KR102064339B1 - Pc-abs 필름을 포함하는 차량용 언더커버 및 그 제조방법 - Google Patents

Pc-abs 필름을 포함하는 차량용 언더커버 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버 및 그 제조방법에 관한 발명으로, 코어의 양면에 PC-ABS 필름이 포함된 것을 특징으로 한다.
이러한 특징으로 인해, 접착 필름을 별도로 삽입할 필요가 없어 언더커버의 중량 및 원가를 절감할 수 있고, 흡음성능을 개선할 수 있다.

Description

PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버 및 그 제조방법{UNDER COVER FOR VEHICLE INCLUDING PC-ABS FILM AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버 및 그 제조방법에 관한 발명으로, 코어의 양면에 PC-ABS 필름이 포함된 것을 특징으로 한다. 이러한 특징으로 인해, 접착 필름을 별도로 삽입할 필요가 없어 언더커버의 중량 및 원가를 절감할 수 있고, 흡음성능을 개선할 수 있다.
일반적으로 차량의 언더커버는 엔진의 하부는 물론 차체의 하부에 구비한 각종 구성부품을 보호하고, 차량의 주행 시 공기와의 저항을 감소시키며, 노면에서의 비산물을 차단시킬 수 있게 하고, 차량의 제품신뢰도를 높일 수 있도록 한 것이다.
이러한 언더커버는 차량의 공력성능 향상 및 엔진룸 내부 부속품의 보호를 위하여 프론트 범퍼 하측 크로스멤버에 통상 장착하고 있으며, 이를 통해 차량 주행 중 기타 이물질이나 지상의 돌출물로부터 엔진 및 새시부품을 보호하는 동시에, 차량 저부의 공기 흐름을 원활하게 한다.
도 1은 종래의 차량용 언더커버의 단면도를 도시한 것이다.
종래의 차량용 언더커버는 폴리프로필렌(Poly Propylene, PP) 수지에 글래스 파이버(Glass Fiber, GF)가 함침된 코어(100)를 기반으로, 엔진에서 지면 방향으로, 부직포(200), 폴리프로필렌(PP) 수지에 글래스 파이버(GF)가 함침된 코어(100)(이하, PP+GF CORE라 한다). PP 필름(300) 및 부직포(200)가 순차적으로 결합되었다.
폴리프로필렌(Poly Propylene, PP) 수지에 글래스 파이버(Glass Fiber, GF)가 함침된 것은 소위 'LWRT'라 지칭되며, 저중량 강화 열가소성 플라스틱이라고도 지칭된다.
필름층은 LWRT에 가해지는 외부 충격 및 오염 물질을 막을 수 있는 배리어(Barrier) 역할을 하게 된다.
이때, PP 필름(300)을 사용하는 이유는 PP+GF CORE(100)와 부직포(200)를 연결하는 과정에서, PP+GF CORE(100) 또한 PP를 포함하고 있기 때문에, 별도의 접착제 없이 쉽게 연결할 수 있기 때문이다.
그러나, PP 필름(300)은 기계적 물성이 기타 고가의 필름에 비해 낮은 바, 엔진을 보호하기 위해 PP+GF CORE(100)의 면밀도(gsm)를 높일 수 밖에 없었다. 이로 인해, 제품 중량이 과다해져 연비가 떨어지는 문제점이 있었다.
이를 개선하기 위해, PP+GF CORE(100)의 면밀도를 낮추고, PC(Poly Carbonate) 필름(500)을 포함하는 언더커버가 개발되었다.
PC 필름은, 내충격성, 내열성, 내후성, 투명성 등의 특징이 있고, 강화 유리의 약 150배 이상의 충격도를 지니고 있어 유연성 및 가공성이 우수한 장점이 있어, PP 필름(300)보다 기계적 물성이 개선되는 장점이 있다.
도 2는 종래의 개선된 언더커버의 단면도이다.
다만, PC 필름(500)은 PP 필름(300)의 고유의 접착성을 지니고 있지 않은 문제점이 있다. 따라서, PP 필름(300)을 PC 필름(500)으로 대체하려면, PC 필름(500)의 양면에 배치되는 부직포(200) 및 PP+GF CORE(100)와의 접착을 위한 접착 필름(400)이 별도로 요구되는 문제점이 있었다.
본 발명은 PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버 및 그 제조방법에 관한 발명으로, 코어의 양면에 PC-ABS 필름이 포함된 것을 특징으로 한다. 이러한 특징으로 인해, 접착 필름을 별도로 삽입할 필요가 없어 언더커버의 중량 및 원가를 절감할 수 있고, 흡음성능을 개선할 수 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버는 부직포, PC-ABS(Poly Carbonate-Acrylonitrile Butadiene Styrene) 필름, 폴리프로필렌(PP) 수지에 글래스 파이버(GF)가 함침된 LWRT 소재로 구성된 코어, PC-ABS 필름 및 부직포가 엔진에서 지면방향으로 순차적으로 적층된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버의 PC-ABS 필름과 부직포가 열판합지공정에서 접착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버의 부직포는 PET 소재인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버의 PC-ABS 필름의 두께는 0.12mm 내지 0.17mm인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버의 제조방법은 폴리프로필렌(PP) 수지에 글래스 파이버(GF)가 함침된 LWRT 소재로 구성된 코어의 양면에 PC-ABS(Poly Carbonate-Acrylonitrile Butadiene Styrene) 필름을 접착하여 시트층을 제작하는 단계, 시트층의 양면에 부직포를 덧대고, 각각의 부직포의 표면 근방에 열판을 인접시키는 단계 및 열판을 상기 시트층의 중심 방향으로 가압하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버의 제조방법의 부직포는 PET 소재인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버의 제조방법의 PC-ABS 필름의 두께는 0.12mm 내지 0.17mm인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버의 제조방법의 부직포, 시트층 및 부직포로 이루어진 층 전체에 열을 가하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버의 제조방법은 트리밍하여 원하는 언더커버 형상을 제조하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버의 제조방법은 피어싱을 통해 홀을 형성하는 단계를 더 포함한다.
본 발명으로 인해, 종래의 PC 필름을 PC-ABS 필름으로 대체하여도 기계적 물성이 유사하여 CORE의 면밀도를 유지할 수 있고, 이와 동시에 접착 필름을 삽입할 필요가 없어 중량 및 원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.
또한, 흡음성능이 개선되어 언더커버 고유의 효과를 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 차량용 언더커버의 단면도를 도시한 것이다.
도 2는 종래의 개선된 언더커버의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버의 단면도이다.
도 4는 알파캐빈법에 따른 실험결과 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 PC-ABS 필름의 제조방법의 순서도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버의 단면도이다. 이하 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버의 구성 및 이에 따른 효과를 살핀다.
본 발명에 따른 PC-ABS 필름은 엔진에서 지면 방향으로, 부직포(200), PC-ABS 필름(600), PP+GF CORE(100), PC-ABS 필름(600) 및 부직포(200)가 순차적으로 적층된 구조인 것이 바람직하다.
부직포(200)는 일반적인 PET(Polyethylene terephthalate) 재질인 것이 바람직하다. 부직포(200)에 사용되는 소재로, 차량 언더커버에서 난연성 재질로도 선택될 수 있게 된다.
또한, PP+GF CORE(100)에 관한 것은 전술한 바, 중복된 설명을 방지하기 위해 생략한다.
PC-ABS 필름(600)은 PC-ABS 소재로 제도된 필름이다. PC-ABS의 정식 명칭은 ' PC-ABS Alloy'로, PC(Poly Carbonate)의 우수한 기계적 특성에 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)의 우수한 가공성이 결합된 소재이다.
PC-ABS는 가공성이 높아 사출 성형 공법을 적용한 제품을 생산할 수 있으며, 높은 기계적 물성으로 고충격, 고강도 제품 생산에 이용된다.
PC-ABS 필름(600)의 기계적 물성은 종래의 PC 필름(500)과 거의 유사하다. 이는 공지된 기술인 바, 상세한 설명은 생략하도록 한다.
따라서, PC-ABS 필름(600)은, 종래의 PC 필름(500)이 지니는 배리어 기능을 거의 그대로 유지할 수 있는 장점이 있다.
이때, 종래의 PC 필름(500)과 달리, PC-ABS 필름(600)은 부직포(200) 또는 PP+GF CORE(100)와 접착되는 성질을 지니고 있다. 특히, 열이 가해졌을 때, PC-ABS 필름(600)은 부직포(200) 또는 PP+GF CORE(100)와 접착된다.
이는 ABS 소재가 PET 및 GF와 열이 가해졌을 때 접착되는 성질이 존재하기 때문이다. 따라서, PET 소재의 부직포(200)와 GF를 포함하는 PP+GF CORE(100)와 접착이 가능하게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 PC-ABS 필름(600)이 포함됨으로 인해, 종래의 PC 필름(500) 적층 구조와는 달리 별도의 접착 필름(400)을 삽입하지 않아도 언더커버 적층 구조가 완성될 수 있는 장점이 있다.
또한, PC-ABS 필름(600)은 PC 필름(500)에 비해 흡음성능이 증대되는 장점이 있다. 따라서, PC-ABS 필름(600)으로 인해, 언더커버에서 필수적으로 요구되는 흡음성능이 향상되는 장점이 있다.
이를 증명하기 위해 알파캐빈법을 통해 PC 필름(500)이 포함된 언더커버와 PC-ABS 필름(600)의 흡음성능을 테스트하였다.
알파캐빈법(간이 잔향실법)은, 총 3개의 스피커를 이용하여 저주파(400Hz)-고주파(10000Hz) 사이의 15 단계의 음을 발생시킨 후, 마이크로폰을 이용하여 시편의 흡음성능을 측정한 것이다.
도 4는 알파캐빈법에 따른 실험결과 그래프이다. 그래프를 기준으로, 가로축은 진동수이며, 세로축은 흡수율을 나타낸 것이다.
주황색 선은 종래의 PC 필름(500)을 포함하는 언더커버이고, 파란색 선은 본 발명에 따른 PC-ABS 필름(600)을 포함하는 언더커버이다.
도 4를 참조하면, 실험 결과 저주파(400Hz) 및 고주파(10000Hz)에서는 종래의 PC 필름(500)을 포함하는 언더커버와 본 발명에 따른 PC-ABS 필름(600)을 포함하는 흡음성능의 큰 차이점이 없다.
그러나, 저주파와 고주파 사이의 대역에는 본 발명에 따른 PC-ABS 필름(600)을 포함하는 언더커버의 흡음성능지수가 더 높다는 것을 확인할 수 있다.
저주파와 고주파 사이의 음의 흡음 성능이 높다는 것은, 일반적인 차량의 외부 소리(S)의 흡음 성능이 높다는 것과 매칭시킬 수 있다.
따라서, PC-ABS 필름(600)을 포함하는 언더커버는 PC 필름(500)을 포함하는 언더커버에 비해서 흡음성능이 개선된다는 것을 확인할 수 있다.
이때, PC-ABS 필름(600)의 두께는 0.12mm 내지 0.17mm인 것이 바람직하다. 0.12mm 내지 0.17mm의 범위 내에서 PC-ABS 필름(600)의 두께가 선택되었을 때, 흡음성능이 최대화 된다.
이를 증명하기 위해 실험예 1을 살핀다.
(실험예 1)
1.PC-ABS 필름(600)의 두께를 0.15mm로 한 후, 알파캐빈법을 통해 2000Hz일 때의 Absorption Coefficient를 측정한다.
2.2000Hz일 때의 Absorption Coefficient는 0.62가 나왔다.
3.PC-ABS 필름(600)의 두께를 0.05mm 내지 0.2mm 범위로, 0.01mm 간격으로 두께를 달리하여 알파캐빈법을 통해 2000Hz일 때의 Absorption Coefficient를 측정한다.
4.PC-ABS 필름(600)의 두께가 0.15mm 일 때의 Absorption Coefficient를 기준값 '10'으로 하여, 0.05mm 내지 0.2mm 범위의 실험 결과에 따른 Absorption Coefficient를 상대적 지수로 환산하여 비교한다.
실험 결과는 하기 표 1과 같다.
두께(mm) 상대지수
0.05 5.92
0.06 6.15
0.07 6.44
0.08 6.58
0.09 7.18
0.10 7.27
0.11 7.56
0.12 9.12
0.13 9.18
0.14 9.85
0.15 10
0.16 10.82
0.17 10.88
0.18 8.23
0.19 8.1
0.20 7.25
두께가 0.12mm 미만인 경우의 상대지수는 7.56으로서, 0.12mm일 때의 상대지수(9.12)보다 급격히 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 이는, PC-ABS 필름(600)의 두께가 상기 범위 미만인 경우 접착 성능 저하로 전체적인 흡음성이 떨어지기 때문이다.
반면, 두께가 0.17mm를 초과하는 경우의 상대지수는 8.23으로서, 0.17mm일 때의 상대지수(10.88)보다 급격히 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 이는, PC-ABS 필름(600)의 두께가 너무 두꺼워지면, 파동 상쇄효과가 저하되기 때문이다.
따라서, 본 발명에 따른 PC-ABS 필름(600)의 두께는 0.12mm 내지 0.17mm인 것이 바람직하고, 위 범위에서 최적의 흡음성능을 도출할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 PC-ABS 필름의 제조방법의 순서도이다. 이하 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 PC-ABS 필름의 제조방법을 순차적으로 살핀다.
먼저, PP+GF CORE(100)의 양면에 PC-ABS 필름(600)을 접착하여 시트층을 제작한다(S100). 이때, 열을 가하여 접착할 수 있다.
이후, 시트층의 양면에 부직포(100)를 덧대고, 각각의 부직포의 표면 근방에 열판을 인접시킨다(S101). 열판은 미도시된 이동 가능한 지그에 결합되는 것이 바람직하나, 반드시 이러한 지그에 국한되는 것은 아니다.
이후, 열판을 시트층의 중심 방향으로 가압한다(S102). 이로 인해, 부직포(200)와 시트층이 결합되게 된다. 이러한 공정을 '열판합지공정'이라고 지칭한다.
이후, 합지된 층을 오븐에 넣어 열을 가하고(S103), 원하는 언더커버 형상이 제조되도록 트리밍(S104)한다. 마지막으로 결합 홀을 형성하기 위해 피어싱(S105)하는 과정을 거치게 된다.
설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100…PP+GF CORE
200…부직포
300…PP 필름
400…접착 필름
500…PC 필름
600…PC-ABS 필름

Claims (10)

  1. 부직포;
    PC-ABS(Poly Carbonate-Acrylonitrile Butadiene Styrene) 필름;
    폴리프로필렌(PP) 수지에 글래스 파이버(GF)가 함침된 LWRT 소재로 구성된 코어;
    상기 PC-ABS 필름; 및
    상기 부직포;가 엔진에서 지면방향으로 순차적으로 적층되고,
    상기 부직포는 PET 소재로 이루어지고,
    상기 PC-ABS 필름과 상기 부직포가 열판합지공정에서 접착되며,
    상기 PC-ABS 필름의 두께는 0.12mm 내지 0.17mm인 것을 특징으로 하는
    PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버.
  2. 삭제
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  5. 폴리프로필렌(PP) 수지에 글래스 파이버(GF)가 함침된 LWRT 소재로 구성된 코어의 양면에 PC-ABS(Poly Carbonate-Acrylonitrile Butadiene Styrene) 필름을 접착하여 시트층을 제작하는 단계;
    상기 시트층의 양면에 부직포를 덧대고, 상기 각각의 부직포의 표면 근방에 열판을 인접시키는 단계; 및
    상기 열판을 상기 시트층의 중심 방향으로 가압하는 단계;
    상기 부직포, 상기 시트층 및 상기 부직포로 이루어진 층 전체에 열을 가하는 단계;
    트리밍하여 원하는 언더커버 형상을 제조하는 단계; 및
    피어싱을 통해 홀을 형성하는 단계:를 포함하고,
    상기 부직포는 PET 소재로 이루어지고
    상기 PC-ABS 필름의 두께는 0.12mm 내지 0.17mm인 것을 특징으로 하는
    PC-ABS 필름을 포함하는 차량용 언더커버 제조방법.
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