KR100290542B1 - 자동차의 부직포 헤드 라이닝 표피재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 천장을 이루는 헤드 라이닝 표면에 접착되는 직물 형태의 부직포 헤드 라이닝 표피재에 관한 것이다. 직물 표면 효과의 부직포를 이용하면서 자동차의 헤드 라이닝이 요구하는 내마모성, 내오염성, 난연성 등의 물리화학적 기능과 디자인성을 충실히 구현하고자 하였다. 본 발명은 부직포의 표면에 낮고 좁은 골이 평행하게 형성된 부직포 펠트층(2)에 폴리에스테르, 폴리우레탄, 아크릴계 수지 중에서 선택되는 적어도 1종 이상으로 이루어진 바인더를 코팅시켜 코팅층(4)을 형성한다. 코팅면에는 인쇄가공이 되고, 저융점의 가용성 수지체를 가접착시켜 열간성형 또는 냉간성형에 의하여 헤드 라이닝에 접착시킬 수 있게 한다. 난연제, 발수제, 대전방지제 등을 바인더와 혼합하여 기능성을 높인다.

Description

자동차의 부직포 헤드 라이닝 표피재

본 발명은 자동차의 천장을 이루는 헤드 라이닝 표면에 접착되는 직물 형태의 부직포 헤드 라이닝 표피재(Nonwoven Fabric Head-Lining Skin for Vehicle)에 관한 것이다.

자동차 헤드 라이닝의 일반적 구조는 종이로 된 기재 위에 폴리우레탄 포움또는 폴리에틸렌 포움을 핫 멜트 필름을 이용하여 접착시켜 폴리우레탄 포움 또는 폴리에틸렌 포움이 쿠숀층을 이루도록 하고, 이 쿠숀층의 표면에 직물 또는 폴리염화비닐을 접착시킨 것이다. 다른 형태로는, 종이로 된 기재의 표면에 부직포를 핫 멜트 필름을 이용하여 접착시킨 것도 있다.

직물과 같은 표면 효과를 갖는 부직포를 기재(골판지)에 부착한 것은 유럽에서 공용되고 있다. 이 부직포는 이태리 마리모(MALIMO)사의 가공기계로 제조된 상품명 마리블리스(MALIVLIES)와 동종의 것들이다. 가공기계는 코가 있는 수많은 바늘이 횡방향으로 전후진 할 수 있도록 배열되어 있는데, 이 바늘을 전진시키면 부직포 웹을 위에서 아래로 통과한 바늘코가 웹 밑면의 단섬유를 끌어내 표면으로 돌출시키게 되고, 다음 순간 웹을 일방향으로 이동시키면서 바늘을 다시 전진시키면 끌어내진 단섬유를 물고 들어가 해제시키는 동시에 웹 밑면의 또 다른 단섬유를 끌고 나오는 작업을 연속해서 행하도록 한 것이다. 이에 따라 낮고 좁게 골이진 직물과 비슷한 패턴의 부직포를 얻는다.

그러나, 상기한 마리블리스는 마모강도가 현저히 떨어지고, 직물의 표면효과 외에는 고급스런 디자인성을 갖추고 있지 않으며, 내오염성이나 대전방지성, 난연성 등의 기능을 가지고 있지 않아 작금 요구되는 차량의 내구성 제고와 상품고급화에 부응하지 못하고 있다.

본 발명의 목적은 상기 마리블리스와 같은 직물 표면 효과의 부직포를 이용하면서 자동차의 헤드 라이닝이 요구하는 물리화학적 기능과 디자인성을 충실히 구현하여 차량의 안전성 제고와 함께 상품고급화에 기여할 수 있는 부직포 헤드 라이닝 표피재를 제공하는데 있는 것이다.

도 1a는 일 실시예에 따른 부직포 헤드 라이닝 표피재의 단면 사시도.

도 1b는 다른 실시예에 따른 부직포 헤드 라이닝 표피재의 단면 사시도.

도 2a는 일 실시예의 가공 공정도.

도 2b는 다른 실시예의 가공 공정도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2,21: 부직포 펠트층, 4,41: 코팅층, 6: 저융점 열접착 수지층, A: 마리모사의 가공기계, a: 바늘, B: 아이에프 코팅장치, b: 바인더, C: 인쇄장치, c,c': 인쇄용 실린더, E: 함침장치, f: 저융점 열접착 필름, H: 히터, P: 가압 롤, W: 부직포 원단

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 부직포의 표면에 낮고 좁은 골이 평행하게 형성된 부직포 펠트에 폴리에스테르, 폴리우레탄, 아크릴계 수지 중에서 선택되는 적어도 1종 이상으로 이루어진 바인더를 코팅시킨 헤드 라이닝 표피재로 구성하였다.

본 발명은 상기 헤드 라이닝의 일면에 폴리아미드계, 폴리에스테르계, 폴리올레핀계 수지 중에서 선택되는 1종으로서 저융점의 열접착성 필름·파우더·웹 중의 어느 한 형태를 이루는 가용성 수지체를 가열·가압하여 가접착시킨 것을 포함한다.

이러한 본 발명의 구성을 가공 공정 순서에 입각하여 첨부되는 도면과 함께 구체적으로 설명한다.

도 1a는 일 실시예에 따른 부직포 헤드 라이닝 표피재의 단면 사시도이고, 도 2a는 그 일 실시예의 가공 공정도를 나타낸 것이다.

부직포 헤드 라이닝 표피재는 부직포 펠트층(2)과 코팅층(4)으로 이루어져 있다. 부직포 펠트층(2)은 폴리에스테르 단섬유 부직포로서 표면에 낮고 좁은 골이 폭방향으로 등간격(바늘 밀도 3.5∼22개/in, 바늘땀의 길이 0.5∼5.0mm)을 이루며 길이방향으로 연속해서 패턴이 형성된 것이다. 패턴의 형성은 전기한 바와 같이 마리모사의 가공기계로 후가공함에 의하여 얻어진다. 이미 일정 두께로 가공된 부직포 원단(W)은 도 2a의 가공기계(A) 속으로 들어가면서 바늘(a)의 상하운동 및 전진에 의하여 단섬유의 올이 일방향으로 뜨개질 한 것과 같이 바늘코에 의하여 엮어져 골과 골 사이에서 산을 이룬다. 부직포 원단의 밑면에도 골과 산이 형성된다.

패턴이 형성된 부직포 펠트층(2)의 표면에는 본 발명의 수지코팅공정에 의하여 코팅층(4)이 형성된다. 코팅층(4)을 이룰 수 있는 수지는 폴리에스테르, 폴리우레탄, 아크릴계로서, 이들 중 폴리에스테르 수지를 경화제와 혼합하여 바인더(b)를 만든다. 바인더(b)는 상기 수지 중에서 1종 단독 또는 2∼3종을 적절히 혼합한 것이다. 바인더(b)는 표면코팅, 이면코팅 또는 함침 공정을 이용해 코팅층에 코팅시킬 수 있다. 바람직하게는 표면코팅시키는 것이다.

바인더(b) 내에는 난연제 또는 발수제 혹은 대전방지제를 1종 단독 또는 2종 이상 혼합할 수 있다. 바람직한 결과를 얻기 위한 첨가범위는 발수제 5∼15%, 대전방지제 0.2∼5%, 난연제 5∼30%이다.

코팅은 아이에프(IF) 코팅, 나이프-롤 코팅(knife-roll coating), 스프레이(spray), 함침(dipping) 등의 방법에 의하여 달성할 수 있다. 아이에프 코팅은 2개의 롤러 사이로 웹(부직포 원단)이 지나가게 하면서 롤러와 롤러 사이에서 웹의 일면에 바인더가 코팅되도록 한 것이고, 나이프-롤 코팅은 수평으로 지나가는 웹의 위에 바인더를 올려놓고 수직방향으로 세워진 나이프를 이용하여 바인더의 코팅두께를 조절하며 코팅되도록 한 것이며, 스프레이는 바인더를 웹의 위에서 직접 분사시키는 방법이고, 함침은 용기 내에 바인더를 넣고 웹이 지나가면서 웹 중에 바인더가 함침되도록 한 방법이다. 그러나, 본 발명을 달성하기에 가장 적합한 방법은 아이에프 코팅이다. 아이에프 코팅은 코팅량 조절이 매우 간편하고 균일한 코팅이 가능하기 때문이다.

도 2a에서는 아이에프 코팅 방법을 사용하여 부직포 원단(W) 위에 코팅하는 공정을 나타내고 있다. 도 2a에 따른 일련의 공정은, 먼저 마리모사의 가공기계(A)로 상기한 바와 같이 부직포 원단(W)에 패턴을 형성시키고, 아이에프 코팅장치(B)에 의하여 부직포 원단(W)의 표면에 폴리에스테르 수지 바인더(b)를 표면코팅시킨다. 이때 포움 밀도는 60g/l∼600g/l이고, 두께의 조절은 롤 게이지에 의하여 행한다. 헤드 라이닝 클로스의 강도 조절은 부착량에 의하여 조절하게 되는데, 보통 3g/㎡∼50g/㎡ 내에서 조절한다. 부드러움(softness)은 바인더(b)의 Tg를 -40℃∼40℃ 내에서 선택하여 조절한다. 이렇게 표면코팅된 면에는 염료 또는 안료를 이용한 인쇄 가공에 따라 일정한 무늬를 형성시킨다. 인쇄공정은 다음과 같다. 일광견뢰도가 뛰어난 안료를 아크릴 바인더에 혼합후 점도가 10,000cps∼14,000cps로 조절된 안료 페이스트를 준비한다. 이 안료 페이스트는 도 2a에 도시한 바와 같은 인쇄용 실린더(c) 내에 투입하고 회전시킨다. 그러면 인쇄용 실린더(c)에 일정한 패턴(무늬) 형태로 무수하게 뚫려 있는 구멍을 통하여 안료 페이스트가 마그네트(d)의 힘에 의하여 흘러나오면서 코팅면에 인쇄된다.

본 발명에서는 상기 인쇄방식 외에도 그라비아 인쇄, 인쇄종이를 이용한 전사 등의 방법을 이용하여 코팅면에 인쇄할 수 있다. 그러나 그라비아 인쇄의 경우 롤의 가격 때문에 다품종 소량생산에 부적합하고, 전사의 경우에는 일광견뢰도가 낮은 염료를 사용하는 것이 대부분이므로 물성 규격에 맞추기가 까다롭다.

도 1b는 표면에 코팅층(41)이 있는 부직포 펠트층(21)의 이면에 저융점 열접착 수지층(6)이 형성된 것을 나타내고 있다. 그러니까 도 1a와 같은 구조하에서 부직포 펠트층(21)의 이면에 핫 멜트(Hot Melt) 접착공정을 가하여 저융점 열접착 수지층(6)을 추가로 형성시킨 것이다.

핫 멜트 접착공정은 부직포 펠트층(21)과 코팅층(41)이 형성된 헤드 라이닝 표피재의 열간성형 또는 냉간성형이 용이하도록 하기 위한 목적이 있다. 도 2b는 그 핫 멜트 접착공정에 의하여 헤드 라이닝 표피재를 제조하는 공정을 나타낸 것이다. 마리모사의 가공기계(A)로 부직포 원단(W)에 패턴을 형성시키는 과정과 인쇄용 실린더(c,c')에 의한 인쇄공정은 상기한 도 2a의 공정과 같다. 다만, 코팅 방법에 있어서 함침장치(E)를 사용한 점이 다르고, 인쇄공정 후에 핫 멜트 접착공정이 부가되었다. 함침 공정에서는 앞서 설명한 바와 같이 함침장치(E)의 용기(e) 내에 바인더(b)를 넣고 부직포 원단(W)이 바인더(b)를 통과하도록 하므로서 부직포 원단(W)의 표면과 이면에 바인더(b)가 공히 함침되도록 한 것이다.

핫 멜트 접착공정에서는 두께 20∼70㎛, 용융점 100℃∼140℃의 폴리아미드계, 폴리에스테르계, 폴리올레핀계 수지 중의 어느 한 가지 가용성 수지체를 사용한다. 이 가용성 수지체는 필름 또는 파우더 혹은 웹 형태를 이루는 것 중에서 한 가지를 선택적으로 적용할 수 있다. 도 2b의 경우에는 인쇄장치(C)를 거친 부직포 원단(W)의 한쪽 코팅면에 가용성 수지체인 저융점 열접착 필름(f)을 공급한 후 히터(H) 내로 이송시켜 가열하고 나서 가압 롤(P)에 의하여 압착시킨 것이다. 그러나, 도 1b와 같이 코팅층(41)이 부직포 펠트층(21)의 일면에만 형성될 경우에는 그 코팅층(41)의 반대쪽에 있는 부직포 펠트층(21)의 일면에 저융점 열접착 수지층(6)이 형성된다.

이러한 저융점 열접착 수지층(6)은 부직포 펠트층(21) 및 코팅층(41)의 용융점보다 낮은 용융점 100℃∼140℃ 하에서 열간성형 또는 냉간성형에 의하여 헤드 라이닝의 기재인 골판지 등에 접착된다.

중 량	g/㎡	130∼300	후 도	mm	1.0∼2.5
인장강도	㎏f/50㎜	종	5↑	마모성	급	3.5↑
		횡	5↑	일광견뢰도	급	4↑
인장신도	%	종	60↑	발수도	%	90%↑
		횡	3↑	난연성	mm/min	10↓

표 1은 자동차용 부직포의 일반적인 규격을 나타낸 것이다.

다음의 표 2는 코팅처리하지 않은 부직포와 본 발명의 각 공정을 거친 부직포들과의 물성변화를 실험한 데이터이다.

	물 성	측정방법
	①		①+②	①+③	①+③+④	①+③+⑤	①+⑥
중 량	g/㎡	195	120	120	125	125	120	전자저울
후 도	mm	1.8	1.4	1.4	1.3	1.3	1.4	C.E.T
인장강도	㎏/50mm	종	15	31	31	28	28	31	TENSILON속도=200mm/min파지거리=50mm
		횡	9	28	28	26	26	28
인장신도	%	종	100	70	70	76	76	70
		횡	150	110	110	115	115	110
마모성	급	2	4	4	4.5	4.5	4	TABER법 KS K 0540
일광견뢰도	급	6	6	6	3	7	6	FADE-O-METER
발수도	%	0	0	0	0	0	95	SPRAY법 KS K 0509
난연성	mm/min	19	20	3	4	4	20	수평법 FMVSS-302

상기에서 ①은 가공처리하지 않은 상품명 마리블리스 부직포이고, ②는 표면/이면코팅공정, ③은 난연제 20%를 포함하는 바인더를 사용한 표면/이면코팅공정, ④는 염료를 사용한 인쇄공정, ⑤는 무기계 안료를 사용한 인쇄공정, ⑥은 발수제 15%를 포함하는 바인더를 사용한 표면/이면코팅공정을 각각 의미하는 것으로, 표 2는 이러한 각 공정들의 조합여부에 따른 물성을 나타낸 것이다. 실험결과, 표면에 좁은 골이져 있는 상품명 마리블리스 부직포 단독을 사용하였을 때보다 코팅 등의 처리를 하였을 경우에는 중량, 후도, 인장강도, 마모성이 현격히 향상되는 것으로 나타났고, 난연제를 첨가한 경우에는 난연성이, 발수제를 첨가하였을 경우에는 발수도가 각각 여타 물성에 영향을 주지 않으면서 매우 우수하게 나타남을 알 수 있다.

이와 같은 본 발명은 가볍고 직물과 같은 고급스러운 표면 효과를 낼 수 있으며 내마모성이 향상되고 적은 양의 접착제로도 이질의 재료와의 접착이 가능한 특성을 가진다. 또 수지의 코팅에 의하여 다양한 인쇄가 가능하게 되므로써 더욱 고급스러운 디자인성을 추구할 수 있으며, 내오염성이나 대전방지성, 난연성 등의 기능을 가지고 있어서 차량의 헤드 라이닝이 요구하는 안전성 제고와 상품고급화에 기여하게 되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 부직포의 표면에 낮고 좁은 골이 평행하게 형성된 부직포 펠트에 폴리에스테르, 폴리우레탄, 아크릴계 수지 중에서 선택되는 적어도 1종 이상으로 이루어진 바인더를 코팅시킨 것을 특징으로 하는 자동차의 부직포 헤드 라이닝 표피재.
2. 제1항에 있어서, 상기 바인더 내에는 난연제, 발수제, 대전방지제 중에서 선택되는 적어도 1종 이상이 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 부직포 헤드 라이닝 표피재.
3. 제1항에 있어서, 상기 바인더가 코팅된 부직포 펠트의 코팅면에 염료 또는 안료를 이용한 인쇄 가공에 따라 일정한 무늬를 형성시킨 것을 특징으로 하는 자동차의 부직포 헤드 라이닝 표피재.
4. 제1항에 있어서, 상기 바인더가 코팅된 부직포 펠트의 일면에 폴리아미드계, 폴리에스테르계, 폴리올레핀계 수지 중에서 선택되는 1종으로서 저융점의 열접착성 필름·파우더·웹 중의 어느 한 형태를 이루는 가용성 수지체를 가열·가압하여 가접착시킨 것을 특징으로 하는 자동차의 부직포 헤드 라이닝 표피재.