KR960008599B1 - 핫큐어몰드 제조시설을 이용한 표면 다공성 폴리우레탄 폼의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

핫큐어몰드 제조시설을 이용한 표면 다공성 폴리우레탄 폼의 제조방법

제1도는 종래의 발명에 따른 우레탄 폼의 표면을 나타낸 실물사진이다.

제2도는 본 발명에 따른 우레탄 폼의 표면을 나타낸 실물사진이다.

제3a도는 본 발명에 사용된 몰드의 절개 사시도이고, b도는 본 발명에 따라 제조된 우레탄 폼의 사시도이며, 제3c도는 제3b도의 폼에 표피를 접착시킨 제품의 사시도이다.

제4도는 본 발명에 따른 일 실시예를 나타낸 공정도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 몰드 20 : 몰드의 내면

30 : 우레탄 발포원액 40 : 폼

50 : 표피 60 : 접착제

본 발명은 핫큐어 몰드제조시설을 이용하여 표면 다공성 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 승용차의 시트와 의자 등의 가구류, 기타 큐션패트 등에 사용되고, 접착 물질을 이용한 우레탄 폼과 접착물을 일체 접착하는 방법을 용이하게 하며, 세계적인 프레온 사용규제와 자동차경량화 추세에 따른 저밀도 우레탄 폼 제조가 가능한 표면 다공성 폴리우레탄 폼의 제조방법에 관한 것이다. 이하 본 명세서에 기재된 폼, 우레탄 폼, 폴리에테르 폼, 우레탄 몰드 폼 또는 우레탄 폼 성형몰이라는 용어는 동일한 물질을 의미하는 어휘들이다.

일반적으로 우레탄 몰드 폼의 제조방법은 고온처리방식의 핫큐어 몰드 폼 제조방법과 저온처리방식의 콜드큐어 몰드 폼 제조방법으로 크게 2가지로 구분된다.

핫큐어 몰드 폼의 제조방법은 우레탄 원료를 몰드에 주입시 몰드의 온도가 35∼45℃ 범위이고, 제품 탈형시의 몰드 온도는 100∼200℃ 범위이며, 이때 몰드 가온을 위하여 200∼250℃의 오븐을 이용하거나 기타의 가열방법을 사용한다. 또한 고온(100∼120℃)으로 처리된 몰드는 다시 발포액 주입을 위해서 35∼45℃의 주입온도까지 냉각을 위해서 냉각 공정이 필요하다. 이때 우레탄 발포 원료를 몰드내에 투입하는 것에서부터 우레탄 폼 성형품을 탈형하고 냉각하는 공정을 포함하여 1회 제품을 제조하는 사이클이 20∼30분 정도 소요된다.

핫큐어 몰드 폼의 제조에 사용되는 폴리올 원료는 일반적으로 분자량 2500∼3500이고 말단 수산기가 2∼4인 프로필렌 옥사이드와 에틸렌 옥사이드 중합체인 폴리에테르 폴리올이 사용된다.

콜드큐어 우레탄 몰드 폼의 제조방법은 우레탄 원료를 몰드에 주입시 몰드의 온도가 55∼65℃ 범위이고 제품 탈형시 몰드 온도는 65∼70℃ 범위이며, 이때 몰드 가온을 위해서 80∼120℃의 오븐을 이용하거나 기타의 가열방법을 사용한다. 탈형시의 몰드 온도가 70∼80℃의 범위이므로 추가로 냉각 공정이 필요치 않고 자연 통풍 냉각에 의하여 우레탄 원료를 몰드에 주입시 온도 55∼65℃ 범위로 될 수 있으며 1회 제품을 제조하는 사이클이 10∼20분으로 핫큐어 제조방식보다 생산성이 높다.

콜드큐어 우레탄 몰드 폼의 제조에 사용되는 폴리올 원료는 일반적으로 분자량이 4000∼6000이고 말단 수신기가 2∼4인 프로필렌 옥사이드와 에틸렌 옥사이드 중합체인 폴리에테르 폴리올로 핫큐어용 폴리올보다 분자량, 점도, 폴리올 자체의 반응성이 높은 폴리에테르 폴리올이 사용된다.

상기 몰드 폼은 경도, 탄성, 인열강도, 인장강도, 내구성등의 물리적 성질의 다양성에 의하여 자동차의 시트 및 가구의 쿠션재등에 널리 사용되고 있다.

핫큐어 몰드 폼 제조방법은 콜드큐어 몰드 폼의 방법보다 저분자량의 폴리올을 사용하므로 점도가 낮고 몰드 폼 제조시 필수적으로 사용되는 이소시아네트와의 반응성이 콜드 폼 원료보다 낮으므로 몰드에 발포액 주입후 발포액의 흐름성이 우수하여 복잡한 형상의 몰드 성형품과 저밀도 폼 성형품의 제조에 적합하고 개구된 몰드 성형품을 얻을 수 있으므로 롤러나 진공 흡입에 의한 크리싱 공정이 필요치 않다.

또한 낮은 점도를 이유로해서 우레탄 워액을 혼합하는 방식중 임펠러에 의하여 단순히 혼합하여주는 저압 발포기의 사용이 가능할 뿐만 아니라 고압의 분사 노즐에 의하여 혼합하여 주는 고압 발포기의 사용도 가능하다.

그러나, 사용된 촉매 범위에서 폴리올의 이소시아네트와의 반응성이 콜드 폼 원료에 비해 낮으므로 제품 성형을 위해 몰드 가온(110∼120℃)에 필요한 외부에너지가 콜드 폼 제조시보다 많이 필요하고 또한 가열된 발포액 주입온도(35∼40℃)로 몰드를 냉각시키기 위해서 냉각수 등을 이용한 냉각공정이 필요하며 1회의 제품 성형을 위하여 많은 시간(20∼30분)이 소요되므로 제품 생산성이 콜드큐어 폼 제조보다 낮다.

콜드큐어 몰드 폼 제조방법은 핫큐어 몰드 폼의 방법보다 고분자량의 폴리올을 사용하므로 탄성이 우수하고 고반응성 폴리올의 사용에 의한 이소시아네트와의 반응성이 빠르고 제품 숙성 시간이 핫큐어에 비하여 단축되므로 1회 제품 생산 사이클에 소요되는 시간 역시 단축되므로 생산성이 높아진다. 또한 가교제 등의 사용에 의한 이소시아네트와의 반응 안정화로 높은 발포액 주입시 몰드온도(55∼65℃)에서도 제품불량 발생이 적으며 탈형시 온도(70∼80℃)가 낮으므로 냉각수 등을 이용한 냉각 공정이 필요치 않고 자연 통풍냉각이 가능하고 몰드 가온(70∼80℃)에 필요한 외부 에너지가 핫큐어(110∼120℃)에 비하여 적게 필요하다.

그러나, 콜드 폼의 제조에 있어서 핫큐어에 비하여 고분자량의 폴리에테르 폴리올을 사용하므로 점도가 높고 발포액의 흐름성이 저하되므로 복잡한 형상의 몰드제품을 불량없이 생산하기가 어려우며, 핫큐어 성형품보다 고밀도의 성형품을 얻으며, 고반응성의 폴리에테르 폴리올을 사용하므로 빠른 반응성에 의하여 생성품은 미개구 성형품이 얻어지므로 성형품을 개구시키기 위하여 롤러나 진공 흡입등의 크리싱 공정이 필요하고 미개구발포 성형품의 발포 압력에 의한 몰드의 손상을 최소화시키기 위하여 몰드 두께를 핫큐어(8∼10m)보다 두껍게(10∼12m)하여야 하고 추가의 클램프 장치가 필요하고 고점도를 이유로 또한 고분자량, 고반응성의 폴리에테르 폴리올 제조를 위해서는 여분의 폴리에테르 폴리올 제조공정이 필요하므로 원료가격이 핫큐어에 비하여 높은 단점도 있다.

고온으로 처리된 핫큐어 우레탄 폼은 콜드큐어 우레탄 폼에 비하여 접착력이 현저히 저하된다. 그 이유는 일본 특개평 제4-1006호(이하 '006 특허라 함)에 기재된 바와 같이, 일반적인 핫큐어 우레탄 폼은 이형제의 융점을 상회하는 온도로 우레탄 폼의 경화를 촉진시키기 때문에 이형제가 우레탄 폼 표면으로 녹아 들어가 우레탄 폼 표면에 왁스 성분의 이형스킨층이 형성되는 것이다.

현재의 이형제에는 예를들면, 80℃ 전후의 온도에서 녹는 수용성의 왁스를 사용하고 있기 때문에 우레탄 폼의 경화 온도인 110∼120℃에서 용이하게 녹아 우레탄 폼 표면에 층으로 녹아 들게 된다. 또한 우레탄 폼 자체의 표면은 주입시의 몰드 온도가 35∼45℃ 범위로 낮으므로 몰드의 표면에 닿은 발포액은 충분한 반응열을 얻지 못하여 파포 효과를 가지지 못하고 미개구로 충진된 스킨을 가진 폼 표면이 형성된다.

따라서 미개구로 스킨을 가진 폼 표면에 100∼120℃의 고열에 의해 녹은 이형제가 폼 표면에 녹아 붙으므로 스킨층의 폼 표면에 왁스층이 도포된 이중의 비투과성 스킨층이 형성되어 있으므로 접착물을 우레탄 폼의 표면에 접착시킬때 접착제가 우레탄 폼 표층부에 침투되지 않고 또한 왁스성분의 이형제층에 의하여 접착을 방해받는다.

핫큐어 우레탄 폼에 표피(접착물)를 접착한 경우 용제에 녹힌 접착제를 우레탄 폼과 표피 사이에 개재시키는 동시에 가열한 것으로 표피를 접착하는 방법이 있지만 어느 방법으로 해도 전술한 이유에 의해 핫큐어 우레탄 폼의 성형품에 표피를 접착시키는 것은 곤란했다. 그러나, 상기 '006 특허에 의하면 열경화성 실리콘 수지 이형제를 핫큐어 몰드방식에 도입하여 표면다공성 우레탄 폼을 제조할 수 있다고 기술하고 있다.

상기 '006 특허에서는 열경화성 실리콘 이형제를 제품의 탈형온도인 110℃의 몰드 온도에 스프레이해서 도포하고 몰드가 가지는 여열을 이용하여 상기 이형제를 경화시킨 다음 우레탄 원액을 주입하고 발포성형을 행하도록 한 것을 특징으로 하는데 열경화성 실리콘 이형제의 주성분인 실리콘 수지는 우레탄 폼과 몰드 내면과의 표면에 있어서도 적당한 파포효과를 가지고 있으므로 스킨층이 생기지 않고 상기 이형제가 경화해 있기 때문에 우레탄 폼 성형시의 처리온도로 용융하는 것 같은 것이 없기 때문에 폼의 표면에 이형제가 부착되지 않는다는 것이다. 그러나, 상기 '006 특허는 열경화성 실리콘 수지의 사용의 경우 몰드온도의 저하, 즉 100℃ 이하일 경우, 또는 실리콘 수지가 냉각공정에 이르기 전에 완전히 경화되지 않을 경우, 실리콘 이형제를 완전히 경화시키기 위해 자외선 조사 및 여분의 에너지를 공급해 주어야 하고 실리콘 이형제를 완전히 경화시키지 않으면 소포등의 제품불량의 원인으로 될 수 있고 도포된 이형제가 폼의 표면으로 녹아 들어가지 않기 때문에 연속적인 이형제의 도포에서 몰드의 표면에 왁스층이 생기게 되어 자주 몰드청소를 하여 주어야 하는 불편이 있고, 고온에서 크랙등의 폼 불량을 유발하기 쉬운 문제점이 있었다.

핫큐어 우레탄 폼은 콜드큐어 우레탄 폼 제조방법과는 달리 발포액 주입시 몰드의 온도가 45℃ 이상이면 과다 발포반응으로 인하여 제품의 내면에 크랙, 시어 클랩스(Shear Collapse), 표면불량등의 제품불량 등이 원인이 되었고, 1회 제품생산 사이클에 소요되는 시간이 길어 제품 생산성이 낮고, 몰드 가온을 위해서 많은 외부에너지를 가해주어야 하므로 에너지 측면의 코스트가 많은 반면 제품탈형 이후 몰드온도를 냉각시키기 위해서 냉각수등을 사용한 냉각공정이 필요하였다.

특히, 냉각수를 사용하는 냉각공정은 수용성의 핫큐어용 이형제가 몰드냉각시 냉각수에 용해되어 냉각수에 왁스성분의 이형제가 포함되므로 냉각수 폐기시 환경문제가 대두되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 핫큐어 몰드제조시설을 이용하여 상기 문제점을 해결할 수 있는 표면 다공성 폴리우레탄 폼의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 일정한 온도로 온도 조절이 가능한 몰드내에 우레탄 원료를 주입과 함께 발포시켜 성형된 우레탄 성형품을 상기 몰드에서 탈형시켜 우레탄 폼을 제조하는 방법에 있어서, (1) 폴리올의 분자량이 2500∼5500이고, 말단 수산기가 2∼4인 폴리에테르 폴리올 단독 또는 (2) 비닐기를 가진 모노머에 의하여 형성된 고체상의 폴리머가 60중량% 이하로 분자량이 2500∼6000이고, 말단 수산기가 2∼4인 폴리에테르 폴리올에 분산 또는 그라프트된 폴리머 폴리올을 상기 폴리에테르 폴리올에 혼합한 폴리올을 주재로 하는 우레탄 발포원료를 몰드내에 주입시 핫큐어몰드 제조시설에서 50℃ 이상의 고온몰드를 사용하는 것으로 이루어진다.

이하 본 발명의 구성을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

우레탄 발포원료가 몰드표면에 닿는 순간의 온도가 우레탄 폼의 스킨 형성과 특별한 관계가 있다. 상기 '006 특허에서 사용한 열경화실리콘 수지 이형제를 제외하고 일반적으로 사용되고 있는 이형제는 종류에 관계없이 몰드온도가 낮으면, 낮을수록 생성된 스킨층은 두터워지고 몰드의 온도가 높으면 높을수록 생성된 스킨층은 얇아지며 보다 높은 몰드 온도에서는 스킨층이 없어지며 표면은 다공성으로 된다.

예를들어, 핫큐어 몰드의 경우 발포원료를 몰드에 주입시 몰드의 온도가 35℃인 경우 생성된 우레탄 폼의 스킨은 가장 두터우며, 몰드의 온도가 50℃인 경우 얇고, 그리고 70℃인 경우 표면은 다공성으로 된다.

그러나, 45℃ 이상의 경우 핫큐어 폼은 전술한 크랙, 표면불량 등의 불량품을 생산하기 쉬우므로 45℃ 이상의 몰드에서는 불량없는 제품을 생산하기는 불가능한 것으로 알려져 있다. 또 한가지 예는 상온(25℃) 몰드에서 제조되는 세미 리지드(Semi-Rigid) 폼 중에 인테그랄 스킨(Integral Skin) 폼은 폼의 표면층이 핫큐어 폼에 비교하여 월등하게 두꺼운 것이다.

또한, 우레탄 발포원료로 사용되는 폴리에테르 폴리올과 이소시아네트와의 반응성도 스킨층이 형성유무에 관계하는 것으로 밝혀지고 있다.

예를들어, 동일한 몰드온도 55℃에서 우레탄 성형품을 제조할 경우 저반응성의 핫큐어용 폴리올을 사용할 경우 스킨층이 존재하나 고반응성의 폴리에테르 폴리올을 사용할 경우 스킨층이 존재하지 않는 다공성 표면 폼을 얻을 수 있다.

본 발명은 상기 두가지 결과를 적용한 것으로, 폴리머 폴리올을 사용하여 폴리올의 반응성을 향상시키고 폼의 개구를 촉진시키며 발포반응의 안정성을 기하여 고온의 핫큐어 몰드에서 제조된 폼이 불량으로 되는 것을 방지하였고, 핫큐어 몰드 폼 제조법에서 표면다공성 폼의 제조가 불가능하던 것을 몰드의 온도를 상승시키므로서 표면다공성 폼의 제조를 고온에도 불구하고 가능하게 하였다.

실리콘 이형제의 종류에 관계없이 다공성 표면이 생성되는 메카니즘을 살펴보면 반응성을 향상시킨 폴리올과 이소시아네트는 촉매와 물 등의 반응에 의하여 발포되며 몰드내에 주입후 즉시 발포반응을 하게된다. 그러나, 낮은 몰드온도의 경우 몰드표면에서의 발포반응은 코어(Core)의 발포반응에 비하여 활발하지 못하여 폼의 표면은 코어의 활발한 반응에 의하여 스킨층으로 축적되며 표면의 발포반응에서 형성된 이산화탄소는 응축되며 폼의 표면으로 이산화탄소가 투과되지 못한다.

반면, 높은 몰드온도에서는 몰드 표면에서도 발포반응이 활발하여 발생된 이산화탄소는 폼 표면을 뚫고 표면에 이르게 되며 경화되어 다공성 폼 표면을 가질 수 있고, 일반적으로 핫큐어 폴리올보다 반응성이 높은 폴리머 폴리올을 사용하였으므로 상기 고온에도 불구하고 정상적인 저밀도의 우레탄 폼 성형품을 제조할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

제1도는 종래의 발명에 따른 우레탄 폼의 표면을 나타낸 실물사진이고, 제2도는 본 발명에 따른 우레탄 폼의 표면을 나타낸 실물사진이다. 제1도와 제2도에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 우레탄 폼은 표면에 다수개의 구멍이 형성된 다공성 우레탄 폼이다.

제3a도 및 b도는 핫큐어 몰드 제조라인을 이용한 표면 다공성 우레탄 폼 성형품(40)의 제조과정을 도시한 것이고, c도는 상기 우레탄 폼(40)에 표피(50)를 접착제(60)로 일체화시켜 본 발명에 따른 폴리우레탄 폼을 성형시킨 예이다. 우레탄 폼 성형품의 내부에는 내구성을 더욱 증가시키기 위하여 시트 프레임이나 용수철, 부직포 등의 인서트류가 설치될 수 있다.

상기 우레탄 폼(40)는 몰드(10)에 의하여 발포 성형되는데 몰드(10)의 내면(20)의 형상에 따라 우레탄 폼(40)의 형이 바뀌어져 다양한 우레탄 폼 성형품(40)를 제조할 수 있다. 몰드(10)의 온도 조절은 은조 배관을 이용하여 증기 공급원으로부터 공급되는 증기에 의하여 가열하여도 좋고 진열히터를 사용하거나 가열 오븐에 의하여 가열할 수 있다. 상기 우레탄 원료를 몰드내에 주입시 몰드의 온도는 50℃ 이상, 바람직하게는 55∼70℃ 범위이다.

상기 우레탄 폼 성형품의 제조공정 사이클의 일 예를 제4도에 도시하였다. 제3도 및 제4도에서 알 수 있는 바와 같이, 우레탄 발포원액(30) 주입으로부터 제품탈형, 이형제도포, 몰드 냉각 및 인서트 설치공정을 거쳐 다시 우레탄 원액 투입 발포 성형으로 1회의 사이클을 이루게 되는데 1회 사이클에 소요되는 시간은 10∼30분 정도이다.

우레탄 발포원액(30)의 혼합기는 일반적으로 임펠러에 의하여 혼합되는 저압 발포기와 고압의 노즐에 의한 혼합형식의 고압 발포기가 있고 본 발명품 제조를 위하여 사용된 폴리올의 점도가 25℃에서 1,200시피에스(cps) 이하므로 고압 발포기는 물론 핫큐어 몰드에 일반적으로 사용되는 저압 발포기에서 우레탄 발포원액(30)을 혼합하는 것이 가능하다. 그러나 콜드큐어용 폴리올 원료는 일반적으로 25℃에서 1,200시피에스(cps) 이상이므로 점도가 높기 때문에 저압 발포기에서 우레탄 원액을 혼합할 경우 혼합효율이 저하되며 성형품의 불량의 원인이 되기도 한다.

우레탄 발포원액(30)을 몰드(10)에 주입한 후 몰드의 뚜껑을 닫고 클램프에 의하여 몰드를 밀폐시킨 후 상술한 여러 몰드 가열 방법에 의하여 몰드를 5분에서 8분 정도 가열하여 준다. 몰드를 밀폐시킬 경우 우레탄 발포 성형시 발생되는 이산화탄소 가스가 몰드(10)으로부터 빠져 나갈수 있도록 통기 구멍을 뚫어 주어야 한다.

몰드(10)의 가열 공정이 끝나면 우레탄 폼(40)은 숙성이 완료되므로 제품 탈형을 한다. 우레탄 폼 성형품(40)의 탈형시의 몰드 온도는 60∼80℃ 범위이며, 제품 탈형하여 얻어진 우레탄 폼(40)은 핫큐어 몰드 폼의 경우 성형품(40)의 내부의 셀막들이 비교적 개구되어 있으므로 크라싱(Crushing)이 추가로 필요없으나 콜드큐어 몰드 폼의 경우 셀막들이 개구되어 있지 않으므로, 셀막의 개구를 위하여 크라싱 공정이 필요하다.

본 발명품의 경우 얇은 몰드 우레탄 성형품(40)에 대하여는 셀막이 거의 개구되어 있으므로 크라싱 공정이 필요치 않고 두꺼운 성형품이나 특별한 우레탄 폼의 물성을 내기 위하여는 간혹 크라싱 공정이 필요할때가 있다. 즉, 일반적인 본 발명의 우레탄 폼(40)의 제조 결과는 약 70% 이상의 셀이 개구된 형태의 폼을 제조할 수 있다.

제품 탈형후 일반적으로 우레탄 폼(40)과 몰드 내면(20)이 붙지 않도록 이형제를 도포하여 준다. 본 발명품의 몰드온도는 제품 탈형후 70℃ 전후이므로 60℃ 전후에서 녹아 내리는 유용성 이형제이면 제조된 제품의 특별한 불량없이 우레탄 폼(40)의 제조가 가능하다. 이형제 도포는 스프레이에 의하여 실시하는 것이 바람직하고 우레탄 발포원액(30)을 주입하는 온도(60℃)까지의 냉각은 자연 통풍 냉각에 의하여 가능하고 몰드(10)가 냉각되는 동안 인서트가 필요한 성형품에 대하여 인서트를 설치할 수 있다. 몰드 냉각 및 인서트 설치공정이 끝나고 준비된 몰드의 온도가 60℃ 전후가 되면 우레탄 원액 주입 발포 성형을 시작하여 2회의 사이클을 시작하게 된다.

본 발명에 사용된 조성물(우레탄 발포원액)은 비닐기를 가진 모노머에 의하여 형성된 고체상의 폴리머가 60중량% 이하로, 분자량이 2500∼6000이고, 말단 수산기가 2∼4인 폴리에테르 폴리올에 분산 또는 그라프트된 폴리머 폴리올을 폴리올의 분자량이 2500∼5500이고 말단 수산기가 2∼4인 폴리에테르 폴리올에 약 40중량%로 혼합하고, 상기 혼합 폴리올의 점도가 400∼3000시피에스(cps) 범위인 폴리올 100중량부와, 이소시아네트, 아민촉매류, 실리콘 정포제 및 물로 필수적으로 구성된다. 상기 혼합 폴리머 폴리올의 점도가 3000 시피에스 이상이면, 고점도에 기인한 본 발명의 최종 제품에 문제가 발생할 수 있다.

상기 폴리머 폴리올은 폴리올에 비닐 모노머를 80∼150℃에서 그라프트시켜 생성된 고체입자에 안전하게 분산된 폴리올로써 고탄성, 고경도 또는 세미리지드, 또는 에라스토머 등의 우레탄 폼을 제조하는데 광범위하게 사용되어진다. 상기 폴리머 폴리올의 제법은 아조비스이소부틸로니트릴(AIBN)이나 과산화물의 열분해에 의해 생성된 자유라디칼이 폴리올과 반응하고 이 반응 생성물이 아크릴로 니트릴과 같은 비닐기를 가진 화합물과 자유라디칼 반응하여 분자량이 증가하여 고체 입자를 생성하는 것으로 알려져 있다. 상기 비닐기를 가진 화합물로는 아크릴로 니트릴, 스티렌, 부타디엔, 비닐클로라이드, 비닐아세테이트 및 메틸메타아크릴레이트 4-비닐피리딘으로 구성된 군으로부터 하나 또는 그이상 선택된 것이 본 발명에 바람직하나, 이에 한정되지 않고 비닐기를 가진 모든 화합물이 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 우레탄 발포원액 자체의 온도는 약 22℃ 정도가 바람직하고, 각 우레탄 발포원액의 배합비는 우레탄 폼의 요구물성에 따라 바뀌어질 수 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명의 효과를 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

분자량이 3000이고 말단 수산기가 3인 폴리에테르 폴리올 60중량%와 아크릴로 니트릴과 스티렌 모노머로 형성된 38중량%의 고체상 폴리머가 분자량이 4000이고, 말단 수산기가 3인 폴리에테르 폴리올에 분산 또는 그라프트된 폴리머 폴리올 40중량%를 혼합하여 25℃에서 점도가 460cps인 폴리올 100중량부에 대하여 이소시아네이트로 한국 화인케미칼사의 코네이트-80 46.4중량부, 증류수 3.5중량부, 아민 촉매류로 에어 프로덕트사의 다브코 33LV 0.3중량부 및 유니온 카바이드사의 A-107 0.1중량부, 가교제로 유니온 카바이드사의 디에탄올 아민 1.5중량부, 실리콘 정포제로 유니온 카바이드사의 Y-10680 1.5중량부의 비율로 혼합기에서 혼합한 다음, 이형제로 중경유지사의 B-477-2가 도포된 60℃ 몰드에 투입한 후, 약 8분 정도 가열후 탈형하여 본 발명의 우레탄 폼을 제조하였다. 상기 우레탄 폼 성형품의 물성은 하기 표 1과 같다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

1. 종래의 핫큐어 우레탄 폼 성형품의 표면에 표피를 접착시키는 것이 곤란하다고 생각되었던 것을 본 발명에 따른 폼의 고온 몰드 핫큐어 제조시설을 이용하여 표면 다공성 우레탄 폼의 제조가 가능하므로 본 발명의 폼을 사용하여 표피 일체 성형 시트등도 문제없이 제조할 수 있다.

2. 종래의 핫큐어 폼 제조시 우레탄 발포 원액을 몰드에 주입시 몰드 온도가 45℃ 이상에서 불량없이 우레탄 폼을 제조하기가 곤란하던 것을 본 발명에서는 폴리머 폴리올을 사용하여 폴리올의 반응성을 증가시킨 결과 60℃ 이상의 핫큐어 몰드에서도 불량없이 우레탄 폼을 제조할 수 있다.

3. 일본 특개평 제4-1006호에서 핫큐어 방식에 의한 표면 다공성 폼 제조의 경우 특수한 열경화 실리콘 이형제를 사용하여야 하나, 본 발명에 따르면 통상의 유용성 이형제의 사용과 발포 원액의 반응성 향상과 고온 몰드의 상호작용에 의하여 표면다공성 우레탄 폼을 얻을 수 있다.

4. 일반적인 핫큐어 몰드 제조방법은 발포 원액 주입시 낮은 몰드온도(45℃ 이하), 제품숙성의 높은 온도(110∼120℃), 및 장시간의 1회 제품 생산 사이클 등으로 인하여 몰드의 가온과 냉각에 필요한 에너지의 소모가 많을 뿐만 아니라 제품생산성이 저하되나, 본 발명의 경우 기존의 핫몰드 제조라인을 이용하여 콜드큐어 몰드 우레탄 제조조건에 가깝게 원료 온도 주입시 몰드온도를 승온(60℃)시키고, 제품숙성 온도(70℃)를 낮게하며, 1회 제품생산 사이클 시간 단축이 가능하므로 에너지 및 제품생산성을 향상시킬 수 있도록 하였고, 냉각수등을 이용한 냉각 공정이 불필요하다.

5. 기존 핫큐어 몰드 제조시 몰드 냉각을 위하여 냉각수를 사용하는 공정에 대하여 수용성 왁스가 냉각수에 대량 포함되어 있어 냉각수 폐기시에 환경문제가 고려되어야 하나, 본 발명의 경우 자연 통풍 냉각이므로 냉각수의 사용이 필요치않다.

Claims (5)

1. 일정한 온도로 온도 조절이 가능한 몰드내에 우레탄 원료를 주입과 함께 발포시켜 성형된 우레탄 성형품을 상기 몰드에서 탈형시켜 우레탄 폼을 제조하는 방법에 있어서, 비닐기를 가진 모노머에 의하여 형성된 고체상의 폴리머가 60중량% 이하로 분자량이 2500∼6000이고, 말단 수산기가 2∼4인 폴리에테르 폴리올에 분산 또는 그라프트된 폴리머 폴리올을 폴리올의 분자량이 2500∼5500이고, 말단수산기가 2∼4인 폴리에테르 폴리올에 혼합한 폴리올을 주재로 하는 우레탄 발포원료를 몰드내에 주입시 핫큐어 몰드 제조시설에서 50℃ 이상의 고온몰드를 사용하는 것을 특징으로 하는 표면 다공성 폴리우레탄 폼의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 우레탄 원료를 몰드내에 주입시 몰드의 온도가 55∼70℃ 범위이고, 우레탄 폼 성형품의 탈형시 몰드 온도가 60∼80℃ 범위이며, 우레탄 성형품을 제조하는데 소요되는 시간이 우레탄 발포 원액 주입시부터 완제품 탈형시까지 10∼30분이 소요되는 것을 특징으로 하는 표면 다공성 폴리우레탄 폼의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 혼합 폴리올의 점도가 400∼3000시피에스 범위인 것을 특징으로 하는 표면 다공성 폴리우레탄 폼의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 비닐기를 가진 모노머가 아크릴로 니트릴, 스티렌, 부타디엔, 비닐클로라이드, 비닐아세테이트 및 메틸 메타아크릴레이트 4-비닐피리딘으로 구성된 군으로부터 하나 또는 그이상 선택됨을 특징으로 하는 표면 다공성 폴리우레탄 폼의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 우레탄 원료가 이소시아네트, 아민촉매류, 실리콘 정포제, 및 물을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 표면다공성 폴리우레탄 폼의 제조방법.