KR100855534B1 - 방수면이 일체화된 음향 도어라이너 - Google Patents

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Abstract

방수면이 일체화된 음향 라이너 (10) 가 제공된다. 이 라이너는, 고 차음부와, 방수 보호성을 제공하도록 비교적 고밀도의 1 이상의 열-시어드 방수면 (16) 을 구비한 섬유재 패드 (12) 를 포함한다. 음향 라이너는 폴리에스테르, 유리섬유, 폴리프로필렌, 및 이들의 혼합물로 제조된 비적층체이다. 외부 본체 패널 (32) 과 내부 페이셔 패널 (36) 을 포함하는 도어를 절연하는 방법과 차량용 도어가 기재되어 있고 청구되었다.
음향 라이너

Description

방수면이 일체화된 음향 도어라이너{ACOUSTIC DOORLINER WITH INTEGRAL WATER BARRIER}
본 발명은 차음재에 관한 것으로, 보다 자세하게는 방수면이 일체화된 차음재에 관한 것이다.
차음재에 대해서는 종래에 알려져 있다. 통상적으로, 소리 감쇠를 위해서, 차음재는, 입사 음파를 흡수할 수 있는 흡음성과 입사 음파를 반사시킬 수 있는 투과 손실에 의존한다. 이러한 차음재의 보다 일반적인 용도 중 하나로는 자동차 분야로서, 여기서, 승객에게 안락함과 이점을 주도록 엔진과 도로의 소음을 감소시키기 위해서, 엔진 컴파트먼트, 방화벽, 펜더 웰 (fender wells), 플로어 패널, 및 승객실 쉘의 다른 구성품들은 일반적으로 차음되어 있다.
차량에 일반적으로 사용되는 차음재의 예로서는, 톰슨 (Thompson) 등에게 허여된 미국특허 제 5,298,694 호, 사노키 (Sanocki) 등에게 허여된 미국특허 제 5,624,726 호, 사노키 등에게 허여된 미국특허 제 5,759,659 호, 및 스완 (Swan) 등에게 허여된 미국특허 제 5,961,904 호가 있다.
미국특허 제 5,298,694 호에서는, 열가소성 섬유로 된 부직 (non-woven) 차음 웨브 (web) 와, 방수 보호를 위해 차음 웨브에 적층되는 스크림, 부직포, 필름, 또는 호일 등의 제 2 층을 개시하였다.
미국특허 제 5,624,726 호 및 미국특허 제 5,759,659 호에서는, 섬유 절연재, 발포 절연재, 또는 이들의 혼합물로 된 절연층과, 수분 배리어로서의 역할을 하는 열밀봉가능한 열가소성 폴리올레핀내에 둘러싸여진, 세라믹 페이퍼, 직조 세라믹 섬유, 직조 유리섬유 섬유, 세라믹 부직 스크림, 또는 유리섬유 부직 스크림으로 된 내고온성 층을 특징으로 하는 복합재 형태의 차음 블랭킷을 개시하였다.
미국특허 제 5,961,904 호에서는, 또한 권축 벌킹 섬유 (bulking fibers) 및/또는 바인더 섬유와 같은 인조 섬유 (staple fibers) 를 포함할 수 있는 열적으로 안정화된 멜트-블론 (melt-blown) 폴리프로필렌 미세사로 된 부직 차음 웨브를 개시하였다. 차음 웨브는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름 등과 같은 플레이너 (planer) 열가소성 폴리올레핀 필름으로 된 방수층을 가진 적층체로서 형성된다.
다양한 차음재의 적용 및 특히 자동차와 관련된 적용에 있어서, 방수 보호성은 중요한 관심사항이다. 종래의 특허에 의해 설명된 바와 같이, 일반적으로 물을 투과시킬 수 있고 차량의 승객실에 물이 침투할 수 있는 차음재에 방수 보호성을 부가할 필요가 있음을 발견하였다. 통상적으로, 목적한 바에는 효과적이지만 적층 구조를 제공할 필요가 있지만 여러 가지 단점이 있다. 특히, 설치시 취급 및 조작으로 인해 또는 다양한 환경 요인으로 인해 박층 (delamination) 이 일어날 수 있다. 통상적으로, 박층은 방수 효과를 감소시켜, 차량의 내부로 원하지 않는 물이 침투될 잠재성이 있다. 따라서, 긴 수명에 걸쳐서 신뢰 성 있는 방수 보호를 제공하는 개선된 차음재에 대한 필요성이 확인되었다.
전술한 바와 같은 본 발명의 목적에 따라서, 방수면이 일체화된 음향 라이너가 제공된다. 음향 라이너에는 고 차음재와 1 이상의 열-시어드 (heat-seared) 방수면을 가진 섬유재 패드가 형성되어 있다. 바람직하게는, 섬유 재료는 약 0.6 ~ 4.0 lbs/ft3 (9.6 ~ 64.1 kg/m3) 의 밀도를 가지고, 열밀봉된 면은 약 0.01 ~ 5.0 밀의 두께를 가지고 있다. 패드는 폴리에스테르, 유리섬유, 폴리프로필렌, 및 이들의 혼합물과 같은 섬유 재료 또는 다른 적절한 섬유로부터 형성될 수 있다. 패드와 열-시어드 방수면은 일체화되고, 따라서 음향 라이너는 비적층체이다. 이로써, 종래의 차음재에 적층된 방수층에 관련된 박층의 문제가 없다.
방수면이 일체화된 음향 라이너는, 패드의 외주부의 적어도 일부분 주위에 형성된 권축 마진을 더 포함하고, 이 권축 마진은 적어도 약 0.5 ~ 3.0 mm (0.019 ~ 0.118 inch) 의 두께를 가지고 있다. 상기 마진은, 차량의 구조품, 즉 방수 보호성과 차음성을 필요로 하는 도어 패널에, 공지된 체결요소에 의해 라이너를 장착시키는데 적절한 위치와 추가적인 강도를 제공해준다.
또한, 방수면이 일체화된 음향 라이너의 패드는 2 개의 열-시어드 방수면을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 태양에 따라서, 외부 본체 패널과, 그 사이의 공동을 한정하는 내부 페이셔 패널을 포함하는 도어를 절연하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 외부 본체 패널과 내부 페이셔 패널 사이의 공동내에 섬유재의 패드를 위치시키는 단계를 포함한다. 패드는, 약 0.6 ~ 4.0 lbs/ft3 (9.6 ~ 64.1 kg/m3) 의 밀도를 가진 고 차음부와, 약 0.01 ~ 5.0 밀의 두께를 가진 1 이상의 열-시어드 방수면을 가진다.
본 발명의 다른 태양에 따라서, 차량용 도어가 제공된다. 도어는, 외부 본체 패널, 이 외부 본체 패널에 연결되어 그 사이의 공동을 한정하는 내부 페이셔 패널, 및 약 0.6 ~ 4.0 lbs/ft3 (9.6 ~ 64.1 kg/m3) 의 밀도를 가진 고 차음부와, 약 0.01 ~ 5.0 밀의 두께를 가진 1 이상의 열-시어드 방수면을 구비한 섬유재 패드를 포함한다. 패드는 폴리에스테르, 유리섬유, 폴리프로필렌, 및 이들의 어떠한 혼합물로부터 선택된 섬유 재료로 형성될 수 있다. 패드는, 적층체가 아니며, 또한 패드의 외주부의 적어도 일부분 주위에 형성된 권축 마진을 포함하고, 여기서 권축 마진은 약 0.5 ~ 3.0 mm (0.019 ~ 0.118 inch) 의 두께를 가진다. 전술한 바와 같이, 상기 권축 마진은, 음향 라이너가 고정되는 구성품의 외부 및/또는 내부 패널에 음향 라이너를 고정하기 위한 편리한 체결 지점을 제공해준다. 또한, 음향 라이너의 패드는 2 개의 열-시어드 방수면을 포함할 수 있다. 물론, 도어도 윈도우를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 본 발명을 수행하기 위해 가장 적절한 2 개의 모드의 간단한 설명에 의해, 본 발명의 실시형태를 도시하여 설명한 이후의 설명부로 부터 당업자에게 명백할 것이다. 실시될 때, 본 발명은 서로 상이한 실시형태일 수 있고, 여러 개의 세부 상황은 본 발명을 벗어나지 않는 한 다양하고 명백한 특징으로 변형될 수 있다. 따라서, 도면 및 상세한 설명부는 원래 설명적으로만 기재되었지만 이에 한정되지 않는다.
본 명세서의 일부를 형성하고 이에 포함된 첨부 도면은 본 발명의 여러 가지 특징을 도시하였고, 상세한 설명부와 함께 본 발명의 원리를 설명하는데 사용되었다.
도 1 은 본 발명의 방수면이 일체화된 음향 라이너의 사시도,
도 2a 는 단일 열-시어드 방수면을 가진 도 1 에 도시된 음향 라이너의 상세 단면도,
도 2b 는 2 개의 마주보는 열-시어드 방수면을 가진 음향 라이너를 도시하는 본 발명의 다른 실시형태의 상세 단면도,
도 3 은 본 발명의 교시에 따라서 구성된 차량 도어의 분해 사시도,
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 자세히 설명할 것이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 음향 라이너 (10) 가 도시되어 있다. 음향 라이너 (10) 는 섬유재 패드 (12) 를 포함하고 있다. 패드 (12) 는, 우수한 소리 감쇠를 제공하도록 입사 음파를 흡수할 수 있는 능력과 입사 음파를 반사시킬 수 있는 능력을 가진 재료로 이루어진다. 패드 (12) 는 어떠한 적절한 섬 유 재료, 예를 들어 폴리에스테르, 유리섬유, 폴리프로필렌, 및 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.
도 2a 에 도시된 바와 같이, 패드 (12) 는, 약 0.6 ~ 4.0 lbs/ft3 (9.6 ~ 64.1 kg/m3) 의 밀도를 가진 고 차음부 (14) 와, 방수면으로서의 역할을 하고 물의 투과를 억제하며 증가된 밀도를 가진 열-시어드 방수면 (16) 을 포함한다. 열-시어드 방수면 (16) 은 약 0.01 ~ 5.0 밀의 두께를 가지고, 바람직하게는 약 4 ~ 100 lbs/ft3 (64.1 ~ 1601.8 kg/m3) 의 밀도를 가지고 있다.
절연부 (14) 와 열-시어드 방수면 (16) 은 제조 공정시 일체로 형성되고 따라서 상기 라이너 (10) 는 슁글 피스 (shingle piece) 이다. 라이너 (10) 가 층들을 포함하지 않기 때문에, 라이너는 박층되지 않고, 따라서 긴 수명에 걸쳐서 신뢰성 있는 방수 보호성과 차음성을 제공해준다.
패드 (12) 외주부의 적어도 일부분 주위에는 권축 마진 (18) 이 형성되어 있다. 권축 마진 (18) 은 약 0.5 ~ 3.0 mm (0.019 ~ 0.118 inch) 의 두께를 가질 수 있다. 권축 마진 (18) 의 재료는 차음부 (14) 보다 비교적 고밀도로 압축된다. 권축 마진 (18) 은, 절연 시트재를 차량 패널 등에 고정하는데 이용되는 나사 및 플라스틱 스냅 리벳 등과 같은 기계적 체결요소 (비도시) 를 유지하는데 보다 적절하다.
또한, 도시된 바와 같이, 라이너 (10) 는 그 본체내에 절취된 다양한 개구 부 (20, 22) 를 포함하여, 도어 래치 핸들 및 윈도우 작동 기구 등과 같은 도어 작동 구조물을 수용할 수 있다. 1 이상의 상기 개구부 주위에는 권축 마진 (18) 과 유사한 권축 마진 (24) 이 형성될 수 있고, 이 권축 마진은 도 1 에서 개구부 (20) 주위에 있는 것으로 도시되어 있다.
도 2b 에 도시된 라이너 (10) 의 다른 실시형태에 있어서, 제 1 열-시어드 방수면 (16) 의 맞은편에는 제 2 열-시어드 방수면 (26) 이 형성되어 있다. 뚜렷하게 도시되지는 않았지만, 방수 보호가 중요한 경우에 있어서 방수 보호성을 향상시키기 위해서, 라이너 (10) 의 가장자리는 열-시어드될 수도 있다.
차량의 도어 (30) 구조는 도 3 에 도시되어 있다. 일반적으로, 도어 (30) 는 윈도우 개구부 (34) 를 포함하는 외부 본체 패널 (32) 과 내부 페이셔 패널 (36) 로 이루어져 있다. 상기 2 개의 패널 (32, 36) 이 서로 결합될 때 이들 패널 사이에는 공동 (38) 이 형성된다. 도 1, 도 2a, 도 2b 에 자세히 도시되어 있고 고 차음부 (14) 와 1 이상의 열-시어드 방수면 (16) 을 포함하는 전술한 유형의 라이너 (10) 는 공동 (38) 내에 배치된다. 보다 자세하게는, 라이너 (10) 는 기계적 체결요소 또는 종래에 알려진 유형의 다른 수단에 의해서 도어의 외부 패널 (32) 또는 내부 패널 (36) 에 고정될 수 있다.
본 발명의 라이너 (10) 를 제조하기 위해 다수의 상이한 기법을 이용할 수 있다. 라이너 (10) 는 편차 가열 및 균일한 압축에 의해 형성될 수 있다. 특히, 절연재의 블랭킷이나 패드의 일측, 즉 열-시어드 방수면을 포함하는 일측은 가열되는 반면, 타측은 비교적 저온으로 유지된다. 그 후, 중합체 결합 섬유가 저온 표면 근처가 아니라 고온 표면 근처에서 연화되도록, 충분한 시간 동안 압력이 가해진다.
이러한 일이 압축 상태에서 이루어지면, 고온측은 보다 고밀도의 층으로 재성형된다. 중합체 결합 섬유의 저온측은 연화되지 않기 때문에, 압력이 제거되면, 이 중합체 결합 섬유의 저온측 대부분은 처음 두께와 밀도 특성을 유지하게 된다. 이러한 기법은, 일방의 압판이 고온이고 타방의 압판이 저온인 표준 성형 프레스에서 실시될 수 있다.
다른 기법으로서는, 상당히 상이한 연화점을 가진 2 개의 중합체 결합 섬유를 사용하는 것이다. 하나의 접근 방법에 있어서, 상이한 연화점을 가진 중합체 섬유를 사용하여 2 개의 별개의 블랭킷 층이 각각 형성된다. 이 2 개의 층은, 편차 가열을 사용하는 성형 작업을 함께 받게 되고, 소정의 시간 및 온도 차이에서 소정의 틈 폭으로 압축된다. 낮은 연화점을 가진 중합체 결합 섬유를 구비한 블랭킷 층은 고온 압판 옆에 배치되어 있고, 높은 연화점의 블랭킷 층은 저온 압판 옆에 배치되어 있다. 압축이 실시되면, 낮은 연화점의 블랭킷 층으로부터 고밀도 층 또는 스킨이 형성되는 반면, 고온층은 영향을 받지 않고 처음 밀도를 유지하고 있다. 다른 방법으로, 상기 층들은 일체의 구조를 가지도록 융합된다.
다른 접근 방법에 있어서, 높은 녹는점을 가진 중합체 섬유를 구비한 블랭킷 층이 예비성형된 후, 이 층은 낮은 녹는점의 블랭킷 형성시 성형 오븐을 통하여 다시 유입된다. 높은 연화점을 가진 중합체 결합 섬유를 활성화하는데 필요 한 온도보다 낮은 온도에서 오븐이 작동되기 때문에, 중합체 결합 섬유는 오븐내에서 압축을 받지만 오븐을 나오는 즉시 처음의 두께와 밀도를 유지하게 한다. 또한, 낮은 연화점을 가진 재료는, 압축을 받게 되고, 중합체 결합 섬유를 활성화하는데 충분한 온도에서 오븐이 작동되기 때문에 고밀도 층으로 압착되며, 2 개의 층은 하나로 서로 융접된다.
전술한 본 발명의 가능한 2 개의 실시형태는 설명과 기술을 위해서 기재되었다. 이는, 완전히 본 발명을 개시된 특정한 형태로 한정하고자 한 것이 아니다. 상기 교시에 비추어, 명백한 수정 또는 변형도 가능하다. 상기 실시형태는 본 발명의 원리를 잘 설명하도록 선택 기재되어, 당업자가 본 발명을 다양한 실시형태로 실제 적용하도록 하며, 특정한 사용에 적절하도록 다양하게 수정될 수 있다. 상기 모든 수정과 변형은, 공정하고 합법적이며 정당한 범위내에서 해석될 때 첨부된 청구항에 의해 결정된 바와 같이, 본 발명의 범위내에서 실시될 수 있다.

Claims (12)

  1. 실질적으로 0.6 ~ 4.0 lbs/ft3 (9.6 ~ 64.1 kg/m3) 의 밀도를 가진 고 차음부 (14) 와, 실질적으로 0.01 ~ 5.0 밀의 두께와 약 4.0 ~ 100.0 lbs/ft3 (64.1 ~ 1601.8 kg/m3) 의 밀도를 가진 1 이상의 열-시어드 방수면 (16) 을 갖는 섬유재 패드 (12) 를 포함하는, 방수면이 일체화된 음향 라이너 (10).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 패드 (12) 는 폴리에스테르, 유리섬유, 폴리프로필렌, 및 이들의 혼합물로부터 선택된 섬유 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 방수면이 일체화된 음향 라이너.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 패드 (12) 는 비적층체인 것을 특징으로 하는 방수면이 일체화된 음향 라이너.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 패드의 외주부의 일부 또는 전부의 주위에 형성된 권축 마진 (18) 을 더 포함하고, 상기 권축 마진 (18) 은 약 0.5 ~ 3.0 mm (0.019 ~ 0.118 inch) 의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 방수면이 일체화된 음향 라이너.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 패드 (12) 는 2 개의 열-시어드 방수면 (16, 26) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 방수면이 일체화된 음향 라이너.
  6. 그 사이의 공동 (38) 을 한정하는 외부 본체 패널 (32) 과 내부 페이셔 패널 (36) 을 포함하는 도어 (30) 를 절연하는 방법으로서,
    외부 본체 패널 (32) 과 내부 페이셔 패널 (36) 사이의 상기 공동 (38) 내에 섬유재 패드 (12) 를 배치하는 단계를 포함하고, 상기 패드는, 실질적으로 0.6 ~ 4.0 lbs/ft3 (9.6 ~ 64.1 kg/m3) 의 밀도를 가진 고 차음부 (14) 와, 실질적으로 0.01 ~ 5.0 밀의 두께와 약 4.0 ~ 100.0 lbs/ft3 (64.1 ~ 1601.8 kg/m3) 의 밀도를 가진 1 이상의 열-시어드 방수면 (16) 을 갖는 도어 (30) 를 절연하는 방법.
  7. 차량용 도어 (30) 로서,
    외부 본체 패널 (32),
    상기 외부 본체 패널 (32) 에 연결되고, 외부 본체 패널 (32) 과의 사이에서 공동 (38) 을 한정하는 내부 페이셔 패널 (36), 및
    실질적으로 0.6 ~ 4.0 lbs/ft3 (9.6 ~ 64.1 kg/m3) 의 밀도를 가진 고 차음부 (14) 와, 실질적으로 0.01 ~ 5.0 밀의 두께와 약 4.0 ~ 100.0 lbs/ft3 (64.1 ~ 1601.8 kg/m3) 의 밀도를 가진 1 이상의 열-시어드 방수면 (16) 을 갖는 섬유재 패드 (12) 를 포함하는 차량용 도어.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 패드(12) 는 폴리에스테르, 유리섬유, 폴리프로필렌, 및 이들의 혼합물로부터 선택된 섬유 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 도어.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 패드 (12) 는 비적층체인 것을 특징으로 하는 차량용 도어.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 패드 (12) 의 외주부의 일부 또는 전부의 주위에 형성된 권축 마진 (18) 을 더 포함하고, 상기 권축 마진 (18) 은 약 0.5 ~ 3.0 mm (0.019 ~ 0.118 inch) 의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 도어.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 패드 (12) 는 2 개의 열-시어드 방수면 (16, 26) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 도어 (30) 는 윈도우 작동 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어.
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