KR101249396B1 - 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물 - Google Patents

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천기재
이찬희
정동열
권춘길
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동아화학 주식회사
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Abstract

본 발명은 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록(대한민국 등록특허공보 제10-0922867호)받은 '로고성형용 일액형 폴리우레탄 조성물'을 호스킨 성형에 적합하도록 개량하고 이를 호스킨 제조에 적용시킨 것으로, 한 번의 공정으로 원하는 두께를 구현할 수 있으며, 접착제 없이 수지 자체의 점성과 접착력을 이용하여 부착시킴으로써 공정을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 블록킹제를 사용함에 따라 상온에서 보관성이 우수하며 각종 원단에 대한 접착력이 강화되고, 열 프레스를 이용하여 공정을 단축함으로써 생산성을 높일 수 있도록 하는 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물에 관한 것이다.

Description

호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물{ONE COMPONENT POLYURETHANE RESIN COMPOSITION FOR HOSKIN MOLDING}
본 발명은 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 한 번의 공정으로 원하는 두께를 구현할 수 있으며, 접착제 없이 수지 자체의 점성과 접착력을 이용하여 부착시킴으로써 공정을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 블록킹제를 사용함에 따라 상온에서 보관성이 우수하며 각종 원단에 대한 접착력이 강화되고, 열 프레스를 이용하여 공정을 단축함으로써 생산성을 높일 수 있도록 하는 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 호스킨은 각종 제품 원단에 부착되는 성형물의 한 종류로써, 각종 장식용 성형물, 보강 등의 기능적 성형물 또는 브랜드 등으로 성형되어 부착되며, 주로 폴리염화비닐 졸(polyvinylchloride sol)을 사용하여 제조된다.
하지만, 상기와 같이 폴리염화비닐 졸을 이용할 경우, 폐기물의 소각시 폴리염화비닐에 함유되어 있는 염소에 의한 염소유도체인 다이옥신이 발생함에 따라 환경오염을 유발시키는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라 스크린 인쇄 방식을 적용할 경우, 여러번 반복해서 두께를 조절하다보니 생산비용이 상승되며 또한 휘발성 용제를 사용함에 따라 작업자의 건강에 악영향을 주고 환경오염을 유발하는 문제가 있었다.
한편, 특허문헌 1에서는 종래의 장식물 성형용 소재로 사용하였던 폴리염화비닐이나, 또는 실리콘 소재를 단순히 폴리우레탄 소재로 대체한다고는 하였지만 프리폴리머와 글리콜, 디올류, 디아민, 쇄연장제의 혼합물을 2종류 및 3종류로 구성하여 2액형으로 사용하므로서 가사시간에 한계가 있었고 조성물에 재 사용이 불가능한 단점으로 인해 비용이 높고 불량률이 높은 문제점들이 있었다.
따라서, 본 발명의 출원인은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 말단 NCO기를 블록킹한 로고성형용 일액형 폴리우레탄 조성물을 개발하여 특허문헌 2와 같이 특허등록 받은 바가 있으며, 상기 조성물은 말단 NCO기를 블록킹한 로고성형용 일액형 폴리우레탄 조성물을 이용하여 기포의 발생없이 선명하게 로고를 성형시키고, 그리고 성형된 로고가 금형으로부터 쉽게 탈형되며, 원단에 견고하게 부착시킬 수 있도록 한 것으로, 본 출원인 상기 조성물을 호스킨 성형에 적합하도록 개량하고 이를 호스킨 제조에 적용시켜 본 발명을 완성하게 되었다.
: 대한민국 공개특허공보 제10-2004-104443호 "폴리우레탄 수지조성물을 이용한 로고라벨 및 장식용 성형물의 제조방법" : 대한민국 등록특허공보 제10-0922867호 "로고성형용 일액형 폴리우레탄 조성물 및 이를 이용하여 제조한 로고"
본 발명은 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록(대한민국 등록특허공보 제10-0922867호)받은 '로고성형용 일액형 폴리우레탄 조성물'을 호스킨 성형에 적합하도록 개량하고 이를 호스킨 제조에 적용시킨 것으로, 한 번의 공정으로 원하는 두께를 구현할 수 있으며, 접착제 없이 수지 자체의 점성과 접착력을 이용하여 부착시킴으로써 공정을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 블록킹제를 사용함에 따라 상온에서 보관성이 우수하며 각종 원단에 대한 접착력이 강화되고, 열 프레스를 이용하여 공정을 단축함으로써 생산성을 높일 수 있도록 하는 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물을 제공함을 과제로 한다.
본 발명은 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물에 있어서,
일액형 폴리우레탄 주제 100 중량부에 대하여, 경화제 4 ~ 10 중량부, 소포제 0.05 ~ 0.5 중량부 및 토너 0.5 ~ 20 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물을 과제의 해결 수단으로 한다.
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본 발명은 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록(대한민국 등록특허공보 제10-0922867호)받은 '로고성형용 일액형 폴리우레탄 조성물'을 호스킨 성형에 적합하도록 개량하고 이를 호스킨 제조에 적용시킨 것으로, 한 번의 공정으로 원하는 두께를 구현할 수 있으며, 접착제 없이 수지 자체의 점성과 접착력을 이용하여 부착시킴으로써 공정을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 블록킹제를 사용함에 따라 상온에서 보관성이 우수하며 각종 원단에 대한 접착력이 강화되고, 열 프레스를 이용하여 공정을 단축함으로써 생산성을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 호스킨 제조방법을 나타낸 흐름도
상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하 본 발명에 따른 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물에 있어서, 일액형 폴리우레탄 주제 100 중량부에 대하여, 경화제 4 ~ 10 중량부, 소포제 0.05 ~ 0.5 중량부 및 토너 0.5 ~ 20 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 일액형 폴리우레탄 주제는, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(polytetramethylene ether glycols, PTMEG) 44 ~ 62 중량%, 트리메틸올프로판(Trimetyrol Propane, TMP) 0.5 ~ 1 중량%, 이소시아네이트 16 ~ 19.5 중량%, 블록킹제 6 ~ 10 중량%, 소포제 0.05 ~ 0.5 중량%, 황변방지제 2.5 ~ 5 중량% 및 희석제 13 ~ 20 중량%로 이루어진다.
이때, 상기 폴리테트라메틸렌에테르글리콜은 일액형 폴리우레탄 주제를 형성시키기 위해 첨가되는 폴리올류로써 히드록실값이 56.1 ~ 112mgKOH/g인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 작업성 및 물성 변형을 위해 상기 폴리테트라메틸렌에테르글리콜뿐만 아니라 폴리프로필렌글리콜, 폴리에스테르폴리올, 폴리카프로락톤디올, 폴리카보네이트디올 등과 같은 폴리올을 단독 혹은 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
아울러, 상기 폴리테트라메틸렌에테르글리콜은 일액형 폴리우레탄 주제를 형성하기 위해 44 ~ 62 중량%가 첨가되는데, 상기 폴리테트라메틸렌에테르글리콜을 첨가량이 상기 범위를 벗어날 경우, 일액형 폴리우레탄 주제가 제대로 형성되지 않을 우려가 있다.
또한, 상기 트리메틸올프로판은 일액형 폴리우레탄 주제를 형성하기 위해 0.5 ~ 1 중량%가 첨가되는데, 상기 트리메틸올프로판 역시 그 첨가량이 상기 범위를 벗어날 경우, 일액형 폴리우레탄 주제가 제대로 형성되지 않을 우려가 있다.
한편, 작업성 및 물성 변형을 위해 트리메틸올프로판 뿐만 아니라 에틸렌글리콜, 1,4 부탄디올, 1,5 프로판디올, 1,6 헥산디올, 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜 등의 단분자를 쇄연장제로 단독 혹은 2종 이상의 혼합하여 사용할 수도 있다.
또한, 상기 이소시아네이트는 톨루엔디이소시아네이트(Toluene diisocyanate, TDI), 디페닐메탄 디이소시아네이트(diphenyl methanediisocyanate, MDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate, HDI), 이소프렌 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate, IPDI) 또는 다이사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(dicyclohexylmethane diisocyanate, H12MDI) 중에서 단독 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있으며, 특히, TDI, MDI를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 이소시아네이트는 일액형 폴리우레탄 주제를 형성하기 위해 16 ~ 19.5 중량%가 첨가되는데, 상기 이소시아네이트의 첨가량이 상기 범위를 벗어날 경우, 일액형 폴리우레탄 주제가 제대로 형성되지 않을 우려가 있다.
또한, 상기 블록킹제(blocking agent)는 이소시아네이트의 말단 NCO기를 블록킹시키기 위한 것으로, 카프로락탐(caprolactam), 3,5-디메틸피라졸(3,5-dimethyl pyrazole), 1,2,4-트리아졸(1,2,4-triazole), 이미다졸(imidazole), 2-부타아닌디에틸말로네이트(2-butanine diethyl malonate), 에틸아세트아세테이트(ethylacetoacetate) 또는 메틸에틸케톡심(methylethyl ketoxime) 중에서 단독 또는 2종 이상을 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
이를 위해, 상기 블록킹제는 블록시키기 전의 프리 NCO 함량의 당량비 만큼 첨가되며, 본 발명에서는 다른 조성물과의 함량비를 고려하여 일 실시예로 6 ~ 10 중량%가 첨가되는데, 프리 NCO 함량의 당량비 중량 1% 미만 즉, 본 발명의 일 실시예로써 6 중량% 미만일 경우, 이소시아네이트의 NCO기가 충분히 블록킹되지 않을 우려가 있고, 프리 NCO 함량의 당량비 중량 10%를 초과 즉, 본 발명의 일 실시예로써 10 중량%를 초과할 경우에는 경화가 느려지고, 물성이 저하될 우려가 있다.
또한, 상기 일액형 폴리우레탄 주제에 사용되는 소포제는 수지혼합단계(S1) 이후의 1차 진공탈포(S2) 시 진공에 의해 팽창되는 기포의 파괴가 용이하도록 하는 것으로, 폴리알킬렌옥사이드메틸실록산 공중합체류의 실리콘 소포제 사용하는 것이 바람직하다.
이를 위해 상기 일액형 폴리우레탄 주제에 사용되는 소포제는 0.05 ~ 0.5 중량%가 첨가되는데 상기 소포제의 첨가량이 0.05 중량% 미만일 경우, 성형시킨 호스킨에 기포가 발생하여 선명한 형상으로 성형되지 않을 우려가 있고, 0.5 중량%를 초과할 경우, 소포제의 과다 첨가로 인해 NCO기를 블록킹한 일액형 폴리우레탄의 물성이 변할 우려가 있다.
또한, 상기 황변방지제는 자외선에 의해 호스킨이 변색되는 것을 방지하기 위하여 첨가되는 것으로, 포름아미딘계유브이 등과 같은 UV안정제를 사용하는 것이 바람직하다.
이를 위해 상기 황변방지제는 2.5 ~ 5 중량%가 첨가되는데 상기 황변방지제의 첨가량이 2.5 중량% 미만일 경우, 변색 방지성능을 제대로 구현하지 못할 우려가 있고, 5 중량%를 초과할 경우, 물성이 변할 우려가 있다.
또한, 상기 희석제는 호스킨 성형 작업시 그 작업성의 향상을 위해 점도를 조절(약 40,000 cps/25℃)하기 위한 것으로, 벤조일옥시 디메틸프로필에스테르의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 2-에틸헥소산, 3,2-에틸헥사노일옥시-2,2디메틸프로필에스테르와벤조산, 3-2-에틸헥사노일옥시-2,2디메틸프로필에스테르와벤조산, 3-벤조일 옥시-2,2디메틸프로필에스테르의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
이를 위해 상기 희석제는 13 ~ 20 중량%가 첨가되는데, 상기 희석제의 첨가량이 상기 범위를 벗어날 경우, 호스킨 성형 작업시 그 작업성이 저하될 우려가 있다.
본 발명에서 사용되는 경화제는 호스킨 성형용 조성물의 경화를 위해 첨가되는 것으로, 이소포론디아민(Isophorone Diamine),에틸렌디아민(Ethylene diamine), 프로필렌디아민(Propylene diamine), 4,4-디아미노디시클로헥실메탄(4,4-diamino-dicyclohexylmethane) 중에서 단독 또는 2종 이상을 병용하여 사용하며, 경화제의 첨가량은 일액형 폴리우레탄 주제의 블록된 NCO 함량의 당량비 중량만큼 첨가되어야 하며, 본 발명에서는 일 실시예로써 일액형 폴리우레탄 주제 100 중량부에 대하여 4 ~ 10 중량부가 첨가되는데, 상기 일액형 폴리우레탄 주제의 블록된 NCO 함량의 당량비 100 중량부에 대하여 당량비 중량부 미만 즉, 본 발명의 일 실시예로써 일액형 폴리우레탄 주제 100 중량부에 대하여 4 중량부 미만일 경우, 경화제의 첨가량 부족으로 인해 성형시킨 호스킨이 제대로 경화되지 않을 우려가 있고, 상기 일액형 폴리우레탄 주제의 블록된 NCO 함량의 당량비 100 중량부에 대하여 당량비 중량부를 초과 즉, 본 발명의 일 실시예로써 일액형 폴리우레탄 주제 100 중량부에 대하여 10 중량부를 초과할 경우에는 경화제의 과다 첨가로 인해 성형시킨 호스킨의 물성이 저하될 우려가 있다.
본 발명에서 사용되는 소포제는 성형 작업시 호스킨에 기포가 발생하는 것을 억제하기 위해 첨가되는 것으로, 폴리알킬렌옥사이드메틸실록산 공중합체류의 실리콘 소포제를 사용하는 것이 바람직하며, 소포제의 첨가량이 일액형 폴리우레탄 주제 100 중량부에 대하여 0.05 중량부 미만일 경우, 성형시킨 호스킨에 기포가 발생하여 선명한 형상으로 성형되지 않을 우려가 있고, 0.5 중량부를 초과할 경우, 소포제의 과다 첨가로 인해 성형시킨 호스킨의 물성을 저하시킬 우려가 있다.
본 발명에서 사용되는 토너는 호스킨에 다양한 색상을 표현하기 위한 안료로써, 토너의 첨가량은 상기의 범위에만 반드시 한정되는 것이 아니고, 사용하는 색상이나 또는 수요자의 요구에 따라 적절히 조절될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 상기 일액형 폴리우레탄 주제의 합성방법은 먼저, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜을 반응조에 투입하고, 트리메틸올프로판을 투입하여 75℃에서 용해시키면서 교반하고, 이소시아네이트를 상기 분할하여 투입하되, 반응열로 인한 온도 상승이 80 ~ 85℃가 넘지 않도록 조절하면서 분할투입하고 3시간 반응시켜 프레폴리머를 제조하고, NCO 함량을 측정하여 이론 NCO 함량과 일치하는지 확인하고, 상기 프레폴리머에 70 ~ 80℃에서 블록킹제를 투입한 후, 40분정도 교반하고 IR기기로 2270 cm 피크에서 NCO 피크를 확인한 다음 NCO기가 없어질때 반응을 종료한 후, 수지 내부에 기포를 제거하기 위해 소포제와 황변방지제를 투입한 다음 서서히 교반시키고, 이후, 희석제를 투입하여 점도를 약 40,000 cps/25℃로 조절하여 합성한다.
한편, 상기와 같이 합성된 일액형 폴리우레탄 주제를 포함하는 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물의 제조 및 이를 이용한 호스킨 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 수지혼합단계(S1), 1차 진공탈포단계(S2), 수지주입단계(S3), 스퀴징(squeezing)단계(S4), 2차 진공탈포단계(S5), 1차 경화단계(S6), 2차 경화단계(S7) 및, 탈형 및 숙성단계(S8)를 포함하여 구성된다.
상기 수지혼합단계(S1)는, 일액형 폴리우레탄 주제에 경화제, 소포제 및 토너를 혼합하는 단계로써, 상기 각 조성물에 대한 설명과 함량에 대한 임계적 의의 등은 이미 상술하였으므로 생략한다.
상기 1차 진공탈포단계(S2)는, 상기 혼합된 수지 내의 기포를 제거시키기 위한 단계로써, 740~760mm/Hg에서 25 ~ 35초간 진공탈포시키는데, 상기 1차 진공탈포단계(S2)의 공정 조건이 상기 범위를 벗어날 경우, 수지 내의 기포가 제대로 제거되지 않을 우려가 있다.
상기 수지주입단계(S3)는, 상기 1차 진공탈포단계(S2)를 거친 수지를 50 ~ 60℃의 호스킨 금형에 투입하는 단계로써, 금형 온도가 상기 범위를 벗어날 경우, 후술되어질 스퀴징 단계(S4)가 제대로 이루어지지 않을 뿐만 아니라 제조된 호스킨에 불량이 발생할 우려가 있다
상기 스퀴징(squeezing)단계(S4)는 상기 금형에 주입된 수지가 금형 내의 공간부(호스킨을 이루는 선, 홈 등)에 고르게 들어가게 하고 과잉의 불필요한 수지를 제거하는 단계이다.
상기 2차 진공탈포단계(S5)는, 금형 내에 주입된 수지의 기포를 제거시키기 위해 740~760mm/Hg에서 25 ~ 35초간 진공탈포시키는 단계로써, 상기 2차 진공탈포단계(S5)의 공정 조건이 상기 범위를 벗어날 경우, 성형된 호스킨에 기포 등이 생성되어 불량이 발생할 우려가 있다.
상기 1차 경화단계(S6)는, 상기 2차 진공탈포단계(S5)를 거친 후, 열프레스를 이용하여 145 ~ 155℃에서 2 ~ 4분간 1차 경화시키는 단계로써, 상기 1차 경화단계(S6)의 공정 조건이 상기 범위를 벗어날 경우, 경화가 제대로 이루어지지 않을 우려가 있다.
상기 2차 경화단계(S7)는, 상기 1차 경화단계(S6)를 거친 후, 원단을 올려놓고 열프레스를 이용하여 145 ~ 155℃에서 30초 ~ 1분 30초간 2차 경화시키는 단계로써, 상기 2차 경화단계(S7)의 공정 조건이 상기 범위를 벗어날 경우, 수지와 원단이 제대로 접착되지 않거나 탈형 시, 호스킨이 불량해질 우려가 있다.
상기 탈형 및 숙성단계(S8)는, 상기 2차 경화단계(S7)를 거쳐 제조된 호스킨을 탈형하고 45 ~ 55℃에서 7 ~ 9시간 동안 숙성시켜 수지의 접착 및 물성을 강화시키는 단계로써, 상기 탈형 및 숙성단계(S8)의 공정 조건이 상기 범위를 벗어날 경우, 상기 효과가 미비해질 우려가 있다.
이하 본 발명을 아래 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
1. 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물 및 호스킨의 제조
(실시예 1)
일액형 폴리우레탄 주제 100 중량부에 대하여, 경화제인 에틸렌디아민(Ethylene diamine) 4 중량부, 소포제인 실리콘 소포제 0.05 중량부 및 일액형 조성물을 베이스로 밀링한 블랙토너 0.5 중량부를 이용하여 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 일액형 폴리우레탄 주제는, 히드록실값이 56.1mgKOH/g인 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(polytetramethylene ether glycols, PTMEG) 44 중량%, 트리메틸올프로판(Trimetyrol Propane, TMP) 1 중량%, 톨루엔디이소시아네이트 19.5 중량%, 블록킹제인 메틸에틸케톡심(methylethyl ketoxime) 10 중량%, 소포제인 실리콘 소포제 0.5 중량%, 황변방지제인 포름아미딘계유브이 5 중량% 및 희석제인 벤조일옥시 디메틸프로필에스테르의 혼합물 20 중량%로 제조하였다.
아울러, 상기와 같이 제조된 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물을 진공탈포시킨 후, 60℃의 호스킨 금형에 투입하고, 금형 내의 작은 선, 홈 등에 수지를 고르게 들어가게 하는 스퀴징(squeezing) 공정을 거친 후, 750mm/Hg에서 30초간 진공탈포시키고 열프레스를 이용하여 150℃에서 3분간 1차 경화시킨 후, 원단을 올려놓고 150℃에서 1분간 2차 경화시킨 후, 탈형하고 50℃에서 8시간 동안 숙성공정을 거쳐 호스킨을 제조하였다.
(실시예 2)
일액형 폴리우레탄 주제 100 중량부에 대하여, 경화제인 프로필렌디아민(Propylene diamine) 7 중량부, 소포제인 실리콘 소포제 0.1 중량부 및 일액형 조성물을 베이스로 밀링한 블랙토너 5 중량부를 이용하여 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 일액형 폴리우레탄 주제는, 히드록실값이 100mgKOH/g인 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(polytetramethylene ether glycols, PTMEG) 54 중량%, 트리메틸올프로판(Trimetyrol Propane, TMP) 0.75 중량%, 디페닐메탄 디이소시아네이트 17.6 중량%, 블록킹제인 카프로락탐(caprolactam) 7.7 중량%, 소포제인 실리콘 소포제 0.5 중량%, 황변방지제인 포름아미딘계유브이 4 중량% 및 희석제인 벤조일옥시 디메틸프로필에스테르의 혼합물 15.45 중량%로 제조하였다.
아울러, 상기와 같이 제조된 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물을 진공탈포시킨 후, 60℃의 호스킨 금형에 투입하고, 금형 내의 작은 선, 홈 등에 수지를 고르게 들어가게 하는 스퀴징(squeezing) 공정을 거친 후, 750mm/Hg에서 30초간 진공탈포시키고 열프레스를 이용하여 150℃에서 3분간 1차 경화시킨 후, 원단을 올려놓고 150℃에서 1분간 2차 경화시킨 후, 탈형하고 50℃에서 8시간 동안 숙성공정을 거쳐 호스킨을 제조하였다.
(실시예 3)
일액형 폴리우레탄 주제 100 중량부에 대하여, 경화제인 4,4-디아미노디시클로헥실메탄(4,4-diamino-dicyclohexylmethane) 10 중량부, 소포제인 실리콘 소포제 0.5 중량부 및 일액형 조성물을 베이스로 밀링한 블랙토너 20 중량부를 이용하여 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 일액형 폴리우레탄 주제는, 히드록실값이 112mgKOH/g인 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(polytetramethylene ether glycols, PTMEG) 62 중량%, 트리메틸올프로판(Trimetyrol Propane, TMP) 0.5 중량%, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 16 중량%, 블록킹제인 3,5-디메틸피라졸(3,5-dimethyl pyrazole) 6 중량%, 소포제인 실리콘 소포제 0.05 중량%, 황변방지제인 포름아미딘계유브이 2.5 중량% 및 희석제인 벤조일옥시 디메틸프로필에스테르의 혼합물 13 중량%로 제조하였다.
아울러, 상기와 같이 제조된 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물을 진공탈포시킨 후, 60℃의 호스킨 금형에 투입하고, 금형 내의 작은 선, 홈 등에 수지를 고르게 들어가게 하는 스퀴징(squeezing) 공정을 거친 후, 750mm/Hg에서 30초간 진공탈포시키고 열프레스를 이용하여 150℃에서 3분간 1차 경화시킨 후, 원단을 올려놓고 150℃에서 1분간 2차 경화시킨 후, 탈형하고 50℃에서 8시간 동안 숙성공정을 거쳐 호스킨을 제조하였다.
(비교예 1)
일액형 폴리우레탄 주제 100 중량부에 대하여, 경화제인 4,4-디아미노디시클로헥실메탄(4,4-diamino-dicyclohexylmethane) 11 중량부, 소포제인 실리콘 소포제 0.03 중량부 및 일액형 조성물을 베이스로 밀링한 블랙토너 0.3 중량부를 이용하여 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 일액형 폴리우레탄 주제는, 히드록실값이 55mgKOH/g인 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(polytetramethylene ether glycols, PTMEG) 62 중량%, 트리메틸올프로판(Trimetyrol Propane, TMP) 0.5 중량%, 톨루엔디이소시아네이트 16 중량%, 블록킹제인 3,5-디메틸피라졸(3,5-dimethyl pyrazole) 6 중량%, 소포제인 실리콘 소포제 0.6 중량%, 황변방지제인 포름아미딘계유브이 1.9 중량% 및 희석제인 벤조일옥시 디메틸프로필에스테르의 혼합물 13 중량%로 제조하였다.
아울러, 상기와 같이 제조된 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물을 진공탈포시킨 후, 60℃의 호스킨 금형에 투입하고, 금형 내의 작은 선, 홈 등에 수지를 고르게 들어가게 하는 스퀴징(squeezing) 공정을 거친 후, 750mm/Hg에서 30초간 진공탈포시키고 열프레스를 이용하여 150℃에서 3분간 1차 경화시킨 후, 원단을 올려놓고 150℃에서 1분간 2차 경화시킨 후, 탈형하고 50℃에서 8시간 동안 숙성공정을 거쳐 호스킨을 제조하였다.
2. 물성평가
상기 실시예 1 내지 3 및, 비교예 1에 따른 호스킨의 물성을 아래 [표 1]과 같은 시험방법으로 시험하였으며, 그 결과 역시 [표 1]에 나타내었다.
평가항목
 시험방법
 실시예 비교예
1 2 3 1
경도(Shore A type) ASTM D 2240 68 75 60 55
인장강도(kgf/㎠) JIS K 6301의 3항 300 320 250 220
인열강도(kgf/cm) JIS K 6301의 9항 45 50 20 15
신장률(%) JIS K 6301의 3항 650 600 400 352
황변테스트(U.V) ASTM D 1148 4급 4급 4급 4급
접착력(kgf/cm) KSK 2533:2008 4.2 3.5 3.1 1.8
비중 KSM 6519:2008 1.08 1.08 1.08 1.08
그리고 상기 [표 1]에 나타난 바와 같이 실시예 1 내지 3의 경우에는 비교예 1에 비해 경도, 인장강도, 인열강도, 신장률 등이 모두 높게 평가되어 기계적 물성이 우수한 것을 알 수 있으며, 접착력 또한 우수함을 알 수 있다. 즉, 본 발명은 한 번의 공정으로 원하는 두께를 구현할 수 있으며, 접착제 없이 수지 자체의 점성과 접착력을 이용하여 부착시킴으로써 공정을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 블록킹제를 사용함에 따라 상온에서 보관성이 우수하며 각종 원단에 대한 접착력이 강화되고, 열 프레스를 이용하여 공정을 단축함으로써 생산성을 높일 수 있게 된다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물을 상기한 설명에 따라 설명하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
S1 : 수지혼합단계 S2 : 1차 진공탈포단계
S3 : 수지주입단계 S4 : 스퀴징(squeezing)단계
S5 : 2차 진공탈포단계 S6 : 1차 경화단계
S7 : 2차 경화단계 S8 : 탈형 및 숙성단계

Claims (6)

  1. 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물에 있어서,
    일액형 폴리우레탄 주제 100 중량부에 대하여, 경화제 4 ~ 10 중량부, 소포제 0.05 ~ 0.5 중량부 및 토너 0.5 ~ 20 중량부를 포함하여 이루어지되,
    상기 일액형 폴리우레탄 주제는, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(polytetramethylene ether glycols, PTMEG) 44 ~ 62 중량%, 트리메틸올프로판(Trimetyrol Propane, TMP) 0.5 ~ 1 중량%, 이소시아네이트 16 ~ 19.5 중량%, 블록킹제 6 ~ 10 중량%, 소포제 0.05 ~ 0.5 중량%, 황변방지제 2.5 ~ 5 중량% 및 희석제 13 ~ 20 중량%로 이루어지며,
    상기 폴리테트라메틸렌에테르글리콜은, 히드록실값이 56.1 ~ 112mgKOH/g이며,
    상기 이소시아네이트는, 톨루엔디이소시아네이트(Toluene diisocyanate, TDI), 디페닐메탄 디이소시아네이트(diphenyl methanediisocyanate, MDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate, HDI), 이소프렌 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate, IPDI) 또는 다이사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(dicyclohexylmethane diisocyanate, H12MDI) 중에서 단독 또는 2종 이상을 병용하여 사용하며,
    상기 블록킹제는, 카프로락탐(caprolactam), 3,5-디메틸피라졸(3,5-dimethyl pyrazole), 1,2,4-트리아졸( 1,2,4-triazole), 이미다졸(imidazole), 2-부타아닌디에틸말로네이트(2-butanine diethyl malonate), 에틸아세트아세테이트(ethylacetoacetate) 또는 메틸에틸케톡심(methylethyl ketoxime) 중에서 단독 또는 2종 이상을 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는 호스킨 성형용 일액형 폴리우레탄 조성물.
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