21, 22)을 통과함과 동시에 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)과 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)이 합지되어 투명시트(TS)를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 압착롤(21, 22)을 통과하여 형성된 투명시트(TS)는 T-다이 제1 투명 수지 필름층; 및 T-다이 제1 투명 수지 필름층의 적어도 일면에 적층된 제2 투명 수지 필름층을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S40) 단계의 합지 시, 압착롤(21, 22)의 온도는 40 ℃ 이상 70 ℃ 이하, 또는 40 ℃ 이상 60 ℃ 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 압착롤(21, 22)은 한쌍의 캘린더롤일 수 있다. 즉, 압착롤(21, 22)로 이송된 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1) 및 이의 적어도 일면에 접합된 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)은 한쌍의 캘린더롤인 한쌍의 압착롤(21, 22) 사이로 인입될 수 있다. 상기 한쌍의 압착롤(21, 22)은 각각 회전축을 따라 회전하고, 이 때, 상기 한쌍의 압착롤(21, 22) 사이로 인입된 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1) 및 이의 적어도 일면에 접합된 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)은 한쌍의 압착롤(21, 22)로 인한 압착으로 인해 합지될 수 있고, 이에 따라 한쌍의 압착롤(21, 22)을 통과하면서 투명시트(TS)가 제조될 수 있다. 또한, 상기 한쌍의 압착롤(21, 22)을 통과한 투명시트(TS)는 상기 한쌍의 압착롤 중 어느 하나의 압착롤(21)과 연계된 압착롤(23) 사이에 인입되어 통과될 수 있고, 필요에 따라 추가적인 캘린더롤을 더 통과할 수 있으며, 복수개의 압착롤(21, 22, 23)의 위치는 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1) 및 이의 적어도 일면에 접합된 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)을 합지시키기 충분한 위치로 조절될 수 있다. 또한, 상기 압착롤은 각각 텐션롤을 포함하는 것일 수 있고, 이 경우 투명시트(TS)의 평활도를 향상시킬 수 있다. 상기 압착롤(21, 22, 23)의 직경 및 길이는 압출기(10)에 구비된 T-다이(11)의 길이, 제조하고자 하는 투명시트(TS)의 폭 및 두께 등에 맞추어 필요에 따라 조절될 수 있고, 서로 동일한 직경 및 길이를 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S40) 단계는 상기 (S10) 단계 내지 상기 (S30) 단계에 이어서, 연속적으로 실시될 수 있고, 이에 따라 상기 압착롤(21, 22, 23)을 통과한 투명시트(TS)는 별도의 권취롤(미도시)에 권취되어 연속적으로 수득될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명시트 제조방법은 단순한 롤투롤 공정이 아닌, 상기 (S10) 단계 및 (S20) 단계에 따라 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)을 토출 및 이송시켜 압착롤(21, 22)로 직접 인입시키고, 이 때, 상기 (S30) 단계에 따라 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)을 압착롤(21, 22)에 함께 인입시키며, 상기 (S40) 단계에 따라 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1) 및 이의 적어도 일면에 접합된 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)이 압착롤(21, 22)을 통과하면서 합지시켜 제조된 투명시트(TS)를 권취롤을 이용하여 권취시키는 유사 롤투롤 공정에 따라 실시될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명시트 제조방법은 상기 (S10) 단계 내지 (S40) 단계에 따라 실시하는 것도 중요하지만, 투명시트의 투명도 저하 없이 내후성 및 내화학성을 확보하면서, 상기 (S10) 단계 내지 (S40) 단계와 같이, 공압출을 실시하지 않고, T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1) 및 이의 적어도 일면에 접합된 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)을 합지시킬 때 압착롤을 별도로 가열할 필요없이 투명시트(TS)를 제조하기 위해, T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)을 구성하는 제1 투명 수지와, 제2 투명 수지 필름을 구성하는 제2 투명 수지를 선택하는 것이 중요하다.
앞선 발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 바와 같이, 캐노피, 방음벽 등 옥외용으로 사용되는 투명시트는 투명도 유지와 변색 방지를 위해 높은 내후성이 요구된다. 이러한 옥외용 투명시트에 적용하기 위한 투명 수지는 일반적으로 폴리카보네이트 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 글리콜 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 투명 ABS 수지를 고려할 수 있다. 그러나, 이 중 그 자체로서 내후성이 우수한 폴리메틸메타크릴레이트 수지는 내충격성 및 내화학성이 취약한 문제가 있고, 폴리카보네이트 수지는 내스크래치성 내후성이 취약한 문제가 있으며, 글리콜 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지는 내후성 및 내열성이 취약한 문제가 있고, 투명 ABS 수지는 내충격성, 투명성, 내열성 및 내스크래치성이 준수한 편이나, 내후성 및 내화학성이 매우 취약한 문제가 있다. 따라서, 본 발명은 상기 투명 수지의 내후성 및 내화학성을 확보하기 위해 제2 투명 수지를 도입하는 것을 특징으로 한다.
그러나, 도 3을 참고하면, 상기 제2 투명 수지를 단순히 제1 투명 수지와 공압출에 의해 도입하는 경우에는, 제1 투명 수지를 제2 투명 수지가 감싸는 형태로서 투명시트가 제조될 수 밖에 없고, 이 때 투명시트의 단면을 살펴보면 T-다이 제1 투명 수지 필름층 및 제2 투명 수지 필름층은 각각 투명시트의 TD 방향으로 두께가 불균일하게 나타날 수 밖에 없게 된다. 이러한 두께 불균일은 결국 투명시트의 헤이즈를 증가시키는 원인이되고, 또한 온도에 따른 휨 변형 발생의 원인이 된다. 또한, 제2 투명 수지 필름층의 두께가 두껍게 나타날 수 밖에 없기 때문에, 투명시트 자체의 충격특성 저하의 원인이 된다.
반면, 도 3을 참고하면, 본 발명의 투명시트 제조방법에 따라 투명시트를 제조하는 경우에는, T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)의 적어도 일면에 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)이 합지되기 때문에, T-다이 제1 투명 수지 필름층에 제2 투명 수지 필름층이 적층된 형태로 투명시트가 제조되고, 이 때 투명시트의 단면을 살펴보면 T-다이 제1 투명 수지 필름층 및 제2 투명 수지 필름층은 각각 투명시트의 TD 방향으로 두께가 균일하게 나타난다. 이에 따라, 본 발명의 투명시트 제조방법에 따라 제조된 투명시트는 제조된 투명시트로부터 불필요한 부분을 잘라내는 트리밍 가공 시, 트리밍 라인으로 제2 투명 수지 필름층이 합지되지 않은 T-다이 제1 투명 수지 필름층 부분만을 설정하는 것이 가능하다. 이 때, 트리밍된 T-다이 제1 투명 수지 필름층 부분은 전량 제1 투명 수지로서 재활용이 가능하다. 더욱이, T-다이 제1 투명 수지 필름층과 제2 투명 수지 필름층의 수지는 서로 굴절율이 동일하도록 유도하는 것이 가능하고, 바람직하게는 이어서 기재하는 바와 같이 굴절율이 서로 동일하며, 각각의 수지에 대한 단량체 성분이 유사하여, T-다이 제1 투명 수지 필름층 및 제2 투명 수지 필름을 모두 포함하는 투명시트 자체를 재활용하더라도 투명도 및 헤이즈에 영향이 없는 장점이 있다. 또한, T-다이 제1 투명 수지 필름층 및 제2 투명 수지 필름층의 두께가 균일하기 때문에, 투명시트의 헤이즈에 영향이 없고, 온도에 따른 휨 변형 발생이 적으며, 제2 투명 수지 필름층을 얇게 형성하는 것이 가능하여, 투명도 및 T-다이 제1 투명 수지 필름층의 색상 발현성이 우수하고, 투명시트 자체의 충격특성을 충분히 확보할 수 있다.
이 때, 상기와 같은 제2 투명 수지 필름층으로부터의 이점을 구현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제2 투명 수지는 아크릴계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체일 수 있다. 한편, 상기 제2 투명 수지인 아크릴계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체를 본 발명에 따른 투명시트 제조방법에 도입함에 있어서, 제1 투명 수지로 고려할 수 있는 투명 수지로는 폴리카보네이트 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 글리콜 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 및 투명 ABS 수지가 있는데, 폴리카보네이트 수지 및 글리콜 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지는 압출기(10)를 이용하여 T-다이 필름 제조 시, 압출 가공 온도가 270 ℃ 내지 300 ℃ 수준의 고온이기 때문에, 제2 투명 수지인 아크릴계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체를 접합 및 합지시키기에는 적합하지 않다. 또한, 결정성 중합체의 경우 제2 투명 수지 필름과 합지 후 박리가 일어날 수 있기 때문에 적합하지 않다. 이러한 점들을 고려하였을 때, 본 발명에 따른 제1 투명 수지는 제2 투명 수지와의 굴절율 조절, 재활용 가능성 및 상용성을 고려하였을 때, 투명 ABS 수지와 같은 공액디엔계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체인 것이 바람직하다.
즉, 상기한 점을 모두 고려하여, 본 발명의 투명시트 제조방법에 적용하기 위한 제1 투명 수지는 공액디엔계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체일 수 있고, 제2 투명 수지는 아크릴계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체일 수 있으며, 제1 투명 수지와 제2 투명 수지를 만족하여야지만 본 발명에 따른 투명시트 제조방법의 적용이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 투명 수지는 공액디엔계 중합체, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위를 포함하는 그라프트 공중합체일 수 있다. 구체적인 예로, 상기 제1 투명 수지는 공액디엔계 중합체에 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위가 그라프트 중합되어 형성된 그라프트 공중합체일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공액디엔계 중합체는 공액디엔계 단량체 단위를 포함하는 것일 수 있고, 상기 공액디엔계 단량체 단위를 형성하기 위한 공액디엔계 단량체는 1,3-부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 피페릴렌, 3-부틸-1,3-옥타디엔, 이소프렌 및 2-페닐-1,3-부타디엔으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 더욱 구체적인 예로 1,3-부타디엔일 수 있다. 또한, 상기 공액디엔계 중합체는 필요에 따라 방향족 비닐계 단량체 단위를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 투명 수지의 방향족 비닐계 단량체 단위를 형성하기 위한 방향족 비닐계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 4-프로필스티렌, 1-비닐나프탈렌, 4-시클로헥실스티렌, 4-(p-메틸페닐)스티렌 및 1-비닐-5-헥실나프탈렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 구체적인 예로 스티렌일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 투명 수지의 비닐시안계 단량체 단위를 형성하기 위한 비닐시안계 단량체는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 페닐아크릴로니트릴 및 α-클로로아크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 구체적인 예로 아크릴로니트릴일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 투명 수지는 투명성을 부여하기 위해 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위를 더 포함할 수 있고, 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위를 형성하기 위한 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체는 탄소수 1 내지 12의 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체일 수 있으며, 구체적인 예로, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트 및 n-부틸 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 투명 수지의 공액디엔계 중합체, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위와, 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위의 각 함량은 그라프트 공중합체로부터 제조된 제1 투명 수지의 투명성을 확보하기 위해 적절히 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 투명 수지는 ASTM D638에 따라 측정한 1/8" 두께의 시편에 대한 인장강도가 100 kgf/cm2 이상, 200 kgf/cm2 이상, 300 kgf/cm2 이상, 또는 350 kgf/cm2 이상인 것일 수 있고, 또한 800 kgf/cm2 이하, 700 kgf/cm2 이하, 600 kgf/cm2 이하, 500 kgf/cm2 이하, 또는 450 kgf/cm2 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 투명 수지는 ASTM D790에 따라 측정한 1/8" 두께의 시편에 대한 굴곡강도가 200 kgf/cm2 이상, 300 kgf/cm2 이상, 400 kgf/cm2 이상, 500 kgf/cm2 이상, 또는 600 kgf/cm2 이상인 것일 수 있고, 또한 1,000 kgf/cm2 이하, 900 kgf/cm2 이하, 800 kgf/cm2 이하, 700 kgf/cm2 이하, 또는 650 kgf/cm2 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 투명 수지는 ASTM D790에 따라 측정한 1/8" 두께의 시편에 대한 굴곡탄성율이 10,000 kgf/cm2 이상, 12,000 kgf/cm2 이상, 15,000 kgf/cm2 이상, 16,000 kgf/cm2 이상, 또는 17,000 kgf/cm2 이상인 것일 수 있고, 50,000 kgf/cm2 이하, 40,000 kgf/cm2 이하, 30,000 kgf/cm2 이하, 25,000 kgf/cm2 이하 또는 20,000 kgf/cm2 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 투명 수지는 ASTM D256에 따라 측정한 1/4" 두께의 시편에 대한 23 ℃에서의 노치드 아이조드 충격강도가 1 kgfcm/cm 이상, 2 kgfcm/cm 이상, 3 kgfcm/cm 이상, 4 kgfcm/cm 이상, 또는 5 kgfcm/cm 이상인 것일 수 있고, 또한, 20 kgfcm/cm 이하, 15 kgfcm/cm 이하, 10 kgfcm/cm 이하, 9 kgfcm/cm 이하, 8 kgfcm/cm 이하, 또는 7 kgfcm/cm 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 투명 수지는 ASTM D648(18.6 kgf/cm2)에 따라 측정한 6.4 mm 두께의 시편에 대한 열변형온도가 50 ℃ 이상, 60 ℃ 이상, 70 ℃ 이상, 또는 75 ℃ 이상인 것일 수 있고, 또한, 100 ℃ 이하, 90 ℃ 이하, 또는 85 ℃ 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 투명 수지는 ASTM D1238에 따라 220 ℃에서 10 kgf의 하중으로 측정한 용융지수가 1 g/10 min 이상, 또는 2 g/10 min 이상인 것일 수 있고, 또한 10 g/10 min 이하, 8 g/10 min 이하, 6 g/10 min 이하 또는 4 g/10 min 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 투명 수지는 아크릴계 중합체, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위를 포함하는 그라프트 공중합체일 수 있다. 구체적인 예로, 상기 제2 투명 수지는 아크릴계 중합체에 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위가 그라프트 중합되어 형성된 그라프트 공중합체일 수 있다. 이와 관련하여, 종래에는 제2 투명 수지에 해당하는 아크릴계 중합체, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위를 포함하는 그라프트 공중합체, 즉 ASA 수지는 투명성이 구현되지 않았다. 그러나, 본 발명에서는 제2 투명 수지로서 투명성이 구현된 신규한 아크릴계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체를 이용함으로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이고, 종래의 불투명 ASA 수지로는 본 발명과 같이 투명 시트의 투명성을 확보할 수 없기 때문에, 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 아크릴계 중합체는 아크릴계 단량체 단위를 포함하는 것일 수 있고, 상기 아크릴계 단량체 단위를 형성하기 위한 아크릴계 단량체는 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체일 수 있고, 구체적인 예로, 탄소수 1 내지 12의 알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체일 수 있으며, 보다 구체적인 예로, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트 및 n-부틸 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 투명 수지의 방향족 비닐계 단량체 단위를 형성하기 위한 방향족 비닐계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 4-프로필스티렌, 1-비닐나프탈렌, 4-시클로헥실스티렌, 4-(p-메틸페닐)스티렌 및 1-비닐-5-헥실나프탈렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 구체적인 예로 스티렌일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 투명 수지의 비닐시안계 단량체 단위를 형성하기 위한 비닐시안계 단량체는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 페닐아크릴로니트릴 및 α-클로로아크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 구체적인 예로 아크릴로니트릴일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 투명 수지의 아크릴계 중합체, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위의 각 함량은 그라프트 공중합체로부터 제조된 제2 투명 수지의 투명성을 확보하기 위해 적절히 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 투명 수지는 ASTM D638에 따라 측정한 1/8" 두께의 시편에 대한 인장강도가 100 kgf/cm2 이상, 150 kgf/cm2 이상, 또는 250 kgf/cm2 이상인 것일 수 있고, 800 kgf/cm2 이하, 500 kgf/cm2 이하, 또는 350 kgf/cm2 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 투명 수지는 ASTM D638에 따라 측정한 1/8" 두께의 시편에 대한 신율이 50 % 이상, 55 % 이상, 60 % 이상, 65 % 이상, 70 % 이상 또는 75 % 이상인 것일 수 있고, 100 % 이하, 95 % 이하, 90 % 이하 또는 85 % 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 투명 수지는 ASTM D790에 따라 측정한 1/8" 두께의 시편에 대한 굴곡강도가 100 kgf/cm2 이상, 300 kgf/cm2 이상 또는 400 kgf/cm2 이상인 것일 수 있고, 800 kgf/cm2 이하, 600 kgf/cm2 이하, 또는 500 kgf/cm2 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 투명 수지는 ASTM D790에 따라 측정한 1/8" 두께의 시편에 대한 굴곡탄성율이 5,000 kgf/cm2 이상, 8,000 kgf/cm2 이상, 10,000 kgf/cm2 이상 또는 11,000 kgf/cm2 이상인 것일 수 있고, 또한, 30,000 kgf/cm2 이하, 20,000 kgf/cm2 이하, 또는 15,000 kgf/cm2 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 투명 수지는 ASTM D256에 따라 측정한 1/4" 두께의 시편에 대한 23 ℃에서의 노치드 아이조드 충격강도가 1 kgfcm/cm 이상, 2 kgfcm/cm 이상, 3 kgfcm/cm 이상, 4 kgfcm/cm 이상, 5 kgfcm/cm 이상, 또는 6 kgfcm/cm 이상인 것일 수 있고, 또한 20 kgfcm/cm 이하, 15 kgfcm/cm 이하, 10 kgfcm/cm 이하, 9 kgfcm/cm 이하 또는 8 kgfcm/cm 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 투명 수지는 ASTM D648(18.6 kgf/cm2)에 따라 측정한 6.4 mm 두께의 시편에 대한 열변형온도가 50 ℃ 이상, 60 ℃ 이상, 또는 65 ℃ 이상인 것일 수 있고, 또한 100 ℃ 이하, 90 ℃ 이하, 또는 80 ℃ 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 투명 수지는 ASTM D1238에 따라 220 ℃에서 10 kgf의 하중으로 측정한 용융지수가 1 g/10 min 이상, 2 g/10 min 이상, 또는 3 g/10 min 이상인 것일 수 있고, 또한, 10 g/10 min 이하, 8 g/10 min 이하, 6 g/10 min 이하 또는 5 g/10 min 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 투명 수지는 ASTM D785에 따라 측정한 3.2 mm 두께의 시편에 대한 로크웰 경도가 50 이상, 55 이상, 60 이상, 65 이상, 70 이상 또는 75 이상인 것일 수 있고, 100 이하, 95 이하, 90 이하 또는 85 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 투명 수지는 3.2 mm 두께의 시편에 대한 헤이즈가 10 % 이하, 9 % 이하, 8 % 이하, 7 % 이하, 6 % 이하, 5 % 이하 또는 4 % 이하인 것일 수 있고, 0.1 % 이상, 0.5 % 이상, 또는 1 % 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 투명 수지는 0.3 mm 두께의 시트에 대한 헤이즈가 8 % 이하, 7 % 이하, 6 % 이하, 5 % 이하, 4 % 이하, 3 % 이하 또는 2.5 % 이하인 것일 수 있고, 0.1 % 이상, 0.5 % 이상, 또는 1 % 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 투명 수지는 0.05 mm 두께의 시트에 대한 헤이즈가 5 % 이하, 4 % 이하, 3 % 이하, 2.5 % 이하, 또는 2 % 이하인 것일 수 있고, 0.1 % 이상, 0.5 % 이상, 또는 1 % 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 투명 수지는 3.2 mm 두께의 시편에 대한 투과율(Tt)이 70 % 이상, 75 % 이상, 또는 80 % 이상인 것일 수 있고, 100 % 이하, 95 % 이하, 90 % 이하, 또는 85 % 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 투명 수지는 0.3 mm 두께의 시트에 대한 투과율(Tt)이 80 % 이상, 85 % 이상, 또는 90 % 이상인 것일 수 있고, 100 % 이하, 95 % 이하, 93 % 이하, 또는 92 % 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 투명 수지는 0.05 mm 두께의 시트에 대한 투과율(Tt)이 80 % 이상, 85 % 이상, 또는 90 % 이상인 것일 수 있고, 100 % 이하, 95 % 이하, 93 % 이하, 또는 92 % 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 투명 수지와 제2 투명 수지는 굴절율이 동일한 것일 수 있다. 이에 따라 T-다이 제1 투명 수지 필름에 제2 투명 수지 필름을 합지하더라도 투명시트의 투명성이 유지됨과 동시에, 헤이즈 증가를 최소화할 수 있다. 여기서, 굴절율이 동일하다는 것은 제1 투명 수지와 제2 투명 수지의 굴절율 차이가 ±0.1 이하, ±0.01 이하, ±0.001 이하, ±0.0001 이하, ±0.00001 이하, 또는 차이가 없는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 투명 수지와 제2 투명 수지로서 각각 상기 물성을 만족하는 수지를 이용하는 경우, 본 발명에 따라 투명시트를 제조하였을 때, 투명시트의 투명도 저하 없이 내후성 및 내화학성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명은 투명시트를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명시트는 앞서 기재한 투명시트 제조방법에 따라 제조된 것일 수 있다. 구체적인 예로, 상기 투명시트는 T-다이 제1 투명 수지 필름층; 및 T-다이 제1 투명 수지 필름층의 적어도 일면에 적층된 제2 투명 수지 필름층을 포함하고, 상기 제1 투명 수지는 공액디엔계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체이고, 상기 제2 투명 수지는 아크릴계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체이며, 상기 T-다이 제1 투명 수지 필름층 및 제2 투명 수지 필름층은 각각 투명시트의 TD 방향으로 두께가 균일한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 투명 수지 및 제2 투명 수지는 투명시트 제조방법에서 기재한 것과 동일한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 T-다이 제1 투명 수지 필름층 및 제2 투명 수지 필름층은 각각 투명시트의 TD 방향으로 두께가 균일함으로써, 투명시트의 헤이즈에 영향이 없고, 온도에 따른 휨 변형 발생이 적으며, 제2 투명 수지 필름층을 얇게 형성하는 것이 가능하여, 투명도 및 T-다이 제1 투명 수지 필름층의 색상 발현성이 우수하고, 투명시트 자체의 충격특성을 충분히 확보할 수 있다. 여기서, 두께가 균일하다는 것은 투명시트의 TD 방향으로 T-다이 제1 투명 수지 필름층 및 제2 투명 수지 필름층 각각에 있어서 제일 두꺼운 부분과 제일 얇은 부분의 두께 차이가 ±0.05 mm 이하, ±0.01 mm 이하, ±0.005 mm 이하, ±0.001 mm 이하, 또는 차이가 없는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명시트 전체 두께에 대하여, T-다이 제1 투명 수지 필름층의 두께가 85 두께% 이상, 90 두께% 이상, 또는 95 두께% 이상이고, 또한 99 두께%이하인 것일 수 있고, 제2 투명 수지 필름층의 두께가 1 두께% 이상, 또한, 15 두께% 이하, 10 두께% 이하, 또는 5 두께% 이하인 것일 수 있으며, 이 범위 내에서 T-다이 제1 투명 수지 필름층으로부터 투명시트의 내충격성, 내열성 및 내스크래치성을 확보하는 것은 물론, 제2 투명 수지 필름층으로부터 T-다이 제1 투명 수지 필름층의 물성을 저하시키지 않으면서도, 내후성 및 내화학성을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 T-다이 제1 투명 수지 필름층의 두께는 1 mm 이상, 2 mm 이상, 3 mm 이상, 또는 4 mm 이상인 것일 수 있고, 또한, 10 mm 이하, 8 mm 이하, 7 mm 이하, 또는 6 mm 이하인 것일 수 있으며, 제2 투명 수지 필름층의 두께는 0.01 mm 이상, 0.05 mm 이상, 또는 0.10 mm 이상인 것일 수 있고, 또한, 0.50 mm 이하, 0.30 mm 이하, 또는 0.15 mm 이하인 것일 수 있으며, 이 범위 내에서 T-다이 제1 투명 수지 필름층으로부터 투명시트의 내충격성, 내열성 및 내스크래치성을 확보하는 것은 물론, 제2 투명 수지 필름층으로부터 T-다이 제1 투명 수지 필름층의 물성을 저하시키지 않으면서도, 내후성 및 내화학성을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명시트는 ASTM D1003에 따라 측정한 3.2 mm 두께의 시편의 전광선 투과율이 80 % 이상, 81 % 이상, 또는 81.5 % 이상일 수 있고, 또한 90 % 이하, 88 % 이하, 85 % 이하, 또는 82 % 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명시트는 ASTM D1003에 따라 측정한 3.2 mm 두께의 시편의 확산 투과율이 1 % 이상, 2 % 이상, 3 % 이상 또는 4 % 이상일 수 있고, 또한 10 % 이하, 8 % 이하, 6 % 이하, 또는 5 % 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명시트는 ASTM D1003에 따라 측정한 3.2 mm 두께의 시편의 헤이즈가 1 % 이상, 2 % 이상, 3 % 이상 또는 5 % 이상일 수 있고, 또한 10 % 이하, 8 % 이하, 7 % 이하, 또는 6 % 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명시트는 ASTM D2457에 따라 측정한 3.2 mm 두께의 시편의 60 °에서의 광택도가 100 이상, 110 이상, 또는 120 이상인 것일 수 있고, 또한, 150 이하, 140 이하, 130 이하, 또는 125 이하인 것일 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
실시예
실시예 1
제1 투명 수지로 엘지화학社의 제품명 TR562-23316(투명 ABS 수지)를 이용하였고, 제2 투명 수지로 엘지화학社의 제품명 LI901-INP(투명 ASA 수지)를 이용하였다.
T-다이(11)가 구비된 압출기(10)의 호퍼에 제1 투명 수지 펠렛을 투입하고, 압출기 온도 210 ℃에서 압출하여 T-다이(11)로부터 두께 3 mm의 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)을 토출하였다. T-다이(11)로부터 토출되는 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)을 압착롤(21, 22)로 바로 이송하면서, 별도의 권취롤(41)에 권취된 두께 0.1 mm의 제2 투명 수지 필름(TR21)을 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)의 일면에 접합시킴과 동시에, 압착롤(21, 22) 사이에 동시에 인입시켰다. 압착롤(21, 22)을 통과하면서 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)과 제2 투명 수지 필름(TR21)이 서로 합지되었고, 투명시트(TS)를 압착롤(21, 23) 사이에 통과시킨 후, 별도의 권취롤을 이용하여 권취하여 투명시트(TS)를 제조하였다. 이 때, 상기 압착롤(21, 22)의 온도는 60 ℃ 이었다.
실시예 2
제1 투명 수지로 엘지화학社의 제품명 TR562-NP(투명 ABS 수지)를 이용하였고, 제2 투명 수지로 엘지화학社의 제품명 LI901-INP(투명 ASA 수지)를 이용하였다.
T-다이(11)가 구비된 압출기(10)의 호퍼에 제1 투명 수지 펠렛을 투입하고, 압출기 온도 210 ℃에서 압출하여 T-다이(11)로부터 두께 3 mm의 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)을 토출하였다. T-다이(11)로부터 토출되는 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)을 압착롤(21, 22)로 바로 이송하면서, 별도의 권취롤(41, 42)에 권취된 두께 0.1 mm의 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)을 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)의 양면에 접합시킴과 동시에, 압착롤(21, 22) 사이에 동시에 인입시켰다. 압착롤(21, 22)을 통과하면서 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)과 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)이 서로 합지되었고, 투명시트(TS)를 압착롤(21, 23) 사이에 통과시킨 후, 별도의 권취롤을 이용하여 권취하여 투명시트(TS)를 제조하였다. 이 때, 상기 압착롤(21, 22)의 온도는 60 ℃ 이었다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)에 제2 투명 수지 필름(TR21)을 합지시키지 않고, T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)을 그대로 투명시트로 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 2에서 T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)에 제2 투명 수지 필름(TR21, TR22)을 합지시키지 않고, T-다이 제1 투명 수지 필름(TR1)을 그대로 투명시트로 제조하였다.
참고예 1
상업적으로 입수 가능한 폴리카보네이트 수지를 투명시트로 제조하였다.
참고예 2
상업적으로 입수 가능한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 투명시트로 제조하였다
실험예 1: 투명시트의 광학특성 평가
상기 실시예 1, 2, 비교예 1 및 2에서 제조된 투명시트를 이용하여 아래와 같은 방법으로 색좌표, 전광선 투과율, 확산 투과율, 헤이즈 및 광택도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 투명시트를 촬영하여 도 4에 나타내었고, 실시예 2 및 비교예 2에서 제조된 투명시트를 촬영하여 도 5에 나타내었다.
* 색좌표: 색차계를 이용하여 CIE LAB 색공간의 색좌표를 측정하였다.
* 전광선 투과율(Tt, %), 확산 투과율(Td, %) 및 헤이즈(Haze, %): ASTM D1003에 의거하여 HM-150N(MURAKAMI COLOR LAB社)을 이용하여, 면적 40 mm X 80 mm, 두께 3.2 mm의 투명시트 시편에 대한 전광선 투과율, 확산 투과율 및 헤이즈를 측정하였다.
* 광택도: ASTM D2457에 의거하여 Rhopoint IQ(Rhopoint Instruments社)를 이용하여, 면적 40 mm X 80 mm, 두께 3.2 mm의 투명시트 시편에 대한 60 °에서의 광택도를 측정하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
색좌표 L 92.11 95.11 92.48 95.89
a -5.91 -0.67 -6.29 -0.54
b 23.3 2.42 24.02 1.19
Tt (%) 81.84 89.88 82.65 89.55
Td (%) 4.54 1.32 5.25 1.83
헤이즈 (%) 5.55 1.50 6.35 2.04
60 ° 광택도 121.4 134.6 115.2 114.2
표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 투명시트는 비교예 1의 투명시트 대비 제2 투명 수지 필름이 일면에 합지되었음에도 불구하고, 색좌표 및 투명도의 변화가 거의 없어 투명성을 유지하면서도, 광택도는 오히려 증가한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 2의 투명시트는 비교예 2의 투명시트 대비 제2 투명 수지 필름이 양면에 합지되었음에도 불구하고, 색좌표 및 투명도의 변화가 거의 없어 투명성을 유지하면서도, 광택도는 오히려 증가한 것을 확인할 수 있었다.
실험예 2: 투명시트의 내화학성 평가
상기 실시예 1, 2, 비교예 1, 2, 참고예 1 및 2에서 제조된 투명시트를 이용하여 아래와 같은 방법으로 내화학성을 측정하여 하기 표 2 및 도 6 내지 8에 나타내었다.
* 내화학성: ASTM D5419에 의거하여, 3.2 mm 두께의 도그본 모양의 투명시트 시편을 지그에 고정 후, 이소프로필알코올, 암모니아수 및 아세트산을 각각 도포하고 1 주일 경과 후 크랙 발생여부 및 크랙 발생에 도과된 시간을 관찰하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 참고예 1 참고예 2
용매 종류 이소프로필알코올 크랙 발생X 크랙 발생X 크랙 발생
(10분)		 크랙 발생
(10분)		 크랙 발생X 크랙 발생
(15초)
암모니아수 크랙 발생X 크랙 발생X 크랙 발생X 크랙 발생X 크랙 발생X 크랙 발생X
아세트산 크랙 발생X 크랙 발생X 크랙 발생(10초) 크랙 발생
(10초)		 미세한 크랙 발생 크랙 발생X
실리콘 - 크랙 발생X - 크랙 발생X 크랙 발생X 크랙 발생X
표 2 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 투명시트는 알코올, 염기 및 산 모두에 대해 크랙이 발생하지 않아, 알코올 및 산에서 크랙이 발생한 비교예 1의 투명시트 대비 내화학성이 현저히 개선된 것을 확인할 수 있었다.
또한, 표 2, 도 7 및 8에 나타낸 바와 같이, 실시예 2의 투명시트는 알코올, 염기, 산 및 실리콘 모두에 대해 크랙이 발생하지 않아, 알코올 및 산에서 크랙이 발생한 비교예 2, 산에서 미세한 크랙이 발생한 참고예 1 및 알코올에서 크랙이 발생한 참고예 2의 투명시트 대비 내화학성이 현저히 개선된 것을 확인할 수 있었다.
실험예 3: 투명시트의 내후성 평가
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 투명시트를 SAE J2527에 의거하여 MV3000 Metal Halide(SUGA社)를 이용하여 누적 광량 299.52 MJ(Xenon-Arc 약 95일 수준)으로 노출하고 변색 여부를 관찰하였다. 그 결과, 도 9에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 투명 시트는 변색이 발생하지 않은 반면, 비교예 1의 투명 시트는 변색이 발생한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 상기 실시예 2, 비교예 2 및 참고예 1에서 제조된 투명시트를 ASTM G155-1에 의거하여 MV3000 Metal Halide(SUGA社)를 이용하여 누적 광량 252 MJ(Xenon-Arc 약 84일 수준)으로 노출하고 변색 여부를 관찰하였다. 그 결과, 도 10에 나타낸 바와 같이, 실시예 2의 투명 시트는 변색이 발생하지 않은 반면, 비교예 2 및 참고예 1의 투명 시트는 변색이 발생한 것을 확인할 수 있었다.
실험예 4: 투명시트의 내냉열 평가 1
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 투명시트를 이용하여, 3.2 mm 두께의 도그본 모양의 투명시트 시편을 지그에 고정 후, 내냉열 사이클 챔버에 넣고, -20 ℃에서 2 시간 및 80 ℃, 상대 습도 85 %에서 2 시간을 1사이클로하여 3사이클을 반복한 후, 박리 여부, 투명도 및 헤이즈 변화를 관찰하였다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 상기와 같은 내냉열 사이클 조건에 노출되더라도 T-다이 제1 투명 수지 필름층 및 제2 투명 수지 필름층 사이에 박리가 일어나지 않고, 투명도 및 헤이즈의 저하가 없는 것을 확인하였다.
실험예 5: 투명시트의 내냉열 평가 2
상기 실시예 1, 2, 비교예 1 및 2에서 제조된 투명시트를 이용하여, 3.2 mm 두께의 도그본 모양의 투명시트 시편을 지그에 고정 후, 내냉열 사이클 챔버에 넣고, 표면 온도 80 ℃에서 3 시간, 분위기 온도 -40 ℃에서 3 시간, 분위기 온도 50 ℃ 및 상대 습도 90 %에서 7 시간을 1사이클로하여 3사이클을 반복한 후, 박리 여부, 투명도 및 헤이즈 변화를 관찰하여 하기 표 3, 도 12 및 13에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
Tt (%) 81.43 85.60 81.73 87.57
Td (%) 6.08 5.15 6.40 5.08
헤이즈 (%) 7.47 6.02 7.83 5.80
도 12 및 13에 나타낸 바와 같이, 상기와 같은 내냉열 사이클 조건에 노출되더라도 실시예 1 및 2의 투명시트에서 T-다이 제1 투명 수지 필름층 및 제2 투명 수지 필름층 사이에 박리가 일어나지 않은 것을 확인할 수 있었다.
또한, 표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 투명시트는 비교예 1의 투명시트 보다 투명도 및 헤이즈의 저하가 최소화된 것을 확인할 수 있었고, 실시예 2의 투명시트는 비교예 2의 투명시트와 동등 수준의 투명도 및 헤이즈를 유지하는 것을 확인할 수 있었다.
이와 같은 결과로부터, 본 발명에 따른 투명시트 제조방법을 이용하여 투명시트를 제조하는 경우, 공압출 시 발생하는 제조 공정 상 복잡성을 해결하는 것은 물론, 원료 수지의 손실을 최소화할 수 있고, 나아가 투명시트의 투명도 저하 없이 내후성 및 내화학성을 확보할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (15)

  1. 제1 투명 수지를 T-다이 압출하는 단계(S10);
    T-다이로부터 압출되는 T-다이 제1 투명 수지 필름을 압착롤로 이송하는 단계(S20);
    상기 T-다이 제1 투명 수지 필름이 T-다이로부터 토출되어 압착롤로 인입될 때, T-다이 제1 투명 수지 필름의 적어도 일면에 제2 투명 수지 필름을 접합시키면서 압착롤로 함께 인입시키는 단계(S30); 및
    압착롤을 이용하여 T-다이 제1 투명 수지 필름과 제2 투명 수지 필름을 합지시키는 단계(S40)를 포함하고,
    상기 제1 투명 수지는 공액디엔계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체이고,
    상기 제2 투명 수지는 아크릴계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체인 투명시트 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (S10) 단계의 압출 시, 압출기 온도는 190 ℃ 이상 210 ℃ 이하인 투명시트 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (S30) 단계에서, 상기 T-다이 제1 투명 수지 필름과 제2 투명 수지 필름은 압착롤로 인입되면서 접합되는 것인 투명시트 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (S30) 단계에서, 제2 투명 수지 필름은 제2 투명 수지 필름이 권취된 권취롤로부터 풀려짐과 동시에 압착롤로 이송되는 것인 투명시트 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (S30) 단계는, 상기 T-다이 제1 투명 수지 필름이 T-다이로부터 토출되어 압착롤로 인입될 때, T-다이 제1 투명 수지 필름의 양면에 제2 투명 수지 필름을 동시에 접합시키면서 압착롤로 함께 인입시키는 것인 투명시트 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (S40) 단계의 합지 시, 압착롤의 온도는 40 ℃ 이상 70 ℃ 이하인 투명시트 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 투명 수지는 공액디엔계 중합체, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위를 포함하는 그라프트 공중합체인 투명시트 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 투명 수지는 아크릴계 중합체, 방향족 비닐계 단량체 단위 및 비닐시안계 단량체 단위를 포함하는 그라프트 공중합체인 투명시트 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 투명 수지는 3.2 mm 두께의 시편에 대한 헤이즈가 10 % 이하인 것인 투명시트 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 투명 수지는 3.2 mm 두께의 시편에 대한 투과율(Tt)이 70 % 이상인 것인 투명시트 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 투명 수지는 0.3 mm 두께의 시트 또는 0.05 mm 두께의 시트에 대한 헤이즈가 8 % 이하인 것인 투명시트 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 투명 수지는 0.3 mm 두께의 시트 또는 0.05 mm 두께의 시트에 대한 투과율(Tt)이 80 % 이상인 것인 투명시트 제조방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 투명 수지와 제2 투명 수지는 굴절율이 동일한 것인 투명시트 제조방법.
  14. T-다이 제1 투명 수지 필름층; 및 T-다이 제1 투명 수지 필름층의 적어도 일면에 적층된 제2 투명 수지 필름층을 포함하고,
    상기 제1 투명 수지는 공액디엔계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체이고,
    상기 제2 투명 수지는 아크릴계 중합체를 포함하는 그라프트 공중합체이며,
    상기 T-다이 제1 투명 수지 필름층 및 제2 투명 수지 필름층은 각각 투명시트의 TD 방향으로 두께가 균일한 것인 투명시트.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 투명시트 전체 두께에 대하여, T-다이 제1 투명 수지 필름층의 두께가 85 두께% 이상 99 두께% 이하이고, 제2 투명 수지 필름층의 두께가 1 두께% 이상 15 두께% 이하인 투명시트.
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