KR20230015994A - 시트 및 시트의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
시트의 내마모성 및 충격 흡수성을 향상시킨다. 시트(10)는, 폴리우레탄 필름으로 구성된 표피층(11)과, 폴리우레탄 폼으로 구성된 발포층(12)을 구비하고 있다. 폴리우레탄 폼의 평균 셀경은 50㎛ 이상 300㎛ 이하이다.
Description
본 개시는 시트 및 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
본 출원은 2020년 12월 24일에 출원된 일본국 특허출원 2020-214693호, 및 2021년 3월 12일에 출원된 일본국 특허출원 2021-40192호에 기초하는 것으로, 그들 우선권의 이익을 주장하는 것이며, 그들 특허출원의 모든 내용은, 참조에 의해 본 명세서에 도입된다.
특허문헌 1에는, 바닥 매트 등으로서 이용할 수 있는 발포 우레탄 성형품이 개시되어 있다.
종래의 폴리우레탄 폼을 이용한 시트는, 내마모성 및 충격 흡수성의 점에서 개선이 요망되고 있다.
또한, 종래의 폴리우레탄 폼을 이용한 시트는, 표면의 내마모성 및 이면의 미끄럼 방지성의 점에서 개선이 요망되고 있다. 또한, 시트는, 설치 목적, 설치 장소 등에 따라, 충격 흡수성, 방염성 등의 기본적인 성능을 향상시키는 것도 요망되고 있다.
본 개시는 상술한 과제 중 적어도 하나를 해결하기 위해 이루어진 것이다. 본 개시는 이하의 형태로서 실현하는 것이 가능하다.
<제1 태양>
폴리우레탄 필름으로 구성된 표피층과,
폴리우레탄 폼으로 구성된 발포층을 구비하고,
상기 폴리우레탄 폼의 평균 셀경은 50㎛ 이상 300㎛ 이하인, 시트.
폴리우레탄 필름으로 구성된 표피층과,
폴리우레탄 폼으로 구성된 설치층을 구비한 시트.
상기 시트의 제조 방법으로서,
일 방향으로 주행하는 상기 폴리우레탄 필름의 표면에 폴리우레탄 폼 원료를 공급하고, 상기 폴리우레탄 폼 원료를 반응 및 경화시켜 상기 폴리우레탄 폼을 형성하는, 시트의 제조 방법.
<제2 태양>
제1 폴리우레탄 필름으로 구성된 제1 필름층과,
폴리우레탄 폼으로 구성된 발포층과,
제2 폴리우레탄 필름으로 구성된 제2 필름층을, 이 순으로 구비하고,
상기 폴리우레탄 폼의 평균 셀경은 50㎛ 이상 300㎛ 이하인, 시트.
상기 시트의 제조 방법으로서,
일 방향으로 주행하는 상기 제1 폴리우레탄 필름과 상기 제2 폴리우레탄 필름 사이에 폴리우레탄 폼 원료를 공급하고, 상기 폴리우레탄 폼 원료를 반응 및 경화시켜 상기 폴리우레탄 폼을 형성하는, 시트의 제조 방법.
제1 폴리우레탄 필름으로 구성된 제1 필름층과,
난연제를 함유하는 폴리우레탄 폼으로 구성된 발포층과,
제2 폴리우레탄 필름으로 구성된 제2 필름층을, 이 순으로 구비한 시트.
제1 태양의 시트에 의하면, 내마모성 및 충격 흡수성이 높은 시트, 및 내마모성 및 충격 흡수성이 높은 시트의 제조 방법을 제공할 수 있다.
제2 태양의 시트에 의하면, 기본적인 성능이 우수하고, 표면의 내마모성 및 이면의 미끄럼 방지성이 향상된 시트, 및 기본적인 성능이 우수하고, 표면의 내마모성 및 이면의 미끄럼 방지성이 향상된 시트의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 제1 태양의 일 실시형태에 따른 시트의 단면도이다.
도 2는 제1 태양의 시트의 단면의 관찰상을 나타내는 사진이다.
도 3은 제1 태양의 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 제1 태양의 이형지 부착 폴리우레탄 필름의 단면도이다.
도 5는 제2 태양의 일 실시형태에 따른 시트의 단면도이다.
도 6은 제2 태양의 시트의 바람직한 예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 제2 태양의 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 제1 태양의 시트의 단면의 관찰상을 나타내는 사진이다.
도 3은 제1 태양의 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 제1 태양의 이형지 부착 폴리우레탄 필름의 단면도이다.
도 5는 제2 태양의 일 실시형태에 따른 시트의 단면도이다.
도 6은 제2 태양의 시트의 바람직한 예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 제2 태양의 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
여기에서, 본 개시의 바람직한 예를 나타낸다.
<제1 태양>
JIS K7204에 준하여, 마모륜 H-22, 회전 속도 60rpm, 하중 250g, 및 회전수 1000회의 조건으로 측정한, 상기 표피층 측의 면의 테이버 마모량이 250㎎ 이하인, 시트.
JIS K7125에 준하여 측정한, 상기 발포층 또는 상기 설치층 측의 면의 정마찰 계수는, 온도 23℃, 상대 습도 50％ 분위기 하에서 0.3 이상 10.0 이하인, 시트.
<제2 태양>
상기 폴리우레탄 폼은 난연제를 함유하는, 시트.
상기 제2 필름층은, 상기 발포층 측과는 반대 측의 면이 설치 대상물에 대하여 접촉하는 설치면이며, 상기 설치면에 요철 형상을 갖는, 시트.
JIS K7125에 준하여 측정한, 상기 제2 필름층 측의 면의 정마찰 계수는, 온도 23℃, 상대 습도 50％ 분위기 하에서 0.3 이상 10.0 이하인, 시트.
공급된 상기 폴리우레탄 폼 원료에 대하여 상기 제2 폴리우레탄 필름이 상측에 위치하는 자세로, 상기 폴리우레탄 폼 원료를 가열하고, 반응 및 경화시켜 상기 폴리우레탄 폼을 형성하는, 시트의 제조 방법.
이하, 본 개시를 상세하게 설명한다. 또, 본 명세서에 있어서, 수치 범위에 대해서 「∼」를 이용한 기재에서는, 특별히 언급이 없는 한, 하한치 및 상한치를 포함하는 것으로 한다. 예를 들면, 「10 ∼ 20」과 같은 기재에서는, 하한치인 「10」, 상한치인 「20」 모두 포함하는 것으로 한다. 즉, 「10 ∼ 20」은, 「10 이상 20 이하」와 동일한 의미이다.
<제1 태양>
이하, 본 개시를 구체화한 제1 태양의 실시형태를 상세하게 설명한다.
본 실시형태의 시트(10)는, 폴리우레탄 필름으로 구성된 표피층(11)과, 폴리우레탄 폼으로 구성된 발포층(12)을 구비하고 있다. 본 실시형태에서는, 발포층(12)이 설치층에 상당한다.
1. 발포층(12)
발포층(12)은, 폴리우레탄 폼으로 구성되어 있다. 폴리우레탄 폼은, 폴리올류 및 폴리이소시아네이트류를 포함하는 혼합 원료를 반응, 및 메카니컬 프로싱법에 의해 발포시켜 얻을 수 있다. 또, 메카니컬 프로싱법은, 혼합 원료 중에 특정의 발포제를 첨가하는 일 없이, 혼합 원료를 교반·혼합할 때에, 불활성 가스 등의 압축 기체를 혼입함으로써 기포를 형성시키는 방법이다.
폴리올류로서, 적어도 (A) 폴리머 폴리올로 이루어지는 제1 폴리올, (B) 폴리에테르 폴리올로 이루어지는 제2 폴리올, 및 (C) 폴리에스테르 폴리올로 이루어지는 제3 폴리올의 3종의 폴리올을 조합하여 이용되는 것이 바람직하다. 이와 같이 폴리올을 조합하여 이용함으로써, 시트(10)의 저압축 잔류 왜성(歪性) 및 내충격 흡수성을 향상시킬 수 있다. 또한, 발포층(12)이 설치층인 구성에 있어서, 시트(10)의 그립성을 향상시킬 수 있다.
제1 폴리올은, 예를 들면, 수평균 분자량 1500 ∼ 4500(바람직하게는 2000 ∼ 4000), 관능기수 3의 폴리머 폴리올이다. 제1 폴리올은, 제2 폴리올 및 제3 폴리올과의 병용에 의해 폴리우레탄 폼에 인장 강도 등의 강도, 용도에 따른 경도(硬度) 및 유연성을 부여한다. 제1 폴리올로서는, 예를 들면, 베이스 폴리올로서의 관능기수 3의 폴리에테르 폴리올 중에서 아크릴로니트릴 및 스티렌 등의 비닐 모노머를 그래프트 공중합시켜 이루어지는 폴리머 폴리올을 바람직하게 이용할 수 있다. 상기 베이스 폴리올로서는, 예를 들면, 글리세린 등의 3가의 다가 알코올에 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 등의 알킬렌옥사이드를 부가 중합시킨 중합체로 이루어지는 폴리에테르 폴리올을 들 수 있다. 또, 상기 제1 폴리올의 수평균 분자량은, 베이스 폴리올의 수평균 분자량을 의미한다.
또한, 제1 폴리올의 폴리머 콘텐트(폴리머 폴리올 전체에 대한 베이스 폴리올 이외의 부분의 질량 비율)는 15질량％ ∼ 45질량％인 것이 바람직하고, 20질량％ ∼ 40질량％인 것이 보다 바람직하다. 폴리우레탄 폼의 강도를 향상시킨다는 관점에서는, 제1 폴리올의 폴리머 콘텐트는 큰 것이 바람직하지만, 동(同) 폴리머 콘텐트가 45질량％를 초과하면, 점도가 지나치게 높아져 작업성이 저하될 우려가 있다. 또, 제1 폴리올로서는, 1종의 폴리머 폴리올만이 함유되어도 좋고, 수평균 분자량이나 폴리머 콘텐트 등이 상이한 2종 이상의 폴리머 폴리올이 조합되어 함유되어도 좋다.
혼합 원료 중에서의 제1 폴리올의 함유량은, 폴리올류 전체를 100질량부로 했을 때, 바람직하게는 50질량부 ∼ 80질량부이며, 보다 바람직하게는 55질량부 ∼ 78질량부이며, 더 바람직하게는 58질량부 ∼ 70질량부이다. 이 함유량이 하한치 이상이면, 인장 강도 등의 강도, 경도, 및 유연성을 향상시킬 수 있다. 이 함유량이 상한치 이하이면, 인장 강도나 인열(引裂) 강도 등에 있어서의 강도를 확보할 수 있다.
제2 폴리올은, 예를 들면, 수평균 분자량 300 ∼ 900(바람직하게는, 450 ∼ 750), 관능기수 3의 폴리에테르 폴리올이다. 제2 폴리올은, 제1 폴리올과의 병용에 의해 폴리우레탄 폼에 인장 강도 등의 강도 및 저압축 잔류 왜성을 부여함과 함께, 제3 폴리올과의 병용에 의해 폴리우레탄 폼의 인장 강도 등의 강도 및 저압축 잔류 왜성을 더욱 향상시킨다.
제2 폴리올로서는, 예를 들면, 글리세린 등의 3가의 다가 알코올에 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 등의 알킬렌옥사이드를 부가 중합시킨 중합체로 이루어지는 폴리에테르 폴리올을 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 제2 폴리올은, 아미노기 등의 수산기 이외의 관능기를 갖고 있어도 된다. 그리고, 제2 폴리올로서, 1종의 폴리에테르 폴리올만이 함유되어 있어도 좋고, 수평균 분자량이나 관능기 등의 상이한 2종 이상의 폴리에테르 폴리올이 조합되어 함유되어도 좋다.
혼합 원료 중에서의 제2 폴리올의 함유량은, 폴리올류 전체를 100질량부로 했을 때, 바람직하게는 5질량부 ∼ 16질량부이다. 이 함유량이 5질량부 이상이면, 저압축 잔류 왜성을 충분히 얻을 수 있다. 또한 상기 함유량이, 16질량부를 초과하면 저반발성이 발현된다. 고반발성의 폴리우레탄 폼을 얻는다는 관점에서는, 상기 함유량을 16질량부 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 제2 폴리올의 상기 함유량을 7질량부 ∼ 10질량부로 한 경우에는, 폴리우레탄 폼에 고반발성을 부여할 수 있다.
제2 폴리올의 함유량과 제3 폴리올의 함유량은, 가수분해성 및 경도의 밸런스를 고려하여 적절히 조정된다. 제2 폴리올의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 제3 폴리올의 함유량보다 많아도 된다.
제3 폴리올은, 예를 들면, 관능기수 2 또는 3의 폴리에스테르 폴리올이다. 제3 폴리올은, 제1 폴리올과의 병용에 의해 폴리우레탄 폼에 내열성 및 내약품성을 부여함과 함께, 제2 폴리올과의 병용에 의해 폴리우레탄 폼의 인장 강도 및 저압축 잔류 왜성을 향상시킨다. 또한, 제3 폴리올은, 폴리우레탄 폼의 셀을 미세화, 및 균일화하는 작용도 갖고 있다.
제3 폴리올의 분자량(수평균 분자량)은, 400 ∼ 2500의 범위인 것이 바람직하고, 450 ∼ 1500의 범위인 것이 보다 바람직하다. 제3 폴리올로서는, 예를 들면, 폴리카프로락톤계 폴리에스테르 폴리올, 아디페이트계 폴리에스테르 폴리올 등을 이용할 수 있다. 폴리카프로락톤계 폴리에스테르 폴리올로서는, 예를 들면, ε-카프로락톤 등의 락톤류를 개환 부가 중합시켜 얻은 폴리에스테르 폴리올을 들 수 있다. 아디페이트계 폴리에스테르 폴리올로서는, 예를 들면, 다관능 카르복시산과 다관능 히드록시 화합물과의 중축합에 의해 얻어지는 폴리에스테르 폴리올을 들 수 있다. 이들 폴리에스테르 폴리올 중에서도, 가수분해를 발생하기 어렵게 하는 관점 및 휘발성 유기 화합물 함량의 저감이라는 관점에서 관능기수 3의 폴리카프로락톤계 폴리에스테르 폴리올을 이용하는 것이 바람직하다.
혼합 원료 중에서의 제3 폴리올의 함유량은, 폴리올류 전체를 100질량부로 했을 때, 바람직하게는 1질량부 ∼ 6질량부이며, 보다 바람직하게는 2질량부 ∼ 5질량부이다. 이 함유량이 1질량부 미만인 경우에는 저반발성이 발현된다. 고반발성의 폴리우레탄 폼을 얻는다는 관점에서는, 상기 함유량을 하한치 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 함유량이 6질량부 이하이면, 압축 잔류 변형의 증대를 억제하여, 저압축 잔류 왜성을 확보할 수 있다.
또한, 폴리올류로서, 상기 제1 ∼ 3 폴리올 이외의 기타 폴리올을 함유해도 된다. 기타 폴리올로서는, 폴리우레탄 폼에 일반적으로 이용되는 폴리올이면 특별히 한정되지 않고 이용할 수 있다. 또, 상기 폴리올류에는, 성분의 산화를 억제하기 위해 산화 방지제가 배합되는 경우가 있지만, 휘발성 유기 화합물 함량의 저감이라는 관점에서, 산화 방지제로서 디부틸히드록시톨루엔(BHT)을 사용하지 않은 BHT 프리의 폴리올류를 이용하는 것이 바람직하다. BHT 프리의 폴리올류로서는, 예를 들면, 분자량 300 이상의 힌더드 페놀계 산화 방지제를 사용한 폴리올을 들 수 있다.
폴리이소시아네이트류는 이소시아네이트기를 복수 갖는 화합물이다. 폴리이소시아네이트류는, 예를 들면, 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 톨릴렌디이소시아네이트(TDI), 1,5-나프탈렌디이소시아네이트(NDI), 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트(XDI) 등의 방향족 폴리이소시아네이트류, 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 디시클로헥실메탄디이소시아네이트 등의 지환족 폴리이소시아네이트류, 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI) 등의 지방족 폴리이소시아네이트류, 또는 이들과 폴리올과의 반응에 의한 유리(遊離) 이소시아네이트 프리폴리머류, 카르보디이미드 변성 폴리이소시아네이트류 등의 변성 폴리이소시아네이트류를 이용할 수 있다. 또한, 이들 폴리이소시아네이트류는, 1종만 함유되어 있어도 좋고, 2종 이상이 조합되어 함유되어 있어도 좋다.
또, 폴리이소시아네이트류는, 할로겐 함량(특히 염소 함량)의 저감이라는 관점에서, 모노메릭 이소시아네이트(예를 들면, 모노메릭 MDI), 카르보디이미드 변성 이소시아네이트, 또는 그들을 출발 원료로 하여 얻어지는 이소시아네이트기 말단을 갖는 프리폴리머를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 폴리이소시아네이트류의 관능기수는 2.0 ∼ 2.2의 범위인 것이 바람직하다.
또, 폴리이소시아네이트류의 이소시아네이트 인덱스는 0.9 ∼ 1.1의 범위인 것이 바람직하다. 이소시아네이트 인덱스는, 폴리올류에 있어서의 이소시아네이트와 반응할 수 있는 수산기 등의 반응기에 대한 폴리이소시아네이트류의 이소시아네이트기의 당량비이다. 따라서, 그 값이 1 미만인 경우에는 수산기 등의 반응기가 이소시아네이트기보다 과잉인 것을 의미하고, 1을 초과하는 경우에는 이소시아네이트기가 수산기 등의 반응기보다 과잉인 것을 의미한다. 이소시아네이트 인덱스가 0.9 이상이면, 폴리올류가 폴리이소시아네이트류와 충분히 반응할 수 있다. 이소시아네이트 인덱스가 1.1 이하이면, 저압축 잔류 왜성의 향상, 고반발성의 관점에서 바람직하다.
혼합 원료는 바람직하게는 정포제를 함유한다. 정포제는 혼합 원료의 발포를 원활하게 행하기 위해 이용되는 것이다. 정포제로서는, 메카니컬 프로싱법을 채용한 경우에 통상 사용되는 공지된 정포제, 예를 들면, 실리콘계 정포제를 이용할 수 있다. 이러한 정포제는 점도가 높기 때문에, 통상, 알킬벤젠 등의 용제에 의해 희석한 상태로서 혼합 원료 중에 배합된다. 상기 용제로서 점도 500cps 이하(바람직하게는 점도 40cps ∼ 500cps)의 저점도 폴리올을 이용해도 된다. 저점도 폴리올로서는, 예를 들면, 분자량(수평균 분자량) 1700 이하의 폴리에테르 폴리올이나, 상온에서 액체인 폴리올을 들 수 있다.
혼합 원료 중에서의 정포제의 함유량은, 폴리올류 100질량부에 대하여, 3질량부 ∼ 6질량부인 것이 바람직하다. 이 함유량이 3질량부 이상이면, 정포력이 충분해져, 균일한 셀 구조의 형성이나 저밀도화할 수 있다. 또한, 6질량부를 초과하여 함유시켜도, 이 이상의 비약적인 정포력의 향상은 기대할 수 없다. 또한, 정포제를 용제에 의해 희석하는 경우에는, 질량비(정포제:용제)로 25:75 ∼ 75:25의 범위로 하는 것이 바람직하다.
촉매는 주로 폴리올류와 폴리이소시아네이트류와의 우레탄화 반응을 촉진하기 위한 것이며, 혼합 원료는 바람직하게는 촉매를 함유한다. 촉매로서는, 폴리우레탄 폼에 통상 사용되는 공지된 촉매, 예를 들면, 아세틸아세톤 제2철, 스태노스옥토에이트, 옥틸산주석(주석옥토에이트) 등의 유기 금속 화합물, 트리에틸렌디아민, 디메틸에탄올아민, N,N',N'-트리메틸아미노에틸피페라진 등의 제3급 아민, 아세트산염, 알칼리 금속 알코올레이트(alcoholate)를 이용할 수 있다.
혼합 원료 중에서의 촉매의 함유량은, 폴리올류 100질량부에 대하여, 0.1질량부 ∼ 5.0질량부인 것이 바람직하다. 이 함유량이 0.1질량부 이상이면, 우레탄화 반응을 충분히 촉진할 수 있다. 상기 함유량이 5.0질량부 이하이면, 우레탄화 반응이 과잉으로 촉진되는 것을 억제하여, 셀 구조의 형성을 균일하게 할 수 있다.
가교제는 폴리올류 사이에 가교를 형성하여 강도 등을 향상시키기 위해 이용되는 것이며, 혼합 원료는 바람직하게는 가교제를 함유한다. 가교제로서는, 폴리우레탄 폼에 통상 사용되는 공지된 가교제, 예를 들면, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 소르비톨 등의 다가 알코올류, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 헥사메틸렌디아민, 히드라진, 디에틸톨루엔디아민, 디에틸렌트리아민 등의 아민류, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 아미노알코올류, 및 이들 활성 수소 화합물에 에틸렌옥사이드나 폴리프로필렌옥사이드 등을 부가한 화합물을 들 수 있다.
혼합 원료 중에서의 가교제의 함유량은, 폴리올류 100질량부에 대하여, 2.0질량부 ∼ 10.0질량부인 것이 바람직하다. 이 함유량이 2.0질량부 이상이면, 인장 강도 등의 강도를 확보할 수 있다. 또한, 상기 함유량이 10.0질량부 이하이면, 적당한 경도로 하여, 고반발성을 부여할 수 있다.
혼합 원료는 필요에 따라 상기 이외의 기타 성분을 함유해도 된다. 기타 성분으로서는, 예를 들면, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 증점제, 가소제, 항균제, 난연제, 및 착색제를 들 수 있다. 또, 산화 방지제로서는, 예를 들면, 디부틸히드록시톨루엔, 및 힌더드 페놀계 산화 방지제를 들 수 있지만, 휘발성 유기 화합물 함량의 저감이라는 관점에서, 분자량 300 이상의 힌더드 페놀계 산화 방지제를 이용하는 것이 특히 바람직하다. 증점제로서는, 예를 들면, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 및 수산화마그네슘을 들 수 있다. 난연제로서는, 예를 들면, 팽창 흑연, 인산에스테르, 멜라민 수지, 할로겐계 난연제를 들 수 있다.
폴리우레탄 폼은, 내충격 흡수성의 관점에서, 연속 기포 구조 및 반연속 기포 구조 중 어느 하나를 갖는 것이 바람직하고, 연속 기포 구조를 갖는 것이 보다 바람직하다. 연속 기포 구조 및 반연속 기포 구조는, 독립 기포 구조와 달리, 기포에 기공이 있는 구조이다. 폴리우레탄 폼의 기포 구조는, 폴리우레탄 폼의 통기도를 측정함으로써 평가할 수 있다. 폴리우레탄 폼의 통기도는, 예를 들면, JIS L1096:2010에 정해진 통기성 측정 B법(걸리(gurley)형법)에 준하여 구한 공기 투과도(걸리 통기도)로서 구할 수 있다. 폴리우레탄 폼의 걸리 통기도는, 예를 들면 5초／100mL 이상 20초／100mL 이하이다.
폴리우레탄 폼의 평균 셀경은, 제품의 균일성 유지의 관점에서, 300㎛ 이하인 것이 바람직하고, 250㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 200㎛ 이하인 것이 더 바람직하다. 폴리우레탄 폼의 평균 셀경은, 50㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이들의 관점에서, 폴리우레탄 폼의 평균 셀경은, 50㎛ 이상 300㎛ 이하인 것이 바람직하고, 50㎛ 이상 250㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 50㎛ 이상 200㎛ 이하인 것이 더 바람직하다.
폴리우레탄 폼의 평균 셀경은, 폴리우레탄 폼의 단면을 주사형 전자 현미경에 의해 배율 200배로 관찰했을 때의, 25㎜의 직선에 접촉하는 셀에 대해서, 셀경의 누계를 셀의 개수로 나누어 산출할 수 있다.
또한, 셀을 구성하는 셀막의 두께는, 폴리우레탄 폼의 탄성을 유지하는 관점에서, 10㎛ 이하인 것이 바람직하고, 5㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
셀경의 분포는, 제품의 균일성 유지의 관점에서, 70％ 이상의 셀이 평균 셀경의 ±50㎛ 이내인 것이 바람직하고, ±30㎛ 이내인 것이 보다 바람직하고, ±20㎛ 이내인 것이 특히 바람직하다. 셀경의 분포는, 상술한 평균 셀경을 측정했을 때의 셀경에 기초하여 산출할 수 있다.
셀의 형상은, 충격 흡수성의 관점에서, 대략 구상(球狀)인 것이 바람직하다. 셀의 형상은, 폴리우레탄 폼의 단면을 현미경으로 관찰하여 확인할 수 있다.
예를 들면, 셀은, 하기 식(1)에 의해 산출되는 원형도의 평균치(이하, 평균 원형도라고도 함)가 0.6 이상인 것이 바람직하다.
원형도 ＝ 4π(셀의 단면적(㎟))／(셀 단면의 주위 길이(㎜))2
… 식(1)
상기 원형도는, 셀 단면이 얼마나 진원에 가까운지를 나타내는 것이며, 원형도가 1에 가까울수록 진원에 가까운 것을 나타낸다. 평균 원형도의 측정은, 예를 들면, 화상 해석 소프트웨어를 이용하여, 1㎜ × 1㎜의 범위 내에 있는 모든 기포에 대해서 기포 둘레 길이와 기포 면적을 측정하고, 각각의 원형률을 산출하고, 평균화하여 산출할 수 있다.
또, 폴리우레탄 폼의 기포 구조, 평균 셀경, 셀경의 분포, 및 셀의 형상 등은, 메카니컬 프로싱법에 있어서의 제조 조건, 혼합 원료의 배합 조성, 및 혼합 원료의 점도 등을 조정하여 제어할 수 있다.
폴리우레탄 폼의 두께는, 특별히 한정되지 않는다. 폴리우레탄 폼의 두께는, 내충격 흡수성의 관점에서, 0.5㎜ 이상이 바람직하고, 1.0㎜ 이상이 보다 바람직하고, 2.0㎜ 이상이 더 바람직하다. 폴리우레탄 폼의 두께는, 부설면과의 단차 저감의 관점에서, 20.0㎜ 이하가 바람직하고, 10.0㎜ 이하가 보다 바람직하고, 5.0㎜ 이하가 더 바람직하다. 이들의 관점에서, 폴리우레탄 폼의 두께는, 0.5㎜ 이상 20.0㎜ 이하가 바람직하고, 1.0㎜ 이상 10.0㎜ 이하가 보다 바람직하고, 2.0㎜ 이상 5.0㎜ 이하가 더 바람직하다.
폴리우레탄 폼의 비중은, 특별히 한정되지 않는다. 폴리우레탄 폼의 비중은, 경도의 관점에서, 0.05g／㎤ 이상이 바람직하고, 0.08g／㎤ 이상이 보다 바람직하고, 0.15g／㎤ 이상이 더 바람직하다. 폴리우레탄 폼의 비중은, 충격 흡수성의 관점에서, 0.70g／㎤ 이하가 바람직하고, 0.60g／㎤ 이하가 보다 바람직하고, 0.50g／㎤ 이하가 더 바람직하다. 이들의 관점에서, 폴리우레탄 폼의 비중은, 0.05g／㎤ 이상 0.70g／㎤ 이하가 바람직하고, 0.08g／㎤ 이상 0.60g／㎤ 이하가 보다 바람직하고, 0.15g／㎤ 이상 0.50g／㎤ 이하가 더 바람직하다.
2. 표피층(11)
표피층(11)은, 폴리우레탄 필름으로 구성되어 있다. 폴리우레탄 필름은, 폴리올류 및 폴리이소시아네이트류를 포함하는 혼합 원료를 반응시켜 얻을 수 있다.
폴리올류로서, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리머 폴리올, 및 이들의 혼합물을 이용할 수 있다. 이들 중에서도, 내마모성의 관점에서, 폴리에스테르 폴리올을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 폴리에스테르 폴리올은, 예를 들면, 디카르복시산과 글리콜을 상법에 따라서 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 상기 디카르복시산 성분으로서는, 예를 들면, 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복시산 등의 방향족 디카르복시산, 아디프산, 아젤라산, 세바스산 등의 지방족 디카르복시산, 옥시벤조산 등의 옥시카르복시산, 그들의 에스테르 형성성 유도체 등을 들 수 있다. 상기 글리콜 성분으로서는, 예를 들면, 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜 등의 지방족 글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올 등의 지환족 글리콜, p-자일렌디올 등의 방향족 디올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 폴리옥시알킬렌글리콜 등을 들 수 있다. 이들에 의한 폴리에스테르 폴리올류는 선상(線狀) 구조이지만, 3가 이상의 에스테르 형성 성분을 이용하여 분지상(分枝狀) 폴리에스테르로 할 수도 있다.
혼합 원료 중에서의 폴리에스테르 폴리올의 함유량은, 폴리올류 전체를 100질량부로 했을 때, 바람직하게는 50질량부 ∼ 100질량부이며, 보다 바람직하게는 70질량부 ∼ 98질량부이며, 더 바람직하게는 85질량부 ∼ 95질량부이다. 폴리에스테르 폴리올의 함유량이 상기 하한치 이상이면, 내마모성이 양호해진다. 폴리에스테르 폴리올의 함유량이 상기 상한치 이하이면, 물리적 강도의 관점에서 바람직하다.
폴리이소시아네이트류는, 이소시아네이트기를 복수 갖는 화합물이다. 폴리이소시아네이트류로서는, 예를 들면, 톨릴렌디이소시아네이트, 페닐렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트 등의 방향족계 디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트 등을 들 수 있다.
폴리우레탄 필름은, 난연제, 접착 촉진제, 착색제, 가소제, 및 그들의 조합 등의 첨가물을 더 함유할 수 있다. 첨가물은, 폴리우레탄 필름의 원하는 특성에 큰 악영향을 미치는 일이 없도록 선택된다.
폴리우레탄 필름의 두께는, 특별히 한정되지 않는다. 폴리우레탄 필름의 두께는, 내마모성 및 성형성의 관점에서, 0.001㎜ 이상이 바람직하고, 0.002㎜ 이상이 보다 바람직하고, 0.003㎜ 이상이 더 바람직하다. 폴리우레탄 필름의 두께는, 신축성 및 비용면에서, 0.100㎜ 이하가 바람직하고, 0.050㎜ 이하가 보다 바람직하고, 0.010㎜ 이하가 더 바람직하다. 이들의 관점에서, 폴리우레탄 필름의 두께는, 0.001㎜ 이상 0.100㎜ 이하가 바람직하고, 0.002㎜ 이상 0.050㎜ 이하가 보다 바람직하고, 0.003㎜ 이상 0.010㎜ 이하가 더 바람직하다.
폴리우레탄 필름의 비중은, 특별히 한정되지 않는다. 폴리우레탄 필름의 비중은, 통기성의 관점에서, 0.8g／㎤ 이상이 바람직하고, 0.9g／㎤ 이상이 보다 바람직하고, 1.0g／㎤ 이상이 더 바람직하다. 폴리우레탄 필름의 비중은, 유연성의 관점에서, 1.5g／㎤ 이하가 바람직하고, 1.3g／㎤ 이하가 보다 바람직하고, 1.2g／㎤ 이하가 더 바람직하다. 이들의 관점에서, 폴리우레탄 필름의 비중은, 0.8g／㎤ 이상 1.5g／㎤ 이하가 바람직하고, 0.9g／㎤ 이상 1.3g／㎤ 이하가 보다 바람직하고, 1.0g／㎤ 이상 1.2g／㎤가 더 바람직하다.
폴리우레탄 필름의 신장은, 특별히 한정되지 않는다. 폴리우레탄 필름의 신장은, 150％ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 150％ ∼ 500％, 더 바람직하게는 200％ ∼ 500％이다. 이 신장이 하한치 이상인 경우에는, 일반적인 PET 필름 등을 이용한 경우에 비해, 추수성(追隨性)이 우수하다.
또, 이 신장은, JIS K 6251에 준하여 측정되는 값이다.
폴리우레탄 필름은, 비발포성의 폴리우레탄 필름인 것이 바람직하다. 폴리우레탄 필름은, 실질적으로 무공(無孔)의 필름을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 폴리우레탄 필름의 제막 방법으로서는, 습식법, 건식법 등을 들 수 있지만, 실질적으로 무공의 폴리우레탄 필름을 얻으려면 건식법을 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 통상의 코팅법, 예를 들면 나이프 코터, 콤마 코터, 리버스 코터 등을 이용하여 이형지, 이형 필름 등의 이형성이 있는 기재(13)에 도포하여 필름화한다.
폴리우레탄 필름이 실질적으로 무공인 것은, 폴리우레탄 필름의 통기도를 측정함으로써 평가할 수 있다. 예를 들면, 폴리우레탄 필름은, 상기 걸리 통기도에 의해 나타내어 1만초／100mL를 초과하는 필름이면 된다.
도 4에, 폴리우레탄 필름에 이용되는 기재(13)가 부착된 필름(11P)을 예시한다. 이 필름(11P)의 한쪽 면은 요철 형상(11A)을 갖고 있다. 요철 형상(11A)은, 예를 들면, 시보(Shibo) 모양이나 기하학 모양을 구성한다. 이러한 필름(11P)을 이용한 경우에는, 요철 형상(11A)이 도 1에 나타내는 시트(10)의 표면(10A)에 나타나게 되기 때문에, 시트(10)의 외관 및 촉감을 좋게 할 수 있다. 요철 형상(11A)은, 예를 들면, 기재(13)에 부여된 형상이 전사(轉寫)됨으로써 형성할 수 있다.
3. 시트의 구성
시트(10)는, 예를 들면, 에스테르계 폴리우레탄의 표피층(11)과, 에테르계 폴리우레탄의 발포층(12)이 적층된 적층체이다. 발포층(12)과 표피층(11)은, 직접 접촉하여 접착되어 있는 것이 바람직하다. 표피층(11)은, 발포층(12)과는 반대 측에 노출되어, 시트(10)의 표면(10A)을 구성한다. 본 실시형태에서는, 발포층(12)은, 표피층(11)과는 반대 측에 노출되어, 시트(10)의 이면(10B)을 구성한다. 본 개시에 있어서, 발포층(12)이 표피층(11)과는 반대 측에 노출되어 있는 경우에, 발포층(12)을 설치층이라고도 칭한다.
시트(10)는, 깔개(카펫, 바닥재)로서 바람직하다. 깔개로서 이용되는 경우에는, 시트(10)는, 표면(10A)을 위로 하여, 실내, 통로, 및 차량의 플로어(floor) 등의 부설면에 설치된다. 또, 시트의 구성은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 실시형태와는 달리, 시트는, 발포층에 대하여 표피층과 반대 측에 미끄럼 방지층 등의 임의의 층을 더 구비하고 있어도 된다.
시트(10)는, 표피층(11) 측의 면(10A)의 테이버 마모량이 250㎎ 이하인 것이 바람직하고, 200㎎ 이하인 것이 보다 바람직하고, 150㎎ 이하인 것이 더 바람직하다. 테이버 마모량이 낮은 것은, 내마모성이 높은 것의 하나의 지표가 된다. 또, 발포층(12) 측의 면(10B)의 테이버 마모량은, 표피층(11) 측의 면의 테이버 마모량보다 크고, 예를 들면, 250㎎ 이상 300㎎ 이하이다.
이 테이버 마모량은, JIS K7204에 준하여, 마모륜 H-22, 회전 속도 60rpm, 하중 250g, 및 회전수 1000회의 조건으로 측정한다.
시트(10)는, 발포층(12) 측의 면(10B)의 정마찰 계수가, 0.3 이상 10.0 이하인 것이 바람직하고, 0.5 이상 7.0 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0 이상 4.0 이하인 것이 더 바람직하다. 정마찰 계수가 높은 것은, 그립성이 높은 것의 하나의 지표가 된다.
이 정마찰 계수는, JIS K7125에 준하여 온도 23℃, 상대 습도 50％ 분위기 하에서 측정된다.
발포층(12)이 설치층인 경우에는, 발포층(12)은 부설면에 접촉한다. 발포층(12)은, 정마찰 계수가 높고, 부설면에 대한 미끄럼 방지층으로서 기능한다. 이 때문에, 부설면과의 사이에 점착층 등을 마련하지 않는 구성이어도 부설면에 대한 시트(10)의 그립성을 확보할 수 있다.
4. 시트의 제조 방법
시트의 제조 방법은, 예를 들면, 일 방향으로 주행하는 폴리우레탄 필름의 표면에 폴리우레탄 폼 원료를 공급하고, 폴리우레탄 폼 원료를 반응 및 경화시켜 상기 폴리우레탄 폼을 형성한다. 본 실시형태의 시트의 제조 방법은, 메카니컬 프로싱법에 의해 폴리우레탄 폼을 제조한다. 시트는, 제조 장치(30)를 이용하여 제조할 수 있다.
제조 장치(30)는, 혼합부(31)와, 공급 롤(33) 및 제품 회수 롤(34)을 포함하는 롤 기구(32)와, 토출 노즐(35)과, 두께 규정부(36)와, 가열부(38)를 구비하고 있다. 혼합부(31)는, 원료를 혼합하여 폴리우레탄 폼 원료(M)를 얻는 부분이다. 공급 롤(33)은, 기재(13)가 부착된 폴리우레탄 필름이 감겨져, 도시하지 않은 구동원에 의해 폴리우레탄 필름을 공급하는 부분이다. 제품 회수 롤(34)은, 시트(10)를 롤상으로 감아, 회수하는 부분이다. 토출 노즐(35)은, 폴리우레탄 필름 상에 폴리우레탄 폼 원료(M)를 공급하는 부분이다. 두께 규정부(36)는, 폴리우레탄 필름 상의 폴리우레탄 폼 원료(M)의 두께를 제어하는 닥터 나이프 등에 의해 구성되어 있다. 가열부(38)는, 폴리우레탄 필름 상의 폴리우레탄 폼 원료(M)를 가열하는 히터 등에 의해 구성되어 있다. 또한, 제조 장치(30)는, 폴리우레탄 필름으로부터 기재(13)를 벗겨 회수하는 기재 회수 롤(39)을 구비하고 있다.
시트(10)는 다음과 같이 하여 제조할 수 있다. 우선, 공급 롤(33)로부터, 기재(13)가 부착된 폴리우레탄 필름을 연속적으로 공급한다. 폴리우레탄 필름이 연속적으로 공급되는 과정에서, 토출 노즐(35)로부터 폴리우레탄 폼 원료(M)를 폴리우레탄 필름에 공급한다. 공급된 폴리우레탄 폼 원료(M)의 두께를, 두께 규정부(36)에 의해 소정 두께로 한다. 이어서, 가열부(38)에서 폴리우레탄 폼 원료(M)를 가열하여 반응 및 경화시킨다. 적층 상태에 있는 폴리우레탄 폼과 폴리우레탄 필름이 고착된 후에 기재(13)를 박리하여, 시트(10)를 제품 회수 롤(34)에 권취(卷取)한다.
이와 같이 하여 얻어진 시트(10)는, 소정의 형상으로 재단되어 깔개(카펫, 바닥재)로서 이용할 수 있다. 시트(10)는, 깔개 이외에도, 코스터나 냄비 받침, 신발 깔창, 및 차재용 시트 등에 적용할 수 있다.
다음으로 본 실시형태에 있어서의 작용 효과에 대해서 설명한다.
종래부터, 퍼스널 유스 및 가정에서의 탈착 가능한 깔개(카펫재, 바닥재)에 있어서, 섬유재나, 폴리에틸렌 폼, EVA 등의 수지 폼이 사용되고 있다. 깔개에는, 클리닝성, 간이 설치성, 보행성, 내구성 등의 기본 기능이 요구된다. 또한 근년, 특히 간병이나 육아에 대응한 주택(시설)에 있어서는, 배리어 프리화, 전도(顚倒) 시의 안전성 확보의 문제로부터, 단차가 적으며(두께가 얇으며), 또한, 충격 흡수 성능이 우수한 깔개가 요구되고 있다. 이와 같이, 카펫의 기본 기능을 겸비하며, 충격 흡수성이 높은 시트에의 수요가 높아지고 있다.
본 실시형태의 시트(10)는, 표피층(11)과 발포층(12)을 구비함으로써, 내마모성 및 충격 흡수성이 높다.
시트(10)는 충격 흡수성이 높기 때문에, 간병인이나 유아가 필요로 하는 휠체어나 보행기 등에 대응하여 두께를 저감하여, 단차를 작게 할 수 있다. 또한, 전도 시에는 충격을 흡수하여, 안전성을 확보할 수 있다.
시트(10)는 내마모성이 높기 때문에, 내구성을 확보할 수 있다. 예를 들면 깔개로서 이용한 경우에, 휠체어나 보행, 청소에 수반하는 마찰에 의한 마모를 억제하여, 시트(10)의 파손을 억제할 수 있다. 이 때문에, 시트(10)의 수명을 길게 할 수 있다.
본 실시형태의 시트(10)는, 발포층(12)의 그립성이 높기 때문에, 간이 설치성이 우수하다. 구체적으로는, 시트(10)는, 발포층(12)을 부설면에 접촉시켜 두는 것만으로도 부설면에 대하여 미끄러지기 어렵다. 이 때문에, 시트(10)를 설치할 때에, 종래와 같이 점착제 또는 접착제를 이용하는 일 없이, 직접 부설면에 설치할 수 있다. 또한, 점착제 또는 접착제를 이용하지 않는 경우에는, 깔개를 제거했을 때에 부설면에 남은 점착제 또는 접착제를, 용제를 이용하여 떼어내는 수고가 들지 않는다.
본 실시형태의 시트(10)는, 표피층(11)에 용제나 오염이 스며들기 어렵고, 또한, 표피층(11)에 붙은 부착물을 닦아내기 쉽다. 이 때문에, 시트(10)는, 클리닝성이 양호하다. 또한, 표피층(11)은 내약품성이 높고, 시트(10)의 내구성의 향상에 기여할 수 있다.
발포층(12)이 고반발성인 경우에는, 보행 시에 발이 지나치게 가라앉지 않아, 보행성이 좋다. 마찬가지로, 발포층(12)이 고반발성인 경우에는, 주행 시에 휠체어나 보행기의 바퀴가 지나치게 가라앉지 않아, 주행하기 쉽다.
본 실시형태의 시트(10)의 제조 방법은, 표피층(11)과 발포층(12)을 일체로 성형하기 때문에, 표피층(11)과 발포층(12)을 접착하기 위한 수고가 들지 않는다. 또한, 표피층(11)과 발포층(12)은 모두 폴리우레탄 수지로 구성되기 때문에, 접착 강도가 확보되어, 박리가 발생하기 어렵다.
본 실시형태의 시트(10)의 제조 방법은, 시트(10)를 일 방향으로 긴 장척상(長尺狀)으로 형성하기 쉽다. 이러한 시트(10)는, 1매로 큰 면적의 부설면에 설치 가능하며, 깔개로서 이용하기 쉽다. 또한, 시트(10)는, 소정의 크기로 재단하여 사이즈를 조정하기 쉽다.
또한, 본 실시형태의 시트(10)의 제조 방법은, 시트(10)를 롤상으로 권취한 경우에도, 먼저 감긴 발포층(12)과 나중에 감긴 발포층(12) 사이에 표피층(11)이 개재된다. 만일, 먼저 감긴 발포층(12)과 나중에 감긴 발포층(12)이 접촉하는 경우에는, 발포층(12)끼리 블로킹하지 않도록, 예를 들면, 발포층(12)에 이형지 등을 적층하거나, UV(ultraviolet) 코팅을 실시하는 대책이 취해진다. 본 실시형태의 시트(10)는, 먼저 감긴 발포층(12)과 나중에 감긴 발포층(12) 사이에 표피층(11)이 개재되기 때문에, 이형지 등을 적층하거나, 발포층(12)에 UV 코팅을 실시하는 일 없이, 블로킹을 억제할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태의 표피층(11)은 블로킹을 억제하는 층으로서의 기능도 갖는다. 본 실시형태의 시트(10)가 롤상으로 권취된 구성인 경우에는, 시트(10)를 제조하기 쉽고, 또한, 취급하기 쉽다.
다음으로, 제1 태양에 대해서, 실시예 및 비교예를 들어 상기 실시형태를 더 구체적으로 설명한다.
1. 시트의 제작
우선, 실시예의 폴리우레탄 필름으로서, 폴리에스테르계 폴리우레탄(Seikoh chemicals Co., Ltd 제조, 럭스킨 U2245)의 필름을 준비했다. 폴리우레탄 필름의 두께는 0.004㎜로 했다. 폴리우레탄 필름의 비중은 1.1g／㎤였다.
다음으로, 실시예 및 비교예의 폴리우레탄 폼에 이용한 혼합 원료의 성분을 이하에 나타낸다.
폴리머 폴리올 1: 수평균 분자량 3,000, 관능기수 3, 폴리머 콘텐트 22질량％의 폴리머 폴리올(Asahi Glass Co., Ltd. 제조, EXCENOL914)
폴리머 폴리올 2: 수평균 분자량 3,000, 관능기수 2, 폴리머 콘텐트 20질량％의 폴리머 폴리올(Asahi Glass Co., Ltd. 제조, EXCENOL913)
폴리머 폴리올 3: 수평균 분자량 3,000, 관능기수 3, 폴리머 콘텐트 40질량％의 폴리머 폴리올(Sanyo Chemical Industries, Ltd. 제조, SHARPFLOW FS-7301)
폴리에테르 폴리올: 수평균 분자량 600, 관능기수 3의 폴리옥시프로필렌글리세릴에테르(Sanyo Chemical Industries, Ltd. 제조, SANNIX GP-600)
폴리에스테르 폴리올: 분자량 540, 관능기수 3의 폴리카프로락톤트리올(Daicel Corporation 제조, PLACCEL 305)
가교제 1: 디프로필렌글리콜(Asahi Glass Co., Ltd. 제조)
가교제 2: MPO(2-메틸-1,3-프로판디올)(Dalian Chemical 제조)
증점제: 수산화알루미늄(Sumitomo Chemical Company, Limited 제조, C-31)
정포제: 디메틸폴리실록산과 폴리에테르의 블록 공중합체(Dow Corning Toray Co., Ltd. 제조, SZ-1952 ADDITIVE)
촉매: 아세틸아세톤 제2철(NIHON KAGAKU SANGYO CO., LTD. 제조, 나셈 제2철)
이소시아네이트: 폴리메릭 MDI(BASF INOAC POLYURETHANES LTD. 제조, foamlite 500B)
[표 1]
상기 각 성분을 표 1에 나타내는 배합 비율로 조제하여, 실시예 및 비교예의 폴리우레탄 폼의 혼합 원료를 얻었다. 또, 표 1 및 2 중의 (A) ∼ (C)의 표기는 실시형태에 기재된 각 성분에 대응하는 화합물을 나타낸다. 표 1 중의 각 성분의 수치는 질량부를 나타낸다.
실시예의 시트는, 다음과 같이 하여 제작했다. 우선, 혼합 원료를 믹싱 헤드 내에 투입하고, 불활성 가스(질소)를 69체적％ ∼ 77체적％의 범위에서 혼입하면서 균질해지도록 교반하여 혼합했다. 그 후, 혼합된 혼합 원료를 연속적으로 공급되는 상기 폴리우레탄 필름 상에 공급하고, 120℃ ∼ 200℃에서 가열 경화시켰다. 이와 같이 하여, 폴리우레탄 필름으로 구성된 표피층과 폴리우레탄 폼으로 구성된 발포층이 적층된 시트를 얻었다.
비교예의 시트는, 다음과 같이 하여 제작했다. 발포층은, 폴리우레탄 필름을 대신하여 이형성이 있는 기재를 이용한 것 외에는, 실시예의 발포층과 마찬가지로 하여 얻었다. 이형성이 있는 기재를 제외한 후에, 얻어진 발포층의 양면에 UV 코팅을 실시했다. UV 코팅은, 아크릴계 수지를 도포하고, UV를 조사하여 행했다. 이와 같이 하여, 양면에 코팅층을 갖고, 폴리우레탄 폼으로 구성된 발포층으로 이루어지는 시트를 얻었다.
이와 같이 하여 얻어진 비교예의 시트는, 코팅층이 표피층과는 반대 측에 노출되어 있지만, 실시예의 시트는, 발포층이 표피층과는 반대 측에 노출되어 있다. 비교예의 시트는, 주로 블로킹을 억제하는 것을 목적으로 하여 UV 코팅을 실시하고 있다. 환언하면, 비교예의 시트는, 제조 및 취급의 편의상, 코팅층을 폐지할 수 없는 것이 실정이다. 다른 한편, 실시예의 시트는, 폴리우레탄 필름의 표피층에 의해 블로킹을 억제할 수 있으며, 코팅층을 갖고 있지 않다.
2. 평균 셀경의 측정
실시예의 시트에 대해서, 실시형태에 기재된 방법으로 평균 셀경을 측정했다.
실시예의 폴리우레탄 폼의 평균 셀경은, 50㎛ 이상 300㎛ 이하였다. 이러한 셀을 갖는 폴리우레탄 폼은 충격 흡수성이 우수하다.
3. 시트의 관찰
실시예의 시트의 단면을, 현미경을 이용하여 관찰했다. 시트의 단면의 관찰상을 도 2에 나타낸다.
폴리우레탄 필름의 단면을 1200㎛에 걸쳐 관찰한 바, 구멍은 관찰되지 않았다. 이러한 폴리우레탄 필름은 클리닝성이 우수하다.
또한, 폴리우레탄 폼의 단면을 관찰한 바, 대략 구형상의 셀이 관찰되었다. 셀의 크기는, 균일성이 높았다. 이러한 셀을 갖는 폴리우레탄 폼은 충격 흡수성이 우수하다.
4. 평가
다음으로, 얻어진 실시예 및 비교예의 시트에 대해서, 이하의 조건으로, 표면의 테이버 마모량(㎎), 이면의 정마찰 계수, 걸리 통기도(초／100mL)의 평가를 행했다. 또, 실시예에서는, 표면은 폴리우레탄 필름(표피층) 측의 면이고, 이면은 폴리우레탄 폼(발포층) 측의 면이다. 비교예에서는, 폴리우레탄 폼의 양면이 표면 및 이면이다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[표면의 마모량]
JIS K7204에 준하여, 마모륜 H-22, 회전 속도 60rpm, 하중 250g, 및 회전수 1000회의 조건으로 측정했다. 또, 각 조건은, 시트의 재료에 따라 적절히 규정했다.
[이면의 정마찰 계수]
JIS K7125에 준하여, 온도 23℃, 상대 습도 50％ 분위기 하에서 측정했다.
[걸리 통기도]
JIS L1096:2010 8.26.2에 정해진 통기성 측정 B법(걸리형법)에 준하여 구했다. 압축량 50％, 레인지 100mL로 했다. 또, 실시예는, 300초／100mL를 초과했기 때문에, 측정을 중단하고 표 2에 「-」라고 기재했다.
[표 2]
표 2에 나타내는 바와 같이, 실시예는, 비교예보다 필름면의 마모량이 작아, 내마모성이 우수한 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예는, 비교예보다 폼면의 정마찰 계수가 커, 그립성이 우수한 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예는, 통기성이 거의 없어, 클리닝성이 우수한 것이 시사(示唆)되었다.
5. 실시예의 효과
이상의 실시예에 의하면, 내마모성 및 충격 흡수성이 높은 시트, 및 내마모성 및 충격 흡수성이 높은 시트의 제조 방법을 제공할 수 있다.
<제2 태양>
이하, 본 개시를 구체화한 제2 태양의 실시형태를 상세하게 설명한다.
본 실시형태의 시트(110)는, 제1 폴리우레탄 필름으로 구성된 제1 필름층(111)과, 폴리우레탄 폼으로 구성된 발포층(112)과, 제2 폴리우레탄 필름으로 구성된 제2 필름층(113)을, 이 순으로 구비하고 있다.
1. 발포층(112)
발포층(112)은, 폴리우레탄 폼으로 구성되어 있다. 폴리우레탄 폼은, 폴리올류 및 폴리이소시아네이트류를 포함하는 혼합 원료를 반응, 및 메카니컬 프로싱법에 의해 발포시켜 얻을 수 있다. 또, 메카니컬 프로싱법은, 혼합 원료 중에 특정의 발포제를 첨가하는 일 없이, 혼합 원료를 교반·혼합할 때에, 불활성 가스 등의 압축 기체를 혼입함으로써 기포를 형성시키는 방법이다.
폴리올류로서, 적어도 (A) 폴리머 폴리올로 이루어지는 제1 폴리올, (B) 폴리에테르 폴리올로 이루어지는 제2 폴리올, 및 (C) 폴리에스테르 폴리올로 이루어지는 제3 폴리올의 3종의 폴리올이 조합하여 이용되는 것이 바람직하다. 이와 같이 폴리올을 조합하여 이용함으로써, 시트(110)의 저압축 잔류 왜성 및 내충격 흡수성을 향상시킬 수 있다. 발포층(112)에 있어서, 제1 태양의 발포층(12)과 공통되는 설명에 대해서는 발포층(12)의 설명을 원용한다.
제1 폴리올은, 예를 들면, 수평균 분자량 1500 ∼ 4500(바람직하게는 2000 ∼ 4000), 관능기수 3 또는 2의 폴리머 폴리올이다. 관능기수 2의 폴리머 폴리올의 경우에는, 베이스 폴리올로서, 예를 들면, 글리콜 등의 2가의 다가 알코올에 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 등의 알킬렌옥사이드를 부가 중합시킨 중합체로 이루어지는 폴리에테르 폴리올을 이용해도 된다.
혼합 원료 중에서의 제1 폴리올의 함유량은, 폴리올류 전체를 100질량부로 했을 때, 바람직하게는 80질량부 ∼ 95질량부이며, 보다 바람직하게는 85질량부 ∼ 90질량부이다. 이 함유량이 하한치 이상이면, 인장 강도 등의 강도, 경도, 및 유연성을 향상시킬 수 있다. 이 함유량이 상한치 이하이면, 인장 강도나 인열 강도 등에 있어서의 강도를 확보할 수 있다.
혼합 원료 중에서의 제2 폴리올의 함유량은, 폴리올류 전체를 100질량부로 했을 때, 바람직하게는 5질량부 ∼ 15질량부이다. 이 함유량이 하한 이상이면, 저압축 잔류 왜성을 충분히 얻을 수 있다. 또한 상기 함유량이 상한을 초과하면 저반발성이 발현된다. 고반발성의 폴리우레탄 폼을 얻는다는 관점에서는, 상기 함유량을 상한 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 제2 폴리올의 상기 함유량을 5질량부 ∼ 15질량부로 한 경우에는, 폴리우레탄 폼에 고반발성을 부여할 수 있다.
제2 폴리올의 함유량과 제3 폴리올의 함유량은, 가수분해성 및 경도의 밸런스를 고려하여 적절히 조정된다. 제2 폴리올의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 제3 폴리올의 함유량보다 많아도 된다.
제3 폴리올의 분자량(수평균 분자량)은, 400 ∼ 2500의 범위인 것이 바람직하고, 450 ∼ 1500의 범위인 것이 보다 바람직하다. 제3 폴리올로서는, 예를 들면, 폴리카프로락톤계 폴리에스테르 폴리올, 아디페이트계 폴리에스테르 폴리올, 폴리카보네이트계 폴리올 등을 이용할 수 있다.
혼합 원료는 바람직하게는 난연제를 함유한다. 난연제로서는, 예를 들면, 팽창 흑연, 인계 난연제, 멜라민계 난연제, 할로겐계 난연제를 들 수 있다. 난연제는, 환경 부하 물질을 사용하지 않는다는 점에서, 비할로겐계 난연제인 것이 바람직하고, 팽창 흑연 및 인계 난연제로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 보다 바람직하다. 난연제는, 1종 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상 병용해도 좋다.
난연제는, 블리드나 블룸을 억제하는 관점에서, 팽창 흑연을 이용하는 것이 바람직하다. 팽창 흑연은, 인편상(鱗片狀)의 흑연의 층 사이에 화학 물질이 삽입(인터컬레이션)된 것이다. 삽입되는 화학 물질로서는, 질산, 과망간산칼륨, 황산 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 팽창 개시 온도가 높은 황산이 바람직하다. 팽창 흑연의 팽창 개시 온도는, 시트(110)의 제조 시에 있어서의 팽창을 억제하는 관점에서, 170℃ 이상인 것이 바람직하다. 또, 팽창 흑연의 팽창 개시 온도는, 통상, 200℃ 이하이다.
팽창 흑연의 함유량은, 폴리올류 100질량부에 대하여, 10질량부 이상 50질량부 이하인 것이 바람직하고, 20질량부 이상 45질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 25질량부 이상 40질량부 이하인 것이 더 바람직하다. 팽창 흑연의 함유량이 하한 이상이면, 난연성을 향상시킬 수 있다. 팽창 흑연의 함유량이 상한 이하이면, 폴리우레탄 폼의 발포성의 관점에서 바람직하다.
난연제는, 폴리우레탄 폼의 물성을 확보하면서 난연성을 향상시키는 관점에서, 팽창 흑연과 인계 난연제를 병용하는 것이 바람직하다. 인계 난연제로서는, 폴리인산암모늄, 인산에스테르, 인산멜라민, 폴리인산멜라민, 인산구아니딘 및 에틸렌디아민인산염, 트리페닐포스페이트, 트리크레질포스페이트, 비스(1,3-페닐렌디페닐)포스페이트 등의 화합물, 인산트리아릴, 인산트리알킬, 인산알킬아릴 등의 화합물, 적린 등을 들 수 있다. 팽창 흑연과 병용되는 인계 난연제는, 블리드나 블룸을 억제하는 관점에서, 고체(분말체)의 인계 난연제가 바람직하고, 분말체의 폴리인산암모늄이 보다 바람직하다.
인계 난연제의 함유량은, 폴리올류 100질량부에 대하여, 10질량부 이상 50질량부 이하인 것이 바람직하고, 20질량부 이상 45질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 25질량부 이상 40질량부 이하인 것이 더 바람직하다. 인계 난연제의 함유량이 하한 이상이면, 난연성을 향상시킬 수 있다. 인계 난연제의 함유량이 상한 이하이면, 폴리우레탄 폼의 발포성의 관점에서 바람직하다.
팽창 흑연과 인계 난연제의 질량비(팽창 흑연:인계 난연제)는, 바람직하게는 5:1 ∼ 1:5이며, 보다 바람직하게는 2:1 ∼ 1:2이다.
혼합 원료는 바람직하게는 정포제를 함유한다. 혼합 원료 중에서의 정포제의 함유량은, 폴리올류 100질량부에 대하여, 3질량부 ∼ 15질량부인 것이 바람직하다. 이 함유량이 3질량부 이상이면, 정포력이 충분해져, 균일한 셀 구조의 형성이나 저밀도화할 수 있다. 또한, 15질량부를 초과하여 함유시켜도, 이 이상의 비약적인 정포력의 향상은 기대할 수 없다. 또한, 정포제를 용제에 의해 희석하는 경우에는, 질량비(정포제:용제)로 15:85 ∼ 85:15의 범위로 하는 것이 바람직하다.
촉매는 주로 폴리올류와 폴리이소시아네이트류와의 우레탄화 반응을 촉진하기 위한 것이며, 혼합 원료는 바람직하게는 촉매를 함유한다. 촉매로서는, 폴리우레탄 폼에 통상 사용되는 공지된 촉매, 예를 들면, 아세틸아세톤 제2철, 스태노스옥토에이트, 옥틸산주석(주석옥토에이트) 등의 유기 금속 화합물, 아연아민 촉매 등의 금속 착체 촉매, 트리에틸렌디아민, 디메틸에탄올아민, N,N',N'-트리메틸아미노에틸피페라진 등의 3급 아민, 아세트산염, 알칼리 금속 알코올레이트를 이용할 수 있다. 촉매는, 1종 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상 병용해도 좋다.
이들 중에서도, 아세틸아세톤 제2철이 적어도 포함되는 것이, 그 안정성, 양호한 촉매 활성 및 무독성 때문에 특히 바람직하다. 그 효과는, 예를 들면, 미국 특허 제5,733,945호 명세서 등에 개시되어 있다.
혼합 원료 중에서의 촉매의 함유량은, 폴리올류 100질량부에 대하여, 0.1질량부 ∼ 12.0질량부인 것이 바람직하다. 이 함유량이 0.1질량부 이상이면, 우레탄화 반응을 충분히 촉진할 수 있다. 상기 함유량이 12.0질량부 이하이면, 우레탄화 반응이 과잉으로 촉진되는 것을 억제하여, 셀 구조의 형성이 균일해져, 물리적인 물성을 안정화할 수 있다.
가교제는 폴리올류 사이에 가교를 형성하여 강도 등을 향상시키기 위해 이용되는 것이며, 혼합 원료는 바람직하게는 가교제를 함유한다. 가교제는, 1종 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상 병용해도 좋다.
혼합 원료 중에서의 가교제의 함유량은, 폴리올류 100질량부에 대하여, 2.0질량부 ∼ 15.0질량부인 것이 바람직하다. 이 함유량이 2.0질량부 이상이면, 인장 강도 등의 강도를 확보할 수 있다. 또한, 상기 함유량이 15.0질량부 이하이면, 적당한 경도로 하여, 고반발성을 부여할 수 있다.
혼합 원료는 필요에 따라 상기 이외의 기타 성분을 함유해도 된다. 기타 성분으로서는, 예를 들면, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 증점제, 가소제, 항균제, 및 착색제를 들 수 있다. 또, 산화 방지제로서는, 예를 들면, 디부틸히드록시톨루엔, 및 힌더드 페놀계 산화 방지제를 들 수 있지만, 휘발성 유기 화합물 함량의 저감이라는 관점에서, 분자량 300 이상의 힌더드 페놀계 산화 방지제를 이용하는 것이 특히 바람직하다. 증점제로서는, 예를 들면, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 및 수산화마그네슘을 들 수 있다. 이들 증점제는, 폴리우레탄 폼에 난연성을 부여하는 것도 알려져 있고, 시트(110)의 난연성을 향상시키는 관점에서도 바람직하다.
폴리우레탄 폼은, 내충격 흡수성의 관점에서, 연속 기포 구조 및 반연속 기포 구조 중 어느 하나를 갖는 것이 바람직하고, 연속 기포 구조를 갖는 것이 보다 바람직하다. 연속 기포 구조 및 반연속 기포 구조는, 독립 기포 구조와 달리, 기포에 기공이 있는 구조이다. 폴리우레탄 폼의 기포 구조는, 폴리우레탄 폼의 통기도를 측정함으로써 평가할 수 있다. 폴리우레탄 폼의 통기도는, 예를 들면, JIS L1096:2010에 정해진 통기성 측정 B법(걸리형법)에 준하여 구한 공기 투과도(걸리 통기도)로서 구할 수 있다. 폴리우레탄 폼의 걸리 통기도는, 예를 들면 0.5초／100mL 이상 50초／100mL 이하이다.
폴리우레탄 폼의 평균 셀경에 대해서는, 제1 태양의 설명을 원용한다.
폴리우레탄 폼의 셀경의 분포에 대해서는, 제1 태양의 설명을 원용한다.
폴리우레탄 폼의 셀의 형상에 대해서는, 제1 태양의 설명을 원용한다.
폴리우레탄 폼의 두께에 대해서는, 제1 태양의 설명을 원용한다.
폴리우레탄 폼의 비중에 대해서는, 제1 태양의 설명을 원용한다.
2. 제1 필름층(111)
제1 필름층(111)은, 제1 폴리우레탄 필름으로 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 제1 필름층(111)이, 시트(110)의 표면(110A)에 나타나는 표면층인 것을 예시한다. 제1 폴리우레탄 필름은, 폴리올류 및 폴리이소시아네이트류를 포함하는 혼합 원료를 반응시켜 얻을 수 있다. 제1 필름층(111)에 있어서, 제1 태양의 표피층(11)과 공통되는 설명에 대해서는 표피층(11)의 설명을 원용한다.
제1 폴리우레탄 필름은, 난연제, 접착 촉진제, 착색제, 가소제, 및 그들의 조합 등의 첨가물을 더 함유할 수 있다. 첨가물은, 제1 폴리우레탄 필름의 원하는 특성에 큰 악영향을 미치는 일이 없도록 선택된다.
폴리우레탄 폼이 난연제로서 팽창 흑연을 함유하는 구성에 있어서는, 착색제를 함유하는 제1 폴리우레탄 필름을 이용하는 것이 바람직하다. 만일 제1 폴리우레탄 필름이 무색 투명한 경우에는, 제1 필름층을 통해 폴리우레탄 폼 중의 팽창 흑연이 시인되어, 시트(110)의 색이 제약된다. 착색제를 함유하는 제1 폴리우레탄 필름을 이용함으로써, 시트(110)의 색의 자유도를 높일 수 있다.
제1 폴리우레탄 필름의 두께는, 특별히 한정되지 않는다. 제1 폴리우레탄 필름의 두께는, 내마모성 및 성형성의 관점에서, 0.001㎜ 이상이 바람직하고, 0.005㎜ 이상이 보다 바람직하고, 0.010㎜ 이상이 더 바람직하다. 제1 폴리우레탄 필름의 두께는, 신축성 및 비용면에서, 0.200㎜ 이하가 바람직하고, 0.100㎜ 이하가 보다 바람직하고, 0.050㎜ 이하가 더 바람직하다. 이들의 관점에서, 제1 폴리우레탄 필름의 두께는, 0.001㎜ 이상 0.200㎜ 이하가 바람직하고, 0.005㎜ 이상 0.100㎜ 이하가 보다 바람직하고, 0.010㎜ 이상 0.050㎜ 이하가 더 바람직하다.
제1 폴리우레탄 필름의 비중은, 특별히 한정되지 않는다. 제1 폴리우레탄 필름의 비중은, 통기성의 관점에서, 0.8g／㎤ 이상이 바람직하고, 0.9g／㎤ 이상이 보다 바람직하고, 0.95g／㎤ 이상이 더 바람직하다. 제1 폴리우레탄 필름의 비중은, 유연성의 관점에서, 2.0g／㎤ 이하가 바람직하고, 1.5g／㎤ 이하가 보다 바람직하고, 1.2g／㎤ 이하가 더 바람직하다. 이들의 관점에서, 제1 폴리우레탄 필름의 비중은, 0.8g／㎤ 이상 2.0g／㎤ 이하가 바람직하고, 0.9g／㎤ 이상 1.5g／㎤ 이하가 보다 바람직하고, 0.95g／㎤ 이상 1.2g／㎤가 더 바람직하다.
제1 폴리우레탄 필름의 신장은, 특별히 한정되지 않는다. 제1 폴리우레탄 필름의 신장은, 150％ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 150％ ∼ 500％, 더 바람직하게는 200％ ∼ 500％이다. 이 신장이 하한치 이상인 경우에는, 일반적인 PET 필름 등을 이용한 경우에 비해, 추수성이 우수하다.
또, 이 신장은, JIS K 6251에 준하여 측정되는 값이다.
제1 폴리우레탄 필름은, 비발포성의 폴리우레탄 필름인 것이 바람직하다. 제1 폴리우레탄 필름은, 실질적으로 무공의 필름을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 제1 폴리우레탄 필름의 제막 방법으로서는, 습식법, 건식법 등을 들 수 있지만, 실질적으로 무공의 제1 폴리우레탄 필름을 얻으려면 건식법을 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 통상의 코팅법, 예를 들면 나이프 코터, 콤마 코터, 리버스 코터 등을 이용하여 이형지, 이형 필름 등의 이형성이 있는 제1 기재(121)에 도포하여 필름화한다.
제1 폴리우레탄 필름이 실질적으로 무공인 것은, 제1 폴리우레탄 필름의 통기도를 측정함으로써 평가할 수 있다. 예를 들면, 제1 폴리우레탄 필름은, 상기 걸리 통기도에 의해 나타내어 1만초／100mL를 초과하는 필름이면 된다.
제1 필름층(111)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 표면(110A)에 요철 형상(111A)을 갖는 것이 바람직하다. 요철 형상(111A)은, 예를 들면, 시보 모양이나 기하학 모양을 구성한다. 요철 형상(111A)은, 제1 폴리우레탄 필름에 일체로 형성할 수 있다. 예를 들면, 요철 형상(111A)은, 후술하는 시트(110)의 제조 방법에서 설명하는 제1 기재(121)에 부여된 형상이 전사됨으로써 형성될 수 있다.
3. 제2 필름층(113)
제2 필름층(113)은, 제2 폴리우레탄 필름으로 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 제2 필름층(113)이, 시트(110)의 이면(110B)에 나타나는 이면층인 것을 예시한다. 즉, 본 실시형태의 제2 필름층(113)은, 발포층(112) 측과는 반대 측의 면이 설치 대상물에 대하여 접촉하는 설치면이다. 제2 폴리우레탄 필름은, 폴리올류 및 폴리이소시아네이트류를 포함하는 혼합 원료를 반응시켜 얻을 수 있다.
폴리올류로서, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리머 폴리올, 및 이들의 혼합물을 이용할 수 있다. 이들 중에서도, 마찰 계수를 높게 하기 위해, 유연성을 확보하면서 강도를 향상시키는 관점에서, 폴리에테르 폴리올과 폴리에스테르 폴리올을 병용하는 것이 바람직하다.
폴리에테르 폴리올로서는, 예를 들면, 글리세린, 글리콜 등의 다가 알코올에 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 등의 알킬렌옥사이드를 부가 중합시킨 중합체로 이루어지는 폴리에테르 폴리올을 바람직하게 이용할 수 있다. 폴리에테르 폴리올로서, 1종의 폴리에테르 폴리올만이 함유되어 있어도 좋고, 수평균 분자량이나 관능기 등의 상이한 2종 이상의 폴리에테르 폴리올이 조합되어 함유되어도 좋다.
폴리에스테르 폴리올은, 예를 들면, 디카르복시산과 글리콜을 상법에 따라서 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 상기 디카르복시산 성분으로서는, 예를 들면, 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복시산 등의 방향족 디카르복시산, 아디프산, 아젤라산, 세바스산 등의 지방족 디카르복시산, 옥시벤조산 등의 옥시카르복시산, 그들의 에스테르 형성성 유도체 등을 들 수 있다. 상기 글리콜 성분으로서는, 예를 들면, 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜 등의 지방족 글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올 등의 지환족 글리콜, p-자일렌디올 등의 방향족 디올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 폴리옥시알킬렌글리콜 등을 들 수 있다. 이들에 의한 폴리에스테르 폴리올류는 선상 구조이지만, 3가 이상의 에스테르 형성 성분을 이용하여 분지상 폴리에스테르로 할 수도 있다.
혼합 원료 중에서의 폴리에테르 폴리올과 폴리에스테르 폴리올의 함유량은, 제2 필름층(113)에 요구되는 물성에 맞추어 적절히 조정된다.
폴리에테르 폴리올과 폴리에스테르 폴리올의 질량비(폴리에테르 폴리올:폴리에스테르 폴리올)는, 바람직하게는 5:95 ∼ 50:50이며, 보다 바람직하게는 8:92 ∼ 40:60이며, 더 바람직하게는 10:90 ∼ 30:70이다.
폴리에테르 폴리올과 폴리에스테르 폴리올의 합계의 함유량은, 폴리올류 전체를 100질량부로 했을 때, 바람직하게는 50질량부 이상이며, 보다 바람직하게는 60질량부 이상이며, 더 바람직하게는 70질량부 이상이다.
폴리이소시아네이트류는, 이소시아네이트기를 복수 갖는 화합물이다. 폴리이소시아네이트류로서는, 예를 들면, 톨릴렌디이소시아네이트, 페닐렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트 등의 방향족계 디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트 등을 들 수 있다.
제2 폴리우레탄 필름은, 난연제, 접착 촉진제, 착색제, 가소제, 및 그들의 조합 등의 첨가물을 더 함유할 수 있다. 첨가물은, 제2 폴리우레탄 필름의 원하는 특성에 큰 악영향을 미치는 일이 없도록 선택된다.
제2 폴리우레탄 필름의 두께는, 특별히 한정되지 않는다. 제2 폴리우레탄 필름의 두께는, 내구성 및 성형성의 관점에서, 0.001㎜ 이상이 바람직하고, 0.005㎜ 이상이 보다 바람직하고, 0.010㎜ 이상이 더 바람직하다. 제2 폴리우레탄 필름의 두께는, 신축성 및 비용면에서, 0.200㎜ 이하가 바람직하고, 0.100㎜ 이하가 보다 바람직하고, 0.050㎜ 이하가 더 바람직하다. 이들의 관점에서, 제2 폴리우레탄 필름의 두께는, 0.001㎜ 이상 0.200㎜ 이하가 바람직하고, 0.005㎜ 이상 0.100㎜ 이하가 보다 바람직하고, 0.010㎜ 이상 0.050㎜ 이하가 더 바람직하다.
제2 폴리우레탄 필름의 비중은, 특별히 한정되지 않는다. 제2 폴리우레탄 필름의 비중은, 내구성을 높이는 관점에서, 0.8g／㎤ 이상이 바람직하고, 0.9g／㎤ 이상이 보다 바람직하고, 0.95g／㎤ 이상이 더 바람직하다. 제2 폴리우레탄 필름의 비중은, 경량화에 의한 제품의 취급 용이성의 관점에서, 2.0g／㎤ 이하가 바람직하고, 1.5g／㎤ 이하가 보다 바람직하고, 1.2g／㎤ 이하가 더 바람직하다. 이들의 관점에서, 제2 폴리우레탄 필름의 비중은, 0.8g／㎤ 이상 2.0g／㎤ 이하가 바람직하고, 0.9g／㎤ 이상 1.5g／㎤ 이하가 보다 바람직하고, 0.95g／㎤ 이상 1.2g／㎤가 더 바람직하다.
제2 필름층(113)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 설치면에 요철 형상(113A)을 갖는 것이 바람직하다. 요철 형상(113A)은, 예를 들면, 기둥상, 반구(돔)상 등의 복수의 미끄럼 방지 돌기를 갖고 구성된다. 요철 형상(113A)은, 엠보싱 가공을 실시하여, 제2 폴리우레탄 필름에 일체로 형성할 수 있다. 이러한 요철 형상(113A)을 갖는 구성에서는, 시트를 형성한 후에 별도로 미끄럼 방지 가공 등을 행하는 일 없이, 시트(110)의 미끄럼 방지성을 향상시킬 수 있어 바람직하다. 예를 들면, 요철 형상(113A)은, 후술하는 시트(110)의 제조 방법에서 설명하는 제2 기재(123)에 부여된 형상이 전사됨으로써 형성될 수 있다.
4. 시트의 구성
시트(110)는, 예를 들면, 에스테르계 폴리우레탄의 제1 필름층(111)과, 에테르계 폴리우레탄의 발포층(112)과, 에테르／에스테르계 폴리우레탄의 제2 필름층(113)이, 이 순으로 적층된 적층체이다. 발포층(112)과 제1 필름층(111)은, 직접 접촉하여 접착되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 발포층(112)과 제2 필름층(113)은, 직접 접촉하여 접착되어 있는 것이 바람직하다.
시트(110)는, 깔개(카펫, 바닥재)로서 바람직하다. 깔개로서 이용되는 경우에는, 시트(110)는, 표면(110A)을 위로 하여, 실내, 통로, 및 차량의 플로어 등의 부설면에 설치된다.
제1 필름층(111)은, 발포층(112)과는 반대 측에 노출되어, 표면(110A) 측을 보행하는 사람이나 표면(110A) 측에 놓이는 물체 등과 접촉한다. 즉, 표면(110A) 측을 보행하는 사람이나 표면(110A) 측에 놓이는 물체 등과 발포층(112) 사이에 제1 필름층(111)이 개재된다. 이 때문에, 발포층(112)에 팽창 흑연 등의 탈락이나 이염이 우려되는 첨가제를 첨가한 경우에도, 첨가제가 사람이나 물체에 붙는 것을 억제할 수 있다.
제2 필름층(113)은, 발포층(112)과는 반대 측에 노출되어, 바닥 등의 설치 대상물에 접촉한다. 즉, 바닥재 등의 설치 대상물과 발포층(112) 사이에 제2 필름층(113)이 개재된다. 이 때문에, 발포층(112)에 팽창 흑연 등의 탈락이나 이염이 우려되는 첨가제를 첨가한 경우에도, 첨가제가 설치 대상물에 붙는 것을 억제할 수 있다.
또, 시트의 구성은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 실시형태와는 달리, 시트는, 제1 필름층의 상측이나, 제1 필름층과 발포층 사이에, 임의의 층을 더 구비하고 있어도 된다. 또한, 시트는, 제2 필름층의 하측이나, 발포층과 제2 필름층 사이에, 임의의 층을 더 구비하고 있어도 된다.
시트(110)는, 제1 필름층(111) 측의 면(110A)의 테이버 마모량이 250㎎ 이하인 것이 바람직하고, 200㎎ 이하인 것이 보다 바람직하고, 150㎎ 이하인 것이 더 바람직하다. 테이버 마모량이 낮은 것은, 내마모성이 높은 것의 하나의 지표가 된다. 또, 발포층(112) 단체(單體)의 테이버 마모량은, 제1 필름층(111) 측의 면의 테이버 마모량보다 크고, 예를 들면, 250㎎ 이상 300㎎ 이하이다.
이 테이버 마모량은, JIS K7204에 준하여, 마모륜 H-22, 회전 속도 60rpm, 하중 250g, 및 회전수 1000회의 조건으로 측정한다.
시트(110)는, 제2 필름층(113) 측의 면(110B)의 정마찰 계수가, 0.3 이상 10.0 이하인 것이 바람직하고, 0.5 이상 7.0 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0 이상 4.0 이하인 것이 더 바람직하다. 정마찰 계수가 높은 것은, 그립성이 높은 것의 하나의 지표가 된다.
이 정마찰 계수는, JIS K7125에 준하여 온도 23℃, 상대 습도 50％ 분위기 하에서 측정된다.
제2 필름층(113)의 발포층(112) 측과는 반대 측의 면이 설치 대상물에 대하여 접촉하는 설치면인 경우에는, 제2 필름층(113)은, 부설면에 대한 미끄럼 방지층으로서 기능한다. 이 때문에, 부설면과의 사이에 점착층 등을 마련하지 않는 구성이어도 부설면에 대한 시트(110)의 그립성을 확보할 수 있다.
시트(110)의 25％ 압축 하중은, 특별히 한정되지 않는다. 시트(110)의 25％ 압축 하중(25％ CLD, JIS K 6254:2010)은, 0.01 ∼ 0.5㎫이 바람직하다.
시트(110)의 충격 흡수성은, 특별히 한정되지 않는다. 후술하는 측정 방법으로 측정한, 시트(110)의 충격 하중은, 0.35kN 이하인 것이 바람직하다.
5. 시트(110)의 제조 방법
시트(110)의 제조 방법은, 예를 들면, 일 방향으로 주행하는 제1 폴리우레탄 필름과 제2 폴리우레탄 필름 사이에 폴리우레탄 폼 원료를 공급하고, 폴리우레탄 폼 원료를 반응 및 경화시켜 폴리우레탄 폼을 형성한다. 시트(110)의 제조 방법은, 표면(110A)에 나타나는 제1 폴리우레탄 필름의 가스 부유를 억제하는 관점에서, 공급된 폴리우레탄 폼 원료에 대하여 제2 폴리우레탄 필름이 상측에 위치하는 자세로, 폴리우레탄 폼 원료를 가열하고, 반응 및 경화시켜 폴리우레탄 폼을 형성하는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 시트(110)의 제조 방법은, 메카니컬 프로싱법에 의해 폴리우레탄 폼을 제조한다. 시트(110)는, 예를 들면, 도 3에 나타내는 제조 장치(130)를 이용하여 제조할 수 있다.
제조 장치(130)는, 도시하지 않은 혼합부와, 공급 롤(133, 134) 및 제품 회수 롤(135)을 포함하는 롤 기구(132)와, 토출 노즐(136)과, 가열부(137)를 구비하고 있다. 혼합부는, 원료를 혼합하여 폴리우레탄 폼 원료(M)를 얻는 부분이다. 제1 공급 롤(133)은, 제1 기재(121)가 부착된 제1 폴리우레탄 필름이 감겨져, 도시하지 않은 구동원에 의해 제1 폴리우레탄 필름을 공급하는 부분이다. 제2 공급 롤(134)은, 제2 기재(123)가 부착된 제2 폴리우레탄 필름이 감겨져, 도시하지 않은 구동원에 의해 제2 폴리우레탄 필름을 공급하는 부분이다. 제품 회수 롤(135)은, 시트(110)를 롤상으로 감아, 회수하는 부분이다. 토출 노즐(136)은, 제1 폴리우레탄 필름과 제2 폴리우레탄 필름 사이에 폴리우레탄 폼 원료(M)를 공급하는 부분이다. 가열부(137)는, 공급된 폴리우레탄 폼 원료(M)를 가열하는 히터 등에 의해 구성되어 있다. 또한, 제조 장치(130)는, 제1 폴리우레탄 필름으로부터 제1 기재(121)를 벗겨 회수하는 제1 기재 회수 롤(138)과, 제2 폴리우레탄 필름으로부터 제2 기재(123)를 벗겨 회수하는 제2 기재 회수 롤(139)을 구비하고 있다.
시트(110)는 다음과 같이 하여 제조할 수 있다. 우선, 제1 공급 롤(133)로부터, 제1 기재(121)가 부착된 제1 폴리우레탄 필름을 연속적으로 공급하고, 제2 공급 롤(134)로부터, 제2 기재(123)가 부착된 제1 폴리우레탄 필름을 연속적으로 공급한다. 제1 폴리우레탄 필름과 제2 폴리우레탄 필름이 연속적으로 공급되는 과정에서, 토출 노즐(136)로부터 폴리우레탄 폼 원료(M)를 제1 폴리우레탄 필름과 제2 폴리우레탄 필름 사이에 공급한다. 이때, 제1 폴리우레탄 필름과 제2 폴리우레탄 필름 사이의 거리에 따라, 시트(110)의 두께를 설정할 수 있다.
이어서, 가열부(137)에서 폴리우레탄 폼 원료(M)를 가열하여 반응 및 경화시킨다. 이때, 제품 온도가 팽창 흑연의 팽창 개시 온도(예를 들면, 170℃ 이하)가 되는 조건으로 폴리우레탄 폼 원료(M)를 가열한다. 가열부(137)에 의한 가열은, 제2 폴리우레탄 필름이 상측에 위치하는 자세로 행해진다. 이와 같이 하면, 만일 폴리우레탄 폼 원료에 첨가된 팽창 흑연이 일부 팽창하여 가스가 발생한 경우에도, 제1 폴리우레탄 필름 측으로 가스가 이동하기 어려워, 시트(110)의 표면(110A) 측에 가스 부유가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 그 후, 적층 상태에 있는 제1 폴리우레탄 필름, 폴리우레탄 폼, 및 제2 폴리우레탄 필름이 고착된 후에 제1 기재(121) 및 제2 기재(123)를 박리하여, 시트(110)를 제품 회수 롤(135)에 권취한다.
이와 같이 하여 얻어진 시트(110)는, 소정의 형상으로 재단되어 깔개(카펫, 바닥재)로서 이용할 수 있다. 시트(110)는, 깔개 이외에도, 코스터나 냄비 받침, 신발 깔창, 및 차재용 시트 등에 적용할 수 있다.
6. 본 실시형태에 있어서의 작용 효과
종래부터, 퍼스널 유스 및 가정에서의 탈착 가능한 깔개(카펫재, 바닥재)에 있어서, 섬유재나, 폴리에틸렌 폼, EVA 등의 수지 폼이 사용되고 있다. 깔개에는, 클리닝성, 간이 설치성, 보행성, 내구성 등의 기본 기능이 요구된다. 또한 근년, 특히 간병이나 육아에 대응한 주택(시설)에 있어서는, 배리어 프리화, 전도 시의 안전성 확보의 문제로부터, 단차가 적으며(두께가 얇으며), 또한, 충격 흡수 성능이 우수한 깔개가 요구되고 있다. 이와 같이, 깔개의 기본 기능을 겸비하며, 충격 흡수성이 높은 시트에의 수요가 높아지고 있다. 또한, 간병 시설이나 숙박 시설 등의 불특정 다수의 사람이 출입하는 시설이나 건축물에 있어서는, 소방법에 의해 정해진 방염 성능 기준을 만족하는 성능이 필요하지만, 모두를 만족하는 깔개가 없는 것이 실정이다.
본 실시형태의 시트(110)는, 제1 필름층(111)과, 발포층(112)과, 제2 필름층(113)을, 이 순으로 구비함으로써, 충격 흡수성, 난연성 등의 기본적인 성능을 확보하면서, 표면(110A)의 내마모성 및 이면(110B)의 미끄럼 방지성을 향상시킬 수 있다.
시트(110)는 충격 흡수성이 높기 때문에, 간병인이나 유아가 필요로 하는 휠체어나 보행기 등에 대응하여 두께를 저감하여, 단차를 작게 할 수 있다. 또한, 전도 시에는 충격을 흡수하여, 안전성을 확보할 수 있다. 발포층(112)이 고반발성인 경우에는, 보행 시에 발이 지나치게 가라앉지 않아, 보행성이 좋다. 마찬가지로, 발포층(112)이 고반발성인 경우에는, 주행 시에 휠체어나 보행기의 바퀴가 지나치게 가라앉지 않아, 주행하기 쉽다.
시트(110)는, 제1 필름층(111)의 내마모성이 높기 때문에, 내구성을 확보할 수 있다. 예를 들면 깔개로서 이용한 경우에, 휠체어나 보행, 청소에 수반하는 마찰에 의한 마모를 억제하여, 시트(110)의 파손을 억제할 수 있다. 이 때문에, 시트(110)의 수명을 길게 할 수 있다.
또한, 시트(110)는, 제1 필름층(111)에 용제나 오염이 스며들기 어렵고, 또한, 제1 필름층(111)에 붙은 부착물을 닦아내기 쉽다. 이 때문에, 시트(110)는, 클리닝성이 양호하다. 또한, 제1 필름층(111)은 내약품성이 높고, 시트(110)의 내구성의 향상에 기여할 수 있다.
시트(110)는, 제2 필름층(113)의 그립성이 높기 때문에, 간이 설치성이 우수하다. 구체적으로는, 시트(110)는, 제2 필름층(113)을 부설면에 접촉시켜 두는 것만으로도 부설면에 대하여 미끄러지기 어렵다. 이 때문에, 시트(110)를 설치할 때에, 종래와 같이 점착제 또는 접착제를 이용하는 일 없이, 직접 부설면에 설치할 수 있다. 또한, 점착제 또는 접착제를 이용하지 않는 경우에는, 깔개를 제거했을 때에 부설면에 남은 점착제 또는 접착제를, 용제를 이용하여 떼어내는 수고가 들지 않는다.
폴리우레탄 폼이 난연제를 함유하는 경우에는, 발포층(112) 단체의 정마찰 계수가 저하되는 것이 우려된다. 본 실시형태에서는, 발포층(112)과 함께 제2 필름층(113)을 구비하기 때문에, 발포층(112)에 의해 충격 흡수성이나 난연성 등의 기능을 확보하면서, 제2 필름층(113)에 의해 그립력도 확보할 수 있다.
폴리우레탄 폼이 난연제를 함유하는 경우에는, 시트(110)의 난연성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로는, 시트(110)에, 소방법 시행 규칙 제4조의 3의 기준에 적용할 수 있는 방염 성능을 부여할 수 있다. 또한, 난연제에 할로겐 유래의 재료를 사용하지 않는 경우에는, 환경에 좋은 처방으로 하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시형태에서는, 발포층(112)이 제1 필름층(111) 및 제2 필름층(113)에 피복되기 때문에, 난연제와 사람 및 물체와의 접촉을 억제할 수 있고, 또한, 폴리우레탄 폼 중의 난연제의 탈락을 억제할 수 있다.
본 실시형태의 시트(110)의 제조 방법은, 제1 필름층(111)과 발포층(112)과 제2 필름층(113)을 일체로 성형하기 때문에, 제1 필름층(111), 발포층(112), 및 제2 필름층(113)을 접착하기 위한 수고가 들지 않는다. 또한, 제1 필름층(111), 발포층(112), 및 제2 필름층(113)은 모두 폴리우레탄 수지로 구성되기 때문에, 접착 강도가 확보되어, 박리가 발생하기 어렵다.
본 실시형태의 시트(110)의 제조 방법은, 시트(110)를 일 방향으로 긴 장척상으로 형성하기 쉽다. 이러한 시트(110)는, 1매로 큰 면적의 부설면에 설치 가능하며, 깔개로서 이용하기 쉽다. 또한, 시트(110)는, 소정의 크기로 재단하여 사이즈를 조정하기 쉽다.
또한, 본 실시형태의 시트(110)의 제조 방법은, 시트(110)를 롤상으로 권취한 경우에도, 먼저 감긴 발포층(112)과 나중에 감긴 발포층(112) 사이에 제1 필름층(111) 및 제2 필름층(113)이 개재된다. 만일, 먼저 감긴 발포층(112)과 나중에 감긴 발포층(112)이 접촉하는 경우에는, 발포층(112)끼리 블로킹하지 않도록, 예를 들면, 발포층(112)에 이형지 등을 적층하거나, UV(ultraviolet) 코팅을 실시하는 대책이 취해진다. 본 실시형태의 시트(110)는, 먼저 감긴 발포층(112)과 나중에 감긴 발포층(112) 사이에 제1 필름층(111) 및 제2 필름층(113)이 개재되기 때문에, 이형지 등을 적층하거나, 발포층(112)에 UV 코팅을 실시하는 일 없이, 블로킹을 억제할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태의 제1 필름층(111) 및 제2 필름층(113)은 블로킹을 억제하는 층으로서의 기능도 갖는다. 본 실시형태의 시트(110)가 롤상으로 권취된 구성인 경우에는, 시트(110)를 제조하기 쉽고, 또한, 취급하기 쉽다.
다음으로, 제2 태양에 대해서, 실시예 및 비교예를 들어 상기 실시형태를 더 구체적으로 설명한다.
1. 시트의 제작
우선, 실시예 및 비교예 2의 제1 폴리우레탄 필름으로서, 폴리에스테르계 폴리우레탄(Seikoh chemicals Co., Ltd 제조, 럭스킨 U2245)의 필름을 준비했다. 제1 폴리우레탄 필름의 두께는 0.04㎜로 했다. 제1 폴리우레탄 필름의 비중은 1.1g／㎤였다.
또한, 실시예의 제2 폴리우레탄 필름으로서, 폴리에테르／에스테르계 폴리우레탄(Seikoh chemicals Co., Ltd 제조, 럭스킨 U2462)의 필름을 준비했다. 제2 폴리우레탄 필름의 두께는 0.02㎜로 했다. 제2 폴리우레탄 필름의 비중은 1.1g／㎤였다. 제2 폴리우레탄 필름의 설치면에는, 엠보싱 가공을 실시하여 요철 형상을 마련했다. 또, 요철 형상을 갖는 필름의 두께는, 이면으로부터 요철 형상의 볼록부의 꼭대기면까지의 치수로서 측정했다.
다음으로, 실시예 및 비교예 1, 2의 폴리우레탄 폼에 이용한 혼합 원료의 성분을 이하에 나타낸다.
폴리머 폴리올 1: 수평균 분자량 3,000, 관능기수 3, 폴리머 콘텐트 22질량％의 폴리머 폴리올(Asahi Glass Co., Ltd. 제조, EXCENOL914)
폴리머 폴리올 2: 수평균 분자량 3,000, 관능기수 2, 폴리머 콘텐트 20질량％의 폴리머 폴리올(Asahi Glass Co., Ltd. 제조, EXCENOL913)
폴리머 폴리올 3: 수평균 분자량 3,000, 관능기수 3, 폴리머 콘텐트 40질량％의 폴리머 폴리올(Sanyo Chemical Industries, Ltd. 제조, SHARPFLOW FS-7301)
폴리에테르 폴리올: 수평균 분자량 600, 관능기수 3의 폴리옥시프로필렌글리세릴에테르(Sanyo Chemical Industries, Ltd. 제조, SANNIX GP-600)
폴리에스테르 폴리올: 분자량 540, 관능기수 3의 폴리카프로락톤트리올(Daicel Corporation 제조, PLACCEL 305)
가교제 1: 디프로필렌글리콜(Asahi Glass Co., Ltd. 제조)
가교제 2: MPO(2-메틸-1,3-프로판디올)(Dalian Chemical 제조)
증점제: 수산화알루미늄(Sumitomo Chemical Company, Limited 제조, C-31)
정포제: 디메틸폴리실록산과 폴리에테르의 블록 공중합체(Dow Corning Toray Co., Ltd. 제조, SZ-1952 ADDITIVE)
촉매 1: 철 촉매 (NIHON KAGAKU SANGYO CO., LTD. 제조, FIN-P1)
촉매 2: 아연아민 촉매(KING INDUSTRIES사 제조, K-KAT XK-622)
난연제 1: 팽창 흑연(Shijiazhuang ADT Carbonic Material Factory사 제조, SYZR-802FP)
난연제 2: 폴리인산암모늄(CBC Co., Ltd. 제조, TERRAJU C-30)
폴리이소시아네이트: 폴리메릭 MDI(BASF INOAC Polyurethanes Ltd. 제조, foamlite 500B)
[표 3]
상기 각 성분을 표 3에 나타내는 배합 비율로 조제하여, 실시예 및 비교예의 폴리우레탄 폼의 혼합 원료를 얻었다. 또, 표 3 및 2 중의 (A) ∼ (C)의 표기는 실시형태에 기재된 각 성분에 대응하는 화합물을 나타낸다. 표 3 중의 각 성분의 수치는 질량부를 나타낸다.
실시예의 시트는, 다음과 같이 하여 제작했다. 우선, 혼합 원료를 믹싱 헤드 내에 투입하고, 불활성 가스(질소)를 10체적％ ∼ 90체적％의 범위에서 혼입하면서 균질해지도록 교반하여 혼합했다. 그 후, 혼합된 혼합 원료를 연속적으로 공급되는 상기 제1 폴리우레탄 필름과 제2 폴리우레탄 필름 사이에 공급하고, 120℃ ∼ 170℃에서 가열 경화시켰다. 이와 같이 하여, 제1 폴리우레탄 필름으로 구성된 제1 필름층과, 폴리우레탄 폼으로 구성된 발포층과, 제2 폴리우레탄 필름으로 구성된 제2 필름층이, 이 순으로 적층된 시트를 얻었다.
비교예 1의 시트는, 다음과 같이 하여 제작했다. 발포층은, 폴리우레탄 필름을 대신하여 이형성이 있는 기재를 이용한 것 외에는, 실시예의 발포층과 마찬가지로 하여 얻었다. 이형성이 있는 기재를 제외한 후에, 얻어진 발포층의 양면에 UV 코팅을 실시했다. UV 코팅은, 아크릴계 수지를 도포하고, UV를 조사하여 행했다. 이와 같이 하여, 양면에 코팅층을 갖고, 폴리우레탄 폼으로 구성된 발포층으로 이루어지는 시트를 얻었다.
이와 같이 하여 얻어진 비교예 1의 시트는, 코팅층이 이면 측에 노출되어 있다. 비교예 1의 시트는, 주로 블로킹을 억제하는 것을 목적으로 하여 UV 코팅을 실시하고 있다. 환언하면, 비교예 1의 시트는, 제조 및 취급의 편의상, 코팅층을 폐지할 수 없는 것이 실정이다. 다른 한편, 실시예의 시트는, 제1 필름층 및 제2 필름층에 의해 블로킹을 억제할 수 있으며, 코팅층을 갖고 있지 않다.
비교예 2의 시트는, 다음과 같이 하여 제작했다. 발포층은, 혼합된 혼합 원료를 연속적으로 공급되는 상기 제1 폴리우레탄 필름 상에 공급하고, 120℃ ∼ 170℃에서 가열 경화시킨 것 외에는, 실시예의 발포층과 마찬가지로 하여 얻었다. 이와 같이 하여, 제1 폴리우레탄 필름으로 구성된 제1 필름층과, 폴리우레탄 폼으로 구성된 발포층이, 이 순으로 적층된 시트를 얻었다. 즉, 비교예 2의 시트는, 제2 필름층을 갖지 않고, 발포층이 이면에 노출되는 점이 실시예와 상이하다.
2. 평균 셀경의 측정
실시예의 시트에 대해서, 실시형태에 기재된 방법으로 평균 셀경을 측정했다.
실시예의 폴리우레탄 폼의 평균 셀경은, 50㎛ 이상 300㎛ 이하였다. 이러한 셀을 갖는 폴리우레탄 폼은 충격 흡수성이 우수하다.
3. 시트의 관찰
실시예의 시트의 단면을, 현미경을 이용하여 관찰했다.
제1 폴리우레탄 필름의 단면을 1200㎛에 걸쳐 관찰한 바, 구멍은 관찰되지 않았다. 이러한 제1 폴리우레탄 필름은 클리닝성이 우수하다.
또한, 폴리우레탄 폼의 단면을 관찰한 바, 대략 구형상의 셀이 관찰되었다. 셀의 크기는, 균일성이 높았다. 이러한 셀을 갖는 폴리우레탄 폼은 충격 흡수성이 우수하다.
4. 평가
다음으로, 얻어진 실시예 및 비교예 1, 2의 시트에 대해서, 이하의 조건으로, 25％ 압축 하중, 방염성, 표면의 테이버 마모량(㎎), 이면의 정마찰 계수, 걸리 통기도(초／100mL), 충격 흡수성의 평가를 행했다. 또, 실시예에서는, 표면은 제1 폴리우레탄 필름(제1 필름층) 측의 면이고, 이면은 제2 폴리우레탄 필름(제1 필름층) 측의 면이다. 비교예 1에서는, 폴리우레탄 폼의 양면이 표면 및 이면이다. 비교예 2에서는, 표면은 제1 폴리우레탄 필름 측의 면이고, 이면은 폴리우레탄 폼(발포층) 측의 면이다. 결과를 표 4에 나타낸다.
[25％ 압축 하중]
25％ 압축 하중(㎫)(25％ CLD, JIS K 6254:2010)은, φ50㎜의 샘플을 1㎜／min의 속도로 25％ 압축했을 때의 압축 응력으로서 측정했다. 또, 시판되는 파일 카펫(두께 8.0㎜)의 25％ 압축 하중은, 0.09㎫이었다.
[방염성]
소방법 시행 규칙 제4조의 3에 준하여, 45° 에어 믹스 버너법에 의해 시험했다. 판정 기준에 적합한 경우에, 표 4에 「적합」이라고 기재했다. 또, 비교예 1은 방염성에 관한 시험은 행하지 않았다.
[표면의 마모량]
JIS K7204에 준하여, 마모륜 H-22, 회전 속도 60rpm, 하중 250g, 및 회전수 1000회의 조건으로 측정했다. 또, 각 조건은, 시트의 재료에 따라 적절히 규정했다.
[이면의 정마찰 계수]
JIS K7125에 준하여, 온도 23℃, 상대 습도 50％ 분위기 하에서 측정했다.
[걸리 통기도]
JIS L1096:2010 8.26.2에 정해진 통기성 측정 B법(걸리형법)에 준하여 구했다. 압축량 50％, 레인지 100mL로 했다. 또, 실시예 및 비교예 2는, 300초／100mL를 초과했기 때문에, 측정을 중단하고 표 4에 「통기 없음」이라고 기재했다.
[충격 흡수성]
플라스틱 타일(P 타일) 위에 샘플을 놓고, 112g의 강구(鋼球)를, 낙하 높이 200㎜에서 자유 낙하시켜, 충격 하중(kN)을 측정했다. 또, 샘플을 놓지 않고 측정한 충격 하중은 0.97kN이었다. 시판되는 파일 카펫(두께 8.0㎜)의 충격 하중은, 0.36kN이었다.
[표 4]
표 4에 나타내는 바와 같이, 실시예는, 비교예 1보다 표면의 마모량이 작아, 내마모성이 우수한 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예는, 비교예 1 및 비교예 2보다 이면의 정마찰 계수가 커, 그립성이 우수한 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예는, 통기성이 거의 없어, 클리닝성이 우수한 것이 시사되었다. 또한, 실시예는, 25％ 압축 하중, 방염성, 충격 흡수성 등의 기본적인 성능이 우수한 것이 확인되었다.
5. 실시예의 효과
이상의 실시예에 의하면, 기본적인 성능이 우수하고, 표면의 내마모성 및 이면의 미끄럼 방지성이 향상된 시트, 및 기본적인 성능이 우수하고, 표면의 내마모성 및 이면의 미끄럼 방지성이 향상된 시트의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 개시는 상기에서 상세하게 기술한 실시형태에 한정되지 않고, 본 개시의 청구항에 나타낸 범위에서 다양한 변형 또는 변경이 가능하다.
<제1 태양의 설명에 있어서의 부호의 설명>
10: 시트
10A: 표면(표피층 측의 면)
10B: 이면(발포층 측의 면)
11: 표피층
11A: 요철 형상
11P: 필름
12: 발포층
13: 기재
30: 제조 장치
31: 혼합부
32: 롤 기구
33: 공급 롤
34: 제품 회수 롤
35: 토출 노즐
36: 두께 규정부
38: 가열부
39: 기재 회수 롤
<제2 태양의 설명에 있어서의 부호의 설명>
110: 시트
110A: 표면
110B: 이면(제2 필름층 측의 면)
111: 제1 필름층
111A: 요철 형상
112: 발포층
113: 제2 필름층
113A: 요철 형상
121: 제1 기재
123: 제2 기재
130: 제조 장치
132: 롤 기구
133: 제1 공급 롤
134: 제2 공급 롤
135: 제품 회수 롤
136: 토출 노즐
137: 가열부
138: 제1 기재 회수 롤
139: 제2 기재 회수 롤
10: 시트
10A: 표면(표피층 측의 면)
10B: 이면(발포층 측의 면)
11: 표피층
11A: 요철 형상
11P: 필름
12: 발포층
13: 기재
30: 제조 장치
31: 혼합부
32: 롤 기구
33: 공급 롤
34: 제품 회수 롤
35: 토출 노즐
36: 두께 규정부
38: 가열부
39: 기재 회수 롤
<제2 태양의 설명에 있어서의 부호의 설명>
110: 시트
110A: 표면
110B: 이면(제2 필름층 측의 면)
111: 제1 필름층
111A: 요철 형상
112: 발포층
113: 제2 필름층
113A: 요철 형상
121: 제1 기재
123: 제2 기재
130: 제조 장치
132: 롤 기구
133: 제1 공급 롤
134: 제2 공급 롤
135: 제품 회수 롤
136: 토출 노즐
137: 가열부
138: 제1 기재 회수 롤
139: 제2 기재 회수 롤
Claims (12)
- 폴리우레탄 필름으로 구성된 표피층과,
폴리우레탄 폼으로 구성된 발포층을 구비하고,
상기 폴리우레탄 폼의 평균 셀경은 50㎛ 이상 300㎛ 이하인, 시트. - 폴리우레탄 필름으로 구성된 표피층과,
폴리우레탄 폼으로 구성된 설치층을 구비한, 시트. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
JIS K7204에 준하여, 마모륜 H-22, 회전 속도 60rpm, 하중 250g, 및 회전수 1000회의 조건으로 측정한, 상기 표피층 측의 면의 테이버 마모량이 250㎎ 이하인, 시트. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
JIS K7125에 준하여 측정한, 상기 발포층 또는 상기 설치층 측의 면의 정마찰 계수는, 온도 23℃, 상대 습도 50％ 분위기 하에서 0.3 이상 10.0 이하인, 시트. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 시트의 제조 방법으로서,
일 방향으로 주행하는 상기 폴리우레탄 필름의 표면에 폴리우레탄 폼 원료를 공급하고, 상기 폴리우레탄 폼 원료를 반응 및 경화시켜 상기 폴리우레탄 폼을 형성하는, 시트의 제조 방법. - 제1 폴리우레탄 필름으로 구성된 제1 필름층과,
폴리우레탄 폼으로 구성된 발포층과,
제2 폴리우레탄 필름으로 구성된 제2 필름층을, 이 순으로 구비하고,
상기 폴리우레탄 폼의 평균 셀경은 50㎛ 이상 300㎛ 이하인, 시트. - 제6항에 있어서,
상기 폴리우레탄 폼은 난연제를 함유하는, 시트. - 제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 제2 필름층은, 상기 발포층 측과는 반대 측의 면이 설치 대상물에 대하여 접촉하는 설치면이며, 상기 설치면에 요철 형상을 갖는, 시트. - 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
JIS K7125에 준하여 측정한, 상기 제2 필름층 측의 면의 정마찰 계수는, 온도 23℃, 상대 습도 50％ 분위기 하에서 0.3 이상 10.0 이하인, 시트. - 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 시트의 제조 방법으로서,
일 방향으로 주행하는 상기 제1 폴리우레탄 필름과 상기 제2 폴리우레탄 필름 사이에 폴리우레탄 폼 원료를 공급하고, 상기 폴리우레탄 폼 원료를 반응 및 경화시켜 상기 폴리우레탄 폼을 형성하는, 시트의 제조 방법. - 제10항에 있어서,
공급된 상기 폴리우레탄 폼 원료에 대하여 상기 제2 폴리우레탄 필름이 상측에 위치하는 자세로, 상기 폴리우레탄 폼 원료를 가열하고, 반응 및 경화시켜 상기 폴리우레탄 폼을 형성하는, 시트의 제조 방법. - 제1 폴리우레탄 필름으로 구성된 제1 필름층과,
난연제를 함유하는 폴리우레탄 폼으로 구성된 발포층과,
제2 폴리우레탄 필름으로 구성된 제2 필름층을, 이 순으로 구비한 시트.
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