KR20210076651A

KR20210076651A - 쿠션감 및 외관품질의 우수한 자동차 내장재용 인조가죽 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20210076651A
Application number: KR1020190168063A
Authority: KR
Inventors: 조현대; 구홍모; 장경순; 나종택; 안정희; 한형우
Original assignee: 현대자동차주식회사; 한화큐셀앤드첨단소재 주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2021-06-24

Abstract

본 발명은 쿠션감 및 외관품질의 우수한, 원단층, 중간층, 표면층, 및 표면처리층이 일체형으로 되어있는 자동차 내장재용 인조가죽 및 이의 제조방법에 관한 것으로써, 본 발명에 따른 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법은 포함된 각 층을 순차적으로 적용하는 캐스팅 공법을 사용하였는 바, 인조가죽의 층간 분리가 발생하지 않는다는 장점이 있다. 또한, 별도의 접착제를 사용하지 않는 공정인 바, 유기화합물 냄새가 발생하지 않고, 원단층과 중간층을 일체화시키는 과정에서 접착제 및 불꽃을 사용하여 접합시키지 않으므로, 공정이 간소하여 경제성이 있으며, 황변이 발생하지 않는다. 또한, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 자동차 내장재용 인조가죽은 중간층으로 인해 충분한 두께를 확보할 수 있어, 터치감 및 쿠션감이 우수하면서도, 균일한 외관을 유지할 수 있어 외관 품질 또한 우수하다.

Description

쿠션감 및 외관품질의 우수한 자동차 내장재용 인조가죽 및 이의 제조방법{Artificial leather for automobile interior with excellent cushioning and appearance quality and its manufacturing method}

본 발명은 쿠션감 및 외관품질의 우수한, 원단층, 중간층, 표면층, 및 표면처리층이 일체형으로 되어있는 자동차 내장재용 인조가죽 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

자동차에 적용되는 내장소재는 운전자 및 승객이 직접 만지고 접촉하는 소재로써, 기본적으로 부여되는 부품의 장식 기능과 더불어, 다양한 소비자들의 요구사항을 만족시키기 위해 플라스틱 수지류 부터 천연가죽 까지 다양한 소재가 적용되고 있다. 특히, 최근에는 자동차의 편의성, 거주성이 증가함에 따라 소비자의 심미적, 감성적인 요구품질의 수준이 높아지고 있으며, 이에 발 맞추어 내장소재 또한 기존의 일반적인 플라스틱 소재에서 섬유, 인조가죽, 천연가죽 등 다양한 연질 소재의 적용이 늘어나고 있는 추세이다.

특히, 자동차에 적용되는 내장재용 인조가죽은 소비자 운전시 직접 만지고 접촉하는 소재로써, 자동차 내부의 장식기능과 더불어 높은 연소성, 내광견뢰성, 내구성, 장기노화성 등이 요구된다. 뿐만 아니라 부품 봉제가 가능한 성형성, 소프트한 쿠션감 등 부품 용도에 맞는 다양한 기능이 요구되고 있다. 또한, 최근 다양한 소비자의 니즈를 만족시키기 위해 소취성, 기능성을 부여하는 다양한 기술 개발이 활발하게 진행되고 있다.

일반적으로, 자동차에 적용되는 인조가죽은 PVC, PU 등의 고분자 수지층에 폴리에스테르, 나일론 등으로 직조/재직한 섬유층을 합지한 구성의 PU 인조가죽, PVC 인조가죽이 일반적으로 적용되고 있었다. 다만, 인조가죽 제조를 위해 합지 시, 접착제 사용에 의한 유기화합물 냄새가 발생할 수 있고, 공정 과정이 비교적 복잡하여 경제성이 높지 않으며, 쿠션감이 비교적 낮은 문제점이 있었다. 이를 극복하기 위한 개발도 지속적으로 진행되어 왔으나, 쿠션감이 여전히 낮은 점, 얇은 PU층으로 인해 스티치 불량 및 섬유층에 패턴이 전사되는 문제로 인한 외관이 불량해지는 점 및 박리강도 확보를 위한 별도의 점착층 적용으로 인해 공정이 비효율적인 점 등의 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 10-1282630

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 구체적인 목적은 다음과 같다.

본 발명은 쿠션감 및 외관품질의 우수한, 원단층, 중간층, 표면층, 및 표면처리층이 일체형으로 되어있는 자동차 내장재용 인조가죽 및 별도의 접착공정이 필요 없는 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해 질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 내장재용 인조가죽은 복수의 섬유층을 포함하는 원단층; 상기 원단층 상에 위치하고, 폴리염화비닐(PVC) 수지 및 가소제를 포함하는 중간층; 상기 중간층 상에 위치하고, 폴리우레탄(PU)계 수지를 포함하는 표면층; 및상기 스킨층 상에 위치하는 표면처리층을 포함하는 것이다.

상기 섬유층의 형태는 메쉬(mesh) 섬유, 더블라셀(double rachel) 섬유, 가연사 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 섬유 형태를 포함할 수 있다.

상기 원단층의 두께는 1.0~30mm일 수 있다.

상기 폴리염화비닐(PVC) 수지는 페이스트 수지(Paste resin)일 수 있다.

상기 폴리염화비닐(PVC) 수지의 입경은 1~10μm일 수 있다.

상기 가소제의 분자량은 400~500g/mol 일 수 있다.

상기 중간층의 두께는 0.3~0.6mm일 수 있다.

상기 중간층은 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 가소제 50~80중량부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법은 전사지 상에 폴리우레탄(PU)계 수지를 포함하는 조성물을 도포하는 단계; 상기 폴리우레탄(PU)계 수지를 포함하는 조성물을 건조시켜 표면층을 제조하는 단계; 상기 표면층 상에 폴리염화비닐(PVC) 수지 및 가소제를 포함하는 조성물을 도포하는 단계; 상기 폴리염화비닐(PVC) 수지 및 가소제를 포함하는 조성물을 건조시켜 중간층을 제조하는 단계; 상기 중간층을 예열시키는 단계; 상기 중간층 상에 원단층을 도입하여 접합시키는 단계; 및 상기 표면층 상에 점착제로 처리하여 점착층을 제조한 뒤, 상기 점착층 상에 코팅제로 처리하여 코팅층을 제조하여 표면처리층을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법은 상기 중간층 상에 촉진제를 투입하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 중간층을 예열시키는 단계에서 예열온도 160~200℃로 중간층을 예열시킬 수 있다.

상기 점착제는 수성용매, 폴리우레탄계 수지(폴리카보네이트 수지), 경화제, 광택조절제, 첨가제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있다.

상기 코팅제는 폴리우레탄계 수지, 실리콘오일, 광택조절제, 첨가제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법은 포함된 각 층을 순차적으로 적용하는 캐스팅 공법을 사용하였는 바, 인조가죽의 층간 분리가 발생하지 않는다는 장점이 있다. 또한, 별도의 접착제를 사용하지 않는 공정인 바, 유기화합물 냄새가 발생하지 않고, 원단층과 중간층을 일체화시키는 과정에서 접착제 및 불꽃을 사용하여 접합시키지 않으므로, 공정이 간소하여 경제성이 있으며, 황변이 발생하지 않는다. 또한, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 자동차 내장재용 인조가죽은 중간층으로 인해 충분한 두께를 확보할 수 있어, 터치감 및 쿠션감이 우수하면서도, 균일한 외관을 유지할 수 있어 외관 품질 또한 우수하다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차 내장재용 인조가죽을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 내장제용 인조가죽의 제조방법을 도시한 흐름도이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범 위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차 내장재용 인조가죽(1)을 개략적으로 도시한 단면도이다. 이를 참조하면, 상기 인조가죽(1)은 원단층(10), 중간층(20), 표면층(30) 및 표면처리층(40)을 포함하고, 상기 표면처리층(40)은 점착층(41) 및 코팅층(42)을 포함할 수 있다.

원단층

본 발명의 일 실시예에 따른 원단층(10)은 기재(미도시)와 접합되는 층으로서,상기 원단층을 포함하는 자동차 내장재용 인조가죽(1)에게 쿠션감을 제공할 수 있는 층이라면, 특별히 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 원단층은 쿠션감을 제공하기 위해, 복수의 섬유층을 포함할 수 있고, 섬유층의 층수는 특별하게 제한되지 않으나, 가장 우수한 쿠션감을 제공하면서도 가장 효율적으로 원단층을 제조하기 위해, 2층의 섬유층을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 2층의 섬유층은 본 발명의 기술분야의 통상의 제조방법으로 제조할 수 있고, 특정 제조방법으로 한정되지 아니하나, 효율적으로 원단층을 제조하기 위해, 섬유층인 양쪽 면을 일정 간격으로 동시에 직조하여 제조할 수 있다. 또한, 상기 2층의 섬유층 사이에 이를 지지할 수 있는 섬유가 포함될 수 있다.

상기 섬유층의 형태는, 본 발명의 기술분야에서 사용될 수 있는 통상의 섬유 형태, 예를 들어, 메쉬(mesh) 섬유, 더블라셀(double rachel) 섬유, 가연사 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 섬유 형태를 포함할 수 있고, 특정 섬유 형태로 한정되지 아니하나, 가장 우수한 쿠션감을 제공할 수 있는 메쉬(mesh) 섬유 형태일 수 있다.

상기 섬유층은 섬유가 단일 데니어(Denier; D)로 포함되거나, 여러 데니어로 혼섬되어 포함 될 수 있고, 특정 방식으로 제한되지 아니하나, 바람직하게는, 섬유에 포함되는 섬유층의 유연함을 위해, 섬유가 여러 데니어로 혼섬되어 포함될 수 있다. 상기 혼섬되는 데니어의 크기는 30D, 75D, 150D 등일 수 있고, 바람직하게는, 섬유의 굵기가 75D와 150D를 혼섬한 것을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 섬유층에 포함되는 섬유의 종류는 본 발명에서 사용될 수 있는 통상의 섬유, 예를 들어, 폴리에스테르, 면(코튼) 등이 있을 수 있고, 특정 섬유로 제한되지 아니하나, 바람직하게는 유연성과 내화학성, 물리적인 강도가 우수한 폴리에스테르일 수 있다.

상기 원단층의 두께는 1.0~30mm일 수 있고, 바람직하게는 1.5~30mm일 수 있다. 상기 두께가 1.0mm 미만이면, 표면 터치감이 저하될 수 있고, 30mm를 초과하면 작업의 어려움 및 가격 상승 요인의 단점이 있다.

기존의 인조가죽에 포함된 원단은 특정 두께에 이상으로 제작이 곤란한 단점이 있으나, 본 발명에 따른 원단층은 상기 특징에 따라, 보다 더 두꺼운 두께의 원단으로 사용할 수 있는 바, 기존 인조가죽보다 쿠션감이 훨씬 더 우수하다는 장점이 있다.

중간층

본 발명의 일 실시예에 따른 중간층(20)은 상기 원단층(10) 상에 위치하는 층으로서, 접착성이 있으면서도, 발포공정 없이 두께를 자유롭게 변경할 수 있는 층이라면 특별히 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 중간층은 열가소성 수지 및 가소제를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 열가소성 수지는 중간층을 제조하기 위해 본 발명에서 사용할 수 있는 통상의 열가소성 수지, 예를 들어, 폴리염화비닐(PVC) 수지, TPU 등이 있으며, 특정 열가소성 수지로 제한되지 아니하나, 바람직하게는, 대중적이면서 작업성이 용이한 폴리염화비닐(PVC) 수지를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 폴리염화비닐(PVC) 수지는 본 발명에서 사용할 수 있는 통상의 타입, 예를 들어, 페이스트 타입(paste type)의 페이스트 수지(Paste resin), 및 스트레이트 타입(Straight type)의 스트레이트 수지 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 수지일 수 있고, 특정 타입의 수지로 제한되지 않으나, 바람직하게는, 가소제를 용이하게 액상 분산시키거나 용융시키기 위해, 페이스트 타입(paste type)의 페이스트 수지(Paste resin)일 수 있다.

상기 폴리염화비닐(PVC) 수지의 입경은 1~10μm 일 수 있다. 10μm를 초과하면 작업성이 저하되는 단점이 있다.

상기 폴리염화비닐(PVC) 수지의 중합도는 1500~1600 일 수 있다. 중합도가 1500 미만이면 강도 저하될 단점이 있고, 1600를 초과하면 가공성의 어려움이 발생될 단점이 있다.

본 발명에 따른 가소제는 본 발명에 사용할 수 있는 통상의 가소제로서, 고분자 가소제일 수 있으며, 예를 들어, DIDP(Diisondecyl Phthaate), DINP(Diisononyl Phthaate), TOTM(Trioctyl Trimellitate), DOTP(Dioctyl Terephthalate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 가소제를 포함할 수 있으며, 특정 가소제로 한정되지 않으나, 천연가죽과 유사한 터치감을 주기 위해 유연성을 향상시키기 위하여, DIDP, DINP, DOTP 등을 혼합하여 사용하였다.

상기 가소제의 분자량은 400~500g/mol 일 수 있다. 분자량이 400 g/mol 미만이면 인조가죽으로 이염될 뿐만 아니라, 기타 첨가제와 블루밍 등의 문제가 있을 수 있고, 500 g/mol을 초과하면 작업성저하 및 가격 상승 요인의 단점이 있다.

본 발명에 따른 중간층은 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 가소제 50~80중량부를 포함할 수 있다. 가소제 중량부가 50 미만이면 너무 하드하여 딱딱한 느낌인 단점이 있고, 80중량부를 초과하면 _너무 부드러워져 내마모성 및 가격 상승 요인의 단점이 있다.

본 발명에 따른 중간층의 두께는 0.3~0.6mm일 수 있다. 두께가 0.3mm 미만이면 후공정인 스티치 작업시 문제를 발생할수 있는 단점이 있고, 0.6mm를 초과하면 가격 인상 및 중량이 커지는 단점이 있다.

따라서, 본 발명에 따른 자동차 내장재용 인조가죽은 기존 인조가죽에 비해 충분한 두께의 중간층이 포함되어 있는 바, 터치감 및 쿠션감이 우수하면서도, 균일한 외관을 유지할 수 있어 외관 품질 또한 우수하다. 또한, 기존 인조가죽과 달리 상기 중간층은 발포되지 않는 층으로서 공정이 간소해져 공정의 경제성 또한 우수하다.

표면층

본 발명의 일 실시예에 따른 표면층(30)은 상기 중간층(20) 상에 위치하는 층으로서, 표면에 엠보를 형성할 수 있으면서도 이를 포함하는 인조가죽에 내구성 및 내열성을 부여할 수 있는 층이라면 특별히 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 표면층은 열경화성 수지를 포함할 수 있고, 상기 열경화성 수지는 표면층을 제조하기 위해 본 발명에서 사용할 수 있는 통상의 열경화성 수지, 예를 들어, 폴리우레탄(PU)계 수지 등이 있으며, 특정 열경화성 수지로 제한되지 아니하나, 바람직하게는, 수분산이 용이하고, 인체에 악영향이 없으며, 친환경적인 폴리우레탄(PU)계 수지를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 폴리우레탄계 수지는 본 발명에서 사용할 수 있는 통상의 폴리우레탄계 수지, 예를 들어, 폴리카보네이트 디올(polycarbonate diol), 폴리에테르 디올(polyether diol) 또는 카로복실기를 함유하는 디올, 및 디이소시아네이트계 화합물을 중합하여 제조될 수 있고, 특정 폴리우레탄계 수지로 제한되지 아니하나, 바람직하게는, 후술할 표면처리층과의 상용성이 우수하고, 촉감 등의 표면 물성을 향상시킬 수 있는, 폴리카보네이트 디올(polycarbonate diol) 타입의 폴리우레탄 수지가 바람직하다.

상기 폴리우레탄계 수지는 고형분 24~35%, 점도 40000~60000CPS, 신율500~600%인 것이 바람직하다. 또한, 상기 폴리우레탄게 수지의 고형분이 24%미만이면 본연의 우수한 터치감을 나타낼수 없는 단점이 있고, 35%를 초과하면 가격이 높아지는 단점이 있다. 또한, 상기 폴리우레탄게 수지의 점도가 40000CPS 미만이면 도막 형성의 어려운 단점이 있고, 60000CPS를 초과하면 작업성의 어려움인 단점이 있다. 또한, 상기 폴리우레탄게 수지의 신율이 500%미만이면 자동차 신율 물성 SPEC-IN 어려움의 단점이 있고, 600%를 초과하면 원단 복원이 안돼 주름 발생 시킬 수 있는 단점이 있다.

상기 표면층의 두께는 30~70μm일 수 있다. 표면층의 두께가 30μm미만이면 부드러운 PU 질감을 표현할수 없는 단점이 있으며, 70μm를 초과하면 원가상승 및 작업성 저하 단점이 있다.

표면처리층

본 발명의 일 실시예에 따른 표면처리층(40)은 상기 표면층(30) 상에 위치하는 층으로서, 바람직하게는, 표면층(30) 상에 위치하는 점착층(41) 및 상기 점착층(41) 상에 위치하는 코팅층(42)을 포함할 수 있고, 내스크래치성, 내오염성 및 표면 물성을 향상시키고, 터치감을 향상시킬 수 있으며, 친환경적인 효과를 제공할 수 있는 층이라면 특별히 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 점착층(41)은 코팅층(42)과 표면층(30)을 견고하게 밀착시킬 수 있는 층이면 특별히 제한되지 않으며, 상기 점착층은 본 발명에서 사용할 수 있는 통상의 성분, 예를 들어, 물 또는 알코올 중 1종 이상을 포함하는 수성용매, 폴리우레탄계 수지, 광택조절제, 또는 첨가제 등을 포함할 수 있으며, 특정 성분으로 한정하지 아니하나, 바람직하게는, 물을 포함하는 수성용매; 표면층(30)에 포함된 폴리우레탄계 수지와 같은 폴리우레탄계 수지; 실리카를 포함하는 광택조절제; 소포제, 레벨링제 및 증점제를 포함하는 첨가제를 포함할 수 있고, 경화제를 더 포함할 수 있다.

상기 경화제는 이소시아네이트기를 포함하는 것으로서, 톨루엔 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트일 수 있으나, 바람직하게는 무황변 타입의 헥사메틸렌 디이소시아네이트일 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 점착층은 폴리우레탄계 수지 15~23%, 광택조절제 5~8%, 첨가제 1~4%, 물 75~85%를 포함할 수 있다. 상기 폴리우레탄계 수지가 15%미만이면 내스크래치 보증하기 어려운 단점이 있고, 23%를 초과하면 작업성 저하 단점이 있다. 또한, 상기 광택조절제가 5%미만이면 원하는 무광 효과를 얻기 힘든 단점이 있고, 8%를 초과하면 원하는 유광을 표현하기 어려운 단점이 있다. 또한, 상기 첨가제가 1%미만이면 수용성 처리제 역할을 할 수 없는 단점이 있고, 4%를 초과하면 내광 불안정 및 표면 물성 저하를 초래 할수 있는 단점이 있다.

본 발명에 따른 코팅층(42)은 내스크래치성, 내오염성 및 표면 물성을 향상시키고, 터치감을 향상시킬 수 있는 층이면 특별히 제한되지 않으며, 상기 코팅층은 본 발명에서 사용할 수 있는 통상의 성분, 예를 들어, 폴리우레탄계 수지, 실리콘오일, 광택조절제, 또는 첨가제 등을 포함할 수 있으며, 특정 성분으로 한정하지 아니하나, 바람직하게는, 표면층(30)에 포함된 폴리우레탄계 수지와 같은 폴리우레탄계 수지; 실리카를 포함하는 광택조절제; 소포제, 레벨링제 및 증점제를 포함하는 첨가제를 포함할 수 있고, 점착층에 포함된 경화제와 동일한 경화제를 포함할 수 있다. 또한, 표면마모성 및 슬립성을 부여하기 위한 통상의 실리콘오일 바람직하게는 고분자 실리콘오일을 더 포함할 수 있으며, 내광성을 담보하기 위해 UV 안정제를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 코팅층은 폴리우레탄계 수지 15~23%, 광택조절제 2~6%, 첨가제 2~10%, 실리콘오일 6~13%를 포함하고, 경화제를 더 포함할 수 있다. 상기 폴리우레탄계 수지가 15%미만이면 내스크래치를 만족 할 수 없는 단점이 있고, 23%를 초과하면 작업성 저하 단점이 있다. 또한, 상기 광택조절제가 2%미만이면 원하는 무광을 표현하기 힘든 단점이 있고, 6%를 초과하면 원하는 유광을 표현할 수 없는 단점이 있다. 또한, 상기 첨가제가 2%미만이면 표면처리제로서의 역할을 할 수 없는 단점이 있고, 10%를 초과하면 내광성 등의 표면물성을 만족할 수 없는 단점이 있다. 또한, 실리콘이 6% 미만이면 표면 질감을 원하는대로 구현할 수 없는 단점이 있고, 13%를 초과하면 표면 블루밍 등의 문제를 일으킬 수 있는 단점이 있다.

상기 점착층 및 코팅층을 포함한 표면처리층의 두께는 5~20μm일 수 있다. 두께가 5μm 미만이면 내스크래치성이 나오지 않을 단점이 있고, 20μm를 초과하면 내광성 불만족이 나올 단점이 있다.

도 2는 본 발명에 따른 자동차 내장제용 인조가죽의 제조방법을 도시한 흐름도이다. 이를 참조하면, 전사지 상에 폴리우레탄(PU)계 수지를 포함하는 조성물을 도포하는 단계(S10), 상기 폴리우레탄(PU)계 수지를 포함하는 조성물을 건조시켜 표면층을 제조하는 단계(S20), 상기 표면층 상에 폴리염화비닐(PVC) 수지 및 가소제를 포함하는 조성물을 도포하는 단계(S30), 상기 폴리염화비닐(PVC) 수지 및 가소제를 포함하는 조성물을 건조시켜 중간층을 제조하는 단계(S40), 상기 중간층을 예열시키는 단계(S50), 상기 중간층 상에 원단층을 도입하여 접합시키는 단계(S60), 및 상기 표면층 상에 점착제로 처리하여 점착층을 제조한 뒤, 상기 점착층 상에 코팅제로 처리하여 코팅층을 제조하여 표면처리층을 제조하는 단계(S70)를 포함한다.

폴리우레탄(PU)계 수지를 포함하는 조성물을 도포하는 단계(S10)는 전사지 상에 폴리우레탄(PU)계 수지를 포함하는 조성물을 도포하는 단계이다. 상기 폴리우레탄계 수지는 표면층(30)에 포함된 폴리우레탄계 수지와 동일하거나 다를 수 있다. 바람직하게는, 전사지 롤러가 리와인더 되면서 컨베이어 벨트 상에 전사지가 연속적으로 제공될 수 있고, 상기 전사지에 상기 폴리우레탄(PU)계 수지를 포함하는 조성물이 액상의 형태로 도포될 수 있다.

표면층을 제조하는 단계(S20)는 전사지에 도포된 폴리우레탄(PU)계 수지를 포함하는 조성물을 건조하여 표면층을 제조하는 단계이다. 건조온도는 80~120℃일 수 있으며, 건조온도가 80℃ 미만이면 PU수지의 미 건조 발생 단점이 있으며, 건조온도가 120℃를 초과하면 가공상 불필요한 에너지 소비 및 박리 시 원활한 박리를 방해하는 단점이 있다. 또한, 건조시간은 20초~60초 일 수 있으며, 20초 미만이면 역시 PU의 미 건조 발생할 단점이 있고, 60를 초과하면 박리의 어려움을 발생시킬 단점이 있다.

폴리염화비닐(PVC) 수지 및 가소제를 포함하는 조성물을 도포하는 단계(S30)는 표면층 상에 폴리염화비닐(PVC) 수지 및 가소제를 포함하는 조성물을 도포하는 단계이다. 상기 폴리염화비닐(PVC) 수지 및 가소제는 중간층(20)에 포함된 성분과 동일하거나 다를 수 있다. 바람직하게는, 전사지 상에 건조되어 제조된 표면층이 컨베이어 벨트 상에 연속적으로 제공될 수 있고, 상기 표면층에 상기 폴리염화비닐(PVC) 수지 및 가소제를 포함하는 조성물이 액상의 형태로 도포될 수 있다. 이를 통해, 종래 접착제를 사용하여 접합하는 방식과 달리 캐스팅을 통해 표면층과 중간층을 접합시키는 바 인조가죽의 층간 분리가 발생하지 않는다는 장점이 있고, 유기화합물 냄새가 나지 않음을 물론 공정이 간소하여 경제성이 있으며, 황변이 발생하지 않는다.

중간층을 제조하는 단계(S40)는 표면층에 도포된 폴리염화비닐(PVC) 수지 및 가소제를 포함하는 조성물을 건조하여 표면층을 제조하는 단계이다. 건조온도는 200~250℃일 수 있으며, 건조온도가 200℃ 미만이면 PVC가 완전 경화가 되지 않을 수 있는 단점이 있으며, 건조온도가 250℃를 초과하면 가공 시 비용이 높아지는 단점이 있다. 또한, 건조시간은 20초~90초일 수 있으며, 20초 미만이면 역시 PVC가 완전 경화 되지 않을 단점이 있고, 90를 초과하면 가공비 상승 및 박리 시 어려움이 발생될 수 있는 단점이 있다.

예열시키는 단계(S50)는 건조되어 제조된 중간층을 예열시켜 가소화시킨 뒤 추후 원단층과 접합시키기 위해 준비하는 단계이다. 예열온도는 50~100℃일 수 있으며, 예열온도가 50℃ 미만 이면 접착제 경화 시간이 오래 걸리는 단점이 있으며, 예열온도가 100℃를 초과하면 접착제의 빠른 경화로 부착이 되지 않을 수 있는 단점이 있다. 또한, 예열시간은 10초~30초 일 수 있으며, 10초 미만이면 접착제 경화 시간을 많이 필요로 하는 단점이 있고, 30초를 초과하면 접착이 되지 않을 수 있는 단점이 있다.

또한, 본 단계에서는 중간층 상에 촉진제를 투입하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 촉진제는 중간층과 원단층 사이에 접착성능을 추가적으로 보완하도록 투입할 수 있으며, 반응성기인 하이드록시기를 포함하고 있는 폴리우레탄계 타입 촉진제일 수 있으며, 바람직하게는, 폴리카보네이트 디올(polycarbonate diol), 폴리에테르 디올(polyether diol) 또는 카로복실기를 함유하는 디올, 및 디이소시아네이트계 화합물을 중합하여 제조된 2액형 타입의 폴리우레탄계 타입인 촉진제일 수 있다.

중간층 상에 원단층을 도입하여 접합시키는 단계(S60)는 예열되어 가소화된 중간층에 원단층을 열과 압력으로 압착시켜 접합시키는 단계이다. 상기 도입되는 원단층은 복수의 섬유층을 포함할 수 있고, 상기 원단층(10)에 포함된 섬유층과 동일하거나 다를 수 있다. 바람직하게는, 표면층 및 건조된 중간층이 포함된 복합층이 컨베이어 벨트 상에 연속적으로 제공될 수 있고, 원단층 롤러가 상기 컨베이어 벨트 외측에 위치하여 리와인더 되어 원단층이 컨베이어 벨트로 제공될 수 있고, 전사지 상의 표면층 및 중간층이 포함된 복합층과 원단층이 롤러를 통해 접합될 수 있다.

점착층 및 코팅층을 제조하여 표면처리층을 제조하는 단계(S70)는 상기 복합층 및 원단층이 합지된 층의 상단인 표면층에 점착층 및 코팅층을 차례로 제조하여 표면처리층을 제조하는 단계이다. 상기 점착층 및 코팅층을 제조하기 위한 점착제 및 코팅제는 상기 점착층 및 코팅층에 포함된 성분과 동일하거나 다를 수 있다. 상기 점착층은 상기 복합층 및 원단층이 합지된 층의 상단인 표면층 상에 점착제를 메쉬롤을 이용한 그라비아 코팅 과정을 통해 투입하여 제조할 수 있고, 상기 점착층 상에 코팅제를 상기 동일한 과정을 통해 투입하여 제조할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법은 상기와 같이 각층을 순차적으로 적용하는 캐스팅 공법을 사용하였는 바, 인조가죽의 층간 분리가 발생하지 않는다는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 제조방법은 원단층과 중간층을 일체화시키는 과정에서 접착제 및 불꽃을 사용하여 접합시키지 않으므로, 유기화합물 냄새가 나지 않고, 공정이 간소하여 경제성이 있으며, 황변이 발생하지 않는다.

이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

본 발명은 캐스팅 공정을 통해 일체성형으로 인조 가죽을 제조하였다. 구체적인 공정은 하기와 같다.

(S10) 전사지 상에 폴리우레탄(PU)계 수지를 포함하는 액상 조성물을 도포하였다. 구체적으로, 상기 폴리우레탄계 수지는 100% 모듈러스 70kgf/cm², 신율 500~600%, 점도 40000~60000 CPS, 및 고형분이 30%인 폴리카보네이트 디올(polycarbonate diol) 타입의 폴리우레탄 수지를 사용하였다.

(S20) 전사지에 도포된 폴리우레탄(PU)계 수지를 포함하는 조성물을 건조하여 50μm 두께로 표면층을 제조하였다. 구체적으로, 건조온도는 130℃ 였으며, 건조시간은 40초였다.

(S30) 상기 건조되어 제조된 표면층 상에, 폴리염화비닐(PVC) 수지 100중량부 및 가소제 70중량부를 포함하는 액상 조성물을 도포하였다. 구체적으로, 상기 폴리염화비닐(PVC) 수지는 입경 1~3 μm, 중합도 1550인 페이스트 타입(paste type)의 페이스트 수지(Paste resin)를 사용하였다. 또한, 가소제는 DIDP 및 DINP을 섞어 분자량이 평균 430인 것을 사용하였다.

(S40) 표면층상에 도포된 폴리염화비닐(PVC) 수지 및 가소제 포함하는 액상조성물을 건조하여 0.35mm 두께로 중간층을 제조하였다. 구체적으로, 건조온도는 230℃ 였으며, 건조시간은 60초였다.

(S50) 건조되어 제조된 중간층을 예열시켜 가소화시켰다. 이 때, 예열온도는 70℃ 였으며, 예열시간은 10초였다.

(S60) 예열되어 가소화된 중간층에 원단층을 열과 압력으로 압착시켜 접합시켰다. 구체적으로, 상기 원단층은 2층의 섬유층으로서, 두께는 3mm였고, 각 섬유층은 3D 메쉬 형태였다. 상기 섬유층은 75D 30%, 150D 30%, 30D분사 30%를 혼섬하여 사용하였다. 상기 섬유층은 폴리에스테르 섬유였다. 또한, 접합시키기 위한 롤러의 압력은 4kgf였다.

(S70) 상기 표면층에 점착층 및 코팅층을 차례로 제조하여 두께 2μm인 표면처리층을 제조하였다. 구체적으로 상기 표면층 상에, 폴리카보네이트 디올(polycarbonate diol) 타입의 폴리우레탄 수지 20%; 광택조절제인 실리카 3%; 소포제, 레벨링제, 증점제를 포함한 첨가제 4%; 물 70% 및 경화제인 헥산메틸렌디이소시아네이트 5%를 포함하는 점착층을 그라비아 코팅을 통해 표면층 상에 제조하였다. 그 다음, 폴리카보네이트 디올(polycarbonate diol) 타입의 폴리우레탄 수지 20%; 광택조절제인 실리카 3%; 소포제, 레벨링제, 증점제를 포함한 첨가제 4%; 고분자 실리콘오일 6%; 및 경화제인 헥산메틸렌디이소시아네이트 5%를 포함하는 코팅층을 두번째 그라비아 코팅을 통해 점착증 상에 제조하였다. 그 후, 용매를 휘발시켜 최종적으로 인조가죽을 제조하였다.

실시예 2

실시예 1과 비교했을 때, 중간층의 두께를 0.5mm로 제조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 인조가죽을 제작하였다.

실시예 3

실시예 2과 비교했을 때, 중간층 제조 후, 폴리카보네이트 디올(polycarbonate diol)타입의 2액형 타입의 촉진제를 첨가하여 원단층과 접합한 것을 제외하고, 실시예 2과 동일하게 인조가죽을 제작하였다.

비교예 1

실시예 1과 비교했을 때, 중간층의 두께를 450μm로, 표면층을 중합도 1550의 스트레이트 타입(Straight type)인 폴리염화비닐(PVC) 수지를 적용하고, 원단층을 PET로 이루어진 일반섬유 니트환편 조직으로 제조하고, 쿠션감 구현을 위해 별도의 폴리우레탄 폼을 사용하여, 카렌다를 통해 열접착 공정을 통해 인조가죽을 제작한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 인조가죽을 제작하였다.

비교예 2

실시예 1과 비교했을 때, 원단층을 PET로 이루어진 일반섬유 니트환편 조직으로 제조하였고, 중간층을 폴리카보네이트계 폴리우레탄을 포함한 PU수지로 이루어진 50μm 두께로 제조하고, 쿠션감 구현을 위해 별도의 폴리우레탄 폼을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 인조가죽을 제작하였다.

비교예 3

실시예 1과 비교했을 때, 중간층을 50μm 두께인 폴리카보네이트계 폴리우레탄 수지를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 인조가죽을 제작하였다.

비교예 4

실시예 1과 비교했을 때, 중간층의 두께를 0.2mm로 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 인조가죽을 제작하였다.

비교예 5

실시예 1과 비교했을 때, 중간층의 두께를 0.65mm로 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 인조가죽을 제작하였다.

비교예 6

실시예 1과 비교했을 때, 중간층의 두께를 450μm로, 중간층에 포함된 폴리염화비닐(PVC) 수지를 입도가 0.2mm 이상인 스트레이트 타입(Straight type)의 스트레이트 수지로 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 인조가죽을 제작하였다.

실험예

상기 실시예 1~3 및 비교예 1~6에 따른 인조가죽의 물성을 하기와 같이 측정하여 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.

(1) 엠보구현성 / 외관 : 가죽 표면의 엠보형태가 구현되는 정도로 판단한다. 육안상 엠보의 형태가 명확하지 않거나 주름, 흠, 광택, 늘어짐 및 들뜸 등의 결함이 없을 것

(2) 박리강도 : 폭 30mm, 길이 150mm의 시험편을 50mm 만큼 표피재를 강제적으로 박리한 뒤, 인장속도 200mm/min로 50mm 박리할 때의 표시된 하중의 평균치로 측정 (자동차 내장재 용도로 20N 이상 일 것)

(3) 표면경도 : ISO 868에서 규정하는 Shore A (H 0.5mm, D 0.16mm)로 65이하일 것 (낮을수록 유리)

(4) 냄새 : 3등급 이내 일 것 (평가법 MS300-34를 따를 것)

(5) 유기화합물(VOC)/황변 : 내장재 용도의 후면 폼 합지 후 가죽 표면의 외관,변색 등을 확인하여 결함이 없을 것 (황변 등 변색현상 없을 것)

평가	실시예 1	실시예 2	실시예 3
엠보구현성/외관	O	O	O
박리강도	O(37N)	O (35N)	O (44N)
표면경도 (인조가죽)	44	52	54
냄새	3급	3급	3급
VOC/황변	O	O	O

평가	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4	비교예5	비교예6
엠보구현성 /외관	O	O	X (섬유패턴 전사)	△ (섬유패턴 전사)	O	작업성 불량
박리강도	O (44N)	O (50N)	O (51N)	O (37N)	O (42N)
표면경도 (인조가죽)	66	71	68	48	63
냄새	3-4급(폼 접착시)	4급 (폼 접착시)	3급	3급	3급
VOC/황변	△(별도접착시)	△ (별도접착시)	O	O	O

상기 표 1 및 표 2를 참조하면, 비교예 1 및 비교예 2는 쿠션감 구현을 위해 별도의 폴리우레탄 폼을 사용하여 합지하였는 바, 실시예 공정으로서 단일 공정으로 진행되는 캐스팅 공법에 비해, 공정이 더 복잡하고, 접착제 사용에 의한 유기화합물 냄새가 심하고 및 황변이 발생하는 것을 확인 할 수 있었다.

또한, 비교예 3은 중간층이 폴리카보네이트계 폴리우레탄 수지를 포함한 것을 사용하였는 바, 두께를 실시예만큼 두껍게 제조할 수 없다. 따라서, 비교예 3의 인조가죽은 실시예와 달리 얇은 중간층으로 인해 표면 전사가 발생하는 문제점을 확인할 수 있었다.

또한, 비교예 4의 경우, 중간층의 두께가 0.3mm 미만인 0.2mm에서 섬유패턴이 전사되어 외관이 불량해지는 문제점이 있고, 비교예 5의 경우, 중간층의 두께가 0.6mm을 초과한 0.65mm에서 표면경도가 증가하는 문제점을 확인할 수 있었다.

또한, 비교예 6은 중간층을 폴리염화비닐(PVC) 수지를 입도가 0.2mm 이상인 스트레이트 타입(Straight type)의 스트레이트 수지로 사용한 경우 분산성이 저하되어 인조가죽이 제대로 제작되지 못한 것을 확인할 수 있었다.

반면에, 본 발명에 따른 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법은, 상기 비교예표 1및 표 2와 달리, 함된 각 층을 순차적으로 적용하는 캐스팅 공법을 사용하였는 바, 인조가죽의 층간 분리가 발생하지 않는다는 장점이 있다. 또한, 별도의 접착제를 사용하지 않는 공정인 바, 유기화합물 냄새가 발생하지 않고, 원단층과 중간층을 일체화시키는 과정에서 접착제 및 불꽃을 사용하여 접합시키지 않으므로, 공정이 간소하여 경제성이 있으며, 황변이 발생하지 않는다. 또한, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 자동차 내장재용 인조가죽은 중간층으로 인해 충분한 두께를 확보할 수 있어, 터치감 및 쿠션감이 우수하면서도, 균일한 외관을 유지할 수 있어 외관 품질 또한 우수하다.

1 : 인조가죽
10 : 원단층
20 : 중간층
30 : 표면층
40 : 표면처리층
41 : 점착층, 42 : 코팅층

Claims

복수의 섬유층을 포함하는 원단층;
상기 원단층 상에 위치하고, 폴리염화비닐(PVC) 수지 및 가소제를 포함하는 중간층;
상기 중간층 상에 위치하고, 폴리우레탄(PU)계 수지를 포함하는 표면층; 및
상기 표면층 상에 위치하는 표면처리층을 포함하는 자동차 내장재용 인조가죽.
제1항에 있어서,
상기 섬유층의 형태는 메쉬(mesh) 섬유, 더블라셀(double rachel) 섬유, 가연사 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 섬유 형태를 포함하는 것인 자동차 내장재용 인조가죽.
제1항에 있어서,
상기 원단층의 두께는 1.0~30mm인 것인 자동차 내장재용 인조가죽.
제1항에 있어서,
상기 폴리염화비닐(PVC) 수지는 페이스트 수지(Paste resin)인 것인 자동차 내장재용 인조가죽.
제1항에 있어서,
상기 폴리염화비닐(PVC) 수지의 입경은 1~10μm인 것인 자동차 내장재용 인조가죽.
제1항에 있어서,
상기 가소제의 분자량은 400~500g/mol인 것인 자동차 내장재용 인조가죽.
제1항에 있어서,
상기 중간층의 두께는 0.3~0.6mm인 것인 자동차 내장재용 인조가죽.
제1항에 있어서,
상기 중간층은 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 가소제 50~80중량부를 포함하는 것인 자동차 내장재용 인조가죽.
전사지 상에 폴리우레탄(PU)계 수지를 포함하는 조성물을 도포하는 단계;
상기 폴리우레탄(PU)계 수지를 포함하는 조성물을 건조시켜 표면층을 제조하는 단계;
상기 표면층 상에 폴리염화비닐(PVC) 수지 및 가소제를 포함하는 조성물을 도포하는 단계;
상기 폴리염화비닐(PVC) 수지 및 가소제를 포함하는 조성물을 건조시켜 중간층을 제조하는 단계;
상기 중간층을 예열시키는 단계;
상기 중간층 상에 원단층을 도입하여 접합시키는 단계; 및
상기 표면층 상에 점착제로 처리하여 점착층을 제조한 뒤, 상기 점착층 상에 코팅제로 처리하여 코팅층을 제조하여 표면처리층을 제조하는 단계를 포함하는 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법.
제9항에 있어서,
상기 중간층 상에 촉진제를 투입하는 단계를 더 포함하는 것인 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법.
제9항에 있어서,
상기 중간층을 예열시키는 단계에서 예열온도 160~200℃로 중간층을 예열시키는 것인 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법.
제9항에 있어서,
상기 점착제는 수성용매, 폴리우레탄계 수지, 경화제, 광택조절제, 첨가제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법.
제9항에 있어서,
상기 코팅제는 폴리우레탄계 수지, 실리콘오일, 광택조절제, 첨가제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법.