KR20220011964A - 자동차 내장재 커버링용 인조가죽 및 이의 제조방법 - Google Patents

자동차 내장재 커버링용 인조가죽 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 내장재 커버링용 인조가죽 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 하부에서 상부로 이면층, 발포층, 스킨층, 및 표면처리층을 포함하되, 상기 표면처리층은 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 경화제 1 내지 9 중량부, 말단에 반응성 작용기를 포함한 실리콘 화합물 1.5 내지 5.5 중량부, 왁스 0.5 내지 2.5 중량부 및 폴리우레탄 비드 1 내지 5 중량부를 포함하여 형성되고, 상기 왁스는 평균 입자 크기가 5 내지 17㎛이며, 상기 폴리우레탄 비드는 평균 입자 크기가 3 내지 15㎛인 것을 특징으로 하는 자동차 내장재 커버링용 인조가죽 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 인조가죽의 표면감성을 개선하여 미끄러우면서 탱글거리고 꺼끌꺼끌한 감촉이 느껴져 천연가죽 특유의 촉감인 누메리감(numeri)과 샤리감(crispness)을 구현하면서 스퀵(Squeak) 지수를 0.1 이하로 구현할 수 있는 자동차 내장재 커버링용 인조가죽 및 이의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.

Description

자동차 내장재 커버링용 인조가죽 및 이의 제조방법{Artificial leather for automobile interior covering and manufacturing method thereof}
본 발명은 자동차 내장재 커버링용 인조가죽 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 인조가죽의 표면감성을 개선하여 미끄러우면서 탱글거리고 꺼끌꺼끌한 감촉이 느껴져 천연가죽 특유의 촉감인 누메리감(numeri)과 샤리감(crispness)을 구현하면서 스퀵(Squeak) 지수를 0.1 이하로 구현할 수 있는 자동차 내장재 커버링용 인조가죽 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
크래쉬 패드, 도어 트림, 콘솔 박스, 암 레스트, 헤드 레스트, 헤드 라이너 등의 자동차 내장재는 통상 상부에서 하부로 표피층; 폼층; 및 경질의 합성수지 사출물인 코어층(core);으로 구성된다.
상기 자동차 내장재는 여러가지 방법으로 제조될 수 있는데, 일 예로 표피층 및 상기 표피층 저면에 형성된 폼층을 포함하는 자동차 내장재용 시트를 진공 성형하여 스킨층을 형성한 후, 상기 스킨층을 금형에 장착시켜 이의 하부에 합성수지를 사출하여 코어층을 형성함으로써 일체화된 자동차 내장재를 제조할 수 있다.
근래에는 자동차 내장재의 고급감을 극대화하기 위해 상기 폼층 상부에 접착제를 도포하고, 천연가죽으로 상기 폼층 및 코어층을 감싸는 형태인 커버링 공정(일명, 감싸기 공정)을 통해 자동차 내장재를 제조하고자 하는 방법이 이용되고 있으나, 천연가죽으로 주로 사용되는 소 가죽은 가격이 고가이고 재료의 특성상 소의 나이 또는 부위에 따른 편차가 심하고 동물보호의 이슈가 있어 인조가죽을 적용하고자 노력하고 있다.
그 일 예로 본 출원인의 선등록 건인 대한민국 등록특허공보 제10-2002262호(공고일: 2019.07.15)에서 인조가죽인 표피층을 이용하여 커버링 공정을 통해 자동차 내장재를 제조하는 방법을 개시하였다.
구체적으로, 상기 선등록 건의 인조가죽은 하부에서 상부로 이면층; 기공층; 및 스킨층;을 포함하되, 상기 스킨층 상부에 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해, 경화제 1 내지 25중량부, 수성 용매 1 내지 25중량부, 및 실리콘 화합물 1 내지 5중량부를 포함하는 표면처리제를 도포하여 표면처리층을 형성한 것으로 그 두께가 5 내지 10㎛m인 것을 개시하고 있다.
그러나, 상기 선등록 건의 표면 감성은 천연가죽에 근접하나 천연가죽 특유의 미끄러우면서 탱글거리고 꺼끌꺼끌한 촉감이 부족하고 너무 미끄럽거나 거친 감촉이 느껴지는 문제가 있다.
따라서, 커버링 작업성이 우수하면서도 천연가죽 특유의 촉감인 누메리감(numeri)과 샤리감(crispness)을 구현할 수 있는 자동차 내장재 커버링용 인조가죽의 개발이 필요한 실정이다.
KR 제10-2002262호 (공고일: 2019.07.15)
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 인조가죽의 표면감성을 개선하여 미끄러우면서 탱글거리고 꺼끌꺼끌한 감촉이 느껴져 천연가죽 특유의 촉감인 누메리감(numeri)과 샤리감(crispness)을 구현하면서 스퀵(Squeak) 지수를 0.1 이하로 구현할 수 있는 자동차 내장재 커버링용 인조가죽 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하부에서 상부로 이면층; 발포층; 스킨층; 및 표면처리층;을 포함하되, 상기 표면처리층은 수성 폴리우레탄 100 중량부에 대해 경화제 1 내지 8 중량부, 말단에 반응성 작용기를 포함한 실리콘 화합물 2 내지 5 중량부, 왁스 1 내지 2 중량부 및 폴리우레탄 비드 2 내지 4 중량부를 포함하여 형성되고, 상기 왁스는 평균 입자 크기가 5 내지 20㎛이며, 상기 폴리우레탄 비드는 평균 입자 크기가 3 내지 15㎛인 것을 특징으로 하는 자동차 내장재 커버링용 인조가죽을 제공한다.
또한, 본 발명은 이형지 상부에 스킨층을 형성하는 스킨층(300) 형성 단계(S1); 상기 형성된 스킨층 상부에 발포층을 형성하는 발포층(200) 형성 단계(S3); 상기 형성된 발포층 상부에 이면층을 적층하는 이면층(100) 적층 단계(S5); 상기 이형지를 제거하는 단계(S7); 및 상기 이형지가 제거된 스킨층 상부에 표면 처리층을 형성하는 표면 처리층(400) 형성 단계(S9);를 포함하고, 상기 표면 처리층(400) 형성 단계(S9)는 스킨층(300) 상부에 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 경화제 1 내지 9 중량부, 말단에 반응성 작용기를 포함한 실리콘 화합물 1.5 내지 5.5 중량부, 왁스 0.5 내지 2.5 중량부 및 폴리우레탄 비드 1 내지 5 중량부를 포함하되, 상기 왁스는 평균 입자 크기가 5 내지 20㎛이며, 상기 폴리우레탄 비드는 평균 입자 크기가 3 내지 15㎛인 표면처리제를 도포 및 건조하여 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재 커버링용 인조가죽 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 커버링 작업성이 우수하면서도 인조가죽의 표면감성을 개선하여 미끄러우면서 탱글거리고 꺼끌꺼끌한 감촉이 느껴져 천연가죽 특유의 촉감인 누메리감(numeri)과 샤리감(crispness)을 구현하면서 스퀵(Squeak) 지수를 0.1 이하로 구현할 수 있는 자동차 내장재 커버링용 인조가죽 및 이의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 인조가죽의 측면을 보여주는 SEM 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 인조가죽의 표면을 보여주는 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 인조가죽 제조방법의 일 실시예를 보여주는 흐름도이다.
도 4는 인조가죽의 인장강도 및 신율을 측정하기 위한 시편을 나타낸 평면도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
본 발명자들은 인조 가죽의 표면 감성을 개선시키기 위해 표면처리층에 포함되는 왁스 및 폴리우레탄 비드의 평균 입자 크기와 함량을 소정 범위 내로 조절하는 경우, 미끄러우면서 탱글거리고 꺼끌꺼끌한 감촉이 느껴져 천연가죽 특유의 촉감인 누메리감(numeri)과 샤리감(crispness)을 구현하는 효과를 확인하고, 이를 토대로 더욱 연구에 매진하여 본 발명을 완성하게 되었다.
여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
본 발명은 자동차 내장재 커버링용 인조가죽을 제공한다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 하부에서 상부로, 이면층(100); 발포층(200); 스킨층(300); 및 표면처리층(400);을 포함하고, 상기 표면처리층은 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 경화제 1 내지 9 중량부, 말단에 반응성 작용기를 포함한 실리콘 화합물 1.5 내지 5.5 중량부, 왁스 0.5 내지 2.5 중량부 및 폴리우레탄 비드 1 내지 5 중량부를 포함하여 형성된 자동차 내장재 커버링용 인조가죽(1)에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 자동차 내장재 커버링용 인조가죽의 적층구조에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
자동차 내장재 커버링용 인조가죽
스킨층
상기 스킨층(300)은 일례로 엠보 무늬가 형성된 이형지 상부에 형성될 수 있고, 이형지는 이 후 스킨층, 발포층 및 이면층을 적층시킨 후 제거되고 이형지가 박리된 스킨층의 상부에 표면 처리층을 형성한다.
상기 스킨층은 일례로 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 토너 20 내지 40 중량부를 포함하여 형성될 수 있고, 바람직하게는 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 토너 25 내지 35 중량부를 포함하여 형성될 수 있고, 상기 범위 내에서 인조가죽에 우수한 착색성을 부여할 수 있다.
상기 수성 폴리우레탄 수지는 일례로 수성 용매 내에 폴리우레탄 수지가 분산된 것일 수 있다.
상기 수성 폴리우레탄 수지 내 폴리우레탄 수지(즉, 고형분)의 함량은 일례로 20 내지 40 중량%, 바람직하게는 25 내지 35 중량%일 수 있으며, 상기 범위 내에서 코팅성이 우수한 효과가 있다.
상기 수성 용매는 일례로 물, 알코올, 또는 이들의 혼합일 수 있다.
상기 토너는 인조가죽에 우수한 착색성을 부여하기 위한 것으로, 이의 종류를 제한하지 않으나 고급스러운 감성을 위해 일례로 블랙 색상의 안료를 사용할 수 있다.
상기 스킨층(300)의 두께는 일례로 20 내지 50㎛, 바람직하게는 30 내지 45㎛일 수 있으며, 상기 범위 내에서 우수한 감성을 구현할 수 있는 효과가 있다.
발포층
상기 발포층(200)은 상기 스킨층의 상부에 형성되어 인조가죽에 부드러운 특성 및 쿠션감을 부여하는 역할을 한다.
상기 발포층은 일례로 주제로서, 유기 용제를 사용하지 않은 무용제 폴리우레탄 수지 또는 수성 폴리우레탄 수지를 포함하여 우수한 친환경성을 부여하는 효과가 있다.
상기 발포층은 일례로 무용제 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 경화제 80 내지 150 중량부 및 기 팽창된 캡슐형 중공비드 1 내지 5 중량부를 포함하여 형성될 수 있고, 이 범위 내에서 인조가죽에 부드러운 특성 및 쿠션감을 부여하고 내수성 및 내용제성이 우수한 효과가 있다.
상기 무용제 폴리우레탄 수지는 일례로 유기 용제가 포함되지 않은 친환경 소재로, 바람직하게는 폴리에테르(ether) 폴리올을 이용하여 중합한 폴리에테르계 폴리우레탄 수지일 수 있으며, 이 경우 습식 접착성이 우수한 효과가 있다.
상기 폴리에테르 폴리올은 일례로 2 내지 15개의 탄소원자를 갖는 디올 또는 폴리올, 바람직하게는 알킬 디올 또는 글리콜과 2 내지 6개의 탄소원자를 지닌 알킬렌 옥사이드, 보다 바람직하게는 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드를 반응시켜 제조할 수 있다.
상기 경화제는 상기 무용제 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 일례로 80 내지 150 중량부, 바람직하게는 90 내지 120 중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 내에서 내수성 및 내용제성이 우수한 효과가 있다.
상기 경화제는 일례로 이소시아네이트계, 카보디이미드계 및 아지리딘계로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기 팽창된 캡슐형 중공비드(bead) 일례로 무용제 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 1 내지 5 중량부, 바람직하게는 1.5 내지 3 중량부를 포함할 수 있고, 1 중량부 미만일 경우 감성이 저하됨과 아울러, 커버링 작업성이 저하될 수 있고, 5 중량부를 초과할 경우 과량의 공기층으로 인해 표면층(300) 또는 이면층(100)과의 접착력이 저하될 수 있어 상기 함량 범위 내로 사용되는 것이 바람직하다.
상기 기 팽창된 캡슐형 중공비드는 일례로 종래 열에 의해 팽창하는 캡슐 발포제가 아닌 가공온도에 영향을 받지 않은 팽창이 완료된 캡슐 발포제로서, 상기 발포층(200) 내 균일한 크기의 셀(기공, cell)을 형성할 수 있다.
바람직하게는 상기 기 팽창된 캡슐형 중공비드는 쉘(shell) 및 상기 쉘에 내포된 코어제(core)로 이루어진 구조일 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 쉘은 170 내지 220℃의 높은 연화점을 갖는 소재일 수 있으며, 구체적인 예로 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 또는 이들의 혼합인 니트릴계 단량체; 염화비닐, 염화비닐리덴 및 브롬화비닐로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 할로겐화 비닐계 단량체; 및 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트 및 프로필(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 (메타)아크릴산에스테르계 단량체;로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 단량체들의 중합체 또는 공중합체일 수 있다.
상기 쉘은 바람직하게는 아크릴로니트릴계 공중합체일 수 있으며, 보다 바람직하게는 탄산칼슘이 코팅된 아크릴로니트릴계 공중합체일 수 있고, 이 경우 탄산칼슘이 코팅되지 않은 아크릴로니트릴계 공중합체 보다 비중이 커서 발포층(200) 내에 셀이 균일하게 분산될 수 있는 효과가 있다.
상기 코어제는 상기 쉘을 구성하는 수지의 연화점 이하의 비점을 갖는 저비점 탄화수소로, 일례로 170℃ 미만, 바람직하게는 160℃ 미만의 비점을 갖는 탄화수소일 수 있다.
상기 탄화수소는 일례로 헥산, 노말옥탄, 노말햅탄, 메틸사이클로헥산, 아이소펜탄 및 아이소옥탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 이들은 상온에서 액체 상태로 존재할 수 있다.
상기 기 팽창된 캡슐형 중공비드는 평균입경이 일례로 10 내지 100㎛, 바람직하게는 50 내지 80㎛, 보다 바람직하게는 60 내지 70㎛일 수 있으며, 상기 범위 내에서 인조가죽(1)에 우수한 감성을 부여함과 아울러, 커버링 작업성이 용이한 효과가 있다.
또한, 상기 기 팽창된 캡슐형 중공비드는 비중이 일례로 0.1 내지 0.2, 바람직하게는 0.12 내지 0.18일 수 있으며, 상기 범위 내에서 발포층(200) 내에 셀이 균일하게 분산될 수 있는 효과가 있다.
또 다른 예로, 상기 발포층은 일례로 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 경화제 1 내지 10 중량부를 포함하여 형성할 수 있고, 이 범위 내에서 인조가죽에 부드러운 특성 및 쿠션감을 부여하고 내수성 및 내용제성이 우수한 효과가 있다.
상기 수성 폴리우레탄 수지는 일례로 지방족(Aliphatic) 폴리우레탄 수지가 수성 용매 중에 분산된 것으로, 상기 지방족 폴리우레탄 수지는 폴리카보네이트에스터-폴리에테르계 폴리우레탄 수지일 수 있으며 이 경우 습식 접착성이 우수한 효과가 있다.
상기 수성 폴리우레탄 수지 내 폴리우레탄 수지(즉, 고형분)의 함량은 일례로 50 내지 70 중량%, 바람직하게는 55 내지 65 중량%일 수 있으며, 상기 범위 내에서 스킨층(300)과 이면층(100)에 우수한 접착성을 부여하는 효과가 있다.
상기 경화제는 일례로 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 1 내지 10 중량부, 바람직하게는 2 내지 8 중량부일 수 있고, 이 범위 내에서 인조 가죽의 감성이 개선되고 커버링 작업성이 우수한 효과가 있다.
상기 기 팽창된 캡슐형 중공비드는 일례로 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 1 내지 5 중량부, 바람직하게는 1.5 내지 3 중량부일 수 있고, 이 범위 내에서 인조가죽에 부드러운 특성 및 쿠션감을 부여하고 내수성 및 내용제성이 우수한 효과가 있다.
상기 경화제 및 기 팽창된 캡슐형 중공비드는 위에서 서술한 바와 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
상기 발포층(200)의 두께는 일례로 350 내지 500㎛, 바람직하게는 400 내지 480㎛, 보다 바람직하게는 450 내지 480㎛일 수 있으며, 상기 범위 내에서 우수한 감성, 접착성 및 커버링 작업성을 구현할 수 있는 효과가 있다.
선택적으로, 상기에서 서술한 발포층(200) 및 스킨층(300)은 일례로 UV 흡수제, 광안정제, 산화방지제, 증점제, 난연제, 슬립제, 대전방지제, 분산제 및 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 포함할 수 있고, 이들의 함량 및 종류는 본 발명에 영향을 미치지 않는 한에서 제한하지 않는다.
이면층
상기 이면층(100)은 기계적 물성을 보조하고, 인조가죽의 형태 유지 및 주름 방지 역할을 수행한다.
상기 이면층(100)은 일례로 면, 레이온, 비단, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 나일론, 폴리에스테르 등에 기초한 다양한 합성물의 부직포, 직포, 또는 편포일 수 있으며, 선택적으로 천연 섬유 및/또는 합성 섬유를 더 포함할 수 있다.
상기 이면층(100)은 일례로 편포일 수 있고, 바람직하게는 편포 중에서도 경편포에 비해 신율이 우수한 환편포를 사용할 수 있다.
상기 편포는 일례로 굵기가 120 내지 170데니어(denier), 바람직하게는 130 내지 160데니어인 사(絲)를 이용하여 형성한 것일 수 있으며, 상기 범위 내에서 강도가 우수한 효과가 있다.
상기 이면층(100)의 두께는 일례로 300 내지 600㎛, 바람직하게는 350 내지 500㎛, 보다 바람직하게는 400 내지 500㎛일 수 있으며, 상기 범위 내에서 인조가죽의 내구성이 우수한 효과가 있다.
본 발명에서 각 층의 두께는 SEM 사진으로 측정한다.
표면처리층
상기 표면처리층(400)은 상기 스킨층의 또 다른 일면에 형성되며 일례로 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 경화제 1 내지 9 중량부, 말단에 반응성 작용기를 포함한 실리콘 화합물 1.5 내지 5.5 중량부, 왁스 0.5 내지 2.5 중량부 및 폴리우레탄 비드 1 내지 5 중량부를 포함하여 형성될 수 있고, 이 범위 내에서 인조가죽의 표면감성을 개선하여 미끄러우면서 탱글거리고 꺼끌꺼끌한 감촉이 느껴져 천연가죽 특유의 촉감인 누메리감(numeri)과 샤리감(crispness)을 구현하면서 스퀵(Squeak) 지수를 0.1 이하로 구현하는 효과가 있다.
상기 수성 폴리우레탄 수지는 일례로 수성 용매 내에 분산된 폴리카보네이트계 폴리우레탄 수지일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
구체적으로, 상기 수성 폴리우레탄 수지는 수성 용매 내에 폴리우레탄 수지가 분산된 것일 수 있다.
상기 수성 폴리우레탄 수지 내 폴리우레탄 수지(즉, 고형분)의 함량은 일례로 20 내지 40 중량%, 바람직하게는 25 내지 35 중량%일 수 있으며, 상기 범위 내에서 코팅성이 우수한 효과가 있다.
상기 수성 용매는 일례로 물, 알코올, 또는 이들의 혼합일 수 있다.
상기 경화제는 일례로 이소이네이트, 카보디이미드 및 아지리딘로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 작용기를 갖는 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 경화제는 일례로 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 1 내지 9 중량부, 바람직하게는 2 내지 8 중량부, 보다 바람직하게는 이소시아네이트 4 내지 6 중량부 및 카보디이미드 1 내지 3 중량부의 혼합일 수 있고, 이 경우에 인조가죽의 내스크래치성, 내마모성 및 내광성 등의 표면 물성이 우수한 효과가 있다.
상기 말단에 반응성 작용기를 포함한 실리콘 화합물은 상기 수성 폴리우레탄 수지 및 경화제와 함께 상호 침입 고분자 망상 구조(interpenetrating polymer network)를 형성하여 표면처리층의 방오 효과 및 표면가교밀도를 높이면서도, 표면장력을 낮추는 역할을 한다.
상기 실리콘 화합물은 일례로 폴리실록산이 물에 분산되어 있는 액상 형태이거나 혹은 비드 형태의 폴리실록산일 수 있으나, 바람직하게는 액상 형태일 수 있고, 이 경우 표면 감촉이 더욱 우수한 효과가 있다.
상기 반응성 작용기는 일례로 하이드록시기, 카르복시기, 알콕시기, 메르캅토기, 카르비놀기, 에폭시기, 아민기 및 아크릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 카르복시기일 수 있고 이 경우 소수성이 좋아 방오 효과를 높일 수 있다.
상기 실리콘 화합물은 일례로 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 1.5 내지 5.5 중량부, 바람직하게는 2 내지 5 중량부일 수 있고, 상기 범위 내에서 인조가죽에 우수한 방오 효과를 부여할 수 있다.
상기 왁스(Wax)는 일례로 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 0.5 내지 2.5 중량부, 바람직하게는 1 내지 2 중량부일 수 있고, 이 범위 내에서 손에 걸리는 듯한 천연가죽의 촉감을 구현하고 인조가죽의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.
상기 왁스는 일례로 불화에틸렌(PTEF), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌(PE) 왁스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 왁스일 수 있고, 이 경우에 분자량이 커서 천연가죽 특유의 촉감인 누메리감(numeri)과 샤리감(crispness)을 인조 가죽에 구현하는 효과가 있다.
본 발명에서 누메리(numeri)감이란 인조가죽을 만졌을 때 느끼는 부드러우면서 매끄러운 촉감을 의미하고, 샤리감(crispness)이란 인조가죽을 만졌을 때 느끼는 까슬까슬한 촉감을 의미한다.
상기 왁스는 평균 입자 크기가 일례로 5 내지 17㎛, 바람직하게는 10 내지 15㎛일 수 있고, 이 범위 내에서 천연가죽의 촉감을 부여하는 효과가 있다.
상기 폴리우레탄 비드는 일례로 천연가죽 특유의 촉감인 누메리감과 탄성을 구현하여 인조가죽에 고급스러운 감성을 부여하는 효과가 있다.
상기 폴리우레탄 비드는 일례로 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 1 내지 5 중량부, 바람직하게는 2 내지 4 중량부일 수 있고, 이 범위 내에서 부드러우면서 탱글탱글한 천연가죽의 촉감을 부여할 수 있는 효과가 있다.
상기 비드는 평균 입자 크기가 일례로 3 내지 15㎛, 바람직하게는 5 내지 10㎛ 일 수 있으며, 이 범위 내에서 천연가죽의 촉감을 부여할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서 평균 입자 크기는 SEM으로 20개의 입자 크기를 측정하여, 이들의 평균값으로 한다.
상기 표면처리층은 일례로 두께가 4 내지 30㎛, 바람직하게는 5 내지 20㎛, 보다 바람직하게는 5 내지 15㎛일 수 있고, 이 경우에 인조가죽의 유연성을 유지한 상태로 내오염성을 동시에 확보할 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 두께가 너무 얇아 내구성이 저하되며, 상기 범위를 초과할 경우 천연가죽과 같은 촉감이 감소되고 제조 원가가 상승되므로, 상기 범위 내의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
선택적으로, 상기 표면처리층은 일례로 레벨링제, 습윤제, 소포제, 소광제, 및 광택상승제로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 이들의 종류 및 함량은 본 발명에 영향을 미치지 않는 한에서 특별히 제한하지 않는다.
상기 레벨링제는 일례로 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 0.1 내지 2 중량부일 수 있고, 바람직하게는 0.3 내지 1 중량부이고, 이 경우에 작업성이 개선되는 효과가 있다.
상기 습윤제는 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 0.1 내지 2 중량부일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.3 내지 1 중량부이고, 이 경우에 인족가죽의 표면에 슬립성을 부여하여 표면감성을 미끄러운 감촉을 부여하는 효과가 있다.
상기 표면처리층은 일례로 2도 이상으로 형성될 수 있고, 바람직하게는 2도로 형성될 수 있다. 이 경우 베이스(1도)는 표면처리층의 조성에서 실리콘 화합물, 왁스 및 비드를 제외한 것일 수 있고, 탑(2도)는 상기 표면처리층일 수 있다.
구체적으로 상기 표면처리층은 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 경화제 1 내지 9 중량부를 포함하여 형성된 베이스(1도) 및 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 경화제 1 내지 9 중량부, 말단에 반응성 작용기를 포함한 실리콘 화합물 1.5 내지 5.5 중량부, 왁스 0.5 내지 2.5 중량부 및 폴리우레탄 비드 1 내지 5 중량부를 포함하여 형성된 탑(2도)를 포함할 수 있고, 이 경우 커버링 작업성이 우수하면서도 인조가죽의 표면감성을 개선하여 미끄러우면서 탱글거리고 꺼끌꺼끌한 감촉이 느껴져 천연가죽 특유의 촉감인 누메리감(numeri)과 샤리감(crispness)을 구현하면서 스퀵(Squeak) 지수를 0.1 이하로 구현하는 효과가 있다.
바람직하게는 상기 표면처리층은 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 경화제 1 내지 9 중량부, 레벨링제 0.1 내지 2 중량부 및 습윤제 0.1 내지 2 중량부를 포함하여 형성된 베이스(1도) 및 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 경화제 1 내지 9 중량부, 말단에 반응성 작용기를 포함한 실리콘 화합물 1.5 내지 5.5 중량부, 왁스 0.5 내지 2.5 중량부, 폴리우레탄 비드 1 내지 5 중량부, 레벨링제 0.1 내지 2 중량부 및 습윤제 0.1 내지 2 중량부를 포함하여 형성된 탑(2도)를 포함할 수 있고, 커버링 작업성이 우수하면서도 인조가죽의 표면감성을 개선하여 미끄러우면서 탱글거리고 꺼끌꺼끌한 감촉이 느껴져 천연가죽 특유의 촉감인 누메리감(numeri)과 샤리감(crispness)을 구현하면서 스퀵(Squeak) 지수를 0.1 이하로 구현하는 효과가 있다.
본 발명의 자동차 내장재 커버링용 인조가죽은 일례로 만능재료시험기(Universal Testing Machine)를 이용하여 인조가죽 시편을 표면처리층이 서로 마주 보도록 포갠 다음 4.5kg의 추로 누르고 100mm/min의 속도로 당기는데 필요한 힘의 편차(△F) 및 평균힘(Fa)을 측정하여, △F/Fa로 계산한 스퀵지수가 0.1 이하, 바람직하게는 0.08 이하, 보다 바람직하게는 0.03 내지 0.08일 수 있고, 상기 범위를 만족함으로써, 소음이 적고 터치감이 부드러운 효과가 있다. 스퀵 지수가 0.1을 초과할 경우 노이즈(noise)가 심하고 진동을 동반하는 마찰 현상인 스틱 슬립(stick slip) 특성이 강하므로 상기 범위 내일 수 있다.
본 발명에서 스퀵 지수란, 인조가죽과 인체, 즉 탑승자와의 마찰에 있어서 발생되는 소음의 수치를 지칭한다.
또한, 상기 자동차 내장재 커버링용 인조가죽은 일례로 신율이 길이 방향으로 일례로 80 내지 120%, 바람직하게는 90 내지 110%, 보다 바람직하게는 95 내지 105%이고, 폭 방향으로 일례로 130 내지 210%, 바람직하게는 150 내지 200%, 보다 바람직하게는 175 내지 190%일 수 있으며, 상기 범위 내에서 자동차 내장재에 커버링 시 작업성이 용이한 효과가 있다.
본 발명에서 길이 방향이란 기계 방향 즉, Machine Direction(MD)을 의미하고 폭 방향이란 상기 기계 방향에 수직인 Transverse Direction(TD)을 의미한다.
상기 신율은 도 4의 시편에 표선(ℓ) 100mm을 그은 후, 인장시험기(Instron社)에 물려서 200mm/min으로 인장하여 시편이 파단할 때의 신율을 하기 식 1에 따라 산출할 수 있다.
[식 1]
L= (L1-L0)/L0 X 100
(단, L : 신율(%), L0 : 시험 전의 표점간의 거리, L1 : 시험 후 표피 또는 기포가 파단한 때의 표점간의 거리)
또한, 상기 자동차 내장재 커버링용 인조가죽은 일례로 인장시험기(Instron社)를 사용하여 MS 300-31에 의거하여 200mm/min 조건 하에서 측정한 인장강도가 길이 방향은 40 내지 65 kgf/30mm, 바람직하게는 45 내지 60 kgf/30mm일 수 있고, 이 범위 내에서 물성 밸런스가 우수하고 상기 범위 내에서 자동차 내장재에 커버링 시 작업성이 용이한 효과가 있다.
또한, 상기 자동차 내장재 커버링용 인조가죽은 일례로 인장시험기(Instron社)를 사용하여 MS 300-31에 의거하여 200mm/min 조건 하에서 측정한 인장강도가 폭 방향은 25 내지 50 kgf/30mm, 바람직하게는 30 내지 45 kgf/30mm일 수 있고, 이 범위 내에서 물성 밸런스가 우수하고 상기 범위 내에서 자동차 내장재에 커버링 시 작업성이 용이한 효과가 있다.
또한, 상기 자동차 내장재 커버링용 인조가죽은 일례로 연성(softness)이 3.5 내지 4.5mm, 바람직하게는 3.8 내지 4.4mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 부드러운 감촉 및 충진감 등의 감성이 우수한 효과가 있다.
본 발명에서 연성(Softness)은 온도 23±2℃ 및 상대습도 50±5% 조건에서, 연성 측정 기기(SDL Atlas, ST300D)를 이용하여 파이(π)가 100㎜인 인조가죽 시편을 ST300D 기기로 눌러서 15초 동안 눈금이 움직인 수치를 읽어 측정할 수 있다.
자동차 내장재 커버링용 인조가죽 제조방법
도 3를 참조하면, 본 발명은 자동차 내장재 커버링용 인조가죽(1) 제조방법에 있어서, 이형지 상부에 스킨층을 형성하는 스킨층(300) 형성 단계(S1); 상기 형성된 스킨층 상부에 발포층을 형성하는 발포층(200) 형성 단계(S3); 상기 형성된 발포층 상부에 이면층을 적층하는 이면층(100) 적층 단계(S5); 상기 이형지를 제거하는 단계(S7); 및 상기 이형지가 제거된 스킨층 상부에 표면 처리층을 형성하는 표면 처리층(400) 형성 단계(S9);를 포함하고, 상기 표면 처리층(400) 형성 단계(S9)는 스킨층(300) 상부에 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 경화제 1 내지 9 중량부, 말단에 반응성 작용기를 포함한 실리콘 화합물 1.5 내지 5.5 중량부, 왁스 0.5 내지 2.5 중량부 및 폴리우레탄 비드 1 내지 5 중량부를 포함하되, 상기 왁스는 평균 입자 크기가 5 내지 20㎛이며, 상기 폴리우레탄 비드는 평균 입자 크기가 3 내지 15㎛인 표면처리제를 도포 및 건조하여 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재 커버링용 인조가죽 제조방법에 관한 것이다. 이러한 경우, 인조가죽의 표면감성을 개선하여 미끄러우면서 탱글거리고 꺼끌꺼끌한 감촉이 느껴져 천연가죽 특유의 촉감인 누메리감(numeri)과 샤리감(crispness)을 구현하면서 스퀵(Squeak) 지수를 0.1 이하로 구현하는 효과가 있다.
이하에서는, 각 단계에 대해 구체적으로 설명해보기로 한다.
스킨층 형성 단계(S1)
상기 스킨층 형성 단계(S1)는 엠보 무늬가 형성된 이형지 상부에 일례로 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 토너 20 내지 40 중량부를 포함하는 스킨층 조성물을 도포 및 건조하여 스킨층(300)을 형성하는 단계일 수 있다.
상기 수성 폴리우레탄 수지는 일례로 수성 용매 내에 폴리우레탄 수지가 분산된 것일 수 있다.
상기 수성 폴리우레탄 수지 내 폴리우레탄 수지(즉, 고형분)의 함량은 20 내지 40 중량%, 바람직하게는 25 내지 35 중량%일 수 있으며, 상기 범위 내에서 코팅성이 우수한 효과가 있다.
상기 수성 용매는 일례로 물, 알코올 또는 이들의 혼합일 수 있다.
상기 토너는 인조가죽에 우수한 착색성을 부여하기 위한 것으로, 이의 종류를 제한하지 않으나 고급스러운 감성을 위해 블랙 색상의 안료를 사용할 수 있다.
상기 토너는 일례로 상기 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 20 내지 40 중량부, 바람직하게는 25 내지 35 중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 내에서 인조가죽에 우수한 착색성을 부여할 수 있다.
상기 도포 방식은 공지의 도포 방식을 이용할 수 있으며, 일례로 바 코팅, 그라비아 코팅, 나이프 코팅, 롤 코팅, 슬릿 코팅 또는 스크린 프린팅 중 선택되는 1종의 방식으로 도포될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 건조는 일례로 100 내지 140℃에서 1 내지 5분, 바람직하게는 110 내지 135℃에서 2 내지 4분 동안 스킨층 조성물이 완전히 건조될 때까지 수행될 수 있다.
상기 스킨층(300)의 두께는 일례로 20 내지 50㎛, 바람직하게는 30 내지 45㎛일 수 있으며, 상기 범위 내에서 우수한 감성을 구현할 수 있는 효과가 있다.
발포층 형성 단계(S3)
발포층 형성 단계(S3)는 상기 스킨층(300) 상부에 폴리우레탄 발포층 조성물을 도포한 후, 적외선으로 1차 건조 및 열풍으로 2차 건조하여 발포층(200)을 형성하는 단계일 수 있다.
상기 발포층은 일례로 주제로서, 유기 용제를 사용하지 않은 무용제 폴리우레탄 수지 또는 수성 폴리우레탄 수지를 포함하는 폴리우레탄 발포층 조성물로부터 형성되어 우수한 친환경성을 부여할 수 있는 효과가 있다.
상기 폴리우레탄 발포층 조성물은 일례로 무용제 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 경화제 80 내지 150 중량부 및 기 팽창된 캡슐형 중공비드(bead) 1 내지 5 중량부를 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 인조가죽에 부드러운 특성 및 쿠션감을 부여하고 내수성 및 내용제성이 우수한 효과가 있다.
또 다른 예로, 상기 폴리우레탄 발포층 조성물은 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 경화제 1 내지 10 중량부 및 기 팽창된 캡슐형 중공비드(bead) 1 내지 5 중량부를 포함하여 형성할 수 있고, 이 범위 내에서 인조가죽에 부드러운 특성 및 쿠션감을 부여하고 내수성 및 내용제성이 우수한 효과가 있다.
상기 무용제 폴리우레탄 수지, 수성 폴리우레탄 수지, 경화제 및 기 팽창된 캡슐형 중공비드는 상기 자동차 내장재 커버링용 인조가죽에서 서술한 바와 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
상기 발포층 조성물을 상기 스킨층 상부에 도포하기 위한 방식은 상기 스킨층 형성 단계에서 서술한 바와 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
한편, 본 발명은 상기 발포층 조성물을 스킨층 상부에 도포 후 일례로 적외선으로 1차 건조 및 열풍으로 2차 건조시켜 발포층을 제조할 수 있다.
우수한 감성 및 커버링 작업성을 구현하기 위해 고후도의 발포층을 제조 시 기존의 열풍 건조만으로 건조가 충분히 되지 않고, 표면에 부분적으로 크랙이 발생하며, 이에 건조 온도를 높이면 표면에 전체적인 크랙이 발생하고, 건조 시간을 길게 할 경우 생산 속도가 저하되는 등의 문제를 적외선을 이용하여 발포층 조성물을 1차적으로 속을 건조하여 크랙 발생을 방지하고 생산 속도를 유지하면서도, 우수한 감성 및 커버링 작업성 효과를 구현할 수 있는 고후도의 발포층을 제조할 수 있다.
본 발명에서 고후도는 발포층의 두께가 350㎛ 이상인 것을 지칭한다.
상기 적외선은 특히 중적외선 보다 열침투율 및 에너지 효율이 높은 근적외선(near infrared ray, NIR)일 수 있다.
상기 근적외선은 파장범위가 약 0.8 내지 1.5㎛인 전자기파인 것으로, 복사방식을 통해 열을 전달하기 때문에, 대류방식을 이용하는 열풍 건조에 비해 30 내지 50배 이상의 집중적인 열을 매질에 공급하므로 건조 시간을 단축하는 효과가 있다.
상기 적외선 적용 시, 1차 건조는 일례로 130 내지 150℃에서 1 내지 15초, 바람직하게는 135 내지 145℃에서 5 내지 15초 동안 수행될 수 있으며, 상기 범위 내에서 발포층 조성물이 1차적으로 건조되어 건조 온도를 높이거나 건조 시간을 길게 하지 않아도 고후도의 발포층 제조가 가능한 효과가 있다.
만약, 상기 범위 미만으로 수행 시 건조가 충분히 되지 않고, 상기 범위를 초과할 경우 이형지가 변형되고 발포층이 부풀어오르는 등 표면 물성이 저하되므로 상기 조건 내에서 수행하는 것이 바람직하다.
상기 2차 건조는 일례로 열풍으로 진행하되, 구체적으로 100 내지 130℃에서 1 내지 5분, 바람직하게는 110 내지 125℃에서 2 내지 4분 동안 수행될 수 있으며, 상기 범위 내에서 발포층 조성물이 2차적으로 건조될 수 있다. 다만, 후술되는 이면층 적층 단계(S5)에서 이면층(100)과의 우수한 접착력을 구현하기 위해 상기 발포층 조성물은 반건조 상태일 수 있다.
본 발명에서 반건조 상태는 손으로 만져보았을 때 손에 묻어나오지는 않지만, 이면층과 접착될 정도로 끈적거림을 가지는 것을 일컫는다.
이면층 적층 단계(S5)
이면층 적층단계(S5)는 상기 발포층(200) 상부에 이면층(100)을 적층하는 단계로, 구체적으로 상기 반건조된 발포층 상부에 이면층을 적층시킨 후 90 내지 140℃에서 1 내지 5분, 바람직하게는 100 내지 130℃에서 2 내지 4분 동안 건조시켜 이면층의 합포와 동시에, 발포층 조성물을 완전 건조시키는 단계일 수 있다.
또한, 상기 건조 이후 일례로 70 내지 90℃에서 40 내지 55시간, 바람직하게는 75 내지 85℃에서 45 내지 50시간 동안 숙성시키는 단계를 거칠 수 있으며 이 경우 미경화된 수지가 완전 경화되어 제조된 인조가죽에 우수한 감성 및 커버링 작업성이 우수한 효과가 있다.
이형지를 제거하는 단계(S7)
상기 이형지를 제거하는 단계(S7)는 일례로 상기 이면층 적층 단계(S5) 이후 스킨층(300)의 일면에 위치한 이형지를 박리하는 단계이다. 상기 이형지가 박리된 스킨층(300)의 상부에 표면 처리층을 형성한다.
표면 처리층 형성 단계(S9)
상기 표면 처리층(400) 형성 단계(S9)는 일례로 상기 이형지가 제거된 스킨층 상부에 표면처리층을 형성하는 단계로, 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 경화제 1 내지 9 중량부, 말단에 반응성 작용기를 포함한 실리콘 화합물 1.5 내지 5.5 중량부, 왁스 0.5 내지 2.5 중량부 및 폴리우레탄 비드 1 내지 5 중량부를 포함하되, 상기 왁스는 평균 입자 크기가 5 내지 20㎛이며, 상기 폴리우레탄 비드는 평균 입자 크기가 3 내지 15㎛인 표면처리제를 도포 및 건조하여 표면 처리층을 형성하는 단계이고, 이 경우에 이 범위 내에서 인조가죽의 표면감성을 개선하여 미끄러우면서 탱글거리고 꺼끌꺼끌한 감촉이 느껴져 천연가죽의 감성을 구현하면서 스퀵(Squeak) 지수를 0.1 이하로 구현하는 효과가 있다.
상기 수성 폴리우레탄 수지, 경화제, 말단에 반응성 작용기를 포함한 실리콘 화합물, 왁스 및 폴리우레탄 비드는 상기 자동차 내장재 커버링용 인조가죽의 표면 처리층에서 서술한 바와 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
상기 표면처리층은 위에서 서술한 표면처리제를 도포 및 건조하여 형성되되, 일례로 2도 이상으로 형성될 수 있다. 이 경우 베이스(1도)는 일례로 상기 표면처리제 조성에서 실리콘 화합물, 왁스 및 비드를 제외한 조성물로 도포되는 것일 수 있고, 탑(2도)은 상기 표면처리제가 도포되는 것일 수 있다.
상기 도포 방식은 위에서 서술한 바와 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다. 구체적 일 실시예로, 그라비아 코팅 방식을 이용할 수 있다.
상기 건조는 일례로 110 내지 130℃에서 1 내지 5분간, 바람직하게는 115 내지 125℃에서 2 내지 4분간 수행할 수 있고, 이 범위 내에서 인조 가죽의 표면 감성이 향상되는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
1. 자동차 내장재 커버링용 인조가죽 제조
[실시예 1]
(1) 스킨층 형성 단계(S1)
엠보 무늬가 형성된 이형지 상부에 고형분 함량이 28 내지 32 중량%인 수성 폴리우레탄 수지(동성화학社, W-ACE 3000) 100 중량부에 대해 토너 30 중량부를 포함하는 스킨층 조성물을 도포한 후, 120℃에서 3분간 건조시켜 두께가 40㎛인 스킨층을 형성하였다.
(2) 발포층 형성 단계(S3)
이어서, 상기 스킨층 상부에 고형분 함량이 58 내지 62 중량%인 수성 폴리우레탄 수지(Covestro社, Impranil DLU) 100 중량부에 대해 이소시아네이트계 경화제(Covestro社, Desmodur N3900) 3 중량부, 기 팽창된 캡슐형 중공비드(Matsumoto社, MFL-100MCA) 2 중량부 및 증점제 1 중량부를 포함하는 발포층 조성물을 도포한 후, 근적외선(NIR)을 이용하여 140℃에서 10초간 1차 건조시키고, 열풍을 이용하여 120℃에서 3분간 건조시켜 두께가 450㎛인 발포층을 형성하였다.
(3) 이면층 적층단계(S5)
이어서, 상기 발포층 상부에 이면층으로 굵기가 130 내지 160데니어인 사(絲)로 제직한 두께 500㎛인 편포를 적층시킨 후 120℃에서 2분간 건조 및 80℃에서 48시간 동안 숙성시켰다.
(4) 이형지 제거 단계(S7)
이어서, 상기 스킨층 일면에 위치한 이형지를 박리하였다.
(5) 표면처리층 형성 단계(S9)
상기 이형지가 박리된 스킨층 상부에 고형분 함량이 30 중량%인 수성 폴리우레탄 수지(진광社) 100 중량부에 대해, 이소시아네이트계 경화제(Covestro社, Desmodur N3900) 5 중량부, 카르보디이미드계 경화제(Nisshinbo Chemical Inc. Sv-02) 3 중량부, 레벨링제 0.5 중량부 및 습윤제 0.5 중량부를 도포하고, 120℃에서 2분간 건조시켜 1도(베이스) 표면처리층을 형성하였다.
이어서, 상기 고형분 함량이 30 중량%인 수성 폴리우레탄 수지(진광社) 100 중량부에 대해, 이소시아네이트계 경화제 5 중량부, 카르보디이미드계 경화제 2 중량부, 카르복시기 작용기를 포함한 실리콘 화합물(Dow corning社, 16-880) 5 중량부, 평균 입자 크기가 12㎛인 폴리에틸렌 왁스(Micro powders社, Auatex 325) 2 중량부, 평균 입자 크기가 7㎛인 폴리우레탄 비드(Micro powders社, Microtouch 800vf) 2 중량부, 레벨링제 0.5 중량부 및 습윤제 0.5 중량부를 도포하고, 120℃에서 2분간 건조시켜 2도(탑) 표면처리층을 형성하였다.
이때, 표면처리층의 총 두께는 10㎛였다.
[실시예 2]
실시예 1의 표면 처리층 형성 단계(S9)에서 폴리에틸렌 왁스(Micro powders社, Auatex 325)를 1 중량부 및 폴리우레탄 비드(Micro powders社, Microtouch 800vf)를 3 중량부로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 자동차 내장재 커버링용 인조가죽을 제조하였다.
이 때 표면처리층의 총 두께는 10㎛였다.
[실시예 3]
실시예 1의 표면 처리층 형성 단계(S9)에서 폴리에틸렌 왁스(Micro powders社, Auatex 325)를 1 중량부 및 폴리우레탄 비드(Micro powders社, Microtouch 800vf)를 4 중량부로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 자동차 내장재 커버링용 인조가죽을 제조하였다.
이 때 총 표면처리층의 두께는 10㎛였다.
[실시예 4]
실시예 1의 표면 처리층 형성 단계(S9)에서 폴리우레탄 비드(Micro powders社, Microtouch 800vf)를 4 중량부로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 자동차 내장재 커버링용 인조가죽을 제조하였다.
이 때 표면처리층의 총 두께는 10㎛였다.
[비교예 1]
실시예 1의 표면 처리층 형성 단계(S9)에서 폴리에틸렌 왁스(Micro powders社, Auatex 325)를 3 중량부로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 자동차 내장재 커버링용 인조가죽을 제조하였다.
이 때 표면처리층의 총 두께는 10㎛였다.
[비교예 2]
실시예 1의 표면 처리층 형성 단계(S9)에서 폴리에틸렌 왁스(Micro powders社, Auatex 325)를 0.3 중량부로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 자동차 내장재 커버링용 인조가죽을 제조하였다.
이 때 표면처리층의 총 두께는 10㎛였다.
[비교예 3]
실시예 1의 표면 처리층 형성 단계(S9)에서 폴리우레탄 비드(Micro powders社, Microtouch 800vf) 0.5 중량부로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 자동차 내장재 커버링용 인조가죽을 제조하였다.
이 때 표면처리층의 총 두께는 10㎛였다.
[비교예 4]
실시예 1의 표면 처리층 형성 단계(S9)에서 폴리우레탄 비드(Micro powders社, Microtouch 800vf) 10 중량부로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 자동차 내장재 커버링용 인조가죽을 제조하였다.
이 때 표면처리층의 총 두께는 10㎛였다.
[비교예 5]
실시예 1의 표면 처리층 형성 단계(S9)에서 폴리에틸렌 왁스의 평균 입자 크기를 4㎛로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 자동차 내장재 커버링용 인조가죽을 제조하였다.
이 때 표면처리층의 총 두께는 10㎛였다.
[비교예 6]
실시예 1의 표면 처리층 형성 단계(S9)에서 폴리에틸렌 왁스의 평균 입자 크기를 20㎛로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 자동차 내장재 커버링용 인조가죽을 제조하였다.
이 때 표면처리층의 총 두께는 15 ㎛였다.
[비교예 7]
실시예 1의 표면 처리층 형성 단계(S9)에서 폴리우레탄 비드의 평균 입자 크기를 2㎛로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 자동차 내장재 커버링용 인조가죽을 제조하였다.
이 때 표면처리층의 총 두께는 10㎛였다.
[비교예 8]
실시예 1의 표면 처리층 형성 단계(S9)에서 폴리우레탄 비드의 평균 입자 크기를 20㎛로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 자동차 내장재 커버링용 인조가죽을 제조하였다.
이 때 표면처리층의 총 두께는 10㎛였다.
2. 자동차 내장재 커버링용 인조가죽 물성 측정
위에서 제조한 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 8의 자동차 내장재 커버링용 인조가죽의 감성 및 커버링 작업성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1 및 2에 나타내었다.
(1) 연성(Softness): 온도 23±2℃ 및 상대습도 50±5% 조건에서, 연성 측정 기기(SDL Atlas, ST300D)를 이용하여 파이(π)가 100㎜인 인조가죽 시편을 준비한 후, ST300D 기기로 눌러서 15초 동안 눈금이 움직인 수치를 읽어 측정하였다.
(2) 인장강도(kgf/30mm) 및 신율(%): 인장시험기(Instron社)를 사용하여 MS 300-31에 의거하여 하기 도 4의 시편을 가로, 세로 방향 각각 5개를 채취하여 표선(ℓ) 100mm을 그은 후, 인장시험기에 물려서 200mm/min으로 인장하여 시편이 파단할 때의 최대 중량을 구한다.
신율은 하기 식 1에 따라 산출하였다.
[식 1]
L= (L1-L0)/L0 X 100
(단, L : 신율(%), L0 : 시험 전의 표점간의 거리, L1 : 시험 후 표피 또는 기포가 파단한 때의 표점간의 거리)
(3) 스퀵(Squeak) 지수: 만능재료시험기(Universal Testing Machine)를 이용하여 인조가죽 시편을 각각 아래 위로 포개어 4.5Kg의 추로 누르고, 100mm/min의 속도로 당기는데 필요한 힘의 편차(△F)및 평균힘(Fa)을 측정하여, △F/Fa로 계산하였다.
(4) 감성: 상기 인조가죽으로 자동차 내장재의 커버링 공정을 완료한 후 부드러운 감촉, 충진감 및 천연가죽 특유의 촉감인 누메리감(numeri)과 샤리감(crispness)을 인조가죽 전문가들이 직접 만져보아 평가하였다.
감성이 우수할 경우 ○, 감성이 밋밋할 경우 △, 감성이 좋지 않을 경우 X로 표시하였다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 기준
표면처리층 두께(㎛) 10 10 10 10 10 10
왁스 평균 입자 크기 12 12 12 12 12 12
함량 2 1 1 2 3 0.3
PU 비드 평균 입자 크기 7 7 7 7 7 7
함량 2 3 4 4 2 2
자동차 내장재 커버링용 인조가죽 물성
연성 (mm) 4.3 4.2 4.3 4.1 4.1 4.2
신율
(%)		 길이 97 95 97 98 98 91 80-120%
폭 181 185 186 188 190 185 130-210%
인장
강도		 길이 58 49 52 57 55 49
폭 31 38 40 42 40 38
스퀵지수 0.07 0.08 0.06 0.05 0.7 0.01
감성 ○ ○ ○ ○ X X
구 분 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예 8 기준
표면처리층 두께(㎛) 10 10 10 15 10 10
왁스 평균 입자 크기 12 12 4 20 12 12
함량 2 2 2 2 2 2
PU 비드 평균 입자 크기 7 7 7 7 2 20
함량 0.5 10 2 2 2 2
자동차 내장재 커버링용 인조가죽 물성
연성 (mm) 4.3 4.1 4.2 4.0 4.0 4.2
신율
(%)		 길이 100 95 93 100 102 97 80-120%
폭 200 195 190 186 186 102 130-210%
인장
강도		 길이 52 56 55 58 56 57
폭 36 32 38 39 35 36
스퀵지수 0.18 0.6 0.02 0.4 0.15 0.7
감성 X X X X X X
상기 표 1과 2에서 확인된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4는 자동차 내장재 커버링용 인조가죽은 연성이 3.5-4.5mm 범위 내이고, 신율이 길이 방향으로 80-120%이고, 폭 방향으로 130-210%로 감성이 우수하면서, 스퀵지수가 낮아지고 커버링 작업성이 용이한 것을 확인할 수 있었다.
반면, 왁스를 과량으로 포함한 비교예 1은 스퀵지수가 매우 열악해지고 표면 감성이 너무 꺼칠하고 왁스를 소량으로 포함한 비교예 2는 표면 감성이 너무 미끌거렸다.
또한, 비드를 소량으로 포함한 비교예 3은 스퀵지수가 열악해지고 표면 감성에 탱글함이 없고 비드를 과량으로 포함한 비교예 4는 스퀵지수가 매우 열악하고 표면 감성이 꺼칠한 느낌과 이물감이 있으며, 표면 처리층을 이루는 조성의 상용성이 부족하였다.
또한, 왁스의 입자 크기가 5㎛ 미만인 비교예 5는, 연성, 신율 및 스퀵지수는 양호하나 천연가죽스러운 미세한 꺼칠감이 부족하고, 왁스의 입자 크기가 20㎛인 비교예 6은, 스퀵지수가 크게 열악해지고 표면 감성이 너무 꺼칠하였다. 또한, 폴리우레탄 비드의 평균입자크키가 2㎛인 비교예 7은 스퀵지수가 열악해지고 표면감성의 탱글함이 부족하고, 폴리우레탄 비드의 평균입자크키가 20㎛인 비교예 8은 폭 방향의 신율이 부족하고 스퀵지수가 크게 나빠지고 상용성이 저하되고 손에 이물감이 느껴지는 표면감성을 나타내었다.
1: 자동차 내장재 커버링용 인조가죽
100: 이면층
200: 발포층
300: 스킨층
400: 표면처리층

Claims (13)

  1. 하부에서 상부로 이면층, 발포층, 스킨층, 및 표면처리층을 포함하되,
    상기 표면처리층은 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 경화제 1 내지 9 중량부, 말단에 반응성 작용기를 포함한 실리콘 화합물 1.5 내지 5.5 중량부, 왁스 0.5 내지 2.5 중량부 및 폴리우레탄 비드 1 내지 5 중량부를 포함하여 형성되고,
    상기 왁스는 평균 입자 크기가 5 내지 17㎛이며,
    상기 폴리우레탄 비드는 평균 입자 크기가 3 내지 15㎛인 것을 특징으로 하는
    자동차 내장재 커버링용 인조가죽.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 경화제는 이소이네이트, 카보디이미드 및 아지리딘로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 작용기를 갖는 화합물인 것을 특징으로 하는
    자동차 내장재 커버링용 인조가죽.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 말단에 반응성 작용기를 포함한 실리콘 화합물에서 반응성 작용기는 하이드록시기, 카르복시기, 알콕시기, 메르캅토기, 카르비놀기, 에폭시기, 아민기 및 아크릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는
    자동차 내장재 커버링용 인조가죽.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 스킨층은 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 토너 20 내지 40 중량부를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는
    자동차 내장재 커버링용 인조가죽.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 발포층은 무용제 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 경화제 80 내지 150 중량부 및 기 팽창된 캡슐형 중공비드 1 내지 5 중량부를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는
    자동차 내장재 커버링용 인조가죽.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 발포층은 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 경화제 1 내지 10 중량부 및 기 팽창된 캡슐형 중공비드 1 내지 5 중량부를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는
    자동차 내장재 커버링용 인조가죽.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 기 팽창된 캡슐형 중공비드는 쉘(shell) 및 상기 쉘에 내포된 코어제(core)로 이루어진 구조로, 상기 쉘은 탄산칼륨이 코팅된 아크릴로니트릴계 공중합체인 것을 특징으로 하는
    자동차 내장재 커버링용 인조가죽.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 자동차 내장재 커버링용 인조가죽은 만능재료시험기(Universal Testing Machine)를 이용하여 인조가죽 시편을 표면처리층이 서로 마주 보도록 포갠 다음 4.5kg의 추로 누르고 100mm/min의 속도로 당기는데 필요한 힘의 편차(△F) 및 평균힘(Fa)을 측정하여, △F/Fa로 계산한 스퀵지수가 0.1 이하인 것을 특징으로 하는
    자동차 내장재 커버링용 인조가죽.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 자동차 내장재 커버링용 인조가죽은 온도 23±2℃ 및 상대습도 50±5% 조건에서, 연성 측정 기기(SDL Atlas, ST300D)를 이용하여 파이(π)가 100㎜인 인조가죽 시편을 ST300D 기기로 눌러서 15초 동안 눈금이 움직인 수치를 읽어 측정한 연성(Softness)이 3.5 내지 4.5mm인 것을 특징으로 하는
    자동차 내장재 커버링용 인조가죽.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 자동차 내장재 커버링용 인조가죽은 시편에 표선(ℓ) 100mm을 그은 후, 인장시험기(Instron社)에 물려서 200mm/min으로 인장하여 시편이 파단할 때의 신율을 하기 식 1에 따라 산출한 신율이 길이 방향은 80 내지 120%이고, 폭 방향은 130 내지 210%인 것을 특징으로 하는
    자동차 내장재 커버링용 인조가죽.
    [식 1]
    L= (L1-L0)/L0 X 100
    (단, L : 신율(%), L0 : 시험 전의 표점간의 거리, L1 : 시험 후 표피 또는 기포가 파단한 때의 표점간의 거리)
  11. 이형지 상부에 스킨층을 형성하는 스킨층(300) 형성 단계(S1);
    상기 형성된 스킨층 상부에 발포층을 형성하는 발포층(200) 형성 단계(S3);
    상기 형성된 발포층 상부에 이면층을 적층하는 이면층(100) 적층 단계(S5);
    상기 이형지를 제거하는 단계(S7); 및
    상기 이형지가 제거된 스킨층 상부에 표면 처리층을 형성하는 표면 처리층(400) 형성 단계(S9);를 포함하고,
    상기 표면 처리층(400) 형성 단계(S9)는 스킨층(300) 상부에 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 경화제 1 내지 9 중량부, 말단에 반응성 작용기를 포함한 실리콘 화합물 1.5 내지 5.5 중량부, 왁스 0.5 내지 2.5 중량부 및 폴리우레탄 비드 1 내지 5 중량부를 포함하되, 상기 왁스는 평균 입자 크기가 5 내지 20㎛이며, 상기 폴리우레탄 비드는 평균 입자 크기가 3 내지 15㎛인 표면처리제를 도포 및 건조하여 형성하는 것을 특징으로 하는
    자동차 내장재 커버링용 인조가죽 제조방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 표면 처리층 형성 단계(S9)는 표면처리제를 도포 후 110 내지 130℃에서 1 내지 5분간 건조하여 표면 처리층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는
    자동차 내장재 커버링용 인조가죽 제조방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 발포층(200) 형성 단계(S3)는 적외선으로 1차 건조 및 열풍으로 2차 건조하는 발포층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    자동차 내장재 커버링용 인조가죽 제조방법.
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