KR101081636B1 - 자동차 내장재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열팽창 마이크로 화합물을 포함하는 폴리유산 발포층; 및 상기 폴리유산 발포층 상에 위치하고, 천연섬유와 합성섬유를 포함하는 보강층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재에 관한 것이다.
발포층, 열팽창 마이크로 화합물, 폴리유산

Description

자동차 내장재{AN INTERIOR PANEL OF AUTOMOBILE}
본 발명은 자동차 내장재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열팽창 마이크로 화합물을 포함하는 폴리유산 발포층을 포함하는 자동차 내장재에 관한 것이다.
현재 적용 중인 자동차 내장재는 다층 구조물의 형태이고, 다층 구조물은 심재층, 보강층 및 표피층으로 이루어진다. 상기 심재층의 재료로는 경질 폴리우레탄 발포체, 상기 보강층의 재료로는 유리섬유(Glass fiber) 강화 보드, 상기 표피층의 재료로는 직물(cloth)류 등이 사용되고 있다.
한편, 자동차 업계에서는 환경에 대한 규제가 매우 강화되고 있다. 이로 인해 자동차 내장재에 적용될 수 있는 생분해성 플라스틱 재료에 대한 수요가 증가하고 있다. 이러한 추세에 맞추어, 자동차 내장재의 보강층의 재료로 사용되는 유리섬유를 양마(Kenaf)와 같은 식물로 대체하고, 캐리어 레진으로 생분해성 수지인 폴리유산 수지를 사용한 친환경 제품이 현재 개발 완료되어 있는 상태이다.
하지만, 심재층의 경우, 친환경 제품이 현재 개발되지 못하고 있다. 그 이유는 생분해성 플라스틱인 폴리유산 수지가 용융점도가 부족하기 때문에 중공성형품이나 발포제품으로 응용하기에 한계가 있기 때문이다.
전술한 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명의 목적은 생분해성 심재층을 개발하여 친환경적인 자동차 내장재를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 공정이 단순화되어 제조비용을 절감할 수 있는 자동차 내장재를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 경량화를 구현하여 연비가 향상되고 배기가스를 저감시킬 수 있는 자동차 내장재를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 열팽창 마이크로 화합물을 포함하는 폴리유산 발포층; 및 상기 폴리유산 발포층 상에 위치하고, 천연섬유와 합성섬유를 포함하는 보강층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재를 제공한다.
본 발명의 자동차 내장재는 종래의 가교 발포체 및 우레탄계 발포체를 이용한 제품에 비하여 폐기시 미생물에 의한 분해가 일어나는 친환경성 제품이다. 이로 인해 향후 강화되는 환경규제에 대응할 수 있는 기술적 장점이 있다. 또한, 본 발명의 자동차 내장재는 별도의 추가공정 없이 압출만으로 발포층을 제조할 수 있어, 공정이 단순화되고, 제조비용을 절감할 수 있다. 본 발명의 자동차 내장재는 경량화를 구현할 수 있어 연비향상으로 배기가스를 저감시킬 수 있다.
이하에서, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 자동차 내장재는 폴리유산(polylactic acid) 발포층(110) 및 보강층(120)을 포함한다.
상기 폴리유산 발포층(110)은 열팽창 마이크로 화합물을 포함한다. 폴리유산은 일정한 분해조건에서 미생물 등 외부요인에 의해 분해가 가능하고, 열가소성으로서 용융점도가 낮다. 이러한 특성 때문에, 폴리유산은 기존의 열분해성 화학발포제로는 발포가 불가능하다. 폴리유산의 발포를 위해서는, 열 흡수시 분해되지 않고 그 자체의 형상을 유지하면서 부피가 팽창하는 열팽창 마이크로 화합물을 포함해야만 한다. 열팽창 마이크로 화합물은 발포배율에 따라 차이가 있지만, 폴리유산 100중량부에 대하여, 3 내지 30중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 폴리유산과 열팽창 마이크로 화합물로 이루어진 마스터 배치의 경우, 폴리유산 100중량부에 대하여, 6 내지 60중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 열팽창 마이크로 화합물은 에틸렌 비닐 공중합체(EVA)일 수 있고, 탄성을 갖는 쉘 내에 코어가 존재하는 구조일 수 있다. 상기 코어로는 가열에 의해 쉽게 가스화하여 팽창하는 물질인 이소부탄, 프로판, 펜탄 등을 들 수 있다. 상기 쉘은 용융성 물질이나 열팽창에 의해 파괴되는 물질일 수 있다. 상기 쉘의 예로서, 염화비닐리덴-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리비닐알코올, 폴리비닐부티랄, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리염화비닐리덴, 폴리 술폰 등을 들 수 있다. 상기 열팽창성 화합물은 코어 셀 베이션법이나 계면중합법에 의해 제조할 수 있다.
상기 폴리유산 발포층(110)은 발포배율(expansion ratio)이 5 내지 30배인 것이 바람직하다. 상술한 범위를 만족하면, 강성 및 성형성이 향상될 수 있다. 하지만 발포배율이 5배 미만이면, 상기 폴리유산 발포층(110)의 흡음성 향상에 영향을 주지 않고, 중량이 비교적 높게 형성된다. 또한 발포배율이 30배를 초과하면, 흡음성 및 경량성은 향상되지만 강도와 형태안정성이 저하된다.
상기 폴리유산 발포층(110)은 폭이 800 내지 1,700㎜인 것이 바람직하다. 또한 상기 폴리유산 발포층(110)은 두께가 3 내지 10㎜인 것이 바람직하고, 3 내지 6㎜인 것이 더 바람직하다. 상술한 폭과 두께를 만족하면, 자동차 내장재로 사용되기 적합하다.
또한, 상기 폴리유산 발포층(110)은 하나의 층으로 존재할 수 있고, 두개의 층이 라미네이션(lamination)된 상태로 존재할 수 있다. 상기 폴리유산 발포층(110)이 두개의 층일 경우, 흡음성 및 형태 안정성이 보다 향상된다.
상기 폴리유산 발포층(110)은 폴리유산 수지에 열팽창 마이크로 화합물 마스터 배치(EVA 50%)를 혼합하고 압출 성형 장치를 통해 일정한 두께로 압출되어 제조되는 것이 바람직하다. 여기서, 폴리유산은 압출과 동시에 발포되고, 발포된 수지는 롤러를 통해서 일정한 두께로 가공된다. 상기 폴리유산 발포층(110)은 롤 형태로 존재할 수 있다.
본 발명의 자동차 내장재에 포함되는 보강층(120)은 상기 폴리유산 발포층(110) 상에 위치하고 천연섬유와 합성섬유를 포함한다. 상기 보강층(120)은 외부 충격에 대한 흡수성을 높이고, 강도 및 형태 안정성을 향상시키는 층이다. 상기 보강층(120)은 상기 폴리유산 발포층(110)과 용제형 접착제 또는 핫멜트형 접착제로 접착될 수 있다.
상기 보강층(120)에서 천연섬유와 합성섬유의 중량비는 3:7 내지 7:3인 것이 바람직하다. 상술한 범위를 만족하면, 환경친화적이면서 생분해 능력 및 강도가 우수해진다. 상기 천연섬유는 황마, 양마(KENAF) 및 사이잘마로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다. 상기 합성섬유는 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 및 폴리유산 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
상기 보강층(120)의 폭은 폴리유산 발포층(110)과 동일한 것이 바람직하고, 두께는 0.5 내지 2㎜인 것이 바람직하다.
상기 보강층(120)은 상기 폴리유산 발포층(110) 하부에 더 위치하는 것이 바람직하다. 상기 보강층(120)이 상기 폴리유산 발포층(110)의 하부에 더 위치하면, 상부에만 위치했을 때보다 외부충격에 대한 흡수성이 높아지고, 강도 및 형태 안정성이 향상된다.
상기 보강층(120)은 니들펀칭에 의해 제조하는 것이 바람직하다.
상기 보강층(120)은 금형으로 가공하여 상기 폴리유산 발포층(110) 상에 위치시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 보강층은 롤 형태로 구성되어, 연속적인 열접착으로 상기 폴리유산 발포층(110) 상에 위치할 수 있다.
본 발명의 자동차 내장재는 상기 폴리유산 발포층(110)의 하부 또는 상기 보강층(120)의 상부에 표피층(130)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 표피층(130)은 상기 폴리유산 발포층(110)과 보강층(120)과 용제형 접착제 또는 핫멜트형 접착제를 이용하여 접착될 수 있다.
상기 표피층(130)은 폴리올리핀계 부직포 또는 폴리에스터계 부직포를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 자동차 내장재는 종래의 가교 발포체 및 우레탄계 발포체를 이용한 제품에 비하여 폐기시 미생물에 의한 분해가 일어나는 친환경성 제품이다. 이로 인해 향후 강화되는 환경규제에 대응할 수 있는 기술적 장점이 있다. 또한, 본 발명의 자동차 내장재는 별도의 추가공정 없이 압출만으로 발포층을 제조할 수 있어, 공정이 단순화되고, 제조비용을 절감할 수 있다. 본 발명의 자동차 내장재는 경량화를 구현할 수 있어 연비향상으로 배기가스를 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 자동차 내장재를 나타낸 단면도이다.

Claims (12)

  1. 열팽창 마이크로 화합물을 포함하는 폴리유산 발포층; 및
    상기 폴리유산 발포층 상에 위치하고, 천연섬유와 합성섬유를 포함하는 보강층을 포함하고,
    상기 천연섬유와 상기 합성섬유의 중량비는 3:7 내지 7:3이고,
    상기 합성섬유는 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 및 폴리유산 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 자동차 내장재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리유산 발포층은 발포배율이 5배 내지 30배인 것을 특징으로 하는 자동차 내장재.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리유산 발포층은 이중구조인 것을 특징으로 하는 자동차 내장재.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리유산 발포층의 폭은 800 내지 1,700㎜이고, 두께는 3 내지 10㎜인 것을 특징으로 하는 자동차 내장재.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 보강층은 상기 폴리유산 발포층 하부에 더 위치하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 보강층의 폭은 800 내지 1,700㎜이고, 두께는 2 내지 0.5㎜인 것을 특징으로 하는 자동차 내장재.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 천연섬유는 황마, 양마(KENAF) 및 사이잘마로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 자동차 내장재.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 자동차 내장재는 상기 폴리유산 발포층의 하부, 상기 보강층의 상부 또는 상기 폴리유산 발포층의 하부와 상기 보강층의 상부에 표피층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 표피층은 폴리올리핀계 부직포 또는 폴리에스터계 부직포를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 폴리유산 발포층, 상기 보강층 및 상기 표피층은 용제형 접착제 또는 핫멜트 접착제로 서로 접착된 것을 특징으로 하는 자동차 내장재.
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