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KR20160001877A - 외장재용 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품 - Google Patents

외장재용 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품 Download PDF

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KR20160001877A
KR20160001877A KR1020140079818A KR20140079818A KR20160001877A KR 20160001877 A KR20160001877 A KR 20160001877A KR 1020140079818 A KR1020140079818 A KR 1020140079818A KR 20140079818 A KR20140079818 A KR 20140079818A KR 20160001877 A KR20160001877 A KR 20160001877A
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KR
South Korea
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thermoplastic resin
cellulose
weight
parts
fibers
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Application number
KR1020140079818A
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김동희
김기홍
최윤진
강수경
주민지
Original Assignee
제일모직주식회사
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Publication date
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Priority to JP2016575533A priority patent/JP6636960B2/ja
Priority to CN201580034701.XA priority patent/CN106536603B/zh
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Abstract

본 발명은 외장재용 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품에 관한 것으로서, 열가소성 수지 및 적어도 2종의 셀룰로오스계 섬유를 포함하며, 상기 셀룰로오스계 섬유는 상기 열가소성 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 2종 이상의 상이한 물성을 갖는 셀룰로오스계 섬유들을 최적의 비율로 첨가함으로써, 부가적인 공정없이도 천연석 또는 직물과 같은 자연스럽고 미려한 외관을 구현할 수 있는 장점이 있다.

Description

외장재용 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품 {THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION FOR EXTERIOR PARTS AND MOLDED ARTICLE FOR EXTERIOR PARTS USING THEREOF}
본 발명은 외장재용 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2종 이상의 셀룰로오스계 섬유 및 첨가제를 최적의 비율로 포함함으로써, 성형품 표면에 필름부착 등의 별도의 추가공정 없이도 실제 천연석 또는 직물과 같은 자연스럽고 미려한 외관을 구현할 수 있는 외장재용 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품에 관한 것이다.
합성 수지는 다양한 색상의 구현이 용이한 장점이 있어, 가구 및 가전제품의 외장재로 주로 사용되고 있다. 그러나, 실제 천연석 또는 직물 등과 같은 자연스럽고 복잡한 패턴 등의 표현이 어려운 문제가 있었다. 이에, 입자형태의 첨가물 등을 사용하여 새로운 패턴을 구현하고자 하는 다양한 시도가 계속되고 있으나, 이렇게 구현되는 패턴들은 단조롭고 인위적이어서 상품성이 낮은 문제가 있었다.
이러한 문제에 대한 대안으로 실제 천연석 또는 직물 등과 같은 자연스러운 패턴을 구현하기 위하여, (1) 합성 수지를 이용하여 성형품을 제조한 후 제품 표면에 도장을 하거나, (2) 대한민국 등록특허 제10-0447717호에서 언급한 바와 같이, 용융압출되어 나오는 시트 표면에 돌가루나 목분을 살포한 후, 냉각롤의 눌림력을 이용하여 합성수지 판재 상부면에 살포된 입자를 매립하거나, (3) 일본 공개특허 제2004-122390호에서 언급한 바와 같이, 목분을 이용한 자연스러운 질감을 구현하는 시트를 기재 시트와 적층하는 방법이 제안되었다.
그러나, 이러한 기술들에 의한 합성 수지 제품은 여전히 외관이 단조로워 자연스러운 느낌이 구현되지 않고, 도장이나 인쇄 필름의 부착과 같은 추가적인 공정을 필요로 하거나, 내열도가 낮아 사출을 이용한 성형방법으로 제조되는 가전 제품 등의 외장재로는 적합하지 않은 문제가 있었다.
따라서, 사출성형으로 제조가 가능하면서도, 실제 천연석이나 직물과 같은 외관을 구현할 수 있는 합성수지에 대한 개발이 요구되고 있다.
일본공개특허 제2004-122390호
본 발명은 2종 이상의 상이한 물성을 갖는 셀룰로오스계 섬유들을 최적의 비율로 첨가함으로써, 부가적인 공정없이도 천연석 또는 직물과 같은 자연스럽고 미려한 외관을 구현할 수 있는 외장재용 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 각각 최적의 물성을 갖는 셀룰로오스계 섬유들과 알루미늄 플레이크 등의 첨가제, 그리고 이들간 혼합비율을 최적화함으로써, 석재 느낌을 보다 잘 구현할 수 있는 외장재용 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 외장재용 열가소성 수지 조성물은, 열가소성 수지 및 적어도 2종의 셀룰로오스계 섬유를 포함하며, 상기 셀룰로오스계 섬유는 상기 열가소성 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부를 포함한다.
상기 셀룰로오스계 섬유는 평균 직경이 30㎛미만인 제 1셀룰로오스계 섬유와 평균 직경이 30㎛이상인 제 2셀룰로오스계 섬유를 포함하며, 상기 제 1셀룰로오스계 섬유는 평균 직경이 5 내지 20㎛이고, 상기 제 2셀룰로오스계 섬유는 평균 직경이 40 내지 400㎛일 수 있다.
여기에, 마이카, 알루미늄 플레이크 또는 글라스 플레이크 중 적어도 하나인 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 셀룰로오스계 섬유 각각의 상호간 함량비율은 1:0.1 내지 1:6일 수 있다.
또한, 상기 셀룰로오스계 섬유의 평균 길이는 400 내지 4000㎛일 수 있다.
상기 셀룰로오스계 섬유의 내열도는 230℃ 이상이며, 상기 셀룰로오스계 섬유의 평균 종횡비는 1.0 이하이고, 상기 열가소성 수지는 가공온도가 300℃ 이하일 수 있다.
또한, 상기 열가소성 수지는 폴리카보네이트 수지, 고무변성 비닐계 공중합체 수지 또는 폴리카보네이트-고무변성 비닐계 공중합체 얼로이 수지를 포함하며, 상기 첨가제는 상기 열가소성 수지 100중량부에 대하여 0.05 내지 5중량부를 포함할 수 있다.
상기 열가소성 수지 100중량부에 대하여, 상기 알루미늄 플레이크 0.1 내지 3중량부 또는 상기 글라스 플레이크 0.05 내지 0.5중량부 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 셀룰로오스계 섬유와 상기 첨가제의 함량비율은 1:0.1 내지 1:0.5일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 성형품은, 직물 또는 천연석 패턴이 상기 성형품 표면에 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 2종 이상의 상이한 물성을 갖는 셀룰로오스계 섬유들을 최적의 비율로 첨가함으로써, 부가적인 공정없이도 천연석 또는 직물과 같은 자연스럽고 미려한 외관을 구현할 수 있는 장점이 있다.
또한, 열가소성 수지와 셀룰로오스계 섬유들의 내열도를 최적화하여, 압출 또는 사출과 같은 가공조건에서 용융 또는 분해되지 않으며, 열변색을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 각각 최적의 물성을 갖는 셀룰로오스계 섬유들과 알루미늄 플레이크 등의 첨가제, 그리고 이들간 혼합비율을 최적화함으로써, 석재 느낌을 보다 잘 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 외장재용 열가소성 수지의 실시예로 제조된 성형품을 촬영한 사진
도 2는 비교예로 제조된 성형품을 촬영한 사진
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 발명은 외장재용 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품에 관한 것으로, 구체적으로는 가구 및 가전제품 등의 외장재로 최적화된 수지이다.
(A) 열가소성 수지
본 발명의 외장재용 열가소성 수지 조성물은 열가소성 수지 및 적어도 2종의 셀룰로오스계 섬유를 포함한다.
상기 열가소성 수지는 가공온도가 300℃ 이하인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 250℃ 이하, 가장 바람직하게는 100 내지 230℃일 수 있다. 상기 가공온도가 300℃를 초과하는 경우에는 사출 성형시에 함께 포함된 셀룰로오스계 섬유의 일부가 융융 또는 분해되어 본원발명의 효과를 충분히 구현할 수 없는 문제가 있다.
상기 열가소성 수지는 상기 가공온도 내에 속하는 어떠한 수지도 적용가능하다.
예컨대, 상기 열가소성 수지는 폴리카보네이트 수지, 고무변성 스티렌계 공중합체 수지 또는 폴리카보네이트-고무변성 스티렌계 공중합체의 얼로이(alloy) 수지를 포함할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 디페놀류와 포스겐, 할로겐 포르메이트, 탄산 에스테르 또는 이들의 조합과 반응시켜 제조될 수 있다.
상기 디페놀류의 구체적인 예로는, 히드로퀴논, 레조시놀, 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판('비스페놀-A'라고도 함), 2,4-비스(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)사이클로헥산, 2,2-비스(3-클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)술폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)케톤, 비스(4-히드록시페닐)에테르 등을 들 수 있다. 이들 중에서 바람직하게는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판 또는 1,1-비스(4-히드록시페닐)사이클로헥산을 사용할 수 있으며, 더 바람직하게는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판을 사용할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 중량평균 분자량이 10,000 내지 200,000 g/mol인 것을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 15,000 내지 80,000 g/mol인 것을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 폴리카보네이트 수지는 2종 이상의 디페놀류로부터 제조된 공중합체의 혼합물일 수도 있다. 또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 선형 폴리카보네이트 수지, 분지형(branched) 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지 등을 사용할 수 있다.
상기 선형 폴리카보네이트 수지로는 비스페놀-A계 폴리카보네이트 수지 등을 들 수 있다. 상기 분지형 폴리카보네이트 수지로는 트리멜리틱 무수물, 트리멜리틱산 등과 같은 다관능성 방향족 화합물을 디페놀류 및 카보네이트와 반응시켜 제조한 것을 들 수 있다. 상기 다관능성 방향족 화합물은 분지형 폴리카보네이트 수지 총량에 대하여 0.05 내지 2 몰%로 포함될 수 있다. 상기 폴리에스테르 카보네이트 공중합체 수지로는 이관능성 카르복실산을 디페놀류 및 카보네이트와 반응시켜 제조한 것을 들 수 있다. 이때 상기 카보네이트로는 디페닐 카보네이트 등과 같은 디아릴 카보네이트, 에틸렌 카보네이트 등을 사용할 수 있다.
상기 고무 변성 비닐계 공중합체 수지는 비닐계 중합체 5 내지 95 중량% 및 고무질 중합체 5 내지 95 중량%를 포함한다.
상기 고무질 중합체는 부타디엔 고무, 아크릴 고무, 에틸렌/프로필렌 고무, 스티렌/부타디엔 고무, 아크릴로니트릴/부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔의 삼원 공중합체(EPDM) 고무, 폴리오가노실록산/폴리알킬(메타)아크릴레이트 고무 복합체 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.
상기 비닐계 중합체는 방향족 비닐 단량체, 아크릴계 단량체, 헤테로 고리 단량체 또는 이들의 조합의 제 1비닐계 단량체 50 내지 95 중량%; 및 불포화 니트릴 단량체, 아크릴계 단량체, 헤테로 고리 단량체 또는 이들의 조합의 제 2비닐계 단량체 5 내지 50 중량%로 이루어진 중합체를 사용할 수 있다.
상기 방향족 비닐 단량체로는 스티렌, C1 내지 C10의 알킬 치환 스티렌, 할로겐 치환 스티렌 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다. 상기 알킬 치환 스티렌의 구체적인 예로는 o-에틸 스티렌, m-에틸 스티렌, p-에틸 스티렌, α-메틸 스티렌 등을 들 수 있다.
상기 아크릴계 단량체로는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르, (메타)아크릴산 에스테르 또는 이들의 조합인 것을 사용할 수 있다. 이때 상기 알킬은 C1 내지 C10의 알킬을 의미한다. 상기 (메타)아크릴산 알킬 에스테르의 구체적인 예로는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 바람직하게는 메틸(메타)아크릴레이트가 사용될 수 있다. 또한 상기 (메타)아크릴산 에스테르의 구체적인 예로는 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 헤테로 고리 단량체로는 무수말레인산, 알킬 또는 페닐 N-치환 말레이미드 또는 이들의 조합인 것을 사용할 수 있다.
상기 불포화 니트릴 단량체로는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴 또는 이들의 조합인 것을 사용할 수 있다.
상기 고무 변성 비닐계 공중합체 수지 제조시 고무질 중합체 입자의 입경은 수지의 내충격성 및 이를 이용한 성형물의 표면 특성을 향상시키기 위하여 1 내지 10㎛일 수 있으며, 상기 고무질 중합체 입자의 입경이 1 내지 10㎛인 경우 우수한 충격강도를 확보할 수 있다.
상기 고무 변성 비닐계 공중합체 수지는 단독 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 형태로도 사용될 수 있다.
상기 고무 변성 비닐계 공중합체 수지의 구체적인 예로는 부타디엔 고무, 아크릴 고무 또는 스티렌/부타디엔 고무에 스티렌, 아크릴로니트릴 및 선택적으로 메틸(메타)아크릴레이트가 그라프트 공중합된 형태의 공중합체를 포함하는 수지를 들 수 있다.
상기 고무 변성 비닐계 공중합체 수지의 다른 구체적인 예로는 부타디엔 고무, 아크릴 고무 또는 스티렌/부타디엔 고무에 메틸(메타)아크릴레이트가 그라프트 공중합된 형태의 공중합체를 포함하는 수지를 들 수 있다.
상기 고무 변성 비닐계 공중합체 수지를 제조하는 방법은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 이미 잘 알려져 있는 것으로서, 유화중합, 현탁중합, 용액중합 또는 괴상중합 중 어느 방법이나 사용할 수 있다.
(B) 셀룰로오스계 섬유
본 발명의 외장재용 열가소성 수지 조성물은 열가소성 수지 및 적어도 2종의 셀룰로오스계 섬유를 포함한다.
여기서, 셀룰로오스계 섬유는 적어도 2종을 포함할 수 있으며, 2 내지 5종을 포함하는 것이 바람직하다. 단일 종류의 섬유만을 포함하는 경우에는 본원발명에 목적하는 자연스러운 천연석 또는 직물 패턴을 구현할 수 없는 문제가 있다.
또한, 이들 적어도 2종 이상의 셀룰로오스계 섬유 각각의 상호간 함량비율은 1:0.1 내지 1:6일 수 있다. 바람직하게는 1:0.2 내지 1:4.5, 더욱 바람직하게는 1:0.5 내지 1:2일 수 있다. 1:0.1 미만이거나 1:6을 초과하는 경우에는 2종 이상의 셀룰로오스계 섬유의 조합으로 인한 미관의 향상 효과가 발현되지 않는 문제가 있다. 이는 다종의 셀룰로오스계 섬유 중 두 개를 선택하여 비교하였을 때의 함량비율로써, 다종의 셀룰로오스계 섬유를 조합함으로 인한 미관의 향상 효과를 극대화하기 위함이다.
또한, 상기 셀룰로오스계 섬유의 평균 길이는 400 내지 4000㎛일 수 있다. 바람직하게는 500 내지 4000㎛일 수 있다. 400㎛ 미만인 경우에는 섬유가 수지 표면상에 잘 나타나지 않으므로 2종 이상의 셀룰로오스계 섬유를 조합한 효과가 구현되기 어려우며, 4000㎛를 초과하는 경우에는 섬유가 너무 크게 나타나서 부자연스러운 느낌이 발현되는 문제가 있다.
여기서, 섬유의 평균 길이는 상기 셀룰로오스계 섬유들 각각의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지를 잇는 최장거리의 평균이다.
또한, 셀룰로오스계 섬유는, 평균 직경이 30㎛ 미만인 제 1셀룰로오스계 섬유와 입자 평균 직경이 30㎛ 이상인 제 2셀룰로오스계 섬유를 포함할 수 있다. 바람직하게는 평균 직경이 0.01 내지 29.9㎛인 제 1셀룰로오스계 섬유와 평균 직경이 30 내지 800㎛인 제 2셀룰로오스계 섬유, 더 바람직하게는 평균 직경이 5 내지 20㎛인 제 1셀룰로오스계 섬유와 평균 직경이 40 내지 400㎛인 제 2셀룰로오스계 섬유를 포함할 수 있다. 이와 같이, 최소한 2종의 셀룰로오스계 섬유가 상이한 크기를 구성함으로써, 실제 천연석 또는 직물과 같은 무늬를 효과적으로 구현할 수 있다.
여기서, 섬유의 평균 직경은 섬유들 각각의 단면의 중심을 지나는 최장 현의 길이의 평균이다.
셀룰로오스계 섬유의 내열도는 230℃ 이상일 수 있다. 바람직하게는 250℃이상, 더욱 바람직하게는 250℃ 내지 800℃일 수 있다. 230℃ 미만인 경우에는 압출 또는 사출 성형시에 열분해 및 열변색 등의 문제가 발생하며, 800℃를 초과하는 경우에는 별도 처리가 필요하거나 오히려 다른 물성 저하로 외관 특성이 저하될 수 있다.
셀룰로오스계 섬유의 평균 종횡비는 1.0 이하일 수 있다. 바람직하게는 0.05 내지 0.8, 더욱 바람직하게는 0.11 내지 0.22일 수 있다. 상기 평균 종횡비가 1.0을 초과하는 경우에는 입자들의 형태로 인하여 자연스러운 외관을 구성할 수 없는 한계가 있다. 여기서, 섬유의 평균 종횡비(aspect ratio)는 섬유들 각각의 단면의최장축 직경 대 최단축 직경의 비율의 평균이다.
셀룰로오스계 섬유의 함량은 열가소성 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부일 수 있다. 바람직하게는 1.0 내지 4.9중량부, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 1.9중량부일 수 있다. 0.1중량부 미만인 경우에는 자연석 느낌을 구현하는 효과가 없으며, 5중량부를 초과하는 경우에는 수지의 내구성이 현저히 저하될 뿐만 아니라, 오히려 압출 및 사출 성형의 가공이 어려운 문제가 있다.
(C) 첨가제
상기 열가소성 수지 및 적어도 2종의 셀룰로오스계 섬유에 마이카, 알루미늄 플레이크, 또는 글라스 플레이크 중 적어도 하나인 첨가제를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이는 천연석 느낌의 질감을 보다 향상시키기 위함이다.
다수의 관련 첨가제 중에서도, 본원발명의 복수의 셀룰로오스계 섬유와의 혼합에 가장 적합한 마이카, 알루미늄 플레이크, 또는 글라스 플레이크 중 적어도 하나를 첨가하는 것이 바람직하다
첨가제는 상기 열가소성 수지 100중량부에 대하여 0.05 내지 5중량부를 포함할 수 있다. 바람직하게는 0.1 내지 2중량부, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1중량부일 수 있다. 0.05중량부 미만인 경우에는 석재의 질감 구현효과가 미미하며, 5중량부를 초과하는 경우에는 가공성이 현저히 저하될 뿐만 아니라, 오히려 과도한 첨가제 입자들로 인하여 자연스러운 외관을 구성할 수 없는 문제가 있다.
또한, 열가소성 수지 100중량부에 대하여, 상기 알루미늄 플레이크는 0.1 내지 3중량부, 상기 글라스 플레이크는 0.05 내지 0.5중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이는 각각의 입자특성에 따라 석재의 질감 구현효과를 극대화하기 위한 최적의 함량비율이다.
셀룰로오스계 섬유와 상기 첨가제의 함량비율은 1:0.01 내지 1:0.5일 수 있다. 바람직하게는 1:0.05 내지 1:0.2일 수 있다. 1:0.01 미만인 경우에는 석재의 질감 구현효과가 미미하며, 1:0.5를 초과하는 경우에는 자연스러운 외관이 구현되기 어려운 문제가 있다.
다음으로, 본 발명의 성형품은, 상기 외장재용 열가소성 수지 조성물로부터 제조되며, 직물 또는 천연석 패턴이 성형품 표면에 형성되는 것이 바람직하다. 표면상에 추가적인 패턴을 형성함으로써, 외관 특성이 보다 향상되는 장점이 있다.
이하는 본 발명의 외장재용 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 우수성을 입증하기 위하여 실시한 실험결과이다.
구분 실시예
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
A 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
B-1 - - - - - - - - - - -
B-2 - - 0.7 0.7 - - - - - - -
B-3 1.0 - - - - - - - - - -
B-4 - - 0.7 0.7 - - - - - - -
B-5 - - - - - - - - - - -
B-6 - - 0.5 0.5 - - - - - - -
B-7 - - 1.0 1.0 0.65 - - - 0.3 - -
B-8 - - - - 0.25 0.8 0.5 0.7 0.3 0.5 1.0
B-9 - 1.0 - - - - - - 1.0 - -
B-10 - - - - - - - - - - -
B-11 - - - - - - - - - - -
B-12 1.5 1.0 2.0 2.0 0.15 - - - - - -
B-13 - - - - - 0.2 0.5 0.3 - 0.5 0.5
B-14 - - - - - 0.9 - - - - -
C - - - - - - 0.2 - - - -
D - 0.5 - - - - - 0.05 - - -
사출금형 일반 일반 패턴 일반 일반 일반 일반 일반 일반 일반 일반
비교예
구분 1 2 3 4 5 6 7
A 100 100 100 100 100 100 100
B-1 - - - 1.0 - - -
B-2 - - - - - - -
B-3 - - - - - - -
B-4 - - - - - - -
B-5 - - 1.0 - - - -
B-6 - - - - - - -
B-7 - 1.0 - - - - -
B-8 - - - - - - 0.025
B-9 - - - - - - -
B-10 - - - - 0.5 - -
B-11 - - - - - 0.5 -
B-12 1.0 - - - - - -
B-13 - - - - - - 0.025
B-14 - - - - - - -
C - - - - - - -
D - - - - - - -
사출금형 일반 일반 일반 일반 일반 일반 일반
상기 표 1 및 표 2의 각 구성성분은 다음과 같다.
(A) ABS 수지 : 제일모직(주) ABS 수지
(B) 셀룰로오스계 섬유 : B-1 ~ B-14 각각은 하기 표 3과 같다.
(C) 알루미늄 플레이크 : Nihonboshitsu 社 제품
(D) 글라스 플레이크 : Shepherd 社 제품
구분 제조사
 Length Diameter Aspect ratio 열안정성
㎛(D50) ℃
B-1 Towa Chemical 538.45 15.60 0.1751 315
B-2 Towa Chemical 535.09 13.83 0.17 319
B-3 Towa Chemical 509.18 16.32 0.1729 310
B-4 Towa Chemical 548.00 13.78 0.18 311
B-5 Towa Chemical 556.00 14.25 0.1784 315
B-6 Towa Chemical 511.21 8.64 0.11 319
B-7 Towa Chemical 536.14 8.94 0.11 319
B-8 Towa Chemical 521.51 8.61 0.11 319
B-9 IFC 607.70 19.03 0.22 324
B-10 Towa Chemical 530.00 42.01 0.1455 313
B-11 Towa Chemical 756.61 15.45 0.64 315
B-12 DAIYA KOGYO 564.46 46.25 0.15 254
B-13 DAIYA KOGYO 3910.80 92.61 0.2151 308
B-14 DAIYA KOGYO 3944.66 91.83 0.2116 302
C Nihonboshitsu 1341.95 306.62 0.72 415
D Shepherd 549.34 115.90 0.5675 590
상기 표 3은 본 실험에 사용된 셀룰로오스, 알루미늄 플레이크 및 글라스 플레이크 물질들을 구체적으로 나타낸 것이다. 여기서, 셀룰로오스계 섬유 및 플레이크 타입 입자의 크기는 SYNPATEC社 동적 고속 영상 분석법을 이용하여, Length, Diameter 및 Aspect ratio를 D50기준으로 측정하였다. 내열도(열 안정성,TGA)는 TA Instrument社의 Q5000 모델을 사용하여 질소기류 조건에서 20 ℃/min의 속도로 승온하여 10%의 중량 감소가 관찰되는 온도를 확인하여 측정하였다.
표 1 및 표 2의 성분으로 제조된 외장재용 열가소성 수지 조성물을 통상의 혼합기에서 혼합하고 L/=35, Φ=45㎜인 이축 압출기를 이용하여 압출한 후 압출물의 펠렛 형태로 제조하였다. 제조된 펠렛은 사출성형하기 전에 80℃의 기류식 건조기에서 5시간 이상 건조한 후 사출온도 230℃에서 10oz 사출기를 이용하여 시편을 제작한 후 외관을 확인하였다. 실시예 3을 제외한 모든 실시예와 비교예는 금형의 표면에 아무런 패턴이 없는 일반 금형을 사용하였으며, 실시예 3은 금형 표면에 직물과 같은 패턴이 형성되어 있는 패턴 금형을 사용하였다.
이렇게 제조된 성형품을 촬영한 결과는 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같다.
도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 한가지 종류의 섬유를 사용하고, 알루미늄 또는 글라스 플레이크를 첨가하지 않은 비교예 1 내지 6은 패턴이 단순하며 외관이 미려하지 않으며, 셀룰로오스계 섬유의 함량이 열가소성 수지 100중량부에 대하여 0.1중량부 미만인 비교예 7의 경우는 본 발명에서 구현하고자 하는 효과가 충분히 구현되지 않음을 확인할 수 있다.
즉, 2종 이상의 입자를 혼합하였으나, 비교예 7과 같이 너무 작은 함량의 셀룰로오스계 섬유는 표면에 잘 나타나지 않아 2종 이상을 혼합한 효과가 충분히 구현되지 않음을 확인할 수 있다.
또한, 플래이크 타입의 입자를 첨가제로 사용한 실시예 2,7,8은 보다 자연스러운 천연석의 느낌을 주는 것을 확인하였으며, 실시예 3과 같이 표면에 직물형태의 패턴이 형성되어 있는 금형을 사용하는 경우 본 발명의 효과를 보다 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
따라서, 상기 실험을 통하여, 본원발명의 성분간 함량비율 및 입자특성의 임계적 의의 및 본원발명의 우수성이 입증되었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (15)

  1. 열가소성 수지 및 적어도 2종의 셀룰로오스계 섬유를 포함하며,
    상기 셀룰로오스계 섬유는 상기 열가소성 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부를 포함하는 외장재용 열가소성 수지조성물
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 셀룰로오스계 섬유는 평균 직경이 30㎛미만인 제 1셀룰로오스계 섬유와 평균 직경이 30㎛이상인 제 2셀룰로오스계 섬유를 포함하는 외장재용 열가소성 수지조성물
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1셀룰로오스계 섬유는 평균 직경이 5 내지 20㎛이고, 상기 제 2셀룰로오스계 섬유는 평균 직경이 40 내지 400㎛인 외장재용 열가소성 수지조성물
  4. 제 1항에 있어서,
    마이카, 알루미늄 플레이크, 또는 글라스 플레이크 중 적어도 하나인 첨가제를 더 포함하는 외장재용 열가소성 수지조성물
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1셀룰로오스계 섬유와 상기 제 2셀룰로오스계 섬유의 함량비는 1:0.1 내지 1:6인 외장재용 열가소성 수지조성물
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 셀룰로오스계 섬유의 평균 길이는 400 내지 4000㎛인 외장재용 열가소성 수지조성물
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 셀룰로오스계 섬유의 내열도는 230℃ 이상인 외장재용 열가소성 수지조성물
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 셀룰로오스계 섬유의 입자 평균 종횡비는 1.0 이하인 외장재용 열가소성 수지조성물
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 가공가능온도가 300℃ 이하인 외장재용 열가소성 수지조성물
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리카보네이트 수지, 고무변성 비닐계 공중합체 수지 또는 폴리카보네이트-고무변성 비닐계 공중합체 얼로이 수지를 포함하는 외장재용 열가소성 수지조성물
  11. 제 4항에 있어서,
    상기 첨가제는 상기 열가소성 수지 100중량부에 대하여 0.05 내지 5중량부를 포함하는 외장재용 열가소성 수지조성물
  12. 제 4항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 100중량부에 대하여, 상기 알루미늄 플레이크는 0.5 내지 3중량부, 상기 글라스 플레이크는 0.05 내지 0.5중량부를 포함하는 외장재용 열가소성 수지조성물
  13. 제 4항에 있어서,
    상기 셀룰로오스계 섬유와 상기 첨가제의 함량비율은 1:0.1 내지 1:0.5인 외장재용 열가소성 수지조성물
  14. 제 1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 외장재용 열가소성 수지조성물로부터 제조된 성형품
  15. 제 14항에 있어서,
    직물 또는 천연석 패턴이 상기 성형품 표면에 형성된 성형품
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