KR20140131120A

KR20140131120A - 방수기능을 갖는 고강성 자동차용 루프 패널 패드 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20140131120A
Application number: KR1020130050071A
Authority: KR
Inventors: 권충호
Original assignee: (주)대한솔루션
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2013-05-03
Publication date: 2014-11-12
Also published as: US20140327275A1; US9022461B2

Abstract

본 발명은 우레탄 폼 패드의 양면에 각각 PE층이 코팅된 방수보강지를 적층하여 라미네이팅 처리를 통해 패드를 구성함으로써, 차체 패널의 강성을 보강해 주면서도 결로 현상으로 인하여 패드가 젖지 않게 하여 소음과 진동 저감 효과를 높이면서도 방수기능을 갖는 고강성 자동차용 루프 패널 패드 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 방수기능을 갖는 고강성 자동차용 루프 패널 패드의 제조방법은, 경질의 우레탄 폼 패드(10)를 준비하는 제1단계(S100); 양면에 각각 PE층(22,23)이 코팅처리된 방수보강지(20)를 준비하는 제2단계(S200); 상기 우레탄 폼 패드(10)의 양면에 각각 방수보강지(20)를 적층하고, 이 우레탄 폼 패드(10)와 맞닿는 PE층(23)을 라미네이팅 처리하여 우레탄 폼 패드(10)와 방수보강지(20)를 일체로 형성하는 제3단계(S300); 및 루프 패널의 형상과 사이즈에 맞게 절단하는 제4단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 이와 같은 제조방법에 의해 제조된 방수기능을 갖는 고강성 자동차용 루프 패널 패드를 포함한다.

Description

방수기능을 갖는 고강성 자동차용 루프 패널 패드 및 그 제조방법{HIGH STIFFNESS ROOF PANEL PAD WITH WATERPROOF FOR VEHICLE AND MENUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 방수기능을 갖는 고강성 자동차용 루프 패널 패드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡음성능이 우수한 우레탄 폼 패드의 양면에 각각 PE층이 형성된 방수보강지를 적층하고 이 PE층을 라미네이팅 처리하여 우레탄 폼 패드와 방수보강지를 일체로 형성함으로써, 자체 강성 보완과 함께 방수기능을 갖게 하여 자동차의 루프 패널로부터 발생되어 실내측으로 전달되는 소음 및 진동을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라 결로 현상을 방지할 수 있게 한 것이다.

일반적으로 자동차에는 그 실외측으로부터 실내측으로 전달되는 소음이나 진동 등을 차단하여 승차감을 향상시켜주기 위해 차체 패널 상에 흡음 패드를 장착한다. 이러한 흡음 패드는 차량의 중량을 통해 연비향상과 소음 그리고 진동 등에 대한 복합적인 해결안을 필요로 하게 되었다.

이에 특허문헌1에는 수평 배열 구조의 흡음재층과 수직 배열 구조의 흡음재층이 적층된 다층 구조로 구성되고, 겉 표면에는 분진 발생을 억제하면서 표면의 균일성을 높여주는 표면처리 부직포가 부착된 흡음재와 그 제조방법이 개시되어 있다. 이에 겉면에 얇은 표면처리 부직포를 부착하여 마감함으로써, 표면에서의 분진 발생을 미연에 방지할 수 있고, 표면의 균일성을 높일 수 있는 흡음재를 제공할 수 있게 된다. 또한 고밀도층인 수평 배열 흡음재층과 저밀도층인 수직 배열 흡음재층이 혼합 적층된 다층 구조를 가지도록 제조함으로써, 층과 층에서의 면밀도 차이를 나타내게 되고, 이러한 면밀도 차이에 의해 중량은 줄어들면서도 흡음성능은 더욱 향상되는 흡음재를 제공할 수 있게 된다.

이처럼 종래 자동차의 차체 패널에 사용되는 패드는 통상적으로 PET 펠트를 기재로 하는 흡음 패드가 많이 이용되는데, 이러한 흡음 패드의 경우 다음과 같은 문제가 발생한다.

(1) PET 펠트로 이루어진 흡음 패드의 경우 흡음성은 있으나 차체의 강성을 보완할 수 없기 때문에 차체로부터 실내측으로 전달되는 진동에 의한 소음에 대하여 이를 저감시켜 주지 못하였다.

(2) 또한, 차량의 실내외 온도 차이가 많이 발생하는 동절기에는 차체 패널의 내측에 결로 현상이 발생하게 되는데, 이러한 결로 현상에 의해 흡음 패드가 젖게 되면 이로 인하여 흡음 효과가 저하될 뿐만 아니라 흡음 패드가 차체 패널로부터 분리되는 문제가 발생하였다.

한국등록특허 제0802677호(등록일: 2008년 02월 01일)

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 우레탄 폼 패드의 양면에 각각 PE층이 코팅된 방수보강지를 적층하여 라미네이팅 처리를 통해 패드를 구성함으로써, 차체 패널의 강성을 보강해 주면서도 결로 현상으로 인하여 패드가 젖지 않게 하여 소음과 진동 저감 효과를 높이면서도 방수기능을 갖는 고강성 자동차용 루프 패널 패드 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 방수기능을 갖는 고강성 자동차용 루프 패널 패드의 제조방법은, 경질의 우레탄 폼 패드(10)를 준비하는 제1단계(S100); 양면에 각각 PE층(22,23)이 코팅처리된 방수보강지(20)를 준비하는 제2단계(S200); 상기 우레탄 폼 패드(10)의 양면에 각각 방수보강지(20)를 적층하고, 이 우레탄 폼 패드(10)와 맞닿는 PE층(23)을 라미네이팅 처리하여 우레탄 폼 패드(10)와 방수보강지(20)를 일체로 형성하는 제3단계(S300); 및 루프 패널의 형상과 사이즈에 맞게 절단하는 제4단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 우레탄 폼 패드(10)는, 폴리올(A)과 이소시아네이트(B)의 액비(중량비) 100/110(A/B)를 고압으로 발포 성형하여 이루어지며, 그 반응성은 크림타임(CT) 10초, 라이즈타임(RT) 64초, 디몰딩타임(DT) 10분이며, 그 밀도는 50~100 ㎏/㎥인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 방수보강지(20)는, 중량 80~300g/㎡인 크래프트지(Kraft Paper)(21)의 양면에 각각 중량 25~35g/㎡인 PE층(22,23)을 코팅처리하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 방수기능을 갖는 고강성 자동차용 루프 패널 패드의 제조방법은, 어느 하나의 PE층(22)에 루프 패널에 부착할 수 있도록 접착제(30)를 도포하는 제5단계(S500)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 접착제(30)는 밀도 0.98g/㏄, 연화점 140 ℃, 녹는점 160~200℃, 점도 170 ℃에서 16000cps인 핫멜트 접착제인 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 본 발명은 경질의 우레탄 폼 패드(10)의 양면에 각각 PE층(22,23)이 코팅처리된 방수보강지(20)를 적층하고, 상기 우레탄 폼 패드(10)와 맞닿는 PE층(23)을 라미네이팅 처리하여 우레탄 폼 패드(10)와 방수보강지(20)를 일체로 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 제조방법으로 이루어진 방수기능을 갖는 고강성 자동차용 루프 패널 패드를 포함한다.

본 발명의 방수기능을 갖는 고강성 자동차용 루프 패널 패드 및 그 제조방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 우레탄 폼을 기재로 그 양면에 각각 PE층이 코팅된 방수보강지를 라미네이팅 처리하여 패드를 제작함으로써 흡음 효과와 함께 차체의 강성 보완 효과를 동시에 얻을 수 있게 되어 차체의 진동을 억제할 수 있게 된다.

(2) 차체 패널에서 결로가 발생되더라도 이를 방수보강지에서 흡수시켜 줌으로써, 루프 패널 패드가 젖는 것을 방지할 수 있다.

(3) 특히 이러한 젖음 방지로 인하여 루프 패널 패드의 흡음성이 저하되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 실내측에서 결로 현상을 방지하는 효과를 동시에 얻을 수 있게 된다.

(4) 이처럼 루프 패널 패드가 결로에 의해 젖는 것을 방지함에 따라 루프 패널 패드가 루프 패널로부터 박리되는 것을 방지할 수 있게 되어 루프 패널 패드의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

(5) 핫멜트 접착제를 이용하여 본 발명에 따른 루프 패널 패드를 차체 패널에 부착할 수 있게 함으로써, 루프 패널 패드를 쉽게 부착할 수 있을 뿐만 아니라 견고하게 부착할 수 있게 된다.

도 1은 루프 패널 패드가 장착되는 위치를 개략적으로 보여주기 위한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 루프 패널 패드의 적층 구조를 설명하기 위하여 적층 순서대로 분리한 단면도.
도 3a는 본 발명에 따른 루프 패널 패드의 제조방법을 설명하기 위한 플로우챠트.
도 3b는 본 발명에 따른 루프 패널 패드의 제조방법을 설명하기 위한 제조공정도.
도 4는 PET 펠트로 제작된 패드의 비교예(a)의 사진과 본 발명에 따른 실시예(b)의 사진.
도 5는 비교예와 실시예의 소음 성능을 운전석에서 검출한 비교 그래프.
도 6은 비교예와 실시예의 소음 성능을 뒷좌석에서 검출한 비교 그래프.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(제조방법)

본 발명에 따른 방수기능을 갖는 고강성 자동차용 루프 패널 패드(P)의 제조방법은, 도 1 내지 도 3b와 같이, 경질의 우레탄 폼 패드(10)의 양면에 각각 PE층(22,23)이 코팅된 방수보강지(20)를 라미네이팅 처리하여 일체로 이루어지도록 제작한 것이다. 이러한 본 발명의 제조방법은 다음과 같이 4단계에 걸쳐 수행되게 되는데, 이하에서는 각 단계별로 구분하여 설명한다.

제1단계(S100)는 경질의 우레탄 폼 패드(10)를 준비하는 단계이다. 우레탄 폼 패드(10)는 흡음 성능과 강성 보완을 하기 위한 것으로 경질의 우레탄 폼으로 제작된 것을 이용한다.

이러한 경질의 우레탄 폼 패드(10)는 폴리올(A)과 이소시아네이트(B)을 고압으로 발포성형하여 제작한다. 이때, 이들 액비(중량비)(A/B)는 100/110이며, 발포 성형시의 반응성은 크림타임(CT)이 10초, 라이즈타임(RT)이 64초, 그리고 디몰딩타임(DT)이 10분이다. 이와 같이 이루어진 우레탄 폼 패드(10)의 밀도는 50~100 ㎏/㎥이다.

제2단계(S200)는 방수보강지(20)를 준비하는 단계이다. 방수보강지(20)는 상기 우레탄 폼 패드(10)의 양면에 각각 하나씩 적층할 수 있도록 한 쌍을 준비한다. 이러한 방수보강지(20)는 우레탄 폼 패드(10)가 젖지 않게 하면서 강성을 보완할 수 있도록 크래프트지(21)의 양면에 각각 PE층(22,23)을 코팅처리한 것을 이용한다.

여기서, 크래프트지(21)는 크래프트 펄프(Kraft Pulp)를 원료로 하여 만든 통상의 종이이며, 본 발명에서는 그 중량이 80~300g/㎡인 것을 이용한다. 그리고, PE층(22,23)은 그 중량이 25~35g/㎡인 것을 사용한다.

제3단계(S300)는 우레탄 폼 패드(10)와 방수보강지(20)를 일체로 형성하는 단계이다. 이는 우레탄 폼 패드(10)의 양면에 각각 방수보강지(20)를 적층한 상태에서 통상의 라미네이팅 처리를 하여 이 우레탄 폼 패드(10)와 접촉된 방수보강지(20)의 PE층(23)이 일체로 융착되게 하여 접착하게 된다. 즉, 우레탄 폼 패드(10)와 접하는 PE층(23)을 라미네이팅 처리하여 이 PE층(23)을 접착제로 이용하여 이 우레탄 폼 패드(10)와 방수보강지(20)를 일체로 구성하게 되는 것이다.

이와 같은 라미네이팅 처리를 통해 실질적으로 본 발명에 따른 루프 패널 패드(P)의 제조가 완성되게 된다.

제4단계(S400)는 상기 제3단계(S300)에서 방수보강지(20)가 라미네이팅 처리된 우레탄 폼 패드(10)를 절단하는 과정이다. 이때의 절단은 루프 패널의 형상과 사이즈에 맞게 절단하는 것으로 통상적으로 차량에 따라 다양한 형태의 루프 패널의 형상과 사이즈가 달라지기 때문에 각 차종에 맞는 형태와 크기로 절단하는 것이다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시에에서, 상술한 바와 같이 루프 패널 패드(P)를 절단한 다음에 그 표면에 접착제(30)를 더 도포하는 공정을 포함할 수도 있다. 이때의 접착제(30)는, 도 1과 같이, 루프 패널 패드(P)를 루프 패널(RP)에 부착시키기 위한 것이다.

이러한 접착제(30)는 본 발명에 따른 루프 패널 패드(P)가 루프 패널(RP) 상에 견고하게 부착될 뿐만 아니라 쉽게 부착시켜 사용할 수 있는 것을 이용한다. 이에, 본 발명에서는 핫멜트 접착제를 이용할 수 있는데, 이때의 핫멜트 접착제는 밀도 0.98g/㏄, 연화점 140 ℃, 녹는점 160~200℃, 점도 170 ℃에서 16000cps인 것을 이용한다.

이러한 접착제(30)는 루프 패널(RP)과 마주보는 방수보강지(20)의 PE층(21)에 도포하게 되는데, 루프 패널 패드(P)의 형상과 중량 등을 고려하여 이 루프 패널 패드(P)가 루프 패널(RP)로부터 처지지 않고 견고하게 부착될 수 있도록 적절한 도포량을 적소에 도포하는 것이 좋다.

그리고, 이처럼 접착제(30)가 도포된 루프 패널 패드(P)는 바로 루프 패널(RP)에 장착할 수도 있으나, 바로 장착하지 않는 경우 접착제(30) 위에 보호 필름(미도시됨) 등을 부착하여 루프 패널 패드(P)의 장착시 이 보호 필름을 제거하여 사용하게 할 수도 있다.

도 3b는 본 발명에 따른 루프 패널 패드의 제조방법을 설명하기 위한 제조공정도로서, 준비된 우레탄 폼 패드(10)를 라미네이팅 장치(L)에 공급하면서 이와 함께 방수보강지(20)의 구성요소도 라미네이팅 장치(L)에 공급하여 우레탄 폼 패드(10)에 바로 방수보강지(20)를 라미네이팅 처리를 하는 상태를 보여주고 있다. 그리고, 도면에서, 도면부호 "P'"는 방수보강지(20)를 라미네이팅처리하여 얻은 패드로서 접착제(30)를 도포하지 않은 것을, "P""는 이 패드를 차체의 루프 형상의 형상에 맞게 재단한 패드를 각각 나타낸다.

(루프 패널 패드)

본 발명은 상술한 제조방법에 의해 제조된 루프 패널 패드를 포함한다. 이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 루프 패널 패드는 PE층이 형성된 방수보강지를 통해 루프 패널측으로부터 유입되는 습기 등을 제거하여 우레탄 폼 패드가 젖는 것을 막아 방수기능을 갖게 될 뿐만 아니라 아래와 같이 소음 성능 면에서도 비교예보다 개선된 효과를 얻을 수 있게 된다.

(소음 성능 시험 )

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 루프 패널 패드(실시예)와 종래의 PET 펠트로 이루어진 패드(비교예)의 소음 성능을 비교해 보면 다음과 같다.

도 4의 (a)는 PET 펠트로 제작된 종래의 비교예의 사진을, 도 4의 (b)는 우레탄 폼 패드의 양면에 각각 방수보강지가 라미네이팅 처리된 본 발명에 따른 실시예의 사진을 각각 나타낸다. 그리고, 도 4의 비교예와 실시예의 구성 및 중량은 아래의 [표 1]과 같다.

비교예		실시예
구성	전체중량	구성		구성별 중량	전체중량
PET 펠트	300g/㎡	방수보강지	PE층	30g/㎡	900g/㎡
			크래프트지	200g/㎡
		우레탄 폼 패드		70㎏/㎥
1) 실시예의 구성은 중량을 나타내는 것임 2) PE층은 크래프트지의 양면에 형성되는 것임. 3) 비교예와 실시예의 두께는 각각 7t임.

이와 같이 이루어진 비교예와 실시예는 각각 실차 상태로서 차량의 루프 패널에 부착한 상태로 시속 100㎞로 주행하면서 소음을 측정하였으며 그 결과는 다음과 같다.

도 5와 도 6은 실차 상태에서 각각 운전석과 뒷자석에서의 소음을 측정한 그래프이다. 그래프에에서, 붉은선은 엔진 회전수에 따른 실시예의 소음성능을, 검은선은 엔진회전수에 따른 비교예의 소음성능을 각각 나타낸다.

도면과 같이 운전석과 뒷좌석에서의 소음 성능이 비교예보다 실시예의 경우가 개선된 효과가 있음을 알 수 있으며, 특히 운전석의 경우 도 5와 같이 0.7%의 개선 효과가 있고, 뒷좌석의 경우 도 6과 같이 1.7%의 개선 효과가 있음을 확인하였다.

이에 본 발명에 따른 루프 패널 패드는 운전석과 뒷좌석 모두에서 개선 효과가 있으나, 특히 패널 강성이 취약한 뒷좌석에서의 강성 보강 효과를 통해 소음 저감 효과가 더욱 더 크게 나타남을 알 수 있다.

10 : 우레탄 폼 패드
20 : 방수보강지
21 : 크래프트지
22 : PE층
23 : 접착제

Claims

경질의 우레탄 폼 패드(10)를 준비하는 제1단계(S100);
양면에 각각 PE층(22,23)이 코팅처리된 방수보강지(20)를 준비하는 제2단계(S200);
상기 우레탄 폼 패드(10)의 양면에 각각 방수보강지(20)를 적층하고, 이 우레탄 폼 패드(10)와 맞닿는 PE층(23)을 라미네이팅 처리하여 우레탄 폼 패드(10)와 방수보강지(20)를 일체로 형성하는 제3단계(S300); 및
루프 패널의 형상과 사이즈에 맞게 절단하는 제4단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방수기능을 갖는 고강성 자동차용 루프 패널 패드의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 우레탄 폼 패드(10)는, 폴리올(A)과 이소시아네이트(B)의 액비(중량비) 100/110(A/B)를 고압으로 발포 성형하여 이루어지며, 그 반응성은 크림타임(CT) 10초, 라이즈타임(RT) 64초, 디몰딩타임(DT) 10분이며, 그 밀도는 50~100 ㎏/㎥인 것을 특징으로 하는 방수기능을 갖는 고강성 자동차용 루프 패널 패드의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 방수보강지(20)는, 중량 80~300g/㎡인 크래프트지(Kraft Paper)(21)의 양면에 각각 중량 25~35g/㎡인 PE층(22,23)을 코팅처리하여 이루어진 것을 특징으로 하는 방수기능을 갖는 고강성 자동차용 루프 패널 패드의 제조방법.
제 3 항에 있어서,
어느 하나의 PE층(22)에 루프 패널에 부착할 수 있도록 접착제(30)를 도포하는 제5단계(S500)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방수기능을 갖는 고강성 자동차용 루프 패널 패드의 제조방법.
제 4 항에 있어서,
상기 접착제(30)는 밀도 0.98g/㏄, 연화점 140 ℃, 녹는점 160~200℃, 점도 170 ℃에서 16000cps인 핫멜트 접착제인 것을 특징으로 하는 방수기능을 갖는 고강성 자동차용 루프 패널 패드의 제조방법.
경질의 우레탄 폼 패드(10)의 양면에 각각 PE층(22,23)이 코팅처리된 방수보강지(20)를 적층하고,
상기 우레탄 폼 패드(10)와 맞닿는 PE층(23)을 라미네이팅 처리하여 우레탄 폼 패드(10)와 방수보강지(20)를 일체로 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 청구항 제1항 내지 제5항에 의한 제조방법으로 이루어진 방수기능을 갖는 고강성 자동차용 루프 패널 패드.