KR102002262B1 - 자동차 내장재용 인조가죽 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차 내장재용 인조가죽 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 자동차 내장재 커버링 공정에 이용되는 자동차 내장재용 인조가죽에 관한 것으로, 자동차 내장재의 요철 전사를 방지하면서도, 가격이 저렴하고 주름을 방지할 수 있는 자동차 내장재용 인조가죽 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

자동차 내장재용 인조가죽 및 이의 제조방법{Artificial leather and manufacturing method thereof}
본 발명은 자동차 내장재용 인조가죽 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 자동차 내장재 커버링 공정에 이용되는 자동차 내장재용 인조가죽에 관한 것으로, 자동차 내장재의 요철 전사를 방지하면서도, 가격이 저렴하고 주름을 방지할 수 있는 자동차 내장재용 인조가죽 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
크래쉬 패드, 도어 트림, 콘솔 박스, 암 레스트, 헤드 레스트, 헤드 라이너 등의 자동차 내장재는 통상 상부에서 하부로 표피층; 폼층; 및 경질의 합성수지 사출물인 코어층(core)으로 구성된다.
상기 자동차 내장재는 여러가지 방법으로 제조될 수 있는데, 일 례로 표피층; 및 상기 표피층 저면에 형성된 폼층을 포함하는 자동차 내장재용 시트를 진공 성형하여 스킨층을 형성한 후, 상기 스킨층을 금형에 장착시켜 이의 하부에 합성수지를 사출하여 코어층을 형성함으로써 일체화된 자동차 내장재를 제조할 수 있다.
근래에는 자동차 내장재의 고급감을 극대화 하기 위해 상기 폼층 상부에 접착제를 도포하고, 천연가죽으로 상기 폼층 및 코어층을 감싸는 형태인 커버링 공정(일명, 감싸기 공정)을 통해 자동차 내장재를 제조하고자 하는 방법이 이용되고 있으나, 천연가죽은 가격이 고가이고 동물보호의 이슈가 있어 인조가죽을 적용하고자 노력하고 있다.
그 일 례로 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0078057호(공개일: 2018.07.09)는 상기 인조가죽인 표피층을 이용하여 자동차 내장재를 제조하고자 하는 방법을 개시하고 있으며, 상기 인조가죽의 이면층으로 부직포를 이용하는 것을 개시하고 있다.
그러나, 상기와 같은 부직포는 가격이 비싸 고급 차량에만 한정적으로 적용될 수 밖에 없으며, 신율이 좋지 않아 봉제선이 깔끔하지 않고 커버링 공정 시 작업성이 저하되며 커버링 공정을 완료한 후 도 6과 같이 인조가죽에 주름이 발생하는 문제점이 있었다. 또한, 상기 인조가죽을 크래쉬 패드 등의 자동차 내장재에 적용 시 자동차 내장재의 요철이 인조가죽에 그대로 표현되는 등 자동차 내장재의 요철 전사를 방지하기 어려운 점이 있었다.
이에 자동차 내장재의 요철 전사를 방지하면서도 가격이 저렴하고, 주름을 방지할 수 있는 자동차 내장재용 인조가죽의 개발이 절실한 실정이다.
KR 10-2018-0078057 A (공개일: 2018.07.09)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 자동차 내장재의 요철 전사를 방지하면서도, 가격이 저렴하고 주름을 방지할 수 있는 자동차 내장재용 인조가죽 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 하부에서 상부로 함침된 직포인 이면층; 기공층; 및 스킨층을 포함하는 신율이 길이 방향으로 80-150%이고, 폭 방향으로 150-225%인 것인 자동차 내장재용 인조가죽을 제공한다.
또한, 본 발명의 자동차 내장재용 인조가죽은 자동차 내장재의 커버링 공정에 이용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 직포를 함침하는 이면층 형성단계(S1);
이형지 상부에 스킨층을 형성하는 스킨층 형성단계(S1');
상기 이면층 상부에 기공층을 형성하는 기공층 형성단계(S3);
상기 기공층 상부에 스킨층을 합포하는 스킨층 합포단계(S5); 및
상기 이형지를 제거하는 이형지 제거단계(S7); 를 포함하는 신율이 길이 방향으로 80-150%이고, 폭 방향으로 150-225%인 것인 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 자동차 내장재용 인조가죽은 자동차 내장재의 요철 전사를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 자동차 내장재용 인조가죽은 가격이 저렴하면서도 주름을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차 내장재용 인조가죽의 일 실시예의 적층구조를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동차 내장재용 인조가죽의 다른 실시예의 적층구조를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자동차 내장재용 인조가죽의 또 다른 실시예의 적층구조를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자동차 내장재용 인조가죽의 일 실시예의 제조방법을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 인조가죽의 신율을 측정하기 위한 시편을 나타낸 평면도이다.
도 6은 비교예의 자동차 내장재용 인조가죽을 이용하여 자동차 내장재 커버링 공정을 완료한 후, 이의 외관을 보여주는 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 자동차 내장재용 인조가죽을 이용하여 자동차 내장재 커버링 공정을 완료한 후, 이의 외관을 보여주는 사진이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 하부에서 상부로, 함침된 직포인 이면층(11); 기공층(13); 및 스킨층(15)을 포함하고, 신율이 길이 방향으로 80-150%이고, 폭 방향으로 150-225%인 자동차 내장재용 인조가죽(1)에 관한 것이다.
본 발명에서 길이 방향이란 기계 방향 즉, Machine Direction(MD)을 의미하고 폭 방향이란 상기 기계 방향에 수직인 Transverse Direction(TD)을 의미한다.
구체적으로, 본 발명의 자동차 내장재용 인조가죽은 신율이 길이 방향으로 80-150%, 85-140%, 또는 90-120%이고, 폭 방향으로 150-225%, 160-220%, 또는 160-200%로서 그 용도가 자동차 내장재의 커버링 공정에 이용되기 위한 인조가죽인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 커버링 공정이란 일 예로 상부에서 하부로 표피층; 쿠션층; 및 코어층;으로 구성된 자동차 내장재에 있어서, 쿠션층 상부에 접착제를 도포한 후 표피층인 인조가죽으로 쿠션층 및 코어층을 감싸는 것에 의해 자동차 내장재를 제조하는 공정을 의미한다.
상기 쿠션층은 일 예로 폴리프로필렌 폼, 폴리우레탄 폼, 및 에틸렌-비닐 아세테이트 폼으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 폼일 수 있다.
또는, 상기 쿠션층의 또 다른 일 예로 나일론계 섬유, 폴리에스테르계 섬유, 폴리올레핀계 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 섬유, 및 폴리프로필렌계 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 합성섬유를 이용하여 제조된 쿠션일 수 있다.
상기 코어층은 경질의 합성수지 사출물일 수 있으며, 일 예로 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴, 폴리비닐클로라이드, 폴리스티렌, 폴리페닐렌설파이드, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 합성수지 사출물일 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
상기 자동차 내장재용 인조가죽의 신율이 상기 범위 미만일 경우 자동차 내장재에 커버링 공정 시 인조가죽의 당김이 어려워 작업성이 저하됨과 아울러, 주름이 발생할 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우 인조가죽 상부의 엠보 무늬가 늘어나 엠보 무늬의 불균일로 인한 외관불량이 발생함과 아울러, 주름이 발생할 수 있고 에어백 전개가 되지 않아 바람직하지 않으므로 상기 범위 내의 신율을 가질 수 있다.
이하에서는, 상기와 같은 본 발명의 자동차 내장재용 인조가죽(1)의 적층구조에 대해 구체적으로 설명해보기로 한다.
이면층(11)
원단은 방적, 제직, 편성과 같은 직포 공정의 유무에 따라, 부직포(Non-woven fabric, 不織布)와 직포(woven fabric, 織布)로 나뉜다.
상기 부직포는 직포 공정 없이 섬유집합체를 화학적 작용이나 기계적 작용 또는 적당한 수분과 열처리에 의해 섬유 상호간을 결합한 포형상을 의미한다.
상기 직포는 섬유집합체를 실로 형성 후 상기 실을 이용하여 직포 공정을 통해 형성된 천을 의미한다.
상기 직포는 제직 방법에 따라 다시 직물과 편물로 구분될 수 있다.
상기 직물(織物)은 2개의 실이 가로와 세로 방향으로 얽힌 원단을 의미하는 것으로, 세로 방향의 실 즉 경사와, 가로 방향의 실 즉, 위사가 서로 얽힌 원단을 말한다. 상기 직물은 제조 방법에 따라서 평직(平織), 능직(綾織), 주자직(朱子織)으로 나뉠 수 있다.
또한, 상기 편물(編物)은 한 개 또는 두 개 이상의 실로 고리(loop, 루프)를 연속시켜 짠 원단을 의미하는 것으로 제조 방법에 따라 환편(丸編)포와 경편(經編)포로 구분될 수 있고, 직물에 비해 신축성이 좋은 장점이 있다. 상기 환편포는 위사 방향으로 실이 급사되어 짠 원단을 의미하고, 경편포는 경사 방향으로 실이 급사되어 짠 원단을 의미한다.
본 발명은 상기 이면층(11)으로 함침된 직포를 이용하여 가격이 저렴하면서도 우수한 신율을 갖는 인조가죽을 제공할 수 있는 효과가 있다.
상기 직포로, 직물에 비해 신축성이 좋은 편물을 이용하는 것이 바람직하며, 편물 중에서도 경편포에 비해 신율이 우수한 환편포를 이용하는 것이 더 바람직하다.
상기 직포는 두께가 120-170데니어(denier) 또는 130-160데니어인 사(絲)를 이용하여 형성한 것일 수 있으며, 상기 범위 내에서 강도가 우수한 효과가 있다.
상기 사(絲)는 천연 섬유, 재생 섬유 및 합성 섬유 중 선택된 1종 이상의 섬유에 꼬임을 주어 만든 실을 의미한다.
상기 천연 섬유는 면 섬유, 마 섬유, 모 섬유, 견 섬유 또는 울 섬유일 수 있고, 상기 재생 섬유는 레이온 섬유 또는 큐프라 섬유일 수 있으며, 상기 합성 섬유는 폴리에스터 섬유, 나일론 섬유, 폴리올레핀 섬유, 폴리비닐알코올 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리우레탄 섬유 또는 폴리염화비닐리덴 섬유일 수 있다.
본 발명에서 상기 이면층(11)을 형성하기 위한 사(絲)의 구체적 일 실시예로 신율이 우수한 폴리에스터 섬유를 사용할 수 있다.
또한, 상기 직포는 가격이 저렴하면서도 반복적인 신축에 견딜 수 있는 형태 유지성을 가지고, 커버링 공법에 적합한 신율을 부여하기 위해 함침될 수 있다.
상기 함침은 종래 공지의 용제계 또는 수계의 고분자 화합물, 예를 들면 폴리우레탄 수지나 이의 공중합체를 포함하는 함침 용액에 함침 후 디메틸포름아마이드 수용액에서 응고 및 물에서의 수세 공정을 수행하는 것일 수 있다.
상기 함침 용액은 구체적 일 실시예로, 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 용매 200-400중량부 또는 220-300중량부를 포함하는 폴리우레탄 용액일 수 있다.
상기 용매는 디메틸포름아마이드, 메틸에틸케톤, 디메틸아세트아미드, N-메틸피로리돈, 디메틸설폭사이드 및 아세트산에틸로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 함침 용액은 선택적으로, 난연제, 분산제 또는 안료 등의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 이의 종류 및 함량은 제한하지 않는다.
상기 디메틸포름아마이드 수용액은 일 예로 디메틸포름아마이드 2-10중량% 또는 3-8중량% 및 물 90-98중량% 또는 92-97중량%를 포함할 수 있다.
상기 폴리우레탄 용액에 함침된 직포인 본 발명의 이면층(11) 내에 포함되는 폴리우레탄 수지의 함량은 130-600g/m2, 150-500g/m2, 또는 260-400g/m2일 수 있다. 상기 범위 내에서 인조가죽이 반복적인 신축에 견디어 품질저하를 방지하면서도 부드러운 감촉 및 충진감 등의 감성과 커버링 공법에 적합한 신율을 유지할 수 있어 상기 함량 범위 내의 폴리우레탄 수지 함량을 가질 수 있다.
상기 이면층 내 포함되는 폴리우레탄 수지의 함침량은 이면층을 디메틸포름아마이드에 함침시켜 이면층 내 폴리우레탄 수지를 녹인 후, 상기 디메틸포름아마이드를 증발시켜, 감소된 이면층의 중량(g/m2)을 측정하여 이를 이면층 내 폴리우레탄 수지의 함침량으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 이면층(11)은 선택적으로, 일면 또는 양면에 기모가 형성된 직포를 이용할 수 있으며, 이 경우 접착성 및 감성이 우수한 효과가 있다.
보다 구체적으로, 상기 이면층(11)은 후술되는 기공층(13)과 맞닿는 부위인 표면 및 커버링 공정에 의해 쿠션층과 맞닿는 배면 중 선택되는 어느 하나 이상의 면에 기모가 형성된 직포를 함침한 것일 수 있다.
또한, 상기 이면층(11)은 두께가 0.4-1.08mm 또는 0.5-1.0mm일 수 있다. 상기 범위 내에서 인장강도 등의 기계적 물성 저하를 방지하면서 원가가 상승을 방지함과 아울러 성형성을 유지할 수 있어 상기 범위 내의 두께를 가질 수 있다.
기공층(13)
본 발명의 기공층(13)은 층 내에 균일한 기공(氣孔)이 형성되어 있어 자동차 내장재용 부품의 요철 전사를 방지함과 아울러, 인조가죽에 부드러운 촉감, 볼륨감 등의 감성 및 커버링 공법에 적합한 신율을 부여하는 역할을 하는 것으로, 구체적 일 실시예로 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 용매 20-50중량부 및 기공 조절제 0.5-2중량부를 포함하는 기공층 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 기공층 조성물을 이면층 상부에 코팅 후 디메틸포름아마이드 수용액에서 응고 및 물에서의 수세 공정을 수행하여 형성될 수 있다.
상기 디메틸포름아마이드 수용액은 일 예로 디메틸포름아마이드 2-10중량% 또는 3-8중량% 및 물 90-98중량% 또는 92-97중량%를 포함할 수 있다.
이하에서는, 상기 기공층 조성물의 각 구성에 대해 구체적으로 설명해보기로 한다.
폴리우레탄 수지(A)
상기 폴리우레탄 수지는 폴리올을 디이소시아네이트 및 사슬 연장제와 반응시킴으로써 제조될 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리올은 일례로, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리카르보네이트 폴리올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 폴리에테르 폴리올은 2-15개의 탄소원자를 갖는 디올 또는 폴리올, 구체적 일 예로는 알킬 디올 또는 글리콜과 2-6개의 탄소원자를 지닌 알킬렌 옥사이드, 구체적 일 예로는 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드를 반응시켜 유래된 것일 수 있다.
상기 폴리에스테르 폴리올은 하나 이상의 글리콜을 하나 이상의 디카르복실산 또는 이의 무수물과 에스테르화 반응시킴으로써 형성될 수 있다. 구체적 일 예로, 상기 글리콜은 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 및 글리세린 중 선택되는 1종 이상일 수 있고, 상기 디카르복실산은 아디픽산, 프탈산 및 말레인산 중 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또는, 상기 폴리에스테르 폴리올은 락톤 또는 그 유도체에 소량의 디올, 트리올 또는 아민류를 개시제로 사용하여 개환중합시킴으로써 형성될 수 있다. 구체적 일 예로, ε-카프로락톤(CL)에 디에틸렌 글리콜을 개시제로 사용하여 개환중합시켜 합성된 폴리카프로락톤(PCL)일 수 있다.
상기 폴리카르보네이트 폴리올은 글리콜 및 카르보네이트의 반응으로부터 유래된 것일 수 있다.
본 발명에서는 상기 폴리올의 구체적 일 실시예로 상기 폴리에스테르 폴리올 100중량부에 대해 폴리에테르 폴리올 100-150중량부 및 폴리카르보네이트 폴리올 110-200중량부를 혼합하여 사용한 것일 수 있으며, 상기 범위 내에서 우수한 기계적 물성을 구현하면서도 내가수분해성 및 내약품성이 우수한 효과가 있다.
또한, 상기 디이소시아네이트는 당업계에서 사용하는 일반적인 것일 수 있으며 특별히 한정하지는 않으나, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 크실렌 디이소시아네이트(XDI), 1,5-나프탈렌디이소시아네이트 등의 벤젠 고리를 갖는 방향족 디이소시아네이트; 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 프로필렌디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트; 및 1,4-시클로헥산디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트(H12MDI) 등의 치환족 디이소시아네이트; 로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
더욱 구체적으로는 4,4-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI) 및 디시클로헥실 메탄 디이소시아네이트(H12MDI)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 사슬 연장제는 당업계에서 사용하는 일반적인 것일 수 있으며 특별히 한정하지는 않으나, 바람직하기로는 결정화도를 높이는데 유리한 짝수 개의
반복 단위를 갖는 저분자량 디올 화합물 또는 디아민 화합물을 사용할 수 있다.
구체적으로 상기 사슬 연장제는 에틸렌글리콜(EG), 디에틸렌글리콜(DEG), 프로필렌글리콜(PG), 1,4-부탄디올(1,4-BD), 1,6-헥산디올(1,6-HD), 메틸펜탄디올 및 이소포론디아민(IPDA)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 사슬 연장제는 일 례로 상기 폴리올 100 중량부에 대하여 1-15중량부 또는 2-10중량부를 사용할 수 있다.
용매(B)
상기 용매(B)는 디메틸포름아마이드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피로리돈, 디메틸설폭사이드 및 아세트산에틸로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 용매(B)는 상기 폴리우레탄 수지(A) 100중량부에 대하여 20-50중량부 또는 30-45중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 미만일 경우 기공층 조성물의 점도가 높아 균일한 기공 형성이 어렵고, 상기 범위를 초과할 경우 기공층 조성물의 점도가 너무 낮아 코팅성이 저하되므로 상기 범위 내에서 사용할 수 있다.
기공 조절제(C)
상기 기공 조절제(C)는 기공층(13)에 균일한 기공을 형성시키기 위한 것으로, 음이온(Anion)계 및 비이온(Nonion)계로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 계면활성제를 이용할 수 있다.
상기 계면활성제는 친수성의 머리부분과 소수성의 꼬리부분으로 이루어져 있어 수용액 내에서 자기조립현상을 통해 다양한 구조의 마이셀(micelle) 또는 액정(liquid crystal)구조를 이룰 수 있다.
상기 음이온계 계면활성제는 일 예로 올레인산, 팔미틴산, 올레인산나트륨염, 팔미틴산칼륨염, 올레인산트리에탄올아민염 등의 지방산(염); 히드록시초산, 히드록시초산칼륨염, 젖산, 젖산칼륨염 등의 히드록실기 함유 카르본산(염); 폴리옥시에틸렌트리데실에테르초산(나트륨염) 등의 폴리옥시알킬렌알킬에테르초산(염); 트리멜리트산칼륨, 피로멜리트산칼륨 등의 카르복실기 다치환 방향족 화합물의 염; 도데실벤젠술폰산(나트륨염) 등의 알킬벤젠술폰산(염); 폴리옥시에틸렌 2-에틸헥실에테르술폰산(칼륨염) 등의 폴리옥시알킬렌알킬에테르술폰산(염); 스테아로일메틸타우린(나트륨), 라우로일메틸타우린(나트륨), 미리스토일메틸타우린N(나트륨), 팔미토일메틸타우린(나트륨) 등의 고급지방산 아미드술폰산(염); 라우로일사르코신산(나트륨) 등의 N-아실사르코신산(염); 옥틸포스포네이트(칼륨염) 등의 알킬포스폰산(염); 페닐포스포네이트(칼륨염) 등의 방향족 포스폰산(염); 2-에틸헥실포스포네이트 모노2-에틸헥실에스테르(칼륨염) 등의 알킬포스폰산알킬인산에스테르(염); 아미노에틸포스폰산(디에탄올아민염) 등의 함질소 알킬포스포산(염); 2-에틸헥실설페이트(나트륨염) 등의 알킬황산에스테르(염); 폴리옥시에틸렌 2-에틸헥실에테르설페이트(나트륨염) 등의 폴리옥시알킬렌황산에스테르(염); 라우릴포스페이트(칼륨염), 세틸포스페이트(칼륨염), 스테아릴포스페이트(디에탄올아민염) 등의 알킬인산에스테르(염); 폴리옥시에틸렌라우릴에테르포스페이트(칼륨염), 폴리옥시에틸렌올레일에테르포스페이트(트리에탄올아민염) 등의 폴리옥시알킬렌알킬(알케닐)에테르인산에스테르(염); 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르포스페이트(칼륨염), 폴리옥시에틸렌도데실페닐에테르포스페이트(칼륨염) 등의 폴리옥시알킬렌알킬페닐에테르인산에스테르(염); 디-2-에틸헥실술포호박산나트륨, 디옥틸술포호박산나트륨 등의 장쇄 술포호박산염, N-라우로일글루타민산나트륨모노나트륨, N-스테아로일-L-글루타민산디나트륨 등의 장쇄 N-아실글루타민산염;로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 비이온계 계면활성제는 일 예로 폴리옥시에틸렌헥실에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸에테르, 폴리옥시에틸렌데실에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌세틸에테르 등의 폴리옥시알킬렌 직쇄 알킬에테르; 폴리옥시에텔렌 2-에틸헥실에테르, 폴리옥시에틸렌이소세틸에테르, 폴리옥시에틸렌이소스테아릴에테르 등의 폴리옥시알킬렌 분지 제1급 알킬에테르; 폴리옥시에틸렌 1-헥실헥실에테르, 폴리옥시에틸렌 1-옥틸헥실에테르, 폴리옥시에틸렌 1- 헥실옥틸에테르, 폴리옥시에틸렌 1-펜틸헵틸에테르, 폴리옥시에틸렌 1-헵틸펜틸에테르 등의 폴리옥시알킬렌 분지 제2급 알킬에테르; 폴리옥시에틸렌올레일에테르 등의 폴리옥시알킬렌알케닐에테르; 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌도데실페닐에테르 등의 폴리옥시알킬렌알킬페닐에테르; 폴리옥시에틸렌트리스티릴페닐에테르, 폴리옥시에틸렌디스티릴페닐에테르, 폴리옥시에틸렌스티릴페닐에테르, 폴리옥시에틸렌트리벤질페닐, 폴리옥시에틸렌디벤질페닐에테르, 폴리옥시에틸렌벤질페닐에테르 등의 폴리옥시알킬렌알킬아릴페닐에테르; 폴리옥시에틸렌모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌모노올레이트, 폴리옥시에틸렌모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌모노미리스틸레이트, 폴리옥시에틸렌디라우레이트, 폴리옥시에틸렌디올레이트, 폴리옥시에틸렌디미리스틸레이트, 폴리옥시에틸렌디스테아레이트 등의 폴리옥시알킬렌 지방산 에스테르; 소르비탄모노팔미테이트, 소르비탄모노올레이트 등의 소르비탄 에스테르; 폴리옥시에틸렌소르비탄모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노올레이트 등의 폴리옥시알킬렌렌소르비탄 지방산 에스테르; 글리세린모노스테아레이트, 글리세린모노라우레이트, 글리세린모노팔미테이트 등의 글리세린 지방산 에스테르; 폴리옥시알킬렌소르비톨 지방산 에스테르; 자당 지방산 에스테르; 폴리옥시에틸렌 피마자유 에테르 등의 폴리옥시알킬렌 피마자유 에테르; 폴리옥시에틸렌 경화피마자유 에테르 등의 폴리옥시알킬렌 경화피마자유 에테르; 폴리옥시에틸렌라우릴아미노에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴아미노에테르 등의 폴리옥시알킬렌알킬아미노에테르; 옥시에틸렌-옥시프로필렌 블록 또는 랜덤 공중합체; 옥시에틸렌-옥시프로필렌 블록 또는 랜덤 공중합체의 말단 알킬 에테르화물; 옥시에틸렌-옥시프로필렌 블록 또는 랜덤 공중합체의 말단 자당 에테르화물; 로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명에서는 상기 기공 조절제(C)의 구체적 일 실시예로 시간경과에 따른 안정성이 뛰어난 비이온계 계면활성제를 사용할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 폴리에테르로 개질된 폴리실록산을 사용할 수 있다.
또한, 상기 기공 조절제(C)는 상기 폴리우레탄 수지(A) 100중량부에 대하여 0.5-2중량부 또는 0.5-1.5중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 미만일 경우 기공층(13)에 충분한 기공이 형성되지 않아 볼륨감이 저하되고, 자동차 내장재 커버링 공정을 완료한 후 인조가죽에 주름이 다소 발생함과 아울러 자동차 내장재의 요철 전사 방지가 미미할 수 있으며, 상기 범위를 초과할 경우 기공이 불균일해지고, 신율이 저하되어 인조가죽에 주름이 다소 발생함과 아울러 내마모성, 내오염성 등의 표면물성이 저하될 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용할 수 있다.
상기 기공층 조성물은 선택적으로, 난연제, 분산제 또는 안료 등의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 이의 종류 및 함량은 제한하지 않는다.
본 발명의 기공층(13)은 기공이 층 내에 골고로 분포되어 있거나(도 1), 또는 상부에만 분포되어 있거나(도 2), 또는 하부에만 분포되어 있을 수 있다(도 3).
보다 구체적으로, 도 2를 참조하면 상기 기공층(13)은 기공이 상부에 분포되어 있는 층(13a)과 기공이 없는 층(13b)으로 나뉘어 질 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면 상기 기공층(13)은 기공이 하부에 분포되어 있는 층(13a)과 기공이 없는 층(13b)으로 나뉘어 질 수 있다.
상기 기공이 없는 층(13b)이란, 기공층(13) 내 기공이 분포되어 있지 않은 폴리우레탄 층을 의미한다.
본 발명의 기공층(13)은 밀도가 400-800g/L 또는 500-700g/L로, 상기 범위 미만일 경우 기공이 불균일해지고, 신율이 저하되어 인조가죽에 주름이 다소 발생함과 아울러, 내마모성, 내오염성 등의 표면물성이 저하될 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우 자동차 내장재 커버링 공정을 완료한 후 인조가죽에 주름이 다소 발생함과 아울러 자동차 내장재의 요철 전사 방지가 미미하여 바람직하지 못하므로 상기 범위 내의 밀도를 가질 수 있다.
또한, 상기 기공층(13)은 두께가 0.1-0.6mm 또는 0.2-0.5mm로 상기 범위 내에서 자동차 내장재의 요철 전사 방지함과 아울러, 인조가죽에 부드러운 촉감, 충진감 등의 감성, 볼륨감 및 커버링 공법에 적합한 신율을 부여할 수 있는 효과가 있다.
스킨층(15)
본 발명의 스킨층(15)은 천연가죽과 유사한 질감을 구현하는 것으로, 구체적 일 실시예로 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 용매 10-60중량부 및 안료 10-40중량부를 포함하는 스킨층 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 스킨층 조성물을 이형지 상부에 도포 및 건조시켜 형성할 수 있다.
상기 폴리우레탄 수지는 폴리에스테르 폴리우레탄, 폴리에테르 폴리우레탄, 폴리카보네이트 폴리우레탄, 폴리아세탈 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트 폴리우레탄, 폴리에스테르 아미드 폴리우레탄, 폴리티오에테르 폴리우레탄 및 폴리올레핀 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 폴리우레탄 수지일 수 있다.
본 발명에서는 상기 폴리우레탄 수지의 구체적 일 실시예로, 내가수분해성 및 내열성이 우수한 폴리카보네이트 폴리우레탄 수지를 사용할 수 있다.
상기 용매는 디메틸포름아마이드, 메틸에틸케톤, 디메틸아세트아미드, N-메틸피로리돈, 디메틸설폭사이드 및 아세트산에틸로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 용매는 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 10-60중량부 또는 20-55중량부로 사용할 수 있으며, 상기 범위 내에서 코팅성이 우수한 효과가 있다.
상기 안료는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것을 이용할 수 있으며 그 함량은 제한하지 않으나 일 예로 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 5-30중량부 또는 10-25중량부로 사용할 수 있다.
또한, 상기 스킨층 조성물은 선택적으로 UV방지제, 광안정제, 산화방지제, 난연제, 슬립제, 대전방지제, 분산제 및 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있고, 이들의 함량 및 종류는 본 발명에 영향을 미치지 않는 한에서 제한하지 않는다.
또한, 상기 스킨층(15)은 두께가 0.01-0.3mm 또는 0.02-0.1mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 천연가죽과 유사한 질감을 구현하면서도 우수한 신율을 가질 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 자동차 내장재용 인조가죽(1)은 상기 기공층(13)과 스킨층(15)의 박리강도를 향상시키기 위해 상기 기공층(13)과 스킨층(15) 사이에 접착층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 접착층은 폴리우레탄계, 폴리아미드계, 에틸렌 비닐 아세테이트계, 에틸렌 에틸 아세테이트계, 스틴렌계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계, 에틸렌-아크릴계 공중합체 및 폴리올레핀계 접착제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 접착제를 이용하여 형성된 것일 수 있다.
본 발명에서는 구체적 일 실시예로, 상기 접착제로 폴리우레탄계 접착제를 사용할 수 있으며 이 경우 상기 폴리우레탄계 접착제는 일 예로 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 디메틸포름아마이드 1-25중량부 또는 5-20중량부, 메틸에틸케톤 15-45중량부 또는 20-40중량부 및 가교제 5-20중량부 또는 10-15중량부를 포함할 수 있다.
상기 접착층의 두께는 0.01-0.3mm 또는 0.02-0.1mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 기공층(13)과 스킨층(15)의 박리강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 자동차 내장재용 인조가죽(1)은 상기 스킨층(15) 표면에 광택도를 조절하고 내광성, 내가수분해성, 내약품성 등의 기능을 향상시키기 위해 선택적으로, 표면처리층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 표면처리층은 구체적으로, 상기 스킨층(15) 표면에 표면처리제를 도포하여 형성될 수 있다.
상기 표면처리제는 수성 표면처리제 또는 유성 표면처리제를 사용하여 형성될 수 있으나, 본 발명의 구체적인 일 실시예로 주제 100중량부에 대해, 경화제 1-30중량부 또는 1-25중량부, 수성 용매 1-30중량부 또는 1-25중량부, 및 실리콘 화합물 1-10중량부 또는 1-5중량부를 포함하는 2액형 수성 표면처리제를 이용하여 형성할 수 있다.
상기 주제는 수 분산된 폴리카보네이트계 폴리우레탄 수지일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
상기 경화제는 한 분자당 아지리딘기, 이소시아네이트기, 및 카보디이미드기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 작용기를 포함할 수 있다.
상기 실리콘 화합물은 폴리실록산이 물에 분산되어 있는 액상 형태이거나 혹은 비드 형태의 폴리실록산일 수 있으나, 바람직하게는 표면 감촉이 더 우수한 물에 분산되어 있는 액상 형태일 수 있다.
상기 수성 용매는 물 또는 알코올 또는 물과 알코올의 혼합물일 수 있다.
상기 실리콘 화합물은 폴리실록산이 물에 분산되어 있는 액상 형태이거나 혹은 비드 형태의 폴리실록산일 수 있으나, 바람직하게는 표면 감촉이 더 우수한 물에 분산되어 있는 액상 형태일 수 있다.
상기 표면처리층은 두께가 1-20㎛ 또는 5-10㎛일 수 있으나, 이에 제한하지 않는다.
본 발명의 자동차 내장재용 인조가죽은 두께가 0.8-1.5mm 또는 0.85-1.3mm일 수 있으며, 상기 범위 내에서 커버링 공법에 용이한 효과가 있다.
본 발명의 자동차 내장재용 인조가죽은 연성(Softness)이 3.5-6 또는 4-5일 수 있으며, 상기 범위 내에서 부드러운 감촉 및 충진감 등의 감성이 우수한 효과가 있다.
상기 연성(Softness)은 온도 23±2℃ 및 상대습도 50±5% 조건에서, 연성 측정 기기(SDL Atlas, ST300D)를 이용하여 파이(π)가 100㎜인 인조가죽 시편을 ST300D 기기로 눌러서 15초 동안 눈금이 움직인 수치를 읽어 측정하였다.
또한, 본 발명의 자동차 내장재용 인조가죽은 휘발성 유기 화합물(VOCs)의 발생량이 1-300㎍/m3 또는 1-150㎍/m3일 수 있으며, 상기 범위 내에서 친환경적인 효과가 있다.
상기 휘발성 유기 화합물(VOCs)의 발생량은 인조가죽 시편(가로, 세로가 4cm x 9cm)을 3L의 백(bag)에 넣고 밀폐하여 65℃ 오븐에서 2시간 동안 가열하였다. 이후 상기 시편을 백에서 꺼내 25℃의 실험실에서 30분 동안 방치한 후 상기 시편에서 발산되는 휘발성 유기 화합물(VOCs)을 모아서 이의 발생량을 가스 크로마토그래피(Gas chromatography, GC)로 측정하였다.
본 발명의 자동차 내장재용 인조가죽은 크래쉬 패드, 도어 트림, 콘솔 박스, 암 레스트, 헤드 레스트 및 헤드 라이너로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 자동차 내장재에 적용될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 자동차 내장재용 인조가죽(1)은 자동차 내장재의 요철 전사를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 자동차 내장재용 인조가죽(1)은 가격이 저렴하면서도 주름을 방지할 수 있는 효과가 있다.
한편, 도 4를 참조하면 본 발명은 직포를 함침하는 이면층 형성단계(S1);
이형지 상부에 스킨층을 형성하는 스킨층 형성단계(S1');
상기 이면층 상부에 기공층을 형성하는 기공층 형성단계(S3);
상기 기공층 상부에 스킨층을 합포하는 스킨층 합포단계(S5); 및
상기 이형지를 제거하는 이형지 제거단계(S7); 를 포함하는 신율이 길이 방향으로 80-150%이고, 폭 방향으로 150-225%인 것인 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법에 관한 것이다.
이하에서는, 각 단계에 대해 구체적으로 설명해보기로 한다.
이면층 형성단계(S1)
상기 이면층 형성단계(S1)는 직포를 함침 용액에 함침하는 단계일 수 있다.
구체적으로, 상기 직포를 함침 용액(일 예로, 폴리우레탄 용액)에 함침한 후 이를 디메틸포름아마이드 수용액에서 응고 및 물에서의 수세 공정을 통해 폴리우레탄 수지가 직포 내에 특정 함량 함침되어 완성품인 인조가죽이 부드러운 감촉 및 충진감 등의 감성과 반복적인 신축에 견딜 수 있는 형태 유지성을 가지며, 커버링 공법에 적합한 신율을 유지할 수 있는 효과가 있다.
상기 직포, 함침 용액 및 디메틸포름아마이드 수용액에 대해서는 위에서 구체적으로 설명하였으므로 이에 대한 반복적인 설명은 생략하도록 한다.
또는, 선택적으로 상기 이면층 형성단계(S1)는 직포를 함침 용액에 함침하기 전에, 상기 직포의 일면 또는 양면에 기모를 형성하는 버핑(buffing) 공정 단계(S0)를 더 포함할 수 있으며 이 경우 접착성 및 감성이 우수한 효과가 있다.
스킨층 형성단계(S1')
상기 스킨층 형성단계(S1')는 상기 이면층 형성단계(S1)와 별도로 이형지 상부에 스킨층 조성물을 도포 및 건조하여 스킨층을 형성하는 단계일 수 있다.
상기 이형지는 엠보무늬가 형성된 것일 수 있다.
또한, 상기 스킨층 조성물의 구체적인 설명은 위에서 서술한 바와 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
상기 도포는 일례로 바 코팅, 나이프 코팅, 롤 코팅, 슬릿 코팅, 스크린 프린팅 또는 스프레이 코팅 중 선택되는 1종의 방식으로 도포될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 건조는 60-125℃ 또는 65-120℃의 온도에서 1-10분 또는 3-7분 동안 폴리우레탄 스킨층 조성물이 완전히 건조될 때까지 수행될 수 있다.
기공층 형성단계(S3)
상기 기공층 형성단계(S3)는 상기 이면층 상부에 기공층을 형성하는 단계일 수 있다.
구체적으로, 상기 이면층 상부에 기공층 조성물을 코팅한 후, 이를 디메틸포름아마이드 수용액에서 응고 및 물에서의 수세 공정을 통해 미세 기공이 균일하게 형성된 습식(濕式)코팅층을 형성시키고 이를 건조시켜 기공층을 형성할 수 있다.
본 발명에서 상기 습식(濕式)코팅층이란 상기 기공층 조성물을 이면층 상부에 얇게 도포한 후 디메틸포름아마이드 수용액에 침수 시켜 응고시킨 후, 물에서의 수세 공정을 수행한, 미세한 다공(多孔)이 형성된 층을 의미한다.
상기 기공층 조성물의 구체적인 설명은 위에서 서술한 바와 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
한편, 상기 기공층 형성단계(S3)는 스킨층 형성단계(S1')와 독립적이므로 선후를 바꾸어 수행될 수 있다.
스킨층 합포단계(S5)
상기 스킨층 합포단계(S5)는 상기 스킨층과 기공층이 접합하도록 합포하는 단계로 60-95℃ 또는 70-90℃의 온도에서 40-60시간 또는 45-55시간 동안 숙성시킨 것일 수 있다.
선택적으로, 본 발명에서는 상기 스킨층과 기공층이 잘 접합하도록 상기 스킨층 합포단계(S5) 이전에 스킨층 상부에 접착제를 도포 및 건조하여 접착층을 형성하는 접착층 형성단계(S4)를 더 포함할 수 있으며 이 경우, 스킨층 상부의 접착층과 기공층이 접합하는 것일 수 있다.
상기 접착제의 구체적인 설명은 위에서 서술한 바와 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
상기 접착제의 건조는 70-120℃ 또는 75-110℃의 온도에서 30초-5분 또는 1분-3분 동안 경화시킬 수 있다.
이형지 제거단계(S7)
상기 이형지 제거단계(S7)는 상기 스킨층 일면에 위치한 이형지를 박리하는 단계로, 상기 단계를 거쳐 하부에서 상부로 함침된 직포인 이면층; 기공층; 및 스킨층을 포함하는 본 발명의 자동차 내장재용 인조가죽의 제조가 완성된다.
본 발명의 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법은 선택적으로, 상기 이형지 제거단계(S7) 이후 스킨층 상부에 표면처리제를 도포하여 표면처리층을 형성하는 단계(S9)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 표면처리층은 이형지가 제거된 최상부층인 스킨층 상부에 표면처리제를 도포 및 건조하여 형성할 수 있다.
표면처리제의 구체적인 설명은 위에서 서술한 바와 동일하므로 중복된 기재는 생략하도록 한다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
<실시예>
1. 자동차 내장재용 인조가죽 제조
[실시예 1]
(1) 이면층 형성단계(S1)
120-170데니어의 폴리에스터 사(絲)를 제직하여 형성한 환편포를 함침 용액에 함침한 후 이를 5%의 디메틸포름아마이드 수용액에서 응고 및 물에서의 수세 공정을 시켜, 300g/m2의 폴리우레탄 수지가 함침된 두께가 0.7mm인 이면층을 형성하였다.
상기 함침 용액은 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 디메틸포름아마이드 250중량부, 난연제 25중량부 및 안료 30중량부를 포함한 폴리우레탄 용액이다.
(2) 기공층 형성단계(S3)
이어서, 상기 이면층 상부에 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 디메틸포름아마이드 35중량부, 기공 조절제(유니소재社, BYK-L 9525) 1중량부, 난연제 10중량부, 분산제(BYK 코리아社, DISPERBYK-130) 0.5중량부, 및 안료 10중량부를 포함하는 기공층 조성물을 코팅한 후, 이를 5%의 디메틸포름아마이드 수용액에서 응고 및 물에서의 수세 공정을 통해 거쳐 미세 기공이 균일하게 형성된 습식코팅층을 형성시키고 이를 열 텐더를 통해 건조시켜 상기 이면층 상부에 두께가 0.3mm인 기공층을 형성하였다.
(3) 스킨층 형성단계(S1')
엠보무늬가 형성된 이형지 상부에 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 디메틸포름아마이드 15중량부, 메틸에틸케톤 30중량부 및 안료 15중량부를 포함하는 스킨층 조성물을 도포한 후, 100℃에서 5분간 건조시켜 두께가 0.04mm인 스킨층을 형성하였다.
(4) 접착층 형성단계(S4)
이어서, 상기 스킨층 상부에 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 디메틸포름아마이드 5-20중량부, 메틸에틸케톤 20-40중량부 및 가교제 10-15중량부를 포함하는 폴리우레탄계 접착제를 도포한 후 90℃에서 1분간 경화시켜 두께가 0.04mm인 접착층을 형성하였다.
(5) 스킨층 합포단계(S5) 및 이형지 제거단계(S7)
이어서, 상기 스킨층 상부의 접착층과 기공층을 접합하고, 80℃의 온도에서 48시간동안 숙성한 후 스킨층 저면의 이형지를 박리하였다.
(6) 표면처리층 형성단계(S9)
이어서, 상기 이형지가 박리된 스킨층 상부에 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해, 경화제 1-25중량부, 수성 용매 1-25중량부, 및 실리콘 화합물 1-5중량부를 포함하는 2액형 수성 표면처리제를 도포하여 두께가 5-10㎛인 표면처리층을 형성하여 본 발명에 따른 자동차 내장재용 인조가죽을 제조하였다.
[실시예 2]
(1), (3)-(6) : 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
(2) 기공층 형성단계(S3)
실시예 1의 기공층 조성물 대신, 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 디메틸포름아마이드 35중량부, 기공 조절제(유니소재社, BYK-L 9525) 0.5중량부, 난연제 10중량부, 분산제(BYK 코리아社, DISPERBYK-130) 0.5중량부 및 안료 10중량부를 포함하는 기공층 조성물을 이용하여 기공층을 형성하였다.
[비교예]
(1) 이면층 형성단계(S1)
나일론(도 성분)과 폴리에스터(해 성분)가 60-80:40-50의 중량비를 가진 단섬유 해도사를 이용하여 웹을 형성한 후, 상기 웹을 니들펀칭(needle punching)으로 복수개 결합시켜 제조된 부직포를 제조하였다.
이어서, 상기 부직포를 5% NaOH 수용액에서 감량 공정을 수행하여 해 부분을 용해시킨 후, 연마하여 극세화 부직포인 이면층을 형성하였다.
(2) 기공층 형성단계(S3) : 수행하지 않았다.
(3)-(4) : 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
(5) 스킨층 합포단계(S5) 및 이형지 제거단계(S7)
이어서, 상기 스킨층 상부의 접착층과 이면층을 접합하고, 80℃의 온도에서 48시간동안 숙성한 후 스킨층 저면의 이형지를 박리하였다.
(6) 표면처리층 형성단계(S9)
이어서, 상기 이형지가 박리된 스킨층 상부에 우레탄 아크릴레이트 95중량%, 경화제로 메틸렌 디사이클로헥실 디이소시아네이트 5중량%를 포함한 유성 표면처리제를 도포하여 두께가 10㎛인 표면처리층을 형성하여 비교예의 자동차 내장재용 인조가죽을 제조하였다.
[참조예 1]
(1) 이면층 형성단계(S1) : 비교예와 동일하게 수행하였다.
(2)-(6) : 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
[참조예 2]
(1) 이면층 형성단계(S1)
나일론(도 성분)과 폴리에스터(해 성분)가 60-80:40-50의 중량비를 가진 단섬유 해도사를 이용하여 웹을 형성한 후, 상기 웹을 니들펀칭(needle punching)으로 복수개 결합시켜 제조된 부직포를 함침 용액에 함침한 후 이를 5%의 디메틸포름아마이드 수용액에서 응고 및 물에서의 수세 공정을 시켰다.
여기서, 상기 함침 용액은 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 디메틸포름아마이드 150중량부, 및 안료 30중량부를 포함한 폴리우레탄 용액이다.
이어서, 5% NaOH 수용액에서 감량 공정을 수행하여 해 부분을 용해시킨 후, 연마하여 390g/m2의 폴리우레탄 수지가 함침된 극세화 부직포인 이면층을 형성하였다.
(2)-(5) : 비교예와 동일하게 수행하였다.
(6) : 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
[참조예 3]
(1) 이면층 형성단계(S1) : 참조예 2와 동일하게 수행하였다.
(2)-(6) : 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
[참조예 4]
(1) 이면층 형성단계(S1)
120-170데니어의 폴리에스터 사(絲)를 제직하여 형성한 환편포인 두께가 0.7mm인 이면층을 준비하였다.
(2)-(5) : 비교예와 동일하게 수행하였다.
(6) : 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
[참조예 5]
(1)이면층 형성단계(S1)
120-170데니어의 폴리에스터 사(絲)를 제직하여 형성한 환편포인 두께가 0.7mm인 이면층을 준비하였다.
(2)-(6) : 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
[참조예 6]
(1)이면층 형성단계(S1) : 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
(2)-(5) : 비교예와 동일하게 수행하였다.
(6) : 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
[참조예 7]
(1), (3)-(6) : 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
(2) 기공층 형성단계(S3)
실시예 1의 기공층 조성물 대신, 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 디메틸포름아마이드 35중량부, 기공 조절제(유니소재社, BYK-L 9525) 7중량부, 난연제 10중량부, 분산제(BYK 코리아社, DISPERBYK-130) 0.5중량부 및 안료 10중량부를 포함하는 기공층 조성물을 이용하여 기공층을 형성하였다.
[참조예 8]
(1), (3)-(6) : 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
(2) 기공층 형성단계(S3)
실시예 1의 기공층 조성물 대신, 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 디메틸포름아마이드 35중량부, 기공 조절제(유니소재社, BYK-L 9525) 0.1중량부, 난연제 10중량부, 분산제(BYK 코리아社, DISPERBYK-130) 0.5중량부 및 안료 10중량부를 포함하는 기공층 조성물을 이용하여 기공층을 형성하였다.
2. 자동차 내장재용 인조가죽의 물성 및 감성 측정
위에서 제조한 실시예 1-2, 비교예, 참조예 1-8의 자동차 내장재용 인조가죽의 신율, 자동차 내장재의 커버링 공정이 완료된 후 요철 전사 방지 및 주름 발생 방지 여부, 감성(부드러운 감촉 및 충진감), 연성 및 휘발성 유기 화합물(VOCs)의 발생량을 측정하였으며, 그 결과값은 하기 표 1에 나타내었다.
또한, 이면층 내에 폴리우레탄 수지의 함침량과 기공층의 밀도를 측정하였다.
(1) 신율 : 인장시험기(Instron社)를 사용하였으며, 도 5의 시편에 표선(ℓ) 100mm을 그은 후, 시험기에 물려서 200mm/min으로 인장하여 시편이 파단할 때의 신율을 하기 식 1에 따라 산출하였다.
[식 1]
L= (L1-L0)/L0 X 100
(단, L : 신율(%), L0 : 시험 전의 표점간의 거리, L1 : 시험 후 표피 또는 기포가 파단한 때의 표점간의 거리)
(2) 요철 전사 방지 여부 : 상기 인조가죽으로 자동차 내장재의 커버링 공정을 완료한 후, 요철 전사의 유/무를 육안으로 확인하였다.
요철 전사가 전면적으로 있을 경우 X, 요철 전사가 부분적으로 있을 경우 △, 요철 전사가 없을 경우 ○로 표시하였다.
(3) 주름 발생 방지 여부 : 상기 인조가죽으로 자동차 내장재의 커버링 공정을 완료한 후, 주름 발생의 유/무를 육안으로 확인하였다.
주름이 전면적으로 발생할 경우 X, 주름이 부분적으로 발생할 경우 △, 주름이 발생하지 않을 경우 ○로 표시하였다.
(4) 감성 : 상기 인조가죽으로 자동차 내장재의 커버링 공정을 완료한 후 부드러운 감촉 및 충진감을 인조가죽 전문가들이 직접 만져보아 확인하였다.
감성이 우수할 경우 ○, 감성이 밋밋할 경우 △, 감성이 좋지 않을 경우 X로 표시하였다.
(5) 연성(Softness) : 온도 23±2℃ 및 상대습도 50±5% 조건에서, 연성 측정 기기(SDL Atlas, ST300D)를 이용하여 파이(π)가 100㎜인 인조가죽 시편을 준비한 후, ST300D 기기로 눌러서 15초 동안 눈금이 움직인 수치를 읽어 측정하였다.
(6) 휘발성 유기 화합물(VOCs)의 발생량 : 인조가죽 시편(가로, 세로가 4cm x 9cm)을 3L의 백(bag)에 넣고 밀폐하여 65℃오븐에서 2시간 동안 가열하였다. 이후 상기 시편을 백에서 꺼내 25℃의 실험실에서 30분 동안 방치한 후 상기 시편에서 발산되는 휘발성 유기 화합물(VOCs)을 모아서 이의 발생량을 가스 크로마토그래피(Gas chromatography, GC)로 측정하였다.
(7) 이면층 내 폴리우레탄 수지의 함침량 측정
이면층을 디메틸포름아마이드에 함침시켜 이면층 내 폴리우레탄 수지를 녹인 후, 상기 디메틸포름아마이드를 증발시켜, 감소된 이면층의 중량(g/m2)을 측정하여 이를 이면층 내 폴리우레탄 수지의 함침량으로 하였다.
Figure 112018119056432-pat00001
상기 표 1에서 확인된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 자동차 내장재용 인조가죽은 자동차 내장재의 요철 전사를 방지함과 아울러, 신율이 우수하여 주름 방지가 우수하며 감성 및 연성 또한 우수한 것을 확인할 수 있었다(도 7 참조).
반면, 이면층으로 미함침 부직포를 사용한 비교예와 참조예 1은 신율이 매우 낮아 주름을 방지할 수 없었으며, 감성 및 연성 또한 저하되었으며 특히 비교예는 기공층 또한 포함하지 못해 요철 전사 방지가 매우 저하되고, 유성 표면처리제로 표면처리층을 형성하여 휘발성 유기 화합물(VOCs)의 발생량이 많아 친환경적이지 않은 것을 확인할 수 있었다.
또한, 이면층으로 함침 부직포를 사용한 참조예 2와 참조예 3은 신율이 매우 낮아 주름을 방지할 수 없었으며, 실시예 1 및 2에 비해 감성 및 연성 또한 저하되었으며 특히 참조예 2는 기공층 또한 포함하지 못해 요철 전사 방지가 매우 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 이면층으로 미함침 환편포를 사용한 참조예 4와 참조예 5는 신율이 너무 커서 오히려 주름이 발생하고 외관이 불량하며, 에어백 전개가 되지 않은 단점이 있었고, 특히 참조예 4는 기공층 또한 포함하지 못해 요철 전사 방지가 매우 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 이면층으로 함침 환편포를 사용하되, 기공층을 포함하지 못한 참조예 6은 커버링 공정에 적합한 신율의 하한치에 가까워 주름이 다소 발생하며, 요철 전사를 방지하지 못하고 실시예 1 및 2에 비해 감성 및 연성이 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
한편, 기공층 밀도가 너무 작은 참조예 7은 폭 방향의 신율이 다소 적어 주름이 다소 발생함과 아울러, 내마모성, 내오염성 등의 표면물성이 저하되는 단점이 있었고, 기공층 밀도가 너무 큰 참조예 8은 실시예 1 및 2에 비해 인조가죽에 더 많은 주름이 발생하고, 자동차 내장재의 요철 전사 방지가 미미한 것을 확인할 수 있었다.
1: 자동차 내장재용 인조가죽
11: 이면층 13: 기공층
15: 스킨층

Claims (19)

  1. 하부에서 상부로, 함침된 환편포인 이면층(11); 기공층(13); 및 스킨층(15)을 포함하는 신율이 길이 방향으로 80-150%이고, 폭 방향으로 150-225%인 것인 자동차 내장재용 인조가죽으로,
    상기 기공층은 밀도가 400-800g/L이고,
    상기 자동차 내장재용 인조가죽은 크래쉬 패드, 도어 트림, 콘솔 박스, 암 레스트, 헤드 레스트 및 헤드 라이너로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 자동차 내장재의 커버링 공정에 이용되기 위한 것인 자동차 내장재용 인조가죽.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 자동차 내장재용 인조가죽은 신율이 길이 방향으로 85-140%이고, 폭 방향으로 160-220%인 것인 자동차 내장재용 인조가죽.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 이면층(11) 내에 포함되는 폴리우레탄 수지의 함량은 130-600g/m2인 것인 자동차 내장재용 인조가죽.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 이면층(11)은 두께가 0.4-1.08mm인 것인 자동차 내장재용 인조가죽.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 기공층(13)은 밀도가 500-700g/L인 것인 자동차 내장재용 인조가죽.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 환편포는 상기 기공층(13)과 맞닿는 표면에 기모가 형성된 것인 자동차 내장재용 인조가죽.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 환편포는 커버링 공정에 의해 쿠션층과 맞닿는 배면에 기모가 형성된 것인 자동차 내장재용 인조가죽.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 환편포는 양면에 기모가 형성된 것인 자동차 내장재용 인조가죽.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 자동차 내장재용 인조가죽은 상기 기공층(13)과 스킨층(15) 사이에 접착층을 더 포함하고, 상기 스킨층(15) 표면에 표면처리층을 더 포함하는 것인 자동차 내장재용 인조가죽.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 자동차 내장재용 인조가죽은 연성(Softness)이 3.5-6인 것인 자동차 내장재용 인조가죽.
  14. 삭제
  15. 환편포를 함침하는 이면층 형성단계(S1);
    이형지 상부에 스킨층을 형성하는 스킨층 형성단계(S1');
    상기 이면층 상부에 기공층을 형성하는 기공층 형성단계(S3);
    상기 기공층 상부에 스킨층을 합포하는 스킨층 합포단계(S5); 및
    상기 이형지를 제거하는 이형지 제거단계(S7); 를 포함하는 신율이 길이 방향으로 80-150%이고, 폭 방향으로 150-225%인 것인 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법으로,
    상기 기공층은 밀도가 400-800g/L이고,
    상기 자동차 내장재용 인조가죽은 크래쉬 패드, 도어 트림, 콘솔 박스, 암 레스트, 헤드 레스트 및 헤드 라이너로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 자동차 내장재의 커버링 공정에 이용되기 위한 것인 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 스킨층 형성단계(S1')는 이형지 상부에 스킨층 조성물을 도포 및 건조하여 스킨층을 형성하는 단계로,
    상기 스킨층 조성물은 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 용매 10-60중량부 및 안료 10-40중량부를 포함하는 것인 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 기공층 형성단계(S3)는 상기 함침된 환편포인 이면층 상부에 기공층 조성물을 코팅하여 기공층을 형성하는 단계로,
    상기 기공층 조성물은 폴리우레탄 수지 100중량부에 대해 용매 20-50중량부 및 기공 조절제 0.5-2중량부를 포함하는 것인 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 스킨층 합포단계(S5) 이전에 스킨층 상부에 접착제를 도포 및 건조하여 접착층을 형성하는 접착층 형성단계(S4)를 더 포함하는 것인 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 이형지 제거단계(S7) 이후 스킨층 상부에 표면처리제를 도포하여 표면처리층을 형성하는 단계(S9)를 더 포함하는 것인 자동차 내장재용 인조가죽의 제조방법.
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