KR101425189B1 - 굽힘 성형이 향상된 기능성 자동차 내장재 및 이의 제조방법 - Google Patents

굽힘 성형이 향상된 기능성 자동차 내장재 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 습윤강력처리된 펄프와 폴리프로필렌(PP:polypropylene)으로 구성된 행주대용 종이타올 중 제조과정에서 발생되는 불량품(이하, '불량 종이타올'이라 한다.) 및 사용 후 폐기되는 행주대용 종이타올(이하, '폐 종이타올'이라 한다.)을 이용하여 제조된 자동차 내장재에 관한 것으로서, 보다 상세하면, 불량 종이타올 또는 폐 종이타올 중 어느 하나 이상의 분쇄물과 열가소성수지, 레이온 및 PET 중 적어도 두개 이상으로 구성된 첨가물을 혼합한 후 건조시켜 원지 형태로 기재층을 제작하고, 기재층의 양면에 연질필름을 코팅하며, 엠보싱 처리된 기재층의 양면에 표면층을 부착하여 제작비용이 저렴하고, 흡음, 단열, 내수, 내열, 방수 효과가 우수하며, 굽힘 성형시에도 갈라짐 및 취성(脆性)이 없는 친환경적인 굽힘 성형이 향상된 기능성 자동차 내장재 및 이의 제조방법에 관한 기술분야가 개시된다.
또한 본 발명에 의한 굽힘 성형이 향상된 기능성 자동차 내장재 및 이의 제조방법은 불량 종이타올 및 폐 종이타올을 분쇄하여 제작되기 때문에 제작비용이 저렴하고, 4대 중금속인 환경유해물질이 발생하지 않아 친환경적이며, 흡음 단열, 내수, 내열, 방수 효과가 우수하고, 굽힘 성형시에도 갈라짐 및 취성이 없는 효과 및 치수변화율이 낮아 쉽게 변형이 되지 않는 효과가 제공된다.

Description

굽힘 성형이 향상된 기능성 자동차 내장재 및 이의 제조방법{Functionality a car interior sheet Improved bending forming and manufacturing method}
본 발명은 습윤강력처리된 펄프와 폴리프로필렌(PP:polypropylene)으로 구성된 행주대용 종이타올 중 제조과정에서 발생되는 불량품(이하, '불량 종이타올'이라 한다.) 및 사용 후 폐기되는 행주대용 종이타올(이하, '폐 종이타올'이라 한다.)을 이용하여 제조된 자동차 내장재에 관한 것으로서, 보다 상세하면, 불량 종이타올 또는 폐 종이타올 중 어느 하나 이상의 분쇄물과 열가소성수지, 레이온 및 PET 중 적어도 두개 이상으로 구성된 첨가물을 혼합한 후 건조시켜 원지 형태로 기재층을 제작하고, 기재층의 양면에 연질필름을 코팅하며, 엠보싱 처리된 기재층의 양면에 표면층을 부착하여 제작비용이 저렴하고, 흡음, 단열, 내수, 내열, 방수 효과가 우수하며, 굽힘 성형시에도 갈라짐 및 취성(脆性)이 없는 친환경적인 굽힘 성형이 향상된 기능성 자동차 내장재 및 이의 제조방법에 관한 기술분야이다.
일반적으로 자동차 내장재 즉, 시트(sheet)는 헤드 라이너(Head liner), 도어 트림(Door Trim), 리어 쉘프(Rear shelf), 선루프 커버(Sunroof Cover), 팩케이지 트레이 트림(Package Tray Trim), 러기지 커버(Luggage Cover), 엔진 커버(EngineCover), 트렁크 매트(Trunk mat), 카 매트(Car mat) 및 본네트(Bonnet) 등을 예로 들 수 있다.
이러한 자동차 내장재는 표면층, 기재층 등 복수의 적층체로 구성되고, 구체적으로 기재층은 폴리프로필렌(PP:polypropylen), 폴리에틸렌(PE:polyethylene), ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer )수지, 우드 화이버(wood fiber), 우드 스톡(wood stock), 레진펠트(resin felt) 등으로 이루어지며, 표면층은 폴리비닐클로라이드(PVC : polyvinylchloride) 필름지, 폴리에틸렌 폼(polyethlene foam) 또는 부직포 등으로 이루어져, 기재층의 양면에 표면층이 부착되어 형성된다.
아울러, 종래의 자동차 내장재는 케나프(kenaf) 즉, 양마(佯麻)가 주원료로 포함되어 성형되는데, 이는 원재료인 양마의 비용이 비싸 제작비용이 증대되는 문제점과 양마를 원재료로 하여 제작시 발포체가 사용되어 양마와 발포체에 의한 특유의 냄새가 발생하고 이는 유해물질이 자동차 내장재에서 발생되는 것으로서 자동차 내부의 공기를 오염시키는 문제가 있었다.
상기와 연관하여, 자동차 내장재의 대부분은 발포체가 포함되어 있는데, 이들에 사용되는 발포체는 대부분 재활용이 불가능한 환경 유해 물질인 석유화학 제품을 주원료로 사용하고, 이러한 소재는 재생이 불가능하며 연소 시에 열에 의하여 유해물질이 용출하여 토양이나 수질을 오염시켜 환경을 오염시킬 수 있는 문제가 있다. 또한 제조공정에서부터 완제품에 이르기까지 인체에 해를 끼치는 유해한 화학적 성분이 다량 발생하며 시간이 지나도 제거되지 않아 작업자 및 사용자에게 건강상의 문제가 발생할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 최근에는 목재를 분쇄한 목분, 볏짚 등의 천연소재를 사용하여 자동차 내장재를 제조하고 있으나, 천연소재를 이용할 경우 천연소재 자체의 강성이 약하여 인장강도 및 굴곡강도 등의 물성이 저하되는 문제점이 발생하였고, 이러한 문제점을 해결하기 위해 천연소재를 다량 투입하여 제작시 자동차 내장재의 두께가 두껍고 무게가 무거워 연비가 저하되며 작업 효율성 및 제작비용이 상승하는 문제점이 발생하였다.
또한 천연소재를 사용하여 자동차 내장재를 제조하여 굽힘 성형을 하면 구부러진 곳에서 갈라짐 및 취성이 발생하였고, 그 모양을 유지하기 어려운 문제점이 발생하였다.
아울러 자동차 내장재가 갖추어야 할 성능은 미려한 외관, 보온성, 차음성, 흡음성 및 완충성 등이 우수하여야 하며, 차량의 복잡합 내부구조 및 차종의 변화에 따른 구조 변화에 맞춰 성형될 수 있는 성형성이 우수해야 하기 때문에 상기와 같은 문제점 개선 및 성능이 우수한 자동차 내장재의 지속적인 연구개발이 요구되는 실정이다.
대한민국 등록특허 제0729957호 대한민국 등록특허 제0439765호
본 발명은 상술한 종래기술에 따른 문제점들을 개선하고자 고안된 기술로서, 종래에 석유화학 제품을 주원료로 제조된 자동차 내장재는 환경과 인체에 유해한 화학적 성분이 다량 발생되는 문제점이 발생하였고, 천연소재를 주원료로 제조된 자동차 내장재는 강성이 약한 천연소재를 다량투입하여 자동차 내장재의 두께가 두껍고 무거워 연비가 저하되며 작업 효율성 및 제작비용이 상승하는 문제가 발생하였으며, 천연소재를 주원료로 제조된 자동차 내장재의 굽힘 성형시 갈라짐 및 취성이 발생하는 문제점에 대한 해결점을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자, 기재층과 기재층의 일면 또는 양면에 부착되는 표면층으로 이루어진 자동차 내장재에 있어서, 기재층은 습윤강력처리된 펄프 20~40중량부;와 폴리프로필렌(PP:polypropylene) 5~10 중량부;와 열가소성수지 20.5~30.5중량부; 및 레이온 19.5~39.5중량부;를 포함하여 구성되고, 상기 기재층은 Fiber 형태의 PET(polyethylene terephthalate) 5~10중량부를 더 포함하여 구성되며 PVC 필름, EVA 필름 및 PE 필름 중 어느 하나로 양면이 코팅되는 것을 특징으로 하고,
습윤강력처리된 천연 펄프 80중량%와 PP(폴리프로필렌) 20중량%로 구성된 행주대용 종이 타올 원료 준비단계(S10);와 준비단계(S10)에서 준비된 행주대용 종이 타올 원료를 10~50㎜ 크기로 파쇄하는 파쇄단계(S20);와 파쇄단계(S20)에서 파쇄된 행주대용 종이 타올 원료를 교반기에서 물을 혼합하여 3~5㎜ 크기의 Fiber 형태로 분쇄하는 분쇄단계(S30);와 분쇄단계(S30)에서 분쇄된 행주대용 종이 타올 원료를 혼합기에서 열가소성수지, 레이온 및 PET 중 적어도 두개 이상으로 구성된 첨가물과 함께 혼합하는 혼합단계(S40);와 혼합단계(S40)에서 행주대용 종이 타올 원료와 첨가물이 혼합된 혼합물을 스크류 컨베이어로 압송하면서 건조되고, 이동 속도차이에 의해 두께가 조절되면서 원지 형태로 제작되는 기재층 제작단계(S50);와 제작단계(S50)에서 원지 형태로 제작된 기재층을 크기별로 재단하는 재단단계(S60);와 재단단계(S60)에서 크기별로 재단된 기재층을 PVC 필름 또는 EVA 필름 및 PE 필름 중 어느 하나로 양면을 코팅하는 코팅단계(S70);와 코팅단계(S70)에서 양면이 코팅된 기재층을 동판에서 엠보싱 처리하는 프레싱단계(S80); 및 프레싱단계(S80)에서 엠보싱 처리된 기재층의 일면 또는 양면에 표면층을 열융착시키고, 필요한 형태로 성형하는 성형단계(S90);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 굽힘 성형이 향상된 기능성 자동차 내장재 및 이의 제조방법을 제시한다.
삭제
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 굽힘 성형이 향상된 기능성 자동차 내장재 및 이의 제조방법은 불량 종이타올 및 폐 종이타올을 분쇄하여 제작되기 때문에 제작비용이 저렴하고, 4대 중금속인 환경유해물질이 발생하지 않아 친환경적이며, 흡음 단열, 내수, 내열, 방수 효과가 우수하고, 굽힘 성형시에도 갈라짐 및 취성이 없는 효과 및 치수변화율이 낮아 쉽게 변형이 되지 않는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 기능성 자동차 내장재 제조방법의 순서도.
일반적으로, 자동차 내장재는 기재층과 기재층의 양면에 부착되는 표면층 등 복수의 적층체로 구성되어 있고, 시트(sheet)는 헤드 라이너(Head liner), 도어 트림(Door Trim), 리어 쉘프(Rear shelf), 선루프 커버(Sunroof Cover), 팩케이지 트레이 트림(Package Tray Trim), 러기지 커버(Luggage Cover), 엔진 커버(EngineCover), 트렁크 매트(Trunk mat), 카 매트(Car mat) 및 본네트(Bonnet) 등을 예로 들 수 있다.
본 발명은 습윤강력처리된 펄프와 폴리프로필렌(PP:polypropylene)으로 구성된 행주대용 종이타올 중 제조과정에서 발생되는 불량품(이하, '불량 종이타올'이라 한다.) 및 사용 후 폐기되는 행주대용 종이타올(이하, '폐 종이타올'이라 한다.)을 이용하여 제조된 자동차 내장재에 관한 것이다.(이하, 상기에서 설명한 '불량 종이타올'과 '폐 종이타올'의명칭은 구분하여 지칭하기 위한 것이며, '불량 종이타올'과 '폐 종이타올' 모두를 지칭할 때는 '종이타올'이라 한다.)
구체적으로 본 발명의 자동차 내장재는
기재층과 기재층의 일면 또는 양면에 부착되는 표면층으로 이루어진 자동차 내장재에 있어서, 기재층은 습윤강력처리된 펄프 20~40중량부;와 폴리프로필렌(PP:polypropylene) 5~10 중량부;와 열가소성수지 20.5~30.5중량부; 및 레이온 19.5~39.5중량부;를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 펄프와 폴리프로필렌은 종이타올의 분쇄물로 함량을 조절하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 자동차 내장재의 기재층은 Fiber 형태의 PET(polyethylene terephthalate) 5~10중량부를 더 포함하여 구성되고, 기재층의 양면을 연질필름으로 코팅하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 종이타올은 미세한 섬유재질 형태로 분쇄를 하여 유기용제나 발포제 없이 물과 열가소성수지 및 레이온을 혼합하여 압출성형을 통해 자동차 내장재를 제작할 수 있기 때문에 친환경적인 제품을 생산할 수 있다.
일반적으로 자동차 내장재에 사용되는 발포제는 대부분 재활용이 불가능한 환경 유해 물질인 석유화학 제품을 주원료로 사용하고, 이러한 소재는 재생이 불가능하며 연소 시에 열에 의하여 유해물질이 용출하여 토양이나 수질을 오염시켜 환경을 오염시킬 수 있는 문제가 있다. 또한 제조공정에서부터 완제품에 이르기까지 인체에 해를 끼치는 유해한 화학적 성분이 다량 발생하며 시간이 지나도 제거되지 않아 작업자 및 사용자에게 건강상의 문제가 발생할 수 있다.
그러나 본 발명의 종이타올 분쇄물에 포함되어 있는 습윤강력처리된 천연펄프는 물에 녹지 않고 다량의 물을 흡수할 수 있으며, 이러한 물을 흡수할 수 있는 공간이 있기 때문에 자동차 내장재의 두께를 유지시키면서도 비중이 작아지는 효과를 실현한다.
덧붙여, 종이타올은 다량의 펄프와 일정량의 폴리올레핀게 고분자 수지, 일예로 폴리에틸렌계 수지 또는 폴리프로필렌계 수지뿐 아니라 습윤지력 증강용 수지가 첨가되어 있어서 물에 젖더라도 강도가 유지되어 재사용이 가능하다.
아울러, 습윤지력 증강용 수지는 특별히 한정되어 있는 것은 아니며, 통상 당업계에서 습강처리 또는 습윤강력처리에 사용하는 수지이면 어느 것이나 가능하며, 일예로 폴리아미드에피클로로하이드린(PAE:Polyamide-Epichlorohydrin), 폴리아민에피클로로하이드린(Polyamine-Epichlorohydrin), 우레아포름알데히드(UF:Urea-Formaldehyde) 및 멜라민 포름알데하이드(MF:Melamine-Formaldehyde) 수지 등을 가리키며 이러한 습윤지력 증강용 수지는 종이 제조시 판지를 비롯한 종이에 흔히 첨가된다. 통상 습윤지력 증강 처리가 되지 않은 종이는 물에 젖을 경우 물에 젖기 전 강도의 3~5%만을 유지하지만, 습윤강력지는 물에 젖을 경우에도 물에 젖기 전의 강도의 15% 이상을 유지할 수 있다.
상기와 연관하여, 일반적으로 펄프는 목재나 그 밖의 섬유 식물에서 기계적, 화학적 또는 그 중간 방법에 의하여 얻는 셀룰로오스 섬유의 집합체로서, 순간적으로 물의 흡수력이 빠르고, 통기성이 좋아 물의 증발력이 우수하며, 이러한 특성에 상기와 같은 습윤강력처리를 통하여 본 발명의 펄프는 공기중에 수분이 많은 여름철에는 수분을 흡수하여 자동차 내부의 수분을 제거하고, 겨울철에는 건조한 공기중으로 펄프를 통해 수분이 증발되어 자동차 내부에 보습효과를 제공할 수 있는 효과를 실현한다.
이때, 기재층에 포함되는 펄프의 비율이 20중량부 미만이면 조성비가 미약하여 열가소성수지, 레이온 및 PET가 첨가되는 비율이 증가하게 되고 이에 따라 최종 성형되는 자동차 내장재의 수분흡수력 및 치수변화율 등이 증가하는 문제가 발생하며, 40중량부를 초과하면 자동차 내장재의 두께와 무게가 증가하고, 굽힘 성형시 구부러진 부분에 갈라짐 및 취성이 발생하는 문제가 발생하므로 20~40중량부의 비율을 갖는 것이 바람직하다.
상기와 연관하여, 기재층에 포함되는 레이온은 인조 섬유 중의 하나로 섬유소에서 얻어지는 천연 고분자를 주원료로 하여 제조한 것이고, 섬유소를 주성분으로 해서 제조한 섬유는 그 제조방법에 따라 비스코스 레이온과 큐플러모니엄 레이온의 두가지로 구분되며, 본 발명에서는 가장 널리 쓰이는 비스코스 레이온을 사용하는 것이 바람직하다.
덧붙여, 레이온은 목재 또는 무명의 부스러기 등을 적당한 화학적 방법으로 처리하여 순수한 섬유소로 이루어진 펄프를 만들고 화학적으로 이를 용해한 다음 다시 섬유상으로 응고시킨 것으로서, 감촉이 부드럽고 차가운 느낌이 나며 금속 광택이 강한 반면, 내수성이 약하고 구김이 잘 생기는 특징을 갖고 있다.
구체적으로, 레이온은 감촉이 유연하고 다소 차가운 감이 있으며, 비중은 1.23으로 방적섬유 중에서는 무거운 편이다. 금속 광택이 다소 강하므로 이 금속 광택을 줄이기 위해 산화타이타늄을 방출액 속에 혼합하여 광택을 없앤 레이온을 만들고 있는 실정이고, 이러한 레이온의 단점은 내수성이 크게 떨어진다는 것과 탄성이 적어 의복재료로는 구김살이 생기기 쉽다는 점이 있지만 본 발명에서는 펄프에 의해 중합도가 높아져 이러한 단점을 보완할 수 있게 된다.
즉, 본 발명에 레이온을 사용함으로써 자동차 내장재의 굽힘 성형시 구부러진 부분에서 발생하는 갈라짐 및 취성이 발생하지 않게 되는 효과를 실현하고, 레이온의 비율이 19.5중량부 미만이면 펄프의 함량이 많아져 굽힘 성형시 구부러진 부분에 갈라짐 및 취성이 발생할 수 있는 문제점이 있으며, 39.5중량부를 초과하면 펄프의 함량이 적어져 수분흡수력 및 치수변화율 등이 증가하는 문제점이 발생하므로 19.5~39.5중량부의 비율을 갖는 것이 바람직하다.
상기와 연관하여 본 발명의 열가소성수지는
폴리염화비닐(PVC:poly vinyl chloride) 수지, 폴리스티렌(PS:polystyrene) 수지, 폴리에틸렌(PE:polyethylene) 수지, 폴리프로필렌(PP:polypropylene) 수지, 아크릴(acrylic) 수지, 폴리아미드(polyamide) 수지 중 적어도 어느 하나의 것으로 구성되는 것으로서, 종이타올 분쇄물의 PP와 혼합되어 자동차 내장재의 인장강도 및 굴곡강도 등이 더욱 보강될 수 있는 효과를 실현하고, 종이타올을 구성하고 있는 PP와 이질감을 줄이기 위하여 폴리프로필렌(PP:polypropylene) 수지를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
아울러, 열가소성수지는 위생용품 분쇄물에 포함되어 있는 PE 및 PP와 동일한 폴리에틸렌(PE) 수지와 폴리프로필렌(PP) 수지 중 어느 하나 이상의 것으로 구성되는 것이 가장 바람직한데, 이는 위생용품 분쇄물의 PE 및 PP와 이질감을 줄여 혼합이 용이하도록 하는 효과를 실현한다.
이때, 기재층에 포함되는 열가소성수지의 비율이 20.5중량부 미만이면 펄프와 레이온 및 PET의 비율이 증가하게 되어 자동차 내장재의 두께와 무게가 증가되는 문제가 발생하고, 30.5중량부를 초과하면 반대로 펄프와 레이온 및 PET의 비율이 저하되어 조성비가 미약하기 때문에 최종 성형되는 자동차 내장재의 수분흡수력이 저하되며, 치수변화율 등이 증가하는 문제점이 발생하게 되므로 20.5~30.5중량부의 비율을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 기재층에 포함되는 PET(polyethylene terephthalate)는
Fiber 형태로 열가소성수지 및 레이온과 함께 기재층에 포함되어 강도, 투명성, 광택성, 내열성 및 내한성, 내화학성이 우수한 특성을 본 발명의 자동차 내장재에 부여하는 효과를 실현한다.
즉, PET의 비율이 5중량부 미만이면 펄프의 비율이 증가하게 되어 자동차 내장재의 두께와 무게가 증가되고, 굽힘 성형시 갈라짐 및 취성이 발생하며, 10중량부를 초과하여 첨가되면 펄프의 비율이 저하되어 최종 성형되는 자동차 내장재의 수분흡수력 및 치수변화율 등이 증가하고, 자동차 내장재의 강성이 약해지는 문제점이 발생하게 되므로 5~10중량부의 비율을 갖도록 첨가되는 것이 바람직하다.
다음으로 기재층을 코팅 처리하기 위해 사용되는 연질필름은
PVC 필름, EVA 필름 및 PE 필름 중 어느 하나를 사용하는 것으로서, 습윤강력처리된 펄프, 폴리프로필렌, 열가소성수지, 레인온 및 PET로 제작된 원지 형태의 기재층에 다량의 수분이 흡수되지 않고, 강성을 보강하기 위해 기재층의 양면에 연질필름을 이용하여 코팅 처리한다.
이는 원지 형태의 기재층이 다량의 수분을 흡수하였을 경우 기재층이 수축하는 현상을 방지하기 위한 것으로서, 연질필름의 코팅을 통해 다량의 수분이 흡수되는 것을 방지하고, 기재층의 강성을 PET와 함께 보강한다.
이때 사용되는 연질필름 중 PE(폴리에틸렌) 필름은 가격이 저렴하고 보온성, 투광성, 강도 및 내구성이 비교적 좋은 편이며, PVC(염화비닐) 필름은 투명도, 강도, 내후성, 보온성이 우수하며 시공이 비교적 용이하고 필름 제조시 첨가되는 자외선 흡수제 등에 의해 자동차 내장재의 자외선에 의한 변형을 방지할 수 있으며, EVA(초산비닐) 필름은 표면에 물방울이 맺힐 정도로 수분의 침투를 방지하고, 쉽게 더러워지지 않으며 저온에서도 잘 경화되지 않는 장점이 있으나, PVC 필름은 이물질이 부착되어 오염되기 쉽고, 연소시 유해가스가 배출되는 문제점이 있으며, EVA 필름은 가격이 비싸기 때문에 PE 필름을 사용하는 것이 가장 바람직하다.
이하, 바람직한 실시예로 본 발명의 자동차 내장재를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
구체적으로, 본 발명의 굽힘 성형이 향상된 기능성 자동차 내장재의 제조방법은
a) 습윤강력처리된 천연 펄프 80중량%와 PP(폴리프로필렌) 20중량%로 구성된 행주대용 종이타올 원료 준비단계(S10);와
b) 준비단계(S10)에서 준비된 행주대용 종이 타올 원료를 10~50㎜ 크기로 파쇄하는 파쇄단계(S20);와
c) 파쇄단계(S20)에서 파쇄된 행주대용 종이 타올 원료를 교반기에서 물을 혼합하여 3~5㎜ 크기의 Fiber 형태로 분쇄하는 분쇄단계(S30);와
d) 분쇄단계(S30)에서 분쇄된 행주대용 종이 타올 원료를 혼합기에서 열가소성수지, 레이온 및 PET 중 적어도 두개 이상으로 구성된 첨가물과 함께 혼합하는 혼합단계(S40);와
e) 혼합단계(S40)에서 행주대용 종이 타올 원료와 첨가물이 혼합된 혼합물을 스크류 컨베이어로 압송하면서 건조되고, 이동 속도차이에 의해 두께가 조절되면서 원지 형태로 제작되는 기재층 제작단계(S50);와
f) 제작단계(S50)에서 원지 형태로 제작된 기재층을 크기별로 재단하는 재단단계(S60);와
g) 재단단계(S60)에서 크기별로 재단된 기재층을 PVC 필름 또는 EVA 필름 및 PE 필름 중 어느 하나로 양면을 코팅하는 코팅단계(S70);와
h) 코팅단계(S70)에서 양면이 코팅된 기재층을 동판에서 엠보싱 처리하는 프레싱단계(S80); 및
i) 프레싱단계(S80)에서 엠보싱 처리된 기재층의 일면 또는 양면에 표면층을 열융착시키고, 필요한 형태로 성형하는 성형단계(S90);를 포함하여 구성된다.
본 발명의 준비단계(S10)는 습윤강력처리된 천연 펄프 80중량%와 PP(폴리프로필렌) 20중량%로 구성된 행주대용 종이타올 원료를 준비하는 것으로서, 제조과정에서 발생되는 불량품 및 사용 후 폐기되는 행주대용 종이타올에 이물질을 제거한다.
다음으로 본 발명의 파쇄단계(S20)는 준비된 행주대용 종이타올 원료를 10~50㎜의 크기고 파쇄하는 것으로서, 편칼날을 갖는 분쇄기 또는 쥐이빨 분쇄기를 사용하는 것이 폴리올레핀계 섬유를 재단하는 측면에서 유리하고, 습윤강력처리된 원료를 효과적으로 파쇄할 수 있기 때문에 편칼날 형태의 분쇄기 또는 쥐이빨 분쇄기를 사용하여 파쇄하는 것이 가장 바람직하다.
이때, 원료가 파쇄되는 크기는 후속되는 분쇄단계에서 Fiber 형태로 분쇄하기 용이한 크기로 분쇄하는 것으로서, 10㎜미만으로 파쇄되면 분쇄기에서의 분쇄가 용이하지 않고, 50㎜를 초과하여 파쇄되면 분쇄기에서 분쇄되는 시간이 증가하는 문제가 발생할 수 있기 때문에 10~50㎜로 파쇄하는 것이 바람직하다.
다음으로 본 발명의 분쇄단계(S30)는 파쇄된 행주대용 종이 타올 원료를 교반기에서 물을 혼합하여 3~5㎜ 크기의 Fiber 형태로 분쇄하는 것으로서, 물과 원료가 섞인 상태에서 원료가 해리되며 작게 분쇄되는데 이 과정을 통해 3~5㎜크기의 단섬유로 분쇄된다.
즉, 상기 본 발명의 종이타올은 원료를 일정 크기로 절단할 때는 얻어지는 기재층의 두께와 강도를 고려하여야 하기 때문에 일반적으로 분쇄된 원료의 길이가 3㎜ 미만이면 내장판재의 강도가 너무 약해지며, 5㎜를 초과하면 너무 긴 섬유사이의 공간으로 인하여 성형 또는 압착시 필요 이상의 에너지가 소요되고 얻어지는 내장판재의 모양이 균일하지 않으므로 3~5㎜크기로 분쇄하는 것이 바람직하다.
이때, 물은 원료 100중량부에 대해 400~450중량부로 첨가되고, 이는 400중량부 미만으로 첨가되면 종이타올의 해리가 잘 이루어지지 않고, 450중량부를 초과하여 첨가되면 건조 시간이 증가하는 문제가 발생하기 때문에 400~450중량부로 첨가되는 것이 바람직하다.
다음으로 혼합단계(S40)는 분쇄된 행주대용 종이 타올 원료를 혼합기에서 열가소성수지 20.5~30.5중량부, 레이온 19.5~39.5중량부 및 PET 5~10중량부와 함께 혼합하는 단계로서, 습윤강력처리된 펄프 20~40중량부와 폴리프로필렌 5~10중량부로 구성된 원료의 분쇄물에 열가소성수지 20.5~30.5중량부, 레이온 19.5~39.5중량부 및 PET 5~10중량부를 첨가하여 혼합기에서 혼합한다. 이때, 첨가되는 열가소성수지와 레이온 및 PET는 원료 분쇄물과 마찬가지로 단섬유의 형태로 혼합되는 것이 바람직하다.
다음으로 제작단계(S50)는 혼합단계(S40)에서 행주대용 종이 타올 원료와 첨가물이 혼합된 혼합물을 스크류 컨베이어로 압송하면서 1차 건조하고, 이동 속도차이에 의해 두께가 조절되면서 원지 형태로 기재층을 제작하는 것으로서, 3~15㎜의 두께로 제작된다.
다음으로 재단단계(60)는 원지 형태로 제작된 기재층을 크기별로 재단하는 것으로서, 당업자의 판단에 의해 필요한 일정의 크기로 재단하는 것이 바람직하다.
다음으로 코팅단계(S70)는 크기별로 재단된 기재층의 양면에 PVC 필름 또는 EVA 필름 및 PE 필름 중 어느 하나의 필름을 이용하여 코팅하는 단계로서, 기재층의 표면으로 다량의 수분이 흡수되는 것을 방지하여 자동차 내장재가 수축하여 변형되는 것을 방지하는 효과를 실현한다.
다음으로 프레싱단계(S80)는 양면이 코팅된 기재층을 동판에서 엠보싱 처리하는 단계로서, 엠보싱 처리를 하여 자동차 내장재를 자동차 내부를 장식하는 장식재로서의 기능적 역할을 완벽하게 하고, 보온, 단열, 난연 및 불연 효과가 있도록 하며, 충격소음을 최소화시켜 흡음 및 차음 기능까지도 동시에 발휘하도록 하는 효과를 실현한다.
다음으로 성형단계(90)는 엠보싱 처리된 기재층의 일면 또는 양면에 표면층을 열융착시키고, 자동차 내장재의 종류에 따른 모양과 크기에 따라 굽힘 성형 및 필요한 형태로 성형하는 단계로서, 이때 사용되는 표면층은 일반적으로 사용되는 폴리비닐클로라이드(PVC) 필름지, 폴리에틸렌 폼(polyethlene foam) 또는 부직포 중 어느 하나의 것을 사용하여도 무방하나, 본 발명에서는 부직포를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 펄프를 함유하는 본 발명의 자동차 내장재가 수분을 흡수한 후 넓은 표면적으로 수분 배출이 용이한 효과를 실현하게 한다.
이하 본 발명에 의한 위생용품을 이용한 자동차 내장재의 제조방법에 대한 바람직한 실시예와 실시예에 의해 제조된 자동차 내장재의 두께, 비중, 인장강도, 충격성 등을 실험한 시험을 표에 나타내었다.
1. 습윤강력처리된 천연 펄프 80중량%와 PP(폴리프로필렌) 20중량%로 구성된 행주대용 종이타올 원료(이하, '원료'라 한다.) 세적 및 건조하여 준비한다.
2. 준비된 원료를 편칼날을 갖는 분쇄기 또는 쥐이빨 분쇄기를 사용하여 10~50㎜ 크기로 파쇄한다.
3. 파쇄된 원료를 교반기에서 물을 원료 100중량부에 대해 400~450중량부로 첨가한 후 혼합하여 3~5㎜ 크기의 Fiber 형태로 분쇄한다.
4. 분쇄된 원료 즉, 습윤강력처리된 펄프 30중량부와 PP(폴리프로필렌) 7.5중량부로 구성된 원료를 혼합기에서 열가소성수지 25.5중량부, 레이온 29.5중량부 및 PET 7.5중량부와 함께 혼합한다.
5. 혼합된 혼합물을 스크류 컨베이어로 압송하면서 1차 건조되고, 이동 속도차이에 의해 두께가 조절되면서 5~15㎜ 두께의 원지 형태의 기재층을 제작한다.
6. 제작된 기재층을 필요한 일정의 크기별로 재단한다.
7. 재단된 기재층을 PVC 필름 또는 EVA 필름 및 PE 필름 중 어느 하나로 양면을 코팅한다.
8. 코팅된 기재층을 동판에서 엠보싱 처리한다.
9. 엠보싱 처리된 기재층의 일면 또는 양면에 표면층을 열융착시키고, 자동차 내장재의 종류에 따른 모양과 크기에 따라 굽힘 성형 및 필요한 형태로 성형한다.
[표 1]
- 시험의뢰기관 : FITI시험연구원
Figure 112014027181895-pat00001
Figure 112014027181895-pat00002

[결과]
상기의 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1, 2로 제조된 본 발명의 자동차 내장재는 두께가 얇고, 비중이 적으며, 인장강도, 신율, 굴곡강도, VICAT, 치수변화율 충격성, 흡수율, 담가가 우수한 것을 확인할 수 있다. 또한 연소성이 낮고, 환경유해물질인 4대중금속(납, 수은, 카드뮴, 육카크롬)이 발생하지 않는 것을 알 수 있으며, 굽힘 성형시 구부러진 부분에 갈라짐 및 취성이 발생하지 않고, 더욱 견고하면서 친환경적인 자동차 내장재인 것을 확인할 수 있다.
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

Claims (6)

  1. 기재층과 기재층의 일면 또는 양면에 부착되는 표면층으로 이루어진 자동차 내장재에 있어서,
    기재층은
    습윤강력처리된 펄프 20~40중량부;와
    폴리프로필렌(PP:polypropylene) 5~10 중량부;와
    열가소성수지 20.5~30.5중량부; 및
    레이온 19.5~39.5중량부;를 포함하여 구성되고,
    상기 기재층은
    Fiber 형태의 PET(polyethylene terephthalate) 5~10중량부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 굽힘 성형이 향상된 기능성 자동차 내장재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성수지는
    폴리염화비닐(PVC:poly vinyl chloride) 수지, 폴리스티렌(PS:polystyrene) 수지, 폴리에틸렌(PE:polyethylene) 수지, 폴리프로필렌(PP:polypropylene) 수지, 아크릴(acrylic) 수지, 폴리아미드(polyamide) 수지 중 적어도 어느 하나의 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 굽힘 성형이 향상된 기능성 자동차 내장재.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기재층은
    PVC 필름, EVA 필름 및 PE 필름 중 어느 하나로 양면이 코팅되는 것을 특징으로 하는 굽힘 성형이 향상된 기능성 자동차 내장재.
  5. 습윤강력처리된 천연 펄프 80중량%와 PP(폴리프로필렌) 20중량%로 구성된 행주대용 종이 타올 원료 준비단계(S10);와
    준비단계(S10)에서 준비된 행주대용 종이 타올 원료를 10~50㎜ 크기로 파쇄하는 파쇄단계(S20);와
    파쇄단계(S20)에서 파쇄된 행주대용 종이 타올 원료를 교반기에서 물을 혼합하여 3~5㎜ 크기의 Fiber 형태로 분쇄하는 분쇄단계(S30);와
    분쇄단계(S30)에서 분쇄된 행주대용 종이 타올 원료를 혼합기에서 열가소성수지, 레이온 및 PET 중 적어도 두개 이상으로 구성된 첨가물과 함께 혼합하는 혼합단계(S40);와
    혼합단계(S40)에서 행주대용 종이 타올 원료와 첨가물이 혼합된 혼합물을 스크류 컨베이어로 압송하면서 건조되고, 이동 속도차이에 의해 두께가 조절되면서 원지 형태로 제작되는 기재층 제작단계(S50);와
    제작단계(S50)에서 원지 형태로 제작된 기재층을 크기별로 재단하는 재단단계(S60);와
    재단단계(S60)에서 크기별로 재단된 기재층을 PVC 필름 또는 EVA 필름 및 PE 필름 중 어느 하나로 양면을 코팅하는 코팅단계(S70);와
    코팅단계(S70)에서 양면이 코팅된 기재층을 동판에서 엠보싱 처리하는 프레싱단계(S80); 및
    프레싱단계(S80)에서 엠보싱 처리된 기재층의 일면 또는 양면에 표면층을 열융착시키고, 필요한 형태로 성형하는 성형단계(S90);를 포함하여 구성되고,
    상기 혼합물은
    습윤강력처리된 펄프 20~40중량부와 폴리프로필렌(PP:polypropylene) 5~10 중량부와 열가소성수지 20.5~30.5중량부와 레이온 19.5~39.5중량부 및 PET 5~10중량부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 굽힘 성형이 향상된 기능성 자동차 내장재 제조방법.
  6. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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