KR101775199B1 - 파우더슬러쉬몰딩용 파우더, 제조방법 및 자동차용 크래쉬 패드 - Google Patents

파우더슬러쉬몰딩용 파우더, 제조방법 및 자동차용 크래쉬 패드 Download PDF

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Abstract

구형의 열가소성 수지 입자를 포함하고, 하기 식 1에 의해 정의되는 입도편차(D)가 0% 내지 300%인 파우더슬러쉬몰딩(powder slush molding, PMS)용 파우더:
[식 1]
입도편차(D) = (d1-d2)/d2 X100
가 제공된다. 상기 식 1에서, 상기 d1 및 상기 d2는 상기 열가소성 수지 입자 중에서 임의로 선택된 2개의 입자의 각각의 직경을 의미하고, d1>d2의 관계를 만족한다. 또한, 상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더의 제조 방법이 제공된다. 또한, 상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더를 이용하여 제조된 표면층을 포함하는 자동차용 크래쉬패드가 제공된다.

Description

파우더슬러쉬몰딩용 파우더, 제조방법 및 자동차용 크래쉬 패드{POWDER FOR POWDER SLUSH MOLDING, METHOD OF PRODUCING THE SAME, AND CRASH PAD FOR VEHICLE}
파우더슬러쉬몰딩용 파우더, 제조방법 및 자동차용 크래쉬 패드에 관한 것이다.
자동차 내장재의 최외각층인 스킨층 또는, 표면층 등은 탑승자가 육안으로 확인하고, 지속적으로 신체적 접촉이 있는 부분이므로 안전성, 디자인, 편의성 측면에서 중요한 기능을 담당하고 있다.
이러한 표면층은 예를 들어, 진공성형 공법, 파우더슬러쉬몰딩 공법 등에 의해 제조될 수 있고, 일반적으로 파우더슬러쉬몰딩 공법이 보다 부드러운 감촉 및 선명한 엠보싱을 제공할 수 있는 것으로 알려져 있다. 즉, 파우더슬러쉬몰딩 공법은 자동차 크래쉬 패드의 표면층을 제조하는 공법 중 하나로서, 예를 들어, 가열된 금형과 파우더 박스를 결합한 후 회전시켜 가열된 금형 상에 파우더가 놓이게 되면, 금형의 열에 의해 파우더가 용융 코팅되고 이를 냉각시킨 후 탈형하는 과정 등을 통해 금형의 형상에 따른 다양한 형상으로 표면층을 제조할 수 있는 방법이다. 이러한 공법에 사용되는 파우더를 제조하는 방법으로 냉동파쇄방식(cryogenic process), 용제 기반의 침전 및 증발을 이용한 방법 등이 있으나, 공정 비용이 매우 고가이고 제조 공정이 복잡하면서 양산성이 좋지 않으며, 입도 분포가 균일하지 못하여 성형시 핀홀 등이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예는 입도균일성 및 분체흐름성이 더욱 향상된 파우더슬러쉬몰딩용 파우더를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예는 상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더를 이용하여 제조되어 우수한 표면 특성 및 경제성을 구현하는 표면층을 포함하는 자동차용 크래쉬패드를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 구형의 열가소성 수지 입자를 포함하고, 하기 식 1에 의해 정의되는 입도편차(D)가 0% 내지 약 300%인 파우더슬러쉬몰딩(powder slush molding, PMS)용 파우더를 제공한다:
[식 1]
입도편차(D) = (d1-d2)/d2 X100
상기 식 1에서, 상기 d1 및 상기 d2는 상기 열가소성 수지 입자 중에서 임의로 선택된 2개의 입자의 각각의 직경을 의미하고, d1>d2의 관계를 만족한다.
상기 입자들의 평균 입도는 100㎛ 내지 300㎛일 수 있다.
상기 열가소성 수지 입자는 PVC, TPO 또는 TPU를 포함하는 열가소성 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 분사 노즐을 포함한 압출기(extruder)에 열가소성 수지를 투입한 뒤 용융 열가소성 수지 분사액을 형성하는 단계; 및 상기 용융 열가소성 수지 분사액을 용융 스프레이법에 의해 분사하면서 동시에 냉각시켜 구형의 열가소성 수지 입자를 얻는 단계;를 포함하는 파우더슬러쉬몰딩(powder slush molding, PMS)용 파우더의 제조방법을 제공한다.
상기 제조방법에 의해 제조된 파우더 슬러쉬몰딩용 파우더는 하기 식 1에 의해 정의되는 입도편차(D)가 0% 내지 약 300%일 수 있다:
[식 1]
입도편차(D) = (d1-d2)/d2 X100
상기 식 1에서, 상기 d1 및 상기 d2는 상기 열가소성 수지 입자 중에서 임의로 선택된 2개의 입자의 각각의 직경을 의미하고, d1>d2의 관계를 만족한다.
상기 열가소성 수지를 상기 압출기에 투입한 뒤 분사 노즐로 이동시켜 상기 분사 노즐에서 가온되어 상기 용융 열가소성 수지 분사액이 형성될 수 있다.
펠렛 형상의 열가소성 수지 또는 분말 상의 열가소성 수지를 상기 압출기에 투입할 수 있다.
상기 분사 노즐에 공기를 주입하여 상기 용융 열가소성 수지 분사액이 상기 공기와 상기 분사 노즐의 내부에서 혼합되는 내부 혼합방식에 의해 상기 용융 열가소성 수지 분사액이 액적 형태로 상기 공기와 함께 토출되거나, 또는 용융 열가소성 수지 분사액이 상기 분사 노즐에서 토출되면서 상기 공기와 상기 분사 노즐의 외부에서 혼합되는 외부 혼합방식에 의해 상기 용융 열가소성 수지 분사액이 액적 형태로 분사될 수 있다.
상기 가온되는 분사 노즐의 온도가 200℃ 내지 300℃일 수 있다.
상기 분사 노즐의 압력이 10psi 내지 1,000psi일 수 있다.
상기 분사 노즐의 직경이 0.5mm 내지 3mm일 수 있다.
상기 용융 열가소성 수지 분사액은 활제, 가소제, 광안정제, 고내열 안정제, 산화방지제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 분사 노즐에 약 2,000V 내지 약 50,000V의 전압을 인가하여 용융 전기스프레이법을 수행할 수 있다.
상기 열가소성 수지 입자는 PVC, TPO 또는 TPU를 포함하는 열가소성 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더를 이용하여 제조된 표면층을 포함하는 자동차용 크래쉬패드를 제공한다.
상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더는 입도균일성 및 분체흐름성이 향상되어, 이를 사용하여 제조된 성형품은 우수한 표면 특성 및 경제성을 구현한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 파우더슬러쉬몰딩용 파우더의 입도분석을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 파우더슬러쉬몰딩용 파우더의 편광 현미경 사진이다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 파우더슬러쉬몰딩용 파우더의 제조 방법의 개략적인 공정 흐름도이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에서, 구형의 열가소성 수지 입자를 포함하고, 하기 식 1에 의해 정의되는 입도편차(D)가 예를 들어, 0% 내지 약 300%인 파우더슬러쉬몰딩(powder slush molding, PMS)용 파우더를 제공한다:
[식 1]
입도편차(D) = (d1-d2)/d2 X100
상기 식 1에서, 상기 d1 및 상기 d2는 상기 열가소성 수지 입자 중에서 임의로 선택된 2개의 입자의 각각의 직경을 의미하고, d1>d2의 관계를 만족한다.
또한, 상기 파우더슬러쉬몰딩(powder slush molding, PMS)용 파우더는 상기 입도편차(D)가 구체적으로 0% 내지 약 200%일 수 있다.
상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더는 상기 식 1에 의해 정의되는 상기 입도편차(D)가 예를 들어, 0% 내지 약 300%인 수준으로 형성될 수 있고, 구체적으로 0% 내지 약 200%인 수준으로 형성될 수 있어, 상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더에 포함된 각각의 열가소성 수지 입자는 입도 균일성이 더욱 우수하다.
상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더는 입도 균일성이 향상됨으로써 불필요한 크기의 열가소성 수지 입자들을 분리해 내는 분급 과정을 생략할 수 있어 원료 손실률을 더욱 감소시키고, 제조 공정을 단순화시킬 수 있어 우수한 경제성을 구현할 수 있다.
또한, 상기 열가소성 수지 입자는 이와 같이 입도 균일성이 우수함과 동시에 미세한 크기의 구형의 형상으로 형성되어 분체흐름성이 더욱 향상된다.
일반적으로, 파우더슬러쉬몰딩 공법을 반복하여 수행하는 과정에서, 예열된 금형에 부착되지 않은 미량의 파우더가 상기 금형 내에 남아있게 되고, 열을 계속하여 축적하게 되어, 부분적으로 용융되면서 서로 응집하는 현상이 발생하게 된다. 이와 같이, 상기 금형 내에 생성된 응집된 파우더 덩어리는 상기 공법에 의한 성형품에 표면 불량 문제를 발생시키게 된다.
본 발명의 일 구현예에 따른 파우더슬러쉬몰딩용 파우더는 분체 흐름성이 향상됨으로써 파우더슬러쉬몰딩 공법에 의한 성형 도중, 일부 파우더가 덩어리로 뭉쳐 응집되는 현상이 방지되고, 특정 성형온도로 예열된 금형 내부 표면에 더욱 균일한 두께로 용융 코팅될 수 있어, 핀홀 발생 등의 표면 불량 문제를 제거하여 우수한 표면 특성을 구현할 수 있다. 특히, 복잡하고, 굴곡이 많은 성형품을 제조하는 경우 금형의 다양한 굴곡부 등에도 파우더가 균일한 두께로 용이하게 충전될 수 있어, 불균일한 충전, 미충전 등으로 발생하는 표면 불량 문제를 효과적으로 제거할 수 있는 이점이 있다.
또한, 분체 흐름성이 향상된 결과, 파우더슬러쉬몰딩 공법을 반복하여 수행하는 과정에서 발생하는 예열된 금형 내에 부착되지 않고 남게 되는 파우더의 양을 현저히 감소시킴으로써 별도의 세정 없이도, 장기간 계속하여 성형품의 표면 특성을 우수하게 구현해 낼 수 있다.
상기 입자들의 평균 입도는 예를 들어, 약 100㎛ 내지 약 300㎛일 수 있다.
상기 평균 입도 범위 내의 입자들을 포함함으로써, 파우더슬러쉬몰딩용 공법에 더욱 적합한 분체 흐름성을 가질 수 있으므로 상기 공법에 의해 제조된 성형품은 우수한 표면 특성을 구현할 수 있다.
상기 입자들의 평균 입도는 상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더에 포함된 상기 열가소성 수지 입자 각각의 입도를 분석하고, 작은 입도의 열가소성 수지 입자부터 부피를 누적하여, 총 부피의 50%에 해당하는 열가소성 수지 입자의 입도(D50)로서 정의될 수 있다.
상기 열가소성 수지 입자는 예를 들어, PVC, TPO 또는 TPU를 포함하는 열가소성 수지를 포함할 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, TPO 또는 TPU를 포함하는 열가소성 수지를 사용하여 친환경성을 구현할 수 있다.
상기 식 1에 의해 정의되는 입도편차(D)가 예를 들어, 0% 내지 약 300%인 상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더는 후술되는 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
또한, 후술되는 제조방법에서 전압 인가, 주입되는 공기의 온도, 속도 등의 조건 및 분사 노즐의 직경 등을 적절히 조절하여 상기 식 1에 의해 정의되는 입도편차(D)가 구체적으로, 0% 내지 약 200%인 상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더가 제조될 수 있다.
상기 제조방법은 예를 들어, 용융 스프레이법을 이용하는 방법을 포함할 수 있고, 상기 용융 스프레이법 수행시 분사 노즐에 고온 고압의 공기를 함께 넣어줌으로써 보다 균일한 열가소성 수지 입자를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 분사 노즐을 포함한 압출기(extruder)에 열가소성 수지를 투입한 뒤 용융 열가소성 수지 분사액을 형성하는 단계; 및 상기 용융 열가소성 수지 분사액을 용융 스프레이법에 의해 분사하면서 동시에 냉각시켜 구형의 열가소성 수지 입자를 얻는 단계;를 포함하는 파우더슬러쉬몰딩용 파우더의 제조방법을 제공한다.
상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더는 하기 식 1에 의해 정의되는 입도편차(D)가 예를 들어, 0% 내지 약 300%일 수 있다:
[식 1]
입도편차(D) = (d1-d2)/d2 X100
상기 식 1에서, 상기 d1 및 상기 d2는 상기 열가소성 수지 입자 중에서 임의로 선택된 2개의 입자의 각각의 직경을 의미하고, d1>d2의 관계를 만족한다.
또한, 상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더는 하기 식 1에 의해 정의되는 입도편차(D)가 구체적으로, 0% 내지 약 200%일 수 있다.
상기 제조방법은 형성되는 입자의 크기 조절이 매우 용이하여 제조된 입자 크기의 분포를 더욱 균일하게 조절할 수 있다. 그에 따라, 상기 제조방법에 의해 제조된 상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더는 상기 식 1에 의해 정의되는 입도편차(D)가 예를 들어, 0% 내지 약 300%의 수준으로 형성될 수 있고, 또한 구체적으로 0% 내지 약 200%인 수준으로 형성될 수 있어, 입도 균일성이 더욱 우수한 파우더슬러쉬몰딩용 파우더를 형성할 수 있다.
또한, 상기 제조방법은 형성되는 입자의 입도 균일성을 향상시킴과 동시에 입자의 형상을 미세한 크기의 구형의 형상으로 제어할 수 있어, 분체흐름성을 더욱 향상시킨다.
이와 같이, 상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더는 입도 균일성이 향상됨에 따라 불필요한 크기의 열가소성 수지 입자들을 분리해 내는 분급 과정을 제거함으로써 원료 손실률을 더욱 감소시키고 공정을 단순화시킬 수 있어 우수한 경제성을 구현할 수 있다. 동시에, 상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더는 분체 흐름성이 향상되어 핀홀 발생 등의 표면 불량 문제를 제거함으로써 우수한 표면 특성을 구현할 수 있고, 특히, 복잡하고, 굴곡이 많은 성형품을 제조하는 경우에도 금형의 다양한 굴곡부 등에 균일한 두께로 용이하게 충전될 수 있어 표면 불량 문제를 효과적으로 제거할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 파우더슬러쉬몰딩 공법을 반복하여 수행하는 과정에서 예열된 금형 내에 부착되지 않고 남게 되는 파우더의 양을 현저히 감소시켜 별도의 세정 없이도, 장기간 계속하여 상기 공법에 의해 성형품의 표면 특성을 우수하게 구현해 낼 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 파우더슬러쉬몰딩용 파우더의 제조 방법의 공정 흐름도를 개략적으로 나타낸다.
상기 제조 방법은 예를 들어, 용융 스프레이법을 이용하여 수행될 수 있다.
그에 따라 먼저, 열가소성 수지를 분사 노즐을 포함한 압출기에 투입한 뒤 용융 열가소성 수지 분사액을 형성하는 단계 (S1); 및 상기 용융 열가소성 수지 분사액을 용융 스프레이법에 의해 분사하면서 동시에 냉각시켜 구형의 열가소성 수지 입자를 얻는 단계 (S2);를 포함하는 상기 제조 방법을 수행함으로써 상기 식 1에 의해 정의되는 입도편차(D)가 예를 들어, 0% 내지 약 300%인 파우더슬러쉬몰딩용 파우더를 제조할 수 있고, 또한 상기 식 1에 의해 정의되는 입도편차(D)가 구체적으로 0% 내지 약 200%인 파우더슬러쉬몰딩용 파우더를 제조할 수 있다.
상기 용융 열가소성 수지 분사액은 예를 들어, 펠렛 또는 분말 형태의 열가소성 수지를 분사 노즐을 구비한 압출기에 투입하고, 고온의 분사 노즐에서 펠렛 또는 분말 형태의 열가소성 수지를 용융시켜 형성할 수 있다.
또한, 구체적으로, 상기 펠렛 또는 분말 형태의 열가소성 수지를 상기 압출기에 투입한 뒤 분사 노즐로 이동시켜 상기 분사 노즐에서 가온되어 상기 용융 열가소성 수지 분사액이 형성될 수 있다.
상기 열가소성 수지 입자는 예를 들어, PVC, TPO 또는 TPU를 포함하는 열가소성 수지를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, TPO 또는 TPU를 포함하는 열가소성 수지 입자를 사용하여 친환경성을 구현할 수 있다.
상기 분사 노즐의 온도는 상기 열가소성 수지가 용융되는 온도 범위 내에 있어야 하므로, 예를 들어 약 200℃ 내지 약 300℃일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체적으로, PVC를 사용하는 경우 예를 들어, 약 200℃ 내지 약 250℃일 수 있고, TPO를 사용하는 경우 예를 들어, 약 250℃ 내지 약 300℃일 수 있으며, TPU를 사용하는 경우 예를 들어, 약 250℃ 내지 약 300℃일 수 있다.
상기 분사 노즐의 압력은 예를 들어, 약 10psi 내지 약 1000psi로 하여 수행할 수 있다. 상기 분사 노즐의 압력을 상기 압력 범위 내로 함으로써 상기 용융 열가소성 수지 분사액을 미세한 크기의 구형의 액적 형태로 용이하게 분사시킬 수 있다.
상기 용융된 열가소성 수지의 점도를 조절하기 위해서, 분사 노즐의 온도를 조절하거나, 상기 압출기에 첨가제 등을 더 첨가하여 상기 열가소성 수지와 상기 첨가제 등이 함께 컴파운딩되도록 하거나, 상기 압출기에 투입되는 펠렛 형태의 열가소성 수지에 CO2 등과 같은 가스를 주입하는 방법 등이 있다.
구체적으로, 상기 첨가제는 예를 들어, 활제, 가소제, 광안정제, 고내열 안정제, 산화방지제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 용융 열가소성 수지 분사액의 점도는 예를 들어, 약 250℃에서 약 1500cp 내지 약 2000cp일 수 있다. 상기 범위 내의 점도로 열가소성 수지 분사액을 형성하여 상기 열가소성 수지 입자를 적절한 마이크로 크기의 구형 입자로서 용이하게 형성할 수 있다.
상기 용융 열가소성 수지 분사액을 용융 스프레이법에 의해 분사하면서 동시에 냉각시켜 구형의 열가소성 수지 입자를 얻을 수 있다.
구체적으로, 상기 용융 열가소성 수지 분사액이 고온의 마이크로 크기의 액적 형태로 분사되고, 또한 상기 분사는 쿨링 챔버 내에서 이루어지므로 분사와 동시에 상기 액적이 냉각됨으로써 마이크로 크기의 열가소성 수지 입자를 더욱 균일한 크기로 형성할 수 있다. 이와 같이, 상기 제조방법은 형성되는 입자의 크기 조절이 매우 용이하여 제조된 입자 크기의 분포를 더욱 균일하게 조절할 수 있다.
또한, 상기 분사 노즐에 공기를 주입하고 상기 용융 열가소성 수지 분사액과 상기 공기를 상기 분사 노즐의 내부 또는 외부에서 혼합하여 상기 용융 열가소성 수지 분사액을 액적 형태로 분사시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 분사 노즐에 공기를 주입하여 상기 용융 열가소성 수지 분사액이 상기 공기와 상기 분사 노즐의 내부에서 혼합되는 내부 혼합방식에 의해 상기 용융 열가소성 수지 분사액이 액적 형태로 상기 공기와 함께 토출될 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 분사 노즐이 액체 분사구 및 기체 분사구를 별개로 포함하고, 상기 액체 분사구 및 상기 기체 분사구가 서로 경사를 이루어 마주보게 배치되어, 상기 액체 분사구에서 토출되는 상기 용융 열가소성 수지 분사액과 상기 기체 분사구에서 토출되는 공기가 상기 분사 노즐의 외부에서 혼합되는 외부 혼합방식에 의해 상기 용융 열가소성 수지 분사액이 액적 형태로 분사될 수 있다.
상기 분사 노즐에 주입되는 공기의 온도와 압력 및 속도를 조절하여 토출되는 용융 열가소성 수지 분사액의 액적의 크기 및 형상을 용이하게 조절할 수 있고, 그에 따라 최종적으로 형성하고자 하는 열가소성 수지 입자의 크기를 원하는 범위 내로 안정적으로 제어할 수 있다.
상기 분사 노즐에 주입되는 공기의 온도는 예를 들어, 약 300℃ 내지 약 500℃일 수 있고, 주입되는 공기의 압력은 예를 들어, 약 500psi 내지 약 1000psi일 수 있고, 공기의 주입 속도는 예를 들어, 약 10m/s 내지 약 50m/s일 수 있다.
상기 각각의 범위 내에서 상기 주입되는 공기의 온도, 압력 및 주입 속도로 수행함으로써 상기 열가소성 수지 입자들의 평균 입도가 예를 들어, 약 100㎛ 내지 약 300㎛로 형성될 수 있다. 상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더는 상기 평균 입도 범위 내의 입자들을 포함함으로써 파우더슬러쉬몰딩용 공법에 적합한 분체 흐름성을 가지므로 상기 공법에 의해 제조된 성형품이 더욱 우수한 표면 특성을 구현할 수 있다. 상기 평균 입도는 본 발명의 일 구현예에서 정의된 바와 같다.
상기 분사 노즐의 직경은 예를 들어, 약 0.5mm 내지 약 3mm일 수 있다. 상기 범위 내의 직경을 갖는 분사 노즐을 이용함으로써 상기 열가소성 수지 입자를 원하는 범위 내의 적절한 마이크로(micro) 크기의 구형 입자로서 용이하게 제어할 수 있다.
또한, 상기 제조방법은 선택적으로, 상기 분사 노즐에 전압을 인가하여 용융 전기 스프레이법으로 수행할 수 있다.
상기 용융 스프레이법은, 예를 들어, 약 2,000 V 내지 약 50,000 V 의 전압을 상기 분사 노즐에 인가하여 용융 전기 스프레이법으로 수행될 수 있다. 상기 범위 내의 전압을 인가함으로써 작은 입도의 열가소성 수지 입자를 더욱 용이하게 형성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더를 이용하여 제조된 표면층을 포함하는 자동차용 크래쉬패드(crash pad)를 제공한다.
대쉬패널(Instrument Panel)이라고도 불리는 상기 크래쉬패드는 자동차용 내장 부품 중 하나로서, 운전석의 전면 유리 하단에 부착되어 속도계, 연료계 등의 계기판과 라디오, 수납공간 등을 포함한다. 상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더는 본 발명의 일 구현예에서 전술한 바와 같다.
상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더는 더욱 우수한 입도 균일성 및 분체 흐름성을 구현하므로 상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더를 이용하여 제조된 표면층을 포함하는 자동차용 크래쉬패드는 원료 손실을 현저히 감소시키고 제조 공정을 단순화시켜 우수한 경제성을 구현할 수 있다. 또한, 동시에 다양한 디자인의 표면층, 특히 복잡하고 굴곡이 많은 표면층을 갖는 자동차용 크래쉬패드의 경우 표면 불량 문제를 현저히 제거시킬 수 있어 우수한 표면 특성을 갖는 외관을 다양한 형상으로 구현할 수 있다.
상기 크래쉬패드는 예를 들어, 코어층, 발포폼층, 표면층을 순차적으로 포함할 수 있고, 이 분야에서 공지된 방법에 의해 순차적으로 적층되어 형성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 코어층은 예를 들어, 폴리프로필렌 소재로 형성될 수 있고, 사출 성형 방법으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고 이 기술분야에서 공지된 방법에 의해 다양하게 제조될 수 있다.
상기 발포폼층은 예를 들어, 폴리우레탄 폼으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 이 기술분야에서 공지된 방법에 의해 다양하게 제조될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
실시예 1
펠렛 형태의 TPU 수지를 압출기(Brabender® Extruder 19/25D)에 투입한 뒤 분사 노즐로 이동시켜 용융 열가소성 수지 분사액을 형성하고, 이어서, 상기 용융 열가소성 수지 분사액을 용융 스프레이법에 의해 분사하면서 동시에 냉각시켜 얻은 구형의 열가소성 수지 입자를 사용하여 파우더슬러쉬몰딩용 파우더를 제조하였다.
상기 용융 전기 스프레이법 수행시, 분사 노즐의 온도가 250℃, 분사 노즐의 압력이 500psi이고, 분사 노즐의 직경이 1mm이고, 분사 노즐에 20,000V의 전압을 인가하였으며, 용융 열가소성 수지 분사액의 점도가 250℃에서 1800cp였다.
상기 분사 노즐에 주입되는 공기의 온도는 400℃, 압력은 400psi, 30m/s였고, 상기 용융 열가소성 수지 분사액 및 상기 공기가 외부에서 혼합되는 외부 혼합방식에 의해 상기 용융 열가소성 수지 분사액이 액적 형태로 분사되었다.
평가
<평균 입도>
실시예 1의 파우더슬러쉬몰딩용 파우더의 입도분석을 실시한 결과, 상기 열가소성 수지 입자의 평균 입도는 162.3㎛였고, 그에 따른 그래프를 도 1에 나타내었다. 상기 평균 입도는 상기 열가소성 수지 입자 각각의 입도를 분석하고, 작은 입도의 열가소성 수지 입자부터 부피를 누적하여, 총 부피의 50%에 해당하는 열가소성 수지 입자의 입도(D50)로서 측정되었다.
측정 방법: 입도 분석기(particle size analyzer, Microtrac S3500)를 사용하여 측정하였다. 측정 시료 50mg, 에탄올 용매 50ml, 유량(Flow Rate) 60%, 초음파 출력(Ultrasonic Power) 40W로 3분 동안 적용.
<입도 편차>
상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더의 상기 평균 입도 분석에 따라 측정된 열가소성 수지 입자들의 입도 중에서 최소 입도는 100㎛였고, 최대 입도는 400㎛였으며, 그에 따라 전술한 식 1에 의해 정의되는 입도 편차(D)는 0% 내지 300%였다.
<입자 형상 분석>
실시예 1의 파우더슬러쉬몰딩용 파우더를 편광 현미경으로 관찰하였고, 상기 편광 현미경에 의한 이미지 사진을 도 2에 나타내었다.
측정 방법: 편광현미경(Leica, DM2500M)을 사용하여 200배 배율로 관찰하였다.
실시예 1의 파우더슬러쉬몰딩용 파우더의 입도 분석에 따른 도 1의 그래프 및 상기 입도 편차(D)를 통해 입도 균일성이 매우 우수함을 확인할 수 있다. 또한, 도 2의 편광 현미경 이미지 사진을 통해 상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더에 포함된 각각의 열가소성 수지 입자가 미세한 크기의 구형 입자로 형성되었음을 확인할 수 있다.
이와 같이, 실시예 1의 파우더슬러쉬몰딩용 파우더는 입도 균일성이 현저히 향상됨과 동시에 구형의 형상으로 형성되어 분체 흐름성이 더욱 향상됨으로써 우수한 표면 특성 및 경제성을 구현할 것을 명확히 예상할 수 있다.

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 분사 노즐을 포함한 압출기(extruder)에 열가소성 수지를 투입한 뒤 상기 열가소성 수지를 분사 노즐로 이동시켜 상기 분사 노즐을 200℃ 내지 300℃의 온도로 가온시켜 용융 열가소성 수지 분사액을 형성하는 단계; 및
    상기 용융 열가소성 수지 분사액의 점도는 1500cP 내지 2000cP이며, 상기 용융 열가소성 수지 분사액을 용융 스프레이법에 의해 분사하면서 동시에 냉각시켜 구형의 열가소성 수지 입자를 얻는 단계;를 포함하고,
    상기 분사 노즐에 공기를 주입하고,
    상기 분사 노즐에 주입되는 공기의 온도가 300℃ 내지 500℃이며, 압력이 500psi 내지 1000psi이고, 주입 속도가 10m/s 내지 50m/s인 파우더슬러쉬몰딩(powder slush molding, PMS)용 파우더의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 파우더슬러쉬몰딩용 파우더는 하기 식 1에 의해 정의되는 입도편차(D)가 0% 내지 300%인 파우더슬러쉬몰딩용 파우더의 제조방법:
    [식 1]
    입도편차(D) = (d1-d2)/d2 X 100
    상기 식 1에서, 상기 d1 및 상기 d2는 상기 열가소성 수지 입자 중에서 임의로 선택된 2개의 입자의 각각의 직경을 의미하고, d1>d2의 관계를 만족한다.
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서,
    펠렛 형상의 열가소성 수지 또는 분말 상의 열가소성 수지를 상기 압출기에 투입하는
    파우더슬러쉬몰딩용 파우더의 제조방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 용융 열가소성 수지 분사액이 상기 공기와 상기 분사 노즐의 내부에서 혼합되는 내부 혼합방식에 의해 상기 용융 열가소성 수지 분사액이 액적 형태로 상기 공기와 함께 토출되거나, 또는 상기 용융 열가소성 수지 분사액이 상기 분사 노즐에서 토출되면서 상기 공기와 상기 분사 노즐의 외부에서 혼합되는 외부 혼합방식에 의해 상기 용융 열가소성 수지 분사액이 액적 형태로 분사되는
    파우더슬러쉬몰딩용 파우더의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 제5항에 있어서,
    상기 분사 노즐의 압력이 10psi 내지 1,000psi인
    파우더슬러쉬몰딩용 파우더의 제조방법.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 분사 노즐의 직경이 0.5mm내지 3mm인
    파우더슬러쉬몰딩용 파우더의 제조방법.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 용융 열가소성 수지 분사액은 활제, 가소제, 광안정제, 고내열 안정제, 산화방지제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 첨가제를 더 포함하는
    파우더슬러쉬몰딩용 파우더의 제조방법.
  14. 제5항에 있어서,
    상기 분사 노즐에 2,000V 내지 50,000V의 전압을 인가하여 용융 전기스프레이법을 수행하는
    파우더슬러쉬몰딩용 파우더의 제조방법.
  15. 제5항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 입자는 PVC, TPO 또는 TPU를 포함하는 열가소성 수지를 포함하는
    파우더슬러쉬몰딩용 파우더의 제조방법.
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