KR100661594B1

KR100661594B1 - 자동차 내장용 기재

Info

Publication number: KR100661594B1
Application number: KR1020040052095A
Authority: KR
Inventors: 김종국; 박봉현; 이희복; 김성진; 정선경
Original assignee: 한일이화주식회사; 엔브이에이치코리아(주); 자동차부품연구원
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2006-12-26
Also published as: CN1718895A; KR20060003275A

Abstract

본 발명은 자동차 내장용 기재에 관한 것으로서, 천연섬유, 재활용섬유, 폴리올레핀계 버진 섬유, 무기계 섬유 중 적어도 어느 하나가 일정 비율로 혼합되어진 펠트와; 헥사프리페놀, 멜라민, 에폭시, 불포화폴리에스터, 에폭시-폴리에스터, 페놀과 에폭시-폴리에스터 중 적어도 어느 하나로 이루어지며, 펠트에 혼합되어 펠트를 결합하며 경화시키는 분말상의 경화제와; 활성탄, 제올라이트, 소취제 중 적어도 어느 하나로 이루어지며, 펠트에 혼합되어 흡착 및 탈수하는 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 기재의 성형성 및 작업성을 향상시키고 작업환경을 개선하며, 기재에서 발생하는 냄새 및 유해성분으로 인한 관능적인 불쾌감을 저감할 수 있는 자동차 내장용 기재가 제공된다.

Description

자동차 내장용 기재{BASE FOR INTERIOR OF AUTOMOBILE}

본 발명은 자동차 내장용 기재에 관한 것이다.

종래에는 천연섬유와 화학섬유가 일정비율 혼합되어진 천연섬유 강화보드와, 천연섬유와 화학섬유를 일정 비율 혼합한 섬유에 경화제로 페놀 수지를 이용한 레진 펠트와, 목분 또는 목질섬유에 페놀 수지를 혼합한 우드화이버(Wood Fiber) 등이 자동차 내장용 기재로 사용되고 있다.

한편, 천연섬유 강화보드의 경우, 천연섬유와 화학섬유의 비중차에 의해 면밀도의 편차가 크다는 단점을 가지며, 이에 강도의 편차 또한 큰 원인으로 대두되고 있다.

또한, 레진 펠트와 우드화이버의 경우, 종래의 경화제로 사용되고 있는 페놀은 경화시 헥사아민이 분해하여 아민과 암모니아류의 부산물이 발생되어 인체에 유해하며, 작업시 비산 먼지에 의한 작업환경이 열악해지고, 기재에서 발생하는 냄새 및 유해성분에 의해 소비자의 관능적인 불쾌감을 초래하는 문제점을 가지고 있다.

그리고, 종래의 경화제로 사용되고 있는 열경화성수지인 에폭시와 불포화폴리에스터는 액상으로 이루어져, 성형성 및 작업성이 저하되는 문제점이 있다.

이에, 본 출원인은 기재의 성형성 및 작업성을 향상시키고, 제조공정 중 비산먼지 및 유해물질의 발생을 억제하여 작업 환경을 개선하며, 기재에서 발생하는 냄새 및 유해성분으로 인한 관능적인 불쾌감을 저감할 수 있는 자동차 내장용 기재를 개발하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명의 목적은, 기재의 성형성 및 작업성을 향상시키고 작업환경을 개선하며, 기재에서 발생하는 냄새 및 유해성분으로 인한 관능적인 불쾌감을 저감할 수 있는 자동차 내장용 기재를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 자동차 내장용 기재에 있어서, 천연섬유, 재활용섬유, 폴리올레핀계 버진 섬유, 무기계 섬유 중 적어도 어느 하나가 일정 비율로 혼합되어진 펠트와; 헥사프리 페놀, 멜라민, 에폭시, 불포화폴리에스터, 에폭시-폴리에스터, 페놀과 에폭시-폴리에스터 중 적어도 어느 하나로 이루어지며, 상기 펠트에 혼합되어 상기 펠트를 결합하며 경화시키는 분말상의 경화제와; 활성탄, 제올라이트, 소취제 중 적어도 어느 하나로 이루어지며, 상기 펠트에 혼합되어 흡착 및 탈수하는 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장 기재용 펠트를 제공한다.

여기서, 상기 펠트 45∼80중량％, 상기 경화제 15∼40중량％, 상기 첨가제 5∼15중량％로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 펠트는 상기 천연섬유 60∼80중량％를 함유하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 경화제의 입도 분포는 10∼200㎛이고, 평균 입도 크기는 20∼80㎛로 하여, 상기 경화제를 상기 펠트와 혼합시 분산성을 향상시키며, 이에 펠트의 결합력을 증대시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 첨가제는 분말상으로 이루어지며, 상기 첨가제의 입도 크기는 2∼30㎛인 것이 바람직하다.

한편, 상기 경화제의 헥사프리 페놀은 암모니아 성분이 0.2％ 이하인 것이 바람직하다.

이하에서는 바람직한 실시형태를 예를 들어 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 자동차 내장용 기재는, 펠트와, 펠트에 혼합되어 펠트를 결합하며 경화시키는 분말상의 경화제와, 펠트에 혼합되어 흡착 및 탈수하는 첨가제를 포함한다. 여기서, 자동차 내장용 기재는 펠트 45∼80중량％, 경화제 15∼40중량％, 첨가제 5∼15중량％의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다.

펠트는 천연섬유, 재활용섬유, 폴리올레핀계 버진 섬유, 무기계 섬유 중 적어도 어느 하나가 일정 비율로 혼합되어 이루어진다.

천연섬유로서는 면, 양모, 황마, 아마, 저마, 대마, 시살(sisal)마, 코코넛 등이 이용되는 것이 바람직하다.

재활용섬유로서는 산업폐기물 또는 공정에서 발생하는 스크랩 등의 폴리프로필렌, 폴리에스터, 나일론, 비닐론 섬유 등이 이용되는 것이 바람직하다. 이에, 폐자원을 이용하여 소각이나 매립에 따른 환경오염을 방지하며 자원의 절약 및 경 제적인 효과를 이룰 수 있다.

무기계 섬유로서는 유리섬유, 카본섬유 등이 이용될 수 있다.

여기서, 펠트는 천연섬유 60∼80중량％에 재활용섬유, 폴리올레핀계 버진 섬유 및 무기계 섬유가 20∼40중량％의 비율로 혼합되어 있는 것이 보다 효과적이다. 한편, 펠트는 단일의 섬유로 이루어질 수도 있다.

경화제는 분말상으로 이루어져, 기재의 성형성 및 작업성을 향상시킨다. 경화제는 헥사프리페놀(hexa free phenol), 멜라민, 에폭시, 불포화폴리에스터, 에폭시-폴리에스터, 페놀과 에폭시-폴리에스터 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하며, 특히 헥사프리페놀은 암모니아 성분이 0.2％ 이하인 것이 보다 효과적이다. 여기서, 경화제는 단일의 수지로 이루어질 수도 있다.

또한, 경화제는 50∼200℃에서 용융되어 경화되는 것이 바람직하며, 95％일 때 열분해 개시온도가 170℃인 것이 보다 효과적이다.

한편, 경화제와 펠트의 혼련성을 좋게 하기 위해서는 경화제의 입도 분포는 1∼250㎛ 범위 내에서 분포하는 것이 바람직하며, 입도 분포는 10∼200㎛이고, 평균 입도 크기는 20∼80㎛인 것이 보다 효과적이다. 경화제의 입도 분포가 200㎛ 이상이고 평균 입도의 크기가 80㎛ 이상인 경우에는, 펠트와 혼련시 비중차에 의해 분산성이 좋지 않기 때문에 바람직하지 않다.

따라서, 경화제는 펠트와 혼련시 펠트를 구성하는 섬유 표면에 점착할 수 있는 성능을 가져 분산성을 좋게 하며, 성형시 섬유간의 결합성을 좋게 하여, 기재의 제조공정 중 비산먼지 및 유해물질의 발생이 저감되어, 작업 환경을 개선할 수 있 게 된다.

첨가제는 활성탄, 제올라이트, 소취제 중 적어도 어느 하나로 이루어진다. 첨가제는 5∼15중량％가 첨가되는 것이 바람직하며, 첨가제가 15중량％ 이상인 경우 흡착 및 탈수의 성능은 향상되지만, 첨가제의 비중이 높아 제품의 중량이 높아지고 제품의 강도가 떨어지는 문제점이 있다. 이에, 첨가제는 펠트와 경화제의 흡착과 탈수 성능을 개선하여, 기재에서 발생하는 냄새 및 유해성분으로 인한 관능적인 불쾌감을 저감할 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명에 따른 자동차 내장용 기재의 제조방법에 대해 설명한다.

먼저, 천연섬유, 재활용 섬유, 버진 섬유, 무기계 섬유 등을 제품의 용도에 따라 일정 비율 혼합하여 펠트를 마련한다.

다음, 펠트에 분말상의 경화제와 첨가제를 혼합하여 개섬한다.

이어서, 개섬된 펠트를 일정한 온도의 오븐에서 경화시킨 후, 펠트의 형상을 유지하기 위하여 냉각한다.

냉각된 펠트를 제품 형상에 맞게 재단한 후, 재단되어진 펠트를 형상에 맞게 가열 및 가압 성형하여 본 발명에 따른 자동차 내장용 기재의 제조를 완료한다.

한편, 이하에서는 본 발명에 따른 자동차 내장용 기재에 대해 여러 시험한 결과를 제시한다.

먼저, 경화제에 대한 정량분석을 통하여 기존에 사용되고 있는 페놀과 유해성이 저감된 페놀, 즉 헥사프리페놀을 아래 표 1의 정량 분석을 통하여 시험한 결 과를 나타내었다.

[표 1]

정량 분석 결과

표 2는 경화제 및 첨가제의 입도 분석을 통하여 펠트와 혼합시 최적의 분말수지 크기를 알아보기 위한 시험 결과를 나타낸 것이다.

[표 2]

경화제 및 첨가제의 입도 분석 결과

한편, 표 3에는 자동차 내장용 기재에 대한 여러 시험방법이 도시되어 있다.

[표 3]

자동차 내장용 기재에 대한 시험방법

실시예 1

표 4는 표 3의 시험방법에 의거 펠트 내에 혼합되는 경화제의 종류별 시험한 결과를 도시하고 있다. 표 4에서의 시험편은 면밀도 1500g/m²인 것을 성형 두께 3mm로 하여, 성형온도 210∼230℃, 예열 가압 시간 30∼60sec로 하여 성형한 것이다.

[표 4]

면밀도 1500g/m², 두께 3mm일 때 경화제 종류별 시험 결과

실시예 2

표 5는 표 3의 시험방법에 의거하여, 펠트 내에 혼합되는 경화제로서 헥사프리페놀 분말수지의 함유량 변화에 따른 시험 결과를 나타낸 것이다. 표 5에서의 시험편은 면밀도 1500g/m²인 것을 성형 두께 3mm로 하여, 성형온도 210∼230℃, 예열 가압 시간 30∼80sec로 하여 성형한 것이다.

[표 5]

면밀도 1500g/m², 두께 3mm일 때 경화제로서 헥사프리페놀 분말수지의 함유 량 변화에 따른 시험 결과

실시예 3

표 6은 표 3의 시험방법에 의거하여, 펠트 내에 혼합되는 경화제로서 에폭시-폴리에스터 분말수지의 함유량 변화에 따른 시험 결과를 나타낸 것이다. 표 6에서의 시험편은 면밀도 1500g/m²인 것을 성형 두께 3mm로 하여, 성형온도 210∼230℃, 예열 가압 시간 30∼80sec로 하여 성형한 것이다.

[표 6]

면밀도 1500g/m², 두께 3mm일 때 경화제로서 에폭시-폴리에스터 분말수지의 함유량 변화에 따른 시험 결과

실시예 4

표 7은 표 3의 시험방법에 의거하여, 경화제로서 유해성이 저감된 페놀이 혼합되어 있는 펠트에 혼합되는 첨가제 함유량 변화에 따른 시험 결과를 나타낸 것이다. 표 7에서의 시험편은 면밀도 1500g/m²인 것을 성형 두께 3mm로 하여, 성형온도 210∼230℃, 예열 가압 시간 30∼80sec로 하여 성형한 것이다.

[표 7]

면밀도 1500g/m², 두께 3mm일 때 첨가제 함유량 변화에 따른 시험 결과

비교예 1

표 8은 경화제로서 기존의 페놀과 헥사프리페놀의 정량 분석 결과를 나타낸 것이다. 표 8에서 보듯이 페놀에서 검출될 수 있는 성분, 즉 페놀(Phenol), 포르말린(Formaldehyde), 헥사메틸렌테트라아민(Hexamethylene Tetramine) 등의 함유량을 비교하여 나타낸 것이다.

[표 8]

정량 분석 결과

비교예 2

표 9는 경화제의 용융온도 및 열적 특성을 알아보기 위하여 열분석 장비인 DSC(Differential Scanning Calorimeter), TGA(Thermogravicmetric Analyzer)를 통하여 분석한 결과를 나타낸 것이다. DSC를 이용하여 경화제 종류별 용융온도, 결정화온도 및 열용량을 비교하여 나타내었으며, TGA를 이용하여 열분해 개시온도와 잔류물을 비교하여 표 9에 나타내었다.

[표 9]

경화제 종류별 열분석 시험 결과

상기 표 9와 같이 기존 페놀의 경우 150℃ 영역에서 결정화되는 것이 관찰되었으며, 본 발명에 적용되는 헥사프리페놀의 경우 결정화 온도가 관찰되지 않았으며, 이는 펠트상 섬유를 1차 수지가 용융되어 바인더의 역할하고, 2차 가열압착 성형가공시 용융되어 2차적으로 바인더의 역할을 함으로써 바인더의 성능을 향상시키는 역할을 할 수 있으며, TGA 결과 잔류물 함량이 낮은 것은 무기물의 함량이 적은 것으로 이에 따른 열분해 개시온도가 95%에서 기존의 페놀보다 열안정이 떨어지는 것이 단점으로 나타났으며, 에폭시 폴리에스터의 경우 70℃ 영역에서 용융되는 것으로 관찰되었으며, TGA 결과 잔류물이 적고, 열분해 개시온도가 95％에서 기존 페놀보다 상당히 높아 열안정성이 뛰어난 것으로 나타났다.

이와 같이, 천연섬유, 재활용섬유, 폴리올레핀계 버진 섬유, 무기계 섬유 중 적어도 어느 하나가 일정 비율로 혼합되어진 펠트에, 헥사프리페놀, 멜라민, 에폭시, 불포화폴리에스터, 에폭시-폴리에스터, 페놀과 에폭시-폴리에스터 중 적어도 어느 하나로 이루어진 분말상의 경화제와, 활성탄, 제올라이트, 소취제 중 적어도 어느 하나로 이루어진 첨가제를 포함함으로써, 기재의 성형성 및 작업성을 향상시키고 작업환경을 개선하며, 기재에서 발생하는 냄새 및 유해성분으로 인한 관능적인 불쾌감을 저감할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 기재의 성형성 및 작업성을 향상시키고 작업환경을 개선하며, 기재에서 발생하는 냄새 및 유해성분으로 인한 관능적인 불쾌감을 저감할 수 있는 자동차 내장용 기재가 제공된다.

Claims

자동차 내장용 기재에 있어서,

천연섬유, 재활용섬유, 폴리올레핀계 버진 섬유, 무기계 섬유 중 어느 하나 이상을 함유하는 펠트와;

헥사프리페놀, 멜라민, 에폭시, 불포화폴리에스터, 에폭시-폴리에스터, 페놀과 에폭시-폴리에스터 중 어느 하나 이상을 함유하고, 상기 펠트에 혼합되어 상기 펠트를 결합하며 경화시키는 분말상의 경화제와;

활성탄, 제올라이트, 소취제 중 어느 하나 이상을 함유하고, 상기 펠트에 혼합되어 흡착 및 탈수하는 첨가제를 포함하며,

상기 펠트 45∼80중량％, 상기 경화제 15∼40중량％, 상기 첨가제 5∼15중량％로 이루어지고,

상기 경화제의 입도 분포는 10∼200㎛이고 평균 입도 크기는 20∼80㎛이며, 상기 첨가제는 분말상으로 이루어지며 상기 첨가제의 입도 크기는 2∼30㎛인 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 기재.
삭제
제1항에 있어서,

상기 펠트는 상기 천연섬유 60∼80중량％를 함유하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 기재.
삭제
삭제
제1항에 있어서,

상기 경화제의 헥사프리페놀은 암모니아 성분이 0.2％ 이하인 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 기재.