KR101750918B1 - 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법과 상기 방법으로 얻어진 스킨 - Google Patents

탄성중합체 스킨을 제조하는 방법과 상기 방법으로 얻어진 스킨 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 탄성중합체 스킨(1)을 제조하는 방법에 관한 것으로, 이때 적어도 하나의 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 액적(droplet)을 주형 표면 위에 도포하여 그 위에 상기 제 1 스킨 형성 조성물의 층을 형성하고, 하나 이상의 제 2 스킨 형성 조성물(4)을 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2) 층의 후면에 적어도 부분적으로 도포하여 스킨(1)을 제조한다. 상이하게 착색된 제 1 및 제 2 스킨 형성 물질을 사용하는 경우에 특별한 가시적 외관을 수득하거나, 스킨(1)의 전체적인 물리적 특성에 대한 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 영향을 감소시키기 위하여, 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 액적을 상기 주형 표면 위에 도포하고, 합체되도록 하여 복수의 갭(3)을 포함하는 제 1 스킨 형성 조성물의 비연속-층을 형성하도록 한다. 제 2 스킨 형성 조성물(4)은 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 후면뿐만 아니라, 이들 갭(3)에 도포된다. 제 1 스킨 형성 조성물은 바람직하게는 주형 표면 위에 제 2 스킨 형성 조성물에 의해 상호연결되는 섬(island)을 형성한다.

Description

탄성중합체 스킨을 제조하는 방법과 상기 방법으로 얻어진 스킨{METHOD OF MAKING AN ELASTOMERIC SKIN AND SKIN OBTAINED BY THAT METHOD}
본 발명은, 주형 표면에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법에서 적어도 하나의 제 1 스킨 형성 조성물의 액적이 상기 주형 표면 위에 도포되어 그 위에 상기 제 1 스킨 형성 조성물의 층을 형성하고; 상기 제 1 스킨 형성 조성물의 층을 형성한 후, 적어도 하나가 상기 제 1 스킨 형성 조성물과 다른, 하나 이상의 제 2 스킨 형성 조성물이 상기 제 1 스킨 형성 조성물 층의 후면에 적어도 부분적으로 도포되며; 상기 제 1 및 제 2 스킨 형성 조성물이 고형화되고; 생성된 탄성중합체 스킨이 주형 표면으로부터 제거된다. 제 1 스킨 형성 조성물이 고형화되어 탄성중합체 스킨의 제 1 스킨 물질(first skin material)을 생성하는 한편, 하나 이상의 제 2 스킨 형성 조성물은 고형화되어 하나 이상의 제 2 스킨 물질(second skin material)을 생성한다.
탄성중합체 스킨은, 열가소성 물질[예: PVC(폴리염화비닐) 또는 TPU(열가소성 폴리우레탄)] 또는 열경화성 물질(예: 폴리우레탄)로 제조될 수 있다. 이러한 탄성중합체 스킨은 특히 자동차 차량의 내부 외장 부품, 보다 구체적으로, 패널, 도어 패널, 콘솔, 글로브 컴파트먼트 커버(glove compartment cover) 등에 사용된다. 이러한 용도에서, 탄성중합체 스킨은 중간 백폼 층(intermediate backfoam layer)을 중개로 하여 직접, 그러나 바람직하게는 간접적으로 강성 기판에 부착된다. 이 백폼 층은 200㎏/㎥ 미만이고, 일반적으로 120 내지 180㎏/㎥을 포함하는 밀도를 갖는다. 이러한 백폼 층의 존재는 탄성중합체 스킨을 탄력성 있게 인덴팅할 수 있도록 하여, 부드러운 감촉이 외장 부품에 제공된다.
탄성중합체 스킨을 제조하기 위해 둘 이상의 서로 다른 스킨 형성 조성물을 사용하는 것은 많은 용도에 대해 이미 알려져 있다.
제 1 일련의 용도는 주형 표면 위에 분무된 액체 스킨 형성 조성물을 기초로 한다.
제 1 액체 스킨 형성 조성물은 전체 주형 표면 위에 분무되어 탄성중합체 스킨의 외부의 가시적인 전방 표면을 형성할 수 있다. 상기 용도에서, 제 1 스킨 형성 조성물은 광 안정 착색 코팅 층을 제공하기 위하여 인몰드 코팅(in-mould coating)으로 도포된 페인트일 수 있다. 이 코팅 층은 제 2 탄성중합체 스킨 층을 덮기 때문에, 이 탄성중합체 스킨 층은 착색될 필요가 없고 광 안정성일 필요가 없어서, 지방족 폴리우레탄 조성물보다 일반적으로 반응성이 더 크고 가요성이 더 큰 방향족 폴리우레탄 조성물을 함유할 수 있다. 스킨의 탄성중합체 특성은 주로 이러한 탄성중합체 폴리우레탄 층에 의해 결정된다. 그러나, WO 2007/137623호에 기술된 바와 같이, 제 1 스킨 형성 조성물은 또한 폴리우레탄 탄성중합체 조성물로서, 또한 폴리우레탄 탄성중합체 조성물인 제 2 스킨 형성 조성물과 함께 탄성중합체 스킨을 형성할 수 있다. 그래서, 스킨의 탄성중합체 특성은 이들 층 모두에 의해 결정된다. 탄성중합체 층은 모두 서로 다른 물리적 특성, 특히 서로 다른 가요성을 갖는다. 광 안정성이어야만 한다는 사실 때문에 가요성이 약한 제 1 탄성중합체 폴리우레탄 물질과 함께 가요성이 더 큰 제 2 탄성중합체 폴리우레탄 물질을 사용하여, 충분히 높은 전체 가요성을 갖는 복합체 스킨(composite skin)이 제조될 수 있다. 이러한 복합체 스킨의 단점은, 제 1 탄성중합체 물질은 그 층 두께가 최소로 감소될 때에도, 복합체 스킨의 전체적인 물리적 특성에 비교적 큰 영향을 갖는다는 것이다.
예를 들어, EP 제 0804327호와 EP 제 1724085호에 기술된 바와 같이, 제 1 액체 스킨 형성 조성물이 또한 주형 표면의 제 1 영역에 분무될 수 있는 반면, 주형 표면의 다른 부분은 마스크로 덮이고, 마스크를 제거한 후, 제 2 액체 스킨 형성 조성물이 주형 표면의 나머지 영역에 분무되고, 제 1 스킨 형성 조성물 층의 후면에 부분적으로 분무된다. 양 스킨 형성 조성물은 서로 다른 컬러를 가져서 투-톤(또는 다중-톤) 스킨이 얻어진다. 스킨 형성 조성물은 페인트 조성물이거나, 폴리우레탄 탄성중합체 조성물일 수 있다. 두 개의 컬러 사이에서 변이시, 양 컬러의 스폿을 포함하는 변이 영역이 존재할 수 있지만, 이러한 변이 영역은 홈(groove)에서 보면 숨어있고, 단지 약 1㎜ 이하의 매우 작은 너비를 갖기 때문에 거의 보이지 않는다.
투-톤 또는 다중-톤 스킨은 또한 열가소성 스킨 형성 조성물에 의해 제조될 수 있다. WO 2006/060970호와 EP 제 1 772 247호에 기술된 바와 같이, 열가소성 스킨 형성 조성물의 분말은 가열된 주형 표면 위에 정전기적으로 분무될 수 있어서 분말 입자가 녹고 소결을 통해 열가소성 층을 생성한다. 주형 표면의 서로 다른 영역에 서로 상이하게 착색된 열가소성 분말을 연속적으로 분무하여, 투-톤 또는 다중-톤 탄성중합체 스킨을 제조할 수 있다.
다채로운 외관을 갖는 스킨을 얻기 위하여, 서로 다른 색상을 갖는 열가소성 입자의 혼합물이 사용될 수 있다. 가열하면, 혼합된 분말 입자는 입자 가장자리에서 랜덤하게 유동할 수 있도록 허용되어, 예를 들어, EP 제 0 176 274호에 기술된 바와 같이 둘 이상의 음영 톤을 형성한다. EP 제 1 240 990호와 같은 다른 특허 공보는 입자의 가장자리에서 서로 다른 입자의 색상이 혼합되는 것을 방지하는 기술을 기술하고 있다. EP 제 1 204 990호에서, 이는 입자를 함께 융해시키는 경우에 두 입자 형태 중 적어도 하나를 상당히 점성인 상태로 유지함으로써 이루어진다. 이들 선행 기술 방법의 단점은, 스킨 상의 서로 상이한 색상의 패턴이 주로 서로 상이한 입자 크기에 의해 결정된다는 점이다. 이와 관련하여, EP 제 1 204 990호는 슬러시 몰딩 적용에 대부분 통상적인 분말 물질의 사용뿐만 아니라, 합체형 물질의 사용을 교시하고 있다. 그러나, 더 작은 입자는 더 큰 플록(flock)에 측면뿐만 아니라, 그 전면에 융해된다. 상이하게 착색된 입자가 동일한 크기이면, 상이한 색상에 의해 형성된 패턴은 더욱이 매우 유사하다. 보다 큰 입자 사용의 추가 단점은 이들이 스킨의 보다 큰 최소 두께를 요한다는 것이다.
주형 표면 위에 열가소성 입자 혼합물을 도포하는 대신, JP 제 63188009호는 주형 표면 위에 스폿의 형태로 제 1 열가소성 물질을 침착시키는 것을 기술하고 있다. 이 주형은 이러한 제 1 열가소성 물질의 스폿이 주형 표면 위에 부착되도록 거의 제 1 열가소성 물질의 용융 온도에 이르는 온도로 가열한다. 이어서, 제 2 열가소성 물질의 층을 주형 표면 위에 대해, 그리고 제 1 열가소성 물질 스폿의 후면에 대해 회전 성형 공정에 의해 성형시킨다. 따라서, 마블 패턴을 나타내는 스킨 물질이 얻어진다. 두 물질이 혼합되지 않는다는 사실로 인해, 동일한 맑은 마블 패턴이 연속적인 성형 도중 성취될 수 있다. 그러나, 이 공정의 단점은 스폿의 형태가 다시 주로 주형 표면 위에 도포된 열가소성 입자의 크기 및 형태에 의해 결정된다는 것이다. JP 제 02141212호 및 JP 제 02178009호는 제 1 열가소성 물질을 먼저 가열된 주형 표면 위에 스폿팅된 패턴으로 도포한 후, 제 2 열가소성 물질의 층을 제 1 열가소성 물질의 스폿 후면에 대해 성형하는 유사한 공정을 기술하고 있다. 이들 공지된 열가소성 공정 중 어느 것에서도, 제 1 열가소성 물질을 주형 표면 위에 액적의 형태로 도포하지 않는다.
본 발명의 목적은 신규한 방법을 제공하는 것으로, 상기 방법에서, 제 1 스킨 형성 조성물은 스킨에 비해 탄성중합체 스킨의 전체적인 물리적 특성 중 하나 이상에 대해 감소된 영향을 갖고 상기 제 1 스킨 형성 조성물은 연속 층을 형성하고/형성하거나, 제 1 액체 스킨 형성 조성물이 상기 하나 이상의 제 2 스킨 형성 조성물의 컬러 톤과 다른 컬러 톤을 가지면, 상술한 투-톤 또는 다중-톤 스킨에 비해, 또한 서로 다르게 착색된 열가소성 입자의 혼합물을 사용하거나 주형 표면 위에 제 1 열가소성 물질의 제 1 스폿을 도포하는 것 중 한 가지에 의해 얻어진 다채로운 외관을 갖는 상기 기술한 스킨에 비해, 서로 다른 가시적인 외관이 이루어진다.
이를 위해, 본 발명에 따른 방법은, 상기 제 1 스킨 형성 조성물의 액적을 상기 주형 표면 위에 도포하고, 이들 중 적어도 다수가 그 위에 합체되도록 하여, 상기 주형 표면 위에 제 1 스킨 형성 조성물의 비-연속 층을 형성하며, 이 층은 상기 주형 표면의 제 1 영역에, 주형 표면이 상기 제 1 스킨 형성 조성물로 덮이지 않은 복수의 갭을 포함하고, 상기 하나 이상의 제 2 스킨 형성 조성물은 상기 갭의 위치에서 주형 표면을 상기 제 2 스킨 형성 조성물로 실질적으로 완전히 덮기 위해 상기 갭에 도포되며, 주형 표면의 상기 제 1 영역은 적어도 2㎠의 사각형으로 분할될 수 있는 큰 너비를 갖는 것을 특징으로 한다.
제 1 스킨 형성 조성물은 주형 표면 위에 대해 또는 주형 표면 위에 대해 이미 도포된 하나 이상의 층, 예를 들어, 이형제 층 및/또는 인몰드 코팅 층(제 1 스킨 물질에 부착되는) 위로 직접 도포된다. 제 2 스킨 형성 조성물 또는 조성물은 이들이 또한 제 1 스킨 형성 조성물이 도포된 주형 표면과 직접 또는 층과 접하도록 상기 갭에 도포된 스킨 형성 조성물을 포함한다. 제 1 스킨 형성 조성물이 탄성중합체 스킨의 가시적 전면을 형성하는 경우에, 또는 이것이 반투명 또는 투명한 코팅 층으로 덮인 경우, 제 2 스킨 물질은 탄성중합체 스킨의 전면에서 또한 보이게 된다. 제 1 스킨 형성 조성물 층이 복수의 갭을 나타내는 주형 표면의 제 1 영역의 아주 큰 최소 너비(즉, 이러한 제 1 영역이 적어도 2㎠의 사각형으로 분할될 수 있어야 하므로 최소 너비는 적어도 약 1.5㎜)를 고려하여, 스킨의 복합체 특성이 확실히 보여질 수 있다.
제 1 스킨 형성 조성물이 비-연속 층의 형태로 본 발명에 따른 방법으로 도포된다는 사실 때문에, 경화된 스킨의 제 1 스킨 물질의 물리적 특성은 탄성중합체 스킨의 전체적인 물리적 특성에 대해 영향이 약하고, 이는 제 1 스킨 물질 층이 제 2 스킨 물질(들)에 의해 차단되고 지지되기 때문이다. 더욱이, 제 1 스킨 형성 조성물은 이의 상기 제 1 영역에서 주형 표면 위에 균일하게 도포될 필요가 없지만, 탄성중합체 스킨의 전체적인 물리적 특성에 대한 이의 영향이 위치에 따라 또한 변하도록 변할 수 있다. 열가소성 분말 혼합물을 사용하는 선행 기술 분야 방법과의 추가의 차이점은 제 1 스킨 형성 조성물이 제 2 스킨 형성 조성물 또는 조성물과 혼합되지 않아서, 제 2 스킨 물질의 물리적 특성에 영향을 주지 않는다는 것이다. 이 모든 것은 제 1 스킨 물질이 추가의 탄성중합체 스킨 층과 함께, 탄성중합체 스킨의 물리적 특성을 결정하는 탄성중합체 물질인 경우 특히 중요하다.
제 1 스킨 물질이 탄성중합체 스킨의 전면으로부터 보이고, 제 2 스킨 물질의 컬러 톤과 상이한 컬러 톤을 갖는 경우에, 상이하게 착색된 열가소성 분말 혼합물의 사용에 의해 선행 기술 분야 방법으로 성취되는 가시적 외관과 상이한 특별한 가시적 외관이 성취된다. 실제로, 본 발명에 따르는 방법에서, 제 1 스킨 형성 조성물은 주형 표면 위에 액적의 형태로 도포되어, 합체됨으로써 제 2 스킨 형성 조성물 또는 조성물이 제 1 스킨 형성 조성물의 이 층 위로 도포되기 전에 비-연속 층을 형성할 수 있도록 한다. 따라서, 이러한 비연속-층의 형성은 제 2 스킨 형성 조성물의 존재에 의해 방해받지 않는다. 더욱이, 액체 액적의 합체로 인하여, 제 1 스킨 형성 조성물은 주형 표면 위에 특별한 패턴을 형성하며, 제 1 스킨 형성 조성물의 엣지는 예를 들어, 볼록뿐만 아니라 오목 부분을 갖는 비-연속 층의 갭을 따라 위치한다. 비-연속 층의 갭은 불규칙한 디자인을 형성한다.
본 발명에 따르는 방법의 바람직한 실시예로, 주형 표면의 상기 제 1 영역에 도포된 다수의 액적 중 적어도 10%, 바람직하게는 적어도 30%, 및 더 바람직하게는 적어도 50%가 주형 표면 위에 이러한 제 1 영역에서 합체되도록 한다.
본 발명에 따르는 방법의 다른 바람직한 실시예로, 제 1 스킨 형성 조성물의 액적은 상기 비-연속 층이 제 1 스킨 형성 조성물의 섬(island)으로 구성되도록 주형 표면 위에 소량으로 도포되며, 이때 섬은 상기 하나 이상의 제 2 스킨 형성 조성물에 의해 상호연결된다.
액적의 합체로 인하여, 제 1 스킨 형성 조성물의 섬은 아주 완전한 원형 스플래시가 아니라, 볼록뿐만 아니라 오목 엣지 부분을 갖는 아주 불규칙한 형태이다. 더욱이, 충분한 제 1 스킨 형성 조성물이 주형 표면 위에 분무되는 경우에, 제 1 스킨 물질의 섬이 제 2 스킨 물질의 아주 좁고 균일한 라인(잎맥을 닮음)에 의해 분리됨을 아주 놀랍게도 관찰하였다. 이 방법으로, 위에 특정 패턴을 프린트하지 않고도, 스킨 위에 특히 가죽-형 잎맥(leather-like vein) 패턴을 성취할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르는 방법은, 예를 들어, 가죽-형 그물망이 대시보드 위에 잉크 젯 프린터에 의해 프린트되는 US 2003/0020767에 기술된 바와 같은 프린팅 방법보다 훨씬 더 저렴하다. 이는 또한, 예를 들어, 공기 유동에 의한 액적의 변형, 주형 표면을 움직임(f.e. 회전) 및/또는 주형 표면 위에 릴리프(relief)를 제공함으로써 다른 패턴을 생성할 수 있다.
상기 바람직한 실시예의 다른 이점은 제 1 스킨 물질이 제 2 스킨 물질에 의해 분리되는 섬의 형태로 존재하므로, 제 1 스킨 물질은 탄성중합체 스킨의 최종 물리적(탄성중합체성) 특성에 영향을 아주 덜 준다는 점이다.
본 발명에 따르는 방법의 유용한 실시예로, 상기 제 1 스킨 형성 조성물의 액적은 제 1 스킨 형성 조성물이 주형 표면의 상기 제 1 영역의 적어도 5%, 바람직하게는 적어도 15%, 및 더 바람직하게는 적어도 30%를 덮기 위해 주형 표면 위에 다량으로 도포된다.
바람직하게는, 상기 제 1 스킨 형성 조성물의 액적은 제 1 스킨 형성 조성물이 주형 표면의 상기 제 1 영역의 95% 미만, 바람직하게는 90% 미만, 및 더 바람직하게는 85% 미만을 덮기 위해 주형 표면 위에 소량으로 도포된다.
본 발명은 또한 본 발명에 따르는 방법에 의해 얻어진 탄성중합체 스킨에 관한 것이다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 본 발명에 따르는 방법 및 탄성중합체 스킨의 일부 특별한 실시예의 하기 기술로부터 명확해질 것이다. 이 기술에 사용된 참조 번호는 첨부된 도면에 관한 것이다.
본 발명은 주형 표면에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법을 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은, 탄성중합체 스킨을 제조하기 위하여 본 발명에 따라 도포된 상이한 층을 통한 단면도를 나타내는 도면.
도 2는, 상이한 탄성중합체 스킨의 가시적 전면 사진으로(이의 스트립은 다른 것 옆에 놓였다), 제시된 스킨 간의 차이는 주형 표면 위에 보다 어둡게-착색된 제 2 스킨 형성 조성물 전에 도포된 밝게-착색된 제 1 스킨 형성 조성물의 양인, 도면.
도 3은, 다른 탄성중합체 스킨의 가시적 전면 사진으로, 이때 특별한 효과는 제 1의 밝게-착색된 스킨 형성 조성물을 분무하는 경우에 주형 표면을 필터 매트로 덮어서 얻어지는, 도면.
본 발명은 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨(1)을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이러한 탄성중합체 스킨(1)은 적어도 2층으로 이루어진 복합체 스킨이고, DIN/EN/ISO 527-3에 따라 측정된 적어도 30%, 바람직하게는 적어도 50%의 연신율(elongation)을 일반적으로 갖는다. ASTM D790-03에 따라 측정된 그 굴곡 탄성율은 바람직하게는 40㎫보다 작고, 더 바람직하게는 35㎫보다 작다. 일반적으로, 그 전체 밀도는 300㎏/㎥보다 크고, 바람직하게는 500㎏/㎥보다 크며, 더 바람직하게는 600㎏/㎥보다 크다.
탄성중합체 스킨(1)은 주형 표면 위에 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 액적을 도포하여 이러한 제 1 스킨 형성 조성물의 비-연속 층을 위에 형성함으로써 제조된다. 주형 표면의 제 1 영역에서, 이러한 비-연속 층은 복수의 갭(3)을 갖고, 이때 주형 표면은 제 1 스킨 형성 조성물(2)로 덮이지 않는다. 이러한 제 1 영역에 이어서, 주형 표면은 제 1 스킨 형성 물질의 연속 층으로 덮이거나, 하나 이상의 다른 스킨 형성 조성물로 덮일 수 있다. 바람직하게는, 상기 제 1 영역은 주형 표면의 적어도 5%, 바람직하게는 적어도 10%, 더 바람직하게는 적어도 30%, 및 가장 바람직하게는 적어도 50%를 포함한다. 하나의 단일 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 액적을 주형 표면에 도포하는 대신, 둘 이상의 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 액적을 주형 표면에 동시 도포할 수 있다. 이들 스킨 형성 조성물(2)은 바람직하게는 주형 표면으로 동시 분무되는 액체 조성물이다.
바람직하게는, 상기 제 1 스킨 형성 조성물의 액적은 이의 상기 제 1 영역에 주형 표면으로 실질적으로 균일하게 도포됨으로써, 상기 제 1 영역을 4㎠, 바람직하게는 2㎠의 사각형으로 분할하는 경우, 상기 각각의 사각형에서 상기 제 1 스킨 형성 물질에 의한 주형 표면의 피복도(coverage degree)는 상기 각각의 사각형에 대해 각각의 사각형 및 이에 인접한 모든 사각형에 의해 형성되는 영역에서 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 평균 피복도와 30% 미만, 바람직하게는 20% 미만, 및 더 바람직하게는 10% 미만으로 상이하다. 이 실시예에서, 상기 제 1 영역은 4㎠의 사각형으로 또는 적어도 2㎠의 사각형으로 분할될 수 있는 너비를 가져야 한다.
주형 표면 위에 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 비-연속 층을 형성한 후, 다음 단계에서 하나 이상의 제 2 스킨 형성 조성물(4)을 비-연속 층의 후면에, 그리고, 그 안에 갭(3)에 도포하여 이들 갭의 위치에서 주형 표면이 제 2 스킨 형성 조성물 또는 조성물(4)에 의해 실질적으로 완전히 덮이도록 한다.
제 1 스킨 형성 조성물(2)을 고형화하여 제 1 스킨 물질을 생성하는 반면, 하나 이상의 제 2 스킨 형성 조성물(4)을 고형화하여 하나 이상의 제 2 스킨 물질을 형성한다. 제 1 스킨 형성 조성물(2)은 제 2 스킨 형성 조성물(4)을 이의 후면에 도포하기 전에 완전히 고형화할 필요는 없지만, 바람직하게는 제 2 스킨 형성 조성물(4)을 그 위에 도포하기 전에 적어도 부분적으로 고형화한다. 상이한 스킨 형성 조성물(2 및 4)의 고형화 후에, 생성된 탄성중합체 스킨(1)은 주형 표면으로부터 제거할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 제 1 스킨 형성 조성물(2)은 주형 표면 위에 액적의 형태로 분무되는 액체 스킨 형성 조성물이다. 이들 액적은, ASTM E 799-81에 따라 측정된, 5㎛보다 크고, 바람직하게는 20㎛보다 크며, 더 바람직하게는 50㎛보다 크고, 가장 바람직하게는 80㎛보다 크지만, 3000㎛보다 작고, 바람직하게는 1000㎛보다 작으며, 더 바람직하게는 500㎛보다 작고, 가장 바람직하게는 300㎛보다 작은 중간 체적 직경을 갖는 것이 바람직하다. 제 2 스킨 형성 조성물(4)(또는 조성물)은 또한 액체 스킨 형성 조성물인 것이 바람직하다. 또한, 액체 제 2 조성물(4)과 같이 액체 제 1 스킨 형성 조성물(2)은 경화성 스킨 형성 조성물, 즉 반응에 의해 고형화되는 스킨 형성 조성물일 수 있고, 바람직하게는 경화 후 탄성중합체 스킨 물질을 형성하는 경화성 폴리우레탄 스킨 형성 조성물이다. 페인트 층에 의해 덮이지 않은 경우에, 제 1 및/또는 제 2 스킨 물질은 광 안정성인 것이 바람직하다. 주형 표면으로 분무될 수 있는 적절한 폴리우레탄 제형은 EP-B-0 379 246에 기술되어 있다. 이들 제형은, 예를 들어, EP-B-0 303 305 및 EP-B-0 389 014에 기술된 기술에 의해 분무할 수 있다. 이들은 실질적으로 용매-부재이거나, 단지 매우 제한된 양의 용매, 특히 5 중량% 미만, 보다 구체적으로는 3 중량% 미만을 함유한다. 액체 제 2 스킨 형성 조성물은 제 1 스킨 물질의 비-연속 층의 후면으로 이를 분무하거나 부음으로써 도포하거나, 반응 사출 성형 공정(RIM)에 따라 이를 성형할 수 있다. 적절한 RIM 제형이 EP-B-0 929 586에 기술되어 있다. 이들은, 예를 들어, WO 02/11974호에 기술된 바와 같은 RIM 공정에 의해 성형할 수 있다.
또한, 제 2 스킨 물질로서 제 1은 적어도 300㎏/㎥, 더 바람직하게는 500㎏/㎥ 초과, 가장 바람직하게는 600㎏/㎥를 초과하는 평균 밀도를 갖는 것이 바람직하다.
상기 기술한 경화성 스킨 형성 조성물을 사용하는 대신, 탄성중합체 스킨 층을 생성하기 위하여 제 1 및/또는 제 2 스킨 물질을 위한 액체 열가소성 조성물을 또한 사용할 수 있다. 그 한 가지 예는 플라스티졸로, 바람직하게는 오가노졸의 형태인 PVC 플라스티졸인 것이 바람직하다. 상기 오가노졸은 점도를 감소시키기 위하여 희석제로 희석된 가소화제(즉, 플라스티졸)에 현탁된 수지(PVC)를 함유하여 분무될 수 있다. 가열하면, 이 액체는 고체로 변환된다. 가열 공정의 제 1 단계에서, 희석제를 증발시키고, 겔 화 온도에 이르면, 겔이 형성된다. 추가 가열하면, 중합체 및 가소화제의 용액이 균질한 가소화 PVC 용융물과 함께 형성된다(이는 융해 온도에서 일어난다). 냉각하면, 고체 가소화 PVC가 얻어진다.
제 1 및/또는 제 2 스킨 형성 조성물(2, 4)은 또한 페인트, 즉 용매의 증발에 의해 고형화되는 조성물(유기 용매 및 물을 포함)일 수 있다. 페인트는 바람직하게는 아크릴계 페인트 조성물, 폴리에스테르계 페인트 조성물, 폴리우레탄계 페인트 조성물 및 이들의 혼합물의 그룹으로부터 선택된다. 페인트는 바람직하게는 수성 페인트 조성물이다. 고형화된 페인트 층은 대개 단지 제한된 두께, 보다 구체적으로 100μ 미만의 평균 두께를 갖는 반면, 이의 고형화가 주로 용매의 증발에 근거하거나 하지 않는 다른 스킨 형성 조성물은 보다 두껍고, 보다 구체적으로 일반적으로 평균 두께가 100μ보다 큰 탄성중합체 스킨 층을 생성한다. 평균 두께는 층의 용적을 이의 표면적으로 나누어 계산한다. 층이 갭을 함유하는 비-연속 층인 경우, 이들 갭의 표면적은 비-연속층의 전체 표면적으로부터 빼야 한다.
탄성중합체 스킨(1)은, 최소 평균 두께가 0.1㎜보다 크고, 바람직하게는 0.3㎜보다 크며, 더 바람직하게는 0.7㎜보다 큰 것이 바람직하다.
이러한 평균 두께가 제 1 및 제 2 스킨 물질(2, 4)에 의해 성취되지 못하면, 예를 들어, 이들 제 1 및 제 2 물질이 페인트 층인 경우에, 추가의 탄성중합체 스킨 층(5)을 제 1 및 제 2 스킨 층의 후면에 도포할 수 있다. 이러한 추가 탄성중합체 스킨 층(5)은 페인트 조성물을 제외한, 제 1 및 제 2 스킨 층에 대해 상기 기술한 바와 같은 스킨 형성 조성물로부터 제조할 수 있다.
상기 기술한 바와 같이, 제 1 스킨 형성 조성물(2)은 주형 표면 위에 비-연속 층을 형성하는 먼저 도포된 스킨 형성 조성물이다. 이러한 제 1 비-연속 층 전에, 하나 이상의 다른 층이 주형 표면 위에 도포될 수 있다. 특히 제 1 및 제 2 스킨 물질(2 및 4)에 부착되는 주형 표면 위에 인몰드 코팅 층(6)을 도포할 수 있다. 이러한 인몰드 코팅 층(6)은 UV 선으로부터 제 1 및 제 2 스킨 물질을 보호하는 페인트 층이어서, 이들 물질은 광 안정성일 필요가 없다. 따라서, 폴리우레탄으로부터 제조되는 경우에, 이들은 방향족 폴리우레탄 조성물로부터 제조될 수 있다. 한편, 인몰드 코팅 층(6)은 또한 반투명 또는 투명 층이어서, 제 1 및 제 2 스킨 층의 전면이 보이도록 잔류할 수 있다. 이는 제 1 및 제 2 스킨 층이 상이하게 착색되어 장식적 디자인을 제공하는 경우에 특히 관심이 간다.
인몰드 코팅 층(6)은, 예를 들어, 개별 입자로 또한 이루어질 수 있는데, 이는 주형 표면 위에 현탁액의 형태로 분무될 수 있다. 개별 입자는 스킨의 표면 특성을 변형시키거나, 이들은 또한 특별한 광학 효과를 제공할 수 있다. 이들은, 예를 들어, 금속 플레이크, 특히 알루미늄 플레이크를 포함하여, 반짝이는 효과를 제공할 수 있다.
상기 방법의 필수 특징은 주형 표면 위에 비-연속 층을 형성하는, 제 1 스킨 형성 물질이 그 위에 액적의 형태로 도포된다는 것이다. 이는 특히 액체 액적을 주형 표면 위에 직접 도포(보다 특히는 분무에 의해)함으로써 수행된다.
비-연속 층은 제 1 스킨 형성 조성물의 개별 액적을 포함할 수 있지만, 이는 서로 다른 액적의 합체에 의해 얻어진 더 큰 부분을 또한 포함한다. 제 1 스킨 형성 물질의 비-연속 층이 복수의 갭을 포함하는 주형 표면의 영역에서, 즉 주형 표면의 제 1 영역에서, 이들 액적의 바람직하게는 적어도 10%, 더 바람직하게는 적어도 30%, 및 가장 바람직하게는 적어도 50%가 합체되게 된다. 액적의 합체(coalescence)는 비-연속 층에 갭(3)의 불규칙한 패턴을 생성한다.
제 2 스킨 형성 조성물 또는 조성물(4)을 도포하기 전에, 제 1 스킨 형성 조성물(2)이 바람직하게는 적어도 부분적으로 고형화되어, 갭 패턴이 제 2 스킨 형성 조성물(4)을 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 후면에 도포함으로써 실질적으로 방해되지 않도록 한다.
제 1 스킨 형성 조성물(2)의 양에 따라, 상이한 패턴이 생성될 수 있다. 한편, 제 1 스킨 형성 조성물(2)은 주형 표면의 제 1 영역의 적어도 5%, 바람직하게는 적어도 15%, 및 더 바람직하게는 적어도 30%를 덮는 다량으로 도포되는 것이 바람직하다. 다른 한편으로, 제 1 스킨 형성 조성물(2)은 주형 표면의 상기 제 1 영역의 95% 미만, 바람직하게는 90% 미만, 및 더 바람직하게는 85% 미만을 덮는 소량으로 도포되는 것이 바람직하다.
제 1 스킨 형성 조성물(2)은 바람직하게는 이에 형성된 비-연속 층이 주형 표면의 상기 제 1 영역에 제 2 스킨 형성 조성물 또는 조성물(4)에 의해 상호연결되는 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 섬을 포함하도록 하는 양으로 도포된다. 개별 섬은 제 2 스킨 형성 조성물 또는 조성물에 의해 완전히 둘러싸인 비-연속 층의 부분이다. 섬은, 적어도 50%가 0.3㎟보다 크고, 바람직하게는 0.8㎟보다 크며, 더 바람직하게는 1.2㎟보다 크고, 가장 바람직하게는 2㎟보다 큰 크기를 갖는 섬으로 형성되는 것이 바람직한 전체 표면적을 갖는다. 즉, 섬의 가중 평균 표면적(섬의 표면적을 기본으로 하는 가중)은 바람직하게는 이들 최소 크기보다 크다. 섬의 가중 평균 표면적은 또한 바람직하게는 100㎟보다 작고, 더 바람직하게는 50㎟보다 작으며, 가장 바람직하게는 25㎟보다 작다.
상기 섬의 형성 이점은, 제 1 스킨 물질이 탄성중합체 스킨의 최종 기계적 특성에 영향이 적다는 것이다. 따라서, 제 1 스킨 물질은, 예를 들어, 스킨의 마모 특성을 개선하기 위하여, 예를 들어, 가요성이고 작고 더 단단한 물질을 포함할 수 있다. 한편, 훨씬 더 연성인 물질, 예를 들어, 심지어 포움 물질(특히 밀도가 400㎏/㎥보다 작음)을 포함하여 탄성중합체 스킨의 감촉을 개선할 수 있다. 제 1 스킨 물질이 제 2 스킨 물질 또는 물질의 컬러 톤과 상이한 컬러 톤을 갖는 경우, 특히 섬이 아주 균일한 너비를 갖는 제 2 스킨 물질의 라인에 의해 분리되도록 하는 양의 제 1 스킨 물질이 주형 표면 위에 도포되는 경우에 특별한 미적 패턴이 성취된다.
서로 다르게 착색된 제 1 및 제 2 스킨 형성 조성물에 의해 얻어진 디자인은 액적이 한 방향으로 유동하도록 주형 표면 위에 릴리프, 예를 들어, 홈 또는 립(rib)을 제공하거나, 예를 들어, 주형 표면 위에 액적의 형태를 변형시키기 위하여 공기 유동을 생성하여, 추가로 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 주형 표면에 부직물 구조의 릴리프를 제공할 수 있다. 액적 또는 섬은 주형 표면 위의 릴리프에 의해 시뮬레이트되는 쓰레드(thread)의 세로방향으로 자동 연신되어, 부직물 구조의 우수한 이미테이션을 이룰 수 있는 것으로 관찰되었다.
예 1
일련의 탄성중합체 스킨 샘플은 베이지-색상의 제 1 스킨 형성 조성물을 주형 표면 위에 분무한 다음, 흑색 제 2 스킨 형성 조성물을 제 1 스킨 형성 조성물의 후면에 분무하여 본 발명에 따라 제조한다. 두 스킨 형성 조성물은 25℃에서 점도가 약 1080 mPa.s인 폴리올 성분과 25℃에서 점도가 약 1140 mPa.s인 이소시아네이트 성분을 혼합하여 구성된 폴리우레탄 제형이다. 제 1 스킨 형성 조성물을 분무하기 전에, 주형 표면은 이형제(release agent)로 처리한다. 상이한 스킨 샘플은 주형 표면 ㎟ 당 분무된, 처음 폴리우레탄 제형의 양을 변화시켜 제조한다. 표 1에 제시된 바와 같이, 이는 로봇 속도, 분무 거리, 및 배출 속도(g/s)를 변화시켜 수행한다. 생성된 탄성중합체 스킨의 가시적 전면의 결과(이의 스트립은 다른 것 다음에 놓인다)가 도 1에 제시되어 있다.
샘플 B 대 샘플 A에서 분무 거리가 높으면 높을수록, 베이지 색에 의한 주형 표면의 커버링은 덜해진다. 샘플 C에서, 베이지 색에 의한 주형 표면의 피복은 더 높은 로봇 속도에 의해 추가로 감소시킨다. 샘플 D에서, 습윤제를 베이지-색 폴리우레탄 제형에 가하면서, 모든 다른 파라미터는 일정하게 유지한다. 이는 베이지-색 스킨의 섬 형성을 유발하며, 이는 흑색 제 2 층에 의해 둘러싸임을 확실히 알 수 있다. 유사한 효과는 주형 표면의 표면 장력을 변화시켜, 예를 들어, 코팅 층을 사용하거나 이형제를 도포함으로써 주형 물질을 변화시켜 도달할 수 있다. 샘플 E에서 로봇 속도가 더 높으면 베이지-색 스킨 층의 분무량을 추가로 감소시켜, 합체될 수 있는 점적을 덜 생성한다. 이는 베이지-색 섬을 생성하며, 이의 전체 표면의 50%는 표면이 5㎟보다 큰 섬에 의해 형성된다. 샘플 F 및 G에서 배출 속도의 추가 감소는 합체될 베이지-색 점적의 수를 훨씬 더 감소시켜, 심지어 더 작은 섬을 유도한다. 샘플 H에서, 보다 작은 액적을 분무할 수 있는 다른 노즐이 사용된다 이는 형성된 베이지 색 섬의 또 다른 감소를 유발한다.
샘플 로봇 속도
(㎜/sec)		 표면 위에 대한 노즐 높이
(㎜)		 배출
(gr/sec)		 추가 습윤제 평균 직경 분무 액적
(㎛)		 제 1 층
피복%		 섬 표면적 50% 커버링
(㎟)
A 1000 30 14 사용 160 95
B 1000 60 14 사용 160
C 1300 60 14 사용 160
D 1300 60 14 사용안함 160 20
E 2000 60 14 사용안함 160 75 5
F 2000 60 12 사용안함 160
G 2000 40 10 사용안함 160
H 2000 60 10 사용안함 100 65 1
예 2
예 1 외에, 약 8㎜ 메시를 갖는 두께가 15㎜인 개방-셀 폴리우레탄 필터 매트를 제 1 베이지-색 폴리우레탄 조성물을 분무하기 전에 주형 표면 위에 2 내지 5㎜ 거리에 위치시킨다. 이러한 제 1 층을 분무한 후, 필터 매트를 치우고, 흑색 제 2 폴리우레탄 조성물을 분무한다. 생성된 샘플의 사진이 도 2에 제시되어 있다. 필터 매트는 생성된 탄성중합체 스킨의 가시적인 (전방) 표면 위에 특별한 패턴을 생성하는 일종의 마스크로 작용하는 것으로 확실히 알 수 있다.

Claims (18)

  1. 주형 표면(mould surface)에 탄성중합체 스킨(elastomeric skin)(1)을 제조하는 방법으로서,
    - 적어도 하나의 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 액적(droplet)을 상기 주형 표면 위에 도포하여 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 층을 위에 형성하는 단계와,
    - 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 층을 형성한 후, 하나 이상의 제 2 스킨 형성 조성물(4)을 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2) 층의 후면에 적어도 부분적으로 도포하는 단계로서, 상기 하나 이상의 제 2 스킨 형성 조성물(4) 중 적어도 하나는 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)과 다른, 상기 도포하는 단계와,
    - 상기 제 1 및 제 2 스킨 형성 조성물(2, 3)을 고형화하는 단계와,
    - 제조된 탄성중합체 스킨(1)을 주형 표면으로부터 제거하는 단계를
    포함하는, 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨(1)을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 액적을 상기 주형 표면 위에 도포하고, 이 중 적어도 다수가 상기 주형 표면 위에서 합체(coalesce)되도록 하여, 상기 주형 표면 위에 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 비-연속 층을 형성하고, 상기 층은 상기 주형 표면의 제 1 영역에, 상기 주형 표면이 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)로 덮이지 않은 복수의 갭(gap)(3)을 포함하고, 상기 하나 이상의 제 2 스킨 형성 조성물(4)은 상기 갭(3)의 위치에서 주형 표면을 상기 제 2 스킨 형성 조성물(4)로 완전히 덮기 위해 상기 갭(3)에 도포되며, 상기 주형 표면의 상기 제 1 영역은 적어도 2㎠의 정사각형으로 분할될 수 있는 큰 너비를 갖는 것을 특징으로 하는, 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 주형 표면의 상기 제 1 영역에 도포된 다수의 액적 중 적어도 10%가 주형 표면의 상기 제 1 영역에서 합체되는 것을 특징으로 하는, 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 비-연속 층은 주형 표면의 상기 제 1 영역에서 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 섬(island)으로 구성되고, 상기 섬은 상기 하나 이상의 제 2 스킨 형성 조성물(4)에 의해 상호연결되는 것을 특징으로 하는, 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 섬은 전체 표면적을 갖고, 상기 전체 표면적의 적어도 50%는, 0.3㎟보다 큰 크기를 갖는 섬에 의해 형성된 전체 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는, 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 액적은, 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)이 상기 주형 표면의 상기 제 1 영역의 적어도 5%를 덮도록 상기 주형 표면 위에 다량으로 도포되는 것을 특징으로 하는, 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 액적은, 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)이 상기 주형 표면의 상기 제 1 영역의 95% 미만을 덮도록 상기 주형 표면 위에 소량으로 도포되는 것을 특징으로 하는, 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)은 상기 주형 표면 위에 상기 액적의 형태로 분무되는 액체 스킨 형성 조성물이고, 상기 액적은 ASTM E 799-81에 따라 측정된 5㎛보다 크되, 3000㎛보다 작은 중간 체적 직경을 갖는 것을 특징으로 하는, 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)은 반응에 의해 고형화되고, 제 1 폴리우레탄 탄성중합체 생성 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)은 하나 이상의 용매의 증발에 의해 고형화되고, 페인트 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)은 융해(fusing)에 의해 고형화되고, 플라스티졸(plastisol)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 제 2 스킨 형성 조성물(4)은 적어도 하나의 액체 스킨 형성 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)은 상기 하나 이상의 제 2 스킨 형성 조성물(4)을 그 후면에 도포하기 전에 적어도 부분적으로 고형화되는 것을 특징으로 하는, 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 스킨 형성 조성물(2, 4)은, 상기 제 1 및 제 2 스킨 형성 조성물로 형성된 스킨 층이 상기 제 1 영역에서 0.1㎜인 최소 평균 두께보다 큰 전체 평균 두께를 갖도록 하는 양으로 상기 주형 표면 위에 도포되거나, 상기 전체 평균 두께가 상기 최소 평균 두께보다 작으면, 적어도 하나의 추가 스킨 형성 조성물(5)이 주형 표면의 상기 제 1 영역에서 상기 제 1 및 제 2 스킨 형성 조성물(2, 4)에 의해 형성된 스킨 층의 후면에 도포되어, 상기 제 1, 제 2, 및 추가 스킨 형성 조성물(2, 4, 5)로 형성된 스킨 층이 상기 제 1 영역에서 상기 최소 평균 두께보다 큰 전체 평균 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)은 제 1 컬러 톤으로 존재하고, 상기 하나 이상의 제 2 스킨 형성 조성물(4) 중 적어도 하나는 상기 제 1 컬러 톤과 다른 제 2 컬러 톤으로 존재하는 것을 특징으로 하는, 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 상기 액적을 상기 주형 표면 위에 도포하기 전에, 인몰드 코팅 층(in-mould coating layer)(6)이 적어도 상기 주형 표면의 제 1 영역에 도포되고, 상기 인몰드 코팅 층에 부착된 제 1 스킨 물질과 상기 인몰드 코팅 층은 반투명 또는 투명 층인 것을 특징으로 하는, 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 액적은 상기 제 1 영역에서 상기 주형 표면 위에 균일하게 도포되어, 상기 제 1 영역을 4㎠의 정사각형으로 나누면, 상기 각각의 정사각형에서 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)에 의한 상기 주형 표면의 피복도(coverage degree)는, 상기 각각의 정사각형에 대해, 상기 각각의 정사각형 및 이에 인접한 모든 정사각형에 의해 형성된 영역에서 상기 제 1 스킨 형성 조성물(2)의 평균 피복도와 30% 미만으로 서로 다른 것을 특징으로 하는, 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법.
  17. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 영역은 상기 주형 표면의 적어도 5%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 주형 표면 위에 탄성중합체 스킨을 제조하는 방법.
  18. 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 얻어진 탄성중합체 스킨.
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