KR100951958B1

KR100951958B1 - 차량용 경량 천정재

Info

Publication number: KR100951958B1
Application number: KR1020080127066A
Authority: KR
Inventors: 이기동; 이원구; 조병철; 이수남; 이현석
Original assignee: 엔브이에이치코리아(주)
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2010-04-09

Abstract

본 발명은 차량용 경량 천정재에 관한 것으로, 유리섬유 40 내지 60 중량부와 바인더섬유 40 내지 60 중량부로 이루어지는 기재층, 전술한 기재층에 적층되는 보강재층 및 전술한 보강재층이 적층된 기재층의 양면에 형성되는 부직포층을 포함하여 이루어지는데, 전술한 유리섬유는 E-Glass섬유로 형성되며, 전술한 보강재층은 30 내지 70㎛ 두께를 갖는 나일론 필름 양면에 내열 폴리올레핀계 접착 필름을 적층하여 형성된다.

차량, 천정재, 팰트, 유리섬유, E-Glass, 바인더, 부직포, 나일론, 폴리올레핀

Description

차량용 경량 천정재 {A lightweight headliner for vehicle}

본 발명은 차량용 경량 천정재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 접착제를 사용하지 않고도 내열과 내습에 대한 치수 안정성이 유지되며, 악취발생의 문제점이 없을 뿐만 아니라 흡음 성능이 개선된 차량용 경량 천정재에 관한 것이다.

차량에 사용되는 천정재는 통상적으로 펠트형태 및 보드 형태로 성형되어 사용되며, 차량의 천정부에 부착되어 외부로 부터 차량의 실내로 유입되는 소음을 차단하고 차량의 단열성을 향상시키는 역할을 한다.

펠트 형태로 성형되어 사용되던 차량용 천정재는 합성수지나 천연섬유 등이 일반적으로 사용되었는데, 합성수지를 이용한 펠트형태의 천정재는 합성수지 및 천정재료를 접착하는 접착제 성분에 페놀성분이 첨가된 재료가 많아 성형작업 공정에서 악취가 발생하여 작업환경을 오염시키고, 인체에 유해한 포름알데히드 및 휘발성 유기물질화학물(VOCs)이 발생하는 문제점이 있었다.

천연섬유를 이용한 펠트형 천정재의 경우는 내열성과 내습성이 취약하여 차 량용 천정재에 적합한 물성을 얻기 위해서는 고중량의 펠트를 사용해서 성형해야 하기 때문에 천정재의 무게가 증가하고, 천연섬유의 탄화로 인한 악취가 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 보드 형태로 성형되어 사용되던 차량용 천정재는 폴리우레탄 폼이 주재료로 사용되었는데, 폴리우레탄 폼을 이용한 차량용 천정재는 내후성이 취약하기 때문에 장시간 사용하게 되면 변색이나 폼셀의 부스러짐이 발생되어 차량용 천정재의 전체적인 내구력이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 유리섬유와 바인더 섬유로 기재층을 형성하여 중량이 가벼우면서도 흡음성 및 내열과 내습에 대한 치수안정성이 우수하며, 악취와 변색 현상이 발생하지 않는 차량용 경량 천정재를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 접착제를 사용하지 않고 보강재층과 부직포층을 형성하여 기계적 물성을 향상시킨 차량용 경량 천정재를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 유리섬유 40 내지 60 중량부와 바인더섬유 40 내지 60 중량부로 이루어지는 기재층, 상기 기재층에 적층되는 보강재층 및 상기 보강재층이 적층된 기재층의 양면에 형성되는 부직포층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리섬유를 이용한 차량용 경량 천정재를 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 보강재층은 상기 기재층의 일면 또는 양면에 적층되는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 유리섬유는 직경이 10 내지 30㎛이고, 굵기가 50 내지 80mm인 E-Glass섬유로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 바인더섬유는 폴리프로필렌섬유 또는 저융점폴리에스터섬유로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 보강재층은 30 내지 70㎛ 두께를 갖는 나일론 필름 양면에 내열 폴리올레핀계 접착 필름을 적층하여 형성되는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 부직포층은 20 내지 50g/m²의 면밀도를 갖는 장섬유 부직포로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 경량 천정재는, 유리섬유와 바인더 섬유로 기재층을 형성하여 중량이 가벼우면서도 흡음성 및 내열과 내습에 대한 치수안정성이 우수하며, 악취와 변색 현상이 발생하지 않는 탁월한 효과를 나타낸다.

또한, 접착제를 사용하지 않고 보강재층과 부직포층을 형성하여 기계적 물성이 향상되는 탁월한 효과를 나타낸다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 차량용 경량 천정재는 유리섬유 40 내지 60 중량부와 바인더섬유 40 내지 60 중량부로 이루어지는 기재층(10), 전술한 기재층(10)에 적층되는 보강재층(20) 및 전술한 보강재층(20)이 적층된 기재층(10)의 양면에 형성되는 부직포층(30)을 포함하여 이루어진다.

전술한 기재층(10)은 유리섬유 40 내지 60 중량부와 바인더 섬유 40 내지 60 중량부가 혼섬되어 이루어지는데, 전술한 유리섬유로는 바인더 섬유와 혼섬되며, 직경이 10 내지 30㎛이고, 굵기가 50 내지 80mm인 E-Glass섬유가 이용된다.

이러한 유리섬유의 혼섬을 통해 차량용 경량 천정재가 내열 및 내습에 대한 치수안정성과 기계적 물성이 향상된다.

전술한 바인더섬유는 폴리프로필렌 섬유 또는 170 내지 200℃의 융점을 갖는 저융점 폴리에스터섬유로 이루어지는데, 융융된 상태에서 유리섬유 사이에 스며든 후에 냉각과정을 거치게 되면, 유리섬유사이에서 경화되어 유리섬유를 결속하는 역할을 하며, 기재층의 성형성을 향상시킨다.

이러한 바인더 섬유의 섬도는 3 내지 15 데니어이고, 길이는 50 내지 80mm이며, 권축(Crimp)이 부여된 것을 사용한다.

전술한 보강재층(20)은 전술한 기재층(10)의 일면 또는 양면에 적층되어 차 량용 경량 천정재의 기계적 강도를 향상시키는 역할을 하는데, 30 내지 70㎛ 두께의 나일론필름 양면에 내열 폴리올레핀계 접착필름을 적층하여 이루어진다.

이때, 전술한 보강재층(20)이 기재층(10)의 양면에 적층되는 경우는 기재층(10), 보강재층(20), 부직포층(30)을 모두 적층시킨 상태에서 열롤러공정을 이용하여 용융접착시키며, 보강재층(20)이 기재층(10)의 일면에만 적층되는 경우는 기재층(10)의 일면에 부직포층(30)을 니들펀칭공법으로 결합시킨 상태에서 타면에 보강재층(20)과 부직포층(30)을 적층하고 열롤러공정을 이용하여 용융접착시킨다.

전술한 나일론필름(21)은 차량용 경량 천정재를 제조할 때 전술한 기재층(10)을 형성하고 있는 유리섬유가 천정재 외부로 돌출되는 것을 방지하고, 차량용 경량 천정재의 기계적 강도를 보강하는 역할을 한다.

또한, 나일론필름(21) 양면에 적층되어 있는 내열 폴리올레핀계 접착필름(22)은 예열과정에서 용융되어 기재층(10)과 나일론필름(21) 및 부직포층(30)과 나일론 필름(21)을 접착하는 역할을 하게된다.

전술한 부직포층(30)은 전술한 보강재층(20)이 적층된 기재층(10)의 양면에 형성되는데, 이때 보강재층(20)은 기재층(10)의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다.

전술한 부직포층(30)은 스펀본딩 및 니들펀칭에 의해 결합되는 장섬유 부직포로 20 내지 50g/m²의 면밀도를 가지며, 차량용 경량 천정재의 외관품질을 개선하고, 열간 평판금형으로 차량용 경량 천정재를 예열할때 열간 평판금형에 차량용 경 량 천정재가 달라붙는 것을 방지하는 역할을 하며, 냉각 성형금형으로 차량용 경량 천정재를 이송할 때 천정재의 외부가 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다.

이하에서는 본 발명의 따른 차량용 경량 천정재의 제조방법을 실시예를 들어 설명한다.

<실시예 1>

유리섬유로 직경 12㎛이고, 길이가 80mm인 E-Glass 섬유 50 중량부와 바인더 섬유로 길이가 64mm이고 섬도가 6 데니어인 폴리프로필렌 섬유 50 중량부를 혼섬하고 카딩공정 및 니들펀칭 공정을 통해 면밀도가 700g/m²인 기재층을 형성하고, 기재층 양면에 40㎛ 두께를 갖는 나일론필름 양면에 20㎛ 두께의 내열 폴리올레핀계 접착필름을 적층하여 형성된 보강층을 적층하고, 양면에 보강층이 형성된 기재층의 양면에 50g/m²의 면밀도를 가지며, 스펀본드 폴리에스터 장섬유 부직포로 이루어진 부직포층을 적층하여 형성된 적층체를 열간 평판금형에서 예열한 후에, 냉각 성형금형으로 이송시켜 3.5mm 두께인 차량용 경량 천정재를 제조하였다.

<실시예 2>

실시예 1과 동일하게 진행하되, 4.5mm 두께의 차량용 경량 천정재를 제조하였다.

<실시예 3>

유리섬유로 직경 12㎛이고, 길이가 80mm인 E-Glass 섬유 50 중량부와 바인더 섬유로 길이가 64mm이고 섬도가 6 데니어인 폴리프로필렌 섬유 50 중량부를 혼섬하고 카딩공정을 통하여 형성된 웹 상태의 기재층 상부면에 니들펀칭 결합으로 제조된 30g/m²의 폴리에스터 장섬유 부직포를 적층시켜 니들펀칭 공정을 통해 면밀도가 800g/m²인 기재층과 상부 부직포층을 형성하고, 기재층 일면에 40㎛ 두께를 갖는 나일론필름 양면에 20㎛ 두께의 내열 폴리올레핀계 접착필름을 적층하여 형성된 보강층을 적층하고, 일면에 보강층이 형성된 기재층의 양면에 50g/m²의 면밀도를 가지며, 스펀본드 폴리에스터 장섬유 부직포로 이루어진 부직포층을 적층하여 형성된 적층체를 열간 평판금형에서 예열한 후에, 냉각 성형금형으로 이송시켜 3.5mm 두께인 차량용 경량 천정재를 제조하였다.

<실시예 4>

실시예 3과 동일하게 진행하되, 4.5mm 두께의 차량용 경량 천정재를 제조하였다.

<실시예 5>

실시예 1을 통해 제조된 차량용 경량 천정재에 면밀도가 220g/m²이고 두께가 1.5mm인 폴리에스터 부직포와 밀도가 20kg/m³이고 두께가 1mm인 폴리우레탄 폼과 두께가 30㎛인 할멜트 필름으로 이루어진 원단층을 접착시켜 6mm의 차량용 경량 천정재를 제조하였다.

<실시예 6>

실시예 2를 통해 제조된 차량용 경량 천정재에 면밀도가 220g/m²이고 두께가 1.5mm인 폴리에스터 부직포와 밀도가 20kg/m³이고 두께가 1mm인 폴리우레탄 폼과 두께가 30㎛인 할멜트 필름으로 이루어진 원단층을 접착시켜 6mm의 차량용 경량 천정재를 제조하였다.

<실시예 7>

실시예 3을 통해 제조된 차량용 경량 천정재에 면밀도가 220g/m²이고 두께가 1.5mm인 폴리에스터 부직포와 밀도가 20kg/m³이고 두께가 1mm인 폴리우레탄 폼과 두께가 30㎛인 할멜트 필름으로 이루어진 원단층을 접착시켜 6mm의 차량용 경량 천정재를 제조하였다.

<실시예 8>

실시예 4를 통해 제조된 차량용 경량 천정재에 면밀도가 220g/m²이고 두께가 1.5mm인 폴리에스터 부직포와 밀도가 20kg/m³이고 두께가 1mm인 폴리우레탄 폼과 두께가 30㎛인 할멜트 필름으로 이루어진 원단층을 접착시켜 6mm의 차량용 경량 천정재를 제조하였다.

<비교예 1>

길이가 1 인치(inch) 이하의 유리섬유로 이루어진 E-Glass섬유 55 중량부를폴리프로필렌 섬유 45중량부로 결합시킨 습식법으로 면밀도가 800g/m² 인 보드형태의 기재층을 형성하고, 기재층의 일면에는 두께가 140㎛의 폴리프로필렌 필름을 형성하고 타면에는 20g/m²의 면밀도를 갖는 스펀본드 폴리에스터 장섬유 부직포를 형성한 후에 예열오븐에서 예열하고, 냉각 성형금형으로 이송시켜 3.5mm 두께의 차량용 천정재를 제조하였다.

<비교예 2>

비교예 1과 동일하게 진행하되, 4.5mm 두께의 차량용 천정재를 제조하였다.

<비교예 3>

비교예 1을 통해 제조된 차량용 천정재에, 면밀도가 220g/m²이고 두께가 1.5mm인 폴리에스터 부직포와 밀도가 20kg/m³이고 두께가 1mm이며, 폴리우레탄 폼 및 할멜트 필름으로 이루어진 원단층을 접착시켜 6mm 두께의 차량용 천정재를 제조하였다.

<비교예 4>

비교예 2를 통해 제조된 차량용 천정재에, 면밀도가 220g/m²이고 두께가 1.5mm인 폴리에스터 부직포와 밀도가 20kg/m³이고 두께가 1mm이며, 폴리우레탄 폼 및 할멜트 필름으로 이루어진 원단층을 접착시켜 7mm 두께의 차량용 천정재를 제조하였다.

이하에서는, 실시예 1 내지 4와, 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 자동차 천정재를 50mm×150mm의 크기로 시편화하고, 인장강도, 굴국강도, 굴곡탄선율 및 초기기울기를 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.

단, 전술한 물성의 측정은 인장강도의 경우 ASTM D638(속도:50mm/min, 23℃, 50%RH×24hr)을 이용하였으며, 나머지 물성은 D790(속도:5mm/min, 23℃, SPAN 거리 100mm, 50%RH×24hr)을 이용하여 측정하였다.

<표 1>

위에 표 1에 나타낸 것처럼 3.5mm의 두께로 차량용 경량 천정재를 제조한 실시예 1,3과 3.5mm의 두께로 차량용 천정재를 제조한 비교예 1의 물성을 비교하면, 인장강도를 제외한 모든 부분에서 본 발명의 실시예로 제조된 차량용 경량 천정재가 월등한 것을 알 수 있으며, 4.5mm의 두께로 차량용 경량 천정재를 제조한 실시예 2,4와 4.5mm의 두께로 차량용 천정재를 제조한 비교예 2의 물성을 비교하면, 인장강도를 제외한 모든 부분에서 본 발명의 실시예로 제조된 차량용 경량 천정재가 월등한 물성을 나타내는 것을 알 수 있다.

이하에서는, 실시예 5 내지 8과 비교예 3 내지 4를 통해 제조된 자동차 천정재를 840mm×840mm의 크기로 시편화하고, 흡음률 측정방법인 표준 잔향실 1/3 축소 크기인 간이 잔향실(SRC, Semi Reverberation Chamber)법을 이용하여 흡음율을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.

<표 2>

위에 표 2에 나타낸 것처럼 6mm의 두께로 차량용 경량 천정재를 제조한 실시예 5,6과 6mm의 두께로 차량용 천정재를 제조한 비교예 3의 흡음율과 7mm 두께로 차량용 경량 천정재를 제조한 실시예 6,7과 7mm의 두께로 차량용 천정재를 제조한 비교예 4의 흡음율을 비교하면, 거의 모든 Frequency에서 본 발명의 실시예로 제조된 차량용 경량 천정재의 흡음율이 월등한 것을 알 수 있다.

도 1은 본 발명에 일실시예에 따른 차량용 경량 천정재를 도시한 분해사시도 이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 경량 천정재를 도시한 분해사시도 이다.

***도면의 주요 부분의 설명***

10 ; 기재층

20 ; 보강재층

21 ; 나일론필름

22 ; 접착필름

30 ; 부직포층

Claims

유리섬유 40 내지 60 중량부와 바인더섬유 40 내지 60 중량부로 이루어지는 기재층;

상기 기재층에 적층되는 보강재층; 및

상기 보강재층이 적층된 기재층의 양면에 형성되는 부직포층;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리섬유를 이용한 차량용 경량 천정재.
청구항 1에 있어서,

상기 보강재층은 상기 기재층의 일면 또는 양면에 적층되는 것을 특징으로 하는 차량용 경량 천정재.
청구항 1에 있어서,

상기 유리섬유는 직경이 10 내지 30㎛이고, 굵기가 50 내지 80mm인 E-Glass섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 경량 천정재.
청구항 1에 있어서,

상기 바인더섬유는 폴리프로필렌섬유 또는 저융점폴리에스터섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 경량 천정재.
청구항 1에 있어서,

상기 보강재층은 30 내지 70㎛ 두께를 갖는 나일론필름 양면에 내열 폴리올레핀계 접착필름을 적층하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 경량 천정재.
청구항 1에 있어서,

상기 부직포층은 20 내지 50g/m²의 면밀도를 갖는 장섬유 부직포로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 경량 천정재.