KR20200062086A - 플로어 언더커버 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 언더플로어의 언더커버에 관한 것으로, 저 융점 폴리에스테르 섬유를 20~40중량%, 폴리에스테르 섬유 80~60중량%로 이루어지는 중량 1000~1500gsm의 코어 층과, 각각 융점 160~180℃의 저 융점 폴리에스테르 섬유 60~80중량%, 폴리에스테르 섬유 20~40중량%로 이루어지는 중량 100~150gsm의 폴리에스테르 부직포로 이루어지고, 상기 코어 층에 니들 펀칭에 의해 결속되는 상부 보강 층 및 하부 보강 층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플로어 언더커버 및 그 제조방법{Floor Under cover of Automobile and Preparation method thereof}

본 발명은 차량 플로어용 언더커버 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 상하의 기능성 층을 포함하는 샌드위치 구조를 갖는 차량 플로어용 언더커버 및 그 제조방법에 대한 것이다.

차량의 하단면, 외부와 접하는 언더플로어에는 차량용 언더커버가 장착되는데 이러한 플로어 언더커버는 엔진 등 차량내부에 설치된 부품들을 보호하는 역할을 함과 동시에 차량이 주행 중에 외부로부터 이물질이 차량 하부를 통해 차량 내부로 유입되는 것을 방지하는 역할도 한다.

또한, 언더커버는 차량에서 발생하는 소음을 흡수 또는 차단하여 소음이 차량 내부로 전달되는 것을 방지한다.

플로어 언더커버는 소음의 전파를 막아줄 수 있는 우수한 흡/차음성능이 요구될 뿐만 아니라 외부 충격을 충분히 막아낼 수 있는 높은 강도와 경량화가 요구된다.

이러한 플로어 언더커버로 종래에는 유리섬유를 포함하는 복합소재를 사용하여왔으나, 유리섬유를 포함하는 차량용 언더커버는 자동차 조립 공정 시 유리섬유가 작업자에게 떨어지는 등 작업 환경의 유해성 등이 문제가 되었다.

이러한 이유로 PET 등의 소재를 사용하는 펠트로 이루어진 플로어 언더커버가 개발되어 왔다. 그런데 PET 펠트로만 형성된 단층 구조의 플로어 언더커버는 상하의 비틀림에 약하였다. 이러한 점을 보완하기 위해 상하의 PET 펠트 사이에 보강 층을 형성한 다층 구조가 개발되었었다. 그런 이러한 구조 역시 상하의 굽힘에 약하고 방수, 발수나 흡차음 등의 기능성을 부여하기가 어려운 문제점이 있었다.

또, 한국 특허등록 10-1756303호에는 발수 부직포층, 폴리에스테르 섬유와 에틸렌 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 섬유, 저 융점(Low Melting) 섬유, 아라미드 섬유 및 폴리프로필렌 섬유를 포함하는 차음층, 그리고 이 두 층을 용융결합시키는 결합층으로 이루어진 언더커버가 개시되어 있는데, 상부 및 하부의 두 층의 소재와 두께가 각각 상이하여 굽힘에 약한 단점이 있다. 또, 결합층은 상하 양층을 용융접착에 의해 접착시키는 데 불과하여 특별한 기능을 하지 못하고 실제 두 층으로 형성된 구조를 갖는다.

한국 특허등록 10-1756303호

따라서, 본 발명의 목적은 뒤틀림이나 굽힘 모두에 강한 강성을 보유하는 플로어 언더커버를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 흡차음, 발수 등의 기능성이 부여된 플로어 언더커버를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 본 발명의 목적은 융점 110~180℃의 저 융점 섬유를 20~50중량%, 폴리에스테르 섬유 80~50중량%로 이루어지는 중량 700~1200gsm의 코어 층과, 각각 융점 110~180℃의 저 융점 섬유를 50중량% 이상 포함하는 폴리에스테르 섬유로 이루어지는 중량 100~200gsm의 폴리에스테르 부직포로 이루어지고, 상기 코어 층에 니들 펀칭에 의해 결속되는 상부 보강 층 및 하부 보강 층을 포함하는 플로어 언더커버에 의해 달성된다.

본 발명의 플로어 언더커버는 뒤틀림이나 굽힘 모두에 강하고 우수한 강성 물성을 나타낸다.

본 발명의 플로어 언더커버는 유리 섬유를 포함하지 않고, 우수한 발수 성능, 흡차음 성능 등의 기능성을 부여할 수 있다.

또, 두께 조절이 용이해서 성형시 금형 설계가 용이하다.

도 1은 본 발명의 플로어 언더커버의 일 예의 구조를 나타내는 단면도
도 2는 본 발명의 플로어 언더커버의 다른 예의 구조를 나타내는 단면도
도 3은 본 발명의 플로어 언더커버의 사진
도 4는 본 발명의 실시 예 및 비교 예의 흡음성능
도 5는 본 발명의 실시 예 및 비교 예의 차음성능
도 6은 본 발명의 실시 예 및 비교 예의 평균 흡음 계수
도 7은 본 발명의 실시 예의 방수 성능을 나타낸 것으로, 도 7(a)는 코어 층의 방수 시험 후 사진, 도 7(b)는 본 발명의 실시 예 2의 펠트의 방수 시험 후 사진.

도 1에는 본 발명의 플로어 언더커버의 일 예의 구조를 나타내는 단면도가 도시되어 있다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 가운데에는 코어 층(20)이 형성되어 있다. 코어 층(20)의 재료는 융점 110~180℃의 저 융점 섬유를 20~50중량%, 폴리에스테르 섬유 80~50중량%로 이루어진다. 일반 폴리에스테르 섬유 대신 재생 폴리에스테르 섬유나 잡사 등을 활용할 수도 있다. 본 발명의 일 실시 예에서 바인더의 기능을 하는 저 융점 섬유로는 저융점 폴리에스테르 섬유가 30중량% 내외의 양으로 혼합되고, 여기에 15D의 일반 폴리에스테르 섬유를 혼합하여 두께를 조절한다. 니들 밀도와 섬유의 조성 변경으로 벌키한 구조로 형성이 가능하다. 중량은 700~1200gsm, 특히 1000gsm 내외가 바람직하다. 코어 층(20)은 두께 및 중량을 조절하는 기재의 역할을 담당한다.

상 하부의 보강 층(11,31)은 니들 펀칭된 부직포로 이루어지고, 각각 융점 110~180℃의 저 융점 섬유를 50중량% 이상 포함할 수 있다. 저 융점 섬유로는 저 융점 폴리에스테르 섬유를 포함할 수 있다. 중량은 100~200gsm 내외가 바람직하다. 이 보강 층에는 발수제의 함침, 또는 발수제의 코팅 등에 의해 발수 처리를 할 수도 있다. 보강 층(11.31)은 코어 층(20)의 상, 하부에서 3층 구조를 형성하여 강성을 부여하는 역할을 담당한다. 저융점 섬유의 함량을 50% 이상으로 다량 포함시키는 것에 의해, 성형시 표면이 밀폐되고 강성이 증가하게 된다. 이로 인해 화염 가공을 하지 않아도 된다.

보강 층(11, 31)은 코어 층과 니들펀칭에 의해 결속되며, 일정한 천공에 의해 흡,차음 성능이 증진된다.

도 2에는 본 발명의 플로어 언더커버의 다른 예의 구조를 나타내는 단면도가 도시되어 있다. 상부 보강 층(11)의 하부, 또는 하부 보강 층(31)의 상부에 선택적으로 또는 양쪽 모두에 기능성 부여 층(12, 32)을 둘 수 있다. 이는 각각 보강 층(11,31)과 합포하여 제조될 수 있다. 기능성 부여 층은 흡음 성능, 강도 보강 등 원하는 기능을 임의로 보강하는 목적으로 사용 가능하다.

기능성 부여층(12,32)은 일 례로, 중량 30~100gsm, 소재는 PP 기포지, PP Spunbond, PET 필름, 나일론 필름 등을 사용할 수 있고, 이 기능성 부여층(12.32)은 보강층(11,31)의 제조 시에 각각 보강층(11.31)에 니들펀칭에 의해 합포될 수 있다. 복합구조를 형성하는 것에 의해 높은 강성을 부여할 수 있고, 적정한 니들 밀도(Needle Density)로 니들링(Needling)할 경우, 흡음성능을 상승시키는 효과가 있고, 코어 층 내부로 물이 침투하는 것을 방지하는 효과를 부여할 수 있다.

기능성 부여층(12,32)의 다른 예로는, 중량 30~100gsm의 경화성 바인더 코팅을 적용할 수 있다. 경화성 바인더는 에폭시, 에폭시폴리에스테르, 페놀류 등을 사용할 수 있으며. 코팅 처리 방법은 액상 함침 혹은 파우더 형태로 코팅하는 방법이 있다. 경화성 바인더가 강성 보완 및 접착의 기능을 동시에 수행하므로 코어 층과 별도의 결합이 필요하지는 않다.

본 발명의 플로어 언더커버의 제조방법은 예를 들어 다음과 같다. 섬유를 카딩하여 웹을 형성하고 니들펀칭에 의해 코어 층(20)을 형성한다. 하부의 보강 층(31)을 먼저 투입하여 니들펀칭으로 결속하는데, 이때 하부 보강 층(31)은 발수처리된 것을 사용할 수 있고, 하부의 기능성 부여 층(32)을 합포한 것을 사용할 수도 있다. 하부 보강 층이 결속된 다음, 다시 상부 보강 층(11)을 투입하여 다시 니들펀칭으로 결속하는데, 이때 상부 보강 층(11)은 발수처리된 것을 사용할 수 있고, 상부의 기능성 부여 층(12)을 합포한 것을 사용할 수도 있다. 층의 결속이 완료되면 필요한 크기로 절단한다.

성형은, 예를 들어 열판 프레스 방식으로 행해지며, 먼저 예열을 한 다음 열판 프레스를 이용하여 시트를 성형하고, 탈형 및 트리밍 작업을 한다. 이렇게 제조된 본 발명의 언더커버의 사진이 도 3에 게시되어 있다.

이하 실시 예에 의해 본 발명을 상세하게 설명한다.

실시 예 1

저 융점 폴리에스테르 30중량%와 15D 폴리에스테르를 혼합하여 카딩하여 웹을 형성하고 니들펀칭에 의해 중량 1000gsm의 코어 층을 형성하였다. 100gsm의 니들펀칭된 폴리에스테르 부직포(융점 180℃의 저 융점 폴리에스테르 70% 함유)를 상기 코어 층의 아래로 투입하여 니들펀칭으로 결속하였다. 다시 130gsm의 니들펀칭된 폴리에스테르 부직포(융점 160℃의 저 융점 폴리에스테를 70% 함유)를 상기 코어 층의 위로 투입하여 니들펀칭으로 결속하였다. 강성 및 흡, 차음성능을 측정하여 하기 표 1 및 도 4 내지 도6에 게시하였다. 방수시험 결과는 하기 표 2에 게시하였다.

실시 예 2

저 융점 폴리에스테를 30중량%와 15D 폴리에스테르를 혼합하여 카딩하여 웹을 형성하고 니들펀칭에 의해 중량 1000gsm의 코어 층을 형성하였다. 100gsm의 발수처리된 폴리에스테르 부직포(융점 180℃의 저 융점 폴리에스테를 70% 함유)를 상기 코어 층의 아래로 투입하여 니들펀칭으로 결속하였다. 다시 130gsm의 발수처리된 폴리에스테르 부직포(융점 160℃의 저 융점 폴리에스테르 70% 함유)를 상기 코어 층의 위로 투입하여 니들펀칭으로 결속하였다. 방수 성능을 도 7에 도시하였다. 방수시험 결과는 하기 표 2에 게시하였다. 도 7 및 표 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 펠트는 발수 효과가 탁월하고 방수 성능이 우수하다.

실시 예 3

저 융점 폴리에스테를 30중량%와 15D 폴리에스테르를 혼합하여 카딩하여 웹을 형성하고 니들펀칭에 의해 중량 1000gsm의 코어 층을 형성하였다. 100gsm의 니들펀칭된 폴리에스테르 부직포(융점 180℃의 저 융점 폴리에스테르 70% 함유)를 50gsm의 폴리프로필렌 재질 메쉬와 합포하여 상기 코어 층의 아래로 투입하여 니들펀칭으로 결속하였다. 다시 130gsm의 니들펀칭된 폴리에스테르 부직포(융점 160℃의 저 융점 폴리에스테를 70% 함유)를 50gsm의 폴리프로필렌 재질 메쉬와 합포하여 상기 코어 층의 위로 투입하여 니들펀칭으로 결속하였다. 강성 및 흡, 차음성능을 측정하여 하기 표 1 및 도 4 내지 도6에 게시하였다. 방수시험 결과는 하기 표 2에 게시하였다. 치수변화율은 세로 0, 가로 -0.5였다.

	MS 기술표준 (MS 383-04 Type B2)		시판 PET 단일층 구조
				실시예 1	실시예 2	실시예 3
굴곡강도 (5T) 상태조건	세로	29N 이상	25N	26N	30N	40N
	가로	22N 이상	20N	25N	26N	36N

사 양	흡수율
PET 단층구조	400%
실시 예 1	80%
실시 예 3	70%
실시 예 2	12%

본 발명의 실시 예의 경우 가청 주파수 구간 ~3.15KHz 대역의 흡음 성능이 상승하였고, 차음 성능 역시 함께 증가하였다. 시판되는 PET 단일층 구조의 제품에 비해 평균 흡음 성능도 우수하였다.

11, 31: 보강 층
20: 코어 층
12, 32: 기능성 부여 층

Claims (7)

1. 저 융점 폴리에스테르 섬유를 20~50중량%, 폴리에스테르 섬유 80~50중량%로 이루어지는 중량 700~1200gsm의 코어 층과,
   각각 융점 110~180℃의 저 융점 폴리에스테르 섬유를 50중량% 이상 포함하는 중량 100~150gsm의 폴리에스테르 부직포로 이루어지고, 상기 코어 층에 니들 펀칭에 의해 결속되는 상부 보강 층 및 하부 보강 층
   을 포함하는 플로어 언더커버.
2. 제1항에 있어서, 상기 보강 층 중 하나 이상은 발수 처리된 것을 특징으로 하는 플로어 언더커버.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보강 층 중 하나 이상에는 기능성 부여 층이 합포되어 있는 것을 특징으로 하는 플로어 언더커버.
4. 제3항에 있어서, 상기 기능성 부여 층은 폴리프로필렌 메쉬로 이루어진 것을 특징으로 하는 플로어 언더커버.
5. 제3항에 있어서, 상기 기능성 부여 층은 경화성 바인더 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 플로어 언더커버.
6. 제5항에 있어서, 경화성 바인더는 에폭시, 에폭시 폴리에스테르, 페놀로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 플로어 언더커버.
7. 제6항에 있어서, 경화성 바인더는 액상에 의한 함침 또는 파우더 형태의 코팅으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플로어 언더커버.
   

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