KR100551405B1 - 자동차용 내장재의 표피재 성형방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중합체, 특히 폴리우레탄을 이용하여 자동차용 내장재의 표피재를 성형함에 있어, 중합원료를 원액상태로 분사하여 성형하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공함으로써, 저비용, 단시간내에 성형을 할 수 있고, 장치수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.
내장재, 표피재 성형방법

Description

자동차용 내장재의 표피재 성형방법{a method for molding a skin for automotive interior trim panel}
도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 성형방법의 설명도로서,
도 1은 이형제 분사공정, 도 2는 폴리우레탄 원료 원액분사공정, 도 3은 성형물 탈형공정을 도시한 것이다.
본 발명은 자동차용 내장재의 성형방법에 관한 것으로서, 특히 내장재의 표피재를 성형하는 방법에 관한 것이다.
인스트루먼트 판넬, 도어 트림 등의 자동차용 내장재는 일반적으로 표피재와, 중간 발포층 및 이들을 지지하기 위한 코어재의 3층 구조로 되어있다. 이 중 표피재는 보통 중합체 재료를 성형하여 제조한다.
국내의 경우, 자동차 내장재 중 표피재로서 사용되어온 재료 중 대표적인 것은 폴리염화비닐(PVC)이다. 그런데, PVC 소재는 휘발성인 가소제(물질을 부드럽게 하는 원료)를 첨가하기 때문에 차안에 냄새가 많이 날 뿐만 아니라 시간이 갈수록 딱딱해지고 표면이 부드럽지 못하고, 자체 함유된 염소(Cl) 성분으로 인해 소각시 독성물질인 다이옥신을 배출하기 때문에 환경문제를 유발해 각 선진국에서는 환경규제 물질로 규정하고 있다.
이 때문에, 표피재료로서 다른 재료가 많이 연구되어 왔으며, 예를 들면 폴리우레탄이나 개량된 폴리올레핀 재료 들이 개발되어 있다.
한편, 이러한 재료들을 이용하여 자동차 내장재의 표피재를 성형하는 방법에 있어서, 진공성형이나 파우더 슬러쉬 공법이 많이 이용되고 있다. 진공성형법은 소재를 평판상태로 미리 성형하여 이를 금형에서 진공으로 흡착시킴과 동시에 열을 가하여 성형하는 방법이며, 파우더 슬러쉬 공법은 분말형상의 소재를 금형내에서 용융시켜 금형을 회전시키면서 금형에 부착되어 성형된 것을 급냉시켜 성형하는 방법이다.
그런데, 진공성형법이나 파우더 슬러쉬 공법은 일정한 형태로 소재를 미리 가공하여야 하므로 소재의 원가상승이 불가피하고 200℃이상의 높은 온도에서 성형하고 급냉하여야 하므로 금형 수명이 짧으며, 공정이 복잡하여 공정시간이 길어지는 단점이 있다.
이에 본 발명은 자동차용 내장재의 표피재 성형방법에 있어서, 재료 비용을 절감하고, 성형온도가 낮춰서 금형수명을 늘릴 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기한 단점을 해소하기 위하여 마련된 것으로서, 중합체 원료, 특히 폴리우레탄을 이용하여 자동차용 내장재의 표피재를 성형함에 있어, 중합원료를 원액상태로 분사하여 성형하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 표피성형방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 성형방법에 있어서, 금형의 온도를 약 60-80℃로 맞추는 단계, 상기 금형에 이형제를 분사하는 단계, 폴리올 및 이소시아네이트를 원액상태로 분사하여 표피를 형성하는 단계 및 탈형단계로 이루어지는 자동차 내장재의 표피성형방법을 더욱 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 폴리올 분사액은 분자량(Mw)이 약 2000-8000g/mol인 폴리올로 이루어진 주용액과, 체인 익스텐더(chain extender) 성분 및 촉매로 구성된 혼합상인 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 표피성형방법을 더욱 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 이소시아네이트 성분이 모노머 MDI(monomeric Methylene Diphenyl Diisocyanate) 및 폴리머 MDI의 혼합물인 자동차 내장재의 표피성형방법을 더욱 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 성형방법의 설명도로서, 도 1은 이형제 분사공정, 도 2는 폴리우레탄 원료 원액분사공정, 도 3은 성형물 탈형공정을 도시한 것이다.
본 발명에 의한 방법은 금형의 온도를 소정의 온도, 예를 들어, 약 60-80℃로 맞추고, 상기 금형(1)에 이형제를 분사하고(도 1), 폴리올 및 이소시아네이트의 혼합액(4)를 원액상태로 분사하여(도 2) 표피를 형성한 후 탈형(도 3)하는 것을 이 루어진다.
상기 중합원료 중 폴리올은 액상으로서, 점도는 약 700-1500cps, 비중은 1.035±0.020, 함수량 0.10wt％ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상기 폴리올의 작용기성(functionality)가 2-4 이고, 폴리올 액의 온도는 약 75-85℃의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이소시아네이트 성분 역시 액상이며, 그 점도는 약 200-800cps, 비중은 1.210±0.020, NCO 함유량은 23.0 - 31.0 wt％인 것이 바람직하다. 이소시아네이트 성분액의 온도는 약 60-70 ℃범위 내에서 기계의 압력 부하를 감안하여 설정한다. 그외, 이형제나 체인 익스텐더의 경우 특별히 그 종류가 한정되지 않으며, 기존의 폴리우레탄 성형방법에서 사용되는 시판물질을 사용하는 것이 가능하다.
이 때, 본 발명에서 상기 폴리올 성분과 이소시아네이트 성분액의 혼합비율은 특별히 한정되는 것은 아니나, 대략 폴리올 : 이소시아네이트의 중량비율이 100 : 40-60으로 하는 것이 바람직하다.
금형의 온도는 60 - 80 ℃의 범위내에서 경화속도에 따라 조절한다.
또한 상기 분사액의 토출량 역시 성형부위에 따라 적절히 선택될 수 있는데, 대략 5 - 25g/min의 속도로 분사하고, 분사거리는 성형부위에 따라 2 - 200mm의 간격을 두고 분사한다.
이와 같은 방법에 의하는 경우, 원액 상태에서 바로 중합원료가 분사되므로 성형에 사용되는 원료를 미리 가공할 필요가 없다. 원액상태의 중합원료는 가공된 경우에 비하여 훨씬 저렴하므로, 성형공정을 보다 저렴하게 행할 수 있게 된다. 또한, 기존의 진공성형법이나 파우더 슬러쉬 공법이 대략 200℃에서 진행되었던 건에 비하여 훨씬 낮은 온도인 대략 60-80℃에서 공정이 진행되므로 급냉이 필요하지 않아 금형의 수명이 길어지는 효과를 갖는다. 또한, 급냉 등에 걸리는 시간이 생략되므로 공정이 단순화되어 대략 4분 이하 정도의 짧은 시간에 성형을 마칠 수 있는 장점이 있다.
이제까지 설명한 바와 같이, 본 발명은 특히 폴리우레탄을 이용하여 자동차용 내장재의 표피재를 성형함에 있어, 중합원료를 원액상태로 분사하여 성형하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 표피성형방법을 제공함으로써, 저비용, 단시간내에 성형을 할 수 있고, 장치수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 폴리우레탄을 이용하여 자동차용 내장재의 표피재를 성형하는 방법으로서,
    중합원료를 원액상태로 분사하여 성형하고,
    금형의 온도를 약 60-80℃로 맞추는 단계, 상기 금형에 이형제를 분사하는 단계, 폴리올 성분 및 이소시아네이트 성분를 원액상태로 분사하여 표피를 형성하는 단계 및 탈형단계를 포함하고,
    상기 폴리올 성분은 분자량(Mw)이 약 2000-8000g/mol이고 점도가 700-1500cps인 폴리올로 이루어진 주용액과, 체인 익스텐더(chain extender) 성분 및 촉매로 구성된 혼합상이고, 상기 이소시아네이트 성분은 모노머 MDI(monomeric Methylene Diphenyl Diisocyanate) 및 폴리머 MDI의 혼합물로서 점도가 약 200-800cps인 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 표피성형방법.
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