KR101718225B1

KR101718225B1 - 내스크래치성 및 내후성능이 우수한 온실용 다층 폴리카보네이트 시트

Info

Publication number: KR101718225B1
Application number: KR1020150108223A
Authority: KR
Inventors: 장병옥; 김진호; 이소정; 임병훈
Original assignee: 롯데케미칼 주식회사
Priority date: 2015-07-30
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2017-03-20
Anticipated expiration: 2035-07-30
Also published as: KR20170014580A

Abstract

특정 조성의 피복층 및 기재층으로 구성된 폴리카보네이트 다층 시트를 이용하여 투과성능의 저하 없이 내스크래치 특성 및 내후성능을 향상시키고 충격성을 강화시킨 온실용 다층 시트가 개시된다. 본 발명은 폴리카보네이트 수지 43~89.9중량%, 메타크릴계 공중합체 수지 및 10~50중량% 및 자외선 흡수제 0.1~10중량%를 포함하는 피복층; 및 폴리카보네이트 수지를 포함하는 기재층;을 포함하는 온실용 다층 폴리카보네이트 시트를 제공한다.

Description

내스크래치성 및 내후성능이 우수한 온실용 다층 폴리카보네이트 시트{MULTILAYER POLYCARBONATE SHEET HAVING GOOD SCRATCH RESISTANCE AND WEATHERABILITY}

본 발명은 온실용 다층 폴리카보네이트 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내스크래치성 및 내후성능이 우수한 온실용 다층 폴리카보네이트 시트에 관한 것이다.

폴리카보네이트 수지는 내충격성 및 기계적 물성이 우수하며 높은 투명성, 우수한 치수 안정성, 폭넓은 착색성 등을 나타내어, 최근 전기, 전자 제품의 원가 절감, 대형화, 경량화 추세에 따라 폴리카보네이트 수지를 이용한 플라스틱 제품이 기존의 유리나 금속 소재 영역을 빠르게 대체하여, 전기, 전자 제품 뿐 아니라 자동차 부품 등에까지 그 사용 영역이 넓어지고 있다.

한편, 플라스틱 시트로 온실을 대체할 경우 일반적인 비닐하우스에 비해 장기 사용이 가능하며, 유리 온실에 비해 경량화 된 온실을 제공할 수 있다. 기존 비닐하우스의 경우 저렴한 장점을 지니지만 장기 사용이 불가능하며, 태풍 등의 자연재해에 취약한 단점이 있다. 또한 유리 온실의 경우 장기 사용이 가능한 장점을 지니지만 파손에 의한 작업자의 위험이 높으며, 높은 유리의 밀도 특성에 의해 자체 무게를 가지기 때문에 강한 골조를 사용해야 하는 단점이 있다. 이에 플라스틱 시트에 의한 온실 개발에 대한 요구는 지속적이었으나, 유리 온실에 비해 내후성능이 떨어지고, 풍랑과 우박 등에 의한 표면 스크래치 및 마모 발생으로 투과율이 저하되어 농작물 성장이 저해되는 문제가 대두되었다.

등록특허공보 제1140971호는 비닐하우스의 온실 보온 효과를 상승하게 하기 위하여 다층 구조의 비닐지를 갖는 다층 구조의 비닐 시트로서, 다층 구조에 의한 기공 형성으로 온실 효과를 상승시키는 기술을 개시하고 있으나, 비닐하우스는 기본적으로 장기 사용이 불가능하여 폐비닐에 의한 환경 오염을 유발할 뿐 아니라, 적층 및 기공에 의해 광투과율이 저하되어 작물 재배에 악형향을 유발할 수 있다.

등록특허공보 제0316364호는 PMMA 수지로 표면층을 구성하고 ABS/PC 혼합수지로 지지층을 구성하는 다층 시트로서, PMMA의 내후성능, PC/ABS의 내충격성을 이용하는 기술을 개시하고 있으나, 해당 시트와 같은 PC/ABS 얼로이(alloy)의 경우 ABS 함량에 따라 내충격성 저하가 발생하고, PC의 함량이 과도할 경우 유동성 저하가 발생하여 사용에 제한이 있다. 또한 ABS 얼로이에 의한 투명성 저하는 불투명에 가까운 수준으로 작물 재배 용도로서 한계를 지닌다.

공개특허공보 제2015-0050715호는 폴리메틸메타아크릴레이트 층 및 폴리카보네이트 층의 적층 구조를 포함하는 고경도 다층 시트로서, 2종의 서로 다른 수지를 사용하여 경도와 물성을 향상시킨 기술을 개시하고 있으나, PMMA와 PC는 서로 다른 특성으로 공압출을 할 경우 불량률이 높고 결합력이 약해 박리가 발생할 가능성이 높다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 특정 조성의 피복층 및 기재층으로 구성된 폴리카보네이트 다층 시트를 이용하여 투과성능의 저하 없이 내스크래치 특성 및 내후성능을 향상시키고 충격성을 강화시킨 온실용 다층 시트를 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 폴리카보네이트 수지 43~89.9중량%, 메타크릴계 공중합체 수지 10~50중량% 및 자외선 흡수제 0.1~10중량%를 포함하는 피복층; 및 폴리카보네이트 수지를 포함하는 기재층;을 포함하는 온실용 다층 폴리카보네이트 시트를 제공한다.

또한 상기 피복층 및 상기 기재층의 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량이 10,000~200,000인 것을 특징으로 하는 온실용 다층 폴리카보네이트 시트를 제공한다.

또한 상기 메타크릴계 공중합체 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 지방족 또는 방향족 메타크릴레이트 10~100중량% 및 단관능성 불포화 단량체 0~90중량%의 공중합체인 것을 특징으로 하는 온실용 다층 폴리카보네이트 시트를 제공한다.

[화학식 1]

(화학식 1에서, m은 0~10의 정수, X는 메틸기, 페닐기, 시클로헥실기, 메틸페닐기, 메틸에틸페닐기, 프로필페닐기, 메톡시페닐기, 시클로헥실페닐기, 클로로페닐기, 브로모페닐기, 페닐페닐기 또는 벤질페닐기)

또한 상기 자외선 흡수제는 벤조트리아졸계, 벤조페논계, 벤조트리아진계, 말로네이트계 및 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 온실용 다층 폴리카보네이트 시트를 제공한다.

또한 상기 자외선 흡수제는 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페놀, 2-[2-히드록시-3,5-디(1,1-디메틸벤질)페닐] 2H-벤조트리아졸, 2,2'-메틸렌비스[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸) 페놀], 2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-5-[(헥실)옥시]-페놀, 1,3-비스-[2'-시아노-3',3-디페닐아크리로닐]옥시]-2,2-비스-{[2-시아노-3',3'-페닐아크리로닐]옥시}메틸}프로판, 에딜 2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트, 테트라-에틸-2,2'-(1,4-페닐렌-디메틸이덴)-비스말로네이트, 디메틸 4-메톡시벤질리딘 말로네이트, 2-터트-부틸-6-(5-클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)-4-메틸페놀 및 3-(디아릴)[1,3,5]트리아진-2-일)-5-(알콕시 서브스티튜드)-페놀로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 온실용 다층 폴리카보네이트 시트를 제공한다.

또한 상기 다층 폴리카보네이트 시트는 하기 방법에 따라 측정된 내스크래치성이 연필경도 F 이상이고, 하기 방법에 따라 측정된 내후성이 4 미만인 것을 특징으로 하는 온실용 다층 폴리카보네이트 시트를 제공한다.

[측정방법]

전체 두께 3mm 및 피복층 두께 102㎛로 제조된 다층 시트에 대하여 ASTM 평가법 D3363에 따라 내스크래치성을 측정하고, Atlas CI4000 기기를 이용하여 SAE J1960 조건하에 1,000시간 폭로 후 색차계를 이용하여 내후성(ΔE)을 측정함.

이러한 본 발명에 따르면, 메타크릴계 공중합체 수지와 자외선 흡수제를 최적 함량으로 사용한 폴리카보네이트 수지를 피복층으로 사용하고 폴리카보네이트 수지를 포함하는 기재층으로 구성되어, 투명성을 유지하면서 내스크래치성 및 내후성능이 향상된 다층 시트를 제공함으로써, 기존 비닐하우스에 비해 장기 사용이 가능하며, 유리 온실에 비해 골조비용을 절약할 수 있으며 작업자의 안전을 보호할 수 있는 온실용 다층 시트를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일례에 따른 다층 시트를 모식적으로 나타낸 단면도.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

본 발명자들은 기존 비닐하우스 또는 유리 온실의 단점을 보완할 수 있는 플라스틱 소재로서 투명성을 유지하면서 내스크래치성 및 내후성능이 향상된 폴리카보네이트 시트 개발을 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 메타크릴계 공중합체 수지와 자외선 흡수제를 최적 함량으로 사용한 폴리카보네이트 수지를 피복층으로 사용하고 폴리카보네이트 수지를 포함하는 기재층으로 다층 시트를 구성함으로써 해결할 수 있음을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다.

이에, 본 발명은 폴리카보네이트 수지 43~89.9중량%, 메타크릴계 공중합체 수지 10~50중량% 및 자외선 흡수제 0.1~10중량%를 포함하는 피복층; 및 폴리카보네이트 수지를 포함하는 기재층;을 포함하는 온실용 다층 폴리카보네이트 시트를 개시한다.

도 1에서는 본 발명에 따른 다층 시트(10)를 모식적으로 도시하고 있으며, 피복층(11)이 기재층(12)의 일면 또는 양면에 적층된 형태로 구현될 수 있다. 먼저, 본 발명에 따른 다층 시트를 구성하는 성분에 대해 상세히 설명한다.

폴리카보네이트 수지

본 발명에서 피복층 및 기재층에 사용되는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 수지는 비정질 고분자로 투명성이 우수하면서도 내충격성, 자기 소화성, 유연성 및 가공성이 우수하며, 내후성이 뛰어나 장기간 높은 물성을 유지하고, 내열성 및 내한성이 뛰어나 심한 온도 변화에도 성능을 유지할 수 있다.

상기 폴리카보네이트 수지의 제조는 통상적인 제조방법을 따를 수 있으며, 예들 들어, 분자량 조절제 및 촉매의 존재하에 디히드록시페놀(dihydroxy phenol)계 화합물과 포스겐(phosgen)을 반응시켜 제조하거나, 디히드록시페놀계 화합물과 디페닐카보네이트(diphenyl carbonate)에 의해 얻어지는 전구체의 에스테르 상호 교환반응을 이용하여 제조할 수 있다.

여기서, 상기 디히드록시페놀계 화합물로는 비스페놀계 화합물을 사용할 수 있고, 바람직하게는 비스페놀 A(bisphenol A)(2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane)를 사용할 수 있다. 이때, 상기 비스페놀 A가 부분적으로 또는 전체적으로 다른 종류의 디히드록시페놀계 화합물로 대체될 수도 있다. 예컨대, 히드로퀴논, 4,4-디히드록시디페닐, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)설파이드, 비스(4-히드록시페닐)술폰, 비스(4-히드록시페닐)술폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)케톤, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 2,2,-비스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)프로판 등을 들 수 있다.

상기 폴리카보네이트 수지는 디히드록시페놀계 화합물의 단일 중합체이거나, 2종 이상의 디히드록시페놀계 화합물의 공중합체 또는 이들의 혼합물로 사용될 수 있다.

또한, 통상적으로 폴리카보네이트 수지는 선형 폴리카보네이트 수지, 분지형 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지 등의 형태를 가질 수 있는데, 본 발명에서 사용되는 폴리카보네이트 수지 조성물에 포함되는 폴리카보네이트 수지로는 특정 형태에 제한되는 것은 아니고, 이들 선형 폴리카보네이트 수지, 분지형 폴리카보네이트 수지 또는 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지 등이 모두 사용될 수 있다. 이중, 상기 선형 폴리카보네이트 수지로는 예를 들어, 비스페놀 A계 폴리카보네이트 수지가 사용될 수 있고, 상기 분지형 폴리카보네이트 수지로는 예를 들어, 트리멜리틱 무수물 또는 트리멜리틱산 등의 다관능성 방향족 화합물을 디히드록시페놀계 화합물 및 카보네이트 전구체와 반응시켜 제조된 것이 사용될 수 있으며, 상기 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지로는 예를 들어, 이관능성 카르복실산을 디히드록시페놀 및 카보네이트 전구체와 반응시켜 제조된 것이 사용될 수 있다.

본 발명에서 상기 피복층을 구성하는 폴리카보네이트 수지는 피복층 총 중량에서 43~89.9중량%, 바람직하게는 65~84중량% 함량으로 포함된다. 상기 폴리카보네이트 수지 함량이 43중량% 미만일 경우에는 폴리카보네이트의 우수한 기계적 특성이 발현되기 어려울 수 있으며, 89.9중량%를 초과할 경우에는 내스크래치성 및 내후성능의 향상을 기대하기 어려울 수 있다.

본 발명에서 상기 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량이 10,000~200,000일 수 있으며, 바람직하게는 15,000~80,000일 수 있고, 더욱 바람직하게는 20,000~50,000일 수 있다.

한편, 상기 기재층은 폴리카보네이트 수지와 함께 후술하는 자외선 흡수제를 0.1~10중량% 함량으로 더 포함하여 대기중의 자외선에 의한 유해한 영향으로부터 폴리카보네이트 수지가 보호되도록 할 수 있다.

메타크릴계 공중합체 수지

본 발명에서 피복층에 사용되는 메타크릴계 공중합체 수지는 피복층을 통한 내스크래치성 및 내후성 향상과 함께 흐림성 및 투과성 향상을 위해 조성된 것으로, 중량평균분자량이 2,000 이상 3,000 미만인 것이 바람직하며, 상기 중량평균분자량 범위에서 폴리카보네이트 수지와의 블렌딩 시 상용성이 우수하고, 시편 성형 시 표면 상태가 균일한 시편이 얻어지며, 특히 흐림성 및 투과성 면에서 매우 우수한 특성을 갖도록 할 수 있다. 또한, 1.52~1.58의 고굴절률을 갖는 메타크릴계 공중합체 수지를 사용함으로써 폴리카보네이트 수지와의 블렌딩 성형품 내의 헤이즈가 폴리카보네이트와 동등 수준인 0.9% 이하의 고투명성이 유지될 수 있다. 여기서, 고굴절률을 갖는 메타크릴계 공중합체 수지는 방향족 또는 지방족 메타크릴레이트로 변성된 수지로서, 통상적인 괴상, 유화, 현탁 중합법에 의해 중합될 수 있다.

본 발명에서 상기 메타크릴계 공중합체 수지는 방향족 또는 지방족 메타크릴레이트 10~100중량% 및 단관능성 불포화 단량체 0~90중량%의 공중합체일 수 있다. 상기 방향족 또는 지방족 메타크릴레이트가 10중량% 미만일 경우에는 중합된 메타크릴계 공중합체 수지의 평균 굴절률이 1.52 미만이 될 수 있다. 이러한 상기 메타크릴계 공중합체는 하기 화학식 1로 구성될 수 있다.

[화학식 1]

상기 방향족 또는 지방족 메타크릴레이트로는 예를 들어, 시클로헥실메타크릴레이트, 2-에틸페녹시메타크릴레이트, 2-에틸티오페닐메타크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 2-페닐에틸메타크릴레이트, 3-페닐프로필메타크릴레이트, 4-페닐부틸메타크릴레이트, 2,2-메틸페닐에틸메타크릴레이트, 2,3-메틸페닐에틸메타크릴레이트, 2,4-메틸페닐에틸메타크릴레이트, 2-(4-프로필페닐)에틸메타크릴레이트, 2-(4-(1-메틸에틸)페닐)에틸메타크릴레이트, 2-(4-메톡시페닐)에틸메타크릴레이트, 2-(4-시클로헥실페닐)에틸메타크릴레이트, 2-(2-클로로페닐)에틸메타크릴레이트, 2-(3-클로로페닐)에틸메타크릴레이트, 2-(4-클로로페닐)에틸메타크릴레이트, 2-(4-브로모페닐)에틸메타크릴레이트, 2-(3-페닐페닐)에틸메타크릴레이트, 2-(4-벤질페닐)에틸메타크릴레이트 등을 들 수 있다.

또한, 상기 단관능성 불포화 단량체로는 예를 들어, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트 등과 같은 메타크릴산 에스테르류, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 등과 같은 아크릴산 에스테르류, 아크릴산, 메타크릴산 등과 같은 불포화 카르복실산, 무수말레산 등과 같은 산 무수물, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 모노글리세롤아크릴레이트 등과 같은 히드록시기 함유 에스테르, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 알릴글리시딜에테르, 글리시딜메타크릴레이트, 스티렌, 알파메틸스티렌 등을 들 수 있다.

본 발명에서 상기 메타크릴계 공중합체 수지는 피복층 총 중량에서 10~50중량%, 바람직하게는 15~34중량% 함량으로 포함된다. 상기 메타크릴계 공중합체 수지 함량이 10중량% 미만일 경우에는 내스크래치성의 향상을 기대하기 어려울 수 있고, 50중량%를 초과할 경우에는 내후성이 떨어질 수 있고 성형 시 플로우 마크(flow mark)가 발생할 수 있다.

자외선 흡수제

본 발명에서 피복층에 사용되는 자외선 흡수제는 자외선 에너지를 차단하거나 자외선 에너지를 선택적으로 흡수하여 고분자에 해가 되지 않는 다른 형태의 에너지로 방출하거나 고분자의 광 반응, 특히 광분해 개시반응을 저해시키는 성분을 의미하는 것으로, 피복층 총 중량에서 0.1~10중량%, 바람직하게는 1~5중량% 함량으로 포함된다. 상기 함량에 따라 다층 폴리카보네이트 시트 표면으로의 흡수제의 블리드, 기계적 특성의 저하를 일으키지 않고 다층 폴리카보네이트 시트의 내후성을 향상시킬 수 있다.

이러한 자외선 흡수제로서 상기한 기능을 갖는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페놀, 2-[2-히드록시-3,5-디(1,1-디메틸벤질)페닐] 2H-벤조트리아졸, 2,2'-메틸렌비스[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸) 페놀], 2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-5-[(헥실)옥시]-페놀, 1,3-비스-[2'-시아노-3',3-디페닐아크리로닐]옥시]-2,2-비스-{[2-시아노-3',3'-페닐아크리로닐]옥시}메틸}프로판, 에딜 2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트, 테트라-에틸-2,2'-(1,4-페닐렌-디메틸이덴)-비스말로네이트, 디메틸 4-메톡시벤질리딘 말로네이트, 2-터트-부틸-6-(5-클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)-4-메틸페놀 또는 3-(디아릴)[1,3,5]트리아진-2-일)-5-(알콕시 서브스티튜드)-페놀이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 다층 폴리카보네이트를 구성하는 피복층 및 기재층은 그 목적을 벗어나지 않는 범위 내에서 각각의 용도에 따라 또 다른 첨가제를 더 포함할 수 있다. 추가 첨가제로는 힌더드 아민계 광안정제, 이형제, 에폭시계 화합물, 열안정제 또는 산화방지제가 각 피복층 또는 기재층 100중량부에 대하여 0.01~10중량부로 첨가될 수 있다.

본 발명에서 다층 폴리카보네이트 시트는 피복층 및 기재층을 각각 1 이상 포함할 수 있고, 기재층의 일면 또는 양면에 피복층을 형성함에 따라, 피복층에 의한 자외선 및 적외선 차폐효과로 기재층에 포함된 폴리카보네이트 수지에 직접적인 자외선 접촉을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 직접적인 자외선 접촉에 의한 폴리카보네이트 수지의 황변현상을 방지할 수 있으며, 다층 폴리카보네이트 시트의 전체적인 내후성도 향상될 수 있다.

상기 피복층 및 기재층의 두께는 다층 폴리카보네이트 시트의 물성이나 구체적인 용도에 따라 결정될 수 있으나, 온실용으로 사용 시 특히 피복층의 두께는 0.01~1mm일 수 있고, 내스크래치성과 내후성 향상을 더욱 고려하기 위해서는 0.1mm 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에서 피복층을 구성하는 메타크릴계 공중합체/폴리카보네이트 수지 조성물은 공지의 방법으로 제조될 수 있다. 예컨대, 폴리카보네이트 수지 및 메타크릴계 공중합체 수지에 기타 첨가제들을 동시에 혼합한 후 압출기 내에서 용융압출하고 펠렛 형태로 제조할 수 있고, 상기 펠렛을 이용하여 후술하는 다층 시트 성형에 사용될 수 있다. 상기 용융압출은 구체적으로 스크류 회전속도 50~1000rpm의 조건 하에서 체류시간 5~90초로 수행될 수 있으며, 바람직하게는 스크류 회전속도 200~800rpm의 조건하에서 체류시간 10~60초로 수행될 수 있다. 상기 체류시간의 경우 메타크릴계 공중합체 수지의 열화 방지 및 생산성 향상을 위해 90초 이하인 것이 바람직하다.

또한 메타크릴계 공중합체/자외선흡수제/폴리카보네이트 수지 조성물로 구성된 피복층과 폴리카보네이트를 포함하여 구성된 기재층은 공압출을 이용하여 다층 시트로 형성될 수 있다. 공압출(Co-extrusion)이란 둘 이상의 압출기를 사용하여 압출코팅, 필름 또는 시트 제작 시 하나 이상의 층(layer)을 더하여 다층의 구조를 만드는 방법을 일컫는다. 상기 공압출 공정은 특별히 제한을 받지 않으며 일반적인 공압출 공정에 의해 상기 피복층 및 기재층이 형성되도록 할 수 있다. 예컨대, 2대 이상의 압출기로부터 밀려 나온 기재층 및 피복층을 롤에서 접합하는 방법이나, 다류 노즐을 이용하여 하나의 압출 다이로 공압출하는 방법 등을 들 수 있다. 다만 공압출 공정 시 피복층의 기능성인 양호한 내스크래치성과 내후성 구현을 위해 전술한 바와 같이 피복층이 100㎛ 이상의 두께로 형성되도록 하는 것이 중요하다.

이상의 본 발명에 따라 제조된 다층 폴리카보네이트 시트는 전체 두께 3mm 및 피복층 두께 102㎛로 제조된 다층 시트를 기준으로, ASTM 평가법 D3363에 따라 내스크래치성을 측정하고, Atlas CI4000 기기를 이용하여 SAE J1960 조건하에 1,000시간 폭로 후 색차계를 이용하여 내후성(ΔE)을 측정할 경우, 내스크래치성이 연필경도 F 이상이고, 내후성이 4 미만의 특성을 나타낼 수 있게 된다. 이하, 본 발명에 따른 구체적인 실시예 및 비교예를 들어 설명한다.

먼저, 실시예 및 비교예에 사용된 성분 사양은 다음과 같다.

기재층

(A) 폴리카보네이트 수지

용융지수(300℃, 1.2kg)가 7.0이고, 중량평균분자량이 25,000인 폴리카보네이트 수지(PC-1070U, LOTTE CHEMICAL)를 사용하였다.

피복층

(A) 폴리카보네이트 수지

용융지수(300℃, 1.2kg)가 7.0이고, 중량평균분자량이 20,000~50,000인 폴리카보네이트 수지(PC-1070U, LOTTE CHEMICAL)를 사용하였다.

(B) 메타크릴계 공중합체 수지

상용화된 제품인 미쯔비시레이온의 H-880(굴절률 1.54~1.56, 중량평균분자량 2,500)을 사용하였다.

(C) 자외선 흡수제

상용화된 제품인 BASF사의 Tinuvin-1600(2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페놀)을 사용하였다.

실시예 1

피복층인 메타크릴계 공중합체/자외선 흡수제/폴리카보네이트 수지 조성물을 제조하기 위해, 폴리카보네이트 수지 88.5중량부, 메타크릴계 공중합체 수지 10중량부, 자외선 흡수제 1.5중량부 및 상용 산화방지제를 0.1중량부 함량비로 혼합하고, 2축 압출기(twin screw extruder, 스크류 직경 26㎜, L/D=40)를 이용하여 압출온도 270~300℃, 스크류 회전속도 200rpm의 압출조건으로 펠렛상의 폴리카보네이트 수지 조성물을 제조하였다. 이후 다층 시트 제조를 위해 기재층 형성을 위한 제1 압출기(스크류 직경 120㎜, L/D=40, 스크류 회전속도 35rpm) 및 피복층 형성을 위한 제2 압출기(스크류 직경 65㎜, L/D=30, 스크류 회전속도 25rpm)를 이용하여 다이 온도를 수지의 흐름에 따라 230~280℃로, 롤의 온도를 100~120℃로 조절하고 공압출하여 전체두께 3mm, 피복층 두께 102㎛인 다층 시트를 제조하였다.

실시예 2

실시예 1에서 피복층 제조 시 폴리카보네이트 수지 78.5중량부 및 메타크릴계 공중합체 수지 20중량부 함량비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다층 시트를 제조하였다.

실시예 3

실시예 1에서 피복층 제조 시 폴리카보네이트 수지 68.5중량부 및 메타크릴계 공중합체 수지 30중량부 함량비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다층 시트를 제조하였다.

실시예 4

실시예 1에서 피복층 제조 시 폴리카보네이트 수지 58.5중량부 및 메타크릴계 공중합체 수지 40중량부 함량비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다층 시트를 제조하였다.

실시예 5

실시예 1에서 피복층 제조 시 폴리카보네이트 수지 48.5중량부 및 메타크릴계 공중합체 수지 50중량부 함량비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다층 시트를 제조하였다.

비교예 1

실시예 1에서 피복층 제조 시 메타크릴계 공중합체 수지 및 자외선 흡수제를 혼합하지 않고, 폴리카보네이트 수지 100중량부로 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다층 시트를 제조하였다.

비교예 2

실시예 1에서 피복층 제조 시 자외선 흡수제를 혼합하지 않고, 폴리카보네이트 수지 70중량부 및 메타크릴계 공중합체 수지 30중량부 함량비로 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다층 시트를 제조하였다.

비교예 3

실시예 1에서 피복층 제조 시 메타크릴계 공중합체 수지를 혼합하지 않고, 폴리카보네이트 수지 98.5중량부로 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다층 시트를 제조하였다.

시험예

본 발명에 따른 다층 폴리카보네이트 시트에 대하여 하기 방법에 따라 흐림도, 투과율, 내스크래치성 및 내후성을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

[측정 방법]

(1) 흐림도

ASTM 평가법 D1003에 따라 측정하였다.

(2) 투과율

ASTM 평가법 D1003에 따라 측정하였다.

(3) 내스크래치성

ASTM 평가법 D3363에 따라 측정하였다.

(4) 내후성

Atlas CI4000 기기를 이용하여 SAE J1960 조건하에 1,000 시간 폭로 후 색차계를 이용하여 ΔE를 측정하였다.

상기 표 1을 참조하면, 먼저 본 발명에 따른 성분 조성 범위의 메타크릴계 공중합체/자외선 흡수제/폴리카보네이트 수지 조성물을 이용한 피복층 및 폴리카보네이트 수지를 이용한 기재층으로 형성된 다층 시트(실시예 1 내지 5)는 자외선 흡수제 및 메타크릴계 공중합체를 사용하지 않은 순수 폴리카보네이트로 구성된 피복층으로 형성된 다층 시트(비교예 1)에 비하여 내후성 및 내스크래치성이 향상된 것을 알 수 있다.

또한, 자외선 흡수제를 사용하지 않은 피복층으로 형성된 다층 시트(비교예 2)에 비하여 내후성능이 향상되었고, 메타크릴계 공중합체를 사용하지 않은 피복층으로 형성된 다층 시트(비교예 3)에 비해서는 내스크래치성이 향상된 것을 알 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 다층 시트 11: 피복층
12: 기재층

Claims

폴리카보네이트 수지 43~89.9중량%, 메타크릴계 공중합체 수지 10~50중량% 및 자외선 흡수제 0.1~10중량%를 포함하는 피복층; 및
폴리카보네이트 수지를 포함하는 기재층;
을 포함하되,
상기 메타크릴계 공중합체 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 지방족 또는 방향족 메타크릴레이트 10~100중량% 및 단관능성 불포화 단량체 0~90중량%의 공중합체로서, 중량평균분자량이 2,000 이상 3,000 미만이고, 굴절률이 1.52~1.58인 것을 특징으로 하는 온실용 다층 폴리카보네이트 시트.
[화학식 1]

(화학식 1에서, m은 0~10의 정수, X는 메틸기, 페닐기, 시클로헥실기, 메틸페닐기, 메틸에틸페닐기, 프로필페닐기, 메톡시페닐기, 시클로헥실페닐기, 클로로페닐기, 브로모페닐기, 페닐페닐기 또는 벤질페닐기)
제1항에 있어서,
상기 피복층 및 상기 기재층의 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량이 10,000~200,000인 것을 특징으로 하는 온실용 다층 폴리카보네이트 시트.
삭제
제1항에 있어서,
상기 자외선 흡수제는 벤조트리아졸계, 벤조페논계, 벤조트리아진계, 말로네이트계 및 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 온실용 다층 폴리카보네이트 시트.
제4항에 있어서,
상기 자외선 흡수제는 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페놀, 2-[2-히드록시-3,5-디(1,1-디메틸벤질)페닐] 2H-벤조트리아졸, 2,2'-메틸렌비스[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸) 페놀], 2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-5-[(헥실)옥시]-페놀, 1,3-비스-[2'-시아노-3',3-디페닐아크리로닐]옥시]-2,2-비스-{[2-시아노-3',3'-페닐아크리로닐]옥시}메틸}프로판, 에딜 2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트, 테트라-에틸-2,2'-(1,4-페닐렌-디메틸이덴)-비스말로네이트, 디메틸 4-메톡시벤질리딘 말로네이트, 2-터트-부틸-6-(5-클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)-4-메틸페놀 및 3-(디아릴)[1,3,5]트리아진-2-일)-5-(알콕시 서브스티튜드)-페놀로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 온실용 다층 폴리카보네이트 시트.
제1항에 있어서,
상기 다층 폴리카보네이트 시트는 하기 방법에 따라 측정된 내스크래치성이 연필경도 F 이상이고, 하기 방법에 따라 측정된 내후성이 4 미만인 것을 특징으로 하는 온실용 다층 폴리카보네이트 시트.
[측정방법]
전체 두께 3mm 및 피복층 두께 102㎛로 제조된 다층 시트에 대하여 ASTM 평가법 D3363에 따라 내스크래치성을 측정하고, Atlas CI4000 기기를 이용하여 SAE J1960 조건하에 1,000시간 폭로 후 색차계를 이용하여 내후성(ΔE)을 측정함.