KR20000000207A - 자동차 내장용 성형기재 및 그 제조방법 - Google Patents

자동차 내장용 성형기재 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 천정 및 보닛 덮개(Bonnet Hood)등에 적용되어 우수하고 양호한 흡음성과 차음성을 갖도록 한 자동차 내장용 성형기재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 성형기재는 자동차 내장용 성형기재의 제조시 우레탄 폼을 사용하며, 우레판 폼이 차체에 접하는 면에 발포 플라스틱층을 접착하고, 반대면(자동차 실내에 접하는 면)에 다공성 부직포를 접착함으로서, 흡음성과 차음성을 동시에 이루어지며, 본 성형기재 제조방법은 압출노즐을 통하여 압출되는 발포플라스틱시트에 폴리우레탄폼쉬트(Poly-Urethane Foam Sheet)를 도포하여 상하 프레스롤러 사이를 통과한 후, 폴리머파우더를 산포하고 보강제(부직포)를 추가하여 프레스롤러로 압착하고 다시 표피제를 추가하여 히트 프레스 롤러로 용융 시킨 후 냉각 롤러를 통과하여 소정 크기로 절단하는 것으로 이루어진다. 이에 따라 성형기재에 의하여 차량의 실내에서 차 외부에서 발생하는 소음의 유입을 효과적으로 차단하며, 차 실내에서 발생되는 소음을 효과적으로 흡수하여 흡음성과 차음성을 동시에 발휘하여 제품신뢰성을 향상시키고, 또한 접착제의 사용을 줄여 한 공정으로 일체형 성형기재를 생산하여 생산성 향상을 이루게 하면서 자동차 천정용기재 뿐만이 아니라 보닛덮개 및 도어 트림 등 다양한 곳에서 사용을 이루게 하는 효과를 제공한다.

Description

자동차 내장용 성형기재 및 그 제조방법{Internal Sheet of Moter and Method For Manufacturing The Same}
본 발명은 자동차 내장용 성형기재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 천정 및 보닛 덮개(Bonnet Hood) 등에 적용되어 우수하고 양호한 흡음성과 차음성을 갖도록 한 자동차 내장용 성형기재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 내장용 성형기재의 구성은, 형태, 장착성 및 흡,차음성을 유지해주는 기재부와, 의장성, 흡음성, 쿠션(Cushion)감을 부여해주는 표피재부, 기재부와 표피재부를 접착시켜주는 접착층으로 이루어져 있다.
기재부로서 사용되는 소재로는 그라스울매트(Glass Wool Mat), 레진펠트(Resin Felt), 페이퍼보드(Paper Board) 등이 현재 사용되고 있으며, 이러한 소재들은 각기 장단점이 있으며, 여러가지 장점에도 불구하고 기재부와 표피재부의 성형이 2단계로 이루어지고 있어서 공정비 및 공정시간이 많이 소요되는 문제점 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여, 독일, 영국 등의 유럽에서는 우레탄 폼을 사용하여 그래스(Glass)보강층 및 부직포를 접착성 폴리머(Polymer; Hot-Melt) 층에 의해서 일체화 한 후, 표피재를 래미네이팅(Laminating)하여 일체화시킨 시트(Sheet)를 수년 전에 개발하여 널리 사용하고 있으며, 이러한 폴리우레탄폼(P-U Foam) 일체형시트는 원하는 형상의 금형으로 1단계 성형이 가능하여 획기적으로 공정비를 절감할 수 있다. 그러나 이러한 우레탄 폼 일체형 시트는 가볍고 흡음성이 우수한 장점이 있은 반면에 차음성능이 다음 소재에 비해서 떨어지고, 여러층의 접착상 폴리머(Polymer; Hot-Melt)층을 사용함으로 인하여 가격이 상승하는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 우레탄폼의 위아래에 접착되는 보강층으로, 차체에 접촉하는 면에는 발포 플라스틱을 접착하고, 반대면에는 부직포를 접착하여 차 외부에서 발생하는 소음의 유입을 효과적으로 차단하며, 차 실내에서 발생되는 소음을 효과적 흡수하여 기재에서 흡음과 동시에 차음을 발휘할 수 있도록 하는 자동차 내장용 성형기재를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 발포 플라스틱 시트를 만드는 공정에서 우레탄 폼을 직접 접착시켜 접착성 폴리머(Polymer; Hot-Melt)층의 사용을 줄여, 우레탄 폼 일체형 시트를 저가로 제조하는 자동차 내장용 성형기재 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 자동차 내장용 성형기재의 제조시 우레탄 폼을 사용하며, 우레판 폼이 차체에 접하는 면에 발포 플라스틱층을 접착하고, 반대면(자동차 실내에 접하는 면)에 다공성 부직포를 접착함으로서, 흡음성과 차음성을 동시에 이루는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 성형기재에 의하여 달성된다..
여기서 상기 발포플라스틱은 2~80배로 발포한 발포시트를 사용하여 동일 두께의 비발포 플라스틱 시트에 비하여 무게를 가볍게 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
여기서 발포플라스틱의 성분이 폴리에틸렌{Poly Ethylene(LDPE, HDPE, LLDPE)}, 폴리우레탄(Poly Urethane), 폴리비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate), 폴리프로필렌(Poly Prophylene), 스타이렌블럭코폴리머(Styrenic Block Copolymer), 나이론(Poly Amide), 에틸렌비닐클로라이드(Evcl), NBR계, SBR계 폴리머(Polymer)중 1종의 폴리머 또는 2종 이상의 CO-폴리머(Polymer)를 일정비율로 혼합하거나, 왁스, 가수제, 충진제 등을 첨가제로 하여 변성시킨 변성 폴리머(Polymer)를 사용하는 것이 바람직하다.
여기서, 다공성부직포은 중량이 50~300g/㎡이고, 부직포를 구성하는 섬유의 종류로서 폴리에스터(PET), 난연폴리에스터, 폴리프로필렌(PP), 비스코스레이온(VR), 나이론, 카본섬유, PVC섬유 등의 합성섬유와 면, 마, 양모, 견 등의 천연섬유 중 1종 또는 2종 이상의 섬유를 일정비율로 혼합시켜 연속 시트화하는 것이 바람직하다.
여기서, 입자상 접착성 폴리머(Polymer; Hot-Melt)의 성분이 폴리에틸렌{Poly Ethylene(LDPE, HDPE, LLDPE)}, 폴리비닐아세테이트(Eyhylene Vinyl Acetate), 폴리프로필렌(Poly Prophylene), 스타리렌블럭코폴리머(Styrenic Block Copolymer), 나이론(Poly Amide), 폴리우레탄(Poly Urethane), 에틸렌비닐클로라이드(Evcl), NBR, SBR계 폴리머중 1종의 폴리머(Polymer) 또는 2종 이상의 CO-폴리머(Polymer)를 일정비율로 혼합하거나, 왁스, 가소제, 충진제, 극성물질 등을 첨가제로 하여 변성시킨 변성 Polymer를 입자상으로 하여 접착성 폴리머(Polymer; Hot-Melt)층으로 사용되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 목적은 압출노즐을 통하여 압출되는 발포플라스틱쉬트에 폴리우레탄폼쉬트(Poly-Urethane Foam Sheet)를 도포하여 상하 프레스롤서 사이를 통과한 후, 폴리머파우더를 산포하고 보강제(부직포)를 추가하여 프레스롤러로 압착하고 다시 표피제를 추가하여 히트 프레스 롤러로 용융 시킨 후 냉각 롤러를 통과하여 소정 크기로 절단하는 자동차 내장용 성형기재 제조방법에 의하여 달성된다.
여기서 우레탄폼과 발포플라스틱의 접착을 플라스틱 시트의 압출제조시, 접착성 폴리머(Polymer; Hot-Melt)층을 사용하지 않고, 압출된 플라스틱 시트의 잔열을 이용하여 직접 접착시킴으로서 생산비용을 절감시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
여기서 우레탄 폼과 다공성부직포의 접착 및 다공성부직포와 표피제의 접착시, 접착성 필름을 사용하지 않고 입자상(Power)의 접착성 폴리머(Polymer; Hot-Melt) 파우다(Power)를 입상미터 당 10~80g 사용하여, 흡음효과의 감소를 최소화 시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 1 은 본 발명에 의한 성형기재의 단면도이고,
도 2 는 본 발명에 의한 성형기재의 제조공정도이다.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
1; 압출기 2; 압출노즐
3; 발포플라스틱시트 4; 폴리우레탄폼시트
5,6,7,8,9,10; 프레스롤러 12; 폴리머파우더
13; 보강재 14; 표피제
16,17; 히터프레스롤러 21; 우레탄폼
22; 발포플라스틱층 23; 다공성부직포층
25; 표피제
이하, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 의한 성형기재의 단면도이고, 도 2 는 본 발명에 의한 성형기재의 제조공정도이다.
본 성형기재는 도1에 도시된 바와 같이 포피재(25)의 하단으로 다공성부직포층(23)과, 우레탄폼(21)과, 발포플라스틱층(22)이 적층되어 있다.
발포플라스틱층(22)은 우레탄폼(21)이 차체에 접하는 면에 접착되어 있으며, 자동차 실내에 접하는 면인 반대면에는 다공성부직포(23)가 접착되어서 우레탄폼(21)의 한 쪽면(차체에 접하는 면)의 부착되어 있는 발포플라스틱층(22)을 통하여 차 외부에서 발생하는 소음의 유입을 효과적으로 차단하고 있으며, 발포플라스틱층(22)의 반대면인 차 실내에 접하는 면에 부착되어 있는 다공성 부직포층(23)과 표피재(25)을 통하여서는 차 실내에서 발생되는 소음을 효과적으로흡수하여, 기재에서 흡음과 차음을 동시에 발휘한다.
본 발명에 사용되는 발포 플라스틱의 경우, 반대면에 사용되는 부직포에 비해서 상대적으로 밀도가 높기 때문에 차음성능이 높다. 차음성능은 밀도가 높을수록 좋아진다는 것은 당연한 원리이다. 이러한 발포플라스틱은 발포하고자 하는 플라스틱수지의 제조시 발포제를 혼입하여 압출기에 투입하고, 압출시 가해지는 열에 의해서 발포가 되며, 이때의 발포비율의 조절은 발포제의 투입량으로 조절할 수 있다.
상기 발포플라스틱층(22)은 2~80배로 발포한 발포시트를 사용하여 동일 두께의 비 발포 플라스틱 시트에 비하여 무게를 가볍게 하여, 자동차의 연비향상시킬 수 있게 한다.
발포비율은 2~80배 발포가 적절하지만, 본 발명의 목적에 보다 적절한 발포비율은 4~20배 발포가 적당하다. 발포비율이 4배 이하가 되면 플라스틱의 중량이 높아져서 성형기재의 저중량화를 이룰 수 없으며, 소재비용도 높아진다. 또한 발포비율이 20배 이상이 되면 밀도가 너무 낮아져서 차음 성능이 나빠지는 문제가 발생된다.
발포플라스틱층(22)의 성분은 폴리에틸렌{Poly Ethylene(LDPE, HDPE, LLDPE)}, 폴리우레탄(Poly Urethane), 폴리비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate), 폴리프로필렌(Poly Prophylene), 스타이렌블럭코폴리머(Styrenic Block Copolymer), 나이론(Poly Amide), 에틸렌비닐클로라이드(Evcl), NBR계, SBR계 폴리머(Polymer)중 1종의 폴리머 또는 2종 이상의 CO-폴리머(Polymer)를 일정비율로 혼합하거나, 왁스, 가수제, 충진제 등을 첨가제로 하여 변성시킨 변성 Polymer를 사용한다.
다공성부직포층(23)은 중량이 50~300g/㎡이고, 부직포를 구성하는 섬유의 종류로서 폴리에스터(PET), 난연폴리에스터, 폴리프로필렌(PP), 비스코스레이온(VR), 나이론, 카본섬유, PVC섬유 등의 합성섬유와 면, 마, 양모, 견 등의 천연섬유 중 1종 또는 2종 이상의 섬유를 일정비율로 혼합시켜 연속 시트화한 것을 사용하고 있다.
입자상 접착성 폴리머(Polymer; Hot-Melt)의 성분이 폴리에틸렌{Poly Ethylene(LDPE, HDPE, LLDPE)},폴리비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate), 폴리프로필렌(Poly Prophylene), 스타이렌블럭코폴리머(Styrenic Block Copolymer), 나이론(Poly Amide), 폴리우렌탄(Poly Urethane), 에틸렌비닐클로라이드(Evcl), NBR계, SBR계 폴리머(Polymer)중 1종의 폴리머 또는 2종 이상의 CO-폴리머(Polymer)를 일정비율로 혼합하거나, 왁스, 가소제, 충진제, 극성물질 등을 첨가제로 하여 변성시킨 변성 Polymer를 입자상으로 하여 접착성 폴리머(Polymer; Hot-Melt)층(24a)(24b)이 사용된다.
도 2 는 본 발명에 의한 성형기재의 제조공정도이다. 본 성형기재를 제조하는 방법은 도 2에 도시된 바와 같이 압출기(1)의 압출노즐(2)을 통하여 압출되는 발포플라스틱쉬트(3)에 폴리우레탄폼쉬트(Poly-Urethane Foam Sheet)(4)를 도포하여 상하 프레스롤(5)(6)의 사이를 통과한 후, 폴리머파우더(12)를 산포하고 보강제(부직포)(13)를 추가하여 프레스롤러(7)로 압착하고 다시 표피제(14)를 추가하여 히터(15)로 적정온도 예열한 후 상하 히터프레스롤러(16)(17)로 용융 시킨 후 냉각 롤러(18)(19)를 통과하여 소정 크기로 절단하여 성형기재를 얻고 있다.
여기서 우레탄폼층(21)과 발포플라스틱층(22)의 접착을 플라스틱 시트의 압출제조시, 접착성 폴리머(Polymer; Hot-Melt)층을 사용하지 않고, 압출된 플라스틱 시트의 잔열을 이용하여 직접 접착시켜 생산비용을 절감시키도록 하고 있으며, 우레탄 폼층(21)과 다공성부직포층(23)의 접착 및 다공성부직포층(23)과 표피제(25)의 접착시, 접착성 폴리머(Polymer; Hot-Melt)필름을 사용하면, 필름이 통기성이 없어 성형기재의 흡음성능을 감소시키는 문제가 있음으로, 본 발명에서는 접착성 필름을 사용하지 않고 입자상(Power)의 접착성 폴리머(Polymer; Hot-Melt) 파우다(Power)(12)를 입상미터 당 10~80g 사용하여, 흡음효과의 감소를 최소화 하도록 한다.
본 발명에서는 기존의 유럽, 미국 등에서 사용하고 있은 성형기재에 비해서, 훨씬 낮은 비용으로 기재의 제조가 가능하다. 그 이유는 발포 플라스틱의 압출시 녹아 있는 플라스틱 위에 일정한 두께로 슬라이싱(Slicing)된 우레탄 폼을 직접 공급하여, 별도의 접착성 폴리머(Polymer; Hot-Melt)층을 사용하지 않고 접착을 시키기 때문이다. 이때 공급되는 우레탄 폼은 반드시 고압 분사기로 부스러진 우레탄 미세조각을 불어내야 한다. 우레탄 미세조각은 슬라이싱 및 운반도중에 부스러져 우레탄 표면에 부착되어 있으며, 이러한 미세조각은 발포플라스틱 및 반대면의 부직포와의 접착시 접착력을 나쁘게 한다.
또한, 본 발명에서는 자동차 실내에서 발생되는 소음의 흡음성능을 최대화 시키기 위하여 접착성 필름을 사용하지 않고, 접착성 폴리머(Polymer; Hot-Melt)를 적당한 사이즈로 분쇄하여 접착면에 20~80g/㎡ 정도 골고루 뿌려서 접착제로 사용한다. 이렇게 사용된 접착성 폴리머 파우다(Polymer Powder)는 접착층의 통기성을 유지하여 기재의 흡음성능 저하를 최소화 할 수 있어, 접착필름을 사용하는 기재에 비해서 흡음 성능이 우수하다.
이상과 같이 본 발명은 성형기재에 의하여 차량의 실내에서 차 외부에서 발생하는 소음의 유입을 효과적으로 차단하며, 차 실내에서 발생되는 소음을 효과적으로 흡수하여 흡음성과 차음성을 동시에 발휘하여 제품신뢰성을 향상시키고, 또한 접착제의 사용을 줄여 한 공정으로 일체형 성형기재를 생산하여 생산성을 향상을 이루게 하면서 자동차 천정용기재 뿐만이 아니라 보닛덮개 및 도어 트림 등 다양한 곳에서 사용을 이루게 하는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 자동차 내장용 성형기재의 제조시 우레탄 폼을 사용하며, 우레판 폼이 차체에 접하는 면에 발포 플라스틱층을 접착하고, 반대면(자동차 실내에 접하는 면)에 다공성 부직포를 접착함으로서, 흡음성과 차음성을 동시에 이루는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 성형기재.
  2. 청구항 1에 있어서;
    상기 발포플라스틱층은 2~80배로 발포한 발포시트를 사용하여 동일 두께의 비발포 플라스틱 시트에 비하여 무게를 가볍게 할 수 있도록 함을 특징으로 하는 자동차 내장용 성형기재.
  3. 청구항 1에 있어서;
    발포플라스틱층의 성분은 폴리에틸렌{Poly Ethylene(LDPE, HDPE, LLDPE)}, 폴리우레탄(Poly Urethane), 폴리비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate), 폴리프로필렌(Poly Prophylene), 스타이렌블럭코폴리머(Styrenic Block Copolymer), 나이론(Poly Amide), 에틸렌비닐클로라이드(Evcl), NBR계, SBR계 폴리머(Polymer)중 1종의 폴리머 또는 2종 이상의 CO-폴리머(Polymer)를 일정비율로 혼합하거나, 왁스, 가수제, 충진제 등을 첨가제로 하여 변성시킨 변성 폴리머(Polymer)를 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 성형기재.
  4. 청구항 1에 있어서;
    다공성부직포층은 중량이 50~300g/㎡이고, 부직포를 구성하는 섬유의 종류로서 폴리에스터(PET), 난연폴리에스터, 폴리프로필렌(PP), 비스코스레이온(VR), 나이론, 카본섬유, PVC섬유 등의 합성섬유와 면, 마, 양모, 견 등의 천연섬유 중 1종 또는 2종 이상의 섬유를 일정비율로 혼합시켜 연속 시트화한 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 성형기재.
  5. 청구항 1에 있어서;
    입자상 접착성 폴리머(Polymer; Hot-Melt)의 성분이 폴리에틸렌{Poly Ethylene(LDPE, HDPE, LLDPE)}, 폴리우레탄(Poly Urethane), 폴리비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate), 폴리프로필렌(Poly Prophylene), 스타이렌블럭코폴리머(Styrenic Block Copolymer), 나이론(Poly Amide), 에틸렌비닐클로라이드(Evcl), NBR계, SBR계 폴리머(Polymer)중 1종의 폴리머 또는 2종 이상의 CO-폴리머(Polymer)를 일정비율로 혼합하거나, 왁스, 가소제, 충진제, 극성물질 등을 첨가제로 하여 변성시킨 변성 폴리머를 입자상으로 하여 접착성 폴리머(Polymer; Hot-Melt)층으로 사용되는 것을 특징으로 하는 자동차 내장용 성형기재.
  6. 압출노즐을 통하여 압출되는 발포플라스틱시트에 폴리우레탄폼시트(Poly-Urethane Foam Sheet)를 도포하여 상하 프레스롤러 사이를 통과한 후, 폴리머파우더를 산포하고 보강제(부직포)를 추가하여 프레스롤러로 압착하고 다시 표피제를 추가하여 히트 프레스 롤러로 용융 시킨 후 냉각 롤러를 통과하여 소정 크기로 절단함을 특징으로 하는 자동차 내장용 성형기재 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서;
    우레탄폼과 발포플라스틱의 접착을 플라스틱 시트의 압출제조시, 접착성 폴리머(Polymer; Hot-Melt)층을 사용하지 않고, 압출된 플라스틱 시트의 잔열을 이용하여 직접 접착시킴으로서 생산비용을 절감시킬 수 있도록 함을 특징으로 하는 자동차 내장용 성형기재 제조방법.
  8. 청구항 6에 있어서;
    우레탄 폼과 다공성부직포의 접착 및 다공성부직포와 표피제의 접착시, 접착성 필름을 사용하지 않고 입자상(Power)의 접착성 폴리머(Polymer; Hot-Melt) 파우다(Power)를 입상미터 당 10~80g 사용하여, 흡음효과의 감소를 최소화 시킬 수 있도록 함을 특징으로 하는 자동차 내장용 성형기재 제조방법.
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