KR20120004005A

KR20120004005A - 실링성 및 충격흡수성이 우수한 라텍스 넌 겔 폼의 조성물 및 제조 방법

Info

Publication number: KR20120004005A
Application number: KR1020100064617A
Authority: KR
Inventors: 권영구; 송영식; 유주형
Original assignee: 권영구
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2010-07-06
Publication date: 2012-01-12

Abstract

본 발명은 실링성 및 충격흡수성이 우수한 라텍스 넌 겔 폼의 조성물 및 제조방법에 관한 것으로서, 라텍스에멀젼 100중량부에 대해서 충진제 100~150중량부, 계면활성제 1~10중량부, 기능성첨가제 5~10중량부, 증점제 10~20중량부 및, 발포제 10~15중량부의 혼합 조성을 포함하여 이루어지는 라텍스 넌 겔 폼의 조성물에 대한 기술구성이 개시되며; 상기한 조성 원료들을 교반 혼합하여 라텍스에멀젼혼합물을 만들되, 상기 혼합물에 공기 또는 불활성가스를 주입하여 이들에 의한 기계적 발포를 통해 기포형성혼합물을 만드는 단계와; 상기 기포형성혼합물을 캐리어층으로 사용하기 위한 박막형의 기재 위에 공급하여 캐스팅하는 단계와; 상기 기재의 위에 캐스팅된 기포형성혼합물을 가열영역으로 이송시키고 80~180℃의 온도조건에서 열처리 및 열경화 처리하여 라텍스 넌 겔 폼을 만드는 단계와; 상기 라텍스 넌 겔 폼을 표면(TOP COATING) 처리하여 완성하는 단계를 포함하여 이루어지는 라텍스 넌 겔 폼의 제조방법에 대한 기술구성이 개시된다.

Description

실링성 및 충격흡수성이 우수한 라텍스 넌 겔 폼의 조성물 및 제조 방법{Composition and Manufacturing method for Latex Non Gel Foam having superior sealing and shock absorbing}

본 발명은 라텍스 넌 겔 폼의 조성물 및 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실링 및 충격흡수가 뛰어난 발포체 또는 폼 시트를 제공할 수 있도록 하며, 특히 휴대용 전화기 등의 휴대용 전자통신장비의 디스플레이에 있어서 액정표시화면의 가장자리 또는 마이크로폰의 가장자리와 그 케이스의 내부면 사이에 배치하는 데 적합한 실링 및 충격흡수 부재를 제공할 수 있도록 하고, 또한 FFC(FLEXIBLE FAT CABLE)의 내부에 배치되어 라이너 및 임피던스 값을 조절하는 역할을 하는 라텍스 넌 겔 폼의 조성물 및 이를 이용한 라텍스 넌 겔 폼의 제조 방법에 관한 것이다.

전자, 통신 산업이 급속도로 발전하면서, 컴퓨터, 휴대전화, 네비게이션 또는 노트북 같은 전자제품들이 고기능화, 고경량화 및 고집적화되면서 충격이나 진동 및 먼지 등의 외부환경에 대해 더욱 민감하게 작용하고 있다.

일 예로, 소형 전자기기인 휴대용 전화기의 케이스 내에 다수의 부품이 집적될 경우 케이스의 맞물리는 부분을 비롯하여 그 내부구조가 더욱 복잡해지게 된다. 또한, 케이스 각종 부품과 케이스 간에 간극이 형성될 수 있어 외부환경에 강하도록 그 간극 부분을 채내부에 배치된 워 넣어야하는데, 이에 실링 및 충격흡수 부재의 배치가 필요하게 된다.

실링 및 충격흡수 부재는 채워 넣어야할 간극크기의 다양화에 대응해서 광범위한 압축비로 적절한 실링성 및 충격흡수성을 제공해야만 한다. 일반적으로, 실링 및 충격흡수 부재가 하중에 의해 용이하게 변형되는지의 여부에 의해 그 기능의 좋고 나쁨이 평가된다.

종래에는 각종 전자기기의 실링 및 충격흡수 부재로 저밀도 연질 발포체가 많이 이용되고 있으며, 연질 폴리우레탄 발포체, 폴리에틸렌 발포체, 폴리프로필렌 발포체, 폴리올레핀 발포체 또는 고무계 발포체 등이 사용되고 있다.

그런데, 종래 전자기기의 실링 및 충격흡수 부재로 사용되고 있는 저밀도 연질 발포체는 탄성률이 비교적 높아 반발특성이 강하므로 압축률이 떨어지는 경향이 있었으며, 이로 인하여 실링성 및 충격흡수성을 향상시키는데 어려움이 있고, 기술의 발전에 의해 더욱 더 고기능화, 고경량화 및 고집적화되어 민감해지는 각종 전자기기에 효과적으로 대처하지 못하는 문제점을 보이고 있다.

또한, 실릴용 겔 조성물에 요구되는 특성으로는 작업성, 밀폐성, 내구성 등을 들 수 있다. 작업성으로는 주제 및 경화제를 손휩게 섞을 수 있어야 하고 작업에 소요되는 충분한 가사시간과 짧은 경화시간을 갖아야 하고, 밀폐성으로는 프레임에 실릴용 겔을 도포 경화할 때 수축율이 낮아야 하고, 일정 중량의 필터를 장착했을 때 밀폐 될 수 있을 정도의 충분한 유연성과 탄력성, 그리고 진동 및 충격흡수성 등을 갖아야 하며, 내구성으로는 내열성, 내습성, 저휘발성, 저중량감소 등이 요구된다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 낮은 탄성률과 우수한 실링성 및 충격흡수성을 갖도록 한 라텍스 넌 겔 폼의 조성물 및 이를 이용한 라텍스 넌 겔 폼의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 실링성 및 충격흡수성이 우수한 라텍스 넌 겔 폼의 조성물 및 이를 이용한 라텍스 넌 겔 폼의 제조 방법을 제공한다.

구체적으로, 본 발명에 따른 실링성 및 충격흡수성이 우수한 라텍스 넌 겔 폼의 조성물은 라텍스에멀젼, 충진제, 계면활성제, 기능성첨가제, 증점체 및 발포제의 혼합 조성으로 이루어진다.

더욱 구체적으로 본 발명에 따른 라텍스 넌 겔 폼의 조성물은 스타이렌뷰타다이엔 라텍스(Styrene butadiene latex, SBL), 아크릴로나이트릴뷰타다이엔 라텍스(Acrylonitrile butadiene latex, NBL), 메틸메타클레이트부타다이엔 라텍스(Methylmethacrylate Butadiene Latex MBL), 폴리비닐아세테이트 라텍스(Polyvinylacetate Latex, PVL), 클로로프렌 라텍스(Chloroprene Latex, CL) 또는 아이소프렌 라텍스(Isoprene Latex, IL)에서 1종 이상 선택되는 라텍스에멀젼 100 중량부에 대해서 충진제 100~150 중량부, 계면활성제 1~10 중량부, 기능성첨가제 5~10 중량부, 증점제 10~20 중량부 및 발포제 10~15 중량부를 포함한다.

본 발명의 라텍스에멀젼은 라텍스 폼의 제조 및 성형을 위한 주재료가 되며, 라텍스 에멀젼 100 중량부에 대하여 아크릴계 라텍스 0.1~5 중량부를 더 포함하여 사용 할 수 있으며, 상기 아크릴계 라텍스의 예로는 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트 또는 라울리메타아크릴레이트에서 1종 이상 선택되나, 이에 한정 되는 것은 아니다.

또한 본 발명의 라텍스에멀젼은 라텍스 에멀젼 100 중량부에 대하여 중량평균분자량이 600~10000인 폴리에틸렌글리콜을 0.1~2 중량부로 더 포함하여 사용 할 수 있으며, 이를 통해 셀화율의 향상 및 발포 셀의 균일성을 높일 수 있다.

본 발명의 조성물인 라텍스에멀젼은 유리전이온도(Tg)가 -55~80℃이고 고형분 함량(NV)이 45~65%인 조건을 갖는 것을 특징으로 한다. 실런트의 물성 및 질감을 위하여 각각 다른 유리전이온도(Tg)를 가지고 있는 하나 이상의 라텍스에멀젼을 혼합하여 사용할 수 있고, 또한 SB 라텍스는 스타이렌 함량 23%~80% 범위의 SB 라텍스 중 주로 스타이렌 함량이 23%인 SB 라텍스가 바람직하며, 기타 폴리부타디엔계열인, MBL,NBL,PVL등과 혼합이 가능하고 또한 클로로프렌 라텍스, 아이소프렌 라텍스등 디엔계 중합물과 혼합이 가능하다.

본 발명의 조성물인 상기 충진제는 경도를 상승시켜주고 열안정성을 높여주며 전기적 성질이나 가공성을 개선시켜 줄 뿐만 아니라 탄성계수를 낮추어 충격에 의한 에너지 흡수성을 높이는데 사용된다. 구체적으로 예를 들면 점토, 알루미나, 장석, 석영, 탄산칼슘, 황산바륨, 실리카, 클레이, 탈크, 알루미늄 하이드록사이드, 멜라민, 유리섬유, 마이카, 규석, 목분, 쵸크, 마이카유리섬유, 탄소섬유 또는 알루미나섬유에서 1종 이상 선택되어 사용된다. 여기서, 상기 충진제는 분말상, 평판상, 침상, 구상, 섬유, 섬유직물상 등의 유형으로 다양하게 사용될 수 있다.

본 발명의 조성물인 상기 계면 활성제는 라텍스에멀젼 100 중량부에 대하여 1~10 중량부인 것이 바람직하며, 상기 계면 활성제가 1 중량부 미만이면 폼 내부에 에어셀이 형성될 때 충분히 가두어 두지를 못하고, 10 중량부를 초과하면 에어셀의 크기를 제어할 수 없다.

이러한 상기 계면 활성제의 예로는 술폰계나 아민계 또는 실리콘계의 음이온성 계면 활성제, 하이드록실계의 비이온성 계면 활성제를 사용함이 바람직하다. 구체적으로 α-올레핀 설포네이트(Alpha Olefin Sulfonate), 암모니움 라우리스 설페이트(Ammonium Laureth Sulfate), 암모니움 라우리스 에테르 설페이트(Ammonium Laureth Ether Sulfate), 암모니움 옥틸설페이트, 암모니움 옥틸 에테르 설페이트(Ammonium Octyl Ether Sulfate), 암모니움 데실 에테르 설페이트(Ammonium Decyl Ether Sulfate), 암모니움 스테아레이트(Ammonium Stearate), 소듐 라우리스 설페이트(Sodium Laureth Sulfate), 소듐 옥틸 설페이트(Sodium Octyl Sulfate), 소듐 데실 설페이트, 소듐 설포숙시니메이트(Sodium Sulfosuccinimate), 소듐 트리데실 에테르 설페이트(Sodium Tridecyl Ether Sulfate), 트리에탄올아민 라우릴 설페이트(Triethanolamine Lauryl Sulfate), 다이소듐 올레이트(Disodium Oleate), 다이소듐 옥타데실 설포숙시니메이트(Disodium Octadecyl Sulfosuccinimate), 다이소듐 도데실옥시프로필 설포숙시니메이트(Disodium Dodecyloxypropyl Sulfosuccinimate) 또는 다이암모니움 옥타데실 설포숙시니메이트(Diammonium Octadecyl Sulfosuccinimate)에서 1종 이상 선택되나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 조성물인 상기 기능성첨가제는 경도 등의 기계적 강도 향상과 화학 안정성을 위해 사용되며, 라텍스에멀젼 100 중량부에 대하여 5~10 중량부인 것이 바람직하다. 상기 기능성 첨가제의 사용량이 5중량부 미만이면 발포체의 외관이 불량해지며 영구압축줄음율이 열약해져 제품의 내구성에 문제가 있으며, 10중량부를 초과하는 경우에는 밀도 증가에 의해 발포 가스압이 증가하여 발포체가 터지는 현상이 발생될 우려가 있다.

이러한 상기 기능성첨가제의 예로는 멜라민수지, 페놀, 우레아 또는 폼알데하이드 레진에 기초를 둔 디시안디아미드(dicyandiamide)에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

본 발명의 조성물인 상기 증점제는 조성원료의 라텍스에멀젼 혼합물에 대한 점도를 1500~5500 cps가 되도록 하는 것이 바람직하며, 이를 위하여 라텍스에멀젼 100 중량부에 대하여 10~20 중량부인 것이 바람직하다. 상기 증점제의 사용량이 10중량부 미만인 경우에는 증점제로서의 기능을 발현하지 못하고, 20 중량부를 초과하는 경우 발포 공정의 제어가 어려워 정상적인 발포체의 제조가 어렵게 된다.

이러한 상기 증점제는 라텍스에멀젼의 고형분 함량 및 선택된 종에 따라 차이를 보이는 초기 점도에 대해 일정수치만큼 높일 수 있도록 하는데 사용되며, 이에 의해 원료의 조성혼합물이 적절한 점도를 유지할 수 있도록 하는 역할을 하여 작업성을 향상시킬 수 있도록 한다. 구체적으로, 클레이, 폴리아마이드, 체인 인텡글먼트(chain entanglement), 회합성시크너(associative thickner), 알카리스웰러블(alkali swellerable), 퓸드실리카(fumed silica), 셀롤로오스계 또는 통상의 분산용 증점제가 있으며, 바람직하게는 소듐 폴리아크릴레이트를 사용한다.

본 발명의 라텍스 넌 겔 폼의 조성물인 발포제는 거품을 일으키기 위한 것으로, 상기의 발포제는 라텍스에멀젼 100 중량부에 대하여 10~15 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 발포제의 사용량이 10 중량부 미만이면 스폰지의 밀도가 평균적으로 0.5 이상이 되므로 발포 효과가 없으며, 사용량이 15 중량부를 초과할 경우에는 발포체의 성형이 원활하지 못할 뿐 아니라 밀도가 0.10 이하로 떨어져 내구성에도 큰 문제가 있다.

이러한 상기 발포제는 화학적 발포제 또는 물리적 발포제를 사용할 수 있다. 이때, 화학적 발포제의 예로는 아조디카본아미드(ADCA), 디니트로소-펜타메틸렌-테트라민(DPT), P-톨루엔 술포닐 히드라지드 또는 p.p-옥시비스(벤젠술포닐 히드라지드)이 있고, 물리적 발포제의 예로는 할로겐화탄소, 휘발성 유기화합물 또는 비가연성 불활성 대기 기체가 있으며, 이를 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

더불어, 물성을 향상시키기 위한 첨가제로서 상술한 첨가제 이외에 오존방지제, 난연제, 안정제 또는 정전기방지제를 선택적으로 상용할 수 있고 카본블랙 또한 사용 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 라텍스 넌 겔 폼의 조성물을 이용한 실링성 및 충격흡수성이 우수한 라텍스 넌 겔 폼의 제조 방법을 설명한다.

상기 라텍스 넌 겔 폼의 제조 방법은 라텍스에멀젼 100 중량부에 대해서 충진제 100~150 중량부, 계면활성제 1~10 중량부, 기능성첨가제 5~10 중량부, 증점제 10~15 중량부 및 발포제 10~15 중량부로 원료를 조성하는 제1단계;

상기 제1단계에서 조성된 원료를 교반 혼합하여 라텍스에멀젼 혼합물을 만들되, 상기 혼합물에 공기 또는 불활성 가스를 주입하여 이들에 의한 기계적 발포를 통해 기포형성혼합물을 만드는 제2단계;

상기 기포형성혼합물을 캐리어층으로 사용하기 위하여 박막형의 기재 위에 공급하여 캐스팅하는 제3단계;

상기 기재의 위에 캐스팅된 기포형성혼합물을 가열영역으로 이송시키고 80~180℃의 온도조건에서 열처리 및 경화 처리하여 라텍스 넌 겔 폼을 만드는 제4단계; 및

상기 라텍스 넌 겔 폼을 표면 처리하여 완성하는 제5단계;

를 포함한다.

상기 캐리어층으로 사용하기 위한 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 종이, 금속 또는 섬유에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 따라 제조되는 라텍스 넌 겔 폼은 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1단계로 라텍스에멀젼과, 충진제, 계면활성제, 기능성첨가제, 증점제 및 발포제의 원료를 각각 조성하여 구비한다(S1).

이때, 원료의 조성은 라텍스에멀젼 100 중량부에 대해서 충진제 100~150 중량부, 계면활성제 1~10 중량부, 기능성첨가제 5~10 중량부, 증점제 10~20 중량부 및, 발포제 10~15 중량부이다. 여기서, 상기한 각 원료의 조성에 위에서 상술한 첨가제를 더 조성하여 구비할 수 있다.

제2단계로 제1단계에서 조성된 원료들을 교반 혼합하여 라텍스에멀젼 혼합물을 만들되, 상기 혼합물에 공기 또는 질소 등의 불활성가스를 주입하여 이들에 의한 기계적 발포가 이루어지게 함으로써 기포가 형성된(frothed) 혼합물(이하 ‘기포형성혼합물’이라 한다.)을 완성한다(S2).

이때, 조성 원료들을 도 2의 예시에서와 같이 믹서기(11)를 통해 기계적 교반을 실시하고, 이 기계적 교반이 이루어진 상태에 공기 또는 불활성가스를 주입하여 라텍스 에멀젼혼합물 전체에 걸친 분산을 유도함으로써 기계적 발포에 의해 라텍스에멀젼혼합물 내에 기포를 형성시키며, 이러한 기계적 발포에 의해 압축률을 높일 수 있는 유용성을 갖게 된다. 여기서, 라텍스 에멀젼혼합물에 주입되는 공기 또는 질소 등의 불활성 가스는 그 주입량을 조절 및 제어하여 사용용도에 따라 원하는 라텍스 넌 겔 폼을 제조할 수 있으며, 이러한 주입량의 조절을 통해서도 높은 압축률에 의한 우수한 실링성을 갖게 할 수 있다.

제3단계로 기포형성혼합물을 캐리어층으로 사용하기 위한 박막형의 얇은 기재(substrate)(1) 위에 공급하여 캐스팅(casting)한다(S3).

이때, 상기 기재(1)로는 열수축성이 낮고 인장에 견디며 내열특성을 갖는 재질을 사용함이 바람직하며, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 가장 바람직한 예로 들 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 사용용도에 따라 종이나 스테인리스 등의 박형 금속시트 또는 섬유질 시트 등이 사용되어 질 수 있다.

여기서, 상기 기재는 도 2의 예시에서와 같이, 공급롤(12)과 회수롤(13) 및 가이드롤(14)에 의해 이송 공급 및 회수되게 하고, 이 기재(1) 위에 기포형성혼합물을 노즐을 통해 공급하되 압축롤러 또는 나이프 오버플레이트 코터에 의한 두께제어수단(15)을 통해 일정한 두께로 캐스팅되게 한다.

상기 기재(1)는 기포형성혼합물과의 접착력을 높이기 위해 두께를 10~600㎛로 얇게 구성함이 바람직하며, PET를 기재로 사용하는 경우 혼합물과의 접착력을 높이기 위해 코로나 혹은 프라임 처리를 하거나 정전기를 방지하기 위해 정전기 방지처리를 할 수 있다.

상기 기재(1)에는 일면에 실리콘 이형처리를 하거나 전사코팅처리를 행한 후 이송 공급되게 할 수 있다.

제4단계로 기재(1)의 위에 캐스팅된 기포형성혼합물을 가열영역으로 이송시킴에 의해 80~180℃의 온도조건에서 열처리 및 경화처리 한다(S4).

이때, 가열영역은 가열장비(16)를 구비하되 초기 낮은 온도에서 시작하여 마지막에 강한 온도로 열처리 및 경화시키도록 함이 바람직하고, 가열영역은 초반 직접 열을 닫는 부분을 만들어 주어 열에 의한 표면 부조화 현상을 최소화한다. 그 다음 외부의 영향을 받지 않도록 박스 오븐 형태의 열풍에 의해 이루어지는 것이 바람직하며 사용하는 온도가 80℃이하의 너무 낮은 온도에서는 경화시간이 너무 길어지거나 미건조현상을 보이게 되며, 180℃ 이상의 과도한 열에서는 불균일한 표면을 만들거나 변색 및 크랙을 발생시켜 열처리에 의한 셀의 유형 및 셀화율을 떨어뜨리게 된다.

여기서, 기포형성혼합물은 열처리에 의해 오픈 셀(open cell)의 유형을 만들게 되고 50~90%에 이르는 오픈 셀화율을 갖게 할 수 있으며, 1차적으로 표면처리 되는 라텍스 넌 겔 폼의 형태를 이룰 수 있게 된다.

제5단계로 이송 공급 및 회수되는 기재상에 위치되고 제4단계를 통해 얻어진 라텍스 넌 겔 폼을 2차 표면처리 한다(S5).

이때, 라텍스 넌 겔 폼의 2차 표면처리는 롤러에 의한 가열 및 경화장비(17)를 통과시킴으로써 얻어질 수 있다.

6단계로 2차 표면처리를 실시한 라텍스 넌 겔 폼을 냉각처리 한다(S6).

이때, 라텍스 넌 겔 폼의 냉각처리는 상온냉각으로 얻어 질수 있다.

이후, 라텍스 넌 겔 폼은 회수롤에 의해 회수되어 감기는 기재(1)와 함께 회수롤(13)에 감겨진다.

상술한 제조단계에 의해 제조된 본 발명의 라텍스 넌 겔 폼은 도 3에서 보여주는 바와 같이, 기재(1)와 상기 기재(1) 위에 위치되는 라텍스폼(2)으로 이루어지며, 0.35~0.45 g/㎤의 밀도, 0.30~0.40 mm의 두께, 85~300 ㎛의 크기를 갖는 오픈 셀 및 50~90%의 오픈 셀화율을 갖게 할 수 있으며, 압축경도 0.65~0.80 kgf/㎠의 25% CFD의 물성특성을 갖게 할 수 있다.

여기서, 25% CFD는 본 발명에 의한 라텍스 넌 겔 폼의 물성특성을 보이는 압축경도를 나타내는 것으로, 물리적으로 25% 압축한 경우의 라텍스 넌 겔 폼에 대한 경도를 나타내는 것이다.

본 발명은 기계적 발포에 의해 라텍스 에멀젼 혼합물에 기포를 형성시키므로 낮은 하중에도 용이하게 변형되는 특성을 갖게 되고 기존에 비해 탄성계수를 낮출 수 있고 압축률 향상에 의한 실링성을 개선할 수 있으며 오픈 셀화율의 향상 및 발포 셀의 균일성으로 치수안정성은 물론 충격흡수성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 각종 전자기기의 내/외장에 적용하여 실링 및 충격흡수 부재로 유용하게 사용할 수 있으며, 외부 충격으로부터 전자기기 및 전자부품의 보호는 물론 먼지나 이물질과 같은 오염물질의 유입을 방지할 수 있어 외부환경에 의한 민감한 작용을 차단하는데 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 라텍스 넌 겔 폼의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 의해 라텍스 넌 겔 폼의 제조공정을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명에 의해 제조된 라텍스 넌 겔 폼을 나타낸 예시도이다.

이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일예를 들어 설명하는바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 내지 4에 따라 제조된 라텍스 넌 겔 폼에 대한 물성평가는 다음과 같다.

1) 밀도(g/㎤) : [시험편의 중량(g)]/[시험편의 부피(㎤)]

상기 밀도는 전자저울에 의해 각 시험편의 중량을 구하였고, 상기 계산식을 이용하여 산출하였다.

2) 25% CFD(Compression Force Deflection) : [25% 압축에서의 부하(kgf)]/[시험편의 면적(㎠)]

상기 25% CFD는 물리적으로 25% 압축한 경우의 압축경도를 나타낸 것으로, 압축 시험기를 이용해서 1 ㎜/min의 압축비로, 시험편을 원래 두께의 25% 두께로 압축한 후 부하를 구하였고, 상기 계산식을 이용하여 산출하였다.

3) 실링성(Sealing property) : 내관지름 5 cm × 높이 10 cm, 내관과 외관사이의 폭 1cm인 원형 테프론 케이스 내에 미세분말(밀가루)을 넣고 폭 2 mm 두께(한쪽 면은 양면테이프로 고정)로 가스켓 형태로 만들어 테프론 케이스 하단 면에 가스켓에 붙어 있는 양면테이프와 붙게 하고 테프론 케이스 상단면은 라텍스 넌 겔 폼과 맞닫게 하여 실링재가 75%두께가 되도록 압착을 한 후 쉐이커를 이용하여 흔들어 준다. 12시간 정도 흔들어 준 후 시험 전/후 미세분말의 무게 차를 측정하여 평가하였다. (실링성 평가는 %로 평가; “◎”: 95% 초과, “△”: 95-80%, “× ”: 80% 미만)

[실시예 1]

고형분 함량이 55%이고 유리전이온도가 -20℃이며, 점도가 2000cps인 스타이렌뷰타다이엔의 라텍스에멀젼 100 중량부에 대해서, 2종의 계면활성제로 암모니움 옥틸/소듐 데실 설페이트(Ammonium Octyl/Sodium Decyl Sulfate) 5 중량부, 다이소듐 N-옥타데실 설포숙시니메이트 5 중량부, 기능성첨가제로 멜라민 수지 10 중량부, 증점제로 소듐 폴리아크릴레이트(Sodium Polyacrylates) 20 중량부, 충진제로 탄산칼슘 100 중량부, 발포제로 아조디카본아미드 10중량부, 안료로 카본블랙 1 중량부를 혼합해서 라텍스에멀젼혼합물을 얻었다. 이 라텍스에멀젼혼합물에 기포형성용 가스로 질소를 용적비 70%로 주입하여 기계적인 방법으로 거품이 형성되게 한 다음 두께 0.3 mm의 라텍스 넌 겔 폼을 얻었다 이렇게 얻어진 라텍스 넌 겔 폼의 밀도 및 25% CFD를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

상기한 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 하였으며, 다만 질소를 용적비 75%로 주입하여 기계적인 방법으로 거품이 형성되게 한 다음 두께 0.4 mm의 라텍스 넌 겔 폼을 얻었다. 이렇게 얻어진 라텍스 넌 겔 폼의 밀도 및 25% CFD를 상기와 같은 방식으로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 3]

실시예 1에서 추가 성분으로 아크릴계 라텍스인 n-옥틸(메타)아크릴레이트(고형분 함량 63%이고 유리전이온도 -51℃이며, 점도 2000cps인 것)를 스타이렌뷰타다이엔의 라텍스에멀젼 100 중량부에 대하여 3 중량부로 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 두께 0.3 mm의 라텍스 넌 겔 폼을 얻었다. 이렇게 얻어진 라텍스 넌 겔 폼의 밀도 및 25% CFD를 상기와 같은 방식으로 측정하여 하기 표 1에 나타내었으며, SEM(전자주사현미경) 관측결과 발포셀이 고르게 형성 된 것을 확인 하였다.

[실시예 4]

실시예 1에서 추가 성분으로 아크릴계 라텍스인 n-옥틸(메타)아크릴레이트(고형분 함량 63%이고 유리전이온도 -51℃이며, 점도 2000cps인 것)를 스타이렌뷰타다이엔의 라텍스에멀젼 100 중량부에 대하여 3 중량부 및 분자량 1200의 폴리에틸렌글리콜을 스타이렌뷰타다이엔의 라텍스에멀젼 100중량부에 대하여 0.5 중량부 더 첨가 하고, 질소를 용적비 75%로 주입한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여, 두께 0.3 mm의 라텍스 넌 겔 폼을 얻었다. 이렇게 얻어진 라텍스 넌 겔 폼의 밀도 및 25% CFD를 상기와 같은 방식으로 측정하여 하기 표 1에 나타내었으며, SEM(전자주사현미경) 관측 결과 폼의 단면이 발포셀이 고르며 셀화율이 높게 형성되어 있음을 확인 하였다.

표 1. 본 발명의 실시예에 의한 라텍스 넌 겔 폼의 물성측정치

상기 표에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 라텍스 넌 겔 폼은 밀도 0.35~0.45 g/㎤, 25% CFD(Compression Force Deflection)가 0.65~0.80 kgf/㎠ 범위를 만족하였으며 실링성이 우수한 결과 값을 가진다. 특히 본 발명에 따른 조성물로 제조된 라텍스 넌 겔 폼은 아크릴계 라텍스 및 폴리에틸렌글리콜을 더 첨가하였을 때 밀도가 더 낮으면서도 25% CFD가 낮아 자기 복원력 및 충격흡수성이 우수한 것을 알 수 있었다.

1: 기재 2: 라텍스 폼
11: 믹서기 12: 공급롤
13: 회수롤 14: 가이드롤
15: 두께제어수단 16: 예비가열장비
17: 가열 및 경화장비 18: 표면처리장비

Claims

스타이렌뷰타다이엔 라텍스, 아크릴로나이트릴뷰타다이엔 라텍스,메틸메타클레이트부타다이엔 라텍스, 폴리비닐아세테이트 라텍스, 클로로프렌 라텍스 또는 아이소프렌 라텍스에서 1종 이상 선택되는 라텍스에멀젼 100 중량부에 대해서 충진제 100~150 중량부, 계면활성제 1~10 중량부, 기능성첨가제 5~10 중량부, 증점제 10~20 중량부 및 발포제 10~15 중량부인 것을 포함하는 실링성 및 충격흡수성이 우수한 라텍스 넌 겔 폼의 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 라텍스에멀젼은 라텍스 에멀젼 100 중량부에 대하여 아크릴계 라텍스 0.1~5 중량부를 더 포함하는 실링성 및 충격흡수성이 우수한 라텍스 넌 겔 폼의 조성물.
제 2항에 있어서,
상기 라텍스에멀젼은 라텍스 에멀젼 100 중량부에 대하여 중량평균분자량이 600~10000인 폴리에틸렌글리콜을 0.1~2 중량부로 더 포함하는 실링성 및 충격흡수성이 우수한 라텍스 넌 겔 폼의 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 라텍스에멀젼은 유리전이온도(Tg)가 -55~80℃이고 고형분 함량이 45~65%인 조건을 갖는 실링성 및 충격흡수성이 우수한 라텍스 넌 겔 폼의 조성물.
제 2항에 있어서,
상기 아크릴계 라텍스는 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트 또는 라울리메타아크릴레이트에서 1종 이상 선택되는 실링성 및 충격흡수성이 우수한 라텍스 넌 겔 폼의 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 충진제는 점토, 알루미나, 장석, 석영, 탄산칼슘, 황산바륨, 실리카, 클레이, 탈크, 알루미늄 하이드록사이드, 멜라민, 유리섬유, 마이카, 규석, 목분, 쵸크, 마이카유리섬유, 탄소섬유 또는 알루미나섬유에서 1종 이상 선택되는 실링성 및 충격흡수성이 우수한 라텍스 넌 겔 폼의 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 계면 활성제는 α-올레핀 설포네이트, 암모니움 라우리스 설페이트, 암모니움 라우리스 에테르 설페이트, 암모니움 옥틸 에테르 설페이트, 암모니움 데실 에테르 설페이트, 암모니움 스테아레이트, 소듐 라우리스 설페이트, 소듐 옥틸 설페이트, 소듐 설포숙시니메이트, 소듐 트리데실 에테르 설페이트, 트리에탄올아민 라우릴 설페이트, 다이소듐 올레이트, 다이소듐 옥타데실 설포숙시니메이트, 다이소듐 도데실옥시프로필 설포숙시니메이트 또는 다이암모니움 옥타데실 설포숙시니메이트에서 1종 이상 선택되는 실링성 및 충격흡수성이 우수한 라텍스 넌 겔 폼의 조성물.
제 1항 내지 제 7항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 라텍스 넌 겔 폼의 조성물을 이용한 실링성 및 충격흡수성이 우수한 라텍스 넌 겔 폼의 제조 방법.
제 8항에 있어서,
상기 라텍스 넌 겔 폼의 제조 방법은 라텍스에멀젼 100 중량부에 대해서 충진제 100~150 중량부, 계면활성제 1~10 중량부, 기능성첨가제 5~10 중량부, 증점제 10~15 중량부 및 발포제 10~15 중량부로 원료를 조성하는 제1단계;
상기 제1단계에서 조성된 원료를 교반 혼합하여 라텍스에멀젼 혼합물을 만들되, 상기 혼합물에 공기 또는 불활성가스를 주입하여 이들에 의한 기계적 발포를 통해 기포형성혼합물을 만드는 제2단계;
상기 기포형성혼합물을 캐리어층으로 사용하기 위하여 박막형의 기재 위에 공급하여 캐스팅하는 제3단계;
상기 기재의 위에 캐스팅된 기포형성혼합물을 가열영역으로 이송시키고 80~180℃의 온도조건에서 열처리 및 경화 처리하여 라텍스 넌 겔 폼을 만드는 제4단계; 및
상기 라텍스 넌 겔 폼을 표면 처리하여 완성하는 제5단계;
를 포함하는 실링성 및 충격흡수성이 우수한 라텍스 넌 겔 폼의 제조방법.
제 9항에 있어서,
상기 캐리어층으로 사용하기 위한 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 종이, 금속 또는 섬유에서 선택되는 어느 하나인 실링성 및 충격흡수성이 우수한 라텍스 넌 겔 폼의 제조 방법.