KR20220140065A - 친환경 공법의 기능성 식모형 결합재 제조와 그 가공품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 내장재의 기능성 부품으로 차량 내 외부의 개 폐 동작에수반하는 요구 내구성, 운동 기능성, 미세 물질의 차폐성, 부품의 기밀성, 동작 소음 감소 및 차단 등이 요구되는 Sealing 부품 상부 층에 결합되는 물질과 식모층을 친환경적으로 결합하는 공법을 발명하는 것이다.
이를 위하여 고일광 섬유소재의 염가공과 친환경 고밀도 수지 및 자외선 경화방식 (UV Radiation curing) 수지의 상호 결합 공정 등을 개발하고 결합재의 상부는 고일광 섬유소재로 내광성을 확보하고 중간층은 식모용 접착수지로 바인더와 수지를 적절히 배합, 교반, 도포, 반응시키는 친환경 고밀도 수지로 유연성 및 내구성, 기계적 강도를 부여하며 광화학적으로 빛이 가지고 있는 에너지를 이용하여 광중합 반응을 일으켜서 경화시키는 방식의 수지 분자 구조내에 불포화성분을 가지고 있는 구조에서 함유된 광 개시체(photoinitiator)를 활성화하여 개시반응을 통해 가교결합과 고분자화(gel)를 일으키는 성질의 접착수지를 하부에 구성시켜 기능성 sealing 제품을 환경친화적으로 제조하는 것이다. 본 발명에 의해 친환경적으로 플로킹 제품의 식모밀도, 식모의 직립성, 식모의 평활성, 내마모성, 촉감 등이 개선될 뿐만 아니라 내광성, 내물성, 내가수분해성 등 기능적 물성의 고도화 및 열경화 공정이 배제되는 생산효율성 등이 향상된 고품질 고기능성 제품을 제조할 수 있다.

Description

친환경 공법의 기능성 식모형 결합재 제조와 그 가공품{The eco-friendly manufacturing process of functional flocked laminating material and product by using this same process}

본 발명은 무용제형 고밀도 수지를 활용한 친환경 식모 공정과 자외선 경화 수지를sealing 재에 결합하는 접착수지로 활용하는 그 가공 공정에 관한 것이다,

본 발명은 무용제형 고밀도 수지를 활용한 친환경 식모 공정과 자외선 경화 수지를sealing 재에 결합하는 접착수지로 활용하는 그 가공 공정에 관한 것으로, 보다 구체적으로 발명한 친환경적 제조공정으로 활용되는 식모 및 결합용 바인더 및 레진 소재가 인체에 유해한 유기 용제 및 열적 조건의 수분을 포함하지 않고 있으며, 구조적으로 응집력이 강해 박리강도, 인장강도, 내열성, 신축성, 내가수분해성 등이 뛰어난 고밀도의 접합수지와 고강도의 자외선 경화 수지이다. 또한 종래의 아크릴, 용제형 우레탄, 수분산 우레탄 등의 바인더를 적용한 기존 플로킹 공정 시스템에 비해 식모 밀도, 내마모성, 촉감 등이 개선될 뿐만 아니라, 난연성 부여, 후가공성이 용이하며, 또 자외선 경화수지가 적정한 용융온도와 점도를 나타내면서 열적 조건없이 자외선 조사로 가교·경화성이 좋고 고화속도가 빨라 가공성, 생산 효율성, 단순 공정성 등이 향상된 고품질을 소유하여 종래의 사출되는 sealing 과 식모 sheet를 환경친화적인 생산 라인에서 바로 결합하는 것이다. 식모 가공이란 수지가 도포 또는 함침된 부직포 혹은 직물 등의 표면인 평활한 섬유 기재 위에 바인더를 균일하게 도포하고 그 위에 일정한 길이로 절단한 섬유 파일을 정전압을 이용하여 전기적으로 식모하여 고밀도 섬유 파일 조직과 같은 외관과 기능을 소유한 제품을 제조하는 것이다. 일반적인 식모 공정에서는 디메틸포름아미드(DMF), 메틸에틸케톤(MEK) 등과 같은 유기용제가 함유된 고분자 수지 배합액을 바인더로 기재 위에 코팅·도포하여 섬유 파일을 식모하는 방법을 사용하고 있다. 그러나 DMF, MEK 등의 유기용제는 독성이 강하여 인체에 유해하므로, 유기용제가 함유된 바인더를 수성 수지계 소재로 대체하려는 개발이 진행되어 왔다. 종래 유기용제가 함유된 바인더를 친환경 소재로 대체하는 플로킹 제품 및 피혁형 시트에 관한 예는 하기와 같이 공지되어 있다. 비닐계 에멀젼 조성물을 함유하는 플로킹용 바인더를 사용하여 가공하는 방법이 국제공개특허 WO 2004/081058에 기재되어 있다. 하지만 수성 수지형의 바인더는 분자량 크기의 조절 어려움, 제한적인 합성원료의 선택 및 합성공정의 근본적인 한계로 인해 경화 조건, 내수성, 박리 강도, 기계적 물성 및 내구성 등이 떨어지기 때문에 고기능성·고품질의 식모 제품으로의 용도 전개에는 한계가 있다. 또한 유기용제가 배제된 무용제 우레탄형 수지를 이용하여 폴리우레탄 발포 시트, 피혁형 시트 혹은 바인더를 제조하는 방법으로서, 반응성 열용융(hot-melt) 우레탄을 활용한 방법이 제시되고 있으나 이 반응성 열용융 우레탄은 대부분 상온에서는 고체이고 열을 가하면 용융하여 액상으로 되고 냉각에 의해 다시 응집력이 발현되는 "핫멜트성"과 이소시아네이트기와 습기(물)와의 반응에 기인하는 가교반응에 의한 물성을 나타내는 ″습기경화성″을 더불어 가진 것이다. 본 발명에 적용하는 고밀도 접착수지는 유기용제를 배제시키며 직접 반응 방식의 기존과 다른 친환경 수지의 제조 공법이다.

일본특허공개 2002-249534호, 2003-049147호, 2004-115705호와, 대한민국특허 2006-0127979호 및 WO 2005/083173호 등에 피혁형 시트의 제조방법이 알려져 있다. 이에 따르면 환경 중에 유기용제를 배출하지 않고 촉감이 양호한 피혁형 시트를 생산할 수 있다고 한다. 하지만 상기 공정의 제조방법은 이소시아네이트기 말단 프리 폴리머를 근간으로 하는 습기·경화형 우레탄을 활용한 공정으로써 온도, 습도 등의 공정 조건이 약간만 변하여도 박리강도 및 기타 물성 등의 변화가 심하여 제품의 롯트에 따라 물성 및 특성이 많이 달라지기 때문에 재현성 있는 제품의 생산이 난해하다. 또한 일반적으로 성분 A인 우레탄 프리폴리머의 용융온도가 보통 100℃ 장기간의 일정 습기 및 열적 경화 조건이 까다롭고 용융온도가 매우 높아서 용융시키는 시간이 오래 걸리고 또한 반응액의 온도와 점도가 상대적으로 높기에 우레탄 반응액의 겔화시간이 짧고 흐름성도 저하되어 생산 안정성과 제품의 균일성이 떨어지는 문제가 있다. 아울러 후·경화공정인 숙성시간도 보통 3일내지 5일 이상으로 길어짐에 따라 생산효율성이 낮아져 경제적 관점에서도 상당한 손실이 발생하는 문제가 있다. 또한 우레탄 프리폴리머는 결정성 폴리올 위주로 합성되어 구조적으로 응집력이 강한 구조일지라도, 겔화 시간이 짧고 고화속도가 너무 빨라 충분하게 가교·경화가 이루어지지 않기 때문에 피혁형 제품에서 요구하는 특성을 충족시키지 못하는 문제점을 내포하고 있다.

우레탄 프리폴리머의 용융온도와 점도가 높아 반응액의 겔화시간이 짧고 흐름성이 저하되어 성형 가공성과 제품의 균일성이 떨어지는 상기 특허의 문제점을 해결하고자, 액상 프리폴리머를 도입하는 방법이 국제공개특허 WO 2001/96435 및 대한민국특허등록 10-0573044에 기재되어 있다. 우레탄 프리폴리머와 경화제의 반응액에 대한 겔화시간이 연장되기에 흐름성이 좋고 작업안정성은 양호하나, 후·경화공정인 숙성시간이 보통 3일내지 5일 이상으로 길어짐에 따라 생산효율성이 낮아진다. 또한 실온에서의 상태를 액상으로 조절하기 위해 실온에서 액상인 원료 위주로 합성·가공하였기 때문에, 일정기간의 경화과정을 거쳐도 고화속도가 늦고 구조적으로 약한 응집력이 물성 저하요인으로 작용한다. 따라서 피혁형 시트에서 요구하는 기계적 물성, 박리강도, 내열성, 내가수분해성 등의 물성을 충족시키지 못하는 결과를 얻었다.

일반적으로 고분자는 구성 분자구조가 불규칙적으로 무질서하게 배열되어 있는 상태인 무정형과, 규칙적인 입체배열을 이루는 결정형 고분자로 분류할 수 있다. 입체 규칙성 고분자는 결정화도가 높은데 이러한 결정화도, 즉 결정화속도는 고분자의 가공공정에서 용융온도(melting temperature) 및 고화속도(solidification temperature)와 밀접한 관계가 있다. 따라서 제반 조건을 충족하는 공장으로 순간적으로 고속 혼합하고 대상물에 도포하여 경화시키는 성격의 고밀도 접착 수지를 적용하여 이형지에 고일광성 섬유소재 파일을 상기 고밀도 친환경 공법으로 식모하고 속성 경화 조건을 이행하여 요구 성능을 확인하고 이형지와 분리하여 식모된 sheet를 완성하고 이를 사출되는 sealing 재의 제조 공정에서 연속하여 적합한 결합재로 적용하는 자외선 경화 수지는 자외선 조사의 일정 조건에서 대상 고분자를 경화, 고형화시켜 형태가 안정한 일정 모양의 sealing 식모 가공품을 만드는 공정을 거친다. 이때 결정화도가 높은 자외선 경화 수지는 고화 속도가 빨라 작업 효율성이 좋고 응집력이 강해 제품 물성이 우수하기에 사풀 생산 라인에서 직접 결합이 가능하다.

따라서 sealing 결합 식모 제품의 기계적 물성, 내마모성, 성형 가공성, 생산효율성 및 제품 균일성 등을 향상시키기 위해서는, 적정 자외선 조사 조건만으로 사출 라인의 열적 조건으로 가공품의 열변형없이 고형화시킬 수 있고 일정 조건에서 적정한 점도를 유지하면서 가교 경화성과 고화속도를 향상시킬 수 있도록 결정화도, 강직성과 응집력을 적절하게 조절하여 사출 라인의 조건에 따라 고강도의 자외선 경화 수지를 활용하는 것이 가능하다. 또한 종래에 사용되고 있는 이소시아네이트기 말단 프리폴리머는 습기와의 반응에 의한 변형 또는 변질될 위험성이 크기 때문에 저장 안정성 확보를 위해 특수한 포장방법이 요구되어 많은 비용이 소요된다. 아울러 제조공정에 적용하기 위해 고온으로 녹이는 과정에서도 안정성을 확보하기 위한 별도의 장치가 필요한 문제점이 있다. 따라서 효율적인 성형 가공 공정 및 반응 공정을 위해서는 주변 습기 및 분위기에 비교적 안정한 자외선 경화조건의 소재를 활용하는 것이 바람직하기에 결합재 상부 식모층은 친환경 접합 수지하여 사전에 제조하여 이 식모 sheet를 현장에서 자외선 경화 수지로 사출되는 sealing에 결합하는 것이다. 기존의 플로킹 바인더의 고형분이 30에서 70%이며 첨가조제 및 가교결합제 등의 혼합후 수분 및 용제를 매개체로 활용되기에 플로킹 가공 공정후 열경화되면 증발하여 섬유파일이 기재에 접착된 상태가 불균일하여 발생하는 물성, 외관 등의 플로킹의 문제점이었으나 고밀도 접착수지를 활용 사전 제조한 sheet를 현장에서 자외선 경화형 접착 수지 및 레진을 활용하는 이원화된 제조 공정 발명은 경화 후에도 섬유 파일의 접착상태가 균일한 강점이 있다.

본 발명에서는 자외선 경화형 수지와 레진을 이용한 친환경적인 플로킹 제조 공정을 활용하여 열적 조건이 없는 공정으로 열변형없는 고내구성 환경친화적인 Green형 식모 제품으로 전기 자동차 내장재 등과 결합하면 친환경과 전기차가 요구하는 복합 기능의 확장성이 있으며 또한 적용 원사의 선택, 고견뢰성 염색/가공·친환경/기능성 후처리, 난연가공 등 일련의 공정을 거쳐 시장에서 요구하는 심미적, 물성적, 기능적 요구에 선택적으로 대응 가능하기에 환경친화적인 기능성 최종제품으로 용도별로 확장가능하다. 자외선 경화형은 도포이후 열적 노출없이 자외선 조사만으로 고형분의 변화가 적기에 표면이 평활하고 고물성 구조이기에 기존 플로킹 바인더로 접착 물성 문제로 불가능하여 적용하기 못하였던 난접착성 소재 및 3차원 섬유 기재 표면 등 적용에 등을 단순한 공정으로 대응 가능하다.

자동차 sealing 내장 부품의 요구 물성 및 심미적 디자인은 전기차 확산 추세에서 중요한 개발 요소가 되고 있다. 따라서 상부에 식모되는 섬유 소재의 선정과 후가공 공법이 전기자동차 신차 특성에 적합하여야 된다, 본 발명에서는 상부에 적용되는 식모 섬유 소재에 자동차 업체가 요구하는 고도의 일광견뢰도 요구 내광성을 확보하는 다양한 섬유소재에 적용 가능한 고압 조건의 후가공 적용 기술을 적용하였다.

본 발명은 유기용제 등 환경 유해 물질을 사용하지 않고 열적 노출없는 기존의 식모형 sealing 제조 공정과 차별성이 있는 상부의 친환경 고밀도 식모층을 이형지에 사전 제작하고 이를 용도 적합하게 분리하여 sealing 사출 제조 공정에서 바로 경화 바인더와 레진 및 이를 활용하여 결합하여 고품질의 환경 친화적인 식모형 sealing 부품소재를 제조 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 결합재 상부의 친환경 고밀도 접착수지를 적용하는 식모층을 이형지에 형성하는 공정과 식모층에 활용되는 고일광 식모형 섬유 파일의 제조, Sealing 사출공정에 직접 결합하는 난접착성 소재와 접착성, 인장특성, 내광성, 내열성, 내가수 분해성 등이 우수한 열적 조건이 필요없는 고강도의 자외선 경화 바인더 및 레진을 활용한 환경 친화적인 결합 제조 방법을 적용된다.

종래의 플로킹 공정 시스템에 비해 밀도, 촉감, 난연성이 개선될 뿐만 아니라, 무용제형 바인더의 용융온도가 낮으면서 적정온도에서 가교·경화성이 좋고 냉각 시에 고화속도가 빨라 성형 가공성과 생산 효율성이 향상된 고품질의 환경친화적인 식모층을 형성하며 sealing 와 결합 공정도 유기용제 등 환경 유해 물질을 사용하지 않고 간편한 제조 설비를 이용하여 열적 노츨없는 기존 결합 공정과 차별화된 고강도의 자외선 경화 바인더와 레진을 활용하고 식모 섬유 소재의 제조 또한 고압 염색조건과 자기 유호성 수지의 후가공을 1욕법으로 셋팅하여 전기자동차가 요구하는 극단의 내광성과 심미성을 확보할 수 있으며 기타 고내구성을 요구하는 신차 개발 복합기능성 sealing 부품소재에 광범위하게 적용할 수 있다.

이렇게 제조된 발명 제품은 ① sealing 표면 단섬유층의 구성이 1.5데니어에서 10데니어 단섬유가 직선상으로 수직으로 접착수지에 고밀도로 식모되어 배치되어 표면 단섬유 층은 고물성 고탄성의 기능을 가지면서 상층부는 sealing 재로서 복합기능을 갖는다. ② 식모 파일 플록 제조 공정에 원착 염색 및 추가 고압 염색 공정을 적용하여 염색 견뢰도 측면에서 마찰견뢰도, 일광견뢰도, 공정간 색차 발생 문제 등이 개선되었다. ③ 식모 가공 공정에 친환경 접착 수지를 활용하여 RoHS 및 VOCs에 해당하는 친환경 요소가 확보된다. ④ 표면의 각 단섬유의 배치는 상부가 열려있어 있으면서 직선 고밀도형이므로 sealing 부분의 먼지등의 이물질을 효과적으로 제거하거니 차단하며 우천 시에 수분을 쉽게 흡습하는 특성에 차단성과 닦임성이 향상되었고 부드러운 상층부의 구조로 sealing 제반 기능성이 개선되어 동적 과부하가 방지된다. ⑤ 표면의 각 단섬유의 배치는 하부가 전면 식모 방식으로 되기에 고밀도 식모성향으로 단위 면적당 식모 밀도가 증가하여 sealing 상부의 섬유 구조가 고물성화 되었다. ⑥ 표면의 각 단섬유의 배치는 하부가 전면 식모방식으로 제조되기에 섬유 식모 파일의 섬유장을 길게하거나 섬도를 조정하는 것이 가능하여 완성차 디자인 측면에서 곡면 성이 강조하는 디자인이 용이하다.

도 1은 본 발명의 실시예를 보인 도면이다.

발명의 식모 공정을 위하여는 상기의 발명 목적을 달성하기 위하여 고내광성의 특성를 부여하는 고압 염색 처리 조건 및 제조 운영 기술을 개발하여 환경 유해 물질을 배제하면서 고도의 일광견뢰도를 요구하는 섬유 파일 소재를 감성의 저하없이 고압 염색 공정과 후가공 공정을 결합하여 고 내광성 식모 파일을 제조 방법이 필요하다.

상세하게는 기존에 전통적으로 자동차에서 활용하는 Nylon 66 소재의 상압 염색에서 PET 소재의 고압 염색으로 내광성 식모 파일을 개발한 것으로 식모 파일의 이용 목적에 따라 검증된 염색견뢰도를 소유한 소재와 염료를 선정하여 염색 후의 화학적 전착처리에 의한 염색 파일의 견뢰도 변화에도 충분히 주의를 하여 선정해야만 되나, 상압염색성과 공정수분율에 따른 전작처리 용이성으로 염료의 흡진율이 큰 Nylon 66은 일반의 직물에 비해 Pile의 경우에 염색 필요 염료량이 많고, 특히 농색에서는 그 영향이 매우 크다.

또한 분체상 물질을 염색하는 원리이기 때문에 식모 파일의 염색가공은 표면적이 매우 넓어 직물에 비해 염료의 흡착이 대단히 빠르고 파일의 길이에 따라서 염색성이 크게 변화한다. 예를 들면 Nylon 66 직물의 zblack을 염색하려면 3.5-4.5%(O.W.F)가 필요하지만 파일에서는 3De × 1.0 ㎜의 경우에 6-7%를 필요로 하고, 1.5De × 0.5-0.8㎜에서는 8.0-9.0%를 필요하다.

최근 강화되는 자동차 검사기준의 견뢰도와 내광성을 위한 Nylon 염색방법에서 적정한 염법을 구하기 위해 환경관련한 문제의 소지가 있는 함금속형 염료를 사용하여 왔으나 상압 염색 가공의 한계와 수세 및 고착 후의 잔존 염료에 존재하는 6가 크롬의 유해성 문제로 인하여 견뢰도과 환경성에 치명적인 문제로 쾌적성을 요구하는 전기자동차 신차 적용에는 불가능하다.

식모 파일의 염색 가공은 피염물의 중량을 정확히 계량이 가능한 사염, 포염과 달리 방사성과 cutting성을 위하여 수분과 유제가 포함되어 피염물의 중량계산이 어렵고 같은 중량의 피염물이라도 cutting된 성향에 따라서 변화하는 표면적 크기 때문에 염료의 사용량이 변화되는 특성이 있기에 정밀한 염색 온도로 진행하는 염색 프로그램을 수행하는 Pile 전용의 고압 염색기를 활용하여야 한다. 저온에서 염료가 거의 흡진되어 보기에는 100℃ 부근까지 승온하여 염색이 완료된 것처럼 보이지만 염료의 염착조건을 충족시키지 못하면 pile의 표면만 염색이 되어 염색견뢰도의 저하를 초래하기에 Nylon 66은 110℃, PET 는 130℃이상에서 정밀한 염색 프로그램에 의하여 재현 가능한 염색가공을 한다.

파일의 염색가공 이후공정에서 플로킹 공정의 정전압 대응을 위하여 파일에 대전성을 부여하는 화학적 전착처리 공정에서 화학적 처리제가 작용하고 전착처리가 별도의 처리조에서 2욕법으로 진행되어 전착처리 전까지는 양호했던 염색성이 처리 후 저하하는 경우가 대부분이므로 화학적 전착처리와 염색 가공의 상호관계를 충분히 반영하는 1욕 방식의 전용 고압의 염색 조건을 설정하였으며, 이로 인하여 IR 염색기와 Pilot 전작 처리기를 통합하는 scale up한 고압의 염색 및 화학 전작처리조가 동일한 염색 프로그램을 사용함으로 재현성과 양산성을 획기적을 개선하였다. 또한 부가적으로 자기유화성 PET 수지의 고압 전작 가공 공법을 동일한 염색처리 조건으로 동시에 적용함으로써 극도의 내광성을 요구하는 자동차 내장 부품의 제조 시에는 고압 염색 및 화학처리조에서 자기유화성 PET수지는 Pile의 흡습성 및 SR성을 부여하는 내구성 화학적 전작처리를 동일 처리조내에서 동시에 2욕법으로 진행하여 126MJ이상의 내광성을 소유한 제품 생산을 가능하게 하여 자동차가 요구하는 sealing 상부 조직을 형성하였다.

연속 사출되는 sealing 구조물에 직접 결합하는 적합한 식모층을 개발하여야 한다. 이 친환경 식모층 개발 공정을 위하여는 식모 공정의 인취부에서 인취하면서 식모용 코타에서 준비된 식모용 접착제를 200g/m2 정도로 이형지에 도포하고 식모실을 통과하면서 정전식 식모방법으로 표면에 3.0에서 10데니아 20데니어에 길이가 0.5에서 5mm인 식모형 파일 소재를 50-100g/m2량으로 식모하고 건조하고 권취하여 이형지에 식모층을 제조하였다.

식모시 정전압은 30,000에서 70,000v로 하고 특히 식모되지 않은 잔존 플록이 자중에 의해 식모되지 않은 상태에서 접착제 면에 적체되지 않도록 유의 하였다.

이 식모 공정에서 발명 목적을 달성하기 위하여 인장특성, 박리강도, 내열성, 내가수 분해성 등이 우수한 고강도의 무용제(Solvent free) 접착 수지를 활용하여 웨더 스트립을 환경 친화적인 플로킹 제조방법으로 제조하는 것이다. 본 발명에 적용한 무용제 접착 수지는 적정한 용융온도와 점도를 나타내면서 겔화시간이 길고 가교·경화성이 좋고 고화속도가 빨라 성형 가공성과 생산 효율성이 향상된 것이다.

이는 PVC(폴리염화비닐) paste를 친환경 가소제인 DOTP(디옥틸테레프탈레이트로 용해하여 PVC sol를 형성시킨 성분 A와 이소시아네이트(-NCO)계 화합물인 성분 B와 안정제 및 점도저하제 등의 첨가제 성분 C의 가교 경화반응에 의한 무용제 접착수지를 활용한 플로킹 제조방법이다.

상세하게는, (a) PVC(폴리염화비닐) paste를 친환경 가소제인 DOTP(디옥틸테레프탈레이트로 용해한 PVC sol 〔성분 A〕를 상온에서 10,000 내지 30,000 cps로 합성하는 단계와, (b) 이소시아네이트계 화합물〔성분 B〕및 가교 경화 촉매, 정포제, PVC 열안정제, 점도저하제 등을 포함하는 혼합물[성분 C〕을 별도의 라인을 통해 고속반응 성형기 내에 일정한 양으로 정량 투입한 후 고속으로 교반 혼합하는 단계와, (c) 상기 반응 혼합액을 일정량으로 섬유 기재 위에 토출한 다음, 코팅 방식으로 사출된sealing 기재에 접착 수지 코팅을 행하여 이형지에 바인더 층을 형성시키는 단계와, (d) 상기 바인더 층에 섬유 파일을 플로킹하고 130 ℃ 내지 170℃의 온도 조건 하에서 가교·경화 시키고 (f) 열적 노출 상태에서 식모면의 상층부를 브러싱하여 잔여 파일을 제거하는 단계와, (g) 차가운 공기로 열가소된 접착 수지를 냉각하는 것을 특징으로 하는 무용제 접착 수지를 활용한 환경 친화적인 식모 제조 공정을 적용한다. 이 상부 결합재를 적정하게 현장 적용을 위하여 준비하기 위하여 이형지와 식모층을 분리하여 sealing 사출 라인에서 사출물과 직접 결합하는 접착 조건으로 자외선 경화수지를 활용한다.

종래의 식모 공정 시스템이나 결합 시스템에 비해 식모 밀도, 식모 형상, 내마모성, 내광성, 촉감, 난연성 등이 개선될 뿐만 아니라, 자외선 경화형 바인더가 적정한 고화조건과 공정 중 점도를 나타내면서 겔화시간이 길고 가교·경화성이 좋고 고화속도가 빨라 플로킹 가공성과 생산 효율성이 향상된 고품질의 환경 친화적인 식모 제품을 제공할 수 있다.

또한 고도의 접착 물성 조건을 위한 기존의 자동차용 Flocking 내장재 등은 내광성과 내가수분해성 등 물성기준의 만족을 위하여 지연 가교 경화 성질의 인체 유해한 유기용제 2액형 접착수지를 사용하였다. 이는 환경유해물질과 VOCs 등의 문제를 있었으나 탁월한 물성소유로 사용되고 있으며 때로는 수계 접착수지로 대체하고자 하였으나 내구성과 경제성 등의 적용 문제점이 있어 플로킹 제품이 국내 신차에는 적용 배제되는 주요한 원인으로 UV 경화 접착수지로 Flocking 공정에 개발 적용하여 이를 해결하고자 한다. 강화된 내광 테스트에 플로킹 섬유 파일뿐만 아니라 기초가 되는 접착수지도 함께 통과되기에 하기에, 기존의 문제점을 근본적으로 개선하기 위한 발명으로 플로킹에 열경화 수지가 아닌 자외선 경화 수지를 적용하는 공정을 개발하였다.

자외선(UV) 경화는 접착수지를 경화시키기 위하여 열풍건조(oven)로 열을 가하여 경화, 냉각, 숙성 등의 장시간 고정을 거치는 열경화 방법이 아니라, 에너지가 높은 자외선을 이용하여 순간적으로 플로킹 접착을 도와 같이 경화하는 것이다.

UV 경화수지의 플로킹 공정 적용은 기존의 열경화형 접착수지를 활용하는 플로킹 공정에서의 예비건조와 본건조의 경화, 냉각과 24시간이사의 숙성시간을 단축하는 공정 상 잇점과 자동차 등에서 요구하는 내광성을 만족하는 선택으로 UV 경화기술과 플로킹 공정을 접목하면 UV 램프와 수지의 구성요소인 중간체인 oligomer, 단량체인 monomer, 광개시제, 첨가제 등을 목적적합하게 적용된 고분자 중합체(polymer)가 경화(hardening), 건조(dry)의 단순한 친환경 공정으로 기존 접착수지의 열경화 및 숙성 공정을 단축하여 UV 경화 접착수지로 플로킹 공정을 적용한 제품 개발이 가능하다.

선진 외국에서 적용하는 Flocking Yarn(식모사)는 시트, 천정재, 트림 등에 고부가 기능성 소재로 디자인 제직되어 활용되고 있으나 국내는 Nylon tow 한정에 따른 내광성 문제와 접착수지의 유해성, 복잡한 공정에 따른 경제성 등의 문제점으로 신차에 적용되지 못하고 있다.

내광성 Pile과 UV 경화 접착수지로 적용하는 단순한 플로킹 공정을 적용하여 단순한 UV 조사 설비를 이용하여 자와선 경화수지를 고형화하는 공정으로 개발이 가능한 강화된 자동차 기준에 만족하는 Flocking Yarn 개발 및 완성차 적용 제품화가 가능하며 소재별 UV 접착수지의 최적 formulation 형성하여 개발 중합 매커니즘에 따른 수지의 기눙성 변화와 안정성을 확보하고 UV 조사범위가 넓은 입체패턴의 내장재를 Roll Screen으로 프린팅하여 시각적인 디자인을 부여하는 자동차 내장 부품과 연관산업 인테리어 유리판넬. 사면제 제품군에 적용하는 제품개발이 본 발명으로 가능하여, 이를 위해 본 발명은 자와선 경화형 바인더 및 레진을 활용한 플로킹 제조 공정을 이행한다.

Claims (3)

1. 식모 공정으로 이형지에 접착 수지를 활용하여 식모하여 식모층을 형성하는 방법식모공정에서 접착 수지를 PVC(폴리염화비닐) paste를 친환경 가소제인 DOTP(디옥틸테레프탈레이트)로 용해하여 PVC sol를 형성시킨 성분 A와 이소시아네이트(-NCO)계 화합물인 성분 B와 안정제 및 점도저하제 등의 첨가제 성분 C의 가교 경화반응에 의한 무용제 접착수지를 활용한 식모 공법.
2. 식모 공정에 활용한 식모형 단섬유의 후가공으로 자기유화성 수지를 고압 염색조건과 1욕 방식으로 고착시켜 내광성을 향상시키는 공법.
3. 식모 공정에 열경화 방법이 아닌 순간 에너지가 높은 자외선을 이용하여 순간적으로 sealing 재와 결합하는 경화 방식으로 UV 램프와 수지의 구성 요소인 중간체인 oligomer, 단량체인 monomer, 광개시제, 첨가제 등을 복적 적합하게 적용된 고분자 중합체 (polymer)가 경화, 건조의 단순한 UV 경화 접착수지로 결합하는 친환경적인 결합공정.

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