KR100225617B1

KR100225617B1 - 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트, 경량 스탬퍼블 시트 성형체 및 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 제조방법

Info

Publication number: KR100225617B1
Application number: KR1019960706153A
Authority: KR
Inventors: 가츠히로 나가야마; 마사미 후지마키; 시게루 다카노; 타이지 마츠모토; 토모시게 오노; 유키오 나가시마; 쇼헤이 마스이; 사토루 후나코시; 유지 코바야시; 히로유키 요시다케; 미츠아키 스나다
Original assignee: 소데다 나오히코; 케이 플라시트 가부시키가이샤; 에모토 간지; 가와사키 세이테츠 가부시키가이샤; 고오사이 아끼오; 스미또모 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 1995-03-01
Filing date: 1996-03-01
Publication date: 1999-10-15
Also published as: DE69612798T2; WO1996026822A1; EP0758577A4; US5854149A; KR970702778A; EP0758577A1; DE69612798D1; EP0758577B1

Abstract

높은 강성을 나타내고, 또한 필요에 따라 접착성과 비통기성을 개선한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트 및 이 시트로 제조되는 경량 스탬퍼블 시트 성형체와 그 제조방법으로서, 열가소성 수지와 강화섬유와의 혼합물을 종이 뜨기 성형하여 얻은 시트상 웨브의 적어도 한쪽면에 강성, 비통기성 및 접착성중에서 선택되는 어느 것인가 1 이상의 특성이 우수한 단층 또는 복수층으로 된 열가소성 수지 필름, 또는 유기섬유 부직포를 목적에 따라 적절히 선택하여 포개어 맞춘 후, 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지의 융점 이상으로 가열하여 압축하고, 압축한 상태에서 냉각 고화하고 일체화하여 된 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트 및 이 시트로 제조되는 경량 스탬퍼블 시트 성형체와 그 제조방법을 제안한다.

Description

[발명의 명칭]

종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트(stampable sheet), 경량 스탬퍼블 시트 성형체 및 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 제조방법

[기술분야]

본 발명은 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트 및 이 시트로부터 제조되는 경량 스탬퍼블 시트 성형체와 그 제조방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명에 관련된 장식용 표피를 첩합(貼合)한 경량 스탬퍼블 시트 성형체는 높은 강성을 나타내고, 또한 필요에 따라서 기재와 표피와의 접착성 또는 비통기성을 개선한 것이며, 자동차 내장제나 가전제품, 건축재 등의 폭넓은 분야에서 유용하다.

[배경기술]

강화섬유와 열가소성 수지를 주원료로 하는 스탬퍼블 시트는 복잡한 형상으로 성형할 수 있고, 또한 그 성형품이 높은 강도를 가짐과 동시에, 경량이라는 점에서 최근에 금속가공품의 대체품으로서 주목받고 있다.

이와 같은 스탬퍼블 시트는 주로 이하에 나타내는 두가지 방법에 의해 제조되고 있다. 즉,

① 래미네이트법(laminating process)

복수개의 스트랜드 강화섬유에 바늘을 찔러, 섬유를 서로 휘감아 합한 매트상 스트랜드 강화섬유와 열가소성 수지를 적층하고, 가열, 가압한 후에 압축상태에서 냉각함으로써 고화 시트, 소위 래미네이트법 스탬퍼블 시트를 얻는 방법,

② 종이 뜨는 방법(paper-making process)

미소기포를 포함하는 계면활성제 수용액중에 과립상의 열가소성 수지와 강화섬유를 분산시킨 분산액을 다공성 지지체상에서 뽑아냄으로써, 시트상의 웨브(퇴적물)를 조제하고, 이 웨브를 열가소성 수지의 융점 이상 분해점 미만의 온도로 일단 가열한 후에 가압하여 압축상태에서 냉각함으로써 고화 시트, 이른바 종이 뜨는 방법 스탬퍼블 시트를 얻득하는 방법이 있다.

이와 같은 방법으로 얻게되는 스탬퍼블 시트는 거의 단섬유의 상태까지 개방된 강화섬유를 함유하므로, 재차 수지의 융점 이상 분해점 미만의 온도로 가열하면 수지가 용융하고, 수지에 구속되어 있던 섬유가 응력완화(스프링 백)을 일으켜 본래 두께의 수배 이상으로 팽창한 팽창시트가 된다. 그리고, 이 팽창시트가 압축성형이나 진공성형, 압력성형(pressure forming)등에 제공되고, 소정 형상의 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 팽창성형을 가능하게 한다. 즉,팽창성형 완료시의 금형 클리어런스를 가열전의 스탬퍼블 시트 두께보다 커지도록 조정함으로써, 상기 스탬퍼블 시트보다도 밀도가 작고 면강성(面剛性)이 높은 다공질의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻을 수 있다.

상기 래미네이트법 스탬퍼블 시트는 이와 같은 팽창성형의 원료로서 사용하면, 가열시의 팽창성이 나빠 충분한 팽창성형을 할 수 없다. 그 때문에, 통상적으로 상기 팽창성형의 원료로서는 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트가 사용되고 있다.

또한, 상기 경량 스탬퍼블 시트 성형체는 장식성을 필요로 하는 부품에 사용할 경우에는 상기 팽창시트와 장식용 표피를 성형시에 첩합하고 일체화하여 이루어지는 경량 스탬퍼블 시트 성형체로 하는 것이 일반적이다.

[강성에 관하여]

경량 스탬퍼블 시트 성형체와 그 제조방법에 대해서는 예를 들면 일본국 특허 공개공보 소60-179234호 및 일본국 특허 공개공보 소62-161529호에 제안되어 있다. 그러나, 이들 제안에 관계된 종이 뜨는 방법으로 얻은 경량 스탬퍼블 시트 성형체는 반드시 강성이 우수하다고는 말할 수 없다. 결국, 일반적으로 팽창재료는 강성이 낮기 때문에 기본 중량이 작은 고발포재의 경량 스탬퍼블 시트 성형체는 자동차 내장품으로서 차체에 결합되면 꺾여져 부서져 버린다. 파괴에 이르지 않는 경우에도 꺾인 부분의 표피에 접은 금이 들어가는 등의 문제가 있었다.

이에 대하여 재료의 강성을 높일 목적으로 경량재료의 표면에 강성이 높은 재료를 마주 대하여 샌드위치 구조체로 한 경량 복합재가 널리 알려져 있다. 이 경량 복합재에 의하면 표면에 적층한 재료에 의한 강성의 개선과 경량심재에 의한 경량화가 동시에 달성된다. 이와 같은 샌드위치 구조의 경량 복합재는 자동차 내장재의 분야에 있어서도 적용되고, 상기의 문제를 해소하기 위한 기술로서 종래에 열가소성 수지 발포체를 경량심재로 하여, 그 심재의 표면에 강성이 높은 표층재인 수지시트를 적층한 샌드위치 구조의 적층체가 제안되어 있다. 예를 들면,

ⓛ 일본국 특허 공고공보 평3-52342호에는 폴리에틸렌계 수지의 발포시트를 경량심재로 하고, 그 시트의 표면에 유기섬유 부직포에 무기섬유와 스틸렌계수지의 에멀션을 함침하여 얻은 수지강화시트를 적층하여 된 적층체,

② 일본국 특허 공개공보 평6-344483 호에는 폴리페닐렌 에테르와 스티렌으로 구성된 수지의 발포시트를 경량심재로 하고, 그 시트의 양면에 폴리페닐렌에테르와 스티렌으로 구성된 수지시트를 적층하여 된 적층체,

③ 일본국 특허 공개공보 평7-1628 호에는 가교형 열가소성 수지의 발포시트를 경량심재로 하고, 그 시트의 표면에 열가소성 수지 필름과 사포지와의 복합시트를 적충하여 구성된 적층체,

④ 일본국 특허 공개공보 평7-9462 호, 일본국 특허 공개공보 평7-16933 호에는 유리섬유 강화 열가소성 수지 발포시트를 경량심재로 하고, 그 시트 표면에 2차원 배향 유리섬유 강화 열가소성 수지 발포시트를 적층시켜 되는 적층체, 가 각각 제안되어 있다.

그러나, 상술한 ①∼③ 의 각종 제안에 관계된 기술은 모두 강화되지 않은 수지 단신의 발포체를 심재로 하고 있기 때문에, 성형시의 치수안정성에 대한 요구성이 엄한 용도에 적용하는데 곤란하다는 문제가 있었다.

즉, ①일본국 특허 공고공보 평3-52342호 공보에 기재된 적층체는 그 재료의 강성이 그만큼 높지 않고, 더구나 폴리스티렌계 수지의 발포시트를 심재로 하고 있기 때문에 내열성 및 성형시의 치수안정성에 대한 요구가 엄한 용도에는 적용하기 어렵다.

② 일본국 특허 공개공보 평6-344483 호에 기재된 적층체는 내열성은 우수하지만 성형시의 치수안정성이 ① 의 경우와 마찬가지로 불충분하기 때문에, 성형시의 치수안정성에 대한 요구가 엄한 용도에는 적용하기 어렵다.

③ 일본국 특허 공개공보 평7-1628 호에 기재된 적층체는 상기 ①, ② 의 예에 비교하면 강성이 높고, 또한 내열성 및 성형시의 치수안정성이 우수하지만, 심재에 수지 단신의 발포재를 사용하고 있기 때문에 치수 안정성에 대한 요구가 엄한 용도에 적용하기에는 여전히 어렵다.

또한, 상기 ④ 의 일본국 특허 공개공보 평7-9462 호, 일본국 특허 공개공보 평7-16933 호에 기재된 적층체는 강성이 높고, 또한 내열성 및 성형시의 치수 안정성이 우수하지만, 2차원 배향 유리섬유 강화 열가소성 수지 발포시트를 사용하고 있기 때문에 비용이 많아져 경제적이지 않은데다가 제조공정이 복잡하다는 등의 결점을 갖고 있었다.

[기재-표피 사이의 접착성과 비통기성]

장식용 표피를 첩합하여 구성된 경량 스탬퍼블 시트 성형체는 자동차 내장재로서 사용하는 위에, 기재(심재)와 표피와의 높은 접착성 및 표피첩합품의 높은 비통기성이 필요불가결한 경우가 있다.

그러나, 경량 스탬퍼블 시트 성형체는 일반적으로 팽창시트와 장식용 표피를 접착제를 개제시키지 않고 단순히 가열가압성형함으로써 첩합일체화하여 제조되고 있다. 그 때문에 기재시트와 표피간에 접착층이 없는 단순한 표피첩합에서는 기재와 표피간에 충분한 접착강도를 기대할 수 없다. 그 이유는, 공극률이 큰 팽창시트와 표피와의 접촉면적이 작고, 더구나 첩합시의 접착성분이 팽창시트의 표층에 존재하고 있는 열가소성 수지뿐이기 때문이다. 또한, 경량 스탬퍼블 시트 성형체는 팽창시트의 팽창상태를 유지하면서 성형하기 때문에 첩합시의 성형압력은 작고, 그 때문에 팽창시트 내부로부터 표면으로의 수지분의 침투(보급)도 적기 때문이다.

이에 대하여 종래, 기재와 표피사이에 접착층을 개재시켜 일체화하여 구성된 경량 스탬퍼블 시트 성형체가 제안되고 있다. 예를 들면,

① 일본국 특허 공개공보 평5-16274 호에는 기재와 표피사이에 핫 멜트(hot melt) 타입의 접착 필름을 개재시킨 상태에서 가압성형함으로써 기재와 표피의 접착성을 개선하는 기술,

② 일본국 특허 공개공보 평4-331137 호에는 기재와 표피사이에 무기 필러(filler)가 든 열가소성 수지를 개재시킨 상태에서 가압성형함으로써, 기재와 표피의 접착성을 개선함과 동시에 표피 표면으로 수지가 삼출하는 것을 막는 기술,

③ 일본국 특허 공개공보 평5-16277 호에는 열가소성 수지 다공질 시트가 래미네이트된 표피와 팽창시트를 가압성형함으로써, 기재와 표피의 접착성을 개선함과 동시에 표피측의 외관을 개선하는 기술,

④ 일본국 특허 공개공보 평7-102650 호에는 무기섬유를 주성분으로 하는 부직매트의 적어도 한쪽면에 열가소성 수지 필름 A/ 동일온도에서 필름 A 보다도 용융점도가 높은 열가소성 수지 필름 B/ 접착성의 열가소성 수지 필름 C를 순차적으로 적층하여 가열용융시킨 후, 압축에 의해 용융한 수지를 부직매트에 함침심키고, 계속하여 압축력을 해제하여 두께를 회복시킨 후에 냉동하여 고화시킴으로써, 표피 접착성이 우수한 경량 복합재를 제조하는 기술, 이 각각 제안되어 있다.

그러나, 상술한 각종 제안에 관계된 기술에서는 이하에 나타내는 문제가 있었다. 즉,

① 일본국 특허 공개공보 평5-16274 호에 기재된 기술에서는 접착 필름은 가압성형시에 유동성이 커지고, 기재인 다공질의 팽창 시트의 공극에 침투하여 기재와 표피 사이에 존재하지 않게 된다. 그 때문에 기재와 표피의 접착성은 충분하지 않고, 더구나 비통기성이 나쁘다는 문제가 있었다. 즉, 이와 같은 비통기성이 나쁜 재료에서는 첩합성형(특히 진공성형)을 할 때에 필요량의 압력손실을 확보할 수 없다는 점, 표피첩합품을 장착시키는 부재와의 사이에 결로(結露)를 발생시켜 그 부재의 부식을 초래하기 쉽다는 점, 표피첩합품이 필터로서 작용하여 표피가 더러워지는 점 등의 문제를 발생할 우려가 있었다. 따라서, 천정재나 도어트림재등의 자동차용 내장품으로서 유용한 경량 스탬퍼블 시트 성형체는 상기 비통기성을 개선하는 것이 중요하다.

② 일본국 특허 공개공보 평4-331137 호 공보에 기재된 기술에서는 상기 무기 필러의 충전량을 조정하여 외관불량(수지의 삼출)과 접착성을 어느 정도 개선 할 수 있으나, 접착성과 비통기성을 함께 개선하는 것은 어렵다는 문제가 있었다.

③ 일본국 특허 공개공보 평 5-16277 호에 기재된 기술에서는 열가소성수지 다공질 시트의 유동성이 나쁘고, 기재인 팽창 시트와 상기 다공질 시트의 접촉면적도 작기 때문에 상기 다공질 시트에 의한 앵커 효과가 충분히 발휘되지 않으며, 여전히 기재와 표피의 접착성이 나쁘다는 문제가 있었다.

④ 일본국 특허 공고공보 평7-102650 호에 기재된 기술에서는 기재와 표피의 접착성을 어느 정도 개선할 수 있지만, 접착성과 비통기성을 함께 개선하는 것은 어렵다는 문제가 있었다.

[표피를 첩합하여 구성된 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 제조방법]

상술한 일본국 특허 공개공보 평5-16274 호에는 종이 뜨는 방법에 의해 기재부의 공극률은 5∼75% 가 되도록 성형함을 특징으로 하는 표피를 첩합하여 구성된 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 제조방법이 제안되고 있다. 그러나, 이 제안에 관련된 기술은 강성, 기재와 표피의 접착성 및 비통기성 모두를 개선하는 기술은 아니다.

[충격흡수부품으로서의 경량 스탬퍼블 시트 성형체]

충격흡수부품은 종래보다 많은 분야에서 사용되고 있으나, 특히 자동차내장재로서 예를 들면 측면충돌 대응을 위한 충격흡수성을 개선한 도어트림에 적용되고 있다. 이러한 도어트림으로서는 의장면측에 내장용 표피를 첩합한 열가소성수지 성형체 등 기재(基材)의 비의장면측에, 블록상이나 리브구조의 충격흡수체를 설치한 구조가 알려져 있다.

그러나, 이와 같은 도어트림은 자동차 내장재로서의 강성과 충격흡수성을 동시에 만족시킬 필요가 있기 때문에, 전자의 구조에 있어서는 내장재의 기재 두께가 두꺼워져 중량이 증가한다고 하는 문제가 있었다. 또한, 후자의 구조에 있어서는 리브구조를 기재수지부와 일체화할 수 있기 때문에 전자보다는 경량성이 우수하지만 충분하지 않고, 또한 일체화하기 위해서는 성형면에서 리브형상으로 제한이 많기 때문에 경량성과 충격흡수성을 동시에 만족시킬 수 없었다.

본 발명의 목적은 상기 종래 기술에 관한 여러 가지 문제를 해소하는데 있고, 그 주된 목적은 높은 강성을 나타내고 또한 접착성과 비통기성을 겸비한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 개발하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 성형시의 치수안정성에 대한 요구가 엄한 용도에 적용하기에 충분한 강성을 나타내는 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 높은 강성을 나타내고, 기재와 표피와의 접착성이 우수하며 또한 비통기성을 개선한 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은, 상기 특성에 덧붙여 충격흡수성도 우수한 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 상기의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 유리하게 제조하기 위한 기술을 제공하는데 있다.

[발명의 개시]

본 발명자들은 상기한 목적 실현을 위해 예의 연구를 행하였다. 그 결과, 이하에 나타내는 내용을 알게 되어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

① 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 구성하는 열가소성 수지로서 섬유형상의 열가소성 수지를 사용함으로써 강화섬유 사이의 공극이 치밀화하여 강성이 개선되고, 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 기계적 특성이 크게 향상함을 알았다. 특히, 상기 열가소성 수지로서 변성수지섬유를 사용하면 강화섬유 사이의 공극에 있어서도 섬유형상의 수지가 서로 얽히고, 또한 변성성분을 함유한 수지를 강화섬유끼리의 접점에 효과적으로 첨가하는 일이 가능해지며, 입자상의 열가소성 수지를 사용한 경우보다도 더 높은 기계적 특성을 얻게된다.

이와 같은 지식에 기초한 본 발명은, 열가소성 수지와 강화섬유와의 혼합물을 종이 뜨는 방법으로 성형하여 얻은 시트상 웨브를 상기 열가소성 수지의 융점이상으로 가열하여 압축하고, 압축한 상태에서 냉각하여 얻게되는 고화시트로서, 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지가 입자상의 열가소성 수지와 섬유형상의 열가소성 수지의 혼합물, 또는 섬유형상의 열가소성 수지로 구성되고, 상기 열가소성 수지에 차지하는 섬유형상의 열가소성 수지의 비율이 열가소성 수지의 총량 100 중량부에 대하여 5 중량부 이상임을 특징으로 하는 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트 및 이 시트로부터 제조되는 경량 스탬퍼블 시트 성형체이다.

② 웨브의 적어도 한쪽면에 웨브를 구성하는 열가소성 수지와 동일하거나 유사한 구조를 갖고, 또한 가열압축성형시의 용융점도가 상기 열가소성 수지와 동일한 정도 또는 그 이상인 수지 필름을 적층함으로써 가열, 압축시의 웨브에의 수지 필름의 침투가 억제되어 샌드위치 구조의 적층체가 되며, 강성이 높고 비통기성이 우수한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트가 얻게됨을 알았다. 이 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트는 팽창성형하여도 성형체의 기재 표층 내부에 치밀한 층이 잔존하여 형성되고 있고, 이 치밀한 층이 강성 향상층, 비통기층으로서 작용하여 강성이 높고 비통기성이 우수한 경량 스탬퍼블 시트 성형체로 할 수 있다. 또한, 상기 필름층은 평활면을 형성하므로 핫 멜트층을 갖는 표피를 첩합할 경우의 접착을 용이하게 한다. 한편, 핫 멜트층 등의 접착층이 없는 표피를 첩합할 경우는 저융점의 필름을 추가로 적층함으로써 표피와의 접착성이 향상됨을 알았다.

③ 상기 ②에 비하여 더 높은 비통기성을 갖는 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트는 웨브의 적어도 한쪽면에 웨브를 구성하는 열가소성 수지와 동일하거나 유사한 구조를 갖는 열가소성 수지 필름과, 비통기층을 형성하는 고융점의 수지 필름으로 구성되는 2층 필름을 적층함으로써 얻게됨을 알았다. 또한, 상기 ②와 마찬가지로 상기 필름층은 평활면을 형성하므로 핫 멜트층을 갖는 표피를 첩합할 경우의 접착을 용이하게 한다. 한편, 핫 멜트층 등의 접착층이 없는 표피를 첩합할 경우는 저융점의 필름을 추가로 적층함으로써 표피와의 접착성이 향상됨을 알았다.

상술한 ②, ③ 의 지식에 기초한 본 발명은 열가소성 수지와 강화섬유와의 혼합물을 종이 뜨는 방법으로 성형하여 얻은 시트상 웨브의 적어도 한쪽면에 강성, 비통기성 및 접착성중에서 선택되는 어느 것인가 1 이상의 특성이 우수한 단층 또는 복수층으로 구성된 열가소성 수지 필름을 포개어 맞춘후, 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지의 융점 이상으로 가열하여 압축하고, 압축한 상태에서 냉각 고화하고 일체화하여 구성된 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트 및 이 시트로 제조되는 경량 스탬퍼블 시트 성형체이다.

여기에서, 상기 열가소성 수지 필름은 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지와 동일하거나 유사한 구조를 갖고, 또한 가열압축성형시의 용융점도가 상기 열가소성 수지와 동일한 정도 또는 그 이상인 수지에 의해 구성된 단층필림(A) 인 것이 바람직하다.

상기 열가소성 수지 필름은 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지와 동일하거나

유사한 구조를 갖고, 또한 가열압축성형시의 용융점도가 상기 열가소성 수지와 동일한 정도 또는 그 이상인 수지로 구성되는 제1수지층과, 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지보다도 융점이 낮은 수지로 구성되는 제2수지층에 의해 구성되는 2층필름(B)이고, 제1수지층이 웨브측에 위치하도록 적층되어 있는 것이 바람직하다.

상기 열가소성 수지 필름은 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지와 동일하거나 유사한 구조를 갖는 수지로 구성되는 제1수지층과, 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지보다도 융점이 높은 수지로 구성되는 제2수지층에 의해 구성된 2층필름(C)이고, 제1수지층이 웨브측에 위치하도록 적층되어 있는 것이 바람직하다.

상기 열가소성 수지 필름은 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지와 동일하거나 유사한 구조를 갖는수지로 구성되는 제1수지층과, 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지보다도 융점이 높은 수지로 구성되는 제2수지층과, 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지보다도 융점이 낮은 수지로 구성되는 제3수지층에 의해 구성된 3층필림(D)이고, 제1수지층이 웨브측에 위치하도록 적층되어 있는 것이 바람직하다.

④ 웨브의 적어도 한쪽면에 웨브를 구성하는 열가소성 수지보다도 융점이 높은 유기섬유 부직포를 적층함으로써, 강성이 높은 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블시트가 얻어짐을 알았다. 또한, 상기 ②, ③ 에 있어서의 필름과 웨브의 사이, 또는 필름 최외층에 상기 유기섬유 부직포를 개재시킴으로써 필름을 구성하는 제1수지층의 웨브로의 침투가 억제되고, 강성, 접착성 및 비통기성 모두를 개선한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트가 얻어짐을 알았다. 이 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블시트는 팽창성형하여도 성형체의 기재 표층에 유기섬유 부직포 및 필름으로 구성되는 치밀한 층이 형성되어 있으므로 강성이 높고, 기재와 표피와의 접착성 및 비통기성이 우수한 경량 스탬퍼블 시트 성형체로 할 수 있다.

이와 같은 지식에 기초한 본 발명은 열가소성 수지와 강화섬유와의 혼합물을 종이 뜨는 방법으로 성형하여 얻은 시트상 웨브의 적어도 한쪽면에, 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지보다도 융점이 높은 유기섬유 부직포를 포개어 맞춘후, 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지의 융점 이상으로 가열하여 압축하고, 압축한 상태에서 냉각 고화하고 일체화하여 구성되는 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트 및 이 시트로 제조되는 경량 스탬퍼블 시트 성형체이다.

여기에서 시트상 웨브와 열가소성 수지 필름과의 사이에 유기섬유 부직포를 적충하는 것이 바람직하다.

시트상 웨브와 유기섬유 부직포와의 사이에 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지와 동일하거나 유사한 구조를 갖는 수지로 구성되는 단층필름(E)을 적층하는 것이 바람직하다.

⑤ 본 발명은 상술한 경량 스탬퍼블 시트 성형체에 충격흡수성을 부여한 충격흡수부품으로서 표피첩합 다공질체의 표피가 첩합되어 있지 않은 비의장면의 적어도 1 부에 충격흡수체를 설치하여 구성되는 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 제공한다.

⑥ 본 발명은 상술한 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 유리하게 제조하는 방법으로서, 가열하여 팽창시킨 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트와 표피를 포개어 맞도록 하여 개방된 자웅 한쌍의 금형사이에 공급한 후, 팽창한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 팽창두께가 40∼80%가 될 때까지 틀을 죄어 압축하고, 스탬퍼블시트와 표피를 일체화하는 방법을 제안한다.

[도면의 간단한 설명]

제1도 내지 제6도는 본 발명에 관계된 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 일단면 구조를 나타내는 개략도이다. 제7도는 본 발명에 사용하는 성형용 금형의 단면 개략도이다.

제8도 내지 제10도는 본 발명의 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 제조공정을 나타내는 금형단면의 개략도이고, 제11도는 얻어진 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 단면 개략도이다. 제12도는 본 발명의 제조방법에서 사용되는 표피의 일례를 나타내는 단면약도이고, 제13도 및 제14도는 본 발명의 제조방법에서 사용되는 표피와 가열시트와의 사이에 개재시키는 시트의 단면약도이다.

제15도 및 제16도는 본 발명에 관계된 충격흡수부품으로서의 경량스탬퍼블 시트 성형체의 일단면 구조를 나타내는 개략도이다. 제17도 및 제18도는 각각 기재와 충격흡수체와의 접착 전후의 상태를 나타내는 단면도이다. 제19도는 본 발명에 관계된 충격흡수부품으로서의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 제조하는 하나의 금형예를 나타는 개략 단면도이다. 제20도및 제21도는 본 발명에 관계된 충격흡수부품으로서의 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 일제조예의 제조공정을 나타내는 금형단면의 개략도이다.

여기에서, 도면중의 부호 (1) 은 기재(심재), (2) 는 표피, (3) 은 열가소성수지필름, (4) 는 유기섬유 부직포, (5) 는 자(雌)금형, (6) 은 웅(雄)금형, (7) 은 표피용 클램프틀, (8)은 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트용 클램프틀, (9) 는 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트용 클램프틀 접동장치, (10) 은 팽창성형전의 가열된 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트(가열 시트), (11) 은 스토퍼, (12) 는 팽창성형후의 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트(팽창 시트), (13) 은 가열 시트의 열로 용융되는 열가소성 수지층(융착수지층), (14) 는 가열 시트의 열로 용융되지 않는 열가소성 수지층, (15) 는 상기 (13) 의 수지보다도 용융온도가 낮은 열가소성 수지층, (16) 은 충격흡수체이다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

본 발명에 관계된 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 제 1 특징은 웨브를 구성하는 열가소성 수지로서, 섬유형상의 열가소성 수지를 사용하고 있는 점에있다.

이에 따라, 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트 및 이 시트로 제조되는 경량스탬퍼블 시트 성형체의 강성을 향상시킬 수 있다. 그 때문에 본 발명에 의하면 성형시의 치수안정성에 대한 요구가 엄한용도에 적용하기에 충분한 강성을 나타내는 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 제공할 수 있다.

본 발명에 관계된 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 제 2 특징은 강성, 비통기성 및 접착성중에서 선택되는 어느 것인가 1 이상의 특성이 우수한 단층 또는 복수층의 수지 필름을 열가소성 수지와 강화섬유로 구성되는 종이 뜨기 시트상에 적충한 점에 있다.

이에 따라, 상기 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 필요에 따라 장식용표피를 포개어 맞추어 가열가압성형(팽창성형)하면, 단층의 접착층을 개재시킨 종래의 경량 스탬퍼블 시트 성형체에 비하여 강성, 비통기성 및 기재와 표피의 접착성중 어느 것인가 적어도 1 이상의 특성이 우수한 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻을 수 있다.

본 발명에 관계된 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 제3특징은 웨브를 구성하는 열가소성 수지보다도 융점이 높은 유기섬유 부직포를 열가소성 수지와 강화섬유로 구성되는 종이 뜨기 시트상의 소정 위치에 적충한 점에 있다.

이에 따라, 유기섬유 부직포는 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트 또는 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 비통기층으로서 작용하고, 한층 더 비통기성 개선에 기여한다.

본 발명에 관계된 경량 스탬퍼블 시트 성형체는 그 원료로서 상기 종이뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 사용한 점에 특징이 있다.

이에 따라, 표피의 접착성 유무에 관계없이 기재와 표피의 접착성이 우수하고, 또한 필름을 적층한 경우에는 완전한 비통기성을 확보한 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 안정되게 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 관계된 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 다른 특징은, 표피가 첩합되지 않은 비의장면의 적어도 일부에 충격흡수체를 설치하여 충격흡수부품을 구성한 점에 있다.

이에 따라, 본 발명의 경량 스탬퍼블 시트 성형체는 자동차 내장재로서의 도어트림과 같이 경량성과 충격흡수성이 함께 요구되는 용도에도 적용할 수 있다.

이하에, 본 발명에 관계된 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트와 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 구성에 관하여 상세히 설명한다.

[강화섬유에 관하여]

본 발명에 있어서, 기재를 구성하는 강화섬유로서는 유리섬유나 탄소섬유, 보론섬유, 그외의 금속섬유 등의 무기섬유, 또는 아라미드 섬유나 폴리에스테르섬유, 폴리아미드 섬유, 목질섬유 등의 유기섬유를 사용할 수 있다. 특히, 낮은 비용으로 높은 보강효과가 얻어지는 점으로부터 유리섬유를 사용하는 것이 바람직하다.

이 강화섬유의 섬유 길이는 보강효과가 우수하고 또한 종이 뜨기 성형시의 성형성을 확보한다는 점에서 5∼30㎜, 바람직하게는 10∼26㎜ 의 범위내로 하는 것이 바람직하다. 이 이유는 섬유 길이가 5㎜ 보다 짧으면 충분한 보강효과가 얻어지지 않으므로 종이 뜨는 공법에서 단지(斷紙)되기 쉽기 때문이다. 한편, 섬유 길이가 30㎜를 넘으면 종이 뜨는 공법으로 강화섬유가 충분히 개방되지 않기 때문에 성형체의 팽창이 불균일해짐과 동시에 스프링 백 효과가 작아진다. 그 결과, 성형체의 팽창성이 저하함과 동시에 성형시의 성형가능성도 악화하기 때문이다.

이 강화섬유의 섬유지름은 섬유에 의한 보강효과와 팽창효과를 확보한다는 점에서 5∼30㎛, 바람직하게는 10∼25㎛ 의 범위내로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는 섬유지름이 5㎛ 보다 작으면 충분한 팽창비율이 얻어지지 않고, 한편 섬유지름이 30㎛ 를 넘으면 충분한 보강효과가 얻어지지 않기 때문이다.

또한, 강화섬유가 섬유지름이 다른 2 종류의 유리섬유로 구성되는 경우는 지름이 작은 섬유의 첨가함유량을 W1wt%, 지름이 큰 섬유의 첨가함유량을 W2wt% 로 했을 때, W2/(W1+W2) 의 값을 0.3∼0.7 로 하는 것이 바람직하다. 지름이 큰 섬유의 첨가 함유량이 너무 많으면 취급시에 유리섬유가 손에 박혀 통증이 발생함과 동시에, 또한 성형시에 시트의 양단을 클램프로 고정하여 가열할때에 아래로 늘어져 이른바 수위저하가 발생하고, 히터에 접촉하는 등의 불비한 점이 발생한다. 한편, 지름이 작은 섬유의 첨가함유량을 많게 하면 유리섬유 자신의 강성이 작아지고, 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 팽창성이 저하한다. 따라서, W2/(W1+W2)의 값은 팽창성 및 핸드링성이 뛰어난 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 제조 가능하게하기 위하여 0.3∼0.7 의 범위로 하는 것이 바람직하다.

이 강화섬유는 필요에 따라 커플링제에 의한 표면처리 또는 수속제(收束劑)에 의한 처리가 행해진다.

특히, 강화섬유와 열가소성 수지와의 젖음성이나 접착성을 개선하기 위하여 실란커플링제에 의한처리가 행해진다. 이 실란커플링제로서는 비닐실란계, 아미노실란계, 에폭시실란계, 메타크릴실란계, 클로로실란계, 머캅토실란계의 커플링제를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 실란커플링제에 의한 강화섬유의 표면처리는 강화섬유를 교반하면서 실란커플링제 용액을 분무하는 방법이나, 커플링제 용액중에 강화섬유를 침지하는 방법 등과 같은 기존의 방법에 의해 수행할 수 있다. 또한, 상기 실란커플링제의 처리량은 강화섬유에 대하여 0.001∼0.3wt%, 바람직하게는 0.005∼0.2wt% 의 범위내로 하는 것이 바람직하다. 이 이유는 0.001wt% 미만의 처리량으로는 강도의 향상이 작기 때문이다.

또한, 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 강성과 팽창성을 향상시키기 위하여 강화섬유는 단섬유로 개방하는 것이 바람직 하다. 그 때문에, 상기 강화섬유는 필요에 따라 수용성 수속제에 의한 처리가 행해진다. 이 수속제로서는 폴리에틸렌옥사이드계나 폴리비닐알콜계 등이 있다. 이 수속제의 처리량은 강화섬유에 대하여 0.03∼0.3wt%, 바람직하게는 0.05∼0.2wt% 의 범위내로 하는 것이 바람직하다. 이 이유는 0.3wt% 를 넘는 처리량으로는 종이 뜨는 공정에서의 섬유의 개방이 어려워지기 때문이다.

[열가소성 수지에 관하여]

본 발명에 있어서, 기재를 구성하는 열가소성 수지로서는 예를 들면 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리아세탈 및 이들 수지를 주성분으로 하는 공중합채(共重合體)(예를 들면 에틸렌-염화비닐 공중합체, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체 등)나 그라프트 화합물, EPM 이나 EPDM 등의 열가소성 엘라스토머, 폴리머 얼로이(polymer alloy), 또는 이들 수지의 혼합품 등을 사용할 수 있다. 그중에서도 바람직한 것은 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 수지이고, 특히 바람직한 것은 폴리프로필렌이다.

이 열가소성 수지의 중량 평균분자량(이하, 단순히 「M_W」라고 한다.)은 50,000∼700,000 의 범위내인 것이 바람직하다. 그 이유는 M_W가 50,000 미만인 경우 용융점도가 낮고 강화섬유에의 습윤성이나 접착성은 좋아지지만, 수지가 취성화(脆性化)되기 쉽고, 종이 뜨기 성형한 섬유강화 열가소성 수지 기재의 기계적 특성이 저하하기 때문이다. 한편, M_W가 700,000 을 넘으면 종이 뜨기 성형시의 유동성이 저하함과 동시에 강화섬유 접합점으로의 합침성이나 젖음성이 악화하고, 역시 기재의 기계적 특성이 저하하기 때문이다.

이 열가소성 수지로서는 그 형상이 과립상, 플레이크상, 섬유상 등인 것을 사용할 수 있다. 특히 과립상 입자의 경우는 바람직하게는 수지 지름이 50∼2000㎛의 범위내에 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 그 이유는 수지 지름이 50㎛ 미만에서는 웨브 제조시에 장치에의 맞물림 등의 트러블이 발생하기 쉽고, 한편 수지 지름 이 2000㎛ 을 넘으면 강화섬유에 수지가 균일하게 분산된 섬유강화 열가소성 수지를 얻는 일이 어려워지기 때문이다.

이 열가소성 수지는 수지와 강화섬유와의 접착성을 향상시키기 위하여 산이나 에폭시 등과 같은 여러 가지 화합물로 변성한 수지를 병용할 수 있다. 예를 들면 폴리프로필렌의 경우, 말레인산이나 무수말레인산, 아크릴산 등으로 변성할 수 있고, 변성기가 산무수물기, 카복실기로 되는 것이 바람직하다.

이 변성수지는 M_W가 20,000∼200,000 의 범위내인 것이 바람직하다. 그 이유는 M_W가 20,000 미만에서는 용융점도가 낮고, 강화섬유에의 습윤성이나 접착성은 좋아지지만, 수지가 취성화되기 쉽고, 종이 뜨기 성형한 섬유강화 열가소성 수지 기재의 기계특성은 저하하기 때문이다. 한편, M_W가 200,000 을 넘으면 종이 뜨기 성형시의 유동성이 저하함과 동시에, 강화섬유 접합점에의 함침성이나 젖음성이 악화하고, 역시 상기 기재의 기계특성이 저하하기 때문이다.

이 변성수지는 상기 변성기의 양이 0.02∼3.0wt%(100×변성기의 중량/열가소성 수지의 중량), 바람직하게는 0.05∼2.0wt% 의 범위내인 것이 바람직하다. 그 이유는 변성기의 양이 0.02wt% 미만에서는 실란커플링제와의 반응이 불충분해지고 강도의 향상이 작기 때문이다. 한편, 3,0wt% 를 넘으면 열가소성 수지의 취화나 시트의 착색 등과 같은 부적절함을 초래하기 때문이다. 또한, 열가소성 수지로서 상기 변성수지를 병용할 경우, 각각의 수지로 구성되는 웨브를 적충성형하여 섬유강화 열가소성 수지 기재를 제조하여도 좋고, 이들 수지를 미리 압출기 등으로 용융혼련하여 파쇄한 것, 또는 한쪽의 수지를 다른 수지로 코팅한 것을 종이 뜨기 성형에 제공하여 섬유강화 열가소성 수지 기재를 제조할 수도 있다.

본 발명의 종이 뜨기 스탬퍼블 시트 및 경량 스탬퍼블 시트 성형체에 있어서는 입자상의 열가소성 수지와 섬유형상의 열가소성 수지가 용융하고 일체화함으로써, 기계적 강도가 크게 향상한다. 특히, 열가소성 수지중 섬유 형상의 열가소성 수지는 상기 입자상의 열가소성 수지와 동일한 수지 또는 유사한 구조의 수지인 것이 바람직하다. 예를 들면, 입자상 및 섬유상의 열가소성 수지를 병용하는 경우에 있어서, 입자상의 열가소성 수지로서 폴리프로필렌을 사용한 경우에는 섬유형상의 열가소성 수지는 동일한 폴리프로필렌 또는 폴리프로필렌과 유사 구조를 가지는 것인 점, 즉 프로필렌과 기타 다른 모노머를 주성분으로 하는 공중합체, 또는 폴리프로필렌 말단기 및 측쇄의 일부를 다른 기능기(예를 들면 COOH기)에 의해 치환한 것을 포함하는 변성수지인 것이 바람직하다.

미변성의 섬유형상의 열가소성 수지와 변성한 입자상의 열가소성 수지의 혼합품을 사용한 경우에는 기재 강도와 변성 수지량의 최적화를 행함으로써 더 높은 특성이 얻어진다. 섬유형상의 열가소성 수지가 변성 폴리프로필렌인 경우는 상기의 입자상 폴리프로필렌과 동일한 처리를 행할 수 있다.

열가소성 수지중 섬유형상의 수지의 섬유 길이는 5∼50㎜ 인 것이 바람직하다. 그 이유는 섬유 길이가 너무 짧으면 종이 뜨는 공정에서 웨브로부터 누락되기 쉽다. 한편, 섬유 길이가 너무 크면 종이 뜨는 공정에서 섬유형상의 열가소성 수지가 충분히 개방되지 않고 불균일한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트가 되기 때문이다. 또한, 섬유 지름은 5∼30㎛, 보다 바람직하게는 10∼25㎛ 인 것이 바람직하다. 그 이유는 섬유 지름이 작으면 종이 뜨는 공정에서 흡인저항이 커져 제조 트러블의 원인이 되고, 한편 섬유 지름이 너무 크면 얻어지는 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 구조를 치밀하게 하는 효과가 작기 때문이다.

[강화섬유와 열가소성 수지의 배합비에 관하여]

본 발명에 있어서, 기재를 구성하는 강화섬유와 열가소성 수지의 배합비는 중량비(섬유/수지)로 10/90∼70/30 의 범위내로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는 강화섬유의 배합률(함유량)이 10wt% 보다 적으면 강화섬유에 의한 충분한 보강효과를 기대할 수 없고, 한편 강화섬유의 배합율(함유량)이 70wt% 를 넘으면 팽창시킨 경우에 바인더 성분으로서의 열가소성 수지가 부족하고, 수지를 강화섬유 접합점까지 균일하게 함침하는 일이 어려워져, 강도의 저하를 초래하기 때문이다.

[유기섬유 부직포에 관하여]

본 발명에 있어서 사용할 수 있는 유기섬유 부직포로서는 건식 및 습식법에 의해 작성한 것, 또는 수지를 용융방사한 후 직접 부직포로 한 스펀본드 등을 들 수 있다. 부직포를 구성하는 섬유로서는 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 포릴아세탈 등과 같은 수지, 및 이들 수지를 주성분으로 하는 공중합체(예를 들면 에틸렌-염화비닐 공중합체, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체 등)나 그라프트 화합물, EPM 이나 EPDM등의 열가소성 엘라스토머, 폴리머 얼로이 또는 이들 수지의 혼합품을 용융방사한것, 또는 페놀 등의 열경화성 수지 섬유, 펄프나 면 등의 천연섬유, 또는 이들 섬유의 혼합품을 사용할 수 있다. 특히, 기재를 구성하는 열가소성 수지로서 폴리프로필렌을 사용할 경우에는 유기섬유 부직포는 웨브의 가압성형온도 190∼210℃ 의 범위에서 용융하지 않는(융점이 폴리프로필렌보다도 10℃ 이상 높다)수지, 예를 들면 폴리에스테르나 폴리아미드계의 수지로 된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 유기섬유 부직포는 그 기본 중량이 10∼100g/㎠ 의 범위내인 것이 바람직하다. 그 이유는 기본 중량이 10g/㎠ 미만에서는 강성을 향상시키는 효과가 적고, 한편 기본 중량이 100g/㎠ 를 넘으면 부직포내를 충분히 적시기 위한 열가소성 수지량이 너무 많아져 스탬퍼블 시트 성형체의 무게가 무거워지기 때문이다.

[표피에 관하여]

본 발명의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 구성하는 장식용 표피는 제품인 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 표면가식이나 비통기성의 부여, 쿠션성 부여, 단열성 부여 등 여러 가지 목적에 따라 적절히 선택되지만, 가열된 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 열가소성 수지에 의해 성형과정에서 용융하거나 찢어지지 않도록 내열성을 갖는 것이 필요하다.

이와 같은 표피로서는 천연 및 합성섬유를 소재로한 직포, 니들 펀치 등을 행한 유기섬유 부직포, 기모직포, 편포, 식모포(flocked fabric) 등을 사용할 수 있다. 특히, 자동차 내장용도에는 PVC(폴리염화비닐)나 TPO(열가소성 올레핀), 열가소성 폴리에스테르, 엘라스토머 등과 같은 열가소성 수지 시트 및 이 시트에 기포(base fabric)나 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리우레탄 등과 같은 수지 발포체를 래미네이트 한 것, 또는 상술한 각종 장식용 표피 단독 및 이것에 백킹재를 첩착(貼着)한 것, 또는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리우레탄 등과 같은 수지 발포체를 래미네이트 한 것이 사용된다. 또한, 이들 표피에 추가로 각종 핫 멜트를 붙여 사용되는 경우가 있다. 또, 핫멜트가 붙은 표피를 사용할 경우에는 예를 들면 폴리아미드계나 변성 폴리올레핀계, 우레탄계, 폴리올레핀계라는 각종 핫 멜트 중에서 사용할 이하에 서술하는 필름 수지 성분과 친화성 및 접착성이 좋은 것을 선택하는 것이 바람직하다. 또한 이들 표피의 표면에는 잔주름 등의 요철(凹凸)모양, 인쇄 등이 행하여져 있어도 지장없다.

[필름의 구성에 관하여]

본 발명의 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트 또는 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 구성하는 열가소성 수지 필름은 필름(A), (B), (C), (D), (E) 로 구성되어 있다.

①필름 (A) : 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지와 동일하거나 유사한 구조를 갖고, 또한 가열압축 성형시의 용융점도가 상기 열가소성 수지와 동일한 정도 또는 그 이상인 수지에 의해 구성된 단층 필름이다.

여기에서, 상기 필름 (A) 는 가열, 압축시에 웨브에 일부 함침되어 성형체 내부 표면측에 치밀한 층을 형성하여 샌드위치 구조의 적층체로 되고, 그 결과 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 강성 및 비통기성을 향상시키는 작용을 맡는다. 또한, 이 필름 (A) 는 표피측면이 평활면이기 때문에 표피를 첩합할때에 핫 멜트층과의 접착을 용이하게 한다. 또한 가열, 압축시에는 웨브에 일부만이 함침되는 구성으로 하기 위하여 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지와 동일하거나 유사한 구조를 갖고, 또한 가열압축 성형시의 용융점도가 상기 열가소성 수지와 동일한 정도 또는 그 이상인 수지에 의해 구성된 단층 필름으로 하였다.

여기에서 동일구조란 같은 수지로 중합량 즉 분자량이 다른 것을 가리킨다. 한편, 유사한 구조란 기본구조가 유사한 수지 종류를 가리킨다. 예를 들면, 폴리프로필렌과 폴리에틸렌은 폴리올레핀계 수지이고, 유사한 구조의 수지 종류이다. 또한, 유사구조의 수지는 공중합체나 변성처리품 등도 포함하는 의미이다.

본 발명에 있어서, 수지의 용융점도를 높게 하는 방법으로서 분자량을 크게 하거나, 다른 수지를 혼합하거나(예를 들면 폴리프로필렌에 저밀도 폴리에틸렌을 혼합한다 .), 또는 탄산칼슘이나 산화티타늄, 운모, 카본블럭, 규산마그네슘 등과 같은 무기필러를 충전하는 방법을 들 수 있다. 또한, 용융점도는 가압성형온도, 예를 들면 190∼210℃ 에서의 용융점도를 가리킨다.

본 발명에 있어서, 웨브를 구성하는 열가소성 수지가 폴리프로필렌인 경우에는, 필름 (A) 로서는 상기 폴리프로필렌보다도 가열압축 성형시의 용융점도가 높은 폴리프로필렌을 사용하는 것이 바람직하다. 이때의 필름 (A) 를 구성하는 폴리프로필렌의 멀트프로인덱스(MFR, 측정조건; JIS K6758 에 준거)의 값은 20(g/10분) 이하, 보다 바람직하게는 10(g/10분) 이하로 한다.

② 필름 (B) : 필름 (A) 와 같은 구성의 제1수지층과, 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지보다도 융점이 낮은 수지로 되는 제2수지층에 의해 구성된 2층필름이다.

여기에서 상기 필름 (B) 를 구성하는 제1수지층은 상기 필름 (A) 와 동일한 수지가 사용되고, 동일하게 작용한다. 상기 필름 (B) 를 구성하는 제2수지층은 접착성을 갖지 않는 표피를 사용한 경우에 유리한 필름층이고, 성형시에 표피측 섬유가 파고 들어가 앵커 효과에 의해 표피와 기재와의 접착성의 향상에 기여한다. 그 때문에 웨브를 구성하는 열가소성 수지가 폴리프로필렌인 경우에는 상기 폴리프로필렌보다도 융점이 낮은 폴리프로필렌, 또는 폴리에틸렌을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 제2수지층을 구성하는 수지로서는 그외에 폴리아미드계, 변성 폴리올레핀계, 우레탄계 등과 같은 핫 멜트 필름이 바람직하게 사용된다.

③ 필름 (C) : 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지와 동일하거나 유사한 구조를 갖는 수지, 바람직하게는 가열압축 성형시의 용융점도가 상기 열가소성 수지와 동일한 정도 또는 그 이상인 수지로 되는 제1수지층과, 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지보다도 융점이 높은 수지로 되는 제2수지층에 의해 구성된 2층필름이다.

여기에서 상기 필름 (C) 를 구성하는 제2수지층은 가열, 압축성형후에 용융하지 않고, 비통기층을 형성하며, 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 비통기성을 더욱 향상시키는 작용을 맡는다. 그러나, 팽창성형시에 시트로의 성형가능성에 방해가 되지 않을 정도의 신장을 부여하는 수지 필름인 것이 바람직하다. 이와 같은 제2수지층의 수지로서는 웨브를 구성하는 열가소성 수지보다도 융점이 10℃ 이상 높은 수지인 것이 바람직하다. 예를 들면 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리아세탈 및 이들 수지를 주성분으로 하는 공중합체(예를 들면 에틸렌-염화비닐 공중합체, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체 등)나 그라프트 화합물, EPM 이나 EPDM 등의 열가소성 엘라스토머, 폴리머 얼로이, 또는 이들 수지의 혼합품 등을 사용할 수 있다. 특히, 웨브를 구성하는 열가소성 수지로서 폴리프로필렌을 사용할 경우에는 웨브의 가압성형온도 190∼210℃ 의 범위내에서 용융하지 않는 (융점이 폴리프로필렌보다도 10℃이상 높다) 수지, 예를 들면 폴리아미드계의 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

④ 필름 (D) : 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지와 동일하거나 유사한 구조를 갖는 수지로 되는 제1수지층과, 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지보다도 융점이 높은 수지로 되는 제2수지층과, 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지보다도 융점이 낮은 수지로 되는 제3수지층에 의해 구성된 3층필름이다.

여기에서 상기 필름 (D) 를 구성하는 제3수지층은 접착성을 갖지 않은 표피를 사용한 경우에 유리한 필름층이고, 표피와의 접착층으로서 작용한다. 그 때문에 웨브를 구성하는 열가소성 수지보다도 융점이 낮은 수지에 의해 구성되어 있으면 되고, 특히 다른 제한은 없다. 예를 들면 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리아세탈 및 이들 수지를 주성분으로 하는 공중합체나 그라프트 화합물, EPM 이나 EPDM 등의 열가소성 엘라스토머, 폴리머아로이 또는 이들 수지의 혼합품 등을 사용할 수 있다.

⑤ 필름 (E) : 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지와 동일하거나 유사한 구조를 갖는 수지로 되는 단층필름이다.

여기에서 상기 필름 (E) 는 가열, 압축시에 웨브와 유기섬유 부직포의 사이에서 양자에 일부 함침하고, 웨브와 유기섬유 부직포의 접촉면에 충분한 두께의 함침층을 형성하며, 샌드위치 구조체의 층을 형성함으로써 강성의 향상을 담당함과 동시에 그 앵커 효과에 의해 기재와의 접착성의 향상을 담당하는 수지층이다.

또한, 상술한 2층 또는 3층의 다층필름은 종래 이미 알고 있는 방법에 따라 제조할 수 있다. 예를 들면 드라이 래미네이트(dry laminate)법 또는 동시압출법에 의해 필름의 다층화를 실시할 수 있다.

또한, 상기 다층필름은 웨브에 다층필름을 구성하는 각 단층필름을 적충한후에 가열, 압축함으로써 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트 제조시에 일체화시킬수 있다.

또한, 상기 다층필름의 각 층 사이에는 접착성을 더욱 개선하기 위한 얇은 접착층을 설치하는 것도 가능하다.

다음에, 본 발명에 관계된 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트 및 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 제조하는 방법에 관하여 설명한다.

(1) 우선 강화섬유, 예를 들면 유리섬유의 잘라진 가닥(chopped strand)과, 입자상이나 섬유상의 열가소성 수지를 공기의 미소기포가 분산된 계면활성제 수용액에 분산시킨다. 여기에서, 계면활성제로서는 도데실벤젠설폰산나트륨 등이 바람직하게 사용되지만 이들로 한정되는 것은 아니다.

(2) 다음으로, 얻어진 분산액을 다공성 지지체를 통하여 탈수함으로써 분산액중의 고형분을 퇴적시키고, 그 퇴적물을 건조시켜 균일한 웨브를 얻는다. 이 웨브는 강화섬유와 열가소성 수지 등으로 구성되고, 강화섬유중에 열가소성 수지의 입자가 균일하게 분산된 것이며, 그 두께는 1∼10㎜ 인 것이 바람직하다.

(3) 다음으로, 상기 웨브의 한쪽 편 또는 양측에 열가소성 수지 필름이나 유기섬유 부직포를 적층하고, 이 적층체를 열가소성 수지의 융점이상 또한 분해점미만의 온도로 가열하여 수지를 용융시키고 냉각반 사이에서 압력을 가하여, 치밀하게 고화한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 얻는다.

여기에서, 상기 열가소성 수지가 폴리프로필렌인 경우에는 웨브를 가열하는 온도는 170∼230℃, 바람직하게는 190∼210℃ 로 한다. 그 이유는 가열온도가 170℃미만에서는 수지의 용융이 불충분하게 되어 강도저하를 초래하고, 한편 230℃를 넘으면 폴리프로필렌의 분해에 의한 착색이나 강도저하를 초래하기 때문이다. 또한, 냉각반 사이에 있어서의 상기 압력은 치밀한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 얻기 위해서는 3∼50kgf/㎠ 의 범위내로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는 압력이 50kgf/㎠ 를 넘으면 유리섬유 등의 강화섬유의 파손을 초래하기 쉽다. 한편, 압력이 3kgf/㎠ 미만에서는 유리섬유 등의 강화섬유와 열가소성 수지의 젖음이 충분하지 않고 강도저하를 초래하기 쉽기 때문이다.

또한, 이 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트는 산화방지제나 내광(耐光)안정제, 금속 불활성화제, 내화제, 카본블럭, 규산마그네슘 등의 첨가제나 착색제 등을 함유시킬 수 있다. 이들 첨가제나 착색제는 예를 들면 입상의 열가소성 수지에 미리 배합하거나 코팅하는 방법, 또는 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트 제조공정중에 스프레이 등으로 첨가하는 방법 등에 의해 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트중에 함유시킬 수 있다.

(4) 그리고, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블시트(적층시트)를 구성 수지의 융점 이상의 온도로 재가열하고, 표피첩합품의 경우에는 팽창한 시트상에 표피를 적층한후에 성형 금형내에 두고, 금형 스페서의 높이나 프레스의 틀 죄기 높이 등을 조정하여 가압성형함으로써 일체화하여, 소정의 두께와 밀도를 갖는 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻는다.

여기에서, 이와 같은 팽창성형시의 가열온도는 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 구성하는 열가소성 수지의 융점 이상 또한 분해점 미만의 온도범위에서 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면, 상기 열가소성 수지가 폴리프로필렌인 경우에는 가열온도는 170∼250℃, 바람직하게는 190∼210℃ 로 한다. 이 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 가열방법으로서는 열반가열이나 원적외선 가열, 통풍식 가열등이 있고, 특히 한정되는 것은 아니다. 또한, 금형온도는 상기 열가소성 수지의 응고점 이하이면 되고, 핸드링성이나 생산성의 점에서 통상적으로 실온∼60℃ 의 범위로 한다. 또한, 성형압력은 제품형상에 따라 다르지만 과잉압력은 강화섬유를 파단시키기 때문에 통상적으로 1∼50kg/㎠ 의 범위로 한다.

이와 같이 하여 얻어진 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 밀도는 금형의 클리어런스에 의해 제어되고, 이론밀도(ρ)보다도 작으면 좋고, 바람직하게는 0.8g/㎤이하, 보다 바람직하게는 0.7g/㎤ 이하로 한다. 여기에서 이론밀도(ρ)는 공극률이 0 일때의 밀도이고, 다음 식으로부터 구할 수 있다.

ρ = 100 / (W_m/ρ_{m +}W_r/ ρ_r)

W_m; 열가소성 수지의 중량분률

W_r; 강화섬유의 중량분률

ρ_m; 열가소성 수지의 밀도

ρ_r; 강화섬유의 밀도

또한, 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 팽창배율은 1.1∼15배, 바람직하게는 1.5∼10배로 한다. 그 이유는 팽창배율이 너무 크면 기본 중량이 많을 경우에 가열시의 표면과 내부의 온도차가 커져 균일한 가열이 어렵고 두께의 불균일이 발생하기 때문이다. 한편, 팽창배율이 너무 작으면 필요두께에 있어서의 경량화의 효과가 적기 때문이다. 여기에서 팽창배율이란 팽창재(경량 스탬퍼블 시트 성형체)의 두께를 이론두께(공극율이 0 일때의 두께)로 나눈 것이다.

이상 설명한 바와 같은 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트 및 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 제조하는 방법에 있어서, 본 발명은 특히 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 원료로 하는 팽창성형에 의해 표면과 기재와의 접착성이 우수한 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻는데 유리한 제조방법을 제안한다. 이 제안에 의하면 팽창성형의 원료로서 본 발명에 관계된 스탬퍼블 시트를 사용하면 표피와 기재와의 접착성의 향상뿐만 아니라 강성 및 비통기성도 향상한 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻을 수 있다.

이하에, 본 발명에 관계된 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 제조방법을 제7도 내 지 제14도에 기초하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 제조방법에서는 자금형(5) 및 웅금형(6)으로 되는 자웅 한쌍의 금형이 사용되고, 이들 금형의 어느 것인가 한쪽 또는 그 양쪽에 프레스 장치가 설치되어 있어 양 금형은 개폐가능하게 되어 있다.

(1) 본 발명에 있어서는 우선 이러한 양 금형을 개방상태로 하고, 자웅양 금형 사이에 표피(2) 및 가열하여 팽창한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트(10)(이하, 단순히 가열시트라고 부르는 경우가 있다)를 포개어 맞도록 배치한다. 여기에 본 발명에 있어서의 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 가열은 웨브를 구성하는 열가소성 수지의 융점 이상, 분해점 미만의 온도로 가열함을 의미한다.

이때, 가열시트(10)는 하금형(도면에서는 웅금형)의 금형면상에 직접 재치하여도 좋고, 표피(2)를 그위에 직접 재치하여도 좋지만, 주름의 발생을 방지하기 위하여 웅금형 외주에 설치한 신축자재한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트용 클램프틀(8)로 가열시트(10)의 말단을 지지하거나, 상금형(도면에서는 자금형)의 상대면과의 사이에서 그 지지가 가능해지도록 설치한 표피용 클램프틀(7)로 표피(2)의 말단을 지지하도록 하여도 좋고, 그 양쪽에서 각각 지지하여도 좋다.

특히, 복잡한 형상의 성형체를 제조할 경우에는 표피(2) 및 가열시트(10)를 각각의 클램프틀(7), (8)로 지지하고, 그 형상에 따른 개개의 위치에서 각각에 지지력과 틀을 죌때에 미끄러져 들어가는 것을 조정하는 것이 바람직하다.

제7도는 이와 같은 표피용 클램프틀(7) 및 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블시트용 클램프틀(8)의 양쪽을 설치한 경우의 금형의 개략을 그 단면으로 나타낸 것으로서, 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트용 클램프틀(8)은 금형의 개폐방향으로 신축가능한 접동장치(9)와 연동하는 구조로 되어 있다. 또한, 표피용 클램프틀(7)은 자금형의 상대면과의 사이에서 그 지지가 가능하면 그 구조는 임의이고, 단순하게는 접착 테이프 등이어도 좋다.

표피 및 가열시트의 금형 사이로의 공급순서는 표피용 클램프틀(7)을 설치하지 않은 경우에는 저절로 가열시트의 공급이 선행하지만, 표피용 클램프틀(7)을 설치한 경우에는 가열시트의 성형전의 냉각을 가능한한 방지하기 위하여 제8도에 나타내듯이 가열시트보다도 표피가 먼저 공급되고, 표피용 클램프틀(7)로 지지되는 것이 일반적이다.

물론, 전자의 경우에 금형 밖에서 가열시트상에 표피를 재치하고, 이것을 그대로 금형사이에 공급하는 일도 가능하다.

여기에서 성형재료인 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 가열은 그 시트를 구성하는 강화섬유나 매트릭스 수지인 열가소성 수지의 종류 등에 의해서도 다르지만, 가열온도가 너무 낮으면 충분한 팽창성을 얻을 수 없고, 또한 표피와의 접착성도 저하되므로 적어도 매트릭스 수지의 융점 이상으로 가열하는 일이 필요하다.

그러나, 너무 고온으로 가열하는 것은 매트릭스 수지의 열저하를 초래할 뿐만 아니라 핸드링이 곤란해지므로, 예를 들면 강화섬유로서 유리섬유를 사용하고, 매트릭스 수지로서 폴리프로필렌계 수지를 사용한 경우에는 통상적으로 170∼230℃정도로 가열된다.

(2) 다음으로, 가열시트 및 표피를 금형사이에 공급한 후(제9도 참조)틀 죄기를 개시하고, 가열시트의 두께가 40∼80% 가 되는 위치에서 틀 죄기를 완료한다(제10도 참조).

여기에서 틀 죄기의 완료는 금형에 고정되어 있는 프레스기의 틀 죄기 완료 위치를 제어하는 방법 등 임의의 방법으로 행하여지지만, 고가의 제어장치를 필요로 하지 않고 게다가 확실한 점에서 미리 위치 설정한 스토퍼(11)에 의해 행하는 방법이 바람직하다.

(3) 틀 죄기가 완료한 후에 금형을 냉각하여 금형을 열고, 성형재료인 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트가 적어도 2배로 팽창한 시트(이하, 팽창시트라고 부르는 경우가 있다)(12)를 기재층으로 하여, 그 표면에 표피가 일체적으로 견고하게 접착된 성형체를 꺼낸다(제11도 참조).

이렇게 하여 팽창시트(12)의 표면에 표피가 일체적으로 견고하게 접착된 성형체가 제조되지만, 이때 표피가 부직포 등의 그물눈상 구조로 되는 것은 앵커효과에 의해 접착성은 보다 향상하고, 또한 표피가 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 매트릭스 수지와 같은 종류 또는 유사한 재질로 될 때는 표피가 직접적으로 그 시트의 표면과 열융착하므로 접착효과가 보다 우수하여, 본 발명에 있어서 이러한 표피를 사용하는 것은 바람직하다.

또한, 가열시에 5배 이상 팽창하는 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 사용함으로써 양호한 접착성과 강성이 얻어진다.

또한, 본 발명에 있어서는 어떠한 표피를 사용하는 경우이더라도 표피와 기재와의 접착성을 더 한층 향상시키기 위하여 그 뒷면에 가열시트의 열로 용융하는 열가소성 수지층(이하, 융착수지층이라고 부르는 경우가 있다)(13)을 래미네이트한 표피를 사용하는 것은 대단히 유효하다.

이 경우에 융착 수지층은 표피의 뒷면에 접착제 등으로 래미네이트 되어 있어도 좋고, 융착법으로 래미네이트 되어 있어도 좋다.

또한, 다른 방법으로서 표피와 가열시트와의 사이에 가열시트의 열로 용융하는 열가소성 수지 필름(이하, 융착성 필름이라고 부르는 경우가 있다) (F)(13)을 개재시켜 팽창성형을 행하여도 좋다. 이 경우에, 융착성 필름 (F)(13) 을 가열시트상에 재치하고, 또한 그위에 표피를 재치하는 방법이어도 좋고, 표피의 뒷면에 융착성 필름 (F)(13)을 래미네이트 하지 않고 단순히 포개어 맞추어 이 상태에서 가열시트상에 재치하여도 좋다. 어는 방법이더라도 팽창성형시에 가열시트의 열에 의해 융착성 필름 (F)(13) 이 표피와 기재와의 사이에서 용융하고, 각각에 열융착하며, 융착성 필름 (F)(13) 을 통하여 양자가 더 한층 견고하게 접착된다.

상기한 방법에 의해 얻어지는 성형체에 있어서, 표피로서 통기성을 갖는 직포나 부직포 등을 사용한 경우에는 그 성형체 자신도 통기성을 갖지만, 이와 같은 통기성을 갖는 표피를 사용할 경우이어도 제12도에 나타내는 표피의 뒷면에 가열시트의 열로 용융하지 않는 열가소성 수지층(14)을 추가로 그 외측에 융착수지층(13)을 래미네이트 한 표피를 사용함으로써, 표피층은 융착 수지층을 통하여 기재와 견고하게 열융착하고, 그 접착력은 보다 향상된다.

이 경우도 상기와 동일하게 표피의 뒷면에 가열시트의 열로 용융하지 않는 열가소성 수지층(14)을 래미네이트 한 표피를 사용하고, 이러한 표피와 가열시트의 사이에융착성 필름 (F)(13) 을 개제시켜 팽창성형을 행하여도 좋다.

또한, 다른 방법으로서 제13도에 나타내듯이 가열시트의 열로 용융하지 않는 열가소성 수지층(14)을 중간층으로 하고, 그 양면에 융착 수지층(13)을 래미네이트 한 3층구조로 된 필름을 사용하며, 표피와 가열시트의 사이에 그 3층시트를 개제시켜 팽창성형을 행하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이 경우에는 표피의 뒷면에 가열시트의 열로 용융하지 않는 열가소성 수지층(14)을 미리 래미네이트 할 필요없이, 팽창성형과 동시에 수지층(14)을 중간층으로 하여 이 양측의 융착 수지층(13)에 의해 표피(2)와 기재가 동시에 접착된다.

어느 방법이어도 표피(2)와 팽창시트(12)는 융착 수지층(13)을 통하여 견고하게 접착되고, 더구나 팽창시트와 표피 사이에는 가열시트의 열로 용융하지 않는 열가소성 수지층(14)이 그대로 잔존하여 비통기 효과를 얻을 수 있으며, 더나아가서는 얻어진 기재인 팽창시트의 표면에는 열가소성 수지층이 형성되기 때문에 강도도 향상하는 효과가 얻어진다.

이들 방법에 있어서, 가열시트의 열로 용융하는 융착 수지층 또는 융착성 필름 (F)(13) 에 있어서의 열가소성 수지는, 팽창성형시의 가열시트의 열에 의해 보다 용이하게 용융하도록 그 용융온도가 가열시트의 표면온도보다도 20∼80℃ 낮은 열가소성 수지인 것이 바람직하다.

또한 앞의 설명에 있어서, 가열시트의 열로 용융하지 않는 열가소성 수지층(14)을 중간층으로 하고, 그 양면에 융착 수지층(13)을 래미네이트 한 3층구조로된 필름을 사용하며, 표피와 가열시트의 사이에 그 3층시트를 개제시켜 팽창성형을 행하는 예를 서술했으나, 융착 수지층의 두께를 조정함으로써 용융온도가 가열시트의 표면온도보다도 20∼80℃ 낮은 열가소성 수지로 된 융착 수지층(13)의 한쪽면에 그 필름을 형성하는 열가소성 수지보다도 더욱 용융온도가 10∼50℃ 낮은 열가소성 수지로 된 수지층(15)을 래미네이트 한 필름을 사용하고, 당해 수지층(15)측이 표피측으로, 융착 수지층(13)이 가열시트측으로 되도록 표피와 가열시트와의 사이에 공급하여 팽창성형을 행함으로써, 앞과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이 방법은 융착 수지층(13)이 가열시트와 접했을때의 시트 두께중에서의 열 구배를 이용하는 것으로서, 융착 수지층의 가열시트측은 가열시트의 열에 의해 그 표면층이 용융하여 기재와 견고하게 열융착하고, 그 반대의 융착 수지층의 수지층(15)측의 표면층은 그 자체는 용융하지 않지만 이것과 접하는 용융온도가 낮은 수지층(15)이 용융하여 표피와 융착성 필름을 열융착하며, 그 결과 융착 수지층(13)의 일부가 그대로 잔존하여 수지층을 형성하면서 표피와 기재가 견고하게 접착된다.

또한 이것과 동일한 방법으로서, 제14도에 나타내듯이 가열시트의 열로 용융하지 않는 열가소성 수지층(14)의 한쪽면에 용융온도가 가열시트의 표면온도보다도 20∼80℃ 낮은 열가소성 수지로 된 융착 수지층(13)을, 반대면에 그 필름을 형성하는 열가소성 수지보다도 더욱 용융온도가 10∼50℃ 낮은 열가소성 수지로 된 수지층(15)을 래미네이트 한 3층필름을 사용하고, 이 3층필름을 수지층(15)측이 표피측으로, 융착 수지층(13)측이 가열시트측으로 되도록 표피와 가열시트의 사이에 공급하여 팽창성형을 행함으로써, 앞과 동일한 효과를 얻을 수 있었다.

여기에서 사용되는 각 필름의 두께는 상기한 각각의 목적에 따라 또는 가열시트와 표피가 접촉하고 있는 시간 등을 고려하여 적절히 최적의 두께가 선택되지만, 일반적으로는 150㎛ 이하이다.

또한, 이들 필름의 재질은 성형소재인 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 가열온도 등에 의해서도 변하고, 각각의 조건에 따라 상기 온도성질의 필름이 선택된다.

이렇게 하여 공극률이 높고 경량성이 우수함과 동시에 강도가 높고, 표피가 견고하게 접착된 경량 스탬퍼블 시트 성형체가 얻어지고, 또한 필요에 따라 적절히 비통기성으로 할 수도 있다.

또, 여기에서 얻어진 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 반표피측에는 기재를 구성하는 강화섬유가 그 표면에 떠오르는 경우가 있기 때문에 이것을 방지하기 위하여 미리 그 한쪽면에 섬유의 떠오름 방지 처리를 행한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 성형소재로서 사용하는 것은 대단히 유효하다.

이러한 섬유의 떠오름 방지 처리는 예를 들면 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블시트의 한쪽면에 부직포나 열가소성 수지 필름 등을 래미네이트 함으로써 용이하게 행할 수 있고, 이와 같은 처리는 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 제조하는데 있어서 강화섬유와 열가소성 수지 분말이 균일하게 분산된 부직재료를 부직포나 열가소성 수지 필름과 함께 가열, 가압함으로써 행하여지는 것이 일반적이다.

이와 같은 섬유의 떠오름 방지용으로 사용되는 부직포나 열가소성 수지필름은 특히 한정되지 않지만, 예를 들면 부직포로서는 기본 중량이 10∼50g/㎠ 정도의 폴리에스테르계 부직포 등이 바람직하게 사용되고, 열가소성 수지 필름도 본 발명의 팽창성형을 실시할때에 즈음하여 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 가열시에 필름이 녹거나 찢어지거나 하지 않는 한 특히 한정되지 않으며, 상술한 표피나 가열시트의 열로 용융하지 않는 열가소성 수지층(14)과 동일하여도 좋다.

특히, 섬유의 떠오름 방지에 열가소성 수지 필름을 사용한 경우에는 기재에 비통기층이 형성되고, 그중에서도 표피측에도 가열시트의 열로 용융하지 않는 열가소성 수지층(14)이 개재하고 있는 경우에는 기재의 양면에서 비통기층이 형성되게 되어 공기의 차단성이 우수한 성형체가 될 수 있다.

이상 설명했듯이 본 발명의 제조방법에 의하면, 표피가 견고하게 접착되고, 경량성 및 강성이 우수한 경량 스탬퍼블 시트 성형체가 용이하게 얻어지며, 또한 기재층도 용이하게 비통기성 구조로 할 수 있다. 그 결과, 얻어진 성형체는 경량에다 고강성이고, 표피와 기재와의 접착성 및 비통기성이 우수한 성형품으로서 각종의 용도, 특히 천정재나 도어트림재 등의 자동차 내장재로서 폭넓게 이용하는 것이 가능하다.

다음으로, 본 발명에 관계된 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 도어트림 등의 충격흡수부품으로서 적용한 예를 제15도 내지 제21도에 따라 구체적으로 설명한다.

제15도는 본 발명의 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 예를 그 단면으로 나타낸 것으로서, 50% 이상의 공극률을 갖는 섬유강화 열가소성 수지층으로 된 기재(1)와, 그 표면의 의장면측의 표피(2) 및 비의장면에 부분적으로 설치된 열가소성 수지 발포체 등으로 된 충격흡수체(16)로 구성된다. 제16도는 본 발명의 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 다른 예를 동일하게 나타낸 것으로서, 이 예에서는 열가소성 수지에 의해 형성된 리브가 충격흡수체(16)로서 기재(1)에 일체화된 구조로 되어 있다.

본 발명에 관계된 충격흡수부품으로서의 경량 스탬퍼블 시트 성형체에 있어서, 기재는 강도와 경량성의 점에서 공극률이 50용량% 이상인 섬유강화 열가소성 수지층으로 된 것이 필요하고, 그 수지층은 종이 뜨는 방법에 의해 얻은 본 발명에 관계된 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트에서 용이하게 얻을 수 있다. 즉, 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 가열에 의해 원하는 공극률이 될 때까지 두께 방향으로 팽창시키면서 원하는 형상으로 성형하거나, 또는 가열하여 원하는 공극률이상이 될 때까지 두께 방향으로 팽창시킨 후, 가열상태를 유지하면서 이것을 원하는 공극률이 되도록 또한 원하는 형상으로 되도록 재차 가압, 압축하여 성형하는 팽창성형법에 의해 용이하게 제조할 수 있으나, 일반적으로는 성형성이 양호한 점에서 후자의 팽창성형법에 의한 방법이 채용된다.

특히, 한쪽면에 열가소성 수지 필름이 접착되어 있는 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 사용할 경우에는, 통상적으로는 그 필름이 접착되어 있지 않은 측에 표피가 접착되고, 필름이 접착되어 있는 측에 충격흡수체가 설치된다. 이와 같은 구성으로 함으로써 필름에 의해 기재에 비통기성이 부여됨과 동시에, 표피 비첩합면의 강화섬유의 떠오름을 방지할 수 있다.

또한, 양면에 열가소성 수지 필름이 접착되어 있는 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 사용할 경우에는 상기의 기재 비의장면의 강화섬유의 떠오름 방지에 덧붙여 표피와 기재와의 접착성이 향상하고, 더나아가서는 기재의 강성이 향상하기 때문에 얻어진 충격흡수부품으로서의 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 강성도 더 한층 향상하는 효과가 얻어진다.

이러한, 열가소성 수지 필름은 기재와 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 포개어 맞춰 팽창성형할때에 그 시트와 함께 가열, 가압하여 래미네이트 시켜도 좋다.

또, 기재의 반표피측에 상기 수지 필름을 래미네이트 하는 외에 기본 중량이 10∼50g/㎠ 정도의 폴리에스테르계 부직포 등의 부직포를 래미네이트 함으로써 강화섬유의 떠오름 방지 처리를 행할 수 있다.

표피는 미리 성형된 기재에 접착재 등에 의해 접착하여도 되지만, 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 팽창성형에 의해 제조할때에 그 제조공정에 있어서 성형과 동시에 기재에 첩합일체화 하는 것이 바람직하고, 이 경우에는 팽창성형에 있어서의 가열공정에 있어서 그 열에 의해 용융하거나 찢어지거나 하지 않도록 내열성을 갖는 것이 필요하다. 후자의 방법에 의할 경우에는, 표피는 기재인 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 매트릭스 수지 또는 그 시트의 표면에 접착되어 있는 열가소성 수지 필름과 같은 종류 또는 유사한 열가소성 수지와 같이, 기재와의 열융착에 의한 접착성이 양호한 재질인 것이 바람직하다. 표피자체가 상기의 매트릭스 수지나 열가소성 수지 필름과의 접착성이 저하할 경우에는 표피의 뒷면에 이들 수지와의 접착성이 우수한 수지 필름을 미리 래미네이트 해둠으로써 접착성을 향상시킬 수 있다. 또한, 표피의 종류나 두께에 따라서는 기재의 표면에 떠올라 있는 강화섬유를 표피를 구성하는 열가소성 수지층중에 거둬 들이는 앵커 효과에 의해, 또는 그 반대로 표피가 직포나 편포와 같이 다공질이거나, 표피표면이 섬유상인 경우에는 기재의 매트릭스 수지에 의한 앵커 효과에 의해 접착시킬 수 있다.

또한, 경량 스탬퍼블 시트 성형체에 비통기성을 구할 경우에 비통기성 표피를 사용하고, 또한 이것이 기재와의 접착성이 우수하다면 기재의 한쪽면 또는 양면에 미리 열가소성 수지 필름을 접착해두는 것은 특히 필요없지만, 통기성 표피를 사용할 경우에는 열가소성 수지 필름을 접착한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 사용하거나, 그 뒷면에 비통기성의 필름을 래미네이트 한 표피를 사용하면 된다.

본 발명의 충격흡수부품으로서의 경량 스탬퍼블 시트 성형체는 기재(1)의 의장면에 이와 같은 표피(2)가 접착되고, 그 뒷면인 비의장면의 적어도 일부에 충격 흡수체(16)가 적층일체화되어 구성된 것이다.

충격흡수체의 재질은 일반적으로 알려져 있는 각종의 충격흡수재료로부터 그 사용목적에 따라 선택되지만, 65용량% 이상의 공극률을 갖는 섬유강화 열가소성 수지 성형체나 독립기포를 갖는 열가소성 수지 발포체, 또는 열가소성 수지에의해 성형된 리브 구조체가 알맞게 사용된다.

여기에서, 65% 이상의 공극률을 갖는 섬유강화 열가소성 수지 성형체는 본 발명에 적용되는 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 제조에 준하여 용이하게 제조할 수 있고, 기재를 구성하는 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트와 같은 종류의 재료이어도 좋고, 다른 재료로 구성되어 있어도 좋으며, 물론 두께가 달라도 좋고, 그 구성재료나 두께는 목적으로 하는 충격흡수성을 만족하도록 적절히 결정된다.

또한, 독립기포를 갖는 열가소성 수지 발포체로서는 일반적으로 잘 알려진 발포체가 그대로 적용되지만, 경량성이 풍부하고 충격흡수성이 높은 폴리프로필렌 구슬 발포체가 알맞게 사용된다.

또한, 열가소성 수지 성형체로 된 충격흡수체는 통상적으로 주상, 중공상의 리브 구조체로서 이용되고, 예를 들면 자동차의 도어트림과 같이 충격흡수부품을 내장재를 겸하여 이용할 경우에 사용된다.

이러한 충력흡수체는 기재의 표피가 접착되어 있지 않은 비의장면인 뒷면 전면에 설치하여도 좋지만, 통상적으로는 그 뒷면에 부분적으로 설치되고, 그 형상, 치수, 배치장소, 배치개수 등은 충격흡수부품으로서의 사용목적, 사용상황 등에 의해 적절히 선택되며, 특히 한정되는 것은 아니다.

예를들어 충격흡수체의 형상에 대해서는 경량성, 충격흡수성, 타부품과의 결합성 또는 성형성 등을 고려하여 가장 유효한 형상이나 치수로 할 수 있고, 블록상, 파이프상, 요철형상 또는 즐치(櫛齒)상 등이어도 좋다.

이와 같은 충격흡수체의 기재와의 일체화는 미리 원하는 형상으로 성형한 충격흡수체를 기재의 성형후에 접착제나 열융착에 의해 접착하여도 되고, 충격흡수체와 기재와의 열융착성이 우수한 경우에는 기재성형과 동시에 일체화하여도 되며, 후자의 방법은 비용에도 유리하다.

또한, 리브 구조의 충격흡수체를 설치할 경우에는 상기와 동일하게 미리 원하는 형상으로 성형한 리브 구조체를 기재의 성형후에 접착하여도 되고, 기재성형과 동시에 일체화하여도 된다.

또한, 원하는 충격흡수부품의 형상이 되도록 설계된 금형을 사용하여 표피를 접착한 기재를 먼저 형성시킨 후, 용융상 열가소성 수지를 금형의 리브 형성부에 공급하여 리브부를 형성시킴과 동시에, 먼저 형성한 기재와 일체화하여도 된다.

본 발명의 충격흡수부품으로서의 경량 스탬퍼블 시트 성형체는 이와 같은 임의의 방법에 의해 기재인 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 의장면측에 표피를 적층하고, 비의장면의 적어도 일부에 충격흡수체를 적층, 일체화함으로써 용이하게 제조할 수 있다. 바람직하게는 표피는 적어도 기재의 성형과 동시에 기재의 의장면이 되는 표면에 적층하고, 접착하는 방법이 바람직하다.

이러한 방법에서는 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 팽창성형과 동시에 표피를 접착하는 방법이 이용되고, 이 경우에는 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트 그 자체의 공극률은 그다지 중요하지 않고, 그 시트를 매트릭스 수지의 용융온도 이상으로 가열함으로써 팽창했을 때의 공극률이 50용량% 이상, 바람직하게는 80용량% 이상이면 된다.

이하에, 이러한 방법에 있어서의 대표적인 제조예에 관하여 서술한다.

하나의 방법은 기재와 미리 형성된 충격흡수체를 다른 공정으로 일체화하는 방법이다.

이 방법은, 원하는 경량 스탬퍼블 시트 성형체중 충격흡수체의 부분을 뺀 형상에 대응한 입체형사으로 형성된 캐비티(cavity)면을 갖는 상형(5) 및 하형(6)으로 된 한싸의 금형(제7도 참조)을 사용하고, 개방상태에 있는 양 금형 사이에 표피(2) 및 미리 원적외선 가열로 등으로 매트릭스 수지의 용융온도 이상으로, 또한 공극률이 50용량% 이상이 되도록 가열하여 팽창시킨 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트(10)를 포개어 맞도록 공급하고(제9도 참조), 그후 그 시트가 공극률 50용량% 이상을 유지하고 또한 원하는 두께가 되도록 양 금형을 틀로 죄어 시트(10)의 열과 틀 죄기 압력을 이용하여 표피와 그 시트를 접착일체화 시킴과 동시에 그 시트로 형성되는 기재(1)를 원하는 형상으로 부형하고(제10도 참조), 냉각후에 표피를 첩합한 기재를 꺼내며(제11도 참조), 기재의 소정 위치에 별도로 형성한 충격 흡수체(16)를 접착제 등으로 접착일체화하는 것이다(제17도, 제18도 참조).

또 하나의 방법은, 기재와 미리 형성된 충격흡수체를 일공정으로 일체화 하는 방법이다.

이 방법에 의할 경우에는 원하는 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 형상에 대응한 입체형상으로 형성된 캐비티면을 갖는 상형(5a) 및 하형(6)으로된 한쌍의 금형(제19도 참조)이 사용된다. 양 금형을 개방상태로 하고, 금형 캐비티면의 충격흡수체가 수납되어야 할 요(凹)부에 충격흡수체(16)를 수납하고, 그위에 미리 원적외선 가열로 등으로 매트릭스 수지의 용융온도 이상 또는 공극률이 50용량%이상이 되도록 가열하여 팽창시킨 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트(10) 및 표피(2)를 포개어 맞추고(제20도 참조), 그후 그 시트가 공극률 50용량% 이상을 유지하고 또한 원하는 두께가 되도록 양 금형을 틀로 죄어, 시트(10)의 열과 틀을 죄는 압력을 이용하여 표피와 그 시트를 접착일체화시킴과 동시에 그 시트로 형성된 기재(1)를 원하는 형상으로 부형하고, 또한 시트(10)의 열을 이용하여 기재(1)에 충격흡수체(16)를 접착일체화 하는 (제21도 참조) 것이다.

이들 예시한 방법중, 후자의 방법은 공업적으로도 유리한 방법이고 이하에 더욱 상세히 설명한다.

이 방법에서 사용되는 금형은 상기했듯이 상형(5a) 및 하형(6) 한쌍으로되고, 이들중 어느것 또는 양쪽이 상하방향으로 이동가능하다.

이들 금형의 캐비티면은 제품인 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 형상에 대응한 입체형상으로 형성되어 있다.

또한, 이때 하형의 금형면에 설치되어 있는 충격흡수체의 형상에 대응하는 요부는 그 충격흡수체의 기재와의 접착면과 같거나 또는 약간 큰 입구부를 갖고 있다.

성형의 제 1 공정에 있어서는 우선 양 금형을 개방상태로 하고, 하형의 금형면에 설치되어 있는 충격흡수체의 형상에 대응하는 요부에 미리 원하는 형상으로 형성된 충격흡수체를 수납하지만, 이때 충격흡수체의 상단면(기재와의 접착면)이 하형 캐비티면과 같은 높이거나, 캐비티면보다 약간 높아지도록 세트하는 것이 바람직하다.

또한, 충격흡수체가 기재와의 열에 의한 접착성이 뒤떨어지는 재질로 된 경우에는, 충격흡수체의 기재와의 접착면은 가열된 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트(10)의 열로 접착일체화하도록 미리 적당한 처리, 예를 들면 열에 의해 접착가능한 열가소성 수지 필름(핫 멜트 필름)을 첩착하거나, 핫 멜트 접착제를 도포해 둘 필요가 있다.

충격흡수체를 수납한 후, 그 충격흡수체를 덮도록 미리 원적외선 가열로 등으로 매트릭스 수지의 용융온도 이상으로 또한 공극률이 50용량% 가 되도록 가열하여 팽창시킨 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트(10) 및 표피(2)를 공급하지만, 이때 그 수지시트 (10)는 가열에 의해 공극률이 80용량% 이상으로 되어 있는 것이 바람직하고, 이러한 수지시트(10)는 하금형면상에 직접 재치하여도 되고, 클램프틀 등으로 시트말단을 지지하여 금형면으로부터 띄운 상태로 재치하여도 된다. 또한, 표피도 그 수지시트(10)상에 직접 포개어 맞추도록 공급하여도 되고, 표피단부를 상금형의 상대면이나 표피용 클램프틀 등으로 지지하여 수지시트와 거리를 두고 공급하여도 된다.

이와 같이 충격흡수체(16), 가열하여 팽창시킨 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트 (10) 및 표피(2)를 양 금형사이에 공급한후, 그 수지시트의 공극률이 50용량%보다 작아지지 않도록 또한 원하는 제품두께가 되도록 틀 죄기를 행하고, 기재가 되는 그 시트를 부형함과 동시에 표피(2) 및 충격흡수체(16)를 가열시킨 시트의 열과 틀 죄기 압력으로 접착일체화한다.

틀 죄기에 있어서, 틀 죄기 완료후의 캐비티 클리어런스는 금형에 설치한 스토퍼 (11)에 의해 설정하는 용법이 간편하고 확실하여 실무상 바람직하다.

틀 죄기가 완료한 후, 금형을 냉각하고 금형을 열어 제품을 꺼낸다.

이렇게 하여 공극률이 50용량% 이상의 섬유강화 열가소성 수지층을 기재로 하고, 그 한쪽면의 의장면에는 표피가 접착되며, 뒷면에는 충격흡수체가 일체화된 경량 스탬퍼블 시트 성형체가 용이하게 제조된다.

또, 이들 제조에 있어서 원료가 되는 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 한쪽면 또는 양면에 열가소성 수지 필름이 미리 접착되어 있는 경우에도, 그 필름을 접착한 상태로 시트를 가열하고, 공극률이 50용량% 이상이 되도록 하여 금형 사이에 공급하면 된다.

또, 충격흡수체를 열가소성 수지로 된 리브 구조로 할 경우에는 상기한 금형 요부를 리브 형상에 대응하는 형상으로 하고, 그 요부에 충격흡수체를 수납하는 일 없이 상기와 동일하게 하여 표피만이 접착된 기재를 먼저 성형하여, 틀 죄기를 한 상태로 금형내부에 설치한 용융수지 공급로에 연통하여 외부에 개구하는 용융수지 공급구에서 용융수지를 공급한 후 금형을 냉각함으로써, 열가소성 수지로된 리브가 견고하게 기재에 일체화된 충격흡수부품으로서의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 관계된 충격흡수부품으로서의 경량 스탬퍼블 시트는 충격흡수체뿐만 아니라, 기재 그 자체도 공극률이 높은 섬유강화 열가소성 수지층으로 형성되어 있기 때문에 충격흡수성이 대단히 우수하고, 더구나 표피가 접착되어 있기 때문에 외관도 양호하여 그 성형체 자체로 내장재 등으로서의 사용도 가능하며, 또한 강성,표피와의 접착성, 비통기성 및 경량성도 우수하다고 하는 많은 효과를 갖고 있다.

[실시예]

이하에 본 발명을 실시예에 기초하여 구체적으로 설명한다. 또, 본 실시예에 있어서 사용한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 구성하는 열가소성 수지와 강화섬유, 유기섬유 부직포, 단층 및 다층 필름, 표피는 아래와 같지만, 어느 재료도 이들로 한정되는 것은 아니다.

(열가소성 수지)

폴리프로필렌 입자 A : 호모폴리프로필렌

(융점 162℃, MFR 65g/10분)

폴리프로필렌 입자 B : 폴리프로필렌

(융점 130℃)

폴리프로필렌 섬유 A : 호모폴리프로필렌

(평균 섬유 길이 10㎜, 평균 섬유 지름 30㎛)

폴리프로필렌 섬유 B : 변성폴리프로필렌

(평균 섬유 길이 10㎜, 평균 섬유 지름 30㎛)

(강화섬유)

유리섬유 A : 잘라진 가닥 (길이 25㎜, 직경 13㎛)

유리섬유 B : 잘라진 가닥 (길이 25㎜, 직경 17㎛)

(유기섬유 부직포)

유기섬유 부직포 A : 폴리에스테르 섬유 스펀 본드(spun bond)

(기본 중량 50g/㎡, 두께 0.45㎜)

유기섬유 부직포 B : 폴리에스테르 섬유 스펀 본드

(기본 중량 18g/㎡, 두께 0.16㎜)

(필름)

필름 A1 : 저밀도 폴리에틸렌 LDPE 를 10% 혼합한 두께 60㎛ 의 폴리프로필렌(MFR 0.6g/10분, 융점 145℃)으로 구성되어 있다.

필름 A2 : 산화티탄을 5% 충전한 두께 60㎛ 의 폴리프로필렌(MFR 1.0g/10분, 융점 162℃)으로 구성되어 있다.

필름 B1 : 드라이 래미네이트법에 의한 2층필름으로, 제1층이 두께 60㎛ 의 폴리프로필렌(MFR 4.0g/10분, 융점 162℃)으로 구성되고, 제2층이 두께40㎛ 의 폴리프로필렌(MFR 12g/10분, 융점 130℃)으로 구성되어 있다.

필름 C1 : 드라이 래미네이트법에 의한 2층필름으로, 제1층이 두께 60㎛ 의 폴리에틸렌(MFR 15g/10분, 융점 115℃)으로 구성되고, 제2층이 두게 25μm의 6-나일론(융점 215℃)으로 구성되어 있다.

필름 C2 : 드라이 래미네이트법에 의한 2층필름으로, 제1층이 두께 60㎛ 의 폴리에틸렌(MFR 15g/10분, 융점 115℃)으로 구성되고, 제2층이 두께 25㎛ 의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(융점 230℃)으로 구성되어 있다.

필름 C3 : 드라이 래미네이트법에 의한 2층필름으로, 제1층이 두께 60㎛ 의 폴리프로필렌(MFR 4g/10분, 융점 155℃)으로 구성되고, 제2층이 두께 25㎛ 의 6-나일론(융점 215℃)으로 구성되어 있다.

필름 D1 : 드라이 래미네이트법에 의한 3층필름으로, 제1층이 두께 60㎛ 의 폴리에틸렌(MFR 15g/10분, 융점 115℃)으로 구성되고, 제2층이 두께 25㎛ 의 6-나일론(융점 215℃)으로 구성되며, 제3층이 두께 40㎛ 의 폴리에틸렌(MFR 15g/10분, 융점 115℃)으로 구성되어 있다.

필름 D2 : 드라이 래미네이트법에 의한 3층필름으로, 제1층이 두께 60㎛ 의 폴리프로필렌(mfr 4g/10분, 융점 155℃)으로 구성되고, 제2층이 두께 25㎛ 의 6-나일론(융점 215℃)으로 구성되며, 제3층이 두께 40㎛ 의 폴리에틸렌(MFR 15g/10분, 융점 115℃)으로 구성되어 있다.

필름 D3 : 드라이 래미네이트법에 의한 3층필름으로, 제1층이 두께 60㎛ 의 폴리프로필렌(MFR 4g/10분, 융점 155℃)으로 구성되고, 제2층이 두께 25㎛ 의 6-나일론(융점 215℃)으로 구성되며, 제3층이 두께 40㎛ 의 변성 올레핀계 핫 멜트(융점 100℃)으로 구성되어 있다.

필름 E1 : 두께 60㎛ 의 폴리프로필렌(MFR 9g/10분, 융점 162℃)으로 구성되어 있다.

필름 F1 : 두께 60㎛ 의 폴리프로필렌(MFR 9g/10분, 융점 155℃)으로 구성되어 있다.

필름 F2 : 두께 40㎛ 의 폴리프로필렌(MFR 9g/10분, 융점 130℃)으로 구성되어 있다.

필름 G1 : 두께 25㎛ 의 6-나일론(융점 215℃)으로 구성되어 있다.

또한, 폴리프로필렌의 MFR 은 JIS K 6758 에 준거하여 230℃, 2.16kgf로 측정한 값이고, 폴리에틸렌의 MFR 은 JIS K 6760 에 준거하여 190℃, 2.16kgf로 측정한 값이다.

(표피)

표피 A : 폴리에스테르 유기섬유 부직포(두께 2㎜)에 지지재, 핫 멜트층이 있다.

표피 B : 폴리에스테르 유기섬유 부직포(두께 2㎜)에 지지재가 있고, 핫 멜트층은 없다.

[실시예 1]

각각 건조중량%로 폴리프로필렌 입자(A) 25%, 폴리프로필렌 섬유(A) 25%, 유리섬유(A) 25% 및 유리섬유(B) 25%, 전체 기본중량 600g/㎡ 가 되도록 혼합하여 종이 뜨기를 하고 웨브를 얻었다. 얻어진 웨브를 210℃ 로 가열하고, 가열된 웨브를 25℃ 의 냉각반 사이에 배치하여 5kgf/㎠ 의 압력으로 프레스 하고, 고화된 치밀한 종이 뜨기 방법의 스탬퍼블 시트를 얻었다.

그리고, 상기 종이 뜨기 방법의 스탬퍼블 시트를 원적외선 히터로 히터설정온도 250℃ 로 2 분가 가열하고, 계속하여 클리어런스를 2㎜ 로 설정한 금형에 의해 팽창한 스탬퍼블 시트를 압축, 냉각하여 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.(제1도 참조)

이 성형체의 기재 팽창배율(공극률 0 의 이론 두께에 대한 실제의 기재 두께비)은 약 4 배 였다. 이 성형체에 대하여 길이 150㎜, 폭 50㎜ 의 시험편을 제작하고, 길이 (span) 100㎜, 크로스헤드 스피드 50㎜/min 으로 하중을 다는 3점 굽힘시험을 실시 하여 최대하중, 탄성구배를 측정하였다. 또한 통기성 시험을 ASTM-D737 에 준거하여 통기도를 평가하였다. 결과를 제 1 표에 나타낸다.

[실시예 2]

각각 건조중량%로 폴리프로필렌 섬유(A) 50%, 유리섬유(A) 25% 및 유리섬유(B) 25%, 전체 기본중량 600g/㎡ 가 되도록 혼합하여 종이 뜨기를 하고 웨브를 얻었다. 얻어진 웨브를 210℃ 로 가열하고, 가열된 웨브를 25℃ 의 냉각반 사이에 배치하여 5kgf/㎠ 의 압력으로 프레스 하고, 고화된 치밀한 종이 뜨기 방법의 스탬퍼블 시트를 얻었다.

그리고, 상기 종이 뜨기 방법의 스탬퍼블 시트를 원적외선 히터로 히터설정온도 250℃ 로 2 분간 가열하고, 계속하여 클리어런스를 2㎜ 로 설정한 금형에 의해 팽창한 스탬퍼블 시트를 압축, 냉각하여 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다(제1도 참조)

이 성형체의 기재 팽창배율은 약 4 배 였다. 이 성형체에 대하여 실시예 1과 동일하게 최대하중, 탄성구배, 통기도를 측정하였다. 그 결과를 제 1 표에 아울러 나타낸다.

[실시예 3]

각각 건조중량%로 폴리프로필렌 섬유(A) 30%, 폴리프로필렌 섬유(B)20%, 유리섬유(A) 25% 및 유리섬유(B) 25%, 전체 기본중량 600g/㎡ 가 되도록 혼합하여 종이 뜨기를 하고 웨브를 얻었다. 얻어진 웨브를 210℃ 로 가열하고, 가열된 웨브를 25℃ 의 냉각반 사이에 배치하여 5kgf/㎠ 의 압력으로 프레스 하고, 고화된 치밀한 종이 뜨기 방법의 스탬퍼블 시트를 얻었다.

그리고, 상기 종이 뜨기 방법의 스탬퍼블 시트를 원적외선 히터로 히터설정온도 250℃ 로 2분간 가열하고, 계속하여 클리어런스를 2㎜ 로 설정한 금형에 의해 팽창한 스탬퍼블 시트를 압축, 냉각하여 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다(제1도 참조)

이 성형체의 기재 팽창배율은 약 4 배 였다. 이 성형체에 대하여 실시예 1 과 동일하게 최대하중, 탄성구배, 통기도를 측정하였다. 그 결과를 제 1 표에 아울러 나타낸다.

[비교예 1]

각각 건조중량으로 폴리프로필렌 입자(A) 50%, 유리섬유(A) 25%, 유리섬유 (B) 25%, 전체 기본중량 600g/㎡ 가 되도록 혼합하여 종이 뜨기를 하고 웨브를 얻었다. 얻어진 웨브를 210℃ 로 가열하고, 가열된 웨브를 25℃ 의 냉각반 사이에 배치하여 5kgf/㎠ 의 압력으로 프레스 하고, 고화된 치밀한 종이 뜨기 방법의 스탬퍼블 시트를 얻었다.

그리고, 상기 종이 뜨기 방법의 스탬퍼블 시트를 원적외선 히터로 히터설정온도 250℃ 로 2분간 가열하고, 계속하여 클리어런스를 2㎜ 로 설정한 금형에 의해 팽창한 스탬퍼블 시트를 압축, 냉각하여 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.

이 성형체의 기재 팽창배율은 약 4 배였다. 이 성형체에 대하여 실시예 1 과 동일하게 최대하중, 탄성구배, 통기도를 측정하였다. 그 결과를 제 1 표에 아울러 나타낸다.

[실시예 4]

각각 건조중량%로 폴리프로필렌 입자(A) 50%, 유리섬유(A) 25% 및 유리섬유(B) 25%, 전체 기본중량 600g/㎡ 가 되도록 혼합하여 종이 뜨기를 하고 웨브를 얻었다. 웨브에 필름 (A1) 을 적층한 후 210℃ 로 가열하고, 가열된 필름과 웨브를 25℃ 의 냉각반 사이에 배치하여 5kgf/㎠ 의 압력으로 프레스 하고, 고화된 치밀한 종이 뜨기 방법의 스탬퍼블 시트를 얻었다.

그리고, 상기 종이 뜨기 방법의 스탬퍼블 시트를 원적외선 히터로 히터설정온도 250℃ 로 2분간 가열하고, 계속하여 표피 (A)(핫 멜트층 있음)를 가열팽창한 시트의 필름 (A1) 상에 얹어 클리어런스를 4㎜ 로 설정한 금형에 의해 표피와 함께 기재를 압축, 냉각하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.(제2도 참조). 이때의 표피첩합 성형체의 기재 팽창배율은 약 4 배였다. 이 표피첩합 성형체로부터 길이 150㎜, 폭 50㎜ 의 시험편을 제작하고, 길이(span) 100㎜, 크로스헤드 스피드 50㎜/min 으로 표피측으로부터 하중을 다는 3점 굽힘시험을 실시하여 최대하중을 측정하였다. 또한 통기성 시험을 ASTM-D737에 준거하여 통기도를 평가하였다. 추가로, 길이 150㎜, 폭 25㎜ 의 박리시험(T필 시험)편을 잘라내고, 끝에서 50㎜ 개구한 상태에서 통상적인 인장시험(인장속도 50㎜/min)에 의해 최대하중과 최소하중의 평균치로서 박리강도를 측정하였다. 이들 결과를 표 1 에 나타낸다.

[실시예 5]

실시예 4 에 있어서, 필름 (A1) 대신에 필름 (A2) 를 사용한 이외에는 실시예 4 와 동일하게 처리하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.

이때의 표피첩합 성형체의 기재 팽창배율은 약 4 배 였다. 이 성형체에 대하여 실시예 4 와 동일하게 최대하중, 탄성구배, 박리강도 및 통기도를 측정하였다. 그 결과를 제 1 표에 아울러 나타낸다.

[실시예 6]

각각 건조중량%로 폴리프로필렌 입자(A) 50%, 유리섬유(A) 25% 및 유리섬유(B) 25%, 전체 기본중량 600g/㎡ 가 되도록 혼합하여 종이 뜨기를 하고 웨브를 얻었다. 얻어진 웨브에 필름 (B1) 의 제1층을 웨브측이 되도록 적층한 후 210℃ 로 가열하고 , 가열된 필름과 웨브를 25℃ 의 냉각반 사이에 배치하여 5kgf/㎠의 압력으로 프레스 하고, 고화된 치밀한 종이 뜨기 방법의 스탬퍼블 시트를 얻었다.

그리고, 상기 종이 뜨기 방법의 스탬퍼블 시트를 원적외선 히터로 히터설정온도 250℃ 로 2분간 가열하고, 계속하여 표피 (B)(핫 멜트층 없음)를 가열팽창한 시트의 필름 (B1) 상에 얹어 클리어런스를 4㎜ 로 설정한 금형에 의해 기재를 압축, 냉각하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.(제2도 참조)

[실시예 7]

각각 건조중량%로 폴리프로필렌 입자(A) 50%, 유리섬유(A) 25% 및 유리섬유(B) 25%, 전체 기본중량 600g/㎡ 가 되도록 혼합하여 종이 뜨기를 하고 웨브를 얻었다. 얻어진 웨브에 필름 (C1) 의 제1층을 웨브측이 되도록 적층한 후 210℃ 로 가열하고, 가열된 필름과 웨브를 25℃ 의 냉각반 사이에 배치하여 5kgf/㎠ 의 압력으로 프레스 하고, 고화된 치밀한 종이 뜨기 방법의 스탬퍼블 시트를 얻었다.

그리고, 상기 종이 뜨기 방법의 스탬퍼블 시트를 원적외선 히터로 히터설정온도 250℃ 로 2분간 가열하고, 계속하여 표피 (A)(핫 멜트층 있음)를 가열팽창한 시트의 필름 (C1) 상에 얹어 클리어런스를 4㎜ 로 설정한 금형에 의해 기재를 압축, 냉각하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.(제2도 참조).

이때의 표피첩합 성형체의 기재 팽창배율은 약 4 배였다. 이 성형체에 대하여 실시예 4 와 동일하게 최대하중, 탄성구배, 박리강도 및 통기도를 측정하였다. 그 결과를 제 1 표에 아울러 나타낸다.

[실시예 8]

실시예 7 에 있어서, 사용한 필름 (C1) 대신에 필름 (C2) 를 사용한 이외에는 실시예 7 과 동일하게 처리하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.

[실시예 9]

실시예 7 에 있어서, 사용한 필름 (C1) 대신에 필름 (C3) 를 사용한 이외에는 실시예 7과 동일하게 처리하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.

[실시예 10]

실시예 6 에 있어서, 사용한 필름 (B1) 대신에 필름 (D1) 을 사용한 이외에는 실시예 6 과 동일하게 처리하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.

[실시예 11]

실시예 10 에 있어서, 사용한 필름 (D1) 대신에 필름 (D2) 를 사용한 이외에는 실시예 10 과 동일하게 처리하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.

[실시예 12]

실시예 10 에 있어서, 사용한 필름 (D1) 대신에 필름 (D3) 를 사용한 이외에는 실시예 10 과 동일하게 처리하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.

이때의 기재 팽창배율은 약 4 배였다. 이 성형체에 대하여 실시예 4 와 동일하게 최대하중, 탄성구배, 박리강도 및 통기도를 측정하였다. 그 결과를 제 1표에 아울러 나타낸다.

[실시예 13]

실시예 11 에 있어서, 사용한, 유리섬유의 비율을 유리섬유(A) 45%, 유리섬유 (B) 5% 로 변경한 이외에는 실시예 11 과 동일하게 하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.

[실시예 14]

실시예 11 에 있어서, 사용한 유리섬유의 비율을 유리섬유(A) 5%, 유리섬유 (B) 45% 로 변경한 이외에는 실시예 11 과 동일하게 하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.

[실시예 15]

실시예 12 에 있어서,사용한 폴리프로필렌 입자(A) 대신에 폴리프로필렌 입자(B) 를 사용한 이외에는 실시예 12 와 동일하게 하여 표피첩합의 경량 스탭퍼블 시트 성형체를 얻었다.

이때의 기재 팽창배율은 약 4 배였다. 이 성형체에 대하여 실시예 4 와 동일하게 최대하중, 탄성구배, 박리강도 및 통기도를 측정하였다. 그 결과를 제 1 표에 아울러 나타낸다.

[실시예 16]

각각 건조중량%로 폴리프로필렌 입자(A) 50%, 유리섬유(A) 25% 및 유리섬유(B) 25%, 전체 기본중량 600g/㎡ 가 되도록 혼합하여 종이 뜨기를 하고 웨브를 얻었다. 얻어진 웨브의 양면에 유기섬유 부직포 (A) 를 적충하였다. 이 적충체를 210℃ 로 가열하고, 가열된 적층체를 25℃ 의 냉각반 사이에 배치하여 5kgf/㎠ 의 압력으로 프레스 하고, 고화된 치밀한 종이 뜨기 방법의 스탬퍼블 시트를 얻었다.

그리고, 상기 종이 뜨기 방법의 스탭퍼블 시트를 원적외선 히터로 히터설정온도 250℃로 2분간 가열하고, 계속하여 클리어런스를 4㎜로 설정한 금형에 의해 팽창한 스탬퍼블 시트를 압축, 냉각하여 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다(제3도 참조)

이때의 기재 팽창배율은 약 4 배였다. 이 성형체에 대하여 실시예 1 과 동일하게 최대하중, 탄성구배, 통기도를 측정하였다. 그 결과를 제 1 표에 아울러 나타낸다.

[실시예 17]

실시예 16 에 있어서, 얻어진 웨브 양면에 유기섬유 부직포 (A) 와 필름 (A1)을, 필름 (A1) 이 최외층에 위치하도록 적층한 이외에는 실시예 16과 동일하게 처리하여 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다(제4도 참조).

이때의 기재 팽창배율은 약 4 배 였다. 이 성형체에 대하여 실시예 1 과 동일하게 최대하중, 탄성구배 및 통기도를 측정하였다. 그 결과를 제 1 표에 아울러 나타낸다.

[실시예 18]

실시예 16 에 있어서, 얻어진 웨브 양면에 유기섬유 부직포 (A) 와 유기섬유 부직포 (B) 를 각각 적층하고, 또한 한쪽면의 유기섬유 부직포 (A) 상에 필름 (B1) 의 제1층을 웨브측이 되도록 적층한 이외에는 실시예 16과 동일하게 처리하여 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 제작하고, 실시예 16 과 동일하게 가열한 후, 표피 (B) 를 가열, 팽창한 시트의 필름 (B1) 상에 얹어 클리어런스를 4㎜ 로 설정한 금형에의해 표피 (B) 와 함께 기재를 압축, 냉각하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.(제 5도 참조).

이때의 기재 팽창배율은 4배 였다. 이 성형체에 대하여 실시예 4 와 동일하게 최대하중, 탄성구배, 박리강도 및 통기도를 측정하였다. 그 결과를 제 1 표에 아울러 나타낸다.

[실시예 19]

실시예 18에 있어서, 필름 (B1) 대신에 필름 (C1) 을 적층한 이외에는 실시예 18 과 동일하게 처리하여 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 제작하고, 실시예 18 과 동일하게 가열한 후, 표피 (B) 를 가열, 팽창한 시트의 필름 (C1)상에 얹어 클리어런스를 4㎜ 로 설정한 금형에 의해 표피 (B) 와 함께 기재를 압축, 냉각하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.

이때의 기재 팽창배율은 4 배였다.. 이 성형체에 대하여 실시예 4 와 동일하게 최대하중, 탄성구배, 박리강도 및 통기도를 측정하였다. 그 결과를 제 1 표에 아울러 나타낸다.

[실시예 20]

실시예 16 에 있어서, 얻어진 웨브 양면에 유기섬유 부직포 (A) 를 적층하고, 또한 한쪽면의 유기섬유 부직포 (A) 와 웨브 사이에 필름 (E1)을 개재시킨 이외에는 실시예 16 과 동일하게 처리하여 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 제작하고, 실시예 16 과 동일하게 가열한 후, 표피 (A) 를 가열, 팽창한 시트의 유기섬유 부직포 (A) 상에 얹어 클리어런스를 4㎜ 로 설정한 금형에 의해 표피 (A) 와 함께 기재를 압축, 냉각하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.(제6도 참조)

이때의 기재 팽창배율은 4 배였다. 이 성형체에 대하여 실시예 4 와 동일하게 최대하중, 탄성구배, 박리강도 및 통기도를 측정하였다. 그 결과를 제 1 표에 아울러 나타낸다.

[표 1]

표 1 에 나타낸 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 의 결과로부터 명확하듯이, 웨브를 구성하는 열가소성 수지로서 섬유상 폴리프로필렌을 사용한 본 발명에 관계된 경량 스탬퍼블 시트 성형체는 비교예의 경량 스탬퍼블 시트 성형체에 비하여 최대하중과 탄성구배가 다 우수하다. 이것으로부터, 섬유상의 열가소성 수지를 혼합함으로써 강성이 개선됨을 알았다. 특히, 변성처리품을 혼합함으로써 그 효과가 현저해진다.

표 1 에 나타낸 실시예 4 내지 15 의 결과로부터 명확하듯이, 본 발명에 관계된 경량 스탬퍼블 시트 성형체는 기재 표면에 적층할 단층 또는 다층의 열가소성 수지 필름 을 적절히 선택함으로써 강성, 비통기성 및 기재와 표피의 접착성중 어느 것인가 적어도 하나 이상을 개선할 수 있다. 특히, 웨브를 구성하는 열가소성 수지와 비교하여 높은 융점을 갖는 필름이 기재표면 또는 기재와 표피 사이에 잔존해 있으면 완전한 비통기성을 실현할 수 있음을 알았다. 또한,상기 열가소성 수지 필름은 표피와의 접촉면에 평활면을 형성하므로 표피와의 접착을 용이하게 하였다. 또한, 표피측에 융점이 낮은 수지층을 갖는 열가소성 수지 필름을 사용하면 핫 멜트가 없는 표피에 대해서도 표피측에 함침 접착층을 형성하므로, 그 앵커 효과에 의해 양호한 접착상태를 나타냄을 알았다.

제 1 표에 나타낸 실시예 16 내지 20 의 결과로부터 명확하듯이, 본 발명에 관계돤 경량 스탬퍼블 시트 성형체는, 기재 표면에 기재를 구성하는 폴리프로필렌과 비교하여 융점이 높은 유기섬유 부직포가 단독 또는 표층에 열가소성 수지 필름을 적층한 상태의 샌드위치 구조를 형성하여 존재하면, 보다 높은 강성을 발현할 수 있음을 알았다. 특히, 웨브를 구성하는 열가소성 수지와 비교하여 높은 융점을 갖는 필름이 기재 표면 또는 기재와 표피 사이에 잔존해 있으며, 완전한 비통기성을 실현할 수 있음을 알았다.

[실시예 21]

제 19 도에 나타낸 것과 같은 하금형면에 충격흡수체를 수납하는 요부를 갖는 상하 한쌍으로 된 금형을 사용하여, 이하의 방법에 의해 충격흡수부품으로서의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 제조하였다.

또, 표피로서는 표피 (A) 를 사용하고, 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트로서는 각각 건조중량%로 폴리프로필렌 입자(A) 50%, 유리섬유(A) 25% 및 유리섬유(B) 25%, 전체 기본중량 1200g/㎡ 가 되도록 혼합하여 종이 뜨기를 하고 얻어진 웨브를 210℃ 로 가열하여, 가열된 적층체를 25℃ 의 냉각반 사이에 배치하여 5kgf/㎠ 의 압력으로 프레스하고, 고화된 시트를 사용하였다. 또한, 충격흡수체로서는 상기 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 열에 의해 팽창시켜, 이것을 그대로 냉각한 공극률 80용량%(두께 15㎜)의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 소정의 형상으로 재단한 것을 사용하고, 그 충격흡수체의 기재와의 접착면에는 핫 멜트 접착 시트를 래미네이트 하였다.

제 19 도에 나타내듯이 상하 양 금형을 개방상태로 하고, 하금형의 요부에 충격흡수체를 기재와의 접착면을 상측으로 하여 또한 그 상측면이 금형 캐비티면과 동일한 높이가 되도록 끼워 넣었다.

이때, 스토퍼는 틀 죄기 완료시의 성형면의 클리어런스가 5㎜ 가 되도록 설정하였다.

계속하여, 그위에 상기 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 원적외선 가열로에서 210℃ 로 가열하고, 공극률이 83용량% 이고 두께가 6㎜ 로 팽창한 시트를 재치하며, 추가로 그위에 표피인 적층시트를 재치하였다.(제20도 참조)

그후, 바로 상금형을 강하시켜 틀 죄기를 개시하고 캐비티 클리어런스가 5㎜ 가 된 시점에서 틀 죄기를 완료하였다.

이 상태에서 금형을 냉각한 후 금형을 열고, 제 15 도에 나타나는 단면형상의 충격흡수부품으로서의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.

얻어진 경량 스탬퍼블 시트 성형체의 기재의 공극률은 60용량% 이고, 그 한쪽면에는 적층시트로 된 표피가, 뒷면에는 공극률 80용량%로 팽창한 충격흡수부체가 각각 견고하게 접착일체화되어 있어 외관은 양호하였다. 또한, 경량이고 강성, 충격흡수성도 대단히 우수하였다.

[실시예 22]

제 7 도에 나타낸 것과 같은 표피용 클램프틀, 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트용 클램프틀 및 스토퍼를 갖는 자웅 한쌍의 금형을 사용하여 표피 (A) 를 고정하였다(제8도 참조)

각각 건조중량%로 폴리프로필렌 입자(A) 50%, 유리섬유(A) 25% 및 유리섬유(B) 25%, 전체 기본중량 1200g/㎡ 가 되도록 혼합하여 종이 뜨기를 하고 웨브를 얻었다. 다음으로, 얻어진 웨브를 210℃ 로 가열하고, 가열된 적층체를 25℃의 냉각반 사이에 배치하여 5kgf/㎠ 의 압력으로 프레스 하여 고화된 치밀한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 얻었다.

그리고, 상기 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 히터 설정온도 250℃ 의 원적외선 히터로 3분간 가열하고, 이론두께의 6배로 팽창시켰다. 이때, 팽창시트표면의 온도는 210℃ 였다. 계속하여, 이 팽창시트를 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블시트용 클램프틀 위에 재치하고(제9도 참조), 바로 자금형을 강하시켜 스토퍼에 의해 정지될때까지 틀 죄기를 행하였다(제10도 참조). 이때, 스토퍼는 틀 죄기 완료시의 성형면의 클리어런스가 4.8㎜ 가 되도록 설정하였다. 틀 죄기 후, 금형을 냉각하여 금형을 열고 성형체를 꺼내어 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체(제11도 참조)를 얻었다.

얻어진 성형체의 기재 팽창배율은 3배(가열한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 50% 두께가 되도록 압축)이고, 기재인 스탬퍼블 시트와 표피와의 접착은 양호하며 성형체의 강성도 충분한 것이었다.

[실시예 23]

실시예 22 에 있어서 클리어런스가 6.5㎜ 가 되도록 설정한 이외에는 실시예 22 와 동일하게 처리하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다. 이때의 기재 팽창배율은 4.8배(가열한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 80% 두께가 되도록 압축)이고, 기재인 스탬퍼블 시트와 표피와의 접착은 양호하며 성형체의 강성도 충분한 것이었다.

[실시예 24]

폴리에스테르계 부직포의 뒷면에 가열한 스탬퍼블 시트의 열에 의해 용융하는 폴리프로필렌 필름 (F1) 고, 가열한 스탬퍼블 시트의 열에의해 용융하지 않는 나일론 필름 (G1) 으로 된 드라이 래미네이트법에 의한 2층필름을, 폴리프로필렌 필름측이 외측이 되도록 래미네이트 한 두께 2㎜ 의 표피를 사용하고, 틀 죄기 완료시의 성형면의 클리어런스가 6㎜ 가 되도록 하는 이외에는 실시예 22 와 동일하게 하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.

얻어진 성형체의 기재 팽창배율은 4.5배(가열한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 75% 두께가 되도록 압축)이고, 기재인 스탬퍼블 시트와 표피와의 접착은 양호하며 성형체의 강성도 충분한 것이었다.

[실시예 25]

제1층으로서의 폴리프로필렌 필름 (F1) 과, 제2층으로서의 6-나일론필름 (G1) 과, 제3층으로서의 폴리프로필렌 필름 (F2) 으로 된 드라이 래미네이트법에 의한 3층필름을, 제3층의 폴리프로필렌 필름 (F2) 측이 부직포측이 되도록 부직포와 포개어 자금형의 상대면과 표피용 클램프틀 사이에서 고정하고, 틀 죄기 완료시의 성형면의 클리어런스가 4.2㎜ 가 되도록 하는 이외에는 실시예 22 와 동일하게 하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.

얻어진 성형체의 기재 팽창배율은 2.7배(가열한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 45% 두께가 되도록 압축)이고, 기재인 스탬퍼블 시트와 표피와의 접착은 양호하며 성형체의 강성도 충분한 것이었다.

[비교예 2]

실시예 22 에 있어서 클리어런스가 7.4㎜ 가 되도록 설정한 이외에는 실시예 22 와 동일하게 처리하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.

이때의 기재 팽창배율은 5.7배(가열한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 80% 두께가 되도록 압축)이고, 성형체의 강성은 충분했으나, 기재인 스탬퍼블 시트와 표피와의 접착은 불충분한 것이었다.

[비교예 3]

실시예 22 에 있어서 클리어런스가 3.7㎜ 가 되도록 설정한 이외에는 실시예 22 와 동일하게 처리하여 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 얻었다.

이때의 기재 팽창배율은 1.8배(가열한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트의 30% 두께가 되도록 압축)이고, 기재인 스탬퍼블 시트와 표피와의 접착은 양호했으나 성형체의 강성은 낮고 부직포의 털(毛)이 누운것도 확인되었다.

[산업상이용가능성]

이상 설명했듯이 본 발명에 의하면 높은 강성을 나타내고, 또한 필요에 따라 접착성과 비통기성을 개선한 종이 뜨는 방법의 스탬퍼블 시트를 제공할 수 있으며, 이에 의해 고강성이고 우수한 비통기성을 나타내는 경량 스탬퍼블 시트 성형체 및 표피의 접착성의 유무에 관계없이 기재와 표피와의 접착성이 우수하고, 또한 고강성이고 완전한 비통기성을 실현한 표피첩합의 경량 스탬퍼블 시트 성형체를 용이하게 얻을 수 있다.

이에 따라 본 발명에 관계된 경량 스탬퍼블 시트 성형체는 고강성화나 경량화가 요망되는 천정재나 도어트림재 등의 자동차 내장재, 가전제품, 건축재료등의 폭넓은 분야에서 유리하게 적용할 수 있다.

Claims

열가소성 수지와 강화섬유와의 혼합물을 종이 뜨기 성형하여 시트상 웨브를 얻고; 그 웨브의 적어도 한쪽 면에, 가열 압축 성형 중 웨브를 구성하는 열가소성 수지의 용융점도 보다 큰 용융점도를 가진 열가소성 수지 필름의 층과 비통기성과 접착성이 우수한 열가소성 수지 필름의 적어도 한 층을 포함한 복수층 필름을 포개어 맞추고; 상기 열가소성 수지의 융점 이상의 온도하에 압축하고; 압축한 상태에서 냉각 고화하는 단계를 포함한 방법에 의해 형성된 스탬퍼블시트.
제 1 항에 있어서, 상기 강화섬유는 등식 W1/(W1+W2) 0.3∼0.7을 만족하는 양으로 섬유지름이 다른 2 종류의 유리섬유로 되고, 여기서 W1은 지름이 작은 섬유의 첨가량(wt%)이고 W2는 지름이 큰 섬유의 첨가량(wt%)인 스탬퍼블 시트.
제 1 항에 있어서, 상기 복수층 필름은 제1수지층과 제2수지층으로 구성된 2층 필름이고, 상기 제1수지층은 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지의 가열압축 성형시의 용융점도 보다 큰 용융점도를 가지며, 상기 제2수지층은 웨브를 구성하는 열가소성 수지의 융점 보다 높은 융점을 가진 수지로 구성되고, 제1수지층이 웨브 표면에 접해있는 스탬퍼블 시트.
제 1 항에 있어서, 상기 복수층 필름이 제1수지층, 제2수지층, 및 제3수지층으로 구성된 3층 필름이고, 제1수지층이 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지의 가열압축 성형시의 용융점도 보다 큰 용융점도를 가지며, 제2수지층이 웨브를 구성하는 열가소성 수지보다도 융점이 높은 수지로 구성되며, 제3수지층이 웨브를 구성하는 열가소성 수지융점보다도 융점이 낮은 수지로 구성되고, 여기서 제1수지층이 상기 웨브 표면에 접해있는 스탬퍼블시트.
제 3 항 또는 4 항에 있어서, 상기 열가소성 수지가 135℃ 이상의 융점을 갖는 폴리프로필렌이고, 상기 수지층이 당해 폴리프로필렌보다도 융점이 10℃ 이상 높은 수지인 스탬퍼블 시트.
제 3 항 또는 4 항에 있어서, 제2수지층을 구성하는 수지가 폴리아미드계 또는 폴리에스테르계 수지인 스탬퍼블 시트
제 4 항에 있어서, 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지가 135℃ 이상의 융점을 갖는 폴리프로필렌이고, 상기 제3수지층이 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 중에서 선택된 수지로 구성되며, 상기 수지가 웨브를 구성하는 열가소성 수지보다도 융점이 낮은 수지인 스탬퍼블 시트.
제 4 항에 있어서, 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지가 135℃ 이상의 융점을 갖는 폴리프로필렌이고, 상기 제3수지층이 폴리프로필렌보다도 융점이 낮은 수지로 되며 이로서 핫 멜트층을 형성한 스탬퍼블 시트.
제 4 항 또는 5 항에 있어서, 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지가 135℃ 이상의 융점을 갖는 폴리프로필렌이고, 제1수지층이 폴리올레핀계수지 또는 그의 변성 수지로 구성되며, 제1수지층의 멜트 유동율이 10 이하인 스탬퍼블 시트.
제 4 항 또는 5 항에 있어서, 제1수지층에 필러를 충전함으로써 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지보다도 제1수지층의 용융점도를 높게 한 스탬퍼블 시트.
제 1 항에 있어서, 상기 웨브와 복수층 필름 사이에 웨브를 구성하는 열가소성 수지보다도 융점이 높은 수지로 된 유기섬유 부직포를 개제시킨 스탬퍼블 시트.
제 11 항에 있어서, 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지가 135℃ 이상의 융점을 갖는 폴리프로필렌이고, 유기섬유 부직포를 구성하는 수지가 당해 폴리프로필렌보다도 융점이 10℃ 이상 높은 수지인 스탬퍼블 시트.
제 11 항에 있어서, 상기 유기섬유 부직포가 폴리아미드계 또는 폴리에스테르계 수지인 스탬퍼블 시트.
제 1 항, 4 항 또는 5 항에 있어서, 상기 복수층 필름 적층면의 반대쪽 웨브 면이 웨브를 구성하는 상기 열가소성 수지보다도 융점이 높은 유기섬유 부직포만의 층으로 적층된 스탬퍼블 시트.
제 1 항, 4 항 또는 5 항에 기재된 스탬퍼블 시트를 가열 팽창시켜 형성된 경량 스탬퍼블 시트 성형체로서, 이 팽창 시트를 팽창성형하고, 압축성형하여 성형후의 성형체 밀도가 공극률 0 일때의 밀도보다도 작아지도록 형성된 경량 스탬퍼블 시트 성형체.
제 1 항, 4 항 또는 5 항에 기재된 스탬퍼블 시트를 가열 팽창시켜 형성된 표피가 첩합된 경량 스탬퍼블 시트 성형체로서, 이 팽창 시트를 형성하고, 이 팽창 시트를 표피에 포개어 맞추어 압축성형후의 성형체 밀도가 공극률 0 일때의 밀도보다도 작아지도록 적층을 포개어 형성한 경량 스탬퍼블 시트 성형체.
제 16항에 있어서, 상기 표피 이외의 성형체 부분의 공극률이 50%이상인 경량 스탬퍼블 시트 성형체.
제 17 항에 있어서, 상기 성형체가 의장면과 비의장면을 가지며, 상기 성형체의 비의장면의 적어도 일부에 충격흡수체가 설치되고, 비의장면이 표피에 첩합되어 있지 않은 경량 스탬퍼블 시트 성형체.
제 18 항에 있어서, 상기 충격흡수체는 65% 이상의 공극률을 갖는 섬유강화 열가소성 수지 성형체인 경량 스탬퍼블 시트 성형체.
제 18 항에 있어서, 상기 충격흡수체는 독립기포를 갖는 열가소성 수지 발포체인 경량 스탬퍼블 시트 성형체.
제 18 항에 있어서, 상기 충격흡수체는 열가소성 수지에 의해 형성된 리브 구조체인 경량 스탬퍼블 시트 성형체.
제 1 항의 스탬퍼블 시트를 가열 팽창시켜 팽창 시트를 형성하고; 팽창 시트와 표피를 자웅 한쌍의 금형 사이에 공급하고 여기서 팽창 시트와 표피를 하나로 포개어 설치하고; 상기 팽창된 스탬퍼블 시트의 팽창 두께가 40∼80%가 되도록 틀을 죄고; 포개진 것을 상기 금형에서 압축하고; 상기 팽창 시트를 상기 표피와 일체화하는 단계를 포함하는, 경량 스탬퍼블성형체의 제조방법.
제 22 항에 있어서, 상기 스탬퍼블 시트가 공극률 0 일때의 이론두께의 5 배 이상으로 가열 팽창하는 재료인 제조방법.
제 22 항에 있어서, 상기 표피가 뒷면 층과 외부 층을 가진 복합 표피이며, 상기 복합 표피가 열가소성 수지 층을 뒷면 또는 표피층에 래미네이트하여 얻어지고, 열가소성 수지층을 상기 표피의 뒷면에 팽창된 스탬퍼블 시트의 표면 온도로 용융시키는 제조방법.
제 22 항에 있어서, 가열한 스탬퍼블 시트의 열로 용융하는 열가소성수지 필름을 가열하여 팽창시킨 상기 스탬퍼블 시트와 표피 사이에 개재시키는 제조방법.
제 22 항에 있어서, 상기 팽창된 스탬퍼블 시트의 표면 온도에 의해 용융하지 않는 제 1 열가소성 수지층을 상기 표피의 뒷면에 래미네이트하고, 상기 팽창된스탬퍼블 시트의 표면 온도에 의해 용융하는 제 2 열가소성 수지층을 상기 제 1 열가소성 수지층에 래미네이트하여 뒷면과 외부면을 가진 표피를 복합 표피로 형성하는 제조방법.
제 22 항에 있어서, 뒷면과 외부면을 가진 표피가 상기 팽창된 스탬퍼블 시트의 표면 온도에 의해 용융하지 않는 열가소성 수지층을 상기 표피의 뒷면에 래미네이트하여 얻어진 복합 표피이고, 팽창된 스탬퍼블 시트의 표면온도에 의해 용융하는 제 2 열가소성 수지층을 그 표피와 스탬퍼블 시트 사이에 개재시키는 제조방법.
제 22 항에 있어서, 뒷면과 외부면을 가진 표피가 상기 표피의 뒷면에 3층 필름을 래미네이트하여 얻어진 복합 표피이며, 3층 필름이 상기 팽창된 스탬퍼블 시트의 표면 온도에 의해 용융하지 않는 열가소성 수지로 구성된 상부면과 하부면을 가진 제1층 및 상기 팽창된 스탬퍼블 시트의 표면 온도에 의해 용융하는 열가소성 수지로 구성된 두 개의 제2층으로 구성되며, 제2층을 하나를 상기 제1층의 상부면에 래미네이트하고, 나머지 제2층를 제1층의 하부면에 래미네이트하는 제조방법.
제 22 항에 있어서, 상기 스탬퍼블 시트와 표피 사이에 개재시킨 상기 열가소성 수지 필름이 3 층 필름이며,상기 3층 필름이 상기 팽창된 스탬퍼블 시트의 표면 온도에 의해 용융하지 않는 열가소성수지로 구성된, 상부면과 하부면을 가진 제1층, 및 상기 팽창된 스탬퍼블 시트의 표면 온도에 의해 용융하는 열가소성 수지로 구성된 두 개의 제2층으로 구성되며, 제2층중 하나를 제1층의 상부면에 래미네이트하고, 나머지 제2층을 제1층의 하부면에 래미네이트하는 제조방법.
제 24 항 내지 29 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 팽창된 스탬퍼블 시트의 표면 온도에 의해 용융하는 상기 열가소성 수지는 그 용융온도가 상기 팽창된 스탬퍼블 시트의 표면 온도보다도 20∼80℃ 낮은 제조방법.
제 22 항에 있어서, 상기 제2층이 멜트층과 저멜트층으로 구성되며, 저멜트층은 상기 팽창된 스탬퍼블 시트의 표면 온도보다도 20∼80 ℃ 낮은 용융온도를 가지며, 상기 멜트층은 상기 팽창된 스탬퍼블 시트의 표면 온도보다도 10∼50℃ 낮은 용융온도를 가지며, 상기 멜트층을 제1층의 하부면에 래미네이트하고 상기 저멜트층을 상기 표피의 제1층면의 상부면에 래미네이트하는 제조방법.
제 22 항에 있어서, 상기 스탬퍼블 시트가 시트상 웨브를 얻도록 열가소성 수지와 강화섬유의 혼합물을 종이 뜨기하여 얻어진 스탬퍼블 시트로 구성되고, 섬유의 떠오름 방지용 열가소성 수지로 래미네이트된 복합 스탬퍼블시트인 제조방법.
제 22 항에 있어서, 스탬퍼블 시트에서 섬유의 떠오름 방지용 열융착시트를 스탬퍼블 시트의 금형면에 미리 재치하여 두는 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 필름층이 폴리프로필렌이며, 폴리프로피리렌은 융점이 135℃ 이상이고, 그 필름은 폴리프로필렌과 실질적으로 동일한 구조를 가진 수지로 구성되며, 그 필름은 멜트 유동율이 10 이하인 스탬퍼블 시트.