KR101318403B1 - 자동차 내장재용 이중발포체형 인너스킨재의 제조방법 - Google Patents
자동차 내장재용 이중발포체형 인너스킨재의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에 의하면 열가소성 폴리올레핀계 수지를 기본 수지로 하며 압축경도(25%) 0.1~1.5kg/㎠, 발포배율 15~40배인 제1 발포체층(2)과, 폴리프로필렌 수지를 기본 수지로 하며 발포배율 5~15배인 제 2 발포체층(3)을 포함하는 자동차 내장재용 인너스킨재 및 그 제조방법이 제공되며, 본 발명의 인너스킨재는 내열성이 요구되는 사출성형공법으로 사출물 본체와 함께 사출하여도 내열성과 감성품질이 우수한 고 품질 사출내장재를 제조할 수 있도록 하며, 서로 다른 물성, 발포배율을 적용함으로써 기존의 단일 발포체로 되는 인너스킨재 보다 방음, 단열, 감성품질, 내열성이 우수하고, 사출물 본체와 함께 사출성형될 수 있으므로 내장재의 제조공정을 줄일 수 있어 공정비용을 절감할 수 있고, 본드를 사용하지 않아 휘발성 유기화합물을 줄일 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 사출성형 자동차용 사출내장재에 내열성 또는 질감을 부여하는 인너스킨재(inner skin material)에 관한 것으로서, 특히 자동차 내장재의 사출성형시에 함께 사출성형하기에 적합하고 자동차 내장재에 우수한 내열성과 감성품질을 부여하는 자동차 내장재용 이중발포체형 인너스킨재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
발포체(발포 성형품)가 자동차나 가전제품 등의 내장부품이나 외장부품용 등으로서 사용되고 있음은 잘 알려져 있다. 이러한 발포체에는 부품으로서 조립될 때에 그 시일성 등을 확보한다고 하는 관점에서, 유연성, 쿠션성 및 단열성 등의 특성이 요구된다. 발포체의 재료로서는 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지 발포체가 알려져 있다.
일반적으로 자동차용 사출내장재의 제조에는 진공성형, 저압사출, 저압사출과 진공성형의 복합사출, 일체형 저압사출 등이 이용되고 있다.
종래 자동차용 인스트루먼트 패널, 도어드림, 사이드 필러 등의 내장재는 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), ABS 등의 플라스틱을 사출하여 제조하며, 이러한 플라스틱 사출물에 내열성이나 질감을 부여하기 위해서 도 1에 나타낸 바와 같이 자동차용 사출물와 아우터스킨(outer skin) 시트 사이에 중간소재(인너스킨재)로 폴리올레핀 발포체를 적용하거나, 사출내장재의 표면에 질감이 있는 도포재를 코팅하는 방법을 이용하고 있다. 주로 전자의 방법을 이용하고 있다.
현재 자동차 제조회사에 사용하고 있는 저압사출용 발포체는 내열성이 좋으나 쿠션감이 떨어지며, 진공성형용 발포체는 쿠션감은 좋으나 내열성이 현저하게 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 한 목적은 자동차 내장재에 우수한 내열성 및 감성특성을 부여하는 자동차 내장재용 인너스킨재를 제공하는데에 있다.
본 발명의 또한 목적은 가공성형온도가 높은 자동차용 내장재의 제조시에 본체와 함께 사출성형하기에 적합한 성형성을 갖는 자동차 내장재용 인너스킨재를 제공하는데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 제조시에 휘발성 유기화합물의 방출을 차단 또는 방지할 수 있는 자동차용 내장재의 인너스킨재를 제공하는데에 있다.
상기한 목적을 달성한 본 발명에 의하면, 발포체를 이용한 자동차 내장재용인너스킨재에 있어서,
열가소성 폴리올레핀계 수지를 기본 수지로 하며 압축경도(25%) 0.1~1.5kg/㎠, 발포배율 15~40배인 제 1 발포체층과,
폴리프로필렌 수지를 기본 수지로 하며 발포배율 5~15배인 제 2 발포체층을 포함하는 자동차 내장재용 인너스킨재가 제공된다.
바람직하게 본 발명에 의하면 상기 제 1 발포체층이 가교효율 10~40%로 가교된 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 인너스킨재가 제공된다.
바람직하게 본 발명에 의하면 상기 제 2 발포체층이 40~80%의 가교효율로 가교된 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 인너스킨재가 제공된다.
또한 본 발명에 의하면 상기한 인너스킨재를 제조하기에 바람직한 방법의 하나로서,
열가소성 폴리올레핀계 수지, 가교조제 및 발포제를 함유하는 제 1 층 발포체용 수지 조성물을 시트상으로 압출하는 제1층 압출단계,
폴리프로필렌 수지, 가교조제 및 발포제를 함유하는 제 2 층 발포체용 수지 조성물을 시트상으로 압출하는 제2층 압출단계;
상기 제 1 층 압출시트와 상기 제 2 층 압출시트를 공압출하는 접합 단계; 및
공압출된 시트를 발포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 이중발포체형 인너스킨재의 제조방법이 제공된다.
또한 본 발명에 의하면 상기한 인너스킨재를 제조하기에 바람직한 방법의 하나로서,
열가소성 폴리올레핀계 수지, 가교조제 및 발포제를 함유하는 제 1 층 발포체용 수지 조성물을 시트상으로 압출하는 제1층 압출단계,
폴리프로필렌 수지, 가교조제 및 발포제를 함유하는 제 2 층 발포체용 수지 조성물을 시트상으로 압출하는 제2층 압출단계;
상기 제 1 층 압출시트와 상기 제 2 층 압출시트를 라미네이팅하는 접합 단계; 및
라미네이팅된 시트를 발포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 이중발포체형 인너스킨의 제조방법이 제공된다.
본 발명에 따르는 인너스킨재는 내열성이 요구되는 사출성형공법으로 사출물본체와 함께 사출하여도 내열성과 감성품질이 우수한 고 품질 사출내장재를 제조할 수 있도록 하며, 서로 다른 물성, 발포배율을 적용함으로써 기존의 단일 발포체로 되는 인너스킨재 보다 방음, 단열, 감성품질, 내열성이 우수하고, 사출물 본체와 함께 사출성형될 수 있으므로 내장재의 제조공정을 줄일 수 있어 공정비용을 절감할 수 있고, 본드를 사용하지 않아 휘발성 유기화합물(VOCs: Volatile Organic Compounds)를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따라 폴리올레핀 발포체가 인너스킨재로 사용된 자동차용 사출내장재의 개략적인 구조를 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명에 따르는 인너스킨재가 적용된 자동차용 사출내장재의 개략적인 구조를 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명에 따르는 인너스킨재가 적용된 자동차용 사출내장재의 개략적인 구조를 보여주는 단면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따르는 자동차 내장재의 인너스킨재는 사출성형후에 사출물에 우수한 감성을 부여하는 제1 발포체층(2)과 사출물에 우수한 내열성을 부여하는 제2 발포체층(3)이 적층된 구조를 갖는다.
이러한 구조의 인너스킨재를 아우터스킨재(1)와 사출물(4)의 사이에 배치하여 성형할 때에는 제1 발포체층(2)은 아우터스킨재(1)와 접촉하고, 제2 발포체층(3)은 사출물(4)과 접촉하도록 한 상태에서 사출성형한다.
자동차 내장재, 특히 인스트루먼트 패널, 도어드림, 사이드 필러 등의 적용소재는 기본사양인 하드타입과 옵션사양인 소프트 타입으로 나누어져 있다, 소프트 타입의 소재구성은 열가소성 폴리올레핀(TPO), 폴리염화비닐(PVC) 등과 소재로 되는 아우터스킨(1), 발포체로 되는 인너스킨(2+3), 사출물(4)의 순서로 결합되어 있다.
이러한 소재를 적용한 성형공법은 진공성형, 저압사출성형 공법으로 크게 구분된다. 본 발명은 이러한 공법 모두에 이용할 수 있으나 특히 저압사출성형 공법에 적용할 때 가장 우수한 결과를 얻을 수 있다. 저압사출성형공법은 금형에 원단(아우터스킨과 인너스킨)을 장입후 사출물을 주입하고 금형을 닫고 사출물의 잠열을 이용하여 원단과 사출 기재를 성형하는 것이다. 고온의 사출온도에 원단 손상을 최소화하기 위해서는 원단의 내열성을 향상시켜야 한다. 그러나 내열성을 향상시키게 되면 일반적으로 감성품질이 저하되는 특성이 있다. 본 발명에서는 내열성이 우수하고 동시에 감성품질이 우수한 발포체를 인너스킨재로 적용하여 내열성과 감성품질을 동시에 만족시키는 것이다.
본 발명의 인너스킨재에서 제1 발포체층(2)은 아우터스킨재(1) 측에서 사용자가 느끼는 감성을 주로 좌우하며. 제 2 발포체층(3)은 자동차의 엔진 등에서 발생하는 열을 받고 있는 사출물(4)에 의해 스킨이 변형되지 않도록 하는 내열성을 주로 좌우한다.
본 인너스킨재에 있어서, 제 1 발포체층(2)과 제 2 발포체층(3)은 각각 발포제를 함유하는 수지조성물을 압출하여 시트로 제조한 후 공압출 또는 라미네이팅에 의해 일체로 적층한 후 수평발포로와 같은 발포장치에서 가열발포하는 것에 의해 형성된다. 각 수지조성물은 압출시트의 성형과정에서, 압출시트의 제조 후에 또는 발포 중에 가교할 수 있다.
바람직하게 제 1 발포체층(2)은 열가소성 폴리올레핀계 수지(TPO)를 기본 수지로 하며 발포배율은 15~40배이다. 제 1 발포체층(2)의 발포배율이 상기한 범위 보다 높으면 사출성형성이 떨어지고 상기한 범위 보다 낮으면 성형성은 양호하지만 아우터스킨재 측에서 사용자가 느끼는 감성은 저하되는 단점이 있다.
바람직하게 제 1 발포체층(2)의 압축경도(25%)는 0.1~1.5kgf/㎠이다. 제 1 발포체층(2)의 압축경도(25%)가 상기한 범위보다 높으면 사출성형후 쿠션감이 적합하지 않고, 상기한 범위보다 낮으면 표면상태가 다소 불량하게 될 수 있어 바람직하지 않다.
제 1 발포체층(2)의 가교효율은 10~40%가 바람직하다. 제 1 발포체층(2)의 가교효율이 상기한 범위보다 높으면 쿠션성이 미흡하고, 상기한 범위보다 낮으면 사출성형후 인너스킨의 단열성능이 미흡하여 바람직하지 않다.
바람직하게, 제 2 발포체층(3)은 폴리프로필렌 수지(PP)를 기본 수지로 하며 발포배율이 5~15배이다. 제 2 발포체층(3)의 발포배율이 상기한 범위보다 높으면 내열성이 다소 미흡하고, 상기한 범위보다 낮으면 사출성형성은 양호하지만 아우터 스킨 측에서 사용자가 느끼는 감성을 떨어뜨릴수 있어 바람직하지 않다.
제 2 발포체층(3)은 가교효율 40~80%에서 우수한 열차단효과를 제공한다. 가교효율이 높을수록 셀 직경이 작아지므로 열을 차단하는 발포셀 벽수가 많아지고, 이에 의해 열차단 성능이 향상되고, 인너스킨의 두께를 얇게 할 수 있게 된다. 제 2 발포체층(3)의 가교효율이 상기한 범위보다 높으면 균일한 발포에 다소 어려움이 있고, 상기한 범위보다 낮으면 열차단효과가 다소 떨어질 수 있어 바람직하지 않다.
이하, 본 발명에 따르는 인너스킨재를 제조하기에 바람직한 방법들을 예를 들어 설명하기로 한다.
본 발명의 일 구현에 따르는 인너스킨재의 제조방법은 열가소성 폴리올레핀계 수지, 가교조제 및 발포제를 함유하는 제1층 조성물을 시트상으로 압출하는 제1층 압출단계; 폴리프로필렌 수지, 가교조제 및 발포제를 함유하는 제2층 조성물을 시트상으로 압출하는 제2층 압출단계; 상기 제1층 압출시트와 상기 제2층 압출시트를 공압출하는 접합 단계; 및 공압출된 시트를 발포하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 구현에 따르는 인너스킨의 제조방법은 열가소성 폴리올레핀계 수지, 가교조제 및 발포제를 함유하는 제1층 조성물을 시트상으로 압출하는 제1층 압출단계; 폴리프로필렌 수지, 가교조제 및 발포제를 함유하는 제2층 조성물을 시트상으로 압출하는 제2층 압출단계; 상기 제1층 압출시트와 상기 제2층 압출시트를 라미네이팅하는 접합 단계; 및 라미네이팅된 시트를 발포하는 단계를 포함한다.
상기한 바와 같은 열라미네이트나 공압출 후 발포시켜 이중구조화하면 본드의 사용을 배제할 수 있어 환경오염물질인 휘발성유기화합물(VOCs)의 발생을 방지할 수 있는 효과도 얻을 수 있다. 휘발성유기화합물은 대기중에 휘발돼 악취나 오존을 발생시키는 탄화수소화합물을 일컫는 말로, 피부접촉이나 호흡기 흡입을 통해 신경계에 장애를 일으키는 발암물질이다. 벤젠이나 포름알데히드, 톨루엔, 자일렌, 에틸렌, 스틸렌, 아세트알데히드 등을 통칭한다. 이들 휘발성유기화합물은 개의 경우 저농도에서도 악취를 유발하며, 화합물 자체로서도 환경 및 인체에 직접적로 유해하거나 대기중에서 광화학반응에 참여하여 광화학산화물 등 2차 오염물질을생성하기도 한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 특징 및 기타의 장점은 후술하는 실시예로부터 보다 명백하게 될 것이다.
[실시예 1]
표 1의 조성으로 열가소성 폴리올레핀(TPO) 수지 조성물과 폴리프로필렌(PP) 수지조성물을 준비하였다.
|
|
열가소성 폴리올레핀 수지 조성 (중량부) |
폴리프로필렌 수지 조성 (중량부) |
| 기본 수지 | 100 | 100 |
| 발포제 | 10.0 | 2.0 |
| 가교조제 | 0.3 | 1.0 |
사용된 열가소성 폴리올레핀은 폴리에틸렌 공중합체(MI 0.8g/10분, H사 제품), 발포제는 아조디카본아미드, 가교조제는 디큐밀퍼옥사이드이다.
다음, 열가소성 폴리올레핀 수지조성물을 싱글 스크류 압출기로 용융혼련하고 압출하여 시트를 제조하고, 이와는 별도로 폴리프로필렌 수지조성물을 수지조성물을 싱글 스크류 압출기로 용융혼련하고 압출하여 시트를 제조하였다.
피드 블록에 상기 두 시트를 적층한 후, T-다이에서 공압출하여 폴리올레핀과 폴리프로필렌의 두께가 각각 800㎛인 전체 두께 1.6mm의 공압출시트를 제조하였다.
제조된 공압출 시트를 발포로에서 가열하에 발포하여 인너스킨재를 제조하였다. 얻어진 인너스킨재를 도 2에 나타낸 바와 같은 구조로 저압사출성형하여 내장재를 제조하였다. 제조된 내장재를 아우터스킨 측에서 시험한 표면굴곡(외관상태) 평가 결과와 압축경도로 나타낸 쿠션감은 표 2에 제시된다.
[비교예 1 내지 8]
표 2에 나타낸 바와 같은 구조의 발포체(현재 자동차 내장재에서 인너스킨재로 사용되고 있는 Foam)로 된 인너스킨재를 사용하여 내장재를 사출성형하여 표면굴곡과 압축경도를 시험하였다. 그 결과는 표 2에 제시된다.
| 인너스킨재 구조 | 성형방법 | 성형후 외관상태 | 쿠션감 압축경도(kgf/㎠) |
|
| 실시예 1 | TPO Foam + PP Foam | 저압사출 | 우수 | 0.71 |
| 비교예 1 | PP Foam | 진공사출 | 불량 | 0.88 |
| 비교예 2 | PP Foam | 저압사출 | 보통 | 1.57 |
| 비교예 3 | TPO Foam | 저압사출 | 불량 | 0.79 |
| 비교예 4 | PP Foam + 필름 | 진공사출 | 보통 | 0.90 |
| 비교예 5 | PP Foam + 필름 | 저압사출 | 보통 | 1.60 |
| 비교예 6 | PP Foam + 부직포 | 진공사출 | 불량 | 0.87 |
| 비교예 7 | PP Foam + 부직포 | 저압사출 | 불량 | 1.55 |
| 비교예 8 | 내열 soft PP Foam | 저압사출 | 보통 | 1.08 |
상기한 바와 같은 표 2의 시험결과로부터, 기존의 인너스킨재들(비교예 1 내지 8)은 본 발명이 적용되는 성형공법(사출물 본체와 함께 사출성형)에서 품질이 불량하게 되나, 본 발명에 따르는 인너스킨재는 기존의 인너스킨재들과는 달리 사출물 본체와 함께 사출성형할 수 있는 특성을 갖추고 있고, 기존의 인너스킨재들에 비해 압축경도가 가장 낮아 감성품질 또한 우수함을 알 수 있다.
1 : 아우터스킨재
2 : 제 1 발포체층
3 : 제 2 발포체층
4 : 사출물
2 : 제 1 발포체층
3 : 제 2 발포체층
4 : 사출물
Claims (5)
- 삭제
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- 발포체를 이용한 자동차용 사출내장재의 인너스킨재 제조방법에 있어서,
인너스킨재는 열가소성 폴리올레핀계 수지, 가교조제 및 발포제를 함유하는 제 1 층 발포체용 수지 조성물을 시트상으로 압출하는 제1층 압출단계; 폴리프로필렌 수지, 가교조제 및 발포제를 함유하는 제 2 층 발포체용 수지 조성물을 시트상으로 압출하는 제2층 압출단계; 상기 제 1 층 발포체용 압출시트와 상기 제 2 층 발포체용 압출시트를 공압출 또는 라미네이팅하는 접합 단계; 및 공압출 또는 라미네이팅된 시트를 발포하는 단계;를 포함하여 제조되고,
상기 발포 단계 처리된 인너스킨재는 열가소성 폴리올레핀계 수지를 기본 수지로 하며 압축경도(25%) 0.1~1.5kg/㎠, 발포배율 15~40배 및 가교효율 10~40%인 제1 발포체층과; 폴리프로필렌 수지를 기본 수지로 하며 발포배율 5~15배, 가교효율 40~80%인 제 2 발포체층;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 이중발포체형 인너스킨재의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110126031A KR101318403B1 (ko) | 2011-11-29 | 2011-11-29 | 자동차 내장재용 이중발포체형 인너스킨재의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110126031A KR101318403B1 (ko) | 2011-11-29 | 2011-11-29 | 자동차 내장재용 이중발포체형 인너스킨재의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130059834A KR20130059834A (ko) | 2013-06-07 |
| KR101318403B1 true KR101318403B1 (ko) | 2013-10-16 |
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ID=48858588
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020110126031A KR101318403B1 (ko) | 2011-11-29 | 2011-11-29 | 자동차 내장재용 이중발포체형 인너스킨재의 제조방법 |
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|---|---|
| KR (1) | KR101318403B1 (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000015758A (ja) * | 1998-07-02 | 2000-01-18 | Honda Motor Co Ltd | 自動車用内装部品及びその製造方法 |
| KR20010037378A (ko) * | 1999-10-16 | 2001-05-07 | 유희춘 | 자동차 천정 내장재 및 그 제조방법 |
-
2011
- 2011-11-29 KR KR1020110126031A patent/KR101318403B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2000015758A (ja) * | 1998-07-02 | 2000-01-18 | Honda Motor Co Ltd | 自動車用内装部品及びその製造方法 |
| KR20010037378A (ko) * | 1999-10-16 | 2001-05-07 | 유희춘 | 자동차 천정 내장재 및 그 제조방법 |
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|---|---|
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