KR20190037023A

KR20190037023A - 파형 버블구조를 갖는 차량용 내장재 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20190037023A
Application number: KR1020170126611A
Authority: KR
Inventors: 박성탁; 박창석
Original assignee: 원풍물산주식회사
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2019-04-05

Abstract

본 발명은 표피층의 부직포, 충간층의 파형 버블시트 및 기재층의 스판본드 부직포층이 순차 적증되어 중앙부가 파형 버블구조(corrugated bubble structure)를 갖는 차량용 내장재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따라 제조된 중앙부가 파형 버블구조(corrugated bubble structure)를 갖는 차량용 내장재는 파형 버블구조(corrugated bubble structure)에 의해 흡음성 및 차음성이 우수하고 뒤틀림 방지의 효과가 있는 우수한 성질의 차량용 내장재이며, 량의 트렁크 매트, 사이드 트림 또는 리어시트 백에 적용되는 내장재에 바람직하다.

Description

파형 버블구조를 갖는 차량용 내장재 및 그 제조방법{Vehicle interior material of corrugated bubble structure and manufacturing method thereof}

본 발명은 차량용 내장재 및 그 제조방법에 관한 것이며, 상세하게는 흡음, 차음성 및 물리적 특성을 개선한 차량용 내장재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 주행 중에 엔진소음, 타이어의 마찰음 등 각종 소음이 실내로 유입되어 차량의 정숙감을 저해하므로 유입되는 소음을 차단하여 운전자 및 탑승자에게 안락한 운행을 제공하기 위하여 자동차의 내부에는 다양한 기능을 갖는 내장용 소재를 적용하고 있다.

통상적으로 차량용 내장재는 차체에 접합되는 기재층과 외부로 노출되는 표피층으로 이루어지고, 기재층과 표피층 사이에 중간층을 형성하고 있는 적층구조이며, 기재층, 표피층 및 중간층은 내장재가 갖추어야 할 흡차음성 및 물리적 특성 등에 대한 적절한 기능을 가진 소재가 선택되고 있다.

자동차용 내장재가 적용되는 부분은 사이드 트림, 리어시트 백, 트렁크 매트, 엔진 후드, 헤드라이닝, 셀프백 등 여러 부분이 있으며, 각 부분에 적합한 내장재에 대한 연구개발이 지속적으로 이루어지고 있다.

자동차용 내장재의 흡차음성 및 물리적 특성 등의 개선과 관련된 선행기술을 예로 들면, 특허문헌 1에 자동차 내장재용 기재에 있어서, 섬도 2 내지 6 데니어의 저융점 섬유와, 섬도 4 내지 15 데니어의 폴리에스터 섬유가 혼용된 펠트층(110)과; 상기 펠트층(110)의 양측 표면에 합성수지가 함침 코팅되어 형성되는 합성수지층(120)을 포함하되, 상기 펠트층(110)은, 저융점 섬유 20 내지 40중량%, 폴리에스터 섬유 60 내지 80중량%로 구성되고 단위면적당 중량이 300 내지 450g/㎡인 내부층(111)과, 저융점 섬유 60 내지 80중량%, 폴리에스터 섬유 20 내지 40중량%로 구성되고 상기 내부층(111)의 양측에 가열 압착되며 단위면적당 중량이 150 내지 250g/㎡인 보강층(112)을 포함하여 구성되며, 상기 합성수지층(120)은, 합성수지의 함량이 36 내지 44중량%이고, 단위면적당 함침량이 90 내지 110g/㎡인 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 기재를 개시하고 있으며, 특허문헌 2에는 (a)폐시트를 미세분쇄하는 단계; (b)상기 분쇄단계를 통하여 얻은 폴리우레탄폼 분쇄물에 폴리에스터계 섬유, 저융점 폴리에스터계 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 열가소성 섬유 및 마를 혼합하는 단계; (c)상기 혼합단계에서 혼합된 배합물을 카딩하는 단계; (d) 니들펀칭 단계; (e) 열성형 및 냉각 공정 단계; 및 (f) 펠트형태로 형상화한 후 히팅롤링 및 절단하는 단계를 포함하는 흡차음재의 제조방법을 개시하고 있으며, 또 특허문헌3에는 발포 배율이 10 내지 30인 PET 발포시트로 이루어지며, 두께가 2mm 내지 8mm인 코어층과, 발포배율이 2 내지 10인 PET 발포시트로 이루어지며, 두께가 1mm 내지 5mm이며, 상기 코어층의 상면 및 하면에 열접착에 의해 결합되는 한 쌍의 보강층과, 상기 보강층의 일면에 결합되는 폴리에스테르계 부직포를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량성 및 성형성이 우수한 차량 내장재용 기재를 개시하고 있다.

특허문헌 1 : 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0884210호 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1272552호 특허문헌 3 : 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1567777호

본 발명은 흡음, 차음성을 개선한 차량용 내장재 및 그 제조방법의 제공을 목적으로 하며, 보다 구체적으로는 차량의 사이드 트림, 리어시트 백, 트렁크 매트 등에 적용되는 내장재가 파형 버블구조(corrugated bubble structure)에 의해 흡음, 차음성을 개선한 차량용 내장재 및 그 제조방법의 제공을 목적으로 하는 것이다.

본 발명의 목적인 파형 버블구조(corrugated bubble structure)를 갖는 차량용 내장재를 위한 해결수단으로는 표피층(1)으로 부직포층과, 중간층(2)으로 파형 버블시트층 및 기재층(3)으로 스판본드 부직포층이 순차 적층되어 중간층(3)이 파형 버블구조(corrugated bubble structure)를 갖는 것으로 이루어진다.

상기 본 발명의 파형 버블구조(corrugated bubble structure)를 갖는 차량용 내장재에 대하여 보다 구체적으로 설명하면, 표피층(1)으로 폴리에틸렌테레프탈레이(PET) 섬유 100 중량부 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유 40 ~ 60중량%, 폴리프로필렌(PP) 섬유 40 ~ 60중량%로 조성된 부직포층과, 중간층(2)으로 폴리프로필렌(PP) 재질의 파형 버블시트층 및 기재층(3)으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유 또는 폴리프로필렌(PP) 섬유로 조성된 스판본드 부직포층이 순차 적층되어 중간층(3)이 파형 버블구조(corrugated bubble structure)를 갖는 차량용 내장재이다.

본 발명에 따른 표피층(1)은 외부로 노출되는 부분이며, 표피층(1)을 형성하는 부직포의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리프로필렌(PP) 섬유는 섬도 2 ~ 6데니어(denier), 길이가 64 ~ 71㎜의 섬유로 이루어지며, 중량은 200 ~ 1000g/㎡ 범위를 갖는다.

또 표피층(1)을 형성하는 부직포는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 널리 알려진 부직포 제조방법인 카딩공정, 웹형성공정 및 웹결합(접착)공정에 의해 제조되는 부직포로써 특별히 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 표피층(1)을 형성하는 부직포는 니들펀칭에 의한 웹결합이 바람직하며, 표면이 부드러운 질감을 나타내는 벨루어 타입(velour-type)부직포일 수 있다.

상기 본 발명에 따른 중간층(2)을 형성하는 파형 버블시트(corrugated bubble sheet)는 파형(물결)구조에 의해 공간부(공기층)가 형성되어 완충, 흡음 및 차음기능을 가지고 또 내장재의 뒤틀림을 방지하는 작용을 하며, 중량은 1000 ~ 2000g/㎡ 범위를 갖는 폴리프로필렌 재질의 파형 버블시트(corrugated bubble sheet)로 이루어지며, 폴리프로필렌 재질의 파형 버블시트(corrugated bubble sheet)는 널릴 시판되고 있는 제품으로 본 발명이 속하는 숙련자이면 쉽게 선택하여 적용할 수 있다.

상기 본 발명에 따른 기재층(3)은 차체에 직접 접합되는 부분이며, 기재층(3)을 형성하는 스판본드 부직포는 일반적인 단섬유 부직포에 비하여 보다 장섬유으로 제조된 장섬유 부직포로써, 부직포 제조분야에서 잘 알려진 멜트스펀방식으로 수지를 용융 방사하여 섬유화하고, 웹을 형성하여 열접착, 수류결합, 니들펀칭, 초음파 결합 등의 웹결합방식으로 웹을 결합하는 것에 의해 제조된다.

본 발명의 상기 기재층(3)을 형성하는 스판본드 부직포는 방사되는 섬유의 섬도가 상기 표피층(1) 보다 상대적으로 굵은 50 ~ 300데니어(denier)이며, 무게는 100 ~ 1000g/㎡ 범위를 갖도록 제조된다.

그리고 본 발명의 또 다른 목적인 파형 버블구조를 갖는 차량용 내장재의 제조방법을 위한 해결수단으로는 a). 표피층(1)인 폴리에틸렌테레프탈레이(PET) 섬유 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유로 조성되는 부직포를 공급하는 표피층 공급단계와, b). 중간층(2)인 폴리프로필렌(PP) 재질의 파형 버블시트를 양면에 접착체를 도포하면서 공급하는 중간층 공급단계와, c). 기재층(3)인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 폴리프로필렌(PP)으로 조성되는 스판본드 부직포를 공급하는 기재층 공급단계 및 d). 상기 표피층(1), 중간층(2) 및 기재층(3)를 순차 적층 및 접착하는 것을 포함하는 것으로 이루어진다.

본 발명에 따른 표피층 공급단계에 공급되는 부직포는 폴리에틸렌테레프탈레이(PET) 섬유 100 중량부 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유 40 ~ 60중량%, 폴리프로필렌(PP) 섬유 40 ~ 60중량%로 조성된 섬도 2 ~ 6데니어(denier), 길이가 64 ~ 71㎜의 섬유를 공지된 부직포 제조에 따라 카딩, 웹형성 및 웹결합에 의해 제조된 것이며, 중량은 200 ~ 1000g/㎡ 범위를 갖는다.

상기 표피층(1)의 부직포는 니들펀칭에 의한 웹결합이 바람직하며, 표면이 부드러운 질감을 나타내는 벨루어 타입(velour-type)부직포일 수 있다.

본 발명에 따른 중간층 공급단계는 중간층(2)의 상, 하로 표피층(1) 및 기재층(3)이 접착되도록 하기 위하여 1000 ~ 2000g/㎡ 범위의 중량을 갖는 폴리프로필렌(PP) 재질의 파형 버블시트(corrugated bubble sheet)의 양면에 접착제 예를 들면, 핫멜트 접착제를 도포하여 공급하는 것으로 이루어진다.

상기 중간층(3)은 파형 버블시트(corrugated bubble sheet)에 의해 형성된 파형(물결)의 공간부(공기층)의 작용으로 완충, 흡음 및 차음기능을 가지며 또 내장재의 뒤틀림을 방지하는 기능도 함께 지니고 있다.

상기 기재층 공급단계의 스판본드 부직포는 부직포 제조분야에서 잘 알려진 멜트스펀방식으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 폴리프로필렌(PP)을 용융 방사하여 섬유화하고, 웹을 형성하여 열접착, 수류결합, 니들펀칭, 초음파 결합 등의 웹결합방식으로 웹을 결합하는 것에 의해 제조된 장섬유 부직이며, 섬유의 섬도는 표피층(1) 보다 상대적으로 굵은 50 ~ 300데니어(denier)섬도이고, 무게는 100 ~ 1000g/㎡ 범위를 갖도록 제조된다.

상기 본 발명에 따른 파형 버블구조(corrugated bubble structure)를 갖는 차량용 내장재 소재는 목적하는 내장재의 금형으로 냉간 프레스압착 성형하여 내장재를 제조할 수 있으며, 차량의 트렁크 매트, 사이드 트림, 리어시트 백 등에 적용하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 파형 버블구조를 갖는 차량용 내장재는 중앙부의 파형(물결) 버블구조에 의해 형성된 공간부(공기층)는 완충, 흡음 및 차음성을 보다 향상시키는 작용효과를 나타내고, 내장재의 뒤틀림이 방지되는 효과도 나타내므로 차량 내장재로서 우수한 물리적 특성을 가지므로 차량의 트렁크 매트, 사이드 트림, 리어시트 백 등에 적용되어 매우 바람직한 효과를 타나낸다.

도 1은 본 발명의 파형 버블구조를 갖는 차량용 내장재의 제조공정을 개략적으로 나타낸 도면
도 2는 본 발명에 따른 파형 버블구조를 갖는 차량용 내장재의 단면을 대략적으로 나타낸 도면

이하에서는 실시예 및 시험예 등에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하겠으며, 아래 기재에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

상기 기재층 공급단계의 스판본드 부직포는 부직포 제조분야에서 잘 알려진 멜트스펀방식으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 폴리프로필렌(PP)을 용융 방사하여 섬유화하고, 웹을 형성하여 열접착, 수류결합, 니들펀칭, 초음파 결합 등의 웹결합방식으로 웹을 결합하는 것에 의해 제조된 장섬유 부직이며, 섬유의 섬도는 표피층(1) 보다 상대적으로 굵은 50 ~ 300데니어(denier)섬도이고, 무게는 100 ~ 1000g/㎡ 범위를 갖는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 파형 버블구조(corrugated bubble structure)를 갖는 차량용 내장재의 제조공정을 대략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 본 발명의 파형 버블구조를 갖는 차량용 내장재의 단면을 대략적으로 나타낸 도면으로써, 도 1에 의해 본 발명에 따른 제조방법을 설명하면,

도 1에 도시된 바와 같이 공급로울러(1a)로부터 표피층(1)의 부직포(1b)가 공급되고, 중간부로 파형 버블시트공급부로부터 중간층(2)의 파형 버블시트(2b)가 접착제 분사기(A)에 의해 양면에 접착제가 도포되어 공급되고, 공급로울러(3a)로부터 기재층(3)의 스판본드 부직포(3b)가 공급되면서 안내로울러(4)를 통과하는 과정에 부직포(1b), 파형 버블시트(2b) 및 스판본드 부직포(3b)가 순차 적층되어 접착장치(B)에서 일체로 접착되고 이후 절단기(C)에서 재단되어 중앙부에 파형 버블구조를 갖는 차량용 내장재 원단(S)이 제조된다.

그리고 상기에서 제조된 본 발명에 따른 파형 버블구조(corrugated bubble structure)를 갖는 차량용 내장재 원단(S)은 사용 목적에 따라 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상적으로 알려진 방법에 의해 원단을 열압착 장치에 투입하여 예열 압착한 후 금형장치에 투입하여 냉각 프레스 압착방식 등으로 내장재를 성형 제조한다.

<실시예 1>

PET 섬유 40중량%, 폴리프로필렌(PP) 섬유 60중량%로 조성된 섬도 5데니어, 길이 64㎜의 섬유를 공지된 부직포 제조에 따라 니들펀칭에 의해 윕결합으로 제조된 중량 500g/㎡를 갖는 표피층(1)을 형성하는 부직포와, 1500g/㎡ 중량의 폴리프로필렌 재질의 중간층(2)를 형성하는 파형 버블시트(corrugated bubble sheet) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 잘 알려진 멜트스펀 방식으로 제조한 섬도 100데니어(denier), 500g/㎡ 중량의 기재층(3)을 형성하는 스판본드 부직포를 각각 준비하고 중간층(2)인 폴리프로필렌 재질의 파형 버블시트(corrugated bubble sheet)의 양면에 핫멜트 접착제를 도포한 다음 중간층(3)을 중심으로 상하면에 표피층(1)과 기재층(3)을 각각 적층하고 접착하여 본 발명에 따른 파형 버블구조를 갖는 차량용 내장재 원단(S)를 제조하였다.

<실시예 2>

상기 <실시예 1>에서 제조한 본 발명에 따른 파형 버블구조를 갖는 차량용 내장재 원단(S)을 230℃에서 가열한 후, -10℃의 온도로 냉각한 하부금형에 위치시키고, 7Kgf/㎠으로 가압하면서 2분 30초를 유지한 다음 성형된 자동차 내장재용 트렁크 매트를 제작하였다.

<시험예 1>

상기 실시예 1에 의해 제조된 차량 내장재용 트렁크 매트로부터 시편를 준비한 다음 시편에 대하여 기계적 강도, 차음성(Apamat-II로 투과손실 측정), 흡음률(KS F 2805에 따라 감음계수로 평가하였으며, 500, 1000, 2000Hz에서의 평균값)에 대하여 시험하고 그 결과를 아래 [표 1] 내지 [표 2]로 나타내었다.

시험항목		단위	시험결과	시험방법
중량		g/㎡	1750	MS 341-09
인장강도(가로/세로방향)		㎏f/5㎝	26.5/25.7
내열성	인장강도(가로/세로방향)	㎏f/5㎝	23.8/22.9
내열성	수출율(가로/세로방향)	%	+0.47/0.15
압축탄성율		%	87

시험항목		시험결과	비고
차음성	1,000Hz	35	Apamat-II로 투과손실 측정[dB]
	2,000Hz	37
	3,150Hz	46
	5,000Hz	50
흡음률	500, 1000, 2000Hz에서의 평균값	0.78	감음계수(NRC)

상기 [표 1] 및 [표 2]에 나타난 바와같이 본 발명 따른 차량용 트렁트 매트는 가로방향과 세로방향의 편차가 비교적 작으며, 차음성이 주파수에 비례하여 수치가 높게 나타나는 것은 차음성이 우수한 것을 알 수 있으며, 흡음률은 500, 1000, 2000Hz에서의 평균값이 높을수록 우수하므로 본 발명 따른 차량용 트렁트 매트의 흡,차음성은 우수한 것을 확인할 수 있다.

1 : 포피층
2 : 파형 버블구조를 갖는 중간층
3 : 기재층
4 : 안내로울러
1a, 3a : 공급로울러
1b : 부직포
2b : 파형 버블시트
3b : 스판본드 부직포
A : 접착제 분사기
B : 접착장치
C : 카팅장치
S : 파형 버블구조의 내장재 원단

Claims

표피층(1)으로 부직포층, 중간층(2)으로 파형 버블시트층 및 기재층(3)으로 스판본드 부직포층이 순차 적층된 것을 특징으로 하는 파형 버블구조(corrugated bubble structure)를 갖는 차량용 내장재.
청구항1에 있어서, 표피층(1)은 폴리에틸렌테레프탈레이(PET) 섬유 100 중량부 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유 40 ~ 60중량%, 폴리프로필렌(PP) 섬유 40 ~ 60중량%로 조성된 부직포이고, 중간층(2)은 폴리프로필렌 재질의 파형 버블시트이고, 기재층(3)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유 또는 폴리프로필렌(PP) 섬유로 조성된 스판본드 부직포인 것을 특징으로 하는 파형 버블구조(corrugated bubble structure)를 갖는 차량용 내장재.
a). 표피층(1)의 부직포를 공급하는 표피층 공급단계와,
b). 중간층(2)의 파형 버블시트를 양면에 접착체를 도포하면서 공급하는 중간층 공급단계와,
c). 기재층(3)의 스판본드 부직포를 공급하는 기재층 공급단계 및
d). 상기 표피층(1), 중간층(2) 및 기재층(3)을 순차 적층 및 접착하는 접착단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파형 버블구조(corrugated bubble structure)를 갖는 차량용 내장재의 제조방법.
청구항3에 있어서, 표피층(1)의 부직포는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유 40 ~ 60중량%, 폴리프로필렌(PP) 섬유 40 ~ 60중량%로 조성된 부직포이고, 중간층(2)은 폴리프로필렌 재질의 파형 버블시트이고, 기재층(3)의 부직포는 폴리에틸렌테레프탈레이(PET) 섬유 또는 폴리프로필렌(PP) 섬유로 조성된 스판본드 부직포인 것을 특징으로 하는 파형 버블구조(corrugated bubble structure)를 차량용 내장재의 제조방법.
청구항3 또는 청구항4에 있어서, d). 상기 표피층(1) 중간층(2) 및 기재층(3)를 순차 적층 및 접착하는 접착단계에 추가하여 e). 재단단계 및 f)재단된 원단을 열압착한 다음 금형에 투입하여 냉각 프레스 압착방식에 의해 내장재를 성형하는 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파형 버블구조(corrugated bubble structure)를 차량용 내장재의 제조방법.
청구항5에 있어서, 성형된 내장재가 차량의 트렁크 매트, 사이드 트림 또는 리어시트 백에 적용되는 내장재인 것을 특징으로 하는 파형 버블구조(corrugated bubble structure)를 갖는 차량용 내장재의 제조방법.