KR102343968B1 - 가식 성형체 및 그 제조 방법, 그리고 가식 성형체를 사용한 발광 구조 - Google Patents

Abstract

(요약) 수지 성형체와 수지 성형체의 표면에 적층된 섬유 소재를 포함하는 표피재를 구비하고, 표피재는 관통공을 갖고, 관통공 내에 수지 성형체의 표면이 존재하는 가식 성형체를 사용한다. 바람직하게는, 관통공의 깊이 (d) 에 대한, 수지 성형체의 표면의 높이 (Hr) 의 비 (Hr/d) 가, 0.3 ∼ 1 이다. 또, 상기 가식 성형체의 수지 성형체의 측에 배치된 광원을 배치한 발광 구조이다.

Description

가식 성형체 및 그 제조 방법, 그리고 가식 성형체를 사용한 발광 구조

본 발명은, 섬유 소재를 포함하는 표피재를 수지 성형체의 표면에 일체화시킨 가식 (加飾) 성형체에 관한 것이다.

섬유 소재를 포함하는 표피재를 수지 성형체의 표면에 일체화시킨 가식 성형체가 알려져 있다. 이와 같은 가식 성형체는, 섬유 소재를 포함하는 시트 또는 그것을 부형한 프리폼 성형체인 표피재를 금형의 캐비티에 배치하고, 사출 성형하는 인서트 성형 (인몰드 성형) 에 의해 제조되거나, 미리 성형된 수지 성형체의 표면에 프리폼 성형체인 표피재를 수작업으로 붙이거나 하여 제조되고 있다.

섬유 소재를 포함하는 표피재로서, 부직포나 직물 등의 섬유 소재, 섬유 소재를 포함하는 인공 피혁이나 합성 피혁 등의 피혁형 소재, 종이와 같은 섬유 소재를 포함하는 표피재가 사용되고 있다. 예를 들어, 하기 특허문헌 1 은, 인공 피혁의 배면에 보강 시트를 첩합 (貼合) 한 스웨이드풍 또는 은면 (銀面) 풍 촉감을 갖는 인서트재를 예비 성형에 의해 3 차원 형상으로 하고, 필요한 형상으로 타발하여 사출 성형 금형 내의 캐비티 내에 수용한 후, 인서트재의 보강 시트측으로부터 용융 수지를 사출함으로써, 수지 성형체를 성형함과 동시에 그 표면에 인서트재를 일체화하여 얻어진 성형체를 개시한다.

또, 섬유 소재를 포함하는 표피재를 사용한 것은 아니지만, 하기 특허문헌 2 는, 기재의 표면에 써모플라스틱 우레탄이나 폴리염화비닐 등의 표피재를 적층한 가식 부품에 있어서, 표피재에 기재에 도달하는 관통공을 형성한 가식 부품을 개시한다. 또, 하기 특허문헌 3 은, 탈것 내장품의 의장면을 구성하는 표면재와, 표면재의 뒤편에 배치되어 있는 이면재와, 표면재와 이면재를 두께 방향으로 접착 고정시키고 있는 접착층과, 의장면측에 개구되어 있는 구멍부를 갖는 탈것 내장품의 표피를 개시한다.

일본 공개특허공보 2006-281592호 일본 공개특허공보 2017-206139호 일본 공개특허공보 2017-210184호

섬유 소재를 포함하는 표피재를 수지 성형체의 표면에 일체화시킨 가식 성형체에 있어서, 신규한 외관을 부여하는 것이 요구되었다. 본 발명은, 가식 성형체의 표피재로서, 관통공을 갖는, 섬유 소재를 포함하는 표피재를 사용한, 가식 성형체에 있어서, 관통공으로부터 수지 성형체를 시인할 수 있고, 관통공의 형상도 잘 붕괴되지 않는 가식 성형체, 그것을 사용한 발광 구조 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 국면은, 수지 성형체와 수지 성형체의 표면에 적층된 섬유 소재를 포함하는 표피재를 구비하고, 표피재는 관통공을 갖고, 관통공 내에 수지 성형체의 표면이 존재하는 가식 성형체이다. 이와 같은 가식 성형체에 의하면, 관통공에 수지 성형체의 표면이 존재함으로써, 관통공으로부터 수지 성형체가 시인되고, 또, 관통공이 수지 성형체에 지지되기 때문에, 관통공의 형상도 잘 붕괴되지 않고, 미관이 우수한 가식 성형체가 얻어진다. 관통공의 깊이 (d) 에 대한, 수지 성형체의 표면의 높이 (Hr) 의 비 (Hr/d) 로는, 0.3 ∼ 1 인 것이 바람직하다.

또, 표피재가 다수의 관통공을 갖는 메시상 영역을 포함하는 경우에는, 의장성이 특히 우수한 외관을 형성할 수 있는 점에서 바람직하다.

또, 표피재가 다수의 관통공을 갖는 메시상 영역을 포함하는 경우에는, 관통공의 원 환산 직경의 평균이 0.1 ∼ 3 ㎜ 의 범위인 것이, 의장성이 우수함과 함께, 관통공 내에 수지 성형체의 표면을 존재시키기 쉬운 점에서 바람직하다.

또, 수지 성형체가 광 투과성을 갖는 경우에는, 관통공으로부터 광을 투과시킬 수 있는 점에서 바람직하다.

또, 표피재가 인공 피혁인 경우에는, 우수한 질감을 발휘하는 점에서 바람직하다.

또, 본 발명의 다른 일 국면은, 상기 서술한 가식 성형체에 있어서 수지 성형체가 광 투과성을 갖고, 가식 성형체의 수지 성형체의 측에 배치된 광원을 구비하는 발광 구조이다. 이와 같은 발광 구조에 의하면, 표피재의 관통공으로부터 광원으로부터의 광을 투과시킴으로써, 관통공으로부터만 발광시키는 신규한 의장을 나타내는 발광 구조가 얻어진다.

또, 본 발명의 다른 일 국면은, 관통공을 갖고, 섬유 소재를 포함하는 표피재를 사출 성형용 금형의 캐비티에 수용하는 공정과, 사출 성형용 금형에 용융 수지를 사출함으로써, 성형되는 사출 성형체의 표면에 표피재를 일체화시킨 가식 성형체를 형성하는 공정을 구비하고, 관통공 내에 수지 성형체의 표면을 존재시키도록 성형하는 가식 성형체의 제조 방법이다. 이와 같은 제조 방법에 의하면, 관통공 내에 수지 성형체의 표면을 존재시킬 수 있다.

또, 표피재는 다수의 관통공을 갖는 메시상 영역을 포함하는 것이, 의장성이 우수한 외관을 형성할 수 있는 점에서 바람직하다.

또, 표피재는, 캐비티의 형상에 대응하는 형상으로 부형되어, 캐비티에 수용되는 것이 사출 성형시의 위치 맞춤이 용이해지는 점에서 바람직하다.

본 발명에 의하면, 가식 성형체의 표피재로서, 관통공을 갖는, 섬유 소재를 포함하는 표피재를 사용한 가식 성형체에 있어서, 관통공으로부터 수지 성형체가 시인되고, 또, 관통공의 형상이 잘 붕괴되지 않는 가식 성형체, 그것을 사용한 발광 구조 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1 은, 실시형태의 가식 성형체 (10) 를 설명하는 모식도이다.
도 2 는, 관통공의 깊이 (d) 에 대한, 수지 성형체의 표면의 높이 (Hr) 의 비 (Hr/d) 를 설명하는 설명도이다.
도 3 은, 본 실시형태의 가식 성형체 (10) 를 사용한 발광 구조 (20) 를 설명하는 모식도이다.
도 4 는, 프리폼 성형체를 성형하기 위한 가열 프레스 성형의 각 공정을 설명하기 위한 설명도이다.
도 5 는, 다수의 관통공을 갖는 메시상 영역을 포함하는, 섬유 소재를 포함하는 시트 (3) 의 상면도이다.
도 6 은, 인서트 성형에 의해, 프리폼 성형체를 사용하여 가식 성형체를 제조하는 방법에 대해 설명하는 설명도이다.

본 실시형태의 가식 성형체를 도 1 을 참조하여 설명한다.

도 1 은, 본 실시형태의 가식 성형체 (10) 를 설명하는 모식도로, (a) 는 상면도, (b) 는 (a) 의 B-B' 단면의 단면도, (c) 는 (a) 의 C-C' 단면을 확대한 단면도이다.

도 1 중, 1 은 섬유 소재를 포함하는 표피재, 2 는 수지 성형체, h 는 표피재 (1) 에 형성된 관통공이다. 도 1(a) 에 나타내는 바와 같이, 가식 성형체 (10) 에 있어서는, 상면에서부터 봤을 때에, 다수의 원형의 관통공 (h) 이 배열되어 형성되는 메시상 영역 (M) 을 갖는 섬유 소재를 포함하는 표피재 (1) 가, 도 1(b) 에 나타내는 바와 같이 수지 성형체 (2) 의 표면에 일체화되어 있고, 관통공 (h) 으로부터 수지 성형체 (2) 가 시인된다. 관통공 (h) 을 포함하는 메시상 영역 (M) 은, 의장성이 부여된 외관을 형성하고 있다. 도 1(c) 에 나타내는 바와 같이, 가식 성형체 (10) 에 있어서는, 관통공 (h) 내에 수지 성형체 (2) 의 표면이 침입하고 있다. 또한, 메시상 영역이란, 예를 들어, 면적 4 ㎟ 이상, 바람직하게는 25 ㎟ 이상의 영역에 있어서, 다수의 관통공에 의한 합계의 공극률이 10 ％ 이상인 영역을 의미한다.

가식 성형체 (10) 에 있어서는, 관통공 (h) 에 수지 성형체 (2) 의 표면이 침입하고 있는 것에 의해, 관통공 (h) 으로부터 수지 성형체 (2) 가 시인되고, 또, 관통공 (h) 이 침입한 수지 성형체 (2) 에 의해 지지되기 때문에, 표피재 (1) 의, 찢김, 관통공 (h) 의 변형, 파단, 등이 발생되기 어렵고, 관통공 (h) 의 형상이 붕괴되기 어려워진다. 또, 관통공 (h) 의 부근에 마찰을 받아도, 올 풀림이나 보풀 등이 잘 생기지 않게 된다.

관통공 (h) 에 존재하는 수지 성형체 (2) 의 표면의 높이로는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 관통공 (h) 의 깊이 (d) 에 대한, 수지 성형체 (2) 의 표면의 높이 (Hr) 의 비 (Hr/d) 가 0.3 ∼ 1, 나아가서는 0.5 ∼ 0.9 인 것이, 관통공 (h) 으로부터 수지 성형체 (2) 가 시인되기 쉽고, 또, 관통공 (h) 의 형상 유지성이 우수하며, 또, 발광 구조로서 사용하는 경우에는, 광 투과성이 우수한 점에서 바람직하다. 또한, 관통공 (h) 의 깊이 (d) 에 대한, 침입한 수지 성형체 (2) 의 표면의 높이 (Hr) 의 비 (Hr/d) 는, 성형체를 단면 방향으로 절단하여, 광학 현미경, 또는, 마이크로스코프에 의해 관통공 (h) 의 깊이 및 관통공 (h) 에 침입하고 있는 성형체의 표면의 높이를 각각 계측하여, 산출할 수 있다.

관통공의 크기로는, 원 환산 직경의 평균이 0.1 ∼ 3 ㎜, 나아가서는 0.3 ∼ 2 ㎜ 인 것이, 의장성이 우수함과 함께, 관통공 내에 수지 성형체의 표면을 성형시에 침입시키기 쉬운 점에서 바람직하다. 또한, 원 환산 직경이란, 동일한 면적의 원의 직경으로 환산했을 때의 직경을 의미한다. 관통공의 원 환산 직경이 지나치게 작은 경우에는, 수지 성형체에 표피재를 일체화시킬 때의 성형에 있어서, 관통공에 수지 성형체의 표면이 침입하기 힘들어지는 경향이 있다. 또, 관통공의 원 환산 직경이 지나치게 큰 경우에는, 수지 성형체에 표피재를 일체화시킬 때의 성형에 있어서, 관통공으로부터 수지 성형체의 표면이 흘러넘쳐 튀어나와, 외관의 의장성을 저하시키는 경향이 있다.

또, 다수의 관통공이 메시상 영역을 형성하고 있는 경우, 인접하는 관통공의 중심간 피치로는, 0.05 ∼ 2.0 ㎜, 나아가서는 0.2 ∼ 2.0 ㎜ 인 것이, 표피재의, 찢김, 관통공의 변형, 파단, 등을 발생시키기 어려운 점에서 바람직하다. 또, 메시상 영역의 면적은, 성형품의 면적의 10 ％ 이상, 나아가서는 50 ％ 이상의 크기인 것이, 의장성이 우수함과 함께, 본 발명의 효과가 현저해지는 점에서 바람직하다. 또한, 메시상 영역에 있어서, 표피재의 인접하는 관통공을 가로막는 부분의 길이로는, 0.1 ∼ 1.5 ㎜, 나아가서는 0.2 ∼ 1.0 ㎜ 인 것이, 의장성이 우수하고, 성형시에 잘 찢기지 않는 점에서 바람직하다. 또한, 각 치수는 가식 성형체에 일체화시킨 표피재에 있어서의 치수이다. 표피재는 성형 후에 조금 늘어나기 때문에, 성형 전의 치수는, 어느 것이나 상기 치수보다 약간 작아지는 경향이 있다.

표피재로는, 부직포, 직물, 편물 등의 섬유 소재의 시트, 또는 섬유 소재에 우레탄 등의 고분자 탄성체를 부여한 인공 피혁이나 합성 피혁 등의 피혁형 시트를 들 수 있다. 또, 표피재의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 0.1 ∼ 2 ㎜, 나아가서는 0.2 ∼ 1 ㎜ 인 것이 바람직하다.

또, 수지 성형체의 구체예로는, 예를 들어, ABS 계 수지, PMMA 수지와 같은 아크릴계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 나 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT) 등의 폴리에스테르계 수지, 각종 폴리아미드계 수지, COP 수지 등을 들 수 있다. 또, 이것들은, 필러 등을 배합한 콤파운드품이나, 복수 종의 수지를 얼로이화 또는 블렌드화한 혼합품이어도 된다. 이것들은 용도에 따라서 적절히 선택된다. 이것들 중에서는, 광 투과성을 갖는, ABS 계 수지, PMMA 수지와 같은 아크릴계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, COP 수지의 광 투과성을 갖는 수지의 성형체가, 이하에 설명하는 수지 성형체의 광 투과성을 살린 발광 구조로서 사용할 수 있는 점에서 바람직하다.

도 3 은, 본 실시형태의 가식 성형체 (10) 를 사용한 발광 구조 (20) 를 설명하는 모식도로, (a) 는 도 1(b) 에 대응하는 단면도, (b) 는 도 1(c) 에 대응하는 단면도이다. 발광 구조 (20) 에 있어서는, 가식 성형체 (10) 를 형성하는 수지 성형체 (2) 가 광 투과성을 갖는다. 그리고, 가식 성형체 (10) 의 수지 성형체 (2) 측에는, 기판 (11) 상에 실장된 광원 (12) 이 배치되어 있다. 광원 (12) 은 기판 (11) 상에, 예를 들어, 복수의 LED 등의 발광 소자가 실장되어 이루어진다. 이와 같은 발광 구조 (20) 에 의하면, 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 광원 (12) 으로부터의 발광이 수지 성형체 (2) 를 투과하고, 표피재의 관통공으로부터만 광을 투과시켜, 발광시킬 수 있다. 광 투과성으로는, 가시광선 투과율이 50 ％ 이상, 나아가서는 70 ％ 이상, 특히는 85 ％ 이상인 것이 바람직하다.

다음으로, 본 실시형태의 가식 성형체의 제조 방법으로서, 섬유 소재를 포함하는 표피재를 사출 성형에 사용하는 금형의 캐비티에 맞춘 형상으로 예비 성형한 프리폼 성형체를 제조한 후, 금형의 캐비티에 프리폼 성형체를 수용하고, 사출 성형하는 인서트 성형에 의한 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다.

도 4 는, 섬유 소재를 포함하는 표피재가 되는 프리폼 성형체를 성형하기 위한 가열 프레스 성형의 각 공정을 설명하기 위한 설명도이다. 도 4 중, 3 은 다수의 관통공을 갖는 메시상 영역을 포함하는, 섬유 소재를 포함하는 시트, 21 은 가열 프레스를 위한 수틀 (雄型), 22 는 가열 프레스를 위한 암틀 (雌型) 이고, 21a 는 수틀 (21) 의 코어, 22a 는 암틀 (22) 의 캐비티이다. 또, 4 는, 트리밍 처리 전의 프리폼 성형체, 5 는 프리폼 성형체, 6 은 트리밍 처리된 시트 (3) 의 불요부이다. 또, 도 5 는, 다수의 관통공을 갖는 메시상 영역을 포함하는, 섬유 소재를 포함하는 시트 (3) 의 상면도이다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 섬유 소재를 포함하는 시트 (3) 는, 다수의 관통공 (h) 을 갖는 메시상 영역 (M) 을 포함한다. 또, 관통공 (h) 으로 형성되는 의장의 예로서, 음향 장치의 재생, 일시 정지, 빨리 감기를 의미하는 아이콘 (S) 이 나타나 있는 별도의 메시상 영역을 포함한다. 아이콘 (S) 과 같이, 관통공 (h) 을 조합함으로써, 싸인 표시를 형성할 수도 있다. 이와 같은 관통공을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, NC 제어에 의한 다축 구멍 뚫기 가공기에 의한 드릴을 사용하여 구멍 뚫기 가공을 하는 것이, 정확한 위치에 관통공을 형성할 수 있는 점에서 바람직하다.

먼저, 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 시트 (3) 를 암틀 (22) 과 수틀 (21) 의 사이에 배치한다. 이 때, 암틀 (22) 과 수틀 (21) 은 시트 (3) 를 연화시키는 소정의 온도로 가열되어 있다.

그리고, 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 암틀 (22) 과 수틀 (21) 을 소정의 압력으로 몰드 클램핑한다. 이 때, 시트 (3) 는 수틀 (21) 의 코어 (21a) 와 암틀 (22) 의 캐비티 (22a) 의 사이에 끼여 부형된다.

그리고, 도 4(c) 에 나타내는 바와 같이, 암틀 (22) 과 수틀 (21) 을 몰드 개방하고, 냉각시킴으로써, 트리밍 처리 전의 프리폼 성형체 (4) 가 얻어진다. 그리고, 암틀 (22) 및 수틀 (21) 로부터 트리밍 처리 전의 프리폼 성형체 (4) 를 꺼내어, 시트 (3) 의 불요부 (6) 를 트리밍함으로써, 프리폼 성형체 (5) 가 얻어진다.

이와 같이 하여 얻어진 프리폼 성형체는 수지 성형체의 표면에 일체화되어 가식 성형체로 된다. 프리폼 성형체를 수지 성형체에 일체화하는 방법으로는, 사출 성형에 의해 성형되는 수지 성형체에 프리폼 성형체를 일체화시키는 인서트 성형이 바람직하게 사용된다. 도 6 을 참조하여, 인서트 성형에 의해, 프리폼 성형체 (5) 를 표피재 (1) 로서 사용하여, 사출 성형되는 수지 성형체 (2) 에 일체화시켜 얻어지는 가식 성형체 (10) 를 제조하는 방법에 대해 설명한다. 또한, 본 실시형태에서는, 프리폼 성형체 (5) 를 표피재 (1) 로서 사용하여, 인서트 성형을 실시하는 방법에 대해 설명하지만, 프리폼 성형체 (5) 대신에, 시트 (3) 를 그대로 인서트 성형에 제공해도 된다. 또한, 프리폼 성형체 (5) 를 사용한 경우에는, 수지 성형체 (2) 에 일체화시킬 때의 위치 맞춤이 정확해진다.

도 6 중, 5 는 도시 생략한 관통공을 갖고, 섬유 소재를 포함하는 표피재 (1) 인 프리폼 성형체, 32a 는 가동측 몰드, 32b 는 고정측 몰드, 33 은 사출 성형기의 사출부 본체, 33a 는 노즐, 33b 는 실린더, 33c 는 인라인 스크루, 34 는 게이트, 2 는 수지 성형체, 2a 는 용융 수지, 10 은 가식 성형체이다. 가동측 몰드 (32a) 와 고정측 몰드 (32b) 는 1 쌍이 되어 캐비티 (c) 를 형성하는 사출 성형용 금형 (32) 을 구성한다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 가동측 몰드 (32a) 는 사출 성형용 금형의 암틀, 고정측 몰드 (32b) 는 사출 성형용 금형의 수틀이다.

우선, 도 6(a) 에 나타내는 바와 같이, 가동측 몰드 (32a) 의 캐비티를 형성하기 위한 오목부에 표피재 (1) 로서 프리폼 성형체 (5) 를 수용한다.

다음으로, 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 가동측 몰드 (32a) 와 고정측 몰드 (32b) 를 몰드 클램핑한다. 그리고, 도 6(c) 에 나타내는 바와 같이, 가동측 몰드 (32a) 와 고정측 몰드 (32b) 를 클램핑한 상태로 형성되는 캐비티 (c) 에 용융 수지 (2a) 를 충전한다. 상세하게는, 사출 성형기의 사출부 (33) 를 전진시켜, 노즐 (33a) 을 고정측 몰드 (32b) 에 형성된 게이트 (34) 에 맞닿게 하고, 실린더 (33b) 내에서 용융 수지 (2a) 를 인라인 스크루 (33c) 로 사출함으로써, 용융 수지 (2a) 가 소정의 충전압으로 캐비티 (c) 에 풀충전된다.

사출 성형 조건은, 사출되는 수지의 열 특성이나 용융 점도, 성형체의 형상, 및 수지 두께에 따라 풀충전 가능한 조건 (수지 온도, 금형 온도, 사출 압력, 사출 속도, 사출 후의 유지 압력, 냉각 시간) 이 적절히 설정된다. 관통공의 깊이 (d) 에 대한, 표면의 높이 (Hr) 의 비 (Hr/d) 는 성형 조건을 조정함으로써 조정할 수 있다.

성형되는 사출 성형체의 두께는 특별히 한정되지 않고, 용도나 성형성에 따라서 적절히 선택된다. 예를 들어, 가전 제품의 케이싱에 사용하는 경우에는, 0.3 ∼ 3 ㎜, 나아가서는 0.5 ∼ 2 ㎜ 가 바람직한 범위로서 선택된다.

그리고, 냉각 공정에 있어서, 가동측 몰드 (32a) 와 고정측 몰드 (32b) 가 클램핑된 상태로 형성되는 캐비티 (c) 내에서 성형된 수지 성형체 (2) 와 수지 성형체 (2) 에 적층된 프리폼 성형체 (5) 인 표피재 (1) 가 일체화된 적층체를 소정 시간 냉각한 후, 도 6(d) 에 나타내는 바와 같이, 가동측 몰드 (32a) 와 고정측 몰드 (32b) 를 몰드 오픈하여, 성형된 수지 성형체 (2) 와 수지 성형체 (2) 에 적층된 표피재 (1) 가 일체화된 가식 성형체 (10) 가 꺼내어진다.

이상 설명한 바와 같이, 관통공을 갖는, 섬유 소재를 포함하는 표피재를 인서트 성형함으로써, 수지 성형체를 성형할 때의 용융 수지가 관통공에 침입하여, 형성되는 가식 성형체에 있어서, 표피재의 관통공에 수지 성형체의 표면이 침입한다. 그것에 의해, 관통공으로부터 수지 성형체가 시인된다. 또, 표피재에 형성된 관통공을 수지 성형체가 지지함으로써, 관통공의 형상이 잘 붕괴되지 않는 가식 성형체가 얻어진다.

또한, 표피재로는, 부직포, 직물, 편물 등의 섬유 소재의 시트, 또는 섬유 소재를 포함하는 인공 피혁이나 합성 피혁 등의 피혁형 시트를 들 수 있다. 이것들 중에서도, 인공 피혁이, 성형시에 늘어나기 쉽기 때문에 부형성이 우수함과 함께, 의장성이 우수한 점에서 바람직하다.

이하, 본 실시형태에 있어서는, 표피재로서, 인공 피혁에 대해 상세하게 설명한다.

인공 피혁으로는, 섬유 소재인 부직포에 고분자 탄성체를 부여한 인공 피혁 생기 (生機) 를 포함하고, 그 표면을 기모 처리한 입모 (立毛) 인공 피혁이나, 은면풍의 수지층을 부여한 은면 인공 피혁을 들 수 있다.

부직포의 섬유를 형성하는 수지의 구체예로는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 변성 PET, 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 (PTT), 폴리트리에틸렌테레프탈레이트, 폴리헥사메틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 방향족 폴리에스테르계 수지 ; 폴리락트산, 폴리에틸렌숙시네이트, 폴리부틸렌숙시네이트, 폴리부틸렌숙시네이트아디페이트, 폴리하이드록시부틸레이트-폴리하이드록시발레레이트 공중합체 등의 지방족 폴리에스테르계 수지 ; 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 610, 폴리아미드 10, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 6-12 등의 폴리아미드계 수지 ; 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리부텐, 폴리메틸펜텐, 염소계 폴리올레핀, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 스티렌에틸렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지 ; 에틸렌 단위를 25 ∼ 70 몰％ 함유하는 변성 폴리비닐알코올 등으로 형성되는 변성 폴리비닐알코올계 수지 ; 및, 폴리우레탄계 엘라스토머, 폴리아미드계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머 등의 결정성 엘라스토머 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다. 이것들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.

또, 부직포를 형성하는 섬유의 섬도는 특별히 한정되지 않고, 1 dtex 초과의 통상 섬유의 섬도여도 되며, 1 dtex 이하, 나아가서는 0.6 dtex 이하, 특히 0.5 dtex 이하인 극세 섬유의 섬도여도 된다. 극세 섬유의 부직포는, 프리폼 성형이나 인서트 성형에 있어서 늘어나기 쉽기 때문에, 표피재에, 찢김, 관통공의 변형, 파단, 등을 잘 발생시키기 힘든 점에서 특히 바람직하다.

또, 부직포에 부여되는 고분자 탄성체의 구체예로는, 예를 들어, 폴리카보네이트계 폴리우레탄, 폴리에스테르계 폴리우레탄, 폴리에테르계 폴리우레탄 등의 각종 폴리우레탄이나, 아크릴계 탄성체, 폴리우레탄아크릴 복합 탄성체, 폴리염화비닐, 합성 고무 등을 들 수 있다. 이것들 중에서는, 폴리우레탄이 접착성이나 기계 특성이 우수한 점에서 바람직하다. 고분자 탄성체의 함유 비율로는, 0.1 ∼ 50 질량％, 나아가서는 5 ∼ 35 질량％, 특히 8 ∼ 30 질량％ 인 것이 바람직하다. 고분자 탄성체의 함유 비율이 지나치게 높은 경우에는, 부형성이 저하되는 경향이 있다.

부직포에 고분자 탄성체를 부여한 인공 피혁 생기의 일면을 기모 처리함으로써 입모 인공 피혁이 얻어진다. 또, 부직포에 고분자 탄성체를 부여한 인공 피혁 생기의 일면에 은면풍의 수지층을 적층 형성함으로써, 은면 인공 피혁이 얻어진다.

입모 인공 피혁을 형성하는 방법으로는, 인공 피혁 생기의 표면을 버핑 처리함으로써 기모 처리된 스웨이드풍이나 누벅풍의 입모면을 형성하는 방법을 들 수 있다. 버핑 처리는, 인공 피혁 생기의 표면을 사포나 브러시 등으로 문질러, 섬유를 기모시키는 처리이다.

또, 은면 인공 피혁을 형성하는 방법으로는, 인공 피혁 생기의 표면에 건식 조면법 (造面法) 이나 다이렉트 코트법 등의 방법에 의해 폴리우레탄 등의 고분자 탄성체를 포함하는 은면풍의 수지층을 형성하는 방법을 들 수 있다. 은면풍의 수지층을 형성하는 고분자 탄성체로는, 종래부터 은면풍의 수지층의 형성에 사용되고 있는 폴리우레탄이나 아크릴계 탄성체 등을 사용할 수 있다.

본 실시형태의 표피재에는, 관통공이 형성되어 있다. 관통공을 갖는 표피재를 프리폼 성형하거나, 인서트 성형하거나 하는 경우, 표피재가 각 성형 공정에 있어서 가열되어 늘어날 때, 관통공의 형상이 유지되지 않거나, 인접하는 관통공을 가로막는 표피재의 부분이 파단되거나 하는 경우가 있다. 또, 프리폼 성형하는 경우에 있어서는, 부형성이 요구된다. 이와 같은 점에서, 표피재로서 인공 피혁을 사용하는 경우, 다음과 같은 특성을 갖는 인공 피혁을 선택하는 것이 바람직하다.

메시상의 관통공을 형성한 인공 피혁에 있어서는, 파단 신도가 지나치게 낮은 경우에는, 프리폼 성형하거나 인서트 성형하거나 하는 경우에, 인접하는 관통공을 가로막는 표피재의 부분이 파단되기 쉬워진다. 이 점에서, 인공 피혁의 20 ℃ 에 있어서의 파단 신도로는, 50 ％ 이상, 나아가서는 100 ％ 이상인 것이 바람직하다. 또, 인공 피혁의 20 ℃ 에 있어서의 파단 응력으로는, 50 N/2.5 ㎝ 이상, 나아가서는 100 N/2.5 ㎝ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 파단 신도 및 파단 응력은, 인장 시험기로, 100 ㎜/분의 속도 조건하에 있어서의 응력 및 늘어남을 나타내고 있다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명의 범위는 실시예에 의해 하등 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

세로 140 × 가로 140 ㎜ 이고 두께 0.5 ㎜ 의, 스웨이드풍의 기모면을 갖는 인공 피혁 (섬도 0.9 dtex 이고, T_g 100 ℃ 의 변성 PET 의 극세 섬유와 폴리우레탄을 포함하는, 겉보기 밀도 0.50 g/㎤) 을 준비하였다. 또한, 얻어진 인공 피혁의 20 ℃ 에 있어서의 파단 신도는 130 ％ 이고, 파단 응력은 250 N/2.5 ㎝ 였다.

그리고, 인공 피혁에, NC 제어에 의한 다축 구멍 뚫기 가공기에 의한 드릴을 사용하여, 도 5 에 나타내는 바와 같은, 다수의 관통공을 형성하였다. 음향 장치의 재생, 일시 정지, 빨리 감기를 의미하는 아이콘을 나타내는 메시상 영역 및 환상의 메시상 영역을 구성하는 관통공을 형성하였다. 메시상 영역은, 직경이, 0.2 ㎜, 0.4 ㎜, 0.6 ㎜, 0.8 ㎜, 1.0 ㎜, 1.2 ㎜, 1.4 ㎜ 의 7 종류의 원형 관통공을 갖고, 그 면적은 약 2700 ㎟ 이며, 관통공의 공극에 의한 공극률은 10 ∼ 60 ％ 의 범위였다. 또, 메시상 영역의 관통공의 최소 피치는 0.2 ㎜, 최대 피치는 2.0 ㎜ 였다. 이와 같이 하여, 다수의 관통공을 갖는 메시상 영역을 포함하는, 섬유 소재를 포함하는 표피재인, 인공 피혁 시트 A 를 제조하였다.

그리고, 인공 피혁 시트 A 를 형 온도 100 ℃, 프레스 압력 100 ㎏/㎠ 로, 후술하는 사출 성형 금형에 대응하는 형상으로 부형하기 위한 프레스 금형을 사용하여 열 프레스 성형을 실시함으로써, 프리폼 성형체를 성형하였다. 이 때, 인공 피혁 시트 A 의 프리폼 성형체는, 제대로 된 형틀대로의 형상을 유지하고 있었다. 그리고, 얻어진 프리폼 성형체를 사출 성형 금형의 캐비티에 수용되도록 불요부를 트리밍하였다.

그리고, 프리폼 성형체를 사용하여, 인서트 성형을 실시하였다. 구체적으로는, 전동식 사출 성형기 (스미토모 중기계 공업 (주) 제조의 SE-100) 에 탑재된, 사출 성형용 금형의 가동측 몰드와 고정측 몰드를 몰드 오픈한 상태로, 가동측 몰드의 캐비티 형성면에 인공 피혁 시트 A 의 프리폼 성형체를 배치하였다. 그리고, 가동측 몰드와 고정측 몰드를 클램핑하였다. 또한, 사출 성형용 금형의 캐비티 형상은, 두께 2 ㎜, 직경 80 ㎜, 높이 10 ㎜ 의 반구 돔상의 형상이었다.

그리고, 수지 온도 230 ℃, 금형 온도 40 ℃ 의 조건으로, 투명 ABS 수지를 사출하여 캐비티 내에 충전하였다. 그리고, 풀충전 후, 냉각시킨 다음, 몰드를 개방하였다. 이와 같이 하여, 투명 ABS 수지 성형체의 표면에 프리폼 성형체가 일체화된 가식 성형체를 얻었다.

얻어진 가식 성형체를 단면 방향으로 절단하여, 관통공의 깊이 (d) 및 관통공에 침입한 수지 성형체의 표면의 높이 (Hr) 를 마이크로스코프에 의해 계측하고, 그 비 (Hr/d) 를 산출하였다. 관통공의 깊이 (d) 에 대한, 침입한 수지 성형체의 표면의 높이 (Hr) 의 비 (Hr/d) 는 직경이 0.2 ㎜ 인 관통공에 있어서 0.5, 1.4 ㎜ 인 관통공에 있어서 0.85 였다.

얻어진 가식 성형체는, 표피재의 찢김, 관통공의 변형, 파단이 없는, 형상 유지성이 우수한 것이었다. 또, 표피재의 표면을 손톱으로 긁어도 찢김, 관통공의 변형, 파단이 발생하지 않았다. 또, 광을 통과시킨 경우에 관통공으로부터 발광하는 의장성이 우수한 것이었다.

(실시예 2)

스웨이드풍의 기모면을 갖는 인공 피혁 대신에, 표면 수지층을 구비하는, 은면풍의 인공 피혁 (섬도 0.9 dtex 이고, T_g 100 ℃ 의 변성 PET 의 극세 섬유와 폴리우레탄을 포함하는, 겉보기 밀도 0.6 g/㎤) 을 사용한 것 이외에는 동일하게 하여, 다수의 관통공을 갖는 메시상 영역을 포함하는, 섬유 소재를 포함하는 표피재인, 인공 피혁 시트 B 를 제조하였다. 그리고, 스웨이드풍의 기모면을 갖는 인공 피혁 시트 A 대신에, 은면풍의 인공 피혁 시트 B 를 사용한 것 이외에는 동일하게 하여, 프리폼 성형체를 성형하였다. 또한, 프리폼 성형체는, 은면풍의 수지층이 돔의 외측 표면이 되도록 성형하였다. 이 때, 인공 피혁 시트 B 의 프리폼 성형체는, 제대로 된 형틀대로의 형상으로 유지되고 있었다.

그리고, 인공 피혁 시트 A 의 프리폼 성형체 대신에, 인공 피혁 시트 B 의 프리폼 성형체를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 인서트 성형을 실시하여 가식 성형체를 얻었다. 얻어진, 가식 성형체에 있어서는, 관통공의 깊이 (d) 에 대한, 침입한 수지 성형체의 표면의 높이 (Hr) 의 비 (Hr/d) 는 직경이 0.3 ㎜ 인 관통공에 있어서 0.3, 1.4 ㎜ 인 관통공에 있어서 0.95 였다.

얻어진 가식 성형체는, 표피재의 찢김, 관통공의 변형, 파단이 없는, 형상 유지성이 우수한 것이었다. 또, 표피재의 표면을 손톱으로 긁어도, 찢김, 관통공의 변형, 파단이 발생하지 않았다. 또, 광을 통과시켰을 경우에 관통공으로부터 발광하는 의장성이 우수한 것이었다.

(비교예 1)

실시예 1 에 있어서, 직경이, 0.2 ㎜, 0.4 ㎜, 0.6 ㎜, 0.8 ㎜, 1.0 ㎜, 1.2 ㎜, 1.4 ㎜ 의 7 종류의 원형 관통공 대신에, 모두 0.1 ㎜ 인 원형 관통공을 형성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 인공 피혁 시트 C 를 제조하였다.

그리고, 스웨이드풍의 기모면을 갖는 인공 피혁 시트 A 대신에, 인공 피혁 시트 C 를 사용한 것 이외에는 동일하게 하여, 프리폼 성형체를 성형하였다. 이 때, 인공 피혁 시트 C 의 프리폼 성형체는, 제대로 된 형틀대로의 형상을 유지하고 있었다.

그리고, 인공 피혁 시트 A 의 프리폼 성형체 대신에, 인공 피혁 시트 C 의 프리폼 성형체를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 인서트 성형을 실시해서 가식 성형체를 얻었다. 얻어진 가식 성형체에 있어서는, 관통공에 수지 성형체가 침입하지 않았다.

얻어진 가식 성형체는, 찢김, 관통공의 변형, 파단이 없는, 형상 유지성이 우수한 것이었지만, 광을 통과시켰을 경우에 관통공으로부터의 발광이 부족하고, 의장성이 부족하였다.

(비교예 2)

실시예 1 에 있어서, 0.2 ㎜, 0.4 ㎜, 0.6 ㎜, 0.8 ㎜, 1.0 ㎜, 1.2 ㎜, 1.4 ㎜ 의 7 종류의 원형 관통공 대신에, 모두 3.2 ㎜ 인 원형 관통공을 형성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 인공 피혁 시트 D 를 제조하였다.

그리고, 스웨이드풍의 기모면을 갖는 인공 피혁 시트 A 대신에, 인공 피혁 시트 D 를 사용한 것 이외에는 동일하게 하여, 프리폼 성형체를 성형하였다. 이 때, 인공 피혁 시트 D 의 프리폼 성형체는, 제대로 된 형틀대로의 형상을 유지하고 있었다.

그리고, 인공 피혁 시트 A 의 프리폼 성형체 대신에, 인공 피혁 시트 D 의 프리폼 성형체를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 인서트 성형을 실시해서 가식 성형체를 얻었다. 얻어진 가식 성형체에 있어서는, 인서트 성형시에 관통공으로부터 용융 수지가 약간 새어 나와 수지 성형체의 표면이 돌출되어 있었다.

1 : 표피재
2 : 수지 성형체
2a : 용융 수지
3 : 시트
5 : 프리폼 성형체
10 : 가식 성형체
12 : 광원
20 : 발광 구조
h : 관통공
M : 메시상 영역

Claims (13)

1. 수지 성형체와 수지 성형체의 표면에 적층된 섬유 소재를 포함하는 표피재를 구비하고,
   상기 표피재는 다수의 관통공을 갖는 메시상 영역을 포함하고, 상기 관통공 내에 상기 수지 성형체의 표면이 존재하고,
   상기 관통공은 원 환산 직경의 평균이 0.2 ∼ 3 ㎜ 의 범위이고,
   상기 관통공의 깊이 (d) 에 대한, 상기 수지 성형체의 표면의 높이 (Hr) 의 비 (Hr/d) 가, 0.3 ∼ 1 인, 가식 성형체.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 수지 성형체가, 광 투과성을 갖는, 가식 성형체.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 표피재는 인공 피혁인, 가식 성형체.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 인공 피혁은, 20 ℃ 에 있어서의 파단 신도가 50 ％ 이상인, 가식 성형체.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 인공 피혁은, 20 ℃ 에 있어서의 파단 응력이 50 N/2.5 ㎝ 이상인, 가식 성형체.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 가식 성형체와,
   상기 가식 성형체의 상기 수지 성형체의 측에 배치된 광원을 구비하는, 발광 구조.
7. 제 1 항에 기재된 가식 성형체의 제조 방법으로서,
   상기 표피재를 사출 성형용 금형의 캐비티에 수용하는 공정과,
   상기 사출 성형용 금형에 용융 수지를 사출함으로써, 성형되는 수지 성형체의 표면에 상기 표피재를 일체화시킨 가식 성형체를 형성하는 공정을 구비하고,
   상기 관통공 내에, 상기 관통공의 깊이 (d) 에 대한, 상기 수지 성형체의 표면의 높이 (Hr) 의 비 (Hr/d) 가, 0.3 ∼ 1 이 되도록, 상기 수지 성형체의 표면을 존재시키도록 성형하는, 가식 성형체의 제조 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 표피재는, 상기 캐비티의 형상에 대응하는 형상으로 부형되어, 상기 캐비티에 수용되는, 가식 성형체의 제조 방법.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 표피재는 인공 피혁인, 가식 성형체의 제조 방법.
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