KR102152018B1 - 자동차 내장재의 유해가스 및 그 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 내장용 폴리우레탄 폼의 휘발성 유기화합물 및 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템에 있어서, 상기 자동차 내장용 폴리우레탄 폼을 권취하고 있다가, 상기 제조 시스템에 상기 자동차 내장용 폴리우레탄 폼을 인입시키는 폴리우레탄 폼 해포부; 상기 폴리우레탄 폼에 수성수지를 코팅하는 코팅부; 상기 코팅된 폴리우레탄 폼의 코팅을 건조시키는 동시에, 상기 코팅된 폴리우레탄 폼 내에 잔류하는 휘발성 유기화합물을 포함한 인체 유해 가스를 제거하고, 상기 유해 가스의 냄새를 제거하는 건조히팅 및 유해가스 제거부; 상기 건조 히팅하고 유해가스 및 그 냄새를 제거한 폴리우레탄 폼의 인출 속도를 조절하는 것이 가능한 어큐뮬레이터부; 및 상기 어큐뮬레이터부에서 나오는 코팅된 폴리우레탄 폼을 권취하는 롤링부;를 포함하는, 자동차 내장용 폴리우레탄 폼의 유해가스 및 그 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템을 제공한다.

Description

자동차 내장재의 유해가스 및 그 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템{SYSTEM OF MANUFACTURING REMOVING HARMFUL GAS AND ITS SMELL IN VEHICLE INTERIOR}

본 발명은 자동차 내장재의 유해가스 및 그 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 건조 히팅부, 열풍 유동 제공부, 투과형 벨트부 및 유해가스 제거부를 포함하는, 건조히팅 및 유해가스 제거부를 통해서, 코팅된 자동차 내장재를 건조시키는 동시에, 코팅된 자동차 내장재 내에 잔류하는 휘발성 유기화합물을 포함한 인체 유해 가스를 제거하고, 유해 가스의 냄새를 제거하는, 자동차 내장재의 유해가스 및 그 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템에 관한 것이다.

자동차 내장용으로 적용되고 있는 시트, 헤드라인, 도어트림 등에 필연적으로 적용되고 있는 폴리우레탄 폼은 특유의 냄새 및 휘발성유기화합물(VOC) 문제로 인해 고객이 신차 구매시 주요한 컴플레인의 원인이 되고 있다.

현재 자동차 내장용으로 적용되고 있는 폴리우레탄 폼은 폴리올과 TDI(톨루엔 디이소시아네이트) 혼합 발포 폼이다. 자동차 내장재 폴리우레탄 폼의 혼합 비율은 폴리올이 100이라면 TDI는 40의 비율이다.

톨루엔 함량(농도)에 따라 일반적인 환경에서는, 인체에 큰 영향을 주지 않으나, 장시간 톨루엔 등 화합적 유기 화합물에 노출이 될 경우, 운전자 등 탑승자는 두통이나 또는 어지러움증이 있을 수 있다.

또한, 폴리우레탄 폼의 발포시 블록의 내부 온도는 섭씨 140도~180도까지 올라가며, 폼 블록의 경화공정(숙성)에서 발열반응으로 폴리우레탄 폼 블록에서 발생하는 열과 이산화탄소, TDI, 아민 등의 열기를 외부로 소산시키지 못함으로써 잔류되는 화학적 유기 화합물과 폴리우레탄 폼 특유의 냄새가 심하다고 할 수 있다. 특히, 폴리우레탄 폼의 밀도가 높을수록 냄새가 더 심하다고 할 수 있다. 즉, 자동차 내장재 폴리우레탄 폼의 밀도가 단위 부피당 18Kg, 26Kg, 29Kg, 34Kg, 40Kg, 50Kg으로 증가할 수록, 냄새가 더 심해지게 된다.

관련하여 동종 업계에서 사용하는 폴리우레탄 폼 코팅방법으로, 핫멜트 코팅 방법이 있으나, 폴리우레탄 특유의 화학적 냄새가 나며, 이에 폼에 잔류 유기화합물이 잠재되어 있어서, 고객인도 차량에서 신차 냄새라고 하는 특유의 냄새가 나는 상황이었으나, 해결책을 마땅히 제시하지 못하는 상황이었다.

이와 관련한 종래 특허문헌으로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0128955호(발명의 명칭 : 무용제 우레탄형 바인더를 활용한 환경 친화적인 자동차 내장재용 인조피혁의 제조방법{Eco-friendly automotive interior's synthetic leather by using solvent free urethane}, 공개일 : 2013.11.27)를 들 수 있다. 해당 특허공개문헌에서는 "본 발명은 무용제 우레탄형 바인더를 활용한 환경 친화적인 자동차 내장재용인조피혁에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 폴리올(polyol) 및 이소시아네이트(isocyanate)를 서로 반응시켜 형성된 양 말단에 수산기(-OH) 그룹이 함유된 우레탄 프리폴리머(Prepolymer)[성분 A]와 이소시아네이트(-NCO)계 화합물[성분 B]의 반응 중합체인 무용제 우레탄형(Solvent free urethane) 및 이를 활용한 환경 친화적인 자동차 내장재용 인조피혁에 관한 것이다. 또한 본 발명은 자동차 내장재에서 요구되는 최종 제품의 기계적 물성, 난연성, 안락감, 생산효율성 등이 종래에 비해 크게 개선될 뿐만 아니라 산업계에 전반적으로 요구되어 지는 친환경 제품에 대한 수요에 적극 대처 가능한 환경 친화적인 제품이다."라고 개시하고 있다.

하지만, 상술한 종래 특허문헌에서는, 유해가스를 해결하기 위하여 유해가스가 나오지 않는 재질을 사용하려고 할 뿐, 제조과정에서 필연적으로 발생하는 자동차 내장재 내의 유해가스의 제거에 대한, 본 출원인과 같은 문제 의식은 전혀 없는 것으로 보인다.

또 다른 종래 특허문헌으로서, 대한민국 등록특허공보 제10-1268451호(발명의 명칭 : 자동차 내장재용 부직포 제조방법{The manufacturing method of wallpaper for automobile}, 등록일 : 2013.05.22)를 들 수 있다. 해당 등록특허문헌에서는 "본 발명은 자동차 실내장식과 편의성을 위해 제공되는 시트, 트림(천정, 도어), 매트 및 카페트 등으로 사용되는 부직포에 인체에 무해한 항균성 물질이 도포되어 있는 원단을 제공하고, 이들 항균성 물질에 의한 항균, 탈취, 살균 효능을 갖는 기능성 물질을 부가하여 자동차 내부의 환경을 쾌적하게 유지시켜주기 위한 자동차 내장재용 부직포 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 세균과 진드기 및 곰팡이들의 서식 온상이 되었던 직물에 대해 차량의 출고시점부터 일정한 수준의 항균/탈취/살균/항 곰팡이 등의 효과를 사용자에게 제공할 수 있다."고 개시하고 있다.

하지만, 상술한 종래 특허문헌에서는, 유해가스를 해결하기 위하여 유해물질을 흡착하는 기능성 물질을 부가하는 기술을 고민할 뿐, 제조과정에서 필연적으로 발생하는 자동차 내장재 내의 유해가스의 제거에 대한, 본 출원인과 같은 문제 의식은 전혀 없는 것으로 보인다.

1. 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0128955호(발명의 명칭 : 무용제 우레탄형 바인더를 활용한 환경 친화적인 자동차 내장재용 인조피혁의 제조방법{Eco-friendly automotive interior's synthetic leather by using solvent free urethane}, 공개일 : 2013.11.27) 2. 대한민국 등록특허공보 제10-1268451호(발명의 명칭 : 자동차 내장재용 부직포 제조방법{The manufacturing method of wallpaper for automobile}, 등록일 : 2013.05.22)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명은, 건조 히팅부, 열풍 유동 제공부, 투과형 벨트부 및 유해가스 제거부를 포함하는, 건조히팅 및 유해가스 제거부를 통해서, 코팅된 자동차 내장재를 건조시키는 동시에, 코팅된 자동차 내장재 내에 잔류하는 휘발성 유기화합물을 포함한 인체 유해 가스를 제거하고, 유해 가스의 냄새를 제거하는, 자동차 내장재의 유해가스 및 그 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 내장재의 휘발성 유기화합물 및 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템은, 상기 자동차 내장재를 권취하고 있다가, 상기 제조 시스템에 상기 자동차 내장재를 인입시키는 자동차 내장재 해포부; 상기 자동차 내장재에 수성수지를 코팅하는 코팅부; 상기 코팅된 자동차 내장재의 코팅 가운데 수분을 건조시켜 상기 수성수지의 용제는 흡착되도록 하는 동시에, 상기 코팅된 자동차 내장재 내에 잔류하는 휘발성 유기화합물을 포함한 인체 유해 가스를 제거하고, 상기 유해 가스의 냄새를 제거하는 건조히팅 및 유해가스 제거부; 상기 건조 히팅하고 유해가스 및 그 냄새를 제거한 자동차 내장재을 인출할 때, 인출되는 자동차 내장재의 장력을 일정하게 유지하도록 만드는, 어큐뮬레이터부; 및 상기 어큐뮬레이터부에서 나오는 자동차 내장재를 권취하는 롤링부;를 포함한다.

여기서, 상기 자동차 내장재는 자동차 내장용 폴리우레탄 폼일 수 있다.

또한, 상기 건조히팅 및 유해가스 제거부는, 챔버 형태로 이루어지며, 상기 코팅된 폴리우레탄 폼을 건조시키는 열풍을 제공하는 건조 히팅부; 하나 이상의 팬을 통해서, 상기 챔버 내에서 상기 열풍의 유동을 제공하여, 상기 열풍이 상기 폴리우레탄 폼의 기공을 관통하게 함으로써, 상기 폴리우레탄 폼을 건조시킴과 동시에, 상기 폴리우레탄 폼 안의 상기 인체 유해 가스 및 그 냄새를, 상기 챔버 내의 공기로 배출되도록 하는, 열풍 유동 제공부; 상기 코팅된 폴리우레탄 폼을 이송하는 벨트가 상기 열풍의 관통 및 통과를 허용할 수 있도록 투과형으로 이루어져서, 상기 열풍 유동 제공부에 의한 상기 챔버 내에서 열풍의 유동을 방해하지 않으면서 동시에 상기 벨트를 관통 및 통과한 열풍이 자연스럽게 상기 폴리우레탄 폼 내의 기공도 같이 관통 및 통과할 수 있도록 유도하는, 투과형 벨트부; 및 팬으로 이루어진 흡입부를 포함하여, 상기 챔버 내의 상기 유해 가스를 상기 챔버 외부로 배출시키는 유해가스 제거부;를 포함한다.

또한, 상기 코팅부에서의 상기 수성수지 코팅이 표면 도포량 편차가 없으면서 색상의 편차가 없게, 일정하고 균일하게 코팅될 수 있도록, 상기 자동차 내장재 해포부로부터 상기 제조 시스템에 인입되는, 상기 폴리우레탄 폼의 장력을 측정하는, 폴리우레탄 폼 투입 2중 센서부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 폴리우레탄 폼 투입 2중 센서부는, 상기 자동차 내장재 해포부 및 상기 코팅부의 사이에 설치된, 별개의 2개의 롤러에 각각 설치되고, 상기 폴리우레탄 폼의 장력을 측정하여, 상기 2개의 롤러를 제어하여, 상기 폴리우레탄 폼의 장력이 0(zero)가 되도록 제어하게 할 수 있다.

여기서, 상기 투과형 벨트부에서, 상기 폴리우레탄 폼을 이송하는 벨트는, 메쉬 타입의 벨트인 것이 바람직하다.

또한, 상기 어큐뮬레이터부는, 상기 건조히팅 및 유해가스 제거부와, 상기 롤링부 사이에 위치하여, 상기 건조 히팅하고 유해가스 및 그 냄새를 제거한 자동차 내장재의 인출 속도와, 상기 롤링부의 권취 속도를 측정하여, 인출되는 상기 자동차 내장재의 장력을 일정하게 유지하도록 제어하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 어큐뮬레이터부는, 상기 건조히팅 및 유해가스 제거부와 상기 롤링부 사이에 위치하는, 복수 개의 롤러를 포함하며, 상기 복수 개의 롤러는 각각 상하로 이동하는 것이 가능하여, 상기 자동차 내장재의 인출 속도와 상기 롤링부의 권취 속도가 달라지더라도, 상기 복수 개의 롤러를 각각 상하 이동시킴으로써, 인출되는 상기 자동차 내장재의 장력을 일정하게 유지하도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 코팅부에서 사용되는 수성수지는, 수분산 폴리우레탄 또는 수성 아크릴수지 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합한 수지에 사이클릭 포스페이트(cyclic phosphate), 디메틸 메틸 포스페이트(dimethyl methyl phosphate), 및 트리에틸 포스테이트(triethyl phosphate)로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나인 인계 방염제를 투입하고 2000 내지 5000 rpm으로 20 내지 30분간 분산시키고, 상기 인계 방염제가 분산된 수지에 물을 첨가하고 다시 2000 rpm 미만으로 분산시켜 제조하며, 상기 수성수지에 증점제를 첨가하여 3,000 내지 6,000 CPS의 점도로 조절하여 만든다.

또한, 상기 코팅부에서, 상기 폴리우레탄 폼을 롤러에서 회전시키며, 상기 수성수지를 도포하여 수성수지층을 형성하여 코팅한다.

또한, 상기 폴리우레탄 폼의 두께와 밀도에 관계 없이 코팅량 및 코팅 두께를 일정하게 유지되도록, 상기 폴리우레탄 폼에 상기 수성수지를 코팅하는 코팅용 롤러를 메쉬 롤러를 사용하되, 상기 메쉬롤러는 상기 수성수지를 수용하여 상기 폴리우레탄 폼에 코팅할 수 있는 수성수지 수용홈이 표면에 형성되어 있다.

본 발명에 따른 자동차 내장재의 유해가스 및 그 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템에 의하면,

첫째, 건조 히팅부, 열풍 유동 제공부, 투과형 벨트부 및 유해가스 제거부를 포함하는, 건조히팅 및 유해가스 제거부를 통해서, 코팅된 자동차 내장재를 건조시키는 동시에, 코팅된 자동차 내장재 내에 잔류하는 휘발성 유기화합물을 포함한 인체 유해 가스를 제거하고, 유해 가스의 냄새를 제거할 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 투과형 벨트부는, 코팅된 폴리우레탄 폼을 이송하는 벨트가 상기 열풍의 관통 및 통과를 허용할 수 있도록 투과형으로 이루어져서, 열풍 유동 제공부에 의한 챔버 내에서 열풍의 유동을 방해하지 않으면서 동시에 벨트를 관통 및 통과한 열풍이 자연스럽게 상기 폴리우레탄 폼 내의 기공도 같이 관통 및 통과할 수 있도록 유도하는 것이 가능하다.

그 결과, 종래의 핫 멜트 도포 방식 및 건조 방식과는 전혀 다른 본 발명에 따른 건조 챔버 구조는, 폴리우레탄 폼 이송 벨트를 메쉬 벨트로 적용함으로써, 폴리우레탄 폼의 장력이 없으며, 상하 열풍 회전 기류에 따라 폴리우레탄 폼의 내부에 잔류하던 유해 물질(휘발성유기화합물 등)을 포함하는 유해 가스 및 그 냄새를 제거하는 것이 가능하다. 실험 결과, 이와 같은 구성을 통해서, 기존과 대비하여 냄새 등급을 0.5~1등급을 감소시키고, 휘발성유기화합물을 약 39% 감소시키는 효과를 가져올 수 있다.

셋째, 폴리우레탄 폼 투입 2중 센서부는, 자동차 내장재 해포부 및 코팅부의 사이에 설치된, 별개의 2개의 롤러에 각각 설치되고, 각각 폴리우레탄 폼의 장력을 측정하여, 이 측정된 장력 센싱 값에 기초하여, 2개의 롤러를 제어하여, 결과적으로 폴리우레탄 폼의 장력이 0(zero)가 되도록 제어하게 할 수 있다. 이를 통해서, 코팅부에서의 수성수지 코팅이 표면 도포량 편차가 없으면서 색상(color)의 편차가 없게, 일정하고 균일하게 코팅될 수 있도록 한다.

넷째, 도 5의 좌측과 같이 종래의 핀 타입의 건조챔버에서는, 폴리우레탄 폼이 핀에 찢어지는 문제가 있었으나, 본 발명에서 적용하는, 메쉬 벨트 타입의 건조 챔버에서는 핀이 전혀 없는 메쉬 벨트로, 이와 같은 문제를 원천 차단하는 것이 가능하다.

다섯째, 어큐뮬레이터부를 통해서, 인출되는 상기 자동차 내장재의 장력을 일정하게 유지하도록 제어하는 것이 가능하여, 이후에 이루어지는 롤링부의 롤링 시 장력이 발생할 경우, 폴리우레탄 폼의 폭이 줄어들게 되고, 이후 공정(불꽃 라미네이션이나 습식 경화 라미네이션 작업 의 작업시 원단류와 폭이 맞지 않아 작업이 불가능하게 되는 문제점을 원천적으로 해결할 수 있다.

여섯째, 종래 폴리우레탄 폼은 신율 장력에 영향을 받을 경우 터짐 현상이 발생하는 문제점이 있으나, 어큐뮬레이터부를 통해서, 이와 같은 문제도 해결 가능하다.

일곱째, 메쉬롤러를 통해서, 폴리우레탄 폼의 밀도, 두께에 따른 도포량 편차 및 폴리우레탄 폼의 LOT에 따른 용제 도포 후 컬러(통상 블루 색상) 편차에 대하여 품질을 확보하는 것이 가능하였다. 나아가, 메쉬롤러 폭을 1800mm로 함으로써 자동차 시트 적용 폼 폭 54인치에서 62인치까지 다양한 폭에도 전면 도포함에 자동차 시트 적용 인조원단 및 직물류 원단이 있으며, 이 원단류에 원단과 폼 라미네이션 작업시에도 원단 폭 대비 사용 효율이 높아서, 자재 손실을 최소화하는 것이 가능하다. 그 결과 스크랩(폐기 비용) 비용도 절감하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 내장재의 유해가스 및 그 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템의 시제품 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레탄 폼에 수성수지를 코팅하는 코팅부를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레탄 폼 투입 2중 센서부를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조히팅 및 유해가스 제거부를 나타낸 것이다.
도 5는 종래의 핀 타입의 건조 챔버(좌측) 및 본 발명의 일 실시예에 따른 건조챔버 내의 메쉬 벨트(우측)를 대비하여 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 어큐뮬레이터부를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬롤러의 단면 개념도이다.
도 8은 65목 메쉬롤러를 나타낸 것이다.
도 9는 85목 메쉬롤러를 나타낸 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 내장재의 유해가스 및 그 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템의 시제품 사진이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 내장재의 유해가스 및 그 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템은, 자동차 내장재 해포부, 코팅부, 건조히팅 및 유해가스 제거부, 어큐뮬레이터부, 및 롤링부를 포함한다.

자동차 내장재 해포부는, 자동차 내장재를 권취하고 있다가, 제조 시스템에 자동차 내장재를 인입시키는 구성이다. 여기서 자동차 내장재에는, 시트, 헤드라인, 도어트림 등이 있으며 그 대표적인 재질로는 자동차 내장용 폴리우레탄 폼일 수 있다. 이하에서, 자동차 내장재의 대표적인 예로서 자동차 내장용 폴리우레탄 폼을 들어서 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레탄 폼에 수성수지를 코팅하는 코팅부를 나타낸 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 코팅부는, 자동차 내장재에 수성수지를 코팅하는 구성이다. 도 2의 ①로 표시된 부분을 보면, 코팅용 롤러를 메쉬 롤러를 적용하여, 폴리우레탄 폼의 두께와 밀도에 관계 없이 코팅량 및 코팅 두께를 일정하게 유지하는 것이 가능하다. 도 2의 ②로 표시된 것처럼, 폴리우레탄 폼 표면에 도포되는 색상을 균일하게 나오게 할 수 있다. 이것은 기존에 폴리우레탄 폼에 핫 멜트 코팅을 하는 방법의 경우, 일반 롤러에 나이프 타입이여서, 도포면에 줄이 생기는 문제점과, 도포면이 좌, 중, 우에 각각 편차가 발생하는 문제점이 있었데 반해서, 코팅용 롤러를 메쉬 롤러를 적용할 경우 이 문제를 해결할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬롤러의 단면 개념도이고, 도 8은 65목 메쉬롤러를 나타낸 것이고, 도 9는 85목 메쉬롤러를 나타낸 것이다. 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 메쉬 롤러는 그 단면을 살펴보면 용제를 포함할 수 있는 홈이 형성되어 있는 롤러이다. 본 발명에 따른 메쉬롤러는 1인치에 65개의 홈이 있는 65목을 적용하여, 폴리우레탄 폼의 밀도나 두께에 따라 폼의 셀(벌집 구조의 폼의 구조)의 편차에 대하여 용제의 도량을 최소화하기 위함이다.

실험을 한 결과, 메쉬롤러가 65목 이상일 경우, 폴리우레탄 폼의 컬러에 따라 코팅 후 폼의 컬러가 상이하게 보이는 문제와 폴리우레탄 폼의 동일 밀도에도 도포량 편차가 5~8g 편차가 발생되었다. 또한 메쉬롤러가 65목 이하일 경우에는, 폴리우레탄 폼 면에 도포량이 많아 폴리우레탄 폼의 신율에 따라 폼의 표면이 갈라지는 현상이 발생되었다.

본 발명에는 65목의 메쉬롤러를 적용하는 것이 가장 바람직하다. 폴리우레탄 폼의 밀도나 두께별 도포량 편차는 2~3g 편차로 폴리우레탄 폼의 사양별 작업이 용이하고, 품질의 안정성을 확보하는 것이 가능하다. 또한 폴리우레탄 폼의 로트(lot)별 컬러 편차에도 용제도포 후 폴리우레탄 폼의 컬러 편차가 확인되지 않았다. 통상 용제 컬러의 메인 색상은 블루이며, 레드 컬러는 고객사 요청시 적용되고 있다.

실험 결과, 상술한 바와 같은 메쉬롤러를 통해서, 폴리우레탄 폼의 밀도, 두께에 따른 도포량 편차 및 폴리우레탄 폼의 LOT에 따른 용제 도포 후 컬러(통상 블루 색상) 편차에 대하여 품질을 확보하는 것이 가능하였다. 나아가, 메쉬롤러 폭을 1800mm로 함으로써 자동차 시트 적용 폼 폭 54인치에서 62인치까지 다양한 폭에도 전면 도포함에 자동차 시트 적용 인조원단 및 직물류 원단이 있으며, 이 원단류에 원단과 폼 라미네이션 작업시에도 원단 폭 대비 사용 효율이 높아서, 자재 손실을 최소화하는 것이 가능하다. 그 결과 스크랩(폐기 비용) 비용도 절감하는 것이 가능하다.

구체적으로, 코팅부에서 사용되는 수성수지는, 수분산 폴리우레탄 또는 수성 아크릴수지 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합한 수지에 사이클릭 포스페이트(cyclic phosphate), 디메틸 메틸 포스페이트(dimethyl methyl phosphate), 및 트리에틸 포스테이트(triethyl phosphate)로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나인 인계 방염제를 투입하고 2000 내지 5000 rpm으로 20 내지 30분간 분산시키고, 상기 인계 방염제가 분산된 수지에 물을 첨가하고 다시 2000 rpm 미만으로 분산시켜 제조하며, 상기 수성수지에 증점제를 첨가하여 3,000 내지 6,000 CPS의 점도로 조절하여 만든다. 코팅부에서는, 폴리우레탄 폼을 롤러에서 회전시키며, 상술한 수성수지를 도포하여 수성수지층을 형성하여 코팅한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레탄 폼 투입 2중 센서부를 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 폴리우레탄 폼 투입 2중 센서부는, 상술한 코팅부에서의 수성수지 코팅이 표면 도포량 편차가 없으면서 색상(color)의 편차가 없게, 일정하고 균일하게 코팅될 수 있도록, 자동차 내장재 해포부로부터 제조 시스템에 인입되는, 폴리우레탄 폼의 장력을 측정하는 센서이다. 이 센서들은 자동차 내장재 해포부 및 코팅부의 사이에 설치된, 별개의 2개의 롤러에 각각 설치되고, 각각 폴리우레탄 폼의 장력을 측정하여, 이 측정된 장력 센싱 값에 기초하여, 2개의 롤러를 제어하여, 결과적으로 폴리우레탄 폼의 장력이 0(zero)가 되도록 제어하게 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조히팅 및 유해가스 제거부를 나타낸 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 건조히팅 유해가스 제거부는, 코팅된 자동차 내장재의 코팅을 건조시키는 동시에, 코팅된 자동차 내장재의 휘발성 유기화합물을 포함한 인체 유해 가스를 제거하고, 유해 가스의 냄새를 제거하는 구성이다. 여기서, 유해 가스라는 것은 유해 물질을 포함하는 개념이다. 즉 여기서 말하는 유해가스는, 폴리우레탄 폼에 붙어서 잔류하고 있는 유해 물질이나, 폴리우레탄 폼 내에 잔류하여 부유하는 형태의 유해 물질이나 또는 유해 가스를 폼하는 개념이다. 이하에서는 유해 가스라고 하더라도, 유해가스는 물론이고 유해 물질을 모두 포함하는 것으로 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 건조히팅 및 유해가스 제거부는, 건조 히팅부, 열풍 유동 제공부, 투과형 벨트부, 및 유해가스 제거부를 포함하고, 도 4와 같은 챔버 형태로 이루어진다.

여기서, 건조 히팅부는, 코팅된 폴리우레탄 폼을 건조시키는 열풍을 제공한다. 예를 들어, 챔버의 측부에 설치된 LPG 직열 고열풍기로 이루어져서, 수용성 용제, 즉 수성의 코팅에서 수분만을 건조시키고 용제는 흡착되도록 하는 방식이여서, 챔버 내의 온도를 섭씨 110도 내지 130도로 상승시켜 유지한다.

또한, 열풍 유동 제공부는, 하나 이상의 팬(예를 들어, 상부 열풍팬 2개, 하부 열풍팬 2개)을 통해서, 챔버 내에서 열풍의 유동을 제공한다. 이 때 상부 열풍팬은 열풍을 하부로 이동시키고, 하부 열풍팬은 상부로 열풍을 이동시킨다. 상하 열풍팬의 조합을 통해서, 상하 회전 기류를 만들 수 있도록 설계한다. 또한, 열풍이 폴리우레탄 폼의 기공을 관통하게 함으로써, 폴리우레탄 폼을 건조시킴과 동시에, 폴리우레탄 폼 안에 잔류하는 인체 유해 가스 및 인체 유해 가스의 냄새를, 챔버 내의 공기로 배출되도록 하는 구성이다.

또한, 투과형 밸트부는, 코팅된 폴리우레탄 폼을 이송하는 벨트가 열풍의 관통 및 통과를 허용할 수 있도록 투과형으로 이루어져서, 열풍 유동 제공부에 의한 챔버 내에서 열풍의 유동을 방해하지 않으면서 동시에 벨트를 관통 및 통과한 열풍이 자연스럽게 폴리우레탄 폼 내의 기공도 같이 관통 및 통과할 수 있도록 유도하는 구성이다.

도 5는 종래의 핀 타입의 건조 챔버(좌측) 및 본 발명의 일 실시예에 따른 건조챔버 내의 메쉬 벨트(우측)를 대비하여 나타낸 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 투과형 벨트부에서, 폴리우레탄 폼을 이송하는 벨트는 메쉬 타입의 벨트인 것이 바람직하다. 종래의 핫 멜트 도포 방식과 건조 방식과는 차이가 있는 건조 챔버 구조로서, 폴리우레탄 폼 이송 벨트를 메쉬 벨트로 적용함으로써, 폴리우레탄 폼의 장력이 없으며, 상하 열풍 회전 기류에 따라 폴리우레탄 폼의 내부에 잔류하던 유해 물질(휘발성유기화합물 등)을 포함하는 유해 가스 및 그 냄새를 제거하는 것이 가능하다. 실험 결과, 이와 같은 구성을 통해서, 기존과 대비하여 냄새 등급을 0.5~1등급을 감소시키고, 휘발성유기화합물을 약 39% 감소시키는 효과를 가져올 수 있다.

또한, 유해가스 제거부는, 팬으로 이루어진 흡입부를 포함하여, 챔버 내의 유해 가스를 챔버 외부로 배출시키는 구성이다. 잔류가스를 집진하거나 모으고, 흡입하여 배출하게 된다.

도 5의 좌측과 같이 종래의 핀 타입의 건조챔버에서는, 폴리우레탄 폼이 핀에 찢어지는 문제가 있었으나, 메쉬 벨트 타입의 건조 챔버에서는 핀이 전혀 없는 메쉬 벨트로, 이와 같은 문제를 원천 차단하는 것이 가능하다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 어큐뮬레이터부를 나타낸 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 어큐뮬레이터부는, 건조 히팅하고 유해가스 및 그 냄새를 제거한 자동차 내장재을 인출할 때, 인출되는 자동차 내장재의 장력을 일정하게 유지하도록 만드는 구성이다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 어큐뮬레이터부는, 건조히팅 및 유해가스 제거부와, 롤링부 사이에 위치한다. 건조 히팅하고 유해가스 및 그 냄새를 제거한 자동차 내장재의 건조히팅 및 유해가스 제거부로부터의 인출 속도와, 롤링부의 권취 속도를 측정하여, 인출되는 자동차 내장재의 장력이 일정하게 유지되도록 제어하는 것이 바람직하다.

구체적으로, 어큐뮬레이터부는, 건조히팅 및 유해가스 제거부와 롤링부 사이에 위치하는, 복수 개의 롤러를 포함한다. 복수 개의 롤러는 각각 상하로 이동하는 것이 가능하여, 여러 가지 이유나 돌발적인 상황으로, 자동차 내장재의 인출 속도와 롤링부의 권취 속도가 달라지더라도, 복수 개의 롤러를 각각 상하 이동시킴으로써, 인출되는 상기 자동차 내장재의 장력을 일정하게 유지하도록 제어하는 것이 바람직하다.

이와 같은 어큐뮬레이터부를 통해서, 이후에 이루어지는 롤링부의 롤링 시 장력이 발생할 경우, 폴리우레탄 폼의 폭이 줄어들게 되고, 이후 공정(불꽃 라미네이션이나 습식 경화 라미네이션 작업 의 작업시 원단류와 폭이 맞지 않아 작업이 불가능하게 되는 문제점을 해결하게 된다. 폴리우레탄 폼은 신율 장력에 영향을 받을 경우 터짐 현상이 발생하는 문제점이 있으나, 어큐뮬레이터부를 통해서, 이와 같은 문제도 해결하게 된다.

또한, 롤링부는, 상술한 어큐뮬레이터부에서 나오는 자동차 내장재를 권취하는 구성이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (11)

1. 자동차 내장재의 휘발성 유기화합물 및 냄새를 제거하는 제조 시스템에 있어서,
   상기 자동차 내장재를 권취하고 있다가, 상기 제조 시스템에 상기 자동차 내장재를 인입시키는 자동차 내장재 해포부;
   상기 자동차 내장재에 수성수지를 코팅하는 코팅부;
   상기 코팅된 자동차 내장재의 코팅 가운데 수분을 건조시켜 상기 수성수지의 용제는 흡착되도록 하는 동시에, 상기 코팅된 자동차 내장재 내에 잔류하는 휘발성 유기화합물을 포함한 인체 유해 가스를 제거하고, 상기 유해 가스의 냄새를 제거하는 건조히팅 및 유해가스 제거부;
   상기 건조 히팅하고 유해 가스 및 그 냄새를 제거한 자동차 내장재을 인출할 때, 인출되는 자동차 내장재의 장력을 일정하게 유지하도록 만드는, 어큐뮬레이터부; 및
   상기 어큐뮬레이터부에서 나오는 자동차 내장재를 권취하는 롤링부;를 포함하고,
   상기 자동차 내장재는 자동차 내장용 폴리우레탄 폼이며,
   상기 건조히팅 및 유해가스 제거부는, 챔버 형태로 이루어지며,
   상기 코팅된 폴리우레탄 폼을 건조시키는 열풍을 제공하는 건조 히팅부;
   하나 이상의 팬을 통해서, 상기 챔버 내에서 상기 열풍의 유동을 제공하여, 상기 열풍이 상기 폴리우레탄 폼의 기공을 관통하게 함으로써, 상기 폴리우레탄 폼을 건조시킴과 동시에, 상기 폴리우레탄 폼 안의 상기 인체 유해 가스 및 그 냄새를, 상기 챔버 내의 공기로 배출되도록 하는, 열풍 유동 제공부;
   상기 코팅된 폴리우레탄 폼을 이송하는 벨트가 상기 열풍의 관통 및 통과를 허용할 수 있도록 투과형으로 이루어져서, 상기 열풍 유동 제공부에 의한 상기 챔버 내에서 열풍의 유동을 방해하지 않으면서 동시에 상기 벨트를 관통 및 통과한 열풍이 자연스럽게 상기 폴리우레탄 폼 내의 기공도 같이 관통 및 통과할 수 있도록 유도하는, 투과형 벨트부; 및
   팬으로 이루어진 흡입부를 포함하여, 상기 챔버 내의 상기 유해 가스를 상기 챔버 외부로 배출시키는 유해가스 제거부;를 포함하고,
   상기 코팅부에서의 상기 수성수지 코팅이 표면 도포량 편차가 없으면서 색상의 편차가 없게, 일정하고 균일하게 코팅될 수 있도록, 상기 자동차 내장재 해포부로부터 상기 제조 시스템에 인입되는, 상기 폴리우레탄 폼의 장력을 측정하는, 폴리우레탄 폼 투입 2중 센서부;를 더 포함하는,
   자동차 내장재의 유해가스 및 그 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 폴리우레탄 폼 투입 2중 센서부는,
   상기 자동차 내장재 해포부 및 상기 코팅부의 사이에 설치된, 별개의 2개의 롤러에 각각 설치되고, 상기 폴리우레탄 폼의 장력을 측정하여, 상기 2개의 롤러를 제어하여, 상기 폴리우레탄 폼의 장력이 0(zero)가 되도록 제어하게 하는 것을 특징으로 하는,
   자동차 내장재의 유해가스 및 그 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 투과형 벨트부에서, 상기 폴리우레탄 폼을 이송하는 벨트는, 메쉬 타입의 벨트인 것을 특징으로 하는,
   자동차 내장재의 유해가스 및 그 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 어큐뮬레이터부는,
   상기 건조히팅 및 유해가스 제거부와, 상기 롤링부 사이에 위치하여,
   상기 건조 히팅하고 유해가스 및 그 냄새를 제거한 자동차 내장재의 인출 속도와, 상기 롤링부의 권취 속도를 측정하여, 인출되는 상기 자동차 내장재의 장력을 일정하게 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
   자동차 내장용 폴리우레탄 폼의 유해가스 및 그 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 어큐뮬레이터부는,
   상기 건조히팅 및 유해가스 제거부와 상기 롤링부 사이에 위치하는, 복수 개의 롤러를 포함하며, 상기 복수 개의 롤러는 각각 상하로 이동하는 것이 가능하여, 상기 자동차 내장재의 인출 속도와 상기 롤링부의 권취 속도가 달라지더라도, 상기 복수 개의 롤러를 각각 상하 이동시킴으로써, 인출되는 상기 자동차 내장재의 장력을 일정하게 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
   자동차 내장용 폴리우레탄 폼의 유해가스 및 그 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 코팅부에서 사용되는 수성수지는,
   수분산 폴리우레탄 또는 수성 아크릴수지 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합한 수지에 사이클릭 포스페이트(cyclic phosphate), 디메틸 메틸 포스페이트(dimethyl methyl phosphate), 및 트리에틸 포스테이트(triethyl phosphate)로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나인 인계 방염제를 투입하고 2000 내지 5000 rpm으로 20 내지 30분간 분산시키고, 상기 인계 방염제가 분산된 수지에 물을 첨가하고 다시 2000 rpm 미만으로 분산시켜 제조하며, 상기 수성수지에 증점제를 첨가하여 3,000 내지 6,000 CPS의 점도로 조절하여 만드는,
   자동차 내장재의 유해가스 및 그 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 코팅부에서, 상기 폴리우레탄 폼을 롤러에서 회전시키며, 상기 수성수지를 도포하여 수성수지층을 형성하여 코팅하는,
    자동차 내장재의 유해가스 및 그 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 폼의 두께와 밀도에 관계 없이 코팅량 및 코팅 두께를 일정하게 유지되도록, 상기 폴리우레탄 폼에 상기 수성수지를 코팅하는 코팅용 롤러를 메쉬 롤러를 사용하되, 상기 메쉬롤러는 상기 수성수지를 수용하여 상기 폴리우레탄 폼에 코팅할 수 있는 수성수지 수용홈이 표면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
    자동차 내장재의 유해가스 및 그 냄새 제거 효과를 갖는 제조 시스템.
    

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