KR20120132681A - 자동차에서 사용하기 위한 하이브리드 쿠션 요소, 특히 시트 및 등받이 쿠션 요소의 제조 방법, 쿠션 요소, 및 쿠션 요소를 갖는 차량 시트 - Google Patents

자동차에서 사용하기 위한 하이브리드 쿠션 요소, 특히 시트 및 등받이 쿠션 요소의 제조 방법, 쿠션 요소, 및 쿠션 요소를 갖는 차량 시트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차에서 사용하기 위한 하이브리드 쿠션 요소, 특히 시트 쿠션 요소, 쿠션 요소의 제조 방법, 및 차량 시트에 관한 것으로, 상기 쿠션 요소는 부직포 직물 층(4) 및 섬유 복합 재료(1)를 갖고, 상기 부직포 직물 층(4)과 상기 섬유 복합 재료(1) 사이에는 삽입 재료(18, 182)가 배치된다. 주형에서의 제조 중에, 바인더에 의해 습윤된 상기 섬유 복합 재료(1)용 섬유들이 상기 삽입 재료(18, 182)에 도포되고, 이후 상기 삽입 재료(18, 182) 및 상기 섬유들로 이루어진 층이 압축되어 복합 성형체를 형성하며, 상기 바인더는 120℃보다 낮은 온도에서 경화될 수 있다.

Description

자동차에서 사용하기 위한 하이브리드 쿠션 요소, 특히 시트 및 등받이 쿠션 요소의 제조 방법, 쿠션 요소, 및 쿠션 요소를 갖는 차량 시트 {METHOD FOR PRODUCING A HYBRID CUSHION ELEMENT, IN PARTICULAR A SEAT AND BACKREST CUSHION ELEMENT FOR USE IN A MOTOR VEHICLE, CUSHION ELEMENT AND VEHICLE SEAT HAVING A CUSHION ELEMENT}
본 발명은 본질적으로 쿠션 재료, 바람직하게는 섬유 복합 재료(fiber composite material)로 이루어진 쿠션 요소 또는 쿠션 지지체, 특히 자동차 시트의 쿠션 지지체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 쿠션 요소는, 이 경우에는 특히 시트부의 쿠션 요소 또는 쿠션 지지체 및 등받이부의 쿠션 요소 또는 쿠션 지지체를 포함하고, 상기 쿠션 요소는 금속 또는 플라스틱으로 이루어진 시트의 캐리어 구조체를 덮어 시트의 안락함을 증가시킨다. 또한, 본 발명은 쿠션 요소 및 쿠션 요소를 갖는 차량 시트에 관한 것이다.
가구 및 자동차 분야에서의 시트 및 등받이의 쿠션 지지체의 90% 이상은 폴리우레탄 연질 발포재(PUR soft foam)로 구성된다. 쿠션 지지체에서의 폴리우레탄 연질 발포재의 평균 점유율이 위와 같은 주된 이유는 비교적 저가의 완제품에서 찾을 수 있다. 이렇게 PUR 발포재로 이루어진 쿠션 지지체는 시트의 환경이 비교적 열악하다는 단점을 갖는다. 동일한 외형 및 동일한 구조라고 하면, 스탬핑(stamping) 및 그라인딩(grinding)과 같은 재가공 때문에, 상기 쿠션 지지체는 섬유의 사용시에 보다 고가로 된다. 그러나, 섬유 성분은 항상 시트 환경이 보다 양호하다는 장점을 갖는다.
자동차 시트에 대하여 상기와 같은 쿠션 지지체를 섬유 복합 재료?예컨대, 코코넛 섬유 및 바인더로서의 라텍스?로 제조하는 다양한 방법이 종래 기술에 공지되어 있다.
소위, 고무처리 섬유 방법(rubberized fiber method)에 있어서, 섬유로 이루어진 파일(piles) 및 바인더 라텍스가 먼저 부설된다. 다시 한번 라텍스가 분무되는, 상기 파일로부터의 블랭크(blanks)가 스탬핑되고 나서, 툴 내에 수동으로 부설되거나 또는 설치된다. 대략 120℃로 가열된 고온 공기가 상기 툴을 통해 전도되므로, 상기 라텍스/섬유 혼합물은 상기 툴 내에서 건조되고, 그 후 성형 건조된 쿠션부가 상기 툴로부터 분리된다. 이후, 상기 쿠션부는 커팅 또는 스탬핑되어야만 한다. 이어서, 상기 커팅시에 또는 상기 스탬핑시에 발생한 버어(burr)가 수동 그라인딩에 의해 제거된다. 최종 가공 단계는 오토클레이브(autoclave) 내에서의 상기 쿠션부의 가황처리(vulcanization)이고, 상기 가황처리는 쿠션 지지체의 이형(demolding) 직후에 빈번하게 발생할 수도 있다. 이들 처리 단계는 상기 쿠션부의 외형 및 형상에 따라 전환될 수 있다. 이후, 상기 쿠션 지지체는 통상 추가로 마감처리될 수도 있으며, 그 경우에는 특정 구역들이 발포재로 또는 마찬가지로 플리스(fleece)로 적층된다. 이 방법은 비교적 복잡하고 고가라는 단점을 갖는다.
"FaserTec"이라는 명칭으로 공지된, 추가적인 대량 생산 방법은, 파일을 부설기(laying machine)를 사용하여 제조하는 것이 아니라, 오히려 분산 헤드(scattering head)를 통해 툴 내로 바로 바인더(예컨대, 라텍스)를 섬유에 분산한다는 점에서 구별된다. 이렇게 개량된 상기 방법에 의하면, 부설 프로세스를 생략할 수는 있지만, 커팅, 스탬핑, 또는 그라인딩과 같은 하류의 모든 기계식 개입은 여전히 개별적으로 또는 조합하여 필수적인 요소가 된다. 상기 FaserTec 방법에 있어서, 툴들은 통상 4개 또는 5개의 툴을 갖는 원형 테이블에 배치된다. 이 배치구조의 메인 프로세스는 툴 내에서의 섬유 및 바인더의 분산 및 건조 절차이다. 이어서, 상기 쿠션부는 전통적인 고무처리 섬유 방법에서와 마찬가지로 커팅 및/또는 스탬핑, 그라인딩, 및 가황처리된다. 이 방법은 비교적 복잡하고 고가라는 단점을 갖는다.
대량 생산에 기반을 둔, 전술한 고무처리 섬유 방법 및 FaserTec 방법의 보완으로서, 기재(base material)로서 폴리에스테르 섬유를 갖는 또 다른 개량 방법이 있다. 이 방법은 소위, Neocurle 방법을 포함하고, 여기서 폴리에스테르 술폰 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유(요컨대: PESIPET 섬유)는 PUR과 같은 바인더를 사용하여 습윤되고, 이어서 상기 쿠션부가 덤블링 툴(tumbling tool) 내에서 완전히 반응한다. 이 절차는 매우 복잡하고 고가이다.
본 발명은 전술한 방법에 따라 제조된 쿠션 요소에 적용될 수 있는 단점들을 회피하려는 과제에 기초한다.
상기 과제는 본 발명에 따른, 자동차에서 사용하기 위한 쿠션 요소, 특히 시트 및 등받이 쿠션 요소에 의해 해결되며, 상기 쿠션 요소는 플리스 층 및 섬유 복합 재료를 포함하고, 상기 플리스 층과 상기 섬유 복합 재료 사이에는 인레이(inlay) 재료가 배치되며, 상기 섬유 복합 재료는 바인더를 포함하고, 상기 바인더는 120℃보다 낮은 온도에서 경화 가능하다. 그러므로, 이 온도는 천연 라텍스 바인더의 경화 온도보다 현저하게 낮다. 낮은 수준의 건조에 의해, 툴 내에서의 부품의 체류 시간이 실질적으로 감소된다. 각각의 인레이된 재료는 길게 가온/가열되지 않는다.
본 발명에 따른 쿠션 요소는 종래 기술에 비해, 추가의 인레이 성분으로서 섬유 또는 섬유 매트뿐만 아니라, 그밖에 다른 재료, 예컨대 PUR 성형 및 커팅 발포재, 산업용 섬유, 악취 방지용 활성탄 매트, 동적 구동 모듈, 또는 케이블 및 공기 가이드용 중공체로 이루어진 인레이도 사용할 수 있다는 장점을 갖는다. 바인더의 가황처리 및 집중적인 건조는 필요하지 않기 때문에, 고온 및 높은 수준의 수분으로 인한 상기 인레이된 재료의 손상 없이, 제조 동안 인레이 재료를 인레이할 수 있다. 상기 바인더로서, 폴리우레탄에 기초한 또는 클로로프렌에 기초한 바인더를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 바인더는 100℃보다 낮은 온도에서 경화 가능한 것이 바람직하고, 또한 상기 바인더는 80℃보다 낮은 온도에서 경화 가능한 것이 바람직하며, 또한 상기 바인더는 60℃보다 낮은 온도에서 경화 가능한 것이 바람직하고, 또한 상기 바인더는 40℃보다 낮은 온도에서 경화 가능한 것이 바람직하며, 또한 상기 바인더는 30℃보다 낮은 온도에서 경화 가능한 것이 바람직하고, 또한 상기 바인더는 25℃보다 낮은 온도에서 경화 가능한 것이 바람직하며, 또한 상기 바인더는 15℃보다 낮은 온도에서 경화 가능한 것이 바람직하고, 또한 상기 바인더는 5℃보다 낮은 온도에서 경화 가능한 것이 바람직하다. 따라서, 고온 및 높은 수준의 수분으로 인한 상기 인레이된 재료의 손상 없이, 제조 동안 인레이 재료를 유리하게 인레이할 수 있다. 특히, 고온 및 고압에서 가황처리에 의해 분배함으로써, 상기 인레이된 재료는 비교적 더 주의깊게 처리된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 인레이 재료는 플리스 또는 매트인 것이 바람직하며, 상기 플리스 또는 상기 매트는 천연 또는 합성 섬유를 포함한다. 따라서, 상이한 안락함에 관한 청구범위 또는 출원을 만들어내기 위한 본 발명에 따른 방법에 많은 수의 상이한 재료, 예컨대 PES/PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)/PLA(폴리락타이드) 섬유를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 인레이 재료는 상기 섬유 복합 재료보다 연질인 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 따른 쿠션체의 특히 부드러운 착석 거동이 간단한 방식으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 섬유 복합 재료는 섬유를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 섬유는 특히 코코넛 섬유이다. 따라서, 본 발명에 따른 쿠션부가 특히 매우 양호한 적극적 및 소극적 통풍에 아주 적합해지는 것은 특히 유리한 방식으로 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 인레이 재료는 산업용으로 제조된 직물 또는 스펀 플리스인 것도 바람직하다. 본 발명에 따르면, 상기 쿠션 요소는 특히 가변적이며 비용 효율적으로 유리한 방식으로 제조될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 인레이 재료는 상기 섬유 복합 재료보다 비중(specific weight)이 낮은 것이 바람직하다. 따라서, 특히 가벼운 쿠션 요소가 특히 간단하고 비용 효율적인 방식으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 인레이 재료는 폴리우레탄 재료를 포함하는 것이 바람직하다. PUR 연질 발포재 블랭크의 사용을 통해, 특히 부드러운 착석 거동을 달성할 수 있다는 것이 유리하게 가능하다. 또한, 상기 인레이 재료는 천공된 폴리우레탄 재료를 포함하는 것이 바람직하며, 그에 따라 비교적 매우 양호한 적극적 및 소극적 통풍이 유리하게 달성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 인레이 재료는 활성탄 매트(activated carbon mat)를 포함하는 것이 바람직하다. 활성탄 매트의 사용을 통해, 자동차 내부에서의 오염물질의 악취 감소 및 흡수가 유리하게 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 인레이 재료는 팽창성 공기 쿠션(inflatable air cushion)을 포함하는 것이 바람직하다. 팽창성 공기 쿠션의 사용을 통해, 착석해 있는 동안 시트 사용자의 근육을 안마하는 안마 모듈의 간단하고 비용 효율적인 통합이 유리하게 가능하여, 시트의 안락함이 현저하게 증가될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 인레이 재료는 열선(heating wire)을 포함하는 것이 바람직하다. 열선 또는 바람직하게는 복수의 열선을 포함하는 가열 패드의 통합을 통해, 시트의 안락함을 현저하게 증가시키는 것이 간단하고 비용 효율적인 방식으로 유리하게 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 쿠션 요소의 표면의 하위 구역에 걸쳐서 상기 인레이 재료만이 연장하여 설치되거나, 또는 적어도 2개의 상이한 인레이 재료가 설치되는 것이 바람직하고, 상기 적어도 2개의 상이한 인레이 재료는 상기 쿠션 요소의 상이한 표면 구역들에 배치되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 표면 영역 모두를 인레이 재료에 의해 점유하는 것은 아니거나, 또는 다양한 표면 영역들을 상기 쿠션 요소 내에 구현하는 것이 유리하게 가능하므로, 매우 낮은 추가 비용으로 또 다시 사용상의 안락함이 증가될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 쿠션 요소를 제조하는 방법에 관한 것으로, 여기서 인레이 재료를 포함하는 전구체 재료(precursor material)가 성형 툴에서 성형된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 특히 비용 효율적으로 상기 쿠션 요소를 제조하는 것이 유리하게 가능하다.
본 발명의 다른 목적은 특히, 시트부 및 등받이부를 포함하는 자동차용 차량 시트에 관한 것으로, 상기 시트부 및/또는 상기 등받이부는 본 발명에 따른 쿠션 요소를 포함한다.
본 발명의 실시예들은 도면에 도시되며 하기의 기재에서 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 시트부 및 등받이부를 갖는 본 발명에 따른 차량 시트를 측면도로 개략적으로 도시하는 도면.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 방법의 실시예의 4개의 제조 단계의 각각을 도시하는 도면.
도 3 및 도 4는 차량 시트, 특히 시트부 또는 등받이부의 본 발명에 따른 쿠션 요소의 일 실시예를 개략적인 단면도로 각각 개략적으로 도시하는 도면.
도 1은 본 발명에 따른 차량 시트(10)을 측면도로 개략적으로 도시한다. 상기 차량 시트(10)은, 각각 금속 또는 플라스틱으로 이루어진 시트부 또는 등받이부의 캐리어 구조체를 덮는 한편, 시트의 안락함을 상승시키는데 사용되는 쿠션 또는 시트 쿠션 요소(21)를 각각 갖는 시트부(5) 및 등받이부(52)를 구비한다.
도 2a 내지 도 2d는, 본 발명에 따른 방법이 수행될 때, 먼저 하부 툴(6) 상에 인레이 재료(18)의 블랭크가 부설되는 것을 개략적으로 도시한다. 이 절차는 수동 또는 자동으로 수행될 수 있다(도 2a). 이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 스프레이 헤드(12)에 의해 바인더 함유 에멀전 및 섬유가 상기 인레이 재료(18)에, 바인더에 의해 습윤된 섬유로 이루어진 상대적으로 두꺼운 뒤얽힌 층(20)을 그 표면(19)에 형성하는 방식으로 도포된다. 상기 스프레이 헤드(12)의 피벗 운동은 화살표 A로 지시된다. 상기 툴을 폐쇄함으로써(도 2b), 상기 인레이 재료(18)와 상기 층(20)이 압축되어 복합 성형체를 형성한다(도 2c). 상기 툴(2) 내에서의 슬라이드(도시되지 않음)는 특별한 방식으로 상기 성형체의 구역들을 재성형하거나 컴팩트하게 만들 수 있다. 따라서, 언더컷 성분이 형성될 수도 있다. 공기 덕트(8)를 통해 상기 하부 툴(6)에 공급된 건조 공기(화살표 B)는 상기 인레이 재료(18) 내에 그 편평한 측면들에 평행하게 분포될 수 있고(화살표 B로 지시됨), 또한 하부 및 상부 툴(6, 7) 사이의 격벽 영역에서 상기 상부 툴(7) 내의 통기공(도시되지 않음)을 통해 외측(화살표 D로 지시됨)으로 배출될 수 있다. 탄성이지만 치수상 안정되는 한편, 추가의 측정 없이 상기 바인더에 의해 상기 인레이 재료(18)에 접착되는 상기 층(20)을 성형체로 건조하는 건조 공기에 의해 분무 상태의 에멀전으로부터 충분한 양의 물이 제거된다. 상기 층(20)이, 그 유동 저항(상기 편평한 측면에 평행한 유동일 경우에 고려됨)이 상기 인레이 재료(18) 내에서보다 현저히 크더라도, 공기에 삼투될 수 있도록, 상기 뒤얽힌 섬유들은 서로 이격된다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 결과로서의 상기 쿠션 요소(21)는 상기 툴(2)의 개방 후에 분리될 수 있다. 후속 가황처리는 더 이상 필요 없다.
도 3 및 도 4는 각각 시트부 또는 등받이부(5, 52)에 대한 차량 시트(10)의 본 발명에 따른 쿠션 요소(21)의 일 실시예를 각각 단면도로 개략적으로 도시한다. 상기 쿠션 요소(21)는 섬유 복합 재료(1) 및 플리스 층(4)을 포함한다. 상기 플리스 층(4)은, 예컨대 천연 또는 합성 재료에 기초한 섬유 플리스이다. 본 발명에 따른 쿠션 요소(21) 내에서 섬유 복합 재료(1)를 향해 대면하는 상기 플리스 층(4) 측에는 인레이 재료(18, 182)가 배치된다.
이 경우에, 상기 섬유 복합 재료(1)는, 특히 외형 결정 강도를 갖는 섬유 재료 및 바인더를 포함한다. 상기 섬유로서, 예컨대 합성 섬유(PES, PET, PLA) 및/또는 천연 섬유(예를 들어, 코코넛 섬유)가 사용된다. 상기 바인더로서, 120℃보다 낮은 온도에서 경화될 수 있는 바인더가 사용된다. 예컨대, 이는 폴리우레탄 또는 클로로프렌에 기초한 바인더이다. 상기 인레이 재료(18, 182)는, 특히 다양한 설정 가능 특성을 가짐으로써, 상기 쿠션 요소(21)의 상당히 가변적인 구성이 구현 가능하다.
1 : 섬유 복합 재료
2 : (성형) 툴
4 : 플리스 층
5 : 시트부
52 : 등받이부
6 : 하부 툴
7 : 상부 툴
8 : 공기 덕트
10 : 차량용 시트
11 : 아암
12 : 스프레이 툴
18 : 인레이 재료
182 : 추가 인레이 재료
19 : 상기 인레이 재료의 표면
20 : 뒤얽힌 습윤 섬유로 이루어진 층
21 : 쿠션 요소

Claims (10)

  1. 자동차에서 사용하기 위한 쿠션 요소(21), 특히 시트 쿠션 요소로서, 상기 쿠션 요소(21)는 플리스 층(fleece layer)(4) 및 섬유 복합 재료(fiber composite material)(1)를 포함하고, 상기 플리스 층(4)과 상기 섬유 복합 재료(1) 사이에는 인레이(inlay) 재료(18)가 배치되는 쿠션 요소에 있어서,
    상기 섬유 복합 재료(1)는 바인더를 포함하고, 상기 바인더는 120℃보다 낮은 온도에서 경화 가능한 것을 특징으로 하는,
    쿠션 요소.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바인더는 100℃보다 낮은 온도에서 경화 가능하고, 상기 바인더는 80℃보다 낮은 온도에서 경화 가능한 것이 바람직하며, 상기 바인더는 60℃보다 낮은 온도에서 경화 가능한 것이 바람직하고, 상기 바인더는 40℃보다 낮은 온도에서 경화 가능한 것이 더 바람직하며, 상기 바인더는 30℃보다 낮은 온도에서 경화 가능한 것이 더 바람직하고, 상기 바인더는 25℃보다 낮은 온도에서 경화 가능한 것이 더 바람직하며, 상기 바인더는 15℃보다 낮은 온도에서 경화 가능한 것이 바람직하고, 상기 바인더는 5℃보다 낮은 온도에서 경화 가능한 것이 바람직한 것을 특징으로 하는,
    쿠션 요소.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 인레이 재료(18)는 상기 섬유 복합 재료(1)보다 낮은 비중(specific weight)을 갖는 것을 특징으로 하는,
    쿠션 요소.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인레이 재료(18)는 편평하게 배치된 폴리우레탄 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    쿠션 요소.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인레이 재료(18)는 편평하게 배치된 천공된 폴리우레탄 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    쿠션 요소.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인레이 재료(18)는 활성탄 매트(activated carbon mat)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    쿠션 요소.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인레이 재료(18)는 팽창성 공기 쿠션(inflatable air cushion)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    쿠션 요소.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인레이 재료(18)는 열선(heating wire)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    쿠션 요소.
  9. 자동차에서 사용하기 위한, 특히 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 쿠션 요소(21), 특히 시트 쿠션 요소의 제조 방법에 있어서,
    인레이 재료(18)를 포함하는 전구체 재료(precursor material)가 성형 툴(2) 내에서 성형되는 것을 특징으로 하는,
    쿠션 요소의 제조 방법.
  10. 시트부(5) 및 등받이부(6)를 포함하는, 특히 자동차용 차량 시트(10)에 있어서,
    상기 시트부(5) 및/또는 상기 등받이부(52)는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 쿠션 요소(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    차량 시트.
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