KR102270238B1 - 자동차 내장재의 접착조성물을 이용한 내장재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 내장재의 제조 시 사용되어 접착력이 우수하며, 유연성이 좋아서 라미네이트 접착 후 원단의 질감 변화에 영향을 주지 않도록 된 자동차 내장재의 접착조성물과 이를 이용한 내장재의 제조방법을 제공코자 하는 것으로서, 상기 본 발명은 지방산을 이용하여 제조된 것이 주원료가 되는 메인베이스에 접착조성물 전체의 점도를 혼합량에 의해서 조절토록 된 점도조절제와, 접착조성물 전체의 연화점을 혼합량에 의해서 조절토록 된 연화조절제와, 접착조성물 전체의 접착력의 정도를 혼합량에 의해서 조절토록 된 접착조절제와, 접착조성물에 거품제거, 접착성 개선 및 부여, 산화방지의 부가 기능을 함께 갖도록 수개가 첨가되게 이루어진 첨가제이 혼합 조성된 것을 특징으로 하면서, 이와 같이 혼합 조성된 접착조성물을 이용하여 외측의 표피원단과 내측의 쿠션원단을 라미네이트접착토록 된 제조방법을 제공함을 특징으로 하며, 이에 의하면 자동차의 내장재에 적용 시 친환경적으로 인체에 무해하며, 자동차 내부에 접착제로 인한 냄새로 두통을 유발하지 않으며, 접착제가 고르면서도 충분히 도포가 이루어져서 접착 불량을 최소화하며, 유연성이 좋아서 라미네이트 접착 후 원단의 질감 변화에 영향을 주지 않으면서, 제조원가의 절감 및 생산성 향상 등 다수의 효과를 기대할 수 있다.

Description

자동차 내장재의 접착조성물을 이용한 내장재의 제조방법{Manufacturing method of interior material using adhesive composition of automotive interior material}

본 발명은 자동차 내장재(automotive interior materials)의 제조 시 사용되는 접착조성물에 대한 것으로서, 이를 보다 상세히 설명하면 자동차 시트(sheet) 또는 자동차 실내의 천장 커버 등의 내장재 원단을 라미네이팅하기 위해 사용되는 것으로 접착력이 우수하며, 유연성이 좋아서 라미네이트 접착 후 원단의 질감 변화에 영향을 주지 않도록 한 자동차 내장재의 접착조성물을 이용한 내장재의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에서 시트(seat)에 입혀진 자동차 시트(sheet) 또는 실내의 천장에 입혀진 자동차 커버 등의 내장재는 가죽이나 합성수지제 표피원단과 내측에 폴리우레탄이나 폴리에틸렌 등으로 된 쿠션원단이 열융착으로 접착되거나, 핫멜트 접착제 등에 의해서 라이네이팅되어 제작되고 있는 바, 종래 자동차 내장재로는 대한민국 공개특허 2005년 제93950호(2005년 9월 26일자 공개)에 게재된 바와 같이 자동차 천장, 도어트림, 시트(Seat) 등의 내장재 및 그 제조방법에 있어서 자동차 내장재용 부직포 쿠션재는 기존에 사용되고 있던 폴리우레탄폼(PU-Foam)과 폴리에틸렌폼(PE-Foam)을 대체하여 내장재의 이면에 접착되는 기술로서, 자동차 내장재의 쿠션재로 폴리우레탄폼과 폴리에틸렌폼 대신 서로 다른 섬유를 웹(Web) 상태로 만들어 공급하여 두 개의 서로 다른 섬유층을 만들고, 이러한 두 개의 섬유층을 하나로 결속시켜서 표피재와 핫멜트로 접착토록 한 기술이 개발되어 있었으나, 기존의 폴리우레탄폼이나 폴리에틸렌폼보다 쿠션력이 좋지 못한 문제점을 가지고 있어서 현재 대부분이 자동차 내장재의 쿠션재로는 폴리우레탄폼 등을 주로 사용하고 있는 실정이었다.

이러한 자동차 내장재에서 표피원단과 쿠션원단을 접착할 시 대한민국 공개실용신안 1998년 제64175호(1998년 11월 25일자 공개)에 게재된 바와 같이 핫멜트수지 필름을 사용하거나, 공개특허 2018년 제50104호(2018년 5월 14일자 공개)에 게재된 바와 같이 폴리에스테르계 접착파우더를 사용하는 기술이 개발되어 있었으나, 통상적으로는 등록특허 제1855924호(2018년 5월 9일자 공고)에 게재된 바와 같이 접착제를 도포하여 표피제 원단에 폴리우레탄폼 등을 접착토록 하고 있으며, 접착제로는 용제형 핫멜트 접착제 또는 수성 접착제 등이 사용되고 있으며, 상기 핫멜트 필름에 웹(WEB)이 함유된 웹 핫멜트 등이 주로 사용되고 있는 실정이다.

상기 자동차 내장재의 제조 시 표피원단과 쿠션원단을 열융착으로 직접 용융 접합할 경우 분진 및 유해물질이 생성되고, 접착되는 원단의 질감을 변화시키며, 두께가 일정하지 못하며 원단의 재료 손실 및 난연성 저하 등 다수의 문제점이 있어서 대부분 핫멜트 접착 방식에 의해서 접착이 이루어지고 있었으나, 핫멜트 접착제에서 용제형 핫멜트의 경우 유기용제의 휘발에 의해서 환경문제가 대두되며, 접착제의 도포량이 균일하지 못하였으며, 복잡한 작업환경과 작업공정으로 품질의 균일성이 떨어지는 문제점을 가지고 있었으며, 수성 접착제의 경우 접착제 코팅 후 열에 의한 건조 시 잔류 용제 및 첨가제의 휘발로 인한 환경상의 문제점과 함께 접착제를 건조하는 온도에 따른 건조 시간이 길어서 원가 상승 및 생산성 저하의 문제점을 가지면서, 수성이기 때문에 쿠션원단에 밀착성 및 침투성이 떨어져 접착력이 낮은 문제점을 가지고 있었으며, 웹 핫멜트의 경우 일측 원단에 가 접착한 후 열융착하므로 가 접착공정의 추가로 생산성이 저하되면서 단가가 상승하게 되는 문제점과 함께 고온 작업으로 가죽 등의 원단이 손상되는 문제점과 고가의 웹 핫멜트 접착제를 수입하므로 제조원가 상승, 접착력 향상을 위해 여러 겹 사용함으로써 원단의 주름 발생, 원단 본연의 질감을 변화시키는 등 다수의 문제점을 가지고 있었던 것이다.

KR 10-2005-0093950 A 2005. 9. 26. KR 20-1998-0064175 U 1998. 11. 25. KR 10-2018-0050104 A 2018. 5. 14. KR 10-1855924 B1 2018. 5. 9.

본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 본 발명은 자동차 내장재의 외측 표피원단과 내측 쿠션원단을 핫멜트 접착토록 하되, 이때 사용되는 핫멜트의 새로운 접착조성물을 100% 고형분으로 된 친환경의 열가소성 수지를 이용하여 쿠션원단에 도포해서 표피원단과 쿠션원단의 접착력을 월등히 배가시키도록 하며, 그밖에 다양한 효능을 갖도록 하고, 더불어서 이러한 본 발명의 접착조성물을 이용하여 표피원단과 쿠션원단 사이에 도포 및 접착토록 해서 자동차 내장재를 제조하는 방법을 제공코자 함에 발명이 해결하고자 하는 과제를 두고 완성한 것이다.

또한 별도로 기술하지는 않았으나, 본 발명의 자동차 내장재의 접착조성물과 이를 이용한 내장재의 제조방법을 상세하게 기술한 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위 및 도면 등을 감안하여 유추할 수 있는 범위 내의 또 다른 목적들도 본 발명의 전체 해결과제에 포함되는 것이다.

상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 자동차 내장재의 접착조성물과 이를 이용한 내장재의 제조방법에 있어서, 상기 본 발명의 자동차 내장재의 접착조성물은 지방산을 이용하여 제조된 것이 주원료가 되는 메인베이스가 구비되며, 상기 메인베이스에 혼합되어 접착조성물 전체의 점도를 혼합량에 의해서 조절토록 된 점도조절제가 구비되며, 상기 메인베이스에 혼합되어 접착조성물 전체의 연화점을 혼합량에 의해서 조절토록 된 연화조절제가 구비되며, 상기 메인베이스에 혼합되어 접착조성물 전체의 접착력의 정도를 혼합량에 의해서 조절토록 된 접착조절제가 구비되며, 상기 메인베이스에 상기 점도조절제와 연화조절제와 접착조절제와 함께 혼합되어 접착조성물에 거품제거, 점착성 개선 및 부여, 산화방지의 부가 기능 등을 갖도록 여러 개의 첨가제가 구비됨을 특징으로 한다.

이때 상기 메인베이스는 지방산에 열과 압력을 가하여 지방산에 비해 반응성과 점도가 좋아지게 생산된 40~60중량%의 다이머산(Dimer Acid)으로 되며, 상기 점도조절제는 올레인산의 일원으로 끈적끈적한 성상을 가지면서 혼합 시 점도를 조절하는 1~3중량%의 톨유지방산(Tall oil fatty acid:TOFA)(C₁₉H₃₂O₄)으로 되며, 상기 연화조절제는 백색 분말로 되어 혼합 시 연화점을 조절하는 3~8중량%의 아디프산(Adipic acid)(C₆H₁₀O₄) 및 작은 판 또는 잎 모양의 결정체로 되어 혼합 시 연화점을 조절하는 8~15중량%의 헥사메틸렌다이아민(Hexamethylenediamine)(C₆H₁₆N₂)으로 되며, 상기 첨가제는 접착조성물에 혼합되어 거품을 제거하는 0.1~0.2중량%의 소포제(Antifoam) 및 접착조성물에 혼합되어 접착성을 개선시키는 2~5중량%의 접착촉진제(Polyester resin, Doxa Chemcial Limited의 Addox® A40) 및 접착조성물에 혼합되어 점착성을 부여하는 2~4중량%의 테르펜수지(Terpene resin) 및 접착조성물에 혼합되어 접착조성물이 산화되는 것을 방지하는 0.1~0.5중량%의 산화방지제(Antioxidant)로 된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자동차 내장재의 접착조성물을 이용한 내장재의 제조방법은 지방산을 이용하여 생산된 메인베이스에 점도조절제, 연화조절제, 접착조절제, 첨가제가 혼합된 친환경의 열가소성 수지제 접착조성물로 작은 알갱이 모양의 접착그래뉼을 제조되도록 하는 접착그래뉼구비단계를 거치며, 상기 접착그래뉼구비단계에서 제조된 접착그래뉼을 압출기의 투입호퍼로 공급하여 압출기 내부로 접착그래뉼이 투입되도록 하는 압출기투입단계를 거치며, 투입호퍼로 공급되어 압출기 내부로 투입된 접착그래뉼을 이송스크루에 의해서 선단으로 서서히 온도를 높이면서 이송시켜서 압출기의 선단에서 원하는 온도까지 높이면서 용융하도록 해서 접착그래뉼이 액상으로 용융될 때 역류하지 않게 선단으로 점점 온도가 높아지는 다수의 가열챔버를 통과시키면서 서서히 용융 압출되도록 하는 다단용융압출단계를 거치며, 상기 다단용융압출단계에서 압출기의 선단으로 용융 압출되어 쿠션원단에 접착 도포되도록 도포롤러와 조절롤러 사이로 접착제를 공급토록 하는 접착제공급단계를 거치며, 쿠션원단을 펼쳐서 도포롤러의 하부로 공급되도록 하는 쿠션원단공급단계를 거치며, 접착제공급단계에서 조절롤러에 의해서 도포량을 조절하여 도포롤러에 묻혀서 쿠션원단공급단계에 의해서 공급되는 쿠션원단의 상면으로 접착제를 고르게 펴서 도포하고자 할 시 도포롤러와의 사이로 공급되는 쿠션원단을 도포롤러를 향해서 압착토록 도포롤러의 하부에 이격되게 구성된 압착롤러에 의해서 접착제가 압착된 쿠션원단에 흡수 도포되도록 하는 압착도포단계를 거치며, 압착도포단계에서 쿠션원단에 압착 도포된 접착제가 냉각 경화되도록 하는 냉각단계를 거치며, 냉각단계를 거쳐서 접착제가 도포된 쿠션원단이 롤로 권취되도록 하는 접착쿠션원단완성단계를 거쳐서 제조됨을 특징으로 한다.

이에 더하여 상기 접착쿠션원단완성단계 이후 접착제가 한 쪽 면에 코팅된 전체 접착쿠션원단 또는 원하는 형태로 재단된 접착쿠션원단이 펼쳐서 라미네이팅장비로 공급되도록 하는 접착쿠션원단공급단계를 거치며, 전체 표피원단 또는 원하는 형태로 재단된 표피원단의 접착면이 접착쿠션원단의 접착제가 도포 경화된 면과 접하여 라미네이팅장비로 공급되도록 하는 표피원단공급단계를 거치며, 접착쿠션원단과 표피원단을 마주보게 내입시켜서 접착쿠션원단에 도포 경화된 접착제를 열로 용융시켜서 접착되도록 하는 라미네이트접착단계를 거치며, 라미네이트접착단계에서 쿠션원단과 표피원단 사이에 용융되어 쿠션원단과 표피원단이 접착된 후 냉각시켜서 자동차 내장재로 냉각 접착되도록 하는 내장재냉각단계를 거치며, 쿠션원단과 표피원단의 전체를 라미네이트접착한 내장재는 권취되도록 보관하거나, 각각 재단하여 라미네이트접착한 재단된 내장재는 적층되도록 보관하여 자동차 내장재가 완성되도록 하는 내장재완성단계를 거쳐서 제조되도록 할 수 있다.

상기 본 발명의 자동차 내장재의 접착조성물을 이용한 내장재의 제조방법에서 냉각단계는 도포롤러와 압착롤러 사이로 접착제가 압착 도포되어 인출되는 쿠션원단에 에어가 분출되도록 해서 접착제가 1차로 경화되도록 하는 1차냉각단계와, 상기 1차냉각단계에서 분출되는 에어로 접착제가 1차 경화된 쿠션원단을 칠러와 연결된 냉각호스가 표면 내측으로 골고루 분포되게 설치된 냉각롤러에 접하여 이송되도록 해서 접착제가 2차로 경화되도록 하는 2차냉각단계와, 상기 2차냉각단계에서 냉각롤러로 접착제가 2차 경화된 쿠선원단을 상하로 이격되어 지그재그로 위치하는 냉각이송롤러를 거쳐서 이송될 시 일측에 동력에 의해서 회전되게 설치된 송풍팬에 의해서 외부 공기가 이송되도록 해서 접착제가 3차에 걸쳐서 경화되도록 하는 3차냉각단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 본 발명의 자동차 내장재의 접착조성물과 이를 이용한 내장재의 제조방법은 작은 알갱이(granule)로 제작된 접착그래뉼을 압출기를 통해서 용융 압출시켜서 표피원단 또는 쿠션원단에 고르게 도포되도록 한 것으로서, 본 발명의 접착조성물은 지방산을 이용하여 생산된 메인베이스에 점도조절제, 연화조절제, 접착조절제, 첨가제가 혼합된 친환경의 열가소성 수지제로서 자동차의 내장재 외측 표피원단과 내측 쿠션원단을 접착 시 사용되어 자동차의 내장재로 사용 시 친환경적으로 인체에 무해하며, 자동차 내부에 접착제로 인한 냄새로 두통을 유발하지 않는 등 인체에 유익한 효과를 제공하는 것이다.

이에 더하여 종래 수성 핫멜트접착제나 용제형 핫멜트접착제의 경우 액상으로 되어 있어서 도포롤러를 통해서 쿠션원단에 접착제를 고르게 도포하기 곤란하였으며, 수분을 증발시키기 위한 장치나 공정이 필요하였으며, 이로 인한 접착 불량이 빈번하였던 문제점이 있었으며, 이를 해결코자 웹방식 핫멜트접착제 또는 필름형 핫멜트접착제를 개발하였지만 이는 표피원단이나 쿠션원단에 가접착한 후 다시 접착해야 하므로 장치의 부피가 커지게 되고 접착공정이 번거로워지는 등의 문제점이 있었으나, 상기 본 발명의 접착조성물을 이용한 내장재의 제조방법에 의하면 접착그래뉼을 압출기를 통해서 일정한 점도를 갖도록 해서 도포롤러로 공급하며 도포롤러의 표면에 접착제가 정해진 두께로 공급되게 조절롤러가 구비되면서 도포롤러에 의해서 접착제의 도포 시 하부의 압착롤러에 의해서 쿠션원단을 가압하여 쿠션원단에 접착제가 고르면서도 충분히 도포가 이루어져서 추후 쿠션원단에 표피원단을 접착할 시 접착 불량을 최소화할 수 있는 등 다수의 효과를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 접착조성물은 접착력이 우수하며, 유연성이 좋아서 라미네이트 접착 후 원단의 질감 변화에 영향을 주지 않으면서, 본 발명의 접착조성물을 이용하여 자동차 내장재의 제조 시 공정이 현저히 줄어들면서 접착 불량을 최소화시켜 제조원가를 절감하면서 생산량을 향상시킴으로 해서 생산 효율을 극대화시키면서 제품의 고급화를 꾀하여 제품의 호응도를 높여서 제품을 널리 보급할 수 있도록 하는 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명인 것이다.

도 1a 내지 1i는 본 발명의 접착조성물이 도포된 쿠션원단에서 VOCs(휘발성유기화합물), 냄새(악취), 중금속 등의 유해물질의 방출량을 측정한 시험성적서
도 2는 본 발명의 자동차 내장재의 접착조성물을 이용한 내장재의 제조방법을 순차적으로 보인 공정도
도 3은 본 발명의 자동차 내장재의 접착조성물을 이용한 내장재의 제조장치를 개략적으로 도시한 예시도

본 발명은 자동차 내장재의 제조 시 사용되는 접착조성물에 대한 것이며, 이는 자동차 시트(sheet) 또는 자동차 실내의 천장 커버 등의 내장재 원단을 라미네이팅하기 위한 것으로 자동차 내장재의 외측 표피원단과 내측 쿠션원단을 우수한 접착력으로 접착할 수 있도록 한 자동차 내장재의 접착조성물과 이를 이용한 내장재의 제조방법 및 제조장치를 제공코자 하는 것으로서, 이를 하기에서 도면들과 함께 보다 구체적으로 설명토록 하되, 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 사용되는 용어들 역시 실시 예를 구체적으로 설명하기 위한 것일 뿐 해당 용어에 국한되게 해석되어서는 아니 된다.

상기 본 발명의 자동차 내장재의 접착조성물은 메인베이스에 점도조절제와 연화조절제와 접착조절제 및 첨가제가 혼합 조성된 것이다.

상기 메인베이스는 지방산을 이용하여 제조된 다이머산(Dimer Acid)을 주원료로 하는 것으로서, 이러한 다이머산은 지방산을 활용한 2차 생산제품으로 특수 페인트, 접착제, 윤활유, 에폭시 수지의 주요 원료로 사용되고 있고, 지방산에 비해 반응성과 점도가 좋으며, 지방산은 식용유를 물리화학적으로 분해하면 글리세린과 함께 생성되는 것으로 구조상 반응이 쉬워 이 특성을 이용해 공업적으로 많이 이용된다.

상기 점도조절제는 명칭에서와 같이 접착조성물 전체의 점도를 조절하는 조성물로서, 메인베이스에 혼합되는 혼합량에 의해서 점도가 조절되도록 이루어지며, 상기 연화조절제는 접착조성물 전체의 연화점(軟化點)(=물질이 가열에 의해 변형, 연화를 일으키기 시작하는 온도)을 조절하는 조성물로서, 메인베이스에 혼합되는 혼합량에 의해서 연화점이 조절되도록 이루어지며, 상기 접착조절제는 접착조성물 전체의 접찹력을 조절하는 조성물로서, 이 역시 메인베이스에 혼합되는 혼합량에 의해서 접착력이 조절되도록 이루어지는 것이다.

본 발명의 접착조성물은 상기 메인베이스에 혼합된 점도조절제와 연화조절제와 접착조절제와 함께 첨가제가 더 혼합되는 것으로서, 상기 첨가제는 접착조성물에 거품제거, 접착성 개선 및 부여, 산화방지의 부가 기능을 갖도록 수개가 첨가되게 이루어지는 것이다.

상기 본 발명의 접착조성물을 보다 구체적으로 설명하면, 메인베이스는 지방산에 열과 압력을 가하여 지방산에 비해 반응성과 점도가 좋아지게 생산된 다이머산(Dimer Acid) 40~60중량%가 구비되며, 이에 혼합되는 점도조절제는 올레인산의 일원으로 끈적끈적한 성상을 가지면서 혼합 시 점도를 조절하는 톨유지방산(Tall oil fatty acid:TOFA)(C₁₉H₃₂O₄) 1~3중량%로 이루어지며, 톨유지방산이 1중량% 미만인 경우 Gell의 가능성이 있으며, 3중량% 초과일 경우 흐름성이 과도하게 나타나게 되므로 혼합량을 메인베이스인 다이머산 40~60중량%에 대하여 1~3중량%로 하도록 함이 바람직하다.

상기 연화조절제는 백색 분말로 되어 혼합 시 연화점을 조절하는 아디프산(Adipic acid)(C₆H₁₀O₄) 3~8중량% 및 작은 판 또는 잎 모양의 결정체로 되어 혼합 시 연화점을 조절하는 헥사메틸렌다이아민(Hexamethylenediamine)(C₆H₁₆N₂) 8~15중량%으로 이루어지며, 아디프산이 3중량% 미만 혹을 8중량% 초과일 경우에 요구하는 연화점이 나오지 않게 되며, 헥사메틸렌다이아민이 8중량% 미만일 경우 미반응 가능성이 커지며 15중량% 초과일 경우 요구 연화점이 제대로 나오지 않게 되므로 혼합량을 메인베이스인 다이머신 40~60중량%에 대하여 아디프산은 3~8중량% 및 헥사메틸렌다이아민은 8~15중량%로 한다.

상기 접착조절제는 무색의 침상 결정으로 되어 혼합 시 접착력을 높이는 피페라진(Piperazine)(C₄H₁₀N₂) 2~7중량% 및 폴리아민군의 일원으로 액상으로 되어 혼합 시 접찹력을 높이는 폴리옥시프로필렌디아민(Polyoxypropylenediamine, Huntsman Corporation의 Jeffamine® D-2000) 20~35중량%로 이루어지며, 피페라진이 2중량% 미만이거나 7중량% 초과일 경우 접착력이 현저히 떨어지게 되며, 폴리옥시프로필렌디아민이 20중량% 미만일 경우 접착력이 현저히 떨어지면서 35중량% 초과일 경우 점성(tacky)이 심해져 사용이 불가능하므로 혼합량을 메인베이스인 다이머신 40~60중량%에 대하여 피페라진은 2~7중량% 및 폴리옥시프로필렌디아민은 20~35중량%로 한다.

이에 더하여 상기 첨가제는 접착조성물에 혼합되어 거품을 제거하는 소포제(Antifoam) 0.1~0.2중량%와, 접착조성물에 혼합되어 접착성을 개선시키는 접착촉진제(Polyester resin, Doxa Chemcial Limited의 Addox® A40) 2~5중량%와, 접착조성물에 혼합되어 점착성을 부여하는 테르펜수지(Terpene resin) 2~4중량%와, 접착조성물에 혼합되어 접착조성물이 산화되는 것을 방지하는 산화방지제(Antioxidant) 0.1~0.5중량%이 혼합 구성된 것으로서, 이때 상기 소포제, 접착촉진제, 테르펜수지 및 산화방지제 등의 첨가제는 상기 함량보다 과도하게 사용 시 접착조성물의 전반적인 물성에 악영향을 미치게 되며, 상기 함량보다 작게 사용 시 각각의 기능을 제대로 수행할 수 없으므로 상기 함량을 준수해야 하는 것이다.

이와 같이 조성된 본 발명의 접착조성물을 자동차 내장재의 폴리우레탄폼(PU form)으로 된 쿠션원단에 도포 후 경화시켜서 시험시료로 하여 도 1a 내지 1i에서와 같이 인체에 유해한 VOCs(휘발성유기화합물)과 냄새(악취), 중금속 등의 방출량을 측정한 결과가 검출안됨 또는 기준치 이하로 시험결과가 나왔으며, 상기 중금속 중에서 납, 카드뮴, 수은, 6가 크롬 외에도 PBBs(Polybrominated biphenyls :폴리브롬화 비페닐) 및 PBDEs(Polybrominated biphenylethers :폴리브롬화 비닐), HBCDD(Hexabromocyclododecane :헥사브로모사이클로도데칸)의 유해 금속들도 검출안됨으로 시험결과가 나온 것을 확인할 수 있으며, 이로 인하여 본 발명의 접착조성물을 이용하여 자동차 내장재로 사용 시 인체에 유해한 VOCs(휘발성유기화합물)이나 각종 중금속들이 자동차 내부로 나오지 않으므로 종래 핫멜트접착제를 사용할 경우에 비하여 유해성분이 없어서 건강증진효과를 극대화시킬 수 있는 것이다.

상기와 같이 조성된 본 발명의 접착조성물은 자동차 내장재에서 외측으로 위치하는 인조 또는 천연 가죽이나 합성수지재로 된 표피원단과 내측으로 위치하는 폴리우레탄폼이나 폴리에틸렌폼 등으로 된 쿠션원단을 접착하여 내장재를 제조하는데 사용되는 것으로서, 상기 본 발명의 접착조성물을 이용하여 자동차 내장재를 제조하는 방법에 대하여 도 2에 도시된 공정도와 함께 하기에서 보다 구체적으로 설명토록 한다.

1. 접착그래뉼구비단계

지방산을 이용하여 생산된 다이머산의 메인베이스에 톨유지방산으로 된 점도조절제, 아디프산 및 헥사메틸렌다이아민으로 된 연화조절제, 피페라진 및 폴리옥시프로필렌디아민으로 된 접착조절제, 소포제와 접착촉진제와 점착부여제인 테르펜수지와 산화방지제가 혼합되어 이루어진 첨가제가 혼합 조성된 친환경의 열가소성 수지제 접착조성물을 작은 알갱이 모양의 접착그래뉼을 제조토록 한다.

2. 압출기투입단계

상기 접착그래뉼구비단계에서 제조된 접착그래뉼을 압출기의 투입호퍼로 공급하여 압출기 내부로 접착그래뉼이 투입되도록 한다.

3. 다단용융압출단계

상기 압출기투입단계에서 투입호퍼로 공급되어 압출기 내부로 투입된 접착그래뉼을 압출기 내부의 이송스크루에 의해서 투입호퍼쪽에서 선단의 배출구쪽으로 서서히 온도를 높이면서 이송시켜서 압출기의 선단에서 원하는 온도까지 높이면서 용융되도록 하되, 이는 접착그래뉼이 액상으로 용융될 때 입구에서 급속히 용융되어 역류하는 것을 방지토록 하기 위한 것으로서, 압출기의 외측으로 투입호퍼쪽에서 선단의 배출구쪽으로 다수의 가열챔버가 설치되도록 하며, 투입호퍼쪽의 가열챔버는 가열온도가 상대적으로 낮고 선단 배출구쪽의 가열챔버는 가열온도가 상대적으로 높아지도록 압출기의 선단으로 가면서 점점 가열 온도가 높아지도록 해서 투입호퍼쪽에서 접착그래뉼이 완전 용융되어 압출기의 후단으로 용융된 접착제가 역류하지 않고 접착그래뉼의 완전 용융이 선단쪽에서 이루어지도록 하는 것이다.

4. 접착제공급단계

상기 다단용융압출단계에서 압출기의 선단으로 용융 압출되어 쿠션원단에 접착 도포되도록 도포롤러와 조절롤러 사이로 접착제를 공급토록 한다.

5. 쿠션원단공급단계

지관 등에 감긴 폴리우렌탄폼 또는 폴리에틸렌폼 등으로 이루어진 쿠션원단을 펼치면서 도포롤러의 하부로 도 3에서 보는 바와 같이 공급되도록 한다.

6. 압착도포단계

상기 접착제공급단계에서 조절롤러에 의해서 도포량을 조절하여 도포롤러에 묻혀서 쿠션원단공급단계에 의해서 공급되는 쿠션원단의 상면으로 접착제를 고르게 펴서 도포하고자 할 시 도포롤러와의 사이로 공급되는 쿠션원단을 도포롤러를 향해서 압착토록 도포롤러의 하부에 이격되게 구성된 압착롤러에 의해서 접착제가 압착된 쿠션원단에 흡수 도포되도록 한다.

7. 냉각단계

상기 압착도포단계에서 쿠션원단에 압착 도포된 접착제가 냉각 경화되도록 냉각처리를 한다.

7-1. 1차냉각단계

도포롤러와 압착롤러 사이로 접착제가 압착 도포되어 인출되는 쿠션원단에 컴프레서와 연결되어 에어가 분출되도록 한 분사노즐을 갖는 에어분사기에서 분사되는 에어로 접착제를 1차 경화시키도록 한다.

7-2. 2차냉각단계

상기 1차냉각단계에서 분출되는 에어로 접착제가 1차 경화된 쿠션원단을 칠러와 연결되어 냉각수가 순환되게 설치된 냉각호스가 표면 내측으로 골고루 분포되게 설치된 냉각롤러에 접하여 이송되도록 해서 냉각롤러의 냉기에 의해서 접착제를 2차 경화시키도록 한다.

7-3. 3차냉각단계

상기 2차냉각단계에서 냉각롤러로 접착제가 2차 경화된 쿠선원단을 상하로 이격되어 지그재그로 위치하는 냉각이송롤러를 거쳐서 이송될 시 일측에 동력에 의해서 회전되게 설치된 송풍팬에 의해서 외부 공기가 이송되도록 해서 접착제를 3차 경화시키도록 해서 총 3차에 걸쳐서 쿠션원단에서 도포된 접착제, 즉 접착조성물이 경화되도록 한다.

8. 접착쿠션원단완성단계

상기 냉각단계를 거쳐서 도포된 접착제가 경화된 쿠션원단을 지관 등에 롤로 권취토록 하여 접착쿠션원단을 완성토록 한다.

하기에서부터는 핫멜트접착제인 본 발명의 자동차 내장재의 접착조성물을 이용하여 표피원단과 쿠션원단을 접착하여 내장재를 완성토록 하는 것이다.

9. 접착쿠션원단공급단계

상기 접착쿠션원단완성단계 이후 접착제가 일면에 코팅된 전체 접착쿠션원단 또는 원하는 형태로 재단된 접착쿠션원단이 펼쳐져서 라미네이팅장비로 공급되도록 한다.

10. 표피원단공급단계

전체 표피원단 또는 원하는 형태로 재단된 인조가죽, 천연가죽 또는 합성수지재원단 또는 천연소재원단 등으로 된 표피원단의 접착면이 접착쿠션원단의 접착제가 도포 경화된 면과 접하여 라미네이팅장비로 공급되도록 한다.

11. 라미네이트접착단계

상기 접착쿠션원단공급단계에 의해 공급되는 쿠션원단과 상기 표피원단공급단계에 의해 공급되는 표피원단을 마주보게 내입시켜서 접착쿠션원단에 도포 경화된 접착제를 열로 용융시켜서 접착되도록 한다.

12. 내장재냉각단계

상기 라미네이트접착단계에서 쿠션원단과 표피원단 사이에 용융되어 쿠션원단과 표피원단이 접착된 후 냉각시켜서 자동차 내장재로 냉각 접착되도록 한다.

13. 내장재완성단계

상기 쿠션원단과 표피원단의 전체를 라미네이트접착한 내장재는 권취되도록 보관하거나, 각각 재단하여 라미네이트접착한 재단된 내장재는 적층되도록 보관하여 자동차 내장재가 완성되도록 한다.

상기 본 발명의 접착조성물을 이용하여 자동차 내장재를 제조할 시 도 3에 도시된 예시도에서와 같이 자동차 내장재의 제조장치(1)는 쿠션원단(A)에 접착조성물, 즉 접착제(B)를 도포하기 위한 도포부(2)와, 쿠션원단(A)에 도포된 접착제(B)를 냉각 경화시키기 위한 냉각부(3)와, 도포부(2)와 냉각부(3)를 통하여 접착제(B)가 도포되어 경화된 쿠션원단(A)을 표피원단(C)과 라미네이트접착하여 자동차 내장재(D)를 제조하기 위한 라미네이팅부(4)로 대분되게 이루어진다.

상기 도포부(2)는 접착그래뉼을 용융 압출토록 이루어진 압출기(미도시)에서 배출되는 접착제(B)가 표면에 묻도록 구성되어 회전하면서 쿠션원단(A)에 접하면서 표면의 접착제(B)가 쿠션원단(A)의 일면에 도포되는 도포롤러(21)가 구성되며, 이러한 도포롤러(21)의 일측에서 도포롤러(21)의 중심보다 중심이 일정높이(h)만큼 상부로 높게 위치하면서 도포롤러(21)의 표면과 표면이 이격되어 회전되게 설치된 조절롤러(22)가 구비되며, 이와 같은 조절롤러(22)는 도포롤러(21)의 표면에 묻는 접착제(B)의 두께를 조절할 수 있도록 도포롤러(21)와의 조절이격거리를 조절하면서 도포롤러(21)와 가까워지게 되면 도포롤러(21) 표면에 묻는 접착제(B)의 두께가 얇아져서 쿠션원단(A)에 도포되는 양이 작아지게 되며, 도포롤러(21)와 멀어지게 되면 도포롤러(21) 표면에 묻는 접착제(B)의 두께가 두꺼워져서 쿠션원단(A)에 도포되는 양이 많아지게 되며, 조절롤러(22)는 도포롤러(21)와 마주보며 하향되게 역방향으로 회전되면서 조절롤러(22)의 회전속도(=Y rpm)는 도포롤러(21)의 회전속도(=X rpm)보다 저속으로 회전되어 도포롤러(21)의 표면에 묻는 접착제(B)를 일정 양으로 걷어내는 스크레이퍼 기능을 하게 되면서 조절롤러(22)를 저속으로 회전시켜서 각종 이물질을 제거하거나 도포롤러(21)의 표면에 접착제(B)가 고르게 묻도록 하는 기능을 동시에 가지도록 구성된다.

이와 함께 상기 도포부(2)에는 도포롤러(21)와의 사이에 공급되는 쿠션원단(A)을 가압토록 구성된 압착롤러(23)가 더 구성되며, 이러한 압착롤러(23)는 도포롤러(21)에 의해서 접착제(B)가 도포되는 쿠션원단(A)을 도포롤러(21)를 향해서 압착할 수 있도록 도포롤러(21)와의 압착이격거리를 조절하면서 압착이 많이 되면 도포된 접착제(B)가 쿠션원단(A)에 침투되는 양이 많아지게 된다.

상기 냉각부(3)는 도포부(2) 전방에서 도포롤러(21)와 압착롤러(23)에 의해서 쿠션원단(A)에 도포된 접착제(B)를 에어로 냉각 경화시킬 수 있도록 접착제(B)가 도포된 쿠션원단(A)의 상면으로 에어를 분사토록 컴프레서(312)와 연결된 분사노즐(311)이 설치된 에어분사기로 이루어진 1차냉각수단(31)과, 1차냉각수단(31)을 거쳐서 이송되는 쿠션원단(A)의 접착제(B)가 도포된 면이 외접하면서 이송되며, 외주면 내면에 칠러(322)에 의해서 냉각 공급되는 냉각수가 순환되는 냉각호스(321)가 설치된 냉각롤러로 이루어진 2차냉각수단(32)과, 2차냉각수단(32)을 거쳐서 이송되는 쿠션원단(A)이 상하로 이격되면서 이송방향으로 지그재그로 위치되게 설치된 다수의 이송롤러(332)를 지그재그로 이송될 시 다수의 이송롤러(332) 상부에 수개가 설치되어 외기로 쿠션원단(A)의 접착제(B)를 냉각시킬 수 있도록 설치된 송풍팬(331)으로 이루어진 3차냉각수단(33)으로 이루어져서 3단계의 냉각이 이루어지는 것이다.

상기 라미네이팅부(4)는 상술한 바와 같이 도포부(2)에서 접착제(B)가 도포되고, 냉각부(3)에서 3차례 냉각되어 도포된 접착제(B)가 경화된 쿠션원단(A)과 이에 경화된 접착제(B)를 사이에 두고 접하게 공급되는 표피원단(C)을 같이 공급하여 내부에 표피원단(C)과 쿠션원단(A)이 합포(合布)되어 열에 의해서 접착제(B)가 용융 접착되는 라미네이트접착이 이루어지도록 내부에 다수의 합포롤러(411)와 다수의 가열히터(412)가 설치된 라미네이팅장비(41)가 구비되며, 라미네이팅장비(41)의 내부 배출쪽이나 라미네이팅장비(41)의 배출구 외부에 가열히터(412)로 가열되어 용융된 접착제(B)를 냉각 경화시키기 위한 내장재냉각수단(42)이 설치되는 것이다.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이며, 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정해지는 것이 아니라, 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.

A:쿠션원단 B:접착제 C:표피원단 D:자동차 내장재
1:자동차 내장재의 제조장치
2:도포부 21:도포롤러 22:조절롤러 23:압착롤러
3:냉각부 31:1차냉각수단 311:분사노즐 312:컴프레서 32:2차냉각수단 321:냉각호스 322:칠러 33:3차냉각수단 331:송풍팬 332:이송롤러
4:라미네이팅부 41:라미네이팅장비 411:합포롤러 412:가열히터 42:내장재냉각수단

Claims (3)

1. 지방산을 이용하여 생산된 다이머산의 메인베이스에 톨유지방산으로 된 점도조절제, 아디프산 및 헥사메틸렌다이아민으로 된 연화조절제, 피페라진 및 폴리옥시프로필렌디아민으로 된 접착조절제, 소포제와 접착촉진제와 점착부여제인 테르펜수지와 산화방지제가 혼합되어 이루어진 첨가제가 혼합 조성된 친환경의 열가소성 수지제 접착조성물로 작은 알갱이 모양의 접착그래뉼을 제조토록 하는 접착그래뉼구비단계;
   접착그래뉼구비단계에서 제조된 접착그래뉼을 압출기의 투입호퍼로 공급하여 압출기 내부로 접착그래뉼이 투입되도록 하는 압출기투입단계;
   투입호퍼로 공급되어 압출기 내부로 투입된 접착그래뉼을 이송스크루에 의해서 선단으로 서서히 온도를 높이면서 이송시켜서 압출기의 선단에서 원하는 온도까지 높이면서 용융하도록 해서 접착그래뉼이 액상으로 용융될 때 역류하지 않게 선단으로 점점 온도가 높아지는 다수의 가열챔버를 통과시키면서 서서히 용융 압출되도록 하는 다단용융압출단계;
   다단용융압출단계에서 압출기의 선단으로 용융 압출되어 쿠션원단에 접착 도포되도록 하는 도포롤러와, 도포롤러와의 사이 간격을 조절하여 도포량이 조절되도록 하는 조절롤러 사이로 접착제를 공급토록 하는 접착제공급단계;
   쿠션원단을 펼쳐서 도포롤러의 하부로 공급되도록 하는 쿠션원단공급단계;
   접착제공급단계에서 조절롤러에 의해서 도포량을 조절하여 도포롤러에 묻혀서 쿠션원단공급단계에 의해서 공급되는 쿠션원단의 상면으로 접착제를 고르게 펴서 도포하고자 할 시 도포롤러와의 사이로 공급되는 쿠션원단을 도포롤러를 향해서 압착토록 도포롤러의 하부에 이격되게 구성된 압착롤러에 의해서 접착제가 압착된 쿠션원단에 흡수 도포되도록 하는 압착도포단계;
   압착도포단계에서 쿠션원단에 흡수 및 압착 도포된 접착제가 냉각 경화되도록 도포롤러와 압착롤러 사이로 접착제가 흡수 및 압착 도포되어 인출되는 쿠션원단에 에어가 분출되도록 해서 접착제가 1차로 경화되도록 하는 1차냉각단계와, 1차냉각단계에서 분출되는 에어로 접착제가 1차 경화된 쿠션원단을 칠러와 연결된 냉각호스가 표면 내측으로 골고루 분포되게 설치된 냉각롤러에 접하여 이송되도록 해서 접착제가 2차로 경화되도록 하는 2차냉각단계와, 2차냉각단계에서 냉각롤러로 접착제가 2차 경화된 쿠선원단을 상하로 이격되어 지그재그로 위치하는 냉각이송롤러를 거쳐서 이송될 시 일측에 동력에 의해서 회전되게 설치된 송풍팬에 의해서 외부 공기가 이송되도록 해서 접착제가 3차에 걸쳐서 경화되도록 하는 3차냉각단계로 이루어진 냉각단계;
   냉각단계를 거쳐서 도포된 접착제가 경화된 쿠션원단이 롤로 권취되도록 하는 접착쿠션원단완성단계;
   가 포함된 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 접착조성물을 이용한 내장재의 제조방법.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   접착쿠션원단완성단계 이후 접착제가 일면에 경화된 전체 접착쿠션원단 또는 원하는 형태로 재단된 접착쿠션원단이 펼쳐서 라미네이팅장비로 공급되도록 하는 접착쿠션원단공급단계;
   전체 표피원단 또는 원하는 형태로 재단된 표피원단의 접착면이 접착쿠션원단의 접착제가 도포 경화된 면과 접하여 라미네이팅장비로 공급되도록 하는 표피원단공급단계;
   접착쿠션원단과 표피원단을 마주보게 내입시켜서 접착쿠션원단에 도포 경화된 접착제를 열로 용융시켜서 접착되도록 하는 라미네이트접착단계;
   라미네이트접착단계에서 쿠션원단과 표피원단 사이에 용융되어 쿠션원단과 표피원단이 접착된 후 냉각시켜서 자동차 내장재로 냉각 접착되도록 하는 내장재냉각단계;
   쿠션원단과 표피원단의 전체를 라미네이트접착한 내장재는 권취되도록 보관하거나, 각각 재단하여 라미네이트접착한 재단된 내장재는 적층되도록 보관하여 자동차 내장재가 완성되도록 하는 내장재완성단계;
   가 더 포함된 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 접착조성물을 이용한 내장재의 제조방법.
   
3. 삭제

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