KR100882718B1 - 자동차 내장용 천정재 기재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리올레핀계 발포 시트(sheet)로 구성된 심재와 그 상부 및 하부에 천연 섬유 및 합성 섬유로 구성된 보강재층을 갖는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 천정재 기재에 관한 것이다.
폴리올레핀, 천정재, 보강재

Description

자동차 내장용 천정재 기재{THE BASE MATERIAL FOR VEHICLE HEAD LINER}
본 발명은 자동차 내장용 천정재의 기재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 재활용성이 우수할 뿐만 아니라 경량이면서도 강성이 우수한 자동차 내장용 천정재의 기재에 관한 것이다.
종래, 자동차 내장용 천정재의 기재로 사용되어지는 것으로는 레진펠트(Resin Felt), 천연 섬유 강화 보드, 페이퍼보드(paper board), 우드화이버(Wood Fiber) 경질폴리우레탄 등이 있었다.　
상기 레진펠트와 페이퍼보드는 페놀수지 등을 함침시켜 제조한 것이다.　 경화제인 페놀수지는 페놀류와 알데히드류의 축합반응에 의하여 생성되는 열경화성 수지의 일종으로서, 페놀수지의 소각시 미반응 또는 불완전 연소에 기인하여 방출되는 페놀 및 알데히드는 작업환경을 포함한 생활환경의 공해물질로 작용하며, 유독성 가스를 배출하는 문제점이 있다.
종래의, 유리 섬유(Glass Fiber) 또는 유리 조각(Glass Chop)이 함유된 자동 차 내장용 천정재의 기재의 경우, 제조과정 및 이송하는 과정에서 발생될 수 있는 유리 분진에 의해 작업자들에게 유해한 영향을 미칠 뿐만 아니라, 또한 상기의 재료를 접착시키기 위한 휘발성 유기용제가 포함된 접착제를 사용할 경우 작업 환경 및 인체에 유해한 단점이 있었다.
또한 폴리우레탄 경질 발포체의 경우 단열성 및 경량성은 우수 하지만, 재활용성이 저하되고 내충격성이 약해서 기재를 제조하기 위한 성형공정에서 취성 파괴가 쉽게 일어나기 쉽다.
한편, 전술한 종래의 자동차 내장용 천정재 구조물의 기재 재료는 방음성 및 단열성이 뛰어나지 못했으며 단가가 높고 비교적 고중량이며 장기간 사용시 변형되기 쉽고, 인체에 유해하며 재활용이 어려운 문제점도 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 재료의 경량화에 의한　 연비 향상을 통하여 배기 가스를 감소시키면서도 강성이 우수할 뿐만 아니라, 차량 폐기시 재활용성을 높일 수 있으며, 인체에 무해한 특징을 가지도록 구조가 개선된 차량 내장용 천정재의 기재를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 본 발명의 목적은 폴리올레핀계 발포 시트(sheet)로 구성된 심재와 그 상부 및 하부에 천연 섬유 및 합성 섬유로 구성된 보강재 층을 갖는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 천정재의 기재에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 상기 폴리올레핀계 발포 시트(sheet)의 발포 배율은　 강성 및 성형성이 향상될 수 있도록 5배율 이상 30배율 이하인 것이 바람직하다.
상기 폴리올레핀계 발포 시트의 상하부에는 강성을 향상시키기 위하여 보강재층이 적층되는데, 상기 보강재층은 천연 섬유 및 합성 섬유로 구성된 시트로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명의 심재에 적용 할 수 있는 폴리올레핀계 발포체는 가교 올레핀계 발포체가 적용 될 수 있다. 가교 올레핀계 발포체는 화학가교와 물리가교로 구분 할 수 있으며, 본 발명에 적용된 폴리올레핀계 발포체는 가교 방식에 의해 한정되지는 않지만, 물리적 가교방식에 의한 제조공법이 본 발명에 적용하기 위해서는 더욱 유용할 것으로 판단된다.
가교 폴리올레핀계 발포체를 제조하기 위한 수지는 폴리올레핀계와 선형 저밀도 폴리에틸렌의 혼합된 형태가 가장 바람직하다. 폴리프로필렌계 단독 사용의 경우 가교를 위해 물리적 가교방법인 전자선을 조사했을때, 폴리올레핀계의 사슬이 쉽게 절단되고 가교효율이 그다지 높지 않으므로 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 일정량 첨가한다. LLDPE 사용시 최종제품의 신율이 급격히 향상되므로 성형성이 우수해지는 특징이 있다.
선형 저밀도 폴리에틸렌 이외에도 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 고밀도 폴리에틸 렌(HDPE) 에틸렌 프로필렌 디공액 공중합체 고무(EPDM), 에틸렌 프로필렌 공중합체 고무(EPM) 등을 대신 사용 할 수 있다.
폴리올레핀계 수지를 가교하기 위해서는 가교조제가 필수적으로 첨가되어야 하는바, 이들 가교조제는 디비닐벤젠, 트리알릴시아누레이트, 트리메틸올프로판, 니트로소벤젠, 디페닐구아니딘 및 에틸렌 글리콜 디메틸아크릴레이트, 티리메틸올프로판 트리메타아크릴레이트 와 같은 다관능성 비닐단량체가 적합하다. 가교조제의 첨가량은 0.1내지 2.0 중량부이며 더욱 바람직하게는 0.3 내지 1.5 중량부이다.
또한 상기 중량부 범위하에서 1종 이상의 가교조제를 혼합첨가 할 수 있다.
상기의 전자선 조사과정을 통하여 가교된 폴리올레핀계 시트의 가교율(gel content)는 30% 내지 60%가 적당하다. 가교도의 측정은 ASTM D-2765에 의해 측정될 수 있다.
본 발명이 가교 폴리올레핀계 시트를 제조하기 위한 발포제는 열 분해성 발포제가 일반적으로 쓰이는데 아조디카아본아마이드(ADCA)가 유용하다. ADCA의 첨가량은 발포 배율에 따라 차이는 있지만 5 내지 20 phr 첨가가 적당하다.
또한 필요에 따라 상기의 첨가제 이외에도, 무기충전제, 산화방지제, 내후제, 대전방지제, 착색제를 첨가할 수 있다.
본 발명의 가교 발포 시트의 제조방법은, 상기 수지 및 첨가제를 반바리 믹서에서 혼합한 후 압출성형 장치를 통해 일정한 두께의 시트형태로 압출하고, 전자선 조사를 한다. 조사된 시트를 열 오븐을 통과시켜 연속상의 발포시트를 제조한다. 제조된 가교 폴리올레핀계 시트는 두께가 3 ~ 8 mm 이며, 제품 폭은 100 ~ 1600mm 이다.
본 발명의 자동차 내장용 천정재 기재는 방음 및 단열 특성이 우수하고 강성이 우수할 뿐만 아니라, 인체에 무해한 특징을 갖는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 천정재 기재를 폴리올레핀계의 재료로만 구성할 경우 차량의 폐차시에 매우 간단하게 재활용할 수 있다는 이점이 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.
도면에서, 도 1은 종래의 차량용 헤드라이너를 설명하기 위한 천정재구조물 개략적 도면이다. 천정재 구조물은 기재(10) 층과 표피(11) 층으로 구성된다. 도 2에는 본 발명에 따른 차량 내장용 천정재 기재의 개략적 사시도가 도시되어 있는데, 본 발명의 천정재 기재(10)는 폴리올레핀계 발포 시트로 구성된 심재(20)층과 천연 섬유와 폴리프로필렌으로 이루어진 보강재(30) 층으로 이루어진다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천정재 기재(10)의 재료가 되는 상기 폴리올레핀계 발포 시트(20)의 발포 배율은 5배 내지 30배인 것이 바람직하다. 즉, 발포배율이 5배 미만인 경우 발포 시트(20)의 흡음성 향상에 영향을 미치지 못하고 중량이 비교적 높으며, 발포배율이 30배를 초과하는 경우 흡음성 및 경량성은 향상이 되나 강도, 형태안정성이 저하되는 단점을 가지고 있기 때문이다.　 상기 폴리올레핀계 발포 시트(20)는 차량 내장용 천정재 구조물에 사용되기 때문에 일정한 치 수로 형성되어야 한다.　 즉, 그 두께는 3mm 내지 8mm인 것이 바람직하고 보다 바람직하게는 3mm 내지 6mm인 것이 바람직하다. 폴리올레핀계 발포시트는 3mm 내지 4mm의 발포시트를 두겹으로 라미네이션하여 6mm 내지 8mm 두께를 갖도록 제조할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 내장용 천정재의 기재(10)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 폴리올레핀계 발포 시트(20)의 한쪽 혹은 양측에는 보강재(30) 층이 적층된다.　 상기 보강재(30) 층은 천연 섬유 및 합성섬유로 구성된다. 바람직하게는, 예를 들어, 보강재 층은 천연 섬유와 폴리프로필렌(PP) 수지로 구성된 시트 층으로 이루어진다. 　폴리올레핀계 섬유와 천연섬유의 혼합 비율이 30:70 내지 70:30 중량%의 혼합 비율로 이루어지며, 두께는 1mm 내지는 3mm인 것이 바람직하다. 천연섬유는 공급시 굵기가 40 내지 120㎛, 길이는 40 내지 80mm인 것이 바람직하며, 혼합공정에서의 타면에 의한 펠트 내의 천연섬유의 굵기는 20 내지 60㎛, 길이는 3 내지 15mm가 되게 타면하여 혼합되어진 것이고, 폴리올레핀계 섬유는 굵기가 6 내지 15 데니어인 것이 바람직하며, 길이는 40 내지 80mm인 것이 바람직하다.
본 발명의 천정재 기재(10)는 상부 및 하부 섬유층 사이에 발포층을 삽입시키고, 예를 들어 이들을 니들 펀칭 방법으로 결합시킨 것이다. 하부 섬유층과 발포층과 상부 섬유층이 적층 결합되며, 필요에 따라, 상부 섬유층 위에 고강성 표피층이 적층 결합되는 구조이다. 천연 섬유와 올레핀계 섬유를 혼합하여 상부 및 하부 섬유층 사이에 발포층을 삽입시킨 후 상부 섬유층과 발포층 및 발포층과 하부 섬유층을 각각 니들 펀칭하는 단계 등의 순차적인 공정들에 의하여 제조된다.
따라서 본 발명의 천정재 기재(10)는 상부 섬유층, 발포층, 하부 섬유층이 접착제 및 열접착(Heat Lamination) 또는 니들 펀칭에 의해 보강재를 이루고 있는 섬유가 심재층과 상호 물리적으로 결합된 다층 구조물이다.
상기한 재료들을 폴리올레핀계 발포 시트(20)의 한쪽 혹은 양측에 적층시킴으로써 천정재구조물(10)의 강도와 형태안정성을 향상시킬 수 있다.　 또한, 상기 천연 섬유 및 펄리프로필렌 수지로 구성된 시트 층이 적층된 상태에서 금형내에서 성형을 하면 금형과의 이형성이 좋아지므로 작업성이 향상된다.　
도 3를 참조하면, 상기 폴리올레핀계 발포시트(20)의 양측에 적층되어 있는 보강재(30) 층 중에 자동차 실내와 접촉되는 부분에 표피(40) 층이 적층된다.　이 표피층(40)은 폴리올레핀계 부직포 또는 폴리에스터계 부직포가 사용된다.　　
상기한 바와 같이, 폴리올레핀계 발포시트(20)를 심재로 하여 보강재(30) 층과 표피층(40)을 순차로 적층시켜 제조된 재료를 금형을 이용하여 가공함으로써, 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 차량 내장용 천정재구조물(10)의 제조가 완료된다.　 이렇게 제조된 차량 내장용 천정재 기재(10)는 치수안정성과 강성이 높은 장점이 있다.
본 실시예에서 상기 폴리올레핀계 부직포로 이루어진 표피층(40)을 상기 천연 섬유 및 PP 수지로 구성된 SHEET 층에 적층시킬 때, 용제형 접착제나 핫멜트형(hot melt type) 접착제를 사용하지 않고 단지 열에 의한 용융접착이 가능하므로 작업이 매우 간소해질 뿐만 아니라 종래의 접착제를 사용할 때 발생했던 악취 등의 문제도 해결할 수 있다.　또한, 심재로 폴리올레핀계 발포 시트(20)를 적용할 때, 표피층(40)으로 사용된 부직포 계열의 재료이므로, 제조시 불량이 발생하거나 차량의 폐차시에 표피층(40)과 심재를 분리하지 않고 그대로 분쇄하여 재활용할 수 있어 자원 절약적이며 친환경적이라는 장점이 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명의 내장용 기재는 강도, 형태안정성, 흡차음성 및 단열성이 우수하고 자동차 천정재인 헤드라이너(Head Liner)에 적합하다.
도 1은 종래의 차량용 헤드라이너를 설명하기 위한 천정재 구조물의 개략적 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동차 내장용 천정재 기재의 개략적 사시도이다.
도 3는 본 발명의 기재를 적용한 천정재 구조물의 개략적 확대도이다.

Claims (9)

  1. 가교 폴리올레핀계 발포 시트(sheet)로 구성된 심재(20)와 그 상부 및 하부에 황마, 양마(KENAF), 및 사이잘마로 구성된 그룹으로부터 선택된 천연 섬유 및 저융점 폴리에스터, 폴리에스터 및 폴리프로필렌으로 구성된 그룹으로부터 선택된 합성 섬유로 구성된 보강재(30)층을 가지는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 천정재 기재.
  2. 제 1항에 있어서, 가교 폴리올레핀계 발포시트는 폴리프로필렌, 선형저밀도폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌 프로필렌 디공액 공중합체 고무(EPDM), 및 에틸렌 프로필렌 공중합체 고무(EPM)로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 천정재 기재.
  3. 제 1항에 있어서, 가교 폴리올레핀계 발포 시트는 700 ~ 1600mm의 제품 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 천정재 기재.
  4. 제 1항에 있어서, 폴리올레핀계 발포 시트의 발포 배율은 5배 내지 30배며, 두께는 3mm 내지는 8mm인 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 천정재 기재.
  5. 제 1항에 있어서, 폴리올레핀계 발포시트는 3mm 내지 4mm의 발포시트를 두겹으로 라미네이션하여 6mm 내지 8mm 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 천정재 기재.
  6. 제 1항에 있어서, 보강재(30) 층의 폴리올레핀계 섬유와 천연섬유의 혼합 비율은중량비로 30:70 내지 70:30이고, 보강재(30) 층의 두께는 1mm 내지는 3mm인 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 천정재 기재.
  7. 제 1항에 있어서, 천연섬유는 굵기가 20 내지 120㎛, 길이는 3 내지 80mm이고, 폴리올레핀계 섬유는 굵기가 6 내지 15 데니어, 길이는 40 내지 80mm인 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 천정재 기재.
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