KR19980059686U - 내장재 적층체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차 등의 내부를 피복하는데 사용될 수 있는 내장재 적층체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 성형성과 방음성이 우수하며, 특히 내충격성이 우수한 경량의 내장재 적층체에 관한 것이다.

본 고안에 따른 내장재 적층체는, 다층의 적층구조를 갖는 내장재 적층체에 있어서, 고융점화학단섬유 30 ∼ 40 중량%, 저융점화학단섬유 40 ∼ 50 중량% 및 보강장섬유 10 내지 30 중량%를 혼합하여서 이루어진 섬유강화혼성부직포(14)를 접착제층(12)에 의하여 폴리우레탄폼(10)의 양면에 부착, 적층시켜서 이루어진다.

따라서, 보강장섬유로 보강된 섬유강화혼성부직포(14)와 폴리우레탄폼을 포함하는 내장재 적층체 자체의 기계적 성질, 특히 내충격성을 강화시키고, 성형된 외형을 견고하게 유지시키도록 기능하는 내장재 적층체를 자동화되고, 기계화되어 연속적인 생산이 가능하면서도 생산 및 성형이 용이하고, 단가가 저렴한 내장재 적층체를 제공하는 효과가 있다.

Description

내장재 적층체

본 고안은 자동차 등의 내부를 피복하는데 사용될 수 있는 내장재 적층체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 성형성과 방음성이 우수한 경량의 내장재 적층체에 관한 것이다.

통상, 자동차나 요트 등의 소형 선박 또는 컨테이너하우스(container house)와 같은 한정된 공간의 내부를 마감하고 장식하는데에는 방음성과 내열성을 갖는 적층체가 주로 사용되고 있으며, 종래의 내장재 적층체는, 도1에 도시한 바와 같이, 유리섬유판이나 레진펠트(resin felt) 또는 페이퍼보드(paper board)와 같은 중량의 단열, 방음소재로 된 기재로 기재층(2)을 형성하고, 상기 기재층(2)에 접착제층(4)을 사용하여 폴리에틸렌필름(Poly ethylene film)과 같은 소재로 된 비닐층(6)과 원단이나 부직포 또는 폴리염화비닐쉬트(Poly vinyl chloride sheet)와 같은 소재로 된 마감재층(8)을 더 접착시켜서 구성되어진 것이 일반적으로 사용되었었다.

그러나, 이러한 종래의 내장재 적층체는 기재층(2)을 구성하는 소재 자체가 비교적 중량이 많이 나가는 것들로서, 유리섬유가 사용되는 경우에는 유리섬유 자체가 무기물로서 중량이 많이 나가며, 또한 레진펠트 역시 통상의 펠트에 페놀수지 등의 열경화성 수지를 함침시켜 제조된 것으로서, 적층체 자체의 중량을 증가시키게 된다. 따라서, 이들을 소재로 하는 기재층(2)을 갖는 종래의 내장재 적층체를 자동차에 적용하였을 경우, 차량의 전체 하중이 증가하는 원인이 되어 연비의 감소를 초래하는 등의 문제점이 있었다.

또한, 종래의 내장재 적층체들이 유리섬유나 페이퍼보드가 기재층(2)으로 사용되기 때문에 충분한 방음성 및 내열성을 나타내기 위하여는 상당한 두께를 가져야 하므로 내장재 적층체 자체의 두께도 매우 두꺼워져서 이러한 종래의 내장재 적층체로 마감하였을 때 미려한 외관을 제공하지 못하는 문제점이 있었다.

더욱이, 유리섬유는 그 제조, 취급 및 폐기의 전체 순환사이클에서 취급자에 진폐증을 유발하고, 먼지 등을 대량 생성하여 대기오염의 원인이 되며, 레진펠트 역시 소각처리시에 유독성가스를 다량 배출하여 공해를 일으키는 문제점이 있었으며, 이러한 모든 문제점들에도 불구하고 이러한 종래의 내장재 적층체의 사용은 방음성 및 내열성이 뛰어나지 못했으며, 더욱 단가가 높은 문제점을 가지고 있었다.

따라서, 본 고안자는 전술한 종래의 내장재 적층체의 문제점을 해결하고자 본 고안을 착안하게 되었다.

본 고안의 목적은, 폴리우레탄폼의 양면에 섬유강화혼성부직포를 적용하여 가열, 가압에 의한 성형을 가능하게 하여 기계적 성질이 우수한 내장재 적층체를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은, 유리섬유 등을 사용치 않고, 폴리우레탄폼과 화학단섬유와 보강장섬유로 된 섬유강화혼성부직포를 적층하여 매우 가벼운 내장재 적층체를 제공함에 있다.

본 고안의 또다른 목적은, 고융점화학단섬유, 저융점화학단섬유 및 보강장섬유를 혼합하여서 이루어진 섬유강화혼성부직포를 사용하여 적층체의 성형시에 섬유강화혼성부직포가 가열, 압축되어 성형되도록 하여 성형을 단순화시킨 내장재 적층체를 제공함에 있다.

본 고안의 또다른 목적은, 자동화되고, 기계화되어 연속적인 생산이 가능하며, 그에 의하여 단가가 저렴한 내장재 적층체를 제공함에 있다.

본 고안의 또다른 목적은, 요즈음 가장 중요시 되고 있는 흡음, 방음 및 차음에 뛰어난 소재를 제공함에 있으며, 특히 자동차 내장재 부분에의 적용은 소리의 안락함을 제공하여 사용자가 승차하여 편안하게 휴식할 수 있는, 움직이는 거실역할을 할 수 있도록 하는 내장재 적층체를 제공함에 있다.

도1은 종래의 내장재 적층체의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도2는 본 고안의 일 실시예에 따른 내장재 적층체의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도3은 본 고안의 다른 일 실시예에 따른 내장재 적층체의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도4는 본 고안에 따른 내장재 적층체의 제조방법의 하나의 구체적인 실시예를 도시한 제조 공정도이다.

도5는 본 고안에 따른 내장재 적층체의 제조방법의 다른 하나의 구체적인 실시예를 도시한 제조 공정도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 기재층 4 : 접착제층

6 : 비닐층 8 : 마감재층

10 : 폴리우레탄폼 12 : 접착제층

14 : 섬유강화혼성부직포 30 : 이송컨베이어

32 : 접착필름공급롤 34 : 부직포공급롤

36 : 가이드로울러 38 : 가열가압챔버

40 : 냉각챔버 42 : 절단장치

44 : 디스펜서 46 : 히터

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 내장재 적층체는, 다층의 적층구조를 갖는 내장재 적층체에 있어서, 고융점화학단섬유 30 ∼ 40 중량%, 저융점화학단섬유 40 ∼ 50 중량% 및 보강장섬유 10 내지 30 중량%를 혼합하여서 이루어진 섬유강화혼성부직포를 접착제층에 의하여 폴리우레탄폼의 양면에 부착, 적층시켜서 이루어진다.

상기 섬유강화혼성부직포는 폴리에스테르단섬유, 나일론단섬유, 폴리아크릴로니트릴단섬유, 폴리우레아단섬유, 폴리우레탄단섬유 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 고융점화학단섬유와 폴리프로필렌단섬유 또는 저융점의 폴리에스테르단섬유로 된 저융점화학단섬유 및 천연 또는 합성섬유질의 보강장섬유를 혼합하여서 이루어진다.

상기 보강장섬유는 특히 천연의 장섬유가 될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 내인성이 강한 마와 같은 천연의 장섬유가 될 수 있다.

이하, 본 고안의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2에 도시한 바와 같은 본 고안에 따른 내장재 적층체는 주로 자동차나 요트 등의 소형 선박 또는 컨테이너 하우스의 내부를 마감하는 내장재로 주로 사용될 수 있는 것으로서, 폴리우레탄폼(10)의 양면에 접착제층(12)을 사용하여 섬유강화혼성부직포(14)가 적층되어서 이루어지는 구조를 갖는다.

또한, 상기한 구성을 갖는 내장재 적층체의 일면에는, 도3에 나타낸 바와 같이, 접착제층(12)을 사용하여 마감재층(8)을 더욱 취부시킬 수 있으며, 이 마감재층(8)은 종래의 내장재 적층체에서의 마감재층(8)을 구성하는데 사용되었던 원단, 유리섬유판, 부직포 또는 폴리염화비닐쉬트(Poly vinyl chloride sheet)와 같은 소재로 된 것들이 본 고안에서도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.

상기 폴리우레탄폼(10)은 특히 종래의 내장재 적층체에 사용되는 유리섬유나 레진펠트(resin felt) 또는 페이퍼보드(paper board)와 같은 기재층을 대체하여 섬유강화혼성부직포와 함께 기재층을 이루는 것으로서, 이는 폴리우레탄의 중합시에 발포시켜 내부에 다수의 연속 또는 불연속의 기공을 갖도록 형성시킨 것이 사용될 수 있다.

상기 폴리우레탄폼은 특히 열을 가하면 연화 또는 용융되어 가소성을 갖는 열가소성 폴리우레탄 및 중합시의 가열에 의하여 경화되어 성형되고, 일단 경화된 후에는 재차 가열하여도 가소성을 나타내지 않는 열경화성 폴리우레탄폼이 사용될 수 있다.

상기 섬유강화혼성부직포(14)는 본 고안에 의하여 폴리우레탄폼의 양면에 접착되어 내장재 적층체에 최초로 적용되는 개념으로서, 높은 융점을 갖는 화학단섬유와 낮은 융점을 갖는 화학단섬유 및 보강장섬유를 서로 혼합하여서 이루어진 것으로서, 내장재 적층체로의 성형시에 성형을 용이하게 한다. 특히 성형 중에 가해지는 가열, 가압에 의하여 저융점화학단섬유가 부분적으로 용융, 압축되면서 섬유강화혼성부직포가 자체 융착됨과 동시에 고융점화학단섬유들과 보강장섬유들 간을 접착시켜 고정시키며, 자체 융착된 섬유강화혼성부직포의 일면에 각 용도 및 작업방법에 따라 핫멜트필름, 핫멜트파우더, 코팅접착제 또는 통상의 접착제로 이루어진 접착제층으로 폴리우레탄폼과 접착되면서 소정의 형상으로 성형되도록 한다. 또한, 용융되지 않는 고융점화학단섬유들과 보강장섬유들 간을 긴밀하게 충진시켜 내장재 적층체 자체의 기계적 성질을 강화시켜 외력에 의하여 쉽게 변형되지 않도록 하며, 파손이나 파열 등을 방지하는 역할을 한다.

여기에서, 특히 보강장섬유는 천연 또는 합성의 장섬유가 될 수 있으며, 바람직하게는 기계적 성질, 특히 내인성이 우수한 마(麻)와 같은 천연의 장섬유나 나일론과 같은 합성 장섬유가 사용될 수 있다. 상기 보강장섬유는 섬유강화혼성부직포의 내충격성을 강화시키기 위한 보강기능을 수행하는 것으로 이해될 수 있으며, 이는 통상의 FRP(Fiber Reinforced Plastic ; 섬유강화플라스틱)에서의 섬유와 동일 또는 유사한 보강기능을 하는 것으로 이해될 수 있다.

상기에서 고융점화학단섬유, 저융점화학단섬유 및 보강장섬유의 혼합비는 바람직하게는 고융점화학단섬유 30 ∼ 40 중량%, 저융점화학단섬유 40 ∼ 50 중량% 및 보강장섬유 10 내지 30 중량%가 될 수 있다.

특히, 상기한 섬유강화혼성부직포(14)의 적용은 내장재 적층체 표면의 기계적 성질을 강화하여 내장재 적층체의 표면에 스크래칭 등이 쉽게 생기지 않도록 한다.

상기한 섬유강화혼성부직포(14)를 구성하는 성분들 중 고융점화학단섬유는 폴리에스테르단섬유, 나일론단섬유, 폴리아크릴로니트릴단섬유, 폴리우레아단섬유, 폴리우레탄단섬유 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것으로서, 여기에서 고융점이라 함은 통상 220℃ 이상의 온도에서 용융되는 것을 의미하는 것으로서, 통상의 고융점폴리에스테르단섬유가 대략 240 ∼ 260℃의 용융점을 가지므로 본 고안에서 사용하기에 적절하다. 바람직하게는 상기 고융점화학단섬유로는 고융점의 폴리에스테르단섬유가 사용될 수 있다.

또한, 상기한 섬유강화혼성부직포(14)를 구성하는 성분들 중 저융점화학단섬유는 폴리프로필렌단섬유 또는 저융점의 폴리에스테르단섬유로 이루어진 것으로서, 여기에서 저융점이라 함은 통상 200℃ 미만의 온도에서 용융되어 가소성을 갖는 것을 의미하는 것으로서, 통상의 저융점폴리에스테르단섬유가 대략 110 ∼ 200℃의 용융점을 가지므로 본 고안에서 사용하기에 적절하다.

상기 폴리우레탄폼(10), 특히 열가소성 및 열경화성 폴리우레탄폼(10)은 국내외 유수의 제조업자들에 의하여 대량생산되어 상용적으로 공급되는 것으로서, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 용이하게 이해될 수 있음은 물론 이를 상용적으로 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것이다.

또한, 상기 접착제층(12)은 핫멜트필름이나 핫멜트파우더와 같은 저융점의 접착제를 용융시켜서 이루어지는 것으로서, 상기한 핫멜트필름이나 핫멜트파우더는 모두 상용적으로 공급되는 접착제의 일종으로서 가열에 의하여 쉽게 용융되고, 냉각에 의하여 고화되어 접착제로서 기능하는 것으로서, 역시 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것임은 자명한 것이다.

특히, 도3에 나타낸 바와 같이, 마감재층(8)을 달리하면서 여러 용도로 사용될 수 있으며, 특히 자동차의 승용공간의 내장은 물론 자동차 후드라이닝(Hood Lining)용, 자동차 대쉬패널(Dash Panel)용, 자동차 카펫트용 또는 자동차 트렁크매트용 등으로 사용할 수 있음은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다.

차음의 효과의 증대를 위하여는 마감재층(8)을 EVA쉬트 혹은 PVC쉬트를 폴리우레탄폼에 접착하여 사용할 수 있다.

상기 접착제층(12)의 형성을 핫멜트필름과 같은 접착용 필름으로 형성하는 경우에는, 도4에 나타낸 바와 같이, 폴리우레탄폼(10)을 이송컨베이어(30)에 의하여 단속적으로 또는 연속적으로 공급하면서 그 상면과 하면에 각각 상기 접착제층(12)을 형성하기 위한 접착용 필름을 공급하는 접착필름공급롤(32)과 상기 섬유강화혼성부직포(14)를 공급하는 부직포공급롤(34)들로부터 접착용 필름과 섬유강화혼성부직포(14)를 공급하면서 동시에 가이드로울러(36)들에 의하여 안내하여 가열가압챔버(38)로 도입시키고, 상기 가열가압챔버(38)에 의하여 폴리우레탄폼(10)에 덮여진 접착용 필름과 섬유강화혼성부직포(14) 모두를 가열과 동시에 가압하여 하나의 접착된 내장재 적층체를 형성토록 한다. 이 때에, 상기 섬유강화혼성부직포(14)를 이루는 성분들 중 저융점화학단섬유가 부분적으로 용해되어 용해되지 않는 고융점화학단섬유들 사이를 충진시키고, 이들을 서로 긴밀하게 결합시키는 등의 작용으로 섬유강화혼성부직포가 자체 융착되고, 이렇게 자체 융착된 섬유강화혼성부직포(14)는 상기 접착제층(12)에 의하여 상기 폴리우레탄폼(10)의 표면에 밀착되어 고정되게 된다. 가열, 가압되어 적층된 상기 내장재 적층체는 상기 가열가압챔버(38)에 인접하게 취부된 냉각챔버(40)에 의하여 냉각되면서 상기 접착제층(12)과 상기 섬유강화혼성부직포(14) 중의 저융점화학단섬유의 용융물들이 냉각되고, 고화되어 완전히 접착력을 나타낸다. 이 과정에서 상기 섬유강화혼성부직포(14)는 그 두께가 원래의 섬유강화혼성부직포(14)에 비하여 60 ∼ 90% 정도 감소될 수 있으며, 자체적으로 고융점화학단섬유를 기준으로 밀집되어 단단한 표면을 이룸과 동시에 폴리우레탄폼(10)의 표면에 밀착된다. 상기한 전 과정은 상기 폴리우레탄폼(10)을 중심으로 양면에서 동시에 일어나게 되며, 따라서 1회의 가열가압공정으로 양면을 동시에 적층하여 내장재 적층체를 구성할 수 있게 되는 장점이 제공된다.

적층이 완료된 내장재 적층체는 이후의 통상적인 후처리단계에서 절단장치(42) 등에 의하여 적절한 크기로 절단되고, 또한 필요에 따라 인쇄 및 포장 등이 수행될 수 있다.

또한, 상기 접착제층(12)의 형성을 핫멜트파우더와 같은 접착용 파우더로 형성하는 경우에는, 도5에 나타낸 바와 같이, 폴리우레탄폼(10)을 이송컨베이어(30)에 의하여 단속적으로 또는 연속적으로 공급하면서 그 상면에 디스펜서(44)로 접착용 파우더를 공급하고, 계속해서 히터(46)로 가열하여 상기 접착용 파우더를 용융시키고, 그 위에 상기 섬유강화혼성부직포(14)를 공급하는 부직포공급롤(34)으로부터 섬유강화혼성부직포(14)를 공급하면서 동시에 가이드로울러(36)들에 의하여 안내하여 가열가압챔버(38)로 도입시키고, 상기 가열가압챔버(38)에 의하여 폴리우레탄폼(10)에 덮여진 섬유강화혼성부직포(14) 모두를 가열과 동시에 가압하여 일면이 마감된 내장재 적층체를 형성토록 할 수 있으며, 또한 폴리우레탄폼(10)의 양면 모두를 섬유강화혼성부직포(14)로 마감하기 위하여는 상기 일면이 마감된 내장재 적층체를 반전시키고, 상기한 디스펜서(44)에 의한 접착용 파우더의 공급에서부터 가열가압챔버(38)에 의한 가열가압의 단계까지를 1회 더 수행할 수 있다.

따라서, 본 고안에 의하면 보강장섬유로 보강된 섬유강화혼성부직포(14)와 폴리우레탄폼을 포함하는 내장재 적층체 자체의 기계적 성질, 특히 내충격성을 강화시키고, 성형된 외형을 견고하게 유지시키도록 기능하는 내장재 적층체를 자동화되고, 기계화되어 연속적인 생산이 가능하면서도 생산 및 성형이 용이하고, 단가가 저렴한 내장재 적층체를 제공하는 효과가 있다.

이상에서 본 고안은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고안의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 실용신안등록청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (6)

1. 다층의 적층구조를 갖는 내장재 적층체에 있어서,

   고융점화학단섬유 30 ∼ 40 중량%, 저융점화학단섬유 40 ∼ 50 중량% 및 보강장섬유 10 내지 30 중량%를 혼합하여서 이루어진 섬유강화혼성부직포를 접착제층에 의하여 폴리우레탄폼의 일측면 또는 양면 모두에 부착, 적층시켜서 이루어짐을 특징으로 하는 내장재 적층체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 섬유강화혼성부직포 중의 고융점화학단섬유가 폴리에스테르단섬유, 나일론단섬유, 폴리아크릴로니트릴단섬유, 폴리우레아단섬유, 폴리우레탄단섬유 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택됨을 특징으로 하는 상기 내장재 적층체.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 섬유강화혼성부직포 중의 저융점화학단섬유가 폴리프로필렌단섬유 또는 저융점의 폴리에스테르단섬유임을 특징으로 하는 상기 내장재 적층체.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 화학장섬유가 천연의 장섬유임을 특징으로 하는 상기 내장재 적층체.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 천연의 장섬유가 마임을 특징으로 하는 상기 내장재 적층체.
6. 제 1 항에 있어서,

   고융점화학단섬유 30 ∼ 40 중량%, 저융점화학단섬유 40 ∼ 50 중량% 및 보강장섬유 10 내지 30 중량%를 혼합하여서 이루어진 섬유강화혼성부직포가 접착제층에 의하여 폴리우레탄폼의 일측면에만 부착, 적층시키고, 폴리우레탄폼의 타측면에는 마감재층을 적층시켜서 이루어짐을 특징으로 하는 상기 내장재 적층체.