KR102249854B1 - 차량용 내장재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 내장재에 관한 것으로, 복수 개의 버블이 소정 간격을 두고 형성된 중간층과 상기 중간층의 상면 및 하면에 형성된 열가소성 시트층으로 구성된 중공버블시트층, 및 상기 중공버블시트층을 보강하도록 상기 중공버블시트층의 상면 및 하면에 형성된 보강층을 포함하여 강도보강, 성형성 향상 및 원단 압착, 브라켓 부착 등의 후가공성이 우수하고, 내열성능이 향상되는 효과가 있다.

Description

차량용 내장재 {AUTOMOTIVE INTERIOR MATERIAL USING BUBBLE SHEET-COMPOSITE}
본 발명은 차량용 내장재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강도가 우수하면서 경량인 중공버블시트 복합소재를 이용한 차량용 내장재에 관한 것이다.
자동차 내장재용 복합소재는 적용되는 부품에 따라 여러타입의 소재들이 적용되고 있는데, 대표적으로, 천연섬유 강화 보드, 유리섬유 강화 보드, PP 보드, 우드 스탁(Wood stock), 뱀부 스탁(Bamboo stock), 열경화성 복합소재(Thermoset composite), PET 펠트, 하드 보드(Hard board), 글라스 섬유/폴리우레탄 폼, 중공버블시트(BUBBLE SHEET) 등이 있으며, 최근에는 친환경 및 경량화를 위해 PP 폼과 천연섬유 보강층의 다층구조 기재도 사용되고 있다.
상기 소재들은 적용되는 부품의 요구사항 및 형상에 따라 복합소재로 제조되고 있는데, 강화되고 있는 냄새, VOC 등의 친환경 규제에 따라 기존 소재의 적용에 한계를 드러내고 있는 실정이다.
또한, CO2 배출 억제를 위해 더 가볍고 물성이 우수한 고강성 경량화 복합소재의 적용에 대한 요구사항이 지속적으로 높아지고 있으며, 동시에 글로벌 시대에 시장경쟁력을 확보하기 위한 가격경쟁력도 요구하고 있기에, 기존 소재의 문제점들을 개선하고 가격 경쟁력이 우수한 새로운 소재의 개발이 시급한 실정이다.
실제로, 상기의 문제점을 개선하기 위해, 친환경 및 경량화 소재의 개발이 진행되어 여러타입의 소재가 개발 및 적용되고 있는데, 친환경, 경량화, 우수한 물성 및 가격경쟁력을 모두 만족하는 소재를 개발하기에 어려운 실정이다.
예를 들어, 천연섬유-PP 폼 소재는 친환경이며, 경량화 소재이지만, 기존 소재 대비 원가경쟁력이 우수하지 못하여 적용에 한계를 가지고 있으며, 또한, 천연섬유-열경화성 복합소재는 친환경, VOC free, 높은 물성 및 우수한 경량화 효과가 있지만, 높은 공정 비용으로 인해 적용에 제한을 두고 있다.
또한, VOC 및 냄새를 만족하며, 우수한 강도를 가지는 중공버블시트는 우수한 경량화 효과 및 친환경소재로 트렁크 커버링 및 보드 류에 널리 적용하고 있는데, 제조공정에서의 잔존 응력 및 열에 취약한 특성으로 인해, 평판 타입의 냉간성형 공법으로만 성형이 가능한 제품에 적용이 한정되고 있다.
따라서 가볍고 물성이 우수한 고강성 경량화 복합소재의 개발이 필요하다.
한국 등록특허 제1601861호(2016.03.03) '차량 내장재 기재용 팰트 적층물 및 그 제조방법'
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 차량용 내장재가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로 강도 및 내열성이 우수하면서 경량인 차량용 내장재를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 차량용 내장재는, 복수 개의 버블이 소정 간격을 두고 형성된 중간층과 상기 중간층의 상면 및 하면에 형성된 열가소성 시트층으로 구성된 중공버블시트층, 및 상기 중공버블시트층을 보강하도록 상기 중공버블시트층의 상면 및 하면에 형성된 보강층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 보강층은 천연섬유, 유리섬유, 유리울, 휘스커, 바잘트 중 적어도 어느 하나와 열가소성 섬유를 니들펀칭하여 펠트 형태로 형성된 것도 가능하다.
또한, 상기 보강층은 천연섬유, 유리섬유, 유리울, 휘스커, 바잘트 중 적어도 어느 하나와 열가소성수지가 30:70 이상, 60:40 이하의 중량%의 비율로 혼합된 것도 가능하다.
한편, 상기 보강층은, 천연섬유, 유리섬유, 유리울, 바잘트, 휘스커 중 적어도 어느 하나의 섬유를 화학 수지 섬유와 혼합 후, 열가소성 수지 파우더 도포 후, 열롤러로 가열 압착을 통해 제조되는 것도 가능하다.
이때, 상기 보강층은 상기 중공버블시트층의 형성 시 발생된 잠열을 통하여 상기 중공버블시트층과 동시에 열 라미네이션되고, 간접 가열 방식의 컨베이어밸트 타입의 오븐을 이용하여 기재 용융 후 상기 중공버블시트층에 냉간압착 성형되는 것도 가능하다.
한편, 상기 중간층은 열가소성 수지와 첨가제를 혼합한 후 압출한 시트를 진공롤 금형에 통과시켜 상기 버블을 형성시키는 것도 가능하다.
한편, 상기 중공버블시트층과 상기 보강층의 중량비 범위가 1:0.05 이상, 1:1 이하의 비율로 형성되는 것도 가능하다.
또한, 상기 중공버블시트층과 상기 보강층의 중량비 범위가 1:0.05 이상, 1:0.5 이하의 비율로 형성되는 것도 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 내장재에 의하면, 강도보강, 성형성 향상 및 원단 압착, 브라켓 부착 등의 후가공성이 우수하고, 내열성능이 향상되는 효과가 있다.
또한, 부직포층을 중공버블시트층에 동시 열라미네이션 한 후, 컨베어 벨트 오븐 공정과 냉간성형을 통해 차량용 내장재를 경량화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 내장재에서 보강층을 구비한 복합소재의 적층구조를 나타낸 단면도,
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 내장재에서 박막보강층을 구비한 복합소재의 적층구조를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 내장재에서 펠트 보강층과 부직포층을 제조하는 공정 흐름도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 내장재에서 펠트 보강층과 중공버블시트층이 라미네이션 된 복합소재를 부품으로 성형하는 공정 흐름도,
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 내장재에서 중공버블시트에 부직포층을 라미네이션 하는 공정 계략도,
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 내장재에서 부직포층이 적용된 복합소재의 성형 공정을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 차량용 내장재 제조방법이 적용된 복합소재에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 차량용 내장재의 적층구조를 개략적으로 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 내장재는 중공버블시트층(10) 및 보강층(20)을 포함하고, 상기 중공버블시트층(10)은 중간층(11)과 열가소성 시트층(12)을 포함한다.
이때, 상기 중간층(11)은 소정 간격을 두고 버블이 형성된 시트 형태로 구비되고, 상기 중간층(11)의 상면 및 하면에 열가소성 시트층(12)이 적층된다.
여기서, 상기 중공버블시트층(10)은 열가소성 수지와 첨가제를 95:5 이상, 60:40 이하의 중량%의 비율로 혼합하여 제작된다. 이때, 첨가제는 탈크, 탄산칼슘, 휘스커, 유리단섬유 , 셀룰로오스,　UV 안정화제, 산화방지제 등이 될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 중공버블시트는 열가소성 수지와 첨가제를 95:5 이상, 60:40 이하의 중량%의 비율로 혼합 후 압출하고, 압출된 시트를 진공롤 금형에 통과시켜 소정 간격으로 버블이 형성된 상기 중간층(11)을 제조한다.
또한, 버블이 형성된 상기 중간층(11)의 상면 및 하면에 열가소성 시트층(12)을 압출과 동시에 라미네이션 하여 상기 중공버블시트층(10)을 제조한다. 이러한, 상기 중공버블시트층(10)은 단위 면적당 중량이 500g/m2 이상, 3000g/m2 이하로 마련되는 것이 바람직하고, 단위 면적당 중량이 1000g/m2 이상, 3000g/m2 이하로 마련되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 중공버블시트층(10)의 상면 및 하면에는 상기 보강층(20)이 적층된다. 이때, 본 실시예에서는 상기 보강층(20)은 펠트 형태로 형성된다.
이때, 펠트 형태의 상기 보강층(20)은 천연섬유, 무기질섬유 등과 열가소성 섬유를 니들 펀칭(needle punching)하여 제조된다. 즉, 천연섬유, 유리섬유, 유리울, 휘스커, 바잘트 등 중 적어도 어느 하나와 열가소성 섬유가 30:70 이상, 60:40 이하의 중량%의 비율로 혼합하여 제작된다.
또한, 펠트 형태의 상기 보강층(20)은 강도보강, 성형성 향상을 위해, 150g/m2 이상 1000g/m2 으로 마련되는 것이 바람직하고, 500g/m2 이상 1000g/m2 으로 마련되는 것이 더욱 바람직하다. 즉, 상기 보강층(20)은 상기 중간층(11)과의 상용성을 고려하여, 압착 라미네이션 성형 시 잠열에 의해 열라미네이션이 가능한 유사한 성질의 소재로 제작될 수 있다.
한편, 상기 중공버블시트층(10)과 상기 보강층(20)의 중량비 범위가 1:0.05 이상 1:1 이하의 비율로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 중공버블시트층(10)과 상기 보강층(20)의 중량비가 1:0.05 미만인 경우, 강도 보강의 효과가 미비하여 보강층으로 인한 성형성 및 강도 향상을 기대하기 어렵고, 상기 중공버블시트층(10)과 상기 보강층(20)의 중량비가 1:1 초과인 경우, 보강층의 중량 향상으로 경량화 효과 저하 및 원가상승의 원인이 되어 가격경쟁력이 저하된다.
또한, 상기 중공버블시트층(10) 및 상기 보강층(20)에 사용되는 열가소성 수지는 폴리프로필렌(PP) 수지가 사용될 수 있다. 다만, 본 발명에서는 열가소성 수지에 한정되는 것은 아니고, 폴리아마이드, 폴리에틸렌, 폴리스틸렌, 폴리알킬렌테레프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리술폰, 폴리이미드, 폴리카보네이트 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 혼합물로 마련될 수도 있다.
또한, 상기 보강층(20)은 무기질섬유 또는 천연섬유와 열가소성 섬유에 니들 펀칭을 통해 제작되고, 상기 보강층(20)은 상기 중공버블시트층(10) 양면에 적층되어 자동차 내장재용 복합소재의 강도 보강 및 내열성, 성형성을 향상 시킬 수 있다. 대표적으로, 상기 보강층(20)에 펠트 형태의 천연섬유 강화보드 및 박막 천연섬유 보강지가 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 중공버블시트층(10)의 상면 및 하면에 상기 보강층(20)이 적층된 구조로 구성되어 있는데, 이는 강도보강 효과가 우수하고, 내열성 및 성형성이 우수하다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 내장재의 구조가 도시되어 있다. 본 실시예에서는 중공버블시트층(110) 및 보강층(120)을 포함하고, 상기 중공버블시트층(110)은 중간층(111)과 열가소성 시트층(112)을 포함한다.
이때, 상기 보강층(120)을 저중량의 부직포 형태로 제조하고 상기 중공버블시트층(110)의 중량을 증가시켜, 성형성이 향상된 복합소재로도 제조할 수 있다.
이를 통해, 고중량의 상기 중공버블시트층(120)의 적용이 필요한 복합소재의 제조가 가능하다. 상기 보강층(120)은 천연섬유, 합성섬유, 유리섬유 중 하나 이상의 섬유의 혼합을 통해 열롤러를 통해 저중량으로 제조한 것으로 사용 될 수 있다.
즉, 상기 보강층(120)은 천연섬유, 합성섬유, 유리섬유 중 하나 이상의 섬유의 혼합(mixing)을 통해 만들어 지는데, 1차적으로 니들 펀칭(needle punching) 공정을 통해 제조되어진 웹(web)을 저중량으로 형성한 후, 면밀도 향상 및 섬유상의 결합력 보완을 위해 열가소성 수지 파우더 도포 후, 열롤러(heat rolling)로 가열 압착을 통해 제조되어 질 수 있다.
이때, 열가소성 수지 파우더는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 적용 될 수 있다. 또한, 제조된 상기 보강층(120)은 100g/m2 이상 500g/m2 이하의 중량으로 제조될 수 있으며, 0.5mm 이상, 3mm 이하의 두께로 제조될 수 있다.
한편, 상기 중공버블시트층(110)과 상기 보강층(120)의 중량비 범위가 1:0.05 이상 1:0.5 이하의 비율로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 중공버블시트층(110)과 상기 보강층(120)의 중량비가 1:0.05 미만인 경우, 강도 보강의 효과가 미비하여 보강층으로 인한 성형성 및 강도 향상을 기대하기 어렵고, 상기 중공버블시트층(110)과 상기 보강층(120)의 중량비가 1:0.5 초과인 경우, 보강층의 중량 향상으로 경량화 효과 저하 및 원가상승의 원인이 되어 가격경쟁력이 저하된다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 보강층(20, 120)의 제조 방법에 대하여 개시되어 있다. 먼저, 섬유 소재를 혼합(mixing)하고(S110), 각 섬유를 스파이크롤(spike roll)로 풀어주고(opening)(S120), 다시 섞는(carding) 개섬 공정을 실시한다(S130). 카딩기를 이용하여 각 섬유를 섞어줌과 동시에 배열하여 웹을 형성(forming)하고(S140), 기포지(112) 위에 원하는 중량과 폭으로 웹(Web)을 적층한 다음, 니들펀칭(needle punching)한 다음(S150), 원하는 길이와 폭으로 재단(cutting)하여(S160) 펠트 형태의 상기 보강층(20)을 형성한다.
한편, 부직포 형태의 상기 보강층(120)은 니들 펀칭(needle punching) 공정을 통해 제조되어진 웹(web)을 저중량으로 형성한 후(S150), 면밀도 향상 및 섬유상의 결합력 보완을 위해 열가소성 수지 파우더 도포 후, 열롤러(heat rolling)로 가열 압착(S170)한 후 와인딩(winding)하여 형성된다(S180).
도 4에는 상기 중공버블시트층(10)과 상기 보강층(20)을 라미네이션하여 복합소재를 부품으로 성형하는 공정에 대한 개략도가 도시되어 있다.
상기 보강층(20)을 상기 중공버블시트층(10)과 라미네이션 하기 위해, 재료의 적재(S210) 및 이송(S220) 후, 상면 및 하면에 라미네이션 될 상기 보강층(10)을 핫프레스로 열간압착한 후(S230), 성형부품 금형에 하측면을 이송하여(S240) 안착하고(S250), 오븐에서 50℃ 이상 100℃ 이하의 온도로 에이징된(S260) 상기 중공버블시트층(10)을 금형에 안착된 보강층 위에 안착한 후(S270), 핫프레스로 열간압착된 다른 보강층을 상면에 안착(S280)하며, 동시에 냉간 성형(S290)을 통해 부품으로 성형한다.
열간 압착된 상기 보강층(20)의 잠열과, 에이징된 상기 중공버블시트층(10)의 잠열로 인해 상호 접착이 가능하며, 이를 통해, 상기 중공버블시트층(10)의 버블터짐이 없기 때문에 강도를 유지 할 수 있으며, 상면 및 하면에 형성된 상기 보강층(20)으로 인하여 성형성, 내열성, 후가공성 등이 향상된 복합소재 구조층으로 제조 될 수 있다.
또한, 상기 중공버블시트층(10)을 성형라인 오븐에서 히팅하지 않고, 100도 이하의 온도(바람직하게는 50도 이상 80도 이하의 온도)에서 에이징하기 때문에, 상기 중공버블시트층(10)의 가장 큰 단점인 열에 의한 버블터짐으로 인한 강도 저하, 성형성 저하 등의 형상을 억제할 수 있으며, 상면 및 하면에 성형성이 양호한 상기 보강층(20)을 라미네이션 하였기 때문에, 성형성 및 후가공성을 향상 시킬 수 있는 복합소재를 제조 할 수 있다.
즉, 도 1에 개시되어 있는 차량용 내장재는 상기 보강층(20)을 부품 성형공정에서 상면 및 하면에 라미네이션하여 상기 중공버블시트층(10)과 동시에 하나의 공정으로 성형하여 마련된다. 이때, 상기 보강층(20)은 합성섬유, 무기질섬유, 천연섬유 중 하나 이상을 포함하여 제작되고, 상기 보강층(20)은 상기 중공버블시트층(10)에 바로 적층되어 차량용 복합소재 부품 성형을 통해, 강도 보강, 내열성 향상 및 성형성을 향상 할 수 있다.
한편, 도 5에는 본 발명의 다른 실시예에서 상기 부직포층(120)을 상기 중공버블시트층(110)과 동시 라미네이션 하는 공정에 대한 개념도가 도시되어 있다. 상기 중공버블시트층(110) 제조 시의 잠열을 이용하여, 저중량의 상기 부직포층(120)을 동시 라미네이션하여 시트 타입의 복합소재를 제조한다.
이러한 방식으로 제조된 시트 타입의 복합소재는, 펠트 타입의 보강층(20)을 적용한 경우와는 다르게 도 6의 오븐 공정을 이용하여 자동차 내장재용 부품으로 냉간성형하여 제작 될 수 있다. 즉, 도 6을 참조하면, 재료의 적재(310) 및 이송(S320) 후, 간접 가열 방식의 컨베이어 밸트 타입(컨베어) 오븐(S330)을 통하여 기재를 용융하여 상기 보강층(120)을 에이징한 후 금형에 적층한 다음(S340) 냉간성형(S350)을 통해 라미네이션 할 수 있다.
이때, 부직포 형태의 상기 보강층(120)은 천연섬유, 유리섬유, 유리울, 바잘트, 휘스커 중 하나 이상의 섬유를 화학 수지 섬유와 혼합 후, 열가소성 수지 파우더 도포 후, 열롤러로 가열 압착을 통해 제조된다(도 3 참조).
부직포 형태의 상기 보강층(120)에 사용될 수 있는 화학수지 섬유로는 폴리올레핀계, 열가소성 아크릴 수지, 열가소성 에폭시 수지가 있고, 열경화성수지는 열경화성 에폭시수지, 우레탄 수지, 아크릴레이트 수지 등이 있다.
상기 중공버블시티층(110)은 상기 보강층(120)과 라미네이션 되기 전, 오븐에서 에이징하여 상기 중공버블시트층(120)의 제조 시의 잔류 응력을 풀어주어 성형 후, 후변형을 방지할 수 있다. 이때, 오븐 온도는 50~90도℃ 정도이며, 시간은 30~60초로 유지된다.
실시예.
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 내장재 제조방법이 적용된 복합소재를 종래의 차량용 내장재의 복합소재와 비교하여 설명한다. 실시예 1 내지 6에서 제작된 복합소재는 상기 중공버블시트층(10,110)과 라미네이션 되는 보강층(20,120) 타입에 따라 제작되었으며, 펠트 형태의 상기 보강층(20)은 폴리프로필렌 수지와 천연섬유를 30:70 중량 %로 혼합하여 제조한 후, 도 4에 도시된 바와 같은 공정을 통해 냉간성형하여 제작하였다. 또한, 부직포 형태의 상기 보강층(120)은 폴리프로필렌 수지, 폴리에스터 수지, 천연섬유 및 열가소성 파우더가 40:15:40:5 중량 % 로 혼합하여 제조한 후, 도 6에 도시된 바와 같은 공정으로 상기 중공버블시트층(110) 제조시 열 라미네이션하여 복합소재를 제작 한 후, 냉간성형으로 부품 성형하였다.
그리고, 비교예 1은 종래 차량용 내장재의 복합소재로 일반적으로 사용되고 있는 구성이고, 비교예 2는 실시예 1과 동일한 구조로 제작하되 코어층과 보강층 제작시 천연섬유를 혼합하지 않고 폴리프로필렌(PP)만으로 제작하였다.
실시예 1 내지 6의 차량용 내장재의 구성은 하기 표 1과 같다.
구분 보강층 형태 보강층 질량(g/m2) 중공버블시트층 질량(g/m2) 제조방법 적층구조
실시예 1 펠트 600+600 1,200 핫프레스 도 1
실시예 2 펠트 700+700 1,200 핫프레스 도 1
실시예 3 펠트 600+600 1,400 핫프레스 도 1
실시예 4 펠트 600+600 1,400 오븐 도 1
실시예 5 부직포 250+250 1,900 오븐 도 2
실시예 6 부직포 350+250 1,900 오븐 도 2
비교예 1 및 2의 차량용 내장재의 구성은 하기 표 2와 같다.
구분 제1 소재 제1 소재 질량
(g/m2)		 제2 소재 제2 소재 질량
(g/m2)
비교예 1 우드파우더 2000 PP파우더 2000
비교예 2 펠트 형태 PP 600+600 중공버블시트 1200
상기 표 1 및 표 2에 개시되어 있는 중량비로 제작된 내장재를 크기가 150 x 50mm 이고 두께가 5mm인 시편으로 제작한 후 굴곡하중을 측정하였고, 딥 드로우 부위 성형성을 측정하였다. 또한, 200 x 200mm 의 크기로 제작하여 수축률을 측정하여 아래 표 2에 기재하였다.
여기서, 굴곡강도 시험은 시험속도를 5mm/min로 하였고, 성형성은 R 게이지를 통해 측정하였다. 수축률은 100±2℃의 온도 조건에서 169시간 동안 노화 시킨 후, 1시간 방치하여 변화율을 측정하였다
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 비교예1 비교예2
총중량
[g/m2]		 2,400 2,600 2,600 2,600 2,400 2,600 4,000 2,400
굴곡하중
[N]		 110 125 124 100 101 107 110 100
성형성
[R]		 3.0 3.0 3.0 3.0 2.5 2.5 3.0 2.5
수축율
[%]		 1.5 1.4 1.5 3.3 2.2 2.8 2.0 3.8
중량절감률
[%]		 40 35 35 35 40 35 - 40
부품현상
[육안]		 없음 없음 없음 후면
부품		 없음 없음 없음 후면
부품
가열공정 보강층 별도, 도4 보강층 별도, 도4 보강층 별도, 도4 동시
가열, 도5		 동시
가열, 도5		 동시
가열, 도5		 - 도4
상기한 표 3에 개시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 차량용 내장재는 종래의 비교예에 의한 내장재와 비교하여 경량화를 달성하면서 강성을 유지할 수 있고, 성형성 및 수축률은 동등 수준 이상임 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 차량용 내장재 제조방법을 적용함으로써, 기존 양산적용 소재 대비 중간 코어층의 버블 구조로 인해 30% 이상의 경량화 효과를 달성할 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 비교예 1은 기존의 우드스탁 소재로 제작한 부품의 경우, 성형성 및 수축률이 양호한 장점을 가지고 있는 반면 높은 중량 및 냄새, VOC 등에서 불리한 문제점을 가지고 있다. 실시예 1,2,3 및 5,6 의 경우, 제조된 중량에 따라 약간의 차이는 있지만, 기존의 우드스탁 대비 중량이 절감되며 유사한 강도를 달성할 수 있다. 다만, 상기 중공버블시트층의 단점인 후변형 및 성형성을 개선하기 위해 적용된 도 4에 도시된 공법을 적용하지 않은 실시예 4 의 경우에는, 기존의 문제점인 후변형에 따른 부품 현상 및 수축률에 문제점이 발생되었다.
그리고, 비교예 2는 실시예 1과 동일한 구조 및 총중량으로 제작하되 펠트 보강층 제작 시, 천연섬유를 혼합하지 않고 폴리프로필렌(PP)만으로 제작하였다. 즉, 첨가제를 혼합하지 않고 열가소성수지만으로 제작하였다.
실시예 1과 비교예 2를 비교해 보면, 총중량은 동일하지만 실시예 1이 비교예 2보다 굴곡하중이 높게 나타나고, 후변형에 따른 수축률 및 성형성 불량이 발생 됨을 알 수 있다.
따라서, 열가소성수지에 천연섬유를 혼합함으로써 동일한 중량대비 높은 강도를 달성하면서 수축률을 낮출 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10, 110 : 중공버블시트층
11, 111 : 중간층
12, 112 : 열가소성 시트층
20, 120 : 보강층

Claims (8)

  1. 복수 개의 버블이 소정 간격을 두고 형성된 중간층과 상기 중간층의 상면 및 하면에 형성된 열가소성 시트층으로 구성된 중공버블시트층; 및
    상기 중공버블시트층을 보강하도록 상기 중공버블시트층의 상면 및 하면에 형성된 보강층;
    을 포함하고,
    상기 중간층은,
    강도를 유지하면서 경량화되도록 열가소성 수지와 첨가제를 95:5 이상 60:40 이하의 중량%로 혼합한 후, 압출한 시트를 진공롤 금형에 통과시켜 소정의 간격으로 상기 버블을 형성시키고,
    상기 중공버블시트층은,
    성형성 및 후가공성이 향상되도록 상기 보강층과 중량비 범위가 1:0.05 이상 1:1 이하가 되도록 형성되고,
    상기 보강층은,
    천연섬유, 유리섬유, 유리울, 바잘트, 휘스커 중 적어도 어느 하나의 섬유를 열가소성 섬유와 혼합하여 제조되고,
    상기 중공버블시트층은,
    열에 의한 버블터짐을 방지하면서 잔류응력이 제거되도록 50도 이상 80도 이하의 온도에서 에이징된 후, 상면과 하면에 상기 보강층을 라미네이션한 것을 특징으로 하는 차량용 내장재.
  2. 복수 개의 버블이 소정 간격을 두고 형성된 중간층과 상기 중간층의 상면 및 하면에 형성된 열가소성 시트층으로 구성된 중공버블시트층; 및
    상기 중공버블시트층을 보강하도록 상기 중공버블시트층의 상면 및 하면에 형성된 보강층;
    을 포함하고,
    상기 중간층은,
    강도를 유지하면서 경량화되도록 열가소성 수지와 첨가제를 95:5 이상 60:40 이하의 중량%로 혼합한 후, 압출한 시트를 진공롤 금형에 통과시켜 소정의 간격으로 상기 버블을 형성시키고,
    상기 중공버블시트층은,
    성형성 및 후가공성이 향상되도록 상기 보강층과 중량비 범위가 1:0.05 이상 1:1 이하가 되도록 형성되고,
    상기 보강층은,
    상기 중간층과 열라미네이션이 가능한 천연섬유, 합성섬유, 유리섬유 중 하나 이상의 섬유을 혼합한 후, 열룰러를 통해 제조되고,
    상기 보강층은,
    상기 중공버블시트층의 형성 시 발생된 잠열을 통하여 상기 중공버블시트층과 동시에 열 라미네이션되고, 간접 가열 방식의 컨베이어밸트 타입의 오븐을 이용하여 기재 용융 후 상기 중공버블시트층에 냉간압착 성형되는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보강층은,
    천연섬유, 유리섬유, 유리울, 휘스커, 바잘트 중 적어도 어느 하나와 열가소성 섬유를 니들펀칭하여 펠트 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 내장재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보강층은,
    천연섬유, 유리섬유, 유리울, 휘스커, 바잘트 중 적어도 어느 하나와 열가소성 섬유가 30:70 이상, 60:40 이하의 중량%의 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 차량용 내장재.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제4항에 있어서,
    상기 중공버블시트층과 상기 보강층의 중량비 범위가 1:0.05 이상, 1:0.5 이하의 비율로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 내장재.
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