KR102642466B1 - 차량용 시트백 커버 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따르는 차량용 시트백 커버 제조방법은 강화 섬유와 열가소성수지 섬유를 이용하여 경량화 복합재를 제조하는 경량화 복합재 제조 단계, 상기 경량화 복합재를 차량용 시트백 커버 형상으로 성형하여 차량용 시트백 커버 소재를 마련하는 경량화 복합재 포밍 단계, 및 상기 차량용 시트백 커버 소재를 카펫 소재와 본딩시키는 카펫 본딩 단계를 포함한다.
Description
본 발명의 실시예들은 차량용 시트백 커버 및 그 제조방법에 관한 것이다.
기존의 차량용 시트백의 경우 커버가 없거나 또는 우드스탁(Woodstock) 등의 경질 소재로 이루어진 커버를 이용하였다.
만일, 차량용 시트백 커버가 없는 경우에는 마감소재로 사용되는 카펫(carpet)이 찢어지는 문제가 발생하였으며, 만일 우드스탁 등의 하드(hard) 한 소재로 이루어진 커버를 이용하는 경우 강성은 만족되나 제품의 중량이 커지는 단점이 있었다.
또한, 차량용 시트백 커버에 상대적으로 경량인 플라스틱 소재를 사용하게 되면, 제품 경량화에는 도움이 되나 필요한 물성을 확보하기에 어려움이 있었다.
따라서, 기존에 사용되고 있는 우드스탁 등의 단단한 소재에 비해 강도 및 강성이 우수하면서도, 제품 경량화가 가능한 소재를 이용하여 제작할 수 있는 차량용 시트백 커버 및 그 제조방법에 대한 개발이 필요하다.
본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0053542호(2013.05.24. 공개일)가 있으며, 상기 선행문헌에는 차량시트의 프레임 일체형 백커버가 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 경량화 복합재를 이용하여 기존 소재(예: woodstock 등)와 대비하여 경량화를 구현하고 물성을 향상시킨 차량용 시트백 커버를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 경량화 복합재를 이용하여 기존 소재와 대비하여 경량화를 구현하고 물성을 향상시킨 차량용 시트백 커버 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면 경량화 복합재를 이용하여 기존 소재와 대비하여 경량화를 구현하고 물성을 향상시킨 차량용 시트백 커버 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 차량용 시트백 커버 제조방법은 강화 섬유와 열가소성수지 섬유를 이용하여 경량화 복합재를 제조하는 경량화 복합재 제조 단계, 상기 경량화 복합재를 차량용 시트백 커버 형상으로 성형하여 차량용 시트백 커버 소재를 마련하는 경량화 복합재 포밍 단계, 및 상기 차량용 시트백 커버 소재를 카펫 소재와 본딩시키는 카펫 본딩 단계를 포함한다.
상기 경량화 복합재는, DLC(Dry Laid Composites) 소재일 수 있다. DLC는 경량화 복합재 중 하나이다. 기존의 Woodstock 등의 강성 있는 단단한 재료를 사용하지 않고 DLC와 같은 다공성 복합재료를 사용할 경우, 기존의 소재보다 경량이면서도 강도 및 강성이 우수한 장점이 있다.
상기 경량화 복합재는, MAPP(maleic anhydride modified polypropylene)를 원료로 사용할 수 있다. MAPP는 무수말레인산(maleic anhydride, MA)가 그라프트된 폴리프로필렌을 말한다. MAPP 자체로 경도가 우수하여, 동일 질량 대비 Hardness가 보완되는 장점이 있다. 또한, MAPP에서 무수말레인산(maleic anhydride, MA)은 강화 섬유와 인터랙션(interaction)이 좋아 굴곡 물성, 예를 들어 굴곡 강도를 향상시키는데 유리한 효과를 제공한다. 상기 경량화 복합재 제조 단계는, 강화 섬유와 열가소성수지 섬유 각각이 공급되는 섬유공급 단계, 상기 공급된 강화 섬유와 열가소성수지 섬유를 오프닝(opening)시키는 오프닝 단계, 상기 오프닝 된 강화 섬유 및 열가소성수지 섬유를 공급받아 믹싱(mixing)시키는 믹싱 단계, 및 상기 믹싱 된 경량화 복합재 소재를 골고루 분산시켜 카딩(carding)시키는 카딩 단계를 포함한다.
상기 경량화 복합재 제조 단계는 상기 카딩 단계 이후에, 상기 카딩 된 경량화 복합재 소재의 방향성을 제거하며 크로스 래핑시키며, 상기 크로스 래핑 된 경량화 복합재 소재의 일면에 부직포 스크림(nonwoven scrim)을 더 적층시키는 크로스 래핑(cross lapping) 단계를 더 포함한다.
상기 경량화 복합재 제조 단계는 상기 크로스 래핑 단계 이후에, 상기 크로스 래핑 된 경량화 복합재 소재를 니들 펀칭(needle punching)시키는 니들 펀칭 단계를 더 포함한다.
상기 경량화 복합재 제조 단계는, 상기 니들 펀칭 단계 이후에, 설정 형상 및 크기로 절단하는 슬릿팅(slitting) 단계, 및 상기 설정 형상 및 크기로 절단된 경량화 복합재 소재를 라미네이션(lamination) 하여 소정 두께의 경량화 복합재를 제공하는 라미네이션 단계를 더 포함한다.
상기 경량화 복합재 포밍 단계는, 상기 경량화 복합재를 설정 크기 및 형상으로 1차 트림하는 단계, 상기 1차 트림 된 경량화 복합재를 설정 온도로 히팅하는 단계, 및 상기 히팅 된 경량화 복합재를 프레스 가공 및 2차 트림하여 차량용 시트백 커버 형상으로 성형하여 차량용 시트백 커버 소재를 제공하는 단계를 포함한다.
상기 카펫 본딩 단계는, 카펫 소재를 준비하고, 상기 카펫 소재를 차량용 시트백 커버 형상 및 크기로 트림하는 단계, 상기 트림 된 카펫 소재에 글루(glue)를 형성하는 단계, 및 상기 글루를 이용하여 상기 카펫 소재와 상기 차량용 시트백 커버 소재를 프레스 본딩하는 단계를 포함한다.
상기 카펫 본딩 단계는, 상기 차량용 시트백 커버 소재와 본딩 된 상기 카펫 소재의 외측 잔여부위를 이용하여 상기 차량용 시트백 커버의 에지를 감싸도록 에지 랩핑(edge wrapping)하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면 차량용 시트백 커버 제조방법에 따라 제조된 차량용 시트백 커버를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 차량용 시트백 커버는, 경량화 복합재를 이용하여 성형된 차량용 시트백 커버 소재, 및 상기 차량용 시트백 커버 소재에 프레스 본딩 된 카펫 소재를 포함하며, 상기 경량화 복합재는 DLC(Dry Laid Composites)일 수 있다.
상기 경량화 복합재는, MAPP(maleic anhydride modified polypropylene)를 원료로 할 수 있다. MAPP는 무수말레인산(maleic anhydride, MA)가 그라프트된 폴리프로필렌을 말한다. MAPP 자체로 경도가 우수하여, 동일 질량 대비 Hardness가 보완되는 장점이 있다. 또한, MAPP에서 무수말레인산(maleic anhydride, MA)은 강화 섬유와 인터랙션(interaction)이 좋아 굴곡 물성, 예를 들어 굴곡 강도를 향상시키는데 유리한 효과를 제공한다.
상기 경량화 복합재는, 89~92 범위 내의 Shore A Hardness를 가질 수 있다
상기 경량화 복합재는, 3.8~6.2 범위 내의 굴곡 강도(Flexural Strength)를 가지며, 1430 내지 2600 범위 내의 굴곡 탄성률(Flexural Modulus)을 가질 수 있다.
본 발명에 의하면 경량화 복합재를 이용하여 차량용 시트백 커버를 제조할 수 있다. 이때, 경량화 복합재를 이용하여 제조된 차량용 시트백 커버의 경우 기존 소재(예: woodstock 등)에 비해 중량이 감소하여 제품 경량화 구현이 가능하며, 기존 소재에 비해 강도 및 강성 등의 기계적 물성이 우수한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면 경량화 복합재를 이용하여 경량이면서 강도 및 강성이 우수한 차량용 시트백 커버를 제공할 수 있다. 이에 따라, 경량화를 이유로 커버의 적용이 없었던 종래의 경우에 비해 표면 카펫(carpet)을 보호할 수 있는 장점이 있으며, 내구성 향상 및 품질 유지에 도움이 되는 장점이 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트백 커버 제조방법을 간략히 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트백 커버 제조방법 중 경량화 복합재 제조 단계를 간략히 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트백 커버 제조방법 중 경량화 복합재 제조 단계를 설명하기 위해 도시한 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트백 커버 제조방법 중 경량화 복합재 포밍 단계를 간략히 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 경량화 복합재 포밍 단계를 설명하기 위해 도시한 공정도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트백 커버 제조방법 중 카펫 본딩 단계를 간략히 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카펫 본딩 단계를 설명하기 위해 도시한 공정도이다.
도 8은 MAPP를 원료로 이용한 본 발명의 실시예와 비교예들의 Shore A Hardness 테스트 결과를 나타낸 결과 표이다.
도 9는 MAPP를 원료로 이용한 본 발명의 실시예와 비교예들의 굴곡 물성 테스트 결과를 나타낸 결과 표이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트백 커버 제조방법 중 경량화 복합재 제조 단계를 간략히 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트백 커버 제조방법 중 경량화 복합재 제조 단계를 설명하기 위해 도시한 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트백 커버 제조방법 중 경량화 복합재 포밍 단계를 간략히 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 경량화 복합재 포밍 단계를 설명하기 위해 도시한 공정도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트백 커버 제조방법 중 카펫 본딩 단계를 간략히 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카펫 본딩 단계를 설명하기 위해 도시한 공정도이다.
도 8은 MAPP를 원료로 이용한 본 발명의 실시예와 비교예들의 Shore A Hardness 테스트 결과를 나타낸 결과 표이다.
도 9는 MAPP를 원료로 이용한 본 발명의 실시예와 비교예들의 굴곡 물성 테스트 결과를 나타낸 결과 표이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명을 구현함에 있어서 설명의 편의를 위하여 구성요소를 세분화하여 설명할 수 있으나, 이들 구성요소가 하나의 장치 또는 모듈 내에 구현될 수도 있고, 혹은 하나의 구성요소가 다수의 장치 또는 모듈들에 나뉘어져서 구현될 수도 있다.
차량용 시트백 커버 제조방법
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트백 커버 제조방법을 간략히 도시한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트백 커버 제조방법은, 경량화 복합재 제조 단계(S100), 경량화 복합재 포밍 단계(S200), 카펫 본딩 단계(S300)를 포함한다.
경량화 복합재 제조 단계(S100)에서는 강화 섬유(예: glass fiber 등)와 열가소성수지 섬유(예: PP fiber 등)를 이용하여 경량화 복합재를 제조한다. 여기서, 경량화 복합재(10, 도 5 참조)는 기존의 차량용 시트백 커버의 소재로 이용되었던 소재(예: woodstock 등)에 비해 경량이면서, 강도 및 강성 등의 기계적 물성이 우수한 소재를 말한다. 예를 들어, 경량화 복합재(10, 도 5 참조)는 DLC(Dry Laid Composites) 소재를 이용할 수 있다.
바람직한 예로서, 경량화 복합재는, MAPP(maleic anhydride modified polypropylene)를 원료로 할 수 있다. MAPP는 무수말레인산(maleic anhydride, MA)가 그라프트된 폴리프로필렌을 말한다. MAPP 자체로 경도가 우수하여, 동일 질량 대비 Hardness가 보완되는 장점이 있다. 또한, MAPP에서 무수말레인산(maleic anhydride, MA)은 강화 섬유와 인터랙션(interaction)이 좋아 굴곡 물성, 예를 들어 굴곡 강도를 향상시키는데 유리한 효과를 제공한다.
MAPP를 원료로 하는 경량화 복합재는 89~92 범위 내의 Shore A Hardness를 가질 수 있다.
또한, 경량화 복합재는, 3.8~6.2 범위 내의 굴곡 강도(Flexural Strength)를 가지며, 1430 내지 2600 범위 내의 굴곡 탄성률(Flexural Modulus)을 가질 수 있다.
이어서, 경량화 복합재 포밍 단계(S200)에서는 이전 단계(S100)에서 제조된 경량화 복합재(10, 도 5 참조)를 제품 형상, 즉 차량용 시트백 커버에 대응하는 형상으로 성형하는 단계이다. 경량화 복합재 포밍 단계(S200)를 거치면서, 기존 소재에 비해 경량이면서 강도 및 강성이 우수한 차량용 시트백 커버 소재(20, 도 5 참조)가 마련될 수 있다. 즉, 경량화 복합재(10, 도 5 참조)를 정해진 형상으로 성형하여 차량용 시트백 커버 소재(20, 도 5 참조)를 성형하는 단계를 말한다.
이어서, 카펫 본딩 단계(S300)에서는 카펫 소재(30, 도 7 참조)를 준비하고, 카펫 소재(30, 도 7 참조)를 차량용 시트백 커버 형상에 대응하도록 트림한다. 트림된 카펫 소재(30, 도 7 참조)와 이전 단계(S200)에서 제작된 경량화 복합재 재질로 이루어진 차량용 시트백 커버 소재(20, 도 5 참조)를 부착하고, 프레스 본딩, 에지부 랩핑을 실시하여 차량용 시트백 커버(50, 도 7 참조)를 제조할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 경량화 복합재 제조 단계(S100), 경량화 복합재 포밍 단계(S200), 카펫 본딩 단계(S300)에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
경량화 복합재 제조 단계
경량화 복합재 제조 단계(S100)는 강화 섬유와 열가소성수지 섬유를 이용하여 경량화 복합재를 제조하는 단계이다.
본 단계에서 제조될 수 있는 경량화 복합재는 기존의 차량용 시트백 커버의 소재로 이용되었던 소재(예: woodstock 등)에 비해 무게가 가벼우면서도 강도 및 강성 등의 기계적 물성은 우수한 소재를 말한다.
대표적인 예로서, 본 발명에서의 경량화 복합재는 DLC(Dry Laid Composites) 소재를 이용할 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명에서 경량화 복합재, 즉 DLC 소재를 제조하는 과정을 설명하기로 한다. 도 2는 경량화 복합재 제조 단계를 간략히 도시한 순서도이고, 도 3은 경량화 복합재 제조 단계를 설명하기 위해 도시한 공정도이다.
경량화 복합재(즉, DLC 소재) 제조 단계(S100)는 섬유공급 단계(S110), 오프닝 단계(S120), 믹싱 단계(S130), 카딩 단계(S140), 크로스 래핑 단계(S150), 니들 펀칭 단계(S160), 슬릿팅 단계(S170), 라미네이션 단계(S180)를 포함한다.
섬유공급 단계(S110)에서는 강화 섬유와 열가소성수지 섬유 각각이 공급될 수 있다. 강화 섬유는 폴리에스터 섬유, 유리섬유, 바잘트 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 열가소성수지 섬유는 방향족 비닐계 수지, 고무변성 방향족 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 메타크릴레이트계 수지, 폴리아릴렌설파이드계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리올레핀계 수지 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 섬유일 수 있다.
도 3을 참조하면, 강화 섬유 호퍼(111)와 열가소성수지 섬유 호퍼(113)를 이용할 수 있다. 강화 섬유 호퍼(111)는 강화 섬유를 투입 받아 보관하며, 사용자의 제어신호에 따라 설정 량의 강화 섬유를 공급한다. 또한, 열가소성수지 섬유 호퍼(113)는 열가소성수지 섬유를 투입 받아 보관하며, 사용자의 제어신호에 따라 설정 량의 열가소성수지 섬유를 공급한다. 그리고 도시된 바로는, 강화 섬유 호퍼(111)가 열가소성수지 호퍼(113)의 앞에 위치하도록 구성되어 있다. 다만, 이는 바람직한 하나의 예시적 형태로서 통상의 기술자에게 자명한 다양한 형태로 변경 가능하다.
오프닝 단계(S120)는 강화 섬유와 열가소성수지 섬유를 오프닝 시키는 단계이다. 오프닝(opening)은 단단하고 서로 엉켜있는 뭉치 상태의 원료를 얇은 시트 상의 섬유 형태로 풀어주는 작업을 의미한다.
믹싱 단계(S130)는 오프닝 된 강화 섬유 및 열가소성수지 섬유를 공급받아 믹싱(mixing)시킨다.
카딩 단계(S140)는 믹싱 된 소재(이하, 경량화 복합재 소재라 함)를 골고루 분산시키는 카딩 작업을 실시한다. 카딩(carding)은 오프닝(opening) 및 믹싱(mixing) 단계를 거쳐 얻어진 섬유, 즉 매트용 소재를 골고루 분산시키도록 빗질을 하는 공정을 말한다.
크로스 래핑 단계(S150)는 카딩 단계(S140)에 의해 방향성이 생긴 경량화 복합재 소재의 방향성을 제거하도록 여러 층으로 소재를 크로스 래핑(cross lapping) 시킨다.
또한, 크로스 래핑 단계(S150)에서, 경량화 복합재 소재의 일면에 부직포 스크림(nonwoven scrim)이 더 적층될 수 있다. 부직포 스크림은 크로스 래핑 되는 경량화 복합재 소재의 하부 층에 적층될 수 있다.
니들 펀칭 단계(S160)는 크로스 래핑 단계(S150)을 마친 경량화 복합재 소재를 전달 받아 니들 펀칭 작업을 수행하는 단계이다. 니들 펀칭(needle punching)은 복수 개의 니들, 즉 바늘을 이용하여 소재에 대해 상하로 펀칭 작업을 실시하는 것을 말한다.
슬릿팅 단계(S170)는 니들 펀칭 단계(S160)을 마친 경량화 복합재 소재를 전달 받아 설정된 형상 및 크기로 절단하는 작업을 말한다.
라미네이션 단계(S180)는 설정 형상 및 크기로 절단된 경량화 복합재 소재의 이송 방향을 사이에 두고 상, 하로 마주하여 배치되어 회전하는 복수의 가압 롤러를 이용하여 소정 두께의 경량화 복합재를 제조할 수 있다.
경량화 복합재 포밍 단계
경량화 복합재 포밍 단계(S200)는 경량화 복합재를 차량용 시트백 커버 형상으로 성형하여 차량용 시트백 커버 소재를 마련하는 단계이다.
앞서 설명한 경량화 복합재 제조 단계(S100)를 거쳐 소정 두께를 갖는 경량화 복합재, 예를 들어 DLC 소재가 제조되면, 경량화 복합재 포밍 단계(S200)에서는 이를 차량용 시트백 커버 형상으로 성형한다. 이때, 차량용 시트백 커버 형상으로 성형된 경량화 복합재를 차량용 시트백 커버 소재라 지칭하기로 한다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명에서 경량화 복합재, 즉 DLC 소재를 이용하여 차량용 시트백 커버 소재를 성형하는 과정을 설명하기로 한다.
도 4는 경량화 복합재 포밍 단계를 간략히 도시한 순서도이고, 도 5는 경량화 복합재 포밍 단계를 설명하기 위해 도시한 공정도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 경량화 복합재 포밍 단계(S200)는 1차 트림 단계(S210), 히팅 단계(S220), 프레스 가공 및 2차 트림 단계(S230)를 포함한다.
1차 트림 단계(S210)는 경량화 복합재를 차량용 시트백 커버로 성형하기에 필요한 크기 및 형상으로 나누어 프레스 가공 전에 미리 절단하는 작업을 말한다. 도 5를 참조하면, 경량화 복합재 제조 단계(S100, 도 3 참조)를 거쳐 제조된 소정의 두께를 갖는 시트 형상의 경량화 복합재(10)를 준비하고, 미리 정해진 트림 라인(1점 쇄선)을 따라 경량화 복합재(10)를 절단한다. 이로써, 1차 트림 단계(S210)가 완료된다.
히팅 단계(S230)는 1차 트림 된 경량화 복합재(10)를 소정 온도로 가열하는 단계를 말한다. 도 5를 참조하면, 1차 트림 된 경량화 복합재(10)는 이후 진행될 프레스 가공에 앞서 설정된 온도로 가열될 수 있다.
프레스 가공 및 2차 트림 단계(S230)는 앞서 히팅 단계(S230)를 거쳐 설정 온도로 가열된 경량화 복합재(10)를 상하 가압에 의해 프레스 성형이 실시되는 준비된 프레스 장치의 내부로 투입하고, 목표하는 형상, 즉 차량용 시트백 커버에 대응하는 형상으로 성형한다. 프레스 가공 이후에는 불필요한 제거 부위를 절단하여 제거하는데, 이를 2차 트림이라 한다. 이 단계를 거쳐, 도 5에 도시된 바와 같이 경량화 소재를 이용한 차량용 시트백 커버 소재(20)라 마련된다.
카펫 본딩 단계
카펫 본딩 단계(S300)는 경량화 복합재 포밍 단계(S200)를 거쳐 마련된 경량화 복합재를 이용한 차량용 시트백 커버 소재와 카펫을 본딩 시키는 단계이다.
이하, 도 6 및 도 7를 참조하여, 경량화 복합재를 이용한 차량용 시트백 커버 소재와 카펫을 본딩 시키는 과정을 설명하기로 한다.
도 6은 카펫 본딩 단계를 간략히 도시한 순서도이고, 도 7은 카펫 본딩 단계를 설명하기 위해 도시한 공정도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 카펫 본딩 단계(S300)는 카펫 트림 단계(S310), 글루 형성 단계(S320), 프레스 본딩 단계(S330), 에지 랩핑 단계(S340)를 포함한다.
카펫 트림 단계(S310)는 카펫 소재(30)를 준비하고, 준비된 카펫 소재를 차량용 시트백 커버 형상 및 크기에 적절하게 절단하는 단계를 말한다.
글루 형성 단계(S320)는 카펫 트림 단계(S310)를 거친 카펫 소재(10)에 설정된 접합 면을 따라 글루(glue)를 형성한다. 이때, 글루를 형성하는 방법은 도포, 분사 등 다양한 방식이 제한 없이 이용될 수 있으며, 이 밖에도 통상의 기술자에게 자명한 글루 형성 방법으로 변경되어도 무방하다.
프레스 본딩 단계(S330)는 글루가 형성된 카펫 소재(30)와 경량화 복합재 포밍 단계(S200)를 거쳐 성형된 경량화 복합재를 이용한 차량용 시트백 커버 소재(20)를 전용의 프레스 장치를 이용하여 가열, 가압시켜 본딩 하는 단계이다. 이 단계를 거치면서, 카펫 소재(30)와 경량화 복합재를 이용한 차량용 시트백 커버 소재(20)는 일체형 구조로 적층 결합되며, 차량용 시트백 커버(50)로 제공될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 전술한 프레스 본딩 단계(S330) 이후에 에지 랩핑(edge wrapping)(S340)가 더 수행된다.
에지 랩핑 단계(S340)는 경량화 복합재, 즉 DLC 소재로 이루어진 차량용 시트백 커버 소재(20)와 카펫 소재(30) 간의 본딩 작업을 마무리하는 단계로서, 카펫 소재(30)의 외측 잔여부위를 이용하여 차량용 시트백 커버(50)의 에지부(51)를 감싸도록 처리한다. 이를 통해 차량용 시트백 커버(50)의 외관 품질이 향상될 수 있으며, 내구성이 향상되어 내구수명이 증가될 수 있는 장점이 있다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트백 커버 제조방법에 따라 제조되는 차량용 시트백 커버(50)는, 경량화 복합재를 이용하여 차량용 시트백 커버 형상으로 성형된 차량용 시트백 커버 소재(20)와, 차량용 시트백 커버 소재(20)에 프레스 본딩 된 카펫 소재(30)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 경량화 복합재는 DLC(Dry Laid Composites) 소재를 이용할 수 있다.
구체적인 예로서, 경량화 복합재는, MAPP(maleic anhydride modified polypropylene)를 원료로 할 수 있다. MAPP는 무수말레인산(maleic anhydride, MA)가 그라프트된 폴리프로필렌으로서, MAPP 자체 경도가 우수하여, 동일 질량 대비 Hardness가 보완되는 장점이 있다. 또한, MAPP에서 무수말레인산(maleic anhydride, MA)은 강화 섬유와 인터랙션(interaction)이 좋아 굴곡 물성, 예를 들어 굴곡 강도를 향상시키는데 유리한 효과를 제공한다.
이하, MAPP를 원료로 이용한 본 발명의 실시예와 비교예들의 Shore A Hardness 테스트 및 굴곡 물성 테스트 결과에 관하여 설명하기로 한다.
도 8은 MAPP를 원료로 이용한 본 발명의 실시예와 PP를 원료로 한 비교예들의 Shore A Hardness 테스트 결과를 나타낸 결과 표이다.
Shore A Hardness 테스트 조건으로서, 장비는 TECLOCK Durometer GS series, Test Standard는 ASTM D2240이며, Durometer type은 A type이며, Indentor Size는 Truncated Cone of Ø0.79 with 35°angle이며, Load는 580g, Specification은 >55이다.
실시예는 600g/㎡(MAPP+GF40wt%, 550g/㎡ + Scrim 50 g/㎡)이다. 여기서, Scrim은 PET이다.
비교예 1은 실시예와 동일한 평량인 600g/㎡(PP+GF40wt%, 550g/㎡ + Scrim 50 g/㎡)이고, 비교예 2는 750g/㎡(PP+GF40wt%, 700g/㎡ + Scrim 50 g/㎡)이며, 비교예 3은 850g/㎡(PP+GF40wt%, 800g/㎡ + Scrim 50 g/㎡)이다.
도 8을 참조하면, 비교예 1과 실시예는 동일 평량 조건, 즉 600g/㎡를 가지는데, 실시예의 경우 MAPP를 원료로 함에 따라 자체 경도가 향상되어 동일 질량 대비 비교예 1에 비해 Shore A Hardness가 대폭 향상된 것을 확인할 수 있다.
도 9는 MAPP를 원료로 이용한 본 발명의 실시예와 PP를 원료로 한 비교예들의 Flexural Properties 테스트 결과를 나타낸 결과 표이다.
Flexural Properties 테스트 조건으로서, 장비는 Instron 5969, Test Standard는 ASTM D790이며, Sample Size는 150x50m, 2T이고, Load Cell은 500N, Span Length는 100mm이다.
실시예는 600g/㎡(MAPP+GF40wt%, 550g/㎡ + Scrim 50 g/㎡)이다. 여기서, Scrim은 PET이다.
비교예 1은 실시예와 동일한 평량인 600g/㎡(PP+GF40wt%, 550g/㎡ + Scrim 50 g/㎡)이고, 비교예 2는 750g/㎡(PP+GF40wt%, 700g/㎡ + Scrim 50 g/㎡)이며, 비교예 3은 850g/㎡(PP+GF40wt%, 800g/㎡ + Scrim 50 g/㎡)이다.
도 9를 참조하면, 비교예 1과 실시예는 동일 평량 조건, 즉 600g/㎡를 가지는데, 실시예의 경우 MAPP를 원료로 하고 비교예 1은 PP를 원료로 하는 차이점이 있다. 이때, 무수말레인산(maleic anhydride, MA)은 강화 섬유와 인터랙션(interaction)이 실시예의 경우 동일 평량 조건인 비교예 1에 비해 굴곡 물성, 예를 들어 굴곡 강도가 대폭 향상되는 효과가 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 경량화 복합재를 이용하여 차량용 시트백 커버를 제조할 수 있다.
이때, 경량화 복합재를 이용하여 제조된 차량용 시트백 커버의 경우 기존 소재(예: woodstock 등)에 비해 중량이 감소하여 제품 경량화 구현이 가능하며, 기존 소재, 즉 우드스탁 등에 비해 강도 및 강성 등의 기계적 물성이 우수한 장점이 있다.
나아가, 경량화 복합재를 이용하여 경량이면서 강도 및 강성이 우수한 차량용 시트백 커버를 제공할 수 있다.
이에 따라, 경량화를 이유로 커버의 적용이 없었던 종래의 경우에 비해 표면 카펫(carpet)을 보호할 수 있는 장점이 있으며, 내구성 향상 및 품질 유지에 도움이 되는 장점이 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다.
S100: 경량화 복합재 제조 단계
S110: 섬유공급 단계
S120: 오프닝 단계
S130: 믹싱 단계
S140: 카딩 단계
S150: 크로스 래핑 단계
S160: 니들 펀칭 단계
S170: 슬릿팅 단계
S180: 라미네이션 단계
S200: 경량화 복합재 포밍 단계
S210: 1차 트림 단계
S220: 히팅 단계
S230: 프레스 가공 및 2차 트림 단계
S300: 카펫 본딩 단계
S310: 카펫 트림 단계
S320: 글루 형성 단계
S330: 프레스 본딩 단계
S340: 에지 랩핑 단계
10: 경량화 복합재(또는 DLC 소재)
20: 차량용 시트백 커버 소재
30: 카펫
50: 차량용 시트백 커버
111: 강화 섬유 호퍼
113: 열가소성수지 섬유 호퍼
S110: 섬유공급 단계
S120: 오프닝 단계
S130: 믹싱 단계
S140: 카딩 단계
S150: 크로스 래핑 단계
S160: 니들 펀칭 단계
S170: 슬릿팅 단계
S180: 라미네이션 단계
S200: 경량화 복합재 포밍 단계
S210: 1차 트림 단계
S220: 히팅 단계
S230: 프레스 가공 및 2차 트림 단계
S300: 카펫 본딩 단계
S310: 카펫 트림 단계
S320: 글루 형성 단계
S330: 프레스 본딩 단계
S340: 에지 랩핑 단계
10: 경량화 복합재(또는 DLC 소재)
20: 차량용 시트백 커버 소재
30: 카펫
50: 차량용 시트백 커버
111: 강화 섬유 호퍼
113: 열가소성수지 섬유 호퍼
Claims (13)
- 강화 섬유와 열가소성수지 섬유를 이용하여 경량화 복합재를 제조하는 경량화 복합재 제조 단계;
상기 경량화 복합재를 차량용 시트백 커버 형상으로 성형하여 차량용 시트백 커버 소재를 마련하는 경량화 복합재 포밍 단계; 및
상기 차량용 시트백 커버 소재를 카펫 소재와 본딩시키는 카펫 본딩 단계;를 포함하고,
상기 경량화 복합재 제조 단계는, 강화 섬유와 열가소성수지 섬유 각각이 공급되는 섬유공급 단계;
상기 공급된 강화 섬유와 열가소성수지 섬유를 오프닝(opening)시키는 오프닝 단계;
상기 오프닝 된 강화 섬유 및 열가소성수지 섬유를 공급받아 믹싱(mixing)시키는 믹싱 단계; 및
상기 믹싱 된 경량화 복합재 소재를 골고루 분산시켜 카딩(carding)시키는 카딩 단계;를 포함하며,
상기 카딩 단계 이후에, 상기 카딩 된 경량화 복합재 소재의 방향성을 제거하며 크로스 래핑시키며, 상기 크로스 래핑 된 경량화 복합재 소재의 일면에 부직포 스크림(nonwoven scrim)을 더 적층시키는 크로스 래핑(cross lapping) 단계;를 더 포함하는 차량용 시트백 커버 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 경량화 복합재는,
DLC(Dry Laid Composites) 소재인 것을 특징으로 하는
를 포함하는 차량용 시트백 커버 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 경량화 복합재는,
MAPP(maleic anhydride modified polypropylene)를 원료로 사용하는 것을 특징으로 하는
차량용 시트백 커버 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 경량화 복합재는,
89~92 범위 내의 Shore A Hardness를 갖는 것을 특징으로 하는
차량용 시트백 커버 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 경량화 복합재는,
3.8~6.2 범위 내의 굴곡 강도(Flexural Strength)를 가지며, 1430 내지 2600 범위 내의 굴곡 탄성률(Flexural Modulus)을 갖는 것을 특징으로 하는
차량용 시트백 커버 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 경량화 복합재 제조 단계는,
상기 크로스 래핑 단계 이후에, 상기 크로스 래핑 된 경량화 복합재 소재를 니들 펀칭(needle punching)시키는 니들 펀칭 단계;
를 더 포함하는 차량용 시트백 커버 제조방법.
- 제8항에 있어서,
상기 경량화 복합재 제조 단계는,
상기 니들 펀칭 단계 이후에, 설정 형상 및 크기로 절단하는 슬릿팅(slitting) 단계; 및
상기 설정 형상 및 크기로 절단된 경량화 복합재 소재를 라미네이션(lamination) 하여 소정 두께의 경량화 복합재를 제공하는 라미네이션 단계;
를 더 포함하는 차량용 시트백 커버 제조방법.
- 제3항에 있어서,
상기 경량화 복합재 포밍 단계는,
상기 경량화 복합재를 설정 크기 및 형상으로 1차 트림하는 단계;
상기 1차 트림 된 경량화 복합재를 설정 온도로 히팅하는 단계; 및
상기 히팅 된 경량화 복합재를 프레스 가공 및 2차 트림하여 차량용 시트백 커버 형상으로 성형하여 차량용 시트백 커버 소재를 제공하는 단계;
를 포함하는 차량용 시트백 커버 제조방법.
- 제3항에 있어서,
상기 카펫 본딩 단계는,
카펫 소재를 준비하고, 상기 카펫 소재를 차량용 시트백 커버 형상 및 크기로 트림하는 단계;
상기 트림 된 카펫 소재에 글루(glue)를 형성하는 단계; 및
상기 글루를 이용하여 상기 카펫 소재와 상기 차량용 시트백 커버 소재를 프레스 본딩하는 단계;
를 포함하는 차량용 시트백 커버 제조방법.
- 제10항에 있어서,
상기 카펫 본딩 단계는,
상기 차량용 시트백 커버 소재와 본딩 된 상기 카펫 소재의 외측 잔여부위를 이용하여 상기 차량용 시트백 커버의 에지를 감싸도록 에지 랩핑(edge wrapping)하는 단계;
를 더 포함하는 차량용 시트백 커버 제조방법.
- 제12항의 차량용 시트백 커버 제조방법에 따라 제조된 차량용 시트백 커버로서,
경량화 복합재를 이용하여 성형된 차량용 시트백 커버 소재; 및
상기 차량용 시트백 커버 소재에 프레스 본딩 된 카펫 소재;를 포함하며,
상기 경량화 복합재는 DLC(Dry Laid Composites)인 것을 특징으로 하는
차량용 시트백 커버.
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2020
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