KR101231244B1

KR101231244B1 - Ｖｏｃ 저감재를 포함하는 헤드라이너 제조 공정 및 이에 의해 제조된 헤드라이너

Info

Publication number: KR101231244B1
Application number: KR1020110031316A
Authority: KR
Inventors: 유승훈; 김장식; 박준홍; 조치원
Original assignee: 주식회사 에스에이치글로벌
Priority date: 2011-04-05
Filing date: 2011-04-05
Publication date: 2013-02-08
Also published as: KR20120113550A

Abstract

본 발명은 차량 내부에 설치되는 헤드라이너를 제조한 후 저감재를 안개 분사하는 공정을 추가함으로써 헤드라이너의 VOC를 탈취하여 차량 내부의 공기질을 개선함으로써 사용자에게 보다 쾌적한 환경을 제공할 수 있는 VOC 저감재를 포함하는 헤드라이너 제조 공정 및 이에 의해 제조된 헤드라이너를 제공한다.
또한, 본 발명은 저감재를 원액 상태로 5 ~ 30 g/m²에 도포하거나, 희석액상태의 저감재를 물과 1 ~ 15%의 배합비율로 50 ~ 300 g/m²로 희석시켜 용액상태로 헤드라이너에 적용함으로써 VOC 저감 효율을 높일 수 있는 헤드라이너 제조 공정 및 이에 의해 제조된 헤드라이너를 제공한다.

Description

ＶＯＣ 저감재를 포함하는 헤드라이너 제조 공정 및 이에 의해 제조된 헤드라이너{Manufacturing process for volatile organic compounds reducion material including headliner and headliner manufactured by the same}

본 발명은 저감재를 포함하는 헤드라이너 제조 공정 및 이에 의해 제조된 헤드라이너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 내부에 설치되는 헤드라이너를 제조한 후 저감재를 안개 분사하는 공정을 추가함으로써 차량 내부의 VOC를 탈취하여 공기질을 개선할 수 있는 VOC 저감재를 포함하는 헤드라이너 제조 공정 및 이에 의해 제조된 헤드라이너에 관한 것이다.

현대인들은 일상생활의 90% 이상을 실내에서 생활하는데, 이러한 실내의 대기환경은 입자상 오염물질, 화학적 오염물질, 생물학적 오염물질, 중금속, 방사성 물질 등의 여러 오염물질에 의해 오염되어 있는 경우가 많다. 실내 공기 오염은 거주자의 건강을 심각하게 위협할 수 있기 때문에, 실내 대기질 제어는 매우 중요한 환경문제가 되고 있다.

최근에는 특히 새로 지어진 건물이 휘발성유기화합물(VOC : volatile organic compounds 이하, VOC로 칭한다)와 포름알데히드 등에 의해 오염되어 있다는 연구결과가 많이 나오고 있다. 신축 건물의 내장재에서 방출되는 VOC와 포름알데히드 등에 지속적으로 노출될 경우 새집증후군(sick building syndrome : SBS)을 유발할 수 있는데, 이는 호흡기 및 눈 자극, 호흡 문제, 코 및 목 질환, 피부 질환, 두통, 기억력 감퇴 등의 원인이 될 수 있다.

또한, 카페트에서 발생하는 VOC는 쥐들의 신경장애, 심각한 호흡 곤란과 더불어 최악의 경우 사망에까지 이를 수 있다. 이에 따라 VOC의 저감방법에 대한 연구가 활발하게 이루어지는 등 실내 공간에서의 VOC 농도 제어에 대한 관심이 크게 증가하고 있다.

최근 차량 내부의 VOC 연구도 활발히 이루어지고 있는데, 이는 차량의 경우에도 내장재에서 각종 VOC가 방출될 수 있기 때문이다.

전술한 바와 같은 시대적 요구에 따라 현재 차량 제작사는 실내 공기질 개선을 위하여 각 제조사별 규정 수립 및 수립 예정 계획을 가지고 있으며, 전체적인 차량 실내 공기질에 대한 규정 및 각 해당 부품에 대한 VOC 기준은 수립되어 있다.

차량 보급 증대로 인하여 현대인들은 차량 내에서 머무르는 시간이 증가되어 차량 실내공간이 거주공간의 일부로 자리 잡게 되면서 차량 실내 공기질에 대한 관심도 증가하고 있다. 이에 국가적으로 국토해양부는 "07년 신규제작차량의 실내 내장부품으로부터 방출되는 인체 유해 물질"에 대하여 적절한 관리가 이루어지도록 함으로써 국민의 안전 운전을 도모하고 건강을 보호함을 목적으로 하는 관리 기준을 발표하였다. 또한, 2009년 07월 01일 이후 "신규제작 차량 실내 공기질 관리기준" 공표에 따라 신차부터 VOC(벤젠, 톨루엔, 자일렌, 스티렌, 포름알데히드)를 규제치 이하로 유지되도록 권고하고 있으며, 또한 세계 각국의 VOC 권고 및 규제 기준을 설정, 적용하고 있다.

전술한 바와 같이 국내외 환경규제에 대응하기 위한 차량 내부 부품에서 방출되는 VOC를 저감하기 위한 대책이 시급하며, 차량 실내 공기질을 개선할 수 있는 필요성이 있다.

또한, VOC 저감재 도포량 조절과 희석비율에 따라 VOC 효과는 달라지므로 보다 효과적인 VOC 저감 효율을 높일 수 있는 기술이 시급한 실정이다.

아울러, 문제 발생시 폴리프로필렌(PP) 파우더의 도포량 변동을 통한 최적 도포량을 확보하는 것과 원가절감을 통한 가격 경쟁력을 확보할 수 있는 방안이 필요하다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 차량 내부에 설치되는 헤드라이너를 제조한 후 저감재를 안개 분사하는 공정을 추가함으로써 헤드라이너의 VOC를 탈취 및 제거하여 차량 내부의 공기질을 개선할 수 있는 VOC 저감재를 포함하는 헤드라이너 제조 공정 및 이에 의해 제조된 헤드라이너를 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 VOC 저감재를 포함하는 헤드라이너 제조 공정 및 이에 의해 제조된 헤드라이너는 보강층과 심재층으로 구성된 시트를 제조하는 단계; 상기 제조된 시트를 가열기로 성형하는 단계; 상기 가열기로 성형된 시트를 프레스 성형기로 성형하는 단계; 상기 프레스 성형기에서 성형된 헤드라이너를 검사하는 단계; 상기 검사된 헤드라이너를 스프레이 터널을 통과시켜 저감재를 분사하는 단계; 및 상기 저감재가 안개 분사된 헤드라이너를 건조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 저감재는 그라프(Graf), 박토스터 알렉신(Bactoster Alexin) 및 이의 혼합물 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 박토스터 알렉신은 프로폴리스에서 추출한 천연 살균소재인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 저감재의 분무량은 5 ~ 30 g/m²의 범위를 갖는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 저감재와 물이 혼합된 희석액의 분무량은 50 ~ 300 g/m²의 범위를 갖고, 희석액의 희석비율은 1 ~ 15%의 범위를 갖는 것을 특징으로 한다.

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상기한 바와 같은 본 발명은 차량 내부에 설치되는 헤드라이너를 제조한 후 저감재를 안개 분사하는 공정을 추가하여 차량 내부의 VOC를 탈취하여 공기질을 개선함으로써 공기오염으로부터 사용자의 건강을 지킬 수 있다는 효과가 발생한다.

또한, 본 발명은 헤드라이너 상태에서 저감재를 원액 또는 희석액 방식으로 분무하여 추가적인 공정을 줄임으로써 원가절감을 통한 가격 경쟁력을 확보할 수 있는 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 VOC 저감재를 포함하는 헤드라이너 (100)의 제조 공정을 나타낸 제조 공정도,
도 2는 도 1의 제조 공정을 (a), (b), (c) 및 (d)의 순서대로 나타낸 공정도,
도 3은 도 1 내지 도 2의 제조 공정을 통하여 제조된 저감재를 포함하는 헤드라이너(100)의 구조도, 및
도 4는 도 1 내지 도 2의 공정을 통해 제조된 헤드라이너의 VOC 테스트 결과비교표이다.

본 발명에 따른 VOC 저감재를 포함하는 헤드라이너 제조 공정 및 이에 의해 제조된 헤드라이너의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.

본 발명에서 '저감재'라는 용어는 명세서 전체를 통하여 대기 중이나 차량 내부에 존재하는 VOC를 탈취할 수 있는 화합물을 지칭한다. 여기서, 저감재는 헤드라이너 제조 공정 후 제조된 헤드라이너 완제품의 외부에 도포하는 것임에 유의한다.

도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 저감재를 포함하는 헤드라이너의 제조 공정을 설명하면 다음과 같다.

저감재를 포함하는 헤드라이너의 제조 공정은 보강층(11)과 심재층(12)으로 구성된 시트(10)를 제조하는 단계; 제조된 시트(10)를 가열기(30)로 성형하는 단계; 가열 성형된 시트(10)를 프레스 성형기(40)에 의해 헤드라이너(100)로 성형하는 단계; 프레스 성형기(40)로 성형된 헤드라이너(100)를 검사하는 단계; 검사된 헤드라이너(100)를 스프레이 터널(50)을 통과시켜 저감재를 안개 분사하는 단계; 및 저감재가 안개 분사된 헤드라이너(100)를 열풍 또는 자연 건조하는 단계;를 포함한다.

우선, 보강층(11)과 심재층(12)으로 구성된 시트를 제조하는 단계는 헤드라이너를 구성하는 원자재가 롤러(20)를 통하여 압연되는 과정 또는 부직포 제작 공정을 거치며, 여기서 사용되는 보강층(11)은 천연섬유, 폴리프로필렌(polypropylene) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate)로 조합되어 형성될 수 있다. 여기서, 천연섬유는 양마, 대마, 황마, 모시풀 섬유 등을 사용할 수도 있다.

일반적으로 심재층(12)은 폴리우레탄(Polyurethane) 및 폴리에틸렌(Polyethylene) 등의 저밀도 발포체 중 어느 하나를 선택하여 적용할 수 있다.

폴리우레탄 발포체는 아이소사이안산염화합물과 글리콜의 반응으로 얻어지는 폴리우레탄을 구성재료로 하고, 구성성분인 아이소사이안산염과 가교결합제로 쓰는 물과의 반응으로 생기는 이산화탄소와 프레온과 같은 휘발성 용제를 발포체로 섞어서 만드는 발포 제품을 일컫는다. 폼의 겉보기 밀도(bulk density)를 Open / Close Cell 방식으로 비교적 자유롭게 조절할 수 있으며, 아울러 어디에서나 발포시킬 수 있다. 따라서, 이와 같이 만들어지는 폼은 연질·반경질(半硬質)·경질 등의 여러 가지 굳기를 가진다. 일반적으로 0.032g/cc이하를 연질, 0.08g/cc를 반경질, 0.144g/cc이상을 경질이라고 한다. 여기에서 20 ~ 40kg/m³의 밀도 범위를 갖는 것을 특징으로 하며, 발포배율은 15 ~ 40 배율의 범위를 갖는 것을 특징으로 한다. 전술한 성능 지표를 지님으로써 중량 및 두께는 최소화하면서 강도를 높여 생산비용 절감 실현 및 효과적인 VOC 탈취를 달성할 수 있다.

바람직하게는, 폴리에틸렌 등의 저밀도 발포체는 폴리우레탄 발포체의 특성에 재질별 특성을 감안하여 유사 적용하도록 한다. 전술한 성능지표를 지님으로써 중량 및 두께는 최소화하면서 강도를 높여 생산비용 절감 실현 및 효과적인 VOC 탈취를 달성할 수 있다.

다음, 전술한 과정을 통해 제조된 밀도가 높아진 상태의 시트(10)를 가열하여 성형하는 단계를 거친다.

다음, 가열하여 성형된 시트(10)를 프레스 성형기(40)를 이용하여 성형하는 단계를 거쳐 헤드라이너(100)가 제조된다. 이때, 시트(10)에 적용되는 프레스 성형기(40)의 압력 및 가압시간 등에 따라 성형 결과물의 특성 또는 물성이 달라질 수 있으므로 변경 가능한 인자에 대한 적절한 적용이 필요할 수 있음에 유의한다.

다음, 전술한 과정을 통해 가압된 헤드라이너(100)를 검사하는 단계로 최초 목표로 하던 헤드라이너의 사양에 따라 제조되었는지, 성형하는 과정에 있어서 제품이 전체적으로 기포 등의 발생 없이 균질하게 형성되었는지 등을 검사하게 된다.

다음, 검사한 헤드라이너(100)를 스프레이 터널(50)을 통과시킨다. 도 1e에 도시된 바와 같이 상부 및 하부에 위치하는 스프레이 터널(50) 중 하부의 스프레이 터널(50)에는 터널 롤러(51)가 형성되어 있어 일측으로부터 투입되는 헤드라이너를 타측으로 이송시킨다. 이때, 저감재는 완제된 헤드라이너의 외관에 안개 분사된다.

헤드라이너에 분사되는 저감재(60)는 그라프(Graf)(61) 및 박토스터 알렉신(Bactoster Alexin)(62)을 0.5 ~ 30%로 혼합한 제품으로 일본에서 특허 받은 그라프(61) 성분과 프로폴리스에서 추출한 천연 살균소재인 박토스터 알렉신(62)을 특수 가공하여 다공성 담체로 만든 포름알데히드 및 각종 휘발성 화합물 전용 제거용 살균 탈취제이다. 이러한 저감재(60)는 강력한 탈취 효과로 포름알데히드를 2시간 안에 98% 이상 제거한다. 또한, 흡착 공기에 포함된 각종 세균 및 바이러스를 사멸하며, 다공성 담체에 담지함으로써 그 효과가 장기간(6개월 이상) 지속시킬 수 있다.

이를 헤드라이너에 적용 가능한 방법은 두 가지 방법이 있다. 저감재(60)를 원액으로 적용할 경우에는 분무량을 5 ~ 30 g/m²의 범위를 갖고, 희석된 저감재(60)는 분무량을 50 ~ 300g/m²의 범위를 갖고, 물과 저감재를 1 ~ 15%의 배합비율로 희석시켜 용액상태로 사용하는 것이 바람직하다.

전술한 저감재 원액의 분무량은 5 g/m²미만일 경우 VOC 저감 효과는 있으나 그 효과가 미비하며, 30 g/m²초과의 경우 VOC 저감 상승 효과는 크나 가격상승률이 크기 때문에 30 g/m²초과의 저감재를 사용하는 것은 바람직하지 않다.

전술한 물과 희석된 저감재의 분무량은 50 g/m²미만일 경우 VOC 저감효과가 있으나 그 효과가 미비하며, 300g/m²초과일 경우 VOC 저감 상승 효과는 크나 가격상승률이 크기 때문에 300 g/m²초과의 저감재를 사용하는 것은 바람직하지 않다.

마지막으로, 전술한 바와 같은 저감재가 안개 분사된 시트(10)를 열풍(70) 또는 자연 건조하는 단계이다. 건조 방법에 있어서 열풍(70) 또는 자연 건조에 따라서 헤드라이너에 도포된 저감재의 접착 여부가 결정될 수 있으므로 사용자의 목적이나 의도에 따라서 적절하게 적용하는 것이 바람직하다.

도 2는 전술한 저감재를 포함하는 헤드라이너(100)의 제조되는 과정을 (a), (b), (c) 및 (d)의 순서대로 나타낸 공정도이며, 도 3은 저감재를 포함하는 헤드라이너(100)의 제조되는 과정을 통해 생산된 헤드라이너 구조도이다.

우선, 헤드라이너의 기재층 및 표피층을 이송하고 약 70~90 초 동안 약 190도의 온도로 기재층 및 표피층을 예열하여 소재를 유연하게 만든다. 그 후 성형 금형에서 약 50초 동안 형상을 구현하며, 형상 구현시 사용되는 금형은 냉간 금형이다. 성형 후 트리밍 방법은 프레스금형을 이용한 트리밍, 워터제트(Waterjet)를 이용한 트리밍, 초음파 커터를 이용한 트리밍 방법 등이 적용될 수 있다. 여기서, 전술한 방법들은 수요기업의 수량 및 요구사항에 따라 선정할 수 있는 사항임에 유의한다.

더불어, 제작된 자동차용 헤드라이너 금형을 이용하여 제품 성형을 실시하고, 헤드라이너로서 갖추어야 할 테스트를 실시한다. 테스트 시 환경 챔버를 이용한 내열환경시험, 검사성적서(Checking Fixture : C/F)를 이용한 치수안정성, 성형성, 양산성, 소음진동 측정 장비를 이용한 흡음률, 조립성 등을 추가적으로 고려한다.

도 4는 전술한 공정에 의해 제조된 헤드라이너의 VOC 결과 비교표로서, 탈취 전과 탈취 후를 비교하여 보았을 때 VOC 결과의 변화를 살펴볼 수 있다.

탈취 전과 탈취 후를 비교하여 보았을 때 VOC 결과는 155.2에서 94.2로 약 40% 정도 감소한 것을 확인할 수 있었으며, 그 외 m.p-자일렌(89%), 스티렌(87%), 톨루엔(60%)의 순으로 감소한 것을 확인할 수 있다. 이는 전술한 공정에 의해 제조된 헤드라이너를 차량 내부에 설치하였을 경우 VOC 저감 효과를 기대할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 시트
11 : 보강층
12 : 심재층
20 : 롤러
30 : 가열기
40 : 프레스 성형기
50 : 스프레이 터널
51 : 터널 롤러
60 : 저감재
61 : 그라프
62 : 박토스터 알렉신
70 : 열풍
100 : 헤드라이너

Claims

보강층과 심재층으로 구성된 시트를 제조하는 단계;
상기 제조된 시트를 가열기로 성형하는 단계;
상기 가열기로 성형된 시트를 프레스 성형기로 성형하는 단계;
상기 프레스 성형기에서 성형된 헤드라이너를 검사하는 단계;
상기 검사된 헤드라이너를 스프레이 터널을 통과시켜 저감재를 분사하는 단계; 및
상기 저감재가 안개 분사된 헤드라이너를 건조하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는,
저감재를 포함하는 헤드라이너 제조 공정.
제 1 항에 있어서,
상기 저감재는 그라프(Grafton), 박토스터 알렉신(Bactoster Alexin) 및 이의 혼합물 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
저감재를 포함하는 헤드라이너 제조 공정.
제 2항에 있어서,
상기 박토스터 알렉신은 프로폴리스에서 추출한 천연 살균소재인 것을 특징으로 하는,
저감재를 포함하는 헤드라이너 제조 공정.
제 2 항에 있어서,
상기 저감재의 분무량은 5 ~ 30 g/m²의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는,
저감재를 포함하는 헤드라이너 제조 공정.
제 2 항에 있어서,
상기 저감재와 물이 혼합된 희석액의 분무량은 50 ~ 300 g/m²의 범위를 갖고, 희석액의 희석비율은 1 ~ 15%의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는,
저감재를 포함하는 헤드라이너 제조 공정.
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