KR101821362B1 - 자동차 내장재용 조성물 및 이를 이용한 자동차 내장재용 적층체 - Google Patents

자동차 내장재용 조성물 및 이를 이용한 자동차 내장재용 적층체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 내장재용 조성물 및 이를 이용한 자동차 내장재용 적층체에 관한 발명으로, 기존의 진공성형 방법에 의해 적층체를 제조하던 것에 비하여 생산성을 더욱 향상시키는 자동차 내장재용 조성물 및 이를 이용한 자동차 내장재용 적층체에 관한 발명이다.

Description

자동차 내장재용 조성물 및 이를 이용한 자동차 내장재용 적층체{COMPOSITION FOR CAR INTERIOR AND MANUFACTURING METHOD LAMINATED STRUCTURE FOR CAR INTERIOR USING THEREOF}
본 발명은 자동차 내장재용 조성물 및 이를 이용한 자동차 내장재용 적층체에 관한 발명으로, 기존의 진공성형 방법에 의해 적층체를 제조하던 것에 비하여 생산성을 더욱 향상시키는 자동차 내장재용 조성물 및 이를 이용한 자동차 내장재용 적층체에 관한 발명이다.
자동차의 도어트림, 필러, 트렁크매트, 패키지트림, 헤드라이너 등에 적용되는 자동차 내장재용 적층체는 자동차 승차 시에 쾌적성을 좌우하는 중요 부품이다. 이러한 자동차 내장재용 적층체는 기재층과, 상기 기재층의 상부에 형성되는 표피층을 포함하는 것이 일반적이며, 상기 표피층은 직물 등의 외피층 및 외피층을 지지하는 연질의 폼층으로 이루어지고 있다. 상기 기재층 및 표피층에 적용되는 재료들은 다양할 수 있으며, 적용되는 재료들의 물성에 따라 자동차 내장재용 적층체에 다양한 효과가 구현될 수 있다.
상기 기재층으로 고강도의 물성을 발현하기 위하여 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 폴리염화비닐 등이 사용되기도 한다.
또한, 상기 외피층은 부직포, 직물, 또는 열가소성 수지로 제조되고, 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 열가소성 폴리우레탄 또는 에틸렌비닐아세테이트 등이 사용되며, 상기 연질의 폼층은 폴리우레탄 폼, 폴리프로필렌 폼 등이 사용된다.
상기와 같은 자동차 내장재용 적층체를 제조하기 위한 방법은 다양할 수 있으나, 일반적으로 많이 사용되는 방법으로는 사출 성형 공법이 있다.
구체적으로, 종래 자동차 내장재용 적층체를 제조하기 위한 공정을 개략적으로 설명하면, 우선 표피층을 예열한 뒤에 진공 성형을 통하여 엠보 무늬가 전사된 표피층을 형성하고, 상기 표피층과는 별도로 기재층을 사출 성형하여 형성한다. 다음으로, 상기 표피층과 기재층을 접착제를 사용하여 부착한 후에 피어싱 공정을 거쳐 제품을 취출한다. 그러나 이와 같은 공법에서는 표피층 및 기재층을 접착시키는 공정이 별도로 추가되므로 공정시간이 증가되는 문제가 있었으며, 표피층 및 기재층을 접착시키는 데에 사용되는 접착제로 인해 작업자가 휘발성유기화합물에 노출되는 문제가 있고, 진공 성형용 금형에 작업자가 수작업으로 표피층과 기재층을 위치시키므로 생산성이 매우 저하되는 문제가 있었다.
따라서 상술한 문제점을 해결하기 위하여 동시 사출 성형 공법이 제시되었다. 상기 동시 사출 성형 공법은 상금형과 하금형을 이용하여 기재층을 성형함과 동시에 표피층과 접착시키는 것으로, 이에 대하여 개략적으로 설명하면, 우선 금형 사이에 표피층을 배치하고, 하금형에는 기재층을 형성하기 위한 기재 액상수지를 저압 및 고압으로 주입한다. 다음으로 상금형 및 하금형을 형합시켜 가압함으로써, 자동차 내장재용 적층체를 제조한다. 이와 같은 동시 사출 성형 공법은 별도의 접착 공정 및 접착제가 요구되지 않으므로, 공정시간을 단축할 뿐만 아니라 친환경적이라는 장점이 있다.
그러나 상금형에 의해 눌린 표피층의 저면 폼층이 고온의 기재 액상수지와 접촉되면서, 상기 폼층이 열에 의해 손상되는 문제점이 발생하였다. 따라서, 취출된 제품에 있어 표피층 저면 폼층의 두께가 균일하지 않을 뿐만 아니라, 코너 부위 표피층의 외피층이 늘어나게 되어 모서리 부위에 주름이 많이 생기고 폼층의 두께 감소 및 쿠션감 감소 등의 문제가 있었다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 표피층 및 기재층 사이에 별도의 기재보호층을 배치하는 방법이 있으나, 이는 별도의 공정이 추가되고 공정 비용 상승 등의 문제가 있었다.
본 발명은 자동차 내장재용 적층체, 보다 구체적으로 천장재로 사용되는 내장재에서 직물 등의 외피층 및 외피층을 지지하는 연질의 폼층이 적층된 표피층과 인장강도 등의 기계적인 물성이 우수한 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 수지를 사용한 기재층을 적층하는 새로운 방법 및 이에 사용되는 기재층용 조성물을 제공하는데 목적이 있다.
보다 구체적으로 상기 기재층에 폴리우레탄 접착제를 포함하는 마스터배치 조성물을 혼합하여 시트로 제조함으로써 별도의 접착제를 도포하는 과정이 없이도 기재층과 표피층을 접착시키는데 목적이 있다.
또한, 진공성형과 같이 각각의 시트를 옮기고 성형 후 금형에서 꺼내는 등의 번거로운 공정이 필요 없이 상기 기재층을 압출하는 공정에서 상기 표피층을 적층함으로써 생산성을 더욱 향상시키는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 연구한 결과, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 기재층에 우레탄 접착제를 포함하는 마스터배치 조성물을 혼합하여 시트로 제조함으로써 별도의 접착제를 도포하는 과정이 없이도 기재층과 표피층을 접착시킬 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리올레핀계 수지 및 폴리우레탄 접착제를 포함하는 마스터배치 조성물과, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)를 포함하는 자동차 내장재용 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 자동차 내장재용 조성물을 용융압출하여 시트 형태로 제조한 자동차 내장재용 기재층에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 기재층과 발포폼 및 외피층이 순차적으로 적층된 자동차 내장재용 적층체에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 a) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리올레핀계 수지 및 폴리우레탄 접착제를 포함하는 마스터배치 조성물을 제조하는 단계;
b) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)과 상기 마스터배치 조성물을 압출기에서 용융혼련 후 티다이를 통해 압출하여 기재층을 제조하는 단계; 및
c) 상기 압출된 기재층에 발포폼 및 외피층이 적층된 표피층을 공급하여 상기 기재층과 발포폼이 적층되도록 한 후, 제 1 가이드롤러로 이송하여 적층체를 제조하는 단계;
를 포함하는 자동차 내장재용 적층체의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자동차 내장재용 조성물을 압출하여 기재층을 제조하고, 압출과 동시에 발포폼 및 외피층이 적층된 표피층을 공급하여 일체화시킴으로써 기존의 진공성형 등의 제조방법에 비하여 일일 생산량을 10배 이상 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 자동차 내장재용 조성물을 사용하는 경우, 기재층인 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)과 폼층인 폴리프로필렌 발포폼 층간의 접착성이 우수하며, 발포폼의 형태나 물성에 영향이 없이 안전하게 접착시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 자동차 내장재용 조성물을 이용하여 제조된 기재층은 인장강도, 충격강도가 우수하며, 열변형온도가 높아 기계적인 물성이 우수한 내장재를 제공할 수 있다.
이하 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
본 발명의 일 양태는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리올레핀계 수지 및 폴리우레탄 접착제를 포함하는 마스터배치 조성물과, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)를 포함하는 자동차 내장재용 조성물이다.
본 발명의 일 양태에서 상기 자동차 내장재용 조성물은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 마스터배치 조성물을 10 ~ 20 중량부로 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서 상기 마스터배치 조성물은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 15 ~ 30 중량%, 폴리올레핀계 수지 70 ~ 85 중량%를 혼합한 수지 혼합물 100 중량부에 대하여, 폴리우레탄 접착제 0.1 ~ 1.0 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태는 자동차 내장재용 조성물을 용융압출하여 시트 형태로 제조한 자동차 내장재용 기재층에 관한 것이다.
본 발명의 자동차 내장재용 기재층은 한층 또는 두층 이상이 적층된 것일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 기재층과 발포폼 및 외피층이 순차적으로 적층된 자동차 내장재용 적층체에 관한 것이다.
본 발명의 자동차 내장재용 적층체의 일 양태에서 상기 발포폼은 융점이 180 ℃이상인 폴리프로필렌 발포폼인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 양태는 자동차 내장재용 적층체의 제조방법에 관한 것으로,
a) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리올레핀계 수지 및 폴리우레탄 접착제를 포함하는 마스터배치 조성물을 제조하는 단계;
b) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)과 상기 마스터배치 조성물을 압출기에서 용융혼련 후 티다이를 통해 압출하여 기재층을 제조하는 단계; 및
c) 상기 압출된 기재층에 발포폼 및 외피층이 적층된 표피층을 공급하여 상기 기재층과 발포폼이 적층되도록 한 후, 제 1 가이드롤러로 이송하여 적층체를 제조하는 단계;
를 포함한다.
본 발명의 자동차 내장재용 적층체의 제조방법의 일 양태에서 상기 제 1 가이드롤러의 후단에, 한 개 또는 두 개 이상의 가이드롤러를 더 구비하는 것일 수 있다.
또한 본 발명의 자동차 내장재용 적층체의 제조방법의 일 양태에서 상기 b)단계에서 기재층의 압출온도는 170 ~ 240 ℃인 것일 수 있다.
또한 본 발명의 자동차 내장재용 적층체의 제조방법의 일 양태에서 상기 c)단계에서 발포폼은 융점이 180 ℃이상인 폴리프로필렌 발포폼인 것일 수 있다.
또한 본 발명의 자동차 내장재용 적층체의 제조방법의 일 양태에서 상기 c)단계에서 제 1 가이드롤러의 온도는 40 ~ 50 ℃인 것일 수 있다.
또한 본 발명의 자동차 내장재용 적층체의 제조방법의 일 양태에서 상기 b)단계에서 기재층은 한층 또는 두층 이상이 적층되도록 공압출하는 것일 수 있다.
이하는 본 발명의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
<자동차 내장재용 조성물>
본 발명의 일 양태에서 자동차 내장재용 조성물은 기재층으로 사용되기 위한 조성물로서, 상기 자동차 내장재는 천장재를 포함하는 것일 수 있다.
보다 구체적으로 기재층으로 사용하기 위한 자동차 내장재용 조성물은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리올레핀계 수지 및 폴리우레탄 접착제를 포함하는 마스터배치 조성물과, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)를 포함한다.
본 발명은 상기 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)에 마스터배치 조성물을 혼합하여 시트로 압출함으로써, 별도의 접착제를 도포하는 과정 없이도 표피층의 발포폼과 접착이 가능함을 발견하게 되어 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 일 양태에서 상기 자동차 내장재용 조성물은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 마스터배치 조성물을 10 ~ 20 중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 이에 제한되는 것은 아니다. 마스터배치 조성물의 함량이 10 ~ 20 중량부인 범위에서 접착성이 우수한 물성을 발현할 수 있으며, 마스터배치 조성물의 함량이 너무 높은 경우는 마스터배치 내의 폴리우레탄 접착제가 표면으로 유출되어 오염을 일으킬 수 있으므로 상기 범위를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 마스터배치 조성물은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 15 ~ 30 중량%, 폴리올레핀계 수지 70 ~ 85 중량%를 혼합한 수지 혼합물 100 중량부에 대하여, 폴리우레탄 접착제 0.1 ~ 1.0 중량부를 포함하는 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)은 충격강도 및 기계적 강도를 유지하며, 열변형이 적고, 내한성이 우수하며, 성형 후 성형품의 외관을 고르게 하기 위하여 사용되는 것으로, 본 발명에서는 상기 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌을 주성분으로 사용한다. 또한, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)은 진공성형뿐만 아니라 압출성형에도 성형성이 우수하며, 압출성형 시 발포폼과의 접착이 가능하므로 본 발명은 기재층으로 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)을 사용한다.
본 발명의 마스터배치 조성물의 일 양태에서, 상기 폴리올레핀계 수지는 자동차 내장재용 적층체 제조 시, 발포폼과의 접착성을 더욱 향상시키기 위하여 사용되는 것으로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등을 포함하나, 더욱 좋게는 내열성이 더욱 우수하며 폴리프로필렌 발포폼과의 접착력을 더욱 향상시키기 위한 관점에서 폴리프로필렌 수지인 것일 수 있다.
본 발명의 마스터배치 조성물의 일 양태에서, 상기 폴리우레탄 접착제는 자동차 내장재용 적층체 제조 시, 발포폼과의 접착성을 더욱 향상시키기 위하여 사용되는 것으로 통상적으로 자동차 내장재 제조 시 각 층간의 접착력을 발현하기 위하여 사용되는 액상의 접착제라면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 구입이 용이하고 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)과 발포폼 간의 접착력이 우수한 관점에서 액상 폴리우레탄 접착제를 사용하는 것이 좋다. 상기 마스터배치 내 폴리우레탄 접착제의 함량이 너무 높으면 기재층 압출 시 접착제가 표면으로 유출되어 오염을 일으킬 수 있으므로, 수지 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 1.0 중량부로 사용하는 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 마스터배치 조성물의 일 양태에서, 필요에 따라 상기 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌의 내열성 및 냉한성을 더욱 향상시키고, 충격강도를 더욱 향상시키기 위하여 열가소성폴리우레탄 엘라스토머를 상기 수지 혼합물 100 중량부에 대하여, 1 ~ 10 중량부로 더 포함하는 것일 수 있으며, 상기 열가소성폴리우레탄 엘라스토머와 혼합하여 사용함으로써 충격강도 및 냉한에 대한 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 열가소성폴리우레탄 엘라스토머(Thermoplastic Polyurethane Elastomer; TPU)는 일반적으로 분자구조 내에 우레탄기(-NHCOO-)를 가지고 있는 열가소성 고탄성체로서, 소프트세그먼트(무정형 또는 고무상영역)를 구성하는 폴리올과 하드세그먼트(결정상 영역)를 구성하는 글리콜 및 디이소시아네이트의 3성분 조합에 의해 이루어지는 블록공중합체이며, 분자 내에 수소 결합 및 강한 전기음성도 때문에 극성이 매우 큰 폴리머이다. 이러한 고분자 내부의 강한 결합력 때문에 높은 탄성력을 가지며 내유성, 내용제성, 내마모성, 인열강도, 내한성이 우수하다. 폴리이서(Poly Ether) 또는 폴리에스터(poly ester) 베이스의 TPU가 좋으나 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체와 브렌드 시 내수성에 문제가 없고 우레탄기(-NHCOO-)자체의 우수한 특성 때문에 폴리에스터 베이스의 TPU가 경제성 측면에서 적합하다. 또한 경도의 경우 Shore A 경도 60~80이 바람직하다. 경도가 상기 범위를 벗어나는 경우 고분자의 결정상(Crystalline) 영역의 비율이 높아 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 고중합체와 상용성이 떨어지고 두 수지간의 가공 온도 차이에 의해 가공 시 상용성이 저하될 수 있다.
본 발명의 마스터배치 조성물의 일 양태에서, 필요에 따라 성형품의 외관, 신율특성, 내한충격특성을 더욱더 향상시키고, 기재층을 두 층 이상으로 공압출 시 각 층의 접착성을 더욱 향상시키기 위하여 이오노머를 상기 수지 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 3 중량부로 더 포함할 수 있다. 상기 이오노머는 에틸렌 아크릴산 또는 에틸렌 메타크릴산의 공중합체 또는 3원 공중합체의 카르본산기의 일부가 금속 양이온으로 치환된 것을 의미하며, 본 발명에서 사용하는 바람직한 이오노머로는 에틸렌과 같은 올레핀 공중합체(olefin copolymer)와 아연(Zn), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg) 혹은 리튬(Li) 등의 금속이온이 중화된 카르복실릭 산의 10 ∼ 90 중량%를 함유하고 있고, 아크릴(acryl) 혹은 메타크릴(methacryl)산과 같은 불포화 카르복실산 그룹의 35 ∼ 65 중량%를 차지하는 메타크릴(methacryl)산의 17 ∼ 20 중량부의 공중합체(copolymer)또는 3원 공중합체(terpolymer)를 사용한다. 상업적으로 나온 나트륨에 의하여 중화된 등급(grade)으로는 SURLYN 8140이 있고, 아연에 의해 중화된 등급으로는 SURLYN 9910 등이 있으며, 이들에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 마스터배치 조성물의 일 양태에서, 필요에 따라 내충격성 및 성형성을 더욱 향상시키기 위하여 판상형 무기충전제를 상기 수지 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 10 중량부로 더 포함할 수 있다. 상기 판상형 무기충전제는 구체적으로 예를 들면, 크리스탈 그라파이트, 운모, 탄산칼슘, 탈크, 버미큘라이트, 하이드로탈사이트 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 입자크기가 0.1∼20㎛, 층간 간격이 0.1∼10nm, 두께(d)에 대한 평면폭(l)의 비를 나타낸 아스펙트비(aspect ratio, l/d)가 5 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.
이밖에도 본 발명의 마스터배치 조성물은 필요에 따라 통상적으로 사용되는 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면, 산화방지제, 활제, 대전방지제, 자외선 안정화제 등이 있으며, 이는 적정 함량 범위 내에서 첨가할 수 있다.
상기 산화방지제로는 페놀계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제 및 벤조트리아졸 등이 사용될 수 있고, 바람직한 함량은 상기 수지 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.2 ∼ 0.5 중량부를 사용할 수 있다.
상기 활제는 스테아르산, 스테아릴 알콜, 스테아레이트 등을 사용할 수 있으며, 바람직한 함량은 상기 수지 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부를 사용할 수 있다.
<자동차 내장재용 기재층>
본 발명의 자동차 내장재용 기재층의 일 양태는 상기 마스터배치 조성물과, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)을 포함하는 자동차 내장재용 조성물을 용융압출하여 시트 형태로 제조한 것일 수 있다.
상기 기재층의 두께는 제한되는 것은 아니나 1 ~ 5 cm인 것일 수 있으며, 통상적으로 자동차의 내장재로 사용되는 두께 범위에서 변경가능하다.
또한 본 발명의 자동차 내장재용 기재층의 일 양태는 한층으로 압출된 것일 수 있으며, 또는 두층 이상이 공압출된 것일 수 있다.
이때 상기 공압출되는 각 층은 서로 동일 또는 상이한 조성물로 이루어진 것일 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 상기 기재층의 공압출 시 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리올레핀계 수지 및 폴리우레탄 접착제를 포함하는 마스터배치 조성물과, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)를 포함하는 자동차 내장재용 조성물로 이루어진 제 1층과, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)를 포함하는 제 2층이 공압출되는 것일 수 있다.
또는 A층/B층/A층과 같이 3층이 공압출 된 것일 수 있으며, 이때 B층은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)를 포함하고, A층은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리올레핀계 수지 및 폴리우레탄 접착제를 포함하는 마스터배치 조성물과, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)를 포함하는 자동차 내장재용 조성물로 이루어진 것일 수 있다.
즉, 표층에 상기 자동차 내장재용 조성물로 이루어지도록 함으로써 자동차 내장재용 적층체 제조 시 발포폼과의 접착성을 더욱 향상시키는 것이 바람직하다.
<자동차 내장재용 적층체>
본 발명의 자동차 내장재용 적층체의 일 양태는 상기 자동차 내장재용 기재층과 발포폼 및 외피층이 순차적으로 적층된 것일 수 있다.
상기 발포폼은 충격을 흡수하고, 흡음 및 차음 기능을 달성하기 위하여 사용되는 것으로 폴리우레탄 발포폼, 폴리프로필렌 발포폼 등이 사용될 수 있으나, 본 발명의 자동차 내장재용 적층체의 제조공정 상 압출되어 나오는 기재층의 고온에서도 녹아내리지 않고 형태를 유지하기 위한 관점에서 폴리프로필렌 발포폼인 것이 바람직하다. 더욱 좋게는 170 ~ 240 ℃에서 압출되어 나오는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 기재층과 적층 시 상기 압출온도범위에서 녹아내리지 않고 그 형태를 유지하기 위한 관점에서 융점이 180 ℃이상, 구체적으로 180 ~ 200 ℃인 폴리프로필렌 발포폼인 것이 좋다. 상기 발포폼의 두께는 제한되는 것은 아니나 0.5 ~ 3 cm인 것일 수 있다.
상기 외피층은 외부에 노출되어 인테리어 역할을 하는 것으로 부직포, 직물, 또는 열가소성 수지 시트 등으로 이루어진 것일 수 있으며, 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 열가소성 폴리우레탄 또는 에틸렌비닐아세테이트 등이 사용될 수 있다. 상기 열가소성 수지 시트로 이루어진 경우 엠보 등의 무늬가 각인된 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 외피층의 두께는 제한되는 것은 아니나 0.1 ~ 1.0 cm인 것일 수 있다.
<자동차 내장재용 적층체의 제조방법>
본 발명의 자동차 내장재용 적층체의 제조방법은 a) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리올레핀계 수지 및 폴리우레탄 접착제를 포함하는 마스터배치 조성물을 제조하는 단계;
b) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)과 상기 마스터배치 조성물을 압출기에서 용융혼련 후 티다이를 통해 압출하여 기재층을 제조하는 단계; 및
c) 상기 압출된 기재층에 발포폼 및 연질의 외피층이 적층된 표피층을 공급하여 상기 기재층과 발포폼이 적층되도록 한 후, 제 1 가이드롤러로 이송하여 적층체를 제조하는 단계;
를 포함하는 것일 수 있다.
상기 a) 단계에서, 마스터배치 조성물의 제조 시 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 15 ~ 30 중량%, 폴리올레핀계 수지 70 ~ 85 중량%를 혼합한 수지 혼합물 100 중량부에 대하여, 폴리우레탄 접착제 0.1 ~ 1.0 중량부를 포함하는 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 마스터배치 조성물은 반바리 믹서 등을 이용하여 각 성분들이 고르게 혼합되도록 혼련하는 것일 수 있다.
상기 b)단계에서, 상기 기재층의 압출 온도는 170 ~ 240 ℃인 것일 수 있으며, 상기 기재층은 앞서 설명한 바와 같이 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)과 상기 마스터배치 조성물을 포함하여 한 층으로 압출되거나, 또는 두 층 이상이 적층되도록 공압출되는 것일 수 있다. 또한 공압출 시 각 층은 서로 동일 또는 상이한 조성으로 이루어진 것일 수 있으며, 바람직하게는 표층에 상기 마스터배치 조성물을 포함하도록 함으로써 발포폼과의 접착성을 더욱 향상시키는 것이 바람직하다.
상기 c)단계에서, 티다이를 통해 압출되는 기재층에 발포폼 및 외피층이 적층된 표피층을 공급하여 적층을 시키며, 이때 상기 기재층과 발포폼이 서로 마주하여 적층되도록 한다. 더욱 구체적으로 티다이를 통해 압출되는 기재층이 냉각되기 전에, 보다 구체적으로 압출온도와 유사한 범위로 유지되는 범위에서 상기 표피층을 적층시키며, 이때 기재층의 고온조건 및 기재층에 포함되는 마스터배치 조성물에 의해 기재층과 발포폼 간에 접착력이 우수한 적층체를 제조할 수 있다.
다음으로 제 1 가이드 롤러를 지나면서 더욱 단단하게 결합된 적층체를 제조할 수 있으며, 필요에 따라 제 2 가이드롤러, 제 3 가이드롤러와 같이 다수개의 가이드롤러를 구비할 수 있다. 이때 각 가이드롤러의 온도는 접착성을 더욱 향상시키기 위한 관점에서 제 1 가이드롤러의 온도가 40 ~ 50 ℃, 제 2 가이드롤러의 온도가 80 ~ 95 ℃, 제 3 가이드롤러의 온도가 95 ~ 110 ℃인 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하 물성은 다음과 같이 평가하였다.
1) 인장강도 : ASTM D 638에 의해 실험하였다.
2) Izod 충격강도(25 ℃) : ASTM D 256에 의해 실험하였다.
3) Izod 충격강도(-23 ℃) : ASTM D 256에 의해 실험하였다.
4) 열변형 온도 : ASTM D 648에 의해 실험하였다.
5) 접착력 : 제조된 적층체를 손으로 힘을 가해 분리하였을 때, 기재층과 발포폼이 분리되지 않으면 ○, 분리가 되면 ×로 하였다.
[실시예 1]
아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(LG화학 RS650) 25 중량%, 폴리프로필렌 75 중량%를 혼합한 수지 혼합물 100 중량부에 대하여, 폴리우레탄 접착제(3M, GDK1200A, 25 ℃에서 점도 17000 ± 1500 cp) 0.5 중량부를 혼합하여 마스터배치 조성물을 제조하였다.
아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 상기 마스터배치 조성물을 10 중량부로 압출기에 투입하여 220℃에서 용융한 후 티다이를 통해 압출하여 3cm 두께의 시트형태의 기재층을 제조하였다.
티다이 후단에서 1.7cm 두께의 폴리프로필렌 발포폼과 0.8cm의 폴리비닐클로라이드 시트가 적층된 표피층을 공급하여 상기 기재층과 발포폼이 대면하여 적층되도록 한 후, 45 ℃의 제 1 가이드롤러로 이송하면서 압착되도록 하였다. 이때 상기 제 1 가이드 롤러의 속도는 53 rpm이었다. 다음으로 90 ℃, 18 rpm의 제 2 가이드롤러 및 100 ℃, 15 rpm의 제 3 가이드롤러를 지나면서 적층체를 제조하였다.
제조된 적층체의 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서 마스터배치 조성물 제조 시, 열가소성폴리우레탄 엘라스토머(Noveon, Eastane 58213, 이하 ‘TPU'라 함) 1 중량부, 산화방지제로 페놀계 산화방지제(시바가이기社, 1010) 0.5 중량부를 더 포함하여 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 적층체를 제조하였다.
제조된 적층체의 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 3]
상기 실시예 1에서 마스터배치 조성물 제조 시, 열가소성폴리우레탄 엘라스토머(Noveon, Eastane 58213, 이하 ‘TPU'라 함) 3 중량부, 이오노머(듀폰, SURLYN 8140) 1 중량부, 산화방지제로 페놀계 산화방지제(시바가이기社, 1010) 0.5 중량부를 더 포함하여 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 적층체를 제조하였다.
제조된 적층체의 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 4]
상기 실시예 1에서 기재층의 압출 시, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 상기 마스터배치 조성물을 10 중량부로 혼합한 조성물을 표층으로 하고, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부를 중간층으로 하여, 표층/중간층/표층 3층으로 적층된 기재층을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 적층체를 제조하였다. 이때 표층의 두께는 각각 0.5 mm이고, 기재층의 두께는 2cm로 하였다.
제조된 적층체의 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 5]
상기 실시예 1에서 마스터배치 조성물의 함량을 20중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 적층체를 제조하였다.
제조된 적층체의 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량%를 압출기에 투입하여 220℃에서 용융한 후 티다이를 통해 압출하여 3cm두께의 시트형태의 기재층을 제조하였다.
티다이 후단에서 1.7cm 두께의 폴리프로필렌 발포폼과 0.8cm의 폴리비닐클로라이드 시트가 적층된 표피층을 공급하여 상기 기재층과 발포폼이 대면하여 적층되도록 한 후, 45 ℃의 제 1 가이드롤러로 이송하면서 압착되도록 하였다. 이때 상기 제 1 가이드 롤러의 속도는 53 rpm이었다. 다음으로 90 ℃, 18 rpm의 제 2 가이드롤러 및 100 ℃, 15 rpm의 제 3 가이드롤러를 지나면서 적층체를 제조하였다.
제조된 적층체의 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.
인장강도
(kg/㎠)		 Izod 충격강도
(25℃)
(kg-cm/cm)		 Izod 충격강도
(-23℃)
(kg-cm/cm)		 열변형
온도(℃)		 접착력
실시예 1 700 80 40 122 ○
실시예 2 720 83 45 124 ○
실시예 3 750 85 48 125 ○
실시예 4 710 82 41 122 ○
실시예 5 700 78 38 120 ○
비교예 1 700 80 40 122 ×

Claims (13)

  1. 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌, 폴리올레핀계 수지 및 폴리우레탄 접착제를 포함하는 마스터배치 조성물과, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌을 포함하는 자동차 내장재용 조성물을 용융혼련 후 티다이를 통해 압출하여 기재층을 제조하고, 상기 티다이를 통해 압출되는 기재층이 냉각되기 전에, 상기 티다이 후단에서 발포폼 및 외피층이 적층된 표피층을 공급하여 상기 기재층, 발포폼 및 외피층이 순차적으로 적층된 자동차 내장재용 적층체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 자동차 내장재용 조성물은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 100 중량부에 대하여, 마스터배치 조성물을 10 ~ 20 중량부로 포함하는 것인 자동차 내장재용 적층체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 마스터배치 조성물은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 15 ~ 30 중량%, 폴리올레핀계 수지 70 ~ 85 중량%를 혼합한 수지 혼합물 100 중량부에 대하여, 폴리우레탄 접착제 0.1 ~ 1.0 중량부를 포함하는 것인 자동차 내장재용 적층체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 마스터배치 조성물은 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 및 이오노머에서 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함하는 자동차 내장재용 적층체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 기재층은 한층 또는 두층 이상이 적층된 것인 자동차 내장재용 적층체.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 발포폼은 융점이 180 ℃이상인 폴리프로필렌 발포폼인 것인 자동차 내장재용 적층체.
  8. a) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌, 폴리올레핀계 수지 및 폴리우레탄 접착제를 포함하는 마스터배치 조성물을 제조하는 단계;
    b) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌과 상기 마스터배치 조성물을 압출기에서 용융혼련 후 티다이를 통해 압출하여 기재층을 제조하는 단계; 및
    c) 상기 티다이를 통해 압출되는 기재층이 냉각되기 전에, 상기 티다이 후단에서 발포폼 및 외피층이 적층된 표피층을 공급하여 상기 기재층과 발포폼이 서로 마주하여 적층되도록 한 후, 제 1 가이드롤러로 이송하여 적층체를 제조하는 단계;
    를 포함하는 자동차 내장재용 적층체의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 가이드롤러의 후단에, 한 개 또는 두 개 이상의 가이드롤러를 더 구비하는 것인 자동차 내장재용 적층체의 제조방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 b)단계에서 기재층의 압출온도는 170 ~ 240 ℃인 것인 자동차 내장재용 적층체의 제조방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 c)단계에서 발포폼은 융점이 180 ℃이상인 폴리프로필렌 발포폼인 것인 자동차 내장재용 적층체의 제조방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 c)단계에서 제 1 가이드롤러의 온도는 40 ~ 50 ℃인 것인 자동차 내장재용 적층체의 제조방법.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 b)단계에서 기재층은 한층 또는 두층 이상이 적층되도록 공압출하는 것인 자동차 내장재용 적층체의 제조방법.
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