KR100779850B1

KR100779850B1 - 자동차용 흡음재 제조방법

Info

Publication number: KR100779850B1
Application number: KR1020060091204A
Authority: KR
Inventors: 신후철
Original assignee: 신후철
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2007-11-29

Abstract

본 발명은 자동차용 흡음재 제조방법에 관한 것으로, 천연섬유, 화학섬유가 하나 이상 혼합된 펠트 50-80중량%와 PET섬유 20-50중량%를 절단한 후, 혼합하여, 통상의 니들펀칭 공정을 수행한 후 성형롤러를 통과시켜 시트를 제작하고, 상기한 시트를 180-300℃ 금형에 넣어 열성형하거나, 상/하금형에 형성된 투입공간 내로 절단된 펠트와 PET섬유를 별도의 투입수단을 사용하여 투입하여 180-300℃로 열성형하여, 경량화가 가능하면서 환경오염을 방지하고 생산성이 향상된 자동차용 흡음재를 제공하는 데 있다.

흡음재, PET, 펠트

Description

자동차용 흡음재 제조방법{Sound absorbing material for vehicle and manufacturing method thereof}

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 흡음재의 제조방법을 나타내는 순서도

도 2는 본 발명에 따른 냉각금형을 나타내는 도면

도 3은 본 발명에 따른 열성형 금형을 나타내는 도면

본 발명은 펠트와 폴리에틸렌테레프탈레이트섬유를 혼합한 자동차용 흡음재 제조방법에 관한 것이다.

오늘날 차량에서 사용되는 내장재는 환경친화성,흡음성,성형성,경량성 및 경제성을 동시에 만족시켜야 하는 요구가 커지고 있다.

이러한 추세에 따라 차량에서 발생하는 소음을 차단하거나 흡음하여 쾌적성을 높이기 위해, 통상 엔진룸을 구성하는 금속재 프레임 상에 열경화성 수지인 페놀 대신에 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephatalate, 이하 PET라 함) 섬유가 투입된 내장재(혹은 흡음재)가 사용되고 있다.

PET 섬유로 이루어진 흡음재는, 통상 레귤러 섬유(regular fiber)와 저융점 섬유(low melting fiber, LMF)를 혼합하여 사용하고 있는데, 레귤러 섬유 단독으로 사용하면, 제품 제작 공정에서 압축한 후 PET 섬유가 복원되어 방음재에 적용하기 어렵기 때문에 저융점섬유를 레귤러섬유와 혼합방사하여 복원을 방지한다. 그러나, 상기한 저융점 섬유는 가격 면에서 레귤러 섬유에 비하여 상당히 고가이므로 원가가 상승하는 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 기술로 대한민국특허등록 10-0387653호에는 PET섬유 사이에 폴리우레탄폼 조각을 삽입한 기술이 공개되었고, 대한민국 특허출원 10-2004-103003호에는 PET부산물에서 재가공한 원료인 폴리에스테르 단섬유와 저융점 화이바를 혼합한 기술이 공개되어 있다.

그러나, 상기한 종래의 기술들은 모두 PET 섬유를 주로 하여 구성되어 있기 때문에 고가라는 문제점으로 산업에 적용하는데 어려움이 있다.

또한, 대한민국 공개특허 10-2006-0037709호에서는 폴리프로필렌25-45중량%, 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 40-60중량%, 마 섬유 등의 천연섬유 10-20중량%를 혼합하고 니들 펀칭하여 펠트를 제조하고, 그 표면에 필름을 부착한 후 가열하여 냉각금형으로 성형 가공하는 기술이 공개되어 있다.

상기 기술은, 저융점 PET성분의 용융점이 105-110℃이고 폴리프로필렌은 60-100℃에서 수축하고 용융점이 160℃정도여서, 성형시 PET섬유의 용융점에 맞춰서 가공할 경우 폴리프로필렌과 천연섬유는 용융되지 않으면서 폴리프로필렌이 수축하여 성형성이 좋지 않으므로 표면에 반드시 필름을 부착하여야만 제품의 형상이 유지되므로, 공정단계가 늘어나고 불가피하게 원가절감에도 한계가 있다.

또한, 성형 후 보드로 제작시에 필름부위가 용융되어 경화됨으로써 표면의 경도와 밀도가 높아지고, 폴리프로필렌의 용융점 이상으로 가공시에는 폴리프로필렌과 PET가 모두 용융된 후 냉각되어 밀도가 높아져, 소음에 대해 다소의 차단성 효과는 있으나 흡음성은 기대할 수 없으며, 필름층의 부착으로 전체적으로 하중이 증가 되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 버려지는 폐섬유들을 재활용한 펠트와 PET섬유를 혼합하여 흡음성이 우수한 자동차용 내장재를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 펠트 제조방법에 대한 연구를 거듭하여 성형성을 개선함으로써 필름층을 없애어 경량성을 달성하고, 공정수를 최소화함으로써 저원가 제조기술을 가능하게 하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 천연섬유, 화학섬유가 하나 이상 혼합된 펠트 50-80중량%와 PET섬유 20-50중량%로 구성된 자동차용 흡음재에 있다.

그리고, 본 발명의 다른 특징은 면, 마 등의 천연섬유와 화학섬유가 하나 이상 혼합되어 구성된 펠트와 PET섬유를 절단한 후, 혼합하여, 통상의 니들 펀칭 공정을 수행한 후 성형 롤러를 통과시켜 시트를 제작하고 상기한 시트를 180-300℃ 금형에 넣어 열성형하거나, 상/하금형에 형성된 투입공간 내로 절단된 펠트와 PET 섬유를 별도의 투입수단을 사용하여 투입하여 180-300℃로 열성형하는 자동차용 흡음재 제조방법에 있다.

이상과 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 하기에서 첨부된 도면을 참조하여 살펴본다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 흡음재의 제조방법을 나타내는 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 냉각금형을 나타내며, 도 3은 본 발명에 따른 열성형 금형을 나타낸다.

본 발명에 따른 자동차용 흡음재는 천연섬유와 화학섬유가 하나 이상 혼합되어 구성된 펠트섬유 50-80중량%와 PET섬유 20-50중량%로 구성된다.

상기에서 펠트는 주로 폐섬유를 이용하여 제직되므로 자원 재활용의 효과가 있으며, 이를 구성하는 섬유는 천연섬유와 합성섬유가 1종 이상 혼합되어 있으며, 특히 천연섬유에는 면, 마 등이 있으나, 면은 자체 꼬임을 가지고 중심에 중공을 가지고 있어서 성형 후 제품에 기공을 많이 가지도록 하므로 면의 비율이 높을수록 흡음 성능이 우수하다.

그리고, 천연섬유 및 PET섬유는 용도에 맞게 200mm이하의 길이로 절단하는데, 섬유장이 200mm이상이면 절단 및 혼합하는 과정에서 섬유가 절단기 혹은 타면기에 감기거나 끼는 문제가 발생될 뿐 아니라 혼합율이 나빠진다.

특히, 본 발명의 실시예에서 PET는 섬유장을 20mm 이하로 함으로써, 펠트와의 혼합성을 향상시키고 용융성을 향상시킴으로써 성형성을 좋게 한다.

도 1을 참조하여 본 발명에 따른 자동차용 흡음재의 제조방법을 하기에서 살펴본다.

우선, 면, 마 등의 천연섬유와 화학섬유 스크랩이 하나 이상 혼합되어 구성된 펠트와 PET섬유를 절단한다. 펠트는 절단기로 절단하는데, 상기한 천연섬유 및 PET는 용도에 맞게 절단과정에서 섬유장을 조절할 수 있으나 섬유장의 길이가 길어지면 혼합율이 저하되고, 혼합 과정에서 섬유가 기계부품에 걸리는 문제점이 발생되므로, 200mm이하로 절단하는 것이 바람직하다. PET섬유는 입자가 작을수록 혼합율과 성형성이 향상되므로, 미세 분말로 절단할 수도 있다.

상기한 펠트와 PET의 혼합은 타면기를 사용하여 균일하게 혼합되도록 하고, 혼합된 재료는 통상의 니들 펀칭 공정을 수행한 후 통상의 펠트 성형 롤러를 통과시켜 압착하여 펠트 시트를 제작한다.

상기와 같이 성형된 시트는 열성형 금형에서 180-300℃에서 20초 내지 2분간 성형 후 냉각과 동시에 트림(trim)이 가능하도록 도 2에 나타내는 바와 같이 상금형(21)과 하금형(23)에 선택적으로 하나 이상 냉각수 유입구(25)가 형성된 냉각금형을 사용하여 냉각과 트림을 동시에 수행한다.

본 발명의 다른 제조방법으로는, 상기한 바와 같이 절단되어 혼합된 펠트와 PET섬유 혼합물을, 블로워에 의한 송풍, 진공흡입장치에 의한 진공흡입, 자유낙하 방식 중에서 택일하여 금형 내로 일정한 량만큼씩 직접 투입하고, 투입공간(31)을 형성하기 위하여 하금형(32)의 양측 가장자리를 성형부보다 높게 형성하여, 즉, 하 금형(32)의 성형부 가장자리에 투입호퍼(미도시)와 연결된 투입구(33)가 형성된 돌출벽(34)을 상부로 돌출 형성하여, 상금형(35)이 하금형(32)의 돌출벽(34) 내부로 왕복 운동하도록 하며, 상/하금형(31)(35) 사이의 틈은 섬유가 배출되지 않으면서 공기는 배출될 수 있는 5mm이하의 미세한 간극을 갖도록 한다.

한편, 상기에서 투입수단이 블로워일 경우에는 투입구(33)가 투입 호퍼를 통해서 블로워와 연결되어 투입구(33) 반대편에 천공된 통공(36)이 공기배출구의 역할을 하고, 투입수단이 진공흡입장치일 경우에는 투입구(33) 반대편에 형성된 통공(36)에 진공흡입장치가 설치된다.

이와 같이 금형 내로 투입이 완료되면 180-300℃에서 20초에서 2분간 성형한 후, 상기한 도 2의 냉각금형을 이용하여 냉각과 동시에 트림을 수행한다.

상기한 바와 같이 형성된 흡음재는 차량 내부의 금속 패널에 설치된다.

본 발명은 페놀과 같은 환경오염물질을 사용하지 않고 폐자원을 활용함으로써 환경친화적 제품을 제공한다. 또한, 펠트 섬유재의 흡음성을 강화하기 위해서는 면 섬유 배합비를 조절함으로써, 천연소재로서의 고급성 및 친환경성 및 높은 흡음성을 실현할 수 있다.

아울러, 시트성형시 필름을 사용하지 않으므로 경량화가 가능하고, 시트제작과 성형과정만을 거치므로 제조공정이 간단해져 원가, 생산시간 등이 크게 절감되는 효과가 있다.

Claims

삭제
천연섬유와 화학섬유가 하나 이상 혼합되어 구성된 펠트와 PET섬유를 절단한 후, 혼합하여, 니들 펀칭 공정을 수행한 후 성형 롤러를 통과시켜 시트를 제작하고,

제작된 시트를 180-300℃ 금형(21)(23)에 넣어 열성형한 후, 냉각과 트림 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음재 제조방법.
천연섬유와 화학섬유가 하나 이상 혼합되어 구성된 펠트와 PET섬유를 절단한 후, 혼합하여, 상/하금형(35)(32) 사이에 형성된 투입공간(31) 내로 절단된 펠트와 PET섬유를 직접 투입하여 180-300℃로 열성형 후, 냉각과 트림 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음재 제조방법.
제 3항에 있어서, 상기한 투입공간(31)은 하금형(32)의 가장자리를 성형부보다 높게 형성함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음재 제조방법.
제 3항에 있어서, 상기한 상/하금형(35)(32) 사이의 투입공간(31)으로 펠트와 PET섬유를 투입하는 것은 송풍, 진공흡입, 자유낙하 중에서 택일하여 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음재 제조방법.