KR102506728B1

KR102506728B1 - 가식 성형용 시트, 프리폼 성형체, 및 가식 성형체

Info

Publication number: KR102506728B1
Application number: KR1020207019664A
Authority: KR
Inventors: 다이스케 마츠다; 미치노리 후지사와; 도시유키 이토
Original assignee: 주식회사 쿠라레
Priority date: 2018-01-09
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2023-03-06
Also published as: US11370202B2; CN111542660B; JPWO2019138816A1; WO2019138816A1; TWI786254B; JP6987155B2; TW201934337A; CN111542660A; EP3739111A4; EP3739111A1; US20210094268A1; KR20200093652A

Abstract

평균 섬도 0.001 ∼ 1 dtex 의 극세 섬유를 포함하는 부직포와 부직포에 부여된 고분자 탄성체를 포함하고, 피혁형 마무리면을 갖는 인공 피혁 기체와, 인공 피혁 기체의 피혁형 마무리면에 대한 이면에 형성된 염화비닐-아세트산비닐 공중합체를 포함하는 수지층을 구비하는 가식 성형용 시트, 및 그 가식 성형용 시트를 3 차원 형상으로 부형한 프리폼 성형체를 사용한다.

Description

가식 성형용 시트, 프리폼 성형체, 및 가식 성형체

본 발명은, 수지 성형체의 표면에 피혁형의 외관을 부여하기 위한 가식 성형용 시트, 그것을 부형한 프리폼 성형체, 및 가식 성형체에 관한 것이다.

휴대 전화, 모바일 기기, 가전 제품의 케이싱이나, 차량, 항공기 등의 내장 부품, 건재, 가구 등의 외장 부재로서, 진공 성형, 압공 성형, 열 프레스 성형, 인몰드 성형 (인서트 성형이라고도 칭한다) 등에 의해 수지 성형체의 표면을 가식하기 위해 사용되는 가식 성형용 시트가 알려져 있다.

예를 들어, 하기 특허문헌 1 은, 이면에 염화비닐-아세트산비닐 공중합체를 도포한 부직포를 프리폼 성형하고, 얻어진 프리폼 성형체를 사용하여 인몰드 성형에 의해 폴리카보네이트를 사출하여 가식 성형체를 제조한 것을 개시한다. 또, 하기 특허문헌 2 는, 이면에 염화비닐을 도포한 극세 섬유의 부직포를 프리폼 성형하고, 얻어진 프리폼 성형체를 사용하여 인몰드 성형에 의해 가식 성형체를 제조한 것을 개시한다.

일본 공개특허공보 2007-276366호 일본 공개특허공보 2013-132783호

상기 서술한 바와 같이, 종래, 부직포를 포함하는 시트를 예비 성형한 프리폼 성형체를, 인몰드 성형에 사용하여 수지 성형체의 표면에 일체화시킨 가식 성형체가 알려져 있었다. 그러나, 종래의 부직포를 포함하는 시트를 예비 성형한 프리폼 성형체는, 프리폼 성형체를 제조할 때의 부형성이 부족하고, 프리폼 성형 후에 형상을 정확하게 보형하기 어려워, 형태 안정성이 낮았다. 그 때문에, 프리폼 성형체를, 인몰드 성형에 사용되는 금형에 수용했을 때에, 인몰드 성형의 금형의 캐비티의 형상을 정확하게 따르지 않는 경우가 있었다. 그 경우에는, 인몰드 성형에 의해 성형되는 수지 성형체의 목적으로 하는 영역으로부터 어긋난 위치에서 프리폼 성형체가 일체화되는 경우가 있어, 위치 정밀도가 낮다는 문제가 있었다.

또, 인몰드 성형에 의해 수지 성형체를 성형할 때의 용융 수지가 프리폼 성형체와 접촉했을 때에, 유동하는 용융 수지가 프리폼 성형체의 표면에 전단력을 부여함으로써, 예를 들어, 수지 성형체의 웰드 라인이 형성되는 부분 등에서 프리폼 성형체가 줄어드는 방향으로 힘이 부여되어 주름을 발생시키는 경우가 있다는 문제도 있었다. 또한, 수지 성형체에 대한 프리폼 성형체의 접착성이 불충분하다는 문제도 있었다.

본 발명은, 부직포를 포함하는 시트를 예비 성형한 프리폼 성형체를, 인몰드 성형에 사용하여 수지 성형체의 표면에 일체화시킨 가식 성형체를 제조하는 경우에 있어서, 상기 서술한, 프리폼 성형 후의 형태 안정성, 수지 성형체에 대한 프리폼 성형체의 위치 정밀도, 및 수지 성형체에 대한 프리폼 성형체의 접착성의 문제를 해결한, 가식 성형용 시트, 그것을 부형한 프리폼 성형체, 및 가식 성형체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 국면은, 평균 섬도 0.001 ∼ 1 dtex 의 극세 섬유를 포함하는 부직포와 부직포에 부여된 고분자 탄성체를 포함하고, 피혁형 마무리면을 갖는 인공 피혁 기체와, 인공 피혁 기체의 피혁형 마무리면에 대한 이면에 형성된 염화비닐-아세트산비닐 공중합체를 포함하는 수지층을 구비하는 가식 성형용 시트이다. 이와 같은 가식 성형용 시트는, 프리폼 성형성 및 프리폼 성형 후의 형태 안정성이 우수하다. 또, 프리폼 성형하여 인몰드 성형에 사용한 경우에, 수지 성형체에 대한 프리폼 성형체의 위치 정밀도, 및 수지 성형체에 대한 프리폼 성형체의 접착성이 우수하다.

또, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체 중의 아세트산비닐 단위의 함유율은 5 ∼ 25 몰％ 인 것이, 프리폼 성형한 경우의 형태 안정성, 가식 성형체를 성형한 경우의 프리폼 성형체의 위치 정밀도 및 접착성의 밸런스가 우수한 점에서 바람직하다.

또, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 유리 전이 온도가 65 ∼ 85 ℃ 인 것이, 프리폼 성형한 경우의 형태 안정성, 가식 성형체를 성형한 경우의 프리폼 성형체의 위치 정밀도 및 접착성의 밸런스가 우수한 점에서 바람직하다.

또, 수지층의 겉보기 중량이 50 ∼ 100 g/㎡ 인 것이, 형태 안정성, 프리폼 성형체의 위치 정밀도 및 접착성의 밸런스가 우수한 점에서 바람직하다.

또, 인공 피혁 기체는 고분자 탄성체를 10 ∼ 40 질량％ 포함하는 것이, 프리폼 성형체를 제조한 경우의 형태 안정성이 특히 우수한 점에서 바람직하다.

또, 고분자 탄성체는 폴리우레탄인 것이 프리폼 성형체의 부형성이나 형태 안정성이 우수하고, 또, 우수한 피혁형의 질감을 유지하는 점에서 바람직하다.

또, 피혁형 마무리면으로는, 극세 섬유를 기모 (起毛) 시킨 기모면이나, 인공 피혁 기체의 표면에 적층된 수지층인 것이 피혁풍의 외관이 얻어지는 점에서 바람직하다.

또, 극세 섬유가, 나일론의 극세 섬유를 포함하는 경우라도, 프리폼 성형체를 제조한 경우의 형태 안정성이 우수한 점에서 바람직하다. 나일론의 극세 섬유를 포함하는 부직포는, 유연한 질감을 갖는 점에서 바람직하지만 프리폼 성형했을 때의 형태 안정성이 부족하고, 부형이 곤란하였다. 본 발명에 의하면, 나일론의 극세 섬유를 포함하는 부직포를 포함하는 인공 피혁 기체를 사용한 경우라도, 형태 안정성이 우수한 프리폼 성형체가 얻어진다.

또, 본 발명의 다른 일 국면은, 상기 서술한 가식 성형용 시트를 3 차원 형상으로 부형한 프리폼 성형체이다. 이와 같은 프리폼 성형체는, 형태 안정성이 우수하기 때문에, 인몰드 성형했을 때에 위치 어긋남을 일으키기 어렵고, 또, 사출 성형되는 수지 성형체와의 접착성도 우수한 점에서 바람직하다.

또, 본 발명의 다른 일 국면은, 수지 성형체와, 수지 성형체의 표면에 배치된 표피층을 구비하고, 표피층이 상기 서술한 가식 성형용 시트인 가식 성형체이다.

인공 피혁 기체를 포함하는 가식 성형용 시트를 프리폼 성형하고, 인몰드 성형하는 경우에, 프리폼 성형체의 형태 안정성, 수지 성형체에 대한 프리폼 성형체의 위치 정밀도, 및 수지 성형체에 대한 프리폼 성형체의 접착성이 우수한, 가식 성형용 시트, 그것을 부형한 프리폼 성형체, 및 가식 성형체가 얻어진다.

도 1 은, 실시형태의 가식 성형용 시트의 모식 단면도이다.
도 2 는, 가식 성형용 시트를 프리폼 성형하는 공정을 설명하는 설명도이다.
도 3 은, 프리폼 성형체를 사용하여 인몰드 성형하는 공정을 설명하는 설명도이다.

이하, 본 발명에 관련된 가식 성형용 시트, 그것을 부형한 프리폼 성형체, 및 가식 성형체의 바람직한 실시형태를 설명한다.

도 1 은, 본 실시형태의 가식 성형용 시트 (10) 의 모식 단면도이다. 도 1 중, 1 은 극세 섬유를 포함하는 부직포, 2 는 부직포에 부여된 고분자 탄성체, 3 은 피혁형 마무리면 (M) 을 갖는 인공 피혁 기체, 4 는, 인공 피혁 기체 (3) 의 피혁형 마무리면 (M) 에 대한 이면에 형성된 염화비닐-아세트산비닐 공중합체를 포함하는 수지층이다. 피혁형 마무리면 (M) 은, 예를 들어, 부직포 (1) 의 섬유를 기모시킨 스웨이드풍이나 누벅풍의 기모면이 형성되어 있거나, 피혁의 은면풍의 수지층이 적층된 마무리가 실시되어 있다.

인공 피혁 기체의 부직포를 형성하는 극세 섬유의 섬도는 평균 섬도 0.001 ∼ 1 dtex 이고, 0.002 ∼ 0.8 dtex, 특히 0.003 ∼ 0.5 dtex 인 것이, 성형시의 연신성이 우수한 점에서 바람직하다.

극세 섬유를 형성하는 수지는, 성형시에 열 연화성을 갖는 수지이면 특별히 한정되지 않는다. 이와 같은 수지의 구체예로는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트 (변성 PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT) 등의 폴리에스테르 ; 나일론 6, 나일론 6·6, 나일론 6·10, 나일론 6·12 등의 나일론 ; 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 등을 들 수 있다.

이들 중에서는, 나일론이 부드러운 질감이 되는 점에서 특히 바람직하다.

부직포에 부여되는 고분자 탄성체는, 종래부터 인공 피혁 기체에 함침 부여되어 있는 고분자 탄성체이면 특별히 한정 없이 사용된다. 이와 같은 고분자 탄성체의 구체예로는, 예를 들어, 폴리우레탄이나 아크릴계 탄성체가, 프리폼 성형체의 부형성이나 형태 안정성이 우수하고, 또, 우수한 피혁형의 질감을 유지하는 점에서 바람직하게 사용된다.

부직포에 부여되는 고분자 탄성체의 함유율로는, 1 ∼ 50 질량％, 나아가서는, 5 ∼ 45 질량％, 특히, 10 ∼ 40 질량％ 인 것이, 프리폼 성형체의 형태 안정성이 특히 우수한 점에서 바람직하다. 고분자 탄성체의 함유율이 지나치게 낮은 경우에는, 프리폼 성형체를 제조하는 경우에 형태를 유지하기 어려워지고, 특히, 나일론 섬유의 부직포를 사용한 경우에는, 프리폼 성형 후의 형태를 유지하기 어려워지는 경향이 있다. 또, 고분자 탄성체의 함유율이 지나치게 높은 경우에는, 프리폼 성형에 있어서의 부형성 및 인몰드 성형에 있어서의 성형성이 저하되는 경향이 있다.

인공 피혁 기체의 가식 성형체의 표면이 되는 측이 되는 피혁형 마무리면 (M) 에는, 부직포의 섬유를 기모시킨 스웨이드풍이나 누벅풍의 기모면이 형성되어 있거나, 피혁의 은면풍의 수지층이 적층된 피혁의 표면을 본뜬 마무리가 실시되어 있거나 한다. 인공 피혁 기체의 피혁형 마무리면 (M) 에 기모면을 형성한 경우에는 입모 (立毛) 인공 피혁이 되고, 은면풍의 수지층을 적층한 경우에는 은부조 (銀付調) 인공 피혁이 된다. 입모 인공 피혁을 형성하는 방법으로는, 인공 피혁 기체의 표면을 버핑함으로써 스웨이드풍이나 누벅풍으로 마무리하는 방법을 들 수 있다. 버핑은, 인공 피혁 기체의 표면을 샌드페이퍼나 브러시 등으로 문질러, 섬유를 기모시키는 처리이다. 또, 은부조 인공 피혁을 형성하는 방법으로는, 인공 피혁 기체의 표면에 건식 조면법 (造面法) 이나 다이렉트 코트법 등의 방법에 의해 폴리우레탄 등의 고분자 탄성체를 포함하는 은면풍의 수지층을 적층하는 방법을 들 수 있다. 은면풍의 수지층을 형성하는 고분자 탄성체로는, 종래부터 은면풍의 수지층의 형성에 사용되고 있는 폴리우레탄이나 아크릴계 탄성체 등을 사용할 수 있다.

그리고, 가식 성형용 시트의 피혁형 마무리면에 대한 이면에는, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체를 포함하는 수지층이 형성되어 있다.

염화비닐-아세트산비닐 공중합체 중의 아세트산비닐 단위의 함유율은, 5 ∼ 25 몰％, 나아가서는 8 ∼ 20 몰％ 인 것이 프리폼 성형한 경우의 형태 안정성, 가식 성형체를 성형한 경우의 프리폼 성형체의 위치 정밀도 및 접착성의 밸런스가 우수한 점에서 바람직하다. 아세트산비닐 단위의 함유율이 지나치게 높은 경우에는, 프리폼 성형체의 형태 안정성 및 프리폼 성형체의 위치 정밀도, 웰드 라인 부근의 평활성이 향상되기 어려운 경향이 있다. 또, 아세트산비닐 단체 (單體) 의 함유율이 지나치게 낮은 경우에는, 수지 성형체에 대한 프리폼 성형체의 접착성이 향상되기 어려운 경향이 있다. 또한, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체 중의 아세트산비닐 단위의 함유율은, 예를 들어, FT-IR 을 사용하여 측정할 수 있다.

염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 유리 전이 온도 (℃) 로는, 50 ∼ 95 ℃, 나아가서는 65 ∼ 85 ℃, 특히 68 ∼ 76 ℃ 인 것이 바람직하다. 유리 전이 온도가 지나치게 낮은 경우에는 프리폼 성형체의 형태 안정성, 프리폼 성형체의 위치 정밀도, 접착성 및 웰드 라인 부근의 평활성이 향상되기 어려운 경향이 있다. 또, 유리 전이 온도가 지나치게 높은 경우에는 프리폼 성형체와 수지 성형체의 접착성이 향상되기 어려운 경향이 있다.

염화비닐-아세트산비닐 공중합체를 포함하는 수지층의, 그 형성면의 단위 면적당에 대한 양 (수지 겉보기 중량) 으로는, 25 ∼ 200 g/㎡, 특히 50 ∼ 100 g/㎡ 인 것이 바람직하다. 수지 겉보기 중량이 지나치게 적은 경우에는, 프리폼 성형체의 형태 안정성이나 가식 성형체를 성형한 경우의 웰드 라인 부근의 평활성이 향상되기 어려운 경향이 있고, 특히, 유연한 질감의 나일론 섬유의 부직포를 사용한 경우에는, 형태 안정성이 향상되기 어려운 경향이 있다.

염화비닐-아세트산비닐 공중합체를 포함하는 수지층은, 가식 성형용 시트의 피혁형 마무리면에 대한 이면에 염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 에멀션이나 용액을 도포한 후, 건조시킴으로써 형성된다.

다음으로, 본 실시형태의 가식 성형체의 제조 방법으로서, 가식 성형용 시트를 사출 성형에 사용하는 금형의 캐비티에 맞춘 형상으로 예비 성형한 프리폼 성형체를 제조한 후, 금형의 캐비티에 프리폼 성형체를 수용하고, 사출 성형하는 인몰드 성형에 의한 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다.

도 2 는, 가식 성형용 시트의 프리폼 성형체를 성형하기 위한 열 프레스 성형의 각 공정을 설명하기 위한 설명도이다. 도 2 중, 10 은 가식 성형용 시트, 21 은 열 프레스를 위한 수몰드, 22 는 열 프레스를 위한 암몰드이고, 21a 는 수몰드 (21) 의 코어, 22a 는 암몰드 (22) 의 캐비티이다. 또, 5 는, 트리밍 처리 전의 프리폼 성형체, 6 은 프리폼 성형체, 7 은 트리밍 처리된 가식 성형용 시트 (10) 의 불요부이다.

먼저, 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 가식 성형용 시트 (10) 를 암몰드 (22) 와 수몰드 (21) 사이에 배치한다. 이 때, 암몰드 (22) 와 수몰드 (21) 는 가식 성형용 시트 (10) 를 연화시키는 소정의 온도로 가열되어 있다. 그리고, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 암몰드 (22) 와 수몰드 (21) 를 소정의 압력으로 몰드 클램핑한다. 이 때, 가식 성형용 시트 (10) 는 수몰드 (21) 의 코어 (21a) 와 암몰드 (22) 의 캐비티 (22a) 사이에 끼워져 부형된다.

그리고, 도 2(c) 에 나타내는 바와 같이, 암몰드 (22) 와 수몰드 (21) 를 몰드 개방하고, 냉각시킴으로써, 트리밍 처리 전의 프리폼 성형체 (5) 가 얻어진다. 그리고, 암몰드 (22) 및 수몰드 (21) 로부터 트리밍 처리 전의 프리폼 성형체 (5) 를 꺼내어, 가식 성형용 시트 (10) 의 불요부 (7) 를 트리밍함으로써, 프리폼 성형체 (6) 가 얻어진다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 프리폼 성형체를 열 프레스 성형에 의해 성형하는 예를 대표적으로 설명했지만, 프리폼 성형체를 성형하는 방법은 열 프레스 성형에 한정되지 않고, 진공 성형, 압공 성형, 진공 압공 성형 등의 시트를 입체 형상으로 부형할 수 있는 성형 방법이면, 특별히 한정 없이 사용된다.

이와 같이 하여 얻어진 프리폼 성형체는, 인몰드 성형에 사용되어, 수지 성형체의 표면에 일체화되어 가식 성형체로 된다. 도 3 을 참조하여, 인몰드 성형에 의해, 프리폼 성형체 (6) 를, 사출 성형되는 수지 성형체 (8) 에 일체화하여 얻어지는 가식 성형체 (20) 를 제조하는 방법에 대해 설명한다.

도 3 중, 6 은 프리폼 성형체, 12a 는 가동측 몰드, 12b 는 고정측 몰드, 13 은 사출 성형기의 사출부 본체, 13a 는 노즐, 13b 는 실린더, 13c 는 인라인 스크루, 14 는 수지 유입구, 8 은 수지 성형체, 8a 는 용융 수지, 20 은 가식 성형체이다. 가동측 몰드 (12a) 와 고정측 몰드 (12b) 는 1 쌍이 되어 캐비티 (c) 를 형성하는 사출 성형 금형 (12) 을 구성한다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 가동측 몰드 (12a) 는 사출 성형 금형의 암몰드, 고정측 몰드 (12b) 는 사출 성형 금형의 수몰드이다.

먼저, 도 3(a) 에 나타내는 바와 같이, 가동측 몰드 (12a) 의 캐비티를 형성하기 위한 오목부에 프리폼 성형체 (6) 를 수용한다.

다음으로, 도 3(b) 에 나타내는 바와 같이, 가동측 몰드 (12a) 와 고정측 몰드 (12b) 를 몰드 클램핑한다. 그리고, 도 3(c) 에 나타내는 바와 같이, 가동측 몰드 (12a) 와 고정측 몰드 (12b) 를 몰드 클램핑한 상태로 형성되는 캐비티 (c) 에 용융 수지 (8a) 를 충전한다. 상세하게는, 사출 성형기의 사출부 (13) 를 전진시켜, 노즐 (13a) 을 고정측 몰드 (12b) 에 형성된 수지 유입구 (14) 에 맞닿게 하고, 실린더 (13b) 내에서 용융 수지 (8a) 를 인라인 스크루 (13c) 로 사출함으로써, 용융 수지 (8a) 가 소정의 충전압으로 캐비티 (c) 에 충전된다.

사출 성형 조건은, 사출되는 수지의 열 특성이나 용융 점도, 수지 성형체의 형상, 및 수지 두께에 따라 조건 (수지 온도, 금형 온도, 사출 압력, 사출 속도, 사출 후의 유지 압력, 냉각 시간) 이 적절히 설정된다.

성형되는 사출 성형체의 수지의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 그 구체예로는, 예를 들어, ABS 수지, PMMA 수지와 같은 아크릴계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 나 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT) 등의 폴리에스테르, 각종 나일론, COP 수지 등을 들 수 있다.

또, 성형되는 사출 성형체의 두께도 특별히 한정되지 않고, 용도나 성형성에 따라 적절히 선택된다. 예를 들어, 가전 제품의 케이싱에 사용하는 경우에는, 0.3 ∼ 2 ㎜, 나아가서는 0.5 ∼ 1.5 ㎜ 가 바람직한 범위로서 선택된다.

그리고, 냉각 공정에 있어서, 가동측 몰드 (12a) 와 고정측 몰드 (12b) 가 몰드 클램핑된 상태로 형성되는 캐비티 (c) 내에서 성형된 수지 성형체 (8) 와 수지 성형체 (8) 에 적층된 프리폼 성형체 (6) 가 일체화된 적층체를 소정 시간 냉각시킨 후, 도 3(d) 에 나타내는 바와 같이, 가동측 몰드 (12a) 와 고정측 몰드 (12b) 를 몰드 개방하여, 성형된 수지 성형체 (8) 와 수지 성형체 (8) 에 적층된 가식 성형용 시트의 프리폼 성형체 (6) 가 일체화된 가식 성형체 (20) 가 꺼내어진다.

실시예

다음으로, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명의 범위는 실시예에 의해 조금도 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

6 나일론 (Ny) 50 질량부 (도(島)성분) 와 고유동성 저밀도 폴리에틸렌 (해(海)성분) 50 질량부를 칩 블렌드하고, 혼합 용융 방사함으로써 해도형 복합 섬유를 제조하였다. 그리고, 해도형 복합 섬유를 70 ℃ 의 열수 중에서 2.5 배로 연신하고, 연신된 해도형 복합 섬유에 섬유 유제를 부여하여, 기계 권축을 가하고, 또한 건조시킨 후, 51 ㎜ 로 커트하여 4 dtex 의 스테이플 섬유를 얻었다. 이 스테이플 섬유를 사용하여 겉보기 중량 600 g/㎡ 의 웨브를 형성하고, 이어서 양면으로부터 교대로 맞대어 약 500 펀치/㎠ 의 니들 펀칭을 실시하고, 또한 120 ℃ 로 가열하여, 캘린더 롤로 프레스함으로써 표면이 평활한 낙합 (絡合) 부직포를 제작하였다. 이 낙합 부직포에, 폴리테트라메틸렌에테르계 폴리우레탄디메틸포름아미드 용액 (농도 13 ％) 을 함침하고, DMF/물 = 15/85 의 혼합액 중에 침지하여 폴리우레탄을 다공질상으로 습식 응고한 후, 열 톨루엔 중에서 해도형 복합 섬유 중의 해성분을 용출 제거함으로써, 섬도 0.004 dtex 의 극세 섬유를 발생시켰다. 이와 같이 하여, 두께 1.4 ㎜ 의 인공 피혁 기체를 얻었다.

두께 1.4 ㎜ 의 인공 피혁 기체를 반재 (半裁) 하고, 슬라이스면을 버핑함으로써 두께 조정하고, 또한 반슬라이스면을 버핑하여 스웨이드풍의 기모면을 형성함으로써, 폴리우레탄 함유율 40 질량％, 겉보기 중량 221 g/㎡, 겉보기 밀도 0.368 g/㎤, 두께 0.60 ㎜ 의 스웨이드풍 인공 피혁을 얻었다.

그리고, 스웨이드풍 인공 피혁의 스웨이드풍의 기모면에 대한 이면에, 표 1 에 나타내는 바와 같은 공중합비 및 특성의 염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 에멀션을 그라비아 코팅하고, 건조시킴으로써, 수지 겉보기 중량 99 g/㎡ 의 염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 수지층을 형성하였다. 이와 같이 하여 평균 섬도 0.004 dtex 의 극세 섬유를 포함하는 부직포와, 40 질량％ 의 폴리우레탄을 포함하는 스웨이드풍 인공 피혁과, 기모면에 대한 이면에 형성된 염화비닐-아세트산비닐 공중합체를 포함하는 수지층을 구비하는 가식 성형용 시트가 얻어졌다. 얻어진 가식 성형용 시트는, 겉보기 중량 320 g/㎡, 겉보기 밀도 0.516 g/㎤, 두께 0.62 ㎜ 였다.

그리고, 가식 성형용 시트를 형온 (型溫) 100 ℃, 프레스 압력 100 ㎏/㎠ 로, 후술하는 사출 성형 금형에 대응하는 형상으로 부형하기 위한 프레스 금형을 사용하여 열 프레스 성형을 실시함으로써, 프리폼 성형체를 성형하였다. 그리고, 프리폼 성형체의 형태 안정성을 이하의 기준을 따라 판정하였다.

(형태 안정성)

얻어진 프리폼 성형체의 높이 유지율을 산출하고, 또, 외관을 육안 관찰하여, 이하의 기준으로 판정하였다.

A : 높이 유지율이 95 ％ 이상이고, 모퉁이의 부형도 양호하였다.

B : 높이 유지율이 90 ∼ 95 ％ 이고, 모퉁이의 부형도 양호하였다.

C : 높이 유지율이 80 ∼ 90 ％ 이고, 모퉁이의 부형이 약간 불명확하였다.

D : 높이 유지율이 50 ∼ 80 ％ 이고, 모퉁이의 부형이 불명확하였다.

E : 높이 유지율이 0 ∼ 50 ％ 이고, 모퉁이의 부형의 흔적이 남았을 뿐이었다.

다음으로, 얻어진 프리폼 성형체를 사용하여 인몰드 성형을 실시하였다. 구체적으로는, 전동식 사출 성형기 (스미토모 중기계 공업 (주) 제조의 SE-100) 에 탑재된, 사출 성형 금형의 가동측 몰드와 고정측 몰드를 몰드 개방한 상태로, 가동측 몰드의 캐비티를 형성하는 오목부에 프리폼 성형체를 배치하였다. 그리고, 가동측 몰드와 고정측 몰드를 몰드 클램핑하였다. 또한, 사출 성형 금형은, 캐비티 형상이, 두께 1.6 ㎜, 세로 100 ㎜, 가로 150 ㎜, 높이 5.0 ㎜ 의 일면이 개방된 상자 형상이고, 2 점 게이트에서 중앙부에 웰드 라인이 형성되는 금형이었다.

그리고, 수지 온도 230 ℃, 금형 온도 40 ℃ 의 조건에서, ABS 수지를 사출하여 캐비티 내에 충전하였다. 그리고, 충전 후, 냉각시킨 후, 몰드 개방하였다. 이와 같이 하여, ABS 수지의 수지 성형체의 표면에 프리폼 성형체가 일체화된 가식 성형체를 얻었다.

그리고, 얻어진 가식 성형체에 대해, 수지 성형체에 대한 프리폼 성형체의 위치 정밀도, 프리폼 성형체 표면의 웰드 라인 부근의 평활성, 및 수지 성형체에 대한 프리폼 성형체의 접착성을 이하의 기준을 따라 평가하였다.

(수지 성형체에 대한 프리폼 성형체의 위치 정밀도)

가식 성형체의 프리폼 성형체와 수지 성형체의 위치 어긋남을 육안으로 관찰하여, 이하의 기준으로 판정하였다.

A : 수지 성형체의 목적으로 하는 영역에 대하여 프리폼 성형체가 0.2 ㎜ 이내의 어긋남으로 정확하게 배치되어 있었다.

B : 수지 성형체의 목적으로 하는 영역에 대하여 프리폼 성형체가 0.2 ∼ 0.5 ㎜ 로 위치가 어긋나 배치되어 있었다.

C : 수지 성형체의 목적으로 하는 영역에 대하여 프리폼 성형체가 0.5 ㎜ 초과의 위치가 어긋나 배치되어 있었다.

(웰드 라인 부근의 평활성)

가식 성형체의 프리폼 성형체 표면의 수지 성형체의 웰드 라인이 형성되는 부근을 육안 관찰하여, 이하의 기준으로 판정하였다.

A : 프리폼 성형체의 표면이 평활하고, 웰드 라인 흔적은 전혀 없었다.

B : 프리폼 성형체의 표면이 평활했지만, 웰드 라인 흔적이 1 ㎝ 이하인 것이 확인되었다.

C : 프리폼 성형체의 표면이 평활하지 않고, 웰드 라인 흔적이 1 ㎝ 이상인 것이 확인되었다.

(수지 성형체에 대한 프리폼 성형체의 접착성)

가식 성형체에 있어서의 수지 성형체에 대한 프리폼 성형체의 접착 강력을 인장 시험기 (텐실론 오리엔테크 (주)) 를 사용하여 다음과 같이 평가하였다. 구체적으로는, 폭 25 ㎜ × 길이 100 ㎜ 로 가식 성형체를 잘라낸 시험편을 제작하였다. 그리고, 시험편의 가식 성형체의 수지 성형체와 프리폼 성형체를 단부로부터 길이 40 ㎜ 정도를 층간 박리와 같이 하여 박리하였다. 그리고, 각각의 단부를, 초기 간격 50 ㎜ 로 설정한 인장 시험기의 상하 각각의 척에 끼우고, 인장 속도 100 ㎜/분으로 인장 시험을 실시하여 인장 시간-박리 강력의 곡선을 얻었다. 그리고, 얻어진 곡선으로부터 최대값과 최소값의 각 5 점을 추출하여 평균값을 접착 강력으로 하였다. 3 개의 샘플의 평균값을 구하고, 다음과 같이 하여 클래스 분류하였다.

A : 4 Kg/㎝ 이상

B : 3 ∼ 4 Kg/㎝

C : 2 ∼ 3 Kg/㎝

D : 1 ∼ 2 Kg/㎝

E : 0 ∼ 1 Kg/㎝

결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

[실시예 2 ∼ 4]

염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 수지층에 있어서의, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 공중합비, 또는 수지 겉보기 중량을 표 1 에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 가식 성형용 시트 및 가식 성형체를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[실시예 5]

실시예 1 에서 얻어진 인공 피혁 기체를 반재하고, 슬라이스면을 버핑하여 두께 조정한 후, 반슬라이스면을 버핑하여 기모한 면에 건식 조면법에 의해 폴리우레탄의 은면풍의 수지층을 접착함으로써 적층하여 은부조 인공 피혁을 얻었다. 실시예 1 에 있어서, 스웨이드풍 인공 피혁 대신에 은부조 인공 피혁을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 가식 성형용 시트 및 가식 성형체를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[실시예 6]

나일론 6·12 (Ny 6·12) 60 질량부 (도성분) 와 고유동성 저밀도 폴리에틸렌 (해성분) 40 질량부로 이루어지는 해도형 복합 섬유를 용융 방사법에 의해 조제하였다. 그리고, 해도형 복합 섬유를 70 ℃ 의 열수 중에서 2.5 배로 연신하고, 연신된 해도형 복합 섬유에 섬유 유제를 부여하여, 기계 권축을 가하고, 또한 건조시킨 후, 51 ㎜ 로 커트함으로써 4 dtex 의 스테이플 섬유를 얻었다. 이 스테이플 섬유를 사용하여 겉보기 중량 600 g/㎡ 의 웨브를 형성하고, 이어서 양면으로부터 교대로 맞대어 약 1500 펀치/㎠ 의 니들 펀칭을 실시하고, 면적 수축률을 20 ％ 로 하고, 또한 120 ℃ 로 가열하여, 캘린더 롤로 프레스함으로써 표면이 평활한 낙합 부직포를 제작하였다. 이 낙합 부직포에, 폴리테트라메틸렌에테르계 폴리우레탄디메틸포름아미드 용액 (농도 13 ％) 을 함침하고, 열 톨루엔 중에서 해도형 복합 복합 섬유 중의 해성분을 용출 제거하여 섬도 0.004 dtex 의 극세 섬유를 발생시켰다. 이와 같이 하여, 두께 1.4 ㎜ 의 인공 피혁 기체를 얻었다. 실시예 1 에 있어서, 상기 인공 피혁 기체를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 가식 성형용 시트 및 가식 성형체를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[실시예 7 ∼ 10]

[비교예 1]

염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 수지층을 형성하지 않았던 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 가식 성형용 시트 및 가식 성형체를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[비교예 2]

염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 수지층 대신에, 아세트산비닐 단독 중합체의 수지층을 형성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 가식 성형용 시트 및 가식 성형체를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[비교예 3]

염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 수지층을 형성하지 않았던 것 이외에는 실시예 5 와 동일하게 하여 가식 성형용 시트 및 가식 성형체를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[비교예 4]

염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 수지층 대신에, 염화비닐 단독 중합체의 수지층을 형성한 것 이외에는 실시예 5 와 동일하게 하여 가식 성형용 시트 및 가식 성형체를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[비교예 5]

실시예 6 의 인공 피혁 기체의 제조에 있어서, 폴리우레탄을 함침 부여하는 공정을 생략한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 가식 성형용 시트 및 가식 성형체를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 ∼ 10 의 나일론의 극세 섬유의 부직포를 포함하는 인공 피혁 기체를 가식 성형용 시트로서 사용한 경우, 프리폼 성형체의 형태 안정성이 모두 C 이상이었다. 한편, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 수지층을 형성하지 않았던 비교예 1 및 비교예 3 의 경우, 프리폼 성형체의 형태 안정성이 E 였다. 또, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 수지층 대신에 아세트산비닐 단독 중합체의 수지층을 형성한 비교예 2 의 경우에는, 형태 안정성이 D 였다. 또, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 수지층 대신에 염화비닐 단독 중합체의 수지층을 형성한 비교예 4 의 경우에는, 형태 안정성은 C 였지만, 접착성이 D 였다. 또, 부직포에 폴리우레탄을 함침하지 않았던 가식 성형용 시트를 사용한 비교예 5 의 경우도, 형태 안정성은 C 였지만, 웰드 라인 부근의 평활성 및 접착성이 C 였다.

[실시예 11]

해성분의 열가소성 수지로서 에틸렌 변성 폴리비닐알코올, 도성분의 열가소성 수지로서 변성 PET (이소프탈산 단위의 함유 비율 6.0 몰％ 의 이소프탈산 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트) 를 포함하는, 해도형 복합 섬유의 낙합 부직포를 제조하였다. 그리고, 해도형 복합 섬유의 낙합 부직포에 폴리카보네이트/에테르계 폴리우레탄의 에멀션을 함침시킨 후, 가열 건조시킴으로써 폴리우레탄이 함침 부여된 해도형 복합 섬유의 낙합 부직포를 얻었다.

그리고, 폴리우레탄이 함침 부여된 해도형 복합 섬유의 낙합 부직포를 90 ℃ 의 열수 중에 20 분간 침지하여 해성분을 추출 제거하고, 건조시킴으로써 12 질량％ 의 폴리우레탄과 평균 섬도 0.08 dtex 의 극세 섬유의 부직포를 포함하는, 1.4 ㎜ 의 인공 피혁 기체가 얻어졌다. 두께 1.4 ㎜ 의 인공 피혁 기체를 반재하고, 슬라이스면을 버핑함으로써 두께 조정하고, 또한 반슬라이스면을 버핑함으로써 스웨이드풍의 기모면을 갖는, 폴리우레탄 함유율 12 질량％, 겉보기 중량 253 g/㎡, 겉보기 밀도 0.496 g/㎤, 두께 0.51 ㎜ 의 스웨이드풍 인공 피혁을 얻었다.

그리고, 스웨이드풍 인공 피혁의 스웨이드풍의 기모면에 대한 이면에, 표 2 에 나타내는 바와 같은 공중합비 및 특성의 염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 에멀션을 그라비아 코팅하고, 건조시킴으로써, 수지 겉보기 중량 50 g/㎡ 의 염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 수지층을 형성하였다. 이와 같이 하여 평균 섬도 0.08 dtex 의 변성 PET 의 극세 섬유를 포함하는 부직포와, 12 질량％ 의 폴리우레탄을 포함하는 스웨이드풍 인공 피혁과, 기모면에 대한 이면에 형성된 염화비닐-아세트산비닐 공중합체를 포함하는 수지층을 구비하는 가식 성형용 시트가 얻어졌다. 얻어진 가식 성형용 시트는, 겉보기 중량 303 g/㎡, 겉보기 밀도 0.541 g/㎤, 두께 0.56 ㎜ 였다.

그리고, 가식 성형용 시트를 형온 100 ℃, 프레스 압력 100 ㎏/㎠ 로, 실시예 1 과 동일한 사출 성형 금형에 대응하는 형상으로 부형하기 위한 프레스 금형을 사용하여 열 프레스 성형을 실시함으로써, 프리폼 성형체를 성형하고, 실시예 1 과 동일하게 형태 안정성을 평가하였다.

그리고, 얻어진 프리폼 성형체를 사용하여 실시예 1 과 동일하게 인몰드 성형을 실시하여 ABS 수지의 수지 성형체의 표면에 프리폼 성형체가 일체화된 가식 성형체를 얻었다.

그리고, 얻어진 가식 성형체에 대해, 실시예 1 과 동일하게 하여 평가하였다. 결과를 하기 표 2 에 나타낸다.

[실시예 12]

실시예 11 에서 얻어진 인공 피혁 기체를 반재하고, 슬라이스면을 버핑하여 두께 조정한 후, 반슬라이스면을 버핑하여 스웨이드풍으로 기모한 면에 건식 조면법에 의해 폴리우레탄의 은면풍의 수지층을 접착하여 적층함으로써 은부조 인공 피혁을 얻었다. 실시예 11 에 있어서, 스웨이드풍 인공 피혁 대신에 은부조 인공 피혁을 사용한 것 이외에는 실시예 11 과 동일하게 하여 가식 성형용 시트 및 가식 성형체를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

[실시예 13 ∼ 16]

염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 수지층에 있어서의, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 공중합비, 또는 수지 겉보기 중량을 표 2 에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 11 과 동일하게 하여 가식 성형용 시트 및 가식 성형체를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

[비교예 6]

실시예 11 의 인공 피혁 기체의 제조에 있어서, 폴리우레탄을 함침 부여하는 공정을 생략하고, 또, 두께를 변경한 것 이외에는 실시예 11 과 동일하게 하여 가식 성형용 시트 및 가식 성형체를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

[비교예 7]

실시예 11 의 인공 피혁 기체의 제조에 있어서, 폴리우레탄을 함침 부여하는 공정을 생략하고, 또, 두께를 변경하고, 또한 염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 수지층을 형성하지 않았던 것 이외에는 실시예 11 과 동일하게 하여 가식 성형용 시트 및 가식 성형체를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

표 2 에 나타내는 바와 같이, 실시예 11 ∼ 16 의 변성 PET 의 극세 섬유의 부직포를 포함하는 인공 피혁 기체를 가식 성형용 시트로서 사용한 경우, 프리폼 성형체의 형태 안정성이 C 이상이고 수지 성형체에 대한 프리폼 성형체의 접착성도 C 이상이었다. 한편, 부직포에 폴리우레탄을 함침하지 않았던 가식 성형용 시트를 사용한 비교예 6 의 경우, 형태 안정성, 위치 정밀도, 평활성 모두 실시예 11 보다 뒤떨어져 있었다. 또, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 수지층을 형성하지 않았던 비교예 7 의 경우, 특히 접착성 평가 항목이 E 로, 실시예 11 에 비해 현저히 뒤떨어져 있었다.

본 발명의 가식 성형용 시트 및 가식 성형체는, 휴대 전화, 모바일 기기, 가전 제품의 케이싱이나, 차량, 항공기 등의 내장 부품, 건재, 가구 등의 외장 부재인 성형품의 표면을 피혁형으로 가식하는 용도에 바람직하게 사용될 수 있다.

1 : 부직포
2 : 고분자 탄성체
3 : 인공 피혁 기체
6 : 프리폼 성형체
7 : 불요부
8 : 수지 성형체
10 : 가식 성형용 시트
20 : 가식 성형체

Claims

평균 섬도 0.001 ∼ 1 dtex 의 극세 섬유를 포함하는 부직포와 상기 부직포에 부여된 고분자 탄성체를 포함하고, 피혁형 마무리면을 갖는 인공 피혁 기체와, 상기 인공 피혁 기체의 상기 피혁형 마무리면에 대한 이면에 형성된 염화비닐-아세트산비닐 공중합체를 포함하는 수지층을 구비하고,
상기 수지층의 겉보기 중량이 25 ∼ 200 g/㎡ 인 가식 성형용 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 염화비닐-아세트산비닐 공중합체 중의 아세트산비닐 단위의 함유율이 5 ∼ 25 몰％ 인 가식 성형용 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 유리 전이 온도가 65 ∼ 85 ℃ 인 가식 성형용 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 수지층의 겉보기 중량이 50 ∼ 100 g/㎡ 인 가식 성형용 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 인공 피혁 기체는 상기 고분자 탄성체를 10 ∼ 40 질량％ 포함하는 가식 성형용 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 고분자 탄성체는 폴리우레탄인 가식 성형용 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 피혁형 마무리면은, 상기 극세 섬유를 기모시킨 기모면인 가식 성형용 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 피혁형 마무리면은, 상기 인공 피혁 기체의 표면에 적층된 수지층인 가식 성형용 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 극세 섬유가, 나일론의 극세 섬유를 포함하는 가식 성형용 시트.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 가식 성형용 시트를 3 차원 형상으로 부형한 프리폼 성형체.
수지 성형체와, 상기 수지 성형체의 표면에 배치된 표피층을 구비하고,
상기 표피층이 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 가식 성형용 시트인 가식 성형체.