KR102058858B1 - 차량의 내장재용 코팅 조성물 및 차량의 내장재용 표피재 - Google Patents

차량의 내장재용 코팅 조성물 및 차량의 내장재용 표피재 Download PDF

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Abstract

카보디이미드(carbodiimide)계 화합물을 포함하는 차량의 내장재용 코팅 조성물을 제공한다. 또한, 표면층 및 기재층을 포함하는 차량의 내장재용 표피재를 준비하는 단계; 상기 표면층의 상부에 카보디이미드(carbodiimide)계 화합물을 포함하는 차량의 내장재용 코팅 조성물을 도포하는 단계; 및 도포된 차량의 내장재용 코팅 조성물에 대해 순차적으로 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에서 소정의 시간 동안 열경화를 수행하여 표면 코팅층을 형성하고, 상기 제1 온도(T1) 및 상기 제2 온도(T2)가 상기 제1 온도(T1) < 상기 제2 온도(T2)의 관계를 만족하는 단계를 포함하는 차량의 내장재용 표피재를 코팅하는 방법을 제공한다.

Description

차량의 내장재용 코팅 조성물 및 차량의 내장재용 표피재{COATING COMPOSITION FOR INTERIOR MATERIAL OF AUTOMOBILE AND SKIN MATERIAL FOR INTERIOR MATERIAL OF AUTOMOBILE}
차량의 내장재용 코팅 조성물 및 차량의 내장재용 표피재에 관한 것이다.
차량 내장재는 버스, 승용차 등의 내부에 장착되는 부품으로서 예를 들어, 핸들, 대쉬보드, 도어트림, 시트백, 암레스트, 웨더스트립 등이 있다.
이러한 차량 내장재의 표면 또는 외면을 형성하는 표피재 등은 탑승자가 육안으로 확인하고, 지속적으로 신체적 접촉이 있는 부분이므로 내오염성, 내마모성 등이 중요한 요소로 고려될 수 있다.
통상 차량의 내장재용 표피재는 PVC 재질로 형성될 수 있는데 표피재의 표면을 코팅제로 코팅하여 내오염성, 내마모성 등을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 코팅제로서 폴리우레탄 수지 등을 포함하는 코팅제를 사용할 수 있고, 일반적으로 이소시아네이트계 경화제 등을 사용하여 열경화를 통해 코팅을 수행하고 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 우수한 친환경성, 우수한 내마모성 및, 우수한 내오염성을 구현하는 차량의 내장재용 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예에서, 우수한 친환경성, 우수한 내마모성 및, 우수한 내오염성을 구현하는 차량의 내장재용 표피재를 제공한다.
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 구현예에서, 카보디이미드(carbodiimide)계 화합물을 포함하는 차량의 내장재용 코팅 조성물을 제공한다.
상기 차량의 내장재용 코팅 조성물이 상기 카보디이미드계 화합물을 약 3 중량% 내지 약 15 중량%로 포함할 수 있다.
상기 차량의 내장재용 코팅 조성물이 경화제로서, 이소시아네이트계 화합물 및, 멜라민계 화합물을 포함하지 않을 수 있다.
상기 카보디이미드계 화합물이 디시클로헥실 카보디이미드(dicycohexyl carbodiimide, DCC), 1-(3-디메틸아미노프로필)-3-에틸-카보디이미드(1-(3-dimethylaminoporpyl)-3-ethyl-carbodiimide, EDC) 또는 이들 모두를 포함할 수 있다.
상기 차량의 내장재용 코팅 조성물이 차량의 내장재용 표피재의 표면층을 코팅하는 용도로 적용되고, 상기 표피재의 표면층이 열가소성 수지 재질로 형성될 수 있다.
상기 차량의 내장재용 코팅 조성물은 상기 차량의 내장재용 표피재의 표면에 도포되고, 순차적으로 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에서 소정의 시간 동안 열경화가 수행되어 표면 코팅층으로 형성되고, 상기 제1 온도(T1) 및 상기 제2 온도(T2)가 상기 제1 온도(T1) < 상기 제2 온도(T2)의 관계를 만족할 수 있다.
상기 차량의 내장재용 코팅 조성물이 카르복실기 함유 열경화성 수지, 수계 용매, 기타 첨가제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 카르복실기 함유 열경화성 수지가 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에폭시계 수지, (메타)아크릴계 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 카르복실기 함유 열경화성 수지의 중량평균 분자량이 약 2,000g/mol 내지 약 8,000g/mol일 수 있다.
상기 카르복실기 함유 열경화성 수지를 포함하는 경우 약 25 중량% 내지 약 40 중량%로 포함할 수 있다.
상기 수계 용매가 물, 탄소수 1개 내지 4개의 알코올 또는 이들 모두를 포함할 수 있다.
상기 기타 첨가제가 소포제(defoamer), 습윤제(wetting agent), 증점제(thickener), 왁스(wax), 안료, 난연제, 발수제, 대전방지제 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 표면에 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물을 열경화시켜 형성한 표면 코팅층이 코팅된 차량의 내장재용 표피재를 제공한다.
상기 표면 코팅층은 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물에 대해 순차적으로 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에서 열경화를 수행하여 형성하고, 상기 제1 온도(T1) 및 상기 제2 온도(T2)가 상기 제1 온도(T1) < 상기 제2 온도(T2)의 관계를 만족할 수 있다.
상기 표면 코팅층의 두께가 약 5㎛ 내지 약 20㎛일 수 있다.
상기 차량의 내장재용 표피재가 차량의 내장재용 표피재가 표면층 및, 기재층을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 표면층 및 기재층을 포함하는 차량의 내장재용 표피재를 준비하는 단계; 상기 표면층의 상부에 카보디이미드(carbodiimide)계 화합물을 포함하는 차량의 내장재용 코팅 조성물을 도포하는 단계; 및 도포된 차량의 내장재용 코팅 조성물에 대해 순차적으로 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에서 소정의 시간 동안 열경화를 수행하여 표면 코팅층을 형성하고, 상기 제1 온도(T1) 및 상기 제2 온도(T2)가 상기 제1 온도(T1) < 상기 제2 온도(T2)의 관계를 만족하는 단계;를 포함하는 차량의 내장재용 표피재를 코팅하는 방법을 제공한다.
상기 제1 온도(T1)가 약 75℃ 내지 약 90℃이고, 상기 제1 온도(T1)에서 약 5분 내지 약 10분 동안 열경화를 수행할 수 있다.
상기 제2 온도(T2)가 약 120℃ 내지 약 140℃이고, 상기 제2 온도(T2)에서 약 5분 내지 약 10분 동안 열경화를 수행할 수 있다.
상기 차량의 내장재용 코팅 조성물 및 상기 차량의 내장재용 표피재는 우수한 친환경성, 우수한 내마모성 및 우수한 내오염성을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다른 구현예에 따른 차량의 내장재용 표피재의 개략적인 단면도이다.
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 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
이하에서 기재의 상부 (또는 하부) 또는 기재의 상 (또는 하)에 임의의 구성이 형성된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 형성되는 것을 의미할 뿐만 아니라, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 형성된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에서, 카보디이미드(carbodiimide)계 화합물을 포함하는 차량의 내장재용 코팅 조성물을 제공한다.
통상 차량의 내장재용 표피재는 PVC 재질로 형성될 수 있는데 표피재의 표면을 코팅제로 코팅하여 내오염성, 내마모성 등을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 코팅제로서 폴리우레탄 수지 등을 포함하는 코팅제를 사용할 수 있고, 일반적으로 이소시아네이트계 경화제, 멜라민계 경화제 등을 사용하여 열경화를 통해 코팅을 수행하고 있다.
다만, 이러한 이소시아네이트계 경화제는 연소시 유해가스가 발생하여 인체 및 환경에 유해할 뿐만 아니라, 상온에서도 경화가 일부 진행되어 저장 안정성이 열등하고, 게다가, 멜라민계 경화제는 방향족계 화합물로서 황변 현상이 발생할 수 있고, 또한 염기성 경화제이므로 산성 조건 하에서 화학 반응을 일으켜 변질될 수 있는 문제가 있다.
이에, 본 발명의 일 구현예에서는 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물이 친환경 경화제로서, 카보디이미드계 화합물을 포함하고, 그에 따라 연소시 유해 가스 발생이 더욱 저하되어 우수한 친환경성을 구현함과 동시에 상온에서 경화가 진행되지 않아 저장 안정성이 우수한 이점이 있다. 또한, 멜라민계 경화제와 달리 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물은 우수한 내산성 및 우수한 내황변성을 구현할 수 있다.
상기 카보디이미드계 화합물이 예를 들어, 디시클로헥실 카보디이미드(dicycohexyl carbodiimide, DCC), 1-(3-디메틸아미노프로필)-3-에틸-카보디이미드(1-(3-dimethylaminoporpyl)-3-ethyl-carbodiimide, EDC), 또는 이들 모두를 포함할 수 있다.
상기 카보디이미드계 화합물을 예를 들어, 약 3 중량% 내지 약 15 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 포함함으로써 열경화 반응이 충분히 우수한 수준으로 진행됨과 동시에 열경화 반응에 의해 제조된 제품 내에서, 미반응 카보디이미드계 화합물이 잔류하지 않아 우수한 표면 특성을 구현할 수 있다. 구체적으로, 상기 카보디이미드계 화합물이 제품 내에 잔류하는 경우 전이(migration) 현상 등이 발생하여 시간이 지남에 따라 표면 특성이 저하될 수 있는 문제가 있다.
상기 차량의 내장재용 코팅 조성물은 경화제로서, 이소시아네이트계 화합물 및, 멜라민계 화합물을 포함하지 않는다. 이와 같이, 이소시아네이트계 화합물을 포함하지 않음으로써 연소시 유해가스를 발생시키지 않으면서 상온에서 경화가 진행되지 않으므로 우수한 친환경성 및 우수한 저장 안정성을 구현할 수 있다. 또한, 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물은 우수한 내산성 및 우수한 내황변성을 구현할 수 있다.
상기 이소시아네이트계 화합물은 예를 들어, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 4,4-디페닐디메틸메탄 디이소시아네이트, 1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트(tolylene-2,4-diisocyanate), 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트 등일 수 있고, 상기 멜라민계 화합물은 예를 들어, 멜라민 수지 등일 수 있으나. 이에 제한되지 않고, 이 기술분야에서 공지된 종류를 모두 포함할 수 있다.
상기 차량의 내장재용 코팅 조성물이 카르복실기 함유 열경화성 수지, 수계 용매, 기타 첨가제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 카르복실기 함유 열경화성 수지가 카르복실기 함유 폴리우레탄계 수지, 카르복실기 함유 폴리에스테르계 수지, 카르복실기 함유 폴리에폭시계 수지, 카르복실기 함유 (메타)아크릴계 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구체적으로는 상기 카르복실기 함유 폴리우레탄계 수지를 포함하여 스크래치 등의 발생을 더욱 방지하여 우수한 친환경성 및 우수한 내구성을 동시에 구현할 수 있다.
상기 카르복실기 함유 열경화성 수지의 중량평균 분자량이 예를 들어, 약 2,000g/mol 내지 약 8,000g/mol일 수 있다. 상기 범위 내의 중량평균 분자량을 가짐으로써 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물의 점도를 적절히 조절하여 우수한 가공성을 구현할 수 있다
상기 카르복실기 함유 열경화성 수지를 포함하는 경우 예를 들어, 약 25 중량% 내지 약 40 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 포함함으로써 열경화 반응에 의해 차량의 내장재용 표피재의 표면을 충분히 코팅시킬 수 있으면서 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물의 점도를 적절히 조절하여 우수한 가공성을 구현할 수 있다.
상기 수계 용매가 물, 알코올 또는 이들 모두를 포함할 수 있다. 이와 같이 수계 용매를 포함함으로써 친환경성을 더욱 향상시킬 수 있다. 유기 용매를 포함하는 경우 유기 용매가 제품 내에 잔류하여, 악취, 화재 등을 발생시킬 수 있고, 이를 대기 중으로 휘발시켜 제거하는 경우 대기 오염을 일으켜 인체 및 환경에 유해한 문제가 있다.
상기 물은 증류수, 이온수 등을 포함할 수 있고, 상기 알코올은 예를 들어, 탄소수 1개 내지 4개의 알코올일 수 있고, 또한, 탄소수 2개 내지 4개의 알코올일 수 있으며, 구체적으로는 에탄올, 이소프로판올 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 알코올의 탄소수가 5개를 초과하는 경우 소수성인 성질로 인하여 용매로서의 역할을 수행하기 어렵고 또한, 물과의 상용성이 매우 낮을 수 있다.
상기 수계 용매는 예를 들어, 약 10 중량% 내지 약 20 중량%로 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 기타 첨가제가 예를 들어, 분산제, 소포제(defoamer), 소광제, 습윤제(wetting agent), 증점제(thickener), 왁스(wax), 안료, 난연제, 발수제, 대전방지제 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 기타 첨가제가 분산제, 소포제, 소광제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물의 고형분 약 100 중량부에 대하여 상기 분산제, 상기 소포제 및 상기 소광제의 총합 약 5 중량부 내지 약 10 중량부로 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 분산제 및 상기 소광제를 모두 포함하는 경우 상기 소광제에 의해 우수한 무광성을 구현할 수 있으면서 상기 분산제에 의해 상기 소광제의 응집 현상을 방지하여 제품 내에서 백탁 현상을 더욱 방지할 수 있고, 다른 성분들과의 상용성도 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 소포제를 사용하여 발명의 목적 및 용도에 따라 적절히 소포성을 부여하면서 표면 레벨링성을 유지할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물은 차량의 내장재용 표피재의 표면을 코팅하는 용도로 적용되고, 상기 표피재의 표면이 열가소성 수지 재질로 형성될 수 있다.
차량 내장재는 버스, 승용차 등의 내부에 장착되는 부품으로서 예를 들어, 핸들, 대쉬보드, 도어트림, 시트백, 암레스트, 웨더스트립 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 열가소성 수지 재질은 예를 들어, 폴리염화비닐 수지(PVC), 열가소성 폴리올레핀 수지(TPO), 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU), 폴리우레탄 수지(PU) 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나의 수지를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이와 같이, 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물은 열가소성 수지 재질의 표면을 코팅하여 친환경성을 구현함과 동시에 내마모성 및 내오염성을 더욱 향상시킬 수 있다.
일 구현예에서, 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물은 상기 차량의 내장재용 표피재의 표면에 도포되고, 순차적으로 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에서 열경화가 수행되어 표면 코팅층으로 형성되고, 상기 제1 온도(T1) 및 상기 제2 온도(T2)가 상기 제1 온도(T1) < 상기 제2 온도(T2)의 관계를 만족할 수 있다.
즉, 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물은 상기 차량의 내장재용 표피재의 표면에 도포되면서 또는 도포된 후 열경화가 수행되는 도중 온도를 한 번 높여서, 연속적으로 상기 제1 온도(T1) 및 상기 제2 온도(T2)에서 열경화될 수 있다.
이와 같이, 다단으로 경화시키는 방법을 도입함으로써 한 번에 고온에서 열경화를 수행하는 경우에 비해 상기 카보디이미드계 화합물의 반응성을 서서히 활성화시켜 열경화 반응이 균일하게 진행될 수 있고, 그에 따라 상기 표면 코팅층의 단위 면적당 밀도가 보다 균일하게 형성되어 우수한 내마모성, 우수한 내오염성 및 우수한 표면 외관을 동시에 구현할 수 있는 이점이 있다.
상기 차량의 내장재용 코팅 조성물의 도포 방법은 예를 들어, 다이 코팅법, 그라비아 코팅법, 나이프 코팅법 및, 바 코팅법 중 하나를 이용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 제1 온도(T1)가 약 75℃ 내지 약 90℃이고, 상기 제1 온도(T1)에서 약 5분 내지 약 10분 동안 열경화를 수행할 수 있다. 상기 범위 내의 적절히 높은 온도에서 상기 시간 동안 열경화를 수행함으로써 열경화 반응이 초기에 급격하고 불균일하게 진행되지 않고, 상기 카보디이미드계 화합물이 서서히 활성화됨에 따라 열경화 반응이 적절한 속도로 진행될 수 있다.
상기 제2 온도(T2)가 약 120℃ 내지 약 140℃이고, 상기 제2 온도(T2)에서 약 5분 내지 약 10분 동안 열경화를 수행할 수 있다. 상기 제1 온도(T1)에서의 열경화 반응에 이어서, 상기 범위 내의 더욱 높은 온도에서 상기 시간 동안 열경화를 수행함으로써 균일하게 활성화된 상기 카보디이미드계 화합물에 의해 보다 본격적인 열경화 반응이 균일한 속도로 충분히 진행될 수 있다. 그에 따라, 전술한 바와 같이, 상기 표면 코팅층의 단위 면적당 밀도가 보다 균일하게 형성되어 우수한 내마모성, 우수한 내오염성 및 우수한 표면 외관을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다른 구현예에 따른 차량의 내장재용 표피재의 단면도를 개략적으로 나타낸다. 상기 차량의 내장재용 표피재는 표면에 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물을 열경화시켜 형성한 표면 코팅층이 코팅될 수 있다. 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물은 일 구현예서 전술한 바와 같다.
그에 따라, 상기 차량의 내장재용 표피재는 연소시 유해 가스 발생이 더욱 저하되어 우수한 친환경성을 구현함과 동시에 상온에서 경화가 진행되지 않아 저장 안정성이 우수한 이점이 있다. 또한, 상기 차량의 내장재용 표피재는 우수한 내산성 및 우수한 내황변성을 구현할 수 있다.
또한, 상기 표면 코팅층은 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물에 대해 순차적으로 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에서 열경화를 수행하여 형성하고, 상기 제1 온도(T1) 및 상기 제2 온도(T2)가 상기 제1 온도(T1) < 상기 제2 온도(T2)의 관계를 만족할 수 있다. 상기 제1 온도(T1) 및 상기 제2 온도(T2)는 일 구현예에서 전술한 바와 같다.
이와 같이, 다단으로 경화시키는 방법을 도입함으로써 한 번에 고온에서 열경화를 수행하는 경우에 비해 상기 카보디이미드계 화합물의 반응성을 서서히 활성화시켜 열경화 반응이 균일하게 진행될 수 있고, 그에 따라 상기 표면 코팅층의 단위 면적당 밀도가 보다 균일하게 형성되어 우수한 내마모성, 우수한 내오염성 및 우수한 표면 외관을 동시에 구현할 수 있는 이점이 있다.
상기 표면 코팅층의 두께가 약 5㎛ 내지 약 20㎛일 수 있다. 상기 범위 내의 두께로 형성됨으로써 내마모성 및 내오염성을 충분히 우수한 수준으로 구현하면서도 비용을 지나치게 증가시키지 않을 수 있다.
상기 차량의 내장재용 표피재가 표면층 및 기재층을 포함할 수 있고, 발명의 목적 및 용도에 따라 이 기술분야에서 공지된 종류의 층을 더 포함할 수 있으며, 상기 표면 코팅층은 상기 표면층의 상부에 형성될 수 있다.
상기 표면층이 열가소성 수지 재질로 형성될 수 있고, 상기 열가소성 수지 재질은 예를 들어, 폴리염화비닐 수지(PVC), 열가소성 폴리올레핀 수지(TPO), 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU), 폴리우레탄 수지(PU) 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나의 수지를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 표면층은 예를 들어, 시트 또는 필름일 수 있고, 두께가 약 0.3mm 내지 약 0.8mm일 수 있다.
상기 기재층이 유기 섬유 또는 무기 섬유 재질의 직포나 부직포; 솜; 스펀지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 재질로 형성될 수 있고, 그에 따라 외부로부터 발생한 충격을 용이하게 흡수하여 깨지거나 부서지지 않고 장기간 우수한 내구성을 구현할 수 있다.
상기 기재층은 평균 두께가 예를 들어, 약 0.4mm 내지 약 0.7mm일 수 있다. 상기 범위 내의 평균 두께를 가짐으로써 상기 차량의 내장재용 표피재의 총 두께를 지나치게 증가시키지 않으면서 상기 표면층에 충분한 안정성을 부여할 수 있다.
도 2는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 차량의 내장재용 표피재를 코팅하는 방법의 공정흐름도를 개략적으로 나타낸다. 상기 차량의 내장재용 표피재를 코팅하는 방법은, 표면층 및 기재층을 포함하는 차량의 내장재용 표피재를 준비하는 단계(S1); 상기 표면층의 상부에 카보디이미드(carbodiimide)계 화합물을 포함하는 차량의 내장재용 코팅 조성물을 도포하는 단계(S2); 및 도포된 차량의 내장재용 코팅 조성물에 대해 순차적으로 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에서 소정의 시간 동안 열경화를 수행하여 표면 코팅층을 형성하고, 상기 제1 온도(T1) 및 상기 제2 온도(T2)가 상기 제1 온도(T1) < 상기 제2 온도(T2)의 관계를 만족하는 단계(S3);를 포함할 수 있다. 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물 및 상기 차량의 내장재용 표피재는 일 구현예에서 전술한 바와 같다.
이와 같이, 다단으로 경화시키는 방법을 도입함으로써 한 번에 고온에서 열경화를 수행하는 경우에 비해 상기 카보디이미드계 화합물의 반응성을 서서히 활성화시켜 열경화 반응이 균일하게 진행될 수 있고, 그에 따라 상기 표면 코팅층의 단위 면적당 밀도가 보다 균일하게 형성되어 우수한 내마모성, 우수한 내오염성 및 우수한 표면 외관을 동시에 구현할 수 있는 이점이 있다.
상기 차량의 내장재용 코팅 조성물의 도포 방법은 예를 들어, 다이 코팅법, 그라비아 코팅법, 나이프 코팅법 및, 바 코팅법 중 하나를 이용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 제1 온도(T1)가 약 75℃ 내지 약 90℃이고, 상기 제1 온도(T1)에서 약 5분 내지 약 10분 동안 열경화를 수행할 수 있다. 상기 범위 내의 적절히 높은 온도에서 상기 시간 동안 열경화를 수행함으로써 열경화 반응이 초기에 급격하고 불균일하게 진행되지 않고, 상기 카보디이미드계 화합물이 서서히 활성화됨에 따라 열경화 반응이 적절한 속도로 진행될 수 있다.
상기 제2 온도(T2)가 약 120℃ 내지 약 140℃이고, 상기 제2 온도(T2)에서 약 5분 내지 약 10분 동안 열경화를 수행할 수 있다. 상기 제1 온도(T1)에서의 열경화 반응에 이어서, 상기 범위 내의 더욱 높은 온도에서 상기 시간 동안 열경화를 수행함으로써 균일하게 활성화된 상기 카보디이미드계 화합물에 의해 보다 본격적인 열경화 반응이 균일한 속도로 충분히 진행될 수 있다. 그에 따라, 전술한 바와 같이, 상기 표면 코팅층의 단위 면적당 밀도가 보다 균일하게 형성되어 우수한 내마모성, 우수한 내오염성 및 우수한 표면 외관을 구현할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하고, 이로써 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
실시예
실시예 1
카르복실기 함유 폴리우레탄 수지 40 중량%, 디시클로헥실 카보디이미드(dicycohexyl carbodiimide, DCC) 9 중량%, 물 10 중량%, 알코올 5 중량% 및 기타 첨가제를 혼합 및 교반하여 차량의 내장재용 코팅 조성물을 제조하였다.
또한, 0.5mm 두께의 열가소성 폴리우레탄 수지 시트로 표면층을 준비하고, 0.5mm 평균 두께의 유기 섬유 재질의 부직포로 기재층을 준비하고, 이어서 상기 표면층 및 상기 기재층을 적층한 후 열합착하여 차량의 내장재용 표피재를 준비하였다.
이어서, 상기 표면층의 상부면에 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물을 도포하고, 열경화를 수행하는 도중 온도를 한 번 높여, 순차적으로, 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에서 열경화를 수행하여 10㎛ 두께의 표면 코팅층을 형성함으로써 차량의 내장재용 표피재의 표면을 코팅하였다.
구체적으로, 상기 제1 온도(T1)는 85℃이고, 상기 제1 온도(T1)에서 5분 동안 열경화를 수행하였고, 상기 제2 온도(T2)는 130℃이고, 상기 제2 온도(T2)에서 5분 동안 열경화를 수행하였다.
실시예 2 (온도를 변경하지 않고, 고온에서 한 번에 열경화를 수행함)
실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 차량의 내장재용 코팅 조성물을 제조하였고, 차량의 내장재용 표피재를 준비하였다.
이어서, 상기 표면층의 상부면에 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물을 도포하고, 120℃에서 5분 동안 한 번에 열경화를 수행하여 10㎛ 두께의 표면 코팅층을 형성함으로써 차량의 내장재용 표피재의 표면을 코팅하였다.
비교예 1 (경화제로서 이소시아네이트계 화합물을 사용함)
경화제로서, 디시클로헥실 카보디이미드(dicycohexyl carbodiimide, DCC)를 혼합하지 않고, 2,4-톨릴렌 다이아이소시아네이트를 혼합 및 교반한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 차량의 내장재용 표피재의 표면 코팅층을 형성하였다.
비교예 2 (경화제로서 멜라민 수지를 사용함)
경화제로서, 디시클로헥실 카보디이미드(dicycohexyl carbodiimide, DCC)를 혼합하지 않고, 멜라민 수지를 혼합 및 교반한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 차량의 내장재용 표피재의 표면 코팅층을 형성하였다.
실험예
상기 실시예 1, 2 및 상기 비교예 1, 2에 따른 차량의 내장재용 표피재의 표면에 코팅된 표면 코팅층의 물성을 평가하여 하기 표 2에 기재하였다
평가 방법
(내마모성)
측정방법: Taber 마모시험기 (제조사 Taber Abraser, Erichsen社, 모델명 5135 Rotary Platform abraser)를 이용하여, 하중 9.8N의 조건 하에서 내마모성 시험을 2,000회 실시한 후 육안으로 관찰하여 하기 표 1에 따라 등급을 나누어 내마모성을 평가하였고, 1에서부터 5로 커질수록 내마모성이 우수한 것으로 평가하였다.
등급 마모의 정도
4 표면 코팅층의 전체 면적 중 약 5% 미만을 차지하는 면적에서 스크래치가 발생하면서 광택이 사라짐.
3 표면 코팅층의 전체 면적 중 약 6%~15% 미만을 차지하는 면적에서 스크래치가 발생하면서 광택이 사라짐.
2 표면 코팅층의 전체 면적 중 약 15%~50% 미만을 차지하는 면적에서 스크래치가 발생하면서 광택이 사라져 표면이 상당히 손상됨.
1 표면 코팅층의 전체 면적 중 약 50%~100%를 차지하는 면적에서 스크래치가 발생하면서 광택이 사라져 표면이 현저히 손상됨.
(내오염성)
측정방법: JIS L 0649 측정 조건에 따라 평가하였다. 구체적으로, 각각의 표면 코팅층에 염색물 마찰견뢰도 시험기(학진형 마찰 시험기)를 이용하여 오염포(carbon black 함유 직물)를 하중 4.9N, 왕복 속도 30회/분, 이동거리 100mm의 조건 하에서, 100회 왕복하여 적용한 후, 코팅층 표면에 대하여 무채색 스케일(gray scale)로 1에서부터 4까지 등급을 나누어 내오염성을 평가하였고, 1에서부터 4로 커질수록 내오염성이 우수한 것으로 평가하였다.
(저장 안정성)
측정방법: 상기 실시예 1, 2 및 상기 비교예 1, 2에 따른 차량의 내장재용 코팅 조성물을 각각 상온에서 168시간 동안 방치한 후 육안으로 겔의 발생 여부를 관찰하여 저장 안정성을 평가하였고, 겔이 형성되지 않아 열경화 반응이 진행되지 않은 경우를 저장 안정성이 우수한 것으로 평가하여 “○”로 표시하였고, 겔이 형성되어 열경화 반응이 진행된 경우를 저장 안정성이 열등한 것으로 평가하여 “X “로 표시하였다.
우수: ○ (저장 안정성이 우수함)
불량: X (저장 안정성이 열등함)
(연소시 유독가스 배출 여부)
측정방법: NES 713의 측정 조건에 따라 시안화수소 등을 포함하는 유독 가스가 배출되는지 여부를 측정하였고, 유독가스가 배출되는 경우를 “○”로 표시하고, 배출되지 않는 경우를 “Ⅹ”로 표시하였다.
내마모성 내오염성 저장 안정성 유독가스 배출여부
실시예1 4 4 ○ X
실시예2 2.5 3 ○ X
비교예1 2.0 2.5 X ○
비교예2 2.5 2.5 X ○
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 및 2에 따른 차량의 내장재용 코팅 조성물 및 차량의 내장재용 표피재는 우수한 저장안정성을 구현함과 동시에 유독가스를 배출하지 않아 우수한 친환경성을 구현하였고, 특히, 실시예 1의 경우 내마모성 및 내오염성을 매우 우수한 수준으로 구현하였음을 확인하였다.
반면, 비교예 1 및 2에 따른 차량의 내장재용 코팅 조성물 및 차량의 내장재용 표피재는 저장 안정성이 현저히 열등하고, 유독가스를 배출하여 인체 및 환경에 유해할 것을 명확히 예측할 수 있다.
100: 차량의 내장재용 표피재
110: 표면 코팅층
120: 표면층
130: 기재층

Claims (19)

  1. 카보디이미드(carbodiimide)계 화합물을 포함하는 차량의 내장재용 코팅 조성물이고,
    차량의 내장재용 표피재의 표면층을 코팅하는 용도로 적용되고, 상기 표피재의 표면층이 열가소성 수지 재질로 형성되고,
    상기 차량의 내장재용 코팅 조성물은 상기 차량의 내장재용 표피재의 표면에 도포되고, 순차적으로 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에서 소정의 시간 동안 열경화가 수행되어 표면 코팅층으로 형성되고,
    상기 제1 온도(T1) 및 상기 제2 온도(T2)가 상기 제1 온도(T1) < 상기 제2 온도(T2)의 관계를 만족하는
    차량의 내장재용 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카보디이미드계 화합물을 3 중량% 내지 15 중량%로 포함하는
    차량의 내장재용 코팅 조성물.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카보디이미드계 화합물이 디시클로헥실 카보디이미드(dicycohexyl carbodiimide, DCC), 1-(3-디메틸아미노프로필)-3-에틸-카보디이미드(1-(3-dimethylaminoporpyl)-3-ethyl-carbodiimide, EDC), 또는 이들 모두를 포함하는
    차량의 내장재용 코팅 조성물.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    카르복실기 함유 열경화성 수지, 수계 용매, 기타 첨가제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함하는
    차량의 내장재용 코팅 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 카르복실기 함유 열경화성 수지가 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에폭시계 수지, (메타)아크릴계 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는
    차량의 내장재용 코팅 조성물.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 카르복실기 함유 열경화성 수지의 중량평균 분자량이 2,000g/mol 내지 8,000g/mol인
    차량의 내장재용 코팅 조성물.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 카르복실기 함유 열경화성 수지를 포함하는 경우 25 중량% 내지 40 중량%로 포함하는
    차량의 내장재용 코팅 조성물.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 수계 용매가 물, 탄소수 1개 내지 4개의 알코올 또는 이들 모두를 포함하는
    차량의 내장재용 코팅 조성물.
  12. 삭제
  13. 표면에 제1항, 제2항, 제4항, 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 차량의 내장재용 코팅 조성물을 열경화시켜 형성한 표면 코팅층이 코팅되고,
    상기 표면 코팅층은 상기 차량의 내장재용 코팅 조성물에 대해 순차적으로 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에서 열경화를 수행하여 형성하고,
    상기 제1 온도(T1) 및 상기 제2 온도(T2)가 상기 제1 온도(T1) < 상기 제2 온도(T2)의 관계를 만족하는
    차량의 내장재용 표피재.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 표면층 및 기재층을 포함하는 차량의 내장재용 표피재를 준비하는 단계;
    상기 표면층의 상부에 카보디이미드(carbodiimide)계 화합물을 포함하는 차량의 내장재용 코팅 조성물을 도포하는 단계; 및
    도포된 차량의 내장재용 코팅 조성물에 대해 순차적으로 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에서 소정의 시간 동안 열경화를 수행하여 표면 코팅층을 형성하고, 상기 제1 온도(T1) 및 상기 제2 온도(T2)가 상기 제1 온도(T1) < 상기 제2 온도(T2)의 관계를 만족하는 단계;
    를 포함하는 차량의 내장재용 표피재를 코팅하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 온도(T1)가 75℃ 내지 90℃이고,
    상기 제1 온도(T1)에서 5분 내지 10분 동안 열경화를 수행한
    차량의 내장재용 표피재를 코팅하는 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제2 온도(T2)가 120℃ 내지 140℃이고,
    상기 제2 온도(T2)에서 5분 내지 10분 동안 열경화를 수행한
    차량의 내장재용 표피재를 코팅하는 방법.

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