KR101345644B1 - 자동차용 헤드라이너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 헤드라이너에 관한 것으로, 기재, 스킨 및 상기 기재와 스킨을 접합하는 접착제를 포함하는 차량용 헤드라이너에 있어서; 상기 접착제는 기재에 라미네이팅된 PET 스펀레이스인 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드라이너를 제공한다.
본 발명에 따르면, 기재와 스킨을 접착하기 위한 수단으로 핫 멜트 필름을 사용하지 않고 PET 스펀레이스를 활용함으로써 곰보 현상 방지, 외관 품질 향상, 누광 방지, 흡음성 및 강성 향상, 우수한 접착성 제공으로 박리현상 억제 등의 효과를 얻을 수 있다.

Description

자동차용 헤드라이너{AUTOMOBILE HEAD LINER}

본 발명은 자동차용 헤드라이너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡음성, 접착성, 강성 및 외관 특성을 모두 향상시킨 자동차용 헤드라이너에 관한 것이다.

자동차의 루프패널 내측면에 장착되는 헤드라이너는 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 펠트나 우레탄폼으로 된 기재(10)에 부직포나 직물로 된 스킨(20)이 부착되어 이루어진다.

이러한 헤드라이너는 내장마감재로서 실내 소음을 제거하는 기능도 가진다.

또한, 헤드라이너에 있어서 흡음율에 영향을 주는 인자는 주로 헤드라이너를 이루는 각 구성층의 소재 및 그 두께라고 볼 수 있다.

때문에, 헤드라이너의 흡음성을 높이기 위해서 스킨(20)의 두께를 상대적으로 두껍게 조절하였다.

그러나, 이와 같이 스킨(20)의 두께를 두껍게 하는 경우에는 헤드라이너의 중량과 가격이 상승되며, 이에 따라 차량의 중량과 가격도 상승되고, 차실내 공간이 좁아지는 단점이 유발된다.

최근에는 기재(20)에 스킨(20)을 접착시키는 접착제의 일종으로서 핫 멜트 필름에 관심을 기울이기 시작했다.

이는 기술의 진보와 함께 헤드라이너의 두께가 얇아지면서 야기된 박리를 포함한 여러가지 문제의 해결과정에서 기인된 것이다.

보통, 헤드라이너에 따라 스킨(20)과 기재(10)를 일체로 성형하거나 혹은 기재(10)를 1차 성형한 다음 스킨(20)을 기재(10)에 후접착하기도 하는데, 이때 헤드라이너의 접착성 및 내열성에 따라 접착온도 범위가 다른 핫 멜트 필름을 사용해야 한다.

특히, 차량의 고급화, 소비자의 욕구 증대에 따라 헤드라이너는 NVH(흡음성), 접착성, 강성, 외관 품질 측면에서 많은 개량의 요구가 있었다.

예컨대, 일반적으로 헤드라이너에서는 핫 멜트 필름을 많이 사용하나 NVH(흡음성) 측면에서 볼 때, 핫 멜트 필름은 헤드라이너의 원래의 기능인 루프(roof)에서 발생하는 외부소음을 흡수하여 운전자가 안락한 주행을 할 수 있게 하는 역할에 방해 요소다. 이는 핫 멜트 필름이 통기성이 없어 흡음성을 방해하기 때문이다.

또한, 접착성 측면에서 볼 때는 지금까지 대부분 화학적 접착을 주로 사용하여 왔기 때문에 온도에 의해 스킨(20)이 박리되는 문제가 있고, 또 성형 용이성을 위해 저융점 핫 멜트 필름을 사용할 경우 내열성도 떨어지는 단점이 있다. 이러한 이유로 접착성 개선을 위해 기재(10)에 접착제나 핫 멜트 필름을 사용한 후 스킨(20)에 접착필름을 추가하여 기재(10)와 스킨(20)을 접합하는 예가 개시되고 있으나 이 경우는 화학적 결합이 매우 취약하다는 단점이 있다.

뿐만 아니라, 강성 측면에서는 접합성 개선을 위해 기계적으로 압력을 주어 접합력을 올려 제품을 성형할 경우 두께가 작아져서 강성이 작아지며, 화학적 결합의 핫 멜트 필름의 경우 성형공정 중 기재(10)나 스킨(20)에 스며들어 강성을 떨어뜨리는 문제도 있다.

아울러, 외관 품질 측면에서는 핫 멜트 필름 사용시 곰보(orange feel) 현상이 나타날 수 있고, 또 화학적 결함의 핫 멜트 필름일 경우 오븐 통과 후 열에 의한 변화로 인해 표면에 영향을 주고, 주름이 발생하는 단점이 있으며, 헤드라이너 특성상 두께를 다양하게 할 경우 압착시 얇은 부위에 기재(10)의 열에 의해 스킨(20)의 쿠션용 폼층이 녹아서 경화될 수 있고, 누광의 문제가 있어 추가적으로 부직포를 기재(10)의 백면에 추가해야 하므로 비용이 증대되며, 최근에는 사이드 에어백의 중요성으로 인해 사이드부의 두께를 점차 작게 하는 경향이 있어 이 경우 표면 쿠션층은 외관(20)을 결정하는 중요 요소가 되고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 헤드라이너를 구성하는 기재와 스킨 사이를 접착시키는 접착제를 개량하여 고품질의 차량용 헤드라이너를 제공하고자 함에 그 주된 목적이있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 기재, 스킨 및 상기 기재와 스킨을 접합하는 접착제를 포함하는 차량용 헤드라이너에 있어서; 상기 접착제는 기재에 라미네이팅된 PET 스펀레이스인 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드라이너를 제공한다.

이때, 상기 PET 스펀레이스는 20~80g/㎡인 것을 사용하는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 PET 스펀레이스는 상기 기재가 열가소성 수지인 경우, 저융점 결합제가 없는 120~180℃의 융점을 갖는 PET 스펀레이스 제품을 사용하여 기계적으로 결합되는 것에도 그 특징이 있다.

덧붙여, 상기 PET 스펀레이스는 저융점 결합제와 고융점 결합제를 혼합 사용하되, 혼합되는 저융점 결합제는 20중량부 이하인 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 스킨은 PET 스펀레이스 위에 우레탄 폼을 포함한 쿠션층, PET 부직포를 포함한 표피층이 순차 적층되어 3층이 동시 접합된 구조인 것에도 그 특징이 있다.

아울러, 상기 기재는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지인 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 기재와 스킨을 접착하기 위한 수단으로 핫 멜트 필름을 사용하지 않고 PET 스펀레이스를 활용함으로써 곰보 현상 방지, 외관 품질 향상, 누광 방지, 흡음성 및 강성 향상, 우수한 접착성 제공으로 박리현상 억제 등의 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 일반적인 차량용 헤드라이너를 보인 예시적인 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차랑용 헤드라이너의 단면 구조를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 헤드라이너의 흡읍성 개선 효과를 테스트한 결과 그래프이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 헤드라이너는 기존처럼 기재(100)와 스킨(200)으로 구성되고, 이때 기재(100)와 스킨(200) 사이에는 접합제(300)가 개재된다.

여기에서, 상기 스킨(200)은 기존과 같이 우레탄 폼을 베이스로 하고, 상기 베이스 위에 PET 직물(Fabric)이 합지된 구조를 갖는다.

아울러, 상기 기재(100)는 LWRT(Lightweight Reinforced Thermoplastic)를 사용함이 바람직하다.

그러나, 반드시 이에 한정될 필요는 없고, 약간의 조건 차이는 있지만 실제적으로는 열가소성 수지와 열경화성 수지 모두 사용할 수 있다.

본 발명은 상기 기재(100)와 스킨(200)을 접합제(300)로 접합시킬 때 기존처럼 핫 멜트 필름을 사용하는 것이 아니라, PET 스펀레이스(spunlace)를 사용한다는 점이다.

이때, 상기 접합제(300)는 PET 스펀레이스이고, 상기 스킨(200)에 라미네팅된다.

따라서, 상기 스킨(200)은 PET 스펀레이스 위에 우레탄 폼을 포함한 쿠션층, PET 부직포를 포함한 표피층이 순차 적층되어 3층이 동시 접합된 구조를 가짐이 바람직하다.

이 경우, 상기 PET 스펀레이스는 PET 섬유를 카드기(Carding Machine)나 랜덤 웹 성형기(Random Web Machine)로 만들어진 웹을 컨베이어 벨트에 흘려 보내면서 워터젯을 통해 섬유를 3차원적으로 결합시킨 부직포를 말한다.

이때, 상기 PET 스펀레이스는 20~80g/㎡인 것을 사용함이 바람직하다.

이는 헤드라이너의 경우 경량화가 중요하기 때문에 보통 1000gsm 이하를 사용하는데, PET 스펀레이스의 경우 스킨과의 접착성능 개선을 올려주는 역할을 하며, 100~200gsm의 중량 절감효과가 있다. 따라서, 80g/㎡을 넘을 경우 경량화 효과가 없어 80g/㎡ 이하를 사용하여 효과를 극대화시켜야 하므로 상기 범위로 한정하는 것이 바람직하다.

덧붙여, 기재(100)나 스킨(200)의 종류에 따라 칼라와 저융점 접합제의 함량을 조절할 수 있다.

다만, 저융점 접합제는 고융점 결합제와 혼합 사용시 PET 스펀레이스 전체 중량 대비 20중량부 이하로 사용되어야 한다. 이는 차량의 디자인, 기재, 스킨의 종류에 따라 달라질 수 있지만, 20중량부를 초과하게 되면 결합성(접합성)이 떨어져 박리가능성이 높아지므로 상기 범위 이하로 한정되어야 한다.

뿐만 아니라, 상기 PET 스펀레이스는 상기 기재가 열가소성 수지인 경우, 저융점 결합제가 없는 120~180℃의 융점을 갖는 PET 스펀레이스 제품을 사용하여 기계적 결합으로 구성할 수도 있다.

이러한 PET 스펀레이스는 기존 핫 멜트 필름 대비 고후도를 갖기 때문에 기재(100)의 불균일한 면을 보완하게 되며, 이로 인해 곰보 현상(orange feel)을 해소하게 된다.

뿐만 아니라, 매칭성이 증대되기 때문에 헤드라이너의 외관 품질도 향상시키게 되며, 누광(빛 투과)도 방지되는데, 누광 차단을 극대화시키기 위해서 블랙을 사용할 수도 있다.

상기에 설명된 바와 같이, 스펀레이스 층을 통해 열을 차단하여 성형후 쿠션층(PU Foam)이 되살아 나게 되는데, 이 경우 상대물인 필러(Fillar)와의 조립후에 폼(Foam)층이 매칭성을 살려주며 이는 대형구조물인 헤드라이너의 상품성을 올리는 매우 중요한 기능하게 된다.

아울러, 누광의 의미는 천장의 빛(백 라이트나 빛 등)이 실내로 침투해 오는 것을 말하며, 스펀레이스 사용시 추가적인 배리어가 되어 누광을 차단하게 된다.

따라서, 블랙 스펀레이스를 적용하면 더욱 좋다.

그리고, 일반 부직포는 니들펀칭이나 케미칼 본딩 방식으로 제조되는데, 니들펀칭의 경우 중량이 100gsm이상이 되야 성형이 가능하고 고압의 워터젯에 비해 통기성이 떨어진다.

또한, 케미칼 본딩의 경우는 유해물질이 들어가며, 통기성이 떨어진다.

때문에, 부직포의 경우 두께 증가 및 스펀레이스(spunlace) 적용을 통해 통기성을 향상시킴으로써 흡음성능을 획기적으로 올려주고, 접착성의 경우에는 고압으로 분사된 미세 구멍조직을 활용해서 기계적인 결합이 가능하므로 문제될 것이 없다.

즉, 오븐을 통해 나온 열가소성 보드의 경우 스펀레이스가 붙은 스킨재를 합지할 경우 스펀레이스에 뚤려 있는 미세한 구멍을 통해 기계적인 결합이 가능하다.

과거 필름을 사용할 경우 XIRO FILM이라는 고가의 필름을 사용하여 접착성능을 향상시켰으나, 이 경우도 기계적인 결합을 위해 60gsm의 나이론 필름에 슬릿을 내어 고가의 제품을 사용해야 한다. 때문에, 이 경우 접착성능이 떨어져 두께를 올리거나 흡음효과 개선이 어려운 단점이 있다.

이와 같이, 상기 PET 스펀레이스는 부직포이면서 본 발명 개념 적용을 통해 기존 핫 멜트 필름과 달리 통기성이 우수하여 추가적인 공정이나 가공비 없이도 흡음성을 개선할 수 있다.

더구나, 접착성에 있어서도 핫 멜트 필름 보다 우수하기 때문에 그 만큼 강성도 증대되게 되며, 후술되는 내장재 충격시험인 FHM(Free Head Form) 결과, 도 3의 그래프와 같이 강성 측면에서도 기존 대비 우수성이 확인되었다.

이와 같이, 본 발명에 따른 차량용 헤드라이너는 종래 핫 멜트 필름을 접착제로 사용할 때에 비해 흡음성, 접착성, 강성, 외관 품질 모든 측면에서 월등히 향상된 특성을 갖기 때문에 그 활용도가 커질 것으로 예측된다.

100 : 기재 200 : 스킨
300 : 접착제

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 기재, 스킨 및 상기 기재와 스킨을 접합하는 접착제를 포함하되, 상기 접착제는 스킨에 라미네이팅된 PET 스펀레이스로 이루어진 자동차용 헤드라이너에 있어서;
   상기 PET 스펀레이스는 상기 기재가 열가소성 수지인 경우, 저융점 결합제가 없는 120~180℃의 융점을 갖는 PET 스펀레이스 제품을 사용하여 기계적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드라이너.
   
4. 기재, 스킨 및 상기 기재와 스킨을 접합하는 접착제를 포함하되, 상기 접착제는 스킨에 라미네이팅된 PET 스펀레이스로 이루어진 자동차용 헤드라이너에 있어서;
   상기 PET 스펀레이스는 저융점 결합제와 고융점 결합제를 혼합 사용하되, 혼합되는 저융점 결합제는 20중량부 이하인 것을 특징으로 하는 자동차용 헤드라이너.
5. 삭제
6. 삭제

Images