KR100765802B1

KR100765802B1 - 복층 구조의 폴리우레탄 폼 또는 엘라스토머 시트

Info

Publication number: KR100765802B1
Application number: KR1020060055215A
Authority: KR
Inventors: 강원형; 이세용; 박형신; 구자현
Original assignee: 에스엔케이폴리텍(주)
Priority date: 2006-06-20
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2007-10-12

Abstract

본 발명은 우수한 충격흡수성, 복원력 및 씰링 특성(sealing property)을 갖는 폴리우레탄 폼 또는 엘라스토머 복층시트 구조체에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명의 폼 또는 엘라스토머 복층시트는 중간층으로 구조보강재를 사용하고 그의 상하 복층으로 폴리우레탄 폼(foam) 또는 엘라스토머 층을 갖는 구조로서, 0.1 g/㎤ 이상의 높은 밀도를 유지하면서 폼의 셀 구조가 미세하고 균일하게 조직되고, 엘라스토머 또한 우수한 충격흡수성과 복원력 및 밀폐성을 나타낸다. 본 발명의 폴리우레탄 폼 또는 엘라스토머 복층 시트 구조체는 전자기기용, 스포츠용, 자동차용 등 다양한 분야에 널리 이용될 수 있다.

Description

복층 구조의 폴리우레탄 폼 또는 엘라스토머 시트 {Double side polyurethane foam or elastomer sheet}

도 1은 본 발명에 따라 구조보강재의 양쪽 면에 탄성체가 형성된 복층 시트 구조체의 단면도이고,

도 2는 구조보강재의 양쪽 면에 탄성체 및 표면코팅층이 차례로 형성된 복층 시트 구조체의 단면도이며,

도 3은 전사필름을 이용하여 표면코팅층이 있는 본 발명의 복층 시트 구조체를 제조하는 공정의 예를 나타낸 공정도이고,

도 4는 컨베이어벨트 상에 직접 표면 코팅하여 표면 코팅층이 있는 본 발명의 복층 시트 구조체를 제조하는 공정의 예를 나타낸 공정도이다.

* 도면의 부호에 대한 간단한 설명

10, 10': 폴리우레탄 씰재

20: 구조보강재

30, 30': 표면코팅층

100, 100': 폴리우레탄 컴파운드

110, 110': 코터

120: 프리히터

130, 130': 폴리우레탄층

200: 구조보강재

300, 300', 310: 건조기

320, 330: 표면코팅기

400: 컨베이어 벨트

500: 전사필름

600: 필름회수롤

700: 권취롤

본 발명은 우수한 충격흡수성 및 복원력과 씰링 특성을 갖는 폴리우레탄 폼 (foam) 또는 엘라스토머 복층 시트 구조체에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 중간층에 구조보강재인 기재를 사용하고 그의 상하 양면에 복층으로 폴리우레탄 폼 또는 엘라스토머를 갖는 구조의 폴리우레탄 폼 또는 엘라스토머 시트로서, 이는 물성이 0.1 g/㎤ 이상의 높은 밀도를 유지하면서 폼의 셀 구조가 미세하고 균일하게 조직되고, 엘라스토머 또한 우수한 충격흡수성과 복원력 및 씰링 특성을 나 타낸다.

최근 전자가전 제품이 경량화, 고기능화, 다양화됨에 따라 전자 부품이 다기능화되어 구조가 복잡해지고 있다. 또한 다양한 기능의 부품이 협소한 내부 구조에 집적되므로 기구의 설계시 부품과 케이스사이에 공간이 불규칙적으로 발생되고, 또한 액정표시부, 마이크, 카메라 등은 외부 충격에 대한 보호가 필요해지게 되었다. 따라서 그러한 보호를 위해 사용되는 씰(seal)재는 충격 및 진동흡수성이 우수한 특성을 가질 것이 요구된다. 구조의 복잡성과 경량화에 따라서 씰재는 두께가 얇아져야 하는 반면 압축시 씰링 특성이 우수하고 형태 변형이 쉽게 이루어져야하고 충격흡수 특성이 있어야 한다.

이런 용도의 씰재로는 저밀도 폴리우레탄폼, 올레핀폼, 고무폼 등이 사용되어 왔다. 저밀도 폼류는 연질이지만 충격흡수성이 낮고 먼지 유입 및 빛 차단 효과가 없는 단점이 있다.

따라서, 기계적 프로스(mechanical froth) 공법에 의해 한 면이 구조보강재로 된 고밀도 폴리우레탄 폼이 널리 사용되고 있는데, 이는 충격흡수성, 씰링 특성이 우수하고, 25% 압축응력이 적고 먼지 유입 및 빛 차단 효과가 있다. 한편으로 위의 제품은 구조보강재의 존재로 인해 가공시 편리성, 형태안정성, 후가공상의 장점은 있으나 한면이 구조보강재로 되어 있어 씰재의 역할이 떨어지는 단점이 있다.

휴대용 통신 전자 기기 등의 디스플레이 부품의 씰재로 사용되는 폴리우레탄 폼의 제조는 폼의 한 면에 구조보강재인 플라스틱 필름이 있는 제품과 없는 제품으로 개발되었다. 플라스틱 필름 등의 구조보강재가 있는 경우는 구조보강재가 폴리 우레탄 폼 또는 엘라스토머에 비해 충격흡수성, 복원력 및 씰링 특성이 취약하다는 단점이 있다. 한편 구조보강재가 없는 경우는 양면의 씰링 특성 및 충격흡수성은 우수하나 수축성, 구조변형성, 가공성, 인장강도, 인열강도 등의 기계적 물성이 취약한 단점이 있다.

이에, 본 발명은 일정한 형태 유지를 보장하고 가공성이 좋으면서 기계적 물성이 우수하며 충격흡수성 및 씰링 특성 또한 우수한 폴리우레탄 폼 또는 엘라스토머 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 중간층에 기재로서 구조보강재가 있고 이 기재의 양면에 각각 폴리우레탄 폼 또는 엘라스토머 층이 형성된 복층 시트 구조체를 제공한다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 복층 시트 구조체의 구조를 도 1에 나타내었다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 복층 시트 구조체는 우수한 충격흡수성 및 씰링 특성을 발휘하는 폴리우레탄층(10, 10')과 그 중간 기재인 구조보강재(20)로 구성된다.

본 발명의 구조체에 있어서, 씰재로 기능하는 폴리우레탄층(10, 10')은 복합적 기능을 만족하여야 한다. 즉, 충격흡수성을 부여하기 위해서는 10초이내에 원상 회복되는 탄성 복원력 특성(slow recovery)을 가져야 하고, 내부 공간을 메우기(sealing)위해서는 소프트한 특성을 가져야 하며, 높은 인장, 인열강도를 갖기 위해서는 엘라스토머 특성을 가질 것이 요구된다. 또한, 본 발명의 구조체는 가공성 및 치수 안정성을 부여하기 위해 구조보강재를 상기 씰재 층 사이에 도입함을 특징으로 한다.

구체적으로, 본 발명에 따르면 씰재로서, 바람직하게는 우수한 충격흡수성 및 복원력을 갖고 가공성이 용이하고 형태안정성을 부여한 폴리우레탄 폼 또는 엘라스토머를 사용한다.

충격흡수성 및 복원력과 씰링 특성이 우수한 재질을 제조하기 위해서는 각 원료의 특성 및 제조공정이 중요한 요소이다. 제조 공정상 기재의 상층과 하층의 재질에 따라서 물성을 조정하고 응용되는 부분의 요구 물성, 즉 충격흡수성, 복원력, 씰링 특성을 다양하게 맞출 수 있다.

본 발명에 있어서, 각 폴리우레탄 층의 물성은, 밀도 범위는 0.1 내지 1.5 g/㎤의 범위, 바람직하게는 0.2 내지 1.2 g/㎤의 범위 정도이고, 경도 범위는 쇼어(Shore) 경도계 타입 "OO"로 측정시 20 내지 95의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

상기 폴리우레탄이 폼 형태의 경우에는 밀도가 0.1 내지 0.8 g/㎤의 범위이고, 경도가 쇼어(Shore) 경도로 25 내지 60의 범위를 갖는 것이 바람직하며, 상기 폴리우레탄이 엘라스토머 형태인 경우에는 밀도가 0.8 내지 1.5 g/㎤의 범위이고, 경도가 쇼어(Shore) 경도로 50 내지 95의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 씰재인 폴리우레탄 폼 및 엘라스토머는 폴리올, 충진제, 촉매, 가교제, 계면활성제 등을 혼합교반한 후, 여기에 이소시아네이트 화합물을 투입하고 교반하여 반응시키는 통상의 방법으로 제조될 수 있다.

본 발명의 폴리우레탄의 폴리올 성분으로는 폴리에스테르계 폴리올, 폴리에테르계 폴리올 등을 포함한다. 구체적으로, 상기 폴리에스테르계 폴리올은 디카르복실산과 디올로 구성되며, 디카르복실산으로는 숙신산, 글루타르산, 아디핀산, 피멜린산, 수베린산, 아제라인산, 세바신산, 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 말레인산, 푸말산, 이타콘산, 테트라브로모프탈산, 트리메리틴산 또는 이들의 에스테르 유도체, 이들의 산무수물 등을 포함하고, 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르계 폴리올을 구성하는 디올로는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판, 글리세린, 펜타에리트리톨, 퀴니톨, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리플로필렌글리콜, 디글리세린, 덱스트로즈, 솔비톨 등을 포함하며, 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 폴리에테르계 폴리올로서 알콜류, 아민류 등의 블럭 또는 랜덤 알킬렌옥시드 부가물을 들 수 있다. 구체적으로, 폴리옥시에틸렌과 폴리옥시프로필렌의 디올, 트리올 및 폴리올, 폴리옥시테트라메틸렌글리콜 및 그들의 혼합물 등을 포함한다.

상기 폴리에테르계 폴리올의 제조에 사용되는 화합물 중 2개 이상의 활성 수소를 갖는 화합물로는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 사이클로헥산디메탄올, 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 트리에틸올에탄, 디글리세린, 덱스트로즈, 슈크로즈, 비스페놀 A, 에틸렌디아민, 그들의 변성물 등을 들 수 있고, 이들은 각각 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 알킬렌옥시드로는 에틸렌옥시드, 프로필렌옥시드, 1,2-부틸렌옥시드, 2,3-부틸렌옥시드, 스틸렌옥시드 등을 포함한다.

본 발명에서 폴리올 성분은 적당한 점도를 유지하고 작업성을 향상시키며, 폴리우레탄 폼의 강도를 유지하는 관점에서 중량평균분자량이 200~10,000, 바람직하게는 500~8,000이다.

한편, 본 발명의 폴리우레탄의 제조에 사용되는 이소시아네이트 화합물로는 이소시아네이트기를 2개 이상 갖는 방향족계, 지환족계, 지방족계 폴리이소시아네이트, 이들의 혼합물, 이를 변성하여 얻어지는 변성 폴리이소시아네이트 등을 들 수 있다.

그 구체적인 예로는 에틸렌디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트, 톨릴렌디이소시아네이트, 메틸렌디페닐디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 폴리메틸렌폴리페닐렌이소시아네이트, 수소화 메틸렌디페닐디이소시아네이트, 수소화 톨릴렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사 메틸렌디이소시아네이트, 리진디이소시아네이트 및 이들의 혼합물 또는 이들의 변성체 등을 들 수 있다. 또한, 변성체로는 폴리이소시아네이트와 폴리올의 반응생성물인 프리폴리머형 변성체, 누레이트 변성체, 우레아 변성체, 카르보디이미드 변성체, 아로파네이트 변성체, 뷰렛 변성체 등을 들 수 있다.

상기 이소시아네이트 성분은 중량 평균 분자량이 200 내지 500 이고, 이소시아네이트 함량이 25~50%인 폴리머릭 메틸렌디페닐디이소시아네이트 30 내지 70 중량% 및 이소시아네이트 함량이 25~50%인 변성 메틸렌디페닐디이소시아네이트 70 내지 30 중량%를 함유하는 이소시아네이트를 한 개 또는 2개 이상을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 복층 시트 구조체에 있어서, 씰재로는 상기 폴리우레탄 이외에도, 충격흡수 및 씰재 역할을 할 수 있는 여러 가지 재질이 사용될 수 있으며, 그러한 재질로는 폴리올레핀계 (예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 고무, 아크릴계, 폴리에스테르계, 실리콘 수지, 테플론 등의 폼류 또는 엘라스토머 형태 등이 있고, 이들을 단일 재질 또는 복합 재질로 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 상기 복층 시트 구조체에 있어서, 씰재의 한 면의 두께는 0.1 내지 20 mm 범위, 바람직하게는 0.1 내지 10mm 범위가 적정하나, 필요하다면 그 이하 또는 그 이상의 두께로도 제조 가능하다. 경도는, 폼류로는 25% 압축강도가 5 kgf/cm² 이하, 또는 쇼어 타입 "OO" 경도로 25 내지 60 이하의 물성으로 설계하는 것이 바람직하다. 그 이상의 경우는 적용 상에 씰링 특성의 한계가 있을 수 있다. 따라서 저경도 고밀도 폴리우레탄 폼이 가장 적합하다. 한편, 엘라스토머로는 경도가 쇼어 경도로 50 내지 95 정도로 높으나 밀도가 0.8 내지 1.5 g/cm³ 범위로 높아 충격흡수성이 있는 원료를 사용한다. 상기 엘라스토머는 밀도와 경도가 높으므로 인해 큰 충격이 있는 곳, 예를 들면 중대형 전자기기 등에 적용하기에 바람직할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 복층 시트 구조체의 기재 역할을 하는 구조보강재(20)의 재질로는 공지된 일반적인 모든 플라스틱 재질, 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)을 포함하는 폴리에스터계, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP)와 같은 폴리올레핀계, 나일론, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트 등의 필름 및 텍스타일 (textile), 매쉬, 부직포 또는 도전성 매쉬, 도전성 직물, 도전성 부직포, 금속 박막 등이 사용될 수 있고, 바람직하게는 열안정성 및 작업성을 고려할 때 PET 필름, 또는 텍스타일을 사용한다.

구조보강재의 두께는 0.01 내지 1 mm 범위가 가능하나, 구조보강재의 재질에 따라서 제조 공정 및 가공성 등을 고려하여 두께를 조정할 수도 있다. 바람직하게는 PET의 경우는 0.02 내지 0.15 mm의 두께인 경우가 가장 양호한 결과를 보여 준다. 또한 텍스타일의 경우는 0.2 내지 0.8 mm의 두께인 경우가 가장 양호한 결과를 보여 준다.

본 발명의 복층 시트 구조체는 또한 도 2에 나타낸 바와 같이, 양 씰재층의 각 외부 표면에 표면코팅층(30, 30')을 추가로 포함할 수 있다. 이 표면코팅층은 슬립성, 광택, 대전성등 표면 특성을 부여하는 역할을 하며, 제조 생산시 시트 롤 상태로 작업하기가 용이하며, 폴리아크릴, 폴리우레탄, 폴리에스터, 폴리에틸렌 등 코팅 가능한 고분자 수지 함유 조성물을 이용하여 통상의 방법으로 형성될 수 있다. 상기 표면코팅층은 1 내지 50 ㎛ 두께 범위로 형성될 수 있다.

본 발명의 복층 시트 구조체는 공지된 모든 통상적인 방법을 이용하여 제조할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 복층 시트 구조체는, 기판 상에 제1 폴리우레탄 폼 또는 엘라스토머층을 형성한 후, 그 위에 구조보강재를 위치시킨 다음, 다시 그 위에 제2 폴리우레탄 폼 또는 엘라스토머층을 형성함으로써 제조할 수 있으며, 각 단계는 공지된 모든 방법으로 수행될 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 본 발명의 복층 시트는 상기 제1 또는 제2 폴리우레탄 층의 일면에 폴리우레탄 표면코팅층을 추가로 포함할 수 있으며, 이의 제조 공정을 도 3 및 도 4에 나타내었다. 도 3은 전사필름을 이용하여 표면코팅층이 있는 본 발명의 복층 시트 구조체를 제조하기 위한 공정의 예를 나타낸 공정도이고, 도 4는 컨베이어벨트 상에 직접 표면 코팅층을 형성하여 표면코팅층이 있는 본 발명의 복층 시트 구조체를 제조하기 위한 공정의 예를 나타낸 공정도이다.

구체적으로, 도 3에 나타낸 바와 같이, 공정 전반부에 미리 기재 상에 제1 표면코팅제가 코팅되어 있는 전사필름 (500)을 준비하고 이 필름을 컨베이어 벨트 (400)을 통해 연속적으로 공급하면서 상기 전사 필름의 제1 표면코팅제층 위에 제1 폴리우레탄 씰재 조성물 (100)을 토출시킨다. 두께를 보정해주는 나이프 코터 등의 코터 (110)을 통과한 다음, 프리히터 (120) 구간을 지나면, 생성된 제1 폴리우 레탄 씰재 층 (130)에 전사필름의 코팅제가 전사되어 그의 하부층이 되고, 상기 제1 폴리우레탄 씰재 층 (130) 위에 구조보강재 (200)를 공급하여 상층으로 적층하고 상기 구조보강재 (200) 위에 다시 폴리우레탄 조성물 (100')을 토출시켜 이 적층체를 나이프 코터 등의 코터 (110')를 통과시켜 제2 폴리우레탄 씰재 층 (130')을 형성한 후 경화 구간 (300)을 통과시키고 다시 그 위에 코팅기 (330) 및 열건조기 (310')를 통해 제2 표면코팅층을 형성하는 방법으로, 본 발명에 따른 복층 시트 구조체를 제조할 수 있다. 상기 전사 필름은 최종 시트 구조체 완성 후 기재 필름이 제1 표면코팅층으로부터 이형되어 필름회수롤 (600)에 회수되며, 최종 시트 구조체는 권취롤(700)에 권취된다.

또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 컨베이어 벨트 (400) 하단에 코팅기 (320)를 설치하여 컨베이어 벨트(400)을 용도에 맞는 제1 표면코팅제로 직접 코팅한 후 열건조기 (310 또는 300)를 통과시켜 건조시키고 이 코팅된 벨트 위에 제1 폴리우레탄 조성물 (100)을 토출 노즐를 통하여 연속적으로 토출시키고 두께를 보정해주는 나이프 코터 등의 코터 (110)를 통과하게 하여 제1 폴리우레탄 씰재 층 (130)을 형성한다. 이후 프리히터 (120) 구간을 지나게 하고 나서, 제1 폴리우레탄 씰재층 (130) 위에 구조보강재 (200)을 공급하여 적층하고 그 위에 다시 제2 폴리우레탄 조성물 (100')을 토출시켜 나이프 코터 등의 코터 (110')을 통과시킨 후 경화구간 (300)을 통해 경화시켜 제2 폴리우레탄 씰재층 (130')를 형성한 후, 다시 그 위에 코팅기 (330) 및 열건조기 (310')를 통해 제2 표면코팅제를 코팅시키는 방법으로, 본 발명에 따른 복층 시트 구조체를 제조할 수 있다. 최종 구조체는 권취롤 (700) 로 권취될 수 있으며, 컨베이어 벨트(400)는 제2 표면코팅 공정 전에 최종 구조체의 제1 표면코팅제층으로부터 분리되어 다시 제1 표면코팅제 코팅지점으로 순환하게 된다.

본 발명에 따른 복층 시트 구조체는 상기 방법 이외에도 공지된 다양한 방법으로 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 복층 시트 구조체의 밀도는 충격흡수체, 씰재, 쿠션재 및 방진재로서 사용하는 것을 고려하여 조정하며, 이때 성형체 밀도는 발포제 및 촉매를 조절함으로써 조정할 수 있다.

상기의 제조방법에 의해 얻어진 본 발명의 폴리우레탄 폼은 0.1 g/㎤ 이상의 밀도를 유지하며, 셀 구조가 미세 (평균 100 마이크론)하고 균일하게 조직되어 복원력(resilience)이 5% 이하로 뛰어난 에너지 흡수성을 갖는 충격흡수성이 우수한 특성을 갖는다.

따라서, 본 발명의 폴리우레탄 폼은 컴퓨터, 통신 등의 전자기기용, 스포츠 그리고 자동차용의 쿠션 및 방진재에 바람직하게 사용할 수 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의해 설명하나, 이들 실시예가 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

실시예 1

도 4에 도시된 바에 따라 본 발명에 따른 도 2의 복층 시트 구조체를 제조하 였다.

컨베이어벨트 (400) 하단에서 코팅장치(320)을 통해 폴리우레탄 표면용 코팅제(제1 표면코팅제)를 벨트에 5㎛ 두께로 코팅하고 프리히터 (310)을 통과시키면서 80 ~ 150℃에서 건조시키고, 코팅된 벨트 위에 폴리우레탄 형성용 조성물 (100)을 토출시키고 나이프 코터 (110)을 통과시켜 0.5 mm 두께로 형성한 다음, 프리히터 (120) 구간을 지나게 하여 60 ~ 150 ℃에서 건조하였다. 생성된 폴리우레탄 씰재 층 (130) 위에 구조보강재 (200)를 공급하여 상층에 적층하고 다시 폴리우레탄 형성용 조성물 (100')를 토출시키고 나이프 코터 (110')를 통과시켜 0.5 mm 두께로 한 후 경화 구간 (300)을 지나면서 80 ~ 150℃에서 경화시켜 폴리우레탄 씰재층 (130')를 형성시켰다. 이어서, 경화된 폴리우레탄 씰재를 표면 코팅롤 (330)을 통과시켜 폴리우레탄층 (130')을 표면코팅(제2 표면코팅)한 후 경화구간 (300')을 지나게 하여 80 ~ 150℃에서 경화, 건조시켜 본 발명에 따른 표면코팅된 복층 시트 구조체를 권취롤 (700)에 권취하였다. 상기 제2 표면코팅 전에 컨베이어 벨트 (400)는 복층 시트 구조체의 제1 표면코팅층과 분리되어 코팅장치 (320)으로 되돌아 가도록 하였다.

상기 구조체에서, 상층인 제2 폴리우레탄 씰재 및 하층인 제1 폴리우레탄 씰재는 동일하게 밀도 0.23 ~ 0.28 g/㎤, 경도 30 ~ 35 (쇼어 "OO")를 가진 연질 폴리우레탄 (에스엔케이폴리텍(S&K POLYTEC)사의 NANOCELL ES)로 형성되도록 폴리우레탄 조성물을 사용하였고, 구조보강재로서는 밀도 1.40 ~ 1.48g/㎤, 인장강도 18 ~ 26kg/mm², 신율 100 ~ 200%, 열수축율 0.2 ~ 2.8, 두께 50 ㎛ 인 PET 필름을 사용하였다.

실시예 2

실시예 1과 동일하게 복층 구조체를 제작하되, 상층은 상기 에스엔케이폴리텍(S&K POLYTEC)사의 NANOCELL ES를 형성시켰고, 하층은 밀도 0.4 ~ 0.5 g/㎤, 경도 40 ~ 45 (쇼어 "OO")의 폴리우레탄 (에스엔케이폴리텍사의 NANOCELL PSR)을 형성시켰다.

실시예 3

실시예 1과 동일하게 복층 구조체를 제작하되, 상층 및 하층을 동일하게 에스엔케이폴리텍사의 NANOCELL PSR을 형성시켰다.

실시예 4

실시예 1과 동일하게 복층 구조체를 제작하되, 상층은 에스엔케이폴리텍사의 NANOCELL ES를, 하층은 밀도 0.9 ~ 1.2 g/㎤, 경도 70 ~ 80(쇼어 "OO") 인 폴리우레탄 엘라스토머 (에스엔케이폴리텍사의 NANOCELL SGM)를 형성시켰다.

실시예 5

실시예 1과 동일하게 복층 구조체를 제작하되, 상층은 에스엔케이폴리텍사의 NANOCELL PSR을, 하층은 에스엔케이폴리텍사의 NANOCELL SGM을 형성시켰다.

실시예 6

실시예 1과 동일하게 복층 구조체를 제작하되, 상층은 밀도 0.9 ~ 1.2 g/㎤, 경도 50 ~ 60(쇼어 "OO") 인 폴리우레탄 엘라스토머 (에스엔케이폴리텍사의 NANOCELL SGL)를, 하층은 에스엔케이폴리텍사의 NANOCELL SGM을 형성시켰다.

실시예 7

실시예 2와 동일하게 복층 구조체를 제작하되, 구조보강재로서 밀도 1.11 g/㎤, 인장강도 14.9 kgf/㎠, 두께 0.63 mm인 폴리에스터 텍스타일을 형성시켰다.

실시예 8

실시예 5와 동일하게 복층 구조체를 제작하되, 구조보강재로서 밀도 1.11 g/㎤, 인장강도 14.9 kgf/㎠, 두께 0.63 mm인 폴리에스테르 텍스타일을 형성시켰다.

비교예 1

실시예 1에서 에스엔케이폴리텍사의 NANOCELL ES를 구조보강재로서의 상기 PET 필름의 한 면에만 형성시키고, PET 필름의 나머지 한 면에는 아무런 층을 형성시키지 않았다.

비교예 2

비교예 1과 동일하되, 에스엔케이폴리텍사의 NANOCELL ES 대신 NANOCELL PSR을 형성시켰다.

비교예 3

비교예 1과 동일하되, 에스엔케이폴리텍사의 NANOCELL ES 대신 밀도 0.9 ~ 1.2 g/㎤, 경도 85 ~ 95(쇼어 "OO") 인 폴리우레탄 엘라스토머 (에스엔케이폴리텍사의 NANOCELL SGH)을 형성시켰다.

비교예 4

실시예 1에서, 폴리우레탄으로서 밀도 0.3 ~ 0.4 g/㎤, 경도 58 ~ 62(쇼어 "OO") 인 연질의 폴리우레탄 폼(에스엔케이폴리텍사의 NANOCELL LM)을 형성시키고 구조보강재를 사용하지 않았다.

실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 4의 구조체에 대해 하기와 같이 물성을 평가하였다.

밀도(density) : ASTM D3574의 방법에 따름.

경도(hardness) : ASTM D2240의 방법중 쇼어(Shore) 경도계 "OO" 타입을 사용하여 측정.

인장강도 및 신율: ASTM D3754의 방법을 따라 만능재료시험기로 측정함.

치수안정성 : 가스켓 등의 형태로 다이컷팅할 경우의 가공성을 평가하는 것으로, 칼로 2㎜ 폭으로 재단시 치수 변화 정도를 확인. O: 동일치수 유지, X: 치수변화 있음.

충격흡수성(resilience): ASTM D2632-92의 방법에 의하여 시험 (ball-drop test). 볼을 일정높이에서 시편에 낙하시켜 반발되어 올라온 높이의 비율 즉, 낙하지점의 높이(H1) 대비 반발된 높이(H2)의 비율((H2/H1)×100)을 측정함. 수치가 낮을수록 충격흡수성이 우수함.

씰링 특성(sealing property) : 외측 지름 7㎝ × 높이 7㎝, 내측 지름 4㎝× 높이 5㎝ 인 테플론 원형 케이스 내에 미세한 분말(모래, 밀가루 등)을 넣고 상단에 씰재를 가스켓 형태로 만들고 (이때 시험면을 상단으로 하고 하단은 양면테이프를 이용하여 상하층의 평가를 달리한다), 뚜껑을 덮고 씰재가 60% 두께가 되도록 압착 후 쉐이커 등을 이용하여 흔들어 준 다음 내부에 있는 분말의 시험 전후의 무게차를 측정하여 씰링 퍼센트로서 평가. O: 95 % 초과, △: 95-75 %, X: 75 % 미만

회복속도(rate of slow recovery) : 폴리우레탄 폼을 5 kgf의 힘으로 누른 후, 원상태로 회복되는데 소요되는 시간을 측정한다.

각 시험에서의 평가 결과를 각 구조체의 구성과 함께 하기 표 1 및 2에 나타내었다.

상기 결과로부터, 구조보강재가 없는 비교예 4의 경우 구조보강재가 있는 나머지 구조체들에 비해 치수안정성 및 인장강도, 신율면에서 전기전자용 씰재로서의 역할이 떨어짐을 알 수 있다.

또한, 실시예 1~8 및 비교예 4를 비교예 1~3과 비교해보면, 구조보강재에 복층 구조의 탄성체를 갖춘 구조체 및 단독 탄성체가 단면 구조보강재가 있는 것보다 충격흡수성과 씰링 특성 면에서 우수함을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리우레탄 폼 또는 엘라스토머 복합체는 중간층에 기재를 갖고 있어 복합체의 양 방향으로 충격흡수 및 씰링 특성을 발휘하고, 중간층으로 인한 형태 안정성, 가공 용이성이 있고, 중간층의 기재에 따라 전도특성, 유연성, 적용 분야의 다양성을 확보할 수 있으며, 필요에 따라 표면코팅층을 형성하는 경우 슬립성, 광택성, 대전성 등의 표면특성을 부여할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 복합 시트 구조체는 컴퓨터, 통신 등의 전자기기용, 스포츠 그리고 자동차용의 쿠션 및 방진재 등으로 유용하게 사용할 수 있다.

Claims

중간층에 구조보강재가 있고 이 구조보강재의 양면에 각각 폴리우레탄 폼(foam) 또는 엘라스토머 층이 형성되어 있으며, 양쪽 폴리우레탄 층의 각 외부 표면에 표면코팅층이 형성된, 복층 시트 구조체.
제 1 항에 있어서,

폴리우레탄 폼이 밀도 0.1 내지 0.8 g/㎤ 및 쇼어 경도 25 내지 60 범위를 갖는 것임을 특징으로 하는 복층 시트 구조체.
제 1 항에 있어서,

폴리우레탄 엘라스토머가 밀도 0.8 내지 1.5 g/㎤ 및 쇼어 경도 50 내지 95 범위를 갖는 것임을 특징으로 하는 복층 시트 구조체.
제 1 항에 있어서,

폴리우레탄 층이 10초 이내에 원상회복되는 탄성 복원력을 갖는 것임을 특징으로 하는 복층 시트 구조체.
제 1 항에 있어서,

폴리우레탄 층이 0.1 내지 20 mm의 두께를 가짐을 특징으로 하는 복층 시트 구조체.
제 1 항에 있어서,

구조보강재가 도전성을 갖거나 갖지않는 플라스틱 필름류, 섬유류, 부직포, 직물, 또는 메쉬임을 특징으로 하는, 복층 시트 구조체
제 6 항에 있어서,

구조보강재가 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 또는 텍스타일임을 특징으로 하는 복층 시트 구조체.
제 7 항에 있어서,

구조보강재가 0.02 내지 0.15 mm의 두께를 가진 PET 필름임을 특징으로 하는 복층 시트 구조체.
제 7 항에 있어서,

구조보강재가 0.2 내지 0.8 mm의 두께를 가진 텍스타일임을 특징으로 하는 복층 시트 구조체.
삭제
제 1 항에 있어서,

표면코팅층이 폴리아크릴, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 또는 폴리에스테르 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 복층 시트 구조체.
제 1 항에 있어서,

표면코팅층이 1 내지 50 ㎛의 두께를 가짐을 특징으로 하는 복층 시트 구조체.