KR20150117758A - 차량용 한지 내장재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 내장재에 관한 것으로서, 특히 한지 특유의 질감 및 천연소재로서의 장점을 살린 차량용 한지 내장재에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량용 한지 내장재는, 한지층, 접착층 및 보조 수지층을 합지하여 포밍(Forming) 공정과 트리밍(Trimming) 공정을 거쳐 형성되는 한지 패턴층; 상기 한지 패턴층 전면에 코팅된 투명 보호층; 및 상기 한지 패턴층 후면에 사출에 의해 적층된 수지층;을 포함하여 이루어진다.

Description

차량용 한지 내장재{INTERIOR TRIM USING KOREAN PAPER}

본 발명은 차량용 내장재에 관한 것으로서, 특히 한지 특유의 질감 및 천연소재로서의 장점을 살린 차량용 한지 내장재에 관한 것이다.

석유 고갈의 가능성 및 환경 문제에 관한 인식이 저변화되면서 친환경 기술의 개발에 관한 관심이 어느 때보다 높다.

대표적인 석유 소모원인자 이산화탄소 등 오염물질의 배출원인 차량과 관련하여, 고효율 차량에서부터 아예 석유를 소모하지 않는 연료전지차, 전기차 등의 개발에 이르기까지 많이 친환경 기술이 개발되고 있다.

차량 내의 내장재에도 플라스틱 등 많은 양의 석유합성물질의 사용된다. 천연소재가 사용되기도 하나 비용 문제로 인해 극히 일부만 사용될 뿐 천연소재보다는 세련된 형태의 인테리어의 개발에 보다 집중되어 있다.

그러나 차량 내장재에 사용된 플라스틱 등은 환경호르몬을 배출할 뿐만 아니라, 이의 폐기 과정에서도 많은 오염물질을 발생시키게 된다. 석유합성물질을 대체하는 친환경 천연소재의 개발 노력이 차량 내장재와 관련해서는 아직 미흡하다고 할 수 있다.

한편, 차량용 고급 내장재로서 우드나 메탈, 또는 가죽 질감이 흔히 선호된다. 그러나 이들 질감을 내기 위해 사용되는 재료는 기본적으로 석유합성물질이며, 질감 선택의 폭 또한 너무 좁다. 보다 다양하며 친환경에 근접한 차량 내장재의 개발이 필요하다.

대한민국 등록특허공보 10-1154852에는 차량용 천연섬유종이 내장재 및 그 제조방법에 관하여 개시되어 있으며, 차량용 천연섬유종이 내장재는 습기를 갖는 천연섬유종이 두 장 내지 네 장을 겹치고 압착 성형하여 얻어지는 천연섬유종이 패턴층, 천연섬유종이 패턴층의 전면에 코팅된 투명 보호층 및 천연섬유종이 패턴층의 후면에 적층되며 천연섬유종이 패턴층에 연결되는 통기홀이 다수 관통하여 형성된 수지층을 포함하여 이루어진다.

하지만, 대한민국 등록특허공보 10-1154852에 개시된 차량용 천연섬유종이 내장재의 천연섬유종이 패턴층을 형성하는 과정에서 문제가 발생된다.

일반적으로 천연섬유종이는 탄성이 없고 쉽게 찢어지며 습기를 머금은 상태에서는 절단시 절단부가 깨끗하게 절단되지 않는 특성을 가지고 있다.

일반적으로 천연섬유종이를 성형화하는 과정에서는 습기를 머금은 상태에서 성형을 하는 데 이는 종이 특성상 신축성을 더하고 쉽게 찢어지지 않게 하기 위함이나, 이는 오히려 경계면 절단시 습기로 인해 깨끗하게 절단되지 않는 문제점을 갖게 된다.

또한, 종이의 비신축성으로 인해 곡률반경이 서로 다르거나 큰 부분에서는 강제적으로 반경을 줌으로써 그 부분에서 찢어짐이나 접히는 등의 문제가 발생하게 된다.

대한민국 등록특허공보 10-1154852

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점에 대한 인식에 기초하여 제안된 것으로, 친환경적이며 기존의 우드나 메탈, 또는 가죽 질감을 대체할 수 있는 우수한 질감을 갖는 새로운 형태의 차량용 한지 내장재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 한지 패턴층을 형성함에 있어 한지의 장점을 살리고, 비탄성 및 습기를 머금은 상태에서 절단시 직선으로 절단되지 않는 단점을 보완하여 품질을 향상시킨 차량용 한지 내장재를 제공하고자 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 한지 내장재는, 한지층, 접착층 및 보조 수지층을 합지하여 포밍(Forming) 공정과 트리밍(Trimming) 공정을 거쳐 형성되는 한지 패턴층; 상기 한지 패턴층 전면에 코팅된 투명 보호층; 및 상기 한지 패턴층 후면에 사출에 의해 적층된 수지층;을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 보조 수지층은 저융점 폴리에스테르(LM PET)로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 한지 패턴층 후면에 상기 수지층이 인서트 사출된 후, 상기 투명 보호층이 코팅되어 제작이 완료된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 친환경적이며 기존의 우드나 메탈, 또는 가죽 질감을 대체할 수 있는 우수한 질감을 갖으며, 한지 패턴층을 형성함에 있어 비탄성 및 습기를 머금은 상태에서 절단시 직선으로 절단되지 않는 단점을 보완하여 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 한지 내장재가 적용된 개념도이다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 3은 도 1의 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 한지 내장재의 패턴층을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 차량용 한지 내장재 중 한지 패턴층을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 차량용 한지 내장재 제조공정의 흐름도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 한지 내장재의 바람직한 실시예를 살펴본다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 한지 내장재가 적용된 개념도이며, 도 2는 도 1의 A-A 단면도이고, 도 3은 도 1의 측면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 한지 내장재는 운전석과 조수석 사이에 설치되는 콘솔박스의 어퍼 커버(10)에 적용될 수 있다.

또한, 자동차의 도어트림, 크래쉬 패드, 대쉬 보드 등 필라류 내장재에 적용될 수 있으며, 콘솔박스의 어퍼 커버에만 한정되지 않는다.

차량용 한지 내장재는 도 1에 도시된 어퍼 커버와 같은 사출성형품의 상측부분에 형성되는 데, 도 2와 같이 사출 형성부분(21a, 21b)과 개구 부분(22a, 22b)에 한지(23)이 형성된다.

이때 한지(23)이 된 상태에서 필요한 부분의 트리밍 공정이 수행되는 데, 사출 형성부분(21a, 21b)과 개구 부분(22a, 22b)이 만나는 경계(24) 부분에서는 직선으로 절단이 이루어지지 못하고 찢김 현상이 발생하여 트리밍 공정상에서 불량품이 양산될 수 있다.

또한, 도 3과 같이 곡률진 부분에서 그 곡률반경이 R1, R2(R1 ＜ R2)와 같이 서로 다른 부분에서는 한지 특성상 탄성력이 없어 R1를 기준으로 한지를 포밍할 때 R2 부위에서는 한지가 더 늘어나야 되므로 이 부분에서 찢어짐 등의 문제가 발생한다.

따라서, 도 2 및 도 3과 같은 부분에서 한지 및 트리밍 작업을 개선시키기 위해 본 발명은 다음과 같은 공법으로 이를 해결하고자 한다.

도 4는 본 발명에 따른 차량용 한지 내장재의 패턴층을 도시한 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한지 내장재는 투명 보호층(41), 한지 층(42), 접착층(43), 보조 수지층(44) 및 수지층(45)이 순차적으로 적층되는 구조로 이루어진다.

투명 보호층(41)은 바람직하게는 나노 폴리우레탄 셀(Nano PU Cell) 공법을 통해 폴리우레탄의 부드럽고 질긴 느낌을 나노셀 타입으로 구조화된 폴리우레탄 액상 도료의 코팅층이 될 수 있다.

한지층(42), 접착층(43) 및 보조 수지층(44)은 한지 패턴층(40)을 이루고, 한지 층(42)의 재료가 종이이므로, 이를 덮는 투명 보호층(41)은 투명성은 물론 난연성, 스크래치성 등의 특성을 가질 필요가 있다.

폴리우레탄 코팅층은 이러한 조건에 적합하며 폴리우레탄폼과 스킨의 질감을 모두 갖는다.

접착층(43)은 한지층(42)과 보조 수지층(44)의 접합용으로 사용되며, 일반적으로 필립형 PU Hot Melt(폴리우레탄 접착제)가 사용될 수 있다.

보조 수지층(44)은 한지층(42)에 사용되는 한지의 단점을 보완하기 위한 것으로서, 한지의 비신축성을 보완하고 트리밍 작업을 용이하게 하기 위해 접착되며, 저융점 폴리에스테르(LM PET)로 이루어질 수 있다.

수지층(45)은 차량 내장재로서의 형상과 강성 유지를 위하여 한지 패턴층의 후면에 전체에 사출 성형된 층으로서, ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) 수지, 폴리카보네이트 수지 또는 폴리프로필렌 수지가 이용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 차량용 한지 내장재 중 한지 패턴층을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 차량용 한지 내장재 특히 콘솔박스의 어퍼 커버용 한지 패턴층(40)이 도시된다.

한지 패턴층(40)은 한지층(42), 접착층(43) 및 보조 수지층(44)이 동시에 함침된 상태에서 소정의 금형(미도시)에 도시된 바와 같이 포밍(Forming) 공정에 의해 일정한 형상으로 포밍된다.

포밍공정이 완료된 후 트리밍(Trimming) 공정을 거쳐 절단부(a, b, c, d)를 트리밍하게 된다.

포밍 공정시에는 R1, R2와 같은 곡률 반경이 다르게 형성된 부분에서 보조 수지층(44)에 의해 탄성 신율되므로 한지층(42)이 늘어나는 과정에서 찢어짐이 발생되지 않게 되며, 트리밍 공정시에는 절단부(a, b, c, d)의 경계라인 부분에서 보조 수지층(44)이 한지층(42)을 잡아주고 있어 일직선 상으로 깔끔하게 절단되도록 한다.

따라서, 보조 수지층(44)은 한지층(42)의 포밍 공정과 트리밍 공정상에서 한지를 접착층(43)에 의해 잡아주게 되어 신율시 및 절단시 품질을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 6은 본 발명에 따른 차량용 한지 내장재 제조공정의 흐름도이다.

도 6을 참조하여 위와 같은 차량용 한지 내장재의 제조방법에 대하여 살펴본다.

한지 패턴층 제작 공정

닥나무의 껍질을 삶고 두드린 후 닥풀을 풀어 점성을 갖게 한 닥섬유재를 이용하여 닥종이가 제작된다. 제작된 닥종이는 특성상 그 각각의 패턴이 동일하지 않다.

이렇게 형성된 한지(여기서 한지는 여러장이 겹쳐져 강도를 보강함)를 핫멜트 매개로 LM PET를 적층시키고 이를 합지하는 공정을 거친다(S61).

한지 성형품 제작공정

위와 같이 제작된 한지 패턴층을 겹치고 압착 성형하여 한지 패턴을 갖는 도 5와 같이 한지 성형품을 제작한다. 제작된 닥종이 각각은 패턴이 서로 동일하지 않아 여러 장 겹쳐져 조금 더 다양한 형태의 패턴이 만들어진다.

예로서 A-필러 트림용 한지 성형품을 제작하는 경우, 한지 성형품은 A-필러 트림의 외면 형상을 갖도록 성형된다.

한지 성형품은 포밍과정과 트리밍 과정이 이루어진다(S62).

수지층 후방 사출공정

위와 같이 제작된 한지 성형품의 후면에, 형상의 유지 및 강성을 위해 수지층이 사출된다.

한지 성형품은 제작하고자 하는 내장재 형상이 음각된 사출금형 내에 투입되며, 금형 합형 후 한지 성형품 후면으로부터 수지층이 후방 사출된다(S63).

투명 보호층 코팅공정

위와 같이 후방 사출이 완료된 한지 성형품의 전면에 내스크래치성, 난연성 등을 갖는 투명 보호층이 코팅된다(S64).

투명 보호층은 스프레이 코팅될 수 있을 것이나, 공정의 단순화 및 공정 효율을 위해 사출금형을 이용하여 한지 성형품의 전면으로부터 폴리우레탄 액상 도료를 사출하여 투명 보호층을 형성할 수 있다.

이와 같이 사출에 의해 투명 보호층을 형성할 수 있도록, 사출금형은 동일 하형을 사용하되, 수지층 후방 사출 시에 사용되는 제1 상형, 투명 보호층의 전면 사출 시에 사용되는 제2 상형의 형태로 상형은 2개가 사용될 수 있다.

공정 흐름에 따라 제1 및 제2 상형은 하형에 대해 합형 및 탈형될 수 있도록 제어된다.

이상 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경될 수 있고 또 이것이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다는 것이 이해될 필요가 있다.

10 : 콘솔박스의 어퍼 커버 21a, 21b : 사출 형성부분
22a, 22b : 개구 부분 23 : 한지
23 : 한지 40: 한지 패턴층
41: 투명 보호층 42 : 한지층
43: 접착층 44 : 보조 수지층
45 : 수지층

Claims (3)

1. 한지층, 접착층 및 보조 수지층을 합지하여 포밍(Forming) 공정과 트리밍(Trimming) 공정을 거쳐 형성되는 한지 패턴층;
   상기 한지 패턴층 전면에 코팅된 투명 보호층; 및
   상기 한지 패턴층 후면에 사출에 의해 적층된 수지층;을 포함하는, 차량용 한지 내장재.
2. 제1항에 있어서,
   상기 보조 수지층은 저융점 폴리에스테르(LM PET)로 이루어지는, 차량용 한지 내장재.
3. 제1항에 있어서,
   상기 한지 패턴층 후면에 상기 수지층이 인서트 사출된 후, 상기 투명 보호층이 코팅되는, 차량용 한지 내장재.

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