KR101313004B1 - 흡음재 및 이를 사용한 차량용 헤드라이닝 표피재 - Google Patents

흡음재 및 이를 사용한 차량용 헤드라이닝 표피재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 흡음성과 심미성이 향상된 흡음재 및 이를 이용한 차량용 헤드라이닝 표피재를 위하여, 멜트블로잉 공법을 이용하여 미세섬유들이 상호 결합하여 이루어지고, 상기 미세섬유는 코어(core)층이 폴리프로필렌이고 씨스(sheath)층은 폴리에틸렌인 제1 씨스-코어형 섬유 및 코어층이 제1 폴리에틸렌테레프탈레이트이고 씨스층은 상기 제1 폴리에틸렌테레프탈레이트보다 융점이 낮은 제2 폴리에틸렌테레프탈레이트인 제2 씨스-코어형 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 하나로 이루어진, 멜트블로운 부직포층;을 포함하는 흡음재 및 이를 이용한 차량용 헤드라이닝 표피재를 제공한다.

Description

흡음재 및 이를 사용한 차량용 헤드라이닝 표피재{Acoustic absorbent and headlining skin for vehicle using the same}
본 발명은 흡음재 및 이를 사용한 표피재에 관한 것으로서, 더 상세하게는 흡음재 및 이를 사용한 차량용 헤드라이닝 표피재에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 헤드라이닝 표피재는 차량의 실내 천정부에 부착되어 외부로부터 차량 내부로 유입된 소음을 흡수하고 차량의 외관을 향상시키기 위해 사용된다.
종래에는 차량용 헤드라이닝 표피재로 폴리에틸렌테레프탈레이트 단섬유를 니들 펀칭하여 제조된 부직포층을 포함하는 부직포 표피재를 사용하였으나 흡음성이 떨어지고 외관이 미려하지 않아 소형 위주의 차량에만 적용되는 단점이 있었다.
또한, 전술한 문제점인 흡음성 및 외관성을 개선하기 위하여 폴리우레탄폼층을 사용하였는데, 부직포 표피재에 비하여 흡음성이 개선되고 외관이 개선되는 효과는 있었지만 폴리우레탄폼층을 불꽃 라미네이션 공법을 이용하여 접착하기 때문에 환경적으로 유해하다는 단점이 있었다.
1. 한국공개특허공보 제10-1999-0033419호(1999.05.15.) 2. 한국등록특허공보 제10-0639552호(2006.11.01.) 3. 일본공개특허공보 특개2011-000810호(2011.01.06.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 흡음효과가 우수하며 심미성이 향상된 흡음재 및 이를 이용한 차량용 헤드라이닝 표피재를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 멜트블로잉 공법을 이용하여 미세섬유들이 상호 결합하여 이루어지고, 상기 미세섬유는 코어(core)층이 폴리프로필렌이고 씨스(sheath)층은 폴리에틸렌인 제1 씨스-코어형 섬유 및 코어층이 제1 폴리에틸렌테레프탈레이트이고 씨스층은 상기 제1 폴리에틸렌테레프탈레이트보다 융점이 낮은 제2 폴리에틸렌테레프탈레이트인 제2 씨스-코어형 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 하나로 이루어진, 멜트블로운 부직포층;을 포함하는, 흡음재가 제공된다.
상기 멜트블로운 부직포층의 일면에 접착되고, 폴리에틸렌계 수지가 필름형태로 용융 성형하여 이루어진, 핫멜트필름층;을 더 포함할 수 있다.
나아가, 상기 멜트블로운 부직포층의 타면에 접착되고, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트로 짜여진 편성물로 이루어진, 니트층;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 니트층, 상기 니트층의 일면에 접착되는 멜트블로운 부직포층 및 상기 멜트블로운 부직포층의 일면에 접착되는 핫멜트필름층을 포함하는, 차량용 헤드라이닝 표피재가 제공된다.
상기 니트층은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트로 짜여진 편성물로 이루어 질 수 있다.
상기 멜트블로운 부직포층은 멜트블로잉 공법을 이용하여 직경이 10㎛ 이하인 미세섬유들이 상호 결합하여 이루어질 수 있다. 나아가, 상기 미세섬유는 코어(core)층이 폴리프로필렌이고 씨스(sheath)층은 폴리에틸렌인 제1 씨스-코어형 섬유 및 코어층이 제1 폴리에틸렌테레프탈레이트이고 씨스층은 상기 제1 폴리에틸렌테레프탈레이트보다 융점이 낮은 제2 폴리에틸렌테레프탈레이트인 제2 씨스-코어형 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 하나로 이루어질 수 있다.
상기 멜트블로운 부직포층의 일면에 접착되고, 폴리에틸렌계 수지가 필름형태로 용융 성형하여 이루어진, 핫멜트필름층을 더 포함할 수 있다.
상기 니트층은 차량의 실내방향으로 노출되도록 배치되고, 상기 핫멜트필름층은 상기 차량의 구조프레임 방향으로 배치될 수 있다. 나아가, 상기 핫멜트필름층과 상기 차량의 구조프레임 사이에 차음재 및 강성보강재를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존 헤드라이닝 표피재에 사용되던 폴리우레탄폼층을 멜트블로운 부직포층으로 대체하여 흡음성이 월등하게 향상되고 심미성이 향상되는 흡음재 및 이를 이용한 차량용 헤드라이닝 표피재를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡음재를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡음재에 사용되는 멜트블로운 부직포층의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡음재를 사용한 차량용 헤드라이닝 표피재가 적용되는 차량의 구조프레임을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡음재를 사용한 차량용 헤드라이닝 표피재를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예와 비교예들에 따른 차량용 헤드라이닝 표피재의 흡음률을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡음재를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
본 실시예에 따른 흡음재(1)는 멜트블로운 부직포층(20)을 포함한다. 멜트블로운 부직포층(20)은 멜트블로잉 공법을 이용하여 직경이 10㎛ 이하인 미세섬유들이 상호 결합하여 이루어져 흡음성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 미세섬유는 코어(core)층이 폴리프로필렌이고 씨스(sheath)층은 폴리에틸렌인 제1 씨스-코어형 섬유 및 코어층이 제1 폴리에틸렌테레프탈레이트이고 씨스층은 상기 제1 폴리에틸렌테레프탈레이트보다 융점이 낮은 제2 폴리에틸렌테레프탈레이트인 제2 씨스-코어형 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 하나로 이루어져 성형시 상기 씨스층이 용융되어 멜트블로운 부직포층(20)의 결합력을 향상시킬 수 있다. 상기 씨스-코어형 섬유는 섬유 생산의 일반적인 형태인 용융 방사, 건식 습사 및 습식 방사 이외의 특수 방사 중의 하나인 전계 방사에 의해 제조된 섬유의 형태로서, 복수의 다른 재료를 사용하여 독특한 나노스케일의 모폴로지를 얻을 수 있다.
나아가, 흡음재(1)는 멜트블로운 부직포층(20)의 일면에 접착되는 핫멜트필름층(30)을 더 포함할 수 있다. 핫멜트필름층(30)은 폴리에틸렌계 수지를 20㎛ 내지 60㎛ 두께의 필름형태로 용융 성형하여 멜트블로운 부직포층(20)의 일면에 접착되는데, 흡음재(1) 성형 시 용융되어 통기성을 확보하게 되어 흡음성을 향상시키는 역할을 하며, 멜트블로운 부직포층(20)과 기재층(40)을 접착시키는 역할을 할 수 있다. 기재층(40)은 흡음재(1)가 부착되는 구조프레임의 강성을 보강하는 강성보강재 및/또는 외부의 소음을 차단하는 차음재를 포함할 수 있다.
또한 흡음재(1)는 멜트블로운 부직포층(20)의 타면에 접착되는 니트층(10)을 더 포함할 수 있다. 멜트블로운 부직포층(20)의 타면은 핫멜트필름층(30)이 접착되는 멜트블로운 부직포층(20)의 일면과 반대면이다. 니트층(10)은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트가 짜여진 편성물로 이루어지는데, 외관품질을 개선하여 흡음재(1)의 심미성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 따라서 니트층(10)을 포함하는 흡음재(1)가 차량용 헤드라이닝 표피재에 사용된다면, 니트층(10)이 차량의 실내 방향(z 방향)으로 노출되도록 배치될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡음재에 사용되는 멜트블로운 부직포층(20)의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 2를 참조하면, 멜트블로운 부직포층(20)을 구성하는 미세섬유들의 직경은 멜트블로잉 공법을 이용하여 모두 10㎛ 이하(3.5㎛, 4.4㎛ 및 4.6㎛)로 구현할 수 있음을 확인할 수 있었다. 멜트블로운 부직포층(20)을 구성하는 미세섬유들이 직경이 미세하고 치밀하게 배치되므로 흡음성이 개선될 수 있다. 이러한 멜트블로운 부직포층(20)을 포함하는 흡음재(1)는 차량 내부 표피재나 건축 재료 등의 다양한 분야에 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡음재를 사용한 차량용 헤드라이닝 표피재가 적용되는 차량의 구조프레임을 개략적으로 도시하는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡음재를 사용한 차량용 헤드라이닝 표피재를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 차량의 구조프레임은 헤드프레임(100)과 몸체프레임(200)을 포함할 수 있다. 헤드프레임(100)은 몸체프레임(200)에 결합되어 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 흡음재(1)는 차량의 구조프레임 중에서 헤드프레임(100)의 내측에 부착되어 헤드라이닝 표피재의 역할을 담당할 수 있다. 흡음재(1)가 니트층(10)을 포함하는 경우 차량의 실내에서는 흡음재(1)의 니트층(10)이 노출되도록 배치될 수 있다. 나아가, 흡음재(1)와 차량의 헤드프레임(100) 사이에는 구조프레임의 강성을 보강하는 강성보강재(미도시) 및/또는 외부의 소음을 차단하는 차음재(미도시)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 예시적으로 자동차를 들어 차량을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 자동차에 한정되어 적용되지 않으며, 예를 들어, 트럭, 탱크, 열차, 잠수함, 선박, 헬리콥터 또는 항공기 등과 같은 엔진을 사용하여 사람이나 물건을 어떠한 장소에서 또 다른 장소로 이동시킬 수 있는 기계장치인 운송수단에도 적용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 헤드라이닝 표피재의 제조방법을 설명하기로 한다.
<실시예 1>
먼저 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트를 편직공정으로 120g/m2의 편물형태의 니트층(10)을 제조하고, 니트층(10) 일면에 멜트블로잉 공법을 이용하여 코어층은 폴리프로필렌이고 씨스층은 폴리에틸렌인 씨스-코어형인 직경 10㎛ 이하의 미세섬유로 이루어진 80g/m2의 멜트블로운 부직포층(20)을 접착하고, 접착된 멜트블로운 부직포층(20)의 일면에 에틸렌비닐아세테이트와 폴리에틸렌으로 이루어진 45㎛ 두께의 핫멜트필름층(30)을 접착하여 차량용 헤드라이닝 표피재를 제조하였다.
<실시예 2>
먼저 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트를 편직공정으로 120g/m2의 편물형태의 니트층(10)을 제조하고, 니트층(10) 일면에 멜트블로잉 공법을 이용하여 코어층은 제1 폴리에틸렌테레프탈레이트이고 씨스층은 제1 폴리에틸렌테레프탈레이트보다 융점이 낮은 제2 폴리에틸렌테레프탈레이트인 씨스-코어형인 직경 10㎛ 이하의 미세섬유로 이루어진 80g/m2의 멜트블로운 부직포층(20)을 접착하고, 접착된 멜트블로운 부직포층(20)의 일면에 에틸렌비닐아세테이트와 폴리에틸렌으로 이루어진 45㎛ 두께의 핫멜트필름층(30)을 접착하여 차량용 헤드라이닝 표피재를 제조하였다.
이러한 실시예와 흡음률을 비교하기 위하여 몇 가지 비교예들을 제조하였다.
<비교예 1>
실시예 1과 동일하게 진행하되, 니트층과 핫멜트필름층 사이에 불꽃라미네이션 공정을 통해 26kg/m3, 4mm(104 g/m2)의 폴리우레탄폼층을 접착시켜 차량용 헤드라이닝 표피재를 제조하였다.
<비교예 2>
폴리에틸렌테레프탈레이트 단섬유를 니들 펀칭과 바인더 코팅 공정을 통해 220g/m2의 부직포층에 에틸렌비닐아세테이트와 폴리에틸렌으로 이루어진 45㎛ 두께의 핫멜트필름층을 접착하여 차량용 헤드라이닝 부직포 표피재를 제조하였다.
도 5는 실시예 1과 비교예 1 및 비교예 2를 통해 제조된 차량용 헤드라이닝 표피재의 흡음률 평가방법(ISO R 354, 알파 캐빈(Alpha Cabin)법)으로 흡음계수를 측정하여 나타낸 그래프이다. 또한 표 1은 상기 그래프에 대한 값들을 나열한 것이다.
Figure 112011086368951-pat00001
도 5 및 표 1에 나타난 것처럼 차량용 헤드라이닝 표피재를 제조한 실시예 1과 차량용 천정재를 제조한 비교예 1 및 비교예 2의 흡음률을 비교하면, 멜트블로운 부직포층(20)으로 인하여 비교예 1 및 비교예 2에 비해 헤드라이닝 표피재의 중량이 적게 나감에도 불구하고 거의 모든 주파수 대역에서 본 발명의 실시예로 제조된 차량용 헤드라이닝 표피재의 흡음률이 월등한 것을 알 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1 : 흡음재
10 : 니트층
20 : 멜트블로운 부직포층
30 : 핫멜트필름층
100 : 헤드프레임
200 : 몸체프레임

Claims (10)

  1. 멜트블로잉 공법을 이용하여 미세섬유들이 상호 결합하여 이루어지고, 상기 미세섬유는 코어(core)층이 폴리프로필렌이고 씨스(sheath)층은 폴리에틸렌인 씨스-코어형 섬유로 이루어진, 멜트블로운 부직포층;을 포함하는, 흡음재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 멜트블로운 부직포층의 일면에 접착되고, 폴리에틸렌계 수지가 필름형태로 용융 성형하여 이루어진, 핫멜트필름층;을 더 포함하는, 흡음재.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 일면의 반대면인 상기 멜트블로운 부직포층의 타면에 접착되고, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트로 짜여진 편성물로 이루어진, 니트층;을 더 포함하는 흡음재.
  4. 니트층;
    상기 니트층의 일면에 접착되는 멜트블로운 부직포층; 및
    상기 멜트블로운 부직포층의 일면에 접착되는 핫멜트필름층;을 포함하고,
    상기 멜트블로운 부직포층은, 멜트블로잉 공법을 이용하여 미세섬유들이 상호 결합하여 이루어지고, 상기 미세섬유는 코어층이 폴리프로필렌이고 씨스층은 폴리에틸렌인 씨스-코어형 섬유로 이루어진, 차량용 헤드라이닝 표피재.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 니트층은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트로 짜여진 편성물로 이루어진, 차량용 헤드라이닝 표피재.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 미세섬유들은 직경이 10㎛ 이하인, 차량용 헤드라이닝 표피재.
  7. 삭제
  8. 제4항에 있어서,
    상기 멜트블로운 부직포층의 일면에 접착되고, 폴리에틸렌계 수지가 필름형태로 용융 성형하여 이루어진, 핫멜트필름층;을 더 포함하는, 차량용 헤드라이닝 표피재.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 니트층은 차량의 실내 방향으로 노출되도록 배치되고, 상기 핫멜트필름층은 상기 차량의 구조프레임 방향으로 배치되는, 차량용 헤드라이닝 표피재.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 핫멜트필름층과 상기 차량의 구조프레임 사이에 차음재 및 강성보강재를 더 포함하는, 차량용 헤드라이닝 표피재.
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JP2009184296A (ja) 2008-02-08 2009-08-20 Kurashiki Seni Kako Kk 吸音材およびその製造方法
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