KR20130031996A - 차량 내장용 천정재 및 그 제조방법 - Google Patents

차량 내장용 천정재 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 내장용 천정재 및 그 제조방법를 개시한다. 본 발명은, 폴리올레핀계 수지, 첨가제 및 가교조제를 혼합하여 형성된 폴리올레핀계 발포 시트로 형성되는 심재층과, 상기 심재층과 접합하고, 목분, 천연섬유 및 폴리프로필렌 수지를 포함하는 시트층을 포함한다.

Description

차량 내장용 천정재 및 그 제조방법{Interior materal for a vehicle and manufacturing method of the same}
본 발명은 천정재 및 그 제조방법에 과한 것으로서 보다 상세하게는 차량 내장용 천정재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
차량 내장용 천정재구조물의 재료로서 종래에 있어서 차량 내장용 기재로 사용되는 것으로 레진펠트(Resin Felt), 목분 강화 보드, 페이퍼보드(paper board) 등이다.　
상기 레진펠트와 페이퍼보드는 페놀수지 등이 함침되어 제조된다.　 이때, 경화제인 페놀수지는 페놀류와 알데히드류의 축합반응에 의하여 생성되는 열경화성수지의 일종으로서, 페놀수지의 소각시 미반응 또는 소각시의 불완전 연소에 기인하여 방출되는 페놀 및 알데히드는 작업환경을 포함한 생활환경의 공해물질로 작용하며, 폐기 소각 처분시 유독성 가스를 배출하는 문제점이 있다.
종래의 Glass Fiber 또는 Glass Chop이 함유된 자동차 내장용 기재의 경우, 제조과정 및 이송하는 과정에서 발생될 수 있는 Glass분진에 의해 작업자들에게 유해한 영향을 미칠 뿐만 아니라, 또한 상기의 재료를 접착시키기 위한 휘발성 유기용제가 포함된 접착제를 사용할 경우 작업 환경 및 인체에 유해한 단점이 있다.
한편, 전술한 종래의 자동차 내장용 천정재구조물의 재료는 방음성 및 단열성이 뛰어나지 못했으며 단가가 높고 비교적 고중량이며 장기간 사용시 변형되기 쉽고, 인체에 유해하며 재활용이 어려운 문제점도 있다.
본 발명의 실시예들은 경량성과 강성이 향상된 차량 내장용 천정재 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 폴리올레핀계 수지 및 첨가제를 혼합하여 형성된 폴리올레핀계 발포 시트로 형성되는 심재층과, 상기 심재층과 접합하고, 목분, 천연섬유 및 폴리프로필렌 수지를 포함하는 시트층을 포함하는 차량 내장용 천정재를 제공할 수 있다.
또한, 상기 첨가제는 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌 프로필렌 디공액 공중합체 고무(EPDM), 에틸렌 프로필렌 공중합체 고무(EPM) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 가교조제는 디비닐벤젠, 트리알릴시아누레이트, 트리메틸올프로판, 니트로소벤젠, 디페닐구아니딘, 에틸렌 글리콜 디메틸아크릴레이트 및 디리메틸오프로판 트리메타아크릴레이트 중 적어도 하나를 포함하는 다관능성 비닐다량체 그룹 중에 하나일 수 있다.
또한, 상기 폴리올레핀 발포 시트의 발표배율은 5 배율 내지 30배율 이하일 수 있다.
또한, 상기 폴리올레핀 발포 시트는 가교 또는 무가교 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 가교 폴리올레핀 발포 시트는 가교율이 30% 내지 60% 이하일 수 있다.
또한, 상기 목분 및 천연섬유와 폴리프로필렌 수지는 40:60 내지 60:40 이하 중량비율로 혼합될 수 있다.
또한, 상기 목분과 천연섬유의 혼합비율은 30:70 내지 70:30 중량비율일 수 있다.
또한, 상기 시트층과 접착하는 표피층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 폴리올레핀계 수지 및 첨가제를 반바리 믹서에 혼합한 후 압출 성형한 후 가교 또는 무가교 성형하여 연속상의 폴리올레핀계 발포 시트로 형성되는 심재층을 형성하는 제 1 단계와, 목분, 천연섬유 및 폴리프로필렌 수지를 혼합하여 압출 성형하고 한쌍의 열간 압착롤러를 사용하여 시트층을 형성하는 제 2 단계와, 상기 심재층과 상기 시트층을 열 라미네이션(Heat lamination) 성형 방법으로 서로 접착시키는 제 3 단계를 포함하는 차량 내장용 천정재 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 시트층의 일면에 표피층을 열에 의한 용융접착 방법으로 접착시키는 제 4 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 경량이면서도 강성이 우수하며, 기존의 가열평판 제조공정에 비하여 단순한 공정으로 생산 가능하므로 제조 비용을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
또한, 폴리올레핀계 발포 시트를 심재로 이용함으로써 열수축이 적으며 이에 따른 치수안정성이 보장될 뿐만 아니라, 폴리올레핀계 발포 시트 내부에 기포가 형성되어 있어 충격에너지와 흡차음 성능 등이 향상된다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 내장용 천정재를 보여주는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 내장용 천정재를 보여주는 개념도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 내장용 천정재(100)를 보여주는 개념도이다.
도 1을 참고하면, 차량 내장용 천정재(100)는 폴리올레핀계 발포 시트(,sheet)를 심재층(110)으로 적용하며 양쪽 측면에 보강재로 목분 및 천연섬유와 PP 수지로 형성된 시트층(120) 구조로 이루어진 차량 내장용 천정재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 재활용이 가능한 친환경 소재로 이루어 졌으며, 흡차음성 및 단열성을 갖는 다층 구조의 차량 내장용 천정재에 관한 것이다.
또한 본 발명에 따르면, 폴리올레핀계 발포 시트(미표기)의 발포 배율은　강성 및 성형성이 향상될 수 있도록 5배율 이상 30배율 이하인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 폴리올레핀계 발포 시트의 양측에는 강성을 향상시키기 위하여 시트층(120)이 적층되는 것이 바람직하며, 시트층(120)은 목분 및 천연섬유와 폴리프로필렌 수지로 이루어진 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 차량 내장용 천정재(100)에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
차량 내장용 천정재(10)는 상기 폴리올레핀계 발포 시트로 형성되는 심재층(110)을 포함한다. 이때, 상기 폴리올레핀계 발포 시트는 폴리프로필렌계(polypropylene) 발포 시트, 폴리에틸렌계 발포 시트를 포함할 수 있다. 이때, 상기 폴리올레핀계 발포 시트는 가교 또는 무가교 형태로 발포되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 폴리올레핀계 발포 시트는 폴리올레핀계 수지, 첨가제 및 가교조제를 홉합하여 형성할 수 있다.
상기 폴리올레핀계 발포 시트의 발포 배율은 강성 및 성형성이 향상될 수 있도록 5배율 이상 30배율 이하인 것이 바람직하다. 구체적으로 상기 폴리올레핀계 발포 시트의 발포 배율이 5배율 미만인 경우 차량 내장용 천정재(100)에 필요한 충분한 강성을 얻을 수 없고, 30배율를 초과하는 경우 충분한 강성은 얻을 수 있으나 제조가 어려워 경제성 및 성형성이 떨어질 수 있다.
본 발명의 심재에 적용 할 수 있는 상기 폴리올레핀계 발포 시트는 가교 폴리올레핀계 발포 시트 및 무가교 폴리올레핀계 발포 시트가 적용 될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 폴리올레핀계 발포 시트가 가교 올레핀계 발포 시트를 적용하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
가교 폴리올레핀계 발포 시트는 화학가교와 물리가교로 구분 할 수 있으며, 폴리올레핀계 발포 시트는 가교 방식에 의해 한정되지는 않는다.
가교 폴리올레핀계 발포 시트를 제조하기 위한 수지는 폴리올레핀계와 선형 저밀도 폴리에틸렌의 혼합된 형태가 가장 바람직하다.
폴리프로필렌계 단독 사용의 경우 가교를 위해 물리적 가교방법인 전자선을 조사했을 때, 폴리올레핀계의 사슬이 쉽게 절단되고 가교효율이 그다지 높지 않으므로 상기 첨가제로써 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 일정량 첨가한다.
폴리에틸렌 사용시 최종제품의 신율이 급격히 향상되므로 성형성이 우수해지는 특징이 있다.
상기 첨가제는 선형 저밀도 폴리에틸렌 이외에도 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 에틸렌 프로필렌 디공액 공중합체 고무(EPDM) 및 에틸렌 프로필렌 공중합체 고무(EPM) 중 적어도 하나를 대신 사용 할 수 있다.
폴리올레핀계를 가교하기 위해서는 가교조제가 필수적으로 첨가 되어야 하는바, 이들 가교조제는 디비닐벤젠, 트리알릴시아누레이트, 트리메틸올프로판, 니트로소벤젠, 디페닐구아니딘 및 에틸렌 글리콜 디메틸아크릴레이트, 티리메틸올프로판 트리메타아크릴레이트 중 하나를 포함하는 다관능성 비닐단량체 그룹 중 하나가 적합하다.
가교조제의 첨각량은 0.1내지 2.0 중량부이며 더욱 바람 직하게는 0.3 내지 1.5 중량부이다. 또한 상기 중량부 범위하에서 1종 이상의 가교조제를 혼합 첨가 할 수 있다.
상기의 전자선 조사과정을 통하여 가교된 폴리올레핀계 시트의 가교율(gel content)는 30% 내지 60%가 적당하다. 가교도의 측정은 ASTM D-2765에 의해 측정될 수 있다.
가교 폴리올레핀계 발포 시트를 제조하기 위한 발포제는 열 분해성 발포제가 일반적으로 쓰이는데 Azodi carbonamide(ADCA)가 유용하다.
ADCA의 첨가량은 발포 배율에 따라 차이는 있지만 5내지 20 phr 첨가가 적당하다.
또한 필요에 따라 상기의 첨가제 이외에도, 무기충전제, 산화방지제, 내후제, 대전방지제, 착색제를 첨가 할 수 있다.
차량 내장용 천정재(100)는 상기 폴리올레핀계 발포 시트의 양측에는 강성을 향상시키기 위하여 시트층(120)이 적층되는 것이 바람직하며, 시트층(120)은 충진재인 목분 및 천연섬유와 폴리프로필렌(PP) 수지로 구성된 SHEET 층 구조로 이루어진 것이 바람직하다.
한편, 상기와 같은 차량 내장용 천정재(100)의 제조방법은 하기와 같다.
1. 제 1 단계;
상기 폴리올레핀계 수지 및 첨가제를 반바리 믹서에서 혼합한 후 압출성형 장치를 통해 일정한 두께의 시트형태로 압출하고, 전자선 조사를 한다. 이때, 상기에서 설명한 바와 같이 가교 또는 무가교 형태에 따라 상기 전자선 조사를 수행하지 않을 수 있다. 다만 이하에서는 설명의 편의를 위하여 가교 형태로 심재층(110)을 형성하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
조사된 폴리올레핀계 발포 시트를 열 오븐을 통과시켜 연속상의 발포 시트를 제조한다. 제조된 가교 폴리올레핀계 시트는 두께가 3 ~ 8 mm 이며, 제품 폭은 100 ~ 1600mm 이다.
차량 내장용 천정재(10)의 재료가 되는 상기 폴리올레핀계 발포 시트의 발포 배율은 5배 내지 30배인 것이 바람직하다. 즉, 발포배율이 5배 미만인 경우 발포 시트(20)의 흡음성 향상에 영향을 미치지 못하고 중량이 비교적 높으며, 발포배율이 30배를 초과하는 경우 흡음성 및 경량성은 향상이 되나 강도, 형태안정성이 저하되는 단점을 가지고 있기 때문이다.　 폴리올레핀계 발포 시트(20)는 차량 내장용 천정재(100)에 사용되기 때문에 일정한 치수로 형성되어야 한다.　 즉, 그 두께는 3mm 내지 8mm인 것이 바람직하고 보다 바람직하게는 3mm 내지 6mm인 것이 바람직하다.
2. 제 2 단계;
상기의 과정이 완료되거나 진행되는 동안, 시트층(120)은 목분 및 천연섬유와 PP 수지로 구성된 SHEET 층이 사용될 수 있다.　
이때, 시트층(120)의 제조방법은 충진재인 미세한 목분 및 천연섬유와 폴리프로필렌 수지를 40:60 내지는 60:40비율로 혼합하여, 170~200℃의 온도 범위에서 압출 SHEET 성형을 한후 한쌍의 열간 압착롤러를 사용하여 보강층 SHEET로 성형된다.
상기와 같이 목분 및 천연섬유와 폴리프로필렌 수지의 혼합배율이 40:60 미만인 경우 폴리프로필렌 수지의 수축이 증가하여 강성이 약해질 수 있다. 반면, 목분 및 천연섬유와 폴리프로필렌 수지의 혼합배율이 60:40인 경우 강성은 증가할 수 있으나 바인더 역할을 수행하는 폴리프로필렌 수지의 배율이 작아지므로 시트층(120)을 시트 형태로 성형하는 것이 어려워질 수 있다.
한편, 상기와 같이 혼합하는 경우 목분과 천연섬유의 혼합배율은 30:70 내지 70:30 중량%일 수 있다. 이때, 목분과 천연섬유의 혼합배율이 30:70 미만인 경우 목분의 함유율이 적어 강성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 목분과 천연섬유의 혼합배율이 70:30을 초과하는 경우 강성이 증가하나 천연섬유의 배율이 적어 목분이 저장되는 공간이 협소해질 수 있다.
3. 제 3 단계;
한편, 심재층(110)과 시트층(120)의 결합 방법으로는 열 라미네이션(heat Lamination) 성형 즉, 열접착 단계 공정에 의하여 접착제나 핫멜트 등의 접착력이 아닌, 이들 열 라미네이션 방법에 의해 시트층(120)과 심재층(110)을 결합시킨 다층 구조물을 형성할 수 있다.
상기한 재료들을 시트층(120)의 한쪽 혹은 양측에 적층시킴으로써 차량 내장용 천정재(100)의 강도와 형태안정성을 향상시킬 수 있다.　 또한, 목분 및 천연섬유와 폴리프로필렌 수지로 구성된 시트층(120)이 적층된 상태에서 금형내에서 성형을 하면 금형과의 이형성이 좋아지므로 작업성이 향상된다.　
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 내장용 천정재를 보여주는 개념도이다.
도 2를 참고하면, 차량 내장용 천정재(100)는 심재층(110)과 시트층(120)을 포함할 수 있다. 이때, 심재층(110)과 시트층(120)은 상기 도 1에서 설명한 바와 유사하므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
차량 내장용 천정재(100)는 시트층(120)과 접착하는 표피층(230)을 포함할 수 있다. 이때, 표피층(230)은 폴리프로필렌계 부직포 또는 폴리에스터계 부직포를 포함할 수 있다.
이때, 심재층(110)의 양측에 적층되어 있는 시트층(120)에는 각각 표피층(230)이 적층될 수 있다. 표피층(230)은 상기에서 설명한 것과 같이 폴리프로필렌계 부직포 또는 폴리에스터계 부직포가 사용된다.　
한편, 차량 내장용 천정재(100)의 제조방법을 살펴보면, 상기에서 설명한 바와 같이 심재층(110)과 시트층(120)을 접합할 수 있다. 이때, 무가교 폴리프로필렌 발포 시트를 심재층(110)으로 하여 시트층(120)과 표피층(230)을 순차로 적층시켜 제조된 재료를 금형을 이용하여 가공함으로써, 도 2에 도시된 바와 같은 차량 내장용 천정재(100)의 제조가 완료될 수 있다.　 이렇게 제조된 차량 내장용 천정재(100)는 치수안정성과 강성이 높다는 장점이 있다.
또한, 표피층(230)을 목분 및 천연섬유와 폴리프로필렌 수지로 구성된 시트층(120)에 적층시킬 때, 용제형 접착제나 핫멜트형(hot melt type) 접착제를 사용하지 않고 단지 열에 의한 용융접착이 가능하므로 작업이 매우 간소해질 뿐만 아니라 종래의 접착제를 사용할 때 발생했던 악취 등의 문제도 해결할 수 있다.　 또한, 심재층(110)으로 폴리프로필렌 발포 시트를 적용할 때, 표피층(230)으로 사용된 부직포는 유사한 계열의 재료이므로, 제조시 불량이 발생하거나 차량의 폐차시에 표피층(230)과 심재층(110)을 분리하지 않고 그대로 분쇄하여 재활용할 수 있어 자원 절약적이며 친환경적이라는 장점이 있다.
상기한 바와 같이, 차량 내장용 천정재(100)는 경량이면서도 강성이 우수하며, 기존의 가열평판 제조공정에 비하여 단순한 공정으로 생산 가능하므로 제조 비용을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
또한, 폴리올레핀계 발포 시트를 심재층(110)으로 이용함으로써 열수축이 적으며 이에 따른 치수안정성이 보장될 뿐만 아니라, 상기 폴리올레핀계 발포 시트에 기포가 형성되어 있어 충격에너지와 흡차음 성능 등이 향상된다는 이점이 있다.　　
또한, 차량 내장용 천정재(100)는 심재층(110)을 폴리프로필렌계 발포 시트로 구성할 경우 불량품이 발생하거나 차량의 폐차시에 매우 간단하게 재활용할 수 있다는 이점이 있다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100, 200 : 차량 내장용 천정재
110, 210 : 심재층
120, 220 : 시트층
230 : 표피층

Claims (10)

  1. 폴리올레핀계 수지, 첨가제를 혼합하여 형성된 폴리올레핀계 발포 시트로 형성되는 심재층과,
    상기 심재층과 접합하고, 목분, 천연섬유 및 폴리프로필렌 수지를 포함하는 시트층을 포함하는 차량 내장용 천정재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 첨가제는 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌 프로필렌 디공액 공중합체 고무(EPDM), 에틸렌 프로필렌 공중합체 고무(EPM) 중 적어도 하나를 포함하는 차량 내장용 천정재.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리올레핀 발포 시트의 발표배율은 5 배율 내지 30배율 이하인 차량 내장용 천정재.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리올레핀 발포 시트는 가교 또는 무가교 형태로 형성되는 차량 내장용 천정재.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 가교 폴리올렌핀 발포 시트는 가교조제를 상기 폴리올렌핀계 수지, 상기 첨가제와 혼합하여 형성하고,
    상기 가교조제는 디비닐벤젠, 트리알릴시아누레이트, 트리메틸올프로판, 니트로소벤젠, 디페닐구아니딘, 에틸렌 글리콜 디메틸아크릴레이트 및 디리메틸오프로판 트리메타아크릴레이트 중 적어도 하나를 포함하는 다관능성 비닐다량체 그룹 중에 하나인 차량 내장용 천정재.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 목분 및 천연섬유와 폴리프로필렌 수지는 40:60 내지 60:40 이하 중량비율로 혼합되는 차량 내장용 천정재.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 목분과 천연섬유의 혼합비율은 30:70 내지 70:30 중량비율인 차량 내장용 천정재.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 시트층과 접착하는 표피층을 더 포함하는 차량 내장용 천정재.
  9. 폴리올레핀계 수지 및 첨가제를 반바리 믹서에 혼합한 후 압출 성형한 후 가교 또는 무가교 성형하여 연속상의 폴리올레핀계 발포 시트로 형성되는 심재층을 형성하는 제 1 단계;
    목분, 천연섬유 및 폴리프로필렌 수지를 혼합하여 압출 성형하고 한쌍의 열간 압착롤러를 사용하여 시트층을 형성하는 제 2 단계; 및
    상기 심재층과 상기 시트층을 열 라미네이션(Heat lamination) 성형 방법으로 서로 접착시키는 제 3 단계;를 포함하는 차량 내장용 천정재 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 시트층의 일면에 표피층을 열에 의한 용융접착 방법으로 접착시키는 제 4 단계;를 더 포함하는 차량 내장용 천정재 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101494405B1 (ko) * 2013-09-16 2015-02-23 (주)알포메 실내 내장 마감재 및 그 제조방법
CN104403173A (zh) * 2014-11-25 2015-03-11 苏州九鼎珍珠棉有限公司 一种爬行垫用epe材料及其制备方法和爬行垫

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