KR20050006782A - 자동차 내장재 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차용 내장재에 관한 것으로, 특히 자동차 천정(Headliner), 도어트림(Door trim), 시트(Seat) 등의 표피 마감재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 자동자 내장재는 기존 사용되고 있는 표피재의 표면에 특수한 프린트 가공을 하여 입체감을 부여하여 고급스럽고 다양한 외관을 얻을 수 있으며, 성형(Molding) 가공 시에도 프린트의 입체감이 유지되는 특징이 있으며, 표면의 입체감에 의해서 흡음성능이 우수한 특징이 있다.

Description

자동차 내장재 및 그 제조방법{Wallpaper for automobile and manufacturing method}
본 발명은 자동차용 부직포 내장재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차 내장재의 표면에 열을 받으면 체적이 30배로 커지며, 겉껍질이 단단한 폴리머로 구성 된 특수한 발포제를 프린트 액에 적정량 혼합하여, 프린트를 행하고, 건조시키는 과정에서 발포가 이루어져, 단조로운 표면에 다양한 모양과 색깔로 입체감을 부여해서 고급스럽고 특별한 외관을 얻는 것이고, 마모강도 및 흡음성능을 향상시키고, 가격이 저렴하고, 의장성이 우수하고, 물리적인 성질이 우수한 자동차 내장재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 천정(Headliner), 도어트림(Door trim), 시트(Seat) 등의 표피 마감재 등에 유용하게 사용할 수 있다. 자동차용 내장재는 주로 천(cloth), 부직포(Non-woven fabric), PVC(Poly Vinyl Chloride) 등이 사용되고 있으며, 이러한 소재들은 여러 가지 가공들을 해서 다양한 외관 및 여러 가지 색깔들로 사용되고 있다. 예를 들면, 천과 부직포에 염색 및 프린트 가공을 하여 다양한 무늬와 색깔을 부여해서 고급화 할 수 있으며, PVC의 경우 엠보가공을 하여 표면의 다양화 및 고급화를 하고 있다.
하지만, 자동차용 내장재로 사용되고 있는 소재에는 발포프린트 가공을 하지 못하고 있다. 그 이유는 자동차용 내장재는 대부분 성형(Molding)에 의해서, 동일한 형상과 사이즈로 대량생산되기 때문이다. 대부분의 성형공정은 고온, 고압의 금형에 의해서 작업이 이루어지기 때문에, 발포프린트에 의해서 형성 된 입체감이 있는 프린트 패턴이 찌부러져서, 원래의 입체감을 상실해 버리기 때문이다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자동차 내장재로 사용되고 있는 소재의 단조로운 표면에 다양한 모양과 색깔로 입체감을 부여해서 고급스럽고 특별한 외관을 얻으며, 기존의 자동차용 내장재의 표면에 입체감이 있는 프린트를 행하여 마모강도 및 흡음성능을 향상시키고, 기존의 자동차용 내장재 표면의 결점을 입체감이 있는 프린트를 실시하여 보이지 않게 하여 가격이 저렴하고, 의장성이 우수하고, 물리적인 성질이 우수한 자동차 내장재 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 특수발포제를 첨가하여 소정의 발포과정과 건조과정으로 자동차용 내장재를 제조하는 것에 있어서, 열을 받으면 체적이 30배로 커지며, 겉껍질이 단단한 폴리머로 구성된 발포제를 프린트액에 적정량 혼합하여 내장재의 표면에 프린트를 행하고 건조시키는 과정에서 표면에 다양한 무늬와 색깔로 입체감이 표현되는 내장재의 중량이 30~300g/㎡이고 천(Cloth), 프라스틱시트인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자동차용 내장재의 표면에 프린트 및 건조과정을 통하여 다양한 색깔과 입체감을 표현하여 성형하는 제조방법에 있어서, 겉껍질이 단단하고 열가소성 폴리머 형성되어 있으며 열을 받으면 체적이 30배로 커지는 특수발포제를 첨가된 프린트액으로 자동차내장재 표면에 프린트하는 프린트과정과; 상기 프린트과정으로 프린트된 자동차내장재 표면을 건조하여 프린트 액을 발포시킴과 동시에 입체감을 부여하는 건조과정을 포함하여 이루어지는 특징이 있다.
본 발명의 다른 특징은, 상기 발포제는 5 ~ 50μm 크기의 구 형태로, 겉껍질은 2 ~ 15 μm 두께의 열가소성 폴리머로 이루어져 있으며, 껍질 안쪽에는 탄화수소계 가스로 충진 되어 있어서, 프린트 액에 발포제를 첨가하고 건조과정의 열에 의해서 발포시키는 과정에서, 발포제 내부의 탄화수소 가스의 팽창으로 체적이 30배 정도 팽창하여 프린트 액을 발포 시켜서, 자동차 내장재의 제조 과정인, 고온, 고압의 성형공정에서 내장재 표면에 형성되어 있는 입체감이 있는 프린트 층이 찌부러지지 않고 원래의 형태를 유지시키는 특징이 있다.
본 발명의 또 다른 특징은, 상기 프린트 액은 수지, 발포제, 안료 및 염료, 기타 첨가제로 구성되어 있으며, 수지의 종류가 아크릴(Acryl), 스타일렌(Stylene),폴리비닐클로라이드(Polyvinylchloride),폴리비닐알코올(Polyvinylalcohol),폴리에스터(Polyester),에틸렌비닐클로라이드(Ethylenevinylchloride), 에틸렌비닐아세테이트(Ethylenevinyl acetate), 폴리우레탄(Polyurethane) 등의 에멀젼 중, 1종 또는 2종 이상의 에멀젼으로 이루어진 수지를 이용하여 프린트 하는 특징이 있다.
본 발명의 또 다른 특징은, 상기 프린트 작업 시, 프린트 헤드가 1~10개 이고 연속적으로 작업하여 건조하는 특징이 있다.
도 1 은 본 발명에 의한 발포프린트 제조공정을 도시한 개략도이고,
도 2 는 본 발명에 의한 발포제를 도시한 단면도이고,
도 3 은 본 발명에 의한 발포제의 발포생태를 도시한 원리도이고,
도 4 는 본 발명에 의한 발포 전, 입상상태 발포제의 광학현미경 사진이고,
도 5 는 본 발명에서 가열하여 발포 시켜 팽창 된, 발포제의 광학현미경 사진이고,
도 6 은 일반프린트 된 내장재를 200배로 확대한 전자현미경 사진이고,
도 7은 본 발명에 의한 발포프린트 된 내장재를 200배로 확대한 전자현미경 사진이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
1,4 ; 내장재 2 ; 프린트헤드
3 ; 건조기 5,7 ; 발포제겉껍질
6.8 ; 발포제가스
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명에 의한 발포프린트 제조공정을 개략도로 도시하고, 도 2 는 본발명에 의한 발포제를 단면도로 도시하고, 도 3 은 본 발명에 의한 발포제의 발포생태를 원리도로 도시하고 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자동차내장재 및 그 제조방법은 겉껍질(5)이 단단하고 열가소성 폴리머 형성되어 있으며 열을 받으면 체적이 30배로 커지도록 내부에 탄화수소의 발포제가스(6)가 충진되는 특수한 발포제가 첨가된 프린트 액으로 자동차내장재(1) 표면에 프린트헤드(2)를 통하여 프린트하고, 상기 프린트과정으로 프린트된 자동차내장재(1) 표면을 건조기(3)로 건조하여 프린트 액을 발포시킴과 동시에 입체감을 부여하여 발포된 자동차용 내장재(4)를 얻을 수 있다.
여기서 상기 발포 완성된 자동차용내장재(4)는 열을 받으면 체적이 30배로 커지며, 겉껍질이 단단한 폴리머로 구성 된 특수한 발포제를 프린트 액에 적정량 혼합하여, 자동차 내장재(1)의 표면에 프린트를 행하고, 건조시키는 과정에서 발포가 이루어져, 내장재(1)의 표면에 입체감을 부여시킨다. 입체감이 부여 된 내장재(4)는 특수한 발포체에 의해서 입체형상을 유지하고 있으며, 고온, 고압의 금형 조건에서도 외관의 변형이 일어나지 않기 때문에, 원하는 자동차용 내장재(4)를 얻을 수 있다.
여기서 상기 입체감이 표현되는 내장재(4)의 중량이 30~300g/㎡이고 천(Cloth), 플라스틱시트로 이루어지고 있다.
본 발명에서 사용되는 발포제는 도 2에서와 같이 5 ~ 50μm 크기의 구 형태로 이루어지고, 겉껍질(5)은 2 ~ 15 μm 두께의 열가소성 폴리머로 이루어져 있으며, 껍질 안쪽에는 탄화수소계 가스(6)로 충진 되어 있다. 따라서 이 발포제가 열을 받게 되면, 도 3에서와 같이 발포제 내부에 들어 있는 가스(8)가 팽창하고, 열가소성 겉껍질(7)이 늘어나서, 체적이 원래크기의 30배 정도로 팽창하게 된다.
따라서, 이러한 발포제가 혼합 된 프린트액을 이용하여 내장재(1)의 표면에 프린트를 진행하고 건조시키면, 건조과정의 열에 의해서 프린트 된 프린트액 내부에 존재하는 발포제가 팽창하여 체적이 커져서 내장재의 표면에 입체감이 있는 프린트물을 얻을 수 있다.
여기서 프린트 액은 수지, 안료 및 염료, 발포제, 기타 첨가제로 구성되어 있다. 그리고, 수지의 종류가 아크릴(Acryl), 스타일렌(Stylene), 폴리비닐클로라이드(Polyvinylchloride), 폴리비닐알코올(Polyvinylalcohol), 폴리에스터(Polyester), 에틸렌비닐클로라이드(Ethylenevinylchloride), 에틸렌비닐아세테이트(Ethylenevinyl acetate), 폴리우레탄(Polyurethane) 등의 에멀젼 중, 1종 또는 2종 이상의 에멀젼으로 이루어진 수지를 이용하여 프린트하고 있다.
상기 프린트 작업 시, 프린트 헤드가 1~10개 이고 연속적으로 작업하여 건조하는 것이 바람직하다.
또한 상기 프린트 헤드의 프린트 방식이 회전(로타리) 스크린 방식, 평판 스크린 방식, 옵셋방식 중의 어느 한가지 또는 여러 가지 방식을 혼용하여 프린트하는 것이 바람직하다.
또한 수지는 프린트 액을 구성하는 주요성분으로, 안료 및 기타 첨가제들을 내장재의 표면에 강하게 부착시켜주는 역할을 하고, 또한, 열에 의해서 팽창하는발포제를 감싸고 건조되어 입체감 있는 프린트 층을 형성하여 고온, 고압의 성형공정에서 팽창 된 발포제의 파괴를 방지하는 역할을 한다.
그리고 안료 및 염료는 다양한 색깔로 사용되며, 개발자가 원하는 색깔의 프린트을 내장재 표면에 할 수 있게 해준다.
여기서 발포제는 건조과정에서 열에 의해서 팽창하여, 입체감 있는 프린트를 할 수 있게 해준다.
한편, 기타 첨가제는 여러 가지가 사용되는데, 일반적으로 실리콘 안정제, 윤활제, 난연제, 증점제, 호제 등이 사용된다.
본 발명에서 사용되는 발포제는, 본 발명의 핵심적인 원료로서 스웨덴 AKZO사의 EXPENCEL MICROSPHERE 와 일본의 MATSUMOTO사의 MICROPEARL이 가장 적절하다.
본 발명에 의해서 제조되는 자동차용 내장재는, 열을 받으면 체적이 30배로 커지며, 겉껍질이 단단한 폴리머로 구성 된 특수한 발포제를 사용하여 프린트 패턴을 입체화시키는 것을 특징으로 하기 때문에 다양한 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 특수한 발포제를 사용하여 입체감을 부여하는 프린트를 할 경우, 고온, 고압의 성형공정에서 표면의 입체감이 전혀 변하지 않는다는 특징이 있다. 기존의 발포프린트의 경우 일반적으로 발포제가 프린트 액에 혼합되어 열을 받게 되면, 발포제에서 질소가스가 발생되고, 이 가스가 프린트 액에 갇혀서 폼이 형성되어 발포가 이루어지게 된다. 따라서 이러한 발포체는 고온, 고압의 금형 내에서는 폼이 파괴되어 찌부러지며 입체감을 상실하게 된다. 하지만 본 발명에서 사용하는 발포제는, 열을 받으면 팽창하는 가스를 강도가 강하고 유연성이 있는 폴리머가 감싸고있어서, 발포가 이루어 진 후에 고온, 고압의 성형공정을 행하여도, 폼의 파괴가 일어나지 않기 때문에, 내장재 표면의 입체감을 유지할 수가 있다.
둘째, 본 발명에 의해서 제조되는 자동차용 내장재는 표면의 마모강도와 흡음성능을 향상시킬 수 있다. 본 발명에서 사용하고 있는 발포제는 강도가 강하고 유연한 폴리머 이기 때문에, 마찰 등의 외부충격에 강한 내구성을 갖는다. 또한 내장재의 표면에 입체감을 부여해서 표면적을 2배 이상 크게 하여 흡음성능을 향상시킨다. 소재의 표면적이 넓으면 흡음성능이 향상되는 것은 일반적인 상식이다. 따라서 본 발명에 의해서 제조되는 자동차용 내장재를 자동차에 적용하면, 기존의 내장재를 적용한 자동차에 비해서 정숙한 실내를 실현할 수 있게 된다.
셋째, 현재 사용되고 있는 자동차용 내장재는 불량률이 높다. 천(cloth)의 경우, 직조 과정에서 발생하는 절사 및 이물 등이 많이 발생하며, 이러한 부분은 대부분 불량으로 폐기되게 된다. 또한 부직포의 경우에는, 니들펀칭이나 수류결합에 의해서 섬유간을 결속시켜 연속적인 시트를 제조하고 있는데, 이때 니들자국이나 수류결합의 자국에 의한 부분적인 줄무늬가 발생하여 제품의 품질을 저하시킨다.
하지만, 본 발명에서 행하고 있는 발포프린트 가공을 내장재 표면에 하면, 프린트 된 무늬가 일정한 체적으로 부풀어올라 입체형상을 형성하여, 상기의 결점들을 감춰서 불량률을 감소시키는 역할을 하여, 보다 저렴한 내장재의 제조가 가능하다.
그 이외에, 본 발명에서 사용되는 발포제의 경우, 기존의 발포제에 비해서 적은 양으로도 동일한 발포효과를 얻을 수 있다. 그 이유는, 기존의 발포제는 열에 의해서 질소가스가 발생하는 프린트 액에 갇히는 가스만 기포를 형성하여 발포에 기여하고 나머지는 대기 중으로 흩어져서 다량의 발포제가 혼합되어야 하지만, 본 발명의 발포제는 전량이 발포에 기여하게 되어서, 소량의 사용으로 동일한 발포효과를 얻을 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에서 사용되는 발포제의 경우, 열가소성수지 내에 탄화수소가 들어있어, 이 탄화수소가 난연효과를 부여할 수 있다는 장점이 있어, 별도의 난연처리를 하지 않아도 된다.
이상과 같이, 본 발명은 입체감을 부여 시켜 고급스럽고 특별한 느낌을 부여하고, 표면의 입체감에 의해서 표면적을 크게 하여 흡음성능을 향상시키고, 내장재의 표면에 입체감 있는 프린트를 하여 내장재의 결점을 감춰서 제조비용을 절감시키는 효과가 제공된다.

Claims (8)

  1. 특수발포제를 첨가하여 소정의 발포과정과 건조과정으로 자동차용 내장재를 제조하는 것에 있어서,
    열을 받으면 체적이 30배로 커지며, 겉껍질이 단단한 폴리머로 구성된 발포제를 프린트액에 적정량 혼합하여 내장제의 표면에 프린트를 행하고 건조시키는 과정에서 표면에 다양한 무늬와 색깔로 입체감이 표현되는 내장재의 중량이 30~300g/㎡이고 천(Cloth), 부직포, 플라스틱시트인 것을 특징으로 하는 자동차 내장재.
  2. 자동차용 내장재의 표면에 프린트 및 건조과정을 통하여 다양한 색깔과 입체감을 표현하여 성형하는 제조방법에 있어서,
    겉껍질이 단단하고 열가소성 폴리머 형성되어 있으며 열을 받으면 체적이 30배로 커지는 특수발포제를 첨가된 프린트액으로 자동차내장제 표면에 프린트하는 프린트과정과;
    상기 프린트과정으로 프린트된 자동차내장재 표면을 건조하여 프린트액을 발포시킴과 동시에 입체감을 부여하는 건조과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동차 내장재의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 발포제는 5 ~ 50μm 크기의 구 형태로, 겉껍질은 2 ~ 15 μm 두께의 열가소성 폴리머로 이루어져 있으며, 껍질 안쪽에는 탄화수소계 가스로 충진 되어 있어서, 프린트 액에 발포제를 첨가하고 건조과정의 열에 의해서 발포시키는 과정에서, 발포제 내부의 탄화수소 가스의 팽창으로 체적이 30배 정도 팽창하여 프린트 액을 발포 시켜서, 자동차 내장재의 제조 과정인, 고온, 고압의 성형공정에서 내장재 표면에 형성되어 있는 입체감이 있는 프린트 층이 찌부러지지 않고 원래의 형태을 유지시키는 것을 특징으로 자동차 내장재의 제조방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 프린트 액은 수지, 발포제, 안료 및 염료, 기타 첨가제로 구성되어 있으며, 수지의 종류가 아크릴(Acryl), 스타일렌(Stylene), 폴리비닐클로라이드(Polyvinylchloride), 폴리비닐알코올(Polyvinylalcohol), 폴리에스터(Polyester), 에틸렌비닐클로라이드(Ethylenevinylchloride), 에틸렌비닐아세테이트(Ethylenevinyl acetate), 폴리우레탄(Polyurethane) 등의 에멀젼 중, 1종 또는 2종 이상의 에멀젼으로 이루어진 수지를 이용하여 프린트 하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 제조방법.
  5. 제 2항에 있어서.
    상기 프린트 작업 시, 프린트 헤드가 1~10개 이고 연속적으로 작업하여 건조하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 프린트 헤드의 프린트 방식이 회전(로타리) 스크린 방식, 평판 스크린 방식, 옵셋방식 중의 어느 한가지 또는 여러 가지 방식을 혼용하여 프린트하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 제조방법.
  7. 제 2항에 있어서,
    단단하고 열가소성 폴리머로 형성되어 있으며 열을 받으면 체적이 30배로 커지는 특수발포제를 프린트액에 혼합할 경우, 투입량이 0.2 ~ 30 중량% 인 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 제조방법.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 열가소성 폴리머의 발포제의 내부에는 탄화수소와 열가소성 발포촉진제가 충진된 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 제조방법.
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