스페어 타이어 커버 보드에 폴리우레탄 적용

자동차 예비 타이어 덮개판(트렁크 바닥 매트 또는 수하물 칸 매트라고도 함)은 차량 트렁크 내부에 설치되며 주로 다음과 같은 기능을 수행합니다.

1. 은폐: 이는 스페어 타이어 수납 공간을 트렁크와 분리하여 스페어 타이어와 공구를 숨기고, 트렁크의 평평한 외관과 일관된 레이아웃을 유지합니다. 따라서 스페어 타이어 커버의 면적이 작아서는 안 됩니다.

2. 하중 지지 능력: 트렁크에 보관된 물품의 일부를 지탱해야 하므로, 스페어 타이어 커버는 견고하고 신뢰할 수 있으며 내구성이 뛰어나야 합니다.

3. 소음 차단 및 진동 감쇠: 스페어 타이어 커버 보드는 차체와 뒷바퀴에서 발생하는 소음을 일부 차단하여 차량의 NVH(소음, 진동 및 불쾌감) 시스템 설계에 중요한 역할을 합니다. 따라서 스페어 타이어 커버 보드의 재질은 특정 수준의 흡음 및 진동 감쇠 기능을 갖춰야 합니다.

예비 타이어 커버 보드의 개발 역사 전반에 걸쳐 PHC 허니콤 패널, PU 복합 패널, PP 사출 성형 패널, PP 허니콤 패널, SMC 패널, 경질 섬유판 등 다양한 소재가 사용되었으며, 각 소재는 서로 다른 성능 특성을 지녔습니다. 그러나 PP는 고온 저항성이 낮고, 무게가 과도하며, 환경 친화성이 부족하고, 다른 소재들은 방음 및 진동 감쇠 효과가 떨어지는 등의 이유로 시장 점유율이 점차 감소하고 있습니다.

BASF가 공개한 문서에 따르면, PHC 허니콤 패널은 전반적으로 최고의 성능을 제공하며, 경량성, 친환경성, 견고성 등 현재 시장의 제품 수요를 충족하는 주요 소재 중 하나입니다.

오늘은 폴리우레탄 소재를 사용한 예비 타이어 커버 보드 생산 공정 두 가지, 즉 PHC 허니콤 패널과 PU 복합 패널에 대해 집중적으로 살펴보겠습니다.

1. PHC 허니콤 패널

PHC(종이 허니콤) 패널은 자연 벌집 구조의 원리를 기반으로 제작됩니다. 골판지 바탕지를 접착제로 붙여 수많은 속이 빈 정육각형 구조를 만들어 일체형 하중 지지 구조인 종이 코어를 형성하고, 이 코어 양면에 표면지를 접착하여 새로운 유형의 샌드위치 구조 친환경 에너지 절약형 소재를 만듭니다.

예비 타이어 커버 보드로 사용될 때, PHC 허니콤 패널은 폴리우레탄 복합 소재 스프레이 기술(PU-R-CSM)과 결합됩니다. 종이 허니콤 코어는 유리 섬유와 같은 섬유 소재로 보강된 후 폴리우레탄을 분사하여 효과적인 복합 성형을 거쳐 기존 패널보다 강하고 가벼운 폴리우레탄 복합 소재를 형성합니다.

우시 기싱 무차오를 기준으로 한 구체적인 절차 흐름은 다음과 같습니다.

(1) 늘리지 않은 벌집형 판지는 늘리고 모양을 만드는 장치를 사용하여 적절하게 가공됩니다.

(2) 유리섬유 매트는 벌집형 판지의 양면에 고르게 깔려 있습니다.

(3) 폴리우레탄은 상기 기판의 양면에 고르게 분사됩니다. 총 분사량은 제조업체의 강도 및 하중 지지 기준에 따라 일반적으로 250~600g/m²입니다.

(4) 기판을 압축 성형을 위해 열압착 금형으로 보낸다. 상부 및 하부 금형 온도는 100~130°C, 압력은 8~12MPa, 열압착 시간은 280~350초로 설정한다.

(5) 압착된 기판을 제거하고 냉각 장치에서 실온에서 40~60초 동안 냉각합니다.

(6) 냉각 및 성형 후, 한쪽 면에 90~130g/m²의 열용융 접착제를 분사하고 부직포를 적층합니다.

(7) 부속품을 설치, 검사 및 포장합니다.

완제품 참조 매개변수:

매개변수 값

종이 벌집 코어 두께 12mm

잘게 자른 유리섬유 매트 600 g/m²

PU 스프레이 양 600 g/m²

기판 두께 12mm

기질 밀도 0.25 g/cm³

이 공정은 편리한 가공, 빠른 경화, 저취성, 높은 자동화 수준, 낮은 노동 강도, 그리고 탁월한 제품 품질과 같은 장점을 제공합니다. 현재 예비 타이어 커버 보드 생산에 있어 가장 앞선 기술입니다.

2. 폴리우레탄 복합 패널

폴리우레탄 복합 패널로 제작된 스페어 타이어 커버 보드의 구조는 자동차 천장 마감재와 매우 유사하며, 생산 공정 또한 비슷합니다.

구조 설계는 다음과 같습니다. 폴리우레탄(PU) 층이 중앙에 위치하고, 위쪽과 아래쪽에 접착성 유리섬유 층이 있습니다. 위쪽 접착성 유리섬유 층은 표면 직물 층으로 덮여 있고, 아래쪽 접착성 유리섬유 층은 부직포 층으로 덮여 있습니다.

우시 기싱 무차오를 참조한 프로세스 흐름은 다음과 같습니다.

(1) 모든 재료 층을 준비합니다. PU 층은 일반적으로 미세 기포 PU로 만들어집니다.

(2) 접착성 유리섬유층은 PU층의 양면에 깔리고, 부직포는 하부 유리섬유층 아래에 ​​깔린다.

(3) 상기 기판을 열 프레스 금형으로 보내 압축 성형한 후 꺼내어 실온에서 냉각시킵니다.

(4) 성형된 복합 패널은 가열을 위해 오븐으로 보내집니다. 그런 다음 상부 층은 표면 직물 층과 접착되고 압축 성형을 위해 금형으로 보내집니다.

메모: 접착성 유리섬유층은 고온, 고압 및 냉각 압축 공정을 통해 유리섬유와 폴리프로필렌(PP) 또는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 결합하여 만들어집니다. 이 층은 강력한 접착력을 제공하며 추가 접착제의 필요성을 없애고 VOC 배출량을 줄입니다.

이러한 종류의 예비 타이어 커버 보드는 가벼운 무게, 높은 강도, 우수한 단열성, 탁월한 방음 및 진동 감쇠 기능을 갖추고 있습니다.

앞서 언급했듯이, 스페어 타이어 커버 보드는 자동차 내부의 넓은 면적을 차지하는 부품이며 차량의 NVH(소음, 진동, 불쾌감) 시스템 엔지니어링의 일부입니다. 따라서 특정 공정 흐름과 성능 지표를 충족해야 할 뿐만 아니라 VOC(휘발성 유기 화합물) 및 악취 발생량에 대한 평가도 거쳐야 합니다. 최적화는 원자재 및 합성 공정 모두에서 수행됩니다. 다음은 완성된 스페어 타이어 커버 보드의 VOC 및 악취 지표에 대한 참고치입니다.

(참고: 원문에 언급된 VOC 및 냄새 참조 지표는 수치 형태로 제공되지 않았으므로 여기에 번역하지 않았습니다. 특정 데이터가 있으면 추가해 드리겠습니다.)

요약

위에서 살펴본 바와 같이, 현재의 첨단 예비 타이어 커버 생산 기술은 폴리우레탄 소재의 장점, 즉 경량성, 가공 용이성, 우수한 단열성, 흡음 및 진동 감쇠성, 그리고 친환경성을 최대한 활용하고 있습니다. 이러한 신기술은 자동차 경량화, 안전성 및 환경 보호에 많은 이점을 제공하며, 다른 자동차 분야에도 널리 적용되고 있습니다. 예를 들어, PHC 기술은 뒷좌석 선반 패널, 바닥 패널, 선루프, 트렁크 선반 등에 사용되고 있으며, PU 복합 패널은 천장 내장재와 카펫에 사용되고 있습니다.