KR100882649B1 - 차량용 천장 내장재 및 그 제조방법 - Google Patents

차량용 천장 내장재 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 천장 내장재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 기재층을 미리 성형하지 않고 표피재층과 동시에 성형하는 제조방법과 그에 의해 제조된 천장 내장재에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 기재층과 표피재층을 동시에 성형함으로써, 기재층의 유리섬유매트층을 표피재층과 직접 접착하여 천장 내장재의 두께를 감소시키고, 그에 따라 중량 저감, 제조비용 절감(원가 절감) 등의 장점을 가지는 천장 내장재 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, (a) 천장 내장재의 각 층 재료를 준비하는 재료 준비 단계; (b) 준비된 재료를 위로부터 제1유리섬유매트층, 제1접착제층, 폴리우레탄폼층, 제2접착제층, 제2유리섬유매트층, 핫멜트필름층, 및 부직포층의 순서로 기재층 재료를 적층하는 기재층 적층 단계; (c) 이어 성형되지 않은 상기 기재층의 제1유리섬유매트층 위에 표피재층을 적층하여 샌드위치 부재로 합지하는 샌드위치 부재 준비 단계; (d) 상기 샌드위치 부재를 금형에 안치시켜 기재층과 표피재층을 열 프레스로 동시에 압착 성형하는 압착 성형 단계; 및 (e) 압착 성형한 부재를 트리밍하는 트리밍 단계;를 포함하며, 상기 압착 성형 단계에 의해 제1접착제층의 접착제가 제1유리섬유매트층을 통과하여 표피재층에 침투되도록 하고 이때 침투된 제1접착제층의 접착제에 의해 상기 표피재층이 상기 제1유리섬유매트층 위에 직접 적층 및 접착 고정된 상태를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 천장 내장재의 제조방법과 그에 의해 제조된 천장 내장재를 제공한다.
차량, 천장, 내장재, 헤드라이닝, 열 압착 성형, 폴리우레탄, 접착제, 동시 성형

Description

차량용 천장 내장재 및 그 제조방법{Ceiling Interior Materials For a Vehicle And Method Of Manufacture Thereof}
본 발명은 차량용 천장 내장재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기재와 표피재 사이에 접착제를 사용하지 않고 기재와 표피재를 동시에 열 융착시켜 제조하는 차량용 천장 내장재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량 루프의 실내 측에 부착되는 헤드라이닝(head-lining), 즉 차량용 천장 내장재는 루프와의 단열과 차음, 실내소음 흡수(흡음) 등의 기능을 갖출 수 있도록 합성수지를 기본 재료로 하여 성형 제작된 기재와 겉 표면을 이루는 표피재로 구성된다.
첨부한 도 1은 종래기술에 따른 차량용 천장 내장재의 적층구조를 나타내는 분해도이고, 도 2는 종래기술에 따른 차량용 천장 내장재의 제조방법을 나타내는 공정 순서도이다.
종래의 차량용 천장 내장재는 차음 또는 흡음의 효과를 위한 폴리우레탄(Polyurethane,PU)폼층(11)의 양면에 강성 유지를 위한 제1유리섬유매트층(13a) 및 제2유리섬유매트층(13b)이 접착되고 그것의 바깥쪽 면에 백색 부직포층(14)이 핫멜트 접착되어 기재층(10)을 형성하며, 그 기재층(10)의 표면상에 천(cloth), 직물, 부직포 등의 표피재층(20)이 핫멜트 접착된다.
도 1을 참조하면, 일 예로서, 폴리우레탄폼층(11)에 30 ~ 32kg/㎥의 폴리우레탄폼(PU Foam)을 사용하고, 그 양면 상에 70 ~ 80g/㎡의 제1접착제층(12a) 및 제2접착제층(12b)을 개재하여 100 ~ 120g/㎡의 제1유리섬유매트층(13a) 및 제2유리섬유매트층(13b)이 접착되며, 양면의 제1유리섬유매트층(13a) 및 제2유리섬유매트층(13b) 위에 핫멜트 필름(예, PE 필름)층(12c,12d)을 개재한 뒤 40 ~ 100g/㎡의 부직포층(14a,14b)을 핫멜트 접착하여 기재층(10)을 형성한다.
그리고, 부직포층(14a)으로 마감한 기재층(10)의 표면에 표피재층(20)을 적층한 뒤 핫멜트 접착 성형하여 기재층(10)과 표피재층(20)을 일체화한다.
이러한 천장 내장재를 제조하는 과정을 도 2를 참조하여 설명하면, 내장재의 재료를 준비하고(S10), 준비된 기재의 각 재료를 적층한 뒤(S20) 열 압착 성형에 의해 기재를 성형한다(S30).
이어 표피재를 예열한 뒤(S40), 기재의 양면에 표피재를 적층하여 합지 성형을 하며(S50), 이어 트리밍(S60) 및 조립 과정(S70)을 거쳐 천장 내장재를 완성하게 된다.
그러나, 종래의 천장 내장재를 성형하는 과정은 기재의 성형과 거기에 표피재를 접착하여 성형하는 2단계의 성형 공정으로 이루어지고, 따라서 기재의 성형 과정에서 강성 유지를 위해 부착된 유리섬유매트의 유리섬유 비산 등을 방지하기 위해 그 위에 부직포를 추가로 적층하여 성형해야만 했다.
또한 그렇게 성형된 기재와 표피재의 접착을 위해 그들 사이에 접착제를 사용하여 접착해야만 했다.
이에 따라, 종래에 제조된 천장 내장재에서는, 표피재층(20)과 제1유리섬유매트층(13a) 사이에 부직포층(14a)이 추가되고, 그러한 부직포층(14a)이 추가되더라도 강성 유지 또는 흡음, 차음 등에서 특별히 향상된 부분이 없으므로, 천장 내장재의 두께만 두꺼워지고, 제작비용이 많이 소모(원가 상승)되는 등의 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 기재를 미리 성형하지 않고 표피재와 동시에 성형하는 제조방법과 그에 의해 제조된 천장 내장재를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 기재와 표피재를 동시에 성형함으로써, 기재의 유리섬유매트를 표피재와 직접 접착하여 천장 내장재의 두께를 감소시키고, 그에 따라 중량 저감, 제조비용 절감(원가 절감) 등의 장점을 가지는 천장 내장재 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 두께가 얇아져도 흡음 또는 차음의 효과가 동등하거나 더 우수한 천장 내장재 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 차량용 천장 내장재에 있어서, 위로부터 제1유리섬유매트층, 제1접착제층, 폴리우레탄폼층, 제2접착제층, 제2유리섬유매트층, 핫멜트필름층의 순으로 적층된 기재층과, 상기 기재층의 제1유리섬유매트층 위에 직접 적층된 표피재층으로 구성되고, 상기 표피재층은 열 압착 성형시에 상기 제1유리섬유매트층을 통과하여 표피재층에 침투된 상기 제1접착제층의 접착제에 의해 상기 제1유리섬유매트층 위에 적층 및 접착 고정된 상태를 유지하는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 폴리우레탄폼층은 단위부피(㎥)당 22 ~ 24kg의 중량을 가지는 폴리우레탄폼으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은, 차량용 천장 내장재의 제조방법에 있어서, (a) 천장 내장재의 각 층 재료를 준비하는 재료 준비 단계; (b) 준비된 재료를 위로부터 제1유리섬유매트층, 제1접착제층, 폴리우레탄폼층, 제2접착제층, 제2유리섬유매트층, 핫멜트필름층, 및 부직포층의 순서로 기재층 재료를 적층하는 기재층 적층 단계; (c) 이어 성형되지 않은 상기 기재층의 제1유리섬유매트층 위에 표피재층을 적층하여 샌드위치 부재로 합지하는 샌드위치 부재 준비 단계; (d) 상기 샌드위치 부재를 금형에 안치시켜 기재층과 표피재층을 열 프레스로 동시에 압착 성형하는 압착 성형 단계; 및 (e) 압착 성형한 부재를 트리밍하는 트리밍 단계;를 포함하며, 상기 압착 성형 단계에 의해 제1접착제층의 접착제가 제1유리섬유매트층을 통과하여 표피재층에 침투되도록 하고 이때 침투된 제1접착제층의 접착제에 의해 상기 표피재층이 상기 제1유리섬유매트층 위에 직접 적층 및 접착 고정된 상태를 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 폴리우레탄폼층은 단위부피(㎥)당 22 ~ 24kg의 중량을 가지는 폴리우레탄폼을 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 압착 성형 단계에서 115 ~ 155℃의 온도로 20 ~ 50초간 열 압착하여, 상기 제1접착제층의 접착제가 제1유리섬유매트층을 통과하여 상기 표피재층까지 침투되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 차량용 천장 내장재 및 그 제조방법에 의하면, 기재층을 미리 성형하지 않고 표피재층과 동시에 성형하는 제조방법과 그에 의해 제조된 천정 내장재를 제공할 수 있게 된다.
이러한 본 발명에서는 기재층과 표피재층을 동시 성형함으로써, 기재층의 유리섬유매트를 표피재층과 직접 접착하도록 하여 천정 내장재의 두께를 감소시킬 수 있고, 그에 따라 중량 저감 및 제조비용 절감(원가 절감), 제조공정의 단순화 효과가 있게 된다.
또한 본 발명에 따르면, 천장 내장재의 두께가 얇아져도 흡음 또는 차음의 효과가 동등하거나 더 우수한 천장 내장재를 얻을 수 있게 된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 천장 내장재의 적층구조를 나타내는 분해도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 천장 내장재의 제조방법을 나타내는 공정 순서도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 천장 내장재는 위로부터 표피재층(20), 제1유리섬유매트층(13a), 제1접착제층(12a), 폴리우레탄폼층(11), 제2접착제층(12b), 제2유리섬유매트층(13b), 핫멜트필름층(12c), 및 부직포층(14) 의 순서로 적층되고, 상기 제1접착제층(12a)의 접착제가 열 융착에 의해 상기 제1유리섬유매트층(13a)을 통과하여 상기 표피재층(20)의 배면부 또는 중간부까지 침투하여 접착된 구성으로 되어 있다.
즉, 위로부터 제1유리섬유매트층(13a), 제1접착제층(12a), 폴리우레탄폼층(11), 제2접착제층(12b), 제2유리섬유매트층(13b), 핫멜트필름층(12c)의 순으로 적층된 기재층(10)과, 상기 기재층(10)의 제1유리섬유매트층(13a) 위에 직접 적층된 표피재층(20)으로 구성되고, 이때 상기 표피재층(20)은 열 압착 성형시에 제1유리섬유매트층(13a)을 통과하여 표피재층(20)에 침투된 상기 제1접착제층(12a)의 접착제에 의해 상기 제1유리섬유매트층(13a) 위에 적층 및 접착 고정된 상태를 유지하는 구조로 되어 있는 것이다.
이러한 본 발명의 차량용 천장 내장재를 제조하는 방법은, 도 4에 도시된 바와 같이, 천장 내장재의 각 층 재료를 준비하는 재료 준비 단계(S110); 준비된 재료를 위로부터 제1유리섬유매트층(13a), 제1접착제층(12a), 폴리우레탄폼층(11), 제2접착제층(12b), 제2유리섬유매트층(13b), 핫멜트필름층(12c), 및 부직포층(14)의 순서로 기재층(10) 재료를 적층하는 기재층 적층 단계(S120); 이어 성형되지 않은 기재층(10)의 상기 제1유리섬유매트층(13a) 위에 표피재층(20)을 적층하여 샌드위치 부재로 합지하는 샌드위치 부재 준비 단계(S130); 상기 샌드위치 부재를 금형에 안치시켜 열 프레스로 압착 성형하는 압착 성형 단계(S140); 및 상기 압착 성형 후 부재를 트리밍하는 트리밍 단계(S150);를 포함하여 구성된다.
여기서, 샌드위치 부재를 열 압착 성형하여 상기 기재층(10)과 상기 표피재 층(20)을 동시에 성형하고, 이러한 동시 성형 과정에서 상기 제1접착제층(12a)의 접착제가 열 융착에 의해 제1유리섬유매트층(13a)을 통과하여 표피재층(20)의 배면부 또는 중간부까지 침투하면서 이때 침투한 상기 제1접착제층(12a)의 접착제에 의해 상기 표피재층(20)이 상기 제1유리섬유매트층(13a) 위에 적층 및 접착 고정된 상태를 유지하도록 한다.
이러한 본 발명에서, 바람직하게는, 상기 표피재층(20)의 재료로는 단위면적(㎡)당 40 ~ 100g의 중량을 가지는 통상의 자동차 천장용 부직포를 사용하고, 상기 제1 및 제2접착제층(12a,12b)의 접착제로는 글루 접착제(70 ~ 80g/㎡)를 사용하며, 상기 제1 및 제2유리섬유매트층(13a,13b)의 매트는 단위면적(㎡)당 100 ~ 120g의 중량을 가지는 유리섬유매트를 사용하고, 상기 폴리우레탄폼층(11)은 단위부피(㎥)당 22 ~ 24kg의 중량을 가지는 저비중량의 폴리우레탄폼을 사용한다.
또한 상기 기재층(10)의 부직포층(14)로는 소재용 백색 부직포로서 단위면적(㎡)당 20 ~ 60g 정도의 부직포를 사용한다.
이와 같이 본 발명에 따른 천장 내장재에서는 폴리우레탄폼층(11)을 저비중량의 폴리우레탄폼을 사용하여 구성하며, 제2유리섬유매트층(13b)과 부직포층(14) 사이에만 두 층 간 열 압착 성형 후의 상호 접착을 위해서 핫멜트 필름이 사용되고 종래의 유리섬유매트층과 표피재층(20) 사이에 개재되는 부직포층과 핫멜트필름층은 삭제된다.
단, 제1유리섬유매트층(13a)과 표피재층(20)의 상호 접착 고정을 위해 압착 성형 단계에서 제1접착제층(12a)의 접착제가 녹으면서 제1유리섬유매트층(13a)을 통과하여 표피재층(20)으로 침투하도록 함으로써, 이 침투된 접착제에 의해 상기 표피재층(20)이 제1유리섬유매트층(13a)에 접착 고정되도록 하는 것이다.
그리고, 본 발명에서, 바람직하게는, 상기 압착 성형 단계에서는 115 ~ 155℃의 온도로 20 ~ 50초간 열 압착하여, 상기 제1접착제층(12a)의 접착제가 열 융착에 의해 상기 제1유리섬유매트층(13a)을 통과하여 상기 표피재층(20)의 배면부 또는 중간부까지 침투되도록 한다.
또한 상기 압착 성형 단계에서 기재층(10)에 표피재층(20)이 접착 고정된 상태로 최종적으로 3 ~ 8mm 두께가 되도록 압착 성형하여 천장 내장재의 성형 과정을 완료한다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 천장 내장재와 그 제조방법은 다음의 실시예에 따라 더욱 상세하게 설명될 것이다.
실시예
본 발명은 아래에서 실시예에 따라 설명될 것이지만, 아래의 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 기재된 사항의 범위 내에서 당업자에게 자명한 변경, 대안, 균등의 범위를 포함한다고 할 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 위로부터 표피재층(20), 제1유리섬유매트층(13a), 제1접착제층(12a), 폴리우레탄폼층(11), 제2접착제층(12b), 제2유리섬유매트층(13b), 핫멜트필름층(12c), 및 부직포층(14)의 순서로 적층되어 있다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 도 3의 천장 내장재를 제조하기 위해서, 위로부터 제1유리섬유매트층(13a), 제1접착제층(12a), 폴리우레탄폼층(11), 제2접착제층(12b), 제2유리섬유매트층(13b), 핫멜트필름층(12c), 및 부직포층(14)의 순서로 적층하고(S120), 이어 상기 제1유리섬유매트층(13a) 위에 표피재층(20)을 적층하여 샌드위치 부재로 합지하는 샌드위치 부재 준비 단계(S130)를 실시하였다.
여기서, 상기 표피재층(20)으로는 통상의 자동차 천장용 부직포(225g/㎡)를 사용하였고, 상기 제1및 제2접착제층(12a,12b)의 접착제로는 열에 의해 발포하며 침투하게 되는 글루 접착제(80g/㎡)를 사용하였으며, 상기 제1 및 제2유리섬유매트층(13a,13b)의 매트는 단위면적(㎡)당 100g인 유리섬유매트를 사용하였고, 폴리우레탄폼층(11)의 재료로는 23kg/㎥의 폴리우레탄폼을 사용하였다.
또한 상기 기재층(10)의 부직포로는 소재용 백색 부직포로 단위면적(㎡)당 45g 정도의 부직포를 사용하였고, 기재층(10)의 핫멜트 필름으로는 PE 필름을 사용하였다.
이와 같이 적층시킨 샌드위치 부재를 금형에 안치시켜 열 프레스로 압착 성형한 뒤 트리밍하였으며(S140,S150), 이후 트리밍 과정을 거친 전장 내장재는 통상의 조립(어셈블리) 과정(S160)을 거쳐 천장 내장부품을 완성하게 된다.
상기와 같이 본 발명의 실시예에서는 기재층(10)의 각 소재와 표피재층(20)을 차례로 적층시킨 샌드위치 부재를 열 압착 성형하여 기재층(10)과 표피재층(20)을 동시에 성형하였으며, 이러한 열 압착 성형 과정에서 상기 제1접착제층(12a)의 접착제가 열 융착에 의해 제1유리섬유매트층(13a)을 통과하여 표피재층(20)의 배면부 또는 중간부까지 침투되도록 하여 상기 표피재층(20)이 기재층(10)의 제1유리섬 유매트층(13a)에 견고히 접착되도록 하였다.
이를 위해 열 압착 성형 과정에서 135℃의 온도로 35초간 열 압착하였으며, 최종의 두께가 6mm의 두께가 되도록 성형하였다.
하기 표 1과 첨부한 도 5는 상기와 같이 제조한 본 발명의 실시예에 따른 천장 내장재와 종래기술에 따른 천장 내장재의 흡음, 차음의 정도를 비교한 결과를 나타내는 것으로서, 1835mm×1070mm의 시편으로 가공한 뒤 측정한 흡음계수를 비교한 것이다.
Figure 112007082587348-pat00001
상기 표 1과 도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 천정 내장재는 종래와 달리 2단계 과정을 거치지 않고 바로 기재층(10)과 표피재층(20)을 동시 성형하고, 이에 따라 표피재와 기재층(10)의 강도 유지를 위한 제1유리섬유매트층(13a) 사이의 부직포층을 구비할 필요가 없는 바, 두께가 종래의 것보다 줄어들고, 그 두께가 줄어들더라도 흡음, 차음의 효과에는 영향이 없거나 다른 재료 층의 두께를 조절함으로써 오히려 향상되는 차량 천장 내장재를 얻을 수 있었다.
도 1은 종래기술에 따른 차량용 천장 내장재의 적층구조를 나타내는 분해도,
도 2는 종래기술에 따른 차량용 천장 내장재의 제조방법을 나타내는 공정 순서도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 천장 내장재의 적층구조를 나타내는 분해도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 천장 내장재의 제조방법을 나타내는 공정 순서도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 천장 내장재와 종래기술에 따른 천장 내장재의 흡음, 차음의 정도를 비교한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11 : 폴리우레탄폼층 12a : 제1접착제층
12b : 제2접착제층 12c : 핫멜트필름층
13a : 제1유리섬유매트층 13b : 제2유리섬유매트층
14 : 부직포층 20 : 표피재층

Claims (5)

  1. 차량용 천장 내장재에 있어서,
    위로부터 제1유리섬유매트층(13a), 제1접착제층(12a), 폴리우레탄폼층(11), 제2접착제층(12b), 제2유리섬유매트층(13b), 핫멜트필름층(12c)의 순으로 적층된 기재층(10)과, 상기 기재층(10)의 제1유리섬유매트층(13a) 위에 직접 적층된 표피재층(20)으로 구성되고, 상기 표피재층(20)은 열 압착 성형시에 상기 제1유리섬유매트층(13a)을 통과하여 표피재층(20)에 침투된 상기 제1접착제층(12a)의 접착제에 의해 상기 제1유리섬유매트층(13a) 위에 적층 및 접착 고정된 상태를 유지하는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 천장 내장재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리우레탄폼층(11)은 단위부피(㎥)당 22 ~ 24kg의 중량을 가지는 폴리우레탄폼으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 천장 내장재.
  3. 차량용 천장 내장재의 제조방법에 있어서,
    (a) 천장 내장재의 각 층 재료를 준비하는 재료 준비 단계(S110);
    (b) 준비된 재료를 위로부터 제1유리섬유매트층(13a), 제1접착제층(12a), 폴리우레탄폼층(11), 제2접착제층(12b), 제2유리섬유매트층(13b), 핫멜트필름층(12c), 및 부직포층(14)의 순서로 기재층(10) 재료를 적층하는 기재층 적층 단계(S120);
    (c) 이어 상기 기재층(10)의 제1유리섬유매트층(13a) 위에 표피재층(20)을 적층하여 샌드위치 부재로 합지하는 샌드위치 부재 준비 단계(S130);
    (d) 상기 샌드위치 부재를 금형에 안치시켜 기재층(10)과 표피재층(20)을 열 프레스로 동시에 압착 성형하는 압착 성형 단계(S140); 및
    (e) 압착 성형한 부재를 트리밍하는 트리밍 단계(S150);
    를 포함하며, 상기 압착 성형 단계에 의해 제1접착제층(12a)의 접착제가 제1유리섬유매트층(13a)을 통과하여 표피재층(20)에 침투되도록 하고 이때 침투된 제1접착제층(12a)의 접착제에 의해 상기 표피재층(20)이 상기 제1유리섬유매트층(13a) 위에 직접 적층 및 접착 고정된 상태를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 천장 내장재의 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 폴리우레탄폼층(11)은 단위부피(㎥)당 22 ~ 24kg의 중량을 가지는 폴리우레탄폼을 사용하는 것을 특징으로 하는 차량용 천장 내장재의 제조방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 압착 성형 단계(S140)에서 115 ~ 155℃의 온도로 20 ~ 50초간 열 압착하여, 상기 제1접착제층(12a)의 접착제가 제1유리섬유매트층(13a)을 통과하여 상기 표피재층(20)까지 침투되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 천장 내장재의 제조방법.
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