KR101873835B1 - 적어도 2 층의 컴포넌트를 제조하는 방법 및 컴포넌트 - Google Patents

적어도 2 층의 컴포넌트를 제조하는 방법 및 컴포넌트 Download PDF

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노베르트 니콜라이
라이문트 피아트코브스키
하르트무트 렌켄
클라우스 크뢰머
폴크마르 슐츠
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에이치피 펠저 홀딩 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 차량의 실내 및/또는 트렁크 내 또는 바닥 커버를 위한 흡수성 라이닝으로서, 상부 재료 및 흡수체를 포함하는 적어도 2 층의 컴포넌트를 제조하는 방법 및 이에 따라 제조된 컴포넌트 자체에 관한 것이다.

Description

적어도 2 층의 컴포넌트를 제조하는 방법 및 컴포넌트{METHOD FOR PRODUCING AT LEAST TWO-LAYER COMPONENTS, AND COMPONENT}
본 발명은, 차량의 실내 및/또는 트렁크 내 또는 바닥 커버를 위한 흡수성 라이닝으로서, 상부 재료 및 흡수체를 포함하는 적어도 2 층의 컴포넌트를 제조하는 방법 및 이에 따라 제조된 컴포넌트 자체에 관한 것이다.
트렁크 라이닝은, 예를 들면 본질적으로, 특히 텍스타일(textile) 또는 시트 직물의 표면 재료와, 보강 부직포로서 지지 특성도 가질 수 있는 뒷면의 흡수체로 구성된다. 흡수체, 보강 부직포 또는 순수 지지체에는 다양한 재료가 채용된다. 플라스틱으로 이루어진 지지체, 특히 사출 성형된 지지체가 몰딩(molding) 후에 적층되거나, 텍스타일 상부 재료에 지지 재료가 이면 주입된다. 다른 솔루션으로서는, 순수한 플라스틱, 또는 무기 약제(inorganic agent)뿐만 아니라 다른 섬유를 넣은 플라스틱을 텍스타일에 압출 코팅하고, 이어서 프레싱하여 형성하여 마련된 텍스타일 코팅된 플라스틱 시트를 들 수 있다.
플라스틱의 하나의 구체적인 실시예는 미리 형성되어 적층된 폴리올레핀 발포체이다. 또한, 텍스타일 표면이 발포 코팅될 수도 있다.
압착되어 보강 부직포 또는 지지체로 되는 공지의 흡수체, 절연체로는, 열적 니들링(needling)에 의한 블랭크 제조 공정에서 또는 후속 가공에서 열가소성 또는 열경화성의 본딩제로 본딩된 다양한 섬유(플라스틱 및 천연 섬유)를 포함한다. 공지의 본딩제는 본질적으로 PET 코어 및 종종 coPET 코트로 구성되는 BiCo(bicomponent) 섬유뿐만 아니라, 폴리프로필렌, 아크릴레이트 또는 다양한 성질의 수지를 포함한다.
열가소성 흡수체 및 텍스타일 표면 재료를 가열한 후, 변형하고 냉각 금형에서 냉각한다. 변형의 정도에 따라, 컴포넌트의 지지 특성을 또한 가질 수 있는 흡수체가 부분적으로 박형화되고, 이에 따라 약해진다. 이러한 변형 영역에서 필요한 기계적 특성을 달성하기 위해, 변형되지 않거나 거의 변형되지 않는 영역이 과대해진다. 따라서, 컴포넌트는, 강도를 위해 필요로 했던 중량보다 중량이 커진다.
음향적으로 개방된(acoustically open) 바닥 커버(카펫)는, 시각적 표면(visible surface)을 비롯해서, 예를 들면 섬유가 본딩되고 니들 펀칭된 딜루어 또는 터프팅 카펫을 포함한다. 필요한 강성을 달성하기 위해, 흡수체 또는 압착된 혼합 섬유 웹은 대부분 단단히 카펫과 연결된다. 카펫 및 흡수체 또는 압착된 혼합 섬유 웹은 변형 장치에서 변형되고, 이어서 트리밍된다. 흡수체 및 절연체는 별개로 제조된다.
발포 흡수체 또는 절연체가 하나의 예외로서, 본질적으로 카펫에 발포되고, 이로 인해 자연적으로 음향적으로 막힌 카펫이 되면, 이는 매우 흡수성이 있고 흐름이 개방되는 목적에는 부합하지 않는다.
순수한 PET 또는 혼합 섬유의 카드를 넣은 부직포뿐만 아니라 섬유 충전 또는 에어레이(airlay) 기술로부터의 컴포넌트가, 개방된 흡수체 또는 절연체로서 공지되어 있다. 부직포 절연체는 특히 섬유 플록(fiber-flock)법에 의해 마련된 절연체뿐만 아니라 비변형의 (평면의), (사전) 변형된 블랭크를 포함한다.
블랭크 자체가 변형되거나, 세그먼트로서 카펫에 본딩될 수 있다. 이러한 모든 방법의 단점에 대해, 그와 연관된 디바이스들 및 필요 공정 단계들에 대한 요구가 높다.
이런 바닥 라이닝 시스템은, 예를 들면 DE 10 2004 046 201 A1, DE 103 60 427 A1, DE 199 60 945 A1 및 DE 10 2007 036 952 A1에 기재되어 있다.
본 발명은, 흡수체 또는 절연체의 블랭크를 사전에 제조하지 않고, 금형 내에서 흡수체 재료를 플록화 처리하여 흡수체 또는 절연체를 제조함으로써, 흡수체 또는 절연체에 흐름이 막힌 뒷면을 갖는 상부 재료를 본딩한다는 목적에 기반하며, 이에 의해 컴포넌트를 통해 정해진 재료의 누적물을 제조할 수 있고, 정해진 캐비티 거리 분포를 갖는 금형 내에서 압착함으로써 정해진 두께와 이에 따라 정해진 강성/강도 및 정해진 음향 특성이 달성되며, 플록화 처리된 흡수체 재료는 상부 재료와 몰딩(압착)되어 최종 형태로 한 단계로 이루어지고, 상부 재료는 자체적으로 본딩됨과 동시에 상부 재료가 흡수체 또는 절연체와 본딩된다.
제 1 실시예에서, 상술한 목적은, 차량의 실내 및/또는 트렁크 내 또는 바닥 커버를 위한 흡수성 라이닝으로서, 상부 재료 및 흡수체를 포함하는 적어도 2 층의 컴포넌트를 제조하는 방법에 의해 달성되며, 이 방법은 다음을 특징으로 한다.
(a) 플록 박스(flock box)에서 일 측에 몰딩된 흡수체 재료를 스팀/진공 금형 내에 도입하고,
(b) (a)에 있어서, 상부 재료의 흐름이 막힌 측이 바인더를 함유하는 흡수체의 재료를 향하게 하여, 블랭크들로 절단된 상부 재료를 금형 내에 도입하고,
(c) 금형을 닫고,
(d) 하부 재료(흡수체)의 하측에서 스팀을 가해서, 상부 재료가 변형되고, 하부 재료(흡수체) 내의 바인더가 활성화되어, 상부 및 하부 재료(흡수체)를 서로 본딩시키고,
(e) 하부 재료(흡수체)의 하측의 압력에 비해 낮은 상측의 압력으로 스팀 압력을 저감시키고,
(f) 이어서, 조정 금형(calibrating mold) 또는 보관 트레이(deposit tray)에서 컴포넌트를 냉각시킨다.
컴포넌트에 따라, 종래 기술에 공지된 방법과 비교하여 다른 제조 단계들을 줄일 수 있다.
예를 들면, (절연체가 흡수체에 압착된) 텍스타일 흡수체를 갖는 차량의 트렁크용 사이드 라이닝에 있어서, 블랭크 제조의 전체 공정을 생략할 수 있다.
본 발명에 따른 제조 기술에 의해, 필요 조건에 따라 필요한 정해진 방식으로 흡수체 재료를 도입하는 것이 가능하다.
따라서, 절연체의 블랭크 변형과 비교하여, 동일한 구조로, 재료 중량의 20 %까지 줄일 수 있으며, 이는 재료가 필요하지 않은 곳들에서 생략할 수 있기 때문이다.
최종 형태에 따라 거의 정확히 흡수체 재료가 플록 박스에 충전된다는 사실은, 블랭크 변형과 비교할 때, 또 다시 중량의 10 % 이상 낭비를 줄이게 된다. 흡입 방법(이러한 흡입 공정에서의 섬유 플록화 기술)에 의해, 서로 다른 두께를 갖는 재료의 조합을 실현할 수 있으며, 이는 기존의 제조에서는 가능하지 않았다.
섬유 플록화 기술에 의해 서로 다른 재료의 층 방식 구조로 인해, 기계적 및 음향적 특성들의 결합을 실현할 수 있다.
흡수체 또는 절연체를 형성하는 재료는, 특히 섬유 형태의 열가소성 바인더(PP, PET-BiCo, PE 및 다른 공지의 재료 자체), 및 특히 EPP(expanded PP), EPS(expanded PS), 플라스틱 섬유, 천연 섬유, 플라스틱 조각의 필러 재료(PUR 칩) 또는 천연 재료(예를 들면, 코르크 입자) 등의 필러 재료를 포함한다. 모든 바인더 또는 필러 재료는 단독으로 또는 서로 다른 혼합물 중에 존재할 수 있다.
바인더는 일반적으로 필러 재료와 균일하게 혼합되고, 에어 플로우를 이용하여 해당 형태의 에어 투과성 프리폼(preform) 금형(플록 박스)에 전해진다. 형태 및 두께에 대한 필요 조건에 따라 플록 박스에 혼합물을 둔다.
이러한 프리폼의 흡수체 재료 또는 절연체 재료는 일반적으로 로봇을 이용하여 금형에 배치된다. 프리폼의 흡수체 재료 또는 절연체 재료 위에는, 스팀 진공 흐름이 막힌 뒷면을 갖는 상부 재료, 예를 들면 대응되게 블랭크 형상으로 절단된 장식 재료가, 특히 텐터(tenter) 장치에서 공급된다. 텐터 장치는 금형 외측에 마련되거나, 또는 그 외측 상에 장착되며, 또한 금형의 닫기를 방해하지 않는 것이 바람직하다.
특정 컴포넌트/재료 구조에서, 상부 재료는 흐름이 막힌 뒷면을 갖지 않지만, 흐름 저항이 큰 흐름이 개방된 뒷면을 갖는다. 예를 들면, 흐름 저항이 큰 부직포뿐만 아니라 미세 천공된 플라스틱 시트가 채용될 수 있다.
특정 실시예에서, 텐터 장치는 개별 또는 복수의 이동 가능한 클램프를 가짐으로써, 이에 의해 상부 재료에 의도적으로 장력을 주거나 이완된 상태로 하여 금형 내로 방출할 수 있다.
금형을 닫을 경우, 상부 재료 및 흡수체 또는 절연체는 그들의 최종 형태로 된다. 선택적으로 국소적인 재료의 누적량 및 필요한 두께에 따라, 서로 다른 밀도 및 이에 따른 흡수체 또는 절연체의 서로 다른 기계적 및 음향적 특성을 형성한다.
상부 재료는 중간재를 포함하는 플랫 니들 펠트, 딜루어, 벨루어, 직물, 편직물, 또는 플라스틱 시트를 포함하는 것이 바람직하다. 상부 재료에는 선택적으로 그 커버 측 및/또는 바닥 측에 혼합 섬유 웹이 마련될 수 있다. 또한, 다음 특성을 갖는 니들 펀치형 재생 샌드위치 웹을 채용할 수도 있다.
100 내지 250 g/m2의 혼합 섬유 웹(PET/PP 또는 PP/coPET)
350 내지 800 g/m2의 재생 입자(PET, 입도 1 내지 4 ㎜)
100 내지 250 g/m2의 혼합 섬유 웹(PET/PP 또는 PP/coPET).
방법의 특정 변형예에서는, 추가적인 필러 없이 발포 바인더(예를 들면, EPP)가 상술한 바와 같이 실시 및 열처리된다.
금형은, 특히 파트에 필요한 재료가 포저티브 록킹(positive locking)에 의해 캐비티 내에 단단히 둘러싸여 있는 것을 특징으로 한다.
금형의 적어도 하나의 절반부에 있어서, 특히 흡수체 또는 절연체의 바닥 측의 영역에서, 스팀이 캐비티 내로 들어가고 다시 나올 수 있는 있는 구멍 시스템(bore system)이 있다.
금형의 2개의 절반부들은 적절한 가열 시스템에 의해 동일하거나 서로 다른 온도로 가열된다. 먼저, 구멍 시스템을 통해 가해진 진공에 의해, 둘러쌓인 공기의 대부분을 흡입해낸다. 이어서, 둘러쌓인 물질을 스팀에 의해 가열한다. 마지막으로, 스팀의 대부분을 캐비티로부터 흡입해내어, 그 안쪽의 파트를 냉각한다.
다음으로서, 본 발명을 예를 들어 더 설명된다.
PUR 발포 플록뿐만 아니라 BiCo, PET 및 면화 섬유의 혼합물로 구성되는 흡수체 재료 또는 절연체 재료를, 섬유 플록화 기술에 의한 흡입 방법에 의해 플록 박스 내에서 플록화 처리했다.
그 후, 프리폼의 흡수체 또는 절연체 재료를 그립퍼에 의해 제거해서 스팀/진공 금형 내에 배치했다.
상부 재료, 20 % 중량의 BiCo 부분을 갖는 540 g/m2 PET 딜루어 카펫 및 이면측 90 ㎛ PE/PA/PE 시트를 텐터에 의해 개방된 스팀/진공 금형 내로 도입하였고, 흡수체 및 절연체 재료 상에 배치했다.
이 실시예에서, 시트는 상부 재료에 연결되지 않았다. 상부 재료는 라디에이터 가열 필드에서 가열되었고, 상부 재료뿐만 아니라 시트가 스팀/진공 금형 내에 삽입되었다(이 경우, 수동으로).
실제, 뒷면에 지지체로서 (혼합 섬유 또는 재생 샌드위치) 웹을 선택적으로 포함하는 상부 재료에 사전에 시트가 적층되거나, 또는 압출 층이 부가된다.
그 후, 금형을 닫았고, 금형의 상반부는 실온에 있는 한편, 진공이 가해질 수 있는 하반부는 120 ℃로 가열되었다.
이 예에서는, 상부 재료를 진공으로 하지 않았다.
금형을 닫자마자, 금형의 하반부를 약 3 초 동안 진공으로 하였고, 이어서 약 15 초 동안 스팀을 가했고, 이 후 약 3 초 동안 다시 진공으로 했다.
금형의 닫기 및 개방을 포함하여 약 40 초의 주기 시간 후에, 금형 공정을 완료하였고, 상부 재료를 흡수체 또는 절연체에 단단히 본딩했다.
이후, 완성된 컴포넌트를 냉각 트레이에 배치했다.

Claims (12)

  1. 차량의 실내 및/또는 트렁크 내 또는 바닥 커버를 위한 흡수성 라이닝으로서, 상부 재료 및 흡수체를 포함하는 적어도 2 층의 컴포넌트를 제조하는 방법으로서,
    (a) 플록 박스(flock box)에서 일 측에 몰딩된 흡수체 재료를 스팀/진공 금형 내에 도입하는 단계,
    (b) 단계 (a)에 있어서, 블랭크들로 절단된 상부 재료를, 상부 재료의 흐름이 막힌 측이 바인더(binder)를 함유하는 흡수체의 재료를 향하게 하여, 금형 내에 도입하는 단계,
    (c) 금형을 닫는 단계,
    (d) 흡수체 재료의 하측에서 스팀을 가해서, 상부 재료가 변형되고, 흡수체 재료 내의 바인더가 활성화되어, 상기 상부 재료와 상기 흡수체 재료를 서로 본딩시키는 단계,
    (e) 흡수체 재료의 하측의 압력에 비해 낮은 상측의 압력으로 스팀 압력을 저감시키는 단계, 및
    (f) 이어서, 조정 금형(calibrating mold) 또는 보관 트레이(deposit tray)에서 컴포넌트를 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 재료는 상기 금형 내에 도입될 경우 냉각 또는 가열 상태에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 상부 재료를 금형 내에 도입하는 단계는 금형 외측에 마련되는 텐터(tenter) 장치에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    혼합 섬유 웹 또는 재생 샌드위치 웹을 갖는 텍스타일(textile) 상부 재료가 채용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 재료는, 중간재를 포함하는 플랫 니들 펠트, 딜루어, 벨루어, 직물, 편직물, 또는 플라스틱 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상부 재료의 흐름이 막힌 뒷면은 스팀 차단 및 진공 차단의 1 층 또는 다층의 시트, 또는 상부 재료 상에 압출된 플라스틱 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 시트는 TPO 시트 또는 PVC 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡수체 재료는 필러 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡수체 재료는 PP, PET-BiCo 및/또는 PE계의 섬유 형태의 열가소성 바인더를 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 필러 재료는 천연 섬유, 플라스틱 섬유, 플라스틱 조각의 필러 재료, 또는 천연 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 삭제
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