KR102449564B1 - 차량용 크래쉬패드 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 크래쉬패드 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 차량용 크래쉬패드는 에어백 모듈을 구비하는 크래쉬패드의 외표면을 형성하는 스킨층; 상기 스킨층의 하면에 형성되는 섬유기재층; 상기 섬유기재층의 하면에 형성되며, 슬라브폼을 포함하는 쿠션층; 및 상기 쿠션층의 하면에 형성되는 코어층;을 포함하며, 상기 스킨층과 섬유기재층은 가로(TD) 방향의 인장강도 5~50kgf/3cm 및 파단신율 40~220%이다.

Description

차량용 크래쉬패드 및 이의 제조방법 {CRASH PAD FOR VEHICLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 차량용 크래쉬패드 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
크래쉬패드(Crash pad)는 인스트루먼트 패널(instrument panel) 이라고도 하며, 차량의 내장부품으로 운전석의 전면의 유리 하단에 장착된다. 크래쉬패드 내부에는 에어백이 내장되는데, 에어백은 사고시 크래쉬패드의 심라인(seamline)을 찢고 전개되어, 외부 충격으로부터 탑승자의 생명을 보호하는 역할을 하는 등, 디자인, 편의성 및 안정성 측면에서 매우 중요한 부품이다.
도 1은 종래 차량용 크래쉬패드를 나타낸 것이며, 도 2는 종래 크래쉬패드를 나타낸 것이다. 상기 도 1 및 도 2를 참조하면, 크래쉬패드(100)는, 코어층(1), 코어층(1) 표면에 형성되는 쿠션층(2) 및 쿠션층(2) 표면에 형성되는 스킨층(3)을 포함한다. 상기 코어층, 쿠션층 및 스킨층은 수성의 접착제를 이용하여 접착이 이루어지게 된다.
한편 최근에는 차량의 고급화가 요구됨에 따라, 차량의 크래쉬패드 또한 우수한 감성, 촉감 및 외관성이 요구되고 있다. 이러한 고품질의 크래쉬패드는 스킨층으로, 천연피혁을 사용하여 제조할 수 있다. 그러나 천연피혁의 경우 고가이며 품질 관리가 어려워 변형 또는 표면의 손상이 쉽게 발생하는 문제가 있었다. 따라서, 천연피혁과 유사한 감성, 촉감, 외관을 나타내며, 기계적 물성 또한 우수한 인조피혁 및 이를 활용한 크래쉬 패드의 개발이 절실히 요구되고 있다.
여기서 스킨층(3)은 디자인성과 감성을 강조하기 위해, 실제 가죽의 외관과 느낌을 가질 수 있는 재질 및 도료를 이용하여 형성된다. 도 2를 참조하면, 스킨층(3)은 에어백(조수석 에어백, PAB)의 전개를 위하여 스킨층 약화 공정을 실시하여, 스킨층 약화부(4)를 형성하게된다. 구체적으로 크래쉬패드의 에어백 전개부위에 대응하는 스킨층의 에어백 전개부를 스카이빙(skiving) 또는 스킨 스코어링(skin scoring) 가공하여 스킨층의 두께를 감소시키게 된다.
그러나, 이러한 스킨층 약화 공정을 실시하여 크래쉬패드 제조시, 재료비 및 공정비용이 증가하여 생산성 및 경제성이 낮으며, 스킨층 약화 공정과 관련한 인건비와 작업시간이 추가되는 문제점이 있었다.
본 발명과 관련한 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제2015-0135708호(2015.12.03 공개, 발명의 명칭: 크래쉬패드용 스킨 제조방법)가 있다.
본 발명의 하나의 목적은 에어백 전개 성능이 우수하여, 스킨층 성형시 스킨층 약화 공정을 삭제할 수 있는 차량용 크래쉬패드에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 공정 단순화 및 원가 절감으로 인한 경제성이 우수한 차량용 크래쉬패드에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 외관성 및 촉감 등의 감성이 우수한 차량용 크래쉬패드에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 경량성 및 기계적 물성이 우수한 차량용 크래쉬패드에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 스킨층과 슬라브폼층 사이의 부착력이 우수한 차량용 크래쉬패드에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 차량용 크래쉬패드의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 차량용 크래쉬패드에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 차량용 크래쉬패드는 에어백 모듈을 구비하는 크래쉬패드의 외표면을 형성하는 스킨층; 상기 스킨층의 하면에 형성되는 섬유기재층; 상기 섬유기재층의 하면에 형성되며, 슬라브폼을 포함하는 쿠션층; 및 상기 쿠션층의 하면에 형성되는 코어층;을 포함하며, 상기 스킨층과 섬유기재층은 가로(TD) 방향의 인장강도 5~50kgf/3cm 및 파단신율 40~220% 이다.
한 구체예에서 상기 스킨층은 두께가 0.1~0.7mm 이며, 상기 섬유기재층은 두께가 0.3~0.7mm 이고, 상기 쿠션층은 두께가 1~10mm 이며, 그리고 상기 코어층은 두께가 1~6mm 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 쿠션층은 밀도가 0.05~5 g/cm3 이며, 기공율이 5~80%이고, 인장강도 3~20 kgf/cm2, 신율 50~200% 및 인열강도 0.2~1.5 kgf/cm일 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층은 열가소성 폴리우레탄, 열가소성 폴리올레핀, 폴리염화비닐 및 열경화성 폴리우레탄 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층은 폴리올 화합물 65~75 중량% 이소시아네이트계 경화제 15~25 중량% 및 사슬연장제 10~15 중량%를 포함하는 스킨층용 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 슬라브폼은 폴리올 화합물 40~75 중량%, 이소시아네이트계 경화제 15~45 중량% 및 발포제 1~15 중량%를 포함하는 제1 조성물을 발포하여 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 크래쉬패드는 섬유기재층 및 쿠션층 사이에 형성되는 제1 접착층; 및 상기 쿠션층 및 코어층 사이에 형성되는 제2 접착층; 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 크래쉬패드는 상기 스킨층 상부의 적어도 일부에 형성되는 표면처리층;을 더 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 섬유기재층은 밀도가 0.22~0.27 g/cm3 이며, 편물 또는 부직포 형태일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 차량용 크래쉬패드 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 차량용 크래쉬패드의 제조방법은 에어백 모듈을 구비하는 크래쉬패드의 외표면을 형성하는 스킨층, 상기 스킨층의 하면에 형성되는 섬유기재층, 상기 섬유기재층의 하면에 형성되며, 슬라브폼을 포함하는 쿠션층 및 상기 쿠션층의 하면에 형성되는 코어층을 포함하는 차량용 크래쉬패드의 제조방법이며, 쿠션층 및 코어층을 합지하여 중간체를 제조하는 단계; 및 상기 중간체에 섬유기재층 및 스킨층을 합지하는 단계;를 포함하며, 상기 스킨층과 섬유기재층은 가로(TD) 방향의 인장강도 5~50kgf/3cm 및 파단신율 40~220% 이다.
한 구체예에서 상기 중간체에 섬유기재층 및 스킨층을 합지하는 단계에서, 상기 섬유기재층 및 쿠션층 사이에 제1 접착층을 형성하여 합지될 수 있다.
한 구체예에서 상기 중간체를 제조하는 단계에서, 상기 쿠션층 및 코어층 사이에 제2 접착층을 형성하여 합지될 수 있다.
한 구체예에서 상기 중간체에 섬유기재층 및 스킨층을 합지하는 단계 이후, 상기 스킨층으로 상기 섬유기재층, 쿠션층 및 코어층을 감싸는 단계;를 더 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 슬라브폼은 폴리올 화합물, 이소시아네이트계 경화제 및 발포제를 포함하는 제1 조성물을 발포하여 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층은 스카이빙(skiving) 가공 또는 스코어링(scoring) 가공을 실시하지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 크래쉬패드는 스카이빙 또는 스킨 스코어링 등의 스킨층 약화 공정을 삭제하여도, 외부 충격시 에어백이 신속하게 전개되며, 절개 형상이 양호하고, 공정 단순화 및 원가 절감을 통해 생산성 및 경제성이 우수하며, 스킨층과 슬라브폼층 사이의 부착력이 우수하고, 스킨층의 박형화와 슬라브폼층을 적용하여 외관성 및 소프트감 등의 촉감 등의 감성이 우수할 수 있다.
도 1은 종래 차량용 크래쉬패드를 나타낸 것이다.
도 2는 종래 크래쉬패드를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 크래쉬패드를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 구체예에 따른 크래쉬패드를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 한 구체예에 따른 차량용 크래쉬패드 제조방법을 나타낸 것이다.
도 6은 실시예 1의 크래쉬패드 단면을 나타낸 사진이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 “상부”와 “하부”는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 보는 관점에 따라 “상부”가 “하부”로 “하부”가 “상부”로 변경될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 위(on)” 또는 “상(on)”으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다.
차량용 크래쉬패드
본 발명의 하나의 관점은 차량 크래쉬패드에 관한 것이다. 도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 크래쉬패드를 나타낸 것이다. 상기 도 3을 참조하면, 차량용 크래쉬패드(200)는 에어백 모듈을 구비하는 크래쉬패드의 외표면을 형성하는 스킨층(40); 스킨층(40)의 하면에 형성되는 섬유기재층(30); 섬유기재층(30)의 하면에 형성되며, 슬라브폼을 포함하는 쿠션층(20); 및 쿠션층(20)의 하면에 형성되는 코어층(10);을 포함한다.
상기 스킨층과 섬유기재층은 가로(TD) 방향의 인장강도 5~50kgf/3cm 및 파단신율 40~220%이다.
스킨층
스킨층(40)은 크래쉬패드(200)의 외관을 형성하며, 사용자에게 촉감 및 쿠션감 등의 감성을 부여할 수 있다.
한 구체예에서 스킨층(40)은 두께가 0.1~0.7mm 일 수 있다. 상기 두께 범위에서, 스코어링 또는 스카이빙과 같은 스킨층 약화 공정 없이도 외부 충격시 에어백(air bag)이 상기 스킨층을 용이하게 찢고 전개될 수 있으며, 기계적 물성이 우수할 수 있다. 예를 들면 0.1~0.4mm일 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층 및 섬유기재층은 가로(TD) 방향의 인장강도 5~50kgf/3cm 및 파단신율 40~220%이다. 예를 들면, 0.1~0.7mm 두께를 갖는 상기 스킨층과, 0.01~1mm 두께를 갖는 섬유기재층의 적층체에 대하여, 현대자동차 스펙 MS300-31 규격에 의거하여 인장시험기(Instron社 UTM 기기)를 이용하여 시험속도 200mm/min의 조건으로 측정한 가로(TD) 방향의 인장강도 5~50kgf/3cm 및 파단신율 40~220% 일 수 있다.
상기 스킨층 및 섬유기재층 적층체의 가로(TD) 방향의 인장강도가 5kgf/3cm 미만일 경우, 지나치게 강도가 낮아 외부 충격에 쉽게 파손되며, 50kgf/3cm를 초과하는 경우, 스킨층의 스카이빙 또는 스코어링 공정 없이 에어백이 전개되지 않을 수 있다.
상기 스킨층 및 섬유기재층 적층체의 가로(TD) 방향의 파단신율 범위가 40% 미만일 경우, 외부 충격시 에어백이 스킨층을 찢고 신속하게 전개되기 어려우며, 220% 초과일 경우, 에어백의 전개 형상이 불량할 수 있다.
상기 스킨층은 인열강도가 2~8kgf/cm일 수 있다. 상기 조건에서 기계적 물성이 우수하면서, 스킨층의 스카이빙 또는 스코어링 공정 없이 에어백이 용이하게 전개될 수 있다.
한 구체예에서 스킨층은 열가소성 폴리우레탄, 열가소성 폴리올레핀, 폴리염화비닐 및 열경화성 폴리우레탄 중 하나 이상 포함하여 형성될 수 있다. 예를 들면 열경화성 폴리우레탄을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층은 스킨층용 조성물을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 스킨층용 조성물은 폴리올 화합물 65~75 중량% 이소시아네이트계 경화제 15~25 중량% 및 사슬연장제 10~15 중량%를 포함할 수 있다. 상기 조건에서 본 발명이 목표로 하는 스킨층의 기계적 물성을 용이하게 달성할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리올 화합물은 디올, 트리올 및 폴리머 폴리올 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 디올은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 부탄디올 및 헥산디올 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 트리올은 글리세린, 트리메틸올프로판 및 1,2,3-헥산트리올중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리머 폴리올은 폴리올레핀폴리올, 폴리에스테르폴리올, 폴리카프로락톤폴리올, 폴리에테르폴리올 및 폴리카보네이트폴리올 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 이소시아네이트계 경화제는 상기 폴리올 화합물과 반응하여, 스킨층을 형성할 수 있다. 한 구체예에서 상기 이소시아네이트계 경화제로는 4,4’-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 4,4-디메틸페닐메탄 디이소시아네이트, 비스-4-(이소시아네이트 사이클로헥실)메탄, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 자일렌 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, 톨리딘 디이소시아네이트, 테트라 메틸렌 디이소시아네이트, 디메틸 디이소시아네이트, 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 페닐렌 디이소시아네이트 및 디메틸 디페닐 디이소시아네이트 중에서 하나 이상 포함될 수 있다.
상기 사슬연장제는 상기 스킨층에 형성되는 폴리우레탄의 사슬을 연장시키거나 가교하여, 분자량을 증가시키고 기계적 물성, 내열성 및 내화학성을 향상시키는 목적으로 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 사슬연장제는 디올, 트리올 및 아민 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 사슬연장제로 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 글리세린, 디에탄올아민(Diethanolamine, DEOA) 및 트리에탄올아민(Triethanolamine, TEOA) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층은 스카이빙(skiving) 가공 또는 스코어링(scoring) 가공을 실시하지 않을 수 있다. 본 발명의 크래쉬패드는 스킨층 약화 공정 없이도 외부 충격시 에어백 전개가 용이하여, 상기 조건에서 스킨층 약화 공정을 삭제할 수 있어 공정 수 절감 및 경제성이 우수할 수 있다.
섬유기재층
섬유기재층(30)은 본 발명의 촉감, 쿠션감 및 외관성을 향상시키는 목적으로 포함된다. 한 구체예에서 섬유기재층(30)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 및 폴리아미드(polyamide, PA) 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 섬유기재층을 포함시, 본 발명의 촉감 및 외관성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 섬유기재층(30)은 편물 또는 부직포 형태일 수 있다. 예를 들면, 편물 형태일 수 있다. 상기 형태에서 크래쉬패드의 촉감과 쿠션감이 우수하며, 외부 충격시 에어백이 상기 스킨층을 용이하게 찢고 전개될 수 있다.
예를 들면 상기 섬유기재층은 PET 섬유를 포함하는 편물 형태이며, 중량이 150~200g/m2 이고, 섬도는 20 데니아 내지 500 데니아일 수 있다. 상기 조건에서 크래쉬패드의 경량성, 촉감 및 쿠션감이 우수하며, 외부 충격시 에어백이 용이하게 전개될 수 있다.
한 구체예에서 섬유기재층(30)은 밀도가 0.22~0.27 g/cm3 이며, 두께가 0.3~0.7mm 일 수 있다. 상기 밀도 및 두께범위에서 상기 크래쉬패드의 촉감과 쿠션감이 우수하며, 외부 충격시 에어백이 상기 스킨층을 용이하게 찢고 전개될 수 있으며, 기계적 물성이 우수할 수 있다.
표면처리층
한 구체예에서 상기 크래쉬패드는 상기 스킨층의 상부에 형성되는 표면처리층을 더 포함할 수 있다. 상기 표면처리층은 상기 스킨층의 광택도를 조절하고 색상을 표현하면서, 내광성 및 방오성 등의 기능을 향상시키기 위한 목적으로 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 표면처리층은 폴리우레탄 수지를 포함할 수 있다. 다른 예를 들면, 상기 표면처리층은 수분산성 폴리우레탄 수지 조성물을 도포 및 경화하여 형성될 수 있다. 한 구체예에서 상기 수분산성 폴리우레탄 수지는 폴리올 화합물, 사슬연장제, 이소시아네이트 경화제 및 물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
한 구체예에서 상기 표면처리층의 두께는 1~200㎛일 수 있다. 상기 두께에서 상기 크래쉬패드의 외관성, 내광성 및 방오성이 우수할 수 있다.
제1 접착층
상기 도 3을 참조하면, 크래쉬패드(200)는 섬유기재층(30) 및 쿠션층(20) 사이에 제1 접착층(50)을 더 포함할 수 있다. 제1 접착층(50)을 포함시, 상기 섬유기재층 및 쿠션층 사이의 부착력이 향상될 수 있다.
제1 접착층(50)은 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 예를 들면, 유기용제형 폴리우레탄 또는 수분산형 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 제1 접착층은 제1 접착조성물을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면 상기 제1 접착조성물은 폴리올 화합물, 이소시아네이트 경화제 및 용제를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리올 화합물은 디올, 트리올 및 폴리머 폴리올 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 디올은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 부탄디올 및 헥산디올 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 트리올은 글리세린, 트리메틸올프로판 및 1,2,3-헥산트리올중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리머 폴리올은 폴리올레핀폴리올, 폴리에스테르폴리올, 폴리카프로락톤폴리올, 폴리에테르폴리올 및 폴리카보네이트폴리올 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 이소시아네이트계 경화제는 상기 폴리올 화합물과 반응하여, 스킨층을 형성할 수 있다. 한 구체예에서 상기 이소시아네이트계 경화제로는 4,4’-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 4,4-디메틸페닐메탄 디이소시아네이트, 비스-4-(이소시아네이트 사이클로헥실)메탄, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 자일렌 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, 톨리딘 디이소시아네이트, 테트라 메틸렌 디이소시아네이트, 디메틸 디이소시아네이트, 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 페닐렌 디이소시아네이트 및 디메틸 디페닐 디이소시아네이트 중에서 하나 이상 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 용제는 물, 탄소수 1~10의 알코올, 톨루엔, 아세톤, 메틸에틸케톤, 디메틸포름아미드 및 사이클로헥산 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층 및 섬유기재층의 적층체는 ISO 813 규격에 의거하여 측정된 쿠션층과의 접착강도가 0.3kgf/cm 이상일 수 있다. 상기 접착강도는, 현대기아자동차 MS spec 256-29에 의거(ISO 813 규격에 의거하여 90도 박리법, 박리속도 25mm/min 조건)하여 스킨층 및 섬유기재층과 쿠션층을 대상으로 측정된 결과일 수 있다. 상기 접착강도가 0.3kgf/cm 미만인 경우, 적층체와 쿠션층 사이의 접착력이 불량하며, 에어백의 절개 형상이 불량할 수 있다. 예를 들면 0.3~1.2kgf/cm 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층 및 섬유기재층의 적층체는 ISO 813 규격에 의거하여 측정된 제1 접착층과의 접착강도가 0.3kgf/cm 이상일 수 있다. 상기 접착강도는, 현대기아자동차 MS spec 256-29에 의거(ISO 813 규격에 의거하여 90도 박리법, 박리속도 25mm/min 조건)하여 스킨층 및 섬유기재층과 제1 접착층을 대상으로 측정된 결과일 수 있다. 상기 접착강도가 0.3kgf/cm 미만인 경우, 적층체와 제1 접착층(쿠션층) 사이의 접착력이 불량하며, 에어백의 절개 형상이 불량할 수 있다. 예를 들면 0.3~1.2kgf/cm 일 수 있다.
한 구체예에서 제1 접착층(50)의 두께는 30~300㎛일 수 있다. 상기 두께에서 접착력이 우수하면서, 외부 충격시 에어백이 용이하게 상기 스킨층을 찢고 전개될 수 있다.
쿠션층
상기 쿠션층은 상기 크래쉬 패드의 내열성, 내충격성 및 내광성 등의 물성을 확보하고 차량 탑승자에게 쿠션감 등의 촉감을 확보한다. 한 구체예에서 상기 쿠션층은 슬라브폼(slab foam)을 포함한다. 상기 슬라브폼을 포함시, 종래 필라멘트층에 비하여 에어백의 전개 성능 및 쿠션감이 우수하며, 종래 필라멘트층 대비 가격이 저렴하여 경제성이 우수하며, 외부 충격에 에어백 전개시 에어백 모듈의 파손을 방지하면서, 전개 형상이 용이할 수 있다.
한 구체예에서 상기 슬라브폼은 폴리올 화합물, 이소시아네이트계 경화제 및 발포제를 포함하는 제1 조성물을 발포하여 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리올 화합물은 디올, 트리올 및 폴리머 폴리올 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 디올은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 부탄디올 및 헥산디올 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 트리올은 글리세린, 트리메틸올프로판 및 1,2,3-헥산트리올중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리머 폴리올은 폴리올레핀폴리올, 폴리에스테르폴리올, 폴리카프로락톤폴리올, 폴리에테르폴리올 및 폴리카보네이트폴리올 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리올 화합물은 상기 제1 조성물 전체중량에 대하여 40~75 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 슬라브폼의 기계적 강도가 우수할 수 있다.
상기 이소시아네이트계 경화제는 상기 폴리올 화합물과 반응하여, 스킨층을 형성할 수 있다. 한 구체예에서 상기 이소시아네이트계 경화제로는 4,4’-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 4,4-디메틸페닐메탄 디이소시아네이트, 비스-4-(이소시아네이트 사이클로헥실)메탄, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 자일렌 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, 톨리딘 디이소시아네이트, 테트라 메틸렌 디이소시아네이트, 디메틸 디이소시아네이트, 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 페닐렌 디이소시아네이트 및 디메틸 디페닐 디이소시아네이트 중에서 하나 이상 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 이소시아네이트계 경화제는 상기 제1 조성물 전체중량에 대하여 15~45 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 슬라브폼의 기계적 강도가 우수할 수 있다.
상기 발포제는 물, 부탄, n-펜탄, c-펜탄, 헥산, 헵탄, 클로로플루오로카본(CFC 11), 하이드로젠클로로플루오로카본(H-CFCs), 하이드로젠플루오로카본(H-FCs), 트리클로로플루오로메탄(Freon 11), 클로로디플루오로메탄(R-22), 1,1-디클로로-1-플루오로에탄(HCFC-141b) 및 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판(HFC-245fa) 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포제는 상기 제1 조성물 전체중량에 대하여 1~15 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 슬라브폼의 기계적 강도가 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 쿠션층은 밀도 0.05~5 g/cm3 및 기공율 5~80% 일 수 있다. 상기 조건에서 경량성과 기계적 강도가 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 쿠션층은 현대자동차 MS300-31 규격에 의거하여 측정된 인장강도 3~20 kgf/cm2, 신율 50~200% 및 인열강도 0.2~1.5 kgf/cm일 수 있다. 상기 인장강도, 신율 및 인열강도 조건에서 기계적 물성이 우수하면서, 외부 충격시 에어백(air bag)이 상기 쿠션층을 용이하게 찢고 전개될 수 있다.
예를 들면 상기 쿠션층은 두께가 1~10mm일 수 있다. 상기 두께로 형성시, 내열성, 내충격성 및 내광성 등의 물성이 우수하고 외부 충격시 에어백 전개능이 우수할 수 있다. 다른 예를 들면 1~5mm일 수 있다.
제2 접착층
도 4는 본 발명의 다른 구체예에 따른 크래쉬패드를 나타낸 것이다. 상기 도 4를 참조하면, 크래쉬패드(300)는 상기 쿠션층(20) 및 코어층(10) 사이에 형성되는 제2 접착층(52)을 더 포함할 수 있다. 제2 접착층(52)을 포함시, 쿠션층(20)과 코어층(10) 사이의 부착력이 향상될 수 있다.
제2 접착층(52)은 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 예를 들면, 유기용제형 폴리우레탄 또는 수분산형 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 제2 접착조성물은 폴리올 화합물, 이소시아네이트 경화제 및 용제를 포함할 수 있다. 상기 폴리올 화합물, 이소시아네이트 경화제 및 용제는 상기 제1 접착조성물과 동일한 것을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제2 접착층의 두께는 30~300㎛일 수 있다. 상기 두께에서 접착력이 우수하면서, 외부 충격시 에어백이 용이하게 상기 스킨층을 찢고 전개될 수 있다.
코어층
상기 코어층은 운전석 및 조수석의 전방을 형성하며, 충돌 및 전복 사고시에는 외부 충격으로부터 탑승자를 보호하는 역할을 한다. 또한 에어백 모듈이 장착되는 삽입홀이 형성되며, 에어컨이 구비되는 장착부 등이 형성될 수 있다.
한 구체예에서 코어층은 매트릭스 수지 및 무기충전재를 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 매트릭스 수지는 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지 및 스티렌계 수지 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 스티렌계 수지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지를 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 매트릭스 수지는, 폴리프로필렌 수지 및 PC/ABS 수지 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 무기충전재는 탈크(talc), 휘스커(whisker), 유리 섬유, 탄소 섬유, 현무암 섬유 및 고분자 섬유중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 코어층의 두께는 1~6mm 일 수 있다. 상기 두께로 형성시 내충격성이 우수하면서, 외부 충격시 에어백 전개능이 우수할 수 있다. 예를 들면, 3~4mm 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 코어층은 에어백이 전개되는 에어백 도어부가 구비되고, 상기 에어백 도어부는 에어백 전개를 위한 절개라인이 형성되며, 상기 절개라인은 X형, 변형 X형, ㅡ형, H형 또는 U형 중 어느 하나의 형태일 수 있다. 상기 형태로 절개라인이 형성시, 외부 충격시 에어백이 용이하게 전개될 수 있다.
프라이머층
한 구체예에서 상기 크래쉬패드는 상기 제2 접착층 및 코어층 사이에 형성되는 프라이머층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 프라이머층을 형성시, 상기 제2 접착층과 코어층 사이의 접착력이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 프라이머층의 두께는 5~500㎛ 일 수 있다. 상기 두께로 형성시 상기 제2 접착층과 코어층 사이의 접착력이 우수할 수 있다.
차량용 크래쉬패드 제조방법
본 발명의 다른 관점은 차량용 크래쉬패드 제조방법에 관한 것이다. 도 5는 본 발명의 한 구체예에 따른 차량용 크래쉬패드 제조방법을 나타낸 것이다. 상기 도 5를 참조하면, 상기 차량용 크래쉬패드 제조방법은 (S10) 중간체 제조단계; 및 (S20) 중간체, 섬유기재층 및 스킨층 합지단계;를 포함한다.
보다 구체적으로 상기 차량용 크래쉬패드 제조방법은 (S10) 쿠션층 및 코어층을 합지하여 중간체를 제조하는 단계; 및 (S20) 상기 중간체에 섬유기재층 및 스킨층을 합지하는 단계;를 포함하며, 상기 스킨층과 섬유기재층은 가로(TD) 방향의 인장강도 5~50kgf/3cm 및 파단신율 40~220% 이다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 크래쉬패드 제조방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.
(S10) 중간체 제조단계
상기 단계는 쿠션층 및 코어층을 합지하여 중간체를 제조하는 단계이다. 상기 쿠션층 및 코어층은 전술한 바와 동일한 것을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 쿠션층은 두께가 1~10mm일 수 있다. 상기 두께로 형성시, 내열성, 내충격성 및 내광성 등의 물성이 우수하고 외부 충격시 에어백 전개능이 우수할 수 있다. 다른 예를 들면 1~5mm일 수 있다.
상기 쿠션층은 슬라브폼을 포함한다. 한 구체예에서 슬라브폼은 폴리올, 이소시아네이트계 경화제 및 발포제를 포함하는 제1 조성물을 발포하여 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 코어층의 두께는 1~6mm 일 수 있다. 상기 두께로 형성시 내충격성이 우수하면서, 외부 충격시 에어백 전개능이 우수할 수 있다. 예를 들면, 3~4mm일 수 있다.
한 구체예에서 상기 쿠션층과 코어층을 합지시, 상기 쿠션층 및 코어층 사이에 제2 접착층을 형성하여 합지될 수 있다. 예를 들면, 상기 쿠션층의 하면 및 코어층의 상면 중 하나 이상에 제2 접착조성물을 도포 및 경화하여 제2 접착층을 형성하여 합지될 수 있다. 상기 제2 접착조성물은 전술한 바와 동일한 것을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제2 접착층 및 코어층 사이에 형성되는 프라이머층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 프라이머층을 형성시, 상기 제2 접착층과 코어층 사이의 접착력이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 코어층 표면에 프라이머를 도포하고 건조하여 프라이머층을 형성하고, 상기 프라이머층의 표면과, 상기 쿠션층의 합지대상면에 각각 제2 접착조성물을 도포하고 가열하여 합지할 수 있다. 상기 프라이머층을 형성시 상기 코어층과 상기 제2 접착층과의 접착력이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 프라이머층의 두께는 5~500㎛ 일 수 있다. 상기 두께로 형성시 상기 제2 접착층과 코어층 사이의 접착력이 우수할 수 있다.
(S20) 중간체, 섬유기재층 및 스킨층 합지단계
상기 단계는 상기 중간체에 섬유기재층 및 스킨층을 합지하는 단계이다. 상기 섬유기재층 및 스킨층은 전술한 바와 동일한 것을 사용할 수 있다.
상기 스킨층은 폴리올 화합물 20~80 중량% 이소시아네이트계 경화제 10~50 중량% 및 사슬연장제 1~35 중량%를 포함하는 스킨층용 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층 및 섬유기재층은 가로(TD) 방향의 인장강도 5~50kgf/3cm 및 파단신율 40~220%이다. 예를 들면, 0.1~0.7mm 두께를 갖는 상기 스킨층과, 0.01~1mm 두께를 갖는 섬유기재층의 적층체에 대하여, 현대자동차 스펙 MS300-31 규격에 의거하여 인장시험기(Instron社 UTM 기기)를 이용하여 시험속도 200mm/min의 조건으로 측정한 가로(TD) 방향의 인장강도 5~50kgf/3cm 및 파단신율 40~220% 일 수 있다.
상기 스킨층 및 섬유기재층 적층체의 가로(TD) 방향의 인장강도가 5kgf/cm2 미만일 경우, 지나치게 강도가 낮아 외부 충격에 쉽게 파손되며, 50kgf/cm2를 초과하는 경우, 스킨층의 스카이빙 또는 스코어링 공정 없이 에어백이 전개되지 않을 수 있다.
상기 스킨층 및 섬유기재층 적층체의 가로(TD) 방향의 파단신율 범위가 40% 미만일 경우, 외부 충격시 에어백이 스킨층을 찢고 신속하게 전개되기 어려우며, 220% 초과일 경우, 에어백의 전개 형상이 불량할 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층은 두께가 0.1~0.7mm 일 수 있다. 상기 두께 범위에서, 스코어링 또는 스카이빙과 같은 스킨층 약화 공정 없이도 외부 충격시 에어백(air bag)이 상기 스킨층을 용이하게 찢고 전개될 수 있으며, 기계적 물성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서, 상기 스킨층은 2 이상의 스킨층용 재료를 준비한 다음, 맞봉제 및 쌍침봉제 등을 통해 봉제하여 스킨층을 형성할 수 있다.
한 구체예에서 상기 섬유기재층은 두께가 0.3~0.7mm 일 수 있다. 상기 두께범위에서 상기 크래쉬패드의 촉감과 쿠션감이 우수하며, 외부 충격시 에어백이 상기 스킨층을 용이하게 찢고 전개될 수 있으며, 기계적 물성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 중간체의 쿠션층 일면에, 상기 섬유기재층 및 스킨층을 순차적으로 합지할 수 있다.
한 구체예에서 상기 중간체에 섬유기재층 및 스킨층을 합지하는 단계에서, 상기 섬유기재층 및 쿠션층 사이에 제1 접착층을 형성하여 합지될 수 있다. 예를 들면, 상기 섬유기재층 하면 및 쿠션층의 상면 중 하나 이상에 제1 접착조성물을 도포 및 경화하여 제1 접착층을 형성하여 합지될 수 있다. 상기 제1 접착조성물은 전술한 바와 동일한 것을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 접착층의 두께는 30~300㎛일 수 있다. 상기 두께에서 접착력이 우수하면서, 외부 충격시 에어백이 용이하게 상기 스킨층을 찢고 전개될 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층의 상면에는 표면처리층이 더 형성될 수 있다. 상기 표면처리층은 폴리우레탄 수지를 포함할 수 있다. 다른 예를 들면, 상기 표면처리층은 상기 스킨층의 상면에 수분산성 폴리우레탄 수지 조성물을 도포 및 경화하여 형성될 수 있다. 상기 표면처리층은 전술한 바와 동일한 것을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 표면처리층의 두께는 1~200㎛일 수 있다. 상기 두께에서 상기 크래쉬패드의 외관성, 내광성 및 방오성이 우수할 수 있다.
(S30) 감싸기 단계
한 구체예에서 상기 중간체에 섬유기재층 및 스킨층을 합지하는 단계 이후, 상기 스킨층으로 상기 섬유기재층, 쿠션층 및 코어층을 감싸는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 감싸기(커버링)는, 상기 스킨층으로 상기 섬유기재층, 쿠션층 및 코어층을 감싸는 공정을 의미한다.
한 구체예에서 상기 중간체, 섬유기재층 및 스킨층을 합지하고, 압착금형 등을 이용하여 상기 합지된 중간체, 섬유기재층 및 스킨층을 압착한 다음, 상기 스킨층으로 상기 섬유기재층 및 중간체를 감싸기 할 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층은 스카이빙(skiving) 가공 또는 스코어링(scoring) 가공을 실시하지 않을 수 있다. 본 발명의 크래쉬패드는 스킨층 약화 공정 없이도 외부 충격시 에어백 전개가 용이하여, 상기 조건에서 스킨층 약화 공정을 삭제할 수 있어 공정 수 절감 및 경제성이 우수할 수 있다.
본 발명의 다른 구체예에서 상기 크래쉬 패드 제조방법은 (S11) 적층체 제조단계; (S12) 적층체 및 코어층 합지단계; 및 (S31) 감싸기 단계를 포함할 수 있다.
(S11) 적층체 제조단계
상기 단계는 스킨층, 섬유기재층 및 쿠션층을 합지하여 적층체를 제조하는 단계이다. 상기 스킨층, 섬유기재층 및 쿠션층은 전술한 바와 동일한 것을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층의 하면에 섬유기재층과 쿠션층을 순차적으로 합지하여 적층체를 제조할 수 있다. 한 구체예에서 상기 적층체 제조시, 상기 섬유기재층 및 쿠션층 사이에 제1 접착층을 형성하여 합지될 수 있다. 예를 들면, 상기 섬유기재층 하면 및 쿠션층의 상면 중 하나 이상에 제1 접착조성물을 도포 및 경화하여 제1 접착층을 형성하여 합지될 수 있다. 상기 제1 접착조성물은 전술한 바와 동일한 것을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 접착층의 두께는 30~300㎛일 수 있다. 상기 두께에서 접착력이 우수하면서, 외부 충격시 에어백이 용이하게 상기 스킨층을 찢고 전개될 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층의 상면에는 표면처리층이 더 형성될 수 있다. 상기 표면처리층은 폴리우레탄 수지를 포함할 수 있다. 다른 예를 들면, 상기 표면처리층은 상기 스킨층의 상면에 수분산성 폴리우레탄 수지 조성물을 도포 및 경화하여 형성될 수 있다. 상기 표면처리층은 전술한 바와 동일한 것을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 표면처리층의 두께는 1~200㎛일 수 있다. 상기 두께에서 상기 크래쉬패드의 외관성, 내광성 및 방오성이 우수할 수 있다.
(S21) 적층체 및 코어층 합지단계
상기 단계는 상기 적층체와 코어층을 합지하는 단계이다. 상기 코어층은, 전술한 바와 동일한 것을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 코어층의 두께는 1~6mm 일 수 있다. 상기 두께로 형성시 내충격성이 우수하면서, 외부 충격시 에어백 전개능이 우수할 수 있다. 예를 들면, 3~4mm일 수 있다.
한 구체예에서 상기 적층체와 코어층을 합지시, 상기 적층체의 쿠션층 및 코어층 사이에 제2 접착층을 형성하여 합지될 수 있다. 예를 들면, 상기 적층체의 쿠션층의 하면, 및 코어층의 상면 중 하나 이상에 제2 접착조성물을 도포 및 경화하여 제2 접착층을 형성하여 합지될 수 있다. 상기 제2 접착조성물은 전술한 바와 동일한 것을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제2 접착층의 두께는 30~300㎛일 수 있다. 상기 두께에서 접착력이 우수하면서, 외부 충격시 에어백이 용이하게 상기 스킨층을 찢고 전개될 수 있다.
한 구체예에서 상기 코어층의 표면에 프라이머를 도포하고 건조하여 프라이머층을 형성하고, 상기 프라이머층의 표면과, 상기 쿠션층의 합지대상면에 각각 제2 접착조성물을 도포하고 가열하여 합지할 수 있다. 상기 프라이머층을 형성시 상기 코어층과 상기 제2 접착층과의 접착력이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 프라이머층의 두께는 5~500㎛일 수 있다. 상기 두께로 형성시 상기 제2 접착층과 코어층 사이의 접착력이 우수할 수 있다.
(S31) 감싸기 단계
한 구체예에서 상기 적층체와 쿠션층을 합지하는 단계 이후 상기 스킨층으로 상기 섬유기재층, 쿠션층 및 코어층을 감싸는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 감싸기(커버링)는, 상기 적층체의 쿠션층 하면과 코어층의 상면을 접촉한 다음, 상기 적층체의 스킨층으로 상기 쿠션층 및 코어층을 감싸는 공정을 의미한다.
한 구체예에서 상기 적층체 및 쿠션층을 합지하고, 압착금형 등을 이용하여 합지된 적층체 및 쿠션층을 압착한 다음, 상기 스킨층으로 상기 섬유기재층, 쿠션층 및 코어층을 감싸기 할 수 있다.
한 구체예에서 상기 스킨층은 스카이빙(skiving) 가공 또는 스코어링(scoring) 가공을 실시하지 않을 수 있다. 본 발명의 크래쉬패드는 스킨층 약화 공정 없이도 외부 충격시 에어백 전개가 용이하여, 상기 조건에서 스킨층 약화 공정을 삭제할 수 있어 공정 수 절감 및 경제성이 우수할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 및 비교예
실시예 1
(1) 중간체 제조: 폴리프로필렌을 포함하는 두께 1~6mm의 코어층을 준비하였다. 또한, 폴리올 화합물 40~75 중량%, 이소시아네이트계 경화제 15~45 중량% 및 발포제 1~15 중량%를 포함하는 제1 조성물을 발포하여 형성된, 슬라브폼을 포함하는 쿠션층을 준비하였다.
상기 코어층의 상면에 프라이머를 도포 및 건조하여 프라이머층(두께: 5~10㎛)을 형성하였다. 상기 쿠션층의 하면과, 프라이머층의 상면에 각각 폴리우레탄을 포함하는 제2 접착조성물을 도포하여 수분산성 폴리우레탄을 포함하는 제2 접착층(두께: 1~15㎛)을 형성한 다음, 상기 쿠션층 하면과 프라이머층 상면을 열경화하여 합지하여 중간체를 제조하였다.
(2) 중간체와 섬유기재층 및 스킨층 합지: 폴리올 화합물 65~75 중량% 이소시아네이트계 경화제 15~25 중량% 및 사슬연장제 10~15 중량%를 포함하는 스킨층용 조성물을 이용하여 통상의 방법으로 스킨층용 재료를 형성하였다. 그 다음에, 상기 스킨층용 재료를 맞봉제 및 쌍침봉제 등을 통해 봉제하여 하기 표 1 두께를 갖는 스킨층을 형성하였다. 이때, 상기 스킨층에는 스카이빙 또는 스코어링 공정을 실시하지 않았으며, 상기 스킨층의 하면에 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유를 포함하는, 편물 형태의 섬유기재층(밀도 0.22~0.27 g/cm3 및 두께: 0.01~1mm)을 형성하였다.
그 다음에, 상기 섬유기재층의 하면에 제1 접착조성물을 도포하여 수분산성 폴리우레탄을 포함하는 제1 접착층(두께: 30~300㎛)을 형성한 다음, 상기 제1 접착층의 하면과 상기 중간체의 쿠션층의 상면을 합지하고 열건조하였다.
(3) 스킨층 감싸기: 상기 스킨층으로 상기 섬유기재층, 쿠션층 및 코어층을 감싸기 하여 도 6과 같은 크래쉬패드를 제조하였다.
실시예 2~4
하기 표 1의 두께와 물성을 갖는 스킨층을 적용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 크래쉬패드를 제조하였다.
비교예 1
상기 쿠션층으로 슬라브폼 대신에 두께: 4mm의 필라멘트 클로스(filament cloth)를 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 크래쉬패드를 제조하였다.
비교예 2~5
하기 표 1의 두께와 기계적 물성을 갖는 스킨층을 적용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 크래쉬패드를 제조하였다.
시험예
(A) 물성평가 1
(1) 스킨층 및 섬유기재층의 인장강도, 신율 및 인열강도: 상기 실시예 및 비교예 크래쉬패드의 스킨층 및 섬유기재층에 대하여, 현대자동차 MS 300-31 규격에 의거하여, 인장시험기(Instron社 UTM 기기)를 이용하여 시험속도 200mm/min의 조건으로 가로 방향(TD)의 인장강도(kgf/cm2), 파단신율(%) 및 인열강도(kgf/cm)를 측정하였다.
(2) 접착강도: 상기 실시예 및 비교예 크래쉬 패드의 스킨층 및 섬유기재층의 적층체와 제1 접착층에 대하여, 현대차동차 MS 스펙 256-29에 의거하여(ISO 813 규격, 90도 박리법, 박리속도 25mm/min 조건) 접착강도(kgf/cm)를 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(3) 쿠션층 인장강도, 신율 및 인열강도: 상기 실시예 및 비교예 크래쉬패드의 쿠션층에 대하여 JIS K6301 규격에 의거하여 인장강도(kgf/cm2), 파단신율(%) 및 인열강도(kgf/cm)를 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(4) 에어백 전개능 평가시험: 현대자동차 ES84500-13(Passenger airbag invisible door performance specification)에 의거하여, 실시예 및 비교예에서 제조된 크래쉬 패드에, 조수석 에어백(PAB (Passenger Airbag)) 모듈을 장착하였다. 그 다음에, 상온(21℃), 저온(-35℃), 및 고온(85℃) 조건에서 인플레이터 뇌관에 전기적 신호를 가하여 폭발시켰다. 그 다음에, 상기 실시예 및 비교예의 에어백이 크래쉬 패드에 의도적으로 홈을 파놓은 심라인(Seam line) 쪽으로 찢고 나와 전개되는지 여부, 에어백 전개시 크래쉬 패드 조각이 비산하는지 여부를 확인하여 합격(Pass) 및 불합격(Fail)으로 평가하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(5) 내열성 평가: 상기 실시예 및 비교예에 대하여, 현대차동차 MS 스펙 256-29에 의거하여 110℃에서 300 시간 동안 방치 후 쿠션층의 들뜸, 박리 등의 외관을 육안으로 평가하여 이상 없을 시 P(Pass)로 판정하였으며, 들뜸 또는 박리 등의 결함 발생시 F(Fail)로 판정하여 하기 표 1에 나타내었다.
Figure 112020075966278-pat00001
상기 표 1의 결과를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 1~4의 크래쉬패드는 기계적 물성과 층간 부착력이 우수하며, 스카이빙 또는 스킨 스코어링 등의 스킨층 약화 공정을 적용하지 않아도, 에어백의 신속한 전개가 가능하며, 에어백 전개 후 크래쉬패드의 도어부 형상이 양호하였다. 그러나, 본 발명과 상이한 쿠션층을 적용한 비교예 1과, 본 발명 스킨층의 물성을 벗어난 비교예 2~4의 경우 에어백이 신속하게 전개되지 않거나, 전개 형상이 불량하며, 전개 성능이 저하되는 것을 알 수 있었다.
(B) 물성평가 2-신뢰성 평가: 상기 실시예 및 비교예 중 대표적으로 실시예 1에 대하여, 하기와 같은 항목의 신뢰성을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 내열노화성: 상기 실시예 1에 대하여, 현대차동차 MS257-06 기준에 의거하여 내열노화성 시험을 실시하였다. 구체적으로 상기 실시예 1 시편을 승온하여 110℃에서 500시간 동안 방치한 다음, 시편의 인장강도 및 파단신율을 측정하여 내열노화성을 평가하였다.
(2) 내습노화성: 상기 실시예 1에 대하여, 현대차동차 MS257-06 기준에 의거하여 내습노화성 시험을 실시하였다. 구체적으로 상기 실시예 1 시편을 승온하여 50℃, 상대습도: 98RH%에서 168시간 동안 방치한 다음, 시편의 인장강도 및 파단신율을 측정하여 내습노화성을 평가하였다.
(3) 내가수분해성(1): 상기 실시예 1에 대하여, 현대차동차 MS257-06 기준에 의거하여 내가수분해성 시험을 실시하였다. 구체적으로 상기 실시예 1 시편을 승온하여 85℃, 96시간 동안 증류수에 침적한 다음, 시편의 인장강도 및 파단신율을 측정하였다.
(4) 내가수분해성(2): 상기 실시예 1에 대하여, 현대차동차 MS257-10 기준에 의거하여 내가수분해성 시험을 실시하였다. 구체적으로 상기 실시예 1 시편을 승온하여 120℃, 48시간 동안 내열 오븐에 투입한 다음, 시편의 인장강도 및 파단신율을 측정하였다.
Figure 112020075966278-pat00002
상기 표 2의 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예 1의 경우 내열노화성, 내습노화성, 내가수분해성 등의 신뢰성이 우수한 것을 알 수 있었다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 코어층 2: 쿠션층
3: 스킨층 4: 스킨층 약화부
5: 에어백 도어 10: 코어층
20: 쿠션층 30: 섬유기재층
40: 스킨층 50: 제1 접착층
52: 제2 접착층
100, 200,300: 차량용 크래쉬패드

Claims (15)

  1. 에어백 모듈을 구비하는 크래쉬패드의 외표면을 형성하는 스킨층;
    상기 스킨층의 하면에 형성되는 섬유기재층;
    상기 섬유기재층의 하면에 형성되며, 슬라브폼을 포함하는 쿠션층; 및
    상기 쿠션층의 하면에 형성되는 코어층;을 포함하며,
    상기 섬유기재층은 밀도가 0.22~0.27 g/cm3 이며, 편물 또는 부직포 형태이며,
    상기 쿠션층은 밀도가 0.05~5 g/cm3 이며, 기공율이 5~80%이고, 인장강도 3~20 kgf/cm2, 신율 50~200% 및 인열강도 0.2~1.5 kgf/cm 이고,
    상기 스킨층과 섬유기재층은 가로(TD) 방향의 인장강도 5~50kgf/3cm 및 파단신율 40~220%인 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬패드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스킨층은 두께가 0.1~0.7mm 이며, 상기 섬유기재층은 두께가 0.3~0.7mm 이고, 상기 쿠션층은 두께가 1~10mm 이며, 그리고 상기 코어층은 두께가 1~6mm인 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬패드.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 스킨층은 열가소성 폴리우레탄, 열가소성 폴리올레핀, 폴리염화비닐 및 열경화성 폴리우레탄 중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬패드.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스킨층은 폴리올 화합물 65~75 중량% 이소시아네이트계 경화제 15~25 중량% 및 사슬연장제 10~15 중량%를 포함하는 스킨층용 조성물을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬패드.
  6. 제1항에 있어서, 상기 슬라브폼은 폴리올 화합물 40~75 중량%, 이소시아네이트계 경화제 15~45 중량% 및 발포제 1~15 중량%를 포함하는 제1 조성물을 발포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬패드.
  7. 제1항에 있어서, 상기 섬유기재층 및 쿠션층 사이에 형성되는 제1 접착층; 및
    상기 쿠션층 및 코어층 사이에 형성되는 제2 접착층; 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬패드.
  8. 제1항에 있어서, 상기 스킨층 상부의 적어도 일부에 형성되는 표면처리층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 패드.
  9. 삭제
  10. 에어백 모듈을 구비하는 크래쉬패드의 외표면을 형성하는 스킨층, 상기 스킨층의 하면에 형성되는 섬유기재층, 상기 섬유기재층의 하면에 형성되며, 슬라브폼을 포함하는 쿠션층 및 상기 쿠션층의 하면에 형성되는 코어층을 포함하는 차량용 크래쉬패드의 제조방법이며,
    쿠션층 및 코어층을 합지하여 중간체를 제조하는 단계; 및
    상기 중간체에 섬유기재층 및 스킨층을 합지하는 단계;를 포함하며,
    상기 섬유기재층은 밀도가 0.22~0.27 g/cm3 이며, 편물 또는 부직포 형태이며,
    상기 쿠션층은 밀도가 0.05~5 g/cm3 이며, 기공율이 5~80%이고, 인장강도 3~20 kgf/cm2, 신율 50~200% 및 인열강도 0.2~1.5 kgf/cm 이고,
    상기 스킨층과 섬유기재층은 가로(TD) 방향의 인장강도 5~50kgf/3cm 및 파단신율 40~220%인 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬패드 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 중간체에 섬유기재층 및 스킨층을 합지하는 단계에서,
    상기 섬유기재층 및 쿠션층 사이에 제1 접착층을 형성하여 합지되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬패드 제조방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 중간체를 제조하는 단계에서,
    상기 쿠션층 및 코어층 사이에 제2 접착층을 형성하여 합지되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬패드 제조방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 중간체에 섬유기재층 및 스킨층을 합지하는 단계 이후,
    상기 스킨층으로 상기 섬유기재층, 쿠션층 및 코어층을 감싸는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬패드 제조방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 슬라브폼은 폴리올 화합물, 이소시아네이트계 경화제 및 발포제를 포함하는 제1 조성물을 발포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬패드 제조방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 스킨층은 스카이빙(skiving) 가공 또는 스코어링(scoring) 가공을 실시하지 않는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬패드 제조방법.
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