KR100446901B1 - Interior material for car - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차용 내장재에 관한 것으로, 폴리프로필렌 : 폴리에스터가 8.5~7 : 1.5~3의 비율로 혼합된 스킨층, 폴리프로필렌 : 마섬유가 5:5의 비율로 혼합된 중간층, 폴리프로필렌 : 폴리에스터가 3.5~2 : 6.5~8의 비율로 혼합된 이면층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a vehicle interior material, polypropylene: a skin layer in which polyester is mixed in a ratio of 8.5 to 7: 1.5 to 3, polypropylene: a middle layer mixed in a ratio of hemp fiber 5: 5, polypropylene: It is characterized in that the polyester consists of a back layer mixed in a ratio of 3.5 to 2: 6.5 to 8.
본 발명의 자동차용 내장재는 강도, 성형성, 내열성, 내충격성, 환경친화적이면서도, 흡음 및 차음 효과가 우수하다.Automotive interior materials of the present invention is excellent in strength, moldability, heat resistance, impact resistance, environmentally friendly, sound absorption and sound insulation.
Description
본 발명은 자동차용 내장재에 관한 것이다.The present invention relates to interior materials for automobiles.
자동차용 내장재는 도어트림(door trim), 엔진후드(engine hood), 헤드라이닝(head lining), 셀프백(shelf back), 필러(piller), 방음재(sound insulation)등에 사용된다. 도어트림은 도어의 내측면에 부착되는 것으로 승객의 안전과 미관을 좋게하고, 엔진후드는 엔진룸으로부터의 소음 및 진동을 차단하여 차 실내 및 외부로 전달되는 소음 및 진동을 저감해준다. 헤드라이닝 또한 외부로부터의 단열 및 외부에서 전달되는 소음 및 진동을 차단해주고, 셀프백은 자동차의 뒷좌석 후면에 장착되어 장식 및 다기능적으로 사용된다.Automotive interior materials are used in door trims, engine hoods, head linings, shelf backs, fillers, sound insulation, and the like. The door trim is attached to the inner side of the door to improve passenger safety and aesthetics, and the engine hood blocks noise and vibration from the engine compartment to reduce noise and vibration transmitted to the interior and exterior of the vehicle. The headlining also blocks insulation from the outside and noise and vibration from the outside, and the self-bag is mounted on the rear of the rear seat of the car for decorative and multifunctional use.
종래의 자동차용 내장재는 일반적으로, 레진펠트(resin felt) 또는 우드파이버(wood fiber), 우드스톡(wood stock)을 매트 상태로 하고 부직포 등으로 내외측에 표피재가 형성된 구성을 하고 있다.BACKGROUND ART Conventional automotive interior materials generally have a resin felt or wood fiber, wood stock in a mat state and a skin material formed inside and outside with a nonwoven fabric or the like.
이러한 제품을 만드는 공정은 1차로 레진펠트 등을 매트 상태로 성형한 후 열프레스성형 몰드상형과 몰드하형 사이에 삽입후 가압하여 성형 완료한다. 성형된 제품은 펀칭(또는 트림피얼싱)금형 상형과 하형을 이용하여 패드 상태의 제품을 만든다. 패드 상태의 제품에 부직포 등의 표피재를 부착하기 위해 본드를 스프레이 상태로 뿌려 건조후, 오븐 또는 히터에서 가열 진공흡착 성형 완료하고, 표피재를 부착한 후에 다시 피얼싱금형을 사용하여 완성품을 만든다. 이때 표피재를 패드에 부착하기 위해서 톨루엔과 같은 유독한 화학물질이 함유된 본드를 입자상태의 스프레이로 사용하기 때문에 작업자에게 유해하다.In the process of making such a product, a resin felt or the like is first formed into a mat state, and then inserted between a hot press mold upper mold and a lower mold, pressurized to complete molding. Molded products are produced using a punched (or trim pierced) mold upper and lower molds to produce padded products. In order to attach the skin material such as non-woven fabric to the pad-like product, spray the bond in a spray state, dry it, and complete the vacuum suction molding in an oven or a heater. . In this case, a bond containing toxic chemicals such as toluene is used as a particle spray to adhere the skin to the pad, which is harmful to the operator.
또한 레진펠트와 우드파이버 등은 열경화성 수지로 바인더(binder)로 페놀수지를 사용하기 때문에 열성형시 유독가스를 방출하여 인체에 유해할 뿐아니라 환경오염의 원인이 되기도 한다. 특히 레진펠트는 염료가 포함된 화섬과 페놀수지를 사용하기 때문에 열에 의해 멜팅(melting)되어 경화가 이루어질 때 자극성이 강한 포름알데히드라는 무색의 유독성가스가 발생된다.In addition, resin felt and wood fiber use a phenol resin as a binder as a thermosetting resin, so they emit toxic gases during thermoforming, which is not only harmful to the human body but also causes environmental pollution. In particular, resin felt uses a chemical fiber and a phenol resin containing dyes, so when color is melted and cured, formaldehyde is a colorless toxic gas which is highly irritating.
최근, 자동차용 내장재는 일반적으로 다중적층구조로 이루어진 것을 사용하고 있다. 다중적층구조의 자동차용 내장재는 여러가지 형태가 알려져 있으나, 그 중 폴리우레탄을 중간층으로 하고, 폴리에스터를 접착제를 사용하여 중간층 양쪽면에 접착시켜 사용하는 것이 일반적이다.In recent years, automotive interior materials are generally made of a multilayer structure. BACKGROUND ART Automobile interior materials having a multi-layer structure are known in various forms. Among them, polyurethane is used as an intermediate layer, and polyester is generally used by bonding to both sides of the intermediate layer using an adhesive.
이러한 다중적층구조의 자동차용 내장재는 일단 접착되면 재활용이 불가능하므로, 중간층을 천연물질인 톱밥, 나무조각 등을 접착제나 레진으로 접착시켜 사용하고 있다.Since the interior materials for automobiles of such a multi-layered structure cannot be recycled once bonded, the intermediate layer is used by bonding a sawdust, wood chips, etc., which are natural materials, with adhesive or resin.
미국특허 제 5,709,925호, 대한민국 특허출원 제 1998-13416호 및 제 1998-13417호에는 폴리프로필렌과 마섬유를 혼합한 중간 매트층과, 폴리프로필렌과 폴리에스터를 혼합한 양쪽 표피층으로된 3층 구조의 자동차용 내장재가 기재되어 있다. 그러나 상기 기술은 흡음력과 충격흡수력을 높일 수 있었지만, 차음력에 대한 문제는 해결하지 못하였다.U.S. Patent No. 5,709,925, Korean Patent Application Nos. 1998-13416 and 1998-13417 have a three-layer structure consisting of an intermediate mat layer of polypropylene and hemp fibers, and a skin layer of both polypropylene and polyester. Interior materials for automobiles are described. However, the above technology could increase sound absorption and shock absorption, but did not solve the problem of sound insulation.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하고, 강도, 성형성, 내열성, 내충격성, 환경친화적면서도, 흡음효과와 차음효과가 증대된 자동차용 내장재를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide an interior material for automobiles having strength, moldability, heat resistance, impact resistance, environmental friendliness, and sound absorption and sound insulation.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 내장재의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a vehicle interior according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 자동차용 내장재의 제조공정을 나타낸 도이다.2 is a view showing a manufacturing process of the interior material for automobiles of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 스킨층 2 : 중간층1: skin layer 2: intermediate layer
3 : 이면층3: back layer
본 발명은 스킨층, 중간층 및 이면층으로 이루어진 자동차용 내장재를 제공한다.The present invention provides a vehicle interior material consisting of a skin layer, an intermediate layer and a back layer.
본 발명의 자동차용 내장재는 폴리프로필렌 : 폴리에스터가 일정한 비율로 혼합된 스킨층 및 이면층, 폴리프로필렌 : 마섬유가 일정한 비율로 혼합된 중간층으로 이루어진다. 상기 스킨층과 이면층에 있어서, 폴리프로필렌과 폴리에스터의 배합비율은 상이하다.The automotive interior material of the present invention comprises a skin layer and a back layer, in which a polypropylene: polyester is mixed in a constant ratio, and an intermediate layer in which polypropylene: horse fiber is mixed in a constant ratio. In the skin layer and the back layer, the blending ratio of polypropylene and polyester is different.
본 발명의 자동차용 내장재는 폴리프로필렌 : 폴리에스터가 8.5~7 : 1.5~3의비율로 혼합된 스킨층, 폴리프로필렌 : 마섬유가 5:5의 비율로 혼합된 중간층, 폴리프로필렌 : 폴리에스터가 3.5~2 : 6.5~8의 비율로 혼합된 이면층으로 이루어진다.The interior material for automobiles of the present invention is a skin layer in which polypropylene: polyester is mixed in a ratio of 8.5-7: 1.5-3, polypropylene: hemp fibers in an intermediate layer mixed in a ratio of 5: 5, polypropylene: polyester is It consists of the back layer mixed in the ratio of 3.5-2: 6.5-8.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명의 자동차용 내장재는 스킨층(1), 중간층(2) 및 이면층(3)으로 이루어진 3층 구조로 되어있다(도 1).The automotive interior material of the present invention has a three-layer structure consisting of a skin layer (1), an intermediate layer (2) and a back layer (3).
상기 중간층(2)은 폴리프로필렌과 마(麻)섬유를 일정한 배합비율로 혼합하여 제조한다. 마섬유는 천연섬유로서 내장재의 강도 및 내충격성을 증대시켜주며, 가격이 저렴하고, 완전 재활용이 가능하므로 환경친화적이다. 마섬유는 아마, 대마, 황마 등을 사용할 수가 있으며, 아마가 가장 바람직하다. 폴리프로필렌은 열가소성으로 내장재에 성형성을 부여하고, 적층과정에서 부분적으로 용융되어 섬유들간의 응집성을 증대시켜준다. 따라서, 마섬유의 비율이 작게되면 강도면에서 떨어지고, 폴리프로필렌의 비율이 작게되면 성형성에 문제가 발생하게 된다. 그러므로 마섬유와 폴리프로필렌의 혼합비율을 5:5로 하는 것이 바람직하다.The intermediate layer 2 is prepared by mixing polypropylene and hemp fibers in a constant mixing ratio. Hemp fiber is a natural fiber that increases the strength and impact resistance of interior materials, and is environmentally friendly because it is inexpensive and fully recyclable. Hemp fibers may be flax, hemp, jute or the like, flax is most preferred. Polypropylene is thermoplastic and imparts moldability to interior materials, and partially melts during lamination to increase cohesion between fibers. Therefore, when the ratio of hemp fibers decreases, the strength falls, and when the ratio of polypropylene decreases, problems in formability occur. Therefore, it is preferable that the mixing ratio of hemp fiber and polypropylene is 5: 5.
스킨층(1)은 폴리프로필렌과 폴리에스터를 8.5~7 : 1.5~3 비율로 혼합하여 제조하고, 8:2 비율이 가장 바람직하다. 폴리프로필렌과 폴리에스터와 같은 열가소성 소재는 상기 중간층(2)과의 접합에 있어서 종래에 사용하던 본드가 필요없이, 예열과 압력과정에서 중간층 사이로 부분적으로 녹아 들어가 접착제의 역할을 한다. 폴리에스터는 스킨층(1) 부위에 그대로 남아있어 공기 및 습기를 차단하여 중간층 내의 천연섬유가 습기에 의해 손상되는 것을 방지하여 줄뿐 아니라, 차음효과를 극대화 시켜준다.The skin layer 1 is prepared by mixing polypropylene and polyester in a ratio of 8.5 to 7: 1.5 to 3, with an 8: 2 ratio being most preferred. Thermoplastic materials, such as polypropylene and polyester, partially dissolve between the intermediate layers during preheating and pressure and act as adhesives without the need for conventional bonding in the bonding with the intermediate layer 2. The polyester remains in the skin layer (1) area to block the air and moisture to prevent damage to the natural fibers in the intermediate layer by moisture, as well as maximize the sound insulation effect.
이면층(3)은 폴리프로필렌과 폴리에스터를 3.5~2 : 6.5~8 비율로 혼합하여 제조하고, 3:7 비율이 가장 바람직하다. 이러한 비율로 혼합하였을때 흡음 효과가 최대로 나타난다.The back layer 3 is produced by mixing polypropylene and polyester in a ratio of 3.5 to 2: 6.5 to 8, with a 3: 7 ratio being most preferred. When mixed in this ratio, the sound absorption effect is maximized.
본 발명의 자동차용 내장재의 제조공정은 1) 원료를 투입하는 단계, 2) 각 원료를 혼합하는 단계, 3) 면으로 만드는 단계, 4) 겹겹이 쌓는 단계, 5) 다지는 단계, 6) 단층을 형성하는 단계, 7) 스킨층, 중간층, 이면층을 접합하는 단계 및 8) 커팅 단계로 이루어진다(도 2).The manufacturing process of the automotive interior material of the present invention is 1) adding the raw material, 2) mixing each raw material, 3) making a surface, 4) layering, 5) compacting, 6) forming a single layer And 7) bonding the skin layer, the intermediate layer, the back layer, and 8) the cutting step (FIG. 2).
중간층(2)의 제조공정을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the manufacturing process of the intermediate layer (2) is as follows.
폴리프로필렌과 아마의 무게를 측정하여 자동이송장치에 의해 호퍼기에 투입한 후, 개면기를 통하여 믹싱피드로 이동하여 잘 섞는다. 폴리프로필렌과 아마가 완전히 섞이면, 피더기를 통하여 카드기로 이동한다. 카드기 앞부분이 롤식으로 되어있어, 카드기에 혼합한 소재를 통과시키면 얇은 면이 형성된다. 형성된 면을 성형기로 이동시켜 원하는 두께만큼 겹겹이 쌓는다. 여러층으로 형성된 면을 니들기로 이동하여 2만~3만개의 바늘로 찌르면서 다진다. 다져진 면을 커팅기로 이동하여 원하는 길이만큼 롤로 감는다. 이렇게 제조된 중간층(2)은 성형기로 돌려보내 제품걸이에 걸어둔다.Weigh the polypropylene and flax and feed it into the hopper by the automatic feeder, then move to the mixing feed through the scoop and mix well. When polypropylene and flax are completely mixed, they are transferred to the carder through the feeder. The front part of the carding machine is roll type, and when the material mixed with the card is passed, a thin surface is formed. The formed surface is moved to a molding machine and stacked in layers by a desired thickness. The surface formed of several layers is moved with a needle and chopped with 20,000 to 30,000 needles. Move the chopped side to the cutter and roll it up to the desired length. The intermediate layer 2 thus produced is returned to the molding machine and hanged on the product hanger.
스킨층(1)은 폴리프로필렌과 폴리에스터의 무게를 측정하여 자동이송장치에 의해 상기 중간층(2) 제조과정중 카드기까지 동일한 과정으로 제조한다. 카드기에서 형성된 면을 성형기로 이동시켜 제품걸이에 걸려있는 중간층(2) 위에 얹어 겹겹이 쌓아 접착시킨다. 스킨층(1)과 중간층(2)을 접착시킨 면을 니들기와 커팅기로 이동하여 원하는 길이만큼 롤로 감아 스킨층(1)과 중간층(2)이 접착된 2층 구조의 매트를 형성시킨다.Skin layer (1) is produced in the same process to the carding machine of the intermediate layer (2) manufacturing process by measuring the weight of polypropylene and polyester by an automatic transfer device. The surface formed in the card machine is moved to the molding machine and placed on the intermediate layer (2) hanging on the product hanger. The surface on which the skin layer 1 and the intermediate layer 2 are bonded is moved to a needle and a cutting machine, and rolled to a desired length to form a mat having a two-layer structure to which the skin layer 1 and the intermediate layer 2 are bonded.
이면층(3)은 폴리프로필렌과 폴리에스터의 무게를 측정하여 자동이송장치에 의해 상기 중간층(2)의 제조과정과 동일한 과정으로 제조한다.The back layer 3 is manufactured by measuring the weight of polypropylene and polyester in the same process as the manufacturing process of the intermediate layer 2 by an automatic transfer device.
상기 스킨층(1)과 중간층(2)이 접착된 롤과 이면층(3) 롤을 히터기(heater)로 옮겨 스킨층(1)과 중간층(2)이 접착된 롤을 위에 걸고, 이면층(3) 롤을 아래쪽에 걸어서 열과 압력을 가하여 안쪽으로 돌려주면 3층 구조의 매트가 형성된다.The roll and the back layer (3) to which the skin layer (1) and the middle layer (2) are bonded are transferred to a heater, and the roll on which the skin layer (1) and the middle layer (2) are bonded is placed on the top, and the back layer ( 3) Hang the roll on the bottom and apply heat and pressure to turn it inward to form a three-layer mat.
상기 3층 구조 매트의 이면층(3)에 폴리에스터로 이루어진 부직포를 부착시키면 흡음효과를 더욱 좋게할 수 있다.Attaching a nonwoven fabric made of polyester to the back layer 3 of the three-layer structure mat can further improve the sound absorbing effect.
실제 내장재를 제조하는 경우, 스킨층, 중간층 및 이면층을 필요에 따라 밀도를 조절하여 2400~1200g/㎡ 등으로 제작하고, 적용되는 부위에 따라 도어트림의 경우 가장 무거운 것을 적용하고, 셀프백의 경우에는 1200g/㎡과 같이 가벼운 것을 적용할 수 있도록 한다.When manufacturing the interior materials, the skin layer, the middle layer and the back layer is adjusted to 2400 ~ 1200g / ㎡ by adjusting the density as needed, according to the applied area the heaviest one for the door trim, self bag Lightweight, such as 1200g / ㎡ is to be applied.
본 발명에 따른 자동차용 내장재의 소재가 열가소성수지이므로 필요하다면 내장재에 장착될 각종의 악세사리들 예를 들어 리테이너 또는 브라켓 또는 챈널 등도 동시에 열융착 성형하는 것이 가능하게 된다.Since the material of the automotive interior material according to the present invention is a thermoplastic resin, if necessary, various accessories, such as a retainer, a bracket, or a channel, to be mounted on the interior material, may be simultaneously heat-molded.
또한 본 발명에 따른 자동차용 내장재중 스킨층 및 이면층에 사용되는 폴리프로필렌, 폴리에스터와 같은 소재는 열가소성이므로 중간층과의 접합에 있어서 종래에 사용하던 본드가 필요없이, 예열과 압력만으로 접착이 가능하다.In addition, since materials such as polypropylene and polyester used in the skin layer and the back layer of the automotive interior material according to the present invention are thermoplastic, they can be bonded only by preheating and pressure without the conventional bonding in the bonding with the intermediate layer. Do.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 보다 상세히 설명하나, 이들은 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐 이들에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which are intended to illustrate the present invention but are not intended to limit the scope of the present invention.
실시예Example
중간층은 폴리프로필렌과 아마를 5:5, 스킨층은 폴리프로필렌과 폴리에스터를 8:2, 이면층은 폴리프로필렌과 폴리에스터를 3:7의 비율로 하여 상기 상세한 설명에 개시한 제조방법에 따라 3층 구조층을 제조하였다.The intermediate layer is polypropylene and flax 5: 5, the skin layer is polypropylene and polyester 8: 2, and the back layer is polypropylene and polyester in a ratio of 3: 7 according to the production method disclosed in the above description. A three layer structure layer was prepared.
작업 조건은 예열판의 상형온도는 185±10℃, 하형온도는 120±20℃로 하였다.The working conditions were 185 ± 10 ℃ for the upper mold temperature and 120 ± 20 ℃ for the lower mold temperature of the preheating plate.
제조된 완제품의 두께는 2.5~25T 이었다.The thickness of the finished product was 2.5-25T.
본 발명에 따른 자동차용 내장재의 흡음력과 차음력을 알아보기 위하여 물성시험을 하였다.Physical properties were tested to determine the sound absorbing and sound insulating power of the interior material for automobiles according to the present invention.
시험소재는 상기 제조한 3층 구조 매트와 레진펠트로 이루어진 매트를 사용하였다.The test material was a mat consisting of the three-layer structure mat and resin felt prepared above.
시험방법은 KSF 2814078, ASTM C384-90a 방법에 따라 행하였다.The test method was carried out according to the KSF 2814078, ASTM C384-90a method.
두가지 소재 모두 두께는 2.5T이며, 직경은 저주파(125~1000㎐)에서 100㎜, 고주파(1.0~4.0k)에서는 30㎜이다.Both materials are 2.5T thick, 100mm at low frequencies (125-1000 Hz) and 30mm at high frequencies (1.0-4.0k).
흡음력 측정한 결과는 표 1에 나타내었다.Sound absorbing force measurement results are shown in Table 1.
표 1에서 보듯이, 고주파수로 갈수록 본 발명의 내장재는 종래의 레진펠트를 이용한 매트보다 흡음 효과가 뛰어남을 알 수 있다.As shown in Table 1, it can be seen that the interior material of the present invention toward the higher frequency is more excellent sound absorption effect than the mat using a conventional resin felt.
차음력 측정한 결과는 표 2에 나타내었다.The measurement result of the sound insulation is shown in Table 2.
표 2에서 보듯이, 본 발명의 내장재는 종래의 레진펠트를 이용한 매트보다 차음효과가 뛰어남을 알 수 있다.As shown in Table 2, the interior material of the present invention can be seen that the sound insulation effect is superior to the mat using a conventional resin felt.
따라서, 상기 흡음력과 차음력 측정 결과에 의해 본 발명의 자동차용 내장재는 흡음과 차음 효과를 동시에 갖는 우수한 내장재임을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the interior materials for automobiles of the present invention are excellent interior materials having both sound absorption and sound insulation effects based on the sound absorbing and sound insulating force measurement results.
또한, 소재의 두께를 두껍게 하고 제품을 벌키하게 하면 흠음력이 높아지고, 두께를 얇게하고 비중을 높이면 차음력이 우수하여진다.In addition, the thicker the material and the bulkier the product, the higher the flaw resistance, and the thinner the thickness and the higher the specific gravity, the better the sound insulation.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 자동차용 내장재에서는 스킨층 및 이면층에 폴리프로필렌, 폴리에스터와 같은 열가소성 소재를 사용하여, 중간층과의 접합에 있어서 별도의 유해한 본드 등을 사용하지 않고도 예열과 압력만으로 동시에 접착이 가능하게 하므로 유해한 작업환경을 개선하였을 뿐 아니라, 공정면에서도 간단하여 저비용 및 고급화를 달성할 수 있다.As described above, in the automotive interior material of the present invention, a thermoplastic material such as polypropylene and polyester is used for the skin layer and the back layer, and only the preheating and the pressure are required without the use of a separate harmful bond in the bonding with the intermediate layer. At the same time, adhesion is possible, which not only improves the harmful working environment, but is also simple in terms of process, thereby achieving low cost and high quality.
또한 내장재에 장착될 각종의 악세사리들을 동시에 성형할 수 있으므로, 공정의 단순화에 커다란 기여를 한다.In addition, various accessories to be mounted on the interior material can be molded at the same time, making a great contribution to the simplification of the process.
본 발명의 자동차용 내장재의 재질로서 환경친화적인 마섬유와 폴리프로필렌, 폴리에스터와 같은 열가소성수지를 사용하므로 재활용(recycling) 및 제품의 경량화가 가능하다.As a material of the interior material for automobiles of the present invention, environmentally friendly hemp fibers and thermoplastic resins such as polypropylene and polyester can be used for recycling and weight reduction of the product.
따라서 본 발명의 자동차용 내장재는 강도, 성형성, 내열성, 내충격성, 흡음 및 차음 효과가 우수하다.Therefore, the automotive interior material of the present invention is excellent in strength, moldability, heat resistance, impact resistance, sound absorption and sound insulation.
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