KR20180009917A - 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포 및 그의 제조방법 - Google Patents

차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 중공사, 바인더 섬유로 이루어진 성형 부직포 및 그의 제조방법를 제공한다. 또한, 본 발명은 종래 부직포의 단점을 해결하고자 차량 시트백의 형상에 맞도록 성형하더라도 성형시 찢어짐이 없고, 성형 후 형태유지성이 있으며, 흡음기능을 높이고, 쿠션감을 향상시키는 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포 및 그의 제조방법을 제공한다.

Description

차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포 및 그의 제조방법 {Vehicle rear seat back mounting molding non-woven fabric and a method of manufacturing the back}
본 발명은 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 중공사, 바인더 섬유로 이루어진 성형 부직포 및 그의 제조방법에 대한 것이다.
일반적으로 차량용 시트는 승객이 앉을 수 있는 시트쿠션과, 등을 기댈 수 있는 시트백과, 목과 머리를 지지하는 헤드레스트로 구성되어, 승객이 안락감을 느끼도록 설계되고 있다.
현재 사용되고 있는 차량용 시트백의 후면에는 부직포가 다른 커버와 같이 덮어 씌워졌다. 이 부직포는 제작된 후 절단, 봉제작업을 한 후에 다른 커버와 같이 덮어 씌워졌다. 이러한 봉재타입의 부직포는 하나로 이루어진 것이 아니라 보통 5개의조각으로 제단되고 각 조작을 봉제하여야만 한다. 이 봉제형태의 부직포는 장시간 사용시 봉제접합부가 벌어짐이 발생하여 사람이 시트에 안착시 늘어져 터짐과 주름불량 등이 발생한다.
또한 종래의 부직포는 제단과 봉제과정을 사람이 직접하여야 하므로, 제작과정이 복잡하고 인력이 많이 소요되는 단점이 있다.
상기 종래의 부직포는 100% 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유로 이루어지고, 부직포의 양면에 아크릴 수지가 코팅된 부직포를 사용하고 있다.
종래의 부직포는 봉제후 부직포의 접합부가 당겨지는 경우에 강성을 유지하기 위하여 다른 수지에 비하여 강도가 높아야만 당겨질 때 형태를 유지할 수 있기 때문에 상대적으로 기계적 강성이 우수한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유만을 사용하고양측면에 아크릴 수지를 코팅시켜 사용하고 있다. 이와 같이 코팅된 부직포는 흡음기능이 낮은 편이다.
한국등록실용신안 제20-0309209호(2003.03.18 등록)
본 발명의 구현예들이 해결하고자 하는 과제는 종래 부직포의 단점을 해결하고자 차량 시트백의 형상에 맞도록 성형하더라도 성형시 찢어짐이 없고, 성형 후 형태유지성이 있으며, 흡음기능을 높이고, 쿠션감을 향상시키는 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 구현예에 따른 양상은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 중공사, 바인더 섬유로 이루어진 이루어진 제2 부직포의 2층으로 이루어진 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포에 관한 것이다.
본 발명의 하나의 구현예에 따른 양상은 상기 바인더 섬유는 저융점 섬유(Low Melting fiber) 또는 폴리프로필렌(PP) 섬유인 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포에 관한 것이다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 양상은 상기 부직포 100중량부 기준으로, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유는 30중량부 내지 50중량부이고, 상기 중공사 섬유는 10중량부 내지 40중량부이고, 상기 바인더 섬유는 20중량부 내지 40중량부인 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따른 양상은 상기 중공사 섬유의 재질은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)인 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따른 양상은 상기 차량 리어 시트백 후면 부착측 부직포에 필름층이 결합된 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따른 양상은 상기 필름층은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 20중량부 내지 40중량부 및 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 60중량부 내지 80중량부인 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따른 양상은 상기 저융점 섬유는 융점이 110℃ 내지 180℃인 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따른 양상은 상기 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포는 단위면적당 무게는 400g/㎡ 내지 650g/㎡이고, 1.5 내지 3.5㎜의 두께인 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따른 양상은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 중공사, 바인더 섬유를 각각 카딩(Carding)하여 혼방한 후 1차 니들펀칭하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계이후 제1단계와는 반대방향으로 니들펀칭하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계이후 제 1 단계의 니들펀칭과 동일한 방향으로 니들펀칭하는 제 3 단계;로 이루어진 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따른 양상은 상기 제 3 단계이후 상기 차량 리어 시트백 후면 부착측 부직포에 필름층을 적층하는 적층단계;를 포함하는 이루어진 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따른 양상은 상기 제 3 단계 또는 적층단계 이후에 140 내지 180℃에서 열처리하는 단계;를 추가로 포함하는 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따른 양상은 상기 열처리하는 단계 이후에 상기 200 내지 300℃에서 1분 20초 내지 2분간 열처리한 후, 금형에서 10 내지 15℃의 온도로 냉각 성형하는 단계;를 포함하는 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 구현예들에서의, 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포는, 종래의 부직포와 같은 제단과 봉제결합공정을 없애고 부직포를 소정온도에서 가열한 후 냉각성형에 의해 제조하는 자동화공정으로 제작할 수 있어서, 제조원가가 낮아지고 제조공정시간이 짧아지는 장점을 갖는다.
또한 종래의 부직포는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유로 이루어지고, 부직포의 양면에 아크릴 수지가 코팅된 부직포를 사용하여 흡음성능이 낮은 단점이 있었으나, 본 발명의 부직포는 중공사를 사용함으로 인하여 흡음성능을 높아지고, 중공사로 인한 쿠션감(탄성) 또한 증대되는 효과가 있다.
본 발명의 부직포는 바인더인 저융점 섬유가 열처리시 용융되어 기재인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 중공사를 결합시키고 성형시 가해지는 변형력에 견디는 물성을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.
이러한 본 발명의 구현예들은, 차량 리어 시트백 후면에 사용되는 부직포의 흡음성을 향상시키고, 제조공정의 수월성 및 경제성 등을 우수하게 유지할 수 있는 차량 리어 시트백 후면용 부직포 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1a는 차량 리어 시트백 후면용 부직포가 차량에서 적용되는 위치를 나타내는 사진이다.
도 1b는 종래의 다수개로 분할 제단된 차량 리어 시트백 후면용 부직포의 제단 예시도이다.
도 2a는 본 발명의 일 예시인 차량 리어 시트백 후면용 부직포의 성형된 사진이다.
도 2b는 도 2a에서 성형된 차량 리어 시트백 후면용 성형 부직포 완성사진이다.
이하에서 본 발명의 구현예들을 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 구성 또는 기능에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1a는 차량 리어 시트백 후면용 부직포가 차량에서 적용되는 위치를 나타내는 사진이다.
도 1a를 살펴보면, 차량의 실내에 운전석 뒤편에는 승객이 앉는 시트가 설치되어 있다. 이 승객이 앉을 수 있는 시트쿠션과, 등을 기댈 수 있는 시트백과, 목과 머리를 지지하는 헤드레스트로 구성되어, 승객이 안락감을 느끼도록 설계되고 있다.
현재 사용되고 있는 차량용 시트백의 후면에는 부직포가 다른 커버와 같이 덮어 씌워졌다. 이 부직포는 도 1b와 같이 다수개의 조각으로 재단하여 절단, 봉제작업을 한 후에 다른 커버와 같이 덮어 씌워져 사용되고 있다. 이러한 봉제타입의 부직포는 하나로 이루어진 것이 아니라 보통 5개 이상의 조각으로 재단되고 각 조작을 봉제하여야만 한다. 이 봉제형태의 부직포는 장시간 사용시 봉제접합부가 벌어짐이 발생하여 사람이 시트에 안착시 늘어져 터짐과 주름불량 등이 발생한다.
종래의 시트백에 덮어 씌워지는 부직포는 봉제결합부의 인장시 강도를 유지하기 위하여 상대적으로 인장강도가 큰 소재인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 100%로 이루어지고, 부직포의 양면에 아크릴 수지가 코팅된 부직포를 사용하였다. 이 부직포는 흡음성능이 낮은 단점이 있다.
본 발명의 부직포는 종래 부직포의 단점을 해결하고자 시트백의 형상에 맞도록 성형하더라도 성형시 찢어짐이 없고, 성형 후 형태유지성이 있으며, 흡음기능을 높이고, 쿠션감을 향상시키도록 하는 것이다.
본 발명의 차량 리어 시트백 후면용 부직포는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 중공사, 바인더 섬유로 이루어진다.
본 발명의 차량 리어 시트백 후면용 부직포 100중량부 기준으로, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유는 30중량부 내지 50중량부이고, 상기 중공사 섬유는 10중량부 내지 40중량부이고, 상기 바인더 섬유는 20중량부 내지 40중량부인 것이 바람직하다.
상기 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유는 부직포의 기재역할을 수행하는 것으로, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유가 30 중량부 미만 포함되는 경우, 내구성 및 형태성을 부여하는 몸체, 기재로서의 역할이 어렵고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유가 50 중량부 이상 포함되는 경우에는 기재층을 결합시키는 바인더 섬유의 부족으로 기재층의 결속력이 부족하거나 중공사의 비율이 낮아져 흡음성능이 낮아지는 단점이 있다.
상기 바인더 섬유가 20중량부로 이하이면, 기재층과 중공사를 결합시키는 바인더의 기능 즉, 섬유간의 결합력이 낮아져, 완제품 성형 시 찢어지는 문제점이 발생되고, 차수성과 내구성을 유지하기 어렵다. 또한 바인더 섬유가 40 중량부 이상인 경우에는 기재인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 흡음재인 중공사가 적게 포함되어 형태안정성이 낮아 지거나 흡음성능이 낮아지는 단점이 있다.
상기 중공사 섬유가 10중량부 이하이면 흡음성능을 기대하기 어렵고, 40중량부 이상이면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 또는 바인더 섬유가 적게 포함되는 단점이 있다.
상기 바인더 섬유는 저융점 섬유(Low Melting fiber) 또는 폴리프로필렌(PP) 섬유이거나, 저융점 섬유(Low Melting fiber)와 폴리프로필렌(PP) 섬유를 동시에 바인더로 사용하기도 한다.
상기 바인더 섬유는 기재인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 흡음재인 중공사 섬유를 후단에서 설명하는 열처리공정에서 바인더 섬유가 융융하여 기재와 흡음재를 결합시키는 기능을 수행한다.
본 발명의 하나의 예시에서 상기 저융점 섬유는 폴리에스터계이고, 가열시 상대적으로 빠르게 용융되는 특성을 갖는 LM(Low Melting fiber) 섬유이고, 상기 저용점 섬유는 융점이 110℃ 내지 180℃의 범위를 갖는다.
상기 부직포를 이루는 저융점 섬유와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유의 섬도는 3 내지 6데니아, 38 ~ 51㎜의 길이범위를 갖는 것이 바람직하다. 이는 차량용 언더커버에 요구되는 일정 수준의 기계적 물성 등을 충족할 수 있게 한다.
또한 차량 시트백 후면에 부착되는 부직포의 일측에 필름층을 결합시킬 수도 있다. 이 필름층의 기능은 부직포가 차량 시트백 후면에 부착될 때 차량 시트백 후면과 부직포간의 결합시 결합제가 보다 견고하게 결합되도록 부직포면의 표면조도를 낮게 하기 위한 것이다.
상기 필름층은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 20중량부 내지 40중량부 및 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 60중량부 내지 80중량부를 혼합하여 압출시켜 제조한다.
상기 필름층은 차량 시트백 후면 부착용 성형 부직포의 일측에 합지시킨다. 필름층이 형성된 측은 표면거칠기를 낮춰 차량 시트백의 후면과 결합제에 의해 결합시 결합이 잘 되도록 하게 위한 용도로 결합제가 부직포의 표면에 고르게 도포되도록 하는 기능을 한다.
이하 차량 리어 시트백 후면용 성형 부직포의 제조방법을 설명한다.
본 발명의 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포를 이루는 소재인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 중공사, 바인더 섬유를 각각 카딩한 후, 혼방, 웹(Web)형성, 니들펀칭하여 부직포를 형성한다. 니들펀칭은 3 내지 4회를 실시한다.
상기 웹(Web)형성 시 좌우 증량편차를 줄이기 위하여 1차 니들펀칭은 상부에서 하부방향으로 진행하고, 2차 니들펀칭은 하부에서 상부방향로 진행하고, 다시 3차 니들펀칭은 상부에서 하부방향으로 진행하는 방식으로 니들펀칭으로 상부와 하부방향을 서로 반대방향으로 진행한다. 이와 같이 니들펀칭을 서로 반대방향으로 실시하면 형성된 웹(Web)의 좌우편차를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포는 단위면적당 무게는 400g/㎡ 내지 650g/㎡이고, 1.5 내지 3.5㎜의 두께이면 적합하다.
이후 형성된 부직포의 일측에 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 20중량부 내지 40중량부 및 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 60중량부 내지 80중량부를 혼합하여 압출시켜 제조한 필름층을 적층시킨다.
상기 필름층이 적층된 부직포를 부직포의 양면에서 적외선 히터의 가열에 의해 열처리시킨다. 이 열처리는 바인더 섬유인 저융점 섬유(Low Melting fiber) 또는 폴리프로필렌(PP) 섬유를 용융시켜 기재인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 중공사 섬유간 빈공간에 흘러 스며들어간 후 냉각되면서 결합시킨다.
상기 열처리 과정에서 상기 기재인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 중공사 섬유는 융용되지 않고 상기 기재인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유는 형태안정성 기능을 하고 중공사는 흠음기능과 쿠션기능을 갖는다.
이때 바인더 섬유가 모두 용융되는 것은 아니며, 이후 시트백 형상에 맞도록 성형시키기 위한 재 가열시에 용융되지 않은 잔류 바인더 섬유가 용융된다.
이후 차량 리어 시트백의 형상에 맞는 형상으로 성형시키는 과정을 설명한다.
상기 열처리이후 부직포를 200 내지 300℃에서 1분 20초 내지 2분간 예열처리한 후, 금형에서 10 내지 15℃의 온도로 냉각 성형하여 원하는 형태의 완성품을 제조한다.
상기 완성품의 예시는 도 2a와 도 2b와 같다.
<실시예 1>
3데니아의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유 160g, 3데니아의 저융점 섬유 85g, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 재질의 중공사 160g을 각각 카딩한 후 믹싱 탱크에서 혼방한 후, 1차 니들펀칭하되, 믹싱 탱크내에 분산 팬을 설치하여 분산 팬에 의하여 밍싱한 후 웹(Web)에 낙하시켜 웹을 형성하였다. 상기 형성된 웹을 상부에서 하부방향으로 1차 니들펀칭하고, 다시 하부에서 상부방향으로 2차 니들펀칭한 후, 상부에서 하부방향으로 3차 니들펀칭하였다.
이후 적외선 히터에 의하여 150℃의 온도로 가열되는 열처리기내를 부직포가 통과되었다. 이후 상온으로 냉각되고, 다시 성형을 하기 전에 235℃의 온도에서 1분 30초 가열처리한 다음, 냉각시키고, 이를 다시 금형에서 15℃의 온도로 40초 동안 냉각성형하여 차량 리어 시트백 후방 부착용 부직포를 제조하였다.
<시험예 1> 물성 테스트
상기 실시예 1에 의해 제조된 차량 리어 시트백 후방 부착용 부직포의 기계적 강도를 측정하기 위해 가로 150mm × 세로 50 mm 의 시료를 준비하여 온도 23±3℃, 습도 50±5%의 조건에서 3일간 방치한 시료와 40℃의 온도에서 16시간 방치후, 꺼내어 건조시킨 시료에 대하여 표 1의 시험을 실시하였다. 표 1은 실시예의 기계적 강도 측정값이다.
시험항목 단위 시험규격 시험결과 비고
두께 mm MS 343-11 4.2 2.7
중량 g/㎡ MS 343-11 4.3 425
인장강도 침수전 KN/50mm MS 343-11 4.4 세로 0.60
가로 0.59
인장강도 침수후
 가로 0.69
세로 0.66
신율 침수전 % MS 343-11 4.4 세로 70.8
가로 82.3
신율 침수후 % MS 343-11 4.4 세로 71.8
가로 81.4
내한성 -30℃, 2시간 균열 찢어짐 등 결함없음
내한성 70℃ 300시간 균열 찢어짐 등 결함없음
주름 방지율 % MS 343-11 4.14 세로 66
가로 67
* MD: 기계생산방향(Machine Direction), CD: 기계생산방향과 직각인 원단폭방향(Cross Direction)
상기 표 1을 참조하면, 본 발명의 실시예인 부직포의 기계생산방향과 원단폭방향간의 편차는 비교적 작은 편이었다.
본 발명의 구현예들에 대해 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 중공사, 바인더 섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바인더 섬유는 저융점 섬유(Low Melting fiber) 또는 폴리프로필렌(PP) 섬유인 것을 특징으로 하는 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 부직포 100중량부 기준으로, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유는 30중량부 내지 50중량부이고, 상기 중공사 섬유는 10중량부 내지 40중량부이고, 상기 바인더 섬유는 20중량부 내지 40중량부인 것을 특징으로 하는 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중공사 섬유의 재질은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)인 것을 특징으로 하는 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 리어 시트백 후면 부착측 부직포에 필름층이 결합된 것을 특징으로 하는 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 필름층은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 20중량부 내지 40중량부 및 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 60중량부 내지 80중량부인 것을 특징으로 하는 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 저융점 섬유는 융점이 110℃ 내지 180℃인 것을 특징으로 하는 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포.
  8. 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유와 중공사, 바인더 섬유를 각각 카딩(Carding)하여 혼방한 후 1차 니들펀칭하는 제 1 단계;
    상기 제 1 단계 이후 제1단계와는 반대방향으로 니들펀칭하는 제 2 단계;
    상기 제 2 단계 이후 제 1 단계의 니들펀칭과 동일한 방향으로 니들펀칭하는 제 3 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 단계 이후 상기 차량 리어 시트백 후면 부착측 부직포에 필름층을 적층하는 적층단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포의 제조방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제 3 단계 또는 적층단계 이후에 140 내지 180℃에서 열처리하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 열처리하는 단계 이후에 상기 200 내지 300℃에서 1분 20초 내지 2분간 가열처리한 후, 금형에서 10 내지 15℃의 온도로 냉각 성형하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 리어 시트백 후면 부착용 성형 부직포의 제조방법.
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