KR102015339B1 - 견고하게 라미네이트된 시트 및 그로부터 몰드된 부품 그리고 제조 방법 - Google Patents

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히지리 키타
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Abstract

본 발명은 보강 파이버의 바느질된 부직포 매트, 1종 이상의 열가소성 수지 시트, 및 직물 파이버를 포함하는 부직포 직물로 형성된 1종 이상의 표면 시트를 충진시키는 단계를 포함하는 굴곡지도록 견고하게 몰드된 부품의 제조방법에 관한 것이다. 상기 방법에 따라 얻어진 다층 구조의 시트는 가열, 가압 처리하고, 냉각 및 가압 처리하여 기공도가 5부피%를 초과하지 않는 강화된 라미네이트된 시트를 포함하는 부분-완성된 제품을 형성할 수 있다. 또한, 재가열 단계를 통하여, 메인 바디의 두께를 증가시킬 수 있고, 이로써 핫 몰딩 공정에서 컴팩트한 형태로 된 다공성 라미네이트된 시트를 제조할 수 있다.

Description

견고하게 라미네이트된 시트 및 그로부터 몰드된 부품 그리고 제조 방법{Rigid laminated sheets, parts molded therefrom and method of fabrication and method of fabrication}
본 발명은 견고하게 라미네이트된 시트와 견고하게 몰드된 부품의 제조방법, 이로부터 얻어진 라미네이트된 시트 및 몰드된 부품들에 관한 것이다.
열가소성 수지들을 주입시켜 굴곡 강도(flexture strength)를 증가시킨 파이버 매트에 대한 기술들은 예를 들어, 일본 공개특허 2003-080519에서 잘 알려져 있다.
그러나, 이러한 파이버 매트들의 바깥 표면에 노출된 유리섬유들 때문에 터치감이 거친 감이 있다. 따라서, 이러한 파이버 매트들의 바깥쪽에 부직포 섬유를 적용하여 부드러운 느낌을 주고 수려한 외관을 가지도록 하고 있다.
그러나, 상기 적용된 부직포 섬유는 상기 파이버 매트의 바깥쪽으로부터 쉽게 떨어져 나오는 문제가 있다. 이러한 문제들이 상기 파이버 매트를 적용하여 몰드된 부품들에서도 동일하게 발생되고 있다.
일본 공개특허 2003-080519
본 발명의 목적은 파이버 매트를 포함하는 메인 바디(main body)와, 부드러운 느낌과 우수한 외관을 위한 부직포와 같은 적어도 1종 이상의 표면 시트를 가지는 개선된 라미네이트 시트와 몰드된 부품을 제공하는 데 있다. 특히, 본 발명에 따른 이러한 개선은 상기 메인 바디의 외측에 대한 표면 시트의 접착 강도를 증가시킴으로써 상기 표면 시트의 비분리성(non-detachability) 향상으로 인한 것이다.
상기 및 추가의 목적들은 청구항 1항 및 4항에서 제시된 방법, 청구항 13항에서 제시된 몰드된 부품, 청구항 22항에서 제시된 라미네이트된 시트에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 견고하게 몰드된 부품의 제조방법은 a)보강 파이버를 포함하는 부직포 섬유 매트를 제공하는 단계; b)바느질된 부직포 섬유 매트를 얻기 위하여 상기 부직포 섬유 매트를 바느질 공정(needling process)으로 제공하는 단계; c)1종 이상의 열가소성 수지 시트와 1종 이상의 표면 시트를 제공하는 단계로서, 상기 표면 시트는 부직포 직물 파이버를 포함하는 부직포 직물로 형성되며, 상기 표면 시트와 상기 열가소성 수지 시트는 상기 바느질된 부직포 섬유 매트와 실질적으로 평행하게 배열되어 다층의 시트를 얻을 수 있으며, 상기 열가소성 수지는 상기 부직포 직물 파이버의 제2연화점과 상기 보강 파이버의 제3연화점보다 더 낮은 제1연화점을 가지도록 제공되며; d)상기 열가소성 수지 시트가 용해되어 완전히 주입된 라미네이트된 시트를 형성할 수 있도록 상기 다층의 시트를 가열 및 가압 처리로 제공하는 단계; e)기공도가 5부피%를 초과하지 않는 강화된 라미네이트된 시트를 제조하기 위하여 상기 완전히 주입된 라미네이트된 시트를 냉각 및 가압 처리하는 단계로 제공하는 단계를 포함하며,
여기서 상기 c) 내지 e) 중 하나 이상의 단계는 연속적인 공정으로 수행될 수 있으며, 다음의 단계들을 수반한다:
f)상기 강화된 라미네이트된 시트 부분(portion)을 제공 및 상기 제1 연화점(T1)보다 높고, 상기 제2연화점(T2) 및 제3연화점(T3)보다 낮은 온도와 동일한 온도로 가열시키는 단계로서, 상기 라미네이트된 시트 부분(portion)에 포함된 열가소성 수지를 용해시킴으로써, 메인 바디는 그 내부에 포함된 보강 파이버의 스프링백 작용(springback action)으로 두께가 증가되어 라미네이트된 다공성 시트가 형성되며, g)핫 몰드된 부품을 형성하기 위하여 상기 라미네이트된 다공성 시트를 핫 몰딩 공정으로 제공하는 단계; 및 h)견고하게 몰드된 부품을 제조하기 위하여 상기 핫 몰드된 부품을 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. .
상기 핫 몰딩 공정은 하나 이상의 비교적 두께가 얇은 컴팩트된 영역(compacted resion)과 하나 이상의 비교적 두께가 두꺼운 확장된 영역(expanded region)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 견고하게 강화된 라미네이트된 시트의 제조방법은 a)보강 파이버를 포함하는 부직포 섬유 매트를 제공하는 단계; b)바느질된 부직포 섬유 매트를 얻기 위하여 상기 부직포 섬유 매트를 바느질 공정(needling process)으로 제공하는 단계; c)1종 이상의 열가소성 수지 시트와 1종 이상의 표면 시트를 제공하는 단계로서, 상기 표면 시트는 부직포 직물 파이버를 포함하는 부직포 직물로 형성되며, 상기 표면 시트와 상기 열가소성 수지 시트는 상기 바느질된 부직포 섬유 매트와 실질적으로 평행하게 배열되어 다층의 시트를 얻을 수 있으며, 상기 열가소성 수지는 상기 직물 파이버의 제2연화점과 상기 보강 파이버의 제3연화점보다 더 낮은 제1연화점을 가지도록 제공되며; d)상기 열가소성 수지 시트가 용해되어 완전히 주입된 라미네이트된 시트를 형성할 수 있도록 상기 다층의 시트를 가열 및 가압 처리로 제공하는 단계; 및 e)기공도가 5부피%를 초과하지 않는 강화된 라미네이트된 시트를 제조하기 위하여 상기 완전히 주입된 라미네이트된 시트를 냉각 및 가압 처리하는 단계로 제공하는 단계;를 포함하며, 여기서 상기 c) 내지 e) 중 하나 이상의 단계는 연속적인 공정으로 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 보강 파이버는 유리 섬유, 탄소 섬유, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 표면 시트의 상기 부직포 직물 파이버는 폴리에틸렌테레프탈레이트 파이버일 수 있다.
상기 열가소성 수지는 폴리프로필렌인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 견고하게 몰드된 부품은 보강 파이버를 포함하는 1종 이상의 바느질된 부직포 파이버 재료로 제조된 코어층; 상기 코어층의 일면에 대하여 실질적으로 평행하게 부착된 1종 이상의 표면층;을 포함하며, 상기 표면층은 부직포 직물 파이버를 포함하는 부직포 직물로 제조되며, 상기 코어층과 상기 표면층 사이의 갭(gaps)에는 상기 부직포 직물 파이버의 제2연화점(T2)와 상기 보강 파이버의 제3연화점(T3)보다 더 낮은 제1연화점(T1)을 가지는 열가소성 수지가 주입되어 상기 표면층은 상기 코어층에 견고하게 부착되는 것인 제1항의 방법에 따라 얻어진 견고하게 몰드된 부품이고, 상기 몰드된 부품(20)은 보강 파이버를 10 내지 50중량%로 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 몰드된 부품은 하나 이상의 비교적 두께가 얇은 컴팩트된 영역(compacted resion, 15)과 하나 이상의 비교적 두께가 두꺼운 확장된 영역(expanded region, 17)을 포함하며, 상기 확장된 영역은 35~65부피%의 기공도를 가지는 것일 수 있다.
상기 보강 파이버는 유리 섬유, 탄소 섬유, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 표면층의 부직포 직물 파이버는 폴리에틸렌테레프탈레이트 파이버가 바람직하다.
상기 열가소성 수지는 폴리프로필렌일 수 있다.
상기 표면 시트 중 1종 이상은 장식용 인쇄를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 추가의 다른 일 실시예에 따른 굴곡지도록 견고하게 강화된 라미네이트된 시트는 보강 파이버를 포함하는 1종 이상의 바느질된 부직포 파이버 매트(7, 7a, 7b)로 된 메인 바디; 상기 메인 바디의 일면에 대하여 실질적으로 평행하게 부착된 1종 이상의 표면 시트(9);를 포함하며, 상기 표면 시트는 부직포 직물 파이버를 포함하는 부직포 직물로 형성된 것이며; 상기 메인 바디와 상기 표면 시트 사이의 갭(gaps)에는 상기 직물 파이버의 제2연화점(T2)와 상기 보강 파이버의 제3연화점(T3)보다 더 낮은 제1연화점(T1)을 가지는 열가소성 수지가 주입되어 상기 표면 시트는 상기 메인 바디에 견고하게 부착되는 제4항의 방법에 따라 얻어진 견고하게 강화된 라미네이트된 시트로서, 상기 라미네이트된 시트는 면적당 무게(area weight)가 300~6,500 g/㎡이고, 보강 파이버의 함량은 10~50중량%이며, 기공도(porosity)가 5부피%를 초과하지 않는 것을 그 특징으로 한다.
상기 라미네이트된 시트는 면적당 무게(area weight)가 300~2,500 g/㎡, 바람직하기로는 500~1,800 g/㎡인 것일 수 있다.
상기 보강 파이버는 유리 섬유, 탄소 섬유, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 표면 시트의 부직포 직물 파이버는 폴리에틸렌테레프탈레이트 파이버가 바람직하다.
상기 열가소성 수지는 폴리프로필렌일 수 있다.
상기 표면 시트 중 1종 이상은 장식용 인쇄를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 다음과 같은 효과를 가진다:
본 발명에 따른 라미네이트된 시트(16, 18)과 성형체(20, 22)는 주로 유리 섬유로 구성된 파이버 매트(7, 7a, 7b)로 주로 구성된 메인 바디(11)과 부직포 직물로 된 표면 시트(9) 사이의 갭들(gaps)에 열가소성 수지가 주입되어 있기 때문에, 상기 라미네이트된 시트(16, 18)과 성형체(20, 22)의 강도를 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 메인 바디(11)의 파이버 매트(7, 7a, 7b)의 바깥쪽에 위치된 어느 하나의 표면 시트(9)는 외관을 수려하게 하고, 터치감을 높이는 효과를 가진다. 또한, 열가소성 수지는 메인 바디(11)의 파이버 매트(7, 7a, 7b)의 갭에 주입되고, 표면 시트(9)의 갭에 주입된 열가소성 수지는 서로 결합되어(linked), 메인 바디(11)의 파이버 매트(7, 7a, 7b)의 바깥쪽에 대한 각 표면 시트(9)의 접착 강도를 증가시킬 수 있어 비분리성(nondetachability)를 개선시킬 수 있다.
본 발명에 따른 라미네이트된 시트(18)는 열가소성 수지로 주입된 부직포 직물의 각 표면 시트(9)에 미세 필름과 미세 기공들이 형성되어 있기 때문에, 이는 입사된 소리가 상기 표면 시트(9)와 충돌할 때 미세 필름 또는 미세 기공을 통과할 때 발생된 진동으로 에너지 전환 작용에 의해 특히 입사된 소리(incident sound) 의 낮은-주파수 영역에서의 소음을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 라미네이트된 시트(18)는 열가소성 수지가 주입된 파이버 매트(7, 7a, 7b)를 포함하는 메인 바디(11)에서 다공성 단면을 가짐으로써 , 입사된 소리가 상기 표면 시트(9)의 다공성 단면을 통과할 때 발생된 에너지 전환 작용에 의해 특히 중간- 또는 높은-주파수 영역에서의 소음을 감소시킬 수 있다. 따라서, 라미네이트된 시트(18)의 소리 흡수력을 증가시킬 수 있다. 이러한 라미네이트된 시트(18)를 사용함으로써, 몰드된 성형체(20, 22)의 소리 흡수력 또한 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 강화된 라미네이트된 시트(16, 제3스테이지 시트 15)의 인장 강도는 로프트된(lofted) 라미네이트된 시트(18, 제4스테이지 시트 17)의 인장강도와 비교했을 때 더 높은 값을 가진다. 따라서, 특정 분야에 따라, 고 강화된, 높은 인장강도의 낮은-기공도 영역 및 강화되지 않거나 또는 약하게 강화된, 높은 구조적 딱딱함(stiffness)와 우수한 방음 특성을 가지는 높은-기공도 영역을 가지는 등으로 다양하게 응용할 수 있으며, 이러한 영역들은 몰딩 기계의 기하학을 통한 몰딩 공정에 의해 변형시킬 수 있다.
도 1a는 실시예 1에 따른 파이버 매트 제조 기구의 개략 측면도이고,
도 1b는 실시예 1에 따른 라미네이트된 시트 제조 기구의 개략 측면도이고,
도 2a는 실시예 1의 라미네이트된 시트의 제조 공정에서 제1 스테이지 시트의 개략 단면도를 나타낸 것이고,
도 2b는 제2 스테이지 시트의 개략 단면도를 나타낸 것이고,
도 2c는 제3 스테이지 시트의 개략 단면도를 나타낸 것이고,
도 2d는 제4 스테이지 시트의 개략 단면도를 나타낸 것이고,
도 3a는 실시예 1의 라미네이트된 시트의 공정으로 얻어진 제5스테이지 시트를 포함하는 성형체의 개략 투시도이고,
도 3b는 상기 도3a 성형체 일부의 개략 단면도이고,
도 4a는 실시예 1의 제1스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 4b는 실시예 2의 제1스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 4c는 실시예 3의 제1스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 4d는 실시예 4의 제1스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 4e는 실시예 5의 제1스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 4f는 실시예 6의 제1스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 5a는 실시예 7의 제1스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 5b는 실시예 8의 제1스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 5c는 실시예 9의 제1스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 5d는 실시예 10의 제1스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 5e는 실시예 11의 제1스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 5f는 실시예 12의 제1스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 6a는 실시예 13의 제1스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 6b는 실시예 14의 제1스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 7a는 실시예 1, 3, 5 및 6의 제 2 및 제 3 스테이지 시트들의 개략 단면도이고,
도 7b는 실시예 1, 3, 5 및 6의 제 4 스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 8a는 실시예 2와 4의 제 2 및 제 3 스테이지 시트들의 개략 단면도이고,
도 8b는 실시예 2와 4의 제 4 스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 9a는 실시예 7, 9, 11 및 12의 제 2 및 제3 스테이지 시트들의 개략 단면도이고,
도 9b는 실시예 7, 9, 11 및 12의 제 4 스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 10a는 실시예 8과 10의 제 2 및 제 3 스테이지 시트들의 개략 단면도이고,
도 10b는 실시예 8과 10의 제 4 스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 11a는 실시예 13의 제 2 및 제3스테이지 시트들의 개략 단면도이고,
도 11b는 실시예 13의 제 4 스테이지 시트의 개략 단면도이고,
도 12a는 실시예 14의 제 2 및 제 3 스테이지 시트들의 개략 단면도이고,
도 12b는 실시예 14의 제 4 스테이지 시트의 개략 단면도이다.
이하에서 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 견고하게 몰드된 부품의 제조방법에 관한 것으로, 이는 다음 단계를 포함한다:
a)보강 파이버를 포함하는 부직포 섬유 매트를 제공하는 단계;
b)바느질된 부직포 섬유 매트를 얻기 위하여 상기 부직포 섬유 매트를 바느질 공정(needling process)으로 제공하는 단계;
c)1종 이상의 열가소성 수지 시트와 1종 이상의 표면 시트를 제공하는 단계로서, 상기 표면 시트는 부직포 직물 파이버를 포함하는 부직포 직물로 형성되며, 상기 표면 시트와 상기 열가소성 수지 시트는 상기 바느질된 부직포 섬유 매트와 실질적으로 평행하게 배열되어 다층의 시트를 얻을 수 있으며, 상기 열가소성 수지는 상기 직물 파이버의 제2연화점과 상기 보강 파이버의 제3연화점보다 더 낮은 제1연화점을 가지도록 제공되며;
d)상기 열가소성 수지 시트가 용해되어 완전히 주입된 라미네이트된 시트를 형성할 수 있도록 상기 다층의 시트를 가열 및 가압 처리로 제공하는 단계;
e)기공도가 5부피%를 초과하지 않는 강화된 라미네이트된 시트를 제조하기 위하여 상기 완전히 주입된 라미네이트된 시트를 냉각 및 가압 처리하는 단계로 제공하는 단계를 포함하며,
여기서 상기 c) 내지 e) 중 하나 이상의 단계는 연속적인 공정으로 수행될 수 있으며, 다음의 단계들을 수반한다:
f)상기 강화된 라미네이트된 시트 부분(portion)을 제공 및 상기 제1 연화점(T1)보다 높고, 상기 제2연화점(T2) 및 제3연화점(T3)보다 낮은 온도와 동일한 온도로 가열시키는 단계로서, 상기 라미네이트된 시트 부분(portion)에 포함된 열가소성 수지를 용해시킴으로써, 메인 바디는 그 내부에 포함된 보강 파이버의 스프링백 작용(springback action)으로 두께가 증가되어 라미네이트된 다공성 시트가 형성되며,
g)핫 몰드된 부품을 형성하기 위하여 상기 라미네이트된 다공성 시트를 핫 몰딩 공정으로 제공하는 단계; 및
h)굴곡지도록 견고하게 몰드된 부품을 제조하기 위하여 상기 핫 몰드된 부품을 냉각시키는 단계.
본 발명에서 사용된 "몰드된 부품(molded part)" 이라는 용어는 섬유 보강 열가소성 수지 분야에서 잘 알려진 바와 같이 "성형체(compact)" 라는 용어와 바꿔 사용할 수 있다.
특히, d)와 e) 단계는 이중 밴드 프레스(double band press)로 수행될 수도 있다.
또한, 본 발명에서 사용된 "굴곡지도록(Flexurally)" 이라는 의미는 일정한 굴곡 강도를 가지도록 본 발명에 따른 라미네이트된 시트 및 몰드된 부품이 굴곡가능한 것을 말한다.
섬유 모양의 구조를 파괴시키지 않으면서 상기 공정을 수행하기 위해서는 보강 파이버의 매트와 표면 시트의 매트를 각각 형성한다. 상기 열가소성 수지의 연화점 (T1)은 각각 상기 섬유 파이버와 보강 파이버의 연화점인 T2와 T3의 어느 연화점보다도 더 낮아야 한다. 이는 어떤 파이버 재료가 분해온도(Tc)가 T2 또는 T3보다 더 낮은 온도를 가진다면, 이는 상기 Tc보다 더 낮은 T1을 가지는 열가소성 수지를 선택할 필요가 있다는 것으로 이해될 수 있을 것이다.
이는 또한 예를 들어, 금속 몰드에서와 같은 핫 몰딩 프로세스에서, 몰딩 기계들 간의 간격(distance)에 의해 정해진 형태로 제조되도록, 그 안에 포함된 라미네이트된 시트가 제공되는 것으로부터도 이해될 수 있을 것이다. 상기 간격은 기계에 따라 달라질 수 있으며, 제조되는 최종 제품(예를 들어, 성형체(compact), 또는 몰드된 부품)에 따라 부분적인 함몰(depression) 및/또는 돌출된(protruding) 영역을 형성할 수 있도록 한다.
상기 정의된 e)와 f) 단계는 통상 상이한 위치와 임의의 상이한 시간에서 수행될 수 있다는 것이 중요하다. 특히, 한 제조자가 소위 "부분-완성된(semi -finished)" 제품으로 대표되는 낮은 기공도를 가지는 견고하게 라미네이트된 시트를 제조하고자 한다면 유의해야 한다. 상기 부분-완성된 제품은 잠시 동안만 보관되고, 최종 제품으로 제조하기 위하여 f) 내지 h)의 몰딩 단계를 수행할 다른 제조업자에게로 이송되기 때문이다. 이러한 점에서, 부분적으로 완성된 제품은 최소의 기공도를 가짐으로써 최소 부피를 가지며, 이로써 보다 효율적인 이송을 가능하게 한다.
하나의 유익한 정보를 제공하자면, 통상 완전 견고하게 라미네이트된 시트는 e)단계의 말미에 1.5mm의 두께를 가지는 데 반해서 f)단계에서는 5mm의 두께를 가지는 다공성 시트를 가진다. 수반되는 몰딩 공정 g)에서 라미네이트된 시트는 통상 3mm 또는 경우에 따라서, 1.5mm 두께를 가지는 완전 견고하게 할 수 있는 방법으로 다시 압축시킬 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 굴곡지도록 견고하게 강화된 라미네이트된 시트의 제조방법에 관한 것으로, 이는 다음 단계를 포함한다:
a)보강 파이버를 포함하는 부직포 섬유 매트를 제공하는 단계;
b)바느질된 부직포 섬유 매트를 얻기 위하여 상기 부직포 섬유 매트를 바느질 공정(needling process)으로 제공하는 단계;
c)1종 이상의 열가소성 수지 시트와 1종 이상의 표면 시트를 제공하는 단계로서, 상기 표면 시트는 부직포 직물 파이버를 포함하는 부직포 직물로 형성되며, 상기 표면 시트와 상기 열가소성 수지 시트는 상기 바느질된 부직포 섬유 매트와 실질적으로 평행하게 배열되어 다층의 시트를 얻을 수 있으며, 상기 열가소성 수지는 상기 직물 파이버의 제2연화점과 상기 보강 파이버의 제3연화점보다 더 낮은 제1연화점을 가지도록 제공되며;
d)상기 열가소성 수지 시트가 용해되어 완전히 주입된 라미네이트된 시트를 형성할 수 있도록 상기 다층의 시트를 가열 및 가압 처리로 제공하는 단계;
e)기공도가 5부피%를 초과하지 않는 강화된 라미네이트된 시트를 제조하기 위하여 상기 완전히 주입된 라미네이트된 시트를 냉각 및 가압 처리하는 단계로 제공하는 단계.
여기서 상기 c) 내지 e) 중 하나 이상의 단계는 연속적인 공정으로 수행될 수 있다. 이 방법은 상기에서 추가로 설명한 바와 같은 부분-완성된 제품의 제조에 편리하게 사용될 수 있다.
본 발명의 추가의 양태에 따르면, 상기 정의된 방법에 의해 제조된 굴곡지도록 견고하게 몰드된 부품을 제공할 수 있으며, 상기 몰드된 부품은
보강 파이버를 포함하는 적어도 1종 이상의 바느질된 부직포 파이버 재료로 제조된 코어층;
상기 코어층의 일면에 대하여 실질적으로 평행하게 부착된 적어도 1종 이상의 표면층을 포함하며, 상기 표면층은 부직포 직물 파이버를 포함하는 부직포 직물로 제조된 것이며;
여기서 상기 코어층과 상기 표면층 사이의 갭(gaps)에는 상기 부직포 직물 파이버의 제2연화점(T2)와 상기 보강 파이버의 제3연화점(T3)보다 더 낮은 제1연화점(T1)을 가지는 열가소성 수지가 주입되어 상기 표면층은 상기 코어층에 견고하게 부착될 수 있다.
상기 몰드된 부품은 보강 파이버의 함량을 10~50중량%로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 한 양태에 따르면, 상기 정의된 방법에 따라 제조된 굴곡지도록 견고하게 강화된 라미네이트된 시트를 제공할 수 있으며, 상기 라미네이트된 시트는 보강 파이버를 포함하는 적어도 1종 이상의 바느질된 부직포 파이버 매트로 된 메인 바디;
상기 메인 바디의 일면에 대하여 실질적으로 평행하게 부착된 적어도 1종 이상의 표면 시트를 포함하며, 상기 표면 시트는 부직포 직물 파이버를 포함하는 부직포 직물로 형성된 것이며;
여기서 상기 메인 바디와 상기 표면 시트 사이의 갭(gaps)에는 상기 부직포 직물 파이버의 제2연화점(T2)와 상기 보강 파이버의 제3연화점(T3)보다 더 낮은 제1연화점(T1)을 가지는 열가소성 수지가 주입되어 상기 표면 시트는 상기 메인 바디에 견고하게 부착될 수 있으며,
상기 라미네이트된 시트는 면적당 무게(area weight)가 300~6,500 g/㎡이고, 보강 파이버의 함량은 10~50중량%이며, 기공도(porosity)는 5부피%를 초과하지 않는다.
특히, 상기 정의된 강화된 라미네이트된 시트는 상기 정의된 굴곡지도록 강하게 몰드된 부품의 제조방법을 수행하는 데 사용될 수 있다.
실시예들에서의 잇점들은 각 독립 청구항에서 한정된 바와 같다.
또한, 상기 코어층 또는 메인 바디에서 각각 언급된 바느질된 부직포 섬유 재료는 무게당 평균 길이 25 내지 100mm인 보강 파이버, 또는 연속된 파이버를 포함하는데, 이들은 코어층 또는 메인 바디에 각각 균일하게 분포되며, 개별 필라멘트로서는 50% 이상의 한도(extent)를 가진다.
본 발명의 일 실시예에서는, 핫 몰딩 공정은 적어도 하나 이상의 비교적 작은 두께의 컴팩트된(compated) 영역과 적어도 하나 이상의 비교적 더 큰 두께의 확장된(expanded) 영역을 형성시키는 단계를 포함한다. 이는 몰드 기계의 특정 형태에 따라 수행될 수 있다. 여기서 "비교적(comparatively)"이라는 용어는 상기 컴팩트된 영역과 확장된 영역 간의 비교를 위해 사용된 것이다. 일반적으로, 이러한 컴팩트된 영역은 구조적 안정성을 제공하기 위해 사용되는 반면, 확장된 영역은 열적 및/또는 방음 절연 특성을 제공하기 위하여 사용된다. 일 실시예에서, 이러한 확장된 영역은 기공도(porosity)가 약 35 내지 약 65부피%를 가지는 반면, 상기 컴팩트된 영역은 기공도가 5부피% 또는 그 이하의 비교적 낮은 기공도를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 보강 파이버는 유리 섬유, 카본 섬유, 아라미드 섬유, 바잘트 섬유(basalt fiber), 플라스틱 섬유, 천연 섬유, 금속 섬유, 펄프 섬유 또는 이들의 혼합물과 같은 적절한 형태의 공지된 것들을 사용할 수 있다. 보강 파이버의 부직포 매트는 직물 패브릭(textile fabric)으로 구성될 수 있거나, 또는 부직포 직물 이외의 다른 것들로 결합시킬 수도 있다. 바람직하기로는, 상기 보강 파이버는 유리 섬유, 탄소 섬유, 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 이러한 파이버들은 우수한 기계적 및 열적 안정성을 가짐으로써 다양한 영역으로부터 열가소성 수지를 선택할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 표면 시트는 플라스틱 파이버의 부직포 직물 이외에, 유리 섬유, 탄소 섬유, 천연 섬유, 금속 섬유, 펄프 섬유의 부직포로 이루어질 수 있고, 직물 패브릭으로 조합될 수도 있거나, 또는 부직포 직물 이외에 다른 것들과 결합될 수 있다. 이는 또한 폴리프로필렌, 폴리에스터, 폴리에틸렌, 나일론, 비닐론(vinylon), 레이온, 아크릴, 아라미드, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 고분자 섬유로부터 제조될 수도 있으며, 열가소성 수지의 연화점(T1)보다 더 높은 연화점(T2)를 가지는 수지 파이버로 제공된다.
특히 바람직한 실시예에서는, 표면 시트의 직물 파이버들은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유일 수 있다. 이는 예를 들어, 자동차 부품에서와 같은 분야에서 매우 우수한 방음 특성을 제공하는 것으로 알려져 있다. 또한, 이러한 재료로 형성된 표면은 터치감을 좋게 한다. 바람직한 PET 파이버의 함량은 5 내지 50중량%이고, 보다 바람직하기로는 부분-완성된 제품 총 함량 중 35 내지 45중량%로 포함될 수 있다.
추가의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 열가소성 수지는 폴리프로필렌일 수 있다. 이는 약 200℃ 부근의 적당한 온도에서 d)가열 및 가압 단계를 수행할 수 있도록 할 수 있어 바람직하다.
특히 바람직한 실시예에서는, 상기 라미네이트된 시트는 면적당 중량이 300~2,500g/㎡, 보다 바람직하기로는 500~1800 g/㎡를 가진다.
또한, 추가의 실시예에 따르면, 상기 1종 이상의 표면 시트는 장식용 인쇄를 포함하는 것일 수 있다.
이하에서 추가로 설명하는 바와 같이, 몰딩에 의해 제조된 성형체의 코어층이 되는 라미네이트된 시트의 메인 바디는 단일 파이버 매트(single fiber mat)로 구성될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서 상기 메인 바디는 서로 인접하도록 배열된 두 개 또는 그 이상의 파이버 매트를 포함할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예들에서는 이러한 파이버 매트를 그들 사이에 열가소성 수지 시트를 끼워 넣는 방식의 샌드위치 방법으로 배열시킬 수도 있다. 또한, 상이한 특성을 가지는 파이버 그룹들을 포함하는 다수의 파이버 매트들을 가지는 것도 가능하다. 또한, 표면 시트와 열가소성 수지 시트의 개수나 배열을 위해 단층, 양면층, 이중 수지 시트 등과 같이 비슷한 다수의 것들을 적용할 수도 있다.
이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서, 괄호 안에 적혀진 참조 부호들은 특정 층에서 제조된 부분-완성된 부품(semi-finished part)을 의미하고, 완성된 부품은 괄호 없이 참조 부호를 사용한다.
본 발명의 실시예 1은 다음 도 1~3을 참조하여 설명될 수 있다. 다음 도 1a에서 보는 바와 같이, 절단된 유리 섬유 컨테이너(1)과 연속된(절단되지 않고 연속적으로 이어진) 유리 섬유 컨테이너(2)로부터 추출된 유리 섬유들은 네트 컨베이어(5) 상의 절단된 유리 섬유 주입 기구(3)로부터 절단된 유리 섬유가 주입되고, 연속된 유리 섬유 주입 기구(4)로부터 연속된 유리 섬유가 주입된다. 이어서, 이들은 니들 펀칭 기구(6)의 양면 니들 펀칭으로 제공되어 부직포 직물(7)의 파이버 매트로 짜게 된다. 다른 실시예들을 여기서 나타내지 않았지만, 절단된 유리 섬유만 단독으로 또는 연속된 유리 섬유만을 단독으로 사용할 수도 있다.
본 실시예 및 다른 실시예들에서도, 부직포 직물로 된 파이버 매트는 유리 섬유만(무기 파이버)으로 구성될 수도 있거나, 또는 유리 섬유 또는 이들의 혼합물을 제외한 다른 섬유들, 예를 들어, 탄소 섬유, 아라미드 섬유, 바잘트 섬유, 플라스틱 섬유, 천연 섬유, 금속 섬유, 펄프 섬유 등과 조합된 것일 수도 있으며, 이들은 부직포 이외의 직물 패브릭 또는 편물(knitting) 등으로 배열될 수도 있다. 일반적으로, 이러한 섬유들(fibers)을 소위 "보강 파이버(reinforcing fiber)" 라 부른다.
다음 도 1b에서 보는 바와 같이, 한 쌍의 부직포 직물(9)의 표면 시트와 상기 기재된 파이버 매트(7)가 결합되어 다음 도 2a에서 보는 바와 같이 제1스테이지 시트(10)를 형성한다. 본 실시예에서, 각각의 표면 시트(9)는 열가소성 수지 시트(8)에 대하여 파이버 매트(7)와 이격된 면(side)에 마주보는 구조로 제공된다. 따라서, 파이버 매트(7)는 표면 시트들(9)의 사이에 위치하고, 하나의 열가소성 수지 시트(8)은 표면 시트(9)의 각 바깥쪽에 제공되어 상기 파이버 매트(7)과 표면 시트(9)가 열가소성 수지 시트(8)의 사이에 위치하게 된다. 상기 열가소성 수지 시트(8)는 제1연화점(T1)을 가진다.
상기 제1스테이지 시트(10)는 이어서 가열, 가압 영역(12)를 통과할 때 가열 및 가압 처리되어, 다음 도 2b에서 보는 바와 같이 된다. 이때, 상기 열가소성 수지 시트(8)가 용해되고, 제2스테이지 시트(13)의 형성을 수반하게 되는데, 여기서 실질적으로 상기 파이버 매트(7)와 표면 시트들(9) 사이의 각 갭(gap)에는 상기 용해된 열가소성 수지가 주입된다.
그 다음, 상기 제2스테이지 시트(13)는 냉각 영역(14)을 통과하면서 냉각 처리되어, 다음 도 2c와 같이 된다. 따라서, 열가소성 수지는 파이버 매트(7)와 표면 시트들(9) 사이의 각 갭에서 고형화된다. 이는 완전히 강화된 라미네이트된 시트(16), 즉 제3스테이지 시트(15)의 형성을 수반하며, 여기서 양쪽의 표면 시트들(9)은 파이버 매트(7)의 바깥쪽에 대하여 완전하게 부착될 수 있다. 상기 제3스테이지 시트(15)에서, 상기 파이버 매트(7)는 도 2a의 제1스테이지 시트(10)의 두께보다 더 얇다.
본 실시예 및 다른 실시예에서, 어떤 표면 시트(9)라도 플라스틱 섬유로 된 부직포 직물 이외에, 유리섬유, 탄소섬유, 천연섬유, 금속섬유, 펄프 섬유 등으로 된 부직포 직물로 구성될 수 있으며, 부직포 직물 이외의 직물 패브릭 또는 편물 등으로 구성될 수 있다. 이는 또한, 폴리프로필렌, 폴리에스터, 폴리에틸렌, 나일론, 비닐론, 레이온, 아크릴, 아라미드, 폴리라틱산, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 고분자 섬유로 제조될 수도 있으며, 상기 수지 섬유들은 상기 열가소성 수지 시트(8)의 제1연화점(T1)보다 더 높은 제2연화점(T2)를 가지도록 제공된다. 이는 상기 열가소성 수지 시트(8)가 용해되어 상기 파이버 매트(7)와 표면 시트(9) 사이의 각 갭 속으로 상기 용해된 열가소성 수지가 주입되더라도 상기 표면 시트(9)의 형태가 유지될 수 있도록 하기 위함이다. 이러한 목적을 위하여, 열가소성 수지 시트(8)는 예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리에스터 중에서 선택된 수지로부터 몰드된 것이 바람직하다.
상기 제3스테이지 시트(15)의 라미네이트된 시트(16)를 열처리하게 되면 다음 도 2d에서 보는 바와 같이, 열가소성 수지는 상기 파이버 매트(7)와 표면층(9)사이의 각 갭에서 용해된 후 고형화되어, 파이버 매트(7)는 그 안에 포함된 보강 파이버의 스프링백(springback) 작용에 의해 재팽창(re-expand)된다. 이러한 스프링백(springback) 또는 로프트(loft) 효과에 의해, 상기 파이버 매트(7)의 기공도는 증가되어 상기 표면 시트들(9)의 기공도보다 더 높아진다. 그 다음, 상기 열가소성 수지는 상기 파이버 매트(7)와 상기 표면 시트(9) 사이의 각 갭에서 자연 냉각으로 고형화시킨다. 최종 결과물로서 제4스테이지 시트(17)에 의해 라미네이트된 시트(18)가 형성된다. 제4스테이지 시트(17)는 상기 제3스테이지 시트(15)보다, 예를 들어 약 2배 이상 더 두껍다.
다음 도 3a에서 보는 바와 같이, 제3스테이지 시트(15)와 제4스테이지 시트(17)에서 각각 제조된 라미네이트된 시트(16) 또는 시트(19)는 금속 몰드에서 세팅되어 몰딩시키는 경우, 제5스테이지 시트(19)에서 제조된 성형체(20)가 된다. 다음 도 3b에서 보는 바와 같이, 금속 몰드에서 제4스테이지 시트(17)에 의해 제조된 라미네이트된 시트(18)를 세팅하고, 예를 들어, 모든 주변의 선들에서와 같이 라미네이트된 시트(18)의 단지 한 부분만을 제공하여 가열 및 가압 처리하게 되면, 제6스테이지(21)에 의해 성형체(22)가 형성된다. 여기에서는 완전히 또는 부분적으로 강화된 제3스테이지 시트(15)가 상기 성형체 플레이트가 가장자리에 형성되는 반면, 로프트되거나 또는 약하게 강화된 제4스테이지 시트(17)는 상기 성형체의 안쪽 부분에 형성된다.
또한, 라미네이트된 시트 16과 18 및 성형체 20과 22의 장식은 표면 시트(9)에 색상 또는 패턴을 적용하여 개선시킬 수 있다.
이하에서는, 실시예 2 내지 16을 상기 실시예 1과 상이한 점을 주 요점으로 하여 설명한다.
다음 도 4b에서 나타낸 바와 같이 실시예 2에 따른 제1스테이지 시트(10)는, 도 2a와 도 4a에 나타낸 상기 실시예 1의 제1스테이지 시트(10)에 의해 형성된 표면 시트(9)의 하부 일면을 제외하고는 동일하다.
다음 도 4c에 나타낸 바와 같이 실시예 3에 따른 따른 제1스테이지 시트(10)는, 각 열가소성 수지 시트(8)를 파이버 매트(7)(메인 바디(11))의 위와 아래쪽에 위치하게 하여, 상기 파이버 매트(7)를 상기 열가소성 수지 시트들(8)의 사이에 배열시킨다. 또한, 각 표면 시트(9)는 열가소성 수지 시트들(8)의 위와 아래에 위치시켜 상기 파이버 매트(7)와 열가소성 수지 시트(8)를 상기 한 쌍의 표면 시트들(9) 사이에 배열시킨다.
다음 도 4d에 나타낸 바와 같이 실시예 4에 따른 따른 제1스테이지 시트(10)는, 도 4c에 나타낸 상기 실시예 3의 제1스테이지 시트(10)의 표면 시트(9)의 하부면이 제외된 것이다.
다음 도 4e에 나타낸 바와 같이 실시예 5에 따른 따른 제1스테이지 시트(10)는, 도 2a와 도 4a에 나타낸 실시예 1의 제1스테이지 시트(10)의 열가소성 수지 시트들(8)과 실질적으로 2종의 열가소성 수지 시트들(8a, 8b)이 각각 그 상부에 배열되어 있는 것으로 구성되어 있다. 상기 2종의 열가소성 수지 시트들(8a, 8b)은 그 특성이 서로 다른 것일 수 있다. 예를 들어, 열가소성 수지 시트(8a)는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리에스터 등으로부터 선택된 수지로 몰드된 것일 수 있다. 반면, 열가소성 수지 시트(8b)는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리스타이렌, ABS 로부터 선택된 수지로 몰드된 것일 수 있다.
다음 도 4f에 나타낸 바와 같이 실시예 6에 따른 따른 제1스테이지 시트(10)는, 열가소성 수지 시트(8c, 열가소성 수지 필름)가 다음 도 4c에 나타낸 실시예 3의 제1스테이지 시트(10)과 동일한 각 표면 시트(9)의 바깥쪽에 위치되어 있다. 예를 들어, 상기 열가소성 수지(8c, 열가소성 수지 필름)는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리스타이렌, ABS 로부터 선택된 수지로 몰드된 것일 수 있다. 따라서, 각 표면 시트(9)는 두 개의 열가소성 수지 시트(8)과 8c에 각각 둘러싸여져 있다.
다음 도 5a에 나타낸 바와 같이 실시예 7에 따른 따른 제1스테이지 시트(10)는, 도 2a와 도 4a에 나타낸 실시예 1의 제1스테이지 시트(10)로 된 메인 바디(11)가 2 부분의 파이버 매트(7)와 이들 사이에 있는 하나의 열가소성 수지 시트(8)가 샌드위치 구조로 형성되어 있는 것을 포함한다.
다음 도 5b에 나타낸 바와 같이 실시예 8에 따른 따른 제1스테이지 시트(10)는, 상기 도 5a에 나타낸 상기 실시예 7의 제1스테이지 시트(10)에서 표면 시트들(9) 중 어느 하나가 제외된 구조를 가진다.
다음 도 5c에 나타낸 바와 같이 실시예 9에 따른 따른 제1스테이지 시트(10)는, 하나의 각 열가소성 수지 시트(8)가 도 5a에 나타낸 실시예 7의 제1스테이지 시트(10)인 샌드위치 형태의 메인 바디(11)의 파이버 매트(7)의 상부와 하부쪽에 위치되어 있어, 상기 메인 바디(11)는 한 쌍의 열가소성 수지 시트들(8)의 사이에 위치한다. 또한, 각 표면 시트(9)는 열가소성 수지 시트(8)의 상부와 하부에 위치하여 샌드위치 형태인 메인 바디(11)의 파이버 매트(7)와 열가소성 수지 시트(8)의 표면 시트들(9)의 사이에 배열되도록 한다.
다음 도 5d에 나타낸 바와 같이 실시예 10에 따른 제1스테이지 시트(10)는, 다음 도 5c에 나타낸 실시예 9의 제1스테이지 시트(10)에서 표면 시트들(9) 중 어느 하나를 제외한 구조이다.
다음 도 5e에 나타낸 바와 같이 실시예 11에 따른 따른 제1스테이지 시트(10)는, 도 5a에 나타낸 실시예 7의 제1스테이지 시트(10)의 바깥쪽 열가소성 수지 시트들(8)이 사실상 두 부분의 열가소성 수지 시트들(8a, 8b)로 구성되어 있고, 상기 열가소성 수지 시트들(8a, 8b)은 서로의 상부에 배열되어 있다. 상기 두 개의 열가소성 수지 시트들(8a, 8b)의 특성은 서로 상이할 수 있다.
다음 도 5f에 나타낸 바와 같이 실시예 12에 따른 제1스테이지 시트(10)는, 하나의 열가소성 수지 시트(8c, 열가소성 수지 필름)가 표면 시트(9)의 바깥쪽에 위치하고 있는 구조를 가진다.
다음 도 6a에 나타낸 바와 같이 실시예 13에 따른 제1스테이지 시트(10)는, 도 5c에 나타낸 실시예 9의 제1스테이지 시트(10)와 동일한 메인 바디(11)를 가지며, 이는 3부분으로 된 파이버 매트들(7a, 7b, 7a)이 서로의 상부에 쌓아올린 형태로 구성되어 있다. 상기 파이버 매트(7a)와 상기 파이버 매트들 (7a) 사이에 위치한 파이버 매트(7b)의 특성은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 파이버 매트들 (7a) 사이에 위치한 파이버 매트(7b)는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 절단된 유리 섬유 또는 연속된 유리 섬유로 구성된 부직포 직물일 수 있다. 반대로, 파이버 매트(7a)는 유리섬유 이외, 예를 들면, 직물 페브릭과 같은 다른 보강 파이버를 포함하는 혼합 파이버들로 제조된 것일 수 있다.
다음 도 6b에 나타낸 바와 같이 실시예 14에 따른 제1스테이지 시트(10)는, 도 5c에 나타낸 실시예 9의 제1스테이지 시트(10)에 해당되는 동일한 두 쌍의 파이버 매트로 구성된 메인 바디(11)를 가지며, 각 쌍은 두 부분의 파이버 매트(7a, 7b)를 포함하며, 하나의 세트로서 서로의 상부에 위치하고 있다. 각 매트는 두 개의 매트 쌍의 인접된 측의 7b 사이에 위치된 열가소성 수지 시트(8)를 가지는 7a, 7b, 7b, 7a의 순서로 배열되어 있다. 각 파이버 매트(7a, 7b) 쌍에서, 제1파이버 매트(7a)와 다른 파이버 매트(7b)의 특성은 서로 상이할 수 있다.
다음 도 7a에 나타낸 실시예 3, 5, 6의 제3스테이지 시트(15, 강화된 라미네이트된 시트 16)는 도 2b와 7a에 나타낸 실시예 1의 제3스테이지 시트(15, 강화된 라미네이트된 시트 16)와 동일하다. 다음 도 7b에 나타낸 실시예 3, 5, 6의 제4스테이지 시트(17, 강화된 라미네이트된 시트 18)는 도 2c와 7b에 나타낸 실시예 1의 제4스테이지 시트(17, 로프트된 라미네이트된 시트 18)와 동일하다.
실시예 2, 4의 제3스테이지 시트(15, 강화된 라미네이트된 시트 16)는 다음 도 8a에 나타낸 바와 같고, 실시예 2, 4의 제4스테이지 시트(17, 로프트된 라미네이트된 시트 18)는 다음 도 8b에 나타낸 바와 같다. 여기에서는 단지 하나의 표면 시트(9)가 메인 바디(11)(파이버 매트 7의 한쪽)의 상부쪽에만 배열되어 있다.
실시예 7, 9, 11, 12의 제3스테이지 시트(15, 강화된 라미네이트된 시트 16)는 다음 도 9a에 나타낸 바와 같고, 실시예 7, 9, 11, 12의 제4스테이지 시트(17, 로프트된 라미네이트된 시트 18)는 다음 도 9b에 나타낸 바와 같다. 여기에서는 각 표면 시트(9)가 메인 바디(11)(두 개의 파이버 매트 7)의 상부와 하부쪽에 각각 배열되어 있다.
실시예 8, 10의 제3스테이지 시트(15, 강화된 라미네이트된 시트 16)는 다음 도 10a에 나타낸 바와 같고, 실시예 8, 10의 제4스테이지 시트(17, 로프트된 라미네이트된 시트 18)는 다음 도 10b에 나타낸 바와 같다. 여기에서는 단지 하나의 표면 시트(9)가 메인 바디(11)(두 개의 파이버 매트 7)의 상부쪽(upper side)에만 배열되어 있다.
실시예 13의 제3스테이지 시트(15, 강화된 라미네이트된 시트 16)는 다음 도 11a에 나타낸 바와 같고, 실시예 13의 제4스테이지 시트(17, 로프트된 라미네이트된 시트 18)는 다음 도 11b에 나타낸 바와 같다. 여기에서는 각 표면 시트(9)가 메인 바디(11)(세 개의 파이버 매트 7a, 7b, 7a)의 상부와 하부쪽에 각각 배열되어 있다.
실시예 14의 제3스테이지 시트(15, 강화된 라미네이트된 시트 16)는 다음 도 12a에 나타낸 바와 같고, 실시예 14의 제4스테이지 시트(17, 로프트된 라미네이트된 시트 18)는 다음 도 12b에 나타낸 바와 같다. 여기에서는 각 표면 시트(9)가 메인 바디(11)(4개의 파이버 매트 7a, 7b, 7b, 7a)의 상부와 하부쪽에 각각 배열되어 있다.
상기 기술된 실시예들을 제외한 추가의 실시예들이 가능함은 당업자에게 자명하다. 예를 들어, 메인 바디(11)는 파이버 매트(7, 7a, 7b)만으로 구성될 수 있거나, 또는 상기 파이버 매트(7, 7a, 7b)에 이들과 특성이 상이한 1종 이상의 추가의 매트를 포함하여 얻어질 수도 있다.
1 : 절단된 보강 파이버 공급기
2 : 연속된 보강 파이버 공급기
3 : 절단된 보강 파이버 주입 기구
4 : 연속된 보강 파이버 주입 기구
5 : 네트 컨베이어
6 : 니들링 및 펀칭 기구
7, 7a, 7b : 파이버 매트
8, 8a, 8b, 8c : 열가소성 수지 시트
9 : 표면 시트
10 : 제1스테이지 시트
11 : 메인 바디
12 : 가열 및 가압 영역
13 : 제2스테이지 시트
14 : 냉각 및 가압 영역
15 : 제3스테이지 시트
16 : 라미네이트된 시트(압축된, 강화된)
17 : 제4스테이지 시트
18 : 라미네이트된 시트(재팽창된, 로프트된)
19 : 제5스테이지 시트
20 : 성형체(compact = 몰드된 부품)
21 : 제6스테이지 시트
22 : 성형체의 단면(몰드된 부품)

Claims (39)

  1. a)보강 파이버를 포함하는 부직포 섬유 매트를 제공하는 단계;
    b)바느질된 부직포 섬유 매트를 얻기 위하여 상기 부직포 섬유 매트를 바느질 공정(needling process)으로 제공하는 단계;
    c)1종 이상의 열가소성 수지 시트와 1종 이상의 표면 시트를 제공하는 단계로서, 상기 표면 시트는 부직포 직물로 형성되며, 상기 표면 시트와 상기 열가소성 수지 시트는 상기 바느질된 부직포 섬유 매트와 평행으로 배열되어 다층의 시트를 얻을 수 있으며, 상기 열가소성 수지는 상기 부직포 직물의 파이버의 제2연화점과 상기 보강 파이버의 제3연화점보다 더 낮은 제1연화점을 가지도록 제공되며;
    d)상기 열가소성 수지 시트가 용해되어 완전히 주입된 라미네이트된 시트를 형성할 수 있도록 상기 다층의 시트를 가열 및 가압 처리로 제공하는 단계;
    e)기공도가 5부피%를 초과하지 않는 강화된 라미네이트된 시트를 제조하기 위하여 상기 완전히 주입된 라미네이트된 시트를 냉각 및 가압 처리하는 단계로 제공하는 단계를 포함하며,
    여기서 상기 c) 내지 e) 중 하나 이상의 단계는 연속적인 공정으로 수행될 수 있으며, 다음의 단계들을 수반하되,
    f)상기 강화된 라미네이트된 시트 부분(portion)을 제공 및 상기 제1 연화점(T1)보다 높고, 상기 제2연화점(T2) 및 제3연화점(T3)보다 낮은 온도와 동일한 온도로 가열시키는 단계로서, 상기 라미네이트된 시트 부분(portion)에 포함된 열가소성 수지를 용해시킴으로써, 메인 바디는 그 내부에 포함된 보강 파이버의 스프링백 작용(springback action)으로 두께가 증가되어 다공성을 가지는 온도가열단계를 포함하는 견고하게 라미네이트된 시트의 제조방법.
  2. 제1항의 라미네이트된 시트의 제조방법의 상기 온도가열단계 후에 다음단계를 수반하되,
    g)핫 몰드된 부품을 형성하기 위하여 상기 라미네이트된 다공성 시트를 핫 몰딩 공정으로 제공하는 단계; 및
    h)견고하게 몰드된 부품을 제조하기 위하여 상기 핫 몰드된 부품을 냉각시키는 단계;를 포함하는 견고하게 라미네이트된 시트로부터 몰드된 부품의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 핫 몰딩 공정은 하나 이상의 두께가 얇은 컴팩트된 영역(compacted resion)과 하나 이상의 두께가 두꺼운 확장된 영역(expanded region)을 형성하는 단계를 포함하는 견고하게 라미네이트된 시트로부터 몰드된 부품의 제조방법.
  4. a)보강 파이버를 포함하는 부직포 섬유 매트를 제공하는 단계;
    b)바느질된 부직포 섬유 매트를 얻기 위하여 상기 부직포 섬유 매트를 바느질 공정(needling process)으로 제공하는 단계;
    c)1종 이상의 열가소성 수지 시트와 1종 이상의 표면 시트를 제공하는 단계로서, 상기 표면시트는 부직포직물로 형성되며, 상기 표면 시트와 상기 열가소성 수지 시트는 상기 바느질된 부직포 섬유 매트와 실질적으로 평행으로 배열되어 다층의 시트를 얻을 수 있으며, 상기 열가소성 수지는 상기 직물 파이버의 제2연화점과 상기 보강 파이버의 제3연화점보다 더 낮은 제1연화점을 가지도록 제공되며;
    d)상기 열가소성 수지 시트가 용해되어 완전히 주입된 라미네이트된 시트를 형성할 수 있도록 상기 다층의 시트를 가열 및 가압 처리로 제공하는 단계;
    e)기공도가 5부피%를 초과하지 않는 강화된 라미네이트된 시트를 제조하기 위하여 상기 완전히 주입된 라미네이트된 시트를 냉각 및 가압 처리하는 단계로 제공하는 단계; 를 포함하며,
    여기서 상기 c) 내지 e) 중 하나 이상의 단계는 연속적인 공정으로 수행될 수 있는 견고하게 라미네이트된 시트의 제조방법.
  5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 보강 파이버는 유리 섬유, 탄소 섬유, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 1종 이상인 견고하게 라미네이트된 시트의 제조방법.
  6. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 보강 파이버는 유리 섬유, 탄소 섬유, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 1종 이상인 견고하게 라미네이트된 시트로부터 몰드된 부품의 제조방법.
  7. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 표면 시트의 상기 부직포 직물의 상기 파이버는 폴리에틸렌테레프탈레이트 파이버인 견고하게 라미네이트된 시트제조방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 표면 시트의 상기 부직포 직물의 상기 파이버는 폴리에틸렌테레프탈레이트 파이버인 견고하게 라미네이트된 시트제조방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리프로필렌인 것인 견고하게 라미네이트된 시트제조방법.
  12. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리프로필렌인 것인 견고하게 라미네이트된 시트로부터 몰드된 부품의 제조방법.
  13. 보강 파이버를 포함하는 1종 이상의 바느질된 부직포 파이버 재료로 제조된 코어층;
    상기 코어층의 일면에 대하여 평행으로 부착된 1종 이상의 표면층;을 포함하며, 상기 표면시트는 부직포직물로 제조되며,
    상기 코어층과 상기 표면층 사이의 갭(gaps)에는 상기 직물 파이버의 제2연화점(T2)와 상기 보강 파이버의 제3연화점(T3)보다 더 낮은 제1연화점(T1)을 가지는 열가소성 수지가 주입되어 상기 표면층은 상기 코어층에 견고하게 부착되는 것인 제1항의 방법에 따라 얻어진 굴곡지도록 견고하게 몰드된 부품이고,
    상기 몰드된 부품(20)은 보강 파이버를 10 내지 50중량%로 포함하는 것인 견고하게 몰드된 부품.
  14. 제13항에 있어서, 하나 이상의 컴팩트된 영역(compacted resion, 15)과 하나 이상의 확장된 영역(expanded region, 17)을 포함하되,
    상기 하나 이상의 컴팩트된 영역(compacted resion, 15)의 두께가 상기 하나 이상의 확장된 영역(expanded region, 17)의 두께보다 얇게 구성하고,
    상기 하나 이상의 확장된 영역은 35~65부피%의 기공도를 가지는 것을 포함하는 견고하게몰드된 부품.
  15. 제 13항 또는 제 14항에 있어서,
    상기 보강 파이버는 유리 섬유, 탄소 섬유, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 견고하게 몰드된 부품.
  16. 제 13항 또는 제 14항에 있어서,
    상기 표면층의 직물 파이버는 폴리에틸렌테레프탈레이트 파이버인 것인 견고하게 몰드된 부품.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 표면층의 직물 파이버는 폴리에틸렌테레프탈레이트 파이버인 것인 견고하게 몰드된 부품.
  18. 제 13항 또는 제 14항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하는 견고하게 몰드된 부품.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하는 견고하게 몰드된 부품.
  20. 제 13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 표면 시트 중 1종 이상은 장식용 인쇄를 포함하는 것인 견고하게 몰드된 부품.
  21. 제 15항에 있어서,
    상기 표면 시트 중 1종 이상은 장식용 인쇄를 포함하는 것인 견고하게 몰드된 부품.
  22. 보강 파이버를 포함하는 1종 이상의 바느질된 부직포 파이버 매트(7, 7a, 7b)로 된 메인 바디;
    상기 메인 바디의 일면에 대하여 평행으로 부착된 1종 이상의 표면 시트(9);를 포함하며, 상기 표면시트는 부직포직물로 형성된 것이며;
    상기 메인 바디와 상기 표면 시트 사이의 갭(gaps)에는 상기 직물 파이버의 제2연화점(T2)와 상기 보강 파이버의 제3연화점(T3)보다 더 낮은 제1연화점(T1)을 가지는 열가소성 수지가 주입되어 상기 표면 시트는 상기 메인 바디에 견고하게 부착되는 제4항의 방법에 따라 얻어진 견고하게 강화된 라미네이트된 시트로서,
    상기 라미네이트된 시트는 면적당 무게(area weight)가 300~6,500 g/㎡이고, 보강 파이버의 함량은 10~50중량%이며, 기공도(porosity)가 5부피%를 초과하지 않는 것인 견고하게 강화된 라미네이트된 시트.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 라미네이트된 시트는 면적당 무게(area weight)가 300~2,500 g/㎡인 것인 라미네이트된 시트.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 라미네이트된 시트는 면적당 무게(area weight)가 500~1,800 g/㎡인 것인 라미네이트된 시트.
  25. 제22항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강 파이버는 유리 섬유, 탄소 섬유, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 1종 이상인 것인 라미네이트된 시트.
  26. 제 22항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면 시트의 상기 직물 파이버는 폴리에틸렌테레프탈레이트 파이버인 것인 라미네이트된 시트.
  27. 제 25항에 있어서,
    상기 표면 시트의 상기 직물 파이버는 폴리에틸렌테레프탈레이트 파이버인 것인 라미네이트된 시트.
  28. 제 22항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리프로필렌인 것인 라미네이트된 시트.
  29. 제 25항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리프로필렌인 것인 라미네이트된 시트.
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리프로필렌인 것인 라미네이트된 시트.
  31. 제 27 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리프로필렌인 것인 라미네이트된 시트.
  32. 제 22항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면 시트 중 1종 이상은 장식용 인쇄를 포함하는 것인 라미네이트된 시트.
  33. 제 25항에 있어서,
    상기 표면 시트 중 1종 이상은 장식용 인쇄를 포함하는 것인 라미네이트된 시트.
  34. 제 26항에 있어서,
    상기 표면 시트 중 1종 이상은 장식용 인쇄를 포함하는 것인 라미네이트된 시트.
  35. 제 27항에 있어서,
    상기 표면 시트 중 1종 이상은 장식용 인쇄를 포함하는 것인 라미네이트된 시트.
  36. 제 28항에 있어서,
    상기 표면 시트 중 1종 이상은 장식용 인쇄를 포함하는 것인 라미네이트된 시트.
  37. 제 29항에 있어서,
    상기 표면 시트 중 1종 이상은 장식용 인쇄를 포함하는 것인 라미네이트된 시트.
  38. 제 30항에 있어서,
    상기 표면 시트 중 1종 이상은 장식용 인쇄를 포함하는 것인 라미네이트된 시트.
  39. 제 31항에 있어서,
    상기 표면 시트 중 1종 이상은 장식용 인쇄를 포함하는 것인 라미네이트된 시트.

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