KR20040078503A - Resin for steering wheel of automobile and preparation method of steering wheel for automobile using the same - Google Patents

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KR20040078503A
KR20040078503A KR1020030013461A KR20030013461A KR20040078503A KR 20040078503 A KR20040078503 A KR 20040078503A KR 1020030013461 A KR1020030013461 A KR 1020030013461A KR 20030013461 A KR20030013461 A KR 20030013461A KR 20040078503 A KR20040078503 A KR 20040078503A
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이대일
김희덕
박범재
안형준
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주식회사 엘지화학
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Abstract

PURPOSE: A resin for a car steering wheel and a manufacturing method of a car steering wheel using the same are provided to improve environmental-friendliness, mechanical properties such as rigidity and tactility quality, and make its weight lighter compared to the conventional steering wheel, by using thermoplastic elastomer(TPE) and a MuCell process. CONSTITUTION: The resin for a car steering wheel is at least one TPE selected from styrene-butadiene-styrene block copolymer(SBS), styrene-ethylene-butylene-styrene(SEBS) and a mixture of a polypropylene resin and synthetic rubber (ethylene-propylene-diene-monomer(EPDM)). The manufacturing method of a car steering wheel using the resin comprises mixing TPE with CO2 gas that is a physical foaming agent and molding the mixture through a MuCell process.

Description

자동차의 스티어링 휠용 수지 및 이를 이용한 자동차 스티어링 휠의 제조방법{RESIN FOR STEERING WHEEL OF AUTOMOBILE AND PREPARATION METHOD OF STEERING WHEEL FOR AUTOMOBILE USING THE SAME}RESIN FOR STEERING WHEEL OF AUTOMOBILE AND MANUFACTURING METHOD OF CAR STEERING WHEEL USING THE SAME {RESIN FOR STEERING WHEEL OF AUTOMOBILE AND PREPARATION METHOD OF STEERING WHEEL FOR AUTOMOBILE USING THE SAME}

본 발명은 자동차의 스티어링 휠용 수지 및 이를 이용한 자동차 스티어링 휠의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열가소성 엘라스토머 수지 재질을 사용한 초미세 발포 성형 공법으로 균일하고 미세한 발포 조직을 형성함으로써, 종래 두께가 두꺼운 제품에 비하여 중량을 절감하는 효과와 동시에 폴리우레탄 재질의 사용에 따른 환경 문제를 개선할 수 있으며, 종래의 감성 품질을 그대로 유지하면서도 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 환경 친화적인 자동차의 스티어링 휠용 수지 및 이를 이용한 자동차 스티어링 휠의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a resin for a steering wheel of a vehicle and a method for manufacturing a vehicle steering wheel using the same, and more particularly, by forming a uniform and fine foam structure by the ultra-fine foam molding method using a thermoplastic elastomer resin material, the conventional thick Reduction of weight compared to the product and at the same time can improve the environmental problems caused by the use of polyurethane material, environmentally friendly resin for steering wheel of the car that can improve the mechanical properties while maintaining the quality of the conventional sensitivity and this The present invention relates to a method for manufacturing a used car steering wheel.

사출 성형은 실린더 내 플라스틱을 용융시켜 노즐을 통하여 금형으로 주입한 후 냉각하여 원하는 형상의 제품을 성형하는 기술로서, 플라스틱 산업에 가장 보편적으로 사용되는 방법이다. 발포 사출 성형은 플라스틱과 물리적 또는 화학적 발포제를 혼합하여 플라스틱 내부에 기포 조직을 형성하는 기술로서 기포 형성에 의한 제품의 중량절감 효과를 얻을 수 있다.Injection molding is a technique that melts plastic in a cylinder, injects it into a mold through a nozzle, and then cools it to form a product having a desired shape, which is the most commonly used method in the plastics industry. Foam injection molding is a technique of forming a bubble structure inside the plastic by mixing the plastic and the physical or chemical blowing agent can obtain the weight saving effect of the product by the foaming.

반응사출성형(Reaction Injection Molding, 이하 'RIM 성형'이라 함)이란 서로 반응하는 2가지 이상의 저점도 원료를 고압혼합기(Mixing Head)를 사용하여 금형 내부로 사출 혼합하고 급속한 화학반응을 일으켜서 고분자 성형품을 제조하는 공정이다. 즉, 반응사출성형은 금형내에서 단량체(Monomer)로부터 고분자로의 중합과 동시에 성형이 이루어지는 플라스틱 가공 방법을 말한다. 가장 일반적인 예로서 폴리올(Polyol)과 이소시아네이트(Isocyanate) 등의 단량체로부터 폴리우레탄 폼(Foam)을 제조하는 방법으로 액상의 단량체 반응액 원료를 정량적으로 계량한 후 강력 혼합하여 금형 내에 사출하고 중합, 경화과정을 거쳐 제품을 탈형하는 순으로진행된다.Reaction Injection Molding (hereinafter referred to as RIM Molding) refers to the injection molding of two or more low-viscosity raw materials reacting with each other into a mold using a high-pressure mixer (Mixing Head). It is a process of manufacturing. That is, reaction injection molding refers to a plastic processing method in which molding is performed simultaneously with polymerization of monomers to polymers in a mold. As the most common example, a method of preparing polyurethane foam from monomers such as polyol and isocyanate is used to quantitatively measure the raw materials of the monomer reaction liquid in a quantitative manner, and then strongly mix them to inject into the mold, polymerize and cure. After the process, the product is demolded.

도 1은 일반적인 RIM 성형 공법을 적용하는 스티어링 휠의 개략도로서, 스킨층 외부에서 발생하는 버(burr)(70)와 기포 발생을 억제하기 위하여 인위적으로 발생시킨 오버플로우(60)를 보여주고 있다.FIG. 1 is a schematic view of a steering wheel to which a general RIM molding method is applied, and shows a burr 70 occurring outside the skin layer and an artificially generated overflow 60 to suppress bubble generation.

도 2는 일반적인 RIM 성형 공정에 관한 순서도를 나타내고 있다. 먼저, 처음 금형(10)이 열린 상태에서 캐비티(30) 면에 이형제를 뿌려 도포하고 성형품이 페인트되는 코팅제를 도포한다(Barrier Coat 도포). 이후, 스티어링 휠의 스틸 부분인 인서트 부품을 코어측에 고정시켜 허브코어(20)를 인서트하고, 금형을 닫는다(형체결). 그런 다음, 노즐을 통하여 폴리올과 이소시아네이트 원료를 주입하고 계량펌프를 통하여 믹싱헤드에서 원료의 중합반응에 의한 반응열로 폴리우레탄이 형성되고 수지 주입구(80)를 통하여 주입이 된다. 이때, 수지는 전체 성형품의 약 30%만 주입한다. 주입된 수지는 화학적 발포제(H2O)를 통하여 해압 및 경화과정 동안 발포를 시작하고, 전체 성형품을 형성한다. 상기 해압 및 경화과정 중에는 내부의 높은 온도와 발포압에 의하여 기포가 제품 표면으로 터져나오는 현상이 발생한다. 이후, 충분한 경화과정을 거친 후 금형을 열고 완성된 성형품을 취한다(탈형).2 shows a flowchart of a general RIM molding process. First, a mold is sprayed on the surface of the cavity 30 in a state in which the mold 10 is opened for the first time, and a coating agent to which a molded product is painted is applied (Barrier Coat application). Subsequently, the insert part, which is a steel part of the steering wheel, is fixed to the core side to insert the hub core 20, and the mold is closed (molding). Then, the polyol and the isocyanate raw material are injected through the nozzle, and the polyurethane is formed by the heat of reaction by the polymerization reaction of the raw material in the mixing head through the metering pump, and is injected through the resin inlet 80. At this time, the resin is injected only about 30% of the total molded article. The injected resin starts foaming during the depressurization and curing process through the chemical blowing agent (H 2 O) and forms the entire molded article. During the decompression and curing process, bubbles are blown out to the surface of the product due to the internal high temperature and foaming pressure. Thereafter, after a sufficient curing process, the mold is opened and the finished molded product is taken (demolding).

그러나, 종래 RIM(Reaction Injection Molding) 성형 공법을 이용하여 스티어링 휠을 제조할 때 사용되는 폴리우레탄 재료는 재생이 불가능하고 성형층 외부에 발생하는 버(Burr)로 인하여 원재료가 과다하게 소요되는 문제가 있고, 일반 사출성형 공법을 이용하여 제조되는 PVC 스티어링 휠은 화학적 발포제(수지의 물성에 따라 발포제를 정함)를 이용하여 발포를 하면 발포조직이 균일하지 않아 기계적 물성(인장강도, 표면품질 등)을 만족하지 않고, 유연성과 탄성을 부여하기 위한 가교제의 첨가로 유해가스를 발생시켜 환경문제를 야기시키므로, 일반적인 플라스틱 제품과 동일한 고체 성형품으로 제조하고 있다.However, the polyurethane material used to manufacture the steering wheel using the conventional Reaction Injection Molding (RIM) molding method cannot be regenerated and excessively consumes raw materials due to burrs generated outside the forming layer. The PVC steering wheel manufactured by the general injection molding process is foamed using chemical foaming agent (determining the foaming agent according to the physical properties of the resin) and the foam structure is not uniform, resulting in mechanical properties (tensile strength, surface quality, etc.). It is not satisfied, and the addition of a crosslinking agent for imparting flexibility and elasticity generates harmful gases, causing environmental problems, and thus is manufactured from the same solid molded products as general plastic products.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 원료를 환경문제로 인한 폴리우레탄과 PVC 수지 대신에 재생이 가능한 열가소성 엘라스토머(TPE) 수지로 대체함으로써, 환경친화적이고 제품의 경량화 및 감성품질(손으로 잡을 때의 터치감)이 우수한 자동차의 스티어링 휠용 수지를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by replacing the raw material with a renewable thermoplastic elastomer (TPE) resin instead of polyurethane and PVC resin due to environmental problems, environmentally friendly, lightweight and emotional quality of the product An object of the present invention is to provide a resin for a steering wheel of a vehicle excellent in (touch feeling when held by hand).

본 발명의 다른 목적은 상기 수지를 이용하여 초미세 발포성형공법으로 자동차 스티어링 휠을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a vehicle steering wheel by the ultra-fine foam molding method using the resin.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조되는 자동차용 스티어링 휠을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a steering wheel for a vehicle manufactured by the above method.

도 1은 종래 반응사출성형(RIM) 공법을 이용하여 제작된 스티어링 휠을 도시한 평면도이고,1 is a plan view showing a steering wheel manufactured using a conventional reaction injection molding (RIM) method,

도 2는 종래 스티어링 휠의 반응사출성형 공정을 보여주는 순서도이고,2 is a flowchart showing a reaction injection molding process of a conventional steering wheel;

도 3은 본 발명에 따른 수지를 이용하여 초미세 발포성형 공법으로 자동차 스티어링 휠을 제조하는 방법을 보여주는 평면도이고,Figure 3 is a plan view showing a method for manufacturing a car steering wheel by the ultra-fine foam molding method using a resin according to the present invention,

도4는 본 발명에 따른 스티어링 휠의 초미세 발포 성형 공정을 보여주는 순서도이다.Figure 4 is a flow chart showing the ultra-fine foam molding process of the steering wheel according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 금형 20: 허브코어 30: 캐비티10: mold 20: hub core 30: cavity

40: 노즐 50: 실린더 60: 오버플로우40: nozzle 50: cylinder 60: overflow

70: 버(BURR) 80: 수지 주입구 90: 호퍼70: burr 80: resin inlet 90: hopper

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자동차 스티어링 휠용 수지에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention is a resin for a vehicle steering wheel,

상기 수지가 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 코폴리머(SBS), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 코폴리머(SEBS), 및 폴리프로필렌계 수지와 합성고무(에틸렌-프로필렌-디엔-모노머(EPDM))의 혼합물로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 열가소성 엘라스토머 수지인 자동차 스티어링 휠용 수지를 제공한다.The resin is styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS), styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS), and polypropylene resin and synthetic rubber (ethylene-propylene-diene-monomer (EPDM)) A resin for automobile steering wheels, which is a thermoplastic elastomer resin selected from the group consisting of a mixture of

또한, 본 발명은In addition, the present invention

a) 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 코폴리머(SBS), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 코폴리머(SEBS), 및 폴리프로필렌계 수지와 합성고무(에틸렌-프로필렌-디엔-모노머(EPDM))의 혼합물로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 열가소성 엘라스토머 수지, 및a) styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS), styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS), and polypropylene resin and synthetic rubber (ethylene-propylene-diene-monomer (EPDM)) A thermoplastic elastomer resin selected from the group consisting of mixtures, and

b) 물리적 발포제인 CO2가스b) CO 2 gas, a physical blowing agent

를 혼합하여 초미세 발포 성형방법으로 성형하는 단계를 포함하는 자동차용 스티어링 휠의 제조방법을 제공한다.It provides a method for manufacturing a steering wheel for a vehicle comprising the step of molding by mixing with an ultra-fine foam molding method.

또한, 본 발명은 상기 기재방법으로 제조되는 자동차용 스티어링 휠을 제공한다.In addition, the present invention provides a steering wheel for a vehicle manufactured by the method described above.

이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 환경문제를 야기시키는 종래 폴리우레탄 및 PVC 원료 대신 재생이 가능한 수지로 대체하여 환경친화적이며, 초미세 발포 성형 공법을 이용하여 제품의 경량화를 이룩할 수 있는 자동차 스티어링 휠용 수지 및 이를 이용한 자동차 스티어링 휠의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is environmentally friendly by replacing with a renewable resin instead of the conventional polyurethane and PVC raw materials that cause environmental problems, resin for a car steering wheel that can achieve a lighter weight of the product by using an ultra-fine foam molding method and car steering using the same It relates to a manufacturing method of a wheel.

본 발명에서 원료로 사용하는 열가소성 엘라스토머 수지(Thermoplastic Elastomer, 이하, "TPE"라 함)는 재생이 가능하고, 기계적 물성이 우수하다.The thermoplastic elastomer resin (Thermoplastic Elastomer, hereinafter referred to as "TPE") used as a raw material in the present invention is recyclable and has excellent mechanical properties.

상기 열가소성 엘라스토머 수지(TPE)는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 코폴리머(SBS), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 코폴리머(SEBS), 및 폴리프로필렌계 수지와 합성고무(에틸렌-프로필렌-디엔-모노머(EPDM))의 혼합물로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것이 바람직하다.The thermoplastic elastomer resin (TPE) is styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS), styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS), and polypropylene resin and synthetic rubber (ethylene-propylene-diene- It is preferred that at least one selected from the group consisting of a mixture of monomers (EPDM)).

상기 열가소성 엘라스토머 수지의 함량은 발포하지 않은 고체성형품의 중량에 대해 60 내지 90 중량%로 투입되는 것이 바람직하다. 상기 열가소성 엘라스토머 수지의 함량이 60 중량% 미만이면 성형이 완전히 이루어지지 않은 미성형의 문제가 있고, 90 중량%를 초과하면 과도한 충진으로 인하여 발포조직이 균일하지 않고, 원료의 낭비 및 감성품질이 떨어지는 문제가 있다.The content of the thermoplastic elastomer resin is preferably added to 60 to 90% by weight based on the weight of the non-foamed solid molded article. If the content of the thermoplastic elastomer resin is less than 60% by weight, there is a problem of unmolding that is not completely formed. If the content of the thermoplastic elastomer resin is greater than 90% by weight, the foam structure is not uniform due to excessive filling, and waste of raw materials and sensibility quality are deteriorated. there is a problem.

또한, 본 발명에서는 상기 TPE를 이용하여 자동차 스티어링 휠을 제조하기 위해, 성형공법은 제품 전체에 균일한 기포조직을 갖는 초미세 발포성형 공법을 이용하는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, in order to manufacture a vehicle steering wheel using the TPE, it is preferable that the molding method uses an ultra-fine foam molding method having a uniform bubble structure throughout the product.

즉, 일반적인 화학적 발포방식은 플라스틱 원료와 화학적 발포제를 미리 섞은 상태에서 호퍼를 통하여 공급하고, 스크류의 회전운동을 통하여 용융수지를 만드는 방식이다.In other words, the general chemical foaming method is a method of making a molten resin through the hopper in the pre-mixed state of the plastic raw material and the chemical blowing agent, through the rotation of the screw.

반면, 본 발명의 초미세 발포성형은 호퍼를 통하여 공급된 원료가 스크류의 회전운동을 통하여 용융수지를 만들 때, 스크류에 부착된 가스공급장치로부터 주입된 가스와 혼합하여 초임계유체 상태의 용유수지를 만드는 방식이다. 즉, 본 발명의 초미세 발포성형이란 일반 사출성형 장치에서 용융수지를 만드는 스크류 장치에 가스를 주입할 수 있는 장치가 부착되어 수지와 가스가 혼합된 초임계유체를 형성하여 노즐을 통하여 금형내로 주입, 성형하는 방법을 말한다. 이러한 초미세 발포성형방법을 이용하면, 제품의 경량화 및 감성품질(손으로 잡을 때의 터치감)이 우수한 효과를 얻을 수 있다.On the other hand, in the ultra-fine foam molding of the present invention, when the raw material supplied through the hopper makes the molten resin through the rotation of the screw, the melted resin in the supercritical fluid state is mixed with the gas injected from the gas supply device attached to the screw. How to make. In other words, the ultra-fine foam molding of the present invention is a device that can inject gas to the screw device for making molten resin in the general injection molding apparatus is attached to form a supercritical fluid mixed with resin and gas and injected into the mold through the nozzle Says, how to mold. By using such an ultra-foaming molding method, it is possible to obtain an excellent effect of the weight reduction of the product and the emotional quality (touch feeling when held by hand).

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 초미세 발포성형 공법으로 자동차 스티어링 휠을 제조하는 과정에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail for the process of manufacturing a car steering wheel by the ultra-fine foam molding method of the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 초미세 발포성형 공법을 이용하고 열가소성 엘라스토머 수지(TPE)를 원료로 한 스티어링 휠의 제조 방법을 보여주는 평면도이다.Figure 3 is a plan view showing a manufacturing method of a steering wheel using the ultra-expanded foam molding method according to the present invention and a thermoplastic elastomer resin (TPE) as a raw material.

도 4는 본 발명에 따른 스티어링 휠의 초미세 발포 성형 공정을 보여주는 순서도이다.Figure 4 is a flow chart showing the ultra-fine foam molding process of the steering wheel according to the present invention.

본 발명은 재생이 가능한 TPE 수지를 물리적 발포제(CO2)와 혼합하여 용융상태의 고분자/가스 용제를 형성하고, 허브코어를 금형에 인서트 한 후 일반사출과 동일한 방법으로 성형한다.In the present invention, a recyclable TPE resin is mixed with a physical blowing agent (CO 2 ) to form a polymer / gas solvent in a molten state, and the hub core is inserted into a mold and then molded in the same manner as general injection.

보다 구체적으로 스티어링 휠의 성형공정을 단계별로 설명하면 다음과 같다.More specifically, the forming process of the steering wheel will be described step by step.

먼저, 첫 번째 단계는 원료주입 단계로 상기 열가소성 엘라스토머 수지 원료를 호퍼(90)를 통하여 스크류가 설치된 사출기인 실린더(50)로 공급한다.First, the first step is a raw material injection step to supply the thermoplastic elastomer resin raw material to the cylinder 50, which is a screw-mounted injection machine through the hopper 90.

이후, 처음 금형(10)이 열린 상태에서 사출기의 스크류가 회전하면서 용융수지를 제조한다.After that, the molten resin is manufactured while the screw of the injection molding machine rotates while the mold 10 is opened.

그 다음으로, 스크류의 회전과 동시에 가스주입장치로부터 물리적 발포제(CO2)인 가스를 주입한다.Next, at the same time as the rotation of the screw, a gas, which is a physical blowing agent (CO 2 ), is injected from the gas injection device.

그리고, 스크류의 회전운동으로 초임계 상태의 용융수지를 형성하여 수지의 용융 및 계량을 실시한다.Then, the molten resin in the supercritical state is formed by the rotation of the screw to melt and measure the resin.

다음 과정으로, 스티어링 휠의 스틸 부분인 인서트 부품을 코어측에 고정시켜 허브코어(20)를 인서트하고, 형체결을 위해 금형(10)을 닫는다.In the next process, the insert part, which is a steel part of the steering wheel, is fixed to the core side to insert the hub core 20, and the mold 10 is closed for mold clamping.

상기 과정을 마친 후에는, 초임계 상태의 용융수지를 스크류의 전진운동과 노즐(40) 및 수지 주입구(80)를 통하여 금형(10)내로 주입한다.After the above process, the molten resin of the supercritical state is injected into the mold 10 through the forward movement of the screw and the nozzle 40 and the resin inlet 80.

그 다음은 발포과정으로, 수지가 금형내로 주입이 되는 순간 주입된 수지 내 기포가 성장하여 비교적 균일한 기포조직을 형성하면서 성형이 완료된다.Next, the foaming process, the moment the resin is injected into the mold, the foam in the injected resin grows to form a relatively uniform bubble structure while completing the molding.

상기 성형이 완료된 후에는 금형내 미리 설치된 냉각채널을 통하여 냉각수의 순환으로 성형품을 냉각한다.After the molding is completed, the molded product is cooled by circulation of cooling water through a cooling channel installed in the mold.

마지막은 취출과정으로, 충분한 냉각시간 경과 후 금형을 열고 완성된 성형품을 취하면 된다.Lastly, take-out process is performed by opening the mold after sufficient cooling time and taking the finished molded product.

이러한 본 발명의 제조방법은 내부의 기포 성장으로 인하여 보압시간이 거의 필요하지 않아 전체적으로는 사이클 타임이 크게 감소하는 특징이 있다.Such a manufacturing method of the present invention is characterized in that the cycle time is greatly reduced as a whole because the holding time is hardly needed due to the bubble growth therein.

본 발명의 초미세 발포성형 방법을 자세히 설명하면, 먼저 TPE 수지와 가스를 실린더에 주입하여 고분자/가스 용제를 형성한다. 이때 균일한 기포공을 형성하기 위하여 빠른 압력강하가 필요하고, 가스의 종류에 따라 수지의 용해도가 달라지게 되는데, 본 발명에서는 CO2를 사용한다. 기포공이 형성된 후 노즐을 통과할 때 기포들은 성장을 하게 되고 수지 주입구를 통하여 금형으로 주입되고 냉각과정을 거쳐 성형품을 이루게 된다. 금형에 주입된 후의 과정은 일반적인 사출성형과 동일하다. 그러나, 초미세 발포성형에서는 가스의 혼합량과 온도와 압력 등 성형 공정조건에 따라 성형품 외관부의 품질이 크게 좌우되므로 정확한 제어가 필요하다. 특히, 고분자/가스 용제는 대기압의 금형 내로 주입이 되기 때문에 사출과 동시에 발포가 일어나게 되고, 그로 인해 가스와 수지가 2상으로 존재하기 때문에 가스의 혼합량이 많아지게 표면에 가스의 흐름자국을 유발할 수 있다. 따라서, CO2가스의 주입량은 열가소성 엘라스토머 수지에 대하여 1 내지 3.5 중량%로 주입하는 것이 바람직하다.Referring to the ultra-foam foaming method of the present invention in detail, first, a TPE resin and a gas are injected into a cylinder to form a polymer / gas solvent. In this case, a rapid pressure drop is required to form a uniform bubble hole, and the solubility of the resin varies according to the type of gas. In the present invention, CO 2 is used. Bubbles are formed when bubbles are formed and then passed through the nozzle, injected into the mold through the resin inlet, and cooled to form a molded article. The process after being injected into the mold is the same as in general injection molding. However, in the ultra-foaming molding, precise control is necessary because the quality of the exterior part of the molded article is largely dependent on the molding process conditions such as gas mixing amount, temperature and pressure. In particular, since the polymer / gas solvent is injected into the mold under atmospheric pressure, foaming occurs at the same time as the injection. As a result, since gas and resin are present in two phases, the flow of gas on the surface may be increased to increase the amount of gas mixture. have. Therefore, the injection amount of CO 2 gas is preferably injected at 1 to 3.5% by weight relative to the thermoplastic elastomer resin.

본 발명의 초미세 발포 성형은 별도의 금형 수정이 필요하지 않아 일반 사출 성형용 스티어링 휠 금형을 그대로 적용할 수 있다.Ultra-foam foam molding of the present invention does not require a separate mold modification can be applied to the general injection wheel mold for injection molding as it is.

이와 같이 본 발명에서 사용되는 초미세 발포성형 공법은 일반 사출성형과는 달리 혼합된 용융체의 점도 감소로 인하여 사출시간이 단축되고, 내부 기포의 성장으로 보압시간이 거의 없으며, 경량화에 의하여 냉각될 재료가 줄어듦에 따라 냉각시간 또한 단축이 된다.As described above, the ultra-foam foaming molding method used in the present invention has a short injection time due to the decrease in viscosity of the mixed melt, unlike the general injection molding, and has no holding time due to the growth of internal bubbles, and the material to be cooled by weight reduction. As the time decreases, the cooling time is also shortened.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들만으로 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, an Example is for illustrating this invention and is not limited only to these.

[실시예 1]Example 1

하기 표 1과 같이 발포 열가소성 엘라스토머 수지(TPE)를 원료로 하여 도 4의 초미세 발포 성형공법으로 스티어링 휠을 제조하였다. 이때, 초미세 발포 성형공법의 조건은 하기 표 2와 같다.A steering wheel was manufactured by the ultrafine foam molding method of FIG. 4 using the expanded thermoplastic elastomer resin (TPE) as a raw material as shown in Table 1 below. At this time, the conditions of the ultra-fine foam molding method are shown in Table 2 below.

[비교예 1 및 2][Comparative Examples 1 and 2]

하기 표 1과 같이 폴리우레탄 및 PVC를 원재료로 사용한 수지조성물을 이용하여 통상적인 반응사출공법으로 스티어링 휠을 제조하였다.As shown in Table 1, a steering wheel was manufactured by a conventional reaction injection method using a resin composition using polyurethane and PVC as raw materials.

비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 실시예 1Example 1 원재료Raw materials 폴리우레탄Polyurethane PVCPVC 발포TPEFoam TPE 중량(g)Weight (g) 850 ∼ 900850-900 1050 ∼ 11001050-1100 800 ∼ 850800-850 금형온도(℃)Mold temperature (℃) 50±550 ± 5 상, 하 50Up and down 50 상, 하 10 ∼ 5010-50 성형온도(℃)Molding temperature (℃) 폴리올(23), 이소시아네이트(30)Polyols (23), Isocyanates (30) 210 ∼ 230210 to 230 210 ∼ 230210 to 230 사출속도(mm/s)Injection speed (mm / s) 150150 50 ∼ 6050 to 60 100 ∼ 200100-200 보압시간(sec)Hold time (sec) -- 1515 1 ∼ 31 to 3 사출시간(sec)Injection time (sec) 33 44 2 ∼ 32-3 냉각시간(sec)Cooling time (sec) 150150 8080 5050 형체력(ton)Ton 5 ∼ 105 to 10 600600 300300

실시예 1Example 1 스크류 크기(mm)-사출기Screw size (mm)-injection machine 6060 SCF (중량%)SCF (% by weight) 1∼3.51 to 3.5 펌프압력(psi)Pump pressure (psi) 70007000 방출압력(psi)Discharge pressure (psi) 25002500 유량(flow rate)(kg/hr)Flow rate (kg / hr) 1.351.35

주)week)

SCF : 스크류 내 CO2가스의 주입량SCF: Injection amount of CO 2 gas in the screw

펌프압력: 가스를 주입하기 위한 펌프의 압력Pump pressure: pressure of pump to inject gas

방출압력(Delivery Pressure): 노즐을 통하여 스크류로 주입되는 가스 압력Delivery Pressure: Gas pressure injected into the screw through the nozzle

[실험예 1]Experimental Example 1

상기 실시예 1 및 비교예 1, 2의 물성비교를 위하여, 기계적 물성과 감성품질의 척도인 경도(Hardness)를 측정하였다.In order to compare the physical properties of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the hardness (Hardness), which is a measure of mechanical properties and emotional quality, was measured.

하기 표 3은 종래 폴리우레탄 및 PVC 대비 본 발명의 발포 TPE의 기계적 물성과 감성품질의 척도인 경도(Hardness)를 비교한 것이다.Table 3 compares the hardness (Hardness), which is a measure of the mechanical properties and emotional quality of the foamed TPE of the present invention compared to the conventional polyurethane and PVC.

비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 실시예 1Example 1 시험방법Test Methods 경도(Type A)Longitude (Type A) 62 ∼ 6562 to 65 70 ∼ 7570-75 62 ∼ 6562 to 65 ASTM D2240ASTM D2240 밀도(Specific Gravity)Specific Gravity 0.970.97 1.201.20 0.9700.970 ASTM D792ASTM D792 인장강도(MPa)Tensile Strength (MPa) 4.84.8 11.711.7 6.96.9 ASTM D412ASTM D412 신장율(%)Elongation (%) 120120 330330 400400 ASTM D412ASTM D412

상기 표 3에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 경우 기존의 감성 품질은 그대로 유지한 채 기계적 물성이 향상됨을 알 수 있다.As shown in Table 3, in the case of the present invention it can be seen that the mechanical properties are improved while maintaining the existing emotional quality.

하기 표 4는 종래 성형법 대비 본 발명에서 개발된 제품의 우수성을 비교하여 나타낸 것이다.Table 4 shows a comparison of the superiority of the product developed in the present invention compared to the conventional molding method.

구분division 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 실시예 1Example 1 원재료Raw materials 폴리우레탄Polyurethane PVCPVC 발포 TPEFoamed TPE 원재료 사용량 (g/EA)Raw Material Consumption (g / EA) 850 ∼ 900850-900 1050 ∼ 11001050-1100 800 ∼ 850800-850 싸이클 시간 (sec)Cycle time (sec) 250 ∼ 300250 to 300 150 ∼ 180150 to 180 150 ∼ 180150 to 180

표 4에서 알 수 있듯이 초미세 발포 성형으로 인하여 싸이클 시간(time)을 크게 줄일 수 있어 생산성을 높일 수 있는 효과가 있고, 재생이 가능한 수지를 사용함으로써 환경 규제에 대처할 수 있으며, 제품의 경량화로 인하여 재료비를 절감할 수 있는 효과가 있다.As can be seen in Table 4, the cycle time can be greatly reduced due to the ultra-fine foam molding, and the productivity can be improved, and the renewable resin can be used to cope with environmental regulations. Material cost can be reduced.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 자동차 스티어링 휠 제조시 종래 폴리우레탄이나 PVC 재질 대신 TPE 재질로 원료를 변경함에 따라, 재생이 가능하여 환경 규제 법규에 효과적으로 대응할 수 있으며, 이를 이용하여 초미세 발포 성형공법으로 자동차 스티어링 휠을 제조함으로써 제품의 경량화와 기계적 물성 향상 및 발포비율에 따른 재료비 절감 효과의 장점이 있다.As described above, according to the present invention, as the raw material is changed to a TPE material instead of a polyurethane or PVC material when manufacturing a steering wheel of a vehicle, the present invention can be recycled and effectively cope with environmental regulations. By manufacturing a car steering wheel by the construction method, there are advantages of lightening the product, improving mechanical properties, and reducing material costs according to the foaming ratio.

Claims (5)

자동차 스티어링 휠용 수지에 있어서,In resin for automobile steering wheel, 상기 수지가 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 코폴리머(SBS), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 코폴리머(SEBS), 및 폴리프로필렌계 수지와 합성고무(에틸렌-프로필렌-디엔-모노머(EPDM))의 혼합물로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 열가소성 엘라스토머 수지인 자동차 스티어링 휠용 수지.The resin is styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS), styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS), and polypropylene resin and synthetic rubber (ethylene-propylene-diene-monomer (EPDM)) A resin for automobile steering wheels which is a thermoplastic elastomer resin selected from the group consisting of a mixture of a) 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 코폴리머(SBS), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 코폴리머(SEBS), 및 폴리프로필렌계 수지와 합성고무(에틸렌-프로필렌-디엔-모노머(EPDM))의 혼합물로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 열가소성 엘라스토머 수지, 및a) styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS), styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS), and polypropylene resin and synthetic rubber (ethylene-propylene-diene-monomer (EPDM)) A thermoplastic elastomer resin selected from the group consisting of mixtures, and b) 물리적 발포제인 CO2가스b) CO 2 gas, a physical blowing agent 를 혼합하여 초미세 발포 성형방법으로 성형하는 단계Step of forming by mixing the ultra-fine foam molding method 를 포함하는 자동차용 스티어링 휠의 제조방법.Method of manufacturing a steering wheel for a vehicle comprising a. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 a)의 열가소성 엘라스토머 수지는 발포하지 않은 고체성형품 중량에 대해 60 내지 90 중량%로 투입되는 자동차용 스티어링 휠의 제조방법.The thermoplastic elastomer resin of a) is a method of manufacturing a steering wheel for an automobile is added at 60 to 90% by weight based on the weight of the non-foamed solid molded article. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 b)의 CO2가스는 열가소성 수지에 대하여 1 내지 3.5 중량%로 투입되는 자동차용 스티어링 휠의 제조방법.The CO 2 gas of b) is a manufacturing method of the steering wheel for automobiles are introduced in 1 to 3.5% by weight relative to the thermoplastic resin. 제 2 항의 기재방법으로 제조되는 자동차용 스티어링 휠.A steering wheel for automobiles manufactured by the method described in claim 2.
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