KR102224814B1 - 자동차 언더커버 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(RM) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유로 형성된 부직포를 포함하는 상부 스킨층, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 저융점(low melting, LM) 섬유로 형성된 부직포를 포함하는 코어층 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(RM) 및 폴리프로필렌(PP) 섬유로 형성된 부직포를 포함하는 하부 스킨층을 포함하는, 언더커버에 관한 것이다.
본 발명의 언더커버는 스킨층에 자동차 하부로부터 유입되는 빗물, 눈 등에 의해 부식되는 것을 방지하기 위해 내수성이 우수한 폴리프로필렌을 포함함으로써, 내수성 및 내열성이 향상시킬 수 있다. 그리고, 강도 및 굴곡탄성이 우수한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 저융점(low melting, LM) 섬유로 제조된 부직포를 코어층으로 사용하여, 자동차 언더커버에 요구되는 물성을 만족시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 언더커버는 부직포로 구성되어 별도의 흡음재의 접착 없이 단일재를 적층하여 한번에 성형함으로써 접착공정을 제거하여 제조의 작업성 및 경제성이 우수하다.

Description

자동차 언더커버 및 이의 제조방법{Under cover for vehicle and method thereof}
본 발명은 내수성 및 내열성이 개선된 자동차용 언더커버 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
자동차의 하단 면에는 엔진 및 변속기를 비롯하여 자동차 하부에 설치된 부품들을 보호하기 위해 언더커버가 장착된다. 이러한 언더커버는 자동차의 주행 중에 외부의 이물질이 자동차의 하부를 통해 차량 내부에 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.
자동차의 주행 중에 돌멩이, 물 또는 각종 오염물이 자동차로 튀거나 자동차에 묻게 되고, 특히 둔턱이나 겨울철의 눈이 쌓인 곳을 통과할 때에는 언더커버가 설치되는 자동차의 하단부가 노면이나 노면에 존재하는 장애물과 마찰될 수 있기 때문에 엔진룸 내의 엔진과 변속기 및 자동차의 주요 부품에 치명적인 손상이 발생할 수 있다.
주행중인 자동차에는 다양한 경로를 통해, 차량 실내로 외부 소음이 유입된다. 구체적으로 타이어와 지면 간의 마찰음, 배기 계통의 고온, 고압의 연소가스 유동으로 발생하는 소음, 엔진에서 발생하여 차체를 통해 전달되는 엔진 투과 소음이 차량 내부로 유입될 수 있다. 언더커버는 이러한 차량에서 발생하는 소음을 흡수 또는 차단하여 소음이 차량 내부로 전달되는 것을 방지한다.
따라서 자동차 소음을 막아줄 수 있는 우수한 흡/차음 성능과 외부 충격을 충분이 막아줄 수 있는 높은 강도가 요구된다. 또한, 엔진에서 발생하는 열 및 외부 온도변화에 의한 손상을 방지하고자 높은 내열성이 요구되며, 비 또는 눈 등의 습기 유입을 방지하기 위해, 발수성과 내수성이 요구된다.
자동차의 경량화를 통해 자동차의 연비를 개선하기 위해 스틸 재질보다 플라스틱 재질을 사용하여 경량화를 도모하고 있다. 종래의 언더커버는 이러한 복합적인 기능을 만족하기 위해 다종의 소재들로 구성되어 있어 재활용이 어렵고, 소재를 구성하는 공정이 복잡한 문제가 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2017-0014074호
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유로 형성된 부직포를 포함하는 상부 스킨층, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 저융점(low melting, LM) 섬유로 형성된 부직포를 포함하는 코어층 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유로 형성된 부직포를 포함하는 하부 스킨층을 포함하는, 내수성 및 내열성이 향상된 자동차 언더커버를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유를 3:5:2의 중량비로 혼합하여 상부 또는 하부 스킨층을 제조하는 단계, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 저융점(low melting, LM) 섬유를 5:5의 중량비로 혼합하여 코어층을 제조하는 단계, 및 상기 상부 스킨층과 하부 스킨층 사이에 코어층을 적층하고 150 내지 250℃의 온도에서 5 내지 10 m/분의 속도로 더블벨트 프레스하여 보드 또는 판넬을 제조하는 단계 및 상기 보드 또는 판넬을 성형하여 자동차 언더커버를 제조하는 단계를 포함하는, 자동차 언더커버의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하고자, 본 발명의 하나의 양태로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유로 형성된 부직포를 포함하는 상부 스킨층, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 저융점(low melting, LM) 섬유로 형성된 부직포를 포함하는 코어층 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유로 형성된 부직포를 포함하는 하부 스킨층을 포함하는, 내수성 및 내열성이 향상된 자동차 언더커버를 제공한다.
본 발명에서, 상기 상부 또는 하부 스킨층의 100 중량부 기준으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 30 중량부, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 50 중량부 및 폴리프로필렌(PP) 섬유가 20 중량부로 포함되며, 단위면적당 무게가 250 내지 450 g/m2인 것을 특징으로 하며, 상기 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유는 래피드 멜팅-폴리에틸렌 테레프탈레이트(RM-PET)로 융점이 140 내지 180℃일 수 있다.
본 발명에서, 상기 코어층의 100 중량부 기준으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 40 내지 60 중량부와 저융점(low melting, LM) 섬유가 40 내지 60 중량부일 수 있다.
본 발명에서, 상기 상부 스킨층과 하부 스킨층 사이에 코어층을 적층하고 150 내지 250℃ 온도의 열처리와 압력을 가해 제조될 수 있다.
상기의 과제를 해결하고자, 본 발명의 다른 양태로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유를 3:5:2의 중량비로 혼합하여 상부 또는 하부 스킨층을 제조하는 단계, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 저융점(low melting, LM) 섬유를 5:5의 중량비로 혼합하여 코어층을 제조하는 단계, 및 상기 상부 스킨층과 하부 스킨층 사이에 코어층을 적층하고 150 내지 250℃의 온도에서 5 내지 10 m/분의 속도로 더블벨트 프레스하여 보드 또는 판넬을 제조하는 단계, 및 상기 보드 또는 판넬을 성형하여 자동차 언더커버를 제조하는 단계를 포함하는, 자동차 언더커버의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유로 형성된 부직포를 포함하는 상부 스킨층, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 저융점(low melting, LM) 섬유로 형성된 부직포를 포함하는 코어층 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유로 형성된 부직포를 포함하는 하부 스킨층을 포함하는 자동차 언더커버에 관한 것으로, 본 발명의 자동차 언더커버는 스킨층에 자동차 하부로부터 유입되는 빗물, 눈 등에 의해 부식되는 것을 방지하기 위해 내수성이 우수한 폴리프로필렌을 포함함으로써, 내수성 및 내열성이 우수하다.
그리고, 강도 및 굴곡탄성이 우수한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 저융점(LM) 섬유로 제조된 부직포를 코어층으로 사용하여, 충격에 대한 강도를 만족시켜, 자동차 언더커버에 요구되는 물성을 만족시킬 수 있다.
또한, 언더커버는 별도의 흡음재의 접착 없이 단일재를 적층하여 한번에 성형함으로써 접착공정을 제거하여 제조의 작업성 및 경제성이 우수하다.
도 1은 본 발명의 자동차 언더커버가 자동차에서 적용되는 위치를 나타내는 자동차의 하부 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 언더커버 보드를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 언더커버가 자동차에 적용되는 위치를 나타낸 자동차 하부의 개략도이다.
본 발명의 실시예에 따른 자동차 언더커버는 자동차 하단에 언더커버로 적용된다. 자동차의 하부에 위치하는 언더커버는 모래, 자갈 등으로부터 발생되는 소음을 차단 또는 흡수하는 흡/차음성, 빗물 및 눈으로 인해 유입되는 습기 또는 물을 차단하기 위한 내수성, 자갈, 파단된 돌, 차량으로부터 이탈된 금속 등 작을 물체가 부딪치는 충돌로부터 차량의 하부를 보호하는 내충격성과 여름철과 겨울철 외기 또는 엔진으로부터 발생하는 열에 의해 손상되는 것을 방지하는 내열성이 요구된다.
상기의 물리적 요구를 만족시키기 위해 본 발명은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유로 형성된 부직포를 포함하는 상부 스킨층, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 저융점(low melting, LM) 섬유로 형성된 부직포를 포함하는 코어층 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 및 폴리프로필렌(PP) 섬유로 형성된 부직포를 포함하는 하부 스킨층을 포함하는 자동차 언더커버를 제공한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 언더커버의 개략적 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 자동차 언더커버는 상부 스킨층, 코어층 및 하부 스킨층을 포함하며, 상기 코어층은 상부 스킨층과 하부 스킨층 사이에 형성된다. 상부 스킨층, 코어층 및 하부 스킨층은 열과 압력을 가해 보드 또는 판넬 형태로 제조되고, 자동차 언더커버에 요구되는 모양으로 성형된다.
구체적으로 상부 스킨층, 코어층 및 하부 스킨층을 적층하고 더블 벨트 프레스(Doble Belt Press, DBP)를 이용하여 열과 압력을 가하여 보드 또는 판넬 형태로 제조될 수 있으며, 상기 보드 또는 판넬에 프레스 성형 설비 이용하여 자동차 언더 커버에 요구되는 모양으로 성형될 수 있다.
상기 상부 또는 하부 스킨층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유로 형성된 부직포로 이루어진다. 상기 폴리프로필렌(PP) 섬유는 자동차 하부에 내수성을 강화시키는 역할을 하며, 열처리 과정에서 용융되어 필름과 같은 피막을 형성하고 내수성을 강화시킨다.
본 발명의 언더커버는 상부 또는 하부 스킨층의 100 중량부 기준으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 10 내지 40 중량부, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 40 내지 70 중량부 및 폴리프로필렌(PP) 섬유 10 내지 30 중량부를 포함한다. 구체적으로 상기 언더커버는 상부 또는 하부 스킨층의 100 중량부 기준으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 30 중량부, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 50 중량부 및 폴리프로필렌(PP) 섬유 20 중량부를 포함한다.
상기 상부 또는 하부 스킨층에서 폴리피로필렌(PP) 섬유의 함량이 10 중량부 미만인 경우, 언더커버에서 요구되는 내수성을 충족시키지 못하며, 30 중량부 초과인 경우, 내충격 강도가 줄어들어 언더커버에서 요구되는 충격 강도 기준을 만족하지 못한다.
상기 폴리프로필렌(PP) 섬유는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 부착성이 약하다. 따라서, 본 발명에서는 이를 해결하고자 상부 또는 하부 스킨층에 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유를 40 내지 70의 중량부로 혼합하였다.
본 발명에서 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유는 래피드 멜팅-폴리에틸렌 테레프탈레이트(RM-PET)로, 융점이 160 내지 180℃의 범위를 갖는다. 구체적으로 상기 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유의 융점은 164℃ 일수 있다.
상기 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유는 열처리 공정에 의해 용융되어 부직포 사이의 공극을 채우며, 따라서 폴리프로필렌(PP) 섬유와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 부착성을 개선한다.
상기 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유가 40 중량부 미만인 경우, 내충격 강도 및 인장강도가 떨어지는 문제가 있으며, 70 중량부 초과인 경우, 폴리프로필렌(PP)의 상대적 함량이 감소로 인해 PP가 용융되어 형성되는 피막이 균일하게 형성되지 못하여 내수성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 언더커버는 상기 상부 스킨층, 코어층, 하부 스킨층을 포함하여 단위면적당 무게가 1000 g/m2 이상으로 형성된다. 언더커버의 단위면적당 무게가 1000 g/m2 미만인 경우 충격강도 및 인장강도가 떨어져 자동차 언더커버에 적합하지 않다.
상기 상부 또는 하부 스킨층을 형성하는 부직포는 단위면적당 무게가 250 내지 450 g/m2일 수 있으며, 구체적으로 350 g/m2 일 수 있다.
스킨층의 부직포가 250g/m2 미만인 경우, 물성이 균일하게 형성되지 못하는 문제가 발생하며, 450g/m2 초과인 경우, PP의 함량이 증가하여 내충격 강도가 떨어지는 문제가 있다.
코어층은 언더커버의 전체 중량에 따라 단위면적당 무게를 조절할 수 있다. 구체적으로 상기 코어층을 형성하는 부직포는 단위면적당 무게가 400 내지 1000 g/m2일 수 있다.
본 발명의 코어층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 저융점(low melting, LM) 섬유로 형성된 부직포를 포함한다. 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유는 내구성 및 형태를 부여하는 몸체 또는 기재의 역할을 한다.
상기 저융점(low melting, LM) 섬유는 적층 후 열처리 과정에서 용융되어 부직포 사이의 공극을 채우고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유간의 결합을 강화시켜, 인장강도를 포함하는 기계적 강도를 상승시킨다.
상기 저융점(low melting, LM) 섬유는 PET 소재로 이루어진 섬유로 110 내지 180℃의 융점을 가지는 것을 특징으로 한다. 구체적으로 110℃, 164℃ 또는 180℃의 융점을 가질 수 있으며, 본 발명에서는 일실시예에서는 110℃의 융점을 LM을 사용하였다.
상기 코어층은 상부 또는 하부 스킨층에 비하여 상대적으로 두껍게 형성된다. 이는 본 발명의 코어층이 언더커버의 기재 역할을 하기 위한 것이다.
본 발명에서 실시예에 따른 코어층의 100 중량부 기준으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 40 내지 60 중량부와 저융점(low melting, LM) 섬유 40 내지 60 중량부를 포함한다. 바람직하게 상기 코어층의 100 중량부 기준으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 50 중량부와 저융점(low melting, LM) 섬유 50 중량부를 포함한다.
코어층의 물성은 저융점(low melting, LM)의 함량에 영향을 받는다. 상기 코어층의 저융점(low melting, LM) 이 40 중량부 미만인 경우, 인장강도, 굴곡강도, 굴곡탄성이 감소하여 내구성이 떨어지는 문제가 있으며, 60 중량부 초과인 경우, 생산단가가 높아지는 문제점이 있다.
상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유의 섬유장은 55 내지 75㎜이며, 섬도는 3 내지 9 데니아다. 구체적으로 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유의 섬유장은 64㎜이고, 섬도는 6 데니아 일수 있다.
상기 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유의 섬유장은 40 내지 64㎜이며, 섬도는 2 내지 6 데니아다. 구체적으로 상기 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유의 섬유장은 64 ㎜이고, 섬도는 4 데니아 일수 있다.
상기 폴리프로필렌(PP) 섬유의 섬유장은 55 내지 75㎜이며, 섬도는 4 내지 12 데니아다. 구체적으로 상기 폴리프로필렌(PP) 섬유의 섬유장은 64 ㎜이고, 섬도는 8 데니아 일수 있다.
상기 저융점(low melting, LM) 섬유의 섬유장은 55 내지 75㎜이며, 섬도는 2 내지 6 데니아다. 상기 저융점(low melting, LM) 섬유는 구체적으로 섬유장 64㎜에 섬도 4 데니어일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 언더커버는 상기 상부 스킨층과 하부 스킨층 사이에 코어층을 적층하고 더블벨트 프레스 조건으로 150 내지 250℃ 온도의 열처리와 압력을 가해 보드형태로 제조된다.
상기 열처리 온도가 150℃ 미만인 경우, 용융이 고르게 되지 못하여 보드화가 되지 못하는 문제가 있으며, 250℃ 초과인 경우 탄화등의 현상이 발생하는 문제가 있다.
상기 압력이 1 내지 30N/㎠로 가하여 제조되는 것 수 있으며, 구체적으로 5 내지 15 N/㎠ 의 압력을 가하여 제조될 수 있다.
상기 압력이 1 N/㎠ 미만인 경우, 두께의 균일도가 떨어져서 물성의 편차가 발생하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동차 언더커버의 제조방법은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유를 10~40:40~70:10~30의 중량비로 혼합하여 상부 또는 하부 스킨층을 제조하는 단계, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 저융점(low melting, LM) 섬유를 5:5의 중량비로 혼합하여 코어층을 제조하는 단계; 및 상기 상부 스킨층과 하부 스킨층 사이에 코어층을 적층하고 150 내지 250℃의 온도에서 5 내지 10 m/분의 속도로 더블벨트 프레스하여 보드 또는 판넬을 제조하는 단계; 및 상기 보드 또는 판넬을 성형하여 자동차 언더커버를 제조하는 단계를 포함한다.
본 발명에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 래피드 멜팅(Rapid melting, RM), 폴리프로필렌(PP) 섬유, 저융점(low melting, LM) 섬유에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
본 발명의 실시예에 따른 제조방법으로 제조된 자동차 언더커버는 내수성 및 내열성이 개선된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 제조방법은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유를 10~40:40~70:10~30의 중량비로 혼합하여 부직포로 이루어진 상부 또는 하부 스킨층을 제조하고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 저융점(low melting, LM) 섬유를 5:5의 중량비로 혼합하여 부직포로 이루어진 코어층을 제조한다.
구체적으로 상기 스킨층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유를 3:5:2의 중량비로 혼합하는 것일 수 있다.
상기에서 제조된 상부 스킨층과 하부 스킨층 사이에 코어층을 적층하고, 150 내지 250℃의 온도에서 5 내지 10 m/분의 속도로 더블벨트 프레스하여 보드를 제조하고, 자동차 언더커버에서 요구하는 모양으로 성형하여 자동차 언더커버를 제조한다.
상기 더블 벨트 프레스는 1 내지 30 N/㎠의 압력 조건에서 수행될 수 있으며, 바람직하게 5 내지 15 N/㎠의 압력조건으로 수행될 수 있으며, 더욱 바람직하게 10 N/㎠으로 수행될 수 있다.
상기 열은 3 내지 5분간 처리될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다. 단, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
제조예1. 스킨층 부직포의 제조
재생 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유를 3:5:2의 중량비로 혼합하여, 단위면적당 무게가 350 g/m2이 되도록 부직포를 제조하였다.
상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유는 섬유장 64㎜, 섬도 6 데니아를 이용하였으며, 폴리프로필렌(PP) 섬유는 섬유장 64㎜, 섬도 8 데니아를 이용하였고, 상기 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유는 PET 소재이며, 섬유장 64㎜에 섬도 4 데니아를 사용하였으며, 융점은 164℃였다.
제조예2. 코어층 부직포의 제조
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 저융점(low melting, LM) 섬유를 5:5의 중량비로 혼합하여, 단위면적당 무게가 700 g/m2이 되도록 부직포를 제조하였다. 이때 저융점(low melting, LM)는 PET 소재이며, 섬유장 64 ㎜에 섬도 4 데니아를 이용하였고, 융점은 110℃였다.
제조예3. 코어층 부직포의 제조
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 저융점(low melting, LM) 섬유를 6:4의 중량비로 혼합하는 것을 제외하고 제조예2와 동일한 방법으로 코어층 부직포를 제조하였다.
제조예4. 코어층 부직포의 제조
제조예2에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 저융점(low melting, LM) 섬유를 7:3의 중량비로 혼합하는 것을 제외하고 제조예2와 동일한 방법으로 코어층 부직포를 제조하였다.
자동차 언더커버용 보드의 제조
자동차 언더커버를 제조하고자, 상기의 부직포를 더블벨트 프레스를 이용하여 200℃에서 5 m/분의 속도로 10N/㎠의 압력을 가하여 3분간 열세팅하여 언더커버용 보드를 제조하였다.
1) 실시예1
제조예1의 스킨층 부직포-제조예2의 코어층 부직포-제조예1의 스킨층의 순서로 부직포를 3층으로 적층하고 더블 벨트 프레스기를 이용하여 단위면적당 무게가 1400 g/m2인 언더커버용 보드를 제작하였다.
2) 비교예1
상기 제조예1의 스킨층 부직포만을 4층으로 적층하고 더블 벨트 프레스기를 이용하여 단위면적당 무게가 1400 g/m2인 언더커버용 보드를 제작하였다.
3) 비교예2
상기 제조예2의 코어층 부직포만을 2층으로 적층하고 더블 벨트 프레스기를 이용하여 단위면적당 무게가 1400 g/m2인 언더커버용 보드를 제작하였다.
4) 비교예3
제조예2의 코어층 부직포를 대신하여 제조예3의 코어층 부직포를 사용하는 것을 것으로 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 언더커버용 보드를 제작하였다.
5) 비교예4
제조예2의 코어층 부직포를 대신하여 제조예4의 코어층 부직포를 사용하는 것을 것으로 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 언더커버용 보드를 제작하였다.
물성 테스트
상기 실시예1, 비교예1 내지 4의 기계적 강도를 측정하고자, 각 보드를 냉각 프레스를 이용하여 2T의 두께로 제조하였다. 그 후 보드를 50㎜×150㎜, 25㎜×150㎜ 크기가 되도록 재단하여 시편을 제조하였다.
제조된 시편을 이용하여 ASTM D5034 조건으로 인장 강도, ISO178 A 번에 따라 굴곡강도 및 굴곡 탄성율을 측정하였다. 각 시편은 7개를 준비하여 측정하고, 상/하한치 2개의 값을 제외하고 5개 값의 평균치를 이용하였다.
1) 내열성 테스트
제조된 보드의 내열성을 확인하고자, 120℃ 온도 조건에서 240 시간 동안 방치한 후, 표준상태 23±2℃, 상대습도 50±5%에서 1시간동안 상태조절 후, 인장 강도, 굴곡강도 및 굴곡 탄성율을 측정하고, 열처리 전과 비교하였다.
2) 내수성 테스트1
제조된 보드의 내수성을 확인하고자, 40℃ 온수 조건에서 240 시간 방치 후, 표준상태에서 1시간 동안 상태조절하고 인장 강도, 굴곡강도 및 굴곡 탄성율을 측정하였다. 측정결과는 온수 처리 전과 비교하였다.
3) 내수성 테스트2
제조된 보드의 내수성을 확인하고자, 샤워기를 이용하여 40℃ 온수를 10분, 20분 또는 30분간 노출시킨 후, 표준상태에서 1시간 동안 상태조절하고 인장 강도, 굴곡강도 및 굴곡 탄성율을 측정하였다. 측정결과는 샤워기 처리 전과 비교하였다.
표 1은 인장강도의 측정결과이다.
Figure 112019053050883-pat00001
*MD: 기계생산방향(Machine Direction), TD: 기계생산방향과 직각인 원단폭방향(Transverse Direction)
표 2는 굴곡강도 측정 결과이다.
Figure 112019053050883-pat00002
*MD: 기계생산방향(Machine Direction), TD: 기계생산방향과 직각인 원단폭방향(Transverse Direction)
표 3은 굴곡탄성율 측정 결과이다.
Figure 112019053050883-pat00003
*MD: 기계생산방향(Machine Direction), TD: 기계생산방향과 직각인 원단폭방향(Transverse Direction)
표 1 내지 표 3을 참고하면, 비교예1은 내열 및 내수성 테스트 전과 비교하여 인장강도, 굴곡강도, 굴곡탄성이 가장 감소가 낮아 내열성 및 내수성이 우수함을 확인하였다. 그러나, 처리전 인장강도, 굴곡강도 및 굴곡탄성율이 가장 낮게 측정되어 자동차 언더커버에서 요구되는 내충격성을 만족하지 못할 것으로 판단하였다.
비교예2는 내열성 및 내수성이 다른 시료들과 비교하여 낮음을 확인하였다. 구체적으로 비교예2는 처리전 인장강도는 우수하였으나, 내수성 테스트 후 인장강도가 처리전의 78 내지 88% 수준으로 감소하였다. 반면, 실시예1 및 비교예 1, 비교예 3 및 비교예4는 내수성 테스트 후에도 처리전의 인장강도의 92% 이상을 유지하였다. 또한, 비교예2는 굴곡강도의 경우 내열성 테스트에서 처리전(MD: 24, TD: 24)과 비교하여 MD: 14, TD: 16(처리전의 58%, 67% 수준)로 크게 감소하였다. 또한 내열성 테스트 후 굴곡탄성이 처리전(MD: 882, TD: 1023)과 비교하여 MD: 199, TD: 158 (처리전의 약 23%, 25% 수준)로 감소하는 것을 확인하였다. 즉, 내열성 및 내수성이 낮음을 확인하였다.
반면, 실시예1이 비교예 1 내지 4와 비교하여 내수성 및 내열성이 우수함을 확인하였다. 구체적으로 처리전 인장강도, 굴곡강도, 및 굴곡탄성율이 비교예1 내지 4와 비교하여 우수하였으며, 내열성 및 내수성 테스트에 결과에서도 우수한 측정값(인장강도, 굴곡강도, 굴곡탄성)을 보였다.
다음으로, 코어층의 LM 함량에 따른 시료의 인장강도, 굴곡강도 및 굴곡탄성율을 비교하였다. 실시예1(LM 50%), 비교예3(LM 40%), 비교예4(LM 30%)에서 코어층의 LM의 함량이 감소함에 따라 물성(인장강도, 굴곡강도 및 굴곡탄성)이 저하되는 것을 확인하였다.
1: 언더커버
100: 코어층
110: 상부 스킨층
120: 하부 스킨층

Claims (5)

  1. 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유로 형성된 부직포를 포함하는 상부 스킨층;
    폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 저융점(low melting, LM) 섬유로 형성된 부직포를 포함하는 코어층; 및
    폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유로 형성된 부직포를 포함하는 하부 스킨층을 포함하며
    상기 상부 스킨층과 하부 스킨층 사이에 코어층을 적층하고 150 내지 250℃ 온도에서 5분 내지 10 m/분의 속도로 1 내지 30N/cm2의 압력을 가하여 제조되고,
    상기 상부 스킨층과 하부 스킨층에 포함된 폴리프로필렌은 용융되어 피막을 형성하는 것을 특징으로 하는,
    내수성 및 내열성이 향상된 자동차 언더커버.
  2. 제 1항에서,
    상기 상부 또는 하부 스킨층의 100 중량부 기준으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 10 내지 40 중량부, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 40 내지 70 중량부 및 폴리프로필렌(PP) 섬유가 10 내지 30 중량부로 포함되며, 단위면적당 무게가 250 내지 450 g/m2인 것을 특징으로 하며,
    상기 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유는 래피드 멜팅-폴리에틸렌 테레프탈레이트(RM-PET)로 융점이 160 내지 180℃인 것인,
    자동차 언더커버.
  3. 제 1항에서,
    상기 코어층의 100 중량부 기준으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 40 내지 60 중량부와 저융점(low melting, LM) 섬유가 40 내지 60 중량부인 것을 특징으로 하는,
    자동차 언더커버.
  4. 삭제
  5. 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 래피드 멜팅(Rapid melting, RM) 섬유 및 폴리프로필렌(PP) 섬유를 10~40:40~70:10~30의 중량비로 혼합하여 상부 또는 하부 스킨층을 제조하는 단계;
    폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 저융점(low melting, LM) 섬유를 5:5의 중량비로 혼합하여 코어층을 제조하는 단계; 및
    상기 상부 스킨층과 하부 스킨층 사이에 코어층을 적층하고 150 내지 250℃의 온도에서 5 내지 10 m/분의 속도로 더블벨트 프레스하여 보드 또는 판넬을 제조하는 단계 및 상기 보드 또는 판넬을 성형하여 자동차 언더커버를 제조하는 단계를 포함하고,
    상기 판넬을 제조하는 단계는, 1 내지 30N/cm2의 압력을 수행되며,
    상기 상부 스킨층과 하부 스킨층에 포함된 폴리프로필렌은 용융되어 피막을 형성하는 것을 특징으로 하는,
    자동차 언더커버의 제조방법.
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