KR20190104084A - Protective cover for vehicle using carbon fiber material and manufacturing method thereof - Google Patents
Protective cover for vehicle using carbon fiber material and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190104084A KR20190104084A KR1020180024494A KR20180024494A KR20190104084A KR 20190104084 A KR20190104084 A KR 20190104084A KR 1020180024494 A KR1020180024494 A KR 1020180024494A KR 20180024494 A KR20180024494 A KR 20180024494A KR 20190104084 A KR20190104084 A KR 20190104084A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- carbon fiber
- film
- protective cover
- vehicle
- front portion
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
- B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
- B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/12—Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
- B32B37/24—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer not being coherent before laminating, e.g. made up from granular material sprinkled onto a substrate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
- B32B5/022—Non-woven fabric
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
- B32B5/024—Woven fabric
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
- B32B37/24—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer not being coherent before laminating, e.g. made up from granular material sprinkled onto a substrate
- B32B2037/243—Coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2255/00—Coating on the layer surface
- B32B2255/10—Coating on the layer surface on synthetic resin layer or on natural or synthetic rubber layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
- B32B2262/0253—Polyolefin fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/10—Inorganic fibres
- B32B2262/106—Carbon fibres, e.g. graphite fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2605/00—Vehicles
- B32B2605/003—Interior finishings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 돌이나, 나무, 수풀 등으로 부터의 마찰 및 오물이 차량 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 오프로드형 차량의 적용되는 프로텍티브 커버에 관한 것이다.The present invention relates to a protective cover applied to an off-road vehicle in order to prevent the friction and dirt from stones, trees, bushes and the like to enter the vehicle.
자동차 프론트 커버는 자동차 범퍼 및 보닛에 부착하여 애기치 않은 바닥의 잔해로부터의 손상과 벌레나 오물 등으로 부터의 오염을 방지하기위해 사용되어진다. 개발 초기의 프론트 커버 제품은 플라스틱 커버형 제품이 개발되었으며 범퍼에 부착시켜 단순히 자동차 보호용으로 개발되었다. 하지만 주행시 공기저항이 상승되는 문제점과 무게 증가로 인한 연비 감소의 문제점을 보였으며 이는 차량의 경량성 및 연비 효율성이 중요시되는 현재의 자동차 산업 트랜드에 벗어난다.The front cover of the car is attached to the bumper and bonnet of the car to prevent damage from debris on the bottom of the floor and contamination from bee or dirt. In the early stage of development, a plastic cover type product was developed and was simply developed to protect a car by attaching it to a bumper. However, it showed a problem of increasing air resistance while driving and reducing fuel economy due to weight increase, which is outside of the current automotive industry trend in which weight and fuel efficiency of vehicles are important.
이후 기존 플라스틱형 커버 제품의 문제점인 공기저항과 연비효율성을 보완한 가죽형, 직물형 프론트 커버 제품이 출시되었다. 가죽 소재로 제작된 제품의 경우, 일반 직물 소재에 비해 마찰에는 좀 더 강할 수 있으나 수분에 취약하여 주행 시에 내구성이 약화될 우려가 있다. 또한, 가죽 제품은 비오는 날과 같이 습도가 높은 날에 착용할 경우 차량 외부의 부식 등 손상을 일으킬 수 있으며 제품 자체에도 큰 손상을 일으킬 수 있기 때문에 자동차용 커버 소재로는 적합하지 않은 것으로 판단된다. 직물 소재의 경우, 가죽 소재보다 내구성이 약하여 마찰 시 쉽게 손상될 수 있고, 내구성이 약하여 제품을 오래 사용할 수 없다. 또한, 직물 소재 자체가 일광에 약한 부분이 있기 때문에 이에 대한 변색 또는 손상이 쉽게 일어날 수 있다. 이렇듯, 기존에 사용된 Front-End 커버의 소재들에는 각각의 단점이 있으며, 이러한 소재들의 단점을 보완하여 제품을 제작하기 위해 가볍고 우수한 강도로 내충격성 및 보호성이 강한 소재를 활용하여 손상을 최소화하고 경량성을 부여할 수 있는 소재를 이용해 개발할 필요성이 있다.Since then, leather- and textile-type front cover products have been released to complement the air resistance and fuel efficiency of the plastic cover products. Products made of leather may be more resistant to friction than ordinary fabrics, but are vulnerable to moisture, which may weaken durability when driving. In addition, leather products may cause damage such as corrosion on the outside of the vehicle when worn on high humidity, such as rainy days, and may cause great damage to the product itself. In the case of textile material, it is less durable than leather material, so it can be easily damaged by friction, and the durability is weak, so the product can not be used for a long time. In addition, since the fabric material itself has a weak part in daylight, discoloration or damage thereof may easily occur. As such, the materials of the front-end cover used in the past have their respective disadvantages, and the damage is minimized by utilizing the material having strong impact resistance and protection with light and excellent strength to make up the product by supplementing the disadvantages of these materials. And there is a need to develop using a material that can give light weight.
본 발명은 강도가 강한 탄소섬유 표면을 기재로 사용하고 라미네이팅 처리하여 기존 제품에서 나타나는 내마모성 및 내구성이 떨어져 마찰에 의한 제품 표면이 손상되는 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to solve the problem that the surface of the product is damaged by friction due to the wear resistance and durability of the existing product by using a strong carbon fiber surface as a substrate and laminating.
또한 본 발명은 종래의 가죽이나 PVC 제품은 또한 우천시 수분을 외부로 발산하기 힘들어 도장면에 부식을 야기시켰던 문제점을 해결하기 위하여, 표면 스프레이 코팅을 통한 표면 발수성을 증진시켜 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention is to improve the surface water repellency through the surface spray coating in order to solve the problem that the conventional leather or PVC products are difficult to dissipate moisture in the rain, causing corrosion on the painted surface.
본 발명은 탄소섬유 제직물 기재(10)와, 상기 기재에 라미네이트된 필름(20) 및, 상기 필름에 형성된 코팅층(30)을 포함하는 강도가 향상된 전면부; 및The present invention includes a carbon fiber
상기 전면부와 본딩처리되어 스크래치를 방지하는 폴리프로필렌 부직포(40)인 후면부;를 포함하는 차량용 보호커버를 제공함을 특징으로 한다.It is characterized in that it provides a protective cover for a vehicle comprising a; a rear portion of the polypropylene
상기 탄소섬유 제직물은 3K와 12K인 것이 바람직하다.The carbon fiber woven fabric is preferably 3K and 12K.
또한 상기 탄소섬유 제직물은 실란 커플링제로 표면처리 되는 것을 특징으로 한다. 이종 소재간의 계면 접착강도를 향상시키기 위하여 커플링제(coupling agent) 처리가 필요하며, 본 발명에서와 같이 탄소섬유와 열가소성 수지의 라미네이팅을 위해서 탄소섬유의 표면 처리를 통한 표면 활성화 시킨다.In addition, the carbon fiber woven fabric is characterized in that the surface treatment with a silane coupling agent. In order to improve the interfacial adhesion strength between different materials, a coupling agent treatment is required, and surface activation of the carbon fibers is performed for surface lamination of the carbon fibers and the thermoplastic resin as in the present invention.
상기 탄소섬유 제직물에 라미네이트되는 필름은 TPU, PVC, PP, PE 필름인 것을 특징으로 한다. 또한 상기 필름은 열가소성 수지 필름인 것이 바람직하다.The film laminated on the carbon fiber woven fabric is characterized in that the TPU, PVC, PP, PE film. Moreover, it is preferable that the said film is a thermoplastic resin film.
본 발명에 있어서, 상기 필름층 상부에는 방오, 발수를 위한 코팅층이 형성된 것을 특징으로 한다. In the present invention, a coating layer for antifouling and water repellent is formed on the film layer.
한편, 본 발명의 보호커버의 후면부는 차량표면과 접합성을 올리고 차량 외부에 대한 충격 및 환경적 요인으로부터 발생되는 차량 외부의 스크레치 및 찌그러짐 등의 손상을 최소화하고, 통기성, 신축성의 증진 위해 폴리프로피렌 소재의 부직포를 사용하는 것을 특징으로 한다. 폴리프로필렌 원사의 경우 표면에 접합성을 향상시키기 위해 펠트 제작시 마찰계수가 높은 Filament 소재를 사용하는 것이 바람직하며 Denier당 Filament 개수가 낮은 것이 좋다. 현재 가염성 PP75/24F 원사를 사용하여 부직포를 제작하였다. 부직포두께는 2mm~2.5mm(탄소 및 M 아라미드 복합재료 두께: 0.3~0.4mm, Film 두께: 0.2~0.3mm)인 것이 상기 기능을 가짐과 동시에 충격을 흡수하기 위해 바람직하다.On the other hand, the rear portion of the protective cover of the present invention increases the adhesion to the vehicle surface and minimizes damages such as scratches and dents from the outside of the vehicle generated from impacts and environmental factors on the outside of the vehicle, and improves breathability and elasticity It is characterized by using the nonwoven fabric of the material. In the case of polypropylene yarns, it is desirable to use a filament material with a high friction coefficient when producing felts and to have a low number of filaments per denier in order to improve adhesion to the surface. Nonwoven fabrics are now manufactured using chlorinated PP75 / 24F yarns. The nonwoven fabric thickness is preferably 2 mm to 2.5 mm (carbon and M aramid composite thickness: 0.3 to 0.4 mm, film thickness: 0.2 to 0.3 mm) in order to have the above functions and to absorb shock.
한편, 본 발명의 또 다른 측면은 탄소섬유 제직물 기재를 준비하는 단계;상기 탄소섬유 제직물을 실란커플링제로 표면처리하는 단계;상기 표면처리된 탄소섬유 제질물 위에 필름을 라미네이트하는 단계;상기 필름 위에 발수 방오를 위한 코팅제를 스프레이 코팅하여 코팅층을 형성하여 자동차 보호커버의 전면부를 제조하는 단계;및, 상기 전면부의 탄소섬유 제직물 후면에 스크래치를 방지하는 폴리프로필렌 부직포인 후면부를 본딩하는 단계;포함하는 차량용 보호커버의 제조방법이다.On the other hand, another aspect of the present invention comprises the steps of preparing a carbon fiber woven fabric substrate; surface treatment of the carbon fiber woven fabric with a silane coupling agent; laminating a film on the surface-treated carbon fiber material; Forming a coating layer by spray-coating a coating agent for water repellent antifouling on the film to manufacture a front part of a car protective cover; and bonding a rear part of a polypropylene nonwoven fabric to prevent scratches on the back of the carbon fiber woven fabric of the front part; Method of manufacturing a protective cover for a vehicle comprising.
본 발명은 고강도, 고탄성의 특성을 지닌 섬유로 탄소섬유를 사용하여 자동차 중량에도 큰 영향을 끼치지 않으면서도 여러 외부 마찰이나 충격에 잘 견디는 제품을 제조하고 주행시 예기치 않은 돌, 나무, 수풀과의 마찰과 오물 벌레 등의 각종 먼지로부터 오염으로부터 차량 도장면을 보호하고자 한다. The present invention is a fiber having high strength and high elasticity, using carbon fiber to produce a product that withstands a lot of external friction or impact without significantly affecting the weight of the car and friction with unexpected stones, trees, bushes while driving To protect the painted surface of the vehicle from contamination from various dusts such as dirt and insects.
본 발명의 자동차 본닛 및 범퍼 등의 프로텍티브 커버 제품은 전면부인 라미네이팅된 슈퍼섬유와 후면부인 부직포를 본딩 및 봉제시킨 제품으로 기존에 PVC계열의 제품에 비해 강도를 향상시키며 전면부에 특수 스프레이 코팅을 처리함으로써 발수성 및 화학적 기계적 강도를 증진시킨다.The protective cover products such as the bonnet and the bumper of the present invention are bonded and sewn with the laminated super fiber and the nonwoven fabric of the rear part as the front part to improve the strength compared to the products of the PVC series and provide a special spray coating on the front part. Treatment enhances water repellency and chemical mechanical strength.
본 발명은 탄소섬유를 Front-End Cover에 사용할 경우, 차체의 중량이 낮아지게 되며, 약 10% 낮아지게 되면 기존의 차량보다 연비가 3% 이상 상승하고 엑셀레이터의 Perform이 약 8% 이상 증가하며 배기가스가 줄어들고 제동거리가 5% 이상 단축되는 등 여러 방면으로 큰 영향을 미치게 된다. 그러므로 차체 중량에 최대한 영향을 주지 않기 위해 가벼운 소재의 사용이 필요할 것으로 보이며, 슈퍼섬유를 이용해 제작하려는 이번 Front-End 커버는 이에 최적화된 제품이라고 볼 수 있겠다. 또한 슈퍼섬유 표면을 TPU 수지와 같은 열가소성 수지로 라미네이팅을 진행하여 기존 제직섬유 및 가죽 제품에 비해 더 높은 flexibility로 인하여 차량 피팅성이 증가되며 라미네이팅 제품 표면에 발수성 및 강도 개선을 위한 스프레이 코팅처리를 통하여 제품의 발수성을 극대화하여 기존제품에서 나타난 잔존 수분에 의한 표면 부식 등의 문제와 직물 및 가죽 표면이 자갈, 나무, 수풀 등에 의해 손상되어지는 현상을 해결하고자 하며 상기와 같이 Front-End 커버 제품으로써 최적의 물성을 구현하여 고객 요구에 부합하는 carbon fiber 소재를 이용한 오프로드 차량용 커스텀 핏 프로텍티브 프론트 앤드 제품을 개발하고자 한다.According to the present invention, when the carbon fiber is used for the front-end cover, the weight of the vehicle body is lowered. When the carbon fiber is lowered by about 10%, the fuel efficiency is increased by 3% or more, and the performance of the accelerator is increased by about 8% or more. This will have a big impact in many ways, including reduced gas and a shorter braking distance of more than 5%. Therefore, it is necessary to use light materials in order not to affect the weight of the body as much as possible, and this front-end cover, which is to be manufactured using super fiber, is optimized for this. In addition, the super fiber surface is laminated with a thermoplastic resin such as TPU resin, and thus the vehicle fitting property is increased due to the higher flexibility compared to the existing woven fiber and leather products. Maximize the water repellency of the product to solve the problems such as surface corrosion caused by residual moisture in the existing products and the phenomenon that the surface of the fabric and leather are damaged by gravel, wood, bushes, etc., as the front-end cover products as described above We will develop custom fit protective front end products for off-road vehicles using carbon fiber materials to meet customer needs.
도 1은 자동차 보호용 커버가 부착된 모습의 사진이다.
도 2는 본 발명의 자동차 보호용 커버의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 자동차 보호용 커버의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 자동차 보호용 커버의 발수도 테스트 결과 사진이다.
도 5는 본 발명의 자동차 보호용 커버의 발유도 테스트 결과 사진이다.1 is a photograph of a state in which a car protective cover is attached.
2 is a conceptual diagram of a car protective cover of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a vehicle protective cover of the present invention.
Figure 4 is a photograph of the water repellency test results of the vehicle protective cover of the present invention.
Figure 5 is a photograph of the oil repellency test results of the vehicle protective cover of the present invention.
본 발명의 차량용 보호커버는 탄소섬유 제직물 기재를 준비하는 단계;상기 탄소섬유 제직물을 실란커플링제로 표면처리하는 단계;상기 표면처리된 탄소섬유 제직물 위에 필름을 라미네이트하는 단계;상기 필름 위에 발수 방오를 위한 코팅제를 스프레이 코팅하여 코팅층을 형성하여 자동차 보호커버의 전면부를 제조하는 단계;및 상기 전면부의 탄소섬유 제직물 후면에 스크래치를 방지하는 폴리프로필렌 부직포인 후면부를 본딩하는 단계;포함하는 제조방법에 의해 제조된다.(도 1 참조)Protective cover for a vehicle of the present invention comprising the steps of preparing a carbon fiber woven fabric substrate; surface treatment of the carbon fiber woven fabric with a silane coupling agent; laminating a film on the surface-treated carbon fiber woven fabric; on the film Manufacturing a front part of a car protective cover by spray coating a coating material for water repellent antifouling; and bonding a rear part of a polypropylene nonwoven fabric to prevent scratches on the rear surface of the carbon fiber woven fabric of the front part; Prepared by the method (see FIG. 1).
상기 제조방법에 의해 제조된 차량용 보호커버는 탄소섬유 제직물 기재(10)와, 상기 기재에 라미네이트된 필름(20) 및, 상기 필름에 형성된 코팅층(30)을 포함하는 강도가 향상된 전면부; 및 상기 전면부와 본딩처리되어 스크래치를 방지하는 폴리프로필렌 부직포(40)인 후면부;를 포함한다. 도 2는 본 발명의 자동차 보호용 커버의 개념도이며, 도 3은 본 발명의 자동차 보호용 커버의 단면도이며 각 구성부재에 대해서는 아래에서 보다 상세하게 설명한다.The protective cover for the vehicle manufactured by the manufacturing method includes a carbon fiber
1. One. 탄소섬유Carbon fiber 제직물Weaving
본 발명의 차량에 적용되는 보호커버는 기재로서 높은 강도의 탄소섬유 제직물을 사용하는 것을 특징으로 한다.The protective cover applied to the vehicle of the present invention is characterized by using a high strength carbon fiber woven fabric as a substrate.
탄소섬유는 얇은 한 가닥을 필라멘트(Filament)라 하며 필라멘트의 개수에 따라 1K ~ 24K로 다양하게 분되며 3K는 3,000개, 12K는 12,000개의 필라멘트를 한 가닥으로 만든 탄소섬유이다. 고성능 탄소섬유의 수분은 0.05% 이하로 실제로 흡습하지 않으며 수분의 영향을 받지 않아 안정하고, 유리섬유 사용보다 뛰어난 내수성을 나타낸다. 탄소 섬유는 비중 1.84 ~ 2.0 정도로 무겁지만 유리섬유보다는 가볍고 고강도, 고탄성률로 성형이 양호하고, 강도가 아주 크며 2000℃ 이상 가열하여도 강도의 변화가 없다. 폴리에스테르에 비해 강도 3배, 영률은 10배, 비중은 1.3배정도의 우수한 성능을 가진다. Carbon fiber is a thin filament called filament, and it is divided into 1K ~ 24K according to the number of filaments. 3K is 3,000 and 12K is 12,000 filament. Moisture of high performance carbon fiber is 0.05% or less, it is not actually hygroscopic and is unaffected by moisture, and it is stable and shows better water resistance than glass fiber use. Carbon fiber has a specific gravity of 1.84 ~ 2.0, but it is lighter than glass fiber, and has good shape with high strength and high modulus, and its strength is very high. Compared with polyester, it has 3 times strength, 10 times Young's modulus, and 1.3 times specific gravity.
탄소섬유는 인장강도에 따라 분류되며 3K는 T300 grade로, 12K는 T700 grade로 3K와 12K의 물성은 아래의 표 1과 같다. (Toray 자료 참조)Carbon fiber is classified according to tensile strength, 3K is T300 grade, 12K is T700 grade, and the properties of 3K and 12K are shown in Table 1 below. (See Toray Resources)
탄소섬유 3K와 탄소섬유 12K는 인장강도가 탄소섬유 12K가 높으며, 그 외 물성치는 유사하며 필라멘트 개수가 적을수록, 1K > 3K > 12K 순으로 가격이 비싸다. 현재 많이 사용되고 있는 탄소섬유로 제직된 직물은 탄소섬유 1K, 3K, 12K을 사용한 직물로 1K는 방산 및 항공우주부분에 사용되고 있으며 고가의 제품으로 일반 산업용에 적용하기엔 어려움이 있으며, 레저 및 산업용으로 탄소섬유 3K와 12K가 많이 사용되고 있다. 탄소섬유 3K와 12K로 제직된 직물은 직물 두께(3K : 0.2mm, 12K: 0.4mm)와 중량(3K : 205g/m2, 12K: 410g/m2)에서 차이가 나며 얇고 경량을 요구할 때는 탄소섬유 3K를, 고강도를 요구할 때는 탄소섬유 12K를 선택한다. 본 발명에서는 개발 제품에서 요하는 물성 (flexibility, 인장강도는 기존대비 1000N 이상, 인장신율은 2% 이상, 인열강도는 기존대비 30N 이상 등)과 제직 작업성 고려하여 탄소섬유 3K와 12K를 적용하였다.Tensile strength of carbon fiber 3K and carbon fiber 12K is higher than carbon fiber 12K. Other physical properties are similar, and the smaller the number of filaments, the more expensive 1K> 3K> 12K. The woven fabric made of carbon fiber, which is widely used today, is made of carbon fiber 1K, 3K, and 12K. 1K is used in the defense and aerospace sectors. It is expensive and difficult to apply to general industry. Fiber 3K and 12K are used a lot. Woven fabrics made of 3K and 12K carbon fiber differ in fabric thickness (3K: 0.2mm, 12K: 0.4mm) and weight (3K: 205g / m2, 12K: 410g / m2), and carbon fiber 3K when thin and light weight is required When choosing high strength, choose carbon fiber 12K. In the present invention, carbon fibers 3K and 12K are applied in consideration of properties (flexibility, tensile strength is more than 1000N, tensile elongation is more than 2%, tear strength is more than 30N, etc.) and weaving workability. It was.
2. 2. 탄소섬유Carbon fiber 제직물의Woven 표면 처리 Surface treatment
슈퍼섬유 중 탄소섬유는 일반적으로 carbon이 육각 고리로 이루어진 층상격자 형태로 이루어져 있으며 낮은 표면 자유에너지에 의해 타 소재와의 접착력이 떨어지며 아라미드 소재 또한 마찬가지이다. 이런 약한 결합력으로 인하여 계면 분리가 발생할 수 있다. 이종 소재간의 계면 접착강도를 향상시키기 위하여 플라즈마(plasma) 처리, 커플링제(coupling agent) 처리가 가능하며 본 발명에서와 같이 탄소섬유와 열가소성 수지의 라미네이팅을 위해서 탄소섬유의 표면 처리를 통한 표면 활성가 필요하다.Among the super fiber, carbon fiber is generally composed of layered lattice in which carbon is composed of hexagonal rings, and its adhesion to other materials is decreased by low surface free energy, and aramid material is the same. This weak bonding force can cause interfacial separation. Plasma treatment and coupling agent treatment are possible to improve the interfacial adhesion strength between different materials, and surface activation through surface treatment of carbon fibers is required for laminating carbon fibers and thermoplastic resins as in the present invention. Do.
- X : 각종 합성수지 등의 유기질 재료와 화학 결합하는 반응기-X: Reactor chemically combined with organic materials such as various synthetic resins
- 비닐 (Vinyl), 에폭시, 아미노, 메타크릴, 메르캅탄 등Vinyl, epoxy, amino, methacryl, mercaptan, etc.
- OR : 유리, 금속, 규석 등 무기질 재료와 화학 결합하는 반응기OR: Reactor that chemically combines with inorganic materials such as glass, metal and silica
- 메톡시, 에톡시 등Methoxy, ethoxy, etc.
상기와 같이 실란 커플링제로 표면 처리한 무기재료와 유기수지와의 접착에 대해서는 서는 수지 표면의 wetting성 개량하고, 수지의 상용성 개량하며, 수지간의 화학적 결합 형성, 수지간의 수소결합 등을 생각할 수 있다. 특히 열가소성 수지의 경우에는 비교적 극성이 높은 열가소성 수지에 효과가 있으며, 열경화 수지에서는 수지의 경화계의 영향을 줄 수 있는 유기관능기를 가진 실란커플링제가 강도 향상에 효과적인 것으로 알려져 있다.As described above, the adhesion between the inorganic material surface-treated with the silane coupling agent and the organic resin can be improved by improving the wetting property of the resin surface, improving the compatibility of the resin, forming chemical bonds between the resins, and hydrogen bonding between the resins. have. Particularly, in the case of the thermoplastic resin, it is effective for the thermoplastic resin having a relatively high polarity, and in the thermosetting resin, a silane coupling agent having an organic functional group capable of affecting the curing system of the resin is known to be effective in improving the strength.
본 발명에 있어서는 열가소성 수지와 탄소섬유간의 최적의 결합력을 구현할 수 있는 실란 커플링제로서 표면처리 함이 바람직하다.In the present invention, it is preferable to surface-treat as a silane coupling agent that can realize the optimum bonding force between the thermoplastic resin and the carbon fiber.
3. 필름의 3. The film 라미네이팅Laminating
상기 표면처리된 탄소섬유 제직물에 필름을 라미네이트 시킨다. 본 발명에서는 열가소성 수지 - 커플링제 - 탄소섬유 간 결합 조건을 연구하여 라미네이팅용 열가소성 수지를 선정하였다. 필름은 TPU, 염화비닐 수지, 초산 비닐수지, 폴리 스틸렌수지, 폴리에틸렌수지, 폴리 아미드 수지, 메탈아크릴수지 등의 열가소성 수지로부터 선택된다.The film is laminated on the surface treated carbon fiber woven fabric. In the present invention, the bonding conditions between the thermoplastic resin, the coupling agent, and the carbon fiber were studied to select the thermoplastic resin for laminating. The film is selected from thermoplastic resins such as TPU, vinyl chloride resin, vinyl acetate resin, polystyrene resin, polyethylene resin, polyamide resin, and metal acrylic resin.
4. 표면 코팅처리4. Surface coating treatment
상기 필름이 라미네이트 처리된 탄소섬유 제직물의 발수/발유, 내마모성 부여를 위하여, 상기 필름에 스프레이 코팅으로 표면 처리를 하여 코팅층을 형성하였다. 이와 같이 제품의 표면의 내구성 향상을 위하여 스프레이 코팅을 통하여 전면부의 기계적/화학적 물성을 향상시킬 수 있다.In order to impart water / oil repellency and abrasion resistance of the laminated carbon fiber woven fabric, the film was subjected to surface treatment by spray coating to form a coating layer. As such, the mechanical / chemical properties of the front part may be improved through spray coating to improve durability of the surface of the product.
5. 폴리프로필렌 부직포(Felt) 5. Polypropylene Nonwovens (Felt)
본 발명의 차량표면과 접합성을 올리고 차량 외부에 대한 충격 및 환경적 요인으로부터 발생되는 차량 외부의 스크레치 및 찌그러짐 등의 손상을 최소화하고, 통기성, 신축성의 증진 위해 폴리프로피렌 소재로 적정 두께의 Felt를 이용하였다. 폴리프로필렌 소재는 공정 수분율이 0이며 수분이 없어 세균 번식 등이 없고 100% 소수성 소재이며 나일론 폴리에스테르 섬유보다 물리적 특성 마찰에 더욱 강해 안감소재로 적합하다. 하지만 반응기가 없어 염색이 불가능하나 현재 개발된 가염성 폴리프로필렌 소재를 이용할 경유 차량 내부에 적합한 색상을 부여할 수 있다. 폴리프로필렌 원사의 경우 표면에 접합성을 향상시키기 위해 펠트 제작시 마찰계수가 높은 Filament 소재를 사용하는 것이 바람직하며 Denier당 Filament 개수가 낮은 것이 좋다. 현재 가염성 PP75/24F 원사를 사용하여 부직포를 제작하였다.In order to improve adhesion to the vehicle surface of the present invention and to minimize damages such as scratches and dents from the outside of the vehicle generated from impacts and environmental factors on the outside of the vehicle, and to improve breathability and elasticity, Felt of appropriate thickness is made of polypropylene material. Was used. Polypropylene material has 0 process moisture content, no moisture, no bacterial propagation, 100% hydrophobic material, and is more suitable for lining material because it is more resistant to physical property friction than nylon polyester fiber. However, dyeing is not possible due to the lack of a reactor, but the currently developed chlorinated polypropylene material can be used to give a suitable color inside the diesel vehicle. In the case of polypropylene yarns, it is desirable to use a filament material with a high friction coefficient when producing felts and to have a low number of filaments per denier in order to improve adhesion to the surface. Nonwoven fabrics are now manufactured using chlorinated PP75 / 24F yarns.
부직포두께는 2mm~2.5mm(탄소 및 M 아라미드 복합재료 두께: 0.3~0.4mm, Film 두께: 0.2~0.3mm)인 것이 상기 기능을 가짐과 동시에 충격을 흡수하기 위해 바람직하다. -30~70℃, 10℃/min, 습도 20-95% cycle 100회 온습도 사이클 시험후 crack이 미발생 하였다.The nonwoven fabric thickness is preferably 2 mm to 2.5 mm (carbon and M aramid composite thickness: 0.3 to 0.4 mm, film thickness: 0.2 to 0.3 mm) in order to have the above functions and to absorb shock. -30 ~ 70 ℃, 10 ℃ / min, Humidity 20-95% cycle No crack occurred after 100 cycles of humidity test.
6. Slip 방지제 Spray 처리 6. Slip Preventer Spray Treatment
한편, 추가적으로 제품 본딩 이전에 차량의 표면과의 접합성 및 Slip 방지를 최소화하기 위해 스프레이 코팅 방식으로 부직포 표면에 수용성 실리콘 소수성 Slip 방지제를 처리할 수 있다. 이 경우 미끄럼저항이 0.5 이상이 되도록 설계함이 바람직하다.On the other hand, the water-soluble silicone hydrophobic slip inhibitor can be applied to the nonwoven surface by spray coating to minimize the adhesion to the surface of the vehicle and the slip prevention prior to product bonding. In this case, the sliding resistance is preferably 0.5 or more.
7. 전면부(7. Front ( 라미네이팅Laminating 제품)와 Products) 후면부(부직포 제품)의Of the back side (non-woven products) 본딩Bonding
상기 전면부와 후면부의 부직포를 본딩하였다.The front and back portions of the nonwoven fabric were bonded.
* * 실험예Experimental Example
본 발명의 차량용 커버에 대하여 발수도 및 발유도 테스트를 진행하였다.Water repellency and oil repellency test was carried out for the vehicle cover of the present invention.
1. One. 발수도Water repellency 테스트 Test
도 4의 왼쪽 사진은 스프레이 표면처리를 진행하지 않은 소재의 경우의 사진으로, 표면에 물방울이 많이 잔존해 있음을 확인하였으며, 터치감이 눅눅한 것을 확인하였다. 반면 오른쪽 사진은 스프레이 코팅층이 형성된 소재의 경우로서 표면에 물방을이 잔존하지 않고 터치감도 그대로인 것으로 100%의 발수성능을 가지는 것을 확인하였다.4 is a photograph of a material in which the spray surface treatment is not performed, confirming that a lot of water droplets remain on the surface, and that the touch is damp. On the other hand, the picture on the right shows that the material with the spray coating layer is 100% water-repellent, with no water remaining on the surface and the touch feeling as it is.
2. 2. 발유도Oil repellency 테스트 Test
도 5는 스프레이 표면처리를 한 소재와 하지 않은 소재에 발유도 체크를 6급, 7급, 8급 진행하였고, 처리하지 않은 소재의 경우, 발유성이 6급 이하로 확인되었으며 처리한 소재의 경우 발유성이 8급으로 확인되었으며. 발유성이 상승한 것이 확인되었다.(도 5 참조)5 is a
3. 3. 내후견뢰도Weather fastness 테스트 Test
기존 2급보다 우수한 3-4급이다.It is 3-4 grade which is superior to existing 2nd grade.
4. 내마모성 테스트4. Wear resistance test
기존보다 우수한 12,800회 이상이다.More than 12,800 times better than before.
10; 탄소 섬유 기재
20;필름
30; 코팅층
40;부직포10;
30;
Claims (7)
상기 전면부와 본딩처리되어 스크래치를 방지하는 폴리프로필렌 부직포(40)인 후면부;를 포함하는 차량용 보호커버.An improved front portion including a carbon fiber woven substrate 10, a film 20 laminated on the substrate, and a coating layer 30 formed on the film; And
And a rear portion of the polypropylene nonwoven fabric bonded to the front portion to prevent scratches.
상기 탄소섬유 제직물을 실란커플링제로 표면처리하는 단계;
상기 표면처리된 탄소섬유 제직물 위에 필름을 라미네이트하는 단계;
상기 필름 위에 발수 방오를 위한 코팅제를 스프레이 코팅하여 코팅층을 형성하여 자동차 보호커버의 전면부를 제조하는 단계;및
상기 전면부의 탄소섬유 제직물 후면에 스크래치를 방지하는 폴리프로필렌 부직포인 후면부를 본딩하는 단계;포함하는 차량용 보호커버의 제조방법.Preparing a carbon fiber woven substrate;
Surface treating the carbon fiber woven fabric with a silane coupling agent;
Laminating a film on the surface treated carbon fiber woven fabric;
Forming a coating layer by spray-coating a coating agent for water repellent antifouling on the film to manufacture a front portion of an automobile protective cover; and
Bonding a rear portion of the front portion of the carbon fiber woven fabric to prevent scratches from being a polypropylene nonwoven fabric;
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180024494A KR102384326B1 (en) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | Protective cover for vehicle using carbon fiber material and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180024494A KR102384326B1 (en) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | Protective cover for vehicle using carbon fiber material and manufacturing method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190104084A true KR20190104084A (en) | 2019-09-06 |
| KR102384326B1 KR102384326B1 (en) | 2022-04-08 |
Family
ID=67950004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180024494A KR102384326B1 (en) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | Protective cover for vehicle using carbon fiber material and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102384326B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06218073A (en) * | 1993-09-08 | 1994-08-09 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | Fireproof sheet |
| KR101301036B1 (en) * | 2013-01-02 | 2013-09-10 | 가온전선 주식회사 | Thermoplastic fiber-reinforced composite board for vehicle exterior material and method for preparing the board |
| KR101428423B1 (en) * | 2013-11-15 | 2014-08-08 | 주식회사 포스코 | Manufacturing method of carbon fiber reinforced thermoplastic composite and the composite manufactured by the same |
| JP2015510558A (en) * | 2012-02-20 | 2015-04-09 | オートモビリ ランボルギーニ ソチエタ ペル アツイオニ | Method for producing carbon fiber fabric and fabric produced by this method |
-
2018
- 2018-02-28 KR KR1020180024494A patent/KR102384326B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06218073A (en) * | 1993-09-08 | 1994-08-09 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | Fireproof sheet |
| JP2015510558A (en) * | 2012-02-20 | 2015-04-09 | オートモビリ ランボルギーニ ソチエタ ペル アツイオニ | Method for producing carbon fiber fabric and fabric produced by this method |
| KR101301036B1 (en) * | 2013-01-02 | 2013-09-10 | 가온전선 주식회사 | Thermoplastic fiber-reinforced composite board for vehicle exterior material and method for preparing the board |
| KR101428423B1 (en) * | 2013-11-15 | 2014-08-08 | 주식회사 포스코 | Manufacturing method of carbon fiber reinforced thermoplastic composite and the composite manufactured by the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102384326B1 (en) | 2022-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6610618B1 (en) | Penetration-resistant material comprising fabric with high linear density ratio of two sets of threads | |
| JP4079777B2 (en) | A penetration-resistant material comprising a woven fabric having a high linear density ratio of two sets of yarns | |
| CN103917712B (en) | High performance ballistic composites and manufacture method | |
| JP7216649B2 (en) | Improved peel strength between dissimilar fabrics | |
| WO2007097780A3 (en) | Flexible ballistic composites resistant to liquid pick-up, method for manufacture and articles made therefrom | |
| JP6220058B2 (en) | Bulletproof material | |
| KR20100101662A (en) | Helmets for protection against rifle bullets | |
| MXPA04010300A (en) | Ballistic fabric laminates. | |
| JP2010521639A (en) | Lightweight composite protective articles spaced apart | |
| JP2010532280A (en) | Suppression of water penetration into ballistic material | |
| US20200370211A1 (en) | Rigid and semi-rigid composites incorporating woven multi-layer fabrics | |
| CA2551801A1 (en) | Ballistic-resistant article | |
| EP2422159B1 (en) | Improved ballistic composites having large denier per filament high performance yarns | |
| CA2710393C (en) | Low weight and high durability soft body armor composite using silicone-based topical treatments | |
| US8759236B2 (en) | Polyolefin fiber reinforced rubber | |
| MX2014002545A (en) | Durable soft body armor. | |
| KR20190104084A (en) | Protective cover for vehicle using carbon fiber material and manufacturing method thereof | |
| MXPA05002491A (en) | Penetration-resistant material and articles made of the same. | |
| US11585021B2 (en) | Fabric reinforced with carbon nanostructures to improve mechanical performance | |
| JP3659319B2 (en) | Flame retardant sheet | |
| KR102187421B1 (en) | Ballistic resistant article and process to manufacture said article | |
| KR101589786B1 (en) | Bulletproof Material | |
| KR101600979B1 (en) | Non-toxic blackout blind | |
| JP3978553B2 (en) | Flame retardant laminate | |
| Buckley | Polymer enhancement of technical textiles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |