KR100401545B1

KR100401545B1 - 자동차 내장재 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100401545B1
Application number: KR10-2000-0066461A
Authority: KR
Inventors: 류성용
Original assignee: 한국바이린주식회사
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2003-10-17
Also published as: KR20010008119A

Abstract

본 발명은 자동차용 내장재에 관한 것으로, 특히 자동차 천정(Headliner), 도어트림(Door trim), 시트(Seat) 등의 표피 마감재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 자동차 내장재는 니들펀칭 또는 수류결합으로 얻어진 부직포 펠트의 표면에 적어도 두 번 이상의 프린트 가공을 서로 다른 무늬로 연속적으로 성형함으로서 고급스럽고 다양한 디자인을 얻을 수 있으며, 동시에 바인더를 이용한 두 번 이상의 연속적인 프린트 가공으로 표면 마모강도를 높여주고 부직포 펠트의 오염방지의 효과를 제공하게 된다.

Description

자동차 내장재 및 그 제조방법{Wallpaper for Automobile and Manufacturing Method}

본 발명은 자동차 내장재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 니들펀칭 또는 스류결합으로 얻어진 부직포펠트의 표면에 적어도 두 번 이상의 프린트 가공을 서로 다른 무늬로 연속으로 성형하여 표면에 성형되는 프린트 형상이고급스럽고 다양한 디자인으로 표현될 수 있도록 하고, 표면 마모강도를 높여 주고 부직포 펠트의 오염을 방지할 수 있는 자동차 내장재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 부직포 내장재는 주로 니들펀칭 공정에 의해서 제조 되고 일부 수류결합에 의해서 제조되고 있다.

부직포는 섬유의 일종으로 천과 같이 경사와 위사를 이용하여 짜지 않고, 일정한 굵기와 길이의 섬유를 카딩(Carding) 공정을 이용하여 얇고 넓게 펼친 후, 여러 겹으로 겹쳐서 니들펀칭, 또는 수류결합 등의 물리적 결합 혹은 케미칼 코팅에 의한 화학적 수단으로 결합시킨 섬유로서, 생산성이 천과 비교해서 우수하여 가격이 저렴하고, 여러 방향으로 신율이 우수하여, 자동차 내장재처럼 금형을 이용하여 일정한 모양으로 성형하는 자동차 내장재 등에 폭 넓게 사용되고 있다.

이러한 부직포는 해외 및 국내 자동차에 오랜 세월 사용되면서 그 기술에 있어 많은 발전과 변형이 이루어졌다.

초창기에는 단순하게 섬유층을 니들펀칭으로 결합하여 사용하였고, 최근에는 바인더를 표면과 이면에 코팅하여 기능성을 부여하거나, 표면을 1도(하나의 색상) 프린트하여 얻어진 일정한 무늬와 색상으로 외관을 다양화하고 있다.

그러나, 이러한 1도 프린트가 되어 있는 부직포 내장재의 경우에는, 한정된 무늬 모양으로 성형되고 있으므로 외관이 단순하여 고급스러운 외관을 요구하는 자동차 내장재로의 사용범위가 제한되고, 또한 무늬가 프린트 되는 부분을 제외한 나머지 부분의 마모강도가 낮아 사용 후 표면이 쉽게 뭉그러지고 오염되는 문제가 있다.

그리고 자동차 내장용 부직포는 섬유(천, 원단)에 비해서 두께가 두껍고 부분적으로 두께의 편차가 크다. 특히 부직포는 공정상의 특징에 의해서 생산방향의 가운데 부위가 얇고 가장자리 부위가 두꺼운 특징이 있다.

따라서, 이러한 부직포의 두께 편차에 의해서 프린트 가공 시 가운데 부위와 가장자리 부위의 프린트 편차가 발생된다.

도 1에서는 이러한 프린프 편차 상태가 도시되어 있는데, 부직포(1)의 중앙부위가 얇고 가상자리부위는 중앙부위보다는 두꺼운 층으로 이루어져 가이드롤(16)과 회전스크린(2) 사이의 공간에 배치될 때 중앙부위에 부직포(1)의 두께편차에 의한 편차공간(18)이 발생되어 중앙부위의 표면에 대한 프린트편차가 발생되고, 그에 따라 프린트상태는 불량하게 되어 작업성이 저하되는 문제가 있다.한편 부직포와 종이를 결합하고 부직포의 외표면에 인쇄를 행하는 기술이 일본특개2000-309370호에 소개되어 있다.상기 선행기술은 포장재 또는 벽지 등으로 사용될 수 있도록 부직포와 종이를 부착하고 부직포에 다색 인쇄를 이루도록 하는 것이나, 신율이 없어 성형이 불가능하게 되어 자동차 내장재로 사용될 수 없음과 동시에 단순하고 기모간 부직포의 표면에 인쇄잉크로 인쇄하기 때문에 인쇄표면이 미려하지 못하고 줄무늬가 표현되어 품질저하로 인한 제품가치가 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 그 목적은 자동차 내장재로 사용되고 있는 니들펀칭 또는 수류결합에 의한 부직포에 적어도 두 번 이상의 바인더를 이용한 연속적인 프린트 성형으로 마모강도를 높이고 오염을 예방할 수 있도록 하고, 다양한 외관을 얻어 제품의 고급화를 이룰 수 있도록 하는 자동차 내장재 및 그 제조방법를 제공하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 기존의 부직포 펠트 보다 빠른 생산속도로 제조되는 부직포 펠트의 표면 니들자국 및 수류결합 자국을 두번 이상의 프린트 가공으로 나타나지 않게 하여 가격이 저렴한 자동차 내장용 부직포를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 니들펀칭 및 수류결합으로 얻어진 부직포 펠트의 어느 한 표면에 서로 다른 무늬와 서로 다른 색상층이 형성됨을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위하여 니들펀칭 및 수류결합으로 성형되는 부직포 펠트의 표면에 적어도 두 번 이상의 연속적인 프린트 가공으로 서로 다른 무늬와 서로 다른 색상으로 프린트되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 기존의 가이드롤(Guide Roll)에 의한 부직포 프린트 요부공정도이고,

도 2은 본 발명에 의한 연속적인 프린트 공정 요부 단면도이며,

도 3는 본 발명에 의한 연속적인 프린트 상태의 공정도이며,

도 4는 본 발명에 의한 가이드롤(Guide Roll)의 프린트 요부 공정도이며,

도 5는 본 발명의 니들펀칭 공정의 원리도이며,

도 6은 본 발명의 수류결합 공정의 원리도이다.

-도면중 주요부분에 대한 부호의 설명-

1; 부직포펠트 2; 회전스크린

3; 가이드롤 4; 스퀴즈바

5; 칼라바인더 6; 바인더공급기

7,9; 프린트유닛 8; 마그네트

19; 섬유집합체 20; 니들보드

21; 니들 22; 3절링크기구

24; 노즐박스 25; 수류

26; 압력밸브 27; 재공급장치

28; 여과장치 29; 압력발생장치

30; 건조장치

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 니들펀칭 공정의 원리도이며, 도 6은 본 발명의 수류결합 공정의 원리도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에서 사용되는 부직포 펠트는 여러겹으로 겹쳐진 섬유집합체(19)가 니들(바늘)보드(20)의 하부로 이송되면서 3절링크기구(22)에 의하여 수직운동하는 니들보드(20)에 설치되어 있는 니들(21)에 의하여 섬유집합체(19)가 성형되는 니들펀칭공정으로 얻어진다.

또한 도 6를 참조하면, 콘베어벨트로 이송되는 여러겹으로 겹쳐진 섬유집합체(19)는 수류공급용 노즐박스(24)에 의하여 수류(25; 고압 물줄기)가 분사되어 상기 섬유집합체(19)를 관통하므로 소정의 밀도로 섬유가 결합되어 소정의 형태로 성형되고 있으며, 분사된 수류는 여과장치(28; 수류결합 후 재 사용)에서 재공급장치(27)를 경유하여 보관 및 압력발생장치(29)를 통과하여 압력밸브(26)에 의해 노즐박스(24)로 재분사과정을 이룬다. 따라서 수류결합된 부직포펠트(23)가 성형되고 건조장치(30)을 통과하면서 건조되어 완성된 제품을 얻는 수류결합 공정을 이루게 된다.

도 2은 본 발명에 의한 연속적인 프린트 공정 요부 단면도이며, 도 3는 본 발명에 의한 연속적인 프린트 상태의 공정도이다.

도 2 및 도 3에서와 같이 본 발명은, 상기의 니들펀칭과 또는 수류결합으로 얻어진 부직포 펠트(1)의 표면에 적어도 두 번 이상의 연속적인 프린트 가공을 이루게 한다.

상기 연속적인 프린트가공은, 회전(로터리)스크린(2)과 가이드롤(3; Guide Roll)를 대응하고 그 일측에 동일형태의 또 다른 프린트유닛(7)를 배치하여 부직포펠트(1)를 상기 회전스크린(2)과 가이드롤(3) 사이로 통과 시키면 상기 회전스크린(2) 내에 장착된 바인더공급기(6)를 통하여 배출되는 칼라바인더(5)가 길이방향으로 배치되어 있는 스퀴즈바(4; Squeezw Bar)에 의하여 눌러져 일부가 회전스크린(2)의 외부표면으로 유출되므로 부직포펠트(1)의 표면에는 소정의 무늬가 색상을 포함하며 형성된다.

여기서 상기 스퀴즈바(4)는 가이드롤(3)의 내부에 배치되어 있는 마그네트(8;전자석)의 자력범위에 배치되므로 정위치에서 칼라바인더(5)와 대응하여 소정의 칼라바인더(5)를 회전스크린(2)의 외부로 유출하여 페인트가 가능하게 한다.

이때 상기 마그네트(전자석)(8)의 자력 세기를 조절하여, 프린트되는 무늬의 선명도를 조절 할 수가 있다. 여기서 상기 마드네트(8)의 자력 세기가 강하면 무늬는 진하고 선명하게 프린트되고, 자력 세기가 약하면 희미하게 프린트 된다.

도 2에서 연속적인 공정에 의하여 프린트되는 공정을 나타내고 있다.

무모양(13)의 부직포펠트(1)가 1도프린트유닛(9)을 통과하면, 그 표면에 마련되어 있는 1도 프린트무늬(11)에 의하여 1도 경사 프린트무늬(14)가 형성되고, 1차공정 후 연속성 있게 부직포펠트(1)를 이동하여, 2도 프린트유닛(10)를 통과하여서 그 표면에 마련되어 있는 1도 경사프린트 무늬(14)와 대칭형태의 2도 프린트무늬(12)에 의하여 또다른 무늬가 게재되면 1도, 2도가 혼용되어지는 완성부직포(15)를 얻게 된다.

이렇게 성형제작되는 완성부직포(15)는, 표면에 최소 두 번 이상의 연속적인 페인트 가공을 서로 다른 무늬와, 바인더에 염료 및 안료를 적정량 혼용하여 원하는 색깔로 프린트하여 기존의 단조로운 외관을 다양하고 고급스럽게 하며, 두 번 이상의 연속적인 프린트 가공으로 기존의 단조로운 외관을 다양하고 고급스럽게 하며, 두 번 이상의 연속적인 프린트 가공을 이루게 한다.

또한 기존의 부직포펠트(1)보다 빠른 생산속도로 제조되는 부직포펠트(1) 표면의 니들자국 및 수류결합 자국을 두번 이상의 프린트 가공으로 나타나지 않게 하여 가격이 저렴하면서 미려한 외관의 자동차용 부직포 내장재를 얻을 수 있다.

여기서 상기 부직포 펠트(1)는, 중량이 50∼300g/㎡ 이고, 그 부직포 펠트(1)를 구성하는 섬유가 폴리에스터(Polyester), 폴리프로필렌(Poly prophylene), 비스코 레이온(Viscose rayon), 나이론(Nylon), 폴리크랄(Polycral), 폴리아마이드 (Polyamide)계, 폴리비닐클로라이드(Polyvinylchloride)등 합성섬유와 면, 마, 양모, 견, 탄소 등의 천연섬유 중 1종 또는 2종 이상의 섬유로 이루어지고 있다.

또한 상기 부직포 펠트(1)는, 니들펀칭 제조시, 니들펀칭기가 3∼8대 이고, 펀칭밀도가 250∼500 st/㎠이고, 니들의 섬유층 관통깊이가 3.0∼12.5㎜로 하여 이루어지고 있다.

여기서 니들펀칭기가 3대 이하일 경우는 결속력이 부족하여 물품안정성이 떨어지고, 8대 이상일 경우에는 결속력을 양호하게 되지만, 과다한 시설비로 비경제적이다. 그리고 펀칭밀도가 250st/㎠이하에서는 마모강도가 약해질것이고, 500st/㎠ 이상에서는 니들자국이 심하여 외관이 미려치 못하게 되고, 파손의 우려가 있다.

한편 상기 부직포 펠트(1)는, 수류결합 제조시, 오리피스 노즐의 직경을 0.01∼0.25㎜이고, 노즐을 통과하는 수류의 압력을 100∼210kg/㎠, 노즐과 섬유층간의 간격을 1.0∼9.0㎝, 부직포 진행 폭 방향으로 노즐간의 간격을 0.1∼2.5㎜로, 노즐에 의해 분사된 수류의 확산각도를 5˚이하로, 수류결합 회수(노즐 BOX의 수)를 2∼8회로 하여 이루어지고 있다.

여기에서 수류의 압력이 100kg/㎠이하가 되면 결속력이 부족하게 되고, 210kg/㎠ 이상일 경우에는 자국이 심하여 외관이 미려치 못할 뿐만아니라 파손의 우려가 있다.

상기 부직포 펠트(1)의 프린트 가공시 아크릴(Acryl), 스타일렌(Stylene), 폴리비닐클로라이드(Polyvinylchloride), 폴리비닐알코올(Polyvinylalcohol), 폴리에스터(Polyester), 에틸렌비닐클로라이드(Ethylenevinylcloride), 에틸렌비닐아세테이트(Ethylenevinylacetate), 폴리우레탄(Polyurethane) 등의 에밀젼 중, 1종 또는 2종 이상의 에멀젼으로 이루어진 바인더를 이용하면 다양한 색상을 미려하게 프린트할 수 있다.

상기 두 번 이상의 연속적인 프린트 가공 시, 프린트 헤드는 2∼10개 이면서 연속적으로 작업하여 건조하는 것이 바람직하다.

본 발명의 프린트 헤드의 프린트 방식은 회전(로타리) 스크린 방식, 평판 스크린 방식, 옵셋방식 등을 한가지 또는 여러가지 방식을 혼용하여 프린트 하고 있다.

도 4는 본 발명에 의한 가이드롤(Guide Roll)의 프린트 요부 공정도이다.

상기 프린트 헤드의 프린트 방식이 회전(로타리) 스크린 방식인 경우에는, 가이드롤(17; Guide Roll)의 재질로 고무 실리콘 등의 연질 소재를 사용하여 부직포(1)의 두께 편차에 의한 프린트 편차 발생을 방지할 수 있다.

즉, 자동차 내장용으로 이용되고 있는 부직포는, 섬유(천, 원단)와 같이 경사와 위사를 이용하여 짜지 않고, 섬유가닥을 얇고 넓게 펼쳐서 여러 겹으로 겹친 후 니들펀칭 혹은 수류결합에 의해서 제조 된다.

자동차 내장용 부직포는 섬유(천, 원단)에 비해서 두께가 두껍고 부분적으 로 두께의 편차가 크다.

특히 부직포는 공정상의 특징에 의해서 생산방향의 가운데 부위가 얇고 가장자리 부위가 두꺼운 특징이 있다.

본 발명에서는 상기 부직포(1)를 진행시키는 가이드롤(17; Guide Roll)의 재질을 기존의 스틸(Steel)과 같이 딱딱한 소재에서 고무 또는 실리콘과 같이 연질의 소재로 변경하면, 부직포의 두께편차를 연질 롤(Roll)이 흡수하여 균일한 프린트를 할 수 있다.

여기서 부직포(1)의 표면에 프린트 가공을 연속적으로 할 수 있는 프린트 방식으로 본 발명에서는 특별히 규정하고 있지는 않지만, 회전(로터리) 스크린 방식이 생산속도가 빠르고, 스퀴즈 바(4; Squeeze Bar)의 마그네트(8) 압력을 조절할 수 있어 부직포와 같이 두께가 두꺼운 펠트의 연속적인 프린트에 적합하다.

하지만 본 발명에서는 마모강도와 오염을 방지하는 기능과 부직포 펠트(1)를 고속으로 생산하여 낮은 가격의 부직포 내장재를 공급하는 목적과 함께 다양하고고급스러운 외관을 갖는 부직포를 제조하기 위해서는 프린트 방식을 혼용하여 가공하는 것이 유리하다.

예를들면, 도 2의 프린트를 평판스크린 방식으로 프린트하고, 연속해서 도 3의 프린트를 회전(로터리) 스크린 방식으로 프린트하면 더욱 다양하고 고급스러운 외관을 얻을 수가 있다.

본 발명에서는 프린트 시, 오픈에어리어(Open Area)를 40∼90％로 규정하고 있다.

상기 오픈에어리어는 프린트 스크린이 막혀있지 않고 일정한 무늬로 오픈 되어 있어, 프린트 시 그곳으로 적정한 색깔로 조제되어 있는 바인더가 빠져나와 부직포의 표면에 일정한 무늬와 색깔로 프린트 된다.

이때 오픈에어리어가 40％ 이하가 되면 부직포의 표면 마모강도가 나빠진다.

바인더로 프린트 되는 부분은 마모강도가 상대적으로 좋지만 프린트가 되지 않는 부분은 부직포 펠트와 동일하게 기존의 낮은 마모강도를 유지하기 때문이다.

그러나 오픈에어리어가 90％ 이상이 되면, 표면 터치(Touch)가 거칠어져 자동차용 내장재로서의 가치가 떨어지게 된다.

본 발명에 의해서 제조되는 자동차용 부직포 내장재는 최소 두번 이상의 바인더를 이용한 연속적인 프린트 가공을 하여 자동차용 내장재가 요구하는 다양하고 고급스러운 외관을 공급할 수 있으며, 기존의 자동차용 부직포 내장재의 단점인 마모강도 및 오염성을 개선 할 수 있다.

또한, 본 발명에서 행하고 있는 최소 두번 이상의 프린트 가공은, 기존의 부직포펠트 보다 빠른 생산속도로 생산하여 발생되는 줄무늬를 감춰서 품질저하를 방지할 수 있기 때문에 부직포 펠트를 고속으로 생산 할 수가 있어, 기존의 부직포 첼트에 비해서 고속생산이 가능하여 생산비용이 낮아지는 효과가 있다.

Claims

자동차 부직포 내장재로 사용되는 부직포에 인쇄영역을 형성함에 있어서,

니들펀칭 및 수류결합으로 얻어진 성형가능한 부직포 펠트의 어느 한 표면에 서로 다른 무늬와 서로 다른 색상층이 형성됨을 특징으로 하는 자동차 내장재.
(삭제)
청구항 1에 있어서,

상기 부직포 펠트는, 중량이 50∼300g/㎡ 이고, 그 부직포 펠트를 구성하는 섬유가 폴리에스터(Polyester), 폴리프로필렌(Poly prophylene), 비스코 레이온(Viscose rayon), 나이론(Nylon), 폴리크랄(Polycral), 폴리아마이드 (Polyamide)계, 폴리비닐클로라이드(Polyvinylchloride)등 합성섬유와 면, 마, 양모, 견, 탄소 등의 천연섬유 중 1종 또는 2종 이상의 섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 내장재.
자동차 부직포 내장재에 사용되며 다색 인쇄를 이루는 부직포를 성형함에 있어서,

니들펀칭 및 수류결합으로 성형되는 부직포 펠트의 표면에 적어도 두 번 이상의 연속적인 프린트 가공으로 서로 다른 무늬와 서로 다른 색상으로 프린트되어 소정형상으로 성형되는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 제조방법.
청구항 4에 있어서,

상기 부직포 펠트는, 니들펀칭 제조시, 니들펀칭기가 3∼8대 이고, 펀칭밀도가 250∼500 st/㎠이고, 니들의 섬유층 관통깊이가 3.0∼12.5㎜로 하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동차 내장재의 제조방법.
청구항 4에 있어서,

상기 부직포 펠트는, 수류결합 제조시, 오리피스 노즐의 직경을 0.01∼0.25㎜이고, 노즐을 통과하는 수류의 압력을 100∼210kg/㎠, 노즐과 섬유층 간의 간격을 1.0∼9.0㎝, 부직포 진행 폭 방향으로 노즐간의 간격을 0.1∼2.5㎜로, 노즐에 의해 분사된 수류의 확산각도를 5˚이하로, 수류결합 회수(노즐 BOX의 수)를 2∼8회로 하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동차 내장재의 제조방법.
청구항 4에 있어서,

상기 부직포 펠트의 프린트 가공시 아크릴(Acryl), 스타일렌(Stylene), 폴리비닐클로라이드(Polyvinylchloride), 폴리비닐알코올(Polyvinylalcohol), 폴리에스터(Polyester), 에틸렌비닐클로라이드(Ethylenevinylcloride), 에틸렌비닐아세테이트(Ethylenevinylacetate), 폴리우레탄(Polyurethane) 등의 에밀젼 중, 1종 또는 2종 이상의 에멀젼으로 이루어진 바인더를 이용하여 프린트 하는 것읕 특징으로 하는 자동차 내장재의 제조방법.
청구항 4에 있어서,

상기 두 번 이상의 연속적인 프린트 가공 시, 부직포 펠트에 프린트가 되는 부분을 나타내는 오픈에어리어(Open Area)가 40∼90％인 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 제조방법.
청구항 4에 있어서,

상기 두 번 이상의 연속적인 프린트 가공 시, 프린트 헤드가 2∼10개 이고 연속적으로 작업하여 건조하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 제조방법.
청구항 9에 있어서,

상기 프린트 헤드의 프린트 방식이 회전(로타리) 스크린 방식, 평판 스크린 방식, 옵셋방식 등을 한가지 또는 여러가지 방식을 혼용하여 프린트 하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 제조방법.
청구항 10에 있어서,

상기 프린트 헤드의 프린트 방식이 회전(로타리) 스크린 방식인 경우, 가이드롤(Guide Roll)의 재질로 고무 실리콘 등의 연질 소재를 사용하여 부직포의 두께편차에 의한 프린트 편차 발생을 방지하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 제조방법.