KR20010043812A - 열성형 가능한 열가소성 발포체 시트로 구성된 차량헤드라이너 - Google Patents

열성형 가능한 열가소성 발포체 시트로 구성된 차량헤드라이너 Download PDF

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KR20010043812A
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KR
South Korea
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foam
vehicle
headliner
core layer
thermoforming
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Application number
KR1020007013243A
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English (en)
Inventor
투심마틴에이치.
코넬마틴씨.
로렌조루이스
크리스텐슨크리스토퍼피.
샤퍼윌리암제이.
서경더블유.
간디가자난브이.
맥기로버트엘.
박충피.
Original Assignee
그래햄 이. 테일러
더 다우 케미칼 캄파니
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Publication date
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Abstract

본 발명은 헤드라이너가 개선된 차량에 관한 것이다. 이러한 헤드라이너는 열성형된 코어 층을 포함한다. 이러한 코어 층은 압출된 열가소성 발포체와 임의의 실질적으로 발포되지 않은 열가소성 수지 하나 이상의 인접층을 포함한다. 코어 층은 실질적으로 열경화성 재료를 함유하지 않으며, 바람직하게는 유리 또는 섬유유리 매트 또는 스크림(scrim)을 함유하지 않는다. 장식층, 예를 들어 펠트층 또는 직물 층은 바람직하게는 코어 층에 적층된다. 헤드라이너는 실질적으로 처짐에 대한 내성이 있으며 차량에 설치되었을 때 실질적으로 자체의 열성형된 형태를 유지할 수 있다. 또한, 헤드라이너를 조립하거나 제조하여 이를 차량에 설치하는 방법이 제공된다.

Description

열성형 가능한 열가소성 발포체 시트로 구성된 차량 헤드라이너{Vehicle headliner comprised of a thermoformable thermoplastic foam sheet}
발명의 배경
본 발명은 압출된 열가소성 발포체로 구성된 열성형된 코어 층을 갖는 차량 헤드라이너에 관한 것이다. 이러한 코어 층과 헤드라이너는 차량에의 설치시 승온에서조차도 자체의 형태와 윤곽을 실질적으로 유지할 수 있다.
헤드라이너는 차량의 승객석의 지붕 하면에 적용되는 적층물이다. 헤드라이너는 충격완화, 미적, 단열 및 방음을 포함한 다양한 목적으로 제공된다.
상업적으로 제조된 차량에 적용된 헤드라이너는 물리적 요건과 이것이 노출되는 환경적 조건으로 인하여 비교적 복잡하고 고도로 기능화되어 있다. 헤드라이너는 중력으로 인한 처짐을 예방하기에 충분한 경도를 가져야 하지만, 이차가공(fabrication) 및/또는 열성형 및 설치하기에 충분한 유연성을 가져야 한다. 헤드라이너는 또한 승객석의 탑승자로 인한 갑작스런 접촉시 어느 정도의 충격완화를 제공하는 전체 충격 보호 시스템의 한 부분일 수 있다. 헤드라이너는 또한 차량의 태양열에 대한 노출과 관련된 승온을 견딜 수 있어야 한다. 헤드라이너는 또한 요구되는 형태, 구성 또는 윤곽으로 성형될 수 있어야 한다.
현재 상업적으로 적용되는 헤드라이너는 일반적으로 다층의 폴리우레탄 발포체 및 폴리우레탄 접착제로 밀착된 유리/섬유유리 매트(matte) 또는 스크림(scrim)으로 성형되고, 가열하에 요구되는 형태 및 윤곽으로 서로 압착시킨다. 펠트 또는 직물이 일반적으로 승객석의 내부와 마주하는 표면에서 헤드라이너에 적용된다. 대표적 헤드라이너는 미국 특허 제5,460,870호, 제5,486,256호, 제5,582,906호 및 제5,670,211호에 기재되어 있고, 이는 본원에서 인용된다.
현재 상업적인 헤드라이너의 단점은 여러가지가 있다. 이들은 고가의 성분 재료 및 복잡한 제조방법 및 공정으로 인하여 비용이 많이 든다. 열경화성 접착제, 예를 들어 폴리우레탄 접착제는 고가이며 다단계, 시간-소비적 적용 및 경화 방법 및 공정을 요구한다. 섬유 형태의 유리, 섬유유리, 탄소 또는 기타 재료의 강화 섬유 또는 스크림뿐 아니라, 폴리우레탄 발포체 시트가 또한 열경화성 접착제와 함께 층상 배열로 점재되어야 한다. 이러한 강화 재료는 고가이며, 제품을 제조하는데 열경화성 접착제로의 다단계 적층을 요구한다. 게다가, 성분 재료 및 가공된 헤드라이너 제품은 일반적으로 효과적으로 재순환시키기가 불가능하고, 가능하다 하더라도 어렵다.
저가의 성분 재료로 구성되며 덜 복잡하고 비용이 덜 드는 제조 공정에 의해 조립될 수 있는 헤드라이너를 갖는 것이 바람직하다. 게다가, 열경화성 재료 및 강화 섬유 또는 스크림을 적용한 헤드라이너에 의해 주어지는 것과 유사한 성능 특성 및 속성을 제공하는 헤드라이너를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 헤드라이너 및/또는 이의 재료 성분이 쉽게 재순환될 수 있는 것이 바람직하다.
발명의 요약
본 발명에 따라서, 헤드라이너가 개선된 차량이 제공된다. 이러한 차량은 그 내부에 승객석과 이러한 승객석 위로 위치하는 지붕을 갖는다. 헤드라이너는 지붕의 하면에 위치한다. 헤드라이너는 열성형된 코어 층을 포함한다. 코어 층은 압출된 열가소성 발포체와 임의의 실질적으로 발포되지 않은 열가소성 수지로 이루어진 하나 이상의 인접층을 포함한다. 코어 층은 열경화성 재료를 실질적으로 함유하지 않으며, 바람직하게는 유리/섬유유리 매트 또는 스크림을 함유하지 않는다. 코어 층은, 헤드라이너가 차량에 설치되었을 때 실질적으로 처짐에 대한 내성이 있으며 실질적으로 자체의 열성형된 형태를 유지할 수 있어야 한다. 장식층, 예를 들어 펠트층 또는 직물 층은 바람직하게는 코어 층에 적층된다.
또한, 본 발명에 따라서, 헤드라이너를 조립하거나 제작하고 차량에 이를 설치하는 방법이 제공된다. 이러한 방법은 압출된 열가소성 발포체와 임의의 실질적으로 발포되지 않은 열가소성 수지로 이루어진 하나 이상의 인접층을 포함하며, 열경화성 재료를 실질적으로 함유하지 않고, 헤드라이너가 차량에 적용되었을 때, 실질적으로 처짐에 대한 내성이 있으며 실질적으로 자체의 형태를 유지할 수 있는 열성형 가능한 코어 층을 제공하는 단계(a), 단계(a)의 열성형 가능한 코어 층에 열과 기계적 압력을 적용함으로써 코어 층을 열성형시켜 헤드라이너를 성형하는 단계(b) 및 단계(b)의 헤드라이너를 지붕의 하면에 인접하여 배치하거나 적용하는 단계(c)를 포함한다. 바람직하게는, 장식층은 승객석의 내부와 마주하는 코어 층의 표면에 적층된다. 이러한 장식층은 코어 층의 열성형 이전 또는 이후에 코어 층에 적층될 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 헤드라이너가 설치된 차량의 단면에 있어서의 부분 조각 투시도이다.
도 2는 차량의 지붕과 헤드라이너가 보이는, 도 1의 절단물의 측단면도이다.
도 3은 절단물에서 헤드라이너가 보이는, 헤드라이너가 설치된 차량의 지붕의 조각 투시도이다.
도 4는 절단물에서 헤드라이너가 보이는, 헤드라이너가 설치된 차량의 지붕의 조각 투시도이다.
도 5는 발포된 부분과 발포되지 않은 부분을 갖는 헤드라이너의 부분도이다.
도 6 내지 11은 여러가지 구성의 헤드라이너 조립품의 일부를 도시한다.
발명의 상세한 설명
본 헤드라이너는 단일 헤드라이너에 관해서는 공지되지 않은 여러가지 장점을 제공한다. 이러한 장점은 대개 헤드라이너에 존재하는 열성형 가능한 코어 층에 관련된 것이다. 이러한 장점은 다음을 포함한다: 헤드라이너는 요구되는 형태, 구성 또는 윤곽으로 쉽게 열성형되고; 헤드라이너는 처짐을 견딜 만큼 충분히 경성이고, 고온 기후 및/또는 직사광 조건에서 차량이 일반적으로 접하는 승온에 노출되었을 때 이의 형태를 실질적으로 유지시킬 수 있고; 헤드라이너는 바람직하게는 비교적 저가의 재순환성 열가소성 수지로 구성된다. 헤드라이너는 머리 충돌에 대한 충격완화성이 우수하고, 소리 및 열 흡수성이 우수하다.
본 발명에서 열가소성 발포체를 포함하는 코어 층은 헤드라이너에 유용한 것으로서 당분야에 교시된 기타 발포체 층에 대해 상당한 이점을 제공한다. 미국 특허 제5,670,211호는 폴리우레탄 접착제를 사용하여 헤드라이너로 가공되고 성형되는 가요성 또는 반경성(semirigid) 폴리우레탄 발포체 시트를 갖는 헤드라이너에 대해 기술하고 있다. 당해 특허는 또한 PPO, 팽창된 폴리스티렌 및 팽창된 폴리프로필렌의 기타 발포체 시트가 상기 폴리우레탄 발포체를 대체할 수 있다고 기재하고 있다. 본 발명의 코어 층은 열경화성 접착제를 실질적으로 함유하지 않으며 보다 쉽게 재순환될 수 있다는 점에서 이러한 특허의 교시물보다 유리하다. 압출된 열경화성 발포체를 포함하는 코어 층은 또한 폴리우레탄 발포체보다 쉽게 열성형될 수 있고, 일반적으로 소정의 밀도에서 팽창된(비드) 발포체보다 강하고, 폴리스티렌 발포체보다 내열변형성이 높다. 미국 특허 제3,637,458호는 수많은 적용 목록에 유용한, 예를 들어 헤드라이너로서 유용한 매우 얇은 압출 폴리프로필렌 발포체 시트에 대해 기재하고 있다. 당해 특허는 이러한 헤드라이너의 구조 또는 기술된 폴리프로필렌 발포체 시트가 여기서 어떠한 기능을 하는지에 대해 전혀 교시하고 있지 않다. 발포체는 헤드라이너에서 상이한 기능을 수행하는데, 예를 들어 구조 및 기계적 성능을 제공하거나 장식 직물 층을 위한 충격완화 기재(backing)로서 작용할 수 있다. 미국 특허 제5,536,793호는 많은 적용, 예를 들어 헤드라이너로서 유용한 폴리에스테르 발포체에 대해 기술하고 있다. 이러한 특허의 교시는 미국 특허 제3,637,458호의 것과 동일한 이유로 불충분하다.
도면들은 본 발명의 양태를 도시한다. 도 1에서, 차량(10)은 지붕(12), 승객석(14) 및 헤드라이너(16)를 갖는다. 도 1은 원형 점선 2-2의 절단부(cutaway)를 도시하고, 이는 도 2에서의 단면도에 상응한다. 도 2는 이에 부착되거나 고정된 헤드라이너(16)가 있는 지붕(12)을 도시한다. 헤드라이너(16)는 통상적 압출된 열가소성 발포체 층(20), 접착제 층(22) 및 직물 층(24)을 포함한다. 도 3은 지붕/헤드라이너 조합의 또 다른 양태를 도시한다. 도 3에서, 차량 지붕(32)에 부착되거나 고정된 헤드라이너(30)가 존재한다. 헤드라이너(30)는 압출되고 합체된 스트랜드 열가소성 발포체(34)와 직물 층(36)을 포함한다. 헤드라이너(30)에서, 스트랜드는 지붕(32)의 면에 대해 일반적으로 수직으로 그리고 일반적으로 직각으로 배향된다. 도 4는 지붕/헤드라이너 조합의 또 다른 양태를 도시한다. 도 4에서, 차량 지붕(42)에 부착되거나 고정된 헤드라이너(40)가 존재한다. 헤드라이너(40)는 압출되고 합체된 스트랜드 열가소성 발포체(44)와 직물 층(46)을 포함한다. 헤드라이너(40)에서, 스트랜드는 지붕(42)의 면에 대해 일반적으로 수평으로 그리고 일반적으로 평행하게 배향된다.
당분야에 공지된 접착제는 헤드라이너의 여러 층의 서로간에 또는 헤드라이너를 차의 지붕에 부착시키기 위해 적용될 수 있다. 유용한 접착제는 열경화성 접착제, 예를 들어 폴리우레탄 수지 및 에폭시 수지, 열가소성 접착제, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 등을 포함한다. 유용한 접착제가 미국 특허 제5,406,870호 및 제5,670,211호에 교시되어 있다. 접착제는 당분야에 공지된 임의의 수단, 예를 들어 분무, 피복 또는 필름 형태로 적용시킬 수 있다. 바람직한 접착제는 이들의 저렴성과 잠재적 재순환성으로 인해 열가소성인 것이다. 접착제의 존재는 본 발명에 필수적인 것은 아니다. 발포체는 독립 기포 또는 연속 기포일 수 있다. 연속 기포 함량은 ASTM D2856-A에 의해 측정된다. 독립 기포 발포체는 단열 능력과 탄성이 우수하다는 이점을 제공하고, 연속 기포는 방음성, 치수 안정성 및 열성형 중에 열전달이 우수하다는 이점을 제공한다.
열성형 이전에 열가소성 발포체의 밀도는 바람직하게는 약 16 내지 약 200kg/㎥, 보다 바람직하게는 약 16 내지 약 80kg/㎥이다. 발포체의 평균 기포 직경은 ASTM D3576에 의하여 바람직하게는 약 0.1 내지 약 5.0mm, 보다 바람직하게는 약 0.2 내지 약 3.5mm이다. 제시된 발포체 밀도와 기포 직경 범위는 열가소성 발포체의 성질상 일반적인 것이다. 가장 바람직한 밀도 및 기포 직경은 발포체의 조성과 목적 물성에 따라 가변적이다. 예를 들어, 발포체는 밀도 또는 기포 직경을 증가시킴으로써 보다 경성으로 만들 수 있다.
특히 바람직한 발포체는 열성형 이전의 밀도가 약 16 내지 약 160kg/㎥, 바람직하게는 약 24 내지 약 100kg/㎥인 프로필렌 중합체, 폴리에스테르 및 폴리아미드로 이루어진 것이다.
열가소성 발포체는 바람직하게는 단일 구조로서 압출되지만, 당분야에 공지된 임의의 수단, 예를 들어 열 융착 또는 접착제 층에 의해 둘 이상의 비교적 얇은 열가소성 발포체 시트를 서로 함께 적층시킴으로써 제조될 수도 있다.
이러한 발포체는 내열변형성이어야 하고, 태양열에 의한 차량의 지붕에서 일반적으로 접하는 승온에서 치수 안정적이어야 한다. 발포체의 치수 안정성은 SAE 883에 의한 팽창 및 수축률에 있어서 바람직하게는 약 5% 이하, 보다 바람직하게는 약 1% 이하이다.
이러한 발포체는 발포체 시트 또는 플랭크와 같은 임의의 단면 크기 또는 구성으로 제조될 수 있다. 특히 유용한 발포체의 단면(두께)에 있어서의 최소 치수는 1.5mm 이상, 바람직하게는 3mm이상이다.
장식층 재료, 예를 들어 펠트 또는 직물의 층 또는 층들은 미적 효과를 위해 승객석의 내부 또는 내부 캐빈과 마주하는 헤드라이너의 표면에 적용될 수 있다. 이러한 층은 당분야에 공지된 임의의 형태일 수 있다. 상업적으로 적용되는 가장 일반적인 것은 펠트 또는 제직물이다. 유용한 직물은 제직 폴리에스테르, 나일론 및 폴리프로필렌 섬유 제직물을 포함한다. 바람직하게는, 펠트 또는 직물 층은 발포체와 동일하거나 유사한 중합성 재료로 구성된다. 펠트 또는 직물 층은 당분야에 공지된 임의의 수단, 예를 들어 열 융착, 접착제 필름 또는 접착액 또는 피복에 의해 발포체에 부착될 수 있다. 바람직한 장식층은 접착제의 보조없이 코어 층에 열 융착되는 열가소성 섬유의 제직물이다. 열 융착이란 직물 층을 섬유가 끈적끈적하거나 점성으로 되는 정도까지 가열하여 접착제의 보조없이 코어 층에 부착될 수 있음을 의미한다. 열성형 동안에 또는 코어 층이 이와 달리 승온 상태에 있을 때 코어 층에 적용될 경우, 직물 층을 열 융착시킬 수 있다.
바람직한 헤드라이너는 전체적으로 재순환성 재료로 구성된다. 유용한 재순환성 재료의 예로는 프로필렌 중합체, 예를 들어 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리카보네이트가 있다. 가장 바람직한 헤드라이너는 함께 재순환될 수 있는 유사한 조성을 갖는 재순환성 재료로 전제적으로 구성된다. 예를 들어, 헤드라이너는 다음 중의 하나를 포함할 수 있다: 프로필렌 중합체 발포체와 폴리프로필렌 제직물 층의 적층물, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 발포체와 폴리에틸렌 테레프탈레이트 제직물 층의 적층물 또는 폴리아미드(나일론) 발포체와 폴리아미드 직물 층. 경우에 따라, 상이한 재순환성 재료가 다음과 같이 함께 적용될 수 있다: 프로필렌 중합체 발포체와 폴리에스테르 또는 폴리아미드의 제직물 층의 적층물(a), 폴리에스테르 발포체와 폴리프로필렌 또는 폴리아미드의 제직물 층의 적층물(b).
이러한 발포체는 요구되는 형태, 구성 또는 윤곽으로 쉽게 열성형될 수 있다. 전형적으로, 헤드라이너의 발포체와 나머지 부분은 차량의 지붕과 동일한 형태, 구성 또는 윤곽을 갖는데, 이는 헤드라이너가 지붕의 하면에 위치하기 때문이다. 용어 "열성형"은 발포체가 당분야에 통상적으로 공지된 수단에 의해 열과 기계적 압력하에 상이한 형태 또는 윤곽으로 열성형되거나 달리 성형될 수 있음을 의미한다. 전형적으로, 발포체는 실질적으로 편평한 시트의 형태로 제공되고, 열과 압력하에서 압축시켜 발포체가 위치하게 될 차량의 지붕의 형태와 윤곽과 유사한 윤곽을 갖는 시트로 성형된다. 경우에 따라, 장식층, 예를 들어 열가소성 섬유 제직물 층이 열성형 공정 동안에 열 융착될 수 있다.
본 발포체의 물성과 내열성은 발포체 위에 실질적으로 발포되지 않은 외피를 형성시키거나 형성을 유도함으로써, 예를 들어 발포체에 플라스틱 필름 또는 시트를 적층함으로써, 플라스틱 수지로 발포체를 피복시킴으로써, 발포체의 표면 또는 표면들을 이의 유리 전이 온도 또는 융점 이상으로 가열하여 외피에서 세포 구조를 붕괴시킴으로써 또는 상기한 것의 조합에 의해서 강화될 수 있다. 필름, 시트 또는 피막은 임의의 공지된 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 포함할 수 있다. 유용한 열가소성 수지는 본 발포체를 포함하는 것에 대해 상기한 것을 포함하고, 유용한 열경화성 수지는 폴리우레탄과 에폭시를 포함한다.
헤드라이너는 차량의 지붕의 하면에 당분야에 공지된 임의의 수단, 예를 들어 접착 또는 기계적 수단에 의한 부착에 의해 적용될 수 있다. 기계적 수단은 클립, 측면 성형법 및 오버헤드(돔) 라이트 어셈블리(overhead(dome) light assembly)를 포함한다.
유용한 열가소성 발포체는 프로필렌 중합체, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 고밀도 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리페닐렌 옥사이드와 폴리스티렌의 블렌드, 프로필렌/에틸렌 공중합체, 열가소성 폴리우레탄, EPDM과 폴리에틸렌의 블렌드, 폴리프로필렌과 EPDM의 블렌드, 폴리프로필렌과 에틸렌/스티렌 공중합체의 블렌드를 포함한다. 에틸렌/스티렌 공중합체 및 이를 함유하는 발포체가 본원에서 인용되는 미국 특허 제5,460,818호에 교시되어 있다. 바람직한 발포체는 프로필렌 중합체 발포체 및 폴리에스테르 발포체를 포함한다. 보다 바람직한 발포체는 폴리프로필렌 발포체, 95/5 내지 99.5/0.5의 단량체 중량비의 프로필렌/에틸렌 공중합체의 발포체 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 발포체를 포함한다.
코어 층을 위해 가장 바람직한 발포체는 압출 프로필렌 중합체 발포체이다. 적당한 프로필렌 중합체 재료는 프로필렌 단독중합체(폴리프로필렌) 및 프로필렌과 공중합성 에틸렌계 불포화 공단량체의 공중합체이다. 프로필렌 중합체 재료는 비-프로필렌계 중합체를 추가로 포함할 수 있다. 프로필렌 중합체 재료는 하나 이상의 프로필렌 단독중합체 단독으로, 하나 이상의 프로필렌 공중합체, 각각 하나 이상의 프로필렌 단독중합체와 공중합체의 블렌드, 또는 상기한 것 중의 하나와 비-프로필렌계 중합체의 혼합물로 구성될 수 있다. 조성에 무관하게, 프로필렌 중합체 재료는 프로필렌 단량체 단위를 50중량% 초과, 바람직하게는 약 70중량% 이상으로 포함한다.
적당한 모노에틸렌계 불포화 공단량체는 올레핀, 비닐아세테이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 아크릴산, 이타콘산, 말레산, 말레산 무수물 등을 포함한다. 프로필렌 공중합체는 바람직하게는 약 45중량% 이하의 에틸렌계 불포화 공단량체를 포함한다.
프로필렌 중합체 재료에 도입될 수 있는 적당한 비-프로필렌계 중합체는 고, 중, 저 및 선형 밀도 폴리에틸렌, 폴리부텐-1, 에틸렌/아크릴산 공중합체, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌/프로필렌 공중합체, 스티렌/부타디엔 공중합체, 에틸렌/스티렌 공중합체, 에틸렌/에틸 아크릴레이트 공중합체, 이오노머 등을 포함한다.
특히 유용한 프로필렌 공중합체는 프로필렌과 하나 이상의 비-프로필렌계 올레핀의 공중합체이다. 프로필렌 공중합체는 프로필렌과 에틸렌, C1-C101-올레핀 및 C4-C10디엔으로 이루어진 군으로부터 선택된 올레핀의 랜덤, 블락 및 그라프트 공중합체를 포함한다. 프로필렌 공중합체는 또한 프로필렌과 에틸렌 및 C4-C81-올레핀으로 이루어진 군으로부터 선택된 1-올레핀과의 랜덤 삼공중합체를 포함한다. 에틸렌 및 C4-C81-올레핀 둘다를 갖는 삼공중합체에서, 에틸렌 함량은 바람직하게는 45중량% 이하이다. C4-C101-올레핀은 선형 및 측쇄 C4-C101-올레핀, 예를 들어 1-부텐, 이소부틸렌, 1-펜텐, 3-메틸-1-부텐, 1-헥센, 3,4-디메틸-1-부텐, 1-헵텐, 3-메틸-1-헥센 등을 포함한다. C4-C10디엔의 예는 1,3-부타디엔, 1,4-펜타디엔, 이소프렌, 1,5-헥사디엔, 2,3-디메틸-1,3-헥사디엔 등을 포함한다.
또한, 본원에 사용되는 바와 같이, 프로필렌 중합체 재료의 용융 유속은 ASTM D1238 조건 L에 의하여 약 0.05 내지 50, 바람직하게는 0.1 내지 20이다.
바람직한 프로필렌 중합체 수지는 측쇄 또는 약간 가교된 중합체 재료인 프로필렌 수지이다. 분지(또는 약한 가교결합)는 당분야에 공지된 방법, 예를 들어 화학적 또는 방사선 조사 분지/약한 가교결합법에 의해 수득될 수 있다. 프로필렌 수지를 사용하여 마무리된 폴리프로필렌 수지 생성물을 제조하기 전에, 분지된/약하게 가교결합된 폴리프로필렌 수지로서 제조된 수지와 이러한 폴리프로필렌 수지를 제조하는 방법의 하나가 본원에서 인용되는 미국 특허 제4,916,198호에 기재되어 있다. 분지된/약하게 가교된 폴리프로필렌 수지를 제조하는 또 다른 방법은 화학적 화합물을 폴리프로필렌 수지와 함께 압출기에 도입하고, 분지/약한 가교결합 반응을 압출기에서 수행하는 것이다. 미국 특허 제4,714,716호는 이러한 방법을 예시하고, 이는 본원에서 인용된다.
유용한 압출 프로필렌 중합체 발포체는 미국 특허 제5,348,795호, 제5,527,573호, 및 제5,567,742호에 기재되어 있으며, 이는 본원에서 인용된다.
유용한 압출 폴리에스테르 발포체, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 발포체는 미국 특허 제5,000,991호, 제5,234,640호 및 제5,536,793호에 기재되어 있고, 이는 본원에서 인용된다.
발포체는 기타 유용한 열가소성 수지, 예를 들어 고밀도 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, EPDM 고무(에틸렌/프로필렌/디아민 공중합체)와 폴리에틸렌의 TPO 혼합물로부터 제조될 수 있다.
유용한 열가소성 발포체는 바람직하게는 비-가교되지만, 약하게 가교될 수 있다. 용어 "비-가교된"은 가교제나 방사선 조사를 사용하지 않으면서 자연적으로 발생한 약한 가교결합을 내포하는 것이다. 비-가교된 발포체는 ASTM D2765-84, A방법에 의한 5% 미만의 겔을 함유한다. 약하게 가교된 발포체는 ASTM D2765-84, A방법에 의한 5 내지 15%의 겔을 함유한다. 취입제는 당분야에 공지된 유기 및/또는 무기 조성물의 화학적 취입제 및 물리적 취입제를 포함할 수 있다. 적당한 무기 취입제는 이산화탄소, 질소, 아르곤, 물, 공기, 질소 및 헬륨을 포함한다. 적당한 유기 취입제는 탄소수 1 내지 9의 지방족 탄화수소 및 탄소수 1 내지 4의 할로겐화 지방족 탄화수소를 포함한다. 지방족 탄화수소는 메탄, 에탄, 프로판, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, 네오펜탄 등을 포함한다. 알콜, 예를 들어 에탄올, 메탄올 및 프로판올이 또한 포함된다. 할로겐화 탄화수소 중에서, 불소화 탄화수소가 바람직하다. 불소화 탄화수소의 예는 메틸 플루오라이드, 퍼플루오로메탄, 에틸 플루오라이드, 1,1,-디플루오로에탄, 1,1,1-트리플루오로에탄(HFC-143a), 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(HFC-134a), 펜타플루오로에탄, 퍼플루오로에탄, 2,2,-디플루오로프로판, 1,1,1-트리플루오로프로판, 퍼플루오로프로판, 퍼플루오로부탄, 퍼플루오로사이클로부탄을 포함한다. 본 발명에 유용한 부분 할로겐화 클로로카본 및 클로로플루오로카본은 메틸 클로라이드, 메틸렌 클로라이드, 에틸 클로라이드, 1,1,1-트리클로로에탄, 1,1-디클로로-1-플루오로에탄(HCFC-141b), 1-클로로-1,1-디플루오로에탄(HCFC-142b), 1,1-디클로로-2,2,2-트리플루오로에탄(HCFC- 123) 및 1-클로로-1,2,2,2-테트라플루오로에탄(HCFC-124)을 포함한다. 완전 할로겐화 클로로플루오로카본은 트리클로로모노플루오로메탄(CFC-11), 디클로로디플루오로메탄(CFC-12), 트리클로로트리플루오로에탄(CFC-113), 디클로로테트라플루오로에탄(CFC-114), 클로로헵타플루오로프로판 및 디클로로헥사플루오로프로판을 포함한다. 완전 할로겐화 클로로플루오로카본은 이들의 오존 고갈 잠재성으로 인해 바람직하지 않다. 화학적 취입제는 아조디카본아미드, 아조디이소부티로니트릴, 벤젠설포닐히드라지드, 4,4,-옥시벤젠 설포닐-세미카바지드, p-톨루엔 설포닐 세미-카바지드, 바륨 아조디카복실레이트, N,N'-디메틸-N,N'-디니트로소테레프탈아미드 및 트리히드라지노 트리아진을 포함한다.
발포체-형성 중합체를 제조하기 위해 용융된 중합체 속으로 혼입되는 취입제의 양은 약 0.2 내지 약 4.0, 바람직하게는 약 0.3 내지 약 3.0, 가장 바람직하게는 약 0.5 내지 2.50mol/중합체 kg이다.
열가소성 발포체는 일반적으로 열가소성 재료를 가열하여 가소화되거나 용융된 중합체 재료를 형성하고, 이에 물리적 취입제를 혼입하여 발포성 겔을 형성하고, 겔을 다이를 통해 압출시켜 발포체 생성물을 형성함으로써 수행되는 압출 공정에서 제조된다. 취입제는 당분야에 공지된 임의의 장치, 예를 들어 압출기, 믹서, 블렌더 등에 의해 용융된 플라스틱 속으로 혼입되거나 혼합될 수 있다. 취입제와 혼합시키기 전에, 플라스틱 재료를 이의 유리 전이 온도 또는 융점 이상으로 가열한다. 취입제는 용융물의 실질적인 팽창을 방지하고 일반적으로 용융물 내에 취입제를 균질하게 분산시키기에 충분한 승압하에서 플라스틱 용융물과 혼합된다. 임의로, 중합체 용융물에 핵형성제를 혼합시킬 수 있다. 취입제와 핵형성제의 공급 속도는 비교적 저밀도 발포체와 세포 크기가 작은 발포체를 수득하기 위해 조정되어 얇은 세포벽을 갖는 발포체를 유도한다. 취입제의 혼입 후에, 발포성 겔을 일반적으로 저온까지 냉각시켜 발포체 생성물의 물리적 특성을 최적화시킨다. 이러한 겔을 이어서 요구되는 형태의 다이를 통해 보다 낮은 압력의 구역으로 압출시켜 발포체 생성물을 성형시킨다. 화학적 취입제가 사용되는 경우, 이는 용융 중합체 속으로 혼합되고, 압출되거나 이러한 취입제가 분해하여 기체, 보통 이산화탄소를 형성하게 되는 승온의 구역까지 운반된다. 용융 중합체 재료/기체 혼합물을 팽창시켜 발포체를 성형시킨다.
열가소성 발포체를 제조하기 위한 기타 적당한 방법은 미국 특허 제4,824,720호, 제5,348,795호, 제5,527,573호, 제5,567,742호 및 제WO 88/06094호에 기재된 합체된 발포체 방법이고, 이들은 본원에서 인용된다. 이러한 특허들은 다수의 오리피스를 함유하는 다이를 사용하여 다수의 합체된 압출 스트랜드 또는 프로파일을 포함하는 연속 및 독립 기포 폴리올레핀 발포체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 오리피스는, 용융 압출물의 인접 스트림간의 접촉이 발포 공정 동안에 발생하고 접촉 표면이 단일 구조를 초래하기에 충분한 접착력으로 서로에 대해 부착되도록 배열된다. 합체된 발포체의 개별 스트랜드는 단일 구조 속으로 부착 유지되어서 제조, 성형 및 발포체의 사용시 접하게 되는 응력하에서 탈적층화되는 것을 방지해야 한다.
압출되고 합체된 스트랜드 발포체는 이방성 물성이란 이점을 제공한다. 이러한 발포체의 압축 강도와 내충격성은 수직 또는 수평 방향에서보다 압출 방향에서 보다 크다. 스트랜드가 도 3의 헤드라이너에서 처럼 수직으로 배향된 경우, 소정의 밀도의 발포체에 있어서 머리 충돌에 대한 내충격성이 통상적 슬릿 다이를 통해 압출된 단일 구조의 통상적 열가소성 발포체에 비해 크다.
WO 88/06094는 합체된 스트랜드 발포체 압출 공정에 관한 것인데, 여기서 비교적 큰 직경 또는 치수의 연속적이고 길이방향의 채널을 갖는 합체된 스트랜드 발포체를 생산할 수 있도록 다수-오리피스 압출 다이 속의 특정 오리피스를 차폐하거나 밀봉시킬 수 있다. 이와 같은 비교적 큰 체널을 갖는 합체된 스트랜드 발포체는 도 4에 도시된 방식으로 헤드라이너에 적용되어 전기 배관 또는 환기, 냉기 또는 온기용 도관을 원하는 경우에 승객석의 전방에서부터 승객석의 후방 또는 뒤쪽까지 채널화할 수 있다.
본원에서 인용되는 미국 특허 제4,323,528호는 축적 압출 방법을 통해 폴리올레핀 발포체를 제조함에 관한 것이다. 이러한 방법은 열가소성 수지와 취입제를 혼합하여 중합체 겔을 형성하는 단계(1), 이러한 겔을 혼합물이 발포되지 않도록 하는 온도와 압력으로 유지되는 보유 구역으로 압출시키는 단계(2)[여기서, 보유 구역은 겔이 발포하게 되는 낮은 압력의 구역으로의 오리피스 개구부와 이러한 다이 오리피스를 막고 있는 개폐성 게이트로 정의되는 다이를 갖는다], 주기적으로 게이트를 개방하는 단계(3), 이러한 겔 위에 이동식 램(ram)에 의해 기계적 압력을 실질적으로 동시에 적용하여 다이 오리피스에서 저압 구역까지의 보유 구역으로부터 이를 방출시키는 단계(4), 방출된 겔을 팽창시켜 발포체를 형성시키는 단계(5)를 포함한다.
발포체 강도는, 이러한 헤드라이너의 발포체 일부 속으로 비교적 얇은 발포되지 않은 판 또는 프로파일을 혼입시킴으로써 강화될 수 있다. 이는 임의의 적당한 방법, 예를 들어 목적 판/프로파일과 발포체 조합물을 취입제를 함유하거나 함유하지 않는 압출물 또는 플라스틱 용융물을 사용하여 직접 압출시키고, 압출 다이 속의 상이한 오리피스를 통해 운반하고, 합체시켜 발포된 수지 부분과 발포되지 않은 수지 부분을 둘다 함유하는 판/프로파일과 발포체의 조합물을 형성시킴으로써 달성될 수 있다. 또 다른 방법은 발포체가 압출시 판 또는 프로파일과 접촉하도록 하는 조건하에서 이를 압출시킴으로써 목적 조합물을 형성시키는 것이다. 발포체의 압출 단면에서, 발포되지 않은 수지 판 또는 부분은 규칙적 또는 불규칙적 형태를 취할 수 있다. 판 또는 프로파일은 서로에 대해 교차하거나 교차하지 않을 수 있다. 발포체 내에서 발포되지 않은 프로파일 또는 판의 가능한 단면 형태는 벌집-형태, 환상, 사각형 또는 사선 격자 형태를 포함한다. 도 5는 발포된 부분(51)과 발포되지 않은 부분(52)을 갖는 사각형 격자 형태의 판/프로파일과 발포체의 조합물을 도시한다.
발포체를 열선으로 절단한 다음, 절단된 발포체 조각을 재결합하거나 합체시키고 이들을 함께 열 융착시킴으로써, 발포된 부분과 발포되지 않은 부분을 갖는 압출된 구조를 제조하는 것도 가능하다. 바람직하게는, 열 융착은 발포체를 고온 도선에 의해 절단한 직후에 수행한다. 발포체에 열을 적용함으로써, 도선에 인접한 발포체의 기포 구조를 붕괴시키고, 절단된 발포체 조각을 합체시킨 후의 발포체내에 발포되지 않은 판 또는 프로파일을 형성시킨다.
발포된 프로파일 또는 층과 발포되지 않은 프로파일 또는 층을 서로에 대해 교대 구성으로 적층하여 단일 구조물을 형성함으로써 발포된 부분과 발포되지 않은 부분을 갖는 구조물을 제조하는 것도 가능하다. 이러한 프로파일 또는 층은 열 융착 또는 접착제에 의해 서로 적층될 수 있다.
또한, 핵형성제는 발포체 기포의 크기를 조절하기 위해 발포체 성형 공정에서 첨가될 수 있다. 바람직한 핵형성제는 무기 물질, 예를 들어 탄산칼슘, 활석, 점토, 이산화티탄, 실리카, 황산바륨, 스테아르산칼슘, 스테아르산바륨 등을 포함한다. 핵형성제의 사용량은 중합체 수지 100중량부 당 약 0.01 내지 약 5중량부이다. 0.1 내지 약 3중량부가 바람직하다.
발포체에 그리고 발포체 성형 공정에서 각종 첨가제, 예를 들어 안료, 산화방지제, 산 스캐빈져, 자외선 흡수제, 방염제, 가공 보조제, 압출 보조제 등을 첨가하는 것도 가능하다.
발포체의 물성과 내열성은 유기 또는 무기 재료의 미립자 또는 섬유 형태의 충전제를 첨가함으로써 강화될 수 있다. 이러한 미립자 또는 섬유는 제조 중에 발포체-형성 조성물에 첨가될 수 있다. 유용한 재료는 카본 블랙 미립자, 점토 미립자, 탄소 또는 흑연 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에스테르 섬유 및 나일론 섬유, 유리 섬유, 및 아크릴로니트릴 섬유등을 포함한다. 이러한 발포체의 물성과 내열성은 이러한 발포체에 상기 미립자 및/또는 섬유를 함유하는 발포되지 않은 필름/시트 층 또는 피복층을 적층시킴으로써 강화될 수도 있다. 섬유는 임의의 길이, 짧거나(소섬유) 길 수 있다. 이들은 직물 또는 프리프레그(prepreg)의 성질내에서 랜덤하게 분산되거나 제직되거나 서로 배치될 수 있다.
당분야에 공지된 접착제가 헤드라이너의 여러 층을 서로간에 부착시키거나 차량의 지붕에 헤드라이너를 부착시키기 위해 사용될 수 있다. 유용한 접착제는 열경화성 접착제, 예를 들어 폴리우레탄 수지 및 에폭시, 및 열가소성 접착제, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 등을 포함한다. 유용한 접착제가 미국 특허 제5,460,870호 및 제5,670,211호에 교시되어 있다. 이러한 접착제는 당분야에 공지된 임의의 수단, 예를 들어 분무, 피복 또는 필름 형태로 적용될 수 있다. 바람직한 접착제는 열가소성인데, 이는 이의 저비용과 잠재적 재순환성 때문이다. 접착제의 존재는 본 발명에 필수적인 것은 아니다.
장식 재료, 예를 들어 펠트 또는 직물의 층 또는 층들은 미적 효과를 위해 승객석의 내부와 마주하는 표면 또는 내부 캐빈에 적용될 수 있다. 일반적으로 가장 많이 상업적으로 사용되는 것은 펠트 또는 제직물이다. 유용한 직물은 폴리에스테르, 나일론 및 폴리프로필렌 섬유의 제직물을 포함한다. 바람직하게는, 펠트 또는 직물 층은 발포체와 동일하거나 유사한 중합성 재료로 구성된다. 펠트 또는 직물 층은 당분야에 공지된 임의의 수단, 예를 들어 열 융착, 접착제 필름 또는 접착액 또는 피복에 의해 발포체에 부착될 수 있다. 바람직한 장식층은 접착제의 도움없이 코어 층에 열적으로 용접된 열가소성 섬유의 제직물이다. 열 융착은 직물 층을 섬유가 끈적거리거나 점착성으로 되어, 접착제의 도움없이 코어 층에 부착될 수 있을 정도로 가열함을 의미한다. 또한, 직물 층은, 열성형 동안에 또는 코어 층이 승온에 있을 때 코어 층에 적용되는 경우, 코어 층에 열 융착될 수 있다.
바람직한 헤드라이너는 전체적으로 재순환성 재료로 구성된다. 유용한 재순환성 재료는 프로필렌 중합체, 예를 들어 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리카보네이트를 포함한다. 가장 바람직한 헤드라이너는 이들이 함께 재순환될 수 있는 유사한 조성의 재순환성 재료로 전체적으로 구성된다. 예를 들어, 헤드라이너는 다음 중의 하나를 포함할 수 있다: 프로필렌 중합체 발포체와 제직 폴리프로필렌 직물 층의 적층물, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 발포체와 폴리에틸렌 테레프탈레이트 제직물 층의 적층물 또는 폴리아미드(나일론) 발포체와 폴리아미드 직물 층. 경우에 따라, 상이한 재순환성 재료가 다음과 같이 함께 사용될 수 있다: 프로필렌 중합체 발포체와 폴리에스테르 또는 폴리아미드의 제직물 층의 적층물(a) 및 폴리에스테르 발포체와 폴리프로필렌 또는 폴리아미드의 제직물 층의 적층물(b).
이러한 발포체는 요구되는 형태, 구성 또는 윤곽으로 용이하게 열성형될 수 있다. 일반적으로, 헤드라이너의 발포체와 나머지 부분은 차량의 지붕과 실질적으로 동일한 형태, 구성 또는 윤곽을 갖는데, 이는 헤드라이너가 지붕의 하면에 위치하기 때문이다. 용어 "열성형"은 발포체를 당분야에 공지된 임의의 수단에 의해 열과 기계적 압력하에 상이한 형태 또는 윤곽으로 열성형하거나 이와 달리 성형할 수 있음을 의미한다. 일반적으로, 발포체는 실질적으로 편평한 시트 또는 플랭크의 형태로 제공되고, 열과 압력하에서 압출시켜 이의 하면에 위치하게 될 차량 지붕의 형태와 윤곽에서 유사한 외형을 갖는 시트를 성형한다. 경우에 따라, 장식층, 예를 들어 열가소성 섬유의 제직물 층을 열성형 공정 동안에 발포체에 열 융착시킬 수 있다.
발포체의 물성과 내열성은 예를 들어, 플라스틱 필름 또는 시트를 발포체에 적층시킴으로써, 플라스틱 수지로 이를 피복시킴으로써, 외피에서 기포의 구조를 붕괴시키는 이의 유리 전이 온도 또는 융점 이상으로 발포체의 표면 또는 표면들을 가열시킴으로써 또는 상기한 것의 조합에 의해서 발포체 위에 실질적으로 발포되지 않은 외피를 형성시키거나 형성을 유도함으로써 강화될 수 있다. 필름, 시트 또는 피막은 임의의 공지된 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 포함할 수 있다. 유용한 열가소성 수지의 예는 발포체를 포함하는 것에 대해서 상기한 것을 들 수 있고, 유용한 열경화성 수지의 예는 폴리우레탄 및 에폭시가 있다.
이러한 헤드라이너는 당분야에 공지된 임의의 수단, 예를 들어 접착에 의해 또는 기계적 수단에 의한 부착에 의해 차량의 지붕 하면에 적용될 수 있다. 기계적 수단의 예는 클립, 측면 성형 및 오버헤드 라이트 조립이 있다.
용어 "차량"은 당분야에 공지된 것, 예를 들어 자동차, 트럭, 레저카, 스포츠용 차량, 비행기, 기차 및 보트를 포함한다.
도 6 내지 10은 몇가지 상이한 헤드라이너 구성의 일부를 도시한다. 도 6은 수직적 배향을 갖는 발포체 스트랜드로 구성된 2개의 발포체 시트(61, 62), 발포체-기재 직물 시트(63) 및 접착제 필름(64, 65)층을 도시하고 있다. 바람직한 양태에서, 헤드라이너는 제2 발포체 시트(62)를 추가의 에너지 흡수 능력이 요구되는 헤드라이너 상의 특정 위치에만, 예를 들어 승객 도어에 가장 가까운 헤드라이너의 측면을 따라서 함유하지만, 그 밖의 지점에서는, 이러한 기타 위치에서 헤드라이너의 두께를 최소화하기 위해 단일 발포체 시트로 구성된다. 접착제 필름층(64, 65)은 직물과 발포체 층(66, 67)을 부착시키고 헤드라이너의 전체적 인성을 강화시키기 위해 사용될 수 있다. 경우에 따라, 이러한 필름층은 생략될 수 있고, 직물과 발포체 층을 임의의 기타 적당한 수단, 예를 들어 발포체 층을 서로 열 융착시키고 이에 인접한 발포체 층에 액체 직물 접착제를 사용함으로써 서로 부착시킨다.
도 7 내지 9는 2개의 발포체 층이 헤드라이너 내에서 배향될 수 있는 몇 가지 방식을 도시한다. 이들 구성에 있어서, 상부 발포체 층(71, 81 및 91)은 최대 에너지 흡수성을 수득하도록 스트랜드를 차량 지붕에 대해 수직으로 배치된 스트랜드 발포체로 구성된다. 하부 발포체 층은, 지붕에 수직인 스트랜드를 갖는 스트랜드 발포체 층(72), 스트랜드-비함유 발포체(82), 및 스트랜드가 차량 지붕에 대해 수직이 되도록 배치된 스트랜드 발포체(92)로서 도시된다. 이들 양태에서, 발포체 층은 적당한 수단, 예를 들어 접착제 또는 접착제 필름을 사용하거나 이들 서로를 열 융착시킴으로써 서로 부착될 수 있다.
도 10은 보다 얇은 부분과 보다 두꺼운 부분을 갖는, 요구되는 형태로 절단되거나 성형된 단일 조각의 스트랜드 발포체로서 헤드라이너 발포체의 일부를 도시하고, 여기서, 보다 두꺼운 부분은 승객측 문에 가장 가까운 헤드라이너의 측면을 따라 위치한다. 도 11은 3개의 스트랜드 발포체 층(96, 97 및 98)을 갖는 헤드라이너의 일부를 도시하고, 여기서 제3층은 추가의 에너지 흡수 능력을 제공한다.
실시예
다음의 실시예에서, 차량에 설치하기 적합한 헤드라이너를 성형하기 위해 열성형되고 조립될 수 있는 발포체를 제조한다.
실시예 1
압출 폴리프로필렌 발포체 시트를 제조한다.
상기 발포체를 제조하기 위한 장치는 압출기, 믹서, 냉각기 및 직렬식 환상 압출 다이를 포함한다. 중합체를 과립 형태로 압출기에 공급하여 첨가제와 혼합시켜 중합체 용융물을 형성한다. 중합체 용융물을 믹서로 운반하고, 취입제를 가압하에 이에 혼입시켜 발포성 겔을 형성한다. 발포성 겔을 다이로 운반하고, 주축 주위의 환상 구멍으로부터 팽창시켜 내보내어 관상 발포체 시트 생성물을 형성한다. 관상 시트를 이어서 갈라서 편평한 시트를 형성시킨다.
프로필렌 중합체 수지는 98/2 폴리프로필렌(단독중합체) 수지[몬텔(Montell) HMS 수지 PF-814]이다. 취입제는 8pph(부/중합체 100중량부) 이소부탄이다. 사용된 첨가제는 0.2pph 활석(핵형성제), 0.1pph 이르가녹스(Irganox) 1010(산화방지제) 및 0.1pph 울트라녹스(Ultranox) 626(산화방지제)이다.
이러한 발포체의 두께는 5mm이고, 폭은 1600mm이고, 연속 기포 함량은 1.6%이고, 밀도는 2.7pcf[lb/ft3](43.2kgm[kg/㎥])이고, 평균 기포 직경은 1.7mm이다. 발포체의 미국 특허 제5,527,573호에 기재된 발포 지수 수치는 5.3이다. 발포체는 비교적 경성이고, 그 자신의 무게를 지탱할 때 처지지 않으며, 열성형 가능하다. 발포체를 차량 헤드라이너의 목적 프로파일로 절단하고 성형한 다음, 장식 직물 층을 이에 부착시킨다. 헤드라이너를 차량 지붕의 하면에 근접하게 설치하고, 적당한 접착제로 이에 부착시킨다.
실시예 2
또 다른 압출 폴리프로필렌 발포체 시트는 실시예 1에 기재된 장치 상에서 실시예 1과 동일한 취입제 함량과 적재 및 실질적으로 동일한 공정 조건으로 제조하되, 다이 간격을 보다 크게 개방하고, 인출 속도를 보다 느리게 한다.
이러한 발포체의 두께는 9mm이고, 폭은 1600mm이고, 연속 기포 함량은 2% 미만이고, 밀도는 2.41pcf(38kgm)이고, 평균 기포 직경은 1.7mm이다. 상기 발포체의 미국 특허 제5,527,573호에 기재된 발포 지수 수치는 4.7이다. 발포체를 차량 헤드라이너의 목적 프로파일로 절단하고 성형한 다음, 장식 직물 층을 이에 부착시킨다. 헤드라이너를 차량 지붕의 하면에 근접하게 설치하고, 적당한 접착제로 이에 부착시킨다.
실시예 3
또 다른 압출 프로필렌 공중합체 발포체 시트는 실시예 1에 기재된 장치 상에서 실시예 1과 동일한 취입제 함량과 적재 및 실질적으로 동일한 공정 조건으로 제조한다.
이러한 발포체의 두께는 7mm이고, 폭은 1600mm이고, 연속 기포 함량은 19%이고, 밀도는 2.9pcf(46.1kgm)이고, 평균 기포 직경은 1.75mm이다. 상기 발포체의 미국 특허 제5,527,573호에 기재된 발포 지수 수치는 5.8이다. 발포체는 비교적 경성이고, 그 자신의 무게를 지탱할 때 처지지 않으며, 열성형 가능하다. 발포체를 차량 헤드라이너의 목적 프로파일로 절단하고 성형한 다음, 장식 직물 층을 이에 부착시킨다. 헤드라이너를 차량 지붕의 하면에 근접하게 설치하고, 적당한 접착제로 이에 부착시킨다.
실시예 4
압출 폴리프로필렌 발포체 시트를 실시예 1에 기재된 장치 상에서 동일한 취입제와 첨가제 이외에 추가의 기포 핵형성을 위한 스테아르산칼슘 분말을 첨가하여 제조한다. 이러한 폴리프로필렌 중합체를 압출기에 990lb/h(449kg/h)의 속도로, 0.42pph 활석, 0.3pph 울트라녹스TM815P 안정화제(GE Specialty Chemicals), 0.3pph 스테아르산칼슘과 함께 공급한다. 가소화된 겔 혼합물을 이어서 3.9pph 이소부탄과 가압하에 혼합하고, 161℃까지 냉각하고, 환상 다이로 운반하고, 여기서 저압 구역으로 팽창시키고, 직경 16" 냉각 주축 위로 연신하여 관상 발포체 시트 생성물을 형성한다. 이어서, 관상 시트를 갈라서 편평한 시트를 형성한다.
이러한 발포체의 두께는 7mm이고, 폭은 1290mm이고, 연속 기포 함량은 20.4%이고, 밀도는 3.3pcf(52.9kgm)이고, 평균 기포 직경은 3.6mm이다. 발포체는 비교적 경성이고, 그 자신의 무게를 지탱할 때 처지지 않으며, 열성형 가능하다. SAE J949에 기재된 방법으로 시험한 바, 이러한 발포체의 요곡 강도는 175psi(1.21MPa)이고, 발포 지수는 13.6이다. 발포체를 차량 헤드라이너의 목적 프로파일로 절단하고 성형한 다음, 장식 직물 층을 이에 부착시킨다. 헤드라이너를 차량 지붕의 하면에 근접하게 설치하고, 적당한 접착제로 이에 부착시킨다.
실시예 5
또 다른 압출 폴리프로필렌 발포체 시트를 실시예 1에 기재된 장치 상에서 동일한 취입제와 첨가제 이외에 추가의 기포 핵형성을 위한 스테아르산칼슘 분말을 첨가하여 제조한다. 이러한 폴리프로필렌 중합체를 압출기에 1380lb/h(626kg/h)의 속도로, 0.30pph 활석, 0.21pph 울트라녹스TM815P 안정화제(GE Specialty Chemicals), 0.3pph 스테아르산칼슘과 함께 공급한다. 가소화된 겔 혼합물을 이어서 3.9pph 이소부탄과 가압하에 혼합하고, 161.5℃까지 냉각하고, 환상 다이로 운반하고, 여기서 저압 구역으로 팽창시키고, 직경 20" 냉각 주축 위로 연신하여 관상 발포체 시트 생성물을 형성한다. 관상 시트를 이어서 갈라서 편평한 시트를 형성한다.
이러한 발포체의 두께는 10.9mm이고, 폭은 1600mm이고, 연속 기포 함량은 2.2%이고, 밀도는 3.4pcf(54.5kgm)이고, 평균 기포 직경은 5.2mm이다. 발포체는 비교적 경성이고, 그 자신의 무게를 지탱할 때 처지지 않으며, 열성형 가능하다. SAE J949에 기재된 방법으로 시험한 바, 이러한 발포체의 요곡 강도는 141psi(1 MPa)이고, 발포 지수는 20.3이다. 발포체를 차량 헤드라이너의 목적 프로파일로 절단하고 성형한 다음, 장식 직물 층을 이에 부착시킨다. 헤드라이너를 차량 지붕의 하면에 근접하게 설치하고, 적당한 접착제로 이에 부착시킨다.
실시예 6
압출된 발포체 시트를 몬텔사제 75% 폴리프로필렌 PF-814와 더 다우 케미칼 캄파니(The Dow Chemical Company)제 25% AFFINITYTMPL-1880 폴리에틸렌의 블렌드로부터 제조한다. PL-1880은 용융 지수 수치가 1.0dg/min이고 밀도가 0.9020g/cc이고, I10/I2가 9.0인 폴리에틸렌 수지이다. 발포체 시트는 실시예 1에 기재된 장치에서 제조된다. 중합체 블렌드를 압출기에 1000lb/h(454kg/h)의 속도로, 0.4pph 활석과 0.3pph 울트라녹스TM815P 안정화제(GE Specialty Chemicals)와 함께 공급한다. 가소화된 겔 혼합물을 이어서 6.0pph 이소부탄과 가압하에 혼합하고, 157℃까지 냉각하고, 환상 다이로 운반하고, 여기서 저압 구역으로 팽창시키고, 직경 20" 냉각 주축 위로 연신하여 관상 발포체 시트 생성물을 형성한다. 관상 시트를 이어서 갈라서 편평한 시트를 형성한다.
이러한 발포체의 두께는 7mm이고, 폭은 1600mm이고, 연속 기포 함량은 14.4%이고, 밀도는 3.6pcf(57.7kgm)이고, 평균 기포 직경은 3.4mm이다. 발포체는 비교적 경성이고, 그 자신의 무게를 지탱할 때 처지지 않으며, 열성형 가능하다. SAE J949에 기재된 방법으로 시험한 바, 이러한 발포체의 요곡 강도는 72psi(0.5 MPa)이고, 발포 지수는 14.0이다. 발포체를 차량 헤드라이너의 목적 프로파일로 절단하고 성형한 다음, 장식 직물 층을 이에 부착시킨다. 헤드라이너를 차량 지붕의 하면에 근접하게 설치하고, 적당한 접착제로 이에 부착시킨다.
실시예 7
압출된 발포체 시트를 몬텔사제 75% 폴리프로필렌 PF-814와 더 다우 케미칼 캄파니(The Dow Chemical Company)제 25% AFFINITYTMPL-1880 폴리에틸렌의 블렌드로부터 제조한다. PL-1880은 용융 지수 수치가 1.0dg/min이고 밀도가 0.9020g/cc이고, I10/I2가 9.0인 폴리에틸렌 수지이다. 발포체 시트는 실시예 1에 기재된 장치에서 제조된다. 중합체 블렌드를 압출기에 1000lb/h(454kg/h)의 속도로, 0.4pph 활석과 0.3pph 울트라녹스TM815P 안정화제(GE Specialty Chemicals)와 함께 공급한다. 가소화된 겔 혼합물을 이어서 6.0pph 이소부탄과 가압하에 혼합하고, 157℃까지 냉각하고, 환상 다이로 운반하고, 여기서 저압 구역으로 팽창시키고, 직경 20" 냉각 주축 위로 연신하여 관상 발포체 시트 생성물을 형성한다. 관상 시트를 이어서 갈라서 편평한 시트를 형성한다.
이러한 발포체의 두께는 9.8mm이고, 폭은 1600mm이고, 연속 기포 함량은 5.8%이고, 밀도는 2.7pcf(43.3kgm)이고, 평균 기포 직경은 4.5mm이다. 발포체는 비교적 경성이고, 그 자신의 무게를 지탱할 때 처지지 않으며, 열성형 가능하다. SAE J949에 기재된 방법으로 시험한 바, 이러한 발포체의 요곡 강도는 70psi(0.5 MPa)이고, 발포 지수는 13.0이다. 발포체를 차량 헤드라이너의 목적 프로파일로 절단하고 성형한 다음, 장식 직물 층을 이에 부착시킨다. 헤드라이너를 차량 지붕의 하면에 근접하게 설치하고, 적당한 접착제로 이에 부착시킨다.
실시예 8
압출된 발포체 시트를 몬텔사제 75% 폴리프로필렌 PF-814와 더 다우 케미칼 캄파니(The Dow Chemical Company)제 25% AFFINITYTMPL-1880 폴리에틸렌의 블렌드로부터 제조한다. PL-1880은 용융 지수 수치가 1.0dg/min이고 밀도가 0.9020g/cc이고, I10/I2가 9.0인 폴리에틸렌 수지이다. 발포체 시트는 실시예 1에 기재된 장치에서 제조된다. 중합체 블렌드를 압출기에 1200lb/h(545kg/h)의 속도로, 0.4pph 활석, 0.3pph 울트라녹스TM815P 안정화제(GE Specialty Chemicals)와 함께 공급한다. 가소화된 겔 혼합물을 이어서 6.0pph 이소부탄과 가압하에 혼합하고, 156℃까지 냉각하고, 환상 다이로 운반하고, 여기서 저압 구역으로 팽창시키고, 직경 20" 냉각 주축 위로 연신하여 관상 발포체 시트 생성물을 형성한다. 관상 시트를 이어서 갈라서 편평한 시트를 형성한다.
이러한 발포체의 두께는 14.6mm이고, 폭은 1600mm이고, 연속 기포 함량은 3.3%이고, 밀도는 2.6pcf(41.7kgm)이고, 평균 기포 직경은 3.2mm이다. 발포체는 비교적 경성이고, 그 자신의 무게를 지탱할 때 처지지 않으며, 열성형 가능하다. SAE J949에 기재된 방법으로 시험한 바, 이러한 발포체의 요곡 강도는 58psi(0.4 MPa)이고, 발포 지수는 9.5이다. 발포체를 차량 헤드라이너의 목적 프로파일로 절단하고 성형한 다음, 장식 직물 층을 이에 부착시킨다. 헤드라이너를 차량 지붕의 하면에 근접하게 설치하고, 적당한 접착제로 이에 부착시킨다.
실시예 9
실시예 8의 발포체 시트를 1.6mil(0.04mm) 두께 다층 필름과 적층시킨다. 이러한 필름은 2개의 층으로 구성된다: 에틸렌 아크릴산 공중합체/선형 저밀도 폴리에틸렌 블렌드(60/40)(a) 및 단독중합체 폴리프로필렌(b). 접착제 층(a)은 필름 두께의 XX%를 구성한다. 이러한 필름을 발포체의 한쪽 면에 적층시킨다. 적층 후에, 필름/발포체 구조물을 3" X 12" 조각으로 절단하여, SAE 시험 J949에서와 같이, 요곡 강도 시험한다. 생성된 구조물은 1인치(25.4mm)를 구부리기 위해 25뉴턴 초과의 힘을 요구한다. 발포체의 발포 지수는 9.5이다. 발포체를 차량 헤드라이너의 목적 프로파일로 절단하고 성형한 다음, 장식 직물 층을 이에 부착시킨다. 헤드라이너를 차량 지붕의 하면에 근접하게 설치하고, 적당한 접착제로 이에 부착시킨다.
실시예 10
실시예 5의 발포체 시트를 실시예 9에 기재된 바와 같은 1.6mil(0.04mm) 두께 다층 필름과 적층시킨다. 이러한 필름을 발포체의 한쪽 면에 적층시킨다. 적층 후에, 필름/발포체 구조물을 3" X 12" 조각으로 절단하여, SAE 시험 J949에서와 같이, 요곡 강도 시험한다. 발포체의 발포 지수는 20.3이다. 생성된 구조물은 1인치(25.4mm)를 구부리기 위해 45뉴턴 초과의 힘을 요구한다. 실시예 5의 발포체는 1인치(25.4mm)를 구부리기 위해 20뉴턴의 힘을 요구한다. 발포체를 차량 헤드라이너의 목적 프로파일로 절단하고 성형한 다음, 장식 직물 층을 이에 부착시킨다. 헤드라이너를 차량 지붕의 하면에 근접하게 설치하고, 적당한 접착제로 이에 부착시킨다.
실시예 11
실시예 7의 발포체 시트를 실시예 9에 기재된 바와 같은 1.6mil(0.04mm) 두께 다층 필름과 적층시킨다. 이러한 필름을 발포체의 한쪽 면에 적층시킨다. 적층 후에, 필름/발포체 구조물을 3" X 12" 조각으로 절단하여, SAE 시험 J949에서와 같이, 요곡 강도 시험한다. 발포체의 발포 지수는 13.0이다. 생성된 구조물은 1인치(25.4mm)를 구부리기 위해 14뉴턴 초과의 힘을 요구한다. 발포체를 차량 헤드라이너의 목적 프로파일로 절단하고 성형한 다음, 장식 직물 층을 이에 부착시킨다. 헤드라이너를 차량 지붕의 하면에 근접하게 설치하고, 적당한 접착제로 이에 부착시킨다.

Claims (32)

  1. 열경화성 재료를 실질적으로 함유하지 않으며 실질적으로 처짐(sagging)에 대한 내성이 있으며 실질적으로 자체의 형태를 유지할 수 있으며 압출된 열가소성 발포체와 임의의 실질적으로 발포되지 않은 열가소성 수지로 이루어진 하나 이상의 인접층을 포함하는 열성형된 코어 층을 포함하는 헤드라이너를 지붕의 하면에 인접하여 배치시킨, 승객석과 승객석의 위로 배치된 지붕이 있는 차량.
  2. 제1항에 있어서, 장식층이 코어 층의 주된 표면 중의 한 면에 적층되어 있는 차량.
  3. 제2항에 있어서, 장식층이 펠트층 및 직물 층으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 차량.
  4. 제1항에 있어서, 코어 층이 열경화성 또는 열가소성 수지의 섬유 매트를 실질적으로 함유하지 않는 차량.
  5. 제1항에 있어서, 코어 층이 필수적으로 압출된 열가소성 발포체로 이루어지며, 추가로 헤드라이너에 코어 층의 주된 표면에 적층된 장식층이 있는 차량.
  6. 제1항에 있어서, 코어 층이 필수적으로 압출된 열가소성 발포체와 실질적으로 발포되지 않은 열가소성 수지 하나 이상의 층으로 이루어지는 차량.
  7. 제1항에 있어서, 이차가공(fabrication) 또는 열성형 이전에 발포체의 밀도가 약 16 내지 약 160kg/㎥인 차량.
  8. 제1항에 있어서, 이차가공 또는 열성형 이전에 발포체의 밀도가 약 16 내지 약 80kg/㎥인 차량.
  9. 제1항에 있어서, 열가소성 수지가, 프로필렌 중합체 재료의 총 중량을 기준으로 하여, 50중량% 초과의 프로필렌 단량체 단위를 포함하는 차량.
  10. 제1항에 있어서, 열가소성 수지가, 프로필렌 중합체 재료의 총 중량을 기준으로 하여, 약 70중량% 이상의 프로필렌 단량체 단위를 포함하는 차량.
  11. 제1항에 있어서, 발포체가 폴리에스테르 발포체인 차량.
  12. 제1항에 있어서, 발포체가 폴리카보네이트 발포체인 차량.
  13. 제1항에 있어서, 발포체가 폴리아미드 발포체인 차량.
  14. 제1항에 있어서, 발포체의 단면 두께가 1.5mm 이상인 차량.
  15. 제1항에 있어서, 발포체의 단면 두께가 3mm 이상인 차량.
  16. 제1항에 있어서, 발포체가 2개 이상의 적층 시트로 이루어지는 차량.
  17. 제9항에 있어서, 발포체가 합체된 스트랜드 구성을 갖는 압출된 발포체인 차량.
  18. 제1항에 있어서, 발포체가 미립자 및/또는 섬유 형태의 충전제를 갖는 차량.
  19. 제1항에 있어서, 발포체의 단면 두께가 1.5mm 이상이고, 이의 이차가공 또는 열성형 이전의 밀도가 약 16 내지 약 160kg/㎥이며, 열가소성 수지가, 프로필렌 중합체 재료의 총 중량을 기준으로 하여, 50중량% 초과의 프로필렌 단량체 단위를 포함하는 차량.
  20. 제1항에 있어서, 발포체의 단면 두께가 3mm 이상이고, 이의 이차가공 또는 열성형 이전의 밀도가 약 16 내지 약 80kg/㎥이며, 열가소성 수지가, 프로필렌 중합체 재료의 총 중량을 기준으로 하여, 약 70중량% 이상의 프로필렌 단량체 단위를 포함하는 차량.
  21. 제1항에 있어서, 발포체의 내부에 하나 이상의 발포되지 않은 판 또는 프로파일(profile)이 있는 차량.
  22. 압출된 열가소성 발포체와 임의의 실질적으로 발포되지 않은 열가소성 수지로 이루어진 하나 이상의 인접층을 포함하고, 열경화성 재료를 실질적으로 함유하지 않고, 실질적으로 처짐에 대한 내성이 있으며 실질적으로 자체의 형태를 유지할 수 있는 열성형 가능한 코어 층을 제공하는 단계(a), 단계(a)의 열성형 가능한 코어 층에 열과 기계적 압력을 적용함으로써 코어 층을 열성형시켜 헤드라이너를 성형하는 단계(b) 및 단계(b)의 헤드라이너를 지붕의 하면에 배치하는 단계(c)를 포함하여, 헤드라이너를 조립하고 이를 승객석과 승객석의 위에 설치한 지붕이 있는 차량에 설치하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 장식층을 코어 층에 인접하여 평행하게 위치시키고, 이를 코어 층의 열성형 전 또는 후에 코어 층에 적층시키는 방법.
  24. 제22항에 있어서, 발포체의 단면 두께가 1.5mm 이상이고, 이의 이차가공 또는 열성형 이전의 밀도가 약 16 내지 약 160kg/㎥이며, 열가소성 수지가, 프로필렌 중합체 재료의 총 중량을 기준으로 하여, 50중량% 초과의 프로필렌 단량체 단위를 포함하는 방법.
  25. 제22항에 있어서, 발포체의 단면 두께가 3mm 이상이고, 이의 이차가공 또는 열성형 이전의 밀도가 약 16 내지 약 80kg/㎥이며, 열가소성 수지가, 프로필렌 중합체 재료의 총 중량을 기준으로 하여, 약 70중량% 이상의 프로필렌 단량체 단위를 포함하는 방법.
  26. 제22항에 있어서, 발포체의 내부에 하나 이상의 발포되지 않은 판 또는 프로파일이 있는 방법.
  27. 제22항에 있어서, 발포체가 폴리에스테르 발포체인 방법.
  28. 제22항에 있어서, 발포체가 폴리카보네이트 발포체인 방법.
  29. 제22항에 있어서, 발포체가 폴리아미드 발포체인 방법.
  30. 제1항에 있어서, 발포체에 하나 이상의 발포되지 않은 판 또는 프로파일이 있는 방법.
  31. 겔 함량이 10% 미만이고 열성형 전의 연속 기포 함량이 50% 미만이고, 밀도 범위가 16 내지 200kg/㎥이고 폭이 12인치 이상이고 평균 기포 직경의 범위가 1.0 내지 5.5mm인 압출된 열가소성 발포체로 이루어진, 두께 범위가 1.5mm 내지 25mm인 열성형된 코어 층 하나 이상을 갖는 차량 헤드라이너.
  32. 제30항에 있어서, 열가소성 발포체의 발포 지수가 2.0 초과인 헤드라이너.
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