WO2018012691A2 - 자동차 내장재용 표피재 및 그 자동차 내장재 - Google Patents

자동차 내장재용 표피재 및 그 자동차 내장재 Download PDF

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    • B32B2605/00—Vehicles
    • B32B2605/003—Interior finishings

Definitions

  • the present invention relates to an automotive interior material and an automobile interior material, and more particularly, to an automobile interior material and an automobile interior material having improved infrared reflection efficiency.
  • Resin molded parts are used in automobile console boxes and panels around instrument panels as interior materials of automobiles, and resin molded articles are widely used in home appliances such as cases and covers of electric rice cookers.
  • various controls and convenience devices are installed in dashboards and audio decks, gear transmissions, airbags, door locks, and window openings and the like installed around the driver's seat and the passenger seat of the vehicle. Accordingly, the interior of the interior of the various control devices and convenience devices and the interior of the interior material is installed in the interior finishing panel to finish the interior material, such interior material has become an important factor to determine the appearance of the interior of the vehicle.
  • the artificial leather used in the conventional automotive interior material in particular, the dark product of the black color series has a problem that the temperature rises rapidly due to the absorption of the infrared light does not reflect when exposed to external light, in particular solar light, it is easily hot.
  • Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2014-0024978 (published on Apr. 4, 2014), which discloses a natural material interior material for a vehicle with a film and a method of manufacturing the same.
  • Car interior material for achieving the above object is a surface sheet layer; A pigment dispersedly disposed in the surface sheet layer; And a rear reflecting layer disposed on a lower surface of the surface sheet layer to reflect infrared rays passing through the interior of the surface sheet layer, wherein the pigment includes an infrared transmitting pigment that transmits infrared rays and an infrared reflecting pigment that reflects infrared rays. Characterized in that it comprises at least one or more.
  • Automotive interior material for achieving the above object is a skin material; A strength reinforcing layer disposed on the bottom surface of the skin material; And a main base layer supporting the skin material and the strength reinforcement layer.
  • the interior material for automobile interior and the interior material for automobile interior according to the present invention, even if external light is incident on the interior of the surface sheet layer by uniformly dispersing at least one or more of the infrared transmitting pigment and the infrared reflecting pigment inside the surface sheet layer. Infrared rays are not absorbed by the pigment, but are transmitted or reflected, and the infrared rays are maximized by a mechanism by which the infrared rays are reflected by the rear reflection layer, thereby suppressing the temperature rise.
  • the skin material for automobile interior according to the present invention is incident to the interior of the surface sheet layer by pigments dispersed in the interior of the surface sheet layer in order to realize an optimal design capable of reflecting infrared rays which is the cause of the increase in temperature.
  • the skin material for automobile interior according to the present invention has a structure in which the infrared ray transmitting pigment is uniformly dispersed in the interior of the surface sheet layer, the durability of the surface sheet layer can be improved by the infrared ray transmitting pigment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a skin material for automobile interior according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a schematic diagram for explaining the principle of infrared reflection of the skin material for automotive interior according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a cross-sectional view showing a skin interior material for automobile interior according to a modification of the present invention.
  • Figure 4 is a cross-sectional view showing a skin interior material for automobile interior according to another modification of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a vehicle interior according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph showing the results of measuring infrared reflectance for Example 1 and Comparative Example 1.
  • FIG. 7 is a graph showing the results of measuring specific temperature arrival times for Example 1 and Comparative Example 1.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a skin interior material for automobile interior according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a schematic diagram for explaining the infrared reflection principle of the skin interior material for automobile interior according to an embodiment of the present invention.
  • the automotive interior material 100 includes a surface sheet layer 120, an infrared ray transmitting pigment 140, and a rear reflective layer 160.
  • the surface sheet layer 120 serves to realize the appearance of refinement and fine texture.
  • the surface sheet layer 120 may be any one selected from leather, carbon fiber, woven fabric, rubber and synthetic polymer sheet.
  • the surface sheet layer 120 preferably has a thickness of 0.2 ⁇ 0.8mm.
  • the thickness of the surface sheet layer 120 is less than 0.2mm, it is difficult to secure proper strength, so that the surface sheet layer 120 may be easily broken or broken by external impact, and there is a problem that sanding work before surface treatment such as coating is impossible.
  • the thickness of the surface sheet layer 120 exceeds 0.8mm, it may cause defects such as cracks during curved forming due to the excessive thickness design, which may cause a rise in manufacturing cost.
  • the infrared ray transmitting pigment 140 is disposed in the interior of the surface sheet layer 120 to serve to transmit infrared rays. In addition, the infrared ray transmitting pigment 140 is disposed in the interior of the surface sheet layer 120, thereby improving the durability of the surface sheet layer 120.
  • the surface sheet layer 120 is exposed to the external light. Due to the absorption of the temperature there is a problem that the temperature rises easily and becomes hot easily.
  • the infrared ray transmitted from the external light source L is transmitted through the infrared light by uniformly dispersing the infrared ray transmitting pigment 140 passing through without absorbing the infrared ray inside the surface sheet layer 120. It is designed to pass through the pigment 140 without being absorbed into the surface sheet layer 120.
  • the infrared transmitting pigment 140 may be selected from a purple pigment, a yellow pigment, an grey-brown pigment, and the like.
  • FK4281 of Basf Co., Ltd. may be used as the infrared ray transmitting pigment, but is not limited thereto.
  • the infrared transmission pigment 140 is preferably added in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the surface sheet layer 120.
  • amount of the infrared ray transmitting pigment 140 is less than 0.1 part by weight, it may be difficult to properly improve the durability and the infrared ray transmitting effect due to the small amount.
  • the addition amount of the infrared ray transmitting pigment 140 exceeds 5 parts by weight, it may act as a factor of increasing the manufacturing cost without further effect increase, so it is not economical, and also acts as a factor of sharply lowering the ductility, forming a curved surface. It may be difficult to secure the properties, and may not be good for the surface shape due to uneven dispersion.
  • the rear reflective layer 160 is disposed on the lower surface of the surface sheet layer 120 to serve to reflect infrared rays passing through the surface sheet layer 120 and the pigment 140.
  • the infrared ray transmitting pigment 140 uniformly disposed in the inside of the surface sheet layer 120, the infrared ray is not absorbed by the infrared ray transmitting pigment 140. Without passing through, the infrared rays passed by the reflecting layer (mechanism) is reflected by the mechanism (mechanism) to maximize the infrared reflectance it is possible to suppress the temperature rise.
  • the back reflective layer 160 may include a reflective substrate and a reflective coating material coated on the reflective substrate.
  • the reflective substrate may include any one of a woven fabric, a nonwoven fabric, a glass fiber paper, and a pulp.
  • a reflective substrate preferably has a thickness of 0.1 to 1.5 mm.
  • the thickness of the reflecting substrate is less than 0.1 mm, the function as the reflecting film may not be properly exhibited, and the thickness thereof may be too thin, thus making it difficult to secure durability.
  • the thickness of the reflecting substrate exceeds 1.5mm, it may not only act as a factor to increase the manufacturing cost without any further effect compared to the increase in thickness, and is not preferable because it results in the reverse of light and thin shortening.
  • an inorganic reflective coating material may be used to maximize the reflection efficiency.
  • at least one selected from titanium oxide, iron oxide, alumina, magnesium oxide, calcium oxide, and zinc oxide may be used as the inorganic reflective coating material.
  • the reflective coating material may use a white paint that is advantageous for reflection.
  • the infrared ray is not absorbed by the infrared reflection pigment. It can be reflected or passed through, and the infrared rays passed through are reflected by the back reflection layer to maximize the infrared reflectance to suppress the temperature rise.
  • the skin interior material for automobile interior is the surface sheet layer by the infrared transmission pigment dispersedly disposed inside the surface sheet layer in order to implement an optimal design that can reflect infrared rays that cause the increase in temperature
  • the infrared transmission pigment dispersedly disposed inside the surface sheet layer in order to implement an optimal design that can reflect infrared rays that cause the increase in temperature
  • the skin material for automotive interior since the skin material for automotive interior according to the embodiment of the present invention has a structure in which the infrared ray transmitting pigment is uniformly dispersed in the interior of the surface sheet layer, the durability of the surface sheet layer may be improved by the infrared ray transmitting pigment.
  • Figure 3 is a cross-sectional view showing a vehicle interior material according to a modification of the present invention
  • Figure 4 is a cross-sectional view showing a vehicle interior material according to another modification of the present invention.
  • the skin material for automobile interior according to one modified example and another modified example of the present invention except for using an infrared reflecting pigment instead of an infrared transmitting pigment as a pigment, or using an infrared transmitting pigment and an infrared reflecting pigment as a pigment.
  • 1 and 2 are substantially the same as the embodiment described with reference to the duplicate description will be omitted and only focus on the differences will be described.
  • the interior material for automobile interior 200 uses an infrared reflecting pigment 240 instead of an infrared transmitting pigment as a pigment.
  • the infrared reflecting pigment 240 may be selected from a green pigment, a brown pigment, and the like.
  • the infrared reflecting pigments 240 include Ferro's V-775, V-778, and 10399, Shepherd's 10P922, 10P923, 10P950, Heubach's 950, and Tomatec's. 42-703A, 42-706A, 42-707A, 42-713A, L0086, K0095, etc. of the Basf company may be used, but is not limited thereto.
  • the infrared reflecting pigment 240 may be external light incident on the inside of the surface sheet layer 220 by the infrared reflecting pigment 240 uniformly disposed in the interior of the surface sheet layer 220.
  • the infrared rays are primarily reflected by the infrared rays, and the infrared rays passing through the inside of the surface sheet layer 220 may suppress the temperature rise by a mechanism that is secondarily reflected by the rear reflective layer 260.
  • infrared transmission through the pigment 340 uniformly dispersed and disposed inside the surface sheet layer 320.
  • the pigment 342 and the infrared reflecting pigment 344 together, even though external light is incident on the inside of the surface sheet layer 320, the infrared rays are primarily emitted by the infrared transmitting pigment 342 and the infrared reflecting pigment 344. Infrared rays transmitted and reflected through the inside of the surface sheet layer 320 can suppress a temperature rise by a mechanism that is secondarily reflected by the back reflection layer 360.
  • Figure 5 is a cross-sectional view showing a vehicle interior according to an embodiment of the present invention.
  • the automotive interior material 400 includes a skin material 410, a strength reinforcement layer 420, and a main base layer 430.
  • the skin material 410 may be substantially the same as the skin material of any one of the embodiments, one modification, and the other modifications described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • the strength reinforcing layer 420 is disposed on the bottom surface of the skin material 410. This strength reinforcing layer 420 is disposed between the skin material 410 and the main base layer 430 to be described later. At this time, the strength reinforcing layer 420 implements an additional dimensional stability effect that can stably maintain the different material properties inherent in the different material stacking, and at the same time, the mechanical properties due to the improvement of the internal interlayer peel strength Height plays a role.
  • the strength reinforcing layer 420 preferably has a thickness of 0.4 ⁇ 0.6mm.
  • the thickness of the strength reinforcing layer 420 is less than 0.4 mm, it may be difficult to secure an appropriate strength, and thus, it may be difficult to properly exert the effect of preventing deformation of the skin material 410.
  • the thickness of the strength reinforcing layer 420 exceeds 0.6 mm, it is advantageous to secure the strength. Difficulties in securing formability can follow.
  • the strength reinforcing layer 420 polycarbonate, nylon (nylon), glass fiber (glass fiber), carbon fiber (carbon fiber), nonwoven fabric, Bakelite, polyphenylene sulfide (poly phenylene sulfide) ), It is preferable to use at least one material selected from metal, fabric, rubber, stone, and the like.
  • the main base layer 430 supports the skin material 410 and the strength reinforcing layer 420.
  • the main base layer 430 may be applied to the injection molded in advance, in this case it is possible to implement the mechanical properties and the primary dimensional stability effect while facilitating the detachment of the main function as the interior material for automobiles (400).
  • the main base layer 430 is disposed at the bottom of the vehicle interior 400, the main base layer 430 in advance by a variety of methods, such as insert injection It may be injection molded.
  • main base layer 430 polyamide, nylon, polycarbnate, polyvinyl chloride, polystyrene, carbon fiber, glass fiber ( One or more materials selected from glass fiber, bakelite, poly phenylene sulfide, polypropylene, polyethylene, and the like may be used.
  • a non-foamed substrate that has not undergone a foam molding process using a blowing agent as the main substrate layer 430, it is possible to implement more excellent mechanical properties and primary dimensional stability effect.
  • the vehicle interior 400 may further include a surface coating layer 440 disposed on the upper surface of the skin material 410.
  • the surface coating layer 440 is formed on the upper surface of the skin material 410, and serves to express the appearance of the automotive interior material 400 with a luxurious texture.
  • the surface coating layer 440 preferably has a thickness of 0.4 ⁇ 0.7mm.
  • the thickness of the coating film may be difficult to express an advanced texture.
  • the thickness of the surface coating layer 440 exceeds 0.7mm, it may act as a factor of increasing only the coating film thickness without further increasing the effect, which is not economical.
  • the surface coating layer 440 may include one or more selected from the group consisting of an aqueous paint, an oil paint, a synthetic resin paint, a natural resin paint, a fibrous paint, a metal paint, and a metal oxide paint.
  • the aqueous paint is a paint diluted with water as a solvent, and may include one or more selected from the group consisting of vinyl emulsion, milk casein, sodium silicate, and metals, and the oil-based paint may contain an organic solvent as a solvent.
  • a paint to be diluted using it may include one or more selected from the group consisting of voile oil, linseed oil, resin varnish, oil varnish and oil enamel.
  • the synthetic resin paint is a paint containing a synthetic resin as a colorant, at least one selected from the group consisting of polyurethane, (unsaturated) polyester, acrylic acid, acrylate, epoxy, phenol, melamine, urea, polyisocyanate, enamel and phthalic acid
  • the natural resin-based paint is a paint containing a natural resin as a colorant, it may include a lac (var) varnish, a dammer (varnish) varnish or quick-drying, etc.
  • the fibrin-based paint contains a fiber as a colorant
  • the coating material nitrocellulose, acetyl cellulose, benzyl cellulose, or the like may be included.
  • Metal-based paints or metal oxide-based paints are metals or metal oxides as a colorant, and include germanium (Ge), hafnium oxide (HfO 2 ), magnesium fluoride (MgF 2 ), magnesium oxide (MgO 2 ), and silicon dioxide (SiO). 2 ), titanium oxide (TiO), titanium dioxide (TiO 2 ), titanium oxide (Ti 2 O 3 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), zinc sulfide (ZnS) and dioxide It may include one or more selected from the group consisting of zirconium (ZrO 2 ), nickel-chromium (50Ni-50Cr).
  • TiO 2 was coated to a thickness of 50 ⁇ m on a top surface of a 0.7 mm thick polyester nonwoven fabric and dried to prepare a back reflection layer.
  • a purple pigment was added to 100 g of a liquid polyurethane, and the stirred mixture was applied to a thickness of 0.4 mm on the rear reflection layer and dried to prepare a skin interior material for automobile interiors.
  • TiO 2 was coated to a thickness of 50 ⁇ m on a top surface of a 0.7 mm thick polyester nonwoven fabric and dried to prepare a back reflection layer.
  • TiO 2 was coated to a thickness of 50 ⁇ m on a top surface of a 0.4 mm thick polyester nonwoven fabric and dried to prepare a back reflection layer.
  • a purple pigment and 0.5 g of a green pigment were added to 100 g of a liquid polyurethane, and the stirred mixture was applied to a thickness of 0.4 mm on the rear reflection layer and dried to prepare a skin interior material for automobile interiors.
  • a skin material for automobile interior was manufactured in the same manner as in Example 1, except that TiO 2 was coated to a thickness of 50 ⁇ m on a top surface of a non-woven fabric impregnated with a 0.9 mm thick polyurethane, and dried to prepare a rear reflective layer.
  • a skin material for automobile interior was manufactured in the same manner as in Example 2, except that TiO 2 was coated on a top surface of the nonwoven fabric impregnated with a 1.2 mm thick polyurethane to a thickness of 50 ⁇ m and dried to prepare a rear reflection layer. .
  • a white pigment was added to 100 g of a liquid polyurethane, and the stirred mixture was applied to a carrier substrate made of PET with a thickness of 0.5 mm, dried, and then the carrier substrate was removed to prepare a skin interior material for automobile interiors.
  • Table 1 shows the results of evaluation of the physical properties of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2,
  • Figure 6 is a graph showing the results of measuring the infrared reflectance for Example 1 and Comparative Example 1.
  • Durability was evaluated as follows by comparing tensile strength and tear strength with reference physical properties.
  • Infrared reflectance was measured using a spectrophotometer (Solidzu-3 SolidUV-3VIS UV-VIS-NIR spectrophotometer), Table 1 shows the average value of the infrared reflectance in a specific wavelength region of 700 ⁇ 1,100nm.
  • Figure 7 is a graph showing the results of measuring the specific temperature arrival time for Example 1 and Comparative Example 1.

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Abstract

적외선 반사 효율을 향상시킨 자동차 내장재용 표피재 및 그 자동차 내장재에 대하여 개시한다. 본 발명에 따른 자동차 내장재용 표피재는 표면 시트층; 상기 표면 시트층의 내부에 분산 배치된 안료; 및 상기 표면 시트층의 하면에 배치되어, 상기 표면 시트층의 내부를 통과한 적외선을 반사시키는 후면 반사층;을 포함하며, 상기 안료는 적외선을 투과시키는 적외선 투과 안료 및 적외선을 반사시키는 적외선 반사 안료 중 적어도 하나 이상을 포함한다.

Description

자동차 내장재용 표피재 및 그 자동차 내장재
본 발명은 자동차 내장재용 표피재 및 그 자동차 내장재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적외선 반사 효율을 향상시킨 자동차 내장재용 표피재 및 그 자동차 내장재에 관한 것이다.
자동차의 내장재로서 자동차의 콘솔박스나 계기판 주변의 패널 등에 수지성형부품이 사용되고 있고, 전자밥솥 등의 케이스나 커버 등의 가전제품에도 수지 성형품이 널리 이용되고 있다.
특히, 자동차의 내부 운전석 및 조수석 주변에 장착되는 대시보드(dash board) 및 오디오데크, 기어변속부, 에어백, 도어잠금 및 창문개폐부 등에는 각종의 제어부 및 편의장치들이 설치된다. 이에 따라, 각종 제어장치 및 편의장치의 외곽과 내장재 사이의 틈새에는 내장재 마감 패널이 설치되어 내장재를 마감 처리하게 되고, 이러한 내장재는 차량의 실내에 대한 외관을 결정하는 중요한 요소가 되고 있다.
이러한 자동차용 내장재는 자동차 내부의 미감에 상당한 영향을 미치게 되므로, 외관상 미적인 요구가 점점 높아지고 있는 실정이다.
이에 따라, 최근에는 외관상 세련미 및 고급 질감을 얻기 위하여 인조 가죽 제품을 소재로 한 자동차 내장재에 대한 요구가 증가하고 있다.
그러나, 종래의 자동차 내장재로 사용되는 인조 가죽, 특히 블랙 색상 계열의 어두운 제품은 외부 광, 특히 태양 광에 노출 시 적외선을 반사하지 못하고 흡수하는데 기인하여 온도가 급격히 상승하여 쉽게 뜨거워지는 문제가 있었다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0024978호 (2014.03.04. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 필름이 부착된 차량용 천연소재 내장재 및 그 제조방법이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 외부 광에 의한 온도 상승 원인인 적외선을 반사시킬 수 있는 최적의 설계 구현을 통해 온도 상승을 억제할 수 있는 자동차 내장재용 표피재 및 그 자동차 내장재를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자동차 내장재용 표피재는 표면 시트층; 상기 표면 시트층의 내부에 분산 배치된 안료; 및 상기 표면 시트층의 하면에 배치되어, 상기 표면 시트층의 내부를 통과한 적외선을 반사시키는 후면 반사층;을 포함하며, 상기 안료는 적외선을 투과시키는 적외선 투과 안료 및 적외선을 반사시키는 적외선 반사 안료 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자동차 내장재는 표피재; 상기 표피재의 하면에 배치된 강도 보강층; 및 상기 표피재 및 강도 보강층을 지지하는 메인 기재층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자동차 내장재용 표피재 및 그 자동차 내장재는 표면 시트층의 내부에 적외선 투과 안료 및 적외선 반사 안료 중 적어도 하나 이상을 균일하게 분산 배치하는 것에 의해 외부 광이 표면 시트층의 내부에 입사되더라도 안료에 의해 적외선이 흡수되지 않고 투과 또는 반사되고, 통과된 적외선이 후면 반사층에 의해 반사되는 매커니즘(mechanism)에 의해 적외선 반사율을 극대화시켜 온도 상승을 억제할 수 있게 된다.
이 결과, 본 발명에 따른 자동차 내장재용 표피재는 온도의 상승 원인인 적외선을 반사시킬 수 있는 최적의 설계 구현을 위해, 표면 시트층의 내부에 분산 배치된 안료에 의해 표면 시트층의 내부로 입사되는 적외선을 투과 또는 반사시키고 표면 시트층 내부를 통과한 적외선을 표면 시트층의 하면에 배치된 후면 반사층을 통해 외부로 반사시킴으로써 65 ~ 70%의 적외선 반사율을 확보할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 자동차 내장재용 표피재는 적외선 투과 안료가 표면 시트층의 내부에 균일하게 분산 배치되는 구조를 가지므로, 적외선 투과 안료에 의해 표면 시트층의 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 내장재용 표피재를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 내장재용 표피재의 적외선 반사 원리를 설명하기 위한 모식도.
도 3은 본 발명의 일 변형예에 따른 자동차 내장재용 표피재를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 변형예에 따른 자동차 내장재용 표피재를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 내장재를 나타낸 단면도.
도 6은 실시예 1 및 비교예 1에 대한 적외선 반사율을 측정한 결과를 나타낸 그래프.
도 7은 실시예 1 및 비교예 1에 대한 특정 온도 도달 시간을 측정한 결과를 나타낸 그래프.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차 내장재용 표피재 및 그 자동차 내장재에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 내장재용 표피재를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 내장재용 표피재의 적외선 반사 원리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자동차 내장재용 표피재(100)는 표면 시트층(120), 적외선 투과 안료(140) 및 후면 반사층(160)을 포함한다.
표면 시트층(120)은 외관상의 세련미 및 고급 질감을 구현하는 역할을 한다. 이를 위해, 표면 시트층(120)으로는 가죽, 탄소 섬유, 직물, 고무 및 합성고분자 시트 중 선택된 어느 하나가 이용될 수 있다.
이러한 표면 시트층(120)은 0.2 ~ 0.8mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 표면 시트층(120)의 두께가 0.2mm 미만일 경우에는 적정 강도 확보가 어려워 외부 충격에 쉽게 깨지거나 파손될 우려가 크며, 도장 등의 표면처리 전 샌딩 작업이 불가능하다는 문제가 있다. 반대로, 표면 시트층(120)의 두께가 0.8mm를 초과할 경우에는 과도한 두께 설계로 인하여 곡면 성형시 크랙 등의 불량을 유발할 수 있어 제조원가 상승의 원인이 될 수 있다.
적외선 투과 안료(140)는 표면 시트층(120)의 내부에 분산 배치되어, 적외선을 투과시키는 역할을 한다. 또한, 적외선 투과 안료(140)는 표면 시트층(120)의 내부에 분산 배치되어, 표면 시트층(120)의 내구성을 향상시키는 역할을 한다.
이때, 태양 등의 외부 광원(L)으로부터 입사되는 적외선은 가시광선 및 자외선에 비하여 강한 열작용을 가지고 있기 때문에 표면 시트층(120), 특히 블랙 색상 계열의 어두운 인조가죽이 외부 광에 노출될 시 적외선을 흡수하는데 기인하여 온도가 급격히 상승하여 쉽게 뜨거워지는 문제가 있다.
이를 해결하기 위해, 본 발명에서는 적외선을 흡수하지 않고 통과시키는 적외선 투과 안료(140)를 표면 시트층(120)의 내부에 균일하게 분산 배치시키는 것에 의해 외부 광원(L)으로부터 입사되는 적외선이 적외선 투과 안료(140)에 의해 표면 시트층(120)에 흡수되지 않고 통과되도록 설계하였다.
이를 위해, 적외선 투과 안료(140)는 자색 안료, 황색 안료, 회갈색 안료 등에서 선택될 수 있다. 구체적으로, 적외선 투과 안료로는 Basf 사(社)의 FK4281이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이러한 적외선 투과 안료(140)는 표면 시트층(120) 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 5 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 적외선 투과 안료(140)의 첨가량이 0.1 중량부 미만일 경우에는 그 첨가량이 미미한 관계로 내구성 향상 및 적외선 투과 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 적외선 투과 안료(140)의 첨가량이 5 중량부를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 제조 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로 경제적이지 못할 뿐만 아니라, 연성을 급격히 저하시키는 요인으로 작용하여 곡면 성형성 확보에 어려움이 따를 수 있으며, 분산이 고르게 되지 않아 표면 형상에도 좋지 않을 수 있다.
후면 반사층(160)은 표면 시트층(120)의 하면에 배치되어, 표면 시트층(120) 및 안료(140)를 통과한 적외선을 반사시키는 역할을 한다. 이때, 표면 시트층(120)의 내부에 균일하게 분산 배치된 적외선 투과 안료(140)에 의해 외부 광이 표면 시트층(120)의 내부에 입사되더라도 적외선 투과 안료(140)에 의해 적외선이 흡수되지 않고 통과하게 되고, 통과된 적외선이 후면 반사층(160)에 의해 반사되는 매커니즘(mechanism)에 의해 적외선 반사율을 극대화시켜 온도 상승을 억제할 수 있게 된다.
이를 위해, 후면 반사층(160)은 반사 기재와, 반사 기재에 코팅된 반사 코팅물질을 포함할 수 있다.
이때, 반사 기재는 직물, 부직포, 유리 섬유 종이(glass fiber paper) 및 펄프(pulp) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 이러한 반사 기재는 0.1 ~ 1.5mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 반사 기재의 두께가 0.1mm 미만일 경우에는 반사막으로써의 기능을 제대로 발휘하지 못하며, 그 두께가 너무 얇아 내구성 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 반사 기재의 두께가 1.5mm를 초과할 경우에는 두께 증가대비 더 이상의 효과 없이 제조 단가만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있을 뿐만 아니라, 경박 단소화에 역행하는 결과를 초래하므로 바람직하지 못하다.
반사 코팅물질은 반사 효율을 극대화하기 위해 무기 반사 코팅물질이 이용될 수 있다. 이때, 무기 반사 코팅 물질로는 산화티탄, 산화철, 알루미나, 산화마그네슘, 산화칼슘 및 산화아연 중 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다. 이와 달리, 반사 코팅물질은 반사에 유리한 백색 계열의 도료가 이용될 수도 있다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 자동차 내장재용 표피재는 표면 시트층의 내부에 균일하게 분산 배치된 적외선 투과 안료에 의해 외부 광이 표면 시트층의 내부에 입사되더라도 적외선 반사 안료에 의해 적외선이 흡수되지 않고 반사 또는 통과하게 되고, 통과된 적외선이 후면 반사층에 의해 반사되는 매커니즘에 의해 적외선 반사율을 극대화시켜 온도 상승을 억제할 수 있게 된다.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 자동차 내장재용 표피재는 온도의 상승 원인인 적외선을 반사시킬 수 있는 최적의 설계 구현을 위해, 표면 시트층의 내부에 분산 배치된 적외선 투과 안료에 의해 표면 시트층의 내부로 입사되는 적외선을 투과 반사시키고 표면 시트층 내부를 통과한 적외선을 표면 시트층의 하면에 배치된 후면 반사층을 통해 외부로 반사시킴으로써 65 ~ 70%의 적외선 반사율을 확보할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 자동차 내장재용 표피재는 적외선 투과 안료가 표면 시트층의 내부에 균일하게 분산 배치되는 구조를 가지므로, 적외선 투과 안료에 의해 표면 시트층의 내구성을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 일 변형예에 따른 자동차 내장재용 표피재를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 변형예에 따른 자동차 내장재용 표피재를 나타낸 단면도이다. 이때, 본 발명의 일 변형예 및 다른 변형예에 따른 자동차 내장재용 표피재는 안료로 적외선 투과 안료 대신 적외선 반사 안료를 사용하거나, 또는 안료로 적외선 투과 안료 및 적외선 반사 안료를 함께 사용한 것을 제외하고는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 실시예와 실질적으로 동일한 바 중복 설명은 생략하고 차이점에 대해서만 중점적으로 설명하도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 변형예에 따른 자동차 내장재용 표피재(200)는 안료로 적외선 투과 안료 대신 적외선 반사 안료(240)가 이용된다. 이때, 적외선 반사 안료(240)로는 녹색 안료, 갈색 안료 등에서 선택될 수 있다. 구체적으로, 적외선 반사 안료(240)로는 Ferro 사(社)의 V-775, V-778, 10399, Shepherd 사(社)의 10P922, 10P923, 10P950, Heubach 사(社)의 950, Tomatec 사(社)의 42-703A, 42-706A, 42-707A, 42-713A, Basf 사(社)의 L0086, K0095 등이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 변형예의 경우, 표면 시트층(220)의 내부에 균일하게 분산 배치된 적외선 반사 안료(240)에 의해 외부 광이 표면 시트층(220)의 내부에 입사되더라도 적외선 반사 안료(240)에 의해 적외선이 1차적으로 반사되고, 표면 시트층(220)의 내부를 통과한 적외선은 후면 반사층(260)에 의해 2차적으로 반사되는 매커니즘(mechanism)에 의해 온도 상승을 억제할 수 있게 된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 변형예에 따른 자동차 내장재용 표피재(300)의 경우, 표면 시트층(320)의 내부에 균일하게 분산 배치된 안료(340)로 적외선 투과 안료(342) 및 적외선 반사 안료(344)를 함께 사용하는 것에 의해 외부 광이 표면 시트층(320)의 내부에 입사되더라도 적외선 투과 안료(342) 및 적외선 반사 안료(344)에 의해 적외선이 1차적으로 투과 및 반사되고, 표면 시트층(320)의 내부를 통과한 적외선은 후면 반사층(360)에 의해 2차적으로 반사되는 매커니즘(mechanism)에 의해 온도 상승을 억제할 수 있게 된다.
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 내장재를 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자동차 내장재(400)는 표피재(410), 강도 보강층(420) 및 메인 기재층(430)을 포함한다.
표피재(410)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 본 발명의 실시예, 일 변형예 및 다른 변형예 중 어느 하나의 표피재와 실질적으로 동일한 것이 이용될 수 있다.
강도 보강층(420)은 표피재(410)의 하면에 배치된다. 이러한 강도 보강층(420)은 표피재(410)와 후술하는 메인 기재층(430) 사이에 배치된다. 이때, 강도 보강층(420)은 이종 소재 적층에 따른 소재 고유의 각기 다른 물성적 거동을 안정적으로 유지 가능하게 하는 추가적인 치수안정 효과를 구현함과 동시에, 내부 층간 박리 강도의 향상으로 인해 기계적 물성을 더욱 높이는 역할을 한다.
이러한 강도 보강층(420)은 0.4 ~ 0.6mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 강도 보강층(420)의 두께가 0.4mm 미만일 경우에는 적정 강도를 확보하는 것이 어려워 표피재(410)의 변형을 막아주는 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 강도 보강층(420)의 두께가 0.6mm를 초과할 경우에는 강도 확보에는 유리하나, 연성이 급격히 저하되어 곡면 성형성 확보에 어려움이 따를 수 있다.
이때, 강도 보강층(420)으로는 폴리카보네이트(polycarbonate), 나일론(nylon), 유리 섬유(glass fiber), 탄소 섬유(carbon fiber), 부직포, 베크라이트(Bakelite), 폴리페닐렌설파이드(poly phenylene sulfide), 금속(metal), 직물(fabric), 고무(rubber), 석재(stone) 등에서 선택된 1종 이상의 재질을 이용하는 것이 바람직하다.
메인 기재층(430)은 표피재(410) 및 강도 보강층(420)을 지지하는 역할을 한다. 이러한 메인 기재층(430)으로는 미리 사출 성형된 것이 적용될 수 있으며, 이 경우 자동차용 내장재(400)로서 주요 기능인 탈부착을 용이하게 하면서, 기계적 물성과 일차적인 치수안정 효과를 구현할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 자동차 내장재(400)에서, 메인 기재층(430)은 자동차 내장재(400)의 최하부에 배치되는 것으로, 메인 기재층(430)은 인서트 사출 등 다양한 방법에 의해 미리 사출 성형된 것일 수 있다.
이때, 메인 기재층(430)으로는 폴리아마이드(polyamide), 나일론(nylon), 폴리카보네이트(polycarbnate), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride), 폴리스티렌(polystyrene), 탄소 섬유(carbon fiber), 유리 섬유(glass fiber), 베크라이트(Bakelite), 폴리페닐렌설파이드(poly phenylene sulfide), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene) 등에서 선택된 1종 이상의 재질이 이용될 수 있다. 이때, 메인 기재층(430)으로 발포제를 이용한 발포 성형 공정을 거치지 아니한 비발포 기재를 사용함으로써, 보다 우수한 기계적 물성과 일차적인 치수안정 효과를 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 자동차 내장재(400)는 표피재(410)의 상면 상에 배치되는 표면 도장층(440)을 더 포함할 수 있다.
표면 도장층(440)은 표피재(410)의 상부에 형성되어, 자동차 내장재(400)의 외관을 고급스러운 질감으로 표현하는 역할을 한다.
이러한 표면 도장층(440)은 0.4 ~ 0.7mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 표면 도장층(440)의 두께가 0.4mm 미만일 경우에는 도막 두께가 얇아 고급 질감을 표현하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 표면 도장층(440)의 두께가 0.7mm를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 도막 두께만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.
이러한 표면 도장층(440)은 수성계 도료, 유성계 도료, 합성수지계 도료, 천연수지계 도료, 섬유소계 도료, 금속계 도료 및 금속산화물계 도료로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
구체적으로, 수성계 도료는 용제로 물을 사용하여 희석시키는 도료로서, 비닐 에멀젼, 밀크 카제인, 규산 소다 및 금속으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있고, 유성계 도료는 용제로 유기용제를 사용하여 희석시키는 도료로서, 보일유, 아마인유, 수지 바니시, 오일 바니시 및 오일 에나멜로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 합성수지계 도료는 합성수지를 착색제로 포함하는 도료로서, 폴리우레탄, (불포화)폴리에스터, 아크릴산, 아크릴레이트, 에폭시, 페놀, 멜라민, 요소, 폴리이소시아네이트, 에나멜 및 프탈산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있고, 천연수지계 도료는 천연수지를 착색제로 포함하는 도료로서, 래크(lac) 바니시, 댐머(damer) 바니시 또는 속건니스 등을 포함할 수 있고, 섬유소계 도료는 섬유소를 착색제로 포함하는 도료로서, 니트로셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스 또는 벤질셀룰로오스 등을 포함할 수 있다.
금속계 도료 또는 금속산화물계 도료는 금속 또는 금속산화물을 착색제로 포함하는 도료로서, 게르마늄(Ge), 산화하프늄(HfO2), 불화마그네슘(MgF2), 산화마그네슘(MgO2), 이산화규소(SiO2), 산화티타늄(TiO), 이산화티타늄(TiO2), 산화티타늄(Ti2O3), 산화탄탈륨(Ta2O5), 산화이트륨(Y2O3), 황화아연(ZnS) 및 이산화지르코늄(ZrO2), 니켈-크롬(50Ni-50Cr)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 자동차 내장재용 표피재 제조
실시예 1
0.7mm 두께의 폴리에스테르 부직포의 윗면에 TiO2를 50㎛의 두께로 코팅하고 건조하여 후면 반사층을 제조하였다.
다음으로, 액상의 폴리우레탄 100g에 자색 안료 1g을 첨가하고 교반시킨 혼합물을 후면 반사층 상에 0.4mm의 두께로 도포하고 건조시켜 자동차 내장재용 표피재를 제조하였다.
실시예 2
0.7mm 두께의 폴리에스테르 부직포의 윗면에 TiO2를 50㎛의 두께로 코팅하고 건조하여 후면 반사층을 제조하였다.
다음으로, 액상의 폴리우레탄 100g에 녹색 안료 1g을 첨가하고 교반시킨 혼합물을 후면 반사층 상에 0.4mm의 두께로 도포하고 건조시켜 자동차 내장재용 표피재를 제조하였다.
실시예 3
0.4mm 두께의 폴리에스테르 부직포의 윗면에 TiO2를 50㎛의 두께로 코팅하고 건조하여 후면 반사층을 제조하였다.
다음으로, 액상의 폴리우레탄 100g에 자색 안료 0.5g 및 녹색 안료 0.5g을 첨가하고 교반시킨 혼합물을 후면 반사층 상에 0.4mm의 두께로 도포하고 건조시켜 자동차 내장재용 표피재를 제조하였다.
실시예 4
0.9mm 두께의 폴리우레탄이 함침된 부직포의 윗면에 TiO2를 50㎛의 두께로 코팅하고 건조하여 후면 반사층을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 내장재용 표피재를 제조하였다.
실시예 5
1.2mm 두께의 폴리우레탄이 함침된 부직포의 윗면에 TiO2를 50㎛의 두께로 각각 코팅하고 건조하여 후면 반사층을 제조한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 자동차 내장재용 표피재를 제조하였다.
비교예 1
일반 카본블랙이 첨가된 0.4mm 두께의 폴리우레탄 인조가죽을 준비하였다.
비교예 2
액상의 폴리우레탄 100g에 백색 안료 3g을 첨가하고 교반시킨 혼합물을 PET 재질의 캐리어 기재 상에 0.5mm의 두께로 도포하고 건조시킨 후, 캐리어 기재를 제거하여 자동차 내장재용 표피재를 제조하였다.
2. 물성 평가
표 1은 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1 ~ 2 에 대한 물성 평가 결과를 나타낸 것이고, 도 6은 실시예 1 및 비교예 1에 대한 적외선 반사율을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
1) 내구성
내구성은 인장강도 및 인열강도 측정으로 기준 물성치와 비교하여 다음과 같이 평가하였다.
양호(O) : 기준 이상
불량(X) : 기준 미달
2) 적외선 반사율
스펙트로포토미터(Shimadzu사제 SolidSpec-3700 UV-VIS-NIR spectrophotometer)를 이용하여 적외선 반사율을 측정하였으며, 표 1에는 700 ~ 1,100nm의 특정파장 영역에서의 적외선 반사율에 대한 평균 값을 나타내었다.
[표 1]
Figure PCTKR2016015271-appb-I000001
표 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 실시예 1 ~ 5에 따라 제조된 자동차 내장재용 표피재의 경우, 내구성이 우수하였으며, 65% 이상의 적외선 반사율을 갖는 것을 확인하였다.
반면, 비교예 1의 경우에는 내구성은 만족하였지만, 적외선 반사율이 3.9%에 불과한 것을 확인하였다.
또한, 비교예 2의 경우에는 적외선 반사율은 우수하였으나, 내구성이 기준 물성에 만족하지 못하였다.
한편, 도 7은 실시예 1 및 비교예 1에 대한 특정 온도 도달 시간을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 실시예 1의 경우에는 50℃의 특정 온도까지 도달하는 시간이 50분이었으나, 비교예 1의 경우에는 50℃의 특정 온도까지 도달하는 시간이 20분에 불과하였다.
위의 결과를 토대로 알 수 있듯이, 실시예 1과 같이 안료 및 후면 반사층을 적용할 시, 온도 상승 억제 효과가 있다는 것을 확인하였다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 표면 시트층;
    상기 표면 시트층의 내부에 분산 배치된 안료; 및
    상기 표면 시트층의 하면에 배치되어, 상기 표면 시트층의 내부를 통과한 적외선을 반사시키는 후면 반사층;을 포함하며,
    상기 안료는 적외선을 투과시키는 적외선 투과 안료 및 적외선을 반사시키는 적외선 반사 안료 중 적어도 하나 이상을 포함하는 자동차 내장재용 표피재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표면 시트층은
    가죽, 탄소 섬유, 직물, 고무 및 합성고분자 시트 중 선택된 어느 하나를 포함하는 자동차 내장재용 표피재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 표면 시트층은
    0.2 ~ 0.8mm의 두께를 갖는 자동차 내장재용 표피재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 안료는
    상기 표면 시트층 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 5 중량부로 첨가된 자동차 내장재용 표피재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 후면 반사층은
    반사 기재와,
    상기 반사 기재에 코팅된 반사 코팅물질을 포함하는 자동차 내장재용 표피재.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반사 기재는
    직물, 부직포, 유리 섬유 종이(glass fiber paper) 및 펄프(pulp) 중 어느 하나를 포함하는 자동차 내장재용 표피재.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 반사 기재는
    0.1 ~ 1.5mm의 두께를 갖는 자동차 내장재용 표피재.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 반사 코팅물질은
    무기 반사 코팅물질 또는 백색 계열의 도료인 자동차 내장재용 표피재.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 무기 반사 코팅물질은
    산화티탄, 산화철, 알루미나, 산화마그네슘, 산화칼슘 및 산화아연 중 선택된 1종 이상을 포함하는 자동차 내장재용 표피재.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 자동차 내장재용 표피재는
    65 ~ 70%의 적외선 반사율을 갖는 자동차 내장재용 표피재.
  11. 제1항에 기재된 표피재;
    상기 표피재의 하면에 배치된 강도 보강층; 및
    상기 표피재 및 강도 보강층을 지지하는 메인 기재층;
    을 포함하는 자동차 내장재.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 자동차 내장재는
    상기 표피재 상에 배치된 표면 도장층을 더 포함하는 자동차 내장재.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 표면 도장층은
    합성수지계 도료, 수성계 도료, 유성계 도료, 섬유소계 도료, 천연수지계 도료, 금속계 도료, 금속계 도료 및 금속산화물계 도료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 자동차 내장재.
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