KR100891847B1

KR100891847B1 - 열가소성 엘라스토머를 이용한 치장판 적층용 수지필름 및이의 제조방법

Info

Publication number: KR100891847B1
Application number: KR1020060063732A
Authority: KR
Inventors: 김진우; 조영호; 이민호
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2009-04-07
Also published as: US20080009591A1; KR20080004870A; JP2008013769A

Abstract

본 발명은 치장판의 기재로 사용되는 수지필름에 있어서, 열가소성 엘라스토머(elastomer) 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 치장판 적층용 수지필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

열가소성 엘라스토머, 치장판, 수지필름

Description

열가소성 엘라스토머를 이용한 치장판 적층용 수지필름 및 이의 제조방법{Resin film for decorative sheet using thermoplastic elastomer and process for preparing the same}

도 1은 치장판의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 표면필름층

20: 인쇄층

30: 기재필름층

40: 접착제층

50: 기판층

본 발명은 치장판의 기재로서 적층되는 수지필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우수한 가공성 및 밀착성을 가지며 저온에서의 우수한 충격강도와 유연성, 넓은 온도 범위에서의 우수한 기계적 물성을 가지는 치장판 적층용 수지필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

종래 건축자재, 가구류, 조립식 욕실(unit bath), 전기/전자기기, 사무기기 등의 표면 장식시트로 사용되는 치장판은 예를 들어 도 1과 같이, 금속판, 합판, MDF 등과 같은 기판층(50), 접착제층(40), 기재필름층(30), 인쇄층(20) 및 2축 연장필름 등과 같은 표면필름층(10)으로 구성되어 있다.

상기 기재필름층(30)에 사용되는 수지필름으로는 성형가공성이 우수한 연질의 가소화 폴리염화비닐수지를 비롯하여 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene)을 주성분으로 하는 폴리올레핀(polyolefin) 수지 그리고 폴리에스터(polyester) 수지 등이 사용되고 있다.

그러나, 폴리염화비닐을 수지필름으로 적층한 치장판의 경우, 내오염성, 내용제성 등의 표면물성이 떨어지고, 소각 및 폐기시 염화수소 가스 발생, 다량의 가소제에 의한 환경 호르몬 등의 유해성을 야기시키는 문제를 안고 있으며, 이에 따라 염화비닐 수지를 대체한 친환경 소재의 제품에 대한 요구가 증가되고 있다.

또한, 폴리올레핀 수지는 단독 수지로 사용될 경우 염화비닐 수지에 비해 경질이고 성형시에 백화현상이 발생하며, 이 백화 현상을 억제하기 위해 고무(rubber) 성분을 첨가하면 내열성이 나빠지게 된다. 올레핀 수지는 수분에 노출되었을 때 접착 및 물성이 나빠지는 단점이 있다.

폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등을 총칭하는 폴리에스터계 수지는 상기 문제점을 해결할 수 있고, 가공성 및 엠보 효과, 내용제성 등이 매우 우수하며, 환경 친화적인 제품의 장점을 가지고 있다. 하지만 폴리에스터계는 낮은 접착력, 저온에서의 낮은 충격강도와 유연성, 넓은 온도범위에서의 물 성변화 폭이 큰 단점이 있어 이 문제의 해결책이 필요한 상황이다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 종래에 사용되던 염화비닐 수지를 대체하고 대안으로 사용되고 있는 폴리에스터계 수지의 단점을 해결할 수 있고, 우수한 가공성 및 밀착성 가지며, 저온에서의 우수한 충격강도와 유연성, 넓은 온도 범위에서의 우수한 기계적 물성을 가지는 치장판 적층용 수지필름 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 치장판의 기재로 사용되는 수지필름에 있어서, 열가소성 엘라스토머(elastomer) 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 치장판 적층용 수지필름을 제공한다.

본 발명에서 사용되는 열가소성 엘라스토머 수지로는 특히 열가소성 폴리에테르-에스터계 엘라스토머(thermoplastic polyether-ester elastomer, TPE-E) 수지가 바람직하다.

열가소성 폴리에테르-에스터계 엘라스토머 수지의 경우 유연성과 탄성회복력은 타 엘라스토머와 유사한 기능을 가지며, 기계적 강도 및 내열성, 내후성 면에서는 타 엘라스토머보다 우수하다. 또한, 가황 공정을 거치지 않고 일반 열가소성 수지와 같이 성형가공이 용이한 수지로서, 통상의 폴리에스터 합성방법에 의해 소프트프 세그먼트의 공중합량을 적절히 조절하여 적합한 유연성과 기계적 성질을 구현할 수 있다.

표 1은 본 발명에서 바람직하게 사용되는 TPE-E와 다른 엘라스토머의 물성을 비교한 것이다.

물성		TPE-E	스티렌계		올레핀계	우레탄계 (TPU)
물성		TPE-E	SBS	SEBS	올레핀계	우레탄계 (TPU)
비중		1.10~1.30	0.91~1.13	0.90~1.15	0.88~1.00	1.10~1.30
유연성		△	◎	◎	△~○	ⅹ~△
기계적 강도		◎	△	△~○	△	◎
저온 성능		◎	◎	◎	◎	△~○
고온 성능		◎	ⅹ	△~○	○	△
전기적 물성		○	○~◎	○~◎	○~◎	△
내후성		○	ⅹ	○~◎	◎	△~○
내유성		○	ⅹ	ⅹ~△	ⅹ~△	○
가공성	사출	○	◎	◎	○	△
가공성	압출	△~○	△~○	△~○	△~○	△
◎: 우수, ○: 양호, △: 보통, ⅹ: 불량 SBS: Styrene Butadiene Styrene Block Copolymer SEBS: Styrene Ethylene Butylene Styrene Block Copolymer

본 발명에서 사용되는 열가소성 폴리에테르-에스터계 엘라스토머 수지는 소프트 세그먼트(soft segment)와 하드 세그먼트(hard segment)로 구성된다.

상기 소프트 세그먼트는 디메틸테레프탈레이트(Dimethyltere phthalate)와 긴 사슬의 폴리옥시알킬렌글리콜(Poly(oxyalkylene glycol))로 구성되며, 하드 세그먼트는 디메틸테레프탈레이트와 1,4-부탄디올(1,4-butandiol)로 구성된다.

본 발명의 수지필름은 열가소성 폴리에테르-에스터계 엘라스토머 수지 이외에 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 이들의 산성분 및 다가 알코올 성분의 일부를 다른 성분으로 치환한 공중합 폴리에스터 수지 중에서 선택되는 1종 이상의 결정성 또는 비결정성 폴리에스터 수지를 더욱 포함할 수 있다. 상기 열가소성 폴리에테르-에스터계 엘라스토머 수지에 결정성 및 비결정성 폴리에스터 수지를 첨가하면, 필름 가공시 열안정성, 수축률 저하, 표면 광택 향상, 기계적 물성 증가 등의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 치장판의 기재로 사용되는 수지필름을 제조함에 있어서, 열가소성 엘라스토머 수지를 사용하여 압출, 진공성형 또는 카렌더링 공법에 의해 필름 형태로 제조하는 것을 특징으로 하는 치장판 적층용 수지필름의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 치장판 적층용 수지필름, 특히 가공성, 밀착성, 저온에서의 충격강도와 유연성, 넓은 온도 범위에서의 기계적 물성, 신율, 표면층과의 접착력, 내열성, 내한성, 내환경성, 재활용성, 2차 가공성 등이 우수한 치장판 적층용 수지필름에 관한 것이다.

본 발명에서는 상기 특성을 나타내기 위해 열가소성 폴리에테르-에스터계 엘라스토머 수지를 사용하였으며, 열가소성 폴리에테르-에스터계 엘라스토머 수지는 소프트 세그먼트와 하드 세그먼트로 구성된다. 소프트 세그먼트는 비결정성 및 결정성을 좌우하는 연질의 성질을 가지고, 하드 세그먼트는 분자사슬의 강도, 치수안정성을 좌우하는 경질의 성질을 가지며, 이 두 부분의 조합을 통해 엘라스토머의 성향을 가진다.

또한, 열가소성 폴리에테르-에스터계 엘라스토머 수지에 폴리에스터 수지를 혼합하여 사용할 수 있다. 이때 사용가능한 폴리에스터 수지로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 이들의 산성분 혹은 다가 알코올 성분의 일부를 다른 성분으로 치환한 공중합 폴리에스터 수지 중에서 선택되는 1종 이상의 결정성 및 비결정성 폴리에스터 수지이다.

여기서, 공중합 폴리에스터 수지에 사용되는 테레프탈산 이외의 치환가능한 다가산으로는 이소프탈산, 오르토프탈산, 1,4-시클로헥산 디카르복실산 등의 방향족 디카르복실산 또는 아디핀산, 세바신산, 도데칸지온산 등의 지방족 디카르복실산을 이용할 수 있다. 또한, 공중합 폴리에스터 수지에 사용되는 에틸렌 글리콜 이외의 치환가능한 다가 알코올로는 일반식 HO-(CH₂)n-OH로 표시되는 것을 이용할 수 있다.

[실시예]

기재 필름층을 제조하기 위해, 표 2에 나타낸 처방으로 트윈스크류 압출기를 이용하여 펠렛 형태로 제조하였다. 각기 다른 조성으로 블렌딩된 펠렛 형태의 혼합물을 압출기를 통해 가공하여 두께 100 ㎛의 기재필름을 제조하였다.

[비교예]

상기 실시예와 동일한 제조방법으로 종래에 사용되고 있는 기재필름을 제조하였다.

구분	실시예			비교예
구분	1	2	3	4	5
TPE-E	100	60	60	0	0
PET계 수지		40		100
PBT계 수지			40		100
R-101 (안료)	4	4	4	4	4

[시험예]

상기 실시예 및 비교예에 따른 조성으로 시편을 제작한 후, 인장강도(MD: machine direction, TD: transverse direction), 신율, 내열성, Izod 충격강도, 밀착성에 대한 특성을 측정하였으며, 그 결과를 표 3에 나타내었다. 표 3에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따라 TPE-E를 사용한 기재필름의 물성이 PET계, PBT계 기재필름보다 우수하였다.

구분	실시예			비교예
구분	1	2	3	4	5
인장강도 (㎏f/㎠)	MD:400 TD:350	MD:600 TD:500	MD:550 TD:520	MD:800 TD:850	MD;590 TD:430
신율(%)	MD:700 TD:650	MD:350 TD:350	MD:550 TD:500	MD:120 TD:80	MD;370 TD:260
내열성(△E)	1.7	1.5	1.5	1.0	1.2
Izod 충격강도 (-20℃)	10	4	7	2	5
밀착성(%)	100	98	100	95	99

본 발명은 금속판 등 기판 위에 사용되고 있는 염화비닐 수지를 대체하고, 대안으로 사용되고 있는 폴리에스터계 수지의 단점을 해결할 수 있는 열가소성 엘라스토머를 수지필름에 사용함으로써, 종래 치장필름의 고유 특성을 유지하면서 저온에서의 우수한 충격강도와 유연성, 신율의 증가, 넓은 온도 범위에서의 높은 기계적 물성, 표면층과의 접착력 향상, 가공성의 용이, 우수한 재활용성 등의 효과를 가진다.

Claims

치장판의 기재로 사용되는 수지필름에 있어서, 열가소성 엘라스토머(elastomer) 수지와; 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 이들의 산성분 및 다가 알코올 성분의 일부를 다른 성분으로 치환한 공중합 폴리에스터 수지 중에서 선택되는 1종 이상의 결정성 또는 비결정성 폴리에스터 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 치장판 적층용 수지필름.
제1항에 있어서, 상기 열가소성 엘라스토머 수지가 열가소성 폴리에테르-에스터계 엘라스토머(thermoplastic polyether-ester elastomer, TPE-E) 수지인 것을 특징으로 하는 치장판 적층용 수지필름.
제2항에 있어서, 상기 열가소성 폴리에테르-에스터계 엘라스토머 수지가 소프트 세그먼트(soft segment)와 하드 세그먼트(hard segment)로 구성되는 것을 특징으로 하는 치장판 적층용 수지필름.
제3항에 있어서, 상기 소프트 세그먼트가 디메틸테레프탈레이트(Dimethylterephthalate)와 폴리옥시알킬렌글리콜(Poly (oxyalkylene glycol))로 구성되며, 하드 세그먼트가 디메틸테레프탈레이트와 1,4-부탄디올(1,4-butandiol)로 구성되는 것을 특징으로 하는 치장판 적층용 수지필름.
삭제
치장판의 기재로 사용되는 수지필름을 제조함에 있어서, 열가소성 엘라스토머 수지와; 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 이들의 산성분 및 다가 알코올 성분의 일부를 다른 성분으로 치환한 공중합 폴리에스터 수지 중에서 선택되는 1종 이상의 결정성 또는 비결정성 폴리에스터 수지를 사용하여 압출, 진공성형 또는 카렌더링 공법에 의해 필름 형태로 제조하는 것을 특징으로 하는 치장판 적층용 수지필름의 제조방법.