KR100909749B1 - 비직물조직 소재로 가공한 차량용 도막 보호용 커버 및그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 완성차 도장면의 스크래치, 오염, 산화를 방지하기 위해 비직물조직 소재로 가공한 차량용 도막 커버 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 비직물조직 소재로 가공한 차량용 도막 보호용 커버는 비직물 조직을 페이퍼 캘린더링 기계를 통과시켜 제조한 차단성을 향상시킨 차량용 도막 보호용 커버에 있어서, 상기 비직물 조직은 스펀본드 조직과 멜트블라운 조직으로 구성되고, 상기 비직물 조직이 언와인더(Unwinder)부, 압축 롤러 부, 와인더(Winder)부로 이루어진 페이퍼 캘린더링 장치에서 압축 롤러 부를 지날 때 가압 및 가온 되어 제조됨을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 비직물조직을 압축시켜서 밀도를 높여 섬유에 의해 발휘되는 완충 성질에 크게 기여함과 동시에 커버 표면을 필름화 하여 각종 이물질로부터 침투를 보호하고 빗물이 틈에 침투하더라도, 비직물조직 자체의 틈을 통하여 모세관 현상에 의해 확산되어 침투된 오수의 체류 및 농축을 방지함으로써 도막의 변색이나 변질 등의 손상을 방지할 수 있게 하여, 도막의 손상을 보다 안전하게 방지할 수 있게 한다.

비직물조직, 도장면, 스크래치, 오염, 스펀본드.

Description

비직물조직 소재로 가공한 차량용 도막 보호용 커버 및 그의 제조 방법{Sheet for protecting vehicle coat made of nonweaven fiber and manufacturing method thereof}

본 발명은 비직물조직 소재로 가공한 차량용 도막 보호용 커버 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 완성차 도장면의 스크래치, 오염, 산화를 방지하기 위해 비직물조직 소재로 가공한 차량용 도막 커버 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

통상적으로 공장에서 도막칠을 막 끝마치고 완성되어 출고된 자동차의 경우 고객에게 인도하기 전까지 자동차의 외부 상태를 최대한 보호할 필요가 있다.

그런데, 완성된 자동차를 출하할 때, 즉 트럭 또는 배의 수송 수단으로 국내 및 해외 등으로 멀리 수송시킬 때는 흙이나 먼지 및 빗물과 같은 여러 부유물질들 및 충돌물질들에 의한 상기 도료의 손상이 일어날 수 있는 위험이 상존한다. 특히, 자동차를 수출하기 위해서는 수출입 절차, 운반 등에 약 6개월이나 되는 장시간이 소요되는데, 수출하기 위해 부두나 선박 등에 장시간 보관할 경우 강한 자외선을 포함하는 햇빛, 조류의 분비물 등에 의해 광택의 상실이나 변색이 발생할 수 있다.

따라서, 상기한 위험을 회피하기 위해서는 상술한 장기간의 보관 및 운송 기간 동안 자동차의 도장 면을 보호하기 위한 여러 가지 방법이 제안되었는데, 이러한 종래의 기술로써 예를 들어, 대한민국 특허출원 제1999-0017537호는 "자동차 도막 보호용 시트"라는 명칭으로 "기본 중량이 5 내지 100g/㎡인 부직포와, 상기 부직포의 일면 또는 양면 상에 적층되고 두께가 5 내지 40㎛인 중합체 막, 및 상기 중합체 막 표면의 일면 상에 형성된 감압성 점착층을 포함하는, 자동차 도막 보호용 시트"를 개시하고 있다. 상기와 같이 종래의 기술은 점착제를 이용하여 불투명 비닐랩을 씌우는 방법으로, 그 시트는 그 일면 또는 양면 상에 비직물조직(NON-WOVEN FABRIC)이 적층된 중합체 막을 포함하는 지지체와 상기 중합체 막의 일면 상에 형성된 감압층를 포함하는 다층구조로 된 자동차 도막 보호용 시트를 제안하고 있다.

그러나 상기한 발명은 다음과 같은 많은 문제점을 가지고 있다:

즉, 상기 지지체가 비직물 조직만을 포함하는 경우에는, 빗물 등의 투과를 효과적으로 방지할 수 없다는 것과,

부직포의 표면구조와 같이 단섬유상의 홈이 뒤얽혀 형성된 커버는 엠보스 가공 기판의 형상이 반영된 표면과 같은 점상(點狀)표면은 보호용 시트를 자동차 도막으로부터 떼어내는 경우 엠보싱 형상이 도막에 남을 수 있다는 것(이 시트의 자 국의 잔존은 자동차 도막이 연질인 경우에 특히 현저하다)과,

반면에 상기 지지체가 막만을 포함하는 경우에는, 주름 없이 점착될 수 있는 두께에서 충돌 물질로부터 도막의 보호라는 만족스런 효과를 달성할 수 없다는 것과,

반면, 보호 기능이 만족스럽게 달성되는 경우에는 상기 시트를 주름없이 점착시키는 것이 불가능하다는 것과,

또한, 탈착하는 방법의 곤란성 때문에 다수의 인원과 긴 작업시간이 필요하여 시간 및 비용의 손실이 큰 문제점이 있다는 것과,

더욱이, 점착제 비닐과 비직물 조직의 다층구조로 이루어진 상기 시트의 경우 경시변화로 층 분리가 발생되어 박리되는 현상이 나타나 장시간 도막을 보호하는 데는 한계가 있었다는 것이다.

다른 방법으로는, 왁스를 주성분으로 하는 도료를 5 내지 40㎛의 두께로 자동차에 도포하는 것이 공지되어 있다. 그러나 이러한 방법은 왁스 도막을 균일한 두께로 형성하는 것이 곤란하여 균일한 보호가 달성되지 않는 점, 오염되기 쉬운 점, 산성비에 손상되기 쉬운 점, 도막에 왁스 등이 침투하여 변색 등의 원인이 되는 점, 도막의 형성에 막대한 노동력을 요한다는 점 등의 문제점이 있어 바람직하지 못하다.

따라서, 본 발명의 목적은 자동차 도막 보호용 시트에 있어서 상기한 종래 기술에의 문제점을 해소한 비직물조직 소재로 가공한 차량용 도막 보호용 커버 및 그의 용이한 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 특히, 장착 및 탈착이 용이하고, 환경 오염을 일으킬 염려가 없는 자동차 커버 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비직물조직 소재로 가공한 차량용 도막 보호용 커버는;

비직물 조직을 페이퍼 캘린더링 기계를 통과시켜 제조한 차단성을 향상시킨 차량용 도막 보호용 커버에 있어서,

상기 비직물 조직은 스펀본드 조직과 멜트블라운 조직으로 구성되고, 상기 비직물 조직이 언와인더(Unwinder)부, 압축 롤러 부, 와인더(Winder)부로 이루어진 페이퍼 캘린더링 장치에서 압축 롤러 부를 지날 때 가압 및 가온 되어 제조됨을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 페이퍼 캘린더링 기계의 압축 롤러 부를 지날 때 비직물조직 가압은 30kg~100kg이고 가온은 100℃~160℃임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 비직물조직은 장섬유 스판본드 부직포로서 스판본드 조직이 10 내지 100g/㎡이고, 멜트블로운 조직이 8 내지 30g/㎡으로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 단일층의 스판본드와 멜트블로운이 복합화된 SMS계 부직포에서 스펀본드 조직에 부직포 기본중량의 1 내지 30%의 uv 안정제를 함유하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비직물조직 소재로 가공한 차량용 도막 보호용 커버의 제조 방법은;

비직물조직을 페이퍼 캘린더링 기계를 통하여 차단성을 향상시킨 차량용 도막 보호용 커버(6)를 제조하는 방법에 있어서,

스펀본드 조직과 멜트블라운 조직으로 구성된 비직물조직을 언와인더(Unwinder)부, 압축 롤러 부, 와인더(Winder)부로 이루어진 페이퍼 캘린더링 장치에서 압축 롤러 부에 30kg~100kg의 압력과 100℃~160℃의 온도 상태에서 통과시켜 차량용 도막 보호용 커버를 제조함을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명은 비직물 폴리프로필렌 부직포, 즉 스펀본드(Spunbond)와 멜트블로운(Meltblown)의 조합으로부터 구성된 비직물조직을 단층으로 하여 페이퍼 캘린더링 가공을 통하여 비직물조직을 압축시켜서 밀도를 높인 자동차 도막 보호용 커버를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기와 같이 구성됨으로 보호 기능을 달성하고 보호 목적 달성 후 용이하게 박리하고 제거하면서 엠보싱 형상에 의한 시트 자국의 잔존이 남지 않는 자동차 도막 보호용 커버를 제공하는 것이다.

여기서, 비직물 조직이라 함은 원사의 직경이 1.5~3 데니어(denior) 정도의 장섬유 부직포를 말하며 스펀본드 및 멜트스펀 방식으로 생산되는 것을 총칭으로 하며 일반적으로 폴리올레핀계 수지 및 폴리아미드계 수지를 용융 방사하여 섬유화 하고 웹을 형성하여 열접착 방식에 의해 만든 부직포를 말한다. 결합방식에는 열접착 이외에 공지된 사항으로 수류결합, 니들펀칭, 초음파 결합, 열풍결합 및 케미컬 접착도 가능하다. 단, 본 발명에서 언급하는 장섬유 부직포는 어떠한 결합제나 충전제의 첨가없이 단지 열과 압력으로 성형되어 가볍고 질기며 신축성 및 유연성이 우수하고, 자체의 먼지발생이 없어서 자동차 차체에 흡집을 발생시키지 않는다. 또한, 산, 염기, 염분 등에 반응하지 않으며 화학 물질을 차단하는 내화학성을 가지며 내구성이 우수하며, 굴곡이 심한 차체 표면에 자연스럽게 밀착되는 유연성을 가진다. 또한, 차체에 수분이 있을 때에도 단시간에 건조되어 차체 면을 항상 건조상태로 유지할 수 있는 통기성과 방수성을 가지며, 수분을 흡수하지 않아서 외부 공기가 습한 상태에서도 곰팡이 등이 발생하지 않는 내습성을 갖는다. 이 외에도 열차단성, 자외선 차단성을 갖고, 정전기 처리를 하는 등 차체의 도장 면을 보호하는데 우수한 특성을 갖는 재질로 되어 있다.

비록, 상기 비직물 조직이 임의적인 것이기는 하나, 예컨대 충돌 물질 등으로 도막을 보호하는 기능, 목적하는 보호기능을 마친 후의 벗겨짐성, 강도 및 양호 한 팔로업 성능으로 인한 무주름 점착이라는 면에서 볼 때, 스펀본드 조직의 기본중량이 10 내지 100g/㎡, 바람직하게는 20 내지 90g/㎡, 더욱 바람직하게는 30 내지 80g/㎡이고, 이때의 멜트블로운의 조직은 8 내지 30g/㎡, 바람직하게는 10 내지 25g/㎡ 더욱 바람직하게는 12 내지 20g/㎡인 조합으로 이루어진 비직물 조직을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 비직물 조직은 내수성이 뛰어난 적합한 섬유로부터 만들어질 수 있다. 이러한 섬유의 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물과 같은 폴리올레핀류, 폴리에스테르 및 폴리아미드와 같은 열경화성 중합체 섬유류, 레이온, 쿠프라암모늄 레이온 및 셀룰로오스 아세테이트와 같은 재생 셀룰로오스 섬유 또는 반합성 섬유류, 면,견 및 모와 같은 천연 섬유류 및 이들의 혼합물(혼방)이 포함된다. 이 중에서도, 곡면에 대한 뛰어난 팔로업 성능 및 견고성 때문에 열경화성 중합체 조직으로부터 만들어진 비직물 조직을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 비직물 조직은 자외선에 분해되는 성질을 나타내는 것일 수 있다. 이때는 자외선 안정제를 비직물 조직 내 분산시키는 방법과 같은 적절한 방법에 의해 분해를 막을 수 있다. 자외선 안정제는 크게 흡수제와 차단제, 켄처, 과산화물 분해제, 라디칼 스케빈저, HALS(Hindered Amine Light Stabilizer)로 구분되며 비직물 조직은 이들을 함유하는 중합체를 열경화성 중합체와 혼합한 다음 멜트 블로우법(melt blow method) 또는 스펀본드법(spun bond method)과 같은 적합한 방법을 사용하여 상기 섬유를 적층시킴으로써, 비직물 조직을 형성한다.

이 중에서도, 자외선 안정제 효과 등의 면에서 볼 때, HALS는 자외선 흡수제 와는 달리 표면 보호작용이 뛰어나고 얇은 단면을 갖는 제품에도 적용이 가능하며 켄처와 달리 착색을 부여하지 않는다. 단독으로도 사용이 가능하며 자외선 흡수제나 켄처와 같이 사용시 최대의 자외선 안정성을 나타낸다. 적용 용도는 폴리올레핀계, 스티렌계,우레탄 등 광범위하게 사용된다. 국내에서는 폴리올레핀 제품 중에 가장 많이 사용되는 recipe는 시바가이기 제품 기준 Chimassorb944 0.1% 이다.

한편 충돌물질로부터 도막 보호기능, 목적한 보호기능을 마친 후의 양호한 벗겨짐성, 높은 강도 및 곡면에 대한 양호한 팔로업 성능으로 인한 주름없는 양호한 점착성을 순조롭게 달성하기 위하여, 중합체 막의 두께는 바람직하게는 5 내지 40㎛이고, 보다 바람직하게는 7 내지 35㎛이며, 가장 바람직하게는 10 내지 30㎛ 이다.

도 1은 본 발명에 따른 제조 방법에 적용되는 페이퍼 캘린더링의 개략적인 측면도이고, 제2도는 페이퍼 칼렌더링 가공 후 비직물 조직의 표면을 SEM 촬영(×100)한 것이다.

본 발명에 따른 비직물 조직(5)을 페이퍼 캘린더링 장치에 의한 압축 롤링방법에 있어서 상기 비직물조직(5)을 2개의 가열된 롤러(2),(3) 사이에 넣고 압연하여 필름 또는 시트모양으로 만든다. 압연은 두 개의 롤러(2),(3)로 이루어지며 상부에는 스틸(steel) 재질 롤러(2)이어서 가열 및 가압이 가능하고 하부에는 고무(rubber) 재질 또는 압축종이 재질 롤러(3)로 가압을 받아주는 역할을 한다. 이때 압연의 압력은 30 내지 100kg으로, 바람직하게는 40 내지 90kg으로 더욱 바람직하게는 50 내지 90kg이다. 또한 가열된 상부 롤러(2)의 온도는 100 내지 160℃으로 바람직하게는 110℃ 내지 150℃으로 더욱 바람직하게는 120 내지 140℃이다. 충돌물질로부터 도막 보호기능, 목적한 보호기능을 마친 후의 양호한 벗겨짐성, 높은 강도 및 곡면에 대한 양호한 팔로업 성능으로 인한 주름없는 양호한 점착성을 순조롭게 달성하기 위하여, 비직물조직의 두께는 바람직하게는 30 내지 300㎛이고, 보다 바람직하게는 50 내지 250 ㎛이며, 가장 바람직하게는 100 내지 200㎛ 이다.

상기 방법으로 만들어진 커버는 자동차 차체의 표면을 3개의 부분으로 나누어 덮도록 보닛용 커버, 루프용 커버 및 트렁크용 커버로 구성되는 도막 보호용 커버로 제공될 수 있다. 상기 커버를 장착하기 위해서는 먼저 상기한 각각의 커버를 펼쳐서 자동차의 대응하는 부분에 맞추어 재단한 후 커버의 사방에 모두 양면 테이프를 부착하여 차체 보닛, 루프, 트렁크에 부착하면 커버의 완벽한 밀착성을 통해 빗물이나 이물질의 유입을 차단하게 되어 자동차의 차체 및 도장 상태를 보호할 수 있게 된다.

상기와 같이 본 발명은 스펀본드와 멜트블로운의 조합으로부터 구성된 비직물조직을 단층으로 하여 페이퍼 캘린더링 가공을 통하여 비직물조직을 압축시켜서 밀도를 높여 섬유에 의해 발휘되는 완충 성질에 크게 기여함과 동시에 커버 표면을 필름화 하여 눈, 비, 서리, 성애, 이물질로부터 침투를 보호하고 빗물이 틈에 침투하더라도, 비직물조직 자체의 틈을 통하여 모세관 현상에 의해 확산되어 침투된 오수의 체류 및 농축을 방지함으로써 도막의 변색이나 변질 등의 손상을 방지할 수 있게 하여, 도막의 손상을 보다 안전하게 방지할 수 있게 한다. 더욱이, 본원 발명에 따른 커버를 형성하는 비직물조직은 필름 및 비닐이 아니기 때문에 보호용 커버를 자동차 도막에 부착시키는 단계에서 주름이 형성되지 않아서 기포가 잡히지 않아서 빗물 또는 세척액(예를들어, 윈도우 와셔액)이 스며 들어도, 상기 액이 고인 후 수분 증발로 인해 그 자리에서 농축되어, 자동차 도막의 변성 또는 변색이 되지 않게 한다. 또한, 본 발명의 보호 커버는 보호 기능을 달성하고 보호 목적 달성 후 용이하게 박리하고 제거하면서 엠보싱 형상에 의한 시트 자국의 잔존이 남지 않는 자동차 도막 보호용 커버를 제공하는 것이다. 더욱이, 커버의 재질이 폴리프로필렌 섬유로 되어 있으므로 폐기시 적당한 조건하에서 소각하면 침전물 및 기타 환경 오염 물질을 배출하지 않기 때문에 환경 친화성이 양호하다.

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의하여 보다 자세하게 설명하지만, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

기본중량 60g/㎡에서 멜트블로운이 12g/㎡ 조합되고 UV안정제 10% 함유하는 폴리프로필렌으로 만들어진 비직물 조직을 페이퍼 캘린더링 가공에서 가공 조건을 140℃의 가온과 50kg의 가압하에서 하여 자동차 도막 보호용 커버를 얻었다.

실시예 2

기본중량 60g/㎡에서 멜트블로운이 12g/㎡ 조합되고 UV안정제 10% 함유하는 폴리프로필렌으로 만들어진 비직물 조직을 페이퍼 캘린더링 가공에서 가공 조건을 140℃의 가온과 70kg의 가압하에서 하여 자동차 도막 보호용 커버를 얻었다.

비교예 1

기본중량 60g/㎡에서 멜트블로운이 3g/㎡ 조합되고 UV안정제 10% 함유하는 폴리프로필렌으로 만들어진 비직물 조직을 페이퍼 캘린더링 가공하여 자동차 도막 보호용 커버를 얻었다.

비교예 2

기본중량 60g/㎡에서 멜트블로운이 8g/㎡ 조합되고 UV안정제 10% 함유하는 폴리프로필렌으로 만들어진 비직물 조직을 페이퍼 캘린더링 가공하여 자동차 도막 보호용 커버를 얻었다.

비교예 3

기본중량 60g/㎡에서 멜트블로운이 10g/㎡ 조합되고 UV안정제 10% 함유하는 폴리프로필렌으로 만들어진 비직물 조직을 페이퍼 캘린더링 가공에서 가공 조건을 140℃의 가온과 50kg의 가압하에서 하여 자동차 도막 보호용 커버를 얻었다.

실험예

상기 실시예 및 비교예에 따라 얻어진 자동차 도막 보호용 시트를 대상으로 다음의 시험을 하였다.

방수성능(내수압):

FX-3000 시험기를 이용하여 DIN53,886 방법으로 자동차 도막 보호용 시트를 대상으로 내수압(Hydrostatic Head)을 측정하였다.

공기투과도(통기성):

FX-3300 시험기를 이용하여 JIS L 1096-A 방법으로 자동차 도막 보호용 시트를 대상으로 통기성(Air permeability)을 측정하였다.

보호 성질:

철재 플레이트 위에 형성된 아크릴/멜라민 도막에 자동차 도막 보호용 시트를 접착시킨후 옥외에서 6개월 동안 방치하였다. 자동차 도막 보호용 시트를 철판에서 박리 제거한 다음 도막의 변색 유무를 조사하였고 또한 엠보싱 무늬 자국을 조사하였다.

변형 및 엠보싱 무늬가 있으면 "있음"이라고 표기하고, 변형 및 엠보싱 무늬가 없으면 "없음"이라고 표기하였다.

촉진 내후성:

아틀라스사의 XENON WEATHER-O-METER 시험기를 사용하여 철재 플레이트 위에 아크릴/멜라민 도막에 자동차 도막 보호용 시트를 감싼 후 300시간 조사하였다. 자동차 도막 보호용 시트를 철판에서 제거 후 철재 플레이트의 도막의 외관상태를 조사하였다.

도막의 변형이 있으면 "있음"이라고 표기하고, 도막의 변형이 없으면 "없음"이라고 표기하였다.

먼지(Dust) 제거효율:

"Permporometer" 시험기를 이용하여 ASTM F 778 시험법을 이용하여 1.0㎛크기의 FTD(Flow Test Dust)를 사용하여 자동차 도막 보호용 커버의 Dust 제거효율을 측정하였다.

상기 각 항목별 측정의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

	내수압 (mmH2O)	공기투과도 (㎤/㎠/sec)	보호성질	촉진내후성	먼지제거효율 (%)
비교예 1	700	1.57	있음	없음	10
비교예 2	800	1.03	있음	없음	22
비교예 3	900	0.44	없음	없음	48
실시예 1	1000	0.21	없음	없음	85
실시예 2	1200	0.12	없은	없음	93

도 1은 본 발명에 따른 방법 및 시스템이 적용되는 페이퍼 캘린더링의 개략적인 측면도이고,

도 2는 페이퍼 칼렌더링 가공 후 비직물 조직의 표면을 SEM 촬영(×100)한 사진이고,

도 3은 페이퍼 칼렌더링 가공 후 비직물 조직의 표면을 SEM 촬영(×300)한 사진이다.

Claims (5)

1. 스펀본드(spunbond)와 멜트블로운(meltblown)으로 된 비직물 조직을 페이퍼 캘린더링 기계를 통과시켜 제조한 차단성을 향상시킨 차량용 도막 보호용 커버에 있어서,

   상기 비직물 조직은 조직이 30 내지 80g/㎡인 스펀본드와, 조직이 12 내지 20g/㎡인 멜트블로운이 단층으로 구성되어 지고,

   상기 비직물 조직에는 자외선 안정제 중합체의 막 두께가 10 내지 30㎛로 형성되고,

   상기 비직물 조직의 두께는 100 내지 200㎛이며,

   상기 비직물 조직이 언와인더(Unwinder)부, 상부의 스틸 재질 롤러와 하부의 고무재질 또는 압축종이 재질 롤러로 구성된 압축 롤러 부, 와인더(Winder)부로 이루어진 페이퍼 캘린더링 장치에서 압축 롤러 부를 지날 때 가압은 30kg~100kg이고 가온은 100℃~160℃로 되어 제조됨을 특징으로 하는 비직물조직 소재로 가공한 차량용 도막 보호용 커버.
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