KR101326686B1 - 자동차 시트용 폼 조성물 - Google Patents

자동차 시트용 폼 조성물 Download PDF

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이성율
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화인케미칼 주식회사
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Abstract

올레핀 블록 공중합체 및 스티렌 블록 공중합체가 블렌드된 고분자 기재 100 중량부; 가교제 0.02 내지 4 중량부; 및 발포제 1 내지 6 중량부를 포함하되, 상기 고분자 기재 총 중량 중 상기 올레핀 블록 공중합체는 10 내지 90 중량%이고, 상기 스티렌 블록 공중합체는 90 내지 10 중량%인 자동차 시트용 폼 조성물이 제공된다.

Description

자동차 시트용 폼 조성물{Foam composition for an automotive seat}
본 명세서에 개시된 기술은 자동차 시트용 폼 조성물에 관한 것이다.
자동차 시트는 폴리우레탄 액상 수지를 발포 가교시켜서 쿠션 소재를 만들고, 그 표면에 가죽이나 원단 또는 합성피혁을 재봉하여 만든 카바를 뒤집어 씌운 구조를 가지고 있다. 일본 공개특허공보 평7-330843호 및 일본 공개특허공보 평5-320304호 등에는 자동차 시트에 적합한 폴리우레탄 폼이 공지되어 있다. 폴리우레탄 폼은 특성상 그 표면이 거칠어 노출해서 사용 시 표면이 미려하지 못하고, 햇볕을 받을 시 변색을 하며, 또한 습기에 의한 가수분해로 의자표면이 부스러지는 현상의 우려가 있으며, 폴리우레탄 폼은 오픈 셀(Open cell)로서 셀 구조가 내부까지 관통되어 있기 때문에 세균의 침투로 각종 세균의 온상이 될 우려가 있다.
폴리우레탄 폼은 가볍고 내열성이 좋으며 난연성이 있는 등 자동차 시트용 소재로 상당히 유리한 소재이나, 상기와 같은 문제점 또한 존재하고 있어, 자동차 및 관련 업계에서는 그 대체소재 개발에 몰두하여 왔으나, 현재까지 가시적인 성과는 나오지 않고 있다. 그 이유는 폼 성형성, 경량성, 내열성 및 탄성(쿠션성)을 겸비한 소재의 개발이 어렵기 때문이다.
본 명세서에 개시된 기술의 일 측면에 따르면, 올레핀 블록 공중합체 및 스티렌 블록 공중합체를 고분자 기재로 하여 가교제 및 발포제를 포함하는 자동차 시트용 폼 조성물이 제공된다.
본 명세서에 개시된 기술의 다른 측면에 따르면, 올레핀 블록 공중합체 및 스티렌 블록 공중합체가 블렌드된 고분자 기재 100 중량부; 가교제 0.02 내지 4 중량부; 및 발포제 1 내지 6 중량부를 포함하되, 상기 고분자 기재 총 중량 중 상기 올레핀 블록 공중합체는 10 내지 90 중량%이고, 상기 스티렌 블록 공중합체는 90 내지 10 중량%인 자동차 시트용 폼 조성물이 제공된다.
본 명세서에 개시된 기술의 또 다른 측면에 따르면, 상술한 자동차 시트용 폼 조성물을 발포하여 제조된 자동차 시트용 폼이 제공된다.
이하, 본 명세서에 개시된 기술에 대해 보다 상세히 설명하고자 한다. 본 명세서에 개시된 자동차 시트용 폼 조성물은 올레핀 블록 공중합체 및 고무의 블렌드를 고분자 기재로 하여 가교제 및 발포제를 포함할 수 있다.
상기 자동차 시트용 폼 조성물에는 발포체 가공을 위한 가교제 및 발포제 외에도 충전제나 안료를 비롯한 기타 첨가제 등이 더 포함될 수 있다. 상기 자동차 시트용 폼 조성물은 시트 또는 펠릿 형태로 제조되어 금형에 사출 주입하고, 150 ~ 250℃의 온도 및 100 ~ 300 kg/cm2의 압력에서 가열, 가압 및 발포하여 자동차 시트용 폼으로 제조될 수 있다.
상기 자동차 시트용 폼 조성물에 사용되는 올레핀 블록 공중합체(olefin block copolymer, OBC)는 다블록 공중합체이다. 이들은 바람직하게는 선형 방식으로 결합된 둘 이상의 화학적으로 별개인 구역 또는 세그먼트("블록"으로서 칭함)를 포함하는 중합체, 즉 펜던트 또는 그래프트 방식보다는 중합된 에틸렌계 관능기에 대해 말단-대-말단 결합되는 화학적으로 구분된 단위들을 포함하는 중합체이다. 특정 실시양태에서, 블록들은 그 안에 혼입된 공단량체의 양 또는 유형, 밀도, 결정화 정도, 이러한 조성물의 중합체에 기인하는 미결정 크기, 입체규칙도(이소택틱 또는 신디오택틱)의 유형 또는 정도, 레지오-규칙성(regio-regularity) 또는 레지오-불규칙성(regio-irregularity), 장쇄 분지 또는 하이퍼-분지를 포함하는 분지화 양, 균일성, 또는 임의의 다른 화학적 또는 물리적 특성이 상이하다. 다블록 공중합체는 공중합체의 고유한 제조 공정으로 인한 다분산 지수(PDI 또는 Mw/Mn)의 고유한 분포, 블록 길이 분포, 및/또는 블록 수 분포를 특징으로 한다. 더욱 구체적으로, 연속 공정으로 제조하는 경우 중합체의 실시양태는 약 1.7 내지 약 8; 다른 실시양태에서는 약 1.7 내지 약 3.5; 또 다른 실시양태에서는 약 1.7 내지 약 2.5; 또 다른 실시양태에서는 약 1.8 내지 약 2.5 또는 또 다른 실시양태에서는 약 1.8 내지 약 2.1 범위의 PDI를 보유할 수 있다. 배치(batch) 또는 반-배치(semi-batch) 공정으로 제조하는 경우 중합체의 실시양태는 약 1.0 내지 약 2.9; 다른 실시양태에서는 약 1.3 내지 약 2.5; 또 다른 실시양태에서는 약 1.4 내지 약 2.0; 또 다른 실시양태에서는 약 1.4 내지 약 1.8 범위의 PDI를 보유할 수 있다.
상기 올레핀 블록 공중합체(OBC)는 에틸렌/α-올레핀 다블록 공중합체를 의미한다. 상기 올레핀 블록 공중합체는 에틸렌 및 하나 이상의 공중합성 α-올레핀 공단량체를 중합된 형태로 포함하며, 화학적 또는 물리적 특성이 상이한 둘 이상의 중합된 단량체 단위들의 복수의 블록 또는 세그먼트들을 갖는 다블록 공중합체인 것을 특징으로 한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 다블록 공중합체는 다음 화학식으로 나타낼 수 있다.
(AB)n
화학식에서, n은 1 이상, 바람직하게는 1 초과, 예컨대 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 또는 그 이상의 정수이고; "A"는 경질 블록 또는 세그먼트를 나타내고; "B"는 연질 블록 또는 세그먼트를 나타낸다. 바람직하게는, A와 B는 분지형 또는 별형 방식이 아닌 선형 방식으로 연결된다. "경질" 세그먼트는 에틸렌이 몇몇 실시양태에서는 95 중량％ 이상, 다른 실시양태에서는 98 중량％ 이상의 양으로 존재하는 중합된 단위의 블록을 의미한다. 즉, 경질 세그먼트 내 공단량체 함량은 몇몇 실시양태에서는 경질 세그먼트의 총 중량의 5 중량％ 이하, 다른 실시양태에서는 2 중량％ 이하이다. 몇몇 실시양태에서, 경질 세그먼트는 모두 또는 실질적으로 모두 에틸렌으로 구성된다. 반면, "연질" 세그먼트는 공단량체 함량이 몇몇 실시양태에서는 연질 세그먼트의 총 중량의 5 중량％ 이상, 다양한 다른 실시양태에서는 8 중량％ 이상, 10 중량％ 이상, 또는 15 중량％ 이상인 중합된 단위의 블록을 의미한다. 몇몇 실시양태에서, 연질 세그먼트 내 공단량체 함량은 다양한 다른 실시양태에서 20 중량％ 이상, 25 중량％ 이상, 30 중량％ 이상, 35 중량％ 이상, 40 중량％ 이상, 45 중량％ 이상, 50 중량％ 이상, 또는 60 중량％ 이상일 수 있다.
본 명세서에 개시된 기술에 사용되는 OBC를 제조하기 위한 적절한 단량체들은 에틸렌과 에틸렌 이외에 하나 이상의 부가 중합가능한 단량체들을 포함한다. 적절한 공단량체들은 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 3-메틸-1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-옥타데센 및 1-에이코센과 같은 탄소수 3 내지 30, 바람직하게는 3 내지 20의 직쇄 또는 분지된 α-올레핀들; 사이클로펜텐, 사이클로헵텐, 노르보넨, 5-메틸-2-노르보넨, 테트라사이클로도데센, 및 2-메틸-1,4,5,8-디메타노-1,2,3,4,4a,5,8,8a-옥타하이드로나프탈렌과 같은 탄소수 3 내지 30, 바람직하게는 3 내지 20의 사이클로올레핀들; 부타디엔, 이소프렌, 4-메틸-1,3-펜타디엔, 1,3-펜타디엔, 1,4-펜타디엔, 1,5-헥사디엔, 1,4-헥사디엔, 1,3-헥사디엔, 1,3-옥타디엔, 1,4-옥타디엔, 1,5-옥타디엔, 1,6-옥타디엔, 1,7-옥타디엔, 에틸리덴노르보넨, 비닐 노르보넨, 디사이크로펜타디엔, 7-메틸-1,6-옥타디엔, 4-에틸리덴-8-메틸-1,7-노나디엔, 및 5,9-디메틸-1,4,8-데카트리엔과 같은 디엔 및 트리엔 올레핀들; 및 3-페닐프로펜, 4-페닐프로펜, 1,2-디플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌, 및 3,3,3-트리플루오로-1-프로펜을 포함한다.
일 실시양태에 있어서, 상기 올레핀 블록 공중합체는 0.85 내지 0.91 g/cc, 또는 0.86 내지 0.88 g/cc의 밀도를 가질 수 있다.
일 실시양태에 있어서, 상기 올레핀 블록 공중합체는 ASTM D1238(190℃, 2.16kg)에 의해 측정한 용융지수(MI)가 0.1 g/10분 내지 30 g/10분, 또는 0.1 g/10분 내지 10 g/10분, 또는 0.1 g/10분 내지 1.0 g/10분, 또는 0.1 g/10분 내지 0.5 g/10분, 또는 0.3 g/10분 내지 0.6 g/10분일 수 있다.
일 실시양태에 있어서, 상기 올레핀 블록 공중합체는 연속공정으로 제조시 1.7 내지 3.5, 또는 1.8 내지 3, 또는 1.8 내지 2.5, 또는 1.8 내지 2.2의 다분산지수(PDI)를 가질 수 있다. 배치 또는 세미-배치 공정으로 제조시에는 상기 올레핀 블록 공중합체는 1.0 내지 3.5, 또는 1.3 내지 3, 또는 1.4 내지 2.5, 또는 1.4 내지 2의 PDI를 가질 수 있다.
일 실시양태에 있어서, 상기 올레핀 블록 공중합체는 5 내지 30 중량%, 또는 10 내지 25 중량%, 또는 11 내지 20 중량%의 경질 세그먼트를 함유할 수 있다. 상기 경질 세그먼트는 공단량체로부터 유도되는 0.0 내지 0.9 몰% 단위체를 함유할 수 있다. 상기 올레핀 블록 공중합체는 또한 70 내지 95 중량%, 또는 75 내지 90 중량%, 또는 80 내지 89 중량%의 연질 세그먼트를 함유할 수 있다. 상기 연질 세그먼트는 공단량체로부터 유도되는 15 몰% 미만, 또는 9 내지 14.9 몰% 단위체를 함유할 수 있다. 일 실시양태에 있어서, 상기 공단량체는 부텐 또는 옥텐일 수 있다.
본 명세서에 개시된 자동차 시트용 폼 조성물에 의하면, 상기 올레핀 블록 공중합체(OBC)에 스티렌 블록 공중합체(SBC)가 블렌드됨으로써, 표면이 미려하고 스킨 강도가 높은 자동차 시트용 폼의 제조에 적합하게 사용될 수 있다. 고분자 기재 성분이 OBC 단독인 자동차 시트용 폼은 탄성이 저조할 수 있다. 따라서 상기 자동차 시트용 폼 조성물은 스티렌 블록 공중합체 성분을 동시에 포함한다. 바람직하게는 올레핀 블록 공중합체와 스티렌 블록 공중합체를 함유하는 고분자 기재 총 중량에 대해 올레핀 공중합체 10 내지 90 중량% 및 스티렌 블록 공중합체 90 내지 10 중량%, 바람직하게는 올레핀 공중합체 15 내지 85 중량% 및 스티렌 블록 공중합체 85 내지 15 중량%, 더 바람직하게는 올레핀 공중합체 20 내지 80 중량% 및 스티렌 블록 공중합체 80 내지 20 중량%가 사용될 수 있다. 상기 고분자 기재 내의 스티렌 블록 공중합체가 10 중량% 미만에서는 제조된 자동차 시트용 폼의 탄성이 저하될 수 있으며, 스티렌 블록 공중합체가 90 중량% 초과에서는 표면이 매우 거칠어질 수 있다.
상기 스티렌 블록 공중합체는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SBS), 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체(SIS), 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SEBS), 스티렌-부틸렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SBBS) 및 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 블록 공중합체(SEPS)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 스티렌 블록 공중합체의 좀더 구체적인 예는 EP 0 712 892 B1, WO 2004/041538 A1, USP 6,582,829 B1, US 2004/0087235 A1, US 2004/0122408 A1, US 2004/0122409 A1, 및 USP 4,789,699, 5,093,422 및 5,332,613에 기술되어 있다.
상기 스티렌 블록 공중합체는 20% 미만의 잔류 에틸렌성 불포화도를 포함하는 포화된 공액 디엔의 블록, 바람직하게는 포화된 폴리부타디엔 블록이 개재된 적어도 2개의 모노-알케닐 아렌 블록, 바람직하게는 2개의 폴리스티렌 블록을 가질 수 있다. 몇몇 실시양태에서는 분지된 또는 방사상 중합체 혹은 관능화된 블록 공중합체가 유용한 화합물이지만, 바람직한 스티렌 블록 공중합체는 선형 구조를 갖는다.
스티렌 블록 공중합체의 총 수평균 분자량은 공중합체가 선형 구조를 갖는 경우 바람직하게는 30,000 내지 250,000이다. 이러한 블록 공중합체는 일반적으로는 10 중량% 내지 65 중량%, 더욱 일반적으로는 10 중량% 내지 40 중량%의 평균 폴리스티렌 함량을 갖는다.
특정 실시양태에서 유용한 SEBS(S는 스티렌이고, E는 에틸렌이고, B는 부틸렌임) 및 SEPS(P는 프로필렌임) 블록 공중합체는 Kraton Polymers, Asahi Kasei 및 Kuraray America로부터 입수가능하다.
상기 자동차 시트용 폼 조성물은 일예로 에틸렌-옥텐 블록 공중합체 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체를 고분자 기재로 포함할 수 있다.
일 실시양태에서 상기 자동차 시트용 폼 조성물의 고분자 기재는 올레핀 블록 공중합체와 스티렌 블록 공중합체 외에 올레핀 랜덤 공중합체(ORC)를 더 포함할 수 있다. 상기 올레핀 랜덤 공중합체는 상기 고분자 기재 100 중량부에 대해 2 내지 20 중량부가 포함될 수 있다. 상기 ORC는 OBC에 비해 저렴한 장점이 있지만 상기 고분자 기재에 올레핀 랜덤 공중합체가 지나치게 많이 포함될 경우 만들어진 폼의 내열성이 약하여 자동차용으로 사용되기에 적합하지 않을 수 있다.
상기 올레핀 랜덤 공중합체는 에틸렌 및 하나 이상의 공중합성 α-올레핀 공단량체가 랜덤하게 중합된 형태일 수 있다.
상기 자동차 시트용 폼 조성물에는 가스 및 다른 부산물로 분해되는 가스 재료, 휘발성 액체 및 화학작용제를 포함하는 임의의 공지된 대부분의 발포제(기포발생제 또는 팽창제로서 또한 공지됨)가 사용될 수 있다. 상기 발포제는 발포체를 제조하기 위해서 첨가하는 것으로 예를 들어 분해온도가 150 ~ 210℃인 아조계 화합물이 사용될 수 있으며, 고분자 기재 100 중량부에 대하여 1 ~ 6 중량부 사용될 수 있다. 만일, 그 사용량이 1 중량부 미만이면 비중이 0.7 이상이고 경도가 Shore C 경도가 70 이상인 발포체가 제조되어 경량화에 문제가 있을 수 있고, 6 중량부를 초과하면 비중이 0.10 이하로 떨어져 경량화에 우수한 효과를 나타내지만 기계적 물성과 치수안정성이 떨어질 수 있다. 그리고, 분해 온도가 150℃ 미만이면 컴파운드 제조 중에 조기발포가 발생하고, 210℃를 초과하면 발포체의 성형시간이 15분 이상 소요되기 때문에 생산성이 저하될 수 있다.
발포제는 화학적 발포제 및 물리적 발포제를 포함하며, 대표적인 발포제는 질소, 이산화탄소, 공기, 메틸 클로라이드, 에틸 클로라이드, 펜탄, 이소펜탄, 퍼플루오로메탄, 클로로트리플루오로메탄, 디클로로디플루오로메탄, 트리클로로플루오로메탄, 퍼플루오로에탄, 1-클로로-1,1-디플루오로에탄, 클로로펜타플루오로에탄, 디클로로테트라플루오로에탄, 트리클로로트리플루오로에탄, 퍼플루오로프로판, 클로로헵타플루오로프로판, 디클로로헥사플루오로프로판, 퍼플루오로부탄, 클로로노나플루오로부탄, 퍼플루오로시클로부탄, 아조디카르본아미드(ADCA), 아조디이소부티로니트릴, 벤젠술폰히드라지드, 4,4-옥시벤젠 술포닐-세미카르바지드, p-톨루엔 술포닐 세미카르바지드, 바륨 아조디카르복실레이트, N,N'디메틸-N,N'-디니트로소테레프탈아미드, 및 트리히드라지노 트리아진을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 일반적으로 ADCA가 바람직한 발포제이다.
상기 자동차 시트용 폼 조성물은 가교제를 포함할 수 있다. 상기 가교제는 수지에 고온점탄성을 부여할 수 있는 유기과산화물 가교제를 기재 100 중량부에 대하여 0.02 ~ 4 중량부 사용하고, 바람직하기로는 0.02 ~ 3.0 중량부 사용하고, 더욱 바람직하기로는 0.05 ~ 1.5 중량부 사용하는 것이 바람직하며, 이들은 1분 반감기 온도가 130 ~ 180℃ 인 것이다. 그 사용량에 있어서 0.02 중량부 미만이면 가교가 부족하여 수지의 고온 점탄성이 유지되지 못하고, 4 중량부를 초과하면 과가교로 인하여 경도가 급격히 높아질 수 있다. 이러한 가교제의 예로는 고무 배합에 많이 사용되고 있는 유기과산화물 가교제로서 t-부틸퍼옥시이소프로필카르보네이트, t-부틸퍼옥시리우릴레이트, t-부틸퍼옥시아세테이트, 디-t-부틸퍼옥시프탈레이트, t-디부틸포옥시말레인산, 시클로헥사논퍼옥사이드, t-부틸큐밀퍼옥사이드, t-부킬히드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디큐밀퍼옥사이드, 1,3-비스(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 디-t-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-(t-부틸퍼옥시)-3-헥산, n-부틸-4, 4-비스(t-부틸퍼옥시)발러레이트, α,α'-비스(t-부틸퍼옥시)디이소프로필벤젠 등을 사용할 수 있다.
상기 기타 첨가제는 가공특성을 돕고 발포체의 물성 향상을 위해 일반적으로 사용되는 금속산화물, 스테아린산, 산화방지제, 진크스테아레이트, 티타늄디옥사이드, 가교조제 등 발포체 제조시 사용되는 통상의 첨가제를 사용하며, 색상을 고려하여 다양한 안료를 사용하는 것도 가능하다. 상기 첨가제는 기재 100 중량부에 대하여 4 ~ 15 중량부 첨가할 수 있다. 상기 금속산화물로는 산화아연, 산화티타늄, 산화카드뮴, 산화마그네슘, 산화수은, 산화주석, 산화납, 산화칼슘 등을 발포체의 물성 향상을 위해 사용할 수 있으며 기재 100 중량부에 대하여 1 ~ 4 중량부 사용할 수 있다. 또한, 프레스가 150 ~ 170℃일 때 성형시간을 5 ~ 10분으로 조절하고자 가교조제인 트리아릴시안우레이트(TAC)을 기재 100 중량부에 대하여 0.05 ~ 0.5 중량부 사용하는 것이 바람직하다. 만일 그 사용량이 0.05 중량부 미만이면 가교조제의 효과가 거의 없었으며, 가교조제가 0.5 중량부를 초과하면 가교제 사용량이 1.5 중량부를 초과할 때와 비슷하게 과가교로 인하여 발포체가 터지는 현상이 나타날 수 있다.
스테아린산과 진크스테아레이트는 발포셀을 미세하고 균일하게 형성하고 발포체 성형시 탈형을 용이하게 하며 기재 100 중량부에 대하여 일반적으로 1 ~ 4 중량부 사용할 수 있다. 산화방지제로는 선녹(sonnoc), 비에이치티(BHT,butylated hydroxy toluene), 송녹스 1076(songnox 1076, octadecyl 3,5-di-tert-butyl--hydroxy hydrocinnamate) 등을 사용하며, 기재 100 중량부에 대하여 통상 0.25 ~ 2 중량부 사용할 수 있다. 티타늄디옥사이드는 백색용 안료로 사용되며 앞에서 언급한 금속산화물과 같은 기능을 하며 통상 2 ~ 5 중량부 사용할 수 있다.
상기 조성물에 포함될 수 있는 충전제는 조성물의 원가를 낮추는 역할을 한다. 상기 충전제의 종류로 실리카(SiO2), MgCO3, CaCO3, 탈크(Talc), Al(OH)3, Mg(OH)2 등이 있으며 기재 100 중량부에 대해 일반적으로 10 내지 50 중량부 사용될 수 있다.
본 명세서에 개시된 자동차 시트용 폼 조성물을 발포 가공함으로써 자동차 시트용 폼을 제조할 수 있다. 발포 방식으로서 압축(compression) 발포 또는 사출(injection) 발포 등을 포함한 다양한 방식이 사용될 수 있다. 일 실시양태에 있어서, 자동차 시트용 폼을 제조하는 공정은 다음과 같다.
먼저 OBC와 고무를 블렌드한 것을 혼합기에 넣고 가교제, 발포제 및 기타 첨가제와 함께 혼합하여 혼합물을 형성한다. 다음 상기 혼합물을 압출기 등을 통하여 입상(pellet)으로 만든 뒤, 발포사출기의 금형에 주입한 후 일정 온도 및 일정 압력에서 발포하여 제품을 만든다. 이때 그 금형은 그 혼합물의 발포배율만큼 실제품보다 작게 만들어진 것으로, 상기 혼합물이 발포 후 얻고자 하는 제품의 크기로 팽창되는 것이다.
상술한 바와 같이 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시양태에 따른 자동차 시트용 폼 조성물을 사용하여 제조된 폼은 자동차 시트용으로서 필요한 제반 특성을 모두 가짐과 동시에 그 표면이 미려하고 스킨(skin) 강도가 높다. 따라서, 기존에 시트 표피로 사용했던 가죽, 섬유, 합성피혁 등의 카바를 사용하지 않고 폼 자체만으로도 의자에 사용될 수 있다. 그리하여 경제적으로 저렴한 의자의 제조가 가능해진다.
일 실시양태에 있어서, 자동차 시트가 더 강한 표피를 갖도록 하기 위해서 상기 폼 표피 상부에 폴리우레탄 수지, 염소화 고무 또는 폴리비닐부티랄(Polyvinyl Butyral)의 코팅층이 더 구비되도록 할 수 있다. 예를 들어 상기 폼 표피 위에 폴리우레탄 수지 또는 염소화 고무 등을 용제에 녹여 만든 코팅액을 스프레이, 붓칠, 디핑(Dipping)등의 방법으로 코팅할 수도 있다.
이하 본 명세서에 개시된 기술을 실시예를 통해 더욱 상세히 설명하고자 하나 개시된 기술의 사상이 본 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
<실시예>
(폼 제조)
하기의 원료들을 기재로 사용하여 폼을 제조하였다.
ORC-1: 올레핀 랜덤 공중합체 (Ethylene-Octene), 밀도: 0.875g/cc, MI(190℃, 2.15kg): 3.0
OBC-1: 올레핀 블록 공중합체 (Ethylene-Octene), 밀도:0.875g/cc, MI(190℃, 2.15kg): 3.0
EVA-1: 에틸렌 비닐아세테이트 (VA:18%, MI(190℃, 2.15kg): 2.5)
SEBS-1: 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 (스티렌 30%, MI(190℃, 2.15kg): 1.0)
성형방법: 배합물을 니더로 혼합한 후 롤 밀(roll mill)에서 쉬팅(sheeting)하여 냉각시킨 뒤, 프레스에 장착된 금형에 넣고 180℃에서 20분간 가열한 뒤 금형을 개방하여 폼을 얻었다.
(성능평가)
1) 압축 세트(Compression Set): 시험방법 - ASTM D-1056
2) 열수축: 폼을 20mm x 200mm x 10mm로 잘라 90℃의 오븐에 넣어 24시간 둔 뒤 꺼내어 상온에서 24시간 지난 뒤 길이 방향의 수축율 측정
3) 탄성: 시험방법 - ASTM D-2632
4) 표면상태: 육안으로 표면의 거칠기를 판단
A:미려, B:보통, C:거침, D:매우 거침
아래 표 1에 그 결과를 나타내었다.
비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5
ORC-1 100 5
EVA-1 100
OBC-1 100 95 80 20 5 80
SEBS-1 100 5 20 80 95 20
징크옥사이드(Zinc Oxide) 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
스테아린산 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
디큐밀퍼옥사이드(DCP) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
아조디카르본아미드(ADCA) 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
밀도 g/cc 0.10 0.11 0.10 0.11 0.10 0.10 0.11 0.11 0.10
경도 Shore C 40 40 40 40 40 40 40 40 40
Compression set
(70℃, 24hr) %		 60 75 15 20 16 17 18 19 19
열수축
(90℃, 24hr) %		 30 35 1 1 1 1 1 1 2
탄성 % 40 40 40 60 41 52 57 59 51
표면상태 A A A D A A B D A
의자 적합성 여부 부적합 부적합 부적합 부적합 부적합 적합 적합 부적합 적합
- 압축세트 20% 이하면 적합
- 열수축 2% 이하면 적합
- 탄성이 50% 이상이면 적합, 표면상태가 A 또는 B이면 적합
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 5와 같이 OBC와 SBC를 동시에 고분자 기재로 사용한 자동차 시트용 폼 조성물을 발포 가교하여 제조된 자동차 시트용 폼은 대체로 압축 세트(compression set) 및 열수축 특성 면에서 비교예 1 내지 4에 비해 우수한 물성을 가진다. 특히 고분자 기내 내에 OBC : SBC의 중량비가 10 : 90 내지 90 : 10의 범위에서는 탄성 및 표면 상태 면에서 우수한 특성을 가진다.
지금까지 상술한 바와 같이 본 명세서에 개시된 자동차 시트용 폼 조성물을 사용하여 자동차 시트용 폼을 제조할 경우 한번의 사출로 가공될 수 있어 제조공정이 간단하고 비용이 절감될 수 있다. 폴리우레탄 폼에 비해 표면이 미려하고 세균 오염 문제가 적을 뿐 아니라 제품의 탄성도 우수하다. 따라서 본 명세서에 개시된 일 실시양태에 따른 자동차 시트용 폼은 별도의 카바없이 그 자체로도 우수한 물성을 갖는 쿠션재로 사용될 수 있는 장점이 있다.

Claims (11)

  1. 올레핀 블록 공중합체 및 스티렌 블록 공중합체를 고분자 기재로 하여 가교제 및 발포제를 포함한 조성물을 금형에서 가압 발포하여 가공한 폼을 몸체로 한 자동차 시트로서,
    상기 고분자 기재 총 중량 중 상기 올레핀 블록 공중합체는 10 내지 90 중량%이고, 상기 스티렌 블록 공중합체는 90 내지 10 중량%이며,
    상기 올레핀 블록 공중합체는 에틸렌 및 하나 이상의 공중합성 α-올레핀 공단량체를 중합된 형태로 포함하고, 5 내지 30 중량%의 경질 세그먼트 및 70 내지 95%의 연질 세그먼트를 함유하며,
    상기 스티렌 블록 공중합체는 10 내지 40 중량%의 평균 폴리스티렌 함량을 가지면서, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SBS), 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체(SIS), 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SEBS), 스티렌-부틸렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SBBS) 및 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 블록 공중합체(SEPS)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 자동차 시트.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 고분자 기재 100 중량부에 대해 2 내지 10 중량부의 올레핀 랜덤 공중합체를 더 포함하는 자동차 시트.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 올레핀 블록 공중합체는 ASTM D1238(190℃, 2.16kg)에 의해 측정한 용융지수(MI)가 0.1g/10분 내지 10g/10분인 자동차 시트.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 공단량체는 부텐 또는 옥텐인 자동차 시트.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 올레핀 블록 공중합체는 에틸렌-옥텐 블록 공중합체이고, 상기 스티렌 블록 공중합체는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌인 자동차 시트.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폼 표피 상부에 폴리우레탄 수지, 염소화 고무 및 폴리비닐부티랄로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나의 코팅층이 더 구비된 자동차 시트.
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