WO2018012799A1 - 자동차용 내장재 및 이의 제조방법 - Google Patents

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김병민
송은호
전성모
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Definitions

  • It relates to a vehicle interior and a method of manufacturing the same.
  • Automotive interior materials refer to a variety of materials used in various parts of the interior of the vehicle, for example, used in the center fascia (dasher fascia), dashboard (dash board), console box (instrument box), instrument panel (instrument panel) It refers to the resin molded article which becomes.
  • Such interior materials for automobiles are often exposed to an environment such as high heat or ultraviolet rays for a long time, and as a result, property degradation such as hardening, deformation, discoloration, or fading may occur. This may occur mainly due to the migration or volatilization of the components constituting the automotive interior material over time.
  • One embodiment of the present invention provides an automotive interior having excellent surface properties and gloss, and at the same time excellent adhesion even when exposed to high heat or ultraviolet light environment.
  • a surface layer comprising a first plasticizer and a thermoplastic resin; And a base layer which is a polyurethane (PU) foam including a second plasticizer and a tackifier. It provides a car interior material comprising a.
  • PU polyurethane
  • preparing a composition for forming a surface layer comprising a first plasticizer and a thermoplastic resin; Preparing a surface layer using the surface layer forming composition; Preparing a composition for forming a base layer comprising a second plasticizer, a tackifier, an aqueous solvent, a polyol compound, and an isocyanate compound; Applying the composition for forming a base layer on one surface of the surface layer; And chemically reacting the composition for forming the base layer to produce a base layer which is a polyurethane (PU) foam including a second plasticizer and a tackifier.
  • PU polyurethane
  • the automotive interior material may prevent migration or volatilization of components included therein, thereby preventing degradation of physical properties such as hardening, discoloration, and discoloration, and at the same time, excellent adhesive force.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a vehicle interior according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 schematically illustrates a step of preparing a surface layer from the composition for forming a surface layer according to an embodiment of the present invention.
  • thickness or size may be enlarged to clearly express a specific region.
  • thickness of a specific region may be exaggerated.
  • a surface layer comprising a first plasticizer and a thermoplastic resin; And a base layer which is a polyurethane (PU) foam including a second plasticizer and a tackifier. It provides a car interior material comprising a.
  • PU polyurethane
  • Figure 1 schematically shows a cross section of the interior material 100 for automobiles according to an embodiment of the present invention.
  • the automotive interior material 100 may include a base layer 10 and a surface layer 20, and specifically, the surface layer 20 may be located on one surface of the base layer 10. .
  • Automotive interior materials refer to a variety of materials used in various parts of the interior of the vehicle, for example, a center fascia, a dashboard, a console box, an instrument panel, a door It can be used as a resin material used for trim (Door trim) and the like.
  • the automotive interior material includes a plasticizer not only in the surface layer but also in the substrate layer, and specifically, includes a surface layer including the first plasticizer and a substrate layer including the second plasticizer, thereby preventing migration of the plasticizer. ) Can be improved. That is, the automotive interior material can prevent the plasticizer from being separated from the surface layer to the outside to lower the physical properties such as hardness and gloss of the automotive interior material.
  • the base layer of the interior material for automobiles is made of polyurethane (PU) foam, and the polyurethane (PU) foam may exhibit excellent adhesion with the surface layer without including a tackifier in principle, since it has adhesive force in principle.
  • PU polyurethane
  • the automotive interior material may include a tackifier together with the second plasticizer in the base layer to further improve adhesive force.
  • the base layer may have a lower adhesive force including a second plasticizer, but by using a tackifier with the polyurethane (PU) foam as the main component, the base layer may exhibit improved adhesive force at the same time.
  • PU polyurethane
  • the migration resistance of the plasticizer can be improved, and at the same time, excellent adhesion between the surface layer and the base layer can be maintained.
  • the tackifier may include one selected from the group consisting of rosin-based, hydrocarbon-based, terpene-based, and combinations thereof.
  • the tackifier may be dissolved in the second plasticizer and included in the polyurethane foam, thereby exhibiting excellent adhesive force. In addition, it exhibits excellent compatibility in relation to the thermoplastic resin contained in the surface layer, and can exhibit improved adhesion between the surface layer and the base layer.
  • the rosin-based tackifier may include one selected from the group consisting of a polymerized rosin, a polymerized rosin ester, a rosin derivative, and a combination thereof.
  • the hydrocarbon-based tackifier may include one selected from the group consisting of alicyclic saturated hydrocarbon resins, aliphatic hydrocarbon resins, and combinations thereof.
  • alicyclic saturated hydrocarbon resins aliphatic hydrocarbon resins
  • ARKON P-90 made by Arakawa Chemical
  • Quinton B-170 made by Nippon Xeon company
  • the tackifier may include about 1 to about 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the second plasticizer.
  • the tackifier included in the base layer is included in the content of the above range, it can be sufficiently dissolved in the second plasticizer and impart excellent adhesive force to the polyurethane foam. In addition, excellent compatibility can be exhibited in relation to the thermoplastic resin contained in the surface layer.
  • the automotive interior may include about 1 to about 150 parts by weight of the second plasticizer relative to 100 parts by weight of the first plasticizer, and specifically about 90 to about 140 parts by weight. More specifically, about 100 parts by weight of the second plasticizer may be included based on 100 parts by weight of the first plasticizer.
  • the first plasticizer and the second plasticizer in the weight ratio of the above range, it is possible to effectively prevent the plasticizer from deviating from the surface layer of the automotive interior material by the interaction of the surface layer and the base layer.
  • the base layer may include the second plasticizer of the content, together with the tackifier of the above-described content may exhibit excellent adhesion to the surface layer.
  • the first plasticizer and the second plasticizer are phthalate plasticizers, adipate plasticizers, phosphate plasticizers, trimellitate plasticizers, epoxy resins, respectively. It may include one selected from the group consisting of plasticizer, glycol plasticizer, fatty acid plasticizer, and combinations thereof.
  • the first plasticizer and the second plasticizer may each include a trimellitate-based plasticizer, and in this case, it may be more advantageous to exhibit improved migration resistance due to excellent thermal stability, and phthalate-free
  • a plasticizer it is possible to realize environmentally friendly effects by preventing the release of environmental hormones that are harmful to the human body.
  • the first plasticizer and the second plasticizer may include the same kind of plasticizer.
  • the first plasticizer and the second plasticizer may both include trimellitate ester plasticizers.
  • the plasticizer may be more advantageous for improving the migration resistance of the plasticizer, maintaining smooth surface properties, and effectively preventing deformation of the substrate layer.
  • the surface layer of the automotive interior may include a first plasticizer and a thermoplastic resin.
  • the first plasticizer may be included in about 10 to about 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin, for example about 90 to about 140 parts by weight. Since the first plasticizer is included in the content in the above range, it is easy to provide flexible physical properties together with the thermoplastic resin, and the low-temperature impact strength may be improved, and the inner plasticizer of the entire automotive interior material together with the second plasticizer of the base layer may be It may be beneficial to improve the planet.
  • the thermoplastic resin may include one selected from the group consisting of polyvinyl chloride (PVC), thermoplastic polyurethane (TPU), thermoplastic polyolefin (TPO), and combinations thereof.
  • PVC polyvinyl chloride
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • TPO thermoplastic polyolefin
  • the polyvinyl chloride (PVC) resin may be a homopolymer resin of vinyl chloride; Copolymer resins of vinyl chloride and other unit monomers; Or cross-linked polyvinyl chloride (PVC) resins.
  • the surface layer may include a crosslinked polyvinyl chloride (PVC) resin
  • the crosslinked polyvinyl chloride (PVC) resin refers to a resin in which polyvinyl chloride has a crosslinked structure.
  • PVC polyvinyl chloride
  • a plasticizer may be trapped in the crosslinked structure, thereby obtaining an advantage in that the plasticizer absorbency and performance preventing performance are improved.
  • the K-value of the thermoplastic resin included in the surface layer of the automotive interior material may be 30 to 80.
  • the 'K-value' is a value related to the intrinsic viscosity of the thermoplastic resin, also referred to as Fikentscher's K-value.
  • the K-value can be measured by the method of DIN EN ISO 1628-1.
  • thermoplastic resin When the K-value of the thermoplastic resin is less than about 30, it is difficult to ensure sufficient mechanical or thermal properties of the thermoplastic resin during the manufacturing of the surface layer, and there is a problem that the absorbency to the plasticizer is also lowered. When it is more than 80, there is a problem that the viscosity of the thermoplastic resin is excessively increased and the manufacturing process efficiency of the surface layer is lowered.
  • the degree of polymerization of the thermoplastic resin through the conversion table from the K-value.
  • the degree of polymerization of the vinyl chloride homopolymer resin refers to the number of vinyl chloride unit monomers constituting the resin by polymerization.
  • the degree of polymerization is less than the above range, there is a risk that the tensile strength and elongation may not satisfy the required physical properties, and when the degree of polymerization exceeds the above range, there may be a problem that the workability of the surface layer and the absorbency of the plasticizer are lowered.
  • the surface layer is prepared from the composition for forming a surface layer comprising the thermoplastic resin and the first plasticizer, wherein the composition for forming the surface layer is a pigment, a heat stabilizer, an antistatic agent, an antioxidant, a lubricant, a UV stabilizer, an impact, as necessary. It may include one or more additives such as reinforcing agents, processing aids and the like.
  • the base material layer of the automotive interior material may be a polyurethane (PU) foam including a second plasticizer and a tackifier.
  • the tackifier may be included in the amount of the above range with respect to 100 parts by weight of the second plasticizer
  • the second plasticizer may be included in the content of the above range relative to 100 parts by weight of the first plasticizer.
  • the polyurethane (PU) foam may be formed from a composition comprising the second plasticizer, the tackifier, an aqueous solvent, a polyol compound, and an isocyanate compound.
  • the chemical structure of the polyurethane (PU) is produced by the reaction of the hydroxyl group (-OH) of the polyol compound and the isocyanate group (-NCO) of the isocyanate compound.
  • the polyurethane (PU) foam can be prepared.
  • the polyol compound and the isocyanate compound may be selected and used without limitation as long as it is possible to form a polyurethane (PU) foam.
  • the aqueous solvent may specifically comprise water, which may act as a direct reactant to the formation of polyurethane (PU) foam.
  • PU polyurethane
  • composition for preparing the polyurethane (PU) foam may include one or more additives selected from reaction catalysts, bubble stabilizers, crosslinking agents, foaming agents, and the like.
  • the composition for preparing the polyurethane (PU) foam may include about 30 to about 70 parts by weight of the polyol compound based on 100 parts by weight of the isocyanate compound.
  • the polyol compound in the content of the above range it can react with the isocyanate compound to produce a foam having a foam structure suitable for automotive interior materials, it can be excellent compatibility with the second plasticizer and the tackifier. .
  • the polyurethane (PU) foam may have a density of about 80 kg / m 3 to about 250 kg / m 3, for example about 120 kg / m 3 to about 180 kg / m 3. Since the density of the polyurethane (PU) foam satisfies the above range, the base layer including the same may easily implement the effect of plasticizer migration resistance, and may be provided with appropriate flexibility and strength to the automotive interior material. In addition, it can exhibit excellent adhesion in relation to the surface layer.
  • the interior material for automobiles may include a laminated structure of the surface layer and the substrate layer, and specifically, may include a structure in which the surface layer is disposed on one surface of the substrate layer.
  • the surface layer and the substrate layer may have a thickness ratio of the surface layer to the substrate layer of about 1: 7 to about 2: 7, for example, about 1: 7 to about 1.5: 7.
  • the surface layer including the first plasticizer and the substrate layer including the second plasticizer and the tackifier satisfy the thickness ratio in the above range, the migration resistance of the plasticizer can be improved, and the laminated structure of the surface layer and the substrate layer Car interior materials including a can maintain a good state in hardness and gloss, and the like for a long time.
  • the adhesion between the surface layer and the substrate layer may exhibit improved interlayer adhesion.
  • the surface layer may have a thickness of about 1 mm to about 2 mm. Since the thickness of the surface layer satisfies the above range, it is possible to effectively prevent a phenomenon in which the plasticizer leaves the outside of the surface layer, and the manufacturing of the surface layer may be easy. In addition, it is easy to adhere to the base layer disposed on one surface of the surface layer, it is possible to implement a suitable thickness corresponding to the use of automotive interior materials.
  • compositions for forming a surface layer comprising a first plasticizer and a thermoplastic resin
  • Preparing a surface layer using the surface layer forming composition Preparing a composition for forming a base layer comprising a second plasticizer, a tackifier, an aqueous solvent, a polyol compound, and an isocyanate compound
  • Applying the composition for forming a base layer on one surface of the surface layer And chemically reacting the composition for forming the base layer to produce a base layer which is a polyurethane (PU) foam including a second plasticizer and a tackifier.
  • PU polyurethane
  • the manufacturing method of the automotive interior material can be manufactured for the automotive interior material as described above, including a plasticizer not only in the surface layer but also in the base material layer to improve the plasticizer's migration resistance to improve the physical properties such as surface hardness and gloss Long term can be maintained in excellent condition.
  • the substrate layer may include a tackifier to simultaneously exhibit excellent adhesive force between the surface layer and the substrate layer.
  • the tackifier may include one selected from the group consisting of rosin-based, hydrocarbon-based, terpene-based, and combinations thereof.
  • the tackifier may be dissolved in the second plasticizer and included in the polyurethane foam, thereby exhibiting excellent adhesive force.
  • it exhibits excellent compatibility in relation to the thermoplastic resin contained in the surface layer, and can exhibit improved adhesion between the surface layer and the base layer.
  • the tackifier may include about 1 to about 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the second plasticizer.
  • the tackifier included in the base layer is included in the content of the above range, it can be sufficiently dissolved in the second plasticizer and impart excellent adhesive force to the polyurethane foam. In addition, excellent compatibility can be exhibited in relation to the thermoplastic resin contained in the surface layer.
  • the automotive interior may include about 1 to about 150 parts by weight of the second plasticizer relative to 100 parts by weight of the first plasticizer, and specifically about 90 to about 140 parts by weight. More specifically, about 100 parts by weight of the second plasticizer may be included based on 100 parts by weight of the first plasticizer.
  • the base layer may include the tackifier together with the second plasticizer to exhibit excellent adhesion to the surface layer. For example, when about 100 parts by weight of the second plasticizer is included with respect to 100 parts by weight of the first plasticizer, such an effect may be maximized, and the automotive interior may secure excellent surface properties.
  • the manufacturing method of the automotive interior includes preparing a composition for forming a surface layer comprising a first plasticizer and a thermoplastic resin. Matters regarding each of the first plasticizer and the thermoplastic resin are as described above.
  • the first plasticizer and the thermoplastic resin may be mixed at about 60 ° C to about 140 ° C. If the temperature range is less than about 60 ° C., the thermoplastic resin and the first plasticizer may not secure sufficient fluidity, and thus the absorbency of the thermoplastic resin to the first plasticizer may be lowered. There may be a problem that the thermoplastic resin is pyrolyzed.
  • the thermoplastic resin may be polyvinyl chloride (PVC).
  • composition for forming the surface layer may include one or more additives such as pigments, heat stabilizers, antistatic agents, antioxidants, lubricants, UV stabilizers, impact modifiers, processing aids, and the like, as necessary.
  • the manufacturing method of the automotive interior material includes the step of preparing a surface layer using the composition for forming the surface layer.
  • the surface layer may be manufactured using a powder slush molding (PSM) method.
  • FIG. 2 schematically illustrates a step of preparing the surface layer by a powder slush molding (PSM) method using the composition for forming the surface layer.
  • PSM powder slush molding
  • manufacturing the surface layer using the PSM method may include preparing a mold 11 having a shape corresponding to the resulting surface shape of the surface layer; Heating the mold (11); Bonding a powder box (12) containing the composition for forming the surface layer to the mold (11); Rotating the mold 11 and the powder box 12 in a combined state so that the mold 11 and the powder box 12 are inverted vertically, and the surface layer forming composition is introduced into the heated mold 11; The mold 11 and the powder box 12 are rotated to be vertically inverted in a combined state to form a surface layer 10 having a predetermined thickness on one surface of the mold 11, and the remaining surface layer forming composition is again powder. Entering the box 12; Cooling the mold (11); And separating the surface layer 10 from the mold 11.
  • the surface layer is manufactured using the PSM method, even if the surface layer has a complicated surface shape, the surface layer may be precisely manufactured, and may be advantageous to realize a soft touch.
  • the manufacturing method of the automotive interior material includes preparing a composition for forming a base layer including a second plasticizer, a tackifier, a polyol compound, and an isocyanate compound.
  • preparing the composition for forming the base layer may include preparing a mixture of the second plasticizer, the tackifier, and the polyol compound; And it may include the step of mixing the isocyanate compound in the mixture. That is, the composition for forming the base layer may be prepared by dissolving the tackifier in the second plasticizer and mixing the polyol compound, followed by further mixing the isocyanate compound.
  • the tackifier dissolved in the second plasticizer is mixed well with the composition for forming the base layer by preferentially mixing the polyol compound, the second plasticizer and the tackifier. It may be mixed, and subsequently workability may be improved in the process of manufacturing the substrate layer.
  • the composition for forming the base layer may include at least one additive selected from a reaction catalyst, a bubble stabilizer, a crosslinking agent, a blowing agent, and the like.
  • the manufacturing method of the automotive interior material includes applying the composition for forming the base layer on one surface of the surface layer.
  • the method of applying the composition for forming the base layer on one surface of the surface layer may use a spray method.
  • the composition for forming the substrate layer is applied to satisfy these conditions, the workability of the coating is improved, and as a result, the surface layer including the first plasticizer and the substrate layer including the second plasticizer and the tackifier are By satisfying the thickness ratio of the range, the migration resistance of the plasticizer can be improved.
  • the adhesion between the surface layer and the substrate layer may exhibit improved interlayer adhesion.
  • the manufacturing method of the automotive interior material includes preparing a base layer including a second plasticizer, a tackifier, and a polyurethane (PU) foam by chemically reacting the composition for forming the base layer.
  • a base layer including a second plasticizer, a tackifier, and a polyurethane (PU) foam by chemically reacting the composition for forming the base layer.
  • PU polyurethane
  • the chemical reaction of the composition for forming the substrate layer may be a chemical reaction of the polyol compound and the isocyanate compound in the composition for forming the substrate layer, through which a polyurethane (PU) foam may be prepared.
  • PU polyurethane
  • Chemical reaction of the substrate layer-forming composition may occur at room temperature and atmospheric pressure.
  • the chemical reaction of the composition for forming the substrate layer occurs at room temperature and atmospheric pressure
  • the composition for forming the substrate layer may be foamed due to the heat of reaction by the chemical reaction, and as a result, the substrate layer may form a polyurethane (PU) foam.
  • PU polyurethane
  • the base layer may have an appropriate density, and may have a foam structure suitable for improving the migration resistance of the plasticizer in relation to the surface layer.
  • the 'room temperature' may be a temperature of about 20 °C to about 35 °C
  • the 'normal pressure' may be a pressure of about 0.8 atm to about 1.2 atm.
  • trimellitate plasticizer 100 parts by weight of trimellitate plasticizer is mixed as a first plasticizer with respect to 100 parts by weight of polyvinyl chloride (PVC) resin using a mixer at a temperature of 60 ° C, and heat stabilizer, lubricant and antioxidant are used as additives. Mixing to prepare a composition for forming a surface layer. Subsequently, the surface layer forming composition was processed by the PSM method to prepare a surface layer having a thickness of 1 mm.
  • PVC polyvinyl chloride
  • 10 parts by weight of trimellitate-based plasticizer was prepared as a second plasticizer of the same kind as the first plasticizer with respect to 100 parts by weight of the first plasticizer, and 30 parts by weight of the alicyclic saturated hydrocarbon resin based on 100 parts by weight of the second plasticizer as a tackifier.
  • Parts by weight are dissolved in a second plasticizer and mixed with a polyol compound comprising poly (oxypropylene glycol) to prepare a mixture, which is then added to the mixture with 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate.
  • the mixed isocyanate compound was added.
  • the composition for base layer formation containing 62 weight part of said polyol compounds with respect to 100 weight part of said isocyanate compounds with the said 2nd plasticizer and the said tackifier was prepared.
  • a 7 mm-thick base layer containing a polyurethane (PU) foam was prepared by simultaneously foaming the composition for forming the base layer on one surface of the surface layer at 25 ° C. at room temperature and 1 atmosphere of atmospheric pressure.
  • PU polyurethane
  • An automotive interior was manufactured in the same manner as in Example 1, except that 20 parts by weight of the second plasticizer was mixed with respect to 100 parts by weight of the first plasticizer.
  • the interior of the vehicle was manufactured in the same manner as in Example 1, except that 40 parts by weight of the second plasticizer was mixed with respect to 100 parts by weight of the first plasticizer.
  • the interior of the vehicle was manufactured in the same manner as in Example 1, except that 100 parts by weight of the second plasticizer was mixed with respect to 100 parts by weight of the first plasticizer.
  • the interior of the vehicle was manufactured in the same manner as in Example 4, except that 5 parts by weight of the tackifier was mixed with respect to 100 parts by weight of the second plasticizer.
  • the interior of the vehicle was manufactured in the same manner as in Example 4, except that 10 parts by weight of the tackifier was mixed with respect to 100 parts by weight of the second plasticizer.
  • An automotive interior was manufactured in the same manner as in Example 4, except that the tackifier was mixed in an amount of 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the second plasticizer.
  • a vehicle interior was manufactured in the same manner as in Example 4, except that the tackifier was mixed in an amount of 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the second plasticizer.
  • Example 2 An automotive interior was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the composition for forming the base layer did not include the second plasticizer and the tackifier.
  • An automotive interior material was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the composition for forming the base layer did not include the tackifier.
  • the automotive interior materials of the Examples and Comparative Examples were prepared to measure the initial weight, and the specimens were aged at a temperature of 120 ° C. and a condition of 500 hours.
  • one point indicates a state of oil migration due to severe migration, and two points indicate a slippery surface due to migration, and three points hardly migrate.
  • the surface shows a good state, and 4 points shows a state where the surface is excellent because migration of the plasticizer does not occur.
  • Examples 1-8 and Comparative Examples 1-2 show the results of measuring the content ratio of the first plasticizer and the second plasticizer, the surface hardness, the migration resistance, and the glossiness.
  • Examples 6 to 8 and Comparative Examples 1 to 2 are shown in Table 2.
  • Peel strength was measured by the interlayer adhesion when the surface layer and the base layer of the polyurethane foam (PU foam) were peeled by hand. Specifically, when the surface layer and the base layer are peeled off with both hands, the peel strength is measured when the adhesive force is weak and peeling occurs at the interface between the two layers and when the polyurethane foam as the base layer is torn off due to the strong adhesive force.
  • Examples 1 to 5 are shown in Table 1
  • Examples 6 to 8 and Comparative Examples 1 to 2 are shown in Table 2.
  • Example 1 Example 2
  • Example 3 Example 4
  • First plasticizer 100 parts by weight 100 parts by weight 100 parts by weight 100 parts by weight 100 parts by weight 100 parts by weight 100 parts by weight 100 parts by weight Second plasticizer (relative to 100 parts by weight of the first plasticizer) 10 parts by weight 20 parts by weight 40 parts by weight 100 parts by weight 100 parts by weight 100 parts by weight Tackifier (relative to 100 parts by weight of the second plasticizer) 30 parts by weight Left Left Left 5 parts by weight Surface hardness 50 46 41 35 36 Executeability (based on 4 points) 2 3 4 4 4 Glossiness 1.9 1.6 1.3 1.0 0.9 Peeling position 0 0 0 0 0 0 0
  • Example 6 Example 7
  • Example 8 Comparative Example 1 Comparative Example 2
  • First plasticizer 100 parts by weight 100 parts by weight 100 parts by weight 100 parts by weight 100 parts by weight 100 parts by weight 100 parts by weight Second plasticizer (relative to 100 parts by weight of the first plasticizer) 100 parts by weight 100 parts by weight 100 parts by weight 100 parts by weight ⁇ 10 parts by weight Tackifier (relative to 100 parts by weight of the second plasticizer) 10 parts by weight 20 parts by weight 50 parts by weight ⁇ ⁇ Surface hardness 36 35 34 57 51 Executeability (based on 4 points) 4 4 4 One 2 Glossiness 1.0 0.9 0.9 2.3 1.9 Peel Strength (kgf / in) 0 0 0 0 X
  • the interior material for automobiles includes a second plasticizer, it can be confirmed that the migration resistance is improved, the surface hardness and gloss does not increase more than a certain amount. .
  • the second plasticizer is included as in Comparative Example 2, the peeling strength with the PU base layer is lowered.
  • the interior material for automobiles has excellent peeling at the same time, even though the second plasticizer is included. It can be confirmed that the strength is maintained.

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Vehicle Interior And Exterior Ornaments, Soundproofing, And Insulation (AREA)

Abstract

제1 가소제 및 열가소성 수지를 포함하는 표면층; 및 제2 가소제 및 점착 부여제를 포함하는 폴리우레탄(PU) 발포체인 기재층; 을 포함하는 자동차용 내장재를 제공한다.

Description

자동차용 내장재 및 이의 제조방법
자동차용 내장재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
자동차용 내장재는 자동차 내부의 각종 부품에 사용되는 다양한 소재를 일컫는 것으로, 예를 들어 센터페시아(ceter fascia), 대시보드(dash board), 콘솔박스(console box), 인스트루먼트 패널(instrument panel) 등에 사용되는 수지 성형품을 일컫는 것이다. 이러한 자동차용 내장재는 높은 열 또는 자외선 등의 환경에 장시간 노출되는 일이 많고, 이로 인해 경질화, 변형, 변색 또는 퇴색 등의 물성 저하가 발생할 수 있다. 이는 주로, 자동차용 내장재를 구성하는 성분들이 사용 시간이 지남에 따라 이행(migration) 또는 휘발됨으로써 발생할 수 있다. 따라서, 장기간 높은 열 또는 자외선 등의 환경에 노출되더라도 자동차 내장재의 물성이 저하되지 않고, 표면 물성 또는 광택 등을 우수하게 유지하기 위하여 자동차용 내장재를 구성하는 성분들의 이행 또는 휘발을 방지하는 것이 자동차의 실내 분위기 및 각 부품의 기능성 유지에 있어서 중요한 문제이다.
또한, 자동차용 내장재의 점착력을 유지하는 것이 품질 경쟁력에 있어서 중요하다.
본 발명의 일 구현예는 장기간 높은 열 또는 자외선 등의 환경에 노출되더라도 우수한 표면 물성 및 광택을 유지하고, 동시에 우수한 점착력을 가지는 자동차용 내장재를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 제1 가소제 및 열가소성 수지를 포함하는 표면층; 및 제2 가소제 및 점착 부여제를 포함하는 폴리우레탄(PU) 발포체인 기재층; 을 포함하는 자동차용 내장재를 제공한다.
본 발명의 다른 구현 예에서, 제1 가소제 및 열가소성 수지를 포함하는 표면층 형성용 조성물을 제조하는 단계; 상기 표면층 형성용 조성물을 이용하여 표면층을 제조하는 단계; 제2 가소제, 점착 부여제, 수성 용매, 폴리올 화합물 및 이소시아네이트 화합물을 포함하는 기재층 형성용 조성물을 제조하는 단계; 상기 표면층의 일면에 상기 기재층 형성용 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 기재층 형성용 조성물을 화학 반응시켜 제2 가소제, 점착 부여제를 포함하는 폴리우레탄(PU) 발포체인 기재층을 제조하는 단계를 포함하는 자동차용 내장재의 제조방법를 제공한다.
상기 자동차용 내장재는 이에 포함되는 성분들의 이행(migration) 또는 휘발을 방지함으로써, 경질화, 변색 및 퇴색 등의 물성 저하를 방지하고, 동시에 우수한 점착력을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 자동차용 내장재의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따라 표면층 형성용 조성물로부터 표면층을 제조하는 단계를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
도면에서 특정 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께나 크기를 확대하여 나타낼 수 있다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 특정 영역의 두께를 과장되게 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 제1 가소제 및 열가소성 수지를 포함하는 표면층; 및 제2 가소제 및 점착 부여제를 포함하는 폴리우레탄(PU) 발포체인 기재층; 을 포함하는 자동차용 내장재를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 자동차용 내장재(100)의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 1을 참조할 때, 상기 자동차용 내장재(100)은 기재층(10) 및 표면층(20)을 포함하며, 구체적으로 상기 표면층(20)은 상기 기재층(10)의 일면에 위치할 수 있다.
자동차용 내장재는 자동차 내부의 각종 부품에 사용되는 다양한 소재를 일컫는 것으로, 예를 들어 센터페시아(ceter fascia), 대시보드(dash board), 콘솔박스(console box), 인스트루먼트 패널(instrument panel), 도어 트림(Door trim) 등에 사용되는 수지재로 이용될 수 있다.
상기 자동차용 내장재는 상기 표면층에 뿐만 아니라 상기 기재층에도 가소제를 함께 포함하여, 구체적으로 상기 제1 가소제를 포함하는 표면층 및 상기 제2 가소제를 포함하는 기재층을 포함함으로써 가소제의 내이행성(migration resistance)을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 자동차용 내장재는 가소제가 표면층으로부터 외부로 이탈되어 상기 자동차 내장재의 경도 및 광택 등의 물성을 저하시키는 것을 방지할 수 있다.
상기 자동차용 내장재의 기재층은 폴리우레탄(PU) 발포체로 이루어지고, 폴리우레탄(PU) 발포체는 원칙적으로 점착력을 가지므로 별도의 점착 부여제를 포함하지 않고도, 표면층과 우수한 밀착력을 나타낼 수 있다.
상기 자동차용 내장재는 기재층에 상기 제2 가소제와 함께 점착 부여제를 포함하여, 점착력을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 기재층은 제 2 가소제를 포함하여 점착력이 떨어질 수 있으나, 상기 폴리우레탄(PU) 발포체를 주재로 하면서 점착 부여제를 함께 사용함에 따라 제2 가소제를 사용하면서 동시에 향상된 점착력을 나타낼 수 있다.
따라서, 상기 자동차용 내장재 표면층의 제1 가소제와 기재층의 제2 가소제 및 점착 부여제를 함께 사용함으로써 가소제의 내이행성을 향상시키고, 동시에 표면층과 기재층간의 우수한 점착력을 유지할 수 있다.
구체적으로, 상기 점착 부여제는 로진계, 탄화수소계, 테르펜계 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 상기 점착 부여제는 상기 제2 가소제에 용해되고, 상기 폴리우레탄 발포체에 포함됨으로써, 우수한 점착력을 나타낼 수 있다. 또한, 표면층에 포함되는 열가소성 수지와의 관계에서 우수한 상용성을 나타내어, 표면층과 기재층간의 향상된 밀착력을 나타낼 수 있다. 구제적으로, 로진계 점착 부여제는 중합 로진, 중합 로진 에스테르, 로진 유도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 탄화수소계 점착 부여제는 지환족 포화 탄화수소 수지, 지방족계 탄화수소 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 예를들어, 지환족 포화 탄화수소 수지인 ARKON P-90(아라카와 화학 제조), 지방족계 탄화수소 수지인 퀸톤 B-170 (닛폰 제온사 제조) 등이 있다.
상기 점착 부여제는 상기 제2 가소제 100 중량부 대비 약 1 내지 약 60 중량부를 포함할 수 있다. 상기 기재층 내에 포함된 상기 점착 부여제가 상기 범위의 함량으로 포함됨으로써, 제2 가소제에 충분히 용해되고 상기 폴리우레탄 발포체에 우수한 점착력을 부여할 수 있다. 또한, 표면층에 포함되는 열가소성 수지와의 관계에서 우수한 상용성을 나타낼 수 있다.
상기 자동차용 내장재는 상기 제1 가소제 100 중량부 대비 상기 제2 가소제를 약 1 내지 약 150 중량부를 포함할 수 있고, 구체적으로 약 90 내지 약 140 중량부를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로는, 상기 제1 가소제 100 중량부에 대하여 상기 제2 가소제를 약 100 중량부 포함할 수 있다. 상기 제1 가소제 및 상기 제2 가소제가 상기 범위의 중량비로 포함됨으로써 상기 표면층 및 상기 기재층의 상호 작용에 의하여 상기 자동차용 내장재의 표면층에서 가소제가 이탈되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 가소제 100 중량부에 대하여 상기 제2 가소제가 약 100 중량부 포함되는 경우 이러한 효과가 극대화될 수 있으며, 상기 자동차용 내장재가 우수한 표면 물성을 확보할 수 있다. 또한, 상기 기재층은 상기 함량의 제2 가소제를, 전술한 함량의 상기 점착 부여제와 함께 포함하여 상기 표면층에 우수한 점착력을 나타낼 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 가소제 및 상기 제2 가소제는 각각 프탈레이트계(Phthalates) 가소제, 아디페이트계(Adiphates) 가소제, 포스페이트계(Phosphates) 가소제, 트리멜리테이트계(Trimellitates) 가소제, 에폭시계(Epoxy) 가소제, 글라이콜계(Glycol) 가소제, 지방산계(Aliphates) 가소제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 가소제 및 상기 제2 가소제는 각각 트리멜리테이트계 가소제를 포함할 수 있고, 이 경우 열 안정성이 우수하여 향상된 내이행성을 나타내는데 보다 유리할 수 있으며, 프탈레이트-프리(phthalate-free) 가소제를 사용함으로서 인체에 유해한 환경 호르몬의 방출을 방지하여 친환경적인 효과를 구현할 수 있다.
상기 제1 가소제와 상기 제2 가소제는 동일한 종류의 가소제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 가소제 및 상기 제2 가소제는 모두 트리멜리테이트 에스테르계 가소제를 포함할 수 있다.
상기 표면층 및 상기 기재층이 각각 동종의 가소제인 제1 가소제 및 제2 가소제를 포함하는 경우, 상기 두 층이 적층된 구조체를 자동차용 내장재에 적용할 때, 서로 상이한 종류의 가소제를 포함하는 경우에 비하여 가소제의 내이행성 향상에 보다 유리할 수 있고, 부드러운 표면 물성을 잘 유지하며 기재층의 변형을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 자동차용 내장재의 표면층은 제1 가소제 및 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 가소제는 상기 열가소성 수지 100 중량부 대비 약 10 내지 약 200 중량부 포함될 수 있고, 예를 들어 약 90 내지 약 140 중량부 포함될 수 있다. 상기 제1 가소제가 상기 범위의 함량으로 포함됨으로써 상기 열가소성 수지와 함께 유연한 물성을 부여하기에 용이하고 저온 충격 강도를 향상시킬 수 있으며, 상기 기재층의 제2 가소제와 함께 자동차용 내장재 전체의 가소제 내이행성을 향상시키는데 유리할 수 있다.
상기 열가소성 수지는 폴리염화비닐(PVC), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 열가소성 폴리올레핀(TPO) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리염화비닐(PVC) 수지는 염화비닐(Vinyl chloride)의 단독 중합 수지; 염화비닐 및 다른 단위 단량체의 공중합 수지; 또는 가교된 폴리염화비닐(PVC) 수지를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 표면층은 가교된 폴리염화비닐(PVC) 수지를 포함할 수 있고, 상기 가교된 폴리염화비닐(PVC) 수지는 폴리염화비닐이 서로 가교 구조를 형성한 수지를 의미한다. 상기 표면층이 가교된 폴리염화비닐(PVC) 수지를 포함하는 경우에는 가교 구조 내에 가소제가 트랩(trap)될 수 있고, 이로써 가소제의 흡수성 및 이행 방지 성능이 향상되는 장점을 얻을 수 있다.
상기 자동차용 내장재의 표면층에 포함된 상기 열가소성 수지의 K-값(K-value)는 30 내지 80일 수 있다. 상기 'K-값(K-value)'은 열가소성 수지의 고유 점성도(intrinsic viscosity)에 관한 값으로 피켄처의 K-값(Fikentscher's K-value)이라고도 한다. 상기 K-값은 DIN EN ISO 1628-1의 방법으로 측정 할 수 있다.
상기 열가소성 수지의 K-값(K-value)이 약 30 미만인 경우에는 상기 표면층의 제조 과정에서 상기 열가소성 수지가 충분한 기계적 또는 열적 물성을 확보하기 어렵고, 가소제에 대한 흡수성도 저하하는 문제가 있으며, 약 80 초과인 경우에는 상기 열가소성 수지의 점도가 지나치게 증가하여 표면층의 제조 공정 효율이 저하되는 문제가 있다.
또한 상기 K-값으로부터 환산표를 통해 열가소성 수지의 중합도를 도출할 수도 있다. 예를 들어, 상기 열가소성 수지 중 하나인, 폴리염화비닐(PVC) 수지가 염화비닐의 단독 중합 수지를 포함하는 경우 이의 중합도(degree of polymerization)는 약 1,000 내지 약 2,000일 수 있고, 예를 들어 약 1,000 내지 약 1,600일 수 있다. 상기 염화비닐 단독 중합 수지의 중합도(degree of polymerization)란 중합에 의해 수지를 구성하는 염화비닐 단위 단량체의 수를 나타낸다. 상기 중합도가 상기 범위 미만인 경우에는 인장 강도 및 신율이 요구되는 물성을 만족하지 못할 우려가 있고, 상기 범위 초과인 경우에는 상기 표면층의 가공성 및 가소제의 흡수성이 저하되는 문제가 생길 수 있다.
상기 표면층은 상기 열가소성 수지 및 상기 제1 가소제를 포함하는 표면층 형성용 조성물로부터 제조되며, 이때 상기 표면층 형성용 조성물은 필요에 따라, 안료, 열안정제, 대전방지제, 산화방지제, 활제, UV 안정제, 충격보강제, 가공조제 등과 같은 첨가제를 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 자동차용 내장재의 기재층은 제2 가소제 및 점착 부여제를 포함하는 폴리우레탄(PU) 발포체일 수 있다. 이때, 상기 점착 부여제는 상기 제2 가소제 100 중량부 대비 전술한 범위의 함량으로 포함될 수 있으며, 상기 제2 가소제는 상기 제1 가소제 100 중량부 대비 전술한 범위의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 폴리우레탄(PU) 발포체는 상기 제2 가소제, 상기 점착 부여제, 수성 용매, 폴리올 화합물 및 이소시아네이트 화합물을 포함하는 조성물로부터 형성될 수 있다.
일반적으로, 폴리우레탄(PU)의 화학 구조는 폴리올 화합물의 히드록시기(-OH)와 이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기(-NCO)가 반응하여 생성되는 것으로서, 폴리올 화합물 및 이소시아네이트 화합물을 포함하는 상기 조성물을 발포시킴으로써 상기 폴리우레탄(PU) 발포체가 제조될 수 있다.
상기 폴리올 화합물 및 상기 이소시아네이트 화합물은 폴리우레탄(PU) 발포체의 형성이 가능한 것이라면 제한되지 아니하고 선택하여 사용될 수 있다.
상기 수성 용매는 구체적으로 물을 포함할 수 있고, 상기 물은 폴리우레탄(PU) 발포체의 형성에 직접적인 반응물로 작용할 수 있다.
상기 폴리우레탄(PU) 발포체를 제조하기 위한 조성물은 반응촉매, 기포안정제, 가교제, 발포제 등으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 폴리우레탄(PU) 발포체를 제조하기 위한 조성물은 상기 이소시아네이트 화합물 100 중량부에 대하여 상기 폴리올 화합물을 약 30 내지 약 70 중량부 포함할 수 있다. 상기 폴리올 화합물이 상기 범위의 함량으로 포함됨으로써 상기 이소시아네이트 화합물과 반응하여 자동차용 내장재에 적합한 발포 구조를 갖는 발포체를 제조할 수 있고, 상기 제2 가소제 및 상기 점착 부여제와의 상용성도 우수할 수 있다.
상기 폴리우레탄(PU) 발포체는 밀도가 약 80 kg/㎥ 내지 약 250 kg/㎥ 일 수 있고, 예를 들어 약 120 kg/㎥ 내지 약 180 kg/㎥일 수 있다. 상기 폴리우레탄(PU) 발포체의 밀도가 상기 범위를 만족함으로써 이를 포함하는 상기 기재층이 가소제 내이행성의 효과를 구현하기 용이하며, 상기 자동차용 내장재에 적절한 유연성 및 강도를 함께 부여할 수 있다. 또한, 표면층과의 관계에서 우수한 점착력을 나타낼 수 있다.
상기 자동차용 내장재는 상기 표면층 및 상기 기재층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 구체적으로 상기 기재층의 일면에 상기 표면층이 배치된 구조체를 포함할 수 있다. 이때, 상기 표면층 및 상기 기재층은 표면층 : 기재층의 두께비가 약 1 : 7 내지 약 2 : 7일 수 있고, 예를 들어 약 1 : 7 내지 약 1.5 : 7일 수 있다. 상기 제1 가소제를 포함하는 표면층 및 상기 제2 가소제 및 상기 점착 부여제를 포함하는 기재층이 상기 범위의 두께비를 만족함으로써 가소제의 내이행성이 향상될 수 있고, 상기 표면층 및 상기 기재층의 적층 구조체를 포함하는 자동차용 내장재가 경도 및 광택 등에 있어서 우수한 상태를 장기간 유지할 수 있다. 또한, 상기 표면층과 기재층간의 우수한 점착력으로 향상된 층간 밀착력을 나타낼 수 있다.
상기 표면층의 두께는 약 1㎜ 내지 약 2㎜일 수 있다. 상기 표면층의 두께가 상기 범위를 만족함으로써 가소제가 표면층의 외부로 이탈되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있고, 상기 표면층의 제조가 용이할 수 있다. 또한, 상기 표면층의 일면에 배치된 기재층과의 점착이 용이하고, 자동차용 내장재의 용도에 부합하는 적절한 두께를 구현할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는, 제1 가소제 및 열가소성 수지를 포함하는 표면층 형성용 조성물을 제조하는 단계; 상기 표면층 형성용 조성물을 이용하여 표면층을 제조하는 단계; 제2 가소제, 점착 부여제, 수성 용매, 폴리올 화합물 및 이소시아네이트 화합물을 포함하는 기재층 형성용 조성물을 제조하는 단계; 상기 표면층의 일면에 상기 기재층 형성용 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 기재층 형성용 조성물을 화학 반응시켜 제2 가소제, 점착 부여제를 포함하는 폴리우레탄(PU) 발포체인 기재층을 제조하는 단계를 포함하는 자동차용 내장재의 제조방법을 제공한다.
상기 자동차용 내장재의 제조방법을 통하여 전술한 바와 같은 자동차용 내장재를 제조할 수 있으며, 상기 표면층에 뿐만 아니라 상기 기재층에도 가소제를 포함하여 가소제의 내이행성을 향상시켜 표면 경도 및 광택 등의 물성을 우수한 상태로 장기간 유지할 수 있다. 그리고, 상기 기재층은 점착 부여제를 포함하여, 상기 표면층 및 상기 기재층간의 우수한 점착력을 동시에 나타낼 수 있다.
구체적으로, 상기 점착 부여제는 로진계, 탄화수소계, 테르펜계 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 상기 점착 부여제는 상기 제2 가소제에 용해되고, 상기 폴리우레탄 발포체에 포함됨으로써, 우수한 점착력을 나타낼 수 있다. 또한, 표면층에 포함되는 열가소성 수지와의 관계에서 우수한 상용성을 나타내어, 표면층과 기재층간의 향상된 밀착력을 나타낼 수 있다.
상기 점착 부여제는 상기 제2 가소제 100 중량부 대비 약 1 내지 약 60 중량부를 포함할 수 있다. 상기 기재층 내에 포함된 상기 점착 부여제가 상기 범위의 함량으로 포함됨으로써, 제2 가소제에 충분히 용해되고 상기 폴리우레탄 발포체에 우수한 점착력을 부여할 수 있다. 또한, 표면층에 포함되는 열가소성 수지와의 관계에서 우수한 상용성을 나타낼 수 있다.
상기 자동차용 내장재는 상기 제1 가소제 100 중량부 대비 상기 제2 가소제를 약 1 내지 약 150 중량부를 포함할 수 있고, 구체적으로 약 90 내지 약 140 중량부를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로는, 상기 제1 가소제 100 중량부에 대하여 상기 제2 가소제를 약 100 중량부 포함할 수 있다. 상기 제1 가소제 및 상기 제2 가소제가 상기 범위의 중량비로 포함됨으로써 상기 표면층 및 상기 기재층의 상호 작용에 의하여 상기 자동차용 내장재의 표면층에서 가소제가 이탈되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 기재층은 상기 제2 가소제와 함께 상기 점착 부여제를 포함하여 상기 표면층에 우수한 점착력을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 가소제 100 중량부에 대하여 상기 제2 가소제가 약 100 중량부 포함되는 경우 이러한 효과가 극대화될 수 있으며, 상기 자동차용 내장재가 우수한 표면 물성을 확보할 수 있다.
상기 자동차용 내장재의 제조방법은 제1 가소제 및 열가소성 수지를 포함하는 표면층 형성용 조성물을 제조하는 단계를 포함한다. 상기 제1 가소제 및 상기 열가소성 수지 각각에 관한 사항은 전술한 바와 같다.
상기 단계에서, 상기 제1 가소제 및 상기 열가소성 수지는 약 60℃ 내지 약 140℃에서 혼합될 수 있다. 상기 온도 범위가 약 60℃ 미만인 경우에는 열가소성 수지와 제1 가소제가 충분한 유동성을 확보하지 못하여 상기 열가소성 수지의 상기 제1 가소제에 대한 흡수성이 저하되는 문제가 있고, 약 140℃를 초과하는 경우에는 상기 열가소성 수지가 열분해되는 문제가 생길 수 있다. 예를 들어, 상기 열가소성 수지는 폴리염화비닐(PVC)일 수 있다.
또한, 상기 표면층 형성용 조성물은 필요에 따라, 안료, 열안정제, 대전방지제, 산화방지제, 활제, UV 안정제, 충격보강제, 가공조제 등과 같은 첨가제를 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 자동차용 내장재의 제조방법은 상기 표면층 형성용 조성물을 이용하여 표면층을 제조하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 표면층은 파우더 슬러쉬 몰딩(PSM, Powder Slush Molding) 공법을 이용하여 제조될 수 있다.
도 2는 상기 표면층 형성용 조성물을 이용하여 파우더 슬러쉬 몰딩(PSM, Powder Slush Molding) 공법으로 상기 표면층을 제조하는 단계를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2를 참조할 때, 구체적으로, 상기 PSM 공법을 이용하여 상기 표면층을 제조하는 단계는 상기 표면층의 결과적인 표면 형상에 대응되는 형상을 갖는 금형(11)을 마련하는 단계; 상기 금형(11)을 가열하는 단계; 상기 표면층 형성용 조성물이 포함된 파우더 박스(powder box, 12)를 상기 금형(11)에 결합시키는 단계; 상기 금형(11) 및 상기 파우더 박스(12)를 결합된 상태로 상하 반전되도록 회전하여 상기 표면층 형성용 조성물이 가열된 금형(11) 내부에 투입되는 단계; 상기 금형(11) 및 상기 파우더 박스(12)를 결합된 상태로 상하 반전되도록 회전하여 상기 금형(11)의 일면에 소정의 두께를 갖는 표면층(10)이 형성되고 남은 표면층 형성용 조성물은 다시 파우더 박스(12)로 투입되는 단계; 상기 금형(11)을 냉각하는 단계; 및 상기 표면층(10)을 상기 금형(11)으로부터 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 표면층이 PSM 공법을 이용하여 제조됨으로써 복잡한 표면 형상을 갖는 경우에도 정교하게 제조될 수 있고, 부드러운 감촉을 구현하기에 유리할 수 있다.
상기 자동차용 내장재의 제조방법은 제2 가소제, 점착 부여제, 폴리올 화합물 및 이소시아네이트 화합물을 포함하는 기재층 형성용 조성물을 제조하는 단계를 포함한다.
구체적으로, 상기 기재층 형성용 조성물을 제조하는 단계는, 상기 제2 가소제, 상기 점착 부여제 및 상기 폴리올 화합물의 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물에 상기 이소시아네이트 화합물을 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 상기 기재층 형성용 조성물은 상기 제2 가소제에 상기 점착 부여제를 용해시키고, 상기 폴리올 화합물을 혼합한 후에, 상기 이소시아네이트 화합물을 추가적으로 혼합하여 제조될 수 있다.
상기 이소시아네이트 화합물은 비교적 반응성이 크고 점도가 높기 때문에, 상기 폴리올 화합물, 상기 제2 가소제 및 점착 부여제를 우선적으로 혼합함으로써 상기 제2 가소제에 용해된 상기 점착 부여제가 상기 기재층 형성용 조성물에 전체적으로 잘 혼합될 수 있고, 후속하여 상기 기재층을 제조하는 과정에서 가공성이 향상될 수 있다.
상기 기재층 형성용 조성물은 반응촉매, 기포안정제, 가교제, 발포제 등으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 자동차용 내장재의 제조방법은 상기 표면층의 일면에 상기 기재층 형성용 조성물을 도포하는 단계를 포함한다. 상기 표면층의 일면에 상기 기재층 형성용 조성물을 도포하는 방법은 분사(spray) 방법을 이용할 수 있다.
이때, 상기 기재층 형성용 조성물은 이로부터 형성된 기재층과 상기 표면층은 표면층 : 기재층 = 약 1 : 7 내지 약 2 : 7의 두께비를 만족하도록 도포될 수 있고, 예를 들어 약 1 : 7 내지 약 1.5 : 7의 두께비를 만족하도록 도포될 수 있다. 상기 기재층 형성용 조성물이 이러한 조건을 만족하도록 도포되는 경우에 도포의 가공성이 향상되며, 결과적으로 상기 제1 가소제를 포함하는 표면층 및 상기 제2 가소제 및 상기 점착 부여제를 포함하는 기재층이 상기 범위의 두께비를 만족함으로써 가소제의 내이행성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 표면층과 기재층간의 우수한 점착력으로 향상된 층간 밀착력을 나타낼 수 있다.
상기 자동차용 내장재의 제조방법은 상기 기재층 형성용 조성물을 화학 반응시켜 제2 가소제, 점착 부여제 및 폴리우레탄(PU) 발포체를 포함하는 기재층을 제조하는 단계를 포함한다.
구체적으로, 상기 기재층 형성용 조성물의 화학 반응은 상기 기재층 형성용 조성물 내의 폴리올 화합물 및 이소시아네이트 화합물의 화학 반응일 수 있고, 이를 통해 폴리우레탄(PU) 발포체가 제조될 수 있다.
상기 기재층 형성용 조성물의 화학 반응은 상온 및 상압에서 일어날 수 있다. 상기 기재층 형성용 조성물의 화학 반응은 상온 및 상압에서 일어나지만, 상기 화학 반응에 의한 반응열로 인하여 상기 기재층 형성용 조성물이 발포될 수 있고, 결과적으로 상기 기재층이 폴리우레탄(PU) 발포체를 포함할 수 있다. 이로써 상기 기재층은 적절한 밀도를 확보할 수 있으며, 상기 표면층과의 관계에서 가소제의 내이행성을 향상시키기에 적합한 발포 구조를 가질 수 있다. 이때, 상기 '상온'은 약 20℃ 내지 약 35℃의 온도일 수 있고, 상기 '상압'은 약 0.8 기압 내지 약 1.2 기압의 압력일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
실시예 1
60℃의 온도에서 혼합기(mixer)를 이용하여 폴리염화비닐(PVC) 수지 100 중량부에 대하여, 제1 가소제로서 트리멜리테이트계 가소제 100 중량부를 혼합하고, 첨가제로서 열안정제, 활제 및 산화방지제를 혼합하여 표면층 형성용 조성물을 제조하였다. 이어서, 상기 표면층 형성용 조성물을 PSM 공법으로 가공하여 1㎜ 두께의 표면층을 제조하였다.
상기 제1 가소제 100 중량부에 대하여 상기 제1 가소제와 동일한 종류의 제2 가소제로서 트리멜리테이트계 가소제 10 중량부를 마련하고, 점착 부여제로 지환족 포화 탄화수소 수지를 제2 가소제 100 중량부를 기준으로 30 중량부를 제2 가소제에 용해시키고, 이를 폴리(옥시프로필렌글리콜)을 포함하는 폴리올 화합물과 혼합하여 혼합물을 제조한 후에, 상기 혼합물에 2,4-톨리렌 디이소시아네이트 및 2,6-톨리렌 디이소시아네이트가 혼합된 이소시아네이트 화합물을 첨가하였다. 이로써, 상기 제2 가소제 및 상기 점착 부여제와 함께, 상기 이소시아네이트 화합물 100 중량부에 대하여, 상기 폴리올 화합물 62 중량부를 포함하는 기재층 형성용 조성물을 제조하였다.
이어서, 상기 기재층 형성용 조성물을 상기 표면층 일면에 25℃의 상온 및 1기압 상압 조건에서 도포와 동시에 발포함으로써 폴리우레탄(PU) 발포체를 포함하는 7㎜ 두께의 기재층을 제조하였다. 이로써, 상기 기재층 및 상기 표면층이 적층된 구조체를 포함하는 자동차용 내장재를 제조하였다.
실시예 2
상기 제1 가소제 100 중량부에 대하여 상기 제2 가소제가 20 중량부 혼합되는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 자동차용 내장재를 제조하였다.
실시예 3
상기 제1 가소제 100 중량부에 대하여 상기 제2 가소제가 40 중량부 혼합되는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 자동차용 내장재를 제조하였다.
실시예 4
상기 제1 가소제 100 중량부에 대하여 상기 제2 가소제가 100 중량부 혼합되는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 자동차용 내장재를 제조하였다.
실시예 5
상기 제2 가소제 100 중량부에 대하여 상기 상기 점착 부여제가 5 중량부 혼합되는 것을 제외하고, 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 자동차용 내장재를 제조하였다.
실시예 6
상기 제2 가소제 100 중량부에 대하여 상기 상기 점착 부여제가 10 중량부 혼합되는 것을 제외하고, 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 자동차용 내장재를 제조하였다.
실시예 7
상기 제2 가소제 100 중량부에 대하여 상기 상기 점착 부여제가 20 중량부 혼합되는 것을 제외하고, 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 자동차용 내장재를 제조하였다.
실시예 8
상기 제2 가소제 100 중량부에 대하여 상기 상기 점착 부여제가 50 중량부 혼합되는 것을 제외하고, 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 자동차용 내장재를 제조하였다.
비교예 1
상기 기재층 형성용 조성물이 상기 제2 가소제 및 상기 점착 부여제를 포함하지 않는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 자동차용 내장재를 제조하였다.
비교예 2
상기 기재층 형성용 조성물이 상기 점착 부여제를 포함하지 않는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 자동차용 내장재를 제조하였다.
<평가>
실험예 1. 표면경도의 측정
상기 실시예 및 상기 비교예의 자동차용 내장재를 제조한 직후 및 이후 120℃의 온도 및 500시간의 조건에서 내열 노화시킨 후 상온에서 하루 방치하고 이후에 쇼어(shore) A 경도계를 이용하여 표면층의 표면 경도를 측정하여 경질화의 정도를 관측하였다.
실험예 2: 내이행성(migration resistance) 의 측정
상기 실시예 및 상기 비교예의 자동차용 내장재를 제조하여 초기 중량을 측정하고 120℃의 온도 및 500시간의 조건으로 시편을 노화시켰다.
이후에 상기 자동차용 내장재의 외관을 관찰하였고, 그 결과에 대하여 각각 1 ~ 4점으로 점수를 부과하였다. 구체적으로, 1점은 이행(migration)이 심해 기름 범벅인 상태를 나타내며, 2점은 이행(migration)이 진행되어 표면이 미끌미끌한 수준을 나타내며, 3점은 이행(migration)이 거의 진행되지 않아 표면이 양호한 상태를 나타내며, 4점은 가소제의 이행(migration)이 일어나지 않아 표면이 우수한 상태를 나타낸다.
또한, 상기 자동차용 내장재의 표면을 닦아 낸 전후의 중량을 측정하여 가소제가 표면층에서 이행(migration)되는 정도를 판단하였다. 상기 자동차용 내장재 노화 전후의 중량의 변화, 즉 중량의 감소량과 관련하여, 실시예 1 내지 실시예 5는 하기 표 1 에, 실시예 6 내지 실시예 8 및 비교예 1 내지 비교예 2는 표 2 에 기재하였다.
실험예 3: 광택도의 측정
상기 실시예 및 상기 비교예의 자동차용 내장재를 제조한 직후 및 이후 120℃의 온도 및 500시간의 조건에서 내열 노화시킨 후 상온에서 하루 방치하고 광택계를 이용하여 관측하였다.
상기 실시예 1-8 및 비교예 1-2 에 있어서 제1 가소제 및 제2 가소제의 함량비와 표면경도, 내이행성 및 광택도의 측정 결과에 대하여, 실시예 1 내지 실시예 5는 하기 표 1 에, 실시예 6 내지 실시예 8 및 비교예 1 내지 비교예 2는 표 2 에 기재하였다.
실험예 4: 층간 부착성 (박리 강도)
박리강도는 표면층과 폴리우레탄 발포체(PU foam)인 기재층을 손으로 박리하였을 때의 층간 부착성으로 측정하였다. 구체적으로, 상기 표면층 및 기재층을 두 손으로 박리하였을 때, 부착력이 약하여 두 층의 계면에서 박리가 발생하는 경우와 부착력이 강하여 기재층인 폴리우레탄 발포체가 뜯겨져 나오는 경우로 박리 강도를 측정하고, 실시예 1 내지 실시예 5는 하기 표 1 에, 실시예 6 내지 실시예 8 및 비교예 1 내지 비교예 2는 표 2 에 기재하였다.
O: foam의 응집파괴,
X: 층간의 계면박리
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예 5
제1 가소제 100중량부 100중량부 100중량부 100중량부 100중량부
제2 가소제(제1 가소제 100중량부 대비) 10중량부 20중량부 40중량부 100중량부 100중량부
점착 부여제(제2 가소제 100중량부 대비) 30 중량부 좌동 좌동 좌동 5 중량부
표면경도 50 46 41 35 36
내이행성 (4점 기준) 2 3 4 4 4
광택도 1.9 1.6 1.3 1.0 0.9
박리 위치 0 0 0 0 0
실시예6 실시예7 실시예8 비교예 1 비교예2
제1 가소제 100중량부 100중량부 100중량부 100중량부 100중량부
제2 가소제(제1 가소제 100중량부 대비) 100중량부 100중량부 100중량부 ― 10 중량부
점착 부여제(제2 가소제 100중량부 대비) 10 중량부 20 중량부 50 중량부 ― ―
표면경도 36 35 34 57 51
내이행성 (4점 기준) 4 4 4 1 2
광택도 1.0 0.9 0.9 2.3 1.9
박리 강도(kgf/in) 0 0 0 0 X
상기 표 1 및 표 2 에서 보는 바와 같이, 실시예 및 비교예를 통해 자동차용 내장재는 제2 가소제를 포함함으로써, 내이행성이 향상되고, 표면경도 및 광택이 일정 이상 증가하지 않는 것을 확인 할 수 있다. 다만 비교예 2에서와 같이 제2가소제를 포함하는 경우 PU기재층과의 박리강도가 떨어지게 되는데 실시예와 같이 점착부여제를 포함함으로써 자동차용 내장재는 제2 가소제를 포함함에도 불구하고, 동시에 우수한 박리강도를 유지하는 것을 확인할 수 있다.
(부호의 설명)
100: 자동차용 내장재
10: 기재층
20: 표면층
11: 금형
12: 파우더 박스

Claims (19)

  1. 제1 가소제 및 열가소성 수지를 포함하는 표면층; 및
    제2 가소제 및 점착 부여제를 포함하는 폴리우레탄(PU) 발포체인 기재층; 을 포함하는 자동차용 내장재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 점착 부여제는 로진계, 탄화수소계, 테르펜계 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    자동차용 내장재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 점착 부여제는 상기 제2 가소제 100 중량부 대비 1 내지 60 중량부를 포함하는
    자동차용 내장재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가소제 100 중량부 대비 상기 제2 가소제 1 내지 150 중량부를 포함하는
    자동차용 내장재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가소제 및 상기 제2 가소제는 각각 프탈레이트계(Phthalates) 가소제, 아디페이트계(Adiphates) 가소제, 포스페이트계(Phosphates) 가소제, 트리멜리테이트계(Trimellitates) 가소제, 에폭시계(Epoxy) 가소제, 글라이콜계(Glycol) 가소제, 지방산계(Aliphates) 가소제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    자동차용 내장재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 표면층은 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 상기 제1 가소제를 10 내지 200 중량부 포함하는
    자동차용 내장재.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리염화비닐(PVC), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 열가소성 폴리올레핀(TPO) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    자동차용 내장재
  8. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지의 K-값(K-value)는 30 내지 80인
    자동차용 내장재.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄(PU) 발포체는 상기 제2 가소제, 상기 점착 부여제, 수성 용매, 폴리올 화합물 및 이소시아네이트 화합물을 포함하는 조성물로부터 형성되는
    자동차용 내장재.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 조성물은 상기 이소시아네이트 화합물 100 중량부에 대하여, 상기 폴리올 화합물을 30 내지 70 중량부 포함하는
    자동차용 내장재.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄(PU) 발포체는 밀도가 80 kg/㎥ 내지 250 kg/㎥ 인
    자동차용 내장재.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 표면층 및 상기 기재층은 표면층 : 기재층의 두께비가 1 : 7 내지 2 : 7인
    자동차용 내장재.
  13. 제1 가소제 및 열가소성 수지를 포함하는 표면층 형성용 조성물을 제조하는 단계;
    상기 표면층 형성용 조성물을 이용하여 표면층을 제조하는 단계;
    제2 가소제, 점착 부여제, 수성 용매, 폴리올 화합물 및 이소시아네이트 화합물을 포함하는 기재층 형성용 조성물을 제조하는 단계;
    상기 표면층의 일면에 상기 기재층 형성용 조성물을 도포하는 단계; 및
    상기 기재층 형성용 조성물을 화학 반응시켜 제2 가소제, 점착 부여제를 포함하는 폴리우레탄(PU) 발포체인 기재층을 제조하는 단계를 포함하는
    자동차용 내장재의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 점착 부여제는 로진계, 탄화수소계, 테르펜계 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    자동차용 내장재의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 점착 부여제는 상기 제2 가소제 100 중량부 대비 1 내지 60 중량부를 포함하는
    자동차용 내장재의 제조방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 가소제 100 중량부에 대하여, 상기 제2 가소제는 1 내지 150 중량부인
    자동차용 내장재의 제조방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 표면층 형성용 조성물은 상기 제1 가소제 및 상기 열가소성 수지를 60℃ 내지 140℃에서 혼합하여 제조되는
    자동차용 내장재의 제조방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 표면층 형성용 조성물을 이용하여 상기 표면층을 제조하는 단계는,
    파우더 슬러쉬 몰딩(PSM, Powder Slush Molding) 공법을 이용하여 수행되는
    자동차용 내장재의 제조방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 기재층 형성용 조성물을 제조하는 단계는,
    상기 제2 가소제, 상기 점착 부여제 및 상기 폴리올 화합물의 혼합물을 제조하는 단계; 및
    상기 혼합물에 상기 이소시아네이트 화합물을 혼합하는 단계를 포함하는
    자동차용 내장재의 제조방법.
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