KR101154054B1 - 자동차용 방음재의 성형방법 - Google Patents

자동차용 방음재의 성형방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차용 방음재의 성형방법에 관한 것으로, 열가소성 수지의 양면에 열경화성 수지를 적층하는 소재적층단계, 전술한 소재적층단계를 거친 적층체를 열간금형에서 접착하는 열간성형단계, 접착된 적층체를 냉간금형에서 냉간성형하는 냉간성형단계 및 냉간성형된 적층체를 트리밍하는 트리밍단계를 포함하여 이루어진다.

Description

자동차용 방음재의 성형방법 {MANUFACTURING METHOD OF SOUND INSULATING MATERIAL FOR VEHICLE}
본 발명은 열간성형 및 냉각성형 공정을 실시할 수 있는 자동차용 방음재의 성형방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소재적층단계, 열간성형단계, 냉간성형단계 및 트리밍단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명은 열간성형 및 냉간성형 공정을 실시할 수 있는 자동차용 방음재의 성형방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소재적층단계, 열간성형단계, 냉간성형단계 및 트리밍단계를 포함하여 이루어진다.
일반적으로 자동차용 방음재는 탑승자가 쾌적감을 가질 수 있도록 자동차의 소음이 차량의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해 사용되는데, 종래에 자동차용 방음재는 열경화성차음재인 고무의 양면에 열경화성흡음재인 레진펠트를 적층하고 열간성형하는 방법이 주로 이용되었다.
그러나, 열경화성차음재인 고무의 양측면에 열경화성흡음재인 레진펠트를 적층하여 사용하는 경우는 열간성형을 이용해 성형하게 되는데, 성형과정에서 제품 간의 박리문제를 해결하기 위해 고무와 레진펠트 사이에 가스를 배출시키는 공정이 별도로 실시되어 성형시간이 지연되는 문제점이 있었다.
또한, 차음재로 사용되는 고무는 가격이 비싸기 때문에 제조비용이 증가하고, 고무를 열간성형하는 과정에서 열과 압력에 의해 가류되는 과정에서 악취가 발생하는 문제점이 있었다.
전술한 방법 이외에 열가소성인 EVA시트의 양측에 열경화성인 레진펠트를 적층하는 방법도 이용되고 있는데, 이러한 방법은 제조되는 방음재 재료 간의 박리를 해결하기 위해 열가소성인 EVA시트보다 작은 크기로 트리밍 되어진 레진펠트를 적용해야 하기 때문에 방음성능이 감소되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 열간성형 및 냉간성형을 차례로 실시하여, 층간 들뜸이나 박리현상이 발생하지 않는 자동차용 방음재의 성형방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 차음효과를 나타내는 열가소성 수지가 방음재 전면에 적용되어 차음효과가 우수하면, 중량이 가벼운 자동차용 방음재의 성형방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 열가소성 수지의 양면에 열경화성 수지를 적층하는 소재적층단계, 상기 소재적층단계를 거친 적층체를 열간금형에서 접착하는 열간성형단계, 접착된 적층체를 냉간금형에서 냉간성형하는 냉간성형단계 및 냉간성형된 적층체를 트리밍하는 트리밍단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 방음재의 성형방법을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 소재적층단계 이후에는 상기 소재적층단계를 거친 적층체의 일면 또는 양면에 폴리에스터 부직포를 적층하는 부직포층형성단계가 더 포함되는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 폴리에스터 부직포는 30 내지 150g/m2의 면밀도로 형성되는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 열가소성 수지는 열가소성 폴리올레핀인 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 열가소성 수지는 300 내지 4500g/m2의 면밀도로 형성되는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 열경화성 수지는 에폭시레진펠트 또는 페놀레진펠트인 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 열경화성 수지는 500 내지 2000g/m2의 면밀도로 형성되는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 열간성형단계는 150 내지 250℃의 금형 표면온도에서 60 내지 150kgf/cm2의 압력으로 30 내지 60초 동안 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 냉간성형단계는 20 내지 40℃의 금형 표면온도에서 60 내지 150kgf/cm2의 압력으로 30 내지 60초 동안 이루어지는 것으로 한다.
본 발명에 따른 자동차용 방음재의 성형방법은 냉간성형 및 열간성형을 차례로 실시하여, 층간 들뜸이나 박리현상이 발생하지 않는 자동차용 방음재를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 차음효과를 나타내는 열가소성 수지가 방음재 전면에 적용되어 차음효과가 향상되며, 중량이 가볍고, 제조비용이 저렴한 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 방음재의 성형방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차용 방음재의 성형방법을 나타낸 다른 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예 따른 자동차용 방음재의 성형방법을 통해 제조된 자동차용 방음재를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차용 방음재의 성형방법을 통해 제조된 자동차용 방음재를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동차용 방음재의 성형방법을 통해 제조된 자동차용 방음재를 나타낸 분해 사시도이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 자동차용 방음재의 성형방법은 열가소성 수지의 양면에 열경화성 수지를 적층하는 소재적층단계(S101), 전술한 소재적층단계(S101)를 거친 적층체를 열간금형에서 접착하는 열간성형단계(S103), 접착된 적층체를 냉간금형에서 냉간성형하는 냉간성형단계(S105) 및 냉간성형된 적층체를 트리밍하는 트리밍단계(S107)를 포함하여 이루어진다.
전술한 소재적층단계(S101)는 열가소성 수지(10)의 양면에 열경화성 수지(20)를 적층하는 단계로, 면밀도가 300 내지 4500g/m2인 열가소성 수지(10)의 양면에 면밀도가 500 내지 2000g/m2인 열경화성 수지(20)를 적층하여 이루어진다.
이때, 전술한 열가소성 수지(10)는 열가소성 폴리올레핀을 포함하여 이루어지는데, 더욱 바람직하게는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 또는 TPE(Thermo Plastic Elastomer)를 사용하는 것이 바람직하고, 전술한 열경화성 수지(20)는 열경화성 섬유로 이루어진 펠트에 에폭시 레진을 혼합하여 제조된 에폭시레진펠트 또는 열경화성 섬유에 페놀레진을 혼합하여 제조된 페놀레진펠트를 포함하여 이루어지는데, 전술한 성분으로 이루어진 적층체는 엔진룸이나 동력전달 부위에서 발생하는 소음이 차량의 실내로 전달되는 것을 차단하여 방음효과를 향상시키는 역할을 한다.
상기 소재적층단계(S101) 이후에는 전술한 소재적층단계(S101)를 거친 적층체의 일면 또는 양면에 폴리에스터 부직포(30)를 적층하는 부직포층형성단계(S102)가 더 이루어질 수도 있다.
이때, 전술한 폴리에스터 부직포(30)는 30 내지 150g/m2의 면밀도로 형성되는데, 폴리에스터 부직포(30)가 형성된 자동차용 방음재는 분진발생이 억제되고, 외관품질이 개선된다.
전술한 열간성형단계(S103)는 전술한 소재적층단계(S101)를 거친 적층체를 열간금형에서 접착하는 단계로, 소재적층단계(S101)에서 적층된 적층체를 열간금형에 장착한 후에 용융접착하게 되는데, 이때, 열간금형은 표면온도를 150 내지 250℃로 유지한 상태에서 60 내지 150kgf/cm2의 압력으로 30 내지 60초 동안 적층체를 용융접착하게 된다.
전술한 냉간성형단계(S105)는 접착된 적층체를 냉간금형에서 냉간성형하는 단계로, 전술한 열간성형단계(S103)에서 용융접착된 적층체를 냉간금형에서 냉간성형하여 적층체의 형태를 안정화시키는데, 이때, 냉간금형은 표면온도를 20 내지 40℃로 유지한 상태에서 60 내지 150kgf/cm2의 압력으로 30 내지 60초 동안 적층체를 냉간성형하여 안정화한다.
전술한 냉간성형단계(S105)를 통해 용융되었던 열가소성 수지(10)가 경화되면서, 열경화성 수지(20)와 접착되는데, 이러한 과정을 거치게 되면 열가소성 수지(10)와 열경화성 수지(20)의 결합이 안정하게 이루어지며, 수지 사이에 가스가 잔존하지 않기 때문에 들뜸이나 박리현상이 발생하지 않는다.
전술한 트리밍단계(S107)는 전술한 냉간성형단계(S105)를 거쳐 냉간성형된 적층체를 트리밍하는 단계로, 냉간성형단계(S105)를 거쳐 형태안정화가 이루어진 적층체를 적용부위에 맞도록 트리밍하는 단계다.
이하에서는 본 발명에 따른 자동차용 방음재의 성형방법 및 실험데이터를 실시예를 들어 설명한다.
<실시예 1>
면밀도가 2400g/m2인 EVA 수지의 양면에 면밀도가 1000g/m2인 페놀레진펠트를 적층하고, 페놀레진펠트가 적층된 EVA 수지의 일면에 면밀도가 100g/m2의 폴리에스터 부직포를 적층하여 표면온도가 200℃인 열간금형에 장착하고 80kgf/cm2의 압력으로 35초 동안 열간성형하고, 표면온도가 25℃인 냉간금형에 장착하고 80kgf/cm2의 압력으로 30초 동안 냉간성형하고, 냉간성형된 적층체를 트리밍하여 자동차용 방음재를 제조하였다.
<실시예 2>
면밀도가 3000g/m2인 EVA 수지의 양면에 면밀도가 1000g/m2인 페놀레진펠트를 적층하고, 페놀레진펠트가 적층된 EVA 수지의 일면에 면밀도가 100g/m2의 폴리에스터 부직포를 적층하여 표면온도가 200℃인 열간금형에 장착하고 80kgf/cm2의 압력으로 35초 동안 열간성형하고, 표면온도가 25℃인 냉간금형에 장착하고 80kgf/cm2의 압력으로 30초 동안 냉간성형하고, 냉간성형된 적층체를 트리밍하여 자동차용 방음재를 제조하였다.
<비교예 1>
면밀도가 4000g/m2인 EVA 수지의 양면에 EVA 수지의 1.5배 넓이를 갖는 면밀도 1000g/m2의 페놀레진펠트를 적층하고, 페놀레진펠트가 적층된 EVA 수지의 일면에 면밀도가 100g/m2인 폴리에스터 부직포를 적층하고, 표면온도가 200℃인 열간금형에 장착하여 80kgf/cm2의 압력으로 35초 동안 열간성형하고, 열간금형을 상승시켜 5초 동안 EVA수지와 레진펠트 사이에 가스를 배출하고, 80kgf/cm2의 압력으로 15초 동안 압착하고, 압축된 적층체를 트리밍하여 자동차용 방음재를 제조하였다.
<비교예 2>
면밀도가 3200g/m2인 BR(Butadiene Rubber) 수지의 양면에 면밀도가 1000g/m2인 페놀레진펠트를 적층하고, 페놀레진펠트가 적층된 BR 수지의 일면에 면밀도가 100g/m2인 폴리에스터 부직포를 적층하고, 표면온도가 200℃인 열간금형에 장착하여 80kgf/cm2의 압력으로 35초 동안 열간성형하고, 열간금형을 상승시켜 5초 동안 EVA수지와 레진펠트 사이에 가스를 배출하고, 80kgf/cm2의 압력으로 15초 동안 2회 압착하고, 압축된 적층체를 트리밍하여 자동차용 방음재를 제조하였다.
<비교예 3>
면밀도가 3000g/m2인 EVA 수지의 양면에 면밀도가 1000g/m2인 페놀레진펠트를 적층하고, 페놀레진펠트가 적층된 EVA 수지의 일면에 면밀도가 100g/m2인 폴리에스터 부직포를 적층하고, 표면온도가 200℃인 열간금형에 장착하여 80kgf/cm2의 압력으로 35초 동안 열간성형하고, 열간금형을 상승시켜 5초 동안 EVA수지와 레진펠트 사이에 가스를 배출하고, 80kgf/cm2의 압력으로 15초 동안 압착하고, 압축된 적층체를 트리밍하여 자동차용 방음재를 제조하였다.
전술한 실시예 1,2 및 비교예 1을 통해 제조된 자동차용 방음재의 방음성을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
(단, 방음성의 측정은 방음재를 C-segment 차량에 장착한 후에, 실차 주행 시험을 실시하여 음성인지 지수(AI, articulation index)와 p.OA(partial overall level)결과로 나타내었다.
위에 음성인식지수는 높을수록 소음감소효과가 높으며, p.OA는 낮을수록 소음감소효과가 높다.)
<표 1>
Figure 112010015309261-pat00001
위에 표 1에 나타낸 것처럼 본 발명에 의해 제조된 자동차용 방음재는 종래에 차량용 방음재에 비해 제품의 중량이 가벼우면서도 차량의 실내 소음을 감소시키는 탁월한 효과를 나타낸다.
전술한 실시예 1 및 비교예 2를 통해 제조된 자동차용 방음재의 휘발성 유기화합물(TVOCs)과 포름알데히드 배출량을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.
(단 휘발성 유기화합물과 포름알데히드 배출량은 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 방음재 시편(4cm×5cm)을 테들러(tedlar), 폴리에스터 및 불소 수지 중 하나로 제조되며 질소가 충전된 기밀성의 3L 용량의 백(bag)에 넣에 밀봉하고, 밀봉된 백을 4L 용량의 유리용기에 넣어 80℃의 온도로 2시간 동안 가열한 후에 유리용기를 상온으로 냉각하고, 상온으로 냉각된 유리용기 내에 백에서 가스를 추출하여 측정하였다.)
<표 2>
Figure 112010015309261-pat00002
위에 표 2에 나타낸 것처럼 본 발명에 의해 제조된 차량용 방음재는 종래에 차량용 방음재에 비해 유해물질이 적게 배출되는 탁월한 효과를 나타낸다.
전술한 실시예 2 및 비교예 3을 통해 제조된 차량용 방음재의 박리현상을 비교하여 아래 표 3에 나타내었다.
<표 3>
Figure 112010015309261-pat00003
위에 표 3에 나타낸 것처럼 본 발명의 실시예 2를 통해 제조된 자동차용 방음재는 냉간성형을 실시하여 열가소성 수지로 인한 박리현상이 발생하지 않는 탁월한 효과를 나타낸다.
10 ; 열가소성 수지
20 ; 열경화성 수지
30 ; 폴리에스터 부직포

Claims (9)

  1. 열가소성 수지의 양면에 열경화성 수지를 적층하는 소재적층단계;
    상기 소재적층단계를 거친 적층체를 열간금형에서 접착하는 열간성형단계;
    접착된 적층체를 냉간금형에서 냉간성형하는 냉간성형단계; 및
    냉간성형된 적층체를 트리밍하는 트리밍단계;를 포함하여 이루어지며,
    상기 소재적층단계 이후에는 상기 소재적층단계를 거친 적층체의 일면 또는 양면에 폴리에스터 부직포를 적층하는 부직포층형성단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 자동차용 방음재의 성형방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리에스터 부직포는 30 내지 150g/m2의 면밀도로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 방음재의 성형방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 열가소성 폴리올레핀인 것을 특징으로 하는 자동차용 방음재의 성형방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 300 내지 4500g/m2의 면밀도로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 방음재의 성형방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 에폭시레진펠트 또는 페놀레진펠트인 것을 특징으로 하는 자동차용 방음재의 성형방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 500 내지 2000g/m2의 면밀도로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 방음재의 성형방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 열간성형단계는 150 내지 250℃의 금형 표면온도에서 60 내지 150kgf/cm2의 압력으로 30 내지 60초 동안 이루어지는 것을 특징으로 자동차용 방음재의 성형방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉간성형단계는 20 내지 40℃의 금형 표면온도에서 60 내지 150kgf/cm2의 압력으로 30 내지 60초 동안 이루어지는 것을 특징으로 자동차용 방음재의 성형방법.
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