KR102635536B1 - 자동차 내장재용 인조 가죽 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차 내장재용 인조 가죽 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 자동차 내장재용 인조 가죽은 3차원 스페이서 페브릭(3D spacer fabric), 그리고 상기 3차원 스페이서 페브릭 위에 위치하는 표지층과 상기 표지층 위에 위치하는 표면처리층을 포함하는 표면층을 포함한다.
상기 자동차 내장재용 인조 가죽은 공정을 간소화할 수 있고, 암모니아(NH4) 가스로 인한 냄새를 차단하여 자동차 시트의 냄새를 제거할 수 있으며, 내구성을 향상시켜 장기간 사용시에도 꺼지거나 변형되는 문제를 개선하고, 유연성을 향상시켜 주름이 생기는 문제를 개선할 수 있다.
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Description
본 발명은 자동차 내장재용 인조 가죽 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정을 간소화할 수 있고, 암모니아(NH4) 가스로 인한 냄새를 차단하여 자동차 시트의 냄새를 제거할 수 있으며, 내구성을 향상시켜 장기간 사용시에도 꺼지거나 변형되는 문제를 개선하고, 유연성을 향상시켜 주름이 생기는 문제를 개선할 수 있는 자동차 내장재용 인조 가죽 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 내부는 제 2의 주거 공간으로 인식되고 있으며, 최근에는 이러한 자동차 내부 공간에서 편안하고 쾌적한 운전을 위해 기능성 시트가 각광받고 있다.
이러한 자동차 내장재용 소재로는 천연 가죽이나 폴리염화비닐, 폴리우레탄 등의 인조 가죽이 많이 사용된다.
구체적으로, 종래의 자동차 내장재용 인조 가죽은 한국특허등록 제1450604호(등록일: 2014년 10월 23일)에 개시된 바와 같이 폴리우레탄 폼(foam) 위에 발포층, 표지층 및 표면처리층을 포함하는 적층 구조로 이루어진다.
상기 발포층과 표지층은 주로 폴리염화비닐(polyvinyl chloride) 또는 폴리우레탄(Polyurethane) 재질로 이루어지며, 캘린더링(calendaring) 또는 캐스팅(casting) 공정을 통해 소정의 두께로 적층 형성된다. 그런 후 발포 공정을 거치면서 상기 발포층이 일정 배율로 발포 성형된다.
그런데, 상기 폴리우레탄 폼 위에 상기 폴리염화비닐 또는 폴리우레탄 재질의 발포층과 표지층을 캘린더링 또는 캐스팅 공정을 통해 형성하고자 하는 경우, 폴리우레탄 폼을 라미네이팅(laminating)하는 추가 공정이 필요하며, 특히 플레임(flame) 라미네이팅을 이용하는 경우 발생되는 암모니아(NH4) 가스로 인한 냄새가 발생한다.
또한, 상기 폴리우레탄 폼은 열린 기공(open cell) 구조로 장기간 사용시 변형되어 자동차 시트가 꺼지거나, 유연성이 좋지 않아 주름지는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 내구성이 향상되어 장기간 사용시에도 꺼지거나 변형되는 문제가 없고, 유연성이 우수하여 주름이 생기지 않으며, 공기 투과도가 더욱 향상된 자동차 내장재용 인조 가죽을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 폴리우레탄 폼을 라미네이팅(laminating)하는 추가 공정을 삭제하여 공정을 간소화할 수 있고, 플레임(flame) 라미네이팅을 이용하는 경우 발생되는 암모니아(NH4) 가스로 인한 냄새를 차단하여 자동차 시트의 냄새를 제거할 수 있는 자동차 내장재용 인조 가죽의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이격 배치되는 제 1 페브릭 층과 제 2 페브릭 층, 및 상기 제 1 페브릭 층과 상기 제 2 페브릭 층을 스페이싱 실로 연결하여 3차원 구조를 형성시키는 스페이서 층을 포함하는 3차원 스페이서 페브릭(3D spacer fabric), 상기 3차원 스페이서 페브릭 위에 위치하는 지지층, 그리고 상기 지지층 위에 위치하는 발포층, 상기 발포층 위에 위치하는 표지층 및 상기 표지층 위에 위치하는 표면처리층을 포함하는 표면층을 포함하는 자동차 내장재용 인조 가죽을 제공한다.
상기 지지층은 두께가 0.05 mm 내지 0.5 mm이고, 평량이 10 g/m2 내지 100 g/m2인 부직포일 수 있다.
상기 지지층이 상기 3차원 스페이서 페브릭과 상기 표면층 사이에 개재됨에 따라, 상기 자동차 내장재용 인조 가죽 내에서의 상기 지지층의 두께인 기여후도는 0.05 mm 내지 0.5 mm일 수 있다.
상기 표면층은 복수개의 펀칭 홀들을 포함하고, 상기 3차원 스페이서 페브릭의 상기 제 1 페브릭 층은 실(thread)들의 교차점들(stitch places) 사이에 그물눈(mesh)들을 포함하며, 상기 표면층의 펀칭 홀들의 30 % 내지 70 %가 상기 제 1 페브릭 층의 상기 그물눈 위에 위치할 수 있다.
상기 자동차 내장재용 인조 가죽은 공기 투과도가 110 l/dm2·min 내지 800 l/dm2·min일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 이격 배치되는 제 1 페브릭 층과 제 2 페브릭 층, 및 상기 제 1 페브릭 층과 상기 제 2 페브릭 층을 스페이싱 실로 연결하여 3차원 구조를 형성시키는 스페이서 층을 포함하는 3차원 스페이서 페브릭(3D spacer fabric)을 준비하는 단계, 캘린더링 방법을 이용하여 예비발포층과 표지층을 형성하고, 상기 예비발포층과 상기 표지층을 지지층과 함께 합지하는 단계, 상기 예비발포층을 발포하는 단계, 상기 표지층 위에 표면처리층을 형성하여 표면층을 제조하는 단계, 상기 표면층을 펀칭하는 단계, 그리고 상기 펀칭된 표면층과 상기 3차원 스페이서 페브릭을 합지(laminating)하는 단계를 포함하는 자동차 내장재용 인조 가죽의 제조 방법을 제공한다.
상기 지지층은 두께가 0.05 mm 내지 0.5 mm이고, 평량이 10 g/m2 내지 100 g/m2인 부직포일 수 있다.
상기 펀칭된 표면층과 3차원 스페이서 페브릭을 합지하는 단계는 100 ℃ 내지 160 ℃의 온도에서 3 m/min 내지 20 m/min의 속도로 핫 멜트 라미네이션하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 자동차 내장재용 인조 가죽 및 이의 제조 방법은 폴리우레탄 폼을 3차원 스페이서 페브릭으로 대체함으로써, 폴리우레탄 폼을 라미네이팅하는 추가 공정을 삭제하여 공정을 간소화할 수 있고, 플레임 라미네이팅을 이용하는 경우 발생되는 암모니아(NH4) 가스로 인한 냄새를 차단하여 자동차 시트의 냄새를 제거할 수 있으며, 내구성을 향상시켜 장기간 사용시에도 꺼지거나 변형되는 문제를 개선하고, 유연성을 향상시켜 주름이 생기는 문제를 개선할 수 있다.
또한, 상기 자동차 내장재용 인조 가죽은 3차원 스페이서 페브릭과 표면층 사이에 저중량 부직포인 지지층을 도입함으로써, 발포층 형성 및 펀칭이 가능하여, 상기 3차원 스페이서 페브릭의 손상을 방지하면서 통풍 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 표면층의 복수개의 펀칭 홀들이 최대한 3차원 스페이서 페브릭의 그물눈(mesh)들 위에 위치하도록 함으로써, 3차원 스페이서 페브릭의 공기 투과도와 표면층의 공기 투과도가 달라 자동차 내장재용 인조 가죽 전체의 공기 투과도가 저하되는 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 자동차 내장재용 인조 가죽을 나타내는 분리 사시도이다.
도 2는 제 1 페브릭 층 또는 제 2 페브릭 층의 일 예를 나타내는 평면도이다.
도 3은 자동차 내장재용 인조 가죽의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 4는 실험예 2에서 공기 투과도 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 2는 제 1 페브릭 층 또는 제 2 페브릭 층의 일 예를 나타내는 평면도이다.
도 3은 자동차 내장재용 인조 가죽의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 4는 실험예 2에서 공기 투과도 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 내장재용 인조 가죽은 3차원 스페이서 페브릭(3D spacer fabric), 상기 3차원 스페이서 페브릭 위에 위치하는 지지층, 그리고, 상기 지지층 위에 위치하는 표면층을 포함할 수 있다.
도 1은 상기 자동차 내장재용 인조 가죽을 나타내는 분리 사시도이다. 이하, 상기 도 1을 참조하여 상기 일 예에 따른 자동차 내장재용 인조 가죽(100)을 상세하게 설명한다.
상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)은 3차원 스페이서 페브릭(3D spacer fabric, 10), 상기 3차원 스페이서 페브릭(10) 위에 위치하는 지지층(20), 그리고, 상기 지지층(20) 위에 위치하는 표면층(30)을 포함하며, 상기 표면층(30)은 발포층(31), 상기 발포층(31) 위에 위치하는 표지층(32) 및 상기 표지층(32) 위에 위치하는 표면처리층(33)을 포함한다.
상기 3차원 스페이서 페브릭(10)은 자동차 프레임 쪽과 접촉되는 부위로서, 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)의 기계적 물성을 확보하고, 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)의 형태 유지 및 주름 방지 역할을 수행하는 층이다.
상기 3차원 스페이서 페브릭(10)은 기존의 인조 가죽의 원단층으로 사용되던 폴리우레탄 폼(foam)을 대체한 것으로서, 이를 통하여 상기 원단층의 내구성을 더욱 향상시켜 장기간 사용시에도 꺼지거나 변형되는 문제를 개선하고, 유연성을 향상시켜 주름이 생기는 문제를 개선할 수 있다. 또한, 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)은 두께가 일정하고 강도 등의 기계적 물성이 우수하고, 치수안정성이 높으며, 열과 압력에 변형되지 않는 장점이 있다.
구체적으로, 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)은 이격 배치되는 제 1 페브릭 층(11)과 제 2 페브릭 층(12), 및 상기 제 1 페브릭 층(11)과 상기 제 2 페브릭 층(12) 사이에 위치하는 스페이서 층(13)을 포함한다.
상기 스페이서 층(13)은 편직된 스페이싱 실들(knitted spacing threads)로 이루어지는데, 상기 편직된 스페이싱 실들은 상기 제 1 페브릭 층(11)과 상기 제 2 페브릭 층(12)을 연결하고, 이들이 일정한 간격을 유지할 수 있도록 지지하여 3차원 입체 구조를 형성하고, 유지시킨다.
상기 편직된 스페이싱 실들은 충분한 압축 강도와 쿠션성 및 매우 우수한 회복 특성(recovery behaviour)을 가지며, 공기에 대한 큰 투과성을 가지고, 매우 큰 유연성을 발생시킬 수 있도록 3차원 망 구조로 편직된 것이다.
이러한 구조를 가지는 3차원 스페이서 페브릭(10)은 더블라셀(Double Raschel) 편직기, 모켓(Moqqette) 편직기, 또는 환편(Circular Knit)기 등을 통해 제직될 수 있으며, 이에 따라 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)은 3차원 메쉬 원단, 더블라셀 3D 메쉬 원단, DNB 3D 메쉬 원단, DNB 스페이서 원단(DNB Spacer Fabric)으로도 불린다.
일 예로, 상기 스페이서 층(13)은 적어도 하나의 실로 이루어지고, 실이 형성되지 않은 부분은 빈 공간부가 형성되며, 이때, 실은 지그재그 형상을 가질 수 있고, 상기 지그재그 형상은 'V'자 형, 'U'자 형, 아치형 등 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)이 쓰러지지 않도록 쏠림을 방지하고 쿠션감을 제공할 수 있는 형태이면 본 발명에서 모두 적용 가능하다.
일 예로, 상기 스페이서 실은 폴리에스테르로 이루어진 모노사(monoyarn)로 형성될 수 있고, 상기 스페이서 실의 섬도(fineness)는 20 dtex 내지 110 dtex일 수 있다. 이 경우, 상기 모노사는 동일 섬도의 멀티사(multiyarn)에 비해 더 큰 강도를 가지므로, 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)의 복원 효과 향상에 특히 유리할 수 있다.
한편, 상기 제 1 페브릭 층(11)과 상기 제 2 페브릭 층(12)은 편물(knit fabric) 또는 직물(woven fabric)로서, 실들로 이루어진 원단(fabric)이면 본 발명에서 크게 제한되지 않는다. 상기 제 1 페브릭 층(11)과 상기 제 2 페브릭 층(12)은 실들로 이루어짐에 따라, 실들의 교차점들(stitch places) 사이에 일정 크기의 구멍인 그물눈(mesh)들을 포함할 수 있다.
도 2는 상기 제 1 페브릭 층(11) 또는 상기 제 2 페브릭 층(12)의 일 예를 나타내는 평면도이다. 상기 도 2를 참조하면, 상기 제 1 페브릭 층(11) 또는 상기 제 2 페브릭 층(12)은 실(111)들의 교차점(112)들 사이에 일정 크기의 구멍인 그물눈(113)들을 포함한다.
한편, 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)의 전체 두께는 1 ㎜ 내지 20 ㎜일 수 있고, 구체적으로 2 ㎜ 내지 15 ㎜일 수 있으며, 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)의 전체 두께가 1 mm 미만인 경우 기계적 강도가 저하될 수 있고, 20 mm를 초과하는 경우 필요 이상으로 두껍게 형성됨에 따라 재료비가 불필요하게 소요될 수 있다.
상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)은 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)과 상기 표면층(30) 사이에 상기 지지층(20)을 포함한다.
상기 3차원 스페이서 페브릭(10)을 포함하는 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)은 공기 투과도 향상을 위하여 펀칭하는 것이 불가능하다. 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)을 포함하는 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)을 펀칭하게 되면 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)의 펀칭시 올이 빠져 상기 스페이서 층(13)이 무너지는 문제가 발생한다. 또한, 이 경우 상기 표면층(30)에 대해서만 펀칭을 하는 것도 불가능한데, 이는 상기 펀칭 공정시 상기 표면층(30)의 형태 유지가 어렵기 때문이다.
본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)과 상기 표면층(30) 사이에 상기 지지층(20)을 도입한 것이다. 즉, 상기 지지층(20)이 상기 표면층(30)의 형태 유지를 도와주고 강도를 보강해 주기 때문에, 상기 표면층(30)만 펀칭하는 것이 가능하고, 상기 표면층(30)을 펀칭한 후, 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)과 합지함으로써, 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)을 포함하면서도 펀칭된 자동차 내장재용 인조 가죽(100)을 제조하는 것이 가능하다.
또한, 마찬가지로 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)을 포함하는 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)은 상기 발포층(31)을 포함하는 것이 불가능하다. 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)은 고신율로 인하여, 이를 발포기 투입시 늘어나게 되고, 권취시 수축되어 제품 표면에 불량이 발생하기 때문이다. 또한, 이 경우 상기 표면층(30)에 대해서만 발포시키는 것도 불가능한데, 이는 상기 발포 공정시 상기 표면층(30)의 형태 유지가 어렵기 때문이다.
본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)과 상기 표면층(30) 사이에 상기 지지층(20)을 도입한 것이다. 즉, 상기 지지층(20)이 상기 표면층(30)의 형태 유지를 도와주고 강도를 보강해 주기 때문에, 상기 표면층(30)만 발포시키는 것이 가능하고, 상기 표면층(30)을 발포시킨 후, 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)과 합지함으로써, 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)을 포함하면서도 상기 발포층(31)이 형성된 자동차 내장재용 인조 가죽(100)을 제조하는 것이 가능하다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 상기 지지층(20)은 두께가 0.05 mm 내지 0.5 mm일 수 있고, 구체적으로 0.1 mm 내지 0.3 mm인 저중량 부직포일 수 있다. 상기 지지층(20)의 두께는 일반적인 부직포의 두께가 0.5 mm 초과인 것에 비하여 작은 것이다. 상기 지지층(20)의 두께가 0.05 mm 미만인 경우 접착제 이행의 문제가 있을 수 있고, 0.5 mm를 초과하는 경우 부착성이 떨어질 수 있다. 참고로, 상기 지지층(20)의 두께는 상기 지지층(20)이 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)과 상기 표면층(30) 사이에 개재되기 전의 원재료 상태에서의 두께를 의미한다.
또한, 상기 지지층(20)은 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)과 상기 표면층(30) 사이에 개재되며 압착됨에 따라, 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100) 내에서의 상기 지지층(20)의 두께인 기여후도는 0.05 mm 내지 0.5 mm일 수 있고, 구체적으로 0.05 mm 내지 0.3 mm일 수 있다. 상기 지지층(20)의 기여후도는 일반적인 부직포의 기여후도가 0.35 mm 초과인 것에 비하여 작은 것이다. 상기 지지층(20)의 기여후도가 0.05 mm 미만인 경우 접착제 이행의 문제가 있을 수 있고, 0.5 mm를 초과하는 경우 부착성이 떨어질 수 있다.
또한, 상기 지지층(20)은 평량이 10 g/m2 내지 100 g/m2일 수 있고, 구체적으로 20 g/m2 내지 70 g/m2인 저중량 부직포일 수 있다. 상기 지지층(20)의 평량은 일반적인 부직포의 평량이 400 g/m2 내지 500 g/m2인 것에 비하여 매우 작은 것이다. 상기 지지층(20)의 평량이 상기 범위와 같은 저중량 부직포를 사용하는 이유는 완제품의 두께를 유지하기 위해서이다. 상기 지지층(20)의 평량이 10 g/m2 미만인 경우 접착제 이행의 문제가 있을 수 있고, 100 g/m2를 초과하는 경우 부착성이 떨어질 수 있다.
상기 지지층(20)은 면, 레이온, 비단, 폴리올레핀(예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 나일론, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등에 기초한 다양한 합성물의 부직포일 수 있으며, 선택적으로 천연 섬유 및/또는 합성 섬유를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지층(20)은 강도 등 기계적 물성 및 난연 특성 등을 확보하고, 상기 표지층(32)과의 관계에서 재봉 성능 및 깨끗한 외관 구현을 위하여, 면 또는 레이온과 폴리에스테르를 30 : 70 내지 40 : 60의 중량비로 포함하는 부직포를 사용할 수 있다. 상기 폴리에스테르의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우 연소성, 커버링 특성 및 작업성이 저하될 수 있고, 상기 폴리에스테르의 함량이 상기 범위 미만인 경우 기계적 물성이 저하될 수 있다.
상기 발포층(31)은 캘린더링 방법을 이용하여 제조될 수 있고, 이에 따라 폴리염화비닐(PVC) 수지로 이루어질 수 있으며, 다수 개의 발포 셀(cell)을 포함한다.
상기 폴리염화비닐 수지는 현탁중합으로 형성된 스트레이트(straight) 폴리염화비닐 수지를 이용할 수 있다. 상기 폴리염화비닐 수지는 중합도가 1250 내지 3000일 수 있고, 구체적으로 1250 내지 2000일 수 있다. 상기 폴리염화비닐 수지의 중합도가 1250 미만인 경우 발포시 상기 발포층(31)이 터질 우려가 있으며, 3000을 초과할 경우 연성이 저하될 수 있다.
상기 발포 셀은 구형의 발포 셀일 수 있고, 상기 구형의 발포 셀이란 외부 압력에 의해 찌그러지거나, 뾰족한 형상을 갖게 된 발포 셀의 형상과 대비되는 표현으로서, 반드시 기하학적으로 완벽한 구형을 의미하는 것은 아니며, 통상적으로 개개의 발포 셀에 대하여 구형이라 칭할 때 포괄할 수 있는 수준을 아우르는 개념으로 이해되어야 한다. 따라서, 본 명세서에서 구형의 발포 셀은 물리적인 외력에 의해 모양이 변형되지 않고, 형성시의 구 형상을 유지하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 상기 발포 셀은 발포층(31) 측단면 또는 평단면에서의 1 mm2의 단위면적 당 10 개 내지 30 개, 구체적으로 15 개지 20 개로 포함될 수 있다. 상기 발포 셀의 개수가 1 mm2의 단위면적 당 10 개 미만인 경우 연성 및 쿠션감이 저하될 수 있고, 30 개를 초과하는 경우 표면 내구성이 저하됨과 아울러 표면 감촉 및 쿠션감 등의 물성이 저하될 수 있다.
상기 발포 셀의 개수는 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)을 수직 방향 또는 수평 방향으로 절단한 후, 상기 발포층(31) 측단면 또는 평단면의 1 mm2의 단위면적에 형성된 발포 셀의 개수를 광학 현미경을 사용하여 측정할 수 있다.
또한, 상기 발포 셀의 평균 직경은 120 ㎛ 내지 250 ㎛일 수 있고, 구체적으로 135 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있다. 상기 평균 직경이란 하나의 발포 셀이 가질 수 있는 직경의 평균치를 나타내는 것으로, 보다 구체적으로 상기 발포 셀이 기하학적으로 구형인 경우는 지름의 평균을 의미하고, 기하학적인 구형 외의 다른 형상인 경우 장축과 단축으로 구분시 장축의 평균 길이를 의미한다.
상기 발포 셀의 평균 직경이 상기 범위를 만족하며, 구형의 형상을 유지함으로써, 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)은 높은 연성 및 가공성을 확보할 수 있고, 우수한 쿠션감을 나타낼 수 있다.
상기 발포 셀의 평균 직경은 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)을 수직 방향 또는 수평 방향으로 절단한 후, 상기 발포층(31) 측단면 또는 평단면의 1 mm2의 단위면적에 형성된 발포 셀의 평균 직경을 광학 현미경의 스케일 바(Scale bar)를 사용하여 측정할 수 있다.
상기 발포층(31)은 비중이 0.7 내지 0.9일 수 있고, 구체적으로 0.7 내지 0.8일 수 있다. 상기 발포층(31)의 비중이 0.7 미만인 경우 내구성이 저하될 수 있고, 0.9를 초과하는 경우 연성 및 쿠션감이 저하될 수 있다.
또한, 상기 발포층(31)은 두께가 0.1 mm 내지 0.5 mm일 수 있고, 구체적으로 0.2 mm 내지 0.4 mm일 수 있으며, 상기 발포층(31)의 두께가 0.1 mm 미만인 경우 쿠션감이 저하될 수 있고, 0.5 mm를 초과하는 경우 필요 이상으로 두껍게 형성됨에 따라 재료비가 불필요하게 소요될 수 있다.
상기 표지층(32)은 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)의 표면 평활도를 확보하고, 색상을 제공하기 위한 역할을 하는 것으로, 캘린더링 방법을 이용하여 제조될 수 있고, 이에 따라 폴리염화비닐(PVC) 수지로 이루어질 수 있다.
상기 폴리염화비닐 수지는 상기 발포층(31)에서 사용된 것과 동일한 것을 사용할 수 있다. 다만, 상기 폴리염화비닐 수지는 상기 발포층(31)에 사용되는 폴리염화비닐 수지에 비해 중합도가 높은 것을 사용하는 것이 상기 발포층(31)의 발포시 상기 표지층(32)이 터지는 것을 방지할 수 있다.
상기 표지층(32)의 두께는 100 ㎛ 내지 400 ㎛일 수 있고, 구체적으로 150 ㎛ 내지 300 ㎛일 수 있다. 상기 표지층(32)의 두께가 100 ㎛ 미만인 경우 표면 평활도 및 가공성이 저하될 수 있고, 색을 구현하기 위한 안료의 첨가량 증가로 재료비가 증가할 수 있고, 400 ㎛를 초과하는 경우 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)의 쿠션감이 저하되고, 필요 이상으로 두껍게 형성됨에 따라 재료비가 불필요하게 소요될 수 있다.
한편, 상기 표지층(32) 표면에는 엠보 무늬(미도시)가 형성될 수도 있는데, 상기 엠보 무늬는 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)에 우수한 표면 질감을 부여하고, 표면 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 표면처리층(33)은 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)의 내스크래치성, 내오염성 및 표면 물성을 향상시키고, 친환경적인 효과를 제공하기 위한 것으로, 일 예로 폴리우레탄(PU) 수지로 이루어질 수 있다.
상기 표면처리층(33)은 두께가 4 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있고, 구체적으로 10 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있다. 상기 표면처리층(33)의 두께를 상기 범위 내로 유지함으로써 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)의 유연성을 유지한 상태로 내오염성을 동시에 확보할 수 있다.
상기 표면처리층(33)의 두께가 4 ㎛ 미만인 경우 두께가 너무 얇아 내구성이 저하될 수 있고, 30 ㎛를 초과하는 경우 표면처리제 소비가 증가하여 재료비가 불필요하게 소요될 수 있다.
또한, 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)은 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)과 상기 표면층(30)이 합지된 것임에 따라 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)의 공기 투과도와 상기 표면층(30)의 공기 투과도가 달라, 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100) 전체의 공기 투과도가 저하될 수 있다.
이에, 본 발명에서는 상기 표면층(30)의 복수개의 펀칭 홀들이 최대한 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)의 상기 제 1 페브릭 층(11)의 그물눈(mesh)들 위에 위치하도록 함으로써, 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)의 공기 투과도와 상기 표면층(30)의 공기 투과도가 달라, 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100) 전체의 공기 투과도가 저하되는 문제를 해결한 것이다.
구체적으로, 상기 표면층(30)의 펀칭 홀들의 30 % 내지 70 %는 상기 제 1 페브릭 층(11)의 상기 그물눈 위에 위치하고, 더욱 구체적으로, 상기 표면층(30)의 펀칭 홀들의 40 % 내지 60 %는 상기 제 1 페브릭 층(11)의 상기 그물눈 위에 위치할 수 있다.
상기 펀칭 홀들의 %는 전체 펀칭 홀들의 개수에 대한 상기 그물눈 위에 위치하는 펀칭 홀들의 개수의 백분율이다. 상기 그물눈 위에 위치하는 펀칭 홀들의 개수를 측정하는 방법은 일 예로, 임의로 선정된 상기 표면층(30)의 가로 1 mm, 세로 1 mm 크기의 면적에 대해서 상기 펀칭 홀들에 염료를 주입하거나 레이저를 조사하여 펀칭 홀들을 통해 상기 제 1 페브릭 층(11)에 점 무늬를 마킹하고, 상기 표면층(30)과 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)을 박리한 후, 상기 제 1 페브릭 층(11)의 실들에 마킹된 점들의 개수를 세고, 이를 상기 펀칭 홀들의 전체 개수에서 뺌으로써, 상기 그물눈 위에 위치하는 펀칭 홀들의 개수를 측정할 수 있다.
상기 제 1 페브릭 층(11)의 상기 그물눈 위에 위치하는 상기 펀칭 홀들의 개수가 30 % 미만인 경우 통풍 성능이 저하될 수 있고, 70 %를 초과하는 경우 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)의 물성이 저하될 수 있다.
이에 따라, 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)은 공기 투과도가 110 l/dm2·min 내지 800 l/dm2·min일 수 있고, 구체적으로 300 l/dm2·min 내지 600 l/dm2·min일 수 있다.
상기 공기 투과도는 실 사용자 사용 조건 하(60 kPa)에서의 수평 방향 통기 성능 측정 결과로서, 구체적으로 ISO 9237:95에 따라 측정할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자동차 내장재용 인조 가죽의 제조 방법은 3차원 스페이서 페브릭을 준비하는 단계, 표지층 및 상기 표지층 위에 위치하는 표면처리층을 포함하는 표면층을 준비하는 단계, 그리고 상기 표면층과 상기 3차원 스페이서 페브릭을 합지(laminating)하는 단계를 포함한다.
도 3은 상기 자동차 내장재용 인조 가죽의 제조 방법을 나타내는 공정도이다. 이하, 상기 도 3을 참조하여 상기 일 예에 따른 자동차 내장재용 인조 가죽(100)의 제조 방법을 구체적으로 설명한다.
상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)의 제조 방법은 캘린더링 방법을 이용하여 예비발포층(35)과 표지층(32)을 형성하고, 상기 예비발포층(35)과 상기 표지층(32)을 지지층(20)과 함께 합지하는 단계, 상기 예비발포층(35)을 발포하는 단계, 상기 표지층(32) 위에 표면처리층(33)을 형성하여 표면층(30)을 제조하는 단계, 상기 표면층(30)을 펀칭하는 단계, 그리고 상기 펀칭된 표면층(30)과 3차원 스페이서 페브릭(10)을 합지하는 단계를 포함한다.
우선, 캘린더링 방법을 이용하여 예비발포층(35)과 표지층(32)을 형성한다(S1-1, S1-2).
상기 캘린더링 공정은 반대 방향으로 회전하는 롤러 사이에 상기 발포층 형성용 조성물 또는 상기 표지층 형성용 조성물을 통과시킴과 동시에 롤러 압착이 수행되고, 이후에 냉각 과정을 포함할 수 있다. 상기 캘린더링 공정은 상기 롤러 사이에 상기 발포층 형성용 조성물 또는 상기 표지층 형성용 조성물을 통과시키기 전에, 상기 발포층 형성용 조성물 또는 상기 표지층 형성용 조성물을 100 ℃ 내지 200 ℃의 온도에서 혼련할 수도 있다.
상기 캘린더링 공정의 롤러는 100 ℃ 내지 200 ℃의 온도로 유지되며, 상기 캘린더링 공정의 롤러의 평균 회전속도는 30 m/min 내지 100 m/min일 수 있다. 상기 캘린더링 공정의 롤러의 온도가 100 ℃ 미만인 경우, 상기 발포층 형성용 조성물 또는 상기 표지층 형성용 조성물의 용융이 충분히 이루어지지 않을 수 있고, 200 ℃를 초과하는 경우 상기 롤러끼리 전단 응력(shear strength)이 발생하여 롤러 표면에 상기 발포층 형성용 조성물 또는 상기 표지층 형성용 조성물의 점착 또는 조기 발포가 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 예비발포층(35)과 상기 표지층(32)을 지지층(20)과 함께 합지한다(S1-3). 상기 예비발포층(35)과 상기 표지층(32)을 상기 지지층(20)과 함께 합지하는 단계는 열합판 방법을 이용할 수 있다. 이때, 상기 지지층(20)이 합지된 예비발포층(35) 위에 상기 표지층(32)을 열합판할 수 있다.
구체적으로, 상기 예비발포층(35)의 아래 쪽에 상기 지지층(20)을 열합판하고 이후에 상기 지지층(20)이 합지된 예비발포층(35)의 위에 상기 표지층(32)을 적층하는 이유는 상기 지지층(20)이 기계적 강도가 우수하여 공정시 각 층의 물성을 잡아줄 수 있기 때문이다. 만약, 상기 예비발포층(35)과 상기 표지층(32)을 먼저 적층하면 상기 예비발포층(35)과 상기 표지층(32)의 열합판시 기포가 생기거나 또는 휘는 등의 컬링이 발생할 수 있다. 따라서, 우선적으로 상기 예비발포층(35) 아래 쪽에 기계적 강도가 우수한 지지층(20)을 먼저 열합판하는 것이 바람직하다.
상기 열합판은 60 ℃ 내지 100 ℃의 온도에서 30 m/min 내지 70 m/min의 속도로 이루어질 수 있다. 상기 열합판의 온도가 60 ℃ 미만인 경우 부착성이 저하될 수 있고, 100 ℃를 초과하는 경우 상기 지지층(20)이 용융될 수 있다. 또한, 상기 열합판의 속도가 30 m/min 미만인 경우 상기 표지층(32)이 불량일 수 있고, 70 m/min을 초과하는 경우 부착성이 저하될 수 있다.
상기 발포층 형성용 조성물은 폴리염화비닐 수지와 발포제를 포함한다. 또한, 상기 발포층 형성용 조성물에는 상기 폴리염화비닐 수지 외에 폴리비닐리덴클로라이드(PVDC) 수지, 또는 염소화 폴리염화비닐(CPVC) 수지 등이 더 포함될 수 있다.
상기 발포제는 아조디카본아미드(ADCA, Azodicarbonamide), p,p'-옥시비스벤젠술포닐 하이드라지드(p,p'-Oxybis(benzenesulfonyl hydrazide)), p-톨루엔술포닐 하이드라지드(p-toluenesulfonyl hydrazide) 및 소듐바이카보네이트(Sodiumbicarbonate) 등을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발포제는 발포되면, 100 부피% 내지 500 부피%의 부피 증가 비율을 가질 수 있다. 상기 발포되는 과정에서 상기 발포제로부터 발생한 기체가 기포를 형성하여 상기 발포층(31)에 발포 셀(cell)이 형성될 수 있다.
상기 발포층 형성용 조성물은 상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 상기 발포제를 5 중량부 내지 10 중량부로 포함할 수 있다. 상기 발포제의 함량이 5 중량부 미만인 경우 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)의 연성 및 쿠션감이 저하될 수 있고, 10 중량부를 초과하는 경우 상기 발포층(31)의 발포 셀이 과다 생성되어 표면 물성이 저하되거나 내구성이 저하될 수 있다.
상기 발포층 형성용 조성물은 발포시 용융강도 조절을 위해, 가소제와 내열안정제를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 표지층 형성용 조성물도 폴리염화비닐 수지를 포함한다. 또한, 상기 표지층 형성용 조성물은 상기 표지층(32)의 표면 평활도를 확보하고 색상을 구현하기 위하여, 상기 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대해, 가소제 60 중량부 내지 120 중량부를 포함할 수 있고, 필요에 따라 안료를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 표지층 형성용 조성물은 용융강도 및 물성 조절을 위해 열안정제, 난연제, 충전제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
다음으로, 상기 예비발포층(35)을 발포시켜 발포층(31)을 형성한다(S1-4).
상기 발포는 170 ℃ 내지 230 ℃의 온도에서 1 분 내지 2 분 동안 이루어질 수 있다. 상기 발포 온도가 170 ℃ 미만인 경우 비발포 또는 발포지연될 수 있고, 230 ℃를 초과하는 경우 과발포될 수 있다. 또한, 상기 발포 시간이 1 분 미만인 경우 비발포될 수 있고, 2 분을 초과하는 경우 과발포될 수 있다.
선택적으로, 상기 표지층(32) 표면에 엠보 무늬를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다(S1-5). 일 예로, 상기 엠보 무늬는 요철 무늬를 롤러로 찍어내거나, 진공 엠보싱(vacuum embossing) 공정을 수행하여 이루어질 수 있다.
한편, 상기 표지층(32) 표면에 상기 표면처리층(33)을 형성하여 상기 표면층(30)을 제조한다(S1-6).
상기 표면처리층(33)은 상기 표지층(32) 상부에 수성 표면처리제를 도포 및 건조하여 형성될 수 있다.
상기 수성 표면처리제는 주제 100 중량부에 대해, 경화제 1 중량부 내지 25 중량부, 수성 용매 1 중량부 내지 25 중량부, 및 실리콘 화합물 1 중량부 내지 15중량부를 포함하는 2액형 수성 표면처리제일 수 있다.
상기 주제는 수 분산된 폴리카보네이트계 폴리우레탄 수지일 수 있고, 상기 경화제는 한 분자당 아지리딘기, 이소시아네이트기, 카보디이미드기 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 작용기를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.
상기 실리콘 화합물은 폴리실록산이 물에 분산되어 있는 액상 형태이거나 혹은 비드 형태의 폴리실록산일 수 있으나, 바람직하게는 표면 감촉이 더 우수한 물에 분산되어 있는 액상 형태일 수 있다.
상기 수성 용매는 물 또는 알코올 또는 물과 알코올의 혼합물일 수 있다.
상기 수성 표면처리제의 도포는 그라비아(gravure) 코팅을 이용할 수 있다. 상기 그라비아 코팅 공정에는 다이렉트(direct) 그라비아 코팅, 리버스(reverse) 그라비아 코팅, 옵셋(offset) 그라비아 코팅 등이 있다. 상기 다이렉트 그라비아 코팅은 탄성 고무로 형성된 롤러와 코팅액을 함유하는 롤러 사이에서 기재 상에 코팅이 수행되는 것이며, 이들 롤러들의 회전 속도는 동일할 수 있다. 또한, 기재와 롤러들의 회전 방향이 반대일 수 있다. 상기 리버스 그라비아 코팅은 기재와 롤러들의 회전 방향이 반대이고, 롤러의 속도를 조절하여 도포량을 조절할 수 있다. 상기 옵셋 그라비아 코팅은 각각의 롤러들이 서로 독립적으로 구동되며, 고속에 의해 적은 양으로도 균일하게 코팅층을 형성할 수 있다.
상기 건조는 110 ℃ 내지 150 ℃, 구체적으로 130 ℃ 내지 150 ℃에서 80 초 내지 120 초 동안 수행할 수 있다. 상기 온도 및 시간 범위 미만에서 건조할 경우 수성 용매가 증발하지 못하고 남아 있어 미경화로 인해 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100) 표면에 백화 현상이 발생하고, 표면 물성이 저하될 수 있고, 상기 온도 및 시간 범위를 초과하는 경우 내열성이 저하되어 변색이 될 수 있다.
다음으로, 상기 표면층(30)을 펀칭한다(S1-7). 이에 따라 상기 표면층(30)은 상기 표면층(30)을 관통하는 복수개의 펀칭 홀들을 포함할 수 있다.
상기 펀칭은 상기 표면처리층(33)이 형성된 후 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)과 합지 전에 상기 표면층(30)에 대하여 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 표면층(30)에는 펀칭홀이 형성되나, 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)은 펀칭되지 않음으로써, 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)의 펀칭시 올이 빠져 상기 스페이서 층(13)이 무너지는 문제가 발생하지 않을 수 있다.
또한, 상기 표면층(30)을 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)과 합지하기 전에 상기 펀칭이 가능하게 하기 위하여, 상기 자동차 내장재용 인조 가죽(100)은 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)과 상기 표면층(30) 사이에 상기 지지층(20)을 더 포함한다. 즉, 상기 지지층(20)이 상기 표면층(30)을 지지하여 기계적 물성을 확보할 수 있고, 상기 표면층(30)을 펀칭하는 것이 가능하다.
상기 표면층(30)을 펀칭하는 방법으로는 대표적으로 니들 펀칭 방법을 이용할 수 있다. 일 예로, 상기 펀칭은 상기 표면층(30)을 일정한 패턴을 지닌 펀칭홀로 구성되어 있는 단발 펀칭 금형에 연속적으로 공급하여 상기 표면층(30)에 펀칭 홀을 형성시킬 수 있다.
다음으로, 상기 표면층(30)과 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)을 합지(laminating)한다(S1-8).
상기 3차원 스페이서 페브릭(10)에 대한 내용은 상기한 바와 동일하므로, 반복적인 설명은 생략한다.
상기 표면층(30)과 상기 3차원 스페이서 페브릭(10)의 합지는 일 예로 핫 멜트 라미네이션(hot melt laminating)을 이용할 수 있다.
상기 핫 멜트 라미네이션은 핫멜트 필름(hot melt film)을 상기 표면층(30)과 상기 3차원 스페이서 페브릭(10) 사이에 두고, 열 압착으로 접착시키는 공정이다. 상기 핫멜트 필름으로는 열가소성 폴리우레탄과 열가소성 폴리에틸렌비닐아세테이트 수지를 필름으로 압출한 것을 사용할 수 있다.
상기 핫 멜트 라미네이션은 100 ℃ 내지 160 ℃의 온도에서 3 m/min 내지 20 m/min의 속도로 이루어질 수 있다. 상기 핫 멜트 라미네이션의 온도가 100 ℃ 미만인 경우 수지가 충분히 녹지 않을 수 있고, 160 ℃를 초과하는 경우 코팅성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 핫 멜트 라미네이션의 속도가 3 m/min 미만인 경우 수지가 충분히 녹지 않을 수 있고, 20 m/min을 초과하는 경우 코팅성이 저하될 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[제조예: 인조 가죽의 제조]
(실시예 1)
두께가 4 mm이고, 폴리에스테르 재질의 제 1 페브릭 층과 제 2 페브릭 층, 및 스페이서 층을 포함하는 3차원 스페이서 페브릭을 준비하였다.
중합도가 1000인 스트레이트 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대해 염화비닐 및 비닐 아세테이트의 공중합체(비닐 아세테이트의 함량은 3 중량%) 10 중량부, 가소제 85 중량부, 발포제 6 중량부, 열안정제 2 중량부를 포함한 발포층 형성용 조성물을 혼련 후 반죽상태의 원재료를 160 ℃ 내지 170 ℃의 캘린더롤을 통과시켜 두께 0.3 mm의 예비발포층을 제조하였다.
또한, 중합도가 1300인 스트레이트 폴리염화비닐 100 중량부에 대해 가소제 95 중량부, 안료 2 중량부, 열안정제 2 중량부를 포함한 표지층 형성용 조성물을 혼련 후 반죽상태의 원재료를 160 ℃ 내지 170 ℃의 캘린더롤을 통과시켜 두께 150 ㎛의 표지층을 제조하였다.
상기 예비발포층의 아래 쪽에 면과 폴리에스테르를 30 : 70 중량비로 포함하는 부직포인 지지층을 80 ℃에서 40 m/min 속도로 열합판하고 이후에 상기 지지층이 합지된 예비발포층의 위에 상기 표지층을 70 ℃에서 40 m/min 속도로 열합판하여 상기 예비발포층과 상기 표지층을 지지층과 함께 합지하였다.
이어서, 상기 지지층과 합지된 예비발포층을 발포기에 투입하여 220 ℃에서 1 분 30 초 동안 발포시킨 후, 상기 표지층의 표면에 요철무늬를 롤러를 이용하여 엠보 무늬를 성형하였다.
상기 표지층 위에 폴리카보네이트계 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 경화제 5 중량부, 수성 용매 20 중량부, 및 실리콘 화합물 5 중량부를 포함하는 수성 표면처리제를 그라비아 코팅한 후 140 ℃에서 건조시켜 수성 용매를 증발시킴으로써 15 ㎛ 두께의 표면처리층을 형성하여 표면층을 제조하였다.
상기 표면층을 일정한 패턴을 지닌 펀칭홀로 구성되어 있는 단발 펀칭 금형에 연속적으로 공급하여 상기 표면층에 펀칭 홀을 형성시켰다.
올레핀 재질의 핫멜트 필름(hot melt film)을 상기 표면층과 상기 3차원 스페이서 페브릭 사이에 두고, 150 ℃의 온도에서 15 m/min 속도로 열 압착하여 합지시켜 두께가 5 mm인 인조 가죽을 제조하였다.
(비교예 1)
상기 실시예 1에서, 상기 3차원 스페이서 페브릭을 대체하여 두께 4 mm인 25 ppi 필터 폼(filter foam)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 두께가 5 mm인 인조 가죽을 제조하였다.
[실험예 1: 지지층의 두께 및 평량 변화에 따른 인조 가죽의 물성 측정]
상기 실시예에서 상기 지지층의 두께 및 평량을 아래 표 1과 같이 변화시키면서, 제조된 인조 가죽의 발포성, 펀칭성, 박리강도 및 표면 외관을 측정하였고, 그 결과도 아래 표 1에 나타내었다.
상기 발포성은 반제품을 발포 후 상기 표면층의 터짐 정도를 육안으로 확인하였다(○: 터지지 않음, X: 터짐).
상기 펀칭성은 육안으로 확인하였다(○: 모든 펀칭 홀들이 뚫려 있고 올이 빠져 나오지 않음, X: 일부 펀칭 홀들이 막혀 있고 일부 펀칭 홀들에서 올이 빠져 나옴).
상기 박리강도는 제조한 인조 가죽을 폭 30 ㎜, 길이 150 ㎜의 시편을 제조하여 가로, 세로 방향 각각 5 개를 채취하여 기포 측에 메틸에틸케톤(MEK) 등의 용제를 함침시킨 후 상기 표면층에 응력이 걸리지 않도록 주의하면서 짧은 변과 평행하게 길이 50 ㎜ 만큼 상기 표면층과 상기 3차원 스페이서 페브릭을 강제적으로 박리하였다. 박리 후 시험편을 실내에 2 시간 이상 방치하여 용제를 충분히 휘발시킨 후 박리한 표면층과 3차원 스페이서 페브릭을 각각 인장시험기의 클램프에 고정한 후, 200 ㎜/min으로 50 ㎜ 박리한 때의 하중을 극대치의 평균치로 구하였다. 시험성적은 5 개의 시편의 평균치를 구하였다.
상기 표면 외관은 10 인의 평가자로 패널을 구성하여 인조 가죽 시편에 대해 엠보의 골과 마루의 광택 차이를 시각적으로 인지하는지 여부를 측정하여 광택 차이가 있다고 답한 인원이 5 명 이상일 경우 광택 차이가 있는 것으로 정의하고 이를 X(외관 저하)로 기재하며, 광택 차이가 있다고 답한 인원이 5 명 미만일 경우 광택 차이가 없는 것으로 정의하고 이를 ○(외관 우수)로 기재하였다. 구체적으로, 인조 가죽 시편에서 엠보의 골과 마루의 광택 차이 여부를 측정하는 방법은 빛(광원), 인조 가죽 시편 및 평가자의 눈을 직각으로 두되, 이 때 상기 인조 가죽 시편과 평가자의 눈은 동일선상에 놓도록 한다. 이 후 상기 인조 가죽 시편을 빛의 입사광 기준 30 ° 내지 60 °로 반복적으로 기울이기를 반복하여 엠보의 골 부분을 기준으로 광택 차이의 시인성 여부를 측정한다. 이 때, 상기 광택 차이 여부를 측정시 인조 가죽 시편과 평가자의 눈의 거리는 30 cm 이하였다(○: 표면처리층 두께가 균일하게 형성되어 우수한 외관을 나타냄, X: 표면처리층 두께가 균일하지 않아 표면이 얼룩덜룩해 보임)
| 실시예 1 | |||
| 샘플 No. | 1 | 2 | 3 |
| 지지층의 두께(㎜) | 0.1 | 0.2 | 0.3 |
| 지지층의 평량(g/m2) | 20 | 40 | 50 |
| 지지층의 기여후도(㎜) | 0.05 | 0.15 | 0.2 |
| 발포성 | ○ | ○ | ○ |
| 펀칭성 | ○ | ○ | ○ |
| 박리강도(N/30 ㎜) | 18 | 18 | 18 |
| 표면 외관 | ○ | ○ | ○ |
상기 표 1을 참조하면, 상기 지지체의 두께, 평량 및 기여후도가 본 발명의 범위 내인 경우, 제조된 인조 가죽의 발포성, 펀칭성, 박리강도 및 표면 외관이 모두 우수한 것을 알 수 있다.
이는 상기 3차원 스페이서 페브릭과 상기 표면층 사이에, 특정 두께, 평량 및 기여후도를 가지는 저중량 부직포를 지지층으로 도입하여, 발포층 형성 및 펀칭이 가능하도록 함으로써, 상기 3차원 스페이서 페브릭의 손상을 방지하면서 통풍 성능을 더욱 향상시켰기 때문이다.
[실험예 2: 편칭 홀들의 위치 정렬에 따른 인조 가죽의 공기 투과도 측정]
상기 실시예에서 상기 표면층과 상기 3차원 스페이서 페브릭의 합지시 상기 표면층의 펀칭 홀들의 위치와 상기 제 1 페브릭 층의 그물눈의 위치를 정렬하여, 상기 표면층의 펀칭 홀들의 상기 제 1 페브릭 층의 상기 그물눈 위에 위치하는 개수를 하기 표 2와 같이 조절하였고, 이에 따른 인조 가죽의 공기 투과도를 측정하여 표 2 및 도 4에 나타내었다.
상기 펀칭 홀들의 (개수)%는 전체 펀칭 홀들의 개수에 대한 상기 그물눈 위에 위치하는 펀칭 홀들의 개수의 백분율로서, 임의로 선정된 상기 표면층의 가로 1 mm, 세로 1 mm 크기의 면적에 대해서 상기 펀칭 홀들에 염료를 주입하여 펀칭 홀들을 통해 상기 제 1 페브릭 층에 점 무늬를 마킹하고, 상기 표면층과 상기 3차원 스페이서 페브릭을 박리한 후, 상기 제 1 페브릭 층의 실들에 마킹된 점들의 개수를 세고, 이를 상기 펀칭 홀들의 전체 개수에서 뺌으로써, 상기 그물눈 위에 위치하는 펀칭 홀들의 개수를 측정하였다.
상기 공기 투과도는 실 사용자 사용 조건 하(60 kPa)에서의 수평 방향 통기 성능 측정 결과로서, 구체적으로 ISO 9237:95에 따라 측정하였다.
| 실시예 1 | 비교예 1 | ||
| 샘플 No. | 4 | 5 | |
| 제 1 페브릭 층의 그물눈 위에 위치하는 펀칭 홀의 (개수)% | 50 | 25 | 없음 |
| 공기 투과도(l/dm2·min) | 542 | 275 | 105 |
상기 표 2 및 도 4를 참조하면, 상기 표면층의 복수개의 펀칭 홀들이 최대한 상기 3차원 스페이서 페브릭의 그물눈(mesh)들 위에 위치하도록 함으로써, 상기 자동차 내장재용 인조 가죽의 실 사용자 사용 조건 하(60 kPa)에서 수평 방향 통기 성능이 5 배 이상 우수한 것을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 인조 가죽
10: 3차원 스페이서 페브릭
11: 제 1 페브릭 층, 12: 제 2 페브릭 층, 13: 스페이서 층
20: 지지층
30: 표면층
31: 발포층, 32: 표지층, 33: 표면처리층, 35: 예비발포층
111: 실(thread), 112: 실들의 교차점(stitch places), 113: 그물눈(mesh)
S1-1: 예비발포층 캘린더링 단계
S1-2: 표지층 캘린더링 단계
S1-3: 지지층 합지 단계
S1-4: 발포 단계
S1-5: 엠보 무늬 형성 단계
S1-6: 표면처리층 형성 단계
S1-7: 펀칭 단계
S1-8: 3차원 스페이서 페브릭 합지 단계
10: 3차원 스페이서 페브릭
11: 제 1 페브릭 층, 12: 제 2 페브릭 층, 13: 스페이서 층
20: 지지층
30: 표면층
31: 발포층, 32: 표지층, 33: 표면처리층, 35: 예비발포층
111: 실(thread), 112: 실들의 교차점(stitch places), 113: 그물눈(mesh)
S1-1: 예비발포층 캘린더링 단계
S1-2: 표지층 캘린더링 단계
S1-3: 지지층 합지 단계
S1-4: 발포 단계
S1-5: 엠보 무늬 형성 단계
S1-6: 표면처리층 형성 단계
S1-7: 펀칭 단계
S1-8: 3차원 스페이서 페브릭 합지 단계
Claims (6)
- 이격 배치되는 제 1 페브릭 층과 제 2 페브릭 층, 및 상기 제 1 페브릭 층과 상기 제 2 페브릭 층을 스페이싱 실로 연결하여 3차원 구조를 형성시키는 스페이서 층을 포함하는 3차원 스페이서 페브릭(3D spacer fabric),
상기 3차원 스페이서 페브릭 위에 위치하는 지지층, 그리고
상기 지지층 위에 위치하는 발포층, 상기 발포층 위에 위치하는 표지층 및 상기 표지층 위에 위치하는 표면처리층을 포함하는 표면층을 포함하며,
상기 지지층은 두께가 0.05 mm 내지 0.5 mm이고, 평량이 10 g/m2 내지 70 g/m2인 부직포인 것인 자동차 내장재용 인조 가죽. - 제 1 항에 있어서,
상기 지지층이 상기 3차원 스페이서 페브릭과 상기 표면층 사이에 개재됨에 따라, 상기 자동차 내장재용 인조 가죽 내에서의 상기 지지층의 두께인 기여후도는 0.05 mm 내지 0.5 mm인 것인 자동차 내장재용 인조 가죽. - 제 1 항에 있어서,
상기 표면층은 복수개의 펀칭 홀들을 포함하고,
상기 3차원 스페이서 페브릭의 상기 제 1 페브릭 층은 실(thread)들의 교차점들(stitch places) 사이에 그물눈(mesh)들을 포함하며,
상기 표면층의 펀칭 홀들의 30 % 내지 70 %가 상기 제 1 페브릭 층의 상기 그물눈 위에 위치하는 것인 자동차 내장재용 인조 가죽. - 제 3 항에 있어서,
상기 자동차 내장재용 인조 가죽은 공기 투과도가 110 l/dm2·min 내지 800 l/dm2·min인 것인 자동차 내장재용 인조 가죽. - 이격 배치되는 제 1 페브릭 층과 제 2 페브릭 층, 및 상기 제 1 페브릭 층과 상기 제 2 페브릭 층을 스페이싱 실로 연결하여 3차원 구조를 형성시키는 스페이서 층을 포함하는 3차원 스페이서 페브릭(3D spacer fabric)을 준비하는 단계,
캘린더링 방법을 이용하여 예비발포층과 표지층을 형성하고, 상기 예비발포층과 상기 표지층을 지지층과 함께 합지하는 단계,
상기 예비발포층을 발포하는 단계,
상기 표지층 위에 표면처리층을 형성하여 표면층을 제조하는 단계,
상기 표면층을 펀칭하는 단계, 그리고
상기 펀칭된 표면층과 상기 3차원 스페이서 페브릭을 합지(laminating)하는 단계를 포함하며,
상기 지지층은 두께가 0.05 mm 내지 0.5 mm이고, 평량이 10 g/m2 내지 70 g/m2인 부직포인 것인 자동차 내장재용 인조 가죽의 제조 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 펀칭된 표면층과 3차원 스페이서 페브릭을 합지하는 단계는 100 ℃ 내지 160 ℃의 온도에서 3 m/min 내지 20 m/min의 속도로 핫 멜트 라미네이션하여 이루어지는 것인 자동차 내장재용 인조 가죽의 제조 방법.
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