KR20120133210A - 자동차 내장재용 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법 - Google Patents

자동차 내장재용 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 내장재용 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 휘발성 유기 화합물(VOC)을 함유하지 않는 수분산 폴리카보네이트 우레탄 수지를 이용하여 친환경적이고 인체에 유해하지 않으며, 물성 또한 우수한 인조피혁을 제조할 수 있게 하는 자동차 내장재용 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법에 관한 것이다.

Description

자동차 내장재용 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법{Method of polyurethane artificial leather for interior materials of automobile}
본 발명은 자동차 내장재용 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 휘발성 유기 화합물(VOC)을 함유하지 않는 수분산 폴리카보네이트 우레탄 수지를 이용하여 친환경적이고 인체에 유해하지 않으며, 물성 또한 우수한 인조피혁을 제조할 수 있는 자동차 내장재용 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 내장재의 용도로 사용되는 피혁의 경우에는, 고가의 천연피혁을 사용하기도 하지만 대부분 생산이 용이하고 제조비용이 적은 인조피혁을 사용하고 있으며, 상기 인조피혁은 인공적으로 가공한 가죽 모조품으로써, 외관, 밀도, 강도 및 표면촉감 등이 상기 천연피혁과 유사하고, 제조공정의 용이성 및 대량생산이 가능한 장점을 가진다.
한편, 종래의 인조피혁은 부직포 및 폴리우레탄을 소재로 하여 제조되는데, 이때, 상기 폴리우레탄의 강한 소수성으로 인하여 휘발성 유기 화합물(VOC)를 이용하여 제조하여야만 했었으며, 상기 휘발성 유기 화합물은 디메틸포름알데하이드(DMF), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene) 및 N-메틸아세트아미드(DMAc)와 같은 유기 화합물을 포함하는 것으로, 대기오염물질로 구분되고 있으며, 또한, 발암성을 가진 독성 화학물질로써 환경오염 및 인체에 악영향을 끼치는 문제점을 발생시켰다.
또한, 상기 휘발성 유기 화합물을 사용하는 폴리우레탄을 대체하기 위하여 물을 용매로 사용하는 수분산 폴리우레탄(waterborne polyurethane, WPU)이 사용되기도 하였으나, 상기 수분산 폴리우레탄은 기존의 유기용제를 사용한 폴리우레탄의 물성과 비교하여 낮은 물성을 가지므로 자동차 내장재의 용도로는 부적합한 문제점이 있었다.
본 발명자들은 자동차 내장재의 용도에 적합한 인조피혁을 제조하며, 특히, 휘발성 유기 화합물을 사용하지 않고, 높은 물성 및 내구성을 갖는 인조피혁을 제조하고자 연구 노력한 결과, 자동차 내장재용 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법의 기술적 구성을 개발하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 자동차의 내장재로 사용할 수 있으며, 휘발성 유기 화합물을 전혀 사용하지 않도록 하여 친환경적이고 인체에 유해하지 않은 자동차 내장재용 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 자동차의 내장재의 기준 물성 및 기준 내구성에 부합하는 높은 물성 및 내구성을 갖는 자동차 내장재용 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 인조피혁 제조방법에 있어서, 릴리즈페이퍼(release paper)를 준비하는 제 1단계; 상기 릴리즈페이퍼의 상면에 수분산 폴리카보네이트 우레탄을 포함하는 폴리우레탄 수지를 복수 회 반복적으로 도포 및 건조하여, 복수 개의 층으로 적층되는 표면층을 형성하는 제 2단계; 상기 표면층의 상면에 무용제형 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 제 3단계; 및 상기 접착층의 상면에 합성섬유로 짜여진 직물, 편물 또는 부직포를 접착하여 원단층을 형성하는 제 4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 2단계는 상기 릴리즈페이퍼의 상면에 제 1폴리우레탄 수지를 도포 및 건조하여, 가장 외부의 표면을 이루게 되는 제 1표면층을 형성하는 제 2-1단계; 상기 제 1표면층의 상면에 제 2폴리우레탄 수지를 도포 및 건조하여, 상기 제 1표면층을 지지하는 제 2표면층을 형성하는 제 2-2단계; 및 상기 제 2표면층의 상면에 제 3폴리우레탄 수지 및 안료를 도포한 후 건조하여, 임의의 색상을 발현시키는 제 3표면층을 형성하는 제 2-3단계;를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1폴리우레탄 수지는 아지리딘계 가교제 및 실리카를 함유한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1폴리우레탄 수지는 반응형 실리콘 오일을 더 함유한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 2폴리우레탄 수지는 아지리딘계 가교제 및 실리카를 함유한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 3폴리우레탄 수지는 아지리딘계 가교제 및 실리카를 함유한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 수분산 폴리카보네이트 우레탄은 폴리카보네이트디올 또는 폴리에테르디올과, 카르복실기를 함유한 디올과, 디이소시아네이트계 화합물을 중합하여 형성된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 4단계 이후에, 상기 릴리즈페이퍼를 박리하여 제거하는 제 5단계;를 더 포함한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 내장재용 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법에 의하면, 환경오염 및 인체에 유해한 휘발성 유기 화합물를 사용하지 않고, 수분산 폴리카보네이트 우레탄을 포함하는 폴리우레탄 수지를 이용하므로, 친환경적이며 인체에 악영향이 없는 인조피혁을 제조할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 내장재용 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법에 의하면, 수분산 폴리카보네이트 우레탄을 포함하는 폴리우레탄 수지에 아지리딘계 가교제 및 실리카를 더 함유하게 하고, 상기 폴리우레탄 수지를 이용하여 복수 개의 층으로 적층되는 구조의 표면층을 형성함으로써, 자동차용 내장재로 적합할 만큼의 높은 물성 및 내구성을 갖는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법을 나타내는 블럭도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 폴리우레탄 인조피혁을 나타내는 단면도.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법을 나타내는 블럭도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 폴리우레탄 인조피혁을 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법은, 환경오염 및 인체에 유해한 휘발성 유기 화합물을 사용하지 않고, 자동차 내장재의 용도에 적합한 인조피혁을 제조하기 위한 것으로, 특히, 수분산 폴리카보네이트 우레탄을 포함하는 폴리우레탄 수지를 이용한다.
또한, 상기 휘발성 유기 화합물은 톨루엔(toluene) 및 자일렌(xylene)과 같이 도료나 용제에 첨가되어 사용되는 것으로, 대기 중으로 쉽게 증발되는 액체 또는 기체 상의 유기 화합물을 뜻하며, 대기오염물질이며 발암성을 가진 독성 화학물질로 구분된다.
또한, 상기 수분산 폴리카보네이트 우레탄은 폴리카보네이트디올 또는 폴리에테르디올과, 카르복실기를 함유한 디올과, 디이소시아네이트계 화합물을 반응조에서 80℃ 내지 100℃의 온도에서 교반하여 2 내지 3시간을 반응시킨 후, 물에 강제 분산시켜 아민계 장쇄연장반응이 이루어지도록 하며, 그 다음에 상기 반응조의 온도를 30℃ 내외의 온도를 유지하여 12시간 숙성하여 중합한다.
즉, 본 발명의 일실시예에서는 상기 휘발성 유기 화합물을 전혀 포함하지 않고, 상기 수분산 폴리카보네이트 우레탄을 이용하여 상기 폴리우레탄 수지를 형성하므로, 인체에 악영향이 없으며 환경오염의 우려도 없는 것이다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법은, 우선, 릴리즈페이퍼(release paper)를 준비하게 되는데, 상기 릴리즈페이퍼는 후술될 표면층(110)을 형성하기 위한 것으로, 종이 또는 필름 재질로 구비될 수 있으며, 다양한 종류의 릴리즈페이퍼를 이용할 수 있으나, 특히, 두께가 일정하고 치수안정성이 높은 것을 구비하여 열 및 압력에 변형되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 릴리즈페이퍼의 표면에는 특정한 무늬 또는 엠보싱이 형성될 수도 있는데, 이는 폴리우레탄 인조피혁의 표면에 상기 특정한 무늬 또는 상기 엠보싱을 구현할 수도 있다(S110).
다음, 상기 릴리즈페이퍼의 상면에 표면층(110)을 형성하게 되는데, 특히, 상기 표면층(110)을 이루는 제 1표면층(111)이 가장 먼저 형성되며, 상기 제 1표면층(111)은 본 발명의 일실시예에 따른 폴리우레탄 인조피혁이 제조될 시 가장 외부의 표면을 이루게 된다.
또한, 상기 제 1표면층(111)은 상기 릴리즈페이퍼의 상면에 제 1폴리우레탄 수지를 도포한 후 건조하여 형성한다. 이때, 상기 제 1포면층(111)에 일정한 온도의 열로 열처리를 하여 건조할 수도 있다.
또한, 상기 제 1폴리우레탄 수지는 상기 수분산 폴리카보네이트 우레탄을 포함하며, 또한, 아지리딘계 가교제, 실리카 및 반응형 실리콘 오일을 더 함유하도록 이루어진다.
또한, 상기 아지리딘계 가교제는 내수성 및 내용제성을 향상시키며, 상기 실리카는 기계적인 물성을 향상시키고, 또한, 상기 반응형 실리콘 오일은 내마모성을 향상시키게 된다. 특히, 상기 제 1표면층(111)이 가장 외부의 표면을 이루게 되므로, 상기 반응형 실리콘 오일을 첨가하여 견고한 내구성을 갖고, 쉽게 손상되지 않도록 하는 것이다(S121).
다음, 상기 제 1표면층(111)의 상면에 제 2표면층(112)을 형성하게 되는데, 상기 제 2표면층(112)은 상기 제 1표면층(111)을 지지하는 층으로써, 상기 제 1표면층(111)의 상면에 제 2폴리우레탄 수지를 도포한 후 건조하여 형성된다.
또한, 상기 제 2폴리우레탄 수지는 상기 수분산 폴리카보네이트 우레탄, 상기 아지리딘계 가교제, 상기 실리카를 함유하도록 이루어진다.
또한, 상기 제 2표면층(112)은 상기 제 1표면층(111)의 상면에 적층되므로써, 본 발명의 일실시예에 따른 폴리우레탄 인조피혁이 완제품으로 제조될 시 높은 물성 및 내구성을 가질 수 있게 한다(S122).
다음, 상기 제 2표면층(112)의 상면에 제 3표면층(113)을 형성하게 되는데, 상기 제 3표면층(113)은 임의의 색상을 발현시키기 위한 층으로써, 상기 제 2표면층(112)의 상면에 제 3폴리우레탄 수지 및 안료를 도포한 후 건조하여 형성된다.
또한, 상기 제 3폴리우레탄 수지는 상기 수분산 폴리카보네이트 우레탄, 상기 아지리딘계 가교제, 상기 실리카를 함유하도록 이루어진다.
또한, 상기 안료는 상기 제 3폴리우레탄 수지와 혼합되어, 특정한 색상을 발현시키기 위한 것으로, 다양한 종류와 형태의 안료들을 이용할 수 있으나, 특히, 고견뢰성 안료를 이용하여 쉽게 색상이 변색되지 않도록 구비하는 것이 바람직하다(S123).
다음, 상기 제 1표면층(111), 상기 제 2표면층(112) 및 상기 제 3표면층(113)이 순차적으로 적층되어 형성되는 표면층(110)의 상면에 접착층(120)을 형성하게 되는데, 상기 접착층(120)은 후술될 원단층(130)을 효과적으로 접착시키기 위한 것으로, 상기 표면층(110)의 제 3표면층(113)의 상면에 접착제를 도포하여 형성된다.
또한, 상기 접착층(120)은 다양한 종류의 접착제를 사용할 수 있으나, 본 발명의 일실시예에서는 상기 접착층(120)을 이루는 상기 접착제는 상기 휘발성 유기 화합물을 발생시키기 않는 무용제형 접착제로 구비하였다.
또한, 상기 무용제형 접착제는 톨루엔(toluene) 및 자일렌(xylene) 등의 휘발성 유기 화합물을 전혀 함유되지 않은 접착제를 뜻하며, 상기 휘발성 유기 화합물에 의한 유해성, 환경오염 및 상기 휘발성 유기 화합물의 증발현상 등의 문제가 발생되지 않으므로, 인체에 악영향이 없고 친환경적인 이점이 있는 것이다.
또한, 상기 무용제형 접착제는 일액형 접착제 보다 이액형 접착제를 사용하는 경우에 상기 표면층(110)과 후술된 원단층(130) 간의 접착력을 향상시킬 수 있으며, 또한, 상기 무용제형 접착제를 고점도의 접착제로 사용하는 경우에는 침투불량 등의 문제점이 발생되므로 점도가 낮은 접착제를 사용하는 것이 불량을 방지하고, 접착력을 더 향상시킬 수 있다(S130).
다음, 상기 접착층(120)의 상면에 원단층(130)을 형성하게 되는데, 상기 원단층(130)은 합성섬유로 짜여진 직물, 편물 또는 부직포를 상기 접착층(120)의 상면에 접착하여 형성된다(S140).
다음, 상기 원단층(130)을 형성한 후에는 상기 릴리즈페이퍼를 박리하며, 이때, 상기 제 1표면층(111)이 드러나게 된다(S150).
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
110 : 표면층 111 : 제 1표면층
112 : 제 2표면층 113 : 제 3표면층
120 : 접착층 130 :원단층

Claims (8)

  1. 인조피혁 제조방법에 있어서,
    릴리즈페이퍼(release paper)를 준비하는 제 1단계;
    상기 릴리즈페이퍼의 상면에 수분산 폴리카보네이트 우레탄을 포함하는 폴리우레탄 수지를 복수 회 반복적으로 도포 및 건조하여, 복수 개의 층으로 적층되는 표면층을 형성하는 제 2단계;
    상기 표면층의 상면에 무용제형 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 제 3단계; 및
    상기 접착층의 상면에 합성섬유로 짜여진 직물, 편물 또는 부직포를 접착하여 원단층을 형성하는 제 4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2단계는
    상기 릴리즈페이퍼의 상면에 제 1폴리우레탄 수지를 도포 및 건조하여, 가장 외부의 표면을 이루게 되는 제 1표면층을 형성하는 제 2-1단계;
    상기 제 1표면층의 상면에 제 2폴리우레탄 수지를 도포 및 건조하여, 상기 제 1표면층을 지지하는 제 2표면층을 형성하는 제 2-2단계;
    상기 제 2표면층의 상면에 제 3폴리우레탄 수지 및 안료를 도포한 후 건조하여, 임의의 색상을 발현시키는 제 3표면층을 형성하는 제 2-3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1폴리우레탄 수지는 아지리딘계 가교제 및 실리카를 함유하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1폴리우레탄 수지는 반응형 실리콘 오일을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2폴리우레탄 수지는 아지리딘계 가교제 및 실리카를 함유하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 제 3폴리우레탄 수지는 아지리딘계 가교제 및 실리카를 함유하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수분산 폴리카보네이트 우레탄은 폴리카보네이트디올 또는 폴리에테르디올과, 카르복실기를 함유한 디올과, 디이소시아네이트계 화합물을 중합하여 형성된 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법.
  8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 4단계 이후에,
    상기 릴리즈페이퍼를 박리하여 제거하는 제 5단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법.
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