KR0151629B1 - 자동차 내장 마감재 및 그 제조 방법 - Google Patents

자동차 내장 마감재 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 내벽에 부착되는 내장 마감재를 개선 시킨 자동차 내장 마감재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 소정 제조 공정에 따라 기포(基布)(14)와 제1화이버글래스매트(12), 폴리우레탄폼(10), 제2화이버글래스매트(20) 및 원단(22)이 순서대로 적층되고, 각 층 사이는 수지필름(18, 16, 24, 26)이 위치하여 열압착에 의하여 접착 라미네이팅 제조되는 자동차 실내에 설치되는 내장 마감재 및 제조 방법에 특징이 있다.
본 발명에 의하면, 내장 마감재를 경박(輕薄), 방음(防音), 단열(斷熱)성을 가지며 제조공정이 기계화, 자동화되고, 환경 공해 문제를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동차 내장 마감재 및 그 제조 방법
제1도는 종래의 자동차 내장 마감재를 나타내는 단면도이다.
제2도는 본 발명에 따른 자동차 내장 마감재의 실시예를 나타내는 단면도이다.
제3도는 본 발명에 따른 자동차 내장 마감재 제조 방법의 실시예를 나타내는 제조 공정도이다.
제4도는 본 발명에 따른 폴리우레탄폼과 기포(부직포)를 포함하는 자동차 내장 마감재와 레진펠트 또는 압축보드를 포함하는 종래의 자동차 내장 마감재의 흡음율을 비교하여 도시한 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명
2 : 레진펠트 4 : 글래스울
6. 22 : 원단 8, 9 : 접착제
10 : 폴리우레탄폼 12, 20 : 화이버글래스매트
14 : 기포 16, 18, 24, 26 : 수지필름
30 : 이송컨베이어 32, 39 : 롤
40, 46 : 프레스 42, 44 : 히트챔버
48 : 절단장치
본 발명은 자동차 내장 마감재 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경박성(輕薄性)을 갖고 방음(防音) 및 단열성(斷熱性)이 뛰어나며, 디자인 및 설치가 용이한 자동차 내장 마감재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
통상 자동차의 실내 천정 및 벽면은 방음성 및 단열성을 갖는 내장재로 마감처리되고 있는데, 상기 내장재는 종래에 제1도와 같은 적층 구성에 있어서 레진펠트(Resin Felt)(2)와 글래스울(Glass Wool)(4) 및 원단(6)이 이들 각 층 사이에 도포되는 접착제(8, 9)에 의하여 접착 제조되어서 제조되는 것이 통상적이었다.
레진펠트(2)는 펠트(Felt)에 페놀수지 등이 함침되어 제조된 것으로서 하중이 커서 차량 전체 하중에 부담을 주어서 주행시 연비를 떨어뜨리는 원인이 되었으며, 페놀수지가 페놀류와 알데히드류의 축합반응에 의하여 생성되는 열경화성수지의 일종으로서, 페놀수지의 소각시 미반응 또는 소각시의 불안전산하에 기인하여 방출되는 페놀 및 알데히드가 전체에 유독하여 작업환경을 포함한 생활환경의 공해물질로 작용하게 됨은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 극히 자명하게 이해되고 있는 주지의 사실로서, 폐기 소각 처분시 유독성 가스를 배출하여 공해를 일으키는 문제가 있었다. 그리고, 글래스울(4)은 최근 환경 문제의 대두로 그 사용이 규제 및 억제되고 있다.
그리고, 전술한 종래의 자동차 내장 마감재는 방음성 및 단열성이 뛰어나지 못했으며 단가가 높고 장기간 사용시 변형되기 쉬운 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명자는 전술한 종래의 문제점을 해결하고자 본 발명을 착안하게 되었다.
본 발명의 목적은, 경량화로 연비를 증가시킬 수 있고, 방음 및 단열성이 뛰어난 자동차 내장 마감재를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 재질이 우수하고 디자인 및 설치가 용이한 자동차 내장 마감재를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 자동화되고 기계화된 다층 라미네이트(Laminate) 자동차 내장 마감재의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 자동차 내장 마감재는, 자동차 실내 벽면 마감을 위한 내장 마감재에 있어서 ; 기포(基布)와 제1화이버글래스매트(Fiber Glass Mat)(12), 폴리우레탄폼(Poly Urethan Foam)(10), 제2화이버글래스매트(20) 및 원단(22)이 순서대로 적층되되, 각 층 사이는 수지필름(18, 16, 24, 26)이 위치하여 열압착에 의하여 접착 라미네이팅되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르 자동차 내장 마감재 제조 방법은, 소정 두께의 폴리우레탄폼(10)의 하부에 해당 롤(32~35)별로 권취된 제1수지필름(24), 제1화이버글래스매트(20), 제2수지필름(26) 및 원단(22)이 순서대로 적층되도록 이송되어 제1히팅챔버(42)와 제1프레스(40)에 의하여 열압착되어 1차 접합 라미네이팅되는 제1공정 ; 상기 1차 접합 라미네이팅된 폴리우레탄폼(10)의 상면에 다른 해당 롤(36~39)별로 권취된 제3수지필름(16), 제2화이버글래스매트(12), 제4수지필름(18) 및 기포(14)가 순서대로 적층되도록 이송되어 제2히팅챔버(44)와 제2프레스(46)에 의하여 열압착되어 2차 접합라미네이트되는 제2공정 ; 및 상기 제2공정 수행후 라미네이팅되어 이송된 내장재가 소정 크기와 형상으로 절단되는 제3공정 ; 으로 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 자동차 내장 마감재 및 그 제조방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 자동차 내장 마감재의 실시예는 자동차의 실내마감을 위하여 천정, 바닥 또는 벽면에 부착 설치되는 것으로서, 제2도에 나타난 단면 구조와 같이 폴리우레탄폼(10)을 중심으로 양면으로 다층접착 구조를 갖는다.
폴리우레탄폼(10)의 일면은 화이버글래스매트(12)와 기포(基布)(14)가 적층되고 이들 각 층간에 수지필름(16, 18)이 위치되어 있다. 그리고 폴리우레탄폼(10)의 다른 일면은 화이버글래스매트(20)와 원단(22)이 적층되고 이들 각 층간에는 또한 수지필름(24, 26)이 위치되어 있다. 즉 기포(14), 수지필름(18), 화이버글래스매트(12), 수지필름(16), 폴리우레탄폼(10), 수지필름(24), 화이버글래스매트(20), 수지필름(26) 및 원단(26)순의 적층 구조가 형성되어 있다.
전술한 바와 같은 적층 구조를 갖는 내장 마감재는 각 층 사이에 위치한 수지필름(16, 18, 24, 26)이 아주 얇은 박필름으로써 융점에 가까운 열이 가해지면 융착에 의한 접착성을 가지므로 수지필름(16, 18, 24, 26)을 사이에 두고 적층된 양층이 접합되어 제2도와 같은 구조로 열접착되고, 압착에 의하여 라미네니트된 형상을 갖게 된다.
상기 수지필름으로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 폴리에스테르필름이 채용될 수 있다.
그리고 접착 라미네이팅된 내장 마감재는 자동차 내부에 설치될 장소에 적합한 크기 및 형상으로 도시되지 않은 절단기에 의하여 절단되고, 도시되지 않은 성형 프레스에 의하여 형상이 가변 제작된다.
전술한 바와 같이 제작된 내장 마감재는 승용차의 내벽에 기포(14) 면이 부착되고 원단(26) 면은 실내로 드러나도록 설치된다.
제2도에 도시된 본 발명에 따른 실시예를 제작하기 위한 공정이 제3도에 모식적으로 도시되어 있으며, 이를 참조하여 구체적인 실시예의 제조 공정에 대하여 설명한다.
내장 마감재 제조에 필요한 길이 이상의 폴리우레탄폼(10)이 이송컨베이어(30)의 구동에 따라 이송되고, 폴리우레탄폼(10)의 상면 또는 하면에 라미네이팅될 수지필름(16, 18, 24, 26), 화이버글래스매트(12, 20), 기포(14) 및 원단(22)은 각각 롤(32~39)에 권취되어서 해당 위치에서 이송되는 폴리우레탄폼(10) 각 면에 위치토록 이송한다.
즉, 1차적인 폴리우레탄폼(10)의 일면 접착 및 라미네이팅을 위하여 각 롤(32, 34)에 권취된 수지필름(24, 26)과 롤(33)에 권취된 화이버글래스매트(20)와 롤(35)에 권취된 원단(22)이 동일방향으로 이송되어 폴리우레탄포(10)을 실어서 프레스(Press)(40)와 히트챔버(Heat Chamber)(42) 사이에 위치되며, 히트챔버(42)와 프레스(40)는 그 사이에 폴리우레탄폼(10)이 위치되었을 때 승강 및 하강에 의하여 폴리우레탄폼(10)과 화이버글래스매트(20) 및 원단(22)을 열압착시킨다. 이때 제작자의 의도에 따라 프레스(40) 또는 히트챔버(42)만 승강 또는 하강되도록 구성할 수 있으며, 프레스(40)와 히트챔버(42) 둘 모두 승하강되도록 구성될 수 있다. 또는 히트챔버(42)와 프레스(40)의 간격을 목적하는 소정 간격으로 설정해 놓고 상기 적층물을 그 틈으로 유도하는 식으로 열압착을 수행할 수도 있다.
열압착을 위한 히트챔버(42)는 도시되지 않은 전열장치가 내장된 것으로서 150℃ 내지 190℃ 정도로 가열됨이 바람직하며, 150℃ 미만인 경우에는 수지필름이 완전히 용융, 융착되지 않는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 190℃를 초과하는 경우에는 기포 등이 변형, 손상되는 문제점이 있을 수 있는 것으로서, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기한 온도범위에서 열융착을 수행하는 것이 적절함은 당연히 이해할 수 있는 것임을 자명한 것이다.
이렇게 가열된 히트챔버(42)로 압착됨에 위하여 폴리우레탄폼(10)과 화이버글래스매트(20)와 원단(22) 사이에 위치된 얇은 수지필름(24, 26)은 재질 특유의 저융점 특성으로 열로 인한 접착력을 갖게 된다.
따라서, 폴리우레탄폼(10)과 화이버글래스매트(20) 및 원단(22)은 수지필름(24, 26)에 의하여 접착되며 아울러 프레스(40)와 히트챔버(42)에 의한 압착으로 인하여 라미네이팅된 형상을 갖는다.
전술한 바와 같이 프레스(40)와 히트챔버(42) 사이에서 일면이 1차적으로 접착 및 라미네이트된 폴리우레탄폼(10)은 재 이송되어 2차 열접착 및 라미네이트를 위하여 구성된 히트챔버(44)와 프레스(46) 사이에 위치되며, 이때 1차적으로 라미네이트된 폴리우레탄폼(1)의 다른 면에 접착되기 위하 수지필름(16, 18)과 화이버글래스매트(12)와 기포(14)가 해당 롤(36~39)로부터 제2도에 도시된 순서대로 적층되도록 이송되어 폴리우레탄폼(10) 상면 쪽에 위치된다.
이와 같이 1차적으로 접착 및 라미네이트된 폴리우레탄폼(10)의 상면에 수지필름(10, 18)와 화이버글래스매트(12)와 기포(14)가 위치되면, 히트챔버(46)와 프레스(44)는 1차 열압착과 동일하게 승강 및 하강하여 2차 열압착 동작을 수행한다.
이때 히트챔버(46)는 열압착될 수지필름(16, 18)과 화이버글래스매트(12)와 기포(14)가 위치되는 상측에 구성되어서, 압착되지 않은 폴리우레탄폼(10) 면에 위치된 수지필름(16, 18)과 화이버글래스매트(12)와 기포(14)를 열압착시키며, 이때 수지필름(16, 18)은 히트챔버(46)로부터 제공되는 열에 의하여 1차 열압착과 동일하게 접착력을 제공받아서 화이버글래스매트(12)와 기포914) 및 폴리우레탄폼(10)을 접착시킨다. 따라서 결과적으로 1차 및 2차 히트챔버(42, 46)와 프레스(40, 44)의 압착에 의하여 폴리우레탄폼(10)을 중심으로 양면 다층 접착 구조를 갖는 2차적으로 라미네이트된 형상의 내장마감재가 제조된다.
상기 실시예에서는 수지필름 층까지 합하여 9층 구조를 갖는 경우를 예시하였으나, 목적 및 용도에 따라서는 동일한 공정 원리에 의해 층수를 가감할 수 있다는 것은 당업자에게 있어서 자명한 사실이다.
전술한 바와 같이 제작된 라미네이트된 형상의 본 발명에 따른 자동차 내장 마감재는 재이송되어 필요한 크기 및 형상으로 절단장치(48)에 의하여 절단되고, 또 필요에 따라서 절단된 내장 마감재는 도시되지 않은 프레싱 공정을 거쳐서 자동차 내부에 부착할 부분에 적합한 형상을 갖도록 제작될 수 있다.
본 발명의 실시예가 승용차의 천정 또는 내벽에 마감용으로 사용되면 화이버글래스매트와 폴리우레탄폼이 적층 구성되어 있으므로 방음 또는 흡음성이 뛰어나며 단열성이 우수한 이점이 있다.
흡음성에 대하여는 JIS 1405 규격에 따라 수직입사음에 대한 흡음율을 측정하였으며, 측정은 대한민구 소재 현대자동차 1차협력업체로 등록된 덕양산업 계열의 인산기업에서 자체적으로 테스트한 결과를 참조하여 제4도에 나타내었으며, 이를 기준으로 볼 때 본 발명에 따라 폴리우레탄폼과 기포(부직포)를 포함하는 자동차 내장 마감재가 레진펠트나 압축보드(CORRUGATED BOARD)를 포함하는 자동차 내장 마감재에 비하여 전체 주파수영역에서 월등하게 우수한 흡음률을 나타내고 있음을 확인할 수 있었다.
그리고, 종래에 비하여 설치에 따른 하중이 경량화되어 차체 하중의 감소로 인한 연료 절감을 기대할 수 있으므로, 결국 차량의 연비를 개선하여 에너지 절감효과가 있다.
하중에 대하여도 하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 레진펠트를 포함하는 종래의 자동차 내장 마감재가 1,450g/㎡의 하중을 가지고 있으며, 압축보드를 포함하는 종래의 자동차 내장 마감재가 900 내지 1,000g/㎡이 하중을 가지고 있음에 비하여, 본 발명에 따른 폴리우레탄폼과 기포(부직포)를 포함하는 자동차 내장 마감재는 800g/㎡의 하중을 가지고 있는 것으로 나타나 자동차의 경량화 및 그에 따른 연료절약 효과가 기대됨을 확인할 수 있었으며, 하기 표 1의 물성비교표 역시 상기한 바와 같이 대한민국 소재 현대자동차 1차협력업체로 등록된 덕양산업 계열의 인산기업에서 자체적으로 테스트한 결과를 참조하였다.
또한 본 발명에 의해 자동차 내장재의 제조가 자동화, 기계화되어 제조 원가가 대폭 절감되는 효과가 있다.
또한 본 발명의 실시예는 라미네이트된 형상으로서 디자인 및 설치가 용이하여 제품 상용화에서 고신뢰성을 가질 수 있으며, 환경 공해 문제를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 자동차 내장재는 자동차의 헤드라이너, 도어트림, 트렁크라이너, 본넷라이너 등 다양한 용도로 사용될 수 있다.

Claims (3)

  1. 자동차 내벽 마감용 내장재에 있어서 기포(基布)(14), 제1화이버글래스매트(12), 폴리우레탄폼(10), 제2화이버글래스매트(20) 및 원단(22)이 순서대로 적층되고, 각 층 사이는 수지필름(18, 16, 24, 26)이 위치하여 열압착에 의하여 각 기능층이 수지필름의 용융접착에 의해 다층으로 접착 라미네이팅된 것을 특징으로 하는 자동차 내장 마감재
  2. 제1항에 있어서, 상기 수지필름(18, 16, 24, 26)이 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 폴리에스테르로 된 박(薄) 필름인 것을 특징으로 하는 상기 자동차 내장 마감재
  3. 자동차 내벽 마감용 내장재 제조 방법에 있어서 ; 소정 두께의 폴리우레탄폼(10)의 하부에 해당 롤(32~35)별로 권취된 제1수지필름(24), 제1화이버글래스매트(20), 제2수지필름(26) 및 원단(22)이 순서대로 적층되도록 이송되어 제1히팅챔버(42)와 제1프레스(40)에 의하여 150℃ 내지 190℃에서 열압착되어 1차 접합 라미네이팅되는 제1공정 ; 상기 1차 접합 라미네이팅된 폴리우레탄폼(10)의 상면에 다른 해당 롤(36~39)별로 권취된 제3수지필름(16), 제2화이버글래스매트(12), 제4쉬필름(18) 및 기포(14)가 순서대로 적층되도록 이송되어 제2히팅챔버(44)와 제2프레스(46)에 의하여 150℃ 내지 190℃에서 열압착되어 2차 접합 라미네이팅되는 제2공정 ; 및, 상기 제2공정 수행후 라미네이팅되어 이송된 내장재가 소정크기와 형상으로 절단되는 제3공정 ; 으로 구성됨을 특징으로 하는 자동차 내장 마감재 제조 방법
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