KR100636837B1 - 흡차음재 제조 장치 및 방법과 그에 따라 제조된 흡차음재 - Google Patents

흡차음재 제조 장치 및 방법과 그에 따라 제조된 흡차음재 Download PDF

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Abstract

하드층 원료 섬유로부터 형성된 섬유 소재 시트를 적층한 후 니들 펀칭함으로써 하드층을 제조하는 하드층 제조부; 소프트층 원료 섬유로부터 형성된 섬유 소재 시트를 상기 하드층 위에 적층한 후 니들 펀칭함으로써 소프트층을 제조하는 소프트층 제조부; 및 상기 적층된 하드층과 소프트층을 가열하여 상호 접합시키는 히팅유니트;를 포함하는 흡차음재 제조 장치와 이를 이용한 흡차음재 제조 방법이 개시된다.
흡차음재, 펠트, 니들 펀칭

Description

흡차음재 제조 장치 및 방법과 그에 따라 제조된 흡차음재{Method and apparatus for manufacturing noise-absorbent fabric, and the fabric}
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡차음재 제조 장치의 개략적인 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡차음재 제조 장치의 공급 호퍼와 개면 및 소면 롤러의 구성을 나타내는 개략적인 측면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡차음재 제조 장치의 코로스 배열기에 대한 구성을 보여주는 개략적인 측면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡차음재 제조 장치에 채용된 니들 펀칭기의 구성을 나타낸 개략적인 측면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡차음재 제조 장치에 채용된 히팅유니트의 구성을 나타낸 개략적인 측면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡차음재 제조 방법을 보여주는 흐름도이다.
본 발명은 흡차음재 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 니들 펀칭에 의해 하드층과 소프트층의 조직을 별도로 형성시킨 다음 히팅에 의해 상호 접합시키는 흡차음재 제조 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그와 같은 장치와 방법에 의해 제조되는 흡차음재에 관한 것이기도 하다.
흡차음재는 소음을 흡수하거나 차단하는 부재로서 특히 자동차에 설치되어 주행 중 엔진이나 동력전달계통에서 발생하는 소음이 자동차 실내로 침투하는 것을 방지한다.
일반적으로 이러한 흡차음재는 소음을 주로 흡수하는 소프트층과 소음을 반사하여 차단하는 하드층으로 구성된다. 이러한 소프트층과 하드층은 폴리에스테르나 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 섬유로 이루어지며, 이들은 대개 융점이 200℃ 이상인 고융점 섬유와 융점이 대략 100∼150℃ 정도인 저융점 섬유가 혼합되어 구성된다.
종래에 흡차음재는 소프트층과 하드층을 열압착에 의해 각각 별도로 제조한 다음에 이를 상호 접합시키는 방법에 의해 제조된다. 즉, 고융점 섬유와 저융점 섬유로 구성된 흡차음재 소재 섬유를 중첩적으로 적층한 다음에 열압착을 가하면, 상기 저융점 섬유가 용융되면서 섬유 소재를 상호 바인더하게 된다. 이 과정에서, 저융점 섬유의 양이 많을수록 하드층이 형성되고 그렇지 않을 경우 소프트층이 형 성된다.
이상과 같이 제조된 소프트층과 하드층을 접착제 또는 별도의 바인더 섬유를 개재시킨 상태에서 서로 밀착시키고 압착함으로써 소프트층과 하드층의 복합체로 이루어진 흡차음재를 얻게 된다.
그런데, 압착에 의해 제조된 종래의 흡차음재는 각 층간의 결합이 견고하지 못하기 때문에 층간이 서로 분리되는 박리 현상이 발생한다.
또한, 소프트층과 하드층이 서로 접합되는 과정에서 소프트층과 하드층은 각각의 섬유 조직을 그대로 지니게 되는데, 이러한 섬유 조직은 원섬유를 개면하거나 포개는 방향과 나란하게 형성되어 있다. 상기 흡차음재는 자동차에 장착하거나 기타 용도로 사용하기 위해 2차적으로 열성형을 거치게 되는데, 이 과정에서 상기 섬유 조직은 방향성을 가지고 있기 때문에 성형을 위해 가압할 경우 응력 분산이 균일하지 못해 상기 섬유 조직 방향으로 왜곡 현상이 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 소프트층과 하드층의 제조를 니들 펀칭으로 수행함으로써 층간의 박리 현상을 방지할 수 있도록 하는 흡차음재 제조 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 또한 소프트층 및/또는 하드층을 동시에 제조하면서, 제조된 소프트층과 하드층을 단일 공정 내에서 히팅 접합함으로써 흡차음재를 일괄적으로 제조할 수 있도록 한 흡차음재 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 흡차음재 제조 장치는, 하드층 원료 섬유로부터 형성된 섬유 소재 시트를 적층한 후 니들 펀칭함으로써 하드층을 제조하는 하드층 제조부; 소프트층 원료 섬유로부터 형성된 섬유 소재 시트를 상기 하드층 위에 적층한 후 니들 펀칭함으로써 소프트층을 제조하는 소프트층 제조부; 및 상기 적층된 하드층과 소프트층을 가열하여 상호 접합시키는 히팅유니트;를 포함한다.
바람직하게, 상기 하드층 제조부는, 상기 하드층 원료 섬유를 공급하는 적어도 하나 이상의 공급 호퍼; 상기 원료 섬유를 개면하는 적어도 하나 이상의 개면 롤러; 상기 개면된 섬유 소재를 소면하여 시트화하는 적어도 하나 이상의 소면 롤러; 상기 섬유 소재 시트를 중첩하여 적층하는 적어도 하나 이상의 크로스 배열기; 및 상기 적층된 섬유 소재 시트를 펀칭하는 적어도 하나 이상의 니들 펀칭기;를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 소프트층 제조부는, 상기 소프트층 원료 섬유를 공급하는 적어도 하나 이상의 공급 호퍼; 상기 원료 섬유를 개면하는 적어도 하나 이상의 개면 롤러; 상기 개면된 섬유 소재를 소면하여 시트화하는 적어도 하나 이상의 소면 롤러; 상기 섬유 소재 시트를 중첩하여 적층하는 적어도 하나 이상의 크로스 배열기; 및 상기 적층된 섬유 소재 시트를 펀칭하는 적어도 하나 이상의 니들 펀칭기;를 포함한다.
여기서, 상기 히팅유니트는, 상기 적층된 하드층/소프트층 복합체가 유입 및 배출되는 입구와 출구가 형성된 하우징; 상기 하우징 내에 회전가능하게 설치되어 상기 하드층/소프트층 복합체의 양측을 접촉하여 지지하는 지지롤러; 및 상기 하우징 내에 설치되어 상기 하드층/소프트층 복합체를 가열하는 히팅수단;을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 하드층 원료 섬유로부터 형성된 하드층 섬유 소재 시트를 적층하는 단계; 상기 적층된 하드층 섬유 소재를 니들 펀칭하는 단계; 상기 니들 펀칭된 하드층 위에 소프트층 원료 섬유로부터 형성된 소프트층 섬유 소재 시트를 적층하는 단계; 상기 적층된 소프트층 섬유 소재를 니들 펀칭하는 단계; 및 상기 적층된 하드층/소프트층 복합체를 가열하여 상호 접합시키는 단계;를 포함하는 흡차음재 제조 방법이 제공된다.
바람직하게, 상기 하드층 위에 1차적으로 적층되는 소프트층 시트는 다른 소프트층 시트에 비해 상대적으로 저융점 섬유를 많이 함유한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 명세서 및 특허청구범위에 있어서 "수단"으로 명명된 구성요소는 그 구체 적인 구조나 형상으로 특정되는 것이 아니라 그것이 달성하고자 하는 기능적 또는 작동적 의미로 정의되었고 그에 따라 그러한 기능과 작동을 달성하는 범위 내에서 다양한 균등물이 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 흡차음재 제조 장치의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 흡차음재 제조 장치는 흡차음재의 하드층을 제조하는 하드층 제조부(100)와, 소프트층을 제조하는 소프트층 제조부(200)와, 상기 하드층과 소프트층을 상호 접합하는 히팅유니트(300)를 포함한다.
상기 하드층 제조부(100)에는 원료 섬유가 적재되어 공급되는 제1 공급 호퍼(101)와, 상기 공급 호퍼(101)로부터 공급되는 원료 섬유를 개면하는 제1 개면(開綿) 롤러(102)와, 상기 개면된 섬유를 시트 상태로 정렬시키는 제1 소면(梳綿) 롤러(103)가 구비된다.
상기 제1 공급 호퍼(101)에는 흡차음재 제조를 위한 원료 섬유가 적재되어 공급된다.
상기 제1 개면 롤러(102)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 공급 호퍼(101)의 출구에 설치되어 미도시된 구동수단에 의해 자체 회전한다. 상기 제1 개면 롤러(102)의 외주면에는 도시된 바와 같이 스파이크(102a)가 형성되어 있어서 상기 원료 섬유를 공급 호퍼(101)로부터 인출하여 이송벨트(104) 위에 늘어 놓는 개면 작용을 한다. 이 과정에서 섬유사는 신장되면서 상호 분리되고 동시에 다른 섬유사와 혼면되기도 한다.
상기 제1 소면 롤러(103)는 개면된 섬유 소재와 마찰한 채로 회전하면서 이를 풀어서 정렬시켜 얇은 시트 상태가 되도록 한다. 상기 소면 롤러(103)는 이송벨트(104)의 속도와 서로 다른 속도로 회전함으로써 상기와 같은 소면 기능을 수행할 수 있다.
상기 이송벨트(104)는 제1 크로스 배열기(cross lapper)(110)로 연결되는데, 상기 크로스 배열기(110)는 시트 상태의 섬유 소재(20)를 중첩적으로 포개어 연속 적층 구조를 형성하는 것으로서, 그 대략적인 구성이 도 3에 도시되어 있다.
상기 제1 크로스 배열기(110)는 상기 이송벨트(104)에 의해 공급되는 섬유 소재 시트(20)를 이송시키기 위해 회전하는 복수의 이송롤러(111)와, 왕복 운동가능하도록 설치되어 상기 섬유 소재 시트(20)를 연속적으로 적층하는 적층수단(112)을 포함한다. 바람직하게, 상기 이송롤러(111) 조립체가 적층수단(112)과 일체로 왕복 운동하면서 섬유 소재 시트(20)를 적층할 수도 있다.
상기 크로스 배열기는 이미 당해 기술분야에 잘 알려진 것이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하며, 도시된 크로스 배열기 뿐만 아니라 기존의 다양한 구성들을 가진 크로스 배열기들이 선택적으로 채용될 수 있음은 물론이다.
상기 제1 크로스 배열기(110)의 출구측에는 제1 니들 펀칭기(120)가 구비된다. 상기 제1 니들 펀칭기(120)는 상기 적층된 섬유 소재 시트(20)를 펀칭하는 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 미도시된 구동수단에 의해 상하로 운동하는 상부 프레스(121)와, 공급되는 섬유 소재 시트(20)를 지지하는 베이스(122)를 포함한다.
상기 상부 프레스(121)의 내면에는 복수개의 펀칭용 니들(123)이 장착되며, 상기 베이스(122)에는 상기 상부 프레스(121)가 하강할 경우에 니들(123)이 삽입될 수 있도록 그에 상응하는 복수의 삽입공(124)이 형성되어 있다. 바람직하게, 상기 상부 프레스(121)와 베이스(122) 사이에는 니들(123)의 상하 운동을 가이드하는 가이드공(125a)이 형성된 스트리퍼(125)가 개재될 수 있다.
상기 펀칭용 니들(123)은 확대도에 나타난 것과 같이 그 측면에 니들홈(123a)이 형성되어 있는데, 이것은 니들(123)이 섬유 소재 시트(20)를 펀칭할 때 섬유 조직을 물고 들어가 서로 엮이도록 하는 역할을 한다. 바람직하게, 상기 니들홈(123a)은 니들의 삽입방향에 대해 직각을 이루는 후크면(123b)과 완만한 각도로 경사진 경사면(123c)을 가지는데, 상기 후크면(123b)은 니들(123)이 삽입될 때 섬유사를 물고 들어가 상호 엉기도록 하며, 상기 경사면(123c)은 반대로 니들(123)이 섬유 조직으로부터 저항없이 부드럽게 빠져나올 수 있도록 한다.
상기 펀칭용 니들(123)의 개수와 배열 간격은 제조하고자 하는 소재에 따라 달라지게 된다. 예를 들어, 상기 펀칭용 니들이 촘촘하게 배열될수록 섬유 소재 시트의 조직 엉김도(섬유사들이 서로 엉키는 정도)는 증가하여 그 만큼 단단한 섬유층이 형성되고, 반대로 펀칭용 니들의 간격이 클수록 섬유의 엉김은 일부에 국한되어 상대적으로 소프트한 섬유층이 형성된다. 물론, 상기 섬유층의 조직 엉김도는 니들의 개수와 배열 뿐만 아니라 단위 면적당의 펀칭수와도 관계될 수 있다.
본 실시예에서는 상기 니들 펀칭기(120)가 하나만 구비된 것으로 도시되어 있으나 이것에 한정되지 않고 상기 니들 펀칭기(120)는 복수개 구비되어 순차적으 로 섬유 소재 시트를 펀칭함으로써 하드층을 제조할 수 있다.
상기 소프트층 제조부(200)는, 원료 섬유가 적재되어 공급되는 제2 및 제3 공급 호퍼(201)(221)와, 상기 제2 및 제3 공급 호퍼(201)(221)로부터 공급되는 원료 섬유를 개면하는 제2 및 제3 개면 롤러(202)(222)와, 상기 개면된 섬유를 시트 상태로 정렬시키는 제2 및 제3 소면 롤러(203)(223)가 구비된다.
또한, 소프트층 제조부(200)는 개면 및 소면된 섬유 소재 시트(30)(40)를 연속적으로 적층시키는 제2 및 제3 크로스 배열기(210)(220)를 포함한다.
상기 크로스 배열기(220)의 출구측에는 섬유 소재 시트(30)(40)를 타발하는 제2 니들 펀칭기(230)가 구비된다.
상기 공급 호퍼(201)(221), 개면 롤러(202)(222), 소면 롤러(203)(223), 크로스 배열기(210)(220) 및 니들 펀칭기(230)의 구성과 동작은 전술한 바와 같으므로 중복적인 설명은 생략한다.
상기 소프트층 제조부(200)의 출구측에 위치한 히팅유니트(300)는 소프트층과 하드층을 가열에 의해 상호 접합시키는 것으로서 그 구성이 도 5에 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 히팅유니트(300)는, 적층된 하드층과 소프트층 복합체가 유입되는 입구(311)와 배출되는 출구(312)를 출구가 형성된 하우징(310)과, 상기 하우징(310)내에서 이송되는 하드층/소프트층 복합체와 접촉하여 지지하는 복수의 지지롤러(320)와, 상기 이송되는 하드층/소프트층 복합체를 가열하여 접착이 이루어지도록 하는 히팅수단(330)을 포함한다.
상기 히팅수단(330)은 통상적인 가열 구조를 구비한 기존의 수단들이 사용될 수 있으며, 바람직하게 열이 섬유 조직 내부까지 깊숙히 침투할 수 있는 적외선 히팅로드가 사용된다. 상기 히팅수단(330)의 온도 또는 가열 정도는 미도시된 별도의 제어수단을 통해서 조절될 수 있다.
상기 지지롤러(320)는 하드층/소프트층 복합체를 양측에서 지지하는 동시에 압축 방향으로 가압하면서 하드층과 소프트층이 상호 접합되도록 한다. 비록 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 지지롤러(320)에도 히팅코일 등의 가열수단이 구비될 수 있다.
그러면, 상기와 같은 구성을 가진 흡차음재 제조 장치를 이용하여 흡차음재를 제조하는 방법에 대해서 살펴보기로 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡차음재 제조 방법에 대한 순서도가 도 6에 개략적으로 도시되어 있다.
상기 도면을 참조하면, 먼저, 제1 공급 호퍼(101)에는 흡차음재 제조를 위한 하드층 원료 섬유가 공급되어 적재된다(단계 S100).
상기 원료 섬유는 폴리에스테르나 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 성분으로 이루어진 잡섬유, 재생섬유, 펠트 등으로 이루어질 수 있으며, 이들은 융점이 대략 200℃ 이상인 고융점 섬유와 융점이 대략 100∼150℃ 정도인 저융점 섬유를 포함한다. 바람직하게, 상기 고융점 섬유와 저융점 섬유의 구성비는 하드층과 소프트층에 따라 서로 달리 설정할 수 있다. 예를 들어, 하드층에는 저융점 섬유가 소프트층에 비해 상대적으로 더 많이 함유될 수 있다.
본 발명에 따른 원료 섬유는 상기 실시예에 한정되지 않으며, 흡차음 효과를 위해 사용될 수 있는 다양한 섬유들이 채용가능한 것으로 이해되어야 한다.
이어서, 덩어리 형태의 상기 하드층 원료 섬유는 제1 공급 호퍼(101)의 출구로부터 제1 개면 롤러(102)에 의해 개면되어 이송벨트(104) 상으로 옮겨진다(단계 S110). 즉, 제1 개면 롤러(102)가 미도시된 구동수단에 의해 회전하면, 그 외주면에 형성된 스파이크(102a)가 원료 섬유 덩어리의 섬유사를 잡아 당겨 이송벨트(104) 위에 배열시키게 된다.
바람직하게, 이러한 개면 과정에서, 원료 섬유 내에 함유되어 있던 불순물이나 이물질이 분리되는 것은 물론이고, 섬유의 혼면 작용도 동시에 일어나게 된다.
상기 이송벨트(104) 상에 배열되어 이송되는 섬유 소재는 제1 소면 롤러(103)에 의해 정렬되어 시트화된다(단계 S110). 예를 들어, 상기 이송벨트(104)의 이송 속도보다 상기 소면 롤러(103)의 회전 속도가 빠르면, 소면 롤러(103)와 접촉하는 섬유 소재는 더욱 신장되면서 일방향으로 정렬되어 시트(20)가 된다.
비록 본 실시예에서는 상기 소면 롤러가 하나만 도시되어 있으나, 원하는 소면 효과를 얻기 위해 복수개의 적절한 소면 롤러 조립체가 채용될 수 있다.
이상과 같이 개면 및 소면 과정을 거친 하드층 섬유 소재 시트(20)는 이송벨트(104)에 의해 제1 크로스 배열기(110) 내로 진입한다.
그러면 상기 제1 크로스 배열기(110)는 이송롤러(111)를 통해 공급되는 섬유 소재 시트(20)를 컨베이어 벨트(105) 상에 가로 방향으로 왕복 운동하면서 연속적으로 적층한다(단계 S120). 상기 적층수와 적층 속도는 원하는 소재의 두께에 따라서 적절히 조절될 수 있다.
그런 다음, 상기 적층된 하드층 섬유 소재 시트는 제1 니들 펀칭기(120)에 의해 펀칭된다(단계 S130). 이때, 상기 제1 니들 펀칭기(120)의 니들(도 4의 123)은 하드층 제조에 적합하도록 니들 사이의 간격이 비교적 촘촘하도록 배치될 수 있다. 또한, 하드층 제조를 위한 상기 니들 펀칭기(120)의 단위 시간당 펀칭수도 상대적으로 높게 설정하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 상기 펀칭기의 니들이 섬유 소재를 펀칭할 때 니들홈(123a)의 후크면(123b)에 섬유사가 걸려서 물리게 되고, 반대로 니들이 빠져나올 때에는 경사면(123c)에 의해 니들이 걸림없이 빠져나올 수 있다. 이와 같은 작용을 반복함으로써 적층된 섬유 소재의 두께는 줄어드는 동시에 각 층의 섬유사들은 이웃하는 층의 섬유사들과 서로 엉기게 되면서 그 조직이 치밀해진다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 니들 펀칭기(120)는 하나만 구비되었으나 필요에 따라서 복수개의 니들 펀칭기를 구비하고 순차적으로 타발함으로써 하드층을 제조할 수 있다.
이상과 같이 하드층 제조부(100)에서 제조된 하드층은 소프트층 제조부(200)로 진행한다.
한편, 전술한 바와 같이 제2 및 제3 공급 호퍼(201)(221)에는 소프트층 제조를 위한 원료 섬유가 적재되어 공급되고(단계 S200), 이것은 제2 및 제3 개면 롤러(202)(222)에서 개면된 후에 제2 및 제3 소면 롤러(203)(223)에서 소면되어 섬유 소재 시트(30)(40) 형태로 이송벨트(204)(224)를 따라 제2 및 제3 크로스 배열기(210)(220)로 각각 이송된다(단계 S210).
상기 소프트층 제조를 위한 원료 섬유 역시, 폴리에스테르나 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 성분으로 이루어진 잡섬유, 재생섬유, 펠트 등으로 이루어질 수 있으며, 융점이 200℃ 이상인 고융점 섬유와 융점이 대략 100∼150℃ 정도인 저융점 섬유를 포함한다. 바람직하게, 소프트층의 원료 섬유는 하드층 원료 섬유에 비해 저융점 섬유의 조성비가 작다.
상기 제2 크로스 배열기(210)로 공급된 소프트층 섬유 소재 시트(30)는 그 전단계 공정에서 이미 제조되어 공급되는 하드층 위에 연속적으로 적층된다(단계 S220).
또한, 소프트층을 비교적 두껍게 하기 위해, 상기 소프트층을 추가적으로 더 적층하는 공정은 상기 제3 크로스 배열기(220)에 의해 이루어진다. 즉, 상기 제3 크로스 배열기(220)는 1차적으로 섬유 소재 시트(30)로 적층된 소프트층 위에 섬유 소재 시트(40)를 중첩적으로 적층하게 된다.
본 발명에 따르면, 상기 하드층 위에 1차적으로 적층되는 소프트층 시트(30)는 비교적 저융점 섬유를 상대적으로 많이 함유할 수 있다. 이것은 후술하는 바와 같이 하드층과 소프트층이 히팅유니트(300) 내에서 가열될 때 경계층이 용융되어 상호 접착성을 높이기 위함이다.
이렇게 적층된 하드층과 소프트층 복합체는 제2 니들 펀칭기(230)로 진입되고, 여기에서는 전술한 바와 마찬가지로 소프트층을 타발함으로써 그 두께를 축소시키는 동시에 섬유사 조직을 엉기게 한다(단계 S230).
여기서, 상기 니들은 상부 소프트층 영역만을 타발하고 하부의 하드층은 타 발하지 않을 정도의 상하 운동을 하도록 그 스트로크 범위가 조절된다.
이상과 같은 공정을 거쳐 소프트층의 제조가 완료되고 상기 소프트층은 하드층의 상면에 놓인 채로 히팅유니트(300)로 이송된다.
도 5에 도시된 바와 같이 상기 소프트층/하드층 복합체는 히팅유니트(300)의 입구(311)를 통해 내부로 진입하며 복수의 지지롤러(320)에 의해 양측이 가이드된다.
이때, 상기 히팅유니트(300) 내에 장착된 히팅수단(330)에 의해 소프트층/하드층 복합체는 가열되면서 상호 융착하게 된다. 즉, 섬유 조직 내의 저융점 섬유가 용융되면서 섬유 조직을 상호 결착시킴으로써 소프트층과 하드층의 접합이 달성되고, 특히 소프트층과 하드층 사이의 경계층이 저융점 섬유를 상대적으로 많이 함유한 경우에는 더욱 효과적으로 접합시킬 수 있다.
상기 소프트층과 하드층을 상호 접합하기 위해 가해지는 가열 온도와 열량은 히팅유니트(300)의 크기, 히팅수단(330)의 발열 용량, 섬유층이 하우징(310) 내부에 머무는 시간 등을 고려하여 적절하게 설정될 수 있다.
이렇게 완성된 흡차음재는 권취롤러(330)에 의해 권선된다. 상기 권취롤러(330)가 흡차음재를 권선하기 때문에 별도의 컨베이어 벨트를 사용하지 않고도 섬유 소재 시트는 상기 하드층 제조부(100)와 소프트층 제조부(200)로부터 계속적으로 이송될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 하드층은 하나의 크로스 배열기(110)에 의해 적층되고, 상기 소프트층은 두 개의 크로스 배열기(210)(220)에 의해 적층되는 것으로 예시되었으나 이것에 한정되지 않고 상기 크로스 배열기는 필요에 따라 적절한 수만큼 설치될 수 있다. 이것은 니들 펀칭기와 히팅유니트에 대해서도 마찬가지이다.
본 발명의 흡차음재 제조 장치 및 방법에 따르면, 단일 공정 라인에서 하드층과 소프트층을 순차적으로 제조하는 동시에 이들을 가열하여 상호 접합시킬 수 있으므로, 원료 섬유로부터 최종 성품을 일괄적으로 생산할 수 있다.
또한, 본 발명의 흡차음재 제조 장치 및 방법에 따르면, 하드층과 소프트층은 압착 공정이 아닌 니들 펀칭에 의해 제조되므로, 완성된 흡차음재의 조직의 엉김도가 증가하여 치밀해지므로 종래와 같이 층간 박리 현상이 전혀 발생하지 않게 된다.
나아가, 본 발명에 따라 제조된 흡차음재는 섬유 조직이 일방향으로 배열된 것이 아니라 니들 펀칭에 의해 서로 엉김 구조를 이루고 있어서 후속적으로 열성형을 할 경우에 응력 분산이 비교적 균일하게 이루어진다.

Claims (6)

  1. 하드층 원료 섬유로부터 형성된 섬유 소재 시트를 적층한 후 니들 펀칭함으로써 하드층을 제조하는 하드층 제조부;
    소프트층 원료 섬유로부터 형성된 섬유 소재 시트를 상기 하드층 위에 적층한 후 니들 펀칭함으로써 소프트층을 제조하는 소프트층 제조부; 및
    상기 적층된 하드층과 소프트층을 가열하여 상호 접합시키는 히팅유니트;를 포함하고,
    상기 하드층 제조부는,
    상기 하드층 원료 섬유를 공급하는 적어도 하나 이상의 공급 호퍼;
    상기 원료 섬유를 개면하는 적어도 하나 이상의 개면 롤러;
    상기 개면된 섬유 소재를 소면하여 시트화하는 적어도 하나 이상의 소면 롤러;
    상기 섬유 소재 시트를 중첩하여 적층하는 적어도 하나 이상의 크로스 배열기; 및
    상기 적층된 섬유 소재 시트를 펀칭하는 적어도 하나 이상의 니들 펀칭기;를 포함하고,
    상기 소프트층 제조부는,
    상기 소프트층 원료 섬유를 공급하는 적어도 하나 이상의 공급 호퍼;
    상기 원료 섬유를 개면하는 적어도 하나 이상의 개면 롤러;
    상기 개면된 섬유 소재를 소면하여 시트화하는 적어도 하나 이상의 소면 롤러;
    상기 섬유 소재 시트를 중첩하여 적층하는 적어도 하나 이상의 크로스 배열기; 및
    상기 적층된 섬유 소재 시트를 펀칭하는 적어도 하나 이상의 니들 펀칭기;를 포함하고,
    상기 히팅유니트는,
    상기 적층된 하드층/소프트층 복합체가 유입 및 배출되는 입구와 출구가 형성된 하우징;
    상기 하우징 내에 회전가능하게 설치되어 상기 하드층/소프트층 복합체의 양측을 접촉하여 지지하는 지지롤러; 및
    상기 하우징 내에 설치되어 상기 하드층/소프트층 복합체를 가열하는 히팅수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡차음재 제조 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 하드층 원료 섬유로부터 형성된 하드층 섬유 소재 시트를 적층하는 단계;
    상기 적층된 하드층 섬유 소재를 니들 펀칭하는 단계;
    상기 니들 펀칭된 하드층 위에 소프트층 원료 섬유로부터 형성된 소프트층 섬유 소재 시트를 적층하는 단계;
    상기 적층된 소프트층 섬유 소재를 니들 펀칭하는 단계; 및
    상기 적층된 하드층/소프트층 복합체를 가열하여 상호 접합시키는 단계;를 포함하고,
    상기 하드층 위에 1차적으로 적층되는 소프트층 시트는 다른 소프트층 시트에 비해 상대적으로 저융점 섬유를 많이 함유한 것을 특징으로 하는 흡차음재 제조 방법.
  6. 삭제
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