KR102181552B1 - 복합시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 우수한 충격강도 및 내충격성을 갖는 기재층 및 표면층을 포함하는 복합시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.

Description

복합시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품{COMPOSITE SHEET AND A METHOD OF MANUFACUTURING THEREOF AND PRODUCT HAVING THE SAME}
본 발명은 장기적으로 내충격성이 우수한 복합시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
자동차 분야에서, 스포일러, 필러 클래딩, 윈도우 가이드 스트립, 루프, 외부 거울 및 외부 거울 기재로서 플라스틱 소재를 많이 사용되고 있다.
이 중 선루프를 설치함으로써, 차량의 중량이 증가되어 연비가 낮아지는 문제가 발생됨에 따라, 선루프 소재로 유리를 대신하여 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지와 같은 투명한 플라스틱 소재를 적용하고 있다.
그러나, 상기 폴리메틸메타크릴레이트 수지는 내후성은 우수하나, 내충격성이 부족하여 외부의 자극에 쉽게 깨지는 문제가 있으므로 단독으로는 유리대체 적용하기에는 한계가 있다.
또한, 차량의 종류에 따라 다양한 형태의 차량용 스포일러(Spoiler)가 사용되고 있다. 이를 제조하기 위하여 블로우 성형 시 충격강도 및 기계적 강도를 유지하며, 성형 후 성형품의 외관을 고르게 하고, 블로우 성형시 용융강도 및 용융신율이 우수하여야 하며 높은 내열도를 유지하여 외부 환경에 따른 변형이 적은 수지가 요구된다. 지금까지 개발된 자동차 스포일러 성형용 수지로는 변성 폴리프로필렌 옥사이드를 사용하였으나, 이는 내후성이 취약하고, 성형 시 성형수축율이 커서 제품설계 시 많은 어려움이 수반되고 있는바, 블로우 성형 시 제품두께가 과도하게 증대되며 불균일해지고 내열성을 향상시키게 되면 가공성이 크게 저하되는 문제점이 있다.
이에 따라, 내후성, 외부의 충격에 강하고 내후성이 향상되고, 장기간 외부에 노출되어 사용될 경우에도, 형태의 변형이 적은 우수한 차량용 제품에 대한 기술 개발이 필요한 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 내충격성, 저온충격성, 내스크래치성 및 내구성이 획기적으로 향상된 복합시트를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 내후성, 내약품성, 내화학성이 뛰어난 복합시트를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 다양한 물성을 충족시킴으로써 선루프 및 스포일러와 같은 운송수단 부품을 포함하여 그 응용 범위를 넓힐 수 있도록 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 연구한 결과, 본 발명에 따른 복합시트는 폴리카보네이트 수지와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지의 알로이를 포함하는 기재층 및 상기 기재층 일면 또는 양면에 형성되고, 아크릴계 수지를 포함하는 표면층을 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 아크릴계 수지는 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA) 수지 및 폴리메틸메타크릴레이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합수지일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 표면층은 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-메타아크릴산 공중합체, 에틸렌-메틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체 및 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 에틸렌계 공중합체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 알로이는 폴리카보네이트 수지 50 내지 80중량%와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 20 내지 50중량% 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 복합시트의 제조방법은 폴리카보네이트 수지와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지의 알로이를 포함하는 기재층 수지 조성물과 아크릴계 수지를 포함하는 표면층 수지 조성물을 공압출하여 적층시킨 것이다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 기재층 수지 조성물은 공압출 온도 200 내지 300℃에서 수행하고, 상기 표면층 수지 조성물은 공압출 온도 200 내지 280℃에서 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 성형품은 상술한 복합시트를 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 성형품은 ASTM D256에 의거하여 측정된 아이조드 충격강도가 60kgf·㎝/㎝이상일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 성형품은 운송수단 부품에서 선택될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 성형품은 도어 부품, 스포일러, 탱크 플랩, 락커 판넬, 사이드 판넬, 트림, 펜더(fenders), 리드, 후드, 루프, 범퍼, 페시아(fascia), 그릴(grille), 휠 부품, 프레임, 램프, 랙 또는 러닝 보드 등에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 복합시트는 내수성, 내후성 및 내충격성 등의 현저히 향상된 기계적 물성을 가질 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 복합시트는 내후성, 내약품성, 내화학성이 뛰어나다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 복합시트는 3년 이상의 장기적인 사용에도 불구하고 우수한 내충격성을 유지할 수 있다는 장점이 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 복합시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 참조일 뿐 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현 될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 복합시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
기존의 루프, 스포일러 등 운송수단 부품의 경우 내충격성이 부족할 뿐만 아니라 장기적으로 내충격성을 유지하는데 어려움이 있었다. 이에 본 발명자는 우수한 내충격성뿐만 아니라 내후성, 내수성 및 내화학성도 우수하며, 장기적으로도 우수한 물성을 유지할 수 있는 복합시트를 발견하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 복합시트는 폴리카보네이트 수지와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지의 알로이를 포함하는 기재층 및 상기 기재층 일면 또는 양면에 형성되고, 아크릴계 수지를 포함하는 표면층을 포함한다.
본 발명에 따른 복합시트는 폴리카보네이트 수지와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지의 알로이를 포함하는 기재층 일면 또는 양면에 아크릴계 수지를 포함하는 표면층을 형성함으로써, 내충격성 등의 기계적 물성을 현저히 향상시킬 수 있다. 이뿐만 아니라 내후성, 내수성 및 내화학성이 탁월하여 장기간 사용하더라도 우수한 물성을 유지할 수 있는 품질 안정성 및 신뢰성을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 복합시트는 표면층/기재층으로 적층될 수 있다. 또 다른 양태에 따라, 표면층/기재층/표면층으로 적층될 수 있다.
물성 향상을 위한 측면에서 바람직하게는 표면층/기재층/표면층으로 적층된 다층 복합시트일 수 있다.
본 발명에 따른 상기 폴리카보네이트 수지와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지의 알로이는 폴리카보네이트(PC) 수지와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지와 블렌드(blend)한 것을 의미한다.
상기 알로이를 기재층으로 포함함으로써, 공기 중의 산소나 오존, 자외선 등과 접하면 변색이나 물성저하를 방지할 수 있고, 더욱 우수한 내충격성 및 내열성 등을 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 알로이는 폴리카보네이트 수지 50 내지 80중량%와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 20 내지 50중량% 포함할 수 있다. 바람직하게는 폴리카보네이트 수지 60 내지 80중량%와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 20 내지 40중량% 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 함량으로 제조된 알로이를 사용할 경우 표면층과의 계면 상용성이 더욱 우수하여 밀착성이 우수하고, 내충격성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 폴리카보네이트 수지는 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 것을 이용할 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니다. 다만, 상기 폴리카보네이트는 재활용 수지로부터 얻어진 재생 폴리카보네이트 수지일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 폴리카보네이트 수지는 그 중량평균분자량은 크게 제한되는 것은 아니지만, 10,000 내지 500,000g/mol, 바람직하게는 20,000 내지 200,000g/mol인 것일 수 있다. 상기와 같은 중량평균분자량의 폴리카보네이트 수지를 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지와 알로이 상태로 제공할 경우, 복합시트의 기계적, 광학적 물성 향상은 물론 성형가공성이 더욱 향상될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지는 아크릴로니트릴(AN), 부타디엔 및 스티렌을 중합하여 얻어지는 공중합체로서, 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 것을 이용할 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니다. 다만, 본 발명의 일 양태에 따라, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌은 재활용 수지로부터 얻어진 재생 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지는 그 중량평균분자량은 크게 제한되는 것은 아니지만, 10,000 내지 500,000g/mol, 바람직하게는 20,000 내지 200,000g/mol인 것일 수 있다. 상기와 같은 중량평균분자량의 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지를 폴리카보네이트 수지를 알로이하여 제공할 경우, 우수한 기계적 물성을 갖는 복합시트를 제공할 수 있고, 성형가공성이 우수하다.
이때, 상기 중량평균분자량은 시료를 테트라하이드로퓨란(THF)에 녹여 겔삼투크로마토그래피(GPC)를 이용하여 측정한 것으로, 분석 컬럼은 WATERS사의 Styragel HR을 이용하였고, 표준물질은 폴리스티렌(PS)으로 하였다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 기재층은 상기 폴리카보네이트 수지와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지의 알로이 외에 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서 통상 사용되는 각종 첨가제, 일예로 산화방지제, 자외선안정제, 난연제 및 대전방지제 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 상기 복합시트는 폴리카보네이트 수지와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지의 알로이를 포함하는 기재층 일면 또는 양면에 아크릴계 수지를 포함하는 표면층을 포함한다. 상기 기재층과 표면층의 적층성분의 조합은 장기간 물성 안정성을 효율적으로 확보하면서 내충격성, 저온충격성 등의 기계적 물성을 현저히 향상시킬 수 있고, 내후성, 내구성, 내화학성과 함께 방담성을 증진시키는 측면에서 매우 효과적이다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 아크릴계 수지는 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA) 수지 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합수지일 수 있다. 상기와 같은 아크릴계 수지를 포함하는 표면층을 형성할 경우 복합시트의 내충격성이 우수할 뿐만 아니라 장기적으로 사용하더라도 내충격성의 저하를 방지할 수 있다.
투명성을 확보하면서 우수한 내충격성을 확보하기 위한 측면에서 상기 아크릴계 수지는 폴리메틸메타크릴레이트를 포함할 수 있다.
바람직하게는 더욱 우수한 내충격성과 장기 품질 안정성을 확보하기 위한 측면에서 상기 아크릴계 수지는 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA) 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 표면층은 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-메타아크릴산 공중합체, 에틸렌-메틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체 및 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 에틸렌계 공중합체를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 충격강도 향상을 위하여 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체(EEA)를 사용하는 것이 보다 효과적이나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 에틸렌계 공중합체는 그 함량이 크게 제한되는 것은 아니지만, 아크릴계 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부, 바람직하게는 0.2 내지 3중량부, 더 바람직하게는 0.5 내지 2중량부일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 범위를 포함할 경우, 표면층 내의 성분들 간의 상용성을 더욱 증진시킬 수 있어 목적하는 물성 상승효과를 구현하는 측면에서 더욱 효과적이다. 또한, 오랫동안 외부의 극한 조건에 노출되어도 우수한 광택을 유지할 수 있으면서, 내충격성, 내구성, 내후성, 내화학성 등의 물성의 현저한 상승을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 아크릴계 수지는 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA) 수지 및 폴리메틸메타크릴레이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합 수지와 별도로 추가 아크릴레이트계 단량체 및 아크릴산계 단량체로부터 유도된 카르복실기 함유 아크릴계 공중합체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 카르복실기 함유 아크릴계 공중합체는 아크릴레이트계 단량체 및 아크릴산계 단량체로부터 유도될 수 있고, 구체적인 예를 들어, 상기 아크릴산계 단량체는 아크릴산 및 메타크릴산 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 아크릴레이트계 단량체는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 헵틸아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, n-펜틸아크릴레이트, 비닐아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 2-에틸부틸메타아크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트 및 라우릴메타크릴레이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
상기와 같이 아크릴산계 단량체와 아크릴레이트계 단량체를 포함하여 공중합시킨 공중합체를 포함할 경우, 복합시트로 제조 시 압출온도에 의하여 고리구조를 형성함으로써 내화학성을 더욱 향상시킬 수 있고, 고온에서도 안정적으로 우수한 물성을 유지할 수 있다. 또한, 실용환경 조건하에서 산소, 열, 빛 등의 영향에 의해 열화, 균열 및 변색 등을 방지할 수 있고, 내충격성 등의 물성 저하가 발생하지 않아 장기적으로 사용하더라도 우수한 품질 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있다. 바람직하게는 상기 아크릴산계 단량체의 함량에서 특별히 제한하는 것은 아니지만, 상기 카르복실기 함유 아크릴계 공중합체 총 중량에 대하여, 0.1 내지 60 중량%, 바람직하게는 10 내지 60중량%가 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이 때, 상기 아크릴레이트계 단량체는 아크릴레이트계 뿐만 아니라 메타크릴레이트계도 포함한다. 또한, 상기 아크릴산계 단량체는 아크릴산계 뿐만 아니라 메타크릴산계도 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 카르복실기 함유 아크릴계 공중합체는 아크릴계 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부, 바람직하게는 0.1 내지 5중량부 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 범위에서 내후성 및 내화학성을 확보하면서도 향상된 내충격성, 내스크래치성 등의 기계적 물성을 보다 높일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 복합시트는 적용 분야에 따라 그 두께가 적절히 조절될 수 있으나, 구체적으로 0.5 내지 50㎜, 보다 구체적으로 1.0 내지 10㎜인 것일 수 있다. 이때, 상기 표면층은 기재층 대비 두께가 1 내지 25%, 바람직하게는 2 내지 20%인 것일 수 있다. 상기와 같은 두께 범위에서 목적하는 물성 저하없이 우수한 내충격성을 확보할 수 있는 면에서 효과적이나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 표면층은 더욱 향상된 내후성, 내화학성 등의 물성을 확보하는 측면에서, 자외선안정제, 대전방지제, 산화방지제, 열안정제, 난연제, 광확산제, 슬립제, 활제, 충전제, 염료 및 안료 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이들 첨가제의 종류 및 함량은 필요에 따라 이 분야에서 통상적으로 사용되는 수준에서 적절하게 조절될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상술한 본 발명에 따른 복합시트는 하기와 같은 제조방법으로 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 복합시트의 제조방법은 폴리카보네이트 수지와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지의 알로이를 포함하는 기재층 수지 조성물과 아크릴계 수지를 포함하는 표면층 수지 조성물을 공압출하여 적층시킨 것이다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 공압출 시 공압출기는 압출기의 수나 구조에 따라, 동일 성분으로 구성된 수지나 각각 다른 성분의 수지를 2층 이상으로 압출 피복할 수 있기 때문에 섬유와 필름을 접합하는 수지를 각각 달리 설계할 수도 있기 때문에 기능성을 부여하는 데에 아주 효율적이다.
구체적으로는, 상기 기재층 수지 조성물을 압출하는 메인 압출기, 표면층 수지 조성물을 압출하는 서브 압출기를 이용할 수 있다. 각각의 압출기를 통하여 공압출함으로써, 압출기의 온도 조건은 통상적인 범위 내에서 이루어질 수 있다.
바람직하게는 본 발명의 일 양태에 따라, 상기 기재층 수지 조성물은 공압출 온도 200 내지 300℃에서 수행하고, 상기 표면층 수지 조성물은 공압출 온도 200 내지 280℃에서 수행할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 복합시트는 조성물 각각 티다이, 블로운 및 튜블러 타입 등에서 선택되는 압출기를 사용하여 공압출하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 공압출 시 원하는 제품 두께에 따라 티다이, 블로운 및 튜블러 타입 압출기 등에서 선택되는 압출기를 사용하여 공압출할 수 있으며, 제품의 형태 및 용도에 따라 1축 압출기나 2축 압출기 등이 자유롭게 선택될 수 있다. 압출 시 온도범위보다 용융온도가 낮을 시는 층간접착력이 떨어지며 상기온도범위보다 높을 시는 과도한 열분해가 일어나서 시트에 열분해 산물로 인한 기포가 생성될 수 있어 온도 조절이 필요하다.
본 발명에 따른 성형품은 상술한 복합시트를 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 성형품은 내충격성, 내후성 및 내화학성 등이 우수하고, 유리를 대체할 수 있는 광학특성 또한 우수하여 다양한 분야에 적용이 가능하다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 성형품은 우수한 내충격성을 가짐에 따라, ASTM D256에 의거하여 측정된 아이조드 충격강도가 60kgf·㎝/㎝이상일 수 있다. 바람직하게는 ASTM D256에 의거하여 측정된 아이조드 충격강도가 75kgf·㎝/㎝이상, 더 바람직하게는 78kgf·㎝/㎝이상일 수 있다. 상기와 같이 우수한 충격강도를 가짐에 따라, 외부 충격에 의한 변형 및 손상을 방지할 수 있을 가질 뿐만 아니라 장기적인 사용 시에도 우수한 내스크래치성 및 내구성이 유지할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 상기 성형품은 운송수단 부품에서 선택될 수 있다. 구체적으로는 자동차, 농기계 또는 중장비 등에 사용되는 부품에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 성형품은 도어 부품, 스포일러, 탱크 플랩, 락커 판넬, 사이드 판넬, 트림, 펜더(fenders), 리드, 후드, 루프, 범퍼, 페시아(fascia), 그릴(grille), 휠 부품, 프레임, 램프, 랙 또는 러닝 보드 등에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 복합시트는 현저히 향상된 광학특성, 내충격성, 내후성, 내수성 및 내화학성을 구현할 수 있고, 장기간 사용하더라도 우수한 물성을 유지할 수 있는 품질 안정성 및 신뢰성을 구현할 수 있어 다양한 분야에 적용이 가능하다. 특히, 우수한 기계적, 광학적 특성을 구비하여 유리를 대체할 수 있는 수단으로서 적용될 수 있다. 또한, 자동차 외장재로 적용하여 장기간 품질 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
[물성측정방법]
1. 내충격성
상온(25℃)에서 시편을 바닥에 놓고 3kg 무게의 추를 0.5m 높이에서 떨어뜨리는 것을 1회로 하여 크랙(crack)이 발생하는지 유무를 확인하였다. 10회 이상 크랙이 발생하지 않으면 ◎, 7~9회에서 크랙이 발생하면 ○, 2~6회에서 크랙이 발생하면 △, 1회에서 크랙이 발생하면 ×로 표기하였다.
또한, 상기 시편을 -50℃에서 4시간 동안 방치한 후 상기와 동일한 방법으로 내충격성을 시험하였다.
2. 아이조드 충격강도(kgf·㎝/㎝)
ASTM D256에 의거하여 Notched 시편(1/4″)을 사용하여 측정하였다.
3. 내스크래치성
BSP(Ball-type Scratch Profile) 시험을 실시하였다. 시편의 표면에 1000g 하중과 75mm/min 속도로 0.7mm 지름의 구형의 금속 팁을 이용하여 20mm의 길이의 스크래치를 가한 뒤, 가해진 스크래치의 프로파일을 접촉식 표면 프로파일 분석기(XP-1)를 통해 지름 2㎛인 금속 스타일러스의 팁을 이용하여 스캔하여, 스크래치의 프로파일을 측정하고 이로부터 Scratch width(㎛)를 산출하였다. 측정된 Scratch width가 감소할수록 내스크래치성은 증가한다.
4. 촉진내후성
재료의 옥외 사용 하에서의 내구성을 단기간에 판단할 수 있는 실험으로서, JIS K 7350-4 에 준거한 오픈 프레임 카본 아크 램프를 구비한 선샤인 웨더 미터 (스가 시험기사 제조, 300선샤인 웨더 미터)를 사용하여, 5000 시간 동안 재료의 열화를 촉진시켜 표면이 변색되거나 갈라짐이 발생하는지 여부를 관찰하였다. 표면에 일체 변화가 없으면 ◎, 변색 또는 갈라짐이 2 개(0.25㎠ 이내 크기) 이하 발생하면 ○, 3개 이상 10개 미만 발생하면 △, 10개 초과하면 ×로 표기하였다.
5. 내화학성
에틸알콜을 사용하여 시편의 표면을 5N의 힘으로 10회 왕복하여 문질른 다음, 표면의 변색 또는 갈라짐이 발생하는지 여부를 관찰하였다. 표면에 일체 변화가 없으면 ◎, 변색 또는 갈라짐이 2 개(0.25㎠ 이내 크기) 이하 발생하면 ○, 3개 이상 10개 미만 발생하면 △, 10개 초과하면 ×로 표기하였다.
6. 내산성
0.1N 염산을 시편의 표면에 0.1㎖ 떨어뜨린 다음 상온(25℃)에서 24 시간동안 방치 후 세척, 건조하였다. 이후, 표면에 일체 변화가 없으면 ◎, 변색 또는 갈라짐이 2 개(0.25㎠ 이내 크기) 이하 발생하면 ○, 3개 이상 10개 미만 발생하면 △, 10개 초과하면 ×로 표기하였다.
7. 방담성(anti-fog)
80℃로 유지한 온수욕의 수면으로부터 5㎝ 높이에 시편을 두고, 온수욕으로부터의 스팀을 도포막에 연속 조사하여, 조사로부터 10초 후의 흐려짐의 유무를 육안으로 확인하였다. 흐려짐이 전혀 관찰되지 않으면 ◎, 스팀 조사후 일순간만 흐려진 후 흐려짐이 관찰되지 않으면 ○, 약간 흐려짐이 관찰되면 △, 완전히 흐려지면 ×로 표기하였다.
[실시예 1]
폴리카보네이트(PC) 수지 70 중량%에 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 수지 20 중량%, 부타디엔 단량체 10 중량%를 혼합한 후에, 260℃ 이축 압출기에 투입하여 펠릿 상태의 PC/ABS 알로이를 제조하였다. 상기 펠릿 상태의 PC/ABS 알로이를 100℃의 오븐에서 14시간 건조하여 기재층 수지 조성물을 제조하였다.
또한, 중량평균분자량이 105,000g/mol인 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA, Luran® S 776SE, BASF) 100중량부에 대하여 자외선 안정제(HALS계, 키마소푸 944(CIBA-GEIGY사)) 1중량부를 첨가하여 표면층 수지 조성물을 제조하였다.
상기 기재층 수지 조성물과 표면층 수지 조성물을 각각의 압출기에 투입하고, 용융, 혼련한 후, 피드 블록 다이에 공급하여 표면층/기재층/표면층의 적층구조를 갖는 시편을 제조하였다. 이때, 기재층 수지 조성물을 압출하는 압출기는 배럴 직경 65㎜, 스크류의 L/D=35, 실린더 온도를 280℃로 하고, 표면층 수지 조성물을 압출하는 압출기는 배럴 직경 32㎜, 스크류의 L/D=32, 실린더 온도를 250℃로 하였다. 또한, 각 층은 400㎛/5,000㎛/400㎛의 두께를 갖도록 하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서 표면층 수지 조성물에 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA, Luran® S 776SE, BASF)를 대신하여 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, PM-7200, 제일모직)를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1에서 표면층 수지 조성물에 에틸렌-에틸아크릴레이트(EAA; Ethylene-ethylacrylate, Dupont-Mitsui Polychem, EEA A703, 에틸아크릴레이트 25중량%)를 5중량부 더 포함하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 4]
상기 실시예 1에서 표면층 수지 조성물에 에틸렌-에틸아크릴레이트(EAA; Ethylene-ethylacrylate, Dupont-Mitsui Polychem, EEA A703, 에틸아크릴레이트 25중량%) 5중량부 및 아크릴산-아크릴레이트 공중합체(중량평균분자량 180,000g/mol, 아크릴산 10중량% 함유) 2중량부 더 포함하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1의 기재층 수지 조성물을 대신하여 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(ABS, Teluran GP22, BASF)를 포함하는 기재층 수지 조성물을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. 이때, 기재층 수지 조성물을 압출하는 압출기는 배럴 직경 65㎜, 스크류의 L/D=35, 실린더 온도를 220℃로 하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1
내충격성
(25℃)		 ◎ ◎ ◎ ◎ △
내충격성
(-50℃)		 ◎ ○ ◎ ◎ ×
아이조드
충격강도
(kgf·㎝/㎝)		 80 78 83 87 75
스크래치 넓이(㎛) 237 225 199 190 264
촉진내후성 ◎ ○ ◎ ◎ ×
내화학성 ○ ○ ○ ◎ ×
내산성 ◎ ◎ ◎ ◎ ×
방담성 ○ ○ ◎ ◎ △
상기 표 1에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시예로 제조된 복합시트는 물성 전반에 걸쳐 우수한 내충격성 및 내스크래치성의 기계적 물성 향상 뿐만 아니라 내후성, 내화학성, 내산성 및 방담성에서도 탁월한 우수함을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
더욱이, 실시예 3과 같이 에틸렌계 공중합체를 더 포함할 경우, 더욱 우수한 내충격성 및 내스크래치성을 확보할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 4와 같이 카르복실기를 함유하는 아크릴계 공중합체를 더 포함함으로써, 더욱 우수한 내충격성 및 내스크래치성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 내화학성도 더욱 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 이는 복합시트 제조 후, 아크릴산계 단량체와 아크릴레이트계 단량체로부터 유도된 각각의 반복단위에서 반응을 유도하여 고리구조의 유도체가 형성되어 상기 효과가 나타나는 것으로 추정된다.
이에 반해, 비교예 1과 같이 알로이가 아닌 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지만을 기재층에 포함할 경우, 충격강도 및 내충격성이 현저히 낮을 뿐만 아니라 모든 물성들이 현저히 낮은 것을 확인할 수 있었다. 특히, 공기 중에 장기간 노출되었을 때, 변색에 의한 지속적인 사용에 어려움이 있었다.
이상에서 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 폴리카보네이트 수지와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지의 알로이를 포함하는 기재층 및
    상기 기재층 일면 또는 양면에 형성되고, 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA) 수지 및 에틸렌계 공중합체를 포함하는 표면층을 포함하는 복합시트로써,
    상기 에틸렌계 공중합체는 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-메타아크릴산 공중합체, 에틸렌-메틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체 및 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 것인 복합시트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 알로이는 폴리카보네이트 수지 50 내지 80중량%와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 20 내지 50중량% 포함하는 복합시트.
  5. 폴리카보네이트 수지와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지의 알로이를 포함하는 기재층 수지 조성물과 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA) 수지 및 에틸렌계 공중합체를 포함하는 표면층 수지 조성물을 공압출하여 적층시킨 복합시트의 제조방법으로써,
    상기 에틸렌계 공중합체는 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-메타아크릴산 공중합체, 에틸렌-메틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체 및 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 것인복합시트의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 기재층 수지 조성물은 공압출 온도 200 내지 300℃에서 수행하고,
    상기 표면층 수지 조성물은 공압출 온도 200 내지 280℃에서 수행하는 복합시트의 제조방법.
  7. 제1항 및 제4항에서 선택되는 어느 한 항의 복합시트를 포함하는 성형품.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 성형품은 ASTM D256에 의거하여 측정된 아이조드 충격강도가 60kgf·㎝/㎝이상인 성형품.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 성형품은 운송수단 부품에서 선택되는 성형품.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 성형품은 도어 부품, 스포일러, 탱크 플랩, 락커 판넬, 사이드 판넬, 트림, 펜더(fenders), 리드, 후드, 루프, 범퍼, 페시아(fascia), 그릴(grille), 휠 부품, 프레임, 램프, 랙 또는 러닝 보드에서 선택되는 성형품.
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