KR100387653B1

KR100387653B1 - 자동차용 흡음재와 그 제조방법

Info

Publication number: KR100387653B1
Application number: KR10-2000-0076586A
Authority: KR
Inventors: 윤형준
Original assignee: 기아자동차주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-14
Filing date: 2000-12-14
Publication date: 2003-06-18
Also published as: KR20020047937A

Abstract

본 발명은 자동차용 흡음재와 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐(廢)폴리우레탄 폼 조각을 폴리올 및 메틸렌클로라이드로 표면처리한 다음 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하, PET라 함) 레귤러 섬유 층들 사이에 일정량 분포시키고 압축 성형함으로써, 종래 PET저융점섬유와 PET레귤러 섬유를 혼합방사하여 제조한 흡음재에 비하여 방음 효과가 우수할 뿐 아니라 제조공정이 간단하고, 고가의 저융점섬유 대신 폐폴리우레탄 폼을 사용하여 원가가 대폭 절감되며, 기존의 차음재과 함께 대시 패널(dash panel)에 적용하면 자동차 엔진에서 발생되는 소음의 차량 실내 유입을 효과적으로 방지할 수 있는 흡음재와 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

자동차용 흡음재와 그 제조방법{Acoustic material for vehicle}

차량의 대시 패널에 적용되는 방음재(인슐레이터)는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 차량의 대시 패널(10)에 부착된 제진 재료(20) 위에 부착되어 엔진룸에서 발생되는 소음의 차량 실내 유입을 차단한다.

이러한 대시 패널용 방음재는 흡음재(30)와 차음재(40)로 구성되어 있는데, 흡음재(30)와 차음재(40)를 함께 사용함으로써 방음재의 효율성을 높일 수 있다.차음재(40)는 헤비 레이어(heavy layer)라고도 하며, 일반적으로 폴리비닐클로라이드(poly vinyl cholide, PVC), 고무(rubber) 또는 에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate, EVA)에 CaCO₃및 BaSO₄와 같은 무기질을 첨가한 재료가 사용되고 있다.또한, 흡음재(30)로는 폴리우레탄(polyurethane) 발포체 또는 섬유질 펠트(felt)가 사용되고 있으며, 특히 최근에는 흡음성능 및 단열성능의 향상을 위하여 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephatalate, 이하 PET라 함) 섬유가 사용되는 추세에 있다.

최근, 흡음재 원료로서 사용이 증가되고 있는 재질로서 상기 PET 섬유의 재료 구성을 보면, 레귤러 섬유(regular fiber) 65 ∼ 75 중량% 및 저융점섬유(low melting fiber, LMF) 25 ∼ 35 중량%에 기타 첨가제를 넣어 만든 조성이 일반적이며, 레귤러 섬유와 저융점섬유가 혼합방사되어 사용되고 있다. 만일, 레귤러 섬유 단독으로 사용하면, 제품 제작 공정에서 압축한 후 PET 섬유가 복원되어 방음재에 적용하기 어렵다. 따라서, 이러한 이유로 저융점섬유를 레귤러 섬유와 혼합방사함으로써 제품의 복원을 방지하는 것이다. 그런데, 저융점섬유는 가격면에서 레귤러 섬유에 비하여 상당히 고가이므로 원가가 상승하는 단점이 있다.

이에, 본 발명자들은 방음 특성을 갖는 경제적인 원료를 선택 사용하되, 그 방음 성능을 향상시킴과 동시에 성형 후에도 형태를 최대한 유지시키고 차량에 적용할 수 있도록 경량화시키기 위하여 연구 노력하였다. 그 결과, 다공질의 폐폴리우레탄 폼 조각(이하, 칩 폼)을 사용하되, 칩 폼의 표면을 폴리올과 메틸렌클로라이드로 처리한 다음 PET 레귤러 섬유와 혼합하여 제조하면, 압축성형 후에 복원되지 않아 형태 안정성이 우수할 뿐 아니라 방음효과가 전영역에 걸쳐 종래에 비하여 향상되고, PET 저융점섬유보다 가격이 저렴한 폐자원의 칩 폼을 사용함으로써비용이 월등히 감소하며, 폐자원을 활용하여 고부가가치를 창출하여 환경친화적이면서 동시에 경제적임을 알게되어 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명에 따른 자동차용 흡음재는 PET 레귤러 섬유에 칩 폼이 적절히 분포된 상태로 안정적인 구조를 가지며, 그 제조공정이 간단하고 방음성능이 향상되어 자동차용 방음재에 효과적으로 적용할 수 있는 새로운 흡음재을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 자동차의 몸체부분 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 'A-A' 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따라 제조된 흡음재의 미세구조를 나타낸 그림이다.

도 4는 본 발명의 제조공정을 나타낸 그림이다.

도 5는 본 발명에 따라 제조된 흡음재와 공지된 방법에 따라 제조된 흡음재의 방음 효과를 비교하여 나타낸 그래프이다.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 대시 패널 20 : 제진 재료

30 : 흡음재

31 : 폴리에틸렌테레프탈레이트 레귤러 섬유(PET 레귤러 섬유)

32 : 폐폴리우레탄 폼 조각(칩 폼)

40 : 차음재

본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주원료로 하는 흡음재에 있어서,

폴리에틸렌테레프탈레이트 레귤러 섬유의 층과 층 사이에 폴리올과 메틸렌클로라이드로 표면처리된 폐폴리우레탄 조각이 균질 분포된 상태로 압축성형되어 이루어진 자동차용 흡음재에 그 특징이 있다.

이러한 본 발명은 폐폴리우레탄 폼 조각을 폴리올 및 메틸렌클로라이드의 혼합물로 표면처리한 다음, 폴리에틸렌테레프탈레이트 레귤러 섬유의 층과 층 사이에 분포시키고 압축성형하여 제조할 수 있으며, 이렇게 제조된 흡음재에 통상적으로 사용되는 차음재를 부착하여 자동차용 방음재로 이용할 수 있다.

본 발명에 따른 자동차용 흡음재를 그 제조방법을 중심으로 하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3에 도시한 바와 같이, 폐폴리우레탄 폼 조각(32)을 폴리올(polyol) 및 메틸렌클로라이드(methylene chloride, 이하 MC라 함)의 혼합물로 표면처리하는 공정을 수행한다. 이때, 상기 폴리올 및 메틸렌클로라이드를 사용하여 폐폴리우레탄 폼 조각(32; 이하, 칩 폼이라 함)을 표면처리하는 이유는, 다음 공정에서 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하, PET라 함) 레귤러 섬유(31)와 칩 폼(32)을 강력히 결속시키기 위함이다. 즉, 폴리올과 MC로 표면처리함으로써, 칩 폼(32)의 표면에 접착능을 부여하여 다음 단계에서 흡음재(30)가 견고하게 성형되도록 하는 것이다. 표면처리는 침지법을 이용하고, 표면처리용 폴리올과 MC는 3:7 ∼ 4:6의 배합비율로 혼합하여 사용하며, 폴리올은 분자량 400 ∼ 1,000 사이의 저분자 폴리올을 사용한다. 그리고, 상기 칩 폼(32)은 직경이 5 ∼ 10 ㎜인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 표면처리된 칩 폼(32)을, 도 3에 나타낸 바와 같이, PET 레귤러 섬유(31)의 층과 층 사이에 분포시키고, 도 4에 나타낸 바와 같이, 100 ∼ 150 ℃에서 30 ∼ 120초 동안 예열한 다음 압축성형하는 공정을 수행한다. 즉, PET 레귤러 섬유(31)의 카딩(carding)시 섬유층과 섬유층이 만나는 중간층에 접착제 역할을 하는 칩 폼(32)을 일정량 분포시키므로써, PET의 레귤러 섬유(31)에 다공성의 칩 폼(32)이 혼합된 웹(web)을 만든 다음, 금형에 의한 압축공정을 통해 PET의 레귤러 섬유(31)와 칩 폼(32)을 결합시켜 완성하는 것이다. 또한, 압축하여 제조된 흡음재(30)의 중량은 700 ∼ 1000 g/㎡인 것이 바람직하다. 이때, 상기 칩 폼(32)은 전체 흡음재(30)에 대하여 5 ∼ 30 중량%를 사용하며, PET 레귤러 섬유(31)는 전체 흡음재(30)에 대하여 70 ∼ 95 중량%를 사용한다.

이상과 같이 제조된 본 발명에 따른 흡음재에 기존의 차음재를 부착하여 자동차용 방음재를 제조한 결과, 그 방음효과가 전영역에서 기존 대비 2 ∼ 10 dB 향상됨을 알 수 있었다. 그 뿐 아니라, 본 발명은 공정면ㆍ경제면ㆍ환경면에서도 유리한 장점이 있어 자동차 대시 패널 등 자동차 분야에 유용하게 활용될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예

칩 폼은 자동차의 시트(seat)등에서 사용된 것으로 1조각의 직경이 5 ∼ 10 ㎜ 정도 되도록 분쇄하여 준비하였다. 그런 다음, 폴리올과 MC를 3:7의 배합비율로 혼합하고, 이 혼합용액으로 칩 폼을 침지하여 표면처리하였다. 이렇게 표면처리된 칩 폼을 PET 레귤러 섬유의 층과 층 사이에 분포시켜 두께 400㎜인 웹을 만든 다음, 예열실을 통과시켜 200 ℃에서 30초 동안 예열하고, 방음부품용 금형에서 20 ㎜의 두께로 압축성형하였다. 그 결과, 얻어진 흡음재의 중량은 850 g/㎡이었다.

비교예

공지된 방법으로 PET 레귤러 섬유와 PET저융점섬유를 혼합방사하여 흡음재를 제조하였다.

시험예: 방음 효과

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 흡음재에 통상적으로 사용되는 EVA 재질의 차음재를 부착한 다음 투과손실 평가 방법으로 방음 성능을 측정하였다. 그 결과, 첨부도면 도 5에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 실시예가 기존품인 비교예에 비하여 전영역에서 투과 손실률이 2 ∼ 10 dB 향상되었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 흡음재는 다공질의 폐폴리우레탄 폼 조각의 표면을 폴리올과 메틸렌클로라이드로 처리하여 접착능을 부여한 다음 PET 레귤러 섬유 층 사이에 적절히 분포시키고 금형에서 성형함으로써, 압축 후에도 복원되지 않으며, 방음효과가 종래에 비하여 향상되고, 가격이 저렴한 폐자원을 활용하여 환경면ㆍ경제면에서 우수할 뿐 아니라, 공정이 간단하여 경량화된 방음재를 필요로 하는 자동차 등의 분야에 유용하게 활용할 수 있는 효과가 있다.

Claims

폴리에틸렌테레프탈레이트를 주원료로 하는 흡음재에 있어서,

폴리에틸렌테레프탈레이트 레귤러 섬유의 층과 층 사이에 폴리올과 메틸렌클로라이드로 표면처리된 폐폴리우레탄 조각이 균질 분포된 상태로 압축성형되어 이루어진 것임을 특징으로 하는 자동차용 흡음재.
제 1 항에 있어서, 상기 흡음재는 중량이 700 ∼ 1000 g/㎡인 것임을 특징으로 하는 자동차용 흡음재.
제 1 항에 있어서, 상기 폐폴리우레탄 폼은 전체 흡음재에 대하여 5 ∼ 30 중량%, 폴리에틸렌테레프탈레이트 레귤러 섬유는 70 ∼ 95 중량%인 것임을 특징으로 하는 자동차용 흡음재.
폐폴리우레탄 폼 조각을 폴리올과 메틸렌클로라이드의 혼합물로 침지법에 의한 방법으로 표면처리한 다음, 폴리에틸렌테레프탈레이트 레귤러 섬유의 층과 층 사이에 분포시키고 압축성형하는 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음재의 제조방법.
제 4 항에 있어서, 상기 표면처리용 폴리올과 메틸렌클로라이드는 3:7 ∼ 4:6의 배합비율 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음재의 제조방법.
제 4 항에 있어서, 상기 표면처리용 폴리올은 분자량 400 ∼ 1,000 사이의 저분자 폴리올을 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음재의 제조방법.
제 4 항에 있어서, 상기 폐폴리우레탄 폼 1조각의 직경은 5 ∼ 10 ㎜인 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음재의 제조방법.
상기 청구항 1의 흡음재에 통상의 차음재를 통상적인 방법으로 부착한 자동차용 방음재.