KR0184702B1 - 라텍스폼박층을 백코트한 표피재와 그것을 이용한 일체발포제품 - Google Patents

Abstract

통기성 있는 표포(表布)(10)의 내면(12)에 고무계 또는 합성수지계 등의 고분자 라텍스를 코팅하여 발포경화시킴으로써 형성한, 내부에 비교적 미세한 메카니컬오픈셀(18)를 가지고, 표면가까이에 보다 치밀한 오픈셀의 층(20)과 표면에 통기성 스킨(22)을 가진 라텍스폼박층(15)이 강한 결합영역(17)을 통해 통기성 표포(10)와 결합되어 이루어지는 일체발포제품용의 표피재, 상기 통기성 스킨(22)은 미소공(21)을 가지고는 있지만, 외표면은 실질적으로 평활하여, 이 스킨상에 직접적으로 주입되는 본체폼(25)의 원액을 평활하게 도입할 수 있고, 라텍스폼박층(15)에의 실질적 침입을 잘 방지할 수 있다.

Description

[발명의 명칭]

라텍스폼박층을 백코트한 표피재와 그것을 이용한 일체발포제품

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 라텍스(latex)를 표포(表布)에 백코트(back-coat)하여 라텍스폼(latex foam)박층(薄層)을 형성한 표피재(表皮材)와, 이것을 이용하여 성형되는 일체발포(一體發泡)제품에 관한 것이다. 또한, 구체적으로 본 발명은 통기성(通氣性)표포의 내면에 통기성 라텍스폼박층을 코팅에 의해 형성한 복합표피재와, 이것을 최종 소망제품의 형태로 한 내부에 본체폼을 주입하여 일체발포성형한, 예를 들면 차량용 시트, 시트쿠션, 헤드레스트, 암레스트, 선바이저(sun visor)등과 같은 제품에 관한 것이다.

[배경기술]

통기성의 커버(표피)를 최종소망제품, 예를 들면 시트쿠션의 형태로 정형하여, 이 안에 본체폼이 될 연질폴리우레탄의 원액을 주입하여 본체폼과 표피가 본래적으로 일체로 결합한 일체발포제품을 만드는 것은 이미 오래전부터 알려져 있다. 그러나, 이 경우 만일 통기성 표피의 내측에 대해 직접 폴리우레탄원액을 주입하면, 원액이 표피조직(texture)내에 침투하고, 또는 표피의 표면에까지 침출하여 그곳에서 경화되어, 하드층이나 하드스폿이라고 하는 부분적으로 딱딱하고, 감촉이 좋지 않은 영역을 불이익으로 형성하는 수가 있다. 이것을 피하기 위해, 본체폼이 될 원액이 표피내에 들어가는 것을 방지하는 완충층을 배설하는 것이 제안되어 있다.

이것에 의하면, 얇은 슬래브우레탄층이 표피의 내면에 완충층으로서 붙여지고, 폴리우레탄(본체폼)의 원액은 이 슬래브우레탄층의 위에 직접 주입될 수 있다. 주입된 원액은 슬래브우레탄층에 약간 들어가 경화되어, 얇은 표면층(面狀層)을 형성하고, 이 표면층이 슬래브우레탄 및 그것이 결합(접착)되어 있는 표피와 본체폼과의 사이의 충분한 결합을 유리하게 가져온다고 되어 있다.

그러나, 현실적으로는 본체폼은 주입시 토출된 크림상(狀)의 용액이 슬래브우레탄면에 직접 닿으면 큰 셀내에 빠르게 침입하여, 하드스폿을 형성하거나, 또 슬래브폼을 빠져나와 포조직에까지 달하여, 불이익한 하드스폿을 형성하거나 또는 부품의 형상에 따라서는 주입된 원액이 슬래브우레탄층에 넓은 범위로 함침(含浸)하여 두꺼운 경화층을 생성하거나 하는 폐해가 확인되어 있다.

그러므로, 표피에의 본체폼의 침투를 피할 목적으로, 그 내면에 기밀성(氣密性) 필름을 붙이는 기술이 많은 미합중국 특허에 있어서 제안되어 있다. 예를 들면 미합중국 특허 제4,247,347호(Lischer 외), 동 제4,247,348호(Lischer), 동 제4,264,386호(Sears, Jr. 외) 및 동 제4,287,143호(Sears, Jr. 외)등에 적합하게 폴리염화비닐제의 기밀성 필름을 표포의 내측에 붙이는 것이 기재되어 있다. 그러나, 이와 같은 기밀성 필름을 사용하면, 완성된 제품은 통기성이 없어져서, 제품표면에 접촉되면 눅눅한 느낌이나 끈적한 느낌이 생겨 불쾌감을 가져오므로, 이 방법은 실용상 문제가 있다.

가령, 상기 완충층으로서의 슬래브우레탄의 사용과, 상기 미합중국 특허에 개시된 기밀성 필름의 사용을 조합했다고 해도, 결과는 마찬가지로 제품표면에 통기성이 가져오는 쾌적한 감촉을 실현할 수는 없다. 제품표면에서 쾌적한 감촉을 가져오게 하기 위해서는, 아무래도 본체폼과 표포와의 사이에 통기성을 보증하는 개재층을 배설하고, 이 개재층이 동시에 본체폼의 불이익의 침투도 방지할 수 있는 것으로 하는 것이 필요하다.

더욱이, 상기 슬래브우레탄층의 첩부(貼付)는 당초부터 슬래브우레탄의 제조가, 먼저 큰 블록형의 발포체를 제조하고, 이것을 원하는 얇은 다수의 슬래브로 얇게 자르는 공정을 포함하여 제조코스트가 증가한다는 것, 또 얇게 자른 슬래브우레탄층을 다수 비축해 둘 스폐이스를 요한다는 현실적 견지에서의 결점을 내포하고 있다는 것, 또 슬래브우레탄의 첩부는 통상 화염용착(火焰溶着)에 의해 이루어지므로, 그 때 유독가스가 다량으로 발생하여 공장 및 주위환경에 유해결과를 초래한다는 것, 등의 견지에서 반드시 바람직한 방법은 아니다. 또한, 예를 들면 상기 미합중국 특허에서 볼 수 있는 바와 같은 필름첩부기술을 응용하여, 기밀성이 아닌 다수의 통기공을 가진 통기성 필름을 첩부하는 것을 상기 슬래브우레탄의 첩부기술과 조합한 개량방법을 안출하여 결과적으로 통기성이 양호한 제품을 얻을 수 있었다고 해도, 이와 같은 방법은 제조공정이 많고, 번잡하다는 것과 높은 코스트를 요할 것이라는 문제와, 슬래브우레탄의 첩부공정에서 대량의 유독가스가 발생한다는 문제는 근본적으로 해결될 수 없다.

[발명의 개시]

따라서, 본 발명은 제조공정이 간단하고 유독가스의 발생 등 환경오염의 염려가 전혀 없고, 원하는 대로 양호한 통기성을 구비하고 있는 동시에 본체폼의 침투에 의한 하드스폿의 형성 등의 결점이 없는 일체발포제품용의 신규의 표피재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 발명은 상기와 같은 표피재를 제조하는 실제적인 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 신규의 표피재를 이용하여 제조되는 일체발포제품 그 자체도 목적으로 한다.

이들 목적을 실현하기 위해, 본 발명에 의하면, 통기성 있는 표포의 내면에 고무계 또는 합성수지계의 고분자재료의 라텍스를 코팅하여 발포경화시키고, 내부에 미세한 오프셀을 생성시켜서, 표면가까이에 보다 치밀한 셀과 표면에 스킨을 생성한 라텍스폼박층을 표포와 일체적으로 형성함으로써 표피재를 실현한다.

라텍스폼박층의 두께는 적용하는 라텍스의 양에 의해 콘트롤될 수 있으나, 통상 0.1~3.0㎜ 두께 정도로 발포·경화시키는 것이 적합하다. 라텍스폼박층내의 오픈셀은 라텍스를 적용하기 전에 기계적인 교반을 조정적으로 행함으로써 셀의 개수를 비교적 용이하게 조절할 수 있는 메카니컬오픈셀이며, 충분한 교반을 행하면 셀의 수를 증가시켜서 라텍스폼박층의 밀도를 작게 하고, 따라서 통기성을 증대하도록 조정할 수 있다. 이 경우에도 오픈셀의 크기 그 자체를 직접 콘트롤하는 것은 곤란하지만, 치밀한 셀의 층의 두께를 증감시킬 수는 있다. 대체로, 치밀한 셀의 1개의 크기는 2μ~10μ 정도이며, 내부의 셀의 크기는 10μ~30μ 정도이다. 그리고, 셀의 개수는 평균적으로 20,000개/㎠~70,000개/㎠의 범위가 적합하며, 본 발명의 라텍스폼이면, 종래의 슬래브우레탄폼의 경우와 달리, 표피재의 제조현장에서 이와 같은 적합한 범위의 조정이 가능하다. 본 발명의 라텍스폼박층 내부의 오픈셀이 큰 것이라도 종래 사용된 슬래브우레탄의 셀에 비하면, 크기는 1/5~1/10 정도이며, 특히 스킨면에서는 1/10~1/80의 미소공(微小孔)이 생길 뿐이다.

표피재의 표포로서는 면, 양모 등의 천연섬유, 또는 각종의 합성섬유, 또는 이들의 혼직 또는 혼방사제(混紡絲製)의 직포(織布), 편포(編布) 또는 부직포(不織布)로 이루어지는 통기성, 흡수성 및 쾌적한 촉감을 가진 것이 사용된다. 라텍스를 적용하기 전에 면포(綿布)의 구김살, 접힌곳, 먼지를 충분히 제거하여, 평면성을 유지하는 것이 필요하다.

사용가능한 라텍스로서는 스티렌·부타디엔러버, 아크릴로니트릴·부타디엔러버, 천연고무, 실리콘고무, 메틸렌·부타디엔러버 등과 같은 각종 천연고무, 합성고무 및 그들의 각종 변성체, 공중합체로 이루어지는 고무계 라텍스; 및 아크릴, 우레탄, 염화비닐, 아세트산비닐, 폴리비닐알코올, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 등의 각종 합성수지 또는 천연수지, 및 그들의 각종 변성체알로이, 공중합체로 이루어지는 수지계 라텍스가 있다.

이들 중에서 선정되는 적당한 라텍스를 약 20~40℃의 적정온도를 유지하면서 기계적 교반을 행하여, 메카니컬셀의 생성을 준비한다. 교반이 부족하면 밀도의 크기, 따라서 셀의 개수가 적고 통기성이 작은 라텍스폼으로 된다. 교반을 충분히 행하여 공기를 충분히 혼입시켜서, 밀도가 작고 따라서 셀의 수가 많은 라텍스폼을 생성시키도록 하는 것이 중요하다. 선정된 라텍스재료의 종류에도 의존하지만, 교반은 통상 상기의 온도로 3~15분간 정도 행하는 것이 필요하다.

교반을 거친 라텍스재료를 마찬가지로 20~40℃로 유지하여 표포의 내면에 적용한다. 적용방법은 나이프코팅 또는 롤코팅에 의할 수 있다. 적용시에 라텍스재료의 온도가 지나치게 낮으면, 큰 기포가 혼입될 염려가 있는 외에, 균일한 코팅두께의 것을 만드는 것이 곤란하게 된다. 또, 적용시에 온도가 지나치게 높으면, 기포가 도피하기 쉽게 되는 동시에 두껍게 코팅할 수 없게 되어 부적당하다.

소정두께로 적용한 후, 라텍스는 예비건조와 큐어링(curing)의 공정을 거친다. 이들 공정은 코팅두께나 얻으려고 하는 밀도에 의해 조건이 변하지만, 표준적으로 예비건조는 통상 80~120℃에서 3~5분간이 적당하며, 계속되는 큐어링은 통상 150~170℃에서 2~3분간 행해진다. 예비건조가 극단적으로 고온이고 단시간이면, 스킨의 두께가 커지고, 치밀한 셀의 층은 얇고, 내부에 큰 셀이 생겨서, 스킨면의 구멍도 커지므로, 본체폼이 함침되기 쉬워져서, 본 발명의 목적에 합치하지 않는다. 한편, 상온에서 극단적으로 오래(예를 들면 하루밤) 방치한 경우, 스킨은 얇고, 치밀한 셀이 거의 점유하고, 큰 셀은 매우 적어지고, 스킨면의 구멍도 작아지므로, 본체폼의 함침방지에는 유리하지만, 통기성에 문제가 생긴다.

통기성을 적정하게 확보하고, 치밀한 셀을 만들기 위해서는 적합하게는 예비건조후에 크러싱을 행하면 된다. 즉, 라텍스재료의 교반을 충분히 행하고, 밀도가 될 수 있는 한 작은(셀이 많은) 폼으로 되도록 하여 코팅하고, 예비건조후에 표피재 전체를 크러싱하면, 셀이 찌부러져서 치밀한 셀이 되어 통기성을 억제하는 동시에, 크러싱의 정도에 따라서는 통기성을 어느 정도 콘트롤할 수 있으므로, 전체로서 경량이고, 더욱이 치밀한 셀의 라텍스폼박층을 유리하게 얻을 수 있다. 크러싱공정은 기계적으로 또는 손작업으로 행할 수 있고, 적합하게는 간극을 자유로이 조정할 수 있는 롤러를 지나가게 함으로써 매우 간단히 실시가능하다.

이와 같이하여 얻어진 본 발명의 표피재는 그 라텍스폼박층이 표면에 실질상 평활한 스킨을 가지고, 내부에 비교적 생성을 콘트롤하기 쉬운 메카니컬오픈셀을 가진 구조로 되어 있으므로, 원하는 대로 양호한 통기성을 유지하는 동시에, 고속반응우레탄 등과 같은 본체폼의 침투를 잘 방지하고, 종래의 슬래브우레탄을 사용한 경우와 같이 딱딱한 함침층(표면층)을 형성하지 않고, 더욱이 본체폼과 표피재와의 강한 결합력을 발생할 수 있어서, 쾌적한 표면감촉으로 전체에 유연한 통기성이 양호한 일체발포제품을 제조하는 것을 가능하게 한다. 본 발명의 표피재는 각종의 일체발포제품용으로 사용할 수 있으나, 특히 차량용 시트, 시트쿠션, 헤드레스트, 암레스트 등의 제품이나, 특히 선바이저 등과 같은 얇거나 세경(細徑)의 일체발포제품용의 표피재로서 우수하다는 것이 인정된다.

본 발명의 표피재는 종래의 슬래브유레탄을 붙이는 방법에 비해 보다 간단하고, 안전, 경제적인 공정에 의해 제작할 수 있다. 특히, 본 발명에서 사용하는 라텍스는 수용성의 졸용액이므로, 표포내면에 코팅하면 섬유를 에워싸도록 하여 단단히 기계적으로 고착시키므로, 종래의 슬래브우레탄과 같이 결합하는 면의 상황에 따라 접합력이 변화하기 쉬운 용착이나 접착과 달리, 표포의 재질이나 조직에 의한 고착력의 차가 거의 발생하지 않는 이점이 있다. 그러므로, 사용하는 표포의 제한이 적고, 제품의 디자인 결정상 큰 자유도를 부여한다. 또, 고착력의 불균일도 접착이나 용착법보다 작으므로, 안정된 고품질의 발포제품을 얻을 수 있는 이점도 있다.

또한, 본 발명의 표피재의 제조방법은 사용하는 라텍스가 수용성 졸용액이므로, 건조경화의 공정에서 슬래브우레탄의 화염용착시에 발생하는 유해하고 대기오염을 야기하는 어떠한 가스도 발생시키는 일이 없으므로, 환경위생의 면에서도 추장되어야 할 방법이라고 말할 수 있다.

또, 일체발포제품을 만드는 경우, 완성품을 디자인대로의 형상으로 정형하려고 하여, 발포성 혼합물을 계산량보다 약간 많게 오버팩하는 수가 있으나, 종래의 슬래브우레탄인 경우에는 오버팩압이 높아지면 그만큼 발포성 혼합물은 슬래브우레탄층에 깊이 침입하여 두꺼운 경화층을 생성하는 결점이 있었으나, 본 발명의 라텍스폼박층에서는 그 표면스킨이나 미세한 메카니컬오픈셀이므로, 약 5%~8% 정도 오버팩해도 라텍스폼박층에는 매우 조금밖에 발포성 혼합물이 침입하지 않아서, 매우 얇은 경화막밖에 되지 않으므로, 제품의 형태를 정형하는 것과 제품의 필링을 유지하는 것을 양립시킬 수 있는 이점이 있다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 관한 표피재의 모식적인 부분단면도로서, 표포와 라텍스폼박층과의 일체적인 결합과 라텍스폼박층의 표면스킨을 도시한 것이다.

제2도는 본 발명에 관한 표피재와, 그것이 발포하여 접합되어 있는 본체폼의 단면을 현미경적으로 확대하여 나타낸 부분확대단면도로서, 라텍스폼박층과 포섬유가 결합되어 있는 상태, 라텍스폼박층의 내부의 메카니컬오픈셀 및 표면스킨, 그리고 표면스킨에의 본체폼의 강한 결합을 명시한 것이다.

제3도는 본 발명의 표피재를 사용하는 제품의 일예로서 헤드레스트의 고속반응형 본체폼 원액을 주입하는 것을 예시한 예시한 약시단면도이다.

제4도는 라텍스폼박층을 가진 본 발명의 표피재(A)와 종래의 슬래브우레탄을 리포시지한 표피재(B)의 본체폼 원액 주입에 대한 성능의 상위를 설명하기 위한 세장(細長)한 원통형 제품의 사시도이다.

제5도는 성능비교시험의 결과의 일예를 도시한 그래프이다.

제6도는 비교를 위해 본 발명의 표피재의 라텍스폼박층(A)과, 종래의 표피재의 슬래브폼(B)의 표면의 일부를 현미경적으로 확대하여 도시한 부분평면도이다.

제7도는 본 발명의 표피재를 사용하여 일체발포성형될 수 있는 제품을 예시한 사시도이다.

[발명의 실시하기 위한 최선의 형태]

도면 특히 제1도를 참조하면, 본 발명에 관한 표피재(表皮材)는 통기성 있는 표포(表布)(10)와 그 내표면에 백코트된 라텍스폼(latex foam)박층(15)으로 이루어진 것으로서 도시되어 있다. 표포(10)는 전술한 바와 같이 면, 양모 등의 천연섬유, 또는 여러가지 합성섬유, 또는 이들의 혼방사제의 직포(織布), 편포(編布) 또는 부직포(不織布)로 이루어지는 통기성, 흡습성 및 쾌적한 촉감을 가진 것으로부터 선정되며, 적합하게는 폴리에스테르섬유에 의한 편포가 통상 사용된다. 표포(10)는 표면(11)과 내면(12)을 가지며, 그 내면(12)에 본 발명에 관한 라텍스폼박층(15)이 다음에 상세히 설명하는 결합영역(17)을 통해 스스로 결합되어 있다. 라텍스폼박층(15)은 넓은 범위의 후보재료군에서 선정된 적당한 라텍스가 표포내면에 직접 적용된 후, 그 자리에서 발포경화되어 형성된 것이며, 내부에 메카니컬오픈셀(18)을 다수 연통시켜 가지며, 또 라텍스폼박층의 표포와 반대측의 표면 가까이에는 보다 치밀한 오픈셀의 층(20)과 그 외측에 매우 얇은 통기성의 표면스킨(22)이 형성되어 있다.

통기성 스킨(22)에는 제2도에서 알 수 있는 바와 같은 미소공(21)이 형성되어 있으나, 스킨외표면은 실질적으로 평활하며, 후에 주입되는 본체폼(제2도에 (25)로 표시함)의 원액을 평활하게 도입할 수 있다. 이 점이 후에 제6도에 관해 설명하는 바와 같이 종래의 슬래브우레탄폼과 크게 다른 것이다. 본 발명의 라텍스폼박층(15)의 두께는 발포경화후에 0.1~0.3㎜ 정도가 적합하며, 특히 0.8~2.0㎜가 가장 적합하다고 인정되었다.

제2도는 본 발명의 표피재의 내측에 본체폼 예를 들면 고속반응형 폴리우레탄(본체폼 원액)을 주입발포시킨 제품의 일부를 절단하여 현미경으로 확대했을 때의 형태를 모식적으로 나타낸 도면이다.

이 도면에 있어서, 표포(10)는 그 내면(12)에 가까운 부분만이 도시되고, 위사(緯絲)(13)와 종사(縱絲)(14)이 일부가 보이고 있다. 라텍스폼박층(15)은 표포에 가까운 영역에서 경화된 물질이 표포의 섬유(이 경우 종사(14)를 에워싸도록 기계적으로 결합(16)하고 있고, 이것이 전체로서 결합영역(17)을 형성하고, 라텍스폼박층(15)과 표포(10)와의 강한 결합을 가져오고 있다. 이 라텍스폼과 표포와의 결합은 종래의 슬래브우레탄폼의 화염용착에 의한 경우와 같이, 유해가스 등을 전혀 발생하지 않고, 정온(靜穩)안전하게 비교적 간이한 작업에 의해 실시할 수 있고, 환경오염의 폐해가 없다.

적용되어 건조경화된 라텍스폼박층(15)은 제2도에 모식적으로 도시한 바와 같이 내부에 서로 연통하여 무수히 생성된 메카니컬오픈셀(18)을 가지고 있어서, 양호한 통기성을 보증하고 있다. 라텍스폼박층(15)의 표면 가까이에는 치밀한 오픈셀의 층(20)이 있으며, 그 외측에 극히 얇은 통기성 스킨(22)이 형성되고, 이 스킨에도 미소공(21)이 형성되어 있다. 통기성 스킨(22)의 외표면은 물론 미소공을 가지고는 있으나, 본체폼(25)의 물질에서 보면 매우 조밀(稠密)한 조직으로서 실질적으로 평활표면을 형성하고 있으며, 발포하면서 어떤 본체폼의 라텍스폼박층(15)내에의 침입을 저지하는데 충분한 장벽을 구성하고 있다. 따라서, 본체폼으로 될, 예를 들면 고속반응형 우레탄 등과 같은 발포성 혼합물이 스킨표면(22)상에 직접 닿아도, 종래의 슬래브우레탄폼에 대한 경우와 같이, 발포성 혼합물이 침입하여 딱딱하고 상당히 두꺼운 함침경화층을 라텍스폼박층(15)내에 형성하지 않고, 본체폼 원액이 미경화상태에서 라텍스폼박층에 들어가려 해도 약간 스킨(20)의 미소공에 들어가든가, 겨우 스킨을 약간 빠져나간 치밀셀의 층(20) 주변에서 완전히 경화되어 멈추므로, 이른바 함침층은 제2도에 도시한 치밀셀층(20)과 대략 같은 두께로 되는 정도이며, 실질적으로 외부로부터 딱딱한 감촉을 가져올 정도의 함침층은 형성되지 않는다. 이와 같이 극히 얇은 함침층은 본체폼(25)과 라텍스폼박층(15)의 결합을 가져오는데 필요한 것으로서, 이러한 의미에서 스킨(22) 및 치밀셀층(20)은 본체폼(25)의 두꺼운 함침을 방지하는 배리어로 되는 동시에 본체폼과의 결합을 가져오는데 족한 결합층으로도 되는 것이다. 이와 같이, 본 발명의 표피재는 라텍스박층(15)과 표포(10)와의 강한 결합을 가져오는 기계적 결합영역(17)을 가지는 동시에, 반대면에 본체폼의 침입을 제한하고 또한 본체폼과의 충분한 결합을 가져오는 통기성 스킨 및 콘트롤가능한 치밀셀층(20)을 가진 점이 종래 예견되어 있지 않았던 신규의 특징이다. 또, 스킨(22)은 통기성을 가져오는 미소공(21)을 가지고 있으면서, 그 외표면은 본체폼에 대하여 실질적으로 평활표면을 나타내며, 본체폼의 평활성을 좋게 하는 이점이 있다.

본 발명의 표피재의 특성을 이용하여, 유리하게 제조될 수 있는 일체발포제품의 일예를 제3도를 참조하여 설명한다. 제3도는 시트백의 상변에 장착되는 헤드레스트(30)(제7도 참조)를 도시한 것이다. 본 발명의 표피재(31)는 표포(10)를 외측에, 라텍스폼박층(15)을 내측으로 하여 미리 헤드레스트의 입체형상으로 봉제(縫製) 또는 웰더 가동된다. 라텍스폼박층(15)의 통기성 스킨(22)은 헤드레스트의 전내주를 덮고 있다. 입체형상으로 가공되어서 아직 내부가 비어있는 헤드레스트는 그 저면에 상당하는 개구부에 장착한 폐쇄구(閉鎖具)(33)로 개구가 폐쇄되고, 폐쇄구(33)에 주입노즐(32)을 삽입하여 적당한 몰드 M내에 세트된다. 주입노즐(32)의 외단은 본체폼 원액의 공급원에 접속된다. (35)는 헤드레스트의 코어이며, 금속 또는 플라스틱판이 사용될 수 있다. 본체폼 원액(36)은 노즐(32)의 내단으로부터 직접 코어(35)상에 토출되고, 급속히 팽창발포하면서 헤드레스트의 정상부(도면에서 우측)의 스킨(22)에 닿는다.

종래라면, 이 충돌에 의해 미경화의 크림상(狀) 원액이 슬래브우레탄내에 상당히 깊게 침투하여 경화되는 폐해가 있었으므로, 제3도에 쇄선으로 표시한 바와 같은 장해물(38)을 코어(35)의 선단에 부착시키는 등 하여, 크림상 원액을 분산시킬 필요가 있었다. 그러나, 본 발명에 의하면, 라텍스폼박층(15)의 스킨(22) 및 치밀셀층(20)이 통기성을 유지하고는 있지만, 크림상 원액의 침투를 허용하지 않으므로, 스킨에 충돌한 원액은 그곳에서 급속히 경화반응을 진행하여 겨우 미소공(21)(제2도 참조)에 들어가는 정도에서 경화를 종료한다. 코어(35)상에 토출되어 사방팔방으로 확산한 크림상 원액은 같은 상태에서 헤드레스트 전내주의 스킨에 달하고, 겨우 스킨내 또는 치밀셀층에만 함침하여 경화된다. 이리하여, 본 발명의 표피재를 사용하면 크림폼의 표피재에의 침투를 염려할 필요없이 직접 표피재 내에 원액을 주입하여 고품질의 제품을 제조할 수 있다.

본 발명의 표피재는 전술한 바와 같이 라텍스폼박층(15)의 스킨(22)이 본체폼의 평활성을 양호하게 하는 이점이 있다. 이것은 특히 두께가 얇은 제품 또는 세경(細經)제품의 일체발포성형시에 유용하다. 이것에 대하여 제4도 및 제5도를 참조하여 설명한다.

제4도(A)는 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같은 라텍스폼박층(15)을 통기성 표포(10)에 백코트한 본 발명의 표피재를 내경 약 40㎜, 길이 약 500㎜의 세장(細長)한 원통(40)에 봉제한 것이며, 그 일단의 주입공(41)에 믹싱헤드의 토출구(점선)를 삽입하여 고속반응형 우레탄 HR을 주입하였다. 제4도(B)는 종래의 슬래브우레탄 U을 리포시지한 표피재를 같은 치수로 봉제한 원통(50)을 도시한 것이며, 같은 토출구(51)로부터 같은 고속반응형 우레탄 HR을 주입하였다. 2개의 원통(40) 및 (50)에는 모두 대략 순간적(1초의 수분의 1)으로 소정계산량(후기 제1표 참조)이 주입되었다. 주입된 본체폼 HR은 발포팽창하면서 각각의 원통의 내면(15, U)에 따라 안쪽으로 진행하고, 경화되어 정지한다. 이 때 도달한 거리를 L₁(본 발명) 및 L₂(종래품)로서 나타내고 있다. 일견하여 명백한 바와 같이, 본 발명의 라텍스폼박층(15)을 백코트한 원통은 종래의 슬래브우레탄을 사용한 원통보다 긴 발포도달거리르 실현하고 있다.

제4도(A), (B)의 요령으로 시험한 5개의 예를 다음의 제1표에 나타낸다.

(주1) 시험 1, 시험3, 시험 5는 슬래브우레탄폼부가의 표피재, 시험 2와 시험 4는 본 발명의 라텍스폼박층 부가의 표피재를 각각 원통 외경 Φ 48~49로 봉제하고, 무부하의 상태에서 고속반응 우레탄(본체폼)을 주입하였다.

(주2) 주입량은 계산치로 500㎜까지 도달하는데 필요한 우레탄용적량(무함침으로서의 계산)으로 하였다.

제1표의 결과로부터 인정되는 것은 시험 2(본 발명의 표피재를 사용한 원통, 한쪽 봉철(封綴))에 있어서 밀도(겉밀도)가 가장 낮다는 것이다. 봉제시방을 바꾼 시험 3~5(원통의 양단개방)에 있어서도 마찬가지로 본 발명의 표피재를 사용한 시험 4의 밀도가 낮다.

실제의 발포용적, 발포거리 및 그 도달율 모두 봉제시방에 상관없이, 라텍스폼박층을 사용한 본 발명의 표피재에 의한 경우(시험 2 및 4)가 우수하다는 것이 인정되었다.

주입발포시험에 쓰인 원통을 절단하여 내부조직을 살펴 보면, 종래의 슬래브우레탄폼에는 상당히 두꺼운 함침층(고속반응형 우레탄원액이 슬래브우레탄에 침입하여 경화된 층)의 생성을 볼 수 있었고, 특히 주입점 근방에서 함침층이 두껍고 크며, 말단으로 갈수록 함침은 적어진다는 것을 알 수 있었다.

이에 대하여, 본 발명의 라텍스폼박층에 대하여는 앞에 제2도에 관해 설명한 바와 같이, 함침층은 극히 얇고, 손가락으로 눌러 촉진(觸診)해도 거의 딱딱함을 느낄 수 없을 정도이며, 이것은 주입점 근방으로부터 말단까지 마찬가지였다.

경도(아스카 C 타입 경도계)에 관해 보면, 종래의 슬래브우레탄폼의 경도는 시험 1, 3, 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 주입점의 근방에서 크고, 말단에 걸쳐서 급격히 저하된다. 이것은 함침율의 차에 기인하는 것이다. 이에 대해, 본 발명의 라텍스폼박층의 경도는 특히 시험 2의 예에서 볼 수 있는 바와 같이, 주입점으로부터 말단에 걸쳐서 대략 같으며, 함침율에 변화가 적다는 것을 나타내고 있다.

이상의 시험중, 시험 3(종래품)과 시험 4(본 발명)의 발포도달거리와 경도의 값을 그래프로서 제5도에 도시한다. 제5도에 있어서, 실선 U이 슬래브우레탄폼을 표시하고, 파선 L이 라텍스폼박층을 표시한다. 라텍스폼 L은 주입점으로부터 402㎜의 지점까지 도달하였는데 대해, 우레탄폼 U은 363㎜에서 멈추고 있다. 우레탄폼 U은 주입점 근방에서 아스카 C 경도가 17이상, 중앙(200㎜ 지점)에서 15, 말단(363㎜)에서 13으로 직선적으로 경도가 저하하고 있는데 대해, 본 발명에 관한 라텍스폼은 주입점 근방에서 약 12, 중앙으로부터 말단에 걸쳐서는 약 10전후에서 대략 균일하다. 그리고, 전체적으로 종래의 슬래브우레탄의 경도의 값은 고레벨인데 대해, 본 발명에 관한 리텍스폼의 경도는 저레벨이고 대략 균일하게 안정되어 있다. 이것은 본체폼이 백코트층에 함침하는 비율의 대(종래품) 또는 소(본 발명)를 나타내며, 즉 세경(細徑) 또는 두께가 얇은 발포제품에 있어서 본 발명의 표피재가 본체폼의 발포팽창의 진행을 양호하게 하고 있고, 경화함침층의 생성을 매우 적게 억제하고 있는 우수한 성능을 나타내고 있다.

이와 같은 성능의 상위를 제6도를 참조하여 더 설명한다. 제6도(A)는 본 발명의 라텍스폼의 표면의 일부의 모식적 확대도, (B)는 종래의 슬래브우레탄의 표면의 일부의 같은 축척으로의 모식적 확대도이다. 라텍스폼의 표면(22)은 명료하게 하기 위해 사선을 그어 표시되어 있는데, 이것은 전술한 스킨이며, 치밀한 오픈셀(21)이 형성되어 있다. 이 셀(21)의 크기는 매우 작고, 2미크론 내지 겨우 10미크론 정도이다. 스킨(22)의 내측의 라텍스폼층에는 셀(21)과 같은 정도의 미세한 셀이 생성되고, 그것보다 내부에는 다시 조금 큰 오픈셀(18)이 평균하여 10~30미크론의 크기로 서로 연통하여 형성되어 있으나, 도면에서는 이들을 주로 파선(18)으로 표시하였다. 제6도(A)에서는 미소한 셀(21)의 바로 안쪽에 조금 큰 셀(18)이 바로 보이도록 그려져 있지만, 이것은 도시의 편의를 위해서이며, 실제로는 이미 제2도에 도시한 것에서 명백한 바와 같이 스킨으로부터 오픈셀(18)까지의 사이에는 치밀한 셀의 층(20)이 개재되어 있으므로, 표면스킨(22)으로부터 오픈셀(18)은 직접 보이지는 않는다.

이상에 대해 종래의 슬래브우레탄에 있어서는 제6도(B)에 도시한 바와 같이, 그 오픈셀 C이 라텍스폼의 경우보다 약 5~10배의 크기로 형성되어 있고, 더욱이 셀과 셀 사이의 격막 M이 역으로 라텍스폼의 경우보다 얇게 되어 있다. 물론, 표면에 스킨은 형성되어 있지 않다.

이로부터 명백한 바와 같이, 종래의 슬래브우레탄의 경우는 그위에 주입된 본체폼은 셀 C내에 매우 들어가기 쉽고, 본체폼이 차단되고, 또는 평활한 외표면이라고 불리는 면적은 매우 작다. 이에 대해, 본 발명에서 사용하는 라텍스폼은 특히 그 표면스킨(22)에 있어서 미소한 셀(21)과 셀(21) 사이를 점하는 막 내지 벽이 비교적 두껍고, 셀(21)은 도면에서 알 수 있는 바와 같이 매우 작으므로, 주입된 크림상(狀) 또는 액상(液狀)의 발포성 혼합물은 직접 라텍스폼위에 닿아도 스킨표면에 방해되어, 즉시 셀내로는 침입하지 않고, 극히 약간의 시간 스킨표면상에 머무르며, 그동안에 고속반응혼합물은 크림화가 급속히 진행되어, 일부 발포팽창이 개시되므로, 미소셀(21)로부터 용이하게는 침입할 수 없게 된다. 이렇게 하여 팽창하는 발포성 혼합물은 저항이 큰 셀(21)내로 들어가기보다 오히려 스킨표면(22)상을 미끄러지듯 확산하여 멀리 안쪽 깊숙히까지 도달거리가 신장된다. 이리하여, 발포성 혼합물이 라텍스폼의 조직내에 함침하여 경화층을 형성할 가능성은 매우 작아지므로, 본 발명의 표피재를 사용하면 슬래브우레탄에 비해 하드스폿 등의 촉감이 없고, 전체적으로 유연성이 풍부한 쾌적한 필링의 발포체제품이 얻어지는 것이다.

본 발명의 표피재를 형성하기 위한 라텍스재료의 구체적인 조성예를 다음에 나타낸다.

[ 1 우레탄계 라텍스]

[예 2 아크릴계 라텍스]

[예 3 메틸렌·부타디엔러버계 라텍스]

* 표는 일본국 다이닛뽕(大日本)잉크화학공업(주)의 상품명

전술한 제1표에 나타낸 시험에 사용한 것은 상기 예 3에 나타낸 조성의 것이다.

본 발명의 표피재는 앞에 제3도에 도시한 바와 같은 헤드레스트의 일체발포성형에 적합할 뿐만 아니고, 기타 각종 제품의 성형에 사용하여, 정형(整形)된, 유연성 있는 쾌적한 일체발포제품을 만들 수 있다. 그 일예는 제7도에 도시한 바와 같이 헤드레스트(30)외에, 시트부(60)나 시트백(61), 또 일예를 나타낸 암레스트(62)등이다. 또, 도시하지 않으나, 선바이저 등과 같은 두께가 얇은 제품의 일체발포성형에도 앞에 제4도 및 제5도에 도시한 세경제품에 대한 시험에서 용이하게 추측할 수 있는 바와 같이, 매우 적합한 것이다.

Claims (18)

1. 통기성 있는 표포(表布)와, 이 표포의 일표면에 결합한 라텍스 폼박층으로 이루어지는 표피재(表皮材)로서, 상기 라텍스폼박층은 내부에 서로 연통되어 있는 무수의 메카니컬 오픈셀을 가지는 동시에, 표포와 결합하고 있는 면의 반대면에 극히 얇은 스킨이 형성되어 있고, 이 스킨은 상기 오픈셀과 통하는, 그것보다 더욱 미소한 구멍을 가지고 있으며, 그럼에도 불구하고 이 스킨표면은 실질적으로 평활하여, 발포혼합물을 평활하게 도입할 수 있는 것을 특징으로 하는 일체발포제품용의 표피재.
2. 제1항에 있어서, 상기 라텍스폼은 그 자체로 표포를 구성하고 있는 섬유를 에워싸도록 기계적으로 결합하고 있는 것을 특징으로 하는 표피재.
3. 제1항에 있어서, 상기 라텍스폼박층의 오픈셀은 20,000~70,000개/㎠ 의 범위내의 밀도로 형성되어 있는 것을 특징으로 하느 표피재.
4. 제1항에 있어서, 상기 라텍스폼박층의 스킨에 가까운 영역의 셀의 크기는 2μ~10μ 정도이고, 그 보다 내부의 셀의 크기는 10μ~30μ 정도인 것을 특징으로 하는 표피재.
5. 제1항에 있어서, 상기 표포는 면 또는 양모의 천연섬유, 또는 각종의 합성섬유, 또는 이들의 혼직 또는 혼방사제(混紡絲製)의 직포(織布), 편포(編布) 또는 부직포(不織布)로 이루어지는 군에서 선정된 통기성 있는 것인 것을 특징으로 하는 표피재.
6. 제1항에 있어서, 상기 라텍스폼박층은 스티렌·부타디엔러버, 아크릴로니트릴·부타디엔러버, 천연고무, 실리콘고무, 메틸렌·부타디엔러버의 천연고무, 합성고무 및 그들의 변성체, 공중합체로 이루어지는 고무계 라텍스, 및 아크릴, 우레탄, 염화비닐, 아세트산비닐, 폴리비닐알코올, 폴리스티렌, 폴리에틸렌의 합성수지 또는 천연수지, 및 그들의 변성체 알로이, 공중합체로 이루어지는 수지계 라텍스로 이루어지는 군에서 선정된 고분자 라텍스재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 표피제.
7. 제6항에 있어서, 상기 라텍스는 아크릴코폴리머인 것을 특징으로 하는 표피제.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 라텍스폼박층의 두께는 0.1~3.0mm의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 표피재.
9. 제1항에 있어서, 상기 표포가 폴리에스테르편포이고, 상기 라텍스폼박층이 우레탄계이며, 상기 오픈셀의 개수는 30,000~60,000개/㎠인 것을 특징으로 하는 표피재.
10. 라텍스백코팅을 가진 표피제를 형성하기 위한 방법으로서, a) 통기성을 가진 표포를 면 또는 양모의 천연섬유, 또는 합성섬유, 또는 이들의 혼직 또는 혼방사제의 직포, 편포 또는 부직포로 이루어지는 군에서 선정하여 준비하고, b) 이 표포의 일표면에 스티렌·부타디엔러버, 아크릴로니트릴·부타디엔러버, 천연고무, 실리콘고무, 메틸렌·부타디엔러버의 천연고무, 합성고무 및 그들의 변성체, 공중합체로 이루어지는 고무계 라텍스, 그리고 아크릴, 우레탄, 염화비닐, 아세트산비닐, 폴리비닐알코올, 폴리스티렌, 폴리에틸렌의 합성수지 또는 천연수지, 및 그들의 변성체 알로이, 공중합체로 이루어지는 수지계 라텍스로 이루어지는 군에서 선정된 고분자 라텍스재료를 충분한 교반공정을 거치고나서 발포경화후에 0.1~3.0mm 두께로 되는 범위내의 균일한 두께의 코팅으로 하여 온도 20~40℃에서 균일하게 적용하고, c) 상기 라텍스코팅을 80~120℃에서 3~5분간 예비건조한 후, 150℃에서 2~3분간 경화시킴으로써, 표면에 극히 얇은 통기성의 스킨을 생성시키는 동시에, 내부에 통기성 표포에 통하는 메카니컬 오픈셀을 생성한 라텍스폼박층을 표포의 상기 일표면에 기계적으로 결합시킨 것을 특징으로 하는 표피재의 형성방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 라텍스의 적용은 나이프코팅에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 표피재의 형성방법.
12. 제10항에 있어서, 상기 라텍스의 적용은 롤코팅에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 표피재의 형성방법.
13. 제10항에 있어서, 상기 교반은 라텍스를 20~40℃의 범위의 온도로 유지하면서 3~15분간의 범위에서 행하고, 밀도가 작고, 셀수가 많은 라텍스폼을 생성시키도록 하는 것을 특징으로 하는 표피재의 형성방법.
14. 제10항에 있어서, 상기 예비건조 후, 경화공정에 앞서, 라텍스가 적용되어 있는 표포전체를 크러싱하고, 통기성을 촉진시키는 동시에 콘트롤시키는 것을 특징으로 하는 표피재의 형성방법.
15. 표포(10)의 내면에 직접 적용된 라텍스폼박층(15)과, 그 내표면에 직접 주입되어 발포경화된 본체폼(25)으로 이루어지는 일체발포제품으로서, 상기 라텍스폼박층(15)은 표포에 가까운 영역에서 표포 내면의 섬유를 에워싸도록 기계적으로 결합하여 결합영역(17)을 형성하고, 박층의 내부에서는 메카니컬오픈셀(18)이 다수 형성되어 통기성을 확보하고, 이 오픈셀(18)의 영역은 외측으로 향해 보다 치밀한 셀(20)의 층을 거쳐 외측에 극히 얇은 통기성 스킨(22)이 형성되어 있으며, 통기성 스킨(22)은 미소공(21)이 다수 형성되어 있지만, 본체폼 원액(25)에 대해 실질적으로 평활표면을 나타내고, 그 침입을 실질적으로 저지하는 동시에 본체폼(25)과의 강한 결합을 가져오고 있는 것을 특징으로 하는 일체발포제품.
16. 제15항에 있어서, 상기 표포가 폴리에스테르계 편포이고, 라텍스가 우레탄계이고, 박층의 두께가 2.0mm이고, 오픈셀의 수가 30,000~60,000개/㎠이고, 본체폼이 폴리우레탄폼인 것을 특징으로 하는 일체발포제품.
17. 제15항에 있어서, 상기 제품은 시트콤퍼넌트인 것을 특징으로 하는 일체발포제품.
18. 얇은 두께로 형성된 표피재가 내면에 라텍스폼박층이 적용되어 있고, 이 얇은 두께의 중공부내에 직접 본체폼이 주입되어 발포경화되어 이루어지는 선바이저.