KR101137527B1 - 압축 성형을 이용한 자동차용 내장재의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축 성형을 이용한 자동차용 내장재의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발포용 폴리우레탄 원료에 분말 또는 섬유상의 열가소성 첨가제를 혼합하여 폴리우레탄 발포 조성물을 제조하는 단계; 상기 폴리우레탄 발포 조성물을 시트 성형하여 발포체 시트를 제조하는 단계; 및 상기 발포체 시트를 금형에 삽입하여 압축 성형 및 에이징 공정을 수행하여 제조하는 자동차용 내장재의 제조방법에 관한 것이다.
상기 자동차용 내장재는 폴리우레탄 발포체 재질을 사용하여 내장재로서의 물성이 우수하고, 종래 폴리우레탄 발포체 재질로는 불가능하였던 압축 성형이 가능하여 금형을 이용하여 원하는 자동차의 부위별 모양에 맞추어 내장재의 성형을 가능케 한다.

Description

압축 성형을 이용한 자동차용 내장재의 제조방법{Fabrication method of inner material for automobile by compression molding}
본 발명은 폴리우레탄 발포체 재질을 사용하여 내장재로서의 물성이 우수하고, 종래 폴리우레탄 발포체 재질로는 불가능하였던 압축 성형이 가능하여 금형을 이용하여 원하는 자동차의 부위별 모양에 맞추어 내장재의 성형을 가능케 하는 압축 성형을 이용한 자동차용 내장재의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에 사용되는 내장재는 자동차 시트, 도어 트림, 보드, 트렁크 받침대, 패키지 트림, 헤드라이너 등이 있다.
상기 내장재들은 주로 폴리프로필렌(polypropylene), 우드화이버(wood fiber), 우드스톡(wood stock) 등의 재질로 성형되는 기재와 상기 기재의 표면에 융착되는 화학섬유의 표피지로 구성된다.
그러나 각 내장재들의 위치에 따라 요구되는 물성이 다르기 때문에 하나의 재질이 아니라 여러 재질이 다층 구조를 이뤄 내장재에 적용되고 있다.
일예로, 천장 내장재의 경우 차음 또는 흡음의 효과를 위한 폴리우레탄(Polyurethane, PU) 폼층의 양면에 강성 유지를 위한 제1유리섬유매트층 및 제2유리섬유매트층이 접착되고 그것의 바깥쪽 면에 백색 부직포층이 핫멜트 접착되어 기재층을 형성하며, 그 기재층의 표면상에 천(cloth), 직물, 부직포 등의 표피재층이 핫멜트 접착되는 등, 다층으로 적층된 구조로 사용되고 있다.
이러한 적층 구조의 경우 각 층을 구성하는 재질을 별도로 제작하고, 다시 합지하는 공정을 수행하고, 내장재 형태에 따른 성형 공정을 수행하여야 하기 때문에 방법이 매우 복잡해지고 비용이 증가하는 문제가 발생한다.
특히 내장재 자체에 굴곡이나 요철 등을 포함하여 성형하기가 매우 까다롭고 성형 비용이 많이 드는 단점을 가지고 있다.
한편, 열경화성 수지의 하나인 폴리우레탄은 이소시아네이트(-NCO)와 활성수소를 갖는 히드록시(-OH)화합물이 반응하여 수지화 반응과 발포 반응이 동시에 진행되어 반복되는 우레탄( -HNCOO- ) 결합이 있는 고분자 물질이다.
폴리우레탄 발포체는 그 자체의 성능이나 기능 때문에 발포체(연질, 경질), 탄성중합체, 도료, 접착제, 합성피혁, 섬유 등 여러 용도로 이용되고 있다. 이러한 폴리우레탄 발포체는 탄성이 우수하고 흡음성이 뛰어나 자동차 시트(seat) 재료로 많이 사용되고 있어, 전체 폴리우레탄 제품의 약 70%를 차지하고 있다.
연질 또는 경질 우레탄 발포체는 단열제로 이용되는 경우에는 현재까지 별다른 성형이 필요 없이 일정한 두께의 시트 형태나 파이프 부착용 반원 모양으로만 성형되어 이용이 되어 오고 있다.
그러나 제품의 원가절감, 부품들의 결합, 조립 시간의 단축과 같은 이유로 건물 인테리어 내장재, 자동차 기차 선박 항공기와 같은 운송기관의 내장재로 사용될 수 있도록 다양한 모양을 성형이 가능하게 된다면 단열기능을 가질 수 있는 단열재 기능과 내장재 기능을 겸비하는 재료를 성형할 수 있다.
이러한 열경화성 폴리우레탄 발포체는 압축성형(compression molding)을 하게 되면 열경화성인 특징에 의해 성형 후에 원래 형태로 복원되는 성질 때문에 좋은 단열 효과와 강도를 가지고 있는 재료임에도 불구하고 현재까지는 압축 성형이 불가능하였다.
이에 본 발명자들은 압축 성형이 가능한 새로운 폴리우레탄 발포 조성물을 제조하고, 상기 조성물을 이용하여 압축 성형을 수행하여 특정 패턴이나 모양을 가지는 내장재의 제조가 가능함을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
이에 본 발명에서는 압축 성형이 가능하며 다양한 물성 요구에 부합할 수 있는 자동차용 내장재의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은
발포용 폴리우레탄 원료에 분말 또는 섬유상의 열가소성 첨가제를 혼합하여 폴리우레탄 발포 조성물을 제조하는 단계;
상기 폴리우레탄 발포 조성물에 첨가제를 혼합하여 시트형태의 몰드에 주입하여 발포체 시트를 제조하는 단계; 및
상기 발포체 시트를 금형에 삽입하여 압축 성형 및 에이징 공정을 수행하는 자동차용 내장재의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의해 제조된 자동차용 내장재는 폴리우레탄 발포체 재질을 사용하여 내장재로서의 물성이 우수하다.
특히, 종래 폴리우레탄 발포체 재질로는 불가능하였던 압축 성형이 가능하여 금형을 이용하여 원하는 자동차의 부위별 모양에 맞추어 내장재의 성형을 가능케 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 자동차용 내장재의 제조방법을 보여주는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 자동차용 내장재의 제조방법을 보여주는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 자동차용 내장재의 제조방법을 보여주는 모식도이다.
본 발명에 따른 자동차용 내장재는 압축 성형을 통해 제작이 가능한 폴리우레탄 발포 조성물을 포함한다.
상기 압축 성형은 분말 또는 섬유 형태의 열가소성 첨가제의 사용으로 달성된다.
본 발명에서 사용하는 열가소성 첨가제는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 나일론, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리스타이렌, ABS 수지, 테프론 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.
상기 열가소성 첨가제는 직경이 0.01～100 μm 인 분말로, 또는 직경이 0.01～10 μm이고, 길이가 1～100,000 μm, 바람직하기로 1～64,000 μm인 섬유상 형태의 것을 사용한다.
이러한 열가소성 첨가제는 가열하면 연화하여 가소성을 나타내고, 냉각해서 고화되는 이유로 성형시 발포구조를 하고 있는 우레탄 고분자 사슬들 사이에서 물리적으로 실타래처럼 얽히게 하는 접착제와 같은 역할을 하여 종래 불가능하였던 폴리우레탄 발포체의 압축 성형을 가능케 한다.
상기 열가소성 첨가제는 발포용 폴리우레탄 원료 100 중량부에 대해 1 내지 49 중량부로 사용한다. 만약 그 함량이 상기 범위 미만이면 압축 공정 중 시트가 깨지는 문제가 발생하고, 반대로 상기 범위를 초과하면 내장재로서의 물성을 만족시킬 수 없어, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.
상기 발포용 폴리우레탄 원료는 이 분야, 즉 자동차 내장재에 적용할 수 있는 통상의 발포용 폴리우레탄 원료를 포함한다. 일예로, 상기 발포용 폴리우레탄 원료는 디이소시아네이트 화합물, 폴리올, 발포제, 촉매 및 계면활성제를 포함한다.
상기 디이소시아네이트 화합물은 본 발명에서 특별히 한정하지는 않으나, 대표적으로, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate, MDI), 폴리머릭 메틸렌 디페닐디이소시아네이트(polymeric methylene diphenyl diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate, TDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate), 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(trimethyl hexamethylene diisocyanate), 페닐렌 디이소시아네이트(phenylene diisocyanate), 디메틸 디페닐 디이소시아네이트(dimethyl diphenyl diisocyanate), 테트라 메틸렌 디이소시아네이트(tetra methylene diisocyanate), 이소 홀론 디이소시아네이트(iso holon diisocyanate), 나프탈렌 디이소시아네이트(diisocyanate), 트리페닐 메탄 트리이소시아네이트(triphenyl methane triisocyanate), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.
상기 폴리올은 본 발명에서 특별히 한정하지는 않으나, 대표적으로, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 아민 말단화된 폴리에테르, 폴리트리메틸렌 에테르글리콜, 폴리트리메틸렌 에테르에스테르 글리콜, 폴리트리메틸렌-co-에틸렌 에테르글리콜, 폴리테트라메틸렌 에테르글리콜, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종이 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 발포제로는 물이 바람직하게 사용된다. 또한 물 이외의 발포제를 물과 병용하는 것도 가능하다. 물 이외의 발포제로는 예를 들면, n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, 메틸렌클로라이드, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,3,3-펜타플로오로부탄, 1,1-디클로로-1-플루오로에탄, 1-클로로-1,1-디플루오로에탄, 클로로디플루오로메탄 등을 들 수 있다.
본 발명에서 폴리우레탄 발포 복합체의 발포특성, 반응시간, 발포 복합체의 통기성 향상, 밀도 편차 최소화를 위하여 촉매의 선정 및 사용량 조절이 중요하다. 본 발명에서 사용 가능한 촉매로는 예를 들면, 트리에틸아민, 디에탄올아민, N,N,N,N'-테트라메틸헥산디아민, N,N,N,N'-테트라메틸에틸렌디아민, 트리에틸렌디아민, N-메틸모르폴린, 디메틸아미노에탄올, 비스(2-디메틸아미노에틸)에테르, 1,8-디아자비시클로(5,4,0)-운데센-7 등의 아민 촉매, 디부틸틴디라우레이트, 디부틸틴디아세테이트, 스타나스옥토에이트(stannous octoate), 디부틸틴머캡티드, 디부틸틴티오카르복실레이트, 디부틸틴말레에이트, 디옥틸틴머캡티드, 디옥틸틴티오카르복실레이트, 페닐수은, 프로피온산은, 옥텐산주석 등의 유기금속 촉매를 들 수 있다.
상기 계면활성제로는 실리콘계 계면활성제뿐만 아니라 비이온성 폴리에테르 계면활성제도 포함된다. 실리콘 계면활성제에는 시판 폴리실록산/폴리에테르 공중합체, 예를 들면, 테고스탑(Tegostab, 제조원:Goldschmidt Chemical Corp.)B-8462 및 B-8404, 니악스(Niax, 제조원; GE Silicones)L-6900 및 L-6910 계면활성제 및 DC-198 및 DC-5043 계면활성제(제조원; Dow Corning)가 포함된다.
비이온성 폴리에테르 계면활성제에는 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 및 에틸렌 옥사이드/부틸렌 옥사이드 블록 공중합체가 포함된다. 계면활성제는 표면장력을 낮추어 혼화성을 향상시키고 생성된 기포의 크기를 균일하게 하며 발포 복합체의 셀 구조를 조절함으로써 발포 복합체에 안정성을 부여한다.
이외에 본 발명에 따른 발포용 폴리우레탄 원료는 조성물의 물성을 해하지 않는 범위 내에서 발포체 안정제, 셀 조절제, 충전제, 안료, 염료, 난연제, 가수분해 억제제, 정전기 방지제, 착색제, 항생제, 항진균제 및 정균제를 추가로 포함할 수 있다.
상기한 바의 조성을 포함하여 자동차용 내장재는 압축 성형을 통해 제조될 수 있다. 구체적으로,
(S1) 발포용 폴리우레탄 원료에 분말 또는 섬유상의 열가소성 첨가제를 혼합하여 폴리우레탄 발포 조성물을 제조하는 단계;
(S2) 상기 폴리우레탄 발포 조성물에 첨가제를 혼합하여 시트형태의 몰드에 주입하여 발포체 시트를 제조하는 단계; 및
(S3) 상기 발포체 시트를 금형에 삽입하여 압축 성형 및 에이징 공정을 수행한다.
이하 각 단계별로 더욱 상세히 설명한다.
먼저, (S1) 단계에서는 발포용 폴리우레탄 원료에 분말 또는 섬유상의 열가소성 첨가제를 혼합하여 폴리우레탄 발포 조성물을 제조한다.
상기 혼합은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 통상의 교반기(호모 믹서)를 통해서 수행한다.
이때 폴리우레탄 발포 조성물의 조성의 함량비 및 종류 등을 조절하여, 자동차 내장재에 적합한 경질 또는 연질 폴리우레탄이 제조될 수 있도록 한다.
다음으로, (S2) 단계에서는 상기 (S1) 단계의 폴리우레탄 발포 조성물을 화학적 물리적 발포하여 발포체 시트를 제조한다.
구체적으로, 이전 (S1) 단계에서 제조된 폴리우레탄 발포 조성물에 첨가제를 혼합하여 시트형태로 제조하기 위한 몰드에 충전시킨 후, 10～50℃에서 발포 공정을 수행한다.
이때 첨가제로는 경화제, 경화 촉진제, 발포제, 난연제, 촉매, 계면활성제, 충전제 등의 통상적으로 폴리우레탄 발포체에 사용하는 첨가제가 사용될 수 있으며, 일예로 경화제 및 발포제가 사용될 수 있다. 이러한 첨가제의 구체적인 조성 및 함량은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 바를 따르며, 바람직하기로 발포용 폴리우레탄 원료 100 중량부에 대해 0.1 내지 5 중량부를 포함한다.
대표적으로, 경화제로는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올 및 네오펜틸글리콜 등의 디올류, 글리세린, 트리에탄올아민 및 디에탄올아민 등이 사용될 수 있으며, 발포제로는 CO2, 물, 저급 알칸, 히드로플루오로카본, 퍼플루오로카본 및 클로로플루오로카본 등이 가능하며, 촉매로는 주석 옥토에이트, 디부틸틴디라우레이트, 디부틸틴디아세테이트 비스(2-디메틸아미노에틸)에테르, 트리에틸렌 디아민 등이 사용된다.
본 (S2) 단계의 발포 공정 후 폴리우레탄 발포체 시트를 얻을 수 있으며, 이때 몰드의 형태(즉, 깊이)에 따라 두께를 제어할 수 있다.
필요에 따라 상기 발포 공정은 가압 또는 진공 조건 하에서 수행할 수 있다.
다음으로, (S3) 단계에서는 발포체 시트를 금형에 삽입하여 압축 성형 및 에이징 공정을 거쳐 내장재를 제조한다.
필요에 따라서 상부와 하부에 다양한 형태의 필름, 부직포 등을 부착하여 압축 성형함으로써 제품의 완성도를 높일 수 있다. 또한, 금형 주입 전에 평판 형태의 가열판 사이에 발포체 시트를 장착시킨 후 가열 공정을 수행한다.
상기 압축 성형은 발포체 시트를 상부 및 하부로 이루어진 금형에 배치시킨 후 80～150 kg/㎠의 압력을 가하여 수행한다. 이때 상기 압력 범위는 자동차 내장재로서의 물성을 만족하고 높은 치수 안정성, 경도 및 열에 대한 변형을 저감시킬 수 있는 최적의 범위이다.
이러한 압축 성형은 상온에서 수행하는 냉간 압축 성형, 또는 필요에 따라 100～250℃의 온도로 가열하여 수행하는 가열 압축 성형 공정이 가능하며, 작업자에 의해 적절히 선택한다.
*특히, 본 발명에 따른 폴리우레탄 발포체 재질은 자동차 내장재로 사용할 경우 열에 대한 변형이 크지 않고 높은 치수 안정성을 유지하여야 한다. 폴리우레탄 재질은 열경화성 수지 자체의 특성에 의해 열에 의한 변형이 높기 때문에, 본 발명에서는 이러한 변형을 방지하여 치수 안정성을 확보할 수 있도록 에이징(Aging) 공정을 수행한다.
상기 에이징 공정은 압축 성형의 전후에 수행이 가능하며, 바람직하기로 하기 A 내지 C의 다양한 방법에 의해 압축 성형 및 에이징 공정을 수행한다.
(방법 A)
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 자동차용 내장재의 제조방법을 보여주는 모식도이다.
도 1을 참조하면, 상기 자동차 내장재는 ⅰ) 금형 삽입 전에 발포체 시트를 100～250℃에서 30초～5분 동안 가열하고, ⅱ) 상기 발포체 시트를 상온에서 50～200 kg/㎠의 압력으로 냉간 압축 성형을 수행하고, ⅲ) 상하 금형을 제거하지 않고 30초～10분 동안 냉간 압축 성형을 유지하는 공정을 수행하여 제조된다.
(방법 B)
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 자동차용 내장재의 제조방법을 보여주는 모식도이다.
도 2를 참조하면, 상기 자동차 내장재는 ⅰ) 발포체 시트를 100～250℃에서 50～200 kg/㎠의 압력을 인가하여 가열 압축 성형 공정을 수행하고, ⅱ) 상하 금형을 제거하지 않고 30초～10분 동안 가열 압축 성형 공정을 유지하고, ⅲ) 상온에서 50～200 kg/㎠의 압력을 가해 냉간 압축 성형 공정 수행하고, ⅳ) 상하 금형을 제거하지 않고 30초～10분 동안 냉간 압축 성형을 유지시키는 공정을 수행하여 제조된다.
(방법 C)
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 자동차용 내장재의 제조방법을 보여주는 모식도이다.
도 3을 참조하면, 상기 자동차 내장재는
ⅰ) 금형 삽입 전에 발포체 시트를 100～250℃에서 30초～5분 동안 가열하고, ⅱ) 상기 발포체 시트를 100～250℃에서 50～200 kg/㎠의 압력을 인가하여 가열 압축 공정을 수행하고, ⅲ) 상하 금형을 제거하지 않고 30초～10분 동안 가열 압축 성형 공정을 유지하고, ⅳ) 상온에서 50～200 kg/㎠의 압력을 가해 냉간 압축 성형 공정 수행하고, ⅴ) 상하 금형을 제거하지 않고 30초～10분 동안 냉간 압축 성형을 유지시키는 공정을 수행하여 제조된다.
상기한 방법을 통해 에이징 공정을 거쳐 제조된 폴리우레탄 발포체는 종래 폴리우레탄 발포체 재질로는 불가능하였던 압축 성형이 가능하고, 얻어진 성형품이 높은 치수 안정성과 열에 의한 변형이 적고, 경도 특성이 우수한 특징이 있다.
이러한 성형품은 금형을 이용하여 원하는 자동차의 부위별 모양에 맞추어 압축 성형함으로써 자동차의 다양한 내장재 또는 내장 부품으로 적용될 수 있다. 그 결과 폴리우레탄 재질이 가진 장점과 더불어 압축 성형의 이점을 동시에 확보할 수 있다.
상기 자동차 내장재 또는 내장 부품으로는 자동차 시트, 도어 트림, 보드, 트렁크 받침대, 패키지 트림, 헤드라이너, 카펫플로어, 언더커버, 후드 단열 흡음재, 트렁크 내부커버용 흡음패드, 엔진의 커버 또는 룸 단열 또는 흡음패드, 자동차 엔진 컴파트먼트(Compartment)용 단열재, 대쉬판넬 흡차음재(Insulation Dash Panel)용 단열 흡음재 등의 다양한 부품에 적용될 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
*(실시예 1)
혼합기에 MDI, PPG 및 열가소성 첨가제(PP 분말, 입경 30 ㎛)를 첨가하여 발포 조성물을 제조하고, 여기에 발포제로 물을 첨가하여 발포체 시트(두께 150 mm)를 제조하였다.
상기 발포체 시트를 금형 삽입 전에 200℃에서 1분 동안 가열하고, 상온에서 100 kg/㎠의 압력으로 냉간 압축 공정을 수행한 후, 상하 금형을 제거하지 않고 2분 동안 유지시켜 자동차 내장재를 제조하였다.
(실시예 2)
상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 열가소성 첨가제로 PET 단섬유(1.5D)를 사용하여 자동차 내장재를 제조하였다.
(실시예 3)
혼합기에 MDI, PPG 및 열가소성 첨가제(PE 분말, 입경 100 ㎛)를 첨가하여 발포 조성물을 제조하고, 여기에 발포제로 물을 첨가하여 발포체 시트(두께 200 mm)를 제조하였다.
상기 발포체 시트를 200℃에서 100 kg/㎠의 압력을 인가하여 압축 공정을 수행하고, 상하 금형을 제거하지 않고 2분 동안 유지시킨 후, 다시 상온에서 100 kg/㎠의 압력을 가해 냉간 압축 공정을 수행한 후, 1분 동안 그대로 유지하여 자동차 내장재를 제조하였다.
(실시예 4)
상기 실시예 3과 동일하게 수행하되, 열가소성 첨가제로 PET 섬유(2.5D)를 사용하여 자동차 내장재를 제조하였다.
(실시예 5)
혼합기에 MDI, PPG 및 열가소성 첨가제(PC 분말, 입경 50 ㎛)를 첨가하여 발포 조성물을 제조하고, 여기에 발포제로 물을 첨가하여 발포체 시트(두께 150 mm)를 제조하였다.
상기 발포체 시트를 금형 삽입 전에 100℃에서 1분 동안 가열하고, 200℃에서 100 kg/㎠의 압력을 인가하여 압축 공정을 수행하고, 다시 상온에서 100 kg/㎠의 압력을 가해 냉간 압축 공정을 수행한 후, 2분 동안 그대로 유지하여 자동차 내장재를 제조하였다.
(실시예 6)
상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 열가소성 첨가제로 PE 단섬유(2.5D)를 사용하여 자동차 내장재를 제조하였다.
(비교예 1)
상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 열가소성 첨가제를 사용하지 않고 자동차 내장재를 제조하였다.
(비교예 2)
상기 실시예 3과 동일하게 수행하되, 열가소성 첨가제를 사용하지 않고 자동차 내장재를 제조하였다.
(비교예 3)
상기 실시예 5와 동일하게 수행하되, 열가소성 첨가제를 사용하지 않고 자동차 내장재를 제조하였다.
상기 실시예 1～6 및 비교예 1～3에서 사용된 함량은 하기 표 1에 나타내었다:
조성(중량%) 방법 폴리올 이소시아네이트 열가소성 첨가제 발포제(물)
실시예 1 방법 A 40 49 10(PP 분말) 1>
실시예 2 방법 A 38 46 15(PET 섬유) 1>
실시예 3 방법 B 35 44 20(PE 분말) 1>
실시에 4 방법 B 40 39 20(PET 섬유) 1>
실시예 5 방법 C 42 42 15(PC 분말) 1>
실시예 6 방법 C 37 37 25(PE 섬유) 1>
비교예 1 방법 A 50 49 - 1>
비교예 2 방법 B 45 54 - 1>
비교예 3 방법 C 54 45 - 1>
(실험예 1)
상기 실시예 1～6 및 비교예 1～3에서 얻어진 내장재 시편의 물성을 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 전체 밀도( Overall Density )
스킨(Skin)을 포함한 제품 중량을 전체 피부로 나눈 값.
(평가방법 : JIS K-6301, 단위 : kg/mㅃ)
(2) 인열강도( Tear Strength )
시편을 일정한 속도로 잡아당겨 끊어지는데 필요한 힘, 일반적으로 0.5 이상.(평가방법 : JIS K-6301, 단위 : kg/cm2)
(3) 경도( Hardness )
경도시험은 KS M 6784(가황고무 및 열가소성고무의 경도시험방법)에 따라 타입E 듀로미터 경도기로 5곳을 측정하고 측정값의 중앙값으로 표시.
(5) 영구압축 변형율( Compression Set )
폼 패드를 일정한 비율로 압축하여 일정한 온도 및 습도에서 일정시간 보관한 후 변형된 높이를 측정함, 폼의 내구성 측정의 한 방법으로 일반적으로 이용됨.(평가방법 : JIS K-6301, 단위 : %)
전체 밀도(kg/mㅃ) 인열강도(kg/cm2) 경도 영구압축 변형율(%)
실시예 1 36 0.6 45 7.9
실시예 2 34 0.7 57 8.5
실시예 3 31 0.8 49 9.2
실시에 4 31 0.7 63 8.7
실시예 5 34 0.6 54 8.3
실시예 6 30 0.7 62 9.1
비교예 1 38 0.5 32 6.9
비교예 2 38 0.4 28 7.2
비교예 3 38 0.4 33 7.0
상기 표 2를 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 실시예 1 내지 6의 내장재 시편은 비교예 1 내지 3의 시편과 비교하여 인열강도, 경도 및 영구압축 변형율 면에서 우수한 물성을 나타내었다.
본 방법을 통해 제조된 자동차 내장재는 자동차 시트, 도어 트림, 보드, 트렁크 받침대, 패키지 트림, 헤드라이너, 카펫플로어, 언더커버, 후드 단열 흡음재, 트렁크 내부커버용 흡음패드, 엔진의 커버 또는 룸 단열 또는 흡음패드, 자동차 엔진 컴파트먼트(Compartment)용 단열재, 대쉬판넬 흡차음재(Insulation Dash Panel)용 단열 흡음재 등의 다양한 부품에 적용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 발포용 폴리우레탄 원료 100중량부에 분말 또는 섬유상의 열가소성 첨가제 1 내지 49 중량부를 혼합하여 폴리우레탄 발포 조성물을 제조하는 단계;
    상기 폴리우레탄 발포 조성물에 첨가제를 혼합하여 시트형태의 몰드에 주입하여 발포체 시트를 제조하는 단계; 및
    상기 발포체 시트를 금형에 삽입하여 압축 성형 및 에이징 공정을 거쳐 제조하는 자동차용 내장재의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 첨가제는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 나일론, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리스타이렌, ABS 수지, 테프론 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종을 포함하는 자동차용 내장재의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 첨가제는 직경이 0.01～100 μm 인 분말 형태 또는 직경이 0.01 ～10 μm이고, 길이가 1～100,000μm 인 섬유상 형태로 사용하는 것인 자동차용 내장재의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발포용 폴리우레탄 원료는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate, MDI), 폴리머릭 메틸렌 디페닐디이소시아네이트(polymeric methylene diphenyl diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate, TDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate), 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(trimethyl hexamethylene diisocyanate), 페닐렌 디이소시아네이트(phenylene diisocyanate), 디메틸 디페닐 디이소시아네이트(dimethyl diphenyl diisocyanate), 테트라 메틸렌 디이소시아네이트(tetra methylene diisocyanate), 이소 홀론 디이소시아네이트(iso holon diisocyanate), 나프탈렌 디이소시아네이트(diisocyanate), 트리페닐 메탄 트리이소시아네이트(triphenyl methane triisocyanate), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종의 디이소시아네이트 화합물; 및
    폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 아민 말단화된 폴리에테르, 폴리트리메틸렌 에테르글리콜, 폴리트리메틸렌 에테르에스테르 글리콜, 폴리트리메틸렌-co-에틸렌 에테르글리콜, 폴리테트라메틸렌 에테르글리콜, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종의 폴리올을 포함하는 자동차용 내장재의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 첨가제는 경화제, 경화 촉진제, 발포제, 난연제, 촉매, 계면활성제, 충전제 및 이들의 조합으로부터 이루어진 군에서 선택된 1종을 포함하며, 발포용 폴리우레탄 원료 100 중량부에 대해 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것인 자동차용 내장재의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 압축 성형 및 에이징 공정은
    ⅰ) 금형 삽입 전에 발포체 시트를 100～250℃에서 30초～5분 동안 가열하고,
    ⅱ) 상기 발포체 시트를 상온에서 50～200 kg/㎠의 압력으로 냉간 압축 성형을 수행하고,
    ⅲ) 상하 금형을 제거하지 않고 30초～10분 동안 냉간 압축 성형을 유지하는 공정을 포함하는 것인 자동차용 내장재의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 압축 성형 및 에이징 공정은
    ⅰ) 발포체 시트를 100～250℃에서 50～200 kg/㎠의 압력을 인가하여 가열 압축 성형 공정을 수행하고,
    ⅱ) 상하 금형을 제거하지 않고 30초～10분 동안 가열 압축 성형 공정을 유지하고,
    ⅲ) 상온에서 50～200 kg/㎠의 압력을 가해 냉간 압축 성형 공정 수행하고,
    ⅳ) 상하 금형을 제거하지 않고 30초～10분 동안 냉간 압축 성형을 유지시키는 공정을 포함하는 것인 자동차용 내장재의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 압축 성형 및 에이징 공정은
    ⅰ) 금형 삽입 전에 발포체 시트를 100～250℃에서 30초～5분 동안 가열하고,
    ⅱ) 상기 발포체 시트를 100～250℃에서 50～200 kg/㎠의 압력을 인가하여 가열 압축 공정을 수행하고,
    ⅲ) 상하 금형을 제거하지 않고 30초～10분 동안 가열 압축 성형 공정을 유지하고,
    ⅳ) 상온에서 50～200 kg/㎠의 압력을 가해 냉간 압축 성형 공정 수행하고,
    ⅴ) 상하 금형을 제거하지 않고 30초～10분 동안 냉간 압축 성형을 유지시키는 공정을 포함하는 것인 자동차용 내장재의 제조방법.
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