KR20180002792A - 차량 외장 트림 부품 - Google Patents

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KR20180002792A
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fibers
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파비엥 보드리
베르트랑 델마스
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오토니움 매니지먼트 아게
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Abstract

차량용 외장 구조 트림 부품으로서, 함께 중첩되고 적층되어 구조 유닛을 형성하는 적어도 3개의 레이어를 포함하는 적어도 하나의 영역을 포함하고, 2개의 외측 레이어가 압축되고 고결된 섬유 레이어이고, 상기 2개의 외측 섬유 레이어 사이에 위치되는 내측 레이어가 불침투성 폴리에스테르 폼 레이어인 외장 구조 트림 부품.

Description

차량 외장 트림 부품
본 발명은 차량 외장 트림 부품(exterior vehicle trim part)에 관한 것이며, 특히 언더 엔진 실드(under engine shield) 또는 언더 바디 패널(under body panel) 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
차량 외장 트림 부품, 특히 언더 바디 트림 부품 및/또는 언더 엔진 실드를 사용하는 것이 당업계에 알려져 있다. 클래딩(cladding)이라고도 지칭되는 외장 트림 부품은 3차원 구조 부품으로 형성된다. 외장 트림 부품은 차량의 하부의 표면(그 일부)을 커버하는 데 사용되는 트림 부품 또는 클래딩으로 정의된다. 이것은 예를 들어 엔진실(engine bay) 아래의 영역, 승객실 아래의 주 영역과 더불어 트렁크 아래의 영역에 해당할 수 있다. 이 모든 영역들은 외부이며, 표면 영역이 도로와 직접 대면할 수 있다. 이러한 유형의 언더 바디 트림 부품은 차량의 공기역학을 향상시키고, 연료 소비를 감소시키며 그리고/또는 차량의 언더 바디를 보호할 수 있다.
이러한 외장 트림 부품은 차량 밑에 장착되었을 때 사용 중에 및/또는 차량의 수명에 걸쳐 너무 많은 처짐, 특히 새깅(sagging)을 나타내는 일 없이 대체로 그 형상을 유지할 수 있다는 의미에서 구조적이어야 한다. 따라서, 차량 유형에 따라, 이러한 외장 트림 부품들은 허용할 수 없는 새깅 즉 처짐 없이 보다 큰 거리 또는 영역에 걸쳐 있을 수 있는 것이 바람직하다. 구조 강성의 부족은 트림 부품을 차량에 장착하는 장착 지점의 수로 보상될 수 있으며, 대부분의 경우 이러한 장착 지점들은 외장 트림 부품의 림(rim) 주위에 배치되고, 반드시 구조물의 중앙을 가로지를 필요는 없다. 장착 수단을 포함한 장착 지점의 증가는 부품의 전체 비용 및 중량을 증가시킬 것이며, 제조 및 장착의 복잡성을 증가시킬 것이다.
구조 강성은 이러한 외장 트림 부품이 차량에서의 사용 수명 중에 만나게 되는 가혹한 조건에 의해 손상될 수 있다. 이러한 외장 트림 부품들은 돌 조각, 먼지, 고온, 저온 및/또는 습한 날씨에 노출될 수 있으며, 사용 중에 차량 밑의 장애물과 충돌할 수도 있다. 또한, 파워 트레인에 근접한 영역들은 높은 열 부하에 노출될 수 있다.
공지의 외장 트림 부품은 사출 성형 부품의 형태로 중실 플라스틱(solid plastic)으로 제조될 수 있으며 또는 대안적으로 코어 재료(core material)와 유리 섬유를 함유한 커버링 레이어(covering layer)의 조합으로 제조될 수 있으며, 이 경우에는 구조 강성은 주로 유리 섬유로부터 발생한다. 유리 섬유는 차량의 부품과 더불어 부품들의 어셈블리의 제조 중의 그 섬유에의 노출이 그 재료를 취급하는 사람에 대한 건강 문제를 과정에서 섬유에 노출되거나 차량 부품을 조립할 때 재료를 취급하는 사람들에게 건강 문제를 불러일으킬 수 있기 때문에 최근에는 인기가 덜하다. 대체로 이러한 기법들은 중량의 부품을 초래하여, 더 경량의 해법의 필요성이 존재한다.
다양한 재료의 허니콤 코어 레이어(honeycomb core layer)가 알려져 있지만, 코어와 표면 레이어 사이의 접합 접촉 면적이 매우 작기 때문에, 허니콤 코어와 표면 레이어 사이의 불량한 접착이 문제가 된다.
이러한 외장 트림 부품 중 상당수는 요구되는 강성을 갖기 위해 리브(rib) 및/또는 엠보스먼트(embossment)를 가진 채로 몰딩되어야 한다. 이는 트림 부품의 공기역학적 이점을 감소시키며 그리고/또는 차량 아래에 요구되는 공간을 증가시킬 수 있는 단점을 가진다.
특히 도로위 흙탕물, 오일 및 기타 액체의 액체 흡수 및 보유의 더 높은 잠재성은 허니콤 코어 재료, 공기 투과성 재료 및 개방 셀 코어 재료와 같은 다공성 재료를 함유하거나 그들로 이루어지는 언더 바디 트림 부품에서 보다 일반적인 문제이다. 이는 차량에서의 트리 부품의 사용 중에 트림 부품의 중량을 증가시킬 수 있으며, 장착 결함 및/또는 재료의 처짐을 야기할 수 있다.
적어도 양호한 피로 특성 및 양호한 재활용성과 같은 자동차 제조사의 요건들을 충족시키는 시판중인 제품들과 시장에서의 현재 외장재, 특히 차량 차체의 요구 사항을 충족하는 시장에서 현재 제품과 견줄만한 성능을 발휘할 수 있으면서 현 재료의 문제점들, 특히 유체 흡수 및 보유의 단점을 극복하는 외장 트림 부품, 특히 언더 엔진 실드 및 언더 바디 패널을 위한 높은 강성을 갖는 대안적인 재료 및 경량의 해법에 대한 필요성이 존재한다.
상기 과제는 청구항 1에 따른 차량용 외장 트림 부품 또는 클래딩에 의해 달성된다.
본 발명의 제1 실시예에 있어서, 차량용 외장 구조 트림 부품은 함께 중첩되고 적층되어 구조 유닛(structural unit)을 형성하는 적어도 3개의 레이어를 포함하는 적어도 하나의 영역을 포함하고, 2개의 외측 레이어가 압축되고 고결된 섬유 레이어(compressed and consolidated fibrous layer)이고, 상기 2개의 외측 섬유 레이어 사이에 위치되는 내측 레이어가 불침투성 폴리에스테르 폼 레이어이다.
압축되고 고결된 섬유 레이어의 폴리에스테르 폼 레이어와의 조합은 트림 부품의 전체적인 구조 강성을 증가시킨다. 놀랍게도, 액체 흡수 및 보유성도 불침투성 폼 및 압축된 섬유 레이어로 인해 감소될 수 있다.
폴리에스테르 폼은 불침투성인 폐쇄형 셀 폼(closed cell foam)이며, 이러한 특성으로 인해 액체를 거의 흡수할 수 없으며 그리고/또는 액체를 거의 보유할 수 없다. 액체가 폼에 들어가는 것을 방지할 뿐만 아니라, 몰딩 공정 동안의 충분히 높은 압축 강성으로 인한 보다 압착된 섬유 커버링 레이어를 제공함으써, 이러한 레이어들의 액체 흡수 및 보유성도 감소시킨다.
불침투성 폴리에스테르 폼 코어 레이어는 ISO 844에 따라 측정되었을 때 적어도 약 30 MPa, 바람직하게는 최소 55 MPa의 압축 탄성률(compression modulus)을 갖는다. 폴리에스테르 폼의 높은 압축 강성은 전술한 바와 같이 몰딩 공정 중에 섬유 레이어가 보다 압축되는 것을 가능하게 해줄 뿐만 아니라, 구조 유닛 및 트림 부품의 강성에 기여한다. 폼의 높은 압축 강성은 굽힘 시의 압축된 섬유 레이어의 좌굴을 방지한다. 표면 레이어의 좌굴은 외장 트림 부품 파손으로 이어질 수 있는 박리 및 균열을 유발할 수 있다. 또 다른 장점은 폴리에스테르 폼은 몇 가지 유형의 PUR 폼을 포함하는 많은 다른 유형의 폼과 같이 쉽게 취성 파괴되지 않는다는 점이다. 취성 폼(brittle foam)은 충분한 강도 및 피로 특성을 가질 수 없다.
폴리에스테르 폼은 또한 예컨대 중실 플라스틱 부품과 비교하여 트림 부품을 잘 완충시킨다는 장점이 있다. 이것은 트림 부품이 돌이나 이와 유사한 큰 물체에 의해 충격을 받을 때 특히 유리하다. 트림 부품은 따라서 에너지를 잘 흡수하여 차량이나 그것의 구성요소들에 대한 손상을 회피시킬 수 있다.
본원에 기술되는 구조 유닛의 굴곡 탄성률(flexural modulus)은 바람직하게는 적어도 3개의 레이어의 구조 유닛을 갖는 영역에서 최소 200 MPa의 탄성률, 바람직하게는 최소 300 MPa의 탄성률을 갖는다.
청구되는 바의 본 발명에 따른 폴리에스테르 폼은 열가소성 폴리에스테르 수지계이고, 바람직하게는 발포성 등급(foamable grade)의 반결정성 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 제조된다. 열가소성 폴리에스테르 수지가 적절한 화학적 또는 물리적 발포제(blowing agent)와 함께 용융 압출됨에 따라, 이러한 열가소성 폴리에스테르 수지는 폐쇄형 셀 폼을 산출한다. 이 폼은 재생 폴리에스테르, 미사용 원 재료 또는 양자의 조합으로 생산될 수 있다. 본 발명의 범위 내에서, 청구되고 개시되는 바의 폴리에스테르 폼, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트 폼은 폴리에스테르계 폴리우레탄(PUR) 폼을 포함하지 않는다.
불침투성 PET 폼 레이어는 60 내지 200 ㎏/㎥, 바람직하게는 75 내지 120 ㎏/㎥의 밀도를 갖는다.
적어도 더 높은 구조 강성을 필요로 하는 트림 부품의 영역에서, 본 발명에 따른 구조 유닛이 사용될 수 있다. 바람직하게는 이 영역은 트림 부품의 전체 표면적의 1%와 100% 사이, 바람직하게는 5%와 내지 50% 사이일 수 있다. 예를 들어, 리브 또는 엠보스먼트를 적용했었을 영역에서의 트림 부품의 국부적 보강의 필요성이 존재할 경우, 작은 스트립(strip)의 폼이 섬유 재료로 된 2개의 레이어 사이에 배치되어 구조 유닛을 형성하여 국부적 강성을 증가시킬 수 있다. 이것은 트림 부품의 전체 표면적의 1% 또는 2%일 정도로 낮은 비율일 수 있다. 두께 및 표면은 부품의 성형 후에 폼이 거의 보이지 않도록 조절될 수 있다.
1개 또는 2개보다 많은 리브가 대체되거나 트림 부품이 큰 영역에 걸쳐 보강될 필요가 있는 경우 및/또는 평탄한 표면을 갖는 트림 부품이 필요로 되는 경우에, 구조 유닛은 트림 부품의 표면적의 100%까지 커버할 수 있다. 하지만, PET 폼 에지는 섬유 레이어에 의해 커버되어 PET 폼은 몰딩 후에 보이지 않는 것이 바람직하다. 이 면적 또는 표면적은 커버되는 차량 표면에 평행한 트림 부품의 전체 표면적에 의해 나누어지는 구조 유닛을 포함한 면적으로 정의된다.
PET 폼을 커버하는 섬유 레이어는 폼을 감싸고 폼 영역을 따라 라미네이트 시임(laminate seam)을 형성하여 폼이 인레이(inlay)처럼 섬유 재료 내에 완전히 봉입될 정도로 충분히 큰 것이 바람직하다. 섬유 레이어 중 하나는 외장 트림 부품의 전체 영역을 커버하지 않을 수도 있지만, 전술한 바와 같이 PET 폼을 커버할 정도로 충분히 큰 것이 바람직하다.
몰딩되어 고결된 섬유 재료가 이미 잔여 영역을 위한 충분한 강성을 갖는 구조 레이어를 형성할 수 있다.
보다 높은 강성을 필요로 할 수 있는 영역은 예를 들어 장착 지점들 사이의 최대 거리에 걸쳐지는 영역일 수 있다. 트림 부품의 강성을 증가시킴으로써, 장착 지점의 수가 감소될 수 있고, 이것이 복잡성과 비용을 감소시킨다.
구조 유닛을 갖는 영역이 큰 영역을 커버하고 있는 경우에, 이 외장 구조 트림 부품은 엠보스먼트나 두께 변화 없이 도로면을 향한 평탄한 영역을 가질 수 있을 것이다. 이러한 평탄한 외장 트림 부품은 트림 부품의 충분한 강성을 얻기 위해 리브 및/또는 엠보스먼트가 요구될 수 있는 상용화된 다른 해법들과 비교하여 트림 부품 및 차량의 공기역학을 개선할 것이다.
구조 유닛을 포함하지 않는 트림 부품의 영역은 압축되고 고결된 외측 섬유 레이어 중의 적어도 하나를 포함한다.
본 발명에 따른 트림 부품의 섬유 레이어는 충전제 섬유 및 열가소성 결합제 형태의 결합제로 이루어진 고결된 섬유 재료로 이루어지며, 결합제는 섬유 사이에 작은 결합점을 형성하여 섬유 재료를 고결시킨다.
충전제 섬유는 바람직하게는 열가소성 섬유, 바람직하게는 폴리에스테르 섬유, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 중의 적어도 하나이거나, 이러한 섬유들의 혼합물이다.
열가소성 결합제는 폴리에스테르의 코폴리머이거나 폴리아미드, 바람직하게는 폴리아미드 6 또는 폴리아미드 66 중의 하나이다. 열가소성 결합제는 섬유, 분말 또는 플레이크(flake)의 형태일 수 있다. 열가소성 결합제의 양은 PET 폼 및 인접한 섬유 레이어가 추가적인 접착 또는 접착제 레이어 없이 함께 적층되도록 하는 양일 수 있다.
하나의 바람직한 해법에 있어서, 충전제 섬유와 결합제는, 코어(core) 즉 충전제 성분이 폴리에스테르, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어지고, 시스(sheath) 즉 결합제 성분이 바람직하게는 폴리에스테르의 코폴리머, 바람직하게는 CoPET 또는 폴리아미드, 바람직하게는 폴리아미드 6 또는 폴리아미드 66의 코폴리머로 이루어지는, 바람직하게는 코어-시스 형태(core-sheath type)의 2성분(bicomponent) 또는 콘주게이트(conjugate) 섬유나 필라멘트로 결합된다. 고결된 섬유 레이어는 코어 즉 충전제 성분에 의해 형성된 충전제 섬유 및 시스 즉 결합제 성분에 의해 형성된 결합제로 이루어지고, 결합제가 충전제 섬유 사이에 작은 결합점을 형성하여 섬유 레이어를 고결시킨다. 또한, 추가적인 접착제 또는 접착 레이어를 필요로 하지 않고 인접한 PET 폼 레이어를 결합/적층시키는 것이 유리할 것이다.
섬유 레이어는 충전제 섬유와 바람직하게는 섬유, 플레이크 또는 분말 형태의 예컨대 35%의 코폴리에스테르를 갖는 폴리에스테르 섬유나 폴리아미드 결합제와 같이 섬유 레이어의 전체 중량의 50%까지, 바람직하게는 35%까지 차지하는 결합제의 혼합물이거나, 30%까지의 시스 결합제 재료를 갖는 100% 2성분 섬유 레이어인 것이 바람직하다.
섬유 레이어는 100%까지의 2성분 섬유 또는 필라멘트를 갖는 것이 바람직하다. 종내, 그것은 예를 들어 재생 합성 섬유로 이루어진 쇼디 재료(shoddy material)와 같은 재생 열가소성 섬유 또는 재생 폴리에스테르 섬유 등의 다른 충전 섬유와 혼합될 수 있다.
바람직하게 2성분 필라멘트 또는 섬유를 사용하는 것의 장점은 몰딩 및 적층 중에 섬유의 시스가 용융하여 섬유 사이에 결합점을 형성할 때, 모든 필라멘트 또는 섬유의 시스가 PET 폼과 압축되고 고결된 섬유 레이어 사이의 접착에 기여하여, PET 폼 레이어에 대한 섬유 레이어의 보다 평탄하고 우수한 적층을 제공한다는 점이다.
본 발명의 실시예들 중의 어느 하나에 있어서의 섬유들 중의 어느 하나는 스테이플 섬유(staple fiber), 무한 필라멘트(endless filament) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
2개의 섬유 레이어는 동일하거나 상이한 섬유 조성물 및/또는 혼합물을 가질 수 있다.
바람직하게는, 몰딩 및 적층 후의 PET 폼 레이어는 15 mm 미만, 바람직하게는 8 mm 미만, 바람직하게는 6 mm 미만의 대략적인 두께를 갖는다. 바람작하게는, 몰딩 및 적층 후의 PET 폼 레이어는 적어도 2 mm, 바람직하게는 적어도 3 mm, 바람직하게는 적어도 4 mm의 대략적인 두께를 갖는다. 두께는 구조 유닛의 표면 영역에 걸쳐 변동될 수 있다. 두꺼운 PET 폼일수록 구조 유닛의 강성을 증가시키지만, 필요한 비용과 공간을 증가시킨다. 얇은 PET 폼일수록 트림 부품의 중량과 비용을 감소시키지만 강성도 감소시킨다. 더 두껍고 더 작은 스트립이 더 얇고 더 큰 스트립 또는 플레이트와 동일한 효과를 가질 수 있다.
구조 유닛의 영역 내의 압축되고 고결된 섬유 레이어 중의 적어도 하나는 3 mm 미만, 바람직하게는 1.5 mm 미만의 대략적인 두께를 갖는다. 구조 유닛의 영역 내의 압축되고 고결된 섬유 레이어 중의 적어도 하나는 적어도 0.2 mm, 바람직하게는 적어도 0.5 mm의 대략적인 두께를 갖는다.
섬유 레이어 중 적어도 하나는 섬유 레이어 중의 적어도 하나는 1500 gㆍm-2 미만, 바람직하게는 800 gㆍm-2 미만, 바람직하게는 600 gㆍm-2 미만의 대략적인 면적 중량을 갖는다. 섬유 레이어 중의 적어도 하나는 적어도 200 gㆍm-2, 바람직하게는 적어도 300 gㆍm-2의 대략적인 면적 중량을 갖는다.
섬유 레이어가 더 많이 압축될수록 구조 유닛의 영역의 전체 강성 및 트림 부품의 전체 강성에 더 크게 기여한다.
2개의 섬유 레이어는 동일하거나 상이한 두께 및/또는 면적 중량을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 구조 트림 부품은 고결된 외측 섬유 레이어의 외부 표면에 중첩되고 적층되어 특성을 더 최적화시키는, 적어나 하나의 부가적인 레이어, 바람직하게는 선택적으로 다공성인, 바람직하게는 열가소성 폴리우레탄으로 제작되는 필름 레이어 또는 부직 스크림 레이어(nonwoven scrim layer)를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는 PET 폼은 폴리에스테르 섬유 스킨(polyester fibrous skin)과 결합되어 단일 재료 제품(mono material product)으로 제공된다. 이러한 제품은 재활용하기가 쉬울 것이다. 예를 들어, 이 재료는 다시 용융되어 본 발명에 따른 제품을 포함하는 모든 유형의 PET 제품에 재사용되기 위한 PET 수지로 형성되거나 동일하거나 유사하거나 다른 제품의 원료로서 사용될 수 있는 피스로 직접적으로 파쇄될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 구조 트림 부품은 예를 들어 엔진이나 배기 파이프 등의 열원과 같은 차량의 사용 중에 증가된 온도를 갖는 차량 요소와 대면하는 방열 레이어(heat radiating layer), 바람직하게는 금속 필름, 바람직하게는 알루미늄, 또는 트림 부품의 외부 표면 상의 코팅을 더 포함할 수 있다. 외장 구조 트림 부품의 위치에 따라, 구조 유닛에 적어도 부분적으로 방열 레이어를 부가하는 것이 유리할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 방열 레이어는 적어도 부분적으로 다공성이다.
외측 섬유 레이어 및 내측 폴리에스테르 폼 레이어를 갖는 구조 유닛은 예를 들어 언더 바디 패널, 언더 엔진 실드, 리어 언더 바디 패널 또는 언더 센터 패널과 같은 언더 바디 트림 부품으로서와 같이 차량 트림 부품에 사용될 수 있다. 구조 유닛의 유리한 열 특성으로 인해, 트림 부품은 엔진 봉입(engine encapsulation)을 위한 구성요소 또는 보닛 라이너(bonnet liner)와 같은 엔진실 내의 구성요소를 위해서도 사용될 수 있다.
고정 지점의 크기, 형상, 개수 및 위치에 따라, 외장 구조 트림 부품의 전체 강성은 2개의 섬유 레이어 사이에 PET 폼을 갖는 하나 이상의 영역을 배치함으로써 최적화될 수 있으며, 2개의 섬유 레이어 사이에 PET 폼을 갖는 하나 이상의 영역의 크기 및 위치가 외장 트림 부품의 전체 강성을 결정한다.
본 발명의 범위 내에서, 굴곡 탄성률(flexural modulus)은 굽힘 토크가 부과될 때의 바디의 곡률을 나타내는 굴곡되는 바디의 특성으로 이해된다. 굴곡 탄성률[Mpa]은 ISO 178에 따른 방법에 의해 실험적으로 결정된다.
본 발명의 범위 내에서, 공기 불침투성 또는 불침투성은 단순화를 위해 8000 Nㆍsㆍm-3 이상의 공기 흐름 저항(AFR)으로 정의된다. AFR은 ISO 9053에 따라 다이렉트 공기 흐름 방법(direct airflow method)(방법 A)을 사용하여 측정된다.
트림 부품은 바람직하게는 적어도 하나의 몰딩 단계를 갖는 표준 제조 방법에 따라 제조될 수 있다. 재료는 섬유 레이어의 고결을 달성하기 위해 몰딩에 앞서 가열되거나, 몰딩과 동일한 단계로 가열될 수 있다. 몰딩 단계 동안, 섬유 레이어는 보다 압축된 외측 섬유 레이어를 형성하도록 압축된다.
제조는 적어도:
Figure pct00001
몰딩 툴 내에서 올바른 순서로 몰딩되도록 레이어를 배치하는 단계;
Figure pct00002
트림 부품의 형상을 성형하기 위해 몰딩 툴을 폐쇄하고, 폴리머를 완화시키고 결합제 재료를 용융시킴으로써 섬유 레이어를 압축 및 고결시키고 그들을 인접한 레이어에 적층시키기 위해 예를 들어 증기로 레이어를 가열하는 단계;
Figure pct00003
성형 공구를 개방하여 트림 부품을 냉각시키고, 완성된 트림 부품을 몰딩 툴로부터 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
Figure pct00004
선택적으로 몰드 내 핀칭(in mould pinching)(트림 부품의 림(rim) 절단)이 툴 내에서 통합될 수 있다.
선택적으로 한 단계의 가열 및 몰딩을 하나의 예열 단계와 하나의 냉간 몰딩 단계로 대체할 수 있다.
도 1은 차량을 아래에서 도시한 도면이다.
도 2는 선행기술에 따른 가능한 외장 트림 부품을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 트림 부품의 개략도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 트림 부품의 개략적 단면도를 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 외장 트림 부품의 가능한 위치의 2개의 비한정적인 예를 갖는 차량을 아래에서 도시한 도면이다. 트림 부품들은 대체로 도로와 대면하는 차량 플로어에 평행하게 장착된다. 트림 부품들은 일반적으로 엔진실(1) 또는 승객실(2) 아래에 배치된다.
도 2는 구조 유닛(structural unit)을 포함하는 본 발명에 따른 트림 부품으로 대체될 수 있는 예컨대 언더 바디 패널(3), 리어 언더 바디 패널(4), 언더 엔진 실드(5) 및 센터 패널(6)과 같은 선행기술에 따른 가능한 외장 트림 부품을 도시하고 있다. 본 발명에 따른 재료를 사용함으로써, 리브(rib)는 구조 유닛으로 대체될 수 있고, 표면은 평탄화될 수 있다. 더 높은 강성으로 인해, 도시된 트림 부품들은 함께 결합되어 하나의 더 큰 트림 부품을 형성할 수 있으며, 심지어 전체 언더 바디 표면을 커버하는 단지 하나의 트림 부품을 형성할 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 구조 유닛(9)을 갖는 외장 트림 부품(7)의 하나의 예의 상면도를 도시한다. 구조 유닛(9)은 트림 부품의 영역을 부분적으로 커버하고 잔여 영역(8)은 적어도 두 개의 섬유 레이어를 포함한다. 이러한 큰 면적의 구조 유닛이 도로면을 향한 평탄 영역을 생성하여, 트림 부품의 충분한 강성을 제공하기 위해 립 및/또는 엠보스먼트(embossment)가 필요할 수 있는 시판중인 다른 해법들과 비교하여 차량의 공기역학적 거동을 향상시킨다.
구조 유닛에 의한 커버율 및 영역 위치는 외장 트림 부품의 전체 강성과 중량을 최적화하며 그리고/또는 고정 지점의 수를 최소화하도록 설계할 수 있다. 도 3은 구조 유닛(9)을 정형적인 형상을 갖는 하나의 큰 영역으로 도시하고 있지만, 구조 유닛 영역은 기본적으로 임의의 형상을 가질 수 있으며 그리고/또는 2개 이상의 영역으로 존재할 수 있다. 구조 유닛의 영역은 예를 들어 국부적 보강을 위한 작 스트립 형태의 트림 부품의 매우 작은 영역을 커버하거나, 트림 부품을 부분적으로 커버하는 하나 이상의 영역을 커버하거나 근본적으로 전체 트림 부품을 커버할 수도 있다. A-A'는 도 4에 도시된 단면을 지시한다.
도 4는 도 3에 도시된 트림 부품의 단면(A-A')(10)을 도시한다. 트림 부품은 2개의 압축되고 고결된 섬유 레이어(12 및 13) 사이에 PET 폼 레이어가 적층된 구조 유닛(9)을 갖는 제1 영역과, 2개의 압축되고 고결된 섬유 레이어(12 및 13)가 함께 적층된 제2 잔여 영역(8)에 의해 형성된다. 섬유 레이어(12 및 13)는 트림 부품 전체 표면을 커버하는 연속 레이어이다. PET 폼은 몰딩가능하고, 예를 들어 2 mm 미만과 같이 작은 두께로 몰딩될 수 있으며, PET 폼 레이어의 에지에서 폼의 두께는 도면에 도시된 바와 같이 매우 작은 두께로 감소 변화되어, 폼을 갖는 영역으로부터 폼을 갖지 않는 영역으로의 완만한 천이를 가능하게 해준다. 폼 레이어의 주 영역의 전체 두께는 전체적인 구조 강성을 달성하기 위해 2 mm를 초과하는 것이 바람직하지만, 국부적으로 폼이 예를 들어 구조 유닛과 그것이 없는 영역 사이의 경계부에서 더 작은 두께로 (추가적으로) 압축되는 것이 가능할 것이며, 이는 될 수 이뿐만 아니라, 차량 메인 바디의 독출부를 따른 영역이나 다른 제한된 공간을 갖는 영역에서도 가능하다.

Claims (18)

  1. 차량용 외장 구조 트림 부품으로서, 함께 중첩되고 적층되어 구조 유닛(9)을 형성하는 적어도 3개의 레이어를 포함하는 적어도 하나의 영역을 포함하고, 2개의 외측 레이어가 압축되고 고결된 섬유 레이어(12 및 13)인 외장 구조 트림 부품에 있어서, 상기 2개의 외측 섬유 레이어 사이에 위치되는 내측 레이어가 불침투성 폴리에스테르 폼 레이어(11)인 것을 특징으로 하는 외장 구조 트림 부품.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 구조 유닛을 포함하지 않는 트림 부품의 영역이 압축되고 고결된 상기 2개의 외측 섬유 레이어 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 외장 구조 트림 부품.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고결된 섬유 레이어는 충전제 섬유와 열가소성 결합제 형태의 결합제로 이루어져 있고, 상기 결합제는 상기 충전제 섬유 사이에 작은 결합점을 형성하여 섬유 재료를 고결시키는 것을 특징으로 하는 외장 구조 트림 부품.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 충전제 섬유는 열가소성 섬유, 바람직하게는 폴리에스테르 섬유, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 중의 적어도 하나이거나, 상기 충전제 섬유는 이러한 섬유들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 외장 구조 트림 부품.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 열가소성 결합제는 폴리에스테르의 코폴리머이거나 폴리아미드, 바람직하게는 폴리아미드 6 또는 폴리아미드 66인 것을 특징으로 하는 외장 구조 트림 부품.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 충전제 섬유 및 상기 결합제는 바람직하게는 상기 충전제 섬유가 코어를 형성하고 상기 결합제가 시스를 형성하는 코어-시스 형태의 2성분 섬유로 결합되는 것을 특징으로 하는 외장 구조 트림 부품.
  7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전제 섬유는 스테이플 섬유 또는 무한 필라멘트일 수 있는 것을 특징으로 하는 외장 구조 트림 부품.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 폼 레이어는 15 mm 미만, 바람직하게는 8 mm 미만, 바람직하게는 6 mm 미만의 대략적인 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 외장 구조 트림 부품.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 폼 레이어는 적어도 2 mm, 바람직하게는 적어도 3 mm, 바람직하게는 적어도 4 mm의 대략적인 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 외장 구조 트림 부품.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구조 유닛의 영역 내의 상기 압축되고 고결된 섬유 레이어 중의 적어도 하나는 3 mm 미만, 바람직하게는 1.5 mm 미만의 대략적인 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 외장 구조 트림 부품.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구조 유닛의 영역 내의 상기 압축되고 고결된 섬유 레이어 중의 적어도 하나는 적어도 0.2 mm, 바람직하게는 적어도 0.5 mm의 대략적인 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 외장 구조 트림 부품.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유 레이어 중의 적어도 하나는 1500 gㆍm-2 미만, 바람직하게는 800 gㆍm-2 미만, 바람직하게는 600 gㆍm-2 미만의 면적 중량을 갖는 것을 특징으로 하는 외장 구조 트림 부품.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유 레이어 중의 적어도 하나는 적어도 200 gㆍm-2, 바람직하게는 적어도 300 gㆍm-2의 면적 중량을 갖는 것을 특징으로 하는 외장 구조 트림 부품.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 폼 레이어는 열가소성 폴리에스테르 폼, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 폼 인 것을 특징으로 하는 외장 구조 트림 부품.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 폼 레이어는 바람직하게는 폐쇄형 셀 폼인 것을 특징으로 하는 외장 구조 트림 부품.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유 레이어와 상기 폴리에스테르 폼 레이어 사이에 접착 레이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외장 구조 트림 부품.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고결된 외측 섬유 레이어의 적어도 하나의 외부 표면에 중첩되고 적층되는, 선택적으로 다공성인, 필름 레이어, 바람직하게는 열가소성 폴리우레탄 필름 레이어, 부직 스크림 레이어, 방열 레이어, 바람직하게는 금속 필름, 바람직하게는 알루미늄, 또는 방열 코팅 레이어 중의 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외장 구조 트림 부품.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 외장 구조 트림 부품을 차량에서 언더 바디 패널, 언더 엔진 실드, 리어 언더 바디 패널 또는 언더 센터 패널과 같은 언더 바디 트림 부품으로서 또는 보닛 라이너 또는 엔진 실드와 같은 엔진실 트림 부품으로서 사용하는 방법.
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