KR20130019831A - 차량용 배터리패드 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배터리패드의 폴리우레탄 폼을 크로즈 셀 및 경질 타입 구조로 적용하여, 엔진룸에서 발생되어 배터리로 전달되는 열을 차단하는 동시에 배터리 내구수명과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 열해차단 성능이 우수한 배터리패드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 다수의 클로즈 셀을 갖는 경질의 폴리우레탄 폼을 제조하여, 그 양표면에 바인더를 매개로 부직포를 적층 접합하여서 된 것을 특징으로 하는 열해차단 성능이 우수한 배터리패드 및 그 제조 방법을 제공한다.
이를 위해, 본 발명은 다수의 클로즈 셀을 갖는 경질의 폴리우레탄 폼을 제조하여, 그 양표면에 바인더를 매개로 부직포를 적층 접합하여서 된 것을 특징으로 하는 열해차단 성능이 우수한 배터리패드 및 그 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 차량용 배터리패드 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열해차단 성능이 우수한 배터리패드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
차량용 배터리의 탑재 구조를 보면, 첨부한 도 에 도시된 바와 같이 배터리 트레이 위에 배터리가 안착되고, 배터리의 둘레면은 배터리 트레이의 테두리에 수직으로 세워지며 일체로 장착되는 인슐레이션 패드 즉, 배터리패드에 의하여 감싸여지는 구조를 갖는다.
특히, 종래의 배터리패드는 PE 재질의 압출중공보드로 적용하거나, 또는 부직포/글라스울/부직포가 적층 부착된 사양이 주로 적용되었으나, 이들 소재들은 엔진룸에서 발생되어 배터리로 전달되는 열해차단 성능이 부족하여, 열해차단 성능이 개선된 폴리우레탄(PU) 재질의 소재가 개발되어 적용되고 있다.
종래의 폴리우레탄 소재를 포함하는 배터리패드의 구조를 보면, 첨부한 도 4에 도시된 바와 같이 폴리우레탄 소재는 오픈 셀 및 반경질 타입 구조로 적용되고, 그 양면에 부직포가 바인더에 의하여 적층 부착된 구조를 갖는다.
그러나, 상기 배터리패드용 폴리우레탄 소재는 열해차단을 위한 단열재라기 보다는 엔진룸에서 발생되는 소음을 저감하기 위한 오픈(OPEN) 셀 형태의 반경질 폴리우레탄 폼으로 적용됨에 따라, 열해차단 성능이 떨어지는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 배터리패드의 폴리우레탄 폼을 크로즈 셀 및 경질 타입 구조로 적용하여, 엔진룸에서 발생되어 배터리로 전달되는 열을 차단하는 동시에 배터리 내구수명과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 열해차단 성능이 우수한 배터리패드 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 다수의 클로즈 셀을 갖는 경질의 폴리우레탄 폼을 제조하여, 그 양표면에 바인더를 매개로 부직포를 적층 접합하여서 된 것을 특징으로 하는 열해차단 성능이 우수한 배터리패드를 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 이소시아네이트 100 중량부, 경질 폴리우레탄폼 제조용 폴리올 100 중량부,충전제 12 중량부를 포함하는 배터리패드 제조용 발포 원액 제조 단계와; 발포 원액을 발포금형내에 주입하여, 발포원액이 크림타임(cream time)을 시작 시점으로 하여 겔타임(gel time)을 지나, 라이즈 타임(rise time)을 종료 시점으로 하여 다수의 클로즈 셀을 갖는 폴리우레탄 폼으로 발포되는 단계와; 발포된 폴리우레탄 폼을 탈형하여 원하는 크기로 재단하는 단계와; 재단된 폴리우레탄 폼의 양표면에 부직포를 바인더로 적층 부착하여 배터리 패드로 포밍하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 열해차단 성능이 우수한 배터리패드 제조 방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 경질 폴리우레탄폼 제조용 폴리올 100 중량부는: 고분자 폴리올(POLYOL A) 15 중량부, 저분자 폴리올(POLYOL B) 66 중량부, 사슬연장제 4 중량부, 인계난연제 6 중량부, 실리콘 계면활성제 1.5 중량부, 아민 촉매 1 중량부, 발포제 6.5중량부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 발포원액의 크림타임(cream time)은 23±5초, 겔타임(gel time)은 150±15초, 라이즈 타임(rise time)은 200±20초 동안 진행되는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 배터리패드의 폴리우레탄 폼을 크로즈 셀 및 경질 타입 구조로 적용하여, 엔진룸에서 발생되어 배터리로 전달되는 열을 차단하는 동시에 배터리 내구수명과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
즉, 본 발명의 배터리패드는 기존의 배터리패드 대비 단열성능이 1.8배 개선된 폴리우레탄 폼을 가지게 되므로, 우수한 단열성능을 발휘할 수 있고, 우수한 열해 차단 성능을 나타내어 엔진룸의 열해로 인한 배터리 내구수명이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 배터리패드를 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 배터리패드 제조 과정을 나타낸 공정도,
도 3은 종래의 배터리패드를 나타내는 개략도,
도 4는 배터리패드 장착 구조를 보여주는 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 배터리패드 제조 과정을 나타낸 공정도,
도 3은 종래의 배터리패드를 나타내는 개략도,
도 4는 배터리패드 장착 구조를 보여주는 개략도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 기존의 배터리패드 대비 단열성능이 1.8배 개선된 폴리우레탄 폼을 갖는 차량용 배터리패드를 제공하고자 한 것으로서, 이를 위한 본 발명의 배터리패드는 첨부한 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 클로즈 셀을 갖는 경질의 폴리우레탄 폼과, 이 폴리우레탄 폼의 양표면에 바인더를 매개로 부직포를 적층 접합하여서 달성된다.
여기서, 본 발명의 배터리패드 제조 방법을 하나의 실시예로서 설명하면 다음과 같다.
실시예
먼저, 이소시아네이트(CRUDE MDI) 100 중량부, 경질 폴리우레탄폼 제조용 폴리올(PPG) 100 중량부, 충전제(난연제, GRAPHITE) 12 중량부를 교반기에서 혼합하여 배터리패드 제조용 발포 원액을 제조한다.
아래의 표 1에 기재된 바와 같이, 상기 경질 폴리우레탄폼 제조용 폴리올 100 중량부는 고분자 폴리올(POLYOL A) 15 중량부, 저분자 폴리올(POLYOL B) 66 중량부, 사슬연장제(Chain-extender) 4 중량부, 인계난연제(Frame-retardant) 6 중량부, 실리콘 계면활성제(surfactant) 1.5 중량부, 아민(amine) 촉매 1 중량부, 발포제(물, water) 6.5중량부로 이루어진 것이다.
다음으로, 상기와 같이 제조된 발포 원액을 발포금형(몰드 사이즈: 350×350×200)내에 주입하여, 발포 원액에 대한 발포 과정을 진행시킨다.
이때, 발포원액에 대한 발포 과정은 발포 원액이 크림과 같은 농도를 갖도록 가열하는 크림타임(cream time)을 시작 시점으로 하여 겔과 같은 농도를 갖는 겔타임(gel time)을 지나, 실질적인 발포가 이루어지는 라이즈 타임(rise time)을 종료 시점으로 하여 진행되며, 라이즈 타임 동안 발포 원액은 다수의 클로즈 셀을 갖는 폴리우레탄 폼으로 발포된다.
바람직하게는, 아래의 표 2에 기재된 바와 같이 상기 크림타임(cream time)은 23±5초, 겔타임(gel time)은 150±15초, 라이즈 타임(rise time)은 200±20초 동안 진행되도록 함으로써, 발포원액이 다수의 클로즈 셀을 갖는 경질 구조로 발포된다.
다음으로, 발포된 폴리우레탄 폼을 탈형하여 원하는 크기(배터리패드의 크기)로 재단한 다음, 재단된 폴리우레탄 폼의 양표면에 부직포를 바인더로 적층 부착하고, 배터리 패드의 형상 및 모양에 맞게 포밍하는 단계를 거침으로써, 본 발명의 배터리패드가 완성된다.
비교예
이소시아네이트(MODIFIED MDI) 155 중량부, 폴리올(PPG) 100 중량부, 충전제(난연제, GRAPHITE) 15.5 중량부를 교반기에서 혼합하여 배터리패드 제조용 발포 원액을 제조한다.
상기의 표 1에 기재된 바와 같이, 비교예에 따른 폴리올 100 중량부는 고분자 폴리올(POLYOL A) 48 중량부, 저분자 폴리올(POLYOL B) 29 중량부, 셀 오프너(Cell opener) 3 중량부, 사슬연장제(Chain-extender) 4 중량부, 인계난연제(Frame-retardant) 6 중량부, 실리콘 계면활성제(surfactant) 1.5 중량부, 아민(amine) 촉매 1 중량부, 발포제(물, water) 7.5중량부로 이루어진 것이다.
다음으로, 위와 같이 제조된 발포 원액을 발포금형(몰드 사이즈: 350×350×200)내에 주입하여, 발포 원액에 대한 발포 과정을 진행시킨다.
이때, 발포원액에 대한 발포 과정은 발포 원액이 크림과 같은 농도를 갖도록 가열하는 크림타임(cream time)을 시작 시점으로 하여 실질적인 발포가 이루어지는 라이즈 타임(rise time)을 종료 시점으로 하여 진행되며, 라이즈 타임 동안 발포 원액은 다수의 오픈 셀을 갖는 폴리우레탄 폼으로 발포된다.
즉, 상기의 표 2에 기재된 바와 같이, 상기 크림타임(cream time)은 15초, 라이즈 타임(rise time)은 200초 동안 진행됨에 따라, 발포원액이 다수의 오픈 셀을 갖는 반경질의 구조로 발포된다.
다음으로, 발포된 폴리우레탄 폼을 탈형하여 원하는 크기(배터리패드의 크기)로 재단한 다음, 재단된 폴리우레탄 폼의 양표면에 부직포를 바인더로 적층 부착하고, 배터리 패드의 형상 및 모양에 맞게 포밍하는 단계를 거침으로써, 첨부한 도 3에 도시된 바와 같은 종래의 배터리패드가 완성된다.
시험예
상기와 같이 실시예 및 비교예에 따라 제조된 폴리우레탄 폼에 대한 물리적 특성을 통상의 장비를 이용하여 측정하였는 바, 그 결과는 아래의 표 3에 기재된 바와 같다.
위의 표 3에서 보듯이, 기존의 비교예에 따른 오픈 셀을 갖는 폴리우레탄 폼의 셀 오픈율은 90% 이고, 본 발명의 실시예에 따른 폴리우레탄 폼은 10% 로서 셀 오픈율이 낮을수록 열해차단 성능이 우수하므로, 본 발명의 배터리 패드의 열해차단 성능이 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 밀도, 압축강도, 굽힘강도, 인장강도 등은 본 발명의 실시예에 따른 폴리우레탄 폼이 경질이므로, 기존의 비교예에 따른 폴리우레탄 폼에 비하여 높게 나탔고, 반면 연신율은 낮게 나타났다.
특히, 열전도율이 낮을수록 열해차단 성능이 우수한 것으로 잘 알려져 있는 바, 기존의 비교예에 따른 폴리우레탄 폼은 열전도율이 0.037W/m.K 이고, 본 발명의 실시예에 따른 폴리우레탄 폼은 열전도율이 0.021W/m.K 로 나타남에 따라, 본 발명의 배터리 패드의 열해차단 성능이 우수함을 알 수 있었다.
Claims (4)
- 다수의 클로즈 셀을 갖는 경질의 폴리우레탄 폼을 제조하여, 그 양표면에 바인더를 매개로 부직포를 적층 접합하여서 된 것을 특징으로 하는 열해차단 성능이 우수한 배터리패드.
- 이소시아네이트 100 중량부, 경질 폴리우레탄폼 제조용 폴리올 100 중량부,충전제 12 중량부를 포함하는 배터리패드 제조용 발포 원액 제조 단계와;
발포 원액을 발포금형내에 주입하여, 발포원액이 크림타임(cream time)을 시작 시점으로 하여 겔타임(gel time)을 지나, 라이즈 타임(rise time)을 종료 시점으로 하여 다수의 클로즈 셀을 갖는 폴리우레탄 폼으로 발포되는 단계와;
발포된 폴리우레탄 폼을 탈형하여 원하는 크기로 재단하는 단계와;
재단된 폴리우레탄 폼의 양표면에 부직포를 바인더로 적층 부착하여 배터리 패드로 포밍하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 열해차단 성능이 우수한 배터리패드 제조 방법.
- 청구항 2에 있어서,
상기 경질 폴리우레탄폼 제조용 폴리올 100 중량부는:
고분자 폴리올(POLYOL A) 15 중량부, 저분자 폴리올(POLYOL B) 66 중량부, 사슬연장제 4 중량부, 인계난연제 6 중량부, 실리콘 계면활성제 1.5 중량부, 아민 촉매 1 중량부, 발포제 6.5중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 열해차단 성능이 우수한 배터리패드 제조 방법.
- 청구항 2에 있어서,
상기 발포원액의 크림타임(cream time)은 23±5초, 겔타임(gel time)은 150±15초, 라이즈 타임(rise time)은 200±20초 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 열해차단 성능이 우수한 배터리패드 제조 방법.
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