KR101397589B1 - 자동차용 보조매트 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차용 보조매트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 표면이 쿠션성을 지니는 원단층이 제조되는 원단제조단계; 상기 제조된 원단의 이면에 인발 및 인장강도를 높이고 밀리지 않고, 고정이 용이하도록 폴리우레탄으로 코팅층을 형성시키는 코팅단계; 및 상기 코팅단계를 거친 후 요구되는 형태로 재단 및 장식을 행하는 가공단계가 포함되어 이루어짐을 특징으로 하여 제조공정이 단순하면서도 인장 및 인발 강도가 우수하고, 친환경적인 매트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
카매트, 보조매트, 폴리우레탄, 코팅
Description
본 발명은 자동차용 보조매트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 제조공정이 단순하면서도 인장 및 인발 강도가 우수하고, 친환경적인 매트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차용 보조매트는 원단제조단계, 1차 코팅단계, 2차 코팅단계 및 가공단계를 거쳐 제조되었다.
우선, 상기 원단제조단계에서 매트의 일반적인 원재료인 BCF 나일론이나 폴리프로필렌이 기포지에 터프팅(Tufting)이나 니들펀치(Needle Punch) 등의 방식을 통해 포지 형태로 원단이 제조된다. 상기 제조된 원단에 요구되는 색상 및 형태로 연속염색이 행해질 수 있고, 원착사가 이용되는 경우에는 생략 가능하다.
상기 제조된 원단의 이면에 1차 코팅단계가 진행될 수 있는데, 상기 1차 코팅은 상기 원단 파일이 빠지지 않도록 인발강도를 높여주고, 이후 2차 코팅제의 접 착이 잘 되어 박리강도가 향상될 수 있도록 EVA(Etylene Vinyl Acetate) 또는 SBR(Styrene-Butadiene Rubber) 라텍스를 도포해주는 공정이다. 상기 1차 코팅을 위해 라텍스가 도포된 원단을 고화 시키기 위해 텐터링(Tentering) 및 롤업(Roll up)을 통해 1차 코팅된 원단을 완성시킨다.
상기 1차 코팅된 원단의 이면에 2차 코팅단계가 진행될 수 있는데, 상기 2차 코팅은 미끄러짐 방지 또는 바닥에 형태 고정을 위해 TPO(Thermo Plastic Olefin), PVC(Poly Vinyl Chloride), 고무 등을 결합시키는 단계로 재료에 따라 롤러(Roller)로 연속적으로 진행시키거나 프레스(Press)가 이용될 수도 있다.
상기 2차 코팅단계를 거친 매트 원단에 가공단계가 진행될 수 있는데, 상기 가공단계는 요구되는 크기나 모양으로 재단되거나, 테두리 가공 또는 액세서리 부착을 위해 바인딩 또는 오버로크 등을 통해 자동차용 보조매트가 완성될 수 있다. 이러한 가공단계는 용도 및 요청에 따라 생략 가능하다.
상기에서와 같이 자동차용 보조매트 제조에 있어서, 주로 2단계의 코팅공정을 진행시켜 2층의 코팅층을 지니는 매트가 완성되었다.
이에, 대한민국 특허공개 제2004-39131호에 있어서, 카페트 원단 및 러버 원단으로 상하 적층을 이루는 접합체; 상기 접합체의 러버 원단 표면에 구비되어 그 끝단이 첨단부로 형성되는 다수개의 돌기; 및 상기 접합체의 가장자리에 구비되어 상기 접합체의 카페트 원단측으로 융기되는 테두리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 보조매트가 제안된 바 있다. 상기 차량용 보조매트에 있어서는, 러버원단이 1차 코팅이 되고, 상기 1차 코팅 표면에 다수개의 돌기를 구비시키는 2차 코 팅공정으로 진행되어 이를 테두리부로 감싸서 완성되는데, 상기 2차 코팅으로 두께 및 돌기의 크기를 조정할 수 있으며, 이로 인해 밀림방지 효과를 제공하고, 테두리부를 형성시킴으로써 불순물이 쌓이지 않도록 하는 등의 장점이 있으나, 제조면에 있어서 각각의 기능이 부여되는 층이 배치식의 공정으로 진행되어 생산성이 낮은 단점이 있다. 한편, 일반 PVC로 2차 코팅을 하는 경우, 엠보싱롤(Embossing roll)을 이용하여 연속식으로 코팅이 진행될 수 있으나, 여전히 코팅 공정은 2번 진행시켜야 하는 번거로움이 있다.
기존에 2차 코팅 조성물은 폴리염화비닐(PVC), 고무로 되어있어 폴리염화비닐(PVC)의 유독한 가스가 발생되어 자연환경문제로 자동차회사 및 서유럽에서는 규제대상으로 되고 있으며, 고무는 가격 면에서도 비싸며 고무특유의 냄새가 발생되고 대량생산에는 한계가 있고 PVC, 고무는 겨울철에는 딱딱하다는 단점이 있다.
이에, 대한민국 특허발명 제208651호에 있어서, 에틸렌과 올레핀의 코폴리머 5080중량, 충진재 1040중량, 프로세스유 740중량, 폴리에틸렌, 폴리프로프렌 2.510중량, 착색제 0.33중량, 연화제 0.23로 조성된 자동차용 매트의 쉬이트 조성물이 제안된 바 있다. 또한, 일본 특허공개 제2007-23403호에 있어서, 부직포의 한편의 면에 발수제를 함유한 제1 수계 수지 에멀젼(emulsion)을 도포하는 제1 도포 공정과, 상기 부직포의 도포면에, 유리(glass) 전이 온도가 55℃이하인 수지를 함유한 제2 수계 수지 에멀젼(emulsion)을 도포하는 제2 도포 공정과, 상기 제2 도포 공정을 거친 부직포의 다른 방향의 면에 표피재를 적층 일체화하는 적층 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 매트(mat)의 제조 방법이 제안된 바 있다. 그러 나, 상기 도포 원료는 수계 수지 에멀젼으로 환경적으로 안정하지만, 제조공정에 있어서는 2단계로 진행되어 공정의 단축은 이루어지지 않았다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 제조공정이 단순하면서도 인장 및 인발 강도가 우수하고, 친환경적인 자동차용 보조매트 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 자동차용 보조매트의 제조방법에 있어서, 표면이 쿠션성을 지니는 원단층이 제조되는 원단제조단계; 상기 제조된 원단의 이면에 인발 및 인장강도를 높이고 밀리지 않고, 고정이 용이하도록 폴리우레탄으로 코팅층을 형성시키는 코팅단계; 및 상기 코팅단계를 거친 후 요구되는 형태로 재단 및 장식을 행하는 가공단계가 포함되어 이루어짐을 특징으로 하는 자동차용 보조매트의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 원단제조단계에서, 상기 원단층이 터프팅, 니들펀치, 더블라셀 방식 중 어느 하나의 방식으로 제조되어 이루어짐을 특징으로 하는 자동차용 보조매트의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 원단제조단계에서, 상기 원단층의 원사가 폴리올레 핀(Polyolefin)계, 폴리에스테르(Polyester)계, 폴리아미드(Polyamide)계, 폴리비닐(Polyvinyl)계 및 폴리아크릴(Polyacryl)계 섬유로 이루어진 군에서 1 이상 선택됨을 특징으로 하는 자동차용 보조매트의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 코팅단계에서, 폴리올(Polyol) 및 이소시아네이트(Isocyanate)가 포함된 혼합액을 도포시키고, 적외선 장치를 통과하여 적외선을 조사시킨 후, 돌기가 형성되도록 엠보싱 롤(Embossing Roll)을 통과시키고 나서, 고화를 위해 텐터링(Tentering)을 거쳐 코팅층이 형성됨을 특징으로 하는 자동차용 보조매트의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 도포량이 80 내지 1,500 g/㎡ 임을 특징으로 하는 자동차용 보조매트의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 적외선 장치가 34KW 300 ℃로 조정되고, 10 내지 30초간 적외선이 조사됨을 특징으로 하는 자동차용 보조매트의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 텐터링이 140 내지 200 ℃의 온도에서 30 내지 150초간 진행됨을 특징으로 하는 자동차용 보조매트의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기의 어느 한 방법에 의해 제조된 물품을 제공한다.
또한, 본 발명은 자동차용 보조매트에 있어서, 파일형태로 이루어진 원단층 및 상기 원단층의 이면에 돌기 형태의 폴리우레탄 코팅층이 포함되어 이루어짐을 특징으로 하는 자동차용 보조매트를 제공한다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동차용 보조매트의 제조공정도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 자동차용 보조매트는 원단제조단계 S100, 코팅단계 S200 및 가공단계 S300으로 제조될 수 있다.
우선, 원단제조단계 S100은 폴리올레핀(Polyolefin)계, 폴리에스테르(Polyester)계, 폴리아미드(Polyamide)계, 폴리비닐(Polyvinyl)계 또는 폴리아크릴(Polyacryl)계 섬유로 터프팅, 니들펀치, 더블라셀 방식 중 어느 하나의 방식으로 표면이 파일 형태 등으로 쿠션성을 지닐 수 있는 원단이 제조될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 제조된 원단의 이면에 코팅단계 S200이 진행될 수 있는데, 상기 코팅은 폴리우레탄으로 형성될 수 있다. 상기 폴리우레탄(Polyurethane) 코팅(Coating)은 상기 제조된 원단의 이면에 폴리우레탄의 원료인 폴리올(Polyol) 및 이소시아네이트(Isocyanate)가 섞인 혼합액을 도포시키고, 적외선 장치를 통과시킴으로써 중합이 진행됨에 따라 폴리우레탄 코팅층이 형성되고, 상기 코팅층에 돌기가 형성되도 록 엠보싱 롤(Embossing Roll)을 통과시킨 후, 상기 돌기가 형성된 코팅층의 고화를 위해 텐터링(Tentering)을 거쳐 코팅층이 완성될 수 있다.
상기 폴리우레탄은 폴리올 및 이소시아네이트의 중합으로 생성되는 고분자 물질로서, 상기 두 원료를 혼합시켜 원단에 80 내지 1,500 g/㎡으로 도포시킨 후, 온도를 가해주면 중합반응이 일어나 폴리우레탄 코팅이 형성될 수 있다. 상기 원료가 중합되기 전의 혼합액은 점성이 있는 액상이고, 온도가 가해져 중합이 되면 고무질의 고체상태가 된다. 상기 혼합액의 도포량이 80 g/㎡ 미만인 경우, 코팅층이 너무 얇아 매트의 역할을 잘 수행할 수 없게 되고, 1,500 g/㎡가 초과하면, 도포된 코팅층에 혼합액의 낭비로 원가 상승이 초래된다.
또한, 상기 적외선 장치는 본 발명의 원료인 폴리올 및 이소시아네이트의 중합속도를 조정해 주는 장치로써, 이를 통해 34KW 300 ℃에서 10 내지 30초간 적외선이 조사되어 상기 혼합액이 도포된 원단 면의 온도를 조정하여 중합속도가 조정되며, 상기 조사 시간이 10초 미만이면, 중합이 채 되지 않아 엠보싱 롤에 혼합액이 묻거나 혼합액 도포 후 코팅면이 제대로 형성되지 못할 우려가 있으며, 30초를 초과하면, 중합이 너무 진행되어 굳어지게 되어 엠보싱 롤 통과 시 돌기 형태가 생성되지 않게 된다.
이어서, 상기 돌기를 생성시키는 엠보싱 롤은 롤의 표면에 무늬를 지니고 있어 롤 통과 시 코팅면에 다양한 돌기를 생성시킬 수 있는 캘린더링(Calendering) 장치이다.
또한, 상기 텐터링은 140 내지 200 ℃의 온도에서 30 내지 150초간 진행시킴 이 바람직한데, 상기 텐터링 조건이 140 ℃, 30초 미만이면, 코팅층의 중합이 완전히 진행되지 않아 공정진행 후 돌기의 형상이 변형될 우려가 있으며, 200 ℃, 150초를 초과하면, 코팅층의 열변형으로 인한 경화가 일어나 딱딱해지거나 바닥에서 오히려 밀리거나 깨질 우려가 있다.
마지막으로, 상기 코팅단계를 거친 원단을 자동차 크기 및 용도에 맞게 재단하여 액세서리를 부착하거나 장식을 부여시키는 가공단계 S300가 진행됨으로써 본 발명의 자동차용 보조매트가 완성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동차용 보조매트의 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 자동차용 보조매트 100은 원단층 110 및 코팅층 130으로 구성될 수 있다.
상기 코팅층 130은 상기 원단층 110의 파일을 고정시켜 인발강도를 증가시키는 역할을 하며, 엠보싱 롤이 통과되어 형성된 돌기 형태로 인해 매트가 장착되었을 때 밀리거나 이탈됨을 방지하는 역할 또한 제공될 수 있다. 또한, 상기 엠보싱 롤의 형태에 따라 다양한 무늬의 돌기 형태를 나타낼 수 있다.
또한, 상기 텐터링을 통해 폴리우레탄의 중합이 완전히 진행되어 고화됨으로써 기존의 각 역할을 하던 2층의 코팅층을 단층의 코팅으로 대체가능하며, 성능이나 생산 공정 또한 개선될 수 있다.
특히, 상기 폴리우레탄 코팅은 기존의 PVC 등의 환경 규제 물질에서 벗어나 단일 원료로 구성되어 폐기 처분 시에도 용이하여 환경적으로도 해가 없도록 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 자동차용 보조매트는 제조공정이 단순하면서도 인장 및 인발 강도가 우수하고, 친환경적인 효과가 있다.
또한, 본 발명의 폴리우레탄의 원료인 폴리올과 이소시아네이트의 비율을 조정하여 폼 형태와 경화도를 조절하여 자동차용 보조매트뿐만 아니라 다른 용도에 맞게 변형시킬 수 있는 효과가 있다.
하기의 실시예를 통하여 좀더 상세하게 설명하고자 한다.
실시예
1
폴리프로필렌 섬유를 터프팅하여 원단층을 제조한 후, 부틸 글리콜 에테르 (butyl glycol ether) 및 메틸렌 다이이소시아네이트(Methylene Diisocyanate;MDI) 혼합액을 상기 원단층의 이면에 800 g/㎡ 도포한 후, 34KW 300 ℃인 3 m 길이의 적외선 장치에서 15초간 조사시킨 후, 요철구조의 엠보싱, 텐터링을 거쳐 폴리우레탄 코팅층을 형성시켜 자동차용 보조매트를 완성시켰다.
실시예
2
실시예 1과 동일하되, 상기 적외선 조사 시간을 20초간 진행시켰다.
실시예
3
실시예 1과 동일하되, 상기 적외선 조사 시간을 25초간 진행시켰다.
실시예
4
실시예 1과 동일하되, 상기 적외선 조사 시간을 30초간 진행시켰다.
비교예
1
폴리프로필렌 섬유를 터프팅하여 원단층을 제조한 후, EVA 라텍스를 도포하여 텐터링하여 1차 코팅을 진행시키고, 상기 1차 코팅 면에 PVC로 2차 코팅 및 캘린더링 처리하여 돌기를 형성시킨 후 재단하여 자동차용 보조매트를 완성시켰다.
시험방법
1. 경화율
MDI(Methylene Diisocyanate) 및 부틸 글리콜 에테르(butyl glycol ether) 혼합액을 제조 후 34 KW 300 ℃인 3 m 길이의 적외선 장치에서 소정의 시간동안 노출 시키고, 엠보싱 롤을 통과시켜 20 초간 노출 후 측정하였다.
2. 인발강도 : KS K 0818 규격에 의해 평가하였다.
3. 압축탄성율: KS K 0818 규격 중 A법에 의해 평가하였다.
4. 인장강도 및 신율: KS K 0521 규격에 의해 평가하였다.
5. 인열강도: KS K 0534 규격에 의해 평가하였다.
| 구분 | 단위 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 비교예 1 | |
| 경화율 | % | 40 | 50 | 55 | 65 | - | |
| 인발강도 | kgf | Cut 8.1 | Cut 8.2 | Cut 8.3 | Cut 8.2 | Cut 3.41 | |
| 압축탄성율 | % | 85 | 88 | 87 | 86 | 82 | |
| 인장강도 (가로/세로) |
상태 | kgf/50mm | 98/89 | 100/98 | 110/100 | 112/102 | 109/94 |
| 침수후 | 97/70 | 100/78 | 97/82 | 106/87 | 96/80 | ||
| 신율 (가로/세로) |
상태 | % | 23/20 | 28/26 | 29/28 | 32/30 | 27/26 |
| 침수후 | 23/22 | 27/27 | 28/28 | 29/29 | 28/26 | ||
| 인열강도 (가로/세로) |
상태 | kgf | 13.8/8.1 | 15.6/10.5 | 15.8/10.1 | 16.0/11.1 | 14.9/9.4 |
| 침수후 | 12/8.0 | 14.0/14.0 | 14.0/13.2 | 15.0/14.8 | 13/9.6 | ||
상기 표 1에서 나타난 결과에서, 실시예 1 내지 4의 비교 결과 물성에 있어서 유사한 특성을 나타내어 경화시간에 따른 차이는 작았으며, 비교예 1 보다 탁월함을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동차용 보조매트의 제조공정도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동차용 보조매트의 단면도.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
100: 자동차용 보조매트
110: 원단층, 130: 코팅층
Claims (9)
- 자동차용 보조매트의 제조방법에 있어서,표면이 쿠션성을 지니는 원단층이 제조되는 원단제조단계;상기 제조된 원단의 이면에 인발 및 인장강도를 높이고 밀리지 않고, 고정이 용이하도록 폴리우레탄으로 코팅층을 형성시키는 코팅단계; 및상기 코팅단계를 거친 후 요구되는 형태로 재단 및 장식을 행하는 가공단계가 포함되어 이루어지되,상기 코팅단계에서, 폴리올(Polyol) 및 이소시아네이트(Isocyanate)가 포함된 혼합액을 도포시키고, 적외선 장치를 통과하여 적외선을 조사시킨 후, 돌기가 형성되도록 엠보싱 롤(Embossing Roll)을 통과시키고 나서, 고화를 위해 텐터링(Tentering)을 거쳐 코팅층이 형성됨을 특징으로 하는 자동차용 보조매트의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 원단제조단계에서, 상기 원단층은 터프팅, 니들펀치, 더블라셀 방식 중 어느 하나의 방식으로 제조되어 이루어짐을 특징으로 하는 자동차용 보조매트의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 원단제조단계에서, 상기 원단층의 원사는 폴리올레핀(Polyolefin)계, 폴리에스테르(Polyester)계, 폴리아미드(Polyamide)계, 폴리비닐(Polyvinyl)계 및 폴리아크릴(Polyacryl)계 섬유로 이루어진 군에서 1 이상 선택됨을 특징으로 하는 자동차용 보조매트의 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 도포량이 80 내지 1,500 g/㎡ 임을 특징으로 하는 자동차용 보조매트의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 적외선 장치가 34KW 300 ℃로 조정되고, 10 내지 30초간 적외선이 조사됨을 특징으로 하는 자동차용 보조매트의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 텐터링은 140 내지 200 ℃의 온도에서 30 내지 150초간 진행됨을 특징으로 하는 자동차용 보조매트의 제조방법.
- 제1항, 제2항, 제3항, 제5항, 제6항, 제7항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 물품.
- 삭제
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