KR101087008B1 - 자동차용 성형 부설 내장재 - Google Patents

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Abstract

자동차용 성형 부설 내장재(1O)는, 통기 의장층(11)과, 두께 방향으로 관통하는 복수의 개공(12a)이 형성된 개공 수지층(12)과, 용융된 섬유를 포함하는 보형 펠트층(13)과, 비통기 수지시트층(14)과, 부피증가재(15)와, 를 이 순서로 적층해 형성되어 있고, 자동차 안의 부설위치에 따르는 형상으로 성형되어 있다. 통기 의장층(11)과 개공 수지층(12)과 보형 펠트층(13)과의 적층체의 통기도는, 1~3Occ/c㎡/초인 것이 바람직하다.
자동차용 성형 부설 내장재

Description

자동차용 성형 부설 내장재{FORMING-LAID INTERIOR MATERIAL FOR AUTOMOBILE}
본 발명은, 자동차의 실내를 장식하는 자동차용 성형 부설 내장재에 관한다.
종래부터, 자동차의 실내에는, 의장성이나 촉감을 높이기 위해서, 강판 패널 위에 각종의 내장재가 부설되고 있다.
부설 내장재는, 상기와 같이 자동차의 실내에 있어서, 강판 패널을 덮고, 주로 의장성을 높이는 기능을 하는 것이지만, 자동차의 내장재에는, 또, 자동차의 주행에 수반해 생기는 각종의 소음(로드 노이즈, 엔진 노이즈, 대기, 바람과의 마찰음 등)을 흡수 내지 차단하는 방음재로서의 기능도 요구되는 일이 많다. 특히 자동차의 바닥면 방향에서는, 로드 노이즈나 엔진 노이즈가 침입하기 쉽다. 이 때문에, 바닥면 패널에서 주위의 세워진 벽(立壁)에 걸쳐 부설되어, 흡음성과 차음성을 높이는 기능을 하는 각종의 부설 내장재의 구조가 제안되고 있다.
전형적인 예로서, 통기성의 소재를 적층해 구성되고, 적층된 층 중 특정한 층의, 공기흐름에 대한 총 저항을 제어하는 것으로, 흡음성과 차음성을 높인 간소한 적층체가 일본국 특표2000-516175호 공보에 개시되고 있다. 이 예에서는, 경량 차음 킷(kit)을 제공하기 위해, 단위 면적당의 중량이 4.0kg/㎡ 이상의 중질층은, 적층체의 구성층으로부터 배제되고 있다. 동 문헌의 실시예의 적층체는, 단위 면적 중량이 2.67kg/㎡ 미만의 통기성의 층을 적층해 형성되고 있다. 또, 일본국 특개2005-297703호 공보에는, 통기성의 소재로 되는 층을, 개공(開孔)이 형성된 접착층을 개입시켜 적층하는 것에 의해서, 적층체의 통기성을 확보하는 기술이 개시되고 있다.
그러나, 본원의 발명자가 복수의 차량의 승무원실 안에, 일본국 특표2000-516175호 공보에 기재된 종래 예에 상당하는 내장재를 부설해 실차(實車) 시험을 행한 결과, 승무원실 안의 정숙성을 최적으로 확보할 수 없는 경우가 있는 것을 알았다. 특히, 차량이 디젤엔진차인 경우, 승무원실을 둘러싸는 패널(플로어 패널 등)로부터, 많은 엔진 노이즈가 승무원실 안에 침입해, 승무원실 안을 최적으로 정숙화할 수 없는 일이 많았다.
일반적으로, 흡음성은, 재료에 대한 입사음의 강도를 Ii, 반사음의 강도를 Ir로 했을 경우, 흡음율α=1-(Ir/Ii)로 평가된다. 흡음 재료에 의해서 흡음 특성을 높이기 위해서는, 재료 내부의 공극의 연통화가 중요하고, 거기에 따라, 음파를 내부의 깊이 받아들여, 음의 진동 에너지를 감쇠시킬 수 있다. 이 연통화의 정도의 척도가 되는 대표적인 수치로서, 통기도(흐름 저항치의 역수)가 이용되는 일이 많다.
이것에 대해서, 차음성은, 입사음의 차단, 반사에 의해서, 음파의 투과를 저감하는 특성이며, 차음 재료에 대한 입사음의 강도를 Ii, 반사음의 강도를 Ir, 차음재를 투과한 투과음의 강도를 It로 했을 경우, 투과율τ=(It/Ir)로 평가되어, 보 다 실용적이게는, 투과손실TL=10log10(1/τ)에 의해서 평가된다. 투과음을 저감하기 위해서, 공극이 없고, 중질의 재료가 차음재에 적합해 있어, 따라서, 재료의 조직을 고밀도화한 것이 차음재로서 적합하다.
상기의 관점으로부터, 통기성의 소재만으로 구성한 내장재에서는, 흡음성을 확보할 수 있지만, 차 밖으로부터의 소음을 충분히 차단하지 못하고, 차음성이 부족하다고 생각된다.
또, 일본국 특표2000-516175호 공보에 기재된 종래 예의 내장재는, 성형성이 부족한 것이었다. 즉, 이 종래 예의 내장재는, 자동차 실내의 부설위치에서의 형상에 맞춘 복잡한 형상으로 성형하는 것이 곤란하고, 또 성형한 형상을 보관 유지하기 위한 층이 없기 때문에, 성형 후의 형상 보관 유지성에도 뒤떨어지는 것이었다.
(발명의 개시)
본 발명의 목적은, 상기 과제에 비추어 보아, 경량이면서, 흡음성과 차음성의 양쪽으로 뛰어나고, 한편, 소요의 형상으로 성형하는 것이 가능하고, 성형한 형상을 보관 유지할 수 있는 자동차용 성형 부설 내장재를 제공하는 것에 있다.
이 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 자동차용 성형 부설 내장재는, 통기 의장층과, 개공 수지층과, 보형(保形) 펠트층과, 비통기 수지시트층과 부피증가재를 이 순서로 적층해 형성되고 있다. 개공 수지층에는, 두께 방향으로 관통하는 복수의 개공이 형성되고 있다. 보형 펠트층은, 자동차용 성형 부설 내장재의 성형시에 보형 펠트층의 구성 섬유의 일부가 용융되는 것에 의해서, 자동차용 성형 부설 내장재를 필요한 형상으로 성형가능하게 하고, 성형한 형상을 보관 유지 가능하게 하는 기능을 한다. 자동차용 성형 부설 내장재는, 보형 펠트층, 개공 수지층 및 비통기 수지시트층에 의해서 부여되는 성형성에 근거하고, 자동차 안의 부설위치에서의 형상에 따르는 형상으로 성형되고 있다.
이 구성에서는, 비통기 수지시트층 보다 위의, 통기 의장층 / 개공 수지층 / 보형 펠트층이, 자동차용 성형 부설 내장재의 주로 흡음성에 크게 기여한다. 한편, 비통기 수지시트층 보다 아래의, 비통기 수지시트층 / 부피증가재가 차음성에 크게 기여한다. 이러한 층을 조합 것에 의해, 흡음성과 차음성에 모두 뛰어난 자동차용 성형 부설 내장재를 제공할 수 있다. 이와 같이 흡음성과 차음성이 모두 높일 수 있도록 구성된 자동차용 성형 부설 내장재에 의하면, 디젤엔진차와 같은 플로어 패널로부터 엔진 노이즈가 많이 침입하는 차량에 적용했을 경우에, 승무원실 안의 정숙성을 최적으로 높일 수 있다. 흡음성, 차음성, 성형성, 보형성을 얻을 수 있는 메커니즘은, 이하와 같다.
(흡음성)
흡음성은, 주로, 통기 의장층 방향으로부터, 개공 수지층의 개공을 통해 음파가 보형 펠트층의 내부에 받아들여지는 것, 및 (일본국 특표평5-504528호 공보에 기재된 종래 기술 등과 비교해) 초경량 개공 수지층 자체가 음파로 진동하는 것으로서, 음파가 보형 펠트층에 받아들여지는 것으로 얻을 수 있다. 이와 같이 하여, 보형 펠트층의 섬유의 사이에 형성된 미소한 공극에 받아들여진 음파는 섬유의 마찰에 의해서 감쇠되어, 즉, 음파의 에너지가 흡수된다. 보형 펠트층내에 일단 받아들여진 음파는, 개공 수지층과 비통기 수지시트층의 사이에 가두어져, 내부로 난반사되는 것으로, 음파의 에너지가 보형 펠트층내로 높은 효율로 흡수되어, 그 결과, 뛰어난 흡음성을 얻을 수 있다.
개공 수지층이 초경량의 경우, 특히, 1000Hz 이상의 주파수의 음파의 흡음성이 높아진다는 이점이 있다.
(차음성)
차음성은, 자동차의 패널과, 이 패널에 대해서, 부피증가재를 사이에 두는 것에 의해서 간격을 두고 면하는 비통기 수지시트층에 의해서 구성되는 중공이중벽구조에 근거해 발현한다. 중공이중벽구조에 의해서, 실용 주파수 영역에 걸쳐, 질량법칙을 크게 웃도는 차음성능을 확보할 수 있다.
(성형성, 보형성)
2개의 수지층(개공 수지층과 비통기 수지시트층)의 사이에 보형 펠트층을 사이에 둔 구조에 의하면, 2개의 수지층이 가열 성형됨과 동시에, 2개의 수지층의 사이에 끼워지는 보형 펠트층도 저융점 섬유를 포함하기 위해서 가열 성형된다. 그 결과, 이러한 층이 협동하는 것에 의해서, 뛰어난 성형성을 얻을 수 있어, 성형 후의 성형 형상을 보관 유지하기 위한 강성(剛性)을 높일 수 있다.
[도 1] 본 발명의 실시형태의 자동차용 성형 부설 내장재를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
[도 2] 제작예와 비교예의 자동차용 성형 부설 내장재의 흡음성의 측정 결과 를 나타내는 그래프이다.
[도 3] 제작예와 비교예의 자동차용 성형 부설 내장재의 차음성의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
[도 4] 통기 의장층과 보형 펠트층과 비통기 수지시트층과의 적층체의 통기도를 변화시켰을 때의, 본 발명의 자동차용 성형 부설 내장재의 흡음성의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
도 1은, 본 발명의 실시형태의 성형 부설 내장재를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
본 발명의 성형 부설 내장재(10)는, 자동차의 승무원실 안에 면하는 측으로부터 부설위치의 패널(P)로 향해, 통기 의장층(11)/ 개공 수지층(12)/ 보형 펠트층(13) / 비통기 수지시트층(14)/ 부피증가재(15)를 이 순서로 적층해 형성되고 있다.
통기 의장층(11)은, 성형 부설 내장재(10)의 의장면을 형성하는 층이다. 통기 의장층(11)으로서는, 도 1에 나타내는 통기성의 기포(基布)(11b)에 파일(11a)을 입모(立毛) 조직한 텁티드 카페트(루프 파일, 컷 파일 등의 각 타입)를 최적으로 이용할 수 있다. 또, 섬유 웨브를 니들로 박아 고정한 니들 펀치 카페트(플레인조, 벨루어조, 디로아조 등의 각 타입)를 통기 의장층(11)으로서 이용해도 괜찮다. 통기 의장층(11)은, 소정의 내마모성과 실이 늘어나는데 대한 내성(耐性)을 가지고, 또, 개공 수지층(12)의 각 개공(12a)에 대해서 음파를 유도할 수 있도록 높은 통기도를 가지는 것이 바람직하다.
통기 의장층(11)의 통기도는, 10cc/㎠/초(JIS L-1096) 이상인 것이 바람직하다. 거기에 따라, 통기 의장층(11)에 의한 음파의 반사를 억제해, 개공 수지층(12)의 각 개공(12a)에 충분히 음파를 유도할 수 있다.
개공 수지층(12)은, 대체로 두께가 0.01~4.0mm, 특히 바람직하게는 0.1~1.0mm의 두께가 얇은 저융점 열가소성 수지시트(폴리에틸렌 수지, 변성폴리에스테르 수지 등)에, 소정의 분포밀도로 다수의 개공(12a)을 형성한 것이다.
개공 수지층(12)은, 통기 의장층(11)과 보형 펠트층(13)을 접착하는 기능을 하고, 한편, 의장층 측에서의 음파를 보형 펠트층(13)까지 이끄는 기능을 한다. 즉, 개공 수지층(12)에 이른 음파는, 개공(12a)을 통과하는 것에 의해서 보형 펠트층(13)에 이른다. 또, 개공 수지층(12)은, 두께가 얇으므로 음파에 의해서 진동하고, 거기에 따라서도, 음파의 에너지가 보형 펠트층(13)에 이끌린다. 게다가, 개공 수지층(12)은, 보형 펠트층(13) 측에 이끌린 음파를 개공 수지층(12)과 비통기 수지시트층(14)과의 사이에 가두는 기능도 한다. 그 결과, 가둬진 음파는, 보형 펠트층(14) 내에서 난반사해, 감쇠하게 된다.
또, 열가소성 수지로 되는 개공 수지층(12)은 가열을 받아 가소화하는 성질에 의해서, 성형 부설 내장재(10)에 성형성을 주는 기능도 한다.
개공 수지층(12)의 각 개공(12a)은 관통 개공이다. 각 개공(12a)의 윤곽은 원형에 가까운 것이 바람직하다. 각 개공(12a)의 내경은, 개공 수지층(12)의 두께 방향에 일정해도, 서서히 변화하고 있어도 괜찮다. 개공 수지층(12)에 형성되는 개공(12a)의 수는, 대체로, 1~90개/㎠, 특히는 6~25개/㎠가 적합하다. 개공(12a)의 지름은 0.1~8.5mm, 특히는 0.1~3.0㎜가 적합하다. 개공 수지층(12)의 면적에 대해서 개공(12a)이 차지하는 면적의 비율로서 개공율을 정의했을 경우, 개공율은 0.05~70%, 특히는 0.05~50%의 범위인 것이 적합하다.
상기의 개공 수지층(12)의 개공 형성조건(개공율)은, 통기 의장층(11)으로부터 보형 펠트층(13)으로의 음파의 도입 경로가 충분히 확보되도록 정할 필요가 있다. 다만, 개공율 또는 각 개공(12a)의 지름이 너무 크면, 보형층에 받아들여진 음파가, 비통기 수지시트층에 반사한 후, 개공 수지층(12)에서 한층 더 반사하는 일 없이 밖으로 빠져 버리는 율이 높아져, 보형 펠트층(13) 내에서의 난반사에 의한 음파의 감쇠 작용이 낮아져 버린다. 따라서, 개공율과 각 개공(12a)의 지름은, 상기의 범위로 하는 것이 바람직하다.
발명자가 검토한 결과, 통기 의장층(11)/ 개공 수지층(12)/ 보형 펠트층(13)의 적층체의 통기도를 1~30cc/㎠/초, 특히 바람직하게는 5~15cc/㎠/초로 하는 것으로, 차음성능을 보관 유지 한 채, 흡음성능을 향상시킬 수 있다.
통기 의장층(11)이나 보형 펠트층(13)의 통기도가 비교적 낮은 경우는, 각 개공(12a)의 내경이나 개공수를 변화시키는 것에 의해서 개공율을 상기의 범위로 높일 수 있다. 통기 의장층(11)이나 보형 펠트층(13)의 통기도가 높은 경우는, 각 개공(12a)의 내경이나 개공수를 변화시키는 것에 의해서 개공율을 상기의 범위로 낮게 할 수 있다. 이와 같이, 개공 효율의 조정에 의해서, 상기의 적층체의 통기도 를 1~30cc/㎠/초(특히는 5~15cc/㎠/초)의 바람직한 범위 내로 조정할 수 있다.
개공(12a)은, 성형 부설 내장재(10)의 특정의 부위에서, 배치 밀도가 높아지도록 형성되어 있어도 괜찮다.
개공 수지층(12)의 단위 면적당의 중량은 50~400g/㎡가 적합하고, 특히는 100~300g/㎡가 적합하다. 개공 수지층(12)의 단위 면적당의 중량은, 층 구조를 형성하기 위해서, 최저 50g/㎡는 필요하다. 한편, 개공 수지층(12)의 단위 면적당의 중량을, 400g/㎡ 이하로 하는 것에 의해서, 성형 부설 내장재(10) 전체의 중량의 증가를 억제할 수 있고, 또, 개공 수지층(12)에, 그것이 음파에 의해서 양호하게 진동하도록 하여, 상술과 같은 기능을 하게 할 수 있다.
개공(12a)의 최종적인 형성 태양(態樣)은, 각각의 성형 부설 내장재(10)를 성형해, 실제로 각 자동차의 승무원실 안에 부설한 상태로, 최적의 흡음성과 차음성을 얻을 수 있도록, 차종마다 설계, 계산되어 실차 시험으로 효과가 검증된다.
개공 수지층(12)에의 개공(12a)의 형성 방법으로서는, 열로 구멍을 뚫는 가공이 가장 적합한 가공 방법이다. 여기서 열로 구멍을 뚫는 가공이란, 개공 수지층(12)을 형성하는 열가소성 수지를 용융시키는데 충분한 온도로 승온된 다수의 열침(熱針)을, 열가소성 수지시트에 찔러 개공(12a)을 형성하는 수법이다. 이 경우, 열침이 찔러진 개소에서 열가소성 수지가 용융되고, 거기에 따라 개공(12a)이 형성된다.
열로 구멍을 뚫는 가공에는, 비가열의 바늘 찌름 가공과 비교하여, 형성한 개공(12a)이, 후공정으로 채워지기 어렵다고 하는 이점이 있다. 또, 열로 구멍을 뚫는 가공에는, 쳐서 구멍내는 가공 등과 비교해 부스러기가 생기지 않고, 개공(12a)의 주위에 거친 조각들이 생기는 일도 없다고 하는 이점이 있다. 게다가, 열침의 온도나, 바늘 찌름 시간, 바늘 찌름 깊이를 제어하는 것으로, 같은 설비로 여러 가지의 태양의 개공을 형성하는 것도 용이하다.
개공 수지층(12)에 열침을 찔러, 열침이 찔린 개소의 열가소성 수지가 용융해 개공(12a)이 형성되는 경우, 개공 수지층(12)의 기초가 되는 수지시트와 보형 펠트층(13)을 적층(또는 개공 수지층(12)의 기초가 되는 수지시트와 통기 의장층(11)을 적층)한 상태에 있어서, 수지시트측으로부터 열침을 찔러, 바늘 끝이 수지시트를 관통하고, 보형 펠트층(13) 내지 통기 의장층(11)에 까지 닿도록 가공을 하는 것이 적합하다. 이 경우, 수지시트에 다수의 개공(12a)이 확실히 형성되는 이점이 있다. 또, 수지시트와 보형 펠트층(13)을 적층하고 가공을 했을 경우, 열침의 바늘 끝의 열에 의해서, 보형 펠트층(13)의 섬유가 미용융해, 보형 펠트층(13)에, 개공(12a)으로 연결되는 다수의 미소 공극을 형성할 수 있다. 이러한 미소 공극은, 개공(12a)으로부터 전해진 음파를, 보형 펠트층(13) 내에 넓히는데 도움이 되어, 보형 펠트층(13)에서의 흡음 동작을 높이는 작용이 있다.
개공 수지층(12)의 형성 방법으로서는, 상기의 열로 구멍을 뚫는 가공 외에, 이하의 방법이 있다.
(파우더 방식)
전융(全融) 타입의 저융점 수지 파우더, 바람직하게는 폴리에틸렌 파우더를, 통기 의장층(11)의 이면 내지는, 보형 펠트층(13)의 표면에 균일하게 산포하고, 파 우더를 통기 의장층(11)과 보형 펠트층(13)의 사이에 배치한다. 파우더의 평균 입경은 0.1~1.0mm가 바람직하고, 산포양은 50~400g/㎡가 바람직하다. 그 후, 성형 부설 내장재(10)의 성형시의 열로, 저융점 수지파우더를 모두 용융시키면, 용융한 수지의 사이에 간극이 형성되어, 거기에 따라, 개공(12a)을 형성할 수 있다. 파우더의 산포 밀도를 조정하는 것에 의해서, 개공율, 통기도를 제어할 수 있다.
(멜트 섬유 방식)
전융 타입의 저융점 섬유, 바람직하게는 폴리에틸렌 섬유에, 10% 미만의 낮은 비율로, 저융점 섬유보다 융점이 높은 섬유, 예를 들면 레귤러 폴리에스테르 섬유를 배합해 섬유 웨브를 형성한다. 섬유 웨브의 단위 면적당의 중량은 50~400g/㎡가 바람직하다. 이 섬유 웨브를 통기 의장층(11)과 보형 펠트층(13)의 사이에 배치해, 성형 부설 내장재(10)의 성형시의 열로, 저융점 섬유를 모두 용융시킨다. 거기에 따라, 용융한 수지의 사이에 간극이 형성되어, 개공(12a)을 형성할 수 있다. 이때, 저융점 섬유에 고융점 섬유를 배합해 두면, 용융하지 않던 고융점의 섬유가, 용융한 수지가 큰 덩어리가 되는 것을 억제하고, 용융한 수지를 적당히 산포시키는 작용을 발현한다.
(상온 니들링 방식)
폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 저융점 폴리에스테르, 저융점 폴리아미드 등의, 융점이 200℃ 이하의 수지시트를 통기 의장층(11) 내지는 보형 펠트층(13)에 겹친다. 수지시트는, 두께가 0.5~0.3mm, 단위 면적당의 중량이 50g~300g/㎡인 것이 바람직하다. 그 후, 니들 펀치 부직포을 형성하는데 이용되는 니들에 의해서 찔러 수 지시트에 소정의 개공을 형성하는 것과 동시에, 수지시트를 통기 의장층(11)의 이면 내지는 보형 펠트층(13)의 표면에 적층한다. 이 수지시트를 통기 의장층(11)과 보형 펠트층(13)의 사이에 배치한 상태로, 성형 부설 내장재(10)의 성형시의 열로 미용융시키는 것에 의해서, 이들 3개의 층을 적층한다. 이 경우, 수지시트에 대한 니들링에 이용하는 니들의 지름에 의해서 개공(12a)의 직경을 조정할 수 있다. 개공(12a)의 직경에 가하여 니들링 밀도를 조정하는 것에 의해서, 개구율 및 통기도를 제어할 수 있다.
보형 펠트층(13)은, 개공 수지층(12)과 비통기 수지시트층(14)의 사이에 끼워지는 통기성의 섬유층이다. 보형 펠트층(13)으로서는, 니들 펀치 가공 등에 의해, 섬유를 교락시켜 형성한 저밀도이며 부피가 큰 부직체가 적합하다.
보형 펠트층(13)의 구성 섬유로서는, 폴리프로필렌섬유나, 레귤러 폴리에스테르 섬유나, 저융점 변성 폴리에스테르 섬유 등을 배합해 이용하는 것이 적합하다. 각 구성 섬유의 섬유 지름은 3~20디씨텍스, 섬유장는 3~20mm가 적합하다. 보형 펠트층(13)의 단위 면적당의 중량은 100~1000g/㎡가 적합하다.
보형 펠트층(13)은, 개공 수지층(12)과 비통기 수지시트층(14)의 사이에, 양층에 대해서 각각 첩착해 위치한다. 거기에 따라, 보형 펠트층(13)은, 개공 수지층(12)과 비통기 수지시트층(14)의 사이에, 1.5mm 이상의 소정의 간격과 통기성(바람직하게는 10cc/㎠/초 이상)을 확보하는 기능을 한다.
보형 펠트층(13)의 두께가 1.5mm 이상인 것과, 밀도가 0.2g/㎤ 미만인 것이, 내부로 음파를 난반사 시키기 쉬워지므로 바람직하다. 또, 보형 펠트층(13)의 통기 도는 10~200cc/㎠/초의 범위에 있는 것이 적합하다.
보형 펠트층(13)에, 융점이 160℃ 미만의 저융점 섬유를 10~50중량%배합하는 것으로써, 성형 부설 내장재(10)의 성형성, 성형 형상 보관 유지성을 높일 수 있다. 저융점 섬유의 배합을 50중량% 이하로 하는 것에 의해서, 성형시에 섬유끼리의 얽힘이 너무 강해져서 성형성이 낮아지는 것을 억제해, 복잡한 형상이나 깊은 축소 형상에의 양호한 성형을 가능하게 할 수 있다. 저융점 섬유의 배합을 10중량% 이상으로 하는 것에 의해서, 섬유 사이의 결합을 충분히 확보해, 성형 후의 성형 형상을 보관 유지하기 위한 충분한 강성을 얻을 수 있다.
비통기 수지시트층(14)은, 저융점의 열가소성 수지(저밀도 폴리에틸렌수지나, 에틸렌초산비닐수지 등)를, 시트 압출기 등에 의해 밀어내는 것에 의해서 형성할 수 있다. 비통기 수지시트층(14)의 단위 면적당의 중량은 50~3000g/㎡, 특히 바람직하게는 200~1500g/㎡이다.
비통기 수지시트층(14)은, 실질적으로 비통기성이며, 보형 펠트층(13)의 이면에 배치되고, 패널(P)과 함께 중공이중벽구조를 형성해, 특히 패널(P) 방향으로부터 침입하는 음파에 대해서 차음 작용을 일으킨다. 비통기 수지시트층(14)의 단위 면적당의 중량은, 큰 편이 차음 효과가 높아지는 경향이므로 바람직하다. 따라서, 성형 부설 내장재(10)의 중량이 너무 커지지 않게, 자동차에 따라 허용되는 범위에서, 비통기 수지시트층(14)의 단위 면적당의 중량을 확보하는 것이 바람직하다.
또, 비통기 수지시트층(14)은, 보형 펠트층(13)과 부피증가재(15)를 접착하 는 기능을 가지고 있다. 게다가 열가소성 수지가 가열을 받아 가소화하는 성질에 의해서, 성형 부설 내장재(10)에 성형성, 성형 형상 보관 유지성을 부가할 수 있다.
비통기 수지시트층(14)과 개공 수지층(12)의 2개의 수지층에서 보형 펠트층(13)을 사이에 두는 것으로, 비통기 수지시트층(14) 및 보형 펠트층(13)의 각각의 단위 면적당의 중량이 작아도, 성형 후의 성형 형상을 보관 유지하기 위한 강성을 충분히 확보할 수 있다. 이것에 의해, 이런 종류의 부설 내장재에 있어서 강성 확보를 위해서 자주 이용되는 하드 시트 등의 보강재를 삭감할 수 있어, 비용절감, 경량화가 가능하게 된다.
부피증가재(15)는, PS, PP 등의 발포물, 발포 우레탄으로 되어, 쿠션성을 가지고 있다. 이러한 부피증가재(15)는, 합섬 펠트나, 천연섬유 펠트, 리사이클섬유 펠트, 시트 부스러기 등을 수지 또는 멜트 섬유로 굳혀 형성할 수 있다. 부피증가재(15)의 두께는 5~100mm 정도이다. 부피증가재(15)는, 중공이중벽차음구조를 형성하기 위한, 성형 부설 내장재(10)와 패널(P)의 사이의 간격을 확보하는 기능을 하고, 또, 패널(P)과 비통기 수지시트층(14)의 사이에 음파를 흡수하는 기능도 한다.
이하, 제작예와 비교예에 의해서 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
(제작예 1)
통기 의장층 : 제작예 1의 통기 의장층에는, 단위 면적당의 중량이 110g/㎡의 폴리에스테르섬유 부직포제의 기포에 대해서, 파일사로서 1170데시텍스나이론 BCF컷파일을, 게이지 1/10, 스티치 46개/10cm, 파일 높이 6.5mm, 파일 중량 350g/ ㎡로 터프팅한 것을 이용했다. 기포의 이면에는, 50g/㎡의 단위 면적당의 중량으로 라텍스를 도포했다. 이 통기 의장층의 통기도는 63cc/㎠/초였다.
개공 수지층 : 제작예 1의 개공 수지층에는, 저밀도 폴리에틸렌수지를, 시트 압출기로부터 미는 것에 의해서, 단위 면적당의 중량이 250g/㎡(두께 0.25mm)가 되도록 형성한 수지시트를 이용했다. 이 수지시트에, 이하의 조건으로 개공을 형성했다.
개공 형성조건 : 온도 200℃로 승온한 다수의 열침(바늘 끝 각도 35°)을, 0.5mm의 깊이만 찔러, 직경 1.2mm의 원형의 관통공으로서 개공을 형성했다. 개공의 간격은 4.0~5.6mm로 하고, 개공의 배치는, 지그재그 모양으로 하고, 전체적으로 거의 한결 배치로 하고, 개공율을 12%로 했다.
보형 펠트층 : 제작예 1의 보형 펠트층으로서는, 레귤러 폴리에스테르 섬유(6.6데시텍스, 섬유장 64mm)와 저융점 변성 폴리에스테르 섬유(4.4데시텍스, 섬유장 51mm)를 7:3의 비율로 배합해, 니들링에 의해 섬유를 감은 것을 이용했다. 보형 펠트층의 두께는 3.0mm, 단위 면적당의 중량은 300g/㎡로 했다. 이 보형 펠트층의 통기도는 96cc/㎠/초였다.
통기 의장층 / 개공 수지층 / 보형 펠트층의 적층체의 통기도는, 10cc/㎠/초였다.
비통기 수지시트층 : 제작예 1의 비통기 수지시트층에는, 일반적인 저밀도 폴리에틸렌수지(밀도 0.91g/㎤)를 시트 상으로 밀어내어 형성한, 단위 면적당의 중량이 200g/㎡의 수지시트를 이용했다. 이 수지시트를, 그것이 용융 상태에 있는 동 안에 보형 펠트층의 이면에 첩착했다.
부피증가재 : 제작예 1의 부피증가재에는, 두께 20mm, 밀도 0.06g/㎤의 합성섬유 펠트를 이용해, 이것을 비통기 수지시트층의 이면에 첩착했다.
(제작예 2)
통기 의장층 : 제작예 2의 통기 의장층으로서는, 제작예 1과 같은 것을 이용했다.
개공 수지층 : 제작예 2의 개공 수지층으로서는, 제작예 1과 같은 것을 이용했다.
보형 펠트층 : 제작예 2의 보형 펠트층으로서는, 섬유의 배합, 두께는 제작예 1과 같게 하고, 단위 면적 중량을 500g/㎡로 한 것을 이용했다. 이 보형 펠트층의 통기도는 90cc/㎠/초로, 제작예 1의 보형 펠트층과 큰 차이가 없었다.
통기 의장층 / 개공 수지층 / 보형 펠트층의 적층체의 통기도는, 10cc/㎠/초로 제작예 1과 같았다.
비통기 수지시트층 : 제작예 2의 비통기 수지시트층으로서는, 제작예 1과 같은 것을 이용했다.
부피증가재 : 제작예 2의 부피증가재로서는, 제작예 1과 같은 것을 이용했다.
(제작예 3)
통기 의장층 : 제작예 3의 통기 의장층으로서는, 제작예 1과 같은 것을 이용했다.
개공 수지층 : 제작예 3의 개공 수지층으로서는, 제작예 1과 같은 것을 이용했다.
보형 펠트층 : 제작예 3의 보형 펠트층으로서는, 섬유의 배합은 제작예 1과 같게 하고, 단위 면적 중량을 500g/㎡, 두께를 5mm로 한 것을 이용했다. 이 보형 펠트층의 통기도는 97cc/㎠/초로, 제작예 1의 보형 펠트층과 큰 차이가 없었다.
통기 의장층 / 개공 수지층 / 보형 펠트층의 적층체의 통기도는, 10cc/㎠/초에 제작예 1과 같았다.
비통기 수지시트층 : 제작예 3의 비통기 수지시트층으로서는, 제작예 1과 같은 것을 이용했다.
부피증가재 : 제작예 3의 부피증가재로서는, 제작예 1과 같은 것을 이용했다.
(제작예 4)
통기 의장층 : 제작예 4의 통기 의장층으로서는, 제작예 1과 같은 것을 이용했다.
개공 수지층 : 제작예 4의 개공 수지층으로서는, 제작예 1과 같은 것을 이용했다.
보형 펠트층 : 제작예 4의 보형 펠트층으로서는, 제작예 1과 같은 것을 이용했다. 이 보형 펠트층의 통기도는 96cc/㎠/초로 제작예 1과 같다.
통기 의장층 / 개공 수지층 / 보형 펠트층의 적층체의 통기도는, 10cc/㎠/초로 제작예 1과 같다.
비통기 수지시트층 : 제작예 4의 비통기 수지시트층으로서는, 단위 면적 당의 중량이 1000g/㎡의 것을 이용했다.
부피증가재 : 제작예 4의 부피증가재로서는, 제작예 1과 같은 것을 이용했다.
(비교예)
통기 의장층 : 비교예의 통기 의장층으로서는, 제작예 1과 같은 것을 이용했다.
개공 수지층 : 비교예의 개공 수지층으로서는, 제작예 1과 같은 것을 이용했다.
보형 펠트층 : 비교예의 보형 펠트층으로서는, 제작예 1과 같은 것을 이용했다. 이 보형 펠트층의 통기도는 96cc/㎠/초로 제작예 1과 같다.
통기 의장층 / 개공 수지층 / 보형 펠트층의 적층체의 통기도는, 10cc/㎠/초로 제작예 1과 같다.
비통기 수지시트층 : 비교예로는, 비통기 수지시트층을 없게 했다.
부피증가재 : 비교예의 부피증가재로서는, 제작예 1과 같은 것을 이용했다. 부피증가재와 보형 펠트층이란, 통기도 등의 물리적 특성에 영향을 주지 않는 정도의 극히 조금의 폴리에틸렌수지 파우더를 부피증가재의 표면에 산포하고, 이것을 용융시키는 것에 의해서 접착해 적층했다.
(평가 방법)
제작예 1 ~ 제작예 4 및 비교예의 부설재 시료에 대해서, 흡음성과 차음성의 성능을 비교 평가했다. 흡음성에 대해서는, 잔향실법(殘響室法)흡음율(JIS A-1409)에 의해 평가했다. 차음성에 대해서는, 음향투과손실(JIS A-1416)의 측정에 의해 평가했다.
결과를, 도 2(잔향실법흡음율) 및 도 3(음향투과손실)에 나타낸다.
(결과)
도 2로부터, 흡음성에 대해서, 이하의 것을 안다.
흡음 특성에 대해서는, 제작예 1~3을 비교했을 경우, 제작예 1에 대해서, 제작예 2, 제작예 3이 주파수의 높은 영역으로, 흡수율이 높아지는 경향이었다. 제작예 1~3의 구성의 차이는 보형 펠트층에 있고, 제작예 1에 대해서 보형 펠트층의 단위 면적 중량을 늘린 제작예 2, 3이, 제작예 1에 대해서 흡음성에 우수한 결과이었다. 또, 제작예 2와 제작예 3의 비교에서는, 제작예 2에 대해서 단위 면적당의 중량이 같고, 보형 펠트층의 두께를 늘린 제작예 3이 흡음성에 우수한 결과이었다.
이 결과에 의해, 본 발명의 구성에 있어서, 보형 펠트층의 구성이 흡음성능에 크게 영향한다는 것을 확인할 수 있다. 또한 비통기 수지시트층이 없는 비교예에서는, 흡수율의 피크가 되는 주파수가 달라, 흡음 태양이 본 발명과는 다르다고 말할 수 있다.
도 3으로부터 차음성에 대해서, 이하의 것을 안다.
차음 특성에 대해서는, 제작예 1~4를 비교했을 경우, 제작예 1~3에서는 차이가 적고, 제작예 4가 다른 제작예보다도 차음성에 우수한 경향이었다. 제작예 4와 제작예 1~3의 구성의 차이는, 비통기 수지시트층에 있다. 제작예 1~3에 대해서 비 통기 수지시트층의 단위 면적 중량을 늘린 제작예 4로 차음성이 향상하는 결과로부터, 본 발명의 구성에 있어서, 비통기 수지시트층이 차음성능에 크게 영향한다는 것을 확인할 수 있다.
또한 비교예는, 비통기 수지시트층이 없기 때문에, 차음성의 점에서 크게 뒤떨어지는 것이라고 말할 수 있다.
(고찰)
도 4 는, 제작예 1에 있어서, 통기 의장층 / 개공 수지층 / 보형 펠트층의 적층체의 통기도가 10cc/㎠/초인 것에 대하여, 이 적층체의 통기도를 1~30cc/㎠/초로 변화시키고, 흡음성의 평가를 행한 예를 나타낸다. 이러한 적층체의 통기도는, 개공 수지층의 개공지름을 0.5mm, 1.2mm, 2.0mm로 변화시키는 것에 의해서 변화시켰다.
도 4 보다, 흡음성이 가장 좋은 결과가 된 것은, 통기 의장층 / 개공 수지층 / 보형 펠트층의 적층체의 통기도가 10cc/㎠/초의 부설재이며, 다음에 적층체의 통기도가 30cc/㎠/초의 부설재이며, 적층체의 통기도가 1cc/㎠/초의 부설재는 흡음율이 낮아지고 있다.
이 결과로부터, 통기 의장층 / 개공 수지층 / 보형 펠트층의 적층체의 통기도에는, 10cc/㎠/초 부근에 흡음성에 대해 가장 바람직한 통기도가 있어, 이것보다 극단적으로 큰 통기도 내지 극단적으로 작은 통기도에서는, 흡음성이 저하하는 것이 시사된다.
상기의 결과에 비추어, 본 발명의 자동차용 성형 부설 내장재는, 흡음성능과 차음성능이 모두 높지만, 특히 차음성이 뛰어난다고 말할 수 있다. 따라서, 본 발명의 자동차용 성형 부설 내장재는, 플로어 패널로부터 엔진 노이즈가 많이 침입 하는 경향이 있는 디젤엔진차와 같은 차량에 대해서 적용하는데 적합하다고 말할 수 있다.
이것에 대해서, 비교예와 같이, 통기성의 소재만을 적층해 구성한 것은, 흡음성의 요구가 비싼 차량에는 적합할 가능성이 있지만, 차음성의 요구가 높은 경우에는 적합시키기 어려운 것이라고 말할 수 있다.
본 발명의 자동차용 성형 부설 내장재는, 자동차의 실내를 장식하는 즉, 의장성이나 촉감을 높이는 것과 함께, 흡음성과 차음성을 높이는 내장재로서 이용된다.

Claims (4)

  1. 통기 의장층과 두께 방향으로 관통하는 복수의 개공이 형성된 개공 수지층과, 용융된 섬유를 포함하는 보형 펠트층과, 비통기 수지시트층과, 부피증가재를 이 순서로 적층하여서 된 자동차용 성형 부설내장재이고,
    상기 비통기 수지시트층은, 열가소성 수지를 용융상태로하여 시트상으로 압출하여 상기 보형 펠트층의 이면에 첩착함에 의해, 비통기층이 되게끔 형성된 것이고, 상기 통기 의장층과 상기 개공 수지층과 상기 보형 펠트층과 상기 비통기 수지시트층과 상기 부피 증가재의 적층체를,자동차 안의 부설위치에서의 형상에 따르는 형상으로 성형되고,상기 통기의장층과 상기 개공수지층과 상기 보형펠트층의 적층체의 통기도가 1~30cc/㎠/초인 자동차용 성형 부설 내장재.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 보형 펠트층은, 단위 면적당의 중량이 100~1000g/㎡이고, 두께가 1.5mm∼5mm이고, 상기 용융된 섬유로서 융점이 160℃ 미만의 저융점 섬유를 10~50중량%의 비율로 포함하고, 통기도가 10~200cc/㎠/초인, 자동차용 성형 부설 내장재.
  4. 제1항에 있어서, 상기 개공 수지층의 단위 면적당의 중량이 50~400g/㎡인, 자동차용 성형 부설 내장재.
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