KR20060043576A

KR20060043576A - 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20060043576A
Application number: KR1020050019513A
Authority: KR
Inventors: 서영옥
Original assignee: (주) 화인테크놀리지
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2006-05-15
Also published as: KR100588757B1

Abstract

본 발명의 폴리에스터 섬유 기재는 상부층, 내부층 및 바닥층이 각각 저융점 섬유(low melting fiber, LMF)와 레귤러 섬유(regular fiber)가 혼용된 섬유를 주원료로 하는 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재에 있어서, 상기 상부층과 바닥층은 각각 저융점 섬유 60 내지 80 중량%, 레귤러 섬유 20 내지 40 중량%가 함유되어 구성되고, 상기 내부층은 저융점 섬유 20 내지 40 중량%, 레귤러 섬유 60 내지 80 중량%가 함유되어 구성되며, 상기 상부층과 상기 바닥층 중 적어도 하나의 층이 수지로 코팅되는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 폴리에스터(PET) 펠트의 강성을 향상시키기 위하여 폴리에스터(PET) 펠트의 상부층과 바닥층 중 적어도 하나의 층을 수지로 코팅시킴으로써 우수한 강성과 성형성을 가져 성형제품의 꺽임 현상이나 휨 현상이 발생하지 않아 불량을 최소화 시킬 수 있을 뿐만 아니라 소재의 재활용도 우수한 효과가 있다.

또한, 폴리에스터(PET) 펠트를 레귤러 섬유와 저융점 섬유를 사용하여 상부층, 내부층, 바닥층으로 구성하고, 상기 상부층과 바닥층 중 적어도 하나의 층을 수지로 코팅시킴으로써 흡차음 성능이 우수하여 실내의 소음 흡수 및 실외의 소음 차단력이 높고, 열전도율이 좋아 추가로 패드가 필요하지 않으므로 작업 공정이 단 순화 되고, 실내 에어컨 가동 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

헤드라이너, 폴리에스터 섬유(PET 섬유) 기재, PET 펠트, 3층 구조, 수지 함침, 흡차음

Description

자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재 및 그 제조 방법{Polyester Staple Fiber bases of Head liner for Vehicle and Method of the Same}

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 PET 펠트 적층구조를 보인 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재를 제조하는 과정을 보여주는 플로우 차트.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : PET 펠트 11 : 상부층

12 : 내부층 13 : 바닥층

본 발명은 자동차나 건축용의 흡차음 내외장재로 사용되는 폴리에스터 섬유에 경화성 및 가소성 수지를 함유하는 용매를 코팅하여 성형제품의 강도를 높이고, 저중량화, 공기 투과성을 개선시켜 흡음성능이 뛰어나며, 작업환경이 깨끗한 재활용도 우수한 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 헤드라이너(Head liner)는 자동차 천정에 차량의 소음을 흡수 차단시킬 수 있도록 하기 위하여 내장되는 것으로서, 표피재(polyester 부직포, PVC 시트 등), 쿠션재(PP, PE 등의 폼), 접착필름(핫멜트 필름(hot melt film) 및 기재(레진 펠트(resin felt), 글라스 울(glass wool), 페이퍼 보드(paper board) 등)등으로 적층된 구조로 이루어진다.

그리고 이러한 헤드라이너 기재로는 레진 펠트(resin felt), 폴리프로필렌 섬유와 천연마를 혼합하여 니들 펀칭한 펠트, 종이와 필름을 접착시킨 펠트, 폴리우레탄 폼, 글래스 매트, 부직포 및 필름으로 형성된 펠트 등이 사용되어 왔으나, 이들 기재는 소재 예열 및 조립품 냄새가 다량 발생하고 재활용이 되지 않는 문제점이 있으며, 특히 레진 펠트는 주원료인 페놀성분에 의한 분진, 가스, 냄새 등으로 이미 사용이 제한되어왔고, 2006년부터는 수출차종에는 사용불가하게 되었으며, 표피재와 라미네이션(lamination)시 박리가 다량 발생하고, 중량이 무거워 취급이 어려울 뿐만 아니라 흡음률이 좋지 않아 실내 소음의 흡차음 성능이 낮은 문제점이 있었다.

폴리프로필렌 섬유와 천연마를 혼합하여 니들 펀칭한 펠트는 강성이 부족하여 제품 성형 후 후변형 발생으로 천정 처짐이 발생하고, 종이와 필름을 접착시킨 펠트는 치수 안정성과 소재의 강성 부족으로 제품 성형 후 후변형이 심하거나 휨 현상이 발생되고, 타 소재에 비해 제품 성형시 성형성 및 N.V.H.(Noise, Vibration, Hashness) 성능이 많이 떨어짐을 나타내었다. 그리고 폴리우레탄 폼, 글래스 매트, 부직포 및 필름으로 형성된 펠트는 고가로 경제성이 낮고, 강성 부족으로 제품의 꺽임 현상, 필러류(사출조림품)와 매칭부 사이에 틈 발생 및 들뜸현상이 발생하며, 제품 표면성이 좋지 않아 감성품질이 저하되는문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 그 동안 폴리에스터 섬유(polyester staple fiber)(이하, PET 섬유라 한다)를 기재로 사용하는 많은 특허들이 출원되었는데 이들 특허를 살펴보면, 20mm의 두께를 가진 흡음재인 페트 파이버(PET fiber) 섬유층의 중간 위치에 길이방향으로 40 ~ 100㎛ 두께를 가진 합성수지 필름층이 삽입된 것을 특징으로 하는 "자동차용 방음재 및 그 제조방법"이 대한민국공개특허공보 제0013840호(2001. 2. 14)로 공개되었으나, 대쉬 패드 & 후드 인슐레이터(Dash Pad & Hood Insulator)용으로 흡음과 차음을 개선하기 위해 개발된 소재이나 헤드라이너용으로는 강성이나 성형성이 부족함에 따라 적용에 어려운 문제점이 발생하였고, 폴리에스테르 섬유와 아크릴 섬유를 절단·타면한 후, 저융점 폴리에스테르계 섬유와 일정 비율로 혼합한 다음, 성형·가열하여 부직포 형태의 흡음 단열재를 제조하는 구성을 특징으로 하는 "자동차 내장용 흡음 단열재의 제조방법 및 흡음 단열재"가 대한민국공개특허공보 제0089277호(2002. 11. 29)로 공개되었으나, 자동차 헤드라이너의 기재로 사용하기에는 단층의 구조로 강성이나 성형성이 없어 꺽임현상이나 휨 현상이 발생되어 헤드라이너의 기재로 사용할 수 없는 문 제점이 있었다.

또한 자동차의 실내 소음을 줄이기 위한 N.V.H.(Noise,Vibration, Hashness)기술로서 PET섬유(Polyester staple fiber)에 의한 다층구조로 제조되어 자동차의 실내 또는 엔진룸에 설치하므로서 기존의 흡차음재보다 월등한 성능을 발휘하여 보다 쾌적한 차량의 분위기를 조성하도록 하는 "자동차용 흡차음재"가 대한민국등록특허공보 제10-0416100호(2004. 1. 24. 공고)로 등록되었으나, 강성이 부족하고 성형성이 저하될 뿐만 아니라 원가의 상승으로 경제성이 없는 등의 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 폴리에스터(PET) 펠트의 강성을 향상시켜 성형성이 우수하고, 성형제품의 꺽임 현상이나 휨 현상이 발생하지 않아 불량을 최소화 시킬 수 있을 뿐만 아니라 소재의 재활용도 우수한 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재 및 그 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 흡차음 성능이 우수하여 실내의 소음 흡수 및 실외의 소음 차단력이 높고, 열전도율이 좋아 추가로 패드가 필요하지 않으므로 작업 공정이 단순화되고, 실내 에어컨 가동 효율을 높일 수 있는 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재 및 그 제조 방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

본 발명은 자동차용 헤드라이너의 기재를 폴리에스터 섬유를 주 재료로 하여 상부층과 내부층 및 바닥층의 3층 구조로 구성하고, 상기 상부층과 상기 바닥층 중 적어도 하나의 층이 수지로 코팅되어 강성을 높이고, 흡차음 성능이 우수하며 재활용도 가능한 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재에 관한 것이다.

본 발명은 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재는 폴리에스터 펠트(이하, 'PET 펠트'라 한다)로서 그 구조가 상부층, 내부층 그리고 바닥층으로 구성되고, 상기 각 층은 저융점 섬유(low melting fiber, LMF)와 레귤러 섬유(regular fiber)가 혼용된 섬유를 원료로 사용한다. 상기 상부층과 바닥층은 각각 저융점 섬유 60 내지 80 중량%, 레귤러 섬유 20 내지 40 중량%가 함유되어 구성되고, 상기 내부층은 저융점 섬유 20 내지 40 중량%, 레귤러 섬유 60 내지 80 중량%가 함유되어 구성되며, 상기 상부층과 상기 바닥층 중 적어도 하나의 층이 수지로 코팅되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에서는 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재인 PET 펠트의 강성을 더욱 증가시키기 위해서 상기 상부층도 수지로 코팅할 수도 있다.

상기 상부층과 바닥층의 저융점 섬유와 레귤러 섬유의 사용 함량은 각각 60 내지 80 중량% 및 20 내지 40 중량%로서, 저융점 섬유의 함량이 60 중량% 미만이 면, 제품의 강성이 떨어저 상품성 저하되고, 함량이 80 중량% 초과하면, 강성은 아주 우수하나 저융점 섬유 원단의 수축으로(원단폭) 소재 사이즈가 늘어나 원가가 상승하게 된다. 그리고 레귤러 섬유의 함량이 20 중량% 미만일 경우와 함량이 40 중량% 초과할 경우는 각각 저융점 섬유의 함량이 80 중량% 초과한 경우, 함량이 60 중량% 미만일 경우와 동일한 현상이 나타난다.

상기 상부층과 상기 바닥층 중 적어도 하나의 층이 수지로 코팅되는 각 층의 수지 코팅량은 각각 130 내지 150 g/㎡ 이다.

이러한 코팅하는 수지는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 36.0 내지 44.0 중량%, 용매인 에틸아세테이트(ethyl acetate, EA) 53.5 내지 63.5 중량%, 개시제인 아조비스이소부티로니트릴(Azobisisobutyronitrile) 0.5 내지 1.5 중량%가 함유되어 구성되어진다.

상기 코팅하는 수지는 강성을 더 강화시켜 주고, 레귤러 섬유와 저융점 섬유의 온도 가열시 열에 의한 원단 수축 현상을 억제 시켜주는 역할을 하며, 사용함량은 36.0 내지 44.0 중량% 이다. 함량이 36.0 중량% 미만이면, 수지 코팅의 효과가 미미하여 강성이 증가하지 않고, 함량이 44.0 중량% 초과하면, 원가의 과다 상승과 수지 건조시 건조 시간 과다 소요로 작업 능율이 떨어지게 된다.

그리고 상기 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 대신 사용 가능한 것으로는 에폭시 수지, 부틸메타아크릴레이트(BMA), 부틸멜라민(Butyl-Melamine), 메타크릴아 크릴레이트(Methacrylic Acrylate), 우레아멜라민(Urea-Melamine), 디에틸렌글리콜(Diethylene Glycol), 모노에틸렌글리콜(Monoethylene Glycol), 스틸렌(Styrene) 등으로 부터 한 가지 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

상기 용매의 사용함량은 53.5 내지 63.5 중량%이다. 함량이 53.5 중량% 미만이면, 수지의 용해가 원활히 이루어지지 않고, 함량이 63.5 중량% 초과하면, 건조시간이 오래 걸리게 되어 작업 능률이 저하된다.

용매인 에틸아세테이트(ethyl acetate, EA) 대신 사용 가능한 것으로는 메탄올(Methanol), 톨루엔(Toluene), 아세톤(Acetone), 크실렌(Xylene), 메틸에틸케톤(MEK), 벤질알콜(Benzyl Alcohol)등으로 부터 한 가지 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

상기 개시제는 상온에서 반응속도를 원활하게 하기 위해 사용되며, 사용함량은 0.5 내지 1.5 중량%이고, 함량이 0.5 중량% 미만이면 그 효과가 미미하고, 함량이 1.5 중량% 초과하면 사용량의 과다로 경제성이 저하된다.

개시제인 아조비스이소부티로니트릴(Azobisisobutyronitrile) 대신 과산화벤조일(Benzoyl Peroxide)을 사용할 수 있다.

상기 상부층과 바닥층은 각각 170 내지 230g/㎡ 이고, 내부층은 350 내지 450g/㎡ 이며, 상기 저융점 섬유는 2 내지 6 데니어, 레귤러 섬유는 섬도 4 내지 15 데니어를 사용한다.

상기 레귤러 섬유 대신 잡모, 아크릴 섬유를 사용할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재의 제조 방법은

ⅰ) 상부층과 내부층 및 바닥층의 원료 섬유를 각각 혼합, 카딩하여 웹을 형성하고, 적층하여 각각의 웹적층물을 제조하는 단계;

ⅱ) 상기 ⅰ) 단계에서 제조된 바닥층의 웹적층물의 상부로 순차적으로 내부층과 바닥층을 적층하는 단계;

ⅲ) 상기 바닥층과 내부층 및 상부층으로 적층한 적층물을 니들펀칭(Needlepunching)하여 결합시켜 PET 펠트를 제조하는 단계;

ⅳ) 상기 PET 펠트의 바닥층을 코터기에 함침시켜 수지 코팅시키는 단계;

ⅴ) 상기 ⅳ) 단계에서 수지 코팅된 PET 펠트를 건조기를 통과하여 건조시키는 단계;

ⅵ) 상기 건조된 PET 펠트를 권취하여 일정 규격으로 재단하는 단계;

를 거쳐 제조되어 진다.

상기 ⅰ) 단계의 상부층과 바닥층의 원료 섬유는 각각 저융점 섬유 60 내지 80 중량%, 레귤러 섬유 20 내지 40 중량%로 구성되고, 상기 내부층은 저융점 섬유 20 내지 40 중량%, 레귤러 섬유 60 내지 80 중량%로 구성된다.

그리고 상기 ⅳ) 단계에서는 PET 펠트의 강성을 높이고, 원료 섬유의 온도 가열시 열에 의한 원단 수축 현상을 억제 시키기 위해 바닥층을 수지에 함침하여 수지 코팅하는데, 이 때 요구되는 강성에 따라 상기 PET 펠트의 상부층도 수지로 코팅할 수 있다.

상기 상부층과 상기 바닥층 중 적어도 하나의 층이 수지로 코팅되는 수지 코팅량은 각각 130 내지 150 g/㎡ 이다.

또한, 상기 ⅴ) 단계의 건조기의 온도는 145 내지 165 ℃이고, 4 내지 6 M/min 동안 건조기 내를 통과하여 건조시킨다. 온도가 145 ℃ 미만이면, 코팅 처리한 수지가 건조되지 않아 PET 펠트와의 박리현상 및 잔류 용매제에 이한 냄새가 미량발췌되며, 165 ℃ 초과하면 소재 열셋팅에 의한 수축으로 중량이 상승한다.

본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 PET 펠트 적층구조를 보인 단면도로서, 자 동차용 헤드라이너의 기재 PET 펠트(10)는 상부층(11), 내부층(12), 바닥층(13)의 3층 구조로 이루어지고, 상기 상부층(11)과 바닥층(13)은 각각 저융점 섬유 60 내지 80 중량%, 레귤러 섬유 20 내지 40 중량%가 함유되어 구성되고, 상기 내부층(12)은 저융점 섬유 20 내지 40 중량%, 레귤러 섬유 60 내지 80 중량%가 함유되어 구성되며, 상기 상부층(11) 및 바닥층(13)은 수지로 코팅되고, 함침량 130 내지 150 g/㎡ 이다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6)

실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6은 [표 1]과 같은 PET 섬유 혼합 비율로 상기와 같은 제조 방법에 의해 헤드라이너의 기재로 PET 펠트를 제조하여 헤드라이너를 제조한 후 그 시험 결과를 [표 2]에 나타내었다.

(실시예 1 내지 3)

실시예 1 내지 3은 아래 [표 1]과 같은 PET 섬유 혼합율로 상부층, 내부층, 바닥층의 3층 구조로 구성하여 바닥층을 수지로 함침시켜 제조한 PET 펠트를 기재로한 헤드라이너를 제조하여 실험한 결과를 [표 2]에 나타내었다.

(실시예 4 내지 6)

실시예 4 내지 6은 아래 [표 1]과 같은 PET 섬유 혼합율로 상부층, 내부층, 바닥층의 3층 구조로 구성하여 상부층과 바닥층을 수지로 함침시켜 제조한 PET 펠트를 기재로한 헤드라이너를 제조하여 실험한 결과를 [표 3]에 나타내었다.

(비교예 1)

비교예 1은 종래의 일반적인 단층구조의 PET 펠트를 사용하여 실험하였다.

(비교예 2)

비교예 2는 상기 실시예와 같이 아래 [표 1]과 같은 PET 섬유 혼합율로 PET 펠트를 상부층, 내부층, 바닥층의 3층 구조로 구성하여 제조하고, 바닥층은 수지로 함침시켰다.

(비교예 3)

비교예 3은 상기 실시예와 같이 아래 [표 1]과 같은 PET 섬유 혼합율로 PET 펠트를 상부층, 내부층, 바닥층의 3층 구조로 구성하여 제조하고, 바닥층은 수지로 함침시키지 않았다.

(비교예 4)

비교예 4는 상기 실시예와 같이 아래 [표 1]과 같은 PET 섬유 혼합율로 PET 펠트를 상부층, 내부층, 바닥층의 3층 구조로 구성하여 제조하고, 바닥층은 수지로 함침시켰다.

(비교예 5 및 6)

비교예 5 및 6은 상기 실시예와 같이 아래 [표 1]과 같은 PET 섬유 혼합율로 PET 펠트를 상부층, 내부층, 바닥층의 3층 구조로 구성하여 제조하고, 상부층 및 바닥층을 수지로 함침시켰다.

[표 1]

구 분		PET 섬유 혼용율(%)		중량 (g/㎡)	코팅량 (g/㎡)
구 분		LMF	ReF	중량 (g/㎡)	코팅량 (g/㎡)
실시예 1	상부층	60	40	200	-
	내부층	20	80	400	-
	바닥층	60	40	200	130
실시예 2	상부층	70	30	200	-
	내부층	30	70	400	-
	바닥층	70	30	200	140
실시예 3	상부층	80	20	200	-
	내부층	40	60	400	-
	바닥층	80	20	200	150
실시예 4	상부층	60	40	200	130
	내부층	20	80	400	-
	바닥층	60	40	200	130
실시예 5	상부층	70	30	200	140
	내부층	30	70	400	-
	바닥층	70	70	200	140
실시예 6	상부층	80	20	200	150
	내부층	40	60	400	-
	바닥층	80	20	20	150
비교예 1	단일층	30	70	800	-
비교예 2	상부층	50	50	200	-
	내부층	50	50	400	-
	바닥층	50	50	200	130
비교예 3	상부층	70	30	200	-
	내부층	30	70	400	-
	바닥층	70	30	200	-
비교예 4	상부층	90	10	200	-
	내부층	10	90	400	-
	바닥층	90	10	200	130
비교예 5	상부층	70	30	200	120
	내부층	30	70	400	-
	바닥층	70	30	200	120
비교예 6	상부층	70	30	200	160
	내부층	30	70	400	-
	바닥층	70	30	200	160

[표 2]

구 분			실시예			비교예
구 분			1	2	3	1	2	3	4
인장강도 (㎏/㎠)	상태	종	86	87	88	71	76	79	80
	상태	횡	85	85	85	68	74	76	78
	내열	종	74	75	73	65	70	68	71
	내열	횡	73	72	70	62	68	68	69
	내습	종	64	65	66	56	60	58	60
	내습	횡	62	63	64	52	58	56	58
굴곡강도 (㎏/㎠)	상태	종	55	57	59	48	50	51	52
	상태	횡	40	42	42	34	41	34	35
	내열	종	51	52	51	42	45	46	48
	내열	횡	35	38	36	30	34	34	35
	내습	종	33	35	37	28	30	31	32
	내습	횡	28	30	31	23	28	26	28
치수 변화율(%)	내열		0.3	0.3	0.31	0.38	0.35	0.33	0.3
치수 변화율(%)	내습		0.3	0.3	0.31	0.38	0.35	0.33	0.3
열전도율 (㎉/mh℃)	기재		0.0349	0.0345	0.0355	0.0365	0.0357	0.349	0.0357
열전도율 (㎉/mh℃)	조립품		0.0329	0.0327	0.0337	0.0347	0.0339	0.0342	0.0354
흡음률			1.06	1.07	1.09	0.63	0.86	0.79	0.88

[표 3]

구 분			실시예			비교예
구 분			4	5	6	5	6
인장강도 (㎏/㎠)	상태	종	92	94	95	86	96
	상태	횡	90	91	92	85	92
	내열	종	79	81	82	75	82
	내열	횡	78	79	79	72	80
	내습	종	68	69	70	63	69
	내습	횡	65	65	66	61	65
굴곡강도 (㎏/㎠)	상태	종	62	65	67	54	68
	상태	횡	48	51	56	40	56
	내열	종	54	56	55	52	57
	내열	횡	40	43	46	36	48
	내습	종	39	41	44	35	45
	내습	횡	36	38	38	29	39
치수 변화율(%)	내열		0.26	0.25	0.25	0.29	0.25
치수 변화율(%)	내습		0.27	0.26	0.27	0.30	0.27
열전도율 (㎉/mh℃)	기재		0.0334	0.0335	0.0332	0.0351	0.0332
열전도율 (㎉/mh℃)	조립품		0.0321	0.0321	0.0319	0.0325	0.0318
흡음률			1.12	1.13	1.15	1.05	1.17

1) 인장강도

상태 - 댄시론시험기 또는 그와 동등한 인장시험기를 사용하여 시험편의 중앙부에 거리 100mm의 표선을 긋고 클램프(CLAMP)간격이 150mm가 되도록 인장시험기에 취부, 200mm/min의 속도로 인장하여 최대하중을 구하였다. 단, 표선간 이외에서 절단된 시험편은 그 수만큼 다시 시험하였다.

내열 - 시험편 250 × 50mm를 항온기 중에 3시간 방치후 끄집어 내어 시험하였다.

내습 - 시험편 250 × 50mm를 50℃, 90 ~ 100% 습도 중에 24시간 방치후 측정하였다.

2) 굴곡강도

상태 - 시험편을 평활면에서 하중점의 속도 50mm/min로 하중을 가하여 그 최대 하중을 측정하였다. 다음식에 따라서 시험편 5개 이상의 굴곡강도를 산출하고 이 수치들의 가로, 세로 각각 평균치를 산출하여 어느쪽이든 작은 값을 가지고 제품의 굴곡강도로 하였다.

내열 - 시험편 250 × 50mm를 항온기중에 3시간 방치 후 끄집어 내어 시험하였다.

내습 - 시험편 250 × 50mm를 50℃, 90 ~ 100% 습도 중에 24시간 방치 후 측정하였다.

3) 치수변화율

시편을 상온수 5시간 침적 후 80℃에서 24시간 건조시켜 200 × 200mm의 시험편을 채취하여 각변에서 50mm 내측에서 변에 평행하게 기준선을 기입하여 마주보는 기준선 간의 거리를 각각 3점이상 정확하게 측정하여 평균치를 구하였다.

4) 열전도율

시험상자(가로×세로×높이=300*300*150mm)내에서 원형구멍을 통해 시험편을 시험상자의 정중앙부에 넣은 다음 철판온도 105℃에서 4시간 동안 30분 간격으로 철판의 중심 표면 온도를 측정하여 열전도율을 구하였다.

5) 흡음률

수직입사 흡음률 시험기(Two-microphone impedance measurement tube)를 사용하여 ASTM E1050에 준하여 실험하였다. 시험기를 셋팅하여 스피커로써 100 ~ 6.4kHz의 1/3 OCTAVE BAND의 주파수 음을 발진하여 직관내에 정재파를 생기게 하여 그음압의 극대값과 극소값의 비를 마이크로폰(MICROPHONE)으로 수신하여 수직입사 흡음률을 구하였다.

상기 [표 2]에서 보는 바와 같이 실시예 1 내지 3의 경우는 비교예 1 내지 4의 경우보다 인장강도 및 굴곡강도(상태, 내열, 내습)가 우수하여 높은 강성을 가짐을 나타내었고, 높은 흡음률을 나타내었으며, 치수변화율과 열전도율도 낮게 나타났다. 그러나 비교예 1의 경우는 단층구조의 PET 펠트를 사용하여 수지 함침을 하지 않은 것으로써, 인장강도 및 굴곡강도가 현저히 낮아 강성이 저조함을 나타내었고, 치수변화율과 열전도율도 높게 나타났으며, 흡음률도 낮게 나타나 흡차음 성능이 저조하였다. 비교예 2와 4는 PET 섬유 혼합율로 PET 펠트를 상부층, 내부층, 바닥층의 3층 구조로 형성하고 바닥층을 수지 함침시켜 코팅시켰으나 비교예 2는 각 층의 저융점 섬유 혼용율이 각각 함량 미달로 혼합하여 인장강도 및 굴곡강도가 낮아 강성이 부족하고, 흡음률도 저조하였으며, 치수변화율과 열전도율도 높게 나타났다. 비교예 4는 각 층의 저융점 섬유 혼용율이 각각 함량 초과하여 혼합한 경우로 이 또한 인장강도 및 굴곡강도가 낮아 강성이 부족하고, 흡음률도 저조하였으며, 치수변화율과 열전도율도 높게 나타났고, 비교예 3은 바닥층을 함침시키지 않은 것으로써, 실시예 1 내지 3에 비해 전반적으로 우수하지 못한 결과를 나타내었다.

그리고 상기 [표 3]에서 보는 바와 같이 실시예 4 내지 6의 경우는 제조된 PET 펠트의 상부층과 하부층을 수지에 함침하여 수지 코팅시킴으로써, 인장강도 및 굴곡강도(상태, 내열, 내습)가 우수하여 높은 강성을 가짐을 나타내었고, 높은 흡음률을 나타내었으며, 치수변화율과 열전도율도 낮게 나타났으며, 상기 [표 2]에 나타난 실시예 1 내지 3의 실험 결과보다 우수한 결과를 나타내었다.

그러나 비교예 5의 경우에는 PET 펠트의 상부층과 하부층을 수지 코팅하여 전반적인 실험 결과가 우수하였으나, 수지 코팅량이 사용 범위에 미달함으로써 하부층만을 수지 코팅한 실시예 1 내지 3과 비슷한 실험 결과를 나타내어 상부층을 수지 코팅하여 나타나는 효과의 상승이 미미하였다. 따라서 상부층을 수지 코팅하는 추가 작업 공정에 비하여 그 상승 효과가 미미하여 작업 효율이 저하되는 것으로 나타났다.

그리고 비교예 6은 전반적으로 실험 결과가 우수하였으나, 수지 코팅량이 사용 범위를 초과하여 건조 시간이 길어지게 됨으로써, 작업 효율 및 생산성이 저하었다.

[표 4]

구 분

실시예

비교예

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

성형성

◎

×

△

◎

냄새

무

내열사이 클성

◎

×

△

◎

* 관능검사 : 상기 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 4을 각각 10명의 관련 업무 담당자 남·녀가 관능시험을 실시하였다. 관능검사의 결과는 평균값을 내어 나타내었다.

1) 성형성

금형 성형 후의 도면치수 대비 부위별 성형 두께 및 전체 성형 상태를 육안으로 확인하였다.

- ◎ : 양호, ○ : 보통, × : 불량

2) 냄새

드라이 타입(DRY TYPE) - 시험편을 4ℓ의 시험용기에 넣고 밀폐 후 가열된 오븐에 1시간 30분을 가열한다. 용기를 꺼낸 후 실온(23±2℃)에 20분간 방치하여 식힌 후 평가하였다.

웨트 타입(WET TYPE) - 시편의 중량에 10%에 해당되는 증류수를 균일하게 도포한다. 4ℓ의 시험용기에 넣고 밀폐 후 실온(23±2℃)의 실험실에서 1시간 방치 후 평가하였다.

3) 내열사이클성 : 내열사이클성 시험을 3 회 행하였다.

- 내열성 : 90 ~ 120℃에서 7시간 ~ 8시간 경과

- 내한성 : -30℃±2℃에서 5시간 경과

- 내습성 : 50℃±2℃에서 90% 습도에 9시간 이상 경과

한 후 두께 및 전체 외관 상의 변화를 육안으로 확인하였다.

- ◎ : 양호, ○ : 보통, × : 불량

상기 [표 4]는 상기 [표 1]의 PET 섬유 혼합율로 제조한 PET 펠트를 기재로 한 헤드라이너의 관능검사 결과로서, 실시예 1 내지 6은 성형성이 뛰어날 뿐만 아니라, 제품 제조 후 냄새가 발생하지 않고, 내열사이클성이 우수하였다.

그러나 비교예 1은 단층구조의 PET 펠트를 기재로 한 헤드라이너로 충분한 강성을 가지지 못하여 헤드라이너의 성형성이 나쁘고, 내열사이클성도 우수하지 못하였다. 비교예 2와 4는 3층 구조의 수지 함침하여 코팅한 PET 펠트를 기재로 한 헤드라이너로서, 3층 구조의 바닥층을 수지로 함침하여 코팅하였으나 각각 저융점 섬유의 혼용율이 함량 미달과 초과로 함유되어 전반적인 실험 결과가 좋지 못하였다.

그리고 비교예 3은 3층 구조의 바닥층을 수지로 코팅하지 않은 PET 펠트를 기재로 한 헤드라이너로서, 헤드라이너의 충분한 강성을 갖지 못하여 성형성이 우수하지 못할 뿐만 아니라, 내열사이클성도 실시예 1 내지 3에 비하여 저조하였다.

또한, 비교예 5 및 6은 3층 구조의 상부층 및 바닥층을 수지로 함침하여 코팅한 PET 펠트를 기재로 한 헤드라이너로서, 비교예 5는 실시예 1 내지 3과 유사한 강성과 성형성 및 내열사이클성을 나타내어 상부층의 수지 코팅의 효과가 미미하였다. 그리고 비교예 6은 전반적인 실험 결과는 우수하였으나, 상부층 및 하부층의 수지 코팅량이 사용 범위를 초과하여 건조 시간이 길어질 뿐만 아니라 경제성도 저하되었다.

또한, 폴리에스터(PET) 펠트를 레귤러 섬유와 저융점 섬유를 사용하여 상부층, 내부층, 바닥층으로 구성하고, 상기 상부층과 바닥층 중 적어도 하나의 층을 수지로 코팅시킴으로써 흡차음 성능이 우수하여 실내의 소음 흡수 및 실외의 소음 차단력이 높고, 열전도율이 좋아 추가로 패드가 필요하지 않으므로 작업 공정이 단순화 되고, 실내 에어컨 가동 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

상부층, 내부층 및 바닥층이 각각 저융점 섬유(low melting fiber, LMF)와 레귤러 섬유(regular fiber)가 혼용된 섬유를 주원료로 하는 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재에 있어서, 상기 상부층과 바닥층은 각각 저융점 섬유 60 내지 80 중량%, 레귤러 섬유 20 내지 40 중량%가 함유되어 구성되고, 상기 내부층은 저융점 섬유 20 내지 40 중량%, 레귤러 섬유 60 내지 80 중량%가 함유되어 구성되며, 상기 상부층과 상기 바닥층 중 적어도 하나의 층이 수지로 코팅되는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재.
제 1항에 있어서, 상기 상부층과 상기 바닥층 중 적어도 하나의 층이 수지로 코팅되는 각 층의 수지 코팅량은 130 내지 150 g/㎡ 인 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재.
제 1항에 있어서, 상기 바닥층을 함침하는 수지는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 36.0 내지 44.0 중량%, 용매인 에틸아세테이트(ethyl acetate, EA) 53.5 내지 63.5 중량%, 촉매 개시제인 아조비스이소부티로니트릴(Azobisisobutyronitrile) 0.5 내지 1.5 중량%가 함유되어 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재.
제 3항에 있어서, 상기 바닥층을 함침하는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 대신 사용 가능한 것으로는 에폭시 수지, 부틸메타아크릴레이트(BMA), 부틸멜라민(Butyl-Melamine), 메타크릴아크릴레이트(Methacrylic Acrylate), 우레아멜라민(Urea-Melamine), 디에틸렌글리콜(Diethylene Glycol), 모노에틸렌글리콜(Monoethylene Glycol), 스틸렌(Styrene)으로 부터 한 가지 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재.
제 3항에 있어서, 상기 용매인 에틸아세테이트(ethyl acetate, EA) 대신 사용 가능한 것으로는 메탄올(Methanol), 톨루엔(Toluene), 아세톤(Acetone), 크실렌(Xylene), 메틸에틸케톤(MEK), 벤질알콜(Benzyl Alcohol)로 부터 한 가지 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재.
제 3항에 있어서, 촉매 개시제인 아조비스이소부티로니트릴 (Azobisisobutyronitrile) 대신 과산화벤조일(Benzoyl Peroxide)을 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재.
제 1항 에 있어서, 상기 상부층과 바닥층은 각각 170 내지 230g/㎡ 이고, 내부층은 350 내지 450g/㎡ 인 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재.
제 1항에 있어서, 상기 저융점 섬유는 2 내지 6 데니어, 레귤러 섬유는 섬도 4 내지 15 데니어를 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재.
제 1항에 있어서, 상기 레귤러 섬유 대신 잡모, 아크릴 섬유를 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재.
ⅰ) 상부층과 내부층 및 바닥층의 원료 섬유를 각각 혼합, 카딩하여 웹을 형성하고, 적층하여 각각의 웹적층물을 제조하는 단계;

ⅱ) 상기 ⅰ) 단계에서 제조된 바닥층의 웹적층물의 상부로 순차적으로 내부층과 바닥층을 적층하는 단계;

ⅲ) 상기 바닥층과 내부층 및 상부층으로 적층한 적층물을 니들펀칭(Needlepunching)하여 결합시켜 PET 펠트를 제조하는 단계;

ⅳ) 상기 PET 펠트의 바닥층을 코터기에 함침시켜 수지 코팅시키는 단계;

ⅴ) 상기 ⅳ) 단계에서 수지 코팅된 PET 펠트를 건조기를 통과하여 건조시키는 단계;

ⅵ) 상기 건조된 PET 펠트를 권취하여 일정 규격으로 재단하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재 제조 방법.
제 10항에 있어서, 상기 ⅳ) 단계에서 상부층을 코터기에 함침시켜 수지 코팅시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재 제조 방법.
제 10항 및 제 11항에 있어서, 상기 상부층과 상기 바닥층 중 적어도 하나의 층이 수지로 코팅되는 수지 코팅량은 각각 130 내지 150 g/㎡ 인 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재 제조 방법.
제 10항에 있어서, 상기 ⅰ) 단계의 상부층과 바닥층의 원료 섬유는 각각 저융점 섬유 60 내지 80 중량%, 레귤러 섬유 20 내지 40 중량%로 구성되고, 상기 내부층은 저융점 섬유 20 내지 40 중량%, 레귤러 섬유 60 내지 80 중량%로 구성되며,

상기 ⅳ) 단계에서 코팅하는 수지는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 36.0 내지 44.0 중량%, 용매인 에틸아세테이트(ethyl acetate, EA) 53.5 내지 63.5 중량%, 개시제인 아조비스이소부티로니트릴(Azobisisobutyronitrile) 0.5 내지 1.5 중량%가 함유된 것을 사용하고,

상기 ⅴ) 단계의 건조기의 온도는 145 내지 165 ℃이고, 4 내지 6 M/min 동안 건조기 내를 통과하여 건조하는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드라이너의 폴리에스터 섬유 기재 제조 방법.