KR20100106929A - 폴리우레탄폼 적층체, 그의 제조 방법 및 개스킷 - Google Patents

Abstract

본 발명의 폴리우레탄폼 적층체는, 폴리이소시아네이트, 폴리올 및 난연제를 함유하는 폼 원료와 기체를 혼합하고, 교반하여 기액 혼합물을 생성시킨 후, 기액 혼합물을 수지 필름 위에 공급하고, 이어서 기액 혼합물을 가열하여 폼 원료를 반응, 경화시켜, 수지 필름으로 이루어지는 수지 필름층과, 생성된 폴리우레탄폼으로 이루어지는 폼층을 갖는 적층체이며, 상기 폼 원료에 포함되는 난연제는 수산화알루미늄 등으로 이루어지는 금속 수산화물 분말과 인계 난연제 등의 액상 난연제를 포함하고, 폴리올을 100 질량부로 한 경우, 금속 수산화물 분말은 20 내지 60 질량부이고, 액상 난연제는 5 내지 20 질량부이며, 상기 폼층의 밀도는 100 내지 280 kg/㎥이다. 본 발명의 적층체를 가공하여, 본 발명의 개스킷으로 할 수 있다.

Description

폴리우레탄폼 적층체, 그의 제조 방법 및 개스킷{POLYURETHANE FOAM LAMINATE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND GASKET}

본 발명은 폴리우레탄폼 적층체, 그의 제조 방법 및 개스킷에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 특정한 난연제를 포함하고 난연제가 블리드 아웃(bleed out)되지 않고 유연하며 손상되기 어렵고 외관성이 우수한 폴리우레탄폼층과 수지 필름층을 구비하고 난연성이 우수한 폴리우레탄폼 적층체 및 그의 제조 방법과, 이 폴리우레탄폼 적층체를 사용하여 이루어지며 난연성 및 밀봉성이 우수한 개스킷에 관한 것이다.

종래, 휴대 전화기 등의 휴대 통신 기기, 디지털 카메라, 카 내비게이션 시스템, 휴대형 음악 기기 등의 전자 기기에는 그의 내부로의 수분, 먼지 등의 침입을 억제하기 위해 케이스의 주연부(周緣部) 등에 개스킷이 배치되어 있다. 이 개스킷을 특히 고온 분위기 등의 가혹한 환경하에서 사용되는 전자 기기 및 정밀 기기나, 발열성이 높은 전자 기기 및 정밀 기기 등에 배치하는 경우, 개스킷은 UL94에 규정되어 있는 난연 기준인 HBF 규격에 합격한 난연성을 갖고 있을 필요가 있다. 이러한 난연성을 부여하기 위해, 유기 브롬 화합물, 유기 염소 화합물 등의 할로겐계 난연제, 삼산화안티몬, 유기 인계 화합물, 금속 수산화물 등의 난연제를 배합한 수지폼을 사용한 개스킷이 제안되어 있다.

특허 문헌 1에는, 특정한 밀도를 갖고, 난연제인 금속 수산화물을 폴리올 100 중량부에 대하여 25 내지 50 중량부 혼합한 폼 원료를 발포시켜 이루어지는 폼부를 갖는 난연성 밀봉재가 개시되어 있다. 이 특허 문헌 1에는 폼부가 저밀도이면, 공기와의 접촉 면적이 커져 난연성이 저하된다고 기재되어 있다. 또한, 이 난연성 밀봉재에서는, 금속 수산화물의 배합량이 50 중량부를 초과하면 폼부의 경화나 취성화(脆性化)가 발현하여 밀봉성에 문제가 발생한다고 기재되어 있다. 또한, 이 문제에 대처하는 방법으로서 정포제의 희석 매체로서 폴리올을 사용함으로써 정포제를 폴리우레탄의 분자 내에 수용하여, 난연화의 저해 요인이 되는 정포제의 휘발을 방지하는 방법이 기재되어 있다.

또한, 특허 문헌 2에는, 기재 필름과 이 기재 필름 위에 형성된 폴리우레탄 발포체층을 구비하는 물품이 개시되어 있으며, 이 물품으로서 휴대 전화기 등의 디스플레이 등에 사용되는 밀봉 부재가 예시되어 있다. 또한, 폼 원료에 임의의 첨가제를 첨가할 수도 있다고 기재되어 있으며, 첨가제로서 난연제가 예시되어 있다.

일본 특허 공개 제2005-171102호 공보 일본 특허 공개 제2007-44972호 공보

상기 난연 기준을 만족하는 폼부를 형성시키기 위해 상기 난연제를 사용하는 경우에는, 각각 이하와 같은 문제점이 있다.

할로겐계 난연제는, 연소시에 환경 부하가 큰 할로겐화물이 발생하기 때문에 바람직하지 않다.

삼산화안티몬은 환경 부하가 크고, 유해하다는 것이 확인되어 있기 때문에 바람직하지 않다.

유기 인계 화합물은 액상인 경우가 많고, 대량으로 배합하면 폼 물성이 저하되거나, 블리드 아웃되어 케이스 등에 이행한다는 문제점이 있다. 또한, 수지 필름과 수지폼을 일체화하여 이루어지는 개스킷에서는, 예를 들면 UL94에 규정되어 있는 난연 시험에서 기재인 수지 필름이 수축하여 시험편이 폼측으로 감기는 것을 억제할 수 없으며, 결과로서 HBF 규격에 합격하지 않는 문제점이 있다.

수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등의 금속 수산화물은 상기한 바와 같은 환경 부하 및 인체에 대한 영향 등이 거의 없어 안전한 개스킷으로 할 수 있지만, 예를 들면, HBF 규격에 합격한 난연성을 갖는 개스킷으로 하기 위해서는 수지폼에 대량으로 배합할 필요가 있다. 그러나, 기계적 거품 생성법(mechanical frothing method)에서는 폼 원료에 분립체를 배합하면 증점으로 이어지며, 특히 밀도가 낮은 수지폼의 제조시에는 증점이 현저해져서 기계적 거품 생성법에 의한 수지폼이 본래 갖는 미세 셀 구조의 형성이 곤란하고 폼의 표면이 거칠어지는, 소위 셀 거칠음이 발생한다는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 상황에 감안하여 이루어진 것이며, 난연제가 블리드 아웃되지 않고 유연하며 손상되기 어렵고 외관성이 우수한 폴리우레탄폼층과 수지 필름층을 구비하고 난연성이 우수한 폴리우레탄폼 적층체 및 그의 제조 방법과, 이 폴리우레탄폼 적층체를 사용하여 이루어지며 난연성 및 밀봉성이 우수한 개스킷에 관한 것이다.

본 발명은 이하와 같다.

[1] 폴리이소시아네이트, 폴리올 및 난연제를 함유하는 폼 원료와 기체를 혼합하여 기액 혼합물을 생성시킨 후, 상기 기액 혼합물을 수지 필름 위에 공급하고, 이어서 상기 기액 혼합물을 가열하여 상기 폼 원료를 반응시켜 얻어진, 상기 수지 필름으로 이루어지는 수지 필름층과, 생성된 폴리우레탄폼으로 이루어지는 폼층을 갖는 폴리우레탄폼 적층체이고,

상기 폼 원료에 포함되는 상기 난연제는 금속 수산화물 분말과 액상 난연제를 포함하고, 상기 폴리올을 100 질량부로 한 경우, 상기 금속 수산화물 분말은 20 내지 60 질량부이고, 상기 액상 난연제는 5 내지 20 질량부이며,

상기 폼층의 밀도가 100 내지 280 kg/㎥인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄폼 적층체.

[2] 상기 [1]에 있어서, 상기 액상 난연제가 인계 난연제인 폴리우레탄폼 적층체.

[3] 상기 [1]에 있어서, 상기 금속 수산화물 분말의 평균 입경이 10 내지 100 ㎛인 폴리우레탄폼 적층체.

[4] 상기 [1]에 있어서, 상기 수지 필름층이 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하고, 상기 수지 필름층의 두께가 25 내지 125 ㎛인 폴리우레탄폼 적층체.

[5] 상기 [1]에 있어서, 상기 폼층의 평균 셀 직경이 50 내지 300 ㎛인 폴리우레탄폼 적층체.

[6] 상기 [1]에 있어서, 상기 폼층이 상기 수지 필름층에 적층된 면과는 반대측의 면에 스킨층을 갖는 폴리우레탄폼 적층체.

[7] 상기 [1]에 있어서, 40％ 압축했을 때의 하중이 0.002 내지 0.02 MPa인 폴리우레탄폼 적층체.

[8] 상기 [1]에 있어서, 온도 70℃에서 50％ 압축했을 때의 압축 잔류 왜곡이 10.0％ 이하인 폴리우레탄폼 적층체.

[9] 폴리이소시아네이트, 폴리올 및 난연제를 함유하는 폼 원료와 기체를 혼합하여 기액 혼합물을 생성시킨 후, 상기 기액 혼합물을 수지 필름 위에 공급하고, 이어서 상기 기액 혼합물을 가열하여 상기 폼 원료를 반응시켜, 상기 수지 필름으로 이루어지는 수지 필름층과, 상기 폼 원료의 반응 경화에 의해 생성된 폴리우레탄폼으로 이루어지는 폼층을 갖는 폴리우레탄폼 적층체의 제조방법이며,

상기 폼 원료에 포함되는 상기 난연제는 금속 수산화물 분말과 액상 난연제를 포함하고, 상기 폴리올을 100 질량부로 한 경우, 상기 금속 수산화물 분말은 20 내지 60 질량부이고, 상기 액상 난연제는 5 내지 20 질량부이며,

상기 폼층의 밀도가 100 내지 280 kg/㎥인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄폼 적층체의 제조 방법.

[10] 상기 [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 폴리우레탄폼 적층체를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 개스킷.

[11] 두께가 0.4 내지 1.5 ㎜인 상기 [10]에 기재된 개스킷.

본 발명의 폴리우레탄폼 적층체에 따르면, 난연제로서 각각 소정량의 금속 수산화물 분말과 액상 난연제를 함유하기 때문에, 난연제가 블리드 아웃되지 않고, 유연하고 손상되기 어렵고 외관성이 우수한 폼층과 수지 필름층을 구비한다. 또한, 전체로서 유연성이 우수하고, 고온 분위기 등의 가혹한 환경하에서 사용되는 기기, 발열성을 갖는 기기 등에 배치되는 난연성이 우수한 개스킷 등의 밀봉재로서 바람직하다.

상기 액상 난연제가 인계 난연제인 경우에는, 이 인계 난연제와 금속 수산화물 분말의 조합에 의해 난연제가 폼층의 표면에 블리드 아웃되지 않고, 소정의 밀도를 가질 뿐만 아니라 유연한 폼층을 구비하고 난연성이 우수하다.

상기 수지 필름층이 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하고, 상기 수지 필름층의 두께가 25 내지 125 ㎛인 경우, 폴리우레탄폼 적층체는 형상 안정성이 우수하다. 또한, 이 폴리우레탄폼 적층체를 개스킷으로서 사용하면, 기기의 케이스 등을 구성하는 2개의 부재의 주연부에서의 봉지(封止)를 완전한 것으로 할 수 있다. 즉, 상기 주연부와 상기 수지 필름층의 밀착성이 우수하다.

상기 폼층의 평균 셀 직경이 50 내지 300 ㎛인 경우에는 폼층에서의 압축 잔류 왜곡이 작고, 개스킷으로서 사용했을 때, 장기간에 걸쳐서 우수한 밀봉성 등이 얻어진다.

또한, 상기 폼층이 수지 필름층에 적층된 면과는 반대측의 면에 스킨층을 갖는 경우에는, 기기의 케이스 등을 구성하는 2개의 부재의 주연부에서의 봉지를 완전한 것으로 할 수 있다. 즉, 수지 필름층측에서의 밀착성과 마찬가지로 폼층측도 상기 주연부에 밀착시킬 수 있기 때문에, 휴대 전화기 등의 케이스 등의 개스킷 등으로서 사용했을 때, 보다 우수한 밀봉성 등이 얻어진다.

본 발명의 폴리우레탄폼 적층체에서의 40％ 압축시 하중이 0.002 내지 0.02 MPa인 경우에는, 충분히 유연하다. 또한, 이 폴리우레탄폼 적층체에 대하여 블랭킹 형에 의해 블랭킹하는 등의 가공에 의해, 휴대 전화기 등의 케이스 등의 개스킷 등을 제작할 때 폼층이 손상되거나 가공부의 주연부 등에서 결함이 생기지 않는다. 또한, 본 발명의 폴리우레탄폼 적층체를 개스킷 등으로서 사용했을 때, 우수한 밀봉성 등이 얻어진다.

또한, 본 발명의 폴리우레탄폼 적층체에 있어서, 온도 70℃에서 50％ 압축시의 압축 잔류 왜곡이 10.0％ 이하인 경우에는, 휴대 전화기 등의 케이스 등의 개스킷 등으로서, 특히 고온 등의 가혹한 환경하에서 사용했을 때, 우수한 밀봉성 등이 보다 장기간에 걸쳐서 유지된다.

상기 폼층의 평균 셀 직경이 50 내지 300 ㎛인 경우에는, 압축 잔류 왜곡이 작다는 등의 우수한 물성을 갖는 폴리우레탄폼 적층체로 할 수 있다.

본 발명의 폴리우레탄폼 적층체의 제조 방법에 따르면, 난연제가 블리드 아웃되지 않고 셀 거칠음이 발생하지 않고 양호한 외관을 갖는 폼층과 수지 필름층을 구비하고 난연성이 우수한 폴리우레탄폼 적층체를 제조할 수 있다.

또한, 물 또는 발포제를 사용하여 제조된 밀도가 동일한 정도의 통상적인 연질 슬라브 폴리우레탄폼에 비해, 폼층의 평균 셀 직경을 작게 할 수 있다.

상기 폼 원료에 포함되는 금속 수산화물 분말의 평균 입경이 10 내지 100 ㎛인 경우에는, 폼 원료 및 기액 혼합물이 과도하게 증점되지 않고, 취급이 용이하다. 또한, 이 폼 원료와 기체를 사용하여 기액 혼합물을 생성시킬 때, 양자의 혼합이 용이하고, 금속 수산화물 분말의 침강을 억제하면서 균질한 기액 혼합물을 효율적으로 제조할 수 있다.

상기 수지 필름이 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 경우에는 이 수지 필름이 충분한 강도, 내열성 등을 갖기 때문에, 기액 혼합물의 가열시에 쉽게 신장되지 않고, 폼층 및 수지 필름층의 밀착성이 우수한 폴리우레탄폼 적층체를 안정적으로 제조할 수 있다.

본 발명의 개스킷에 따르면, 난연성, 유연성 및 밀봉성이 우수하고, 폼층이 손상되기 어렵고, 휴대 전화기 등의 케이스 부재 사이 등에 배치할 때의 작업도 용이하다. 또한, 휴대 전화기 등은 박형화의 경향이 있어서 종래의 개스킷을 사용하여 기기를 완성시키면 케이스 부재가 변형되는 경우가 있다. 그러나, 본 발명의 개스킷을 사용하면 변형이 발생하지 않고, 우수한 밀봉성을 갖는 기기가 얻어진다.

또한, 개스킷의 두께가 0.4 내지 1.5 ㎜인 경우에는, 휴대 전화기 등의 소형 기기에서의 케이스 부재 사이 등에 배치할 때의 작업이 용이하다. 또한, 그의 배치시에 개스킷을 과도하게 압축할 필요도 없다. 그 때문에, 우수한 밀봉성 등이 장기간에 걸쳐서 유지된다.

[도 1] 본 발명의 폴리우레탄폼 적층체의 제조 공정을 설명하기 위한 모식도이다.
[도 2] 폼층과 수지 필름층으로 이루어지는 개스킷의 일례의 사시도이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

1. 폴리우레탄폼 적층체 및 그의 제조 방법

본 발명의 폴리우레탄폼 적층체는, 폴리이소시아네이트, 폴리올 및 난연제를 함유하는 폼 원료와 기체를 혼합하여 기액 혼합물을 생성시킨 후, 얻어진 기액 혼합물을 수지 필름 위에 공급하고, 이어서 이 기액 혼합물을 가열하여 폼 원료를 반응시켜 얻어진, 수지 필름으로 이루어지는 수지 필름층과, 생성된 폴리우레탄폼으로 이루어지는 폼층을 갖는 적층체이다. 또한, 상기 폼 원료에 포함되는 난연제는 금속 수산화물 및 액상 난연제를 포함하고, 그의 함유량은 폴리올을 100 질량부로 한 경우 각각 20 내지 60 질량부 및 5 내지 20 질량부이다. 또한, 형성되는 폼층의 밀도는 100 내지 280 kg/㎥이다.

1-1. 폼 원료

상기 폼 원료는 폴리이소시아네이트, 폴리올 및 난연제를 함유하는 조성물이며, 필요에 따라 후술하는 다른 성분을 포함한다.

상기 폴리이소시아네이트는 특별히 한정되지 않으며, 종래 폴리우레탄폼의 제조에 사용되는 폴리이소시아네이트를 사용할 수 있다. 이 폴리이소시아네이트로서는, 통상적으로 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 조MDI(crude MDI), 톨릴렌디이소시아네이트 등이 사용된다. 이들 이외에 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, m-크실렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 수소화 MDI, 이소포론디이소시아네이트 등의 방향족계 또는 지방족계의 폴리이소시아네이트, 예비 중합체형의 폴리이소시아네이트 등을 사용할 수도 있다. 상기 폴리이소시아네이트는 2종 이상을 병용하는 경우도 있지만, 1종만을 사용하는 경우가 많다.

폴리이소시아네이트는 이소시아네이트 인덱스가 바람직하게는 0.8 내지 1.2, 특히 바람직하게는 0.9 내지 1.1이 되도록 배합된다.

상기 폴리올은 특별히 한정되지 않으며, 종래 폴리우레탄폼의 제조에 사용되는 폴리올을 사용할 수 있다. 이 폴리올로서는, 폴리에테르폴리올, 폴리에스테르폴리올, 폴리에테르폴리올과 폴리에스테르폴리올을 공중합시킨 폴리에테르에스테르폴리올 등을 사용할 수 있다. 또한, 충분한 인장 강도 등을 갖는 폼층으로 하는 것 등을 목적으로서 중합체 폴리올을 병용할 수도 있다. 이 중합체 폴리올은, 예를 들면 폴리에테르폴리올에 아크릴로니트릴, 스티렌, 메틸메타크릴레이트 등의 에틸렌성 불포화 화합물을 고형분 환산으로 바람직하게는 10 내지 40 질량％, 보다 바람직하게는 15 내지 30 질량％ 그래프트 중합시킨 폴리올이다.

상기 폴리올의 평균 분자량은 바람직하게는 400 내지 5000, 보다 바람직하게는 800 내지 4000이다.

상기 폴리올은 1종만 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.

상기 난연제로서는, 금속 수산화물 분말과 액상 난연제를 병용한다.

상기 금속 수산화물 분말로서는, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 수산화칼슘 등을 포함하는 분말을 들 수 있다. 금속 수산화물 분말은 1종만 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 이들 중에서는 히드록실기를 3개 갖고, 분해점이 200℃ 정도로 낮은 수산화알루미늄의 분말이 바람직하다. 이 수산화알루미늄 분말을 사용하면, 액상 난연제와의 병용에 의해 특히 우수한 난연성을 부여할 수 있다.

또한, 금속 수산화물 분말의 평균 입경은 바람직하게는 10 내지 100 ㎛, 특히 바람직하게는 25 내지 75 ㎛이다. 금속 수산화물 분말의 평균 입경이 10 내지 100 ㎛이면, 폼 원료 및 기액 혼합물이 과도하게 증점되지 않고 취급이 용이하다. 또한, 이 폼 원료와 기체를 사용하여 기액 혼합물을 생성시킬 때 양자의 혼합이 용이하고, 금속 수산화물 분말의 침강을 억제하면서 균질한 기액 혼합물을 효율적으로 제조할 수 있다. 또한, 상기 평균 입경은 입도 분포 측정 장치에 의해 측정된 값이다.

또한, 상기 액상 난연제는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 25℃에서 액체인 난연제이다. 이 액상 난연제를 사용하면, 폼 원료의 점도를 저하시킬 수 있다. 또한, 폼 원료 및 기체의 혼합 효율이 향상되고 균질한 기액 혼합물로 할 수 있다. 그 결과, 난연제의 분산성이 우수하고 균질한 폼층을 형성할 수 있다.

상기 액상 난연제로서는, 염소 원자, 브롬 원자 등의 할로겐 원자를 함유하는 할로겐 함유 난연제와 할로겐을 함유하지 않는 할로겐 비함유 난연제가 있다. 환경 부하의 관점에서, 할로겐 비함유 난연제가 바람직하다. 할로겐 비함유 난연제로서는 인계 난연제가 바람직하고, 이 인계 난연제로서는 인산에스테르계 난연제, 폴리인산계 난연제 등의 유기 인 화합물을 들 수 있다. 이들 중에서, 인산에스테르계 난연제가 바람직하다. 또한, 이들 유기 인 화합물은 1종만 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.

인산에스테르계 난연제로서는, 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스페이트, 트리부틸포스페이트, 트리이소부틸포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리크실레닐포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 크레실디2,6-크실레닐포스페이트 등을 들 수 있다.

상기 2종의 난연제를 특정한 함유량으로 한 폼 원료를 사용함으로써, 난연성이 우수한 폼층을 구비하는 폴리우레탄폼 적층체로 할 수 있다.

상기 폼 원료에 포함되는 금속 수산화물 분말의 함유량은 폴리올을 100 질량부로 한 경우 20 내지 60 질량부이고, 바람직하게는 30 내지 60 질량부, 특히 바람직하게는 30 내지 50 질량부이다. 금속 수산화물 분말의 함유량이 20 내지 60 질량부이면, 폼 원료 및 기액 혼합물이 과도하게 증점되지 않기 때문에 셀 거칠음 등이 억제된 폼층을 형성할 수 있다. 이 금속 수산화물 분말의 함유량은, 통상적으로 폴리우레탄폼 적층체의 압축시의 하중 및 압축 잔류 왜곡 등의 물성을 감안하면서 설정된다.

또한, 상기 폼 원료에 포함되는 액상 난연제의 함유량은 폴리올을 100 질량부로 한 경우 5 내지 20 질량부이고, 바람직하게는 7 내지 18 질량부, 특히 바람직하게는 10 내지 15 질량부이다. 액상 난연제의 함유량이 5 내지 20 질량부이면, 폼 원료 및 기액 혼합물의 증점이 충분히 억제되고, 액상 난연제가 블리드 아웃되지 않는 폼층을 형성할 수 있다. 또한, 난연성 및 유연성 등도 높게 유지할 수 있다. 이 액상 난연제의 함유량은, 통상적으로 폴리우레탄폼 적층체의 압축시의 하중 및 압축 잔류 왜곡 등의 물성을 감안하면서 설정된다.

상기 폼 원료에는, 폴리이소시아네이트, 폴리올 및 난연제 이외에 촉매, 정포제, 가교제 등이 함유된다.

상기 촉매로서는, 스태너스 옥토에이트, 디부틸주석디아세테이트, 디부틸주석디라우레이트 등의 유기 주석 화합물, 옥틸산아연 등의 유기 아연 화합물, 니켈아세틸아세토에이트, 니켈디아세틸아세토에이트 등의 유기 니켈 화합물, 철아세틸아세토에이트 등의 유기 철 화합물, 아세트산나트륨 등의 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속의 알콕시드, 페녹시드 등의 금속 촉매, 트리에틸아민, 트리에틸렌디아민, N-메틸모르폴린디메틸아미노메틸페놀, 이미다졸, 1,8-디아자비시클로[5.4.0]운데센 등의 3급 아민계 촉매, 유기산염 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 유기 주석 화합물이 바람직하다. 또한, 촉매는 1종만 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.

상기 폼 원료에 포함되는 촉매의 함유량은 그의 종류, 폼층의 형성 조건 등에 따라서도 상이하지만, 폴리올을 100 질량부로 한 경우 바람직하게는 0.05 내지 2.0 질량부, 특히 바람직하게는 0.05 내지 1.0 질량부이다.

상기 정포제로서는, 통상적으로 실리콘계 정포제가 사용된다. 이 실리콘계 정포제로서는, 디메틸실록산계 화합물, 폴리에테르디메틸실록산계 화합물, 페닐메틸실록산계 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 1종만 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 또한, 이들 화합물은, 유기 관능기를 갖는 화합물일 수도 있다. 본 발명에서는 폴리에테르디메틸실록산계 화합물이 바람직하고, 디메틸폴리실록산과 폴리에테르의 블록 공중합체가 특히 바람직하게 사용된다.

상기 폼 원료에 포함되는 정포제의 함유량은 그의 종류, 원하는 폼 물성 등에 따라서도 상이하지만, 폴리올을 100 질량부로 한 경우 바람직하게는 2.0 내지 10 질량부, 특히 바람직하게는 3.0 내지 8.0 질량부이다.

상기 가교제로서는 에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판 등을 개시제로 하고, ε-카프로락톤으로 쇄 연장한 에스테르계 올리고머, 분자량 400 내지 700 정도의 3관능 폴리에테르폴리올 등의 분자량이 높은 가교제나, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 글리세린, 트리메틸올프로판 등의 단쇄 디올계의 가교제를 들 수 있다. 고분자량의 가교제를 사용한 경우, 보다 경도가 낮은 폼으로 할 수 있다. 또한, 단쇄 디올계의 가교제를 사용한 경우 하드 세그먼트의 비율이 높아지는 경향이 있기 때문에, 이 점을 고려하여 배합량을 설정하는 것이 바람직하다. 가교제는 1종만 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.

상기 폼 원료에 포함되는 가교제의 함유량은 그의 종류, 원하는 폼 물성 등에 따라서도 상이하지만, 폴리올을 100 질량부로 한 경우 바람직하게는 1.0 내지 10 질량부, 특히 바람직하게는 2.0 내지 5.0 질량부이다.

상기 폼 원료에는, 필요에 따라 자외선 흡수제, 산화 방지제, 유기 및 무기 충전제, 착색제 등의 폴리우레탄폼의 제조에서 일반적으로 사용되는 첨가제를 적량 배합할 수 있다.

1-2. 폴리우레탄폼 적층체의 제조 방법

본 발명의 폴리우레탄폼 적층체의 제조용 원료는 상기 구성을 갖는 폼 원료 및 기체를 포함하는 기액 혼합물과 수지 필름이다.

상기 폼 원료와 혼합되는 기체는 특별히 한정되지 않으며, 질소 가스, 불활성 가스, 건조 공기 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서, 질소 가스가 바람직하다.

본 발명에서는, 상기 폼 원료와 기체를 혼합기 (11)을 사용하여 교반 등을 행함으로써, 기액 혼합물 (21a)로 한다. 그 후, 이 기액 혼합물 (21a)를 수지 필름 (22a) 위에 도포하도록 공급하고, 이어서, 유연하는 기액 혼합물 (21a)의 표면에 그의 위쪽으로부터 이형지(또는 이형용 처리가 이루어진 수지 필름) (3)을 공급한다. 또한, 이 적층 상태인 채로 롤 코터 (12) 등을 통과시킴으로써, 기액 혼합물 (21a)로 이루어지는 미경화층 (21b)의 두께를 조정한다. 또한, 이형지 (3)의 사용 유무는 관계 없지만, 이 이형지 (3)을 사용하면 미경화층 (21b)의 두께 조정이 용이하고, 열 처리 후에 얻어지는 폼층 (21)의 표면(이형지 (3)측)에 스킨층을 형성할 수 있다. 이들 공정에 의해, 미경화층 (21b)의 한쪽면측(아랫면)에 수지 필름 (22a)(수지 필름층 (22)가 됨)를 갖고, 다른쪽면 측(윗면)에 이형지 (3)이 적층된 3층형의 적층물을 얻는다.

그 후, 이 적층물을 열 처리 장치에 의해 가열한다. 이에 따라, 폼 원료를 반응시키고, 미경화층 (21b)를 경화시켜 폼층 (21)이 형성된 폴리우레탄폼 적층체 (2)를 얻을 수 있다. 이 폴리우레탄폼 적층체 (2)에서, 폼층 (21) 및 수지 필름층 (22)는 강고하게 접합되어 있다. 얻어진 폴리우레탄폼 적층체 (2)는, 3층 구조인 상태에서 종이관 등에 권취하여 롤체로 할 수도 있고, 도 1에 도시한 바와 같이 이형지 (3)을 박리한 후, 2층형 적층체로서 권취하여 롤체로 할 수도 있다. 또한, 제조 라인상에서 소정의 크기로 절단하여 시트로 할 수도 있다. 이어서, 이 시트를 중첩하고, 이것을 곤포(梱包)할 수도 있다. 이 경우에도 3층인 상태에서 중첩할 수 있고, 2층형 적층체로서 중첩할 수도 있다.

이하, 폴리우레탄폼 적층체의 제조 방법을 구체적으로 설명한다.

상기한 바와 같이, 폴리우레탄폼 적층체의 제조용 원료는 폼 원료 및 기체를 사용하여 얻어진 기액 혼합물 (21a) 및 수지 필름 (22a)이다.

상기 폼 원료의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 폴리이소시아네이트와, 폴리이소시아네이트를 포함하지 않는 폴리올, 난연제, 촉매 등을 함유하는 혼합물(이하, "제1 혼합물"이라고 함)을 혼합하는 방법이다. 또한, 필요에 따라 배합되는 첨가제는 통상적으로 제1 혼합물에 포함된다.

상기 기액 혼합물 (21a)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 폼 원료 및 기체의 부피 비율이 양자의 합계 100 부피％로 했을 때 각각 바람직하게는 5 내지 30 부피％ 및 70 내지 95 부피％, 보다 바람직하게는 8 내지 25 부피％ 및 75 내지 92 부피％가 되도록 폼 원료 및 기체가 혼합된다. 이 혼합 비율에 의해, 상기 특정한 밀도를 갖는 폼층의 형성에 바람직한 기액 혼합물 (21a)를 제조할 수 있다. 또한, 폼 원료와 기체의 혼합에 사용하는 혼합기 (11)은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 오크스 믹서, 호바트 믹서 등이 사용된다. 이들 혼합기 (11)에 의해 폼 원료와 기체를 균일하게 혼합할 수 있으며, 거품화의 제어가 용이하고, 거품화된 기액 혼합물 (21a)를 보다 균질한 것으로서 생성시킬 수 있다.

또한, 폼 원료 및 기체를 혼합하는 방법은, 바람직하게는 혼합용의 챔버 등에 미리 수용된 폼 원료에 기체를 취입하는 방법, 및 이 챔버에 폼 원료 및 기체를 동시에 공급하는 방법이다. 이러한 경우, 폼 원료는 이 챔버에 폴리이소시아네이트와 상기 제1 혼합물을 개별적으로 공급할 수도 있다.

상기 기액 혼합물을 사용한 폼층은, 바람직하게는 기계적 거품 생성법에 의해 형성된다. 이 방법에 따르면, 사용하는 기액 혼합물의 부피 및 얻어지는 폴리우레탄폼의 부피를 거의 동일하게 할 수 있다. 따라서, 폴리우레탄폼의 밀도는 기액 혼합물의 조성, 즉, 상기 폼 원료에 대한 기체의 도입량에 따라 조정할 수 있다.

폼의 밀도를 소정의 값으로 하기 위해, 기액 혼합물의 형성에 사용하는 기체의 혼합량은 이하와 같이 하여 결정할 수 있다.

우선, 소정 질량의 폼 원료에 포함되는 각 성분의 밀도(진비중)의 가중 평균을 구하고, 이것을 폼 원료 전체의 밀도(ρ)로 한다. 또한, 사용하는 폼 원료의 질량을 상기 밀도(ρ)로 나눔으로써, 폼 원료의 총 부피를 산출한다.

이어서, 폼 원료의 총 부피와 목표로 하는 폼의 밀도(목표 밀도)로부터, 폼 원료에 도입하는 기체의 부피량을 구할 수 있다. 이것을 실제의 제조에 이용하여, 원하는 밀도를 갖는 폴리우레탄폼층으로 할 수 있다.

상기 수지 필름 (22a)는 폼층 형성시 변형, 변질 등을 발생시키는 것이 아니면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 폼층을 지지하기 위한 지지재로서의 인장 강도, 인열 강도, 내열성 등을 갖는 것이 바람직하다. 이 수지 필름 (22a)로서는 통상적으로 합성 수지제의 필름이 사용된다. 합성 수지로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지, 폴리아미드 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 강도, 내열성 등의 관점에서 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지 및 폴리아미드 수지가 바람직하다. 또한, 이들 수지를 포함하는 수지 필름을 갖는 본 발명의 폴리우레탄폼 적층체를 2개의 부재를 봉지하는 개스킷으로서 사용한 경우, 우수한 밀착성 및 밀봉성을 얻을 수 있다. 본 발명에서, 상기 수지 필름 (22a)는 폴리에스테르 수지가 보다 바람직하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트가 특히 바람직하다.

상기 수지 필름 (22a)의 두께(폴리우레탄폼 적층체를 구성하는 수지 필름층 (22)의 두께임)도 특별히 한정되지 않는다. 바람직한 두께는 25 ㎛ 이상이고, 보다 바람직하게는 25 내지 125 ㎛, 더욱 바람직하게는 25 내지 100 ㎛, 특히 바람직하게는 30 내지 70 ㎛이다. 이 두께가 25 ㎛ 이상이면, 도 1에 도시한 바와 같은 연속적인 제조를 진행시키는 경우, 폼층 (11)의 성형 방향으로의 인장 응력에도 충분히 견딜 수 있어 폴리우레탄폼 적층체의 안정적인 제조가 가능해진다. 또한, 상기 수지 필름 (22a)가 폴리에틸렌테레프탈레이트이고, 그 두께가 25 내지 125 ㎛이면, 형상 안정성이 우수하다. 또한, 이 구성의 폴리우레탄폼 적층체를 개스킷으로서 사용하면, 과도하게 강직되지 않고, 휴대 전화기 등의 케이스 부재 사이에 개재시킬 때의 작업이 용이하고, 우수한 밀봉성 등이 얻어진다.

상기 기액 혼합물 (21a)는 상기 수지 필름 (22a)의 표면에 공급되고, 그 후, 유연하는 기액 혼합물 (21a)의 표면에 그의 상측으로부터 이형지 (3)이 공급되어, 적층물이 된다. 이어서, 이 3층형의 적층물을 소정의 온도로 설정된 열 처리 장치 (13)에 의해 가열하여 미경화층 (21b)에 포함되는 폼 원료를 반응시켜 폼층 (21)을 형성한다.

상기 3층형 적층물의 가열 방법은 특별히 한정되지 않으며, 열 처리 장치 (13)의 종류 등에 따라 적절하게 선택된다.

가열 온도는 미경화층 (21b)에 포함되는 폼 원료를 경화시키기 위해, 폴리올 및 폴리이소시아네이트의 종류 등에 따라 적절하게 선택된다. 이 가열 온도는 바람직하게는 120℃ 내지 200℃, 바람직하게는 140℃ 내지 180℃, 특히 바람직하게는 150℃ 내지 170℃이다.

또한, 가열 시간은 바람직하게는 1 내지 10분간, 보다 바람직하게는 1 내지 5분간이다.

상기 열 처리 장치 (13)으로서는 가열로, 원적외선 조사 장치 등을 들 수 있다. 가열로를 사용하는 경우에는 장치 내에 고정된 열원을 이용하여, 3층형 적층물을 정지 또는 이동시키면서 열 처리할 수 있다. 이 때, 열풍을 공급할 수도 있다. 또한, 폴리우레탄폼 적층체를 연속적으로 제조하는 경우에는, 3층형 적층물을 가열로 중에서 이동시키면서 가열하는 것이 바람직하다.

상기 3층형 적층물에 대한 가열은, 수지 필름측 및 이형지측 중 어느 한측, 또는 양측으로부터 행할 수 있다. 본 발명에서는 그 전체를 균일하게 가열하고, 보다 균질한 폼층 (21)을 효율적으로 형성하기 위해 3층형 적층물의 양측으로부터 가열하는 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리우레탄폼 적층체의 제조 방법을 도 1에 도시한 제조 시스템으로 한 경우에는, 기액 혼합물 (21a)의 제조, 기액 혼합물 (21a)의 수지 필름 (22a) 위로의 공급, 및 미경화층 (21b)의 윗면에 이형지 등의 공급, 롤 코터 등에 의한 두께 조정, 및 3층형 적층물의 가열을 연속적으로 진행시켜, 폴리우레탄폼 적층체를 연속적으로 제조할 수 있다. 즉, 혼합기 (11)에서 제조된 기액 혼합물 (21a)는 연속적으로 송출되어 이동하는 수지 필름 (22a) 위에 소정의 공급 속도로 연속적으로 공급되고, 유연하는 기액 혼합물 (21a)의 표면에는 이형지 (3)이 수지 필름 (22a)와 동일한 속도로 공급되고, 롤 코터 (12)에 의해 두께가 조정된다. 그 후, 3층형 적층물은 롤 코터 (12)에 근접하여 배치된 열 처리 장치 (13), 예를 들면 가열로에 도입된다. 가열로를 사용하는 경우 통상적으로 3층형 적층물을 그의 한쪽 개구부로부터 도입하고, 수지 필름 (22a)와 동일하거나 또는 그에 가까운 이동 속도로 가열로 내를 이동시켜 다른쪽 개구부로부터 도출시킬 수 있다. 이에 따라, 이형지 (3)을 갖는 폴리우레탄폼 적층체가 제조된다. 이 후, 필요에 따라 이형지 (3)을 제거하여, 폼층 (21) 및 수지 필름층 (22)로 이루어지는 폴리우레탄폼 적층체로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 폴리우레탄폼 적층체의 제조 방법에서는, 수지 필름층 (22)의 양면에 폼층 (21)을 형성할 수 있다. 그 방법으로서는, 폼층 (21)을 한쪽면씩 형성하는 방법과, 수지 필름 (22a)의 양면에 미경화층 (21b)를 형성한 후 동시에 가열하여 동시에 폼층 (21)을 형성하는 방법이다.

본 발명의 폴리우레탄폼 적층체는, 상기한 바와 같이 폼 원료에 물 및 발포제를 배합하지 않는 기계적 거품 생성법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 폼 원료에 물 및/또는 발포제를 배합하는, 소위 화학적 거품 생성법에 의해 제조할 수도 있다. 이 경우, 물로서는 이온 교환수, 수돗물, 증류수 등을 사용할 수 있다. 물의 사용량은 특별히 한정되지 않지만, 폴리올을 100 질량부로 한 경우 통상적으로 0.1 내지 0.5 질량부, 특히 바람직하게는 0.2 내지 0.4 질량부이다. 또한, 발포제는 특별히 한정되지 않으며, 탄화수소, 대체 프레온 등을 사용할 수 있다. 이 발포제의 사용량도 특별히 한정되지 않는다. 이와 같이, 기계적 거품 생성법 대신에 물 및/또는 발포제가 배합된 폼 원료를 사용하는 화학적 거품 생성법인 경우에도, 기액 혼합물의 기포 상태가 안정적으로 유지되고, 셀 거칠음 등이 발생하지 않고, 원하는 밀도 및 두께를 갖는 폼층을 용이하게 형성할 수 있다. 그 결과, 우수한 물성을 갖는 폼층을 구비하는 폴리우레탄폼 적층체로 할 수 있다.

1-3. 폴리우레탄폼 적층체의 물성

본 발명의 폴리우레탄폼 적층체는, 상기한 방법에 의해 제조된 폼층 (21) 및 수지 필름층 (22)의 접합물이다. 상기 폼층의 밀도는 100 내지 280 kg/㎥이고, 바람직하게는 120 내지 260 kg/㎥, 특히 바람직하게는 150 내지 240 kg/㎥이다.

상기 폼층의 밀도는, 적층체의 질량으로부터 수지 필름층의 질량을 뺀 질량을 폼층의 부피로 나누어 산출할 수 있다. 또한, 폼층의 부피는, 다음과 같이 하여 산출할 수 있다. 즉, 적층체를, 예를 들면 직사각형으로 절단하여 시험편을 제작하고, 이 시험편의 종횡의 치수를 노기스 등으로 측정한다. 또한, 시험편의 전체 두께를 다이얼 두께계 등으로 측정한 후, 수지 필름층의 두께를 뺌으로써 폼층의 두께를 얻는다. 또한, 상기 종횡의 치수와 폼층의 두께로부터 폼층의 부피가 산출된다.

종래, 난연제로서 금속 수산화물 분말만을 배합하여 밀도가 예를 들면 280 kg/㎥ 이하인 저밀도의 폼층을 형성한 경우에는, 셀 거칠음 등이 발생하여 실용에 사용할 수 있는 폴리우레탄폼 적층체로 할 수 없었다. 그러나, 본 발명의 제조 방법에 따르면, 금속 수산화물 및 액상 난연제를 병용함으로써 상기 특정한 밀도를 갖고, 셀 거칠음 등의 문제점이 억제된 유연한 폼층으로 할 수 있으며, 난연성이 우수한 폴리우레탄폼 적층체로 할 수 있다.

또한, 폼층을 형성하고 있는 폴리우레탄 수지부에는 난연제로서 금속 수산화물 분말 및 액상 난연제가 포함되어 있지만, 이들은 블리드 아웃되지 않고 유지되어 있다. 또한, 후술하는 용도 등에서 압축 등의 부하를 받은 경우에도 동일하다. 금속 수산화물 분말 및 액상 난연제의 함유량은, 폴리우레탄 100 질량부에 대하여 각각 바람직하게는 20 내지 60 질량부 및 5 내지 20 질량부, 보다 바람직하게는 20 내지 40 질량부 및 5 내지 10 질량부이다.

상기 본 발명의 방법에 의해 제조된 폴리우레탄폼 적층체에서는, 종래 공지된 화학 발포법에 의해 제조된 연질 슬라브 폴리우레탄폼에 비해 셀 직경이 작은 폼층을 구비할 수 있다. 즉, 상기 폼층에서의 평균 셀 직경은 바람직하게는 50 내지 350 ㎛, 특히 바람직하게는 50 내지 250 ㎛이다. 폼층의 셀 직경이 상기 범위에 있으면, 압축 잔류 왜곡이 작은 등의 우수한 물성을 갖는 폴리우레탄폼 적층체로 할 수 있다. 압축 잔류 왜곡이 작은 폴리우레탄폼 적층체를 2개의 부재를 봉지하는 개스킷으로서 사용했을 때, 폴리우레탄폼 적층체에서의 수지 필름층측 표면 및 폼층측 표면을 모두 2개의 부재에 충분히 밀착시킬 수 있으며, 우수한 밀봉성 등을 얻을 수 있다.

상기 평균 셀 직경은, 폼층의 단면을 주사형 전자 현미경에 의해 배율 200배로 관찰하고, 셀 직경의 합계를 셀의 개수로 나누어 산출할 수 있다.

상기 폼층의 두께는 목적, 용도 등에 따라 적절하게 선택되지만, 통상적으로 0.4 내지 1.5 ㎜이다.

또한, 본 발명의 폴리우레탄폼 적층체의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로 0.5 내지 1.8 ㎜, 특히 바람직하게는 0.5 내지 1.0 ㎜이다.

본 발명의 폴리우레탄폼 적층체는, 상기한 바와 같이 수지 필름층의 양면에 폼층을 구비하는 적층체로 할 수 있다. 이 경우, 2개의 폼층에서의 밀도, 평균 셀 직경 및 두께는 서로 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.

또한, 본 발명의 폴리우레탄폼 적층체에서의 폼층의 노출면(수지 필름층에 적층된 면과는 반대측의 면)에는, 스킨층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 스킨층을 갖는 폴리우레탄폼 적층체를 개스킷으로서 사용하는 경우에는, 기기의 케이스 등을 구성하는 2개의 부재의 주연부에서의 봉지를 완전한 것으로 할 수 있다. 상기 스킨층은, 폼층의 단면을 전자 현미경 등으로 관찰함으로써 확인할 수 있다.

본 발명의 폴리우레탄폼 적층체의 40％ 압축시 하중은 바람직하게는 0.002 내지 0.02 MPa, 특히 바람직하게는 0.005 내지 0.015 MPa이다. 이 40％ 압축시 하중은, JIS K 6254에 준거하여 측정된 40％ CLD이다.

또한, 폴리우레탄폼 적층체에 있어서, 온도 70℃에서 50％ 압축시켰을 때의 압축 잔류 왜곡은 바람직하게는 10.0％ 이하, 특히 바람직하게는 6.0％ 이하이다. 또한, 하한은 통상적으로 0.3％이다. 이 압축 잔류 왜곡은, JIS K 6401에 준거하여 측정할 수 있다.

2. 폴리우레탄폼 적층체의 용도

본 발명의 폴리우레탄폼 적층체는, 개스킷 등의 용도에 유용한 폴리우레탄폼 적층체이다.

본 발명의 개스킷은, 목적, 용도 등에 따른 형상으로 할 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시한 개스킷 (100)은 본 발명의 폴리우레탄폼 적층체를 가공하여 얻어진 것이며, 수지 필름층 (102)와 이 수지 필름층 (102)의 표면에 접합된 폼층 (101)을 구비하는 환상의 개스킷이고, 폼층 (101)의 표면(도 2에서는 윗면)에 바람직하게는 스킨층을 갖고 있다. 이와 같이 개스킷 (100)의 한쪽면 측이 수지 필름층 (102)에 의해 구성되고, 다른쪽면 측에 스킨층을 갖는 폼층 (101)이 형성된 개스킷 (100)을 기기의 케이스 등을 구성하는 2개의 부재 주연부에서의 봉지에 사용한 경우에는, 2개의 부재 사이로부터 먼지가 침입하는 것을 억제할 수 있다. 즉, 개스킷 (100)의 양면측(폼층 (101)측 및 수지 필름층 (102)측)에서 충분히 방지된다.

본 발명의 개스킷의 형상은, 도 2에 도시한 바와 같은 본체 부분보다 큰 개구부를 갖는 것으로 한정되지 않으며, 예를 들면 소정 형상의 시트(폴리우레탄폼 적층체)에 대하여 소면적의 개구부를 갖는 것일 수도 있다.

상기 개스킷의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로 0.4 내지 1.5 ㎜, 특히 바람직하게는 1.0 내지 1.5 ㎜이다. 개스킷의 두께가 0.4 내지 1.5 ㎜이면, 폴리우레탄폼 적층체의 유연성을 살리면서 우수한 밀봉성이 얻어진다.

도 2에 도시한 바와 같은 환상 구조를 갖는 개스킷 (100)을 얻는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 블랭킹 형을 사용하여 블랭킹하는 방법, 재단기에 의해 연속적으로 절출하는 방법 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 블랭킹법이 바람직하다. 또한, 상기한 바와 같이 폼층 (101)은 저밀도이고, 유연성이 우수하기 때문에 블랭킹 등을 행할 때 폼층 (101)이 손상되거나, 가공부에서의 주연부 등에서 결함이 생기지 않는다.

본 발명의 개스킷은, 전자 기기의 케이스 부재 사이에 개재시켜 사용할 수 있다. 이 전자 기기는 특별히 한정되지 않으며, 휴대 전화기, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 휴대형 컴퓨터, 휴대형 음악 기기, 휴대형 게임기, 내비게이션 장치 등의 휴대형 전자 기기 등을 들 수 있다. 이들 전자 기기 중에서도 특히 많은 사람이 소유하고, 외출시에 갖고 다니는 경우가 많고, 의복 등의 섬유와 접촉하기 쉬운 휴대 전화기에 본 발명의 개스킷을 사용하는 것이 바람직하다.

전자 기기의 케이스는 통상적으로 대향하는 복수의 케이스 부재에 의해 구성되어 있으며, 케이스 부재 사이에는 개스킷이 개재하고 있지만, 최근 전자 기기의 소형화, 고성능화에 따라 개재시킬 때의 작업이 용이하고, 케이스 부재에 개스킷을 끼워 넣기 위한 홈을 필요로 하지 않고, 우수한 밀봉성을 갖는 개스킷이 필요로 되고 있다. 또한, 케이스 부재가 박육화되어 있으며, 종래와 같이 부재끼리를 체결시킨 경우 케이스 부재가 변형되는 경우가 있기 때문에, 충분한 유연성을 갖는 개스킷이 필요로 되고 있다. 이러한 상황하에, 본 발명의 개스킷은 저밀도이고 충분히 유연하며, 전자 기기의 소형화, 특히 박형화에 대응한다는 면에서 유리하다.

[실시예]

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 또한, 하기에서 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 질량 기준이다.

폴리우레탄폼 적층체의 제조에 사용한 원료는 이하와 같다.

(1) 폴리에테르폴리올 A

산요 가세이사 제조 "GP-3000"(상품명)을 사용하였다.

(2) 폴리에테르폴리올 B

산요 가세이사 제조 "GP-600"(상품명)을 사용하였다.

(3) 촉매

조호꾸 가가꾸사 제조 스태너스 옥토에이트를 사용하였다.

(4) 정포제

모멘티브사 제조 실리콘계 정포제 "L-5617"(상품명)을 사용하였다. 이 제품은 디메틸폴리실록산과 폴리에테르의 블록 공중합체이다.

(5) 금속 수산화물 분말

쇼와 덴꼬사 제조 수산화알루미늄 분말 "하이디라이트 H-10"(상품명)을 사용하였다.

(6) 인계 난연제

다이하찌 가가꾸 고교사 제조 지방족 축합 인산에스테르 "DAIGUARD880"(상품명)을 사용하였다. 이 제품은 25℃에서 담황색의 투명 액체이다.

(7) 폴리이소시아네이트

닛본 폴리우레탄사 제조 조MDI "C-1130"(상품명)을 사용하였다. 이소시아네이트기의 함유량은 31％이다.

(8) 수지 필름

두께 50 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하였다.

실시예 1 내지 4 및 6 내지 15와 비교예 1 내지 7

폴리에테르폴리올 100부(폴리에테르폴리올 A와 B를 90/10의 질량비로 사용함), 촉매 0.1부, 정포제 5부 및 표 1 내지 표 4에 기재된 배합량의 금속 수산화물 분말 및 인계 난연제를 혼합, 교반하여, 제1 혼합물을 제조하였다.

그 후, 이 제1 혼합물과 이소시아네이트 인덱스가 0.9 내지 1.1이 되는 배합량의 폴리이소시아네이트를 오크스 믹서에 배치된 챔버에 투입하였다. 또한, 동시에 표 1 내지 표 4에 기재한 폼층의 목표 밀도가 되도록, 표 1 내지 표 4에 기재한 소정의 부피 비율이 되는 양의 질소 가스를 주입하였다.

이어서, 챔버에서 상기 성분을 교반, 혼합하여, 거품화된 기액 혼합물을 제조하였다. 또한, 이 기액 혼합물을 5 m/분의 속도로 송출되고 있는 수지 필름 위에 공급하고, 유연하는 기액 혼합물의 표면에 그의 위쪽으로부터 수지 필름과 동일한 속도로 이형지를 공급하고, 롤 코터에 의해 소정 두께로 조정하여 기액 혼합물로 이루어지는 미경화층을 형성하였다(도 1 참조).

그 후, 수지 필름, 미경화층 및 이형지로 이루어지는 3층의 적층물을 원적외선 히터에 의해 160℃로 온도 조절되어 있는 가열로에 도입하여 가열하였다(가열로의 길이는 5 m이고, 가열 시간은 1분임). 이어서, 적층체로부터 이형지를 박리하고, 수지 필름과 폼층이 접합되어 이루어지는 폴리우레탄폼 적층체를 종이관에 권취하였다. 폴리우레탄폼 적층체의 두께는, 다이얼 두께계에 의해 측정하였다(표 1 내지 표 4).

실시예 5

폴리에테르폴리올로서 폴리에테르폴리올 A만을 100부 사용한 것 이외에는, 상기와 동일하게 하여 폴리우레탄폼 적층체를 얻었다(표 1).

상기한 바와 같이 하여 제조한 폴리우레탄폼 적층체로부터 시험편을 절출하여 폼층의 밀도, 평균 셀 직경, 40％ 압축시 하중 및 압축 잔류 왜곡을 측정하고, 폼층의 외관, 블리드의 유무, 스크래치의 유무 및 난연성을 평가하였다. 그 결과를 표 1 내지 표 4에 나타낸다.

(1) 폼층의 밀도

얻어진 폴리우레탄폼 적층체를 정사각형(50 ㎜×50 ㎜)으로 절출하여 시험편을 제작하고, 이 시험편의 종횡의 치수를 노기스로 정확하게 측정하였다. 또한, 각 표에 나타낸 적층체의 두께로부터 수지 필름의 두께를 뺌으로써, 폼층의 두께를 얻었다. 그 후, 상기 종횡의 치수와 폼층의 두께를 사용하여, 폼층의 부피를 산출한다. 이어서, 시험편의 질량으로부터 수지 필름층의 질량을 빼어 얻어진 질량을 상기 폼의 부피로 나눔으로써, 폼층의 밀도를 얻었다.

(2) 평균 셀 직경

얻어진 폴리우레탄폼 적층체에서의 폼층의 단면을 주사형 전자 현미경에 의해 배율 200배로 관찰하고, 화상 중의 50개의 발포 셀에 대하여 크기를 측정하였다. 또한, 이들 셀 직경의 합계를 셀의 개수로 나눔으로써, 평균 셀 직경을 얻었다.

(3) 40％ 압축시 하중

JIS K 6254에 준거하여 측정하였다. 구체적으로는, 폴리우레탄폼 적층체에 대하여 블랭킹 가공을 행하여, 직경 50 ㎜의 원형 시험편을 얻었다. 또한, 이 시험편과 동일한 직경의 압축 지그를 시험편에 동심원상으로 접촉시키고, 압축 시험기를 사용하여 온도 23℃에서 1 ㎜/분의 속도로 40％ 압축시켜(압축 전의 60％의 두께가 됨), 이 때의 하중을 측정하였다. 얻어진 하중으로부터, 40％ 압축시 하중(단위: MPa)을 하기 수학식 1에 의해 산출하였다.

[수학식 1]

40％ 압축시 하중=[40％ 압축시의 하중(N)/시험편의 면적(㎟)]

(4) 압축 잔류 왜곡

JIS K 6401에 준거하여 측정하였다. 구체적으로는, 폴리우레탄폼 적층체에 대하여 블랭킹 가공을 행하여, 50 ㎜×50 ㎜의 시험편을 얻었다. 또한, 이 시험편을 압축 시험기를 사용하여 온도 70℃에서 50％ 압축시키고, 이대로 22 시간 동안 방치하였다. 그 후, 압축을 개방하여 23℃에서 30분간 방치한 후, 시험편의 두께를 측정하였다. 압축 시험 전후의 두께를 사용하여, 압축 잔류 왜곡을 하기 수학식 2에 의해 산출하였다.

[수학식 2]

압축 잔류 왜곡(％)=[(압축 전의 두께-개방 후의 두께)/압축 전의 두께]×100

(5) 폼층의 외관

폴리우레탄폼 적층체의 폼층의 표면을 광학 현미경에 의해 관찰하여, 10 ㎝ 사방에 존재하는 직경(최대 치수) 700 ㎛ 이상의 대직경셀의 개수를 계산하고, 폼층의 외관을 평가하였다. 표에서의 "양호"는 대직경셀이 20개 미만인 것을, "셀 거칠음"은 대직경 셀이 20개 이상 관찰된 것을 의미한다.

(6) 블리드의 유무

폴리우레탄폼 적층체에 대하여 절삭 가공을 행하여, 50 ㎜×50 ㎜인 시험편을 얻었다. 또한, 이 시험편의 폼층의 표면에 동박(60 ㎜×60 ㎜×0.1 ㎜)을 얹어 놓은 후, 압축 시험기를 사용하여 온도 70℃에서 50％ 압축하고, 이대로 168 시간 동안 방치하였다. 이어서, 압축을 개방하고, 박리된 동박의 표면(폼층과의 접촉면)을 육안에 의해 관찰하여, 인계 난연제의 블리드성을 평가하였다. 표에서의 "무"는 동박 표면에 이물질이 관찰되지 않고 블리드 아웃되지 않은 것을, "유"는 동박 표면에 이물질이 관찰되고 블리드 아웃된 것을 의미한다.

(7) 스크래치의 유무

폴리우레탄폼 적층체에 대하여 절삭 가공을 행하여, 직경 50 ㎜의 원형의 시험편을 얻었다. 또한, 이 시험편의 폼층을 위쪽을 향해 시험 장치의 원반형의 받침대의 윗면 중앙부에 얹어 놓았다. 그 후, 위쪽으로부터 직경 50 ㎜의 스테인리스강제의 가압체를 시험편과 동심원상이 되도록 접촉시키고, 가압체에 1.2 ㎏의 하중을 가하였다. 이어서, 받침대를 시험편과 함께 43 회전/분의 속도로 회전시키고(시험편 외연부의 임의의 위치에 행해진 표시가 회전에 따라 이동하는 속도는 50 ㎜/분이 됨), 10 회전시킨 시점에 회전을 정지하였다. 또한, 시험편의 폼층을 육안으로 관찰하여, 스크래치성을 평가하였다. 표에서의 "○"는 폼층 표면에 손상이 관찰되지 않은 것을, "△"는 최대 치수 5 ㎜ 미만의 손상이 관찰된 것을, "×"는 최대 치수 5 ㎜ 이상의 손상이 관찰된 것을 의미한다.

(8) 난연성

UL94에 규정되어 있는 난연 기준인 HBF 규격에 합격인지 불합격인지로 난연성을 평가하였다. 표에서의 "○"는 HBF 규격에 합격한 것을, "×"는 HBF 규격에 합격하지 않은 것을 의미한다.

표 1 내지 표 3으로부터 분명한 바와 같이, 폴리올의 함유량에 대하여 소정량의 금속 수산화물 분말과 인계 난연제를 함유하는 폼 원료를 사용하여 형성된 소정의 밀도 범위의 폼층을 갖는 실시예 1 내지 15의 폴리우레탄폼 적층체에서는, 40％ 압축시 하중이 충분히 작고, 압축 잔류 왜곡도 작다는 것을 알 수 있다. 또한, 모든 실시예에서 폼층의 외관은 양호하고, 인계 난연제의 블리드 아웃도 없이 우수하였다. 또한, 스크래치의 유무에서는, 폼층의 밀도가 보다 낮은 일부의 실시예에서 소수의 스크래치가 관찰되었지만, 특별히 큰 문제는 아니고, 개스킷 등의 용도에서 충분히 사용할 수 있는 폴리우레탄폼 적층체라는 것을 알 수 있다. 또한, 모든 실시예에서 HBF 규격에 합격하고 있어, 우수한 난연성을 갖고 있다는 것을 알 수 있다.

한편, 표 4로부터 분명한 바와 같이, 폼층의 밀도가 바람직한 범위 내인 경우에도, 인계 난연제가 함유되어 있지 않은 비교예 1에서는 셀 거칠음 및 스크래치가 발생하였다. 또한, 금속 수산화물 분말이 함유되어 있지 않은 비교예 2에서는, 난연성이 불합격이었다. 또한, 금속 수산화물 분말이 함유되어 있지 않은 비교예 2 및 비교예 3에서는, 압축 잔류 왜곡이 현저히 커졌다. 또한, 소정량의 금속 수산화물 분말과 인계 난연제를 함유하고 있지만, 폼층의 밀도가 지나치게 낮은 비교예 4 및 비교예 7에서는, 셀 거칠음 및 스크래치가 발생하였다. 또한, 비교예 5 및 비교예 6에서는, 물성면에서는 특별히 문제가 없지만 폼층의 밀도가 지나치게 높았기 때문에, 특히 개스킷의 용도로 실용에 사용할 수 없는 폴리우레탄폼 적층체이다.

또한, 본 발명은 상기 구체적인 실시예에 한정되지 않으며, 목적, 용도에 따라 본 발명의 범위 내에서 다양하게 변경한 실시예로 할 수 있다. 예를 들면, 폼 원료에 0.2 내지 0.4부 정도(폴리올을 100부로 함)의 물을 배합하고, 소위 화학적 거품 생성법에 의해 동일한 폴리우레탄폼 적층체를 제조할 수도 있다.

본 발명은 물 및 먼지 등의 침입을 방지할 필요가 있는 각종 제품 분야에서 이용할 수 있다. 또한, 최근 박형화, 소형화 및 고성능화가 현저하고, 우수한 의장성도 요구되는 각종 전자 기기의 분야에서 보다 이용 가치가 높고, 휴대 전화기, 디지털 카메라, 내비게이션 장치 등의 많은 사람이 소유하고, 가지고 다니는 경우가 많은 전자 기기, 특히 보급이 현저하며 항상 가지고 다니는 휴대 전화기에서 유용하다.

Claims (11)

1. 폴리이소시아네이트, 폴리올 및 난연제를 함유하는 폼 원료와 기체를 혼합하여 기액 혼합물을 생성시킨 후, 상기 기액 혼합물을 수지 필름 위에 공급하고, 이어서 상기 기액 혼합물을 가열하여 상기 폼 원료를 반응시켜 얻어진, 상기 수지 필름으로 이루어지는 수지 필름층과, 생성된 폴리우레탄폼으로 이루어지는 폼층을 갖는 폴리우레탄폼 적층체이고,
   상기 폼 원료에 포함되는 상기 난연제는 금속 수산화물 분말과 액상 난연제를 포함하고, 상기 폴리올을 100 질량부로 한 경우, 상기 금속 수산화물 분말은 20 내지 60 질량부이고, 상기 액상 난연제는 5 내지 20 질량부이며,
   상기 폼층의 밀도가 100 내지 280 kg/㎥인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄폼 적층체.
2. 제1항에 있어서, 상기 액상 난연제가 인계 난연제인 폴리우레탄폼 적층체.
3. 제1항에 있어서, 상기 금속 수산화물 분말의 평균 입경이 10 내지 100 ㎛인 폴리우레탄폼 적층체.
4. 제1항에 있어서, 상기 수지 필름층이 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하고, 상기 수지 필름층의 두께가 25 내지 125 ㎛인 폴리우레탄폼 적층체.
5. 제1항에 있어서, 상기 폼층의 평균 셀 직경이 50 내지 300 ㎛인 폴리우레탄폼 적층체.
6. 제1항에 있어서, 상기 폼층이 상기 수지 필름층에 적층된 면과는 반대측의 면에 스킨층을 갖는 폴리우레탄폼 적층체.
7. 제1항에 있어서, 40％ 압축했을 때의 하중이 0.002 내지 0.02 MPa인 폴리우레탄폼 적층체.
8. 제1항에 있어서, 온도 70℃에서 50％ 압축했을 때의 압축 잔류 왜곡이 10.0％ 이하인 폴리우레탄폼 적층체.
9. 폴리이소시아네이트, 폴리올 및 난연제를 함유하는 폼 원료와 기체를 혼합하여 기액 혼합물을 생성시킨 후, 상기 기액 혼합물을 수지 필름 위에 공급하고, 이어서 상기 기액 혼합물을 가열하여 상기 폼 원료를 반응시켜, 상기 수지 필름으로 이루어지는 수지 필름층과, 상기 폼 원료의 반응 경화에 의해 생성된 폴리우레탄폼으로 이루어지는 폼층을 갖는 폴리우레탄폼 적층체의 제조방법이며,
   상기 폼 원료에 포함되는 상기 난연제는 금속 수산화물 분말과 액상 난연제를 포함하고, 상기 폴리올을 100 질량부로 한 경우, 상기 금속 수산화물 분말은 20 내지 60 질량부이고, 상기 액상 난연제는 5 내지 20 질량부이며,
   상기 폼층의 밀도가 100 내지 280 kg/㎥인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄폼 적층체의 제조 방법.
10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 폴리우레탄폼 적층체를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 개스킷.
11. 제10항에 있어서, 두께가 0.4 내지 1.5 ㎜인 개스킷.

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