KR20030007426A - 운송 차량 시트 트림의 제조에 사용하기 위한 복합재 - Google Patents

운송 차량 시트 트림의 제조에 사용하기 위한 복합재 Download PDF

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KR20030007426A
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Abstract

비닐 운송 차량 시트 트림의 대체물로서 사용하기 위한 복합재가 개시되어 있다. 상기 복합재는 부직 기재에 결합된 직물을 포함하고 바람직하게는 실질적으로 모두 폴리에스테르이다. 상기 복합재는 통상적인 비닐 물질보다 우수한 물리적 성질을 가지면서도 경량이다. 또한, 상기 복합재는 용이하고 효율적으로 재생가능하다.

Description

운송 차량 시트 트림의 제조에 사용하기 위한 복합재{COMPOSITE FOR USE IN THE MANUFACTURE OF TRANSPORTATION VEHICLE SEATING TRIM}
차, 트럭 등의 운송 차량은 일반적으로 다양한 힘을 견디도록 설계된 일정한 형태의 내구성 물질로 커버된 시트를 갖는다. 이러한 시트는 일반적으로 플랫폼(사용자가 시트에 앉을 때 접촉하는 부분), 시트 백(시트 뒤의 뒷좌석과 마주보는 부분), 스커트(플랫폼으로부터 실질적으로 수직으로 아래로 연장하는 부분) 및 사이드(상기 시트 부분들을 모두 함께 연결함)를 포함한다. 대부분의 운송 차량 시트에서, 차량 안의 시트의 심미적인 초점은 플랫폼이기 때문에 플랫폼 물질 선택에 일차적으로 중점을 둔다.
이러한 차량 시트의 플랫폼을 위한 일반적인 물질은 가죽 및 천, 예를 들면직물, 편물 등을 포함한다. 천 시트의 경우, 사용된 천은 일반적으로 무겁고 매우 장식적이 되도록 선택된다. 이러한 장식은 다수의 착색사의 사용, 재료의 프린팅 또는 염색, 특수한 직물 구성, 파일 표면(pile surface) 등에 의해 달성될 수 있다. 시트의 플랫폼의 제조에 직물을 사용하는 경우, 일반적으로 폴리우레탄 포움 물질에 결합된 무거운 재료(예를 들면, 약 8.5 내지 19.0 oz/sq yd), 또는 울/폴리에스테르 또는 폴리프로필렌/린넨 블렌드로부터 형성된 부직 백킹(backing)을 포함하였다. 이러한 백킹은 일반적으로 폴리우레탄 접착제에 의해 직물 층에 고정된다.
차량 시트의 나머지 부분은 본 발명에서 시트 트림으로 통칭한다. 일반적으로 시트 플랫폼을 제조하는데 천연 가죽이 사용된 경우에도 차량 시트의 이러한 트림은 비닐 물질로 제조된다.
차량 시트 직물 제조업자가 직물을 디자인할 때 고려해야할 몇가지 사항은 반드시 달성되어야 하는 특정 물리적 인자이다. 예를 들면, 자동차 제조업자들은 일반적으로 그들의 시트에 사용된 직물(재료)이 높은 파괴 및 인열 강도(일반적으로 각각 ASTM D 5034 및 ASTM D 1117에 따라 측정시 경사 및 위사 각 방향으로 약 270N-489N) 및 포드 연구소 시험 방법(Ford Laboratory Test Method, "FLTM") BN 119-01에 따라 측정시 약 289N-310N 이상의 봉합 강도를 가질 것을 요구한다.
또한, 일반적으로 상기 재료는 자동차 엔지니어 협회 테스트 방법 SAE J855(Society of Automotive Engineers Test Method SAE J855)에 따라 측정했을 때, 약 4% X 4% 이상의 스트레치(평직물에 대해 경사 x 위사, 및 벨로어 직물에 대해 5% X 5%) 및 FLTM BO 131-01에 따라 측정했을 때 약 70보다 큰 포그(fog)를 갖는 것이 바람직하다(당업자에 의해 용이하게 인식되는 바와 같이, "포그"라는 용어는 차 내부의 구성요소에 의해 방출되면서 증발하여 자동차 유리의 내부상에 쌓이는 물질의 양을 말한다).
또한, 상기 재료는 장기간의 직사광선을 견딜 수 있도록 적어도 UV 분해에 대해 최소한의 내성을 가져야 한다. 또한, 직물이 다수의 적층된 층들로부터 형성되면, FLTM BN 151-05 방법 A에 따라 측정했을 때, 일반적으로 약 12N 이상의 적층 결합 강도를 가져야 한다. 또한, 플랫폼 재료의 성능 특성은 광범위한 온도 및 온도 변화를 통해 유지되어야 하는데, 왜냐하면 차량이 일광하에서는 신속하게 가열될 수 있고 매우 낮은 외부 온도에 대응하여서는 매우 차가워질 수 있기 때문이다.
상기한 바와 같이, 지금까지 수송 차량의 시트 플랫폼의 성능 및 외관을 개선시키기 위해서는 개발이 이루어져 왔지만, 차량 트림에 대해서는 거의 관심이 없었다. 이는 부분적으로 시판중인 비닐 트림 물질과 관련된 용이한 이용가능성, 저렴한 비용 및 적절한 성능에 기인한 것으로 일반적으로 인식된다.
본 발명의 출원인이 비닐 대체 물질로서 사용하기 위해 개발한 한가지 태양은 폴리우레탄 포움 백킹을 갖는 직물 재료이다. 하기 실시예에서 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 폴리우레탄-백킹된 직물은 비닐과 유사한 포그, 더 큰 파괴 강도 및 양호한 인열 및 봉합 강도를 가졌다.
본 발명은 일반적으로 운송 차량의 시트용 트림(trim)의 형성에 특히 유용한 섬유 복합재에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 운송 차량 시트 등의 제조에 통상적으로 사용되는 비닐 물질의 대체물로서 유용한 섬유 복합재에 관한 것이다.
본 발명에 대한 하기의 상세한 설명에서는, 본 발명을 완전히 이해할 수 있도록 본 발명의 구체적인 바람직한 실시태양을 개시한다. 그러나, 본 발명을 하기의 특정 실시태양으로 제한하고자 하는 것은 아니며, 특정 용어가 본 발명에 개시되었지만, 이러한 용어는 설명을 위해 서술적인 의미로 사용된 것이지 제한하고자 하는 것이 아니다.
본 발명은 통상적인 비닐 트림 재료의 대체물로서 사용할 수 있는 직물 복합재에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 통상적인 비닐 트림 재료와 비교하여 우수한 성능을 제공하는 동시에 향상된 심미적인 외관을 제공하는 복합재를 기술한다. 또한, 본 발명의 복합재는 투입된 물질을 분리할 필요없이 용이하고 효율적으로 재생가능하다.
또한, 본 발명의 재료는 낮은 중량으로 통상적인 비닐 트림 재료보다 매우 우수한 성능 결과를 달성한다. 운송 차량 제조업체는 연료 효율 및 적재 용량을 최대화하기 위해 차량의 인테리어와 관련된 중량을 감소시키기 위해 항상 노력하고 있다.
본 발명은 부직 기재에 결합된 직물을 갖는 복합재에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 형태에서, 직물은 부직 기재와 같이 실질적으로 모두 폴리에스테르이다. 특히 바람직한 본 발명의 바람직한 형태에서, 직물은 바람직하게는 낮은 융점, 낮은 점도(예를 들면, 115 내지 180℃의 융점 및 20,000 내지 150,000 c.p.의 점도를 가짐)의 폴리에스테르 접착제에 의해 부직 기재에 결합된다.
전체적인 직물 복합재는 바람직하게는 경량이고, 바람직하게는 약 9.0 내지 약20.0 oz/sq yd이고, 더욱 바람직하게는 약 12 oz/sq yd 미만이다(잘 인식될 수 있는 바와 같이, 총 중량은 사용된 백킹의 중량 뿐만 아니라 직물 및 접착제의 중량에 의존한다). 이러한 총 중량중, 직물은 바람직하게는 약 4.5 내지 약 8.0 oz/sq yd의 중량을 갖고, 더욱 바람직하게는 약 6 oz/sq yd 미만이고 부직 기재는 약 3 내지 약 12.0 oz/sq yd, 더욱 바람직하게는 약 4 oz/sq yd의 중량을 갖는다. 상기 접착제는 바람직하게는 약 5 내지 30 g/㎡, 더욱 바람직하게는 약 12 내지 15 g/㎡로 적용된다.
상기 복합재는 바람직하게는 약 80 이상, 더욱 바람직하게는 약 90 이상, 더욱 바람직하게는 약 95 이상의 포그를 갖는다.
상기한 바와 같이, 상기 포그 값은 증발하여 차량의 유리 구성요소상에 쌓이는 물질의 양의 지수이다. 포그 수가 높을수록 상기 물질의 양은 낮고 최대의 가능한 수치는 100이다(상기 물질이 전혀 쌓이지 않음을 의미함).
또한, 파괴 강도는 비닐 또는 종래의 복합재 구성보다 상당히 크다. 또한, 상기 복합재는 종래의 복합재 구성에 비해 더 높은 탄성, 더 강한 적층 결합 및 통상의 비닐 물질보다 더 가벼운 중량을 갖는다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 형태에서, 직물, 부직 기재 및 상기 층들을 함께 고정시키는 접착제는 모두 폴리에스테르로부터 형성된다. 당업자에게 인식된 바와 같이, 95%가 폴리에스테르인 제품은 100% 재생가능한 것으로 분류될 수 있다. 그러나, 추가의 처리가 재생될 물질의 비-폴리에스테르 성분을 분리하기위해 재생 작업중에 요구된다. 따라서, 이러한 본 발명의 바람직한 형태는 부가적인 비-폴리에스테르 성분 제거 작업에 추가의 비용을 들일 필요없이 트림 물질을 용이하게 재생할 수 있다.
대부분의 운송 차량 시트 커버 재료에 요구되는 추가의 특성은 난연성이다. 이러한 성능 특성을 달성하기 위해, 제조업체들은 일반적으로 그 시트 및 트림 재료의 폴리우레탄 성분 안에서 난연제를 포함시킨다. 그러나, 이러한 난연제는, 상기 성분을 형성하기 위해 사용된 폴리에스테르의 자기-소화성으로 인하여 본 발명의 복합재의 바람직한 실시태양에서 사용하지 않아도 된다.
상기한 바와 같이, 상기 복합재는 바람직하게는 경량 폴리에스테르 직물 층을 포함한다. 직물은 바람직하게는 폴리에스테르 가공사로부터 제직된 평직이다. 상기 복합재는 또한 바람직하게는 폴리에스테르로 제조된 부직 기재 층을 포함한다. 특히 바람직한 본 발명의 형태에서, 부직 재료는 4-15 데니어의 섬유로 제조된 니들링된 폴리에스테르 직물이다. 그러나, 부직 물질의 열고정 및 기타 유형 또한 본 발명의 범위 안에서 사용될 수 있다.
상기 직물 층은 접착제층에 의해 부직 기재에 고정된다. 본 발명의 바람직한 형태에서, 상기 접착제는 바람직하게는 저용융 낮은 점도의 폴리에스테르 접착제이다. 예를 들면, 약 140℃의 융점을 갖는 폴리에스테르 접착제는 본 발명에서 잘 기능하는 것으로 밝혀졌다.
상기 접착제는 임의의 통상적인 방식으로 직물 또는 부직 기재에 적용될 수 있다. 예를 들면, 포밍, 압출, 스크린 프린팅 등에 의해 상기 구성요소들중 하나에 적용할 수 있다. 상기 접착제는 직물 및/또는 부직 기재의 표면을 연속적으로 가로질러 적용되거나 얼룩말 구성과 같이 이격된 배열로 적용될 수 있다. 또한, 직물은 전체 복합재중 스트레치 양을 조절하기 위해 예를 들면 에틸 비닐 알콜 화합물로 백코팅될(backcoat) 수 있다.
샘플 A
통상적인 비닐 자동차 시트 트림 물질을 수득하였다. 상기 물질은 20 oz/sq yd의 중량을 가졌다.
샘플 B
출원인의 종래 비닐 트림 대체 재료의 샘플을 또한 수득하였고 시험하였다. 상기 물질은 10 oz/sq yd의 총 복합재 중량을 가졌고 5.2 oz/sq yd 중량을 갖는 직물, 0.75 oz/sq yd의 중량을 갖는 에틸 비닐 알콜의 백코트 및 여기에 결합된 폴리우레탄 포움 백킹 재료를 포함하였다. 상기 폴리우레탄 포움 백킹 재료는 4.8 oz/sq yd의 중량을 가졌고, 당업자에 의해 용이하게 이해되는 플레임 적층 방법(flame lamination process)에 의해 백코팅된 직물에 결합되었다.
샘플 C
복합재 물질을 본 발명에 따라 제조하였다. 상기 복합재 물질은 9.5 oz/sq yd의 총 중량을 가졌고, 4.0 oz/sq yd의 중량을 갖는 부직 기재에 결합된 5.2 oz/sq yd의 중량을 갖는 모두 폴리에스테르인 평직물(59 경사 × 45 위사 그레이그사, 73 경사 ×50 위사 가공사)으로부터 제조되었다. 상기 직물은 얼룩말 패턴으로 12-15 g/㎡의 속도로 통상적인 고온용융 도포방법에 따라 도포된 고용융, 낮은 점도의 폴리에스테르 접착제를 사용하여 부직 기재에 결합되었다.
상기 재료 각각을 이하에서 설명하는 바와 같이 포그, 파괴강도, 인열강도, 봉합 강도, 스트레치 및 적층 강도에 대해 시험하였다. 결과는 하기 표 A에 기록한다.
포그: 포그는 포드 연구소 시험방법 BO 131-01에 따라 시험하였다.
파괴 강도: 파괴 강도는 ASTM D 5034에 따라 시험하였다.
인열 강도: 인열 강도는 ASTM D 1117에 따라 시험하였다.
봉합 강도: 봉합 강도는 포드 연구소 시험방법 BN 119-01에 따라 시험하였다.
스트레치: 스트레치는 자동차 엔지니어 협회 시험방법 J855에 따라 시험하였다.
적층 결합: 적층 결합 강도는 포드 연구소 시험 방법 BN 151-05 방법 A에 따라 시험하였다.
직물 시험 샘플 A 샘플 B 샘플 C
포그 72.69 72.3 95.86
파괴 강도 502N ×566N 1328N ×951N 1414N ×1043N
인열 강도 208N ×83N 206N ×161N 395N ×346N
봉합 강도 497N ×653N 641N ×765N 649N ×782N
스트레치 21% ×37% 3% ×0% 13% ×21%
적층 결합 시험되지 않았음 14.6N ×15.2N 28.9N ×26.6N
설명한 바와 같이, 본 발명의 복합재 직물은 종래의 트림 재료보다 우수한 포그 성능 뿐만 아니라 우수한 파괴 강도 및 인열 강도를 가졌다. 또한, 상기 복합재는 종래의 구조물보다 낮은 중량으로 우수한 성능 특성을 달성하였다. 추가의 장점으로서, 본 발명의 복합재는 실질적으로 모두 폴리에스테르 구조이기 때문에 용이하고 효율적으로 재생될 수 있다.
본원에서 본 발명의 바람직한 실시태양을 설명하였고 비록 특정 용어가 사용되었지만 단지 일반적인 서술적 의미로서만 사용된 것이지 첨부된 청구의 범위로서 정의된 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

Claims (21)

  1. 약 4.5 내지 약 8 oz/sq yd의 중량을 갖는 폴리에스테르 직물, 약 3 내지 약 12 oz/sq yd의 중량을 갖는 폴리에스테르 부직 기재, 및 상기 직물을 상기 부직 기재에 고정시키는 접착제를 포함하고, 약 80 이상의 포그 및 약 15N × 15N 이상의 적층 결합도를 갖는, 운송 차량의 시트 트림의 제조에 사용하기 위한 복합재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    실질적으로 100% 재생가능한 복합재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 부직 기재가 필수적으로 폴리에스테르 섬유로 이루어진 복합재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착제가 저온 용융 열가소성 접착제를 포함하는 복합재.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착제가 저온 용융 폴리에스테르 접착제를 포함하는 복합재.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 부직 기재가 필수적으로 폴리에스테르 섬유로 이루어지고 상기 접착제가 저온 용융 폴리에스테르 접착제를 포함하는 복합재.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 부직 기재가 필수적으로 폴리에스테르 섬유로 이루어지고 상기 접착제가 저온 용융 폴리에스테르 접착제이어서, 실질적으로 모두 폴리에스테르로 이루어진 복합재.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착제가 약 5 내지 30 g/㎡로 제공된 복합재.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 직물이 약 5 내지 약 5.5 oz/sq yd의 중량을 갖는 평직물을 포함하는 복합재.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 부직 기재가 약 4 oz/sq yd의 중량을 갖는 복합재.
  11. 제 1 항에 있어서,
    약 7 내지 약 12 oz/sq yd의 총 중량을 갖는 복합재.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착제가 상기 직물층과 상기 부직 기재 사이에 다수의 불연속 위치에서 제공된 복합재.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착제가 상기 직물층과 상기 부직 기재 사이에서 실질적으로 연속적으로 연장된 복합재.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합재가 SAE J1351(Society of Automotive Engineers J1351)에 따라 시험했을 때 약 80 내지 약 100의 포그값을 갖는 복합재.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합재가 ASTM D 5034에 따라 시험했을 때 경사 방향으로 약 1350 N 이상 및 위사 방향으로 약 1000 N 이상의 파괴 강도를 갖는 복합재.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합재가 ASTM D1117에 따라 시험했을 때 경사 방향으로 약 250 N 이상 및 위사 방향으로 약 175 이상의 인열 강도를 갖는 복합재.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합재가 SAE J855에 따라 시험했을 때 경사 방향으로 약 5% 이상 및 위사 방향으로 약 15% 이상의 스트레치를 갖는 복합재.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합재가 경사 및 위사 각각의 방향으로 약 20N 이상의 적층 결합 강도를 갖는 복합재.
  19. 제 1 재료로부터 형성된 시트 플랫폼, 및 상기 시트 플랫폼과 작동가능하게 연결된 제 2 재료로부터 형성된 시트 트림 부분을 포함하되, 상기 제 2 재료가 접착제에 의해 부직 기재에 고정된 직물층을 갖는 복합재를 포함하고, 상기 제 1 재료의 중량보다 적어도 약 3 oz/sq yd 작은 중량을 갖는, 운송 차량 시트를 위한 시트 커버재.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 직물층이 약 3 내지 약 6 oz/sq yd의 중량을 갖는 폴리에스테르 직물을 포함하고, 상기 부직 기재가 약 3 내지 약 5 oz/sq yd의 중량을 갖는 폴리에스테르 부직물을 포함하는 시트 커버재.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 접착제층이 저온 용융 폴리에스테르 접착제층을 포함하여 상기 제 2 재료가 실질적으로 100% 재생가능하게 된 시트 커버재.
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