KR100609285B1 - 우레탄을 이용한 자동차 내장제 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 자동차의 내장재 중 우드스탁 제품이 적용되고 있는 자동차용 내장재에 관한 것으로서,

더욱 자세히는 자동차의 내장구성재에 있어서, 강도와 사용편의에 따라 트렁크바닥, 뒷자석 후면부 등 일정이상의 강도를 요구하는 부분에 적용되고 있는 우드스탁 재질의 자동차용내장재를 대신 할 우레탄을 이용한 자동차 내장제 및 제조방법에 관한 것이다.

우레탄, 우드스탁, 내장재

Description

우레탄을 이용한 자동차 내장제 및 제조방법{Automobile Inside Component which use Urethan and manufacturing process}

도 1은 본 발명의 코팅층의 구성을 보여주는 단면확대도

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예로서 클램핑 전의 상황도

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예로서 클램핑 시의 상황도 및 확대단면도

도 4는 본 발명의 바람직한 공정도

■ 도면의 주요부분에 사용된 주요부호의 설명 ■

10 : 상부 금형 30 : 하부 금형

p : PET층 g, g' : 그라스매트

b, b' : 부직포 t : 부직포코팅층

본 발명은 자동차 내장재의 구성 상 일정이상의 강도가 요구되어지는 우드스탁재질의 자동차용 내장재에 있어 우레탄을 이용한 자동차 내장에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 내장을 구성함에 있어 자동차 시트, 도어트림, 보드, 트렁크받침대 등 여러 다양한 부위에 따라 그 성질에 맞는 다양한 재질의 부품이 적용되어 사용되고 있다.

그 가운데 특히 기존에 있어 우드스탁(Wood stock)재질이 주로 사용되고 있는 자동차 트렁크 바닥부위, 뒷좌석의 후면받침대, 뒷좌석 후면 스피커 구성부 등에 주로 사용되고 지고 있는 자동차 내장재에 있어서,

기존의 우드스탁재질의 제품은 나무칩 등을 압축하여 구성되기 때문에 무게가 무거워, 자동차의 경량화라는 기술적 해결 과제에도 부합하지 않고, 목질의 특성상 강성이 낮으며, 내열온도도 낮은 문제점이 있다.

관련 기술을 살펴보면, 상금형과 하금형 사이에 예열 기판(Wood stock 또는 PP시트 성형소재 타입) 및 외피재를 삽입하고 가열 가압하여 소정의 형상으로 성형하고 우드스탁 표면에 외피재를 접착함에 있어서, 하금형에 부분외피재 외변 감추기홈을, 상금형에 부분외피재 외변 삽입용 리브를 각각 구비하고; 기판과 외피재는 외변을 프레임에 지지시키고 예열하여 상기 상하금형 사이에 삽입되고 동시에 상기 감추기홈에 대응하여 재단된 부분외피재를 외피재상부에 미리 고주파접착하며; 하금형에 상기 감추기홈을 따라 분리시킨 보조금형을 설치하여 스트로크내에서 별도의 구동기구로서 구동하게 하고; 자동차 내장재의 성형시 상금형 및 보조금형을 기판위치로 이동시켜 먼저 부분외피재 외변을 가압접착하고 이어서 상금형과 보조금형을 동시에 하금형에 이르도록 하강시켜 기판의 나머지부분을 가압, 냉각하여 기판을 성형하고 외피재를 접착함과 동시에 부분외피재의 접착을 완료하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재의 부분외피재 동시접착 방법에 관한 것이다.

이상 상기와 같은 통상의 우드스탁 재질의 내장재를 대신하여 경량이면서도 강성이 좋고, 내장재의 특성이 우수한 재질의 우드스탁을 대신할 수 있는 자동차 내장재 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 자동차용 내장재에 있어 우드스탁(wood stock)의 재질로 구성된 자동차의 내장재에 있어,

보다 경량화 하면서도, 내열성이 높고 강성이 높은 재질의 대체용 내장재를 개발하기 위하여 각각의 별도 기능성을 가지고 있는 부직포, 우레탄액, 그라스매트, 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET), 그라스매트, 부직포의 순서로 구성하여 상호 재질을 프레스로 압착하여 일체화 시켜 구성되는 우레탄을 이용한 자동차 내장제 및 제조방법을 제공하는 것에 그 기술적 과제를 두고 창안한 것이다.

도 1은 본 발명의 코팅층의 구성을 보여주는 단면확대도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예로서 클램핑 전의 상황도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예로서 클램핑 시의 상황도 및 확대단면도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 공정도로서 본 발명 의 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

통상의 자동차 내장재 중 우드스탁의 경우 폴리프로필렌에 목분을 첨가한 열가소성 기판(Wood stock 또는 PP시트 성형소재 타입)을 금형에서 가열 가압하여 필요한 형상으로 성형하며 기판표면에 외피재를 접착하여 구성하는 것이 일반적이다. 이러한 제조방법의 경우 우드스탁을 우선 제조하고, 금형을 이용하여 기판과 외피재를 접착 구성하는 이중적 제조방법이 일반적이다.

현재 자동차 내장재로 사용되는 우드스탁 제품은 비중이 1.2이며 P.P+목분을 함유한 소재이므로 장마철 및 습기가 많은 날 수분을 흡수함으로 과다한 변형이 발생되고 자동차 실내온도가 60℃에서 변형이 발생하며, 중량이 무거운 관계로 중량대비 충돌테스트에서 강성이 떨어지는 품질문제를 안고 있다. 이러한 구성으로 이루어지는 우드스탁제품의 경우 그 중량이 무거워 자동차 차체무게의 경량화에 맞추어져 있는 기술 개발에 맞지 않다. 그러나 본 발명을 통한 우레탄 공법은 비중이 0.6으로 우드스탁 대비 단위면적당 중량이 1/2수준이며, 자동차 실내온도 110℃까지 변형이 발생되지 않으며, 중량대비 충돌테스트에서 장점을 갖고 있는 것으로 판명되었다.

본 발명에서는 상기 우드스탁재질의 자동차 내장재를 대신하기 위한 우레탄을 이용한 내장재 및 제조방법에 관한 것으로,

도 1을 참고로 하여 그 구성을 우선 살펴보면,

①우레탄(w)

내열온도가 강하고 변형이 없으며 중량이 가벼운 특징이 있고, 통상의 우레탄에 있어 자동차내장제의 특성에 맞게 제품특성에 따라 우레탄 발포를 선택 조절 할 수 있다.

②PE, PU 코팅 처리된 부직포(b, b'))

기타 부재가 포함되는 안쪽면으로는 PE, PU가 코팅처리되어진 부직포를 사용한다. 코팅부(t)는 우레탄이 새어 나오는 것을 방지하면서, 우레탄 발포시 열발생에 의하여 부직포 면과 우레탄이 자연스럽게 접착될 수 있는 기능을 한다.

③그라스매트

아주 얇은 두께로 우레탄 강성을 보강하는 역할을 한다. 필요에 따라서 강성을 높일 수 있는 다른 소재로서 대체가 가능하다.

④폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET)

그라스 매트가 우레탄의 단면의 상하 표면에 가까울수록 강성의 효과가 크고 변형이 발생되지 않기 때문에 그라스 매트와 그라스 매트 사이에 쿠션을 가질 수 있도록 일정두께로 구성하여 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET)를 삽입함으로, 압축 시 그라스 매트를 상하측 부직포(b,b') 방향으로, 우레탄 표면과 가깝게 밀어주는 역할을 하고, 우레탄액을 금형에 투입했을 시 골고루 스며들 수 있도록 스폰지 역할을 하는 기능을 한다.

도 2, 3, 4를 참고로 하여 공정을 설명하면,

통상 자동차의 내장재의 구성에 있어서는 금형을 이용하여 원하는 부위별 모양에 맞추어 성형하여 구성하게 되는데, 본 발명에 있어서도 상하 금형을 이용하여 원하는 모양의 내장재를 성형하게 되는 것이다.

통상 상하 금형은 가열장치 또는 냉각장치 및 진공흡입장치를 포함하며 결합력을 높이고 완벽한 결합이 될 수 있도록 기계적 환경이 구성되어 있다.

1. 하측금형(10)에 우선 재단된 하부부직포(b)를 깔고 진공흡입을 통하여 하측금형(10)면에 부직포(b)를 밀착시킨다.

2. 그라스매트(g) 층을 구성한다.

3. 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET)층을 구성한다.

4. 다시 한 번 그라스매트(g') 층을 구성한다.

5. 우레탄(w)액을 분사시킨다.

6. 상측 금형(30)에 재단된 상부 부직포(b')을 진공흡입을 통하여 상측금형(30)면에 부직포(b')를 밀착시킨다.

7. 상하 금형(10,30)을 밀착 클램핑 후 성형한다.

상기와 같은 공정에 있어서, 글라스매트(g')상부로 도포되는 우레탄은 사용자의 선택에 따라 원하는 성질의 우레탄을 이용하여 적용이 가능하며, 클램핑 시, 우레탄은 그라스매트(g')를 통하여 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET)(p)에 흡수되고, 다시 압력을 받아, 그라스매트(g)를 통하여 하부 부직포(b)의 코팅부(t)와 접착결합된다. 우레탄을 머금은 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET)(p)층은 압력을 받으면서 양측에 위치한 그라스매트(g, g')를 상하측부의 부직포(b, b') 층으로 가까이 밀어내게 되고,

응고 시 그라스매트(g, g')가 부직포(b, b') 층 가까이 위치할수록 내장재의 강도는 높아지며, 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET)(p)층도 내장재가 하단부로 처짐으로 전체단면이 휘어지는 변형을 막아 주는 역할을 한다.

상하부의 부직포(b, b')는 클램핑 시 발생하는 열에 의하여 코팅층(t)이 우레탄(w)과 부직포(b, b')를 보다 견고히 접착 결합시키는 역할을 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명 우레탄을 이용한 자동차 내장제 및 제조방법을 통하여,

기존의 우드스탁재질의 자동차 내장재를 대신하여 무게가 훨씬 가벼우면서도 내장재로서 요구되어지는 성질은 향상된 제품의 적용이 가능할 뿐만 아니라, 생산공정 또한 기존과 비교하여 단순화되어 경제적으로 그 효율성이 높은 효과가 다대한 발명이라 하겠다.

Claims (3)

1. 우드스탁 제품이 적용되고 있는 자동차용 내장재 제조방법에 있어서,

   1. 하측금형(10)에 우선 재단된 하부부직포(b)를 깔고 진공흡입을 통하여 하측금형(10)면에 부직포(b)를 밀착시키고,

   2. 그라스매트(g) 층을 형성하고,

   3. 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET)(p)층을 구성하고,

   4. 다시 한 번 그라스매트(g') 층을 구성하고,

   5. 우레탄(w)액을 분사시킨 후,

   6. 상측 금형(30)에 재단된 상부 부직포(b')을 진공흡입을 통하여 상측금형(30)면에 부직포(b')를 밀착시키고,

   7. 상하 금형(10,30)을 밀착 클램핑 후 성형하는 것을 포함하는 우레탄을 이용한 자동차 내장재 제조방법
2. 우드스탁 제품이 적용되고 있는 자동차용 내장재에 있어서,

   상하 금형(10,30)으로 압축하여

   1. 재단된 하부 부직포(b)층과,

   2. 상기 하부부직포(b)층상에 구성되는 하부 그라스매트(g) 층과,

   3. 상기 그라스매트(g)층 상부로 구성되는 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET)(p)층과,

   4. 상기 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET)(p)층의 상부로 구성되는 상부 그라스매트(g') 층과,

   5. 상기 그라스메트(g')층 상부로 우레탄(w)액을 분사시켜 구성하는 우레탄(w)층과,

   6. 상기 우레탄(w)층 상부로 상부 부직포(b')층으로 구성되는 것을 포함하는 우레탄을 이용한 자동차 내장재
3. 제 2항에 있어서,

   부직포(b, b')는 상기 구성물질들과 결합되는 내측으로 PE, PU재질의 코팅층(t)이 구성된 것을 포함하는 우레탄을 이용한 자동차 내장재

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