KR100846545B1 - 자동차 본체용 복합부재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비섬유로된 외피(12), 및 외피의 내측에 적층되어 외피를 지지하는 섬유로 보강된 지지층(16)을 구비하는 자동차 본체, 특히 자동차 루프를 위한 복합부재에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 지지층(16)이 외피(12)의 반대쪽 측면에 섬유로 보강된 강화층(18)을 구비하여 지지층을 강화하고, 강화층은 지지층보다 높은 섬유농도를 갖는다. 또한 본 발명은 이러한 복합부재를 제조하는 방법에 관한 것이다.

복합부재, 외피, 섬유, 지지층, 강화층

Description

자동차 본체용 복합부재 및 그 제조방법{Composite Member for a Vehicle Body and methods for manufacturing thereof}

본 발명은 청구항 제 1항의 전제부에 따른 자동차 본체, 특히 자동차 루프용 복합부재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

상기 전제부에 따른 복합부재는, 예를 들어 독일특허 제 DE 102 02 911 C1호에 공지된 바와 같이, 외피와 지지층 사이의 인터페이스 영역에서 인터페이스층이 지지층 내에 제공되며, 여기서 복합부재에 고온 안정성을 제공하기 위해 인터페이스층을 제외한 지지층의 다른 영역보다 섬유농도가 증가된다. 지지층은 장섬유투입에 의하여 보강된 폴리우레탄으로 이루어지며, 한편 인터페이스층 역시 장섬유투입에 의하여 보강된 폴리우레탄으로 이루어지거나 유리섬유 매트를 추가로 삽입함으로써 제조된다.

이외에도 상기 전제부에 따라 자동차용 루프 모듈을 형성하며 균일한 섬유분포를 가진 폴리우레탄으로 형성된 섬유로 보강된 지지층을 구비하는 복합부재가, 예를 들어 제 DE 102 05 295 A1, DE 102 07 295 A1, US 6,378,208 B1, EP 0 995 667 A1, 및 EP 1 384 655 A2호에 공지되어 있으며, 여기서 상기 유럽출원 제 EP 0 995 667 A1호 및 EP 1 384 655 A2호에 따르면, 보강물로 얇은 종이재나 직포 또는 부직포를 삽입함으로써 폴리우레탄층을 보강하는 것이 또한 언급되어 있다.

이러한 복합부재의 단점은 지지층의 충분한 안정성을 위해 필요한 섬유로 인하여 열처리 후에 특히 외피의 표면이 불균일해지는 것이다.

본 발명의 목적은 외피의 표면 품질이 양호하며 지지층의 안정성이 충분한 자동차 본체, 특히 자동차 루프를 위한 복합부재를 제공하는 것이다. 또한, 이러한 복합부재를 제조하는 방법이 제공된다.

이 문제는 청구항 1항에 따른 복합부재 및 청구항 17항에 따른 제조방법에 의해서 본 발명에 따라 해결된다. 본 발명에 따른 해결방안은 외피의 반대쪽을 향하는 지지층의 측면에서 섬유로 보강된 강화층이 지지층보다 높은 섬유농도를 가지며, 열처리 후에도 외피의 양호한 표면을 이루기 위하여 지지층의 섬유농도가 감소될 수 있는 한편, 그럼에도 강화층은 복합부재에 충분한 물리적 안정성을 제공하는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예는 종속항의 특징을 포함한다.

이하에서, 본 발명은 도면에 근거하여 예시적인 방식으로 설명된다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 복합부재를 보여주는 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제 2실시예에 따른 복합부재를 보여주는 단면도이다.

도 1은 비섬유로된 외피(12), 외피의 내부 표면 상에 형성되고 섬유(14)로 보강된 지지층(16), 및 외피의 반대쪽을 향하는 지지층(16)의 표면에 형성된 섬유로 보강된 강화층(18)을 포함하는 자동차 본체용 복합부재(10)를 보여주는 단면도이다. 지지층은 외피(12)의 강화물로 기능하며, 강화층(18)은 지지층(16)의 강화물로 기능한다.

복합부재(10)는 자동차 루프, 특히 소위 루프 모듈의 일부인 것이 바람직하다. 이 경우, 외피(12)는 단단한 루프 표면의 외면을 형성한다.

대체로, 강화층(18)은 지지층(16)보다 높은 섬유농도를 갖는다. 도 1에 도시된 실시예의 경우, 이는 제조공정 중 지지층(16)에 형성된 유리섬유 매트로서 실질적으로 강화층(18)을 제공함으로써 달성된다.

지지층(16)의 기본물질은 장섬유투입에 의하여 보강된 폴리우레탄인 것이 바람직하다.

외피(12)는 지지층(16)에 후면 주입 또는 후면 정렬되는 것이 바람직하다.

외피(12)는, 예컨대 비섬유로된 플라스틱층 또는 박막의 알루미늄 시트나 강철 시트이다.

섬유(14)는 지지층(16) 내에 균일하게 분포되는 것이 바람직하며, 지지층 내의 섬유농도는 10중량% 미만인 것이 바람직하다.

강화층(18)의 유리섬유 매트의 단위 면적당 매스는 225 내지 450g/m²인 것이 바람직하며, 유리섬유 매트는 지지층(16)의 폴리우레탄으로 포화된다.

섬유(14)는 유리섬유인 것이 바람직하다.

복합부재(10)의 제조 방법은 외피(12)를 하부몰드 내에 위치시키고, 유리섬유 매트를 대응하는 상부몰드에 고정시키고, 폴리우레탄에 장섬유투입함으로써 지지층(16)을 외피(12) 상에 적층시키고, 상하부몰드를 닫고, 상기 복합부재(10)를 경화시키고 나서 툴에서 제거함으로써 수행된다.

도 2는 변형된 실시예를 도시하는데, 강화층(18)은 유리섬유 매트가 아닌 장섬유투입에 의하여 보강된 폴리우레탄층으로 형성되고, 그러나 강화층의 섬유농도는 지지층(16)의 섬유농도보다 높게 조정된다. 예컨대, 강화층(18)의 섬유농도는 30중량% 보다 높을 수 있으며, 강화층(18) 내의 섬유(14)는 실질적으로 균일하게 분포되는 것이 바람직하다.

이 경우, 지지층(16)과 강화층(18)은 원칙적으로 한 번의 공정단계로 형성될 수 있으며, 여기서 외피의 반대면을 향하여 외피(12)에 적층된 층의 영역의 섬유농도를 증가시켜 강화층(18)을 형성한다.

따라서, 본 발명은 외피의 표면이 양호하며 지지층의 안정성이 개선된 자동차 본체, 특히 자동차 루프용 복합부재를 제공한다.

Claims (20)

1. 비섬유로된 외피(12), 및 상기 외피의 내측에 제공되어 상기 외피를 강화하는 섬유로 보강된 지지층(16)을 포함하는 자동차 본체용 복합부재에 있어서, 상기 외피(12)의 반대쪽을 향하는 지지층(16)의 표면에 섬유로 보강된 강화층(18)이 형성되어 상기 지지층(16)을 강화하며, 상기 강화층은 상기 지지층보다 높은 섬유농도를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재.
2. 제 1항에 있어서, 상기 복합부재(10)는 루프 모듈의 일부인 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지층(16)의 기본물질은 폴리우레탄인 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재.
4. 제 3항에 있어서, 상기 지지층(16)은 장섬유투입에 의하여 생성되는 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외피(12)는 상기 지지층(16)에 후면 주입 또는 후면 정렬되는 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외피는 플라스틱층 또는 알루미늄이나 강철층인 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지층(16) 내의 섬유농도는 균일한 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지층(16)의 섬유농도는 0중량% 초과 10중량% 미만인 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 강화층(18)은 유리섬유 매트로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재.
10. 제 9항에 있어서, 상기 유리섬유 매트의 단위 면적당 매스는 225 내지 450 g/m²인 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재.
11. 제 9항에 있어서, 상기 유리섬유 매트는 폴리우레탄으로 포화되는 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 강화층(18)의 기본물질은 폴리우레탄인 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재.
13. 제 12항에 있어서, 상기 강화층(18)은 장섬유투입에 의하여 생성되는 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재.
14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 강화층(18) 내의 섬유농도는 균일한 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재.
15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 강화층(18)의 섬유농도는 30중량% 보다 높은 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재.
16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 섬유(14)는 유리섬유인 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재.
17. 비섬유로된 외피(12)가 상기 외피를 강화하기 위하여 상기 외피의 내측에 섬유로 보강된 지지층(16)을 포함하는 복합부재(10)의 제조 방법에 있어서, 상기 지지층(16)은 상기 지지층(16)의 강화를 위해 상기 외피(12)의 반대쪽 표면에서 섬유로 보강된 강화층(18)을 구비하고, 상기 강화층은 상기 지지층보다 높은 섬유농도를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재 제조 방법.
18. 제 17항에 있어서, 상기 외피(12)를 하부몰드 내에 위치시키고, 유리섬유 매트를 상부몰드에 고정시키고, 상기 지지층(16)을 상기 외피에 적층시키며, 상기 상부몰드와 하부몰드를 닫고, 상기 복합부재를 경화시키고, 상기 복합부재(10)를 상기 상하부몰드로부터 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재 제조 방법.
19. 제 18항에 있어서, 상기 지지층(16)은 폴리우레탄에 장섬유투입함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재 제조 방법.
20. 제 17항에 있어서, 상기 외피(12)를 툴 내에 위치시키고, 폴리우레탄에 장섬유투입함으로써 상기 지지층(16)을 상기 외피에 적층시키되, 섬유농도가 더 높은 혼합물을 상기 외피의 반대영역에 적층시키고, 상기 툴을 닫고, 상기 복합부재(10)를 경화시키고, 상기 복합부재를 상기 툴에서 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 본체용 복합부재 제조 방법.

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