KR20040010714A - 다층 발포 성형품의 제조방법 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents

다층 발포 성형품의 제조방법 및 이로부터 제조된 성형품 Download PDF

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KR20040010714A
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잉글리쉬스티븐
블라돈캐더린조안
고도이요제
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호그안드레브
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다우 글로벌 테크놀로지스 인크.
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Abstract

본 발명은, 우선 가공품 위에 상부 탄성중합체 층을 생성하도록 계획된 제1 액체 제형을 적합한 주형에 주입함을 포함하는, 부드러운 가죽 느낌을 갖는 다층 물품의 제조방법에 관한 것이다. 이후, 탄성중합체가 발포체에 부착되지 않음을 목적으로 하는 영역에서 탄성중합체 층에 이형제를 도포한다. 탄성중합체 층이 완전히 경화되기 전에, 연질 발포체를 생성하도록 계획된 제2 액체 발포체 생성 제형을, 개방된 주형 속에 쏟아붓는다. 생성품의 탄성중합체 층은, 이형제를 함유하지 않는 영역에서 발포체에 완전히 부착된다.

Description

다층 발포 성형품의 제조방법 및 이로부터 제조된 성형품{Process for producing a multi-layered foam article and articles produced therefrom}
발명의 분야
본 발명은 다층 발포 성형품의 제조방법 및 부드러운 가죽 느낌을 나타내는 성형품에 관한 것이다. 바람직한 양태에서는, 본 발명은 이러한 방법에 의해 제조된 운송 수단용 시트에 관한 것이다.
발명의 배경
시트, 특히 자동차와 같은 운송 수단 시트의 성형 발포체 부분은 일반적으로 상이한 경도의 2개 이상의 발포체로 구성된다. 다층 또는 다중 경도 폴리우레탄 발포체는 상이한 경도(내력) 및/또는 밀도의 발포체 층으로서 정의된다. 이들 발포체는 일반적으로 높은 SAG 인자(즉, 낮은 편향에서의 경도에 대한 높은 편향에서의 경도 비율)와 특히 H-점 보유(시트 점유자의 수직 위치)에 관하여 우수한 안락함을 갖는 시트 쿠션 또는 스쿼브(squab)를 제조하는 데 사용된다.
다층 폴리우레탄 발포체의 각종 제조방법이 당해 기술분야에 공지되어 있다. 이와 같은 방법들은, 예를 들면 미국 특허공보 제3,847,720호, 미국 특허공보 제4,015,041호, 미국 특허공보 제3,887,735호, 미국 특허공보 제4,190,697호, 유럽특허공보 제251,659호, 유럽 특허공보 제279,324호 및 국제공개공보 제98/25748호에 기재되어 있다. 이러한 방법들은 제1 폴리우레탄 형성 층의 액체 혼합물을 주형에 도포하고 나서 제1 폴리우레탄 형성 층의 최종 경화 이전에 제2 폴리우레탄 형성 층의 액체 혼합물을 쏟아붓는 단계를 포함한다. 두 개의 폴리우레탄 층이 이후 경화된다. 이러한 방법에 의해 제조된 시트는 양호한 착용 특성을 가지나, 일부 사용자에겐 기대하는 안락함 수준에 미치지 못한다.
내구성이 있고 높은 안락함 수준을 나타내는 운송 수단용 시트 및 기타 용도로 사용하기 위한 다층 발포체를 제조하는 것이 유리할 것이다. 이러한 발포품이 소비자에게 심미적, 조직적으로 만족스러운 내구성 있는 외각 또는 상부 층을 갖는 것이 또한 유리할 것이다.
발명의 요약
본 발명은 다층 발포체 물품, 특히 탄성중합체 상부 층과 하부 층을 갖는, 자동차와 같은 운송 수단용 시트의 제조방법에 관한 것이다. 탄성중합체 층은 일부 영역에서는 하부 발포체 층에 부착되어 있고, 다른 영역에서는 하부 발포체 층에 부착되어 있지 않다. 탄성중합체 상부 층은 개개의 스타일 요건을 충족시키는 입자 또는 패턴을 가질 수도 있다.
바람직한 양태에 있어서, 생성된 물품은 내부 영역과, 이 내부 영역 주위의 하나 이상의 상승된 지지체에 의해 한정된다. 이의 부드러움과 가죽같은 느낌을 고려하면, 생성된 물품은 높은 안락도를 제공한다. 특히, 생성된 물품은 탄성중합체 층이 하부 발포체 층에 완전히 부착되어 있지 않으므로 이의 상부 표면에서 부드러운 가죽같은 느낌을 갖는다. 이는 하부 발포체 층에 완전히 부착되어 있는 상부 탄성중합체 층을 기술하는 선행 기술에 대하여 유리하다. 생성된 물품은 가격이 보다 저렴한 물질로 제조되기 때문에 가죽 덮개보다 저렴하다.
본 발명의 방법은, 탄성중합체 층을 형성할 수 있는 제1 제형을 주형에 도포하는 단계, 탄성중합체가 하부 발포체 층에 부착되지 않도록 하는 것이 바람직한 주형의 구역에서 탄성중합체 층에 이형제를 도포하는 단계, 이후 탄성중합체 형성 제형이 경화되기 전에 발포체를 생성할 수 있는 제2 제형을 주형 속에 쏟아붓는 단계로 이루어진다. 제1 탄성중합체 형성 제형과 제2 제형이 충분히 경화된 후, 물품을 주형에서 분리해낸다. 소비자가 사용하는 동안에 접촉되는 물품 부분은 탄성중합체 층이다. 반전된 성형품의 탄성중합체 층은 이형제가 도포되어 있는 영역에서 하부 발포체 층에 부착되지 않는다. 이형제가 도포되어 있는 이형제의 존재는 발포체 층의 탄성중합체 층에의 부착을 방지한다.
도면의 간단한 설명
본 발명의 상세한 설명에서 참조되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위해서, 각각의 도면을 간단히 설명한다.
도 1은 상승된 지지체를 갖는 운송 수단 시트의 좌석과 등받이 부분의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 바와 같이 단면 2-2로 잘라낸 단면도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 바와 같이 단면 3-3으로 잘라낸 단면도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 바와 같이 단면 4-4로 잘라낸 단면도이다.
도 5는 대표적인 장식 패턴을 갖는 본 발명의 시트의 측면도이다.
바람직한 양태의 상세한 설명
본 발명의 방법은 특히, 운송 수단 뿐만 아니라 실내 및 야외 가구용 시트를 제조하는 데 적용할 수 있다. (본원에서 사용된 바와 같은, "시트"란 등받이 부분 및/또는 좌석 부분을 의미한다). 운송 수단의 예로, 자전거, 자동차, 항공기, 버스, 열차, 보트, 트럭, 트랙터 등을 들 수 있다. 실내 및 야외 가구로는, 안뜰 가구, 경기장 좌석, 가정용 및 사무실용 가구 등과 같은 품목을 들 수 있다. 또한, 당해 방법은 휴대용 냉각기 및 사무실 칸막이를 제조하는 것과 같이, 방음 또는 방열 패널을 제조하는 데 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 다층 물품은 운송 수단용 시트를 포함한다. 시트(1)는 좌석 부분(5) 및/또는 등받이 부분(50)을 갖는다. 좌석 부분(5) 및/또는 등받이 부분(50)은 내부 영역(60)과 스타일 라인(65)에 의해 분리될 수 있는 내부 영역의 한 측 상의 하나 이상의 상승된 측면 지지체(30)를 갖는다.
또 다른 양태에서, 시트 부분(1)은 상승된 측면 지지체(30)와 함께 상승된 정면 지지체(40)를 추가로 포함할 수도 있다. 도 1은 시트의 등받이 부분(50)이, 바람직하게는 등받이 측면의 상승된 지지체(들)(30)과 함께 상승된 상부 지지체(90)를 추가로 포함하는 또 다른 양태를 또한 나타낸다.
본 발명의 방법에서는, 주형 이형제가 주형의 소정의 부분에 도포된다. 이형제의 도포는 탄성중합체가 하부 발포체 층에 부착되는 것을 방지할 것이므로, 제조업자는 선택의 폭이 다양해지고, 단지 자신이 목적하는 디자인의 선택을 달성하기 위해 이형제를 도포하기만 하면 된다. 예를 들면, 제조업자가 단지 스타일 라인(65)을 따라 하부 발포체 층에 부착된 탄성중합체 층을 갖길 원하는 경우, 스타일 라인에 상응하는 영역을 제외하고 주형의 모든 영역에 이형제를 도포할 것이다.
바람직한 양태에서는, 이형제는 단지 상승된 지지체, 즉 정면 지지체(40), 상승된 상부 지지체(90) 또는 측면 지지체(들)(30) 중 하나에 일치하는 주형의 부분에만 도포된다. 도 2, 도 3 및 도 4는 이들 영역에서의 주형 이형 층의 배열을 나타내는 횡단면도이다. 도 2는 좌석 부분(5)을 단면 2-2로 잘라낸 단면도이다. 도 3은 등받이 부분(50)을 단면 3-3으로 잘라낸 단면도이다. 도 4는 임의의 정면 지지체(40)를 갖는 좌석 부분(5)을 단면 4-4로 잘라낸 단면도이다. 탄성중합체 층은 110으로 나타내며, 발포체 층은 120으로 나타낸다. 주형 이형 층은 130으로 나타낸다. 주형 이형 층(130)은 내부 영역(40)과 상승된 측면 지지체(30)의 접합부(140)로부터 연장된다. 본 발명은 층 사이에 양호하게 한정된 공동 경계, 양호한 진동 특성, 및 내구성 있는 탄성중합체 상부 층을 갖는 층화된 물품을 제공한다.
상기 물품은 탈형 후 반전된다. 주형은 성형된 생성물 위에 목적하는 디자인의 음각을 가질 수 있다. 도 1 및 도 5에서 언급하였듯이, 탄성중합체 상부 층은 목적하는 디자인(160)을 나타낸다. 가장 바람직한 음각은 내구성 있는 탄성중합체 상부 층 위에서 성형 시트에 일종의 양각(요철 패턴)을 제공하는 것이다.
본 발명의 방법은 각종 주형 구성이나 변화하는 공정 조건에서 조작될 수 있다. 당해 방법은 수평면에 대하여 편평한 하부 면을 갖는 주형이나 경사진 하부 면을 갖는 주형에서 조작될 수 있다. 특정 주형의 경사도는 당해 기술분야의 숙련가에 의해 용이하게 측정될 수 있다. 제형을 또한 주형과, 후속적으로 수평면과 각을 형성하도록 상승된 주형의 하나 이상의 말단에 쏟아부을 수도 있다. 주형 하부면의 경사는 주형을 사실상 기울이거나, 경사진 하부면을 갖도록 제조된 주형을 사용하여 달성할 수도 있다. 가장 통상적인 자동차 시트 주형에 대하여, 시트의 후방에서 전방으로 진행하는 주형의 경사는 당해 발명의 목적에 충분하다. 일반적으로 경사각은 0.1 내지 60°이다. 바람직하게는, 경사각은 2 내지 40°이다. 보다 바람직하게는, 경사각은 4 내지 20°이고, 가장 바람직하게는 5 내지 12°이다.
5축 로보트 팔이나 2축 매니퓰레이터(manipulator) 위에 장착된 250bar 이하의 저압 또는 고압의 단일 혼합 헤드 또는 복합 혼합 헤드가 본 발명의 방법에 적합하게 사용된다. 제형을 순차적으로 쏟아부을 수 있는 단일 혼합 헤드나 독립적인 머니퓰레이터를 갖는 복합 혼합 헤드가 본 발명의 방법에 사용될 수 있다. 2 이상 8 이하, 바람직하게는 2 내지 4개의 첨가제, 폴리올 혼합물 스트림 및 하나 이상의 이소시아네이트 스트림을 갖는 혼합 헤드는 본 발명의 방법에 사용하기에 적합하다. 혼합 헤드의 속도는 상이한 제형을 쏟아붓는 동안에 변화할 수 있거나, 혼합 헤드는 주형 내의 특정 영역에 쏟아붓는 시간을 증가시키기 위해 주형 위의 임의의 지점에서 짧은 시간 간격 동안 정지될 수도 있다. 복합 혼합 헤드가 사용되는 경우, 출구와 이들 각각의 위치 사이의 거리는 성형 조건에 따라 변화할 수 있다.
본 발명의 하나의 양태에서는, 제형이 2개 이상의 혼합 헤드 출구로부터 스트립(strip) 방식으로 상이한 라인을 따라 주형의 내부 영역에 동시에 쏟아부어지는 동시에, 혼합 헤드가 주형의 내부 영역 위와 이를 가로질러 이동한다. 대신에, 액체 제형을 쏟아붓는 동안에 주형이 혼합 헤드 출구(들)에 대하여 이동할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에서는, 탄성중합체 층을 생성하도록 계획된 제1 탄성중합체 형성 제형을, 주형의 내부 영역의 외벽에 대하여 평행하고 이에 가까운 라인을 따라 스트립 방식으로 주형 속에 쏟아붓는다. 탄성중합체를 발포체에 부착시키지 않음을 목적으로 하는 영역에 주형 이형제를 도포한 후, 발포체 생성 제2 제형을, 주형의 외벽에 대하여 평행하나 제1 탄성중합체 형성 제형을 쏟아붓는 라인보다 주형의 외벽에 가까운 라인을 따라 스트립 방식으로 주형 속에 쏟아붓는다. 제형들 첨가 사이의 시간 간격은, 폴리올의 반응성, 존재하는 촉매의 양, 폴리이소시아네이트 성분의 반응성 등과 같은 각종 인자에 따라서 변화할 것이며, 당해 기술분야의 숙련가에 의해 용이하게 측정될 수 있다. 바람직하게는, 시간 간격은 0.05초 내지 3분일 것이다. 보다 바람직하게는, 시간 간격은 0.05초 내지 1분일 것이다. 가장 바람직하게는, 시간 간격은 0.05초 내지 30초일 것이다.
본 발명의 또 다른 양태에서는, 제1 탄성중합체 형성 제형을, 혼합 헤드 출구로부터 스트립 방식으로 주형의 외벽에 대하여 평행하고 이에 가까운 라인을 따라 쏟아붓는다. 탄성중합체를 발포체에 부착시키지 않음을 목적으로 하는 영역에 주형 이형제를 도포한 후, 발포체 생성 제2 제형을, 동일하거나 상이한 혼합 헤드 출구로부터 스트립 방식으로 주형의 외벽에 대하여 평행하나 제1 탄성중합체 형성 제형을 쏟아붓는 라인보다 주형의 외벽에 가까운 라인을 따라 쏟아붓는다. 발포체 생성 제2 제형을 쏟아붓는 방향은 제1 탄성중합체 형성 제형과 동일한 방향이거나 제1 탄성중합체 형성 제형을 쏟아붓는 방향의 반대 방향일 수 있다.
또 다른 양태에서는, 제형들을, 2개 이상의 혼합 헤드 출구로부터 스트립 방식으로 주형의 내부 영역을 가로지르는 상이한 라인들을 따라 주형의 내부 영역에 순차적으로 쏟아붓는다. 통상적으로, 혼합 헤드는, 제형을 주형 속에 쏟아붓는 동안 수평면에 대하여 수직으로 유지된다. 그러나, 혼합 헤드 출구는, 제형을 주형 속에 쏟아붓는 동안 수직면에 대하여 기울일 수 있다. 주형 위의 혼합 헤드 출구의 이동 속도 또는 혼합 헤드에 대한 주형의 이동 속도는 0.1 내지 150, 바람직하게는 0.5 내지 30m/분으로 변화할 수 있다.
탄성중합체 형성 제형은, 당해 제형을 주형 속에 쏟아붓거나 분무시킴으로써 도포할 수 있다. 이들 방법은 당해 기술분야에 공지되어 있다. 이들은 저압 또는 고압 2성분 분무 머신을 이용하여 탄성중합체 층을 분무시킴을 포함한다. 본원에서 참조로 인용되는 미국 특허공보 제5,071,683호에 기재된 바와 같이 용매를 갖지 않는 무기(airless) 2성분 시스템을 또한 사용할 수도 있다. 탄성중합체를 분무하는 장비는 당해 기술분야에 공지되어 있으며, 이러한 장비는 문헌[참조: 'The Process of Spray Polyurea Elastomer Systems', D.J. Primeaux II and K.C.Anglin, Proceedings of the 34thAnnual Polyurethane Technical/Marketing Conference, October 21-24, 1992, pp.598-600 및 'Reaction Polymers' Wilson F. Gum, Wolfram Riese and Henri Ulrich, Hanser Publishers, New York, 1992]에 기술되어 있다.
생성된 탄성중합체 층의 두께는 약 0.1 내지 약 30mm, 바람직하게는 1 내지 20mm일 수 있다. 보다 바람직하게는, 탄성중합체 층의 최종 두께는 2 내지 10mm이다.
탄성중합체 층은 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리우레탄/폴리우레아, 폴리아크릴레이트, 폴리이소프렌, 폴리클로로프렌, 니트릴, 폴리부틸렌, 실리콘 고무, 스티렌과 부타디엔과의 블록 공중합체, 또는 이들의 임의의 배합물과 같은 임의의 적합한 기판 탄성중합체를 사용하여 제조될 수 있다.
바람직한 양태에서는, 탄성중합체 층은 폴리우레탄이다. 폴리우레탄 탄성중합체를 생성하기 위한 제형에 존재하는 폴리올 및 폴리이소시아네이트 성분은 이하에 기술된 바와 같이 폴리이소시아네이트/폴리올 중의 임의의 것일 수 있다. 바람직한 양태에서는, 제1 탄성중합체 형성 제형용 폴리올 제형은 물을 함유하지 않으나, 대신에 추가의 유기 발포제를 포함할 수도 있다. 일반적으로 하이드록실 가(hydroxyl number)가 비교적 낮은, 당량이 700 내지 3000인 비교적 높은 분자량의 기재 폴리올을 이용하는 것이 바람직할 것이다. 이소시아네이트 지수는 일반적으로 80 내지 125, 바람직하게는 100 내지 110이다. 낮은 하이드록실 가를 갖는하이드록실 당량이 300 내지 3000인 비교적 높은 분자량 기재 폴리올이 일반적으로 사용된다.
바람직한 양태에서는, 탄성중합체 층이 미공질(microcellular) 탄성중합체이다. 본 발명의 또 다른 양태에서는, 탄성중합체 층이 비기포성(non-cellular) 탄성중합체이다. 이러한 탄성중합체 층을 제공하기 위해 탄성중합체 형성 제형에 사용하는 선구 물질은 당해 기술분야에 익히 공지되어 있다.
미공질 탄성중합체에 대하여, 밀도를 감소시키기 위해 발포 기술이나 발포제를 사용할 수 있다. 발포제를 사용하여 미공질 탄성중합체를 제조하는 경우, 바람직한 발포제는 유기 발포제이다. 유기 발포제는 탄소수 1 내지 9의 지방족 탄화수소 및 탄소수 1 내지 4의 완전히 할로겐화되거나 부분적으로 할로겐화된 지방족 탄화수소를 포함한다. 지방족 탄화수소는 메탄, 에탄, 프로판, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, 네오펜탄, 에탄올 및 디메틸 에테르를 포함한다. 완전히 할로겐화되거나 부분적으로 할로겐화된 지방족 탄화수소는 플루오로카본, 클로로카본 및 클로로플루오로카본을 포함한다. 플루오로카본의 예로, 메틸 플루오라이드, 퍼플루오로메탄, 에틸 플루오라이드, 1,1-디플루오로에탄, 1,1,1-트리플루오로에탄(HFC-143a), 1,1,1,2-테트라플루오로-에탄(HFC-134a), 펜타플루오로에탄, 디플루오로메탄, 퍼플루오로에탄, 2,2-디플루오로프로판, 1,1,1-트리플루오로프로판, 퍼플루오로프로판, 디클로로프로판, 디플루오로프로판, 퍼플루오로부탄, 퍼플루오로사이클로부탄을 들 수 있다. 부분적으로 할로겐화된 클로로카본 및 클로로플루오로카본은 메틸 클로라이드, 메틸렌 클로라이드, 에틸 클로라이드, 1,1,1-트리클로로에탄, 1,1-디클로로-1-플루오로에탄(FCFC-141b), 1-클로로-1,1-디플루오로에탄(HCFC-142b), 1,1-디클로로-2,2,2-트리플루오로에탄(HCHC-123) 및 1-클로로-1,2,2,2-테트라플루오로에탄(HCFC-124)을 포함한다. 완전히 할로겐화된 클로로플루오로카본은 트리클로로모노플루오로메탄(CFC-11), 디클로로디플루오로메탄(CFC-12), 트리클로로트리플루오로에탄(CFC-113), 1,1,1-트리플루오로에탄, 펜타플루오로에탄, 디클로로테트라플루오로에탄(CFC-114), 클로로헵타플루오로프로판 및 디클로로헥사플루오로프로판을 포함한다. 바람직하게는, 추가의 유기 발포제는 부분적으로 할로겐화된 클로로플루오로카본이다. 추가의 유기 발포제 및 물의 혼합물이 또한 사용될 수도 있다. 이 경우에, 유기 발포제에 대한 물의 비는 가공된 성형 부품이 여전히 자기 가죽의 내구성 있는 상부 층을 갖도록 해야 한다.
폴리우레탄 탄성중합체를 제조하기 위한 제형은 일반적으로 쇄 연장제를 포함할 것이다. 이러한 쇄 연장제는 본원에서 참조로 인용하는 미국 특허공보 제5,670,601호에 기재되어 있다.
본원에서 사용된 바와 같은, 주형 이형제라는 용어는 통상의 주형 이형제 뿐만 아니라 탄성중합체가 발포체에 부착되는 것을 방지하는 기타 임의의 제제를 의미한다. 그 예로, 당해 기술분야에 공지되어 있는 소포제, 폴리우레탄 발포체, 즉 폴리올레핀, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 부착을 방지하는 필름 층 및 주형 이형제를 포함한다.
탄성중합체 층이 완전히 경화되기 전에 탄성중합체가 발포체에 부착되는 것을 방지함을 목적으로 하는 영역에서 탄성중합체 층에 주형 이형제를 도포한다.내부 영역(60)은 바람직하게는 주형 이형제의 이동이나 내부 영역에 주형 이형제를 실수로 도포하는 것을 방지하도록 피복되어 있다. 본 발명에 따른 이형제는 하부 발포체 층에 탄성중합체 층이 부착되지 않도록 하기에 충분한 양으로 사용된다. 통상적으로, 이러한 양은, 다층 발포체 제조품의 전체 중량을 기준으로 하여, 0.1 내지 15중량%, 바람직하게는 0.3 내지 9중량%의 양일 것이다. 탈형시 상기 제제가 탄성중합체 층의 표면에 부착됨으로써, 주형의 표면으로부터 제거시 탄성중합체 층에 부착된다.
선행 기술에 공지되어 있는 종래의 주형 이형제가 허용된다. 이러한 이형제는 본원에서 참조로 인용되는 미국 특허공보 제4,220,727호 및 미국 특허공보 제4,111,861호에 언급된 것들을 포함한다. 이러한 이형제는, 지방족 또는 아릴 카복실산과 극성 금속 화합물과의 혼합물(1), 카복시알킬실록산(2), 지방족 글리옥심(3) 및 아르알킬 4급 암모늄 염(4)을 포함한다. 이러한 이형제는 통상적으로 유기 용매 또는 물/용매 혼합물에 용해되거나 분산된다. 지방족 또는 아릴 카복실산을 갖는 극성 금속 화합물의 존재는 폴리우레탄 탄성중합체의 경화 속도 방해를 최소화한다. 이러한 방해는 폴리우레탄 형성 반응 혼합물에 사용되는 촉매와 지방산의 반응에 관한 것으로, 혼합물 중의 촉매 유효량을 감소시킨다. 극성 금속 화합물은 바람직하게는 비교적 저렴한 염(예를 들면, 탄산나트륨)의 형성에 바람직하다. (1)에 유용한 카복실산은, 직쇄 카복실산, 예를 들면 옥탄산, 노난산, 데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 트리데칸산, 테트라데칸산, 펜타데칸산, 헥사데칸산, 헵타데칸산, 옥타데칸산, 노나데칸산, 시코산산, 헤네이코산산, 도코산산,트리코산산, 테트라코산산, 펜타코산산, 헥사코산산, 헵타코산산, 옥타코산산, 노나코산산, 트리아콘탄산, 헨트리콘탄산, 도트리아콘탄산, 테트라트리아콘탄산 및 센타트리오아콘탄산을 포함한다. 또한, 카복실산은 분지된 탄소 쇄 또는 펜던트 카복실 그룹(예를 들면, 이소-라우르산 또는 이소-스테아르산)을 함유할 수도 있다. 극성 금속 화합물은 비스무스, 납, 주석, 나트륨, 칼륨 또는 리튬으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 성분을 함유한다. 금속 이온은 주입된 지방산의 중량부에 비하여 소량으로 우레탄 혼합물 중에 존재한다. 주형 이형제로서 적합한 카복시알킬실록산은 화학식 1과 같다.
위의 화학식 1에서,
R은 1가 탄화수소 라디칼이고,
R1은 2개 이상의 탄소 원자에 의해 규소 원자로부터 카복시 그룹을 분리시키는, 탄소수 18 이하의 2가 탄화수소 라디칼이고,
x는 30 내지 100의 정수이고,
y는 약 5 내지 약 20의 정수이고,
단, 실록산의 산 가(acid number)는 약 50 내지 약 300이다. R1의 예로, 임의의 1가 탄화수소 라디칼, 예를 들면 알킬(예를 들면, 메틸, 에틸, n-펜틸, n-도데실, n-옥타데실, 2-에틸-n-헥실), 사이클로알킬(예를 들면, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 등), 아릴(예를 들면, 페닐, 나프틸, 비페닐 등), 알케닐(예를 들면, 비닐, 알킬, 메탈릴, 3-부테닐 등), 알크아릴(예를 들면, 톨릴, 크실릴, 2,4-디에틸-페닐, 4-도데실페닐 등), 아르알킬(예를 들면, 페닐에틸 등)이 있다. R1의 예로, 알킬렌 그룹, 예를 들면 에틸렌, 이소프로필렌, 옥타데실렌, 2,2,4-트리메틸펜틸렌, 사이클로알킬렌 그룹, 예를 들면 사이클로프로필렌, 사이클로부틸렌, 사이클로옥틸렌, 1-메틸-2-에틸사이클로헥실렌 등, 또는 아르알킬 그룹, 예를 들면 β-페닐에틸렌 등이 있다.
이들 카복시알킬실록산의 통상적인 예는,이다.
주형 이형제로서 사용하기 위한 지방족 글리옥심은 화학식 2와 같다.
위의 화학식 2에서,
R 및 R1은 그룹당 1 내지 약 20개의 탄소 원자를 함유하는, 동일하거나 상이한 알킬 또는 알콕시 그룹이고,
R" 및 R'"은 수소 또는 그룹당 1 내지 약 15개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 라디칼이다. 본 발명의 통상적인 글리옥심은, 디메틸 글리옥심, 디에틸 글리옥심, 디프로필 글리옥심, 디부틸 글리옥심, 디펜틸 글리옥심 및 디라우릴 글리옥심을 포함한다. 본 발명의 아릴 개질된 지방족 4급 암모늄 염은 분자당 탄소 원자를 약 15 내지 약 50개 함유한다. 본 발명의 통상적인 염은, 페닐 스테아릴 트리메틸 암모늄 클로라이드, 페닐 스테아릴 라우릴 디메틸 암모늄 클로라이드 및 디페닐 스테아릴 디메틸 암모늄 클로라이드를 포함한다.
본원에서 참조로 인용하는 미국 특허공보 제5,182,034호, 미국 특허공보 제3,694,530호, 미국 특허공보 제3,640,769호, 미국 특허공보 제3,624,190호, 미국 특허공보 제3,607,397호, 미국 특허공보 제3,726,952호, 미국 특허공보 제4,024,088호, 미국 특허공보 제4,098,731호, 미국 특허공보 제4,130,698호, 미국 특허공보 제4,201,847호 및 미국 특허공보 제3,413,390호에 기술되어 있는 바와 같이, 당해 기술분야에 공지된 기타 주형 이형제를 사용할 수도 있다.
바람직한 양태에 있어서, 주형 이형제는 융점이 높은 탄화수소 합성 왁스, 발포 안정화제 및 기타 첨가제의 혼합물이다. 특히 바람직한 주형 이형제는 클루버 케미 카게(Kluber Chemie KG)에 의해 시판중인 클루버푸르(Kluberpur) 41-2013이다.
주형 이형제는 또한 주형에 직접 도포되어 물품을 손상시키지 않고 상기 층을 탈형시킬 수도 있다.
탄성중합체 층이 완전히 경화되기 전에, 발포체 생성 제2 제형을 개방된 주형 속에 쏟아붓는다. 제1 제형을 분무하고 제2 제형을 쏟아붓는 사이의 시간 간격은 각종 인자, 예를 들면 제형에서의 성분들의 반응성, 존재하는 촉매(들)의 양 및 유형 등에 따라서 변화할 것이다. 적합한 시간 간격은 당해 기술분야의 숙련가에 의해 용이하게 측정될 수 있다. 일반적으로, 시간 간격은 1초 내지 5분일 것이다. 바람직하게는, 시간 간격은 3초 내지 3분일 것이다. 보다 바람직하게는, 시간 간격은 5초 내지 1분일 것이다. 가장 바람직하게는, 시간 간격은 10초 내지 30초이다.
발포체 생성 제2 제형은, 제1 탄성중합체 층과, 주형 이형제가 도포된 영역에 상응하는 층을 포함하는 모든 영역에 도포된다. 발포체 제형을 쏟아붓는 방법은 당해 기술분야의 숙련가에게 공지되어 있다. 이러한 방법은, 발포체를, 피복될 영역의 상이한 지점에서는 포인트 방식으로, 스트립 방식으로 또는 나선형으로, 하나의 위치에서 개방된 주형 속에 쏟아붓는 단계를 포함한다. 바람직한 방법에서는, 발포체 생성 제2 제형을, 주형의 내부 영역의 외벽에 대하여 평행하고 이에 가까운 라인을 따라 스트립 방식으로 쏟아붓는다. 발포체 생성 제2 제형을 쏟아붓기 위해 사용되는 방법과 장비는 당해 기술분야에 공지되어 있으며, 일반적으로 문헌[참조: 'Flexible Polyurethanes Foams Chemistry and Technology' by GeorgeWoods, Applied Science Publishers, London and New Jersey, 1982, pp.150-172]에 기술되어 있고, 본원에서 참조로 인용되는 유럽 특허공보 제251 659호에 기재되어 있다. 발포체 생성 제2 제형을 또한, 본원에서 참조로 인용하는 국제공개공보 제98/25748호에 기재되어 있는 바와 같은 제형의 스트립 방식 첨가에 의해 개방된 주형 속에 쏟아부을 수도 있다. 발포체 생성 제2 제형을 주형 속에 쏟아부은 후, 주형을 밀폐시키고, 함유물을 팽창시킨다. 경화 후, 성형품을 통상의 방식으로 탈형시킨다.
또 다른 양태에서는, 특히 제형을 스트립 방식으로 첨가하는 경우, 발포체 생성 제2 제형을, 제1 탄성중합체 형성 제형에 젖지 않은 위치에서 주형 하부면 위에 쏟아붓는다. 당해 방법은 제1 탄성중합체 형성 제형의 상부에 발포체 생성 제2 제형의 층류를 생성한다.
스트립 방식으로 쏟아붓는 방법은, 이 용어가 본원에서 사용되었듯이, 제형을 하나 이상의 셋-스폿(set-spot)에서 주형 속에 쏟아부은 후 이 제형이 주형을 통해 흐르게 함을 의미한다. 따라서, 제형을, 지그재그 패턴으로 라인에 쏟아붓고, 기울인 주형의 상부나 가까이에 쏟아붓고, 다중 지점에서 쏟아붓는 등 주형 상에서 하향으로 유동하도록 할 수 있다. 제형을 또한 편평한 주형 속에 쏟아부을 수도 있다.
제형을 스트립 방식으로 쏟아부으면 고정된 (한 위치에서) 쏟아붓는 것보다 2개의 제형을 쏟아붓는 사이의 시간 간격이 길어지고, 제1 액체 제형의 상부에 제2 액체 발포체 제형의 유동을 생성한다. 따라서, 2단계 쏟아부음레져먼트(resiment)가 단지 하나의 혼합 헤드를 갖는 이중 경도 발포 장비 상에서 적응될 수 있다.
단일 출구나 2개의 출구로부터 제형들을 2단계 스트립 방식으로 쏟아부으면, 다른 제형보다 하나의 제형을 쏟아붓는 시간이 길어진다. 이는 두 층의 상대적인 두께를 조절할 수 있게 한다. 탄성중합체 층의 두께는 일반적으로, 보다 부드러운 하부 층의 안락함을 유지하면서 내구성 있는 층을 갖는 물품을 제공하도록 선택된다.
운송 수단용 시트를 제조하기 위해, 경화시, 발포체 생성 제2 제형의 두께는 일반적으로 약 1 내지 약 250mm, 바람직하게는 약 35 내지 약 100mm이다.
발포체 생성 제2 제형은 바람직하게는 폴리우레탄 발포체를 생성할 것이다. 임의의 유형의 가요성 폴리우레탄 발포체 제형, 바람직하게는 가요성 HR 발포체는, 비록 고온 성형 및/또는 반경질 및/또는 경질 발포체 제형일지라도, 또한 사용될 수 있다. 폴리우레탄 발포체는 당해 기술분야에 익히 공지되어 있으며, 다관능성 이소시아네이트를 발포제의 존재하에 다관능성 활성 수소 함유 화합물(예를 들면, 폴리에테르 폴리올) 및 기타 통상의 제제와 혼합하고, 이들을 당해 기술분야에 공지되어 있는 표준 조건하에서 반응시킴으로써 수득되는 생성물을 포함한다.
다관능성 활성 수소 함유 화합물은, 분자당 2개 이상의 하이드록실, 1급 또는 2급 아민, 1급, 2급 또는 3급 카복실산 또는 티올 그룹을 갖는 화합물을 포함한다. 따라서, 본원에서 사용되었듯이 폴리우레탄이라는 용어는, 폴리우레탄, 폴리우레아 등과 같은 결합을 갖는 중합체 및 이들의 혼합물을 포함한다.
분자당 2개 이상의 하이드록실 그룹을 갖는 화합물은 폴리이소시아네이트와의 반응성으로 인하여 발포체 생성 제2 제형으로서 특히 바람직하다. 이러한 혼합물은 혼합 헤드에서 생성되며, 이후 혼합물이 상승하기 시작하기 전, 즉 발포체 제형이 여전히 본래의 액체 상태로 있는 동안 출구를 통해 개방된 주형 속에 쏟아붓는다.
본 발명의 방법에 유용한 제2 제형을 생성하는 바람직한 발포체는, 가요성 폴리우레탄 발포체, 가장 바람직하게는 가요성 HR(고탄력) 발포체를 생성하는 것이다. 이러한 경우에는, 다중 스트림, 즉 제형화된 폴리올, 즉 폴리올, 중합체 폴리올, 발포제, 촉매, 실리콘 계면활성제, 발포제 및 기타 첨가제 중 일부 또는 모두를 포함하는 것과 폴리이소시아네이트를 포함하는 것이 혼합 헤드에 공급된다. 또 다른 경우에는, 발포체 제형의 개개의 성분들 또는 제형의 성분들의 배합물을 포함하는 다중 스트림이 혼합 헤드에 공급된다.
공지되어 있는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르, 폴리에테르 폴리올의 혼합물, 공중합체 폴리올(예를 들면, SAN, PHD, PIPA), 공중합체 폴리올의 혼합물, 폴리올과 공중합체 폴리올과의 혼합물이 본 발명의 방법에 사용될 수 있다.
일반적으로 가요성 발포체를 생성하기 위해, 관능가가 2 내지 5, 바람직하게는 2 내지 4이고, 하이드록실 수가 20 내지 1000, 바람직하게는 20 내지 700인 폴리올이 사용된다. 제형 중의 하나가 경질 발포체를 생성하기 위한 용도에 있어서, 폴리올의 관능가는 2 내지 8, 바람직하게는 3이고, 하이드록실 수는 200 내지 1200, 바람직하게는 300 내지 800이다.
폴리올은 다관능성 개시제의 옥시알킬화(산화에틸렌, 산화프로필렌, 산화부틸렌 등)에 의해 제조된다. 폴리올을 생성하기 위한 개시제는 일반적으로, 산화물과 반응할 관능기를 2 내지 8개 갖는다. 적합한 개시제 분자의 예로, 물, 유기 디카복실산, 예를 들면, 석신산, 아디프산, 프탈산 및 테레프탈산, 및 다가, 특히 2가 내지 8가 알콜 또는 디알킬렌 글리콜, 예를 들면 에탄디올, 1,2- 및 1,3-프로판디올, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 소르비톨 및 수크로스 또는 이들의 혼합물이 있다. 기타 개시제로는, 아미노 그룹을 함유하는 직쇄 및 환형 화합물, 예를 들면 디에탄올아민, 트리에탄올아민 및 톨루엔 디아민의 각종 이성체를 들 수 있다.
냉각 경화 발포체와 고온 경화 발포체 모두에 대하여, 폴리올은 다른 폴리올들과 배합하여 사용되어 내력 특성을 변화시킬 수 있다. 특히, 제형화된 폴리올은 개선된 내력 특성을 제공하기 위해 미분되거나 그래프트된 유기 또는 무기 물질을 차례로 함유하는 중합체 폴리올을 함유할 수도 있다. 이러한 중합체 폴리올의 예로, 폴리에테르 폴리올 또는 소위 PHD 또는 PIPA 분산 중합체 폴리올 속에서 에틸렌계 불포화 단량체, 예를 들면 아크릴로니트릴 및/또는 스티렌을 중합시킴으로써 제조된 그래프트 중합체 폴리올이 있다. 중합반응이 일어나는 폴리에테르 폴리올은 바람직하게는 HR 발포체의 폴리올인 경우에 위에 나타낸 특성을 갖는다.
공지되어 있는 유기 폴리이소시아네이트가 사용될 수 있다. 이들 폴리이소시아네이트는 분자당 약 2개 이상의 이소시아네이트 그룹을 함유하는 것, 바람직하게는 분자당 평균 약 2.0 내지 약 3.0개의 이소시아네이트 그룹을 함유하는 것을 포함한다. 폴리이소시아네이트는 방향족 및/또는 지방족 폴리이소시아네이트일 수 있으며, 톨루엔 디이소시아네이트, 특히 2,4 및 2,6 이성체의 혼합물, 예를 들면 2,4 이성체 65%와 2,6 이성체 35%를 함유하는 것(TDI 65/35) 및 2,4 이성체 80%와 2,6 이성체 20%를 함유하는 것(TDI 80/20), 및 2,4'- 또는 4,4'-메틸렌 디페닐이소시아네이트(MDI)를 포함하는 폴리이소시아네이트 혼합물, 헥사메틸렌디이소시아네이트(HMDI), 중합체성 MDI 및 이의 이소시아네이트 말단화 예비중합체를 포함한다. 2개 이상의 폴리이소시아네이트의 혼합물이 또한 본 발명의 방법에 사용될 수도 있다.
유기 폴리이소시아네이트 및 이소시아네이트 반응 화합물은, NCO 그룹의 수 또는 등량을 이소시아네이트 반응성 수소 원자 등가물의 총수로 나누고 100을 곱한 것으로서 정의되는 이소시아네이트 지수가 일반적으로 50 내지 120, 바람직하게는 75 내지 110인 양으로 반응한다.
본 발명의 방법에서는, 발포체 생성 제2 제형에 있어서, 물이 폴리올 100부당 0.5 내지 10, 바람직하게는 2 내지 6부의 수준으로 주요 발포제로서 사용되는 것이 바람직하다. 폴리이소시아네이트와의 반응에 의해 또는 열의 영향하에서 가스를 유리시키는 카복실산 또는 유기 또는 무기 화합물과 같은 보조 발포제, 및 이산화탄소와 같은 불활성 가스가 또한 사용될 수도 있다. 비록 바람직하지 않을지라도, 발포체 생성 제2 제형에 유기 발포제가 포함될 수도 있다.
제1 탄성중합체 제형과 발포체 생성 제2 제형은 또한, 과량의 폴리이소시아네이트를 폴리올과 반응시켜 이소시아네이트 말단화 예비중합체를 형성하여 제조된, 예비중합체로서의 폴리이소시아네이트와 폴리올의 일부를 포함할 수도 있다. 예비중합체는 당해 기술분야의 기술 수준 내에서 제조된다.
위에서 언급된 폴리이소시아네이트와 폴리올 성분 이외에, 제1 탄성중합체 제형과 발포체 생성 제2 제형이 일반적으로 촉매를 함유한다. 예를 들면, 아민 및 금속 염과 같은 폴리우레탄의 제조에 사용되는 공지된 임의의 촉매를 단독으로 또는 배합하여 사용할 수 있다. 촉매는 일반적으로, 폴리올의 총량을 기준으로 하여, 0.002 내지 10중량%의 양으로 사용된다.
발포체 생성 제2 제형은 일반적으로 가교결합제를 함유할 것이다. 가교결합제의 예로, 글리세롤, 디에탄올아민(DEOA) 및 트리에탄올아민(TEOA)을 들 수 있다. 가교결합제는 폴리우레탄 기술분야의 숙련가에게 공지되어 있는 양으로 사용된다.
발포체 층은 또한, 유럽 특허공보 제251 659호 및 국제공개공보 제98/25748호에 기재되어 있는 바와 같이 상이한 경도의 2개 이상의 발포체를 갖는 다층 발포체일 수 있다.
본 발명의 방법은 발포체 성형품을 제조하기 위한 다른 기술과 함께 사용될 수 있다. 이러한 한 가지 기술은 주형내 피막의 사용이다. 이러한 방법은 당해 기술분야의 숙련가에게 공지되어 있으며, 일반적으로 탄성중합체 제형을 분무하기 전에 주형내 피막과 함께 주형 공동의 분무를 포함한다. 피막은 탄성중합체의 표면에 결합된 박층을 형성한다. 이러한 피막은 시판중이며, 예를 들면 에른스트 뵈틀러 카게, 보믹스-케미 게엠베라 앤드 코(Ernst Bottler KG, Bomix-Chemie GmbH &Co.)에 의해 시판중인 보믹스(Bomix) 생성물이다. 주형내 피막의 사용은 색상 및 또한 자외선으로부터의 최종 생성물의 보호를 제공하며, 따라서 통상적으로 착색제, UV 흡수 물질 또는 UV 안정화 물질을 포함한다. 또한, 상기 물품은 UV 안정성 피막으로 후페인팅될 수 있다.
본 발명은 또한, 발포체 생성 제2 제형으로서 상이한 경도 및/또는 밀도의 3개 이상의 층을 함유하는 다층 발포체 물품에 관한 것이다. 이러한 발포체 물품은 보다 연질의 발포체 및/또는 보다 저밀도의 발포체를 생성하는 주형 발포체 제형에 순차적으로 쏟아부음으로써 생성된다. 예를 들면, 발포체 생성 제2 제형이 주입된 후, 점탄성 발포체와, 가요성 발포체를 생성하는 제3 조성물이 주입될 수 있다. 상이한 밀도 또는 경도를 갖는 다층 발포체의 제조방법은, 예를 들면 유럽 특허공보 제251 659호, 유럽 특허공보 제393 829호, 유럽 특허공보 제472 574호, 유럽 특허공보 제782 969호, 미국 특허공보 제4,190,697호 및 미국 특허공보 제4,726,086호에 기재되어 있다.
이러한 방법은, 탄성중합체 층을 생성하도록 계획된 제1 탄성중합체 형성 제형을, 혼합 헤드 출구로부터 주형 속에 쏟아붓는 단계(a), 탄성중합체 층이 경화되기 전에, 탄성중합체가 발포체에 부착되지 않음을 목적으로 하는 영역에서 주형 이형제를 탄성중합체 층에 주입하는 단계(b), 발포체 생성 제2 제형을, 동일하거나 상이한 혼합 헤드 출구로부터 쏟아붓고, 발포체 생성 제2 제형이 탄성중합체 층의 상부에 퍼지도록 하는 단계(c), 제1 탄성중합체 층과 발포 생성 제2 제형의 완전 경화 전에, 단계(c)의 발포체보다 상이한 밀도 및/또는 경도를 갖는 발포체를 생성하도록 계획된 제3 제형을, 동일하거나 상이한 혼합 헤드 출구로부터 주형 속에 쏟아붓고, 제3 액체 발포체 제형이 발포체 생성 제2 제형의 상부에 퍼지도록 하는 단계(d)를 포함할 것이다.
위에 기재된 방법의 변화가 당해 기술분야의 숙련가에게 명백할 것이다. 예를 들면, 시트는, 탄성중합체를 형성하는 제1 탄성중합체 형성 제형으로 개방된 주형의 공동 전체를 분무하고 나서, 추가의 탄성중합체 제형을 주형 속에 쏟아붓고, 탄성중합체 층이 완전히 경화되기 전과, 탄성중합체가 발포체에 부착되지 않음을 목적으로 하는 영역에 이형제를 도포한 후에, 발포체 생성 제2 제형을 주형 속에 쏟아붓는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다. 유사한 방식으로, 측면 롤을 생성하기 위한 주형의 외형 부분을, 내부 영역을 분무하기 위해 사용되는 제형과 상이한 탄성중합체 제형으로 분무할 수 있다. 또한, 생성된 탄성중합체 층의 두께를 변화시키고, 이런 식으로 최종 성형품의 각종 부분의 물리적 특성을 변화시키기 위해 주형의 각종 표면에 분무되는/쏟아부어지는 탄성중합체 형성 제형의 양을 변화시킬 수 있다.
UV 안정성 물품이 필요한 경우, 상이한 색상의 UV 안정성 피막이 제1 층으로서 도포될 수 있다. 이 경우에, 3층 물품이 생성될 것이다. 이러한 UV 안정성 피막을 위해 분무 적용은 바람직한 기술이다. 상술한 방법에 있어서, 명시되었듯이, 상이한 색상의 UV 피막을 주형에 분무시킨다. 이후, 제1 탄성중합체 형성 제형을, 개방된 주형에 분무한다. UV 안정성 피막은 제1 탄성중합체 층이 색상 변화 또는 분해되는 것을 방지할 것이다. 제1 탄성중합체 층은, 물품을 색상 변화 또는 분해로부터 보호하기 위한 성분들을 제형 중에 가질 수 있다. 이 경우에는, UV 안정성 피막이 필요하지 않을 수도 있다.
예를 들면, 실리콘 계면활성제, 안료, 충전제, 난연제 및 가소제와 같은 기타 공지된 첨가제를 또한 본 발명의 방법에 사용할 수 있다. 첨가제는 폴리우레탄 기술분야의 숙련가에게 공지된 양으로 사용된다.
본 발명의 방법에 사용되는 폴리우레탄 제형은 이들의 경도(내력)가 서로 상이하도록 선택되는 것이 바람직하다. 이러한 제형의 경도가, 폴리올(a), 관능가가 2 이상인, 즉 분자당 이소시아네이트 그룹을 2개 이상 갖는 폴리이소시아네이트(b), 쇄 연장제 또는 가교결합제일 수 있는 활성 수소 함유 화합물(c) 및 사용되는 경우, 발포제(d) 중 하나 이상의 함량에 의해, 상이한 것이 또한 바람직하다.
본 발명의 방법은 또한 제1 탄성중합체 층의 후방에 경질 또는 반경질 발포체를 피복하는 데 사용될 수도 있다. 경질 또는 반경질 발포체를 피복하기 위해 제1 탄성중합체 층을 사용하는 경우, 이러한 물품은 방음 및/또는 단열 및/또는 기타 에너지 관리 부품의 용도에 적용될 수 있을 것이다. 액체 제형(폴리올 및 폴리이소시아네이트 성분)의 온도는 10 내지 80, 바람직하게는 15 내지 35℃로 변화할 수 있다.
쏟아붓는 조작 중에, 주형의 온도는 20 내지 80, 바람직하게는 35 내지 75℃로 유지한다.
폴리우레탄 성형품은, 탈형 전에 2 내지 20분의 시간 동안 실온 내지 250℃의 온도에서 편리하게 경화된다.
이하의 실시예는 본 발명을 설명하기 위해 제공되며, 어떤 식으로든 한정되는 것으로서 설명되어서는 안된다. 달리 언급하지 않는 한, 모든 부와 백분율은 중량으로 나타낸다.
다음의 지시, 기호, 용어 및 약어가 이하의 실시예에서 사용된다.
CP-6001은 상표명 보라놀(VORANOL) CP 6001로 더 다우 케미칼 캄파니(The Dow Chemical Company)에 의해 시판중인, 분자량 약 6000의 글리세롤 개시된 폴리올이다.
보라놀-CP-4702는 더 다우 케미칼 캄파니에 의해 시판중인, 분자량 5000의 글리세롤 개시된 폴리올이다.
클루버(Kluber) 41-2103은 클루버 케미 카게(Kluber Chemie KG)에 의해 시판중인 주형 이형제이다.
보라놀 4053은 더 다우 케미칼 캄파니에 의해 시판중인 기포 개방제(cell opener)이다.
DEOA는 디에탄올아민이다.
다브코(Dabco) 33LV는 상표명 다브코(DABCO) 33LV로 에어 프로덕츠 앤드 케미칼즈 인크.(Air Products and Chemicals Inc.)에 의해 시판중인, 디프로필렌 글리콜 중의 트리에틸렌 디아민의 33% 용액이다.
다브코 T12는 상표명 다브코 T12로 에어 프로덕츠 앤드 케미칼즈 인크.에 의해 시판중인, 디부틸주석 디라우레이트이다.
니악스(Niax) A-1은 상표명 니악스(NIAX) A-1로 씨케이 윗코(CK Witco)에 의해 시판중인 디프로필렌 글리콜 중의 비스(디메틸아미노에틸)에테르의 70% 용액이다.
실리콘 테고스탭 B 8715는 테하. 골트슈미트 아게(Th. Goldschmidt AG)에 의해 시판중인 실리콘 계면활성제이다.
첨가제 DT는 상표명 하에터 DT(Haeter DT)로 바이엘 아게(Bayer AG)에 의해 시판중인 치환된 방향족 디아민이다.
NC-700은 상표명 스펙플렉스(SPECFLEX) NC 700으로 더 다우 케미칼 캄파니에 의해 시판중인, 반응성이 높은 고체 공중합체 폴리올이다.
NC 632는 하이드록실 당량이 약 1750이고, 하이드록실 수가 30.5 내지 34.5인 산화에틸렌 캡핑된 폴리올이다. NC 632는 상표명 스펙플렉스 NC 632로 더 다우 케미칼 캄파니에 의해 시판중이다.
NE 181은 상표명 스펙플렉스 NE 181로 더 다우 케미칼 캄파니에 의해 시판중인, 유리 이소시아네이트 함량이 30%인 메틸렌 디페닐-디이소시아네이트계 예비중합체이다.
이하의 실시예는 본 발명의 실시를 바람직한 양태로 설명할 것이다. 본원에서 청구항의 범위 내의 기타 양태들은 본원에 기재되어 있듯이 명세서와 발명의 실시를 고려하여 당해 기술분야의 숙련가에게 명백해질 것이다. 명세서는 실시예와 함께, 단지 이하의 청구항에 의해 나타낸 본 발명의 범위와 사상으로 예시되는 것으로 고려한다. 모든 부는 달리 나타내지 않는 한 중량 단위로 주어진다.
실시예
주형 유형: 알리칸테 원형 쿠션. (알루미늄). 주형 온도: 65℃
단계 1)
주형 이형제 클루버 41-2013을 전체 주형 공동에 분무한다.
단계 2)
보믹스-케미 게엠베하 운트 코(bomix-Chemie GmbH & Co)로부터의 2성분 회색 무연탄 폴리우레탄 주형내 피막(보믹스 1053/77와 경화제 66/111 100:20으로 제조됨)을 전체 주형 공동에 도포한다.
단계 3)
탄성중합체 제형을 저압 유니프레(Unipre) M12 머신을 사용하여 전체 주형 공동에 분무한다. 폴리올 및 이소시아네이트 탱크는 둘 다 40℃로 가열된다. 0.79ℓ/분으로 산출된다. 폴리올/이소 비는 지수 90에서 100:45이다. 탄성중합체 제형의 조성물을 이하에 나타낸다.
제형화된 폴리올 조성물:Pbw
보라놀 CP 470267.12
스펙플렉스 NC 70025.65
DETDA6.50
다브코 33LV0.18
다브코 T120.075
첨가제 DT(바이엘 제품)1.0
이소시아네이트 MDI 예비중합체 208/121/0145(지수 90에서)
(9.88%의 %FNCO)
단계 4)
탄성중합체 층을 분무한 지 2분 후, A-A' 및 B-B'로 한정된 주형 쿠션의 중앙 부분은 이의 상부에 동일한 형태의 판지를 위치시킴으로써 보호된다. 이후, 주형 이형제인 클루버 41-2013을 도포하나, 이때 오직 측면 롤에만 도포한다.
단계 5)
쿠션의 중앙부분에서 보호 판지를 제거하고, 크라우스 마페이 림스타(Krauss Maffei RIMSTAR) 40 고압 머신을 사용하여 전체 주형 공동에 가요성 MDI 발포체를 쏟아붓는다. 5-축 ASEA 90 로보트 상에 혼합 헤드 출구가 장착되어 있다. 성형된 가요성 발포체 제형의 조성물은 다음과 같다.
제형화된 연질 폴리올:Pbw
보라놀 CP 600149.5
보라놀 40531.0
스펙플렉스 NC 63249.5
물3.71
DEOA 85%0.59
니악스 A-10.15
다브코 33LV0.40
실리콘 테고스탭 B 87150.50
이소시아네이트 MDI 예비중합체
스펙플렉스 NE 18162.1(지수 90에서)
MDI 발포체를 쏟아부은 후, 주형을 밀폐시키고, 2분 30초 후 그 부분을 탈형시키고 분쇄한다. 생성된 자동차 시트 쿠션은, 주형내 피막 층과 분무된 탄성중합체 층 사이 뿐만 아니라 분무된 탄성중합체 층과 가요성 MDI 발포체 사이의 양호한 부착을 나타내는 중앙 좌석 영역(A-A' 및 B-B'으로 한정됨)을 갖는다. 이와는 반대로, 단계 4에서 사용된 이형제로 인하여, 측면 롤(상승된 지지체)은 주형내 피막 층과 분무된 탄성중합체 층 사이에 양호한 부착을 나타내나 분무된 탄성중합체 층과 상부에 쏟아부은 가요성 발포체 사이에는 부착이 존재하지 않는다. 이러한 현상은, 분무된 탄성중합체 층과 하부의 가요성 발포체 사이에 공기 영역을 형성한다. 따라서, 측면 롤 상에 손이 스치는 경우, 쿠션의 중앙 부분보다 부드러움을 느끼게 된다.
상술한 것으로부터, 본 발명의 신규한 개념의 진의와 범위로부터 벗어나지 않으면서 수많은 변화와 변경이 일어날 수 있음이 관찰될 것이다.

Claims (24)

  1. 제1 탄성중합체 형성 제형을 주형 속에 쏟아부어 제1 탄성중합체 층을 제공하는 단계(a),
    제1 탄성중합체 층에 이형제를 도포하는 단계(b),
    제1 탄성중합체 형성 액체 제형이 완전히 경화되기 전에, 이형제의 상부에 발포체 생성 제2 제형을 쏟아붓는 단계(c) 및
    제1 탄성중합체 형성 제형과 발포체 생성 제2 제형이 경화된 후, 수득한 생성물을 탈형시키는 단계(d)를 포함하는 다층 발포 성형품의 제조방법으로서,
    이형제를, 발포체 생성 제2 제형이, 경화시, 경화된 제1 탄성중합체 층에 부착되는 것을 방지하기에 충분한 양으로 도포하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1 탄성중합체 층이, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리아크릴레이트, 폴리이소프렌, 폴리클로로프렌, 니트릴, 폴리부틸렌, 실리콘 고무, 스티렌과 부타디엔과의 블록 공중합체, 또는 이들의 배합물인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 제1 탄성중합체 층이 폴리우레탄인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 제1 탄성중합체 층이 미공질(microcellular)인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 발포체 생성 제2 제형이 이소시아네이트 및 수소 활성 화합물인 방법.
  6. 제5항에 있어서, 이소시아네이트가 방향족 이소시아네이트인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 이형제가 왁스계 주형 이형제인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 단계(a) 전에, 주형내 피막이 주형에 도포되는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 주형내 피막이 착색제, UV 흡수 물질 또는 UV 안정화 물질인 방법.
  10. 제1항의 방법에 의해 생성된 시트(seat).
  11. 제10항에 있어서, 등받이 부분과 좌석 부분을 갖는 시트.
  12. 제10항에 있어서, 측면 지지체를 갖는 자동차 시트인 시트.
  13. 제1 탄성중합체 형성 제형을, 생성된 시트의 내부 영역과 하나 이상의 상승된 주위 지지체를 한정하는 영역을 갖는 주형 속에 쏟아부어 탄성중합체 층을 형성하는 단계(a),
    상승된 주위 지지체에 상응하는 영역의 탄성중합체 층에 이형제를 도포하는 단계(b),
    단계(a)의 내부 영역의 탄성중합체 층과 단계(b)의 주형 이형제 위에, 제1 탄성중합체 형성 제형이 경화되기 전에, 발포체 생성 제2 제형을 도포하는 단계(c) 및
    제1 탄성중합체 형성 제형과 발포체 생성 제2 제형이 경화된 후, 시트를 탈형시키는 단계(d)를 포함하는, 하나 이상의 상승된 주위 지지체와 내부 영역을 갖는 다층 시트의 제조방법으로서,
    이형제를, 발포체 생성 제2 제형이 제1 탄성중합체 형성 제형에 부착되는 것을 방지하기에 충분한 양으로 도포하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 제1 탄성중합체 형성 액체 제형과 발포체 생성 제2 제형이 상이한 경도의 층을 제공하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 발포체 생성 제2 제형을 내부 영역 위에 스트립 방식으로 쏟아붓는 방법.
  16. 제13항에 있어서, 주형내 피막을, 단계(a) 전에 주형에 도포하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 주형내 피막이 착색제 및 안정화 물질을 함유하는 방법.
  18. 제13항의 방법에 의해 제조된 시트.
  19. 제18항에 있어서, 탄성중합체 층의 두께가 0.1 내지 30mm인 시트.
  20. 제18항에 있어서, 발포체 생성 제2 제형으로부터 생성된 경화된 층의 전체 밀도가 15 내지 80kg/m3인 시트.
  21. 제13항에 있어서, 탄성중합체 층이, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리아크릴레이트, 폴리이소프렌, 폴리클로로프렌, 니트릴, 폴리부틸렌, 실리콘 고무, 스티렌과 부타디엔과의 블록 공중합체, 또는 이들의 배합물인 방법.
  22. 제13항에 있어서, 이형제가 왁스계 주형 이형제인 방법.
  23. 탄성중합체 층과 가요성 발포체 층 사이에, 탄성중합체 층이 가요성 발포체 층에 부착되는 것을 방지하기에 충분한 양으로 이형 피막을 갖는, 외부 탄성중합체 층과 내부 가요성 발포체 층을 포함하는 상승된 지지체를 함유하는 다층 좌석 부재.
  24. 제23항에 있어서, 운송수단용 시트인 좌석 부재.
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