KR19990045539A - 장식표면과 조합으로 사용하는 폴리머형 발포기질 - Google Patents

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톰슨 파트라시아 에이.
프리마크 알더블유피 홀딩스, 인크.
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Abstract

기질상에 적어도 하나의 장식층을 갖는 장식 조성물에서 기질로 사용하는 폴리머형 발포 조성물이 제공되는데, 기질은 (ⅰ) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)폴리머, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리페닐렌 옥사이드 및 폴리염화비닐에서 선택되거나 재생 플라스틱으로부터 수득된 레진 매트릭스와 (ⅱ) 충진재로 제조된 조성물을 하나이상의 발포제를 사용하여 발포시켜서 제조된다: 결과의 발포 조성물은 바닥용 라미네이트, 고형 표면 라미네이트, 주방용 조리대와 같은 다양한 라미네이트 기초 장식 제품 제조에 있어서 파이버 보오드 또는 파티클 보오드 대신에 사용하기에 충분한 물리적 및 기계적 성질을 가진다.

Description

장식표면과 조합으로 사용하는 폴리머형 발포 기질
본 발명은 바닥용 라미네이트, 테이블표면 또는 주방용 조리대와 같은 분야에서 장식표면에 대한 기질로서 사용하기에 적합한 기계적 성질을 가지는 발포된 폴리머 조성물에 관계한다.
전통적인 라미네이트 제품이 당해분야에 알려져있다. 이들은 멜라민 포름알데히드 및 페놀수지와 같은 다양한 종류의 수지를 사용하여 장식층과 하나이상의 크래프트 종이층을 적층시킴으로써 제조된다. 결과의 장식 라미네이트는 파이버 보오드 또는 파티클 보오드로된 기질에 접착된다. 이렇게 제조된 제품은 고압 장식 라미네이트로 알려진다. 혹은 고압 장식 라미네이트에 사용된 것과 동일한 수지를 사용하여 파이버 보오드 또는 파티클 보오드 기질상에 직접 장식층을 적층함으로써 저압 장식 라미네이트가 제조된다. 그러나, 이러한 목재기초 기질의 사용은 바닥 및 주방용 조리대와 같은 구조적 용도에 필요한 강성을 제공하지만 무겁고 수분의 존재시 휜다.
이러한 문제에 대한 해결책중 하나는 라미네이트 제조에 폴리머 기질을 사용하는 것이다. 그러나, 폴리머 재료, 특히 라미네이트에 사용하는데 필요한 강성 및 성능을 가지는 것은 비싸다.
발포된 폴리머는 공지이고 다양한 구조적 용도로 사용된다. 폴리머 발포물의 제조 및 용도는 Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Techonology, 4판, Vol. 11, (John Wiley and Sons, NY, pp. 730-783(1997))와 Klempner 및 K.C. Frisch에 의한 "Handbook of Polymeric Foams and Foam Technology"(Hanser Publisher, NY(1991))에 기술된다.
또다른 문제는 하우징, 지지부 및 제품 내부와 같은 폴리머 재료를 사용하는 제품의 노화나 제조시 발생하는 폐 폴리머이다. 이러한 제품으로는 텔레비젼, 스테레오, 컴퓨터, 프린터, 타자기등이 있다. 이러한 제품의 성질과 이들에 관련한 기술의 신속한 진보 때문에 이러한 종류의 제품은 증가하는 빈도로 교체된다. 그러면 발생하는 문제는 환경 친화적이고 경제적 방식으로 이들 장치의 폴리머 기초 부분의 처리 방법이다.
따라서, 최소한의 비용으로 목재기초 기질의 단점을 극복하는 기질재료를 제공하는 것이 필요하다. 게다가, 이러한 기질이 폴리머 재료로 제조된다면 재생 폴리머로부터 제조될 수 있는 제품을 제공한다면 이득이 될 것이다.
따라서 본 발명의 목적은 바닥 라미네이트 또는 장식 라미네이트와 같은 구조적 및 장식 용도에서 기질로 사용하는데 충분한 강성 및 기계적 성질을 가지는 폴리머형 발포 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 재생 플라스틱으로부터 제조되며 상기 성질을 가지는 폴리머형 발포 조성물을 제공하는 것이다.
도 1 은 기질(1), 장식층(2) 및 지지층(3)을 보여주는 전형적인 라미네이트 구조를 보여준다.
* 부호설명
1 ... 기질 2 ... 장식층
3 ... 지지층
본 발명의 목적은 다음을 포함하는 다층 장식 조성물에 의해 만족된다:
(ⅰ) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)폴리머, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리페닐렌 옥사이드 및 폴리염화비닐에서 선택된 하나이상의 폴리머로된 레진 매트릭스와 (ⅱ) 충진재를 포함하는 조성물을 발열성 발포제, 흡열성 발포제 및 이의 혼합물에서 선택된 발포제를 사용하여 발포시킴으로써 제조된 폴리머 발포물을 포함한 기질; 그리고
상기 기질의 적어도 한면에 결합된 하나이상의 장식층.
이러한 다층 장식 조성물은 바닥 라미네이트와 같이 파티클보오드 또는 파이버보오드 기질에 기초한 장식 라미네이트와 주방용 조리대와 테이블표면과 같은 고압 장식 라미네이트에 한정된 다양한 분야에 사용된다.
본 발명은 바닥 라미네이트, 고압 장식 라미네이트 주방용 조리대와 같은 라미네이트형 제품과 폴리머 발포 조성물을 코어로서 가지는 라미네이트형 제품에서 코어로 사용하기에 충분한 구조적 성질을 가지는 폴리머형 발포물 기질에 관계한다.
본 발명의 폴리머형 발포물 기질은 제조된 발포물이 최종 용도에 필요한 구조적 및 기계적성질을 가지는한 발포될 수 있는 모든 폴리머로부터 제조될 수 있다. 특히, 종래의 중간 또는 고밀도 파이버 보오드 또는 파티클 보오드보다 양호한 압축세트를 기질이 갖는 것이 선호된다(압축세트는 압축응력의 함수로서 두께의 감소가 ASTM F970에 따라 측정된다) 2000psi에서 두께감소는 0.01인치이하, 특히 0.005인치 이하, 더더욱 0.001인치 이하가 선호된다. 추가로, 본 발명의 폴리머형 발포기질은 7 ×10-5내지 0.1 ×10-5in/in/℉, 특히 2 ×10-5내지 0.5 ×10-5, 더더욱 1 ×10-5내지 0.6 ×10-5in/in/℉의 선형열팽창계수(ASTM D-696)를 가진다.
폴리머형 발포물은 방염성 ABS 수지 및 유리충진 ABS 수지와 같은 폴리(아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌)(ABS)수지; 폴리카보네이트; 고충격성 폴리스티렌(HIPS), 폴리스티렌, 폴리페닐렌 옥사이드(PPO) 및 폴리염화비닐(PVC)에서 선택된 하나이상의 부재를 포함한다. 특히 기질 발포물은 위에서 열거된 폴리머를 하나이상 포함하는 혼합 레진 시스템으로 제조될 수 있다. 내충격성과 물리적 성질 측면에서 충진된 폴리머가 최상이지만 폴리머는 충진 또는 비충진된다. 가장 선호되는 구체예에서, 컴퓨터, 프린터, 텔레비전, 스테레오와 같은 전자시설에서 나오는 재생 플라스틱 케이싱 및 부품으로부터 폴리머가 획득된다. 이러한 재생 플라스틱은 전자장치로부터 모든 철 기초 금속과 비-플라스틱 부분을 실질적으로 제거하고 플라스틱을 과립화하여 획득된다. 본 명세서에서 "실질적으로"라는 용어는 전자장치에 있는 철 기초 금속 및 기타 비-플라스틱 부분의 95%이상, 특히 99%이상을 의미한다. 재생 플라스틱은 방염제 또는 유리충진재의 유무에 관계없이 앞서 언급된 두가지 이상의 폴리머의 혼합물이며, 50%이상, 특히 75%이상은 ABS이다.
본 발명의 폴리머형 발포물제조에 사용된 폴리머는 발포물의 셀크기가 조절되어서 최종 용도에 필요한 구조적 및 기계적 성질을 제공할 수 있는한 발열성 발포제, 흡열성 발포제 또는 이의 조합과 같은 종래의 발포제를 사용하여 발포될 수 있다. 발포된 폴리머의 제조는 당해 분야에 공지이다(Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, "Handbook of Polymeric Foams and Foam Technology).
선호되는 발열성 발포제는 아조디카본아미드 발포제를 포함한다. 발열성 발포제는 흡열성 발포제보다 생성된 발포물에 더큰 셀크기를 제공하는 경향이 있다. 선호되는 흡열성 발포제는 탄산칼슘(또는 중탄산칼슘)과 카르복실산의 조합이다. 적당한 카르복실산은 발포물 제조분야에 공지이며 탄산칼슘 또는 중탄산칼슘으로부터 CO2형성을 개시시킬 수 있어야 한다. 이러한 카르복실산은 시트르산과 같은 산을 포함한다. 바닥 라미네이트와 같은 고하중 최종 용도에서 발열성 발포제만 사용하면 과도한 크기의 셀로 인하여 내압축성이 부족한 발포물을 제공하며 흡열성 발포제만을 사용하면 필요한 정도의 취급성까지 발포물의 총중량을 감소시키기에 충분한 밀도감소를 발생시키지 못하면서 더 많은양의 발포제를 필요로 하므로 재료 및 가공비용이 증가된다. 따라서, 선호되는 구체예에서 발포제는 발열성 발포제와 흡열성 발포제의 조합이다. 특히, 가장 선호되는 발포제는 아조디카본아미드 발포제와 CaCO3(또는 중탄산염)/카르복실산의 조합이다. 필요한 발포제의 양과 발열/흡열 발포제의 비율결정은 폴리머 발포물 분야의 통상의 지식을 가진자의 능력범위내에 있으며 필요한 최종 발포물의 성질에 달려있다. 특히, 발포제는 폴리머의 최대 3%, 특히 1 내지 2중량%의 양으로 사용된다.
본 발명의 폴리머는 결과 발포물의 필요한 물리적 성질 획득을 위해서 단독으로 또는 하나이상의 충진재와 함께 사용될 수 있다. 특히 충진재는 탄산칼슘, 탈크, 실리카, 유리섬유, 알루미나 또는 규회석에서 선택된다. 충진재로는 표면처리된 충진재가 있다. 가장 선호되는 충진재는 Franklin Industrial Minerals(Dalton, GA)로부터 구매가능한 (DF30T)표면처리된 탄산칼슘이다. 레진:충진재 비율은 100:0 내지 30:70, 특히 90:10 내지 50:50, 더더욱 75:25 내지 65:35이다.
재생 폴리머는 표면처리된 탄산칼슘(DF30T)과 70:30의 레진:충진재 비율로 컴파운딩된다. 별도의 펠렛은 재생폴리머의 대부분을 차지하는 동일한 레진이나 재생 폴리머 혼합물에 존재하는 상이한 레진으로부터 제조될 수 있다. 발포제 함유 펠렛은 총혼합물에 대해 발포제의 양이 1.5%가 되도록 재생폴리머/충진재 혼합물에 첨가된다. 결과의 폴리머는 압출 및 발포될 수 있다. 혹은, 발포제가 펠렛이 아닌 형태로 압출기에 있는 재생 폴리머/충진재 혼합물에 직접 첨가될 수 있다. 폴리머는 최종 용도에 필요한 조건을 충족시키기에 충분한 밀도 감소 수준까지 발포된다. 하중을 받지 않은 용도의 경우에 폴리머는 75-80%까지의 밀도 감소가 되게 발포될 수 있다. 주방용 조리대와 바닥과 같은 하중 지탱 용도의 경우에 폴리머는 최대 50%, 특히 25-35%, 더더욱 30%의 밀도 감소가 되도록 발포된다. 본 발명에서 사용되는 밀도 감소는 발포된 제품의 밀도가 비-발포 폴리머의 밀도보다 낮은 백분율이다.
본 발명의 발포된 폴리머 생성물은 다양한 최종 용도를 위한 기질로서 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 발포물은 고마모성 바닥 라미네이트와 부엌 조리대 또는 테이블 표면에서 사용되는 고압 장식 라미네이트와 같은 라미네이트 제품에서 파이버보오드 또는 파티클 보오드 기질에 대한 대체물로서 사용될 수 있다. 또한, 고형 표면 베니어(1/8" 고형 표면재료로서 Wilsonart International, Inc. 에 의해 판매되는 SSV제품과 같은 다양한 충진재 함유 폴리아크릴 수지)와 고형 표면 라미네이트 제품(100밀리 미만의 두께인 고형 표면제품)의 기질로서 파이버 보오드 대신에 사용된다. 발포된 폴리머 조성물은 별도로 압출된후 베니어 또는 라미네이트에 결합되거나, 고형 표면 라미네이트의 경우에(미국특허출원 08/899,118) 본 발명의 폴리머 발포물 조성물은 고형 표면 라미네이트와 공압출되어서 다층 공압출 제품을 형성할 수 있다. 또한 비-라미테이트 장식 코팅 뿐만 아니라 고압 또는 저압 라미네이트와 같은 다양한 장식층의 기질로서 사용될 수 있다. 라미네이트 층의 제조는 당해분야에 공지된다.
예컨대, 본 발명의 발포 조성물이 바닥 라미네이트용 기질로서 기술된다. 그러나, 다양한 최종 용도에 본 발명의 조성물을 사용할 수 있다.
도 1 은 기질(1), 장식 라미네이트층(2) 및 지지층(3)을 포함하는 전형적인 라미네이트 제품 구조를 보여준다.
라미네이트 제품 제조시 필요한 패턴이 인쇄된 장식 종이층을 사용하여 장식 표면이 종래의 방식으로 제조된다. 바닥의 경우에 패턴은 다양하여 그 예는 목재 마감이다. 이러한 장식층은 멜라민-포름알데히드 수지로 함침되고, 페놀포름알데히드 수지로 함침된 하나이상의 크래프트 종이 쉬이트에 적층된다. 최종 제품에서 노출될 장식층 표면은 멜라민 포름알데히드 수지로 함침된 얇은 종이 쉬이트인 오버레이 층을 결합시켜서 제조된다. 특히 바닥재의 경우에 최종 제품 상에 내마모성 및 미끄럼 방지 표면을 제공하기 위해서 오버레이에 충진재가 포함된다. 적당한 충진재는 알루미나, 탄산칼슘, 유리섬유등이다.
장식층이 제조된후, 폴리비닐아세테이트/우레탄 접착제, 폴리클로로프렌 접착제, 1성분 우레탄 접착제, 2성분 우레탄 접착제, 및 기타 유성 접착제 시스템과 같은 접착제를 사용하여 본 발명의 폴리머 발포물 코어 조성물에 접착될 수 있다. 접착 및 비용 측면에서 폴리비닐아세테이트/우레탄 접착제가 선호된다.
본 발명의 폴리머 발포물 조성물을 함유한 바닥재의 하부는 고압 장식 라미네이트 및 전통적인 바닥 라미네이트에 사용되는 지지 쉬이트이다. 지지 쉬이트는 멜라민 포름알데히드 수지로 함침된 하나이상의 크래프트 종이 쉬이트를 적층시켜 제조된다. 결과의 라미네이트는 전통적인 접착제를 사용하여 폴리머 발포물 조성물의 하부에 부착된다.

Claims (10)

  1. (ⅰ) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)폴리머, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리페닐렌 옥사이드 또는 폴리염화비닐에서 선택된 하나이상의 폴리머로된 레진 매트릭스와 (ⅱ) 충진재를 포함하는 조성물을 발열성 발포제, 흡열성 발포제 또는 이의 혼합물에서 선택된 발포제를 사용하여 발포시킴으로써 제조되는 폴리머 발포물을 포함한 기질;
    상기 기질의 적어도 하나의 표면에 결합되는 하나이상의 장식층을 포함하는 다층 장식 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 레진 매트릭스가 방염성 ABS 폴리머 또는 유리 충진 ABS 폴리머로 구성됨을 포함함을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 레진 매트릭스가 고충격성 폴리스티렌(HIPS)으로 구성됨을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 레진 매트릭스가 전자장치로부터 모든 비-플라스틱 부분을 제거하고 나머지 플라스틱을 과립화시키는 과정에 의해 전자장치의 재생에 의해 획득됨을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 장식층이 멜라민 포름알데히드 수지로 함침된 장식 종이를 포함함을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 장식종이상에 상기 레진으로 함침된 겉깔개를 더욱 포함하는 조성물.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 장식종이와 상기 기질사이에 위치된 페놀-포름알데히드 수지로 함침된 하나이상의 크래프트 종이층을 더욱 포함하는 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 기질의 두 개의 대향면상에 장식층이 있음을 특징으로 하는 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 장식층이 상기 장식층을 상기 기질과 공압출시켜 제조됨을 특징으로 하는 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 장식층이 고형 표면 베니어 또는 고형 표면 라미네이트임을 특징으로 하는 조성물.
KR1019980050548A 1997-11-25 1998-11-25 장식표면과 조합으로 사용하는 폴리머형 발포기질 KR19990045539A (ko)

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