KR101317818B1 - 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기공이 있는 중공사 흡음층을 포함하여 인슐레이터를 제조하고, 이 인슐레이터를 인너 대쉬 패널의 실내측에 장착하여 사용함으로써, 중공사 흡음층에 형성된 중공(기공)을 통해 소음을 저감시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라 공기층과 같은 현상으로 단열 효과도 동시에 얻을 수 있도록 한 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 중공사 흡음층의 중공의 크기를 미리 정해진 크기로 형성함으로써, 적용 차량에서 발생되는 소음을 저감시키는데 최적의 크기를 적용하여 소음저감 효과를 극대화활 수 있게 한 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터를 제공하는데 다른 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 이처럼 중공의 형성으로 인슐레이터의 전체 중량을 줄이면서도 흡음효과를 높일 수 있고, 특히 이로 인하여 자동차의 연비를 향상시킬 수 있게 한 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

Description

흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터{IMPROVED SOUND ABSORPTION DASH INNER INSULATOR FOR VEHICLE}

본 발명은 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡음 성능이 우수한 중공사 흡음층을 포함하는 인슐레이터를 인너 대쉬 패널에 구비함으로써, 기존의 엔진룸측으로부터 실내로 유입되는 소음차단 및 단열성능을 향상시킬 수 있도록 한 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 엔진룸과 실내측 사이에는, 자동차의 실내측에서 본 도 1과 같은 인너 대쉬 패널이 구비된다. 그리고, 이 인너 대쉬 패널에는 실내측에 엔진룸으로부터 발생된 소음이나 진동 등을 흡수할 수 있도록 인슐레이터가 구비된다.

종래의 인슐레이터는, 그 단면 형상에 따라 2층 구조 또는 3층 구조로 이루어진다. 2층 구조의 인슐레이터(S')는, 도 2a와 같이, 폴리우레탄 폼층(11)과 그 위로 적층되는 PET층(13)으로 이루어진다.

그리고, 3층 구조의 인슐레이터(S")는, 도 2b와 같이, 2층 구조에 TPE층(12)이 더 구성된다. 이때, TPE층(12)은 폴리우레탄 폼층(11)과 PET층(13) 사이에 적층된다. 도면에서, 미설된 도면부호 "14"는 폴리우레탄 폼층(11)과 TPE층(12)을 부착시켜 주기 위한 부착 필름을 나타낸다.

이와 같이 2층 또는 3층 구조로 이루어진 인슐레이터는 PET의 특성상 소음을 저감하는데는 우수하나, 흡음성능을 얻기 위하여 단순히 쿠션층의 두께나 중량을 통해서만 조정하였기 때문에 음향성능이나 흡음성능을 개선하는데는 한계가 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 기공이 있는 중공사 흡음층을 포함하여 인슐레이터를 제조하고, 이 인슐레이터를 인너 대쉬 패널의 실내측에 장착하여 사용함으로써, 중공사 흡음층에 형성된 중공(기공)을 통해 소음을 저감시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라 공기층과 같은 현상으로 단열 효과도 동시에 얻을 수 있도록 한 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 중공사 흡음층의 중공의 크기를 미리 정해진 크기로 형성함으로써, 적용 차량에서 발생되는 소음을 저감시키는데 최적의 크기를 적용하여 소음저감 효과를 극대화활 수 있게 한 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터를 제공하는데 다른 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 이처럼 중공의 형성으로 인슐레이터의 전체 중량을 줄이면서도 흡음효과를 높일 수 있고, 특히 이로 인하여 자동차의 연비를 향상시킬 수 있게 한 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예에 따른 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터는, 대시 패널의 안쪽에 설치되며, 폴리우레탄 폼층과 중공사 흡음층이 순차적으로 적층되어 이루어진 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터에 있어서, 상기 중공사 흡음층은, 저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사를 미리 정해진 비율로 혼합한 흡음펠트를 300g/㎡~600g/㎡의 중량으로 겹겹이 쌓아 이루어진 상부 펠트층; 저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사를 미리 정해진 비율로 혼합한 흡음펠트를 300g/㎡~600g/㎡의 중량으로 겹겹이 쌓아 이루어진 하부 펠트층; 저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩이 일정 비율로 혼합하여 이루어지고, 상기 상부펠트층과 하부펠트층 사이에 형성된 충진재;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터는, 대시 패널의 안쪽에 설치되며, 폴리우레탄 폼층, 차음층, 그리고 중공사 흡음층이 순차적으로 적층되어 이루어진 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터에 있어서, 상기 중공사 흡음층은, 저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사를 미리 정해진 비율로 혼합한 흡음펠트를 300g/㎡~600g/㎡의 중량으로 겹겹이 쌓아 이루어진 상부 펠트층; 저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사를 미리 정해진 비율로 혼합한 흡음펠트를 300g/㎡~600g/㎡의 중량으로 겹겹이 쌓아 이루어진 하부 펠트층; 저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩이 일정 비율로 혼합하여 이루어지고, 상기 상부펠트층과 하부펠트층 사이에 형성된 충진재;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 충진재는, 저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩을 30:20:50의 중량 비율로 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폼칩은 폐펠트와 발포수지의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 폴리에스터 중공사는 섬도 6D의 폴리에스터 중공사와, 섬도 3D~5D이고 중공율 10~15%인 폴리에스터 중공사를 50:50의 중량비율로 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 차음층은 고무합판, 연판형 차음시트, 열가소성 탄성체(TPE), EVA 또는, EPDM(ethylene propylene rubber)·EVA(Ethylene Vinyl Acetate)·탄산칼슘(CaCo3)·스테아르산(Stearic Acid)·LLDPE(Linear Low Density Poly Ethylene) 및 탄성중합체(elastomer) 중에서 적어도 하나 이상을 포함하여 이루어진 시트인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

1) 중공사 흡음층의 중공을 통해 엔진룸 등으로부터 실내로 유입되는 소음을 차단하여 흡음효과를 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 이러한 중공사 흡음층의 중공은 마치 공기층과 같이 일정량의 공기를 머금고 있기 때문에 단열 효과를 얻을 수 있다.

2) 특히, 이러한 중공은 중공사 흡음층의 중량을 저감시켜 주는 효과를 가져오게 되고, 이로 인하여 자동차의 중량 감소로 이어져서 결국 자동차의 연비를 향상시켜 주는 효과를 얻을 수 있게 된다.

3) 중공의 크기를 다양하게 제작할 수 있기 때문에, 적용되는 차량마다 다르게 발생되는 소음에 대하여 적절한 크기로 중공사를 제작하여 사용함으로써 흡음 효과를 더욱 높일 수 있다.

4) 폐펠트로 이루어진 충진재로 이루어진 중공사 흡음층을 사용하기 때문에 제조비용을 크게 낮출 수 있다. 그리고, 버려지던 폐펠트를 재활용함으로써 이중의 원가절감 효과를 얻을 수 있게 된다.

도 1은 대쉬 패널의 일예를 자동차의 실내측에서 보여주는 사진.
도 2a 및 도 2b는 자동차의 실내측에 장착되는 대쉬 인너 인슐레이터의 구성을 보여주기 위한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 중공사 흡음층의 3층 구조를 보여주기 위한 단면 사진.
도 4a는 본 발명의 제1실시예에에 따른 인슐레이터의 단면 형상을 보여주기 위한 단면도.
도 4b는 본 발명의 제2실시예에에 따른 인슐레이터의 단면 형상을 보여주기 위한 단면도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 예시적인 인슐레이터의 형상을 보여주는 사진.
도 7은 본 발명에 따른 인슐레이터와 일반 견면 PET가 적용된 비교예의 흡음율을 보여주는 그래프.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(제1실시예)

도 3은 본 발명에 따른 중공사 흡음층의 3층 구조를 보여주기 위한 단면 사진이고, 도 4a는 본 발명의 제1실시예에 따른 인슐레이터의 단면 형상을 보여주기 위한 단면도이다.

본 발명은 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터에 관한 것으로, 상기 인슐레이터(10')는 폴리우레탄 폼층(11)과 중공사 흡음층(15)의 2층 구조로 구성된다.

특히, 폐펠트로 제작된 중공사 흡음층(15)은 중공(기공)을 통해 자동차의 실내나 실외로부터 실내로 유입되는 소음 등을 차단하는 효과와 함께 단열 기능도 함께 얻을 수 있도록 한 것이다.

여기서, 상기 폴리우레탄 폼층(11)의 구성 및 적층 구조는 종래와 동일한 구성과 방법에 의하여 이루어지는 것으로, 여기서는 중공사 흡음층(15)에 관해서만 설명한다.

이하, 이러한 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 중공사 흡음층(15)은, 상부펠트층-충진재-하부펠트층의 3층 구조로 이루어진다. 그리고, 상부펠트층과 하부펠트층은 동일한 재질로 제작된다.

상기 상부펠트층과 하부펠트층은 저융점 폴리에스터 섬유(예를 들어서, LM PET사)와 폴리에스터 중공사(예를 들어서, PET중공사)를 미리 정해진 비율로 혼합하여 제조한다.

저융점 폴리에스터 섬유는 폴리에스터 중공사를 결속시키는데 이용된다.

폴리에스터 중공사는 2종의 폴리에스터 중공사를 혼합하여 제조한다. 즉, 섬도 6D의 폴리에스터 중공사(일명, 블랙 화이버(Black Fiber))와, 섬도 3D~5D이고 중공율 10~15%인 폴리에스터 중공사(일명, 화이트 화이버(White Fiber))를 50:50의 중량비율로 혼합하여 폴리에스터 중공사를 얻는다. 이는 섬도가 미세해 질수록 흡음 성능을 향상시킬 수 있으나, 섬도 6D 이하인 경우 생산속도가 느려 생산성이 떨어지고, 반대로 섬도 7D 이상인 경우 흠음성능이 떨어지기 때문이다.

이러한 저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사의 혼합비율은 30:70의 중량비율로 혼합하여 제조한다. 이를 위하여 저융점 폴리에스터 섬유가 용융되는 165℃±5℃에서 압력을 가하여 폴리에스터 중공사를 결속시켜 제조한다. 여기서, 상기 혼합비율은, 저융점 폴리에스터 섬유의 비율이 25% 이하이면 폴리에스터 중공사의 결속력을 떨어뜨리고, 반대로 45% 이상이면 결속력은 높아지나 폴리에스터 펠트가 딱딱해져서 흡음 성능이 떨어지게 된다. 이에, 저융점 폴리에스터 섬유는 최적의 결속력을 얻을 수 있는 비율로서 30%를 혼합한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 상부펠트층과 하부펠트층은 시트 형태로 만들어서, 여러장을 겹겹히 쌓아 하나의 층을 형성한다. 이때 각 시트는 중량 300g/㎡~600g/㎡으로 제조한다. 이는 자동차의 경우 전체 중량이 연비 등에 큰 영향을 미치기 때문에 중량대비 흡음효과를 높일 수 있도록 하기 위한 것이다.

충진재는 저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩을 일정한 비율로 혼합하여 제조한다. 여기서, 저융점 폴리에스터는 상술한 LM PET사를 그대로 이용하며, 블랙 화이버와 폼칩을 결속시키는데 이용된다. 이때의 결속은 상술한 바와 같이, 저융점 폴리에스터 섬유를 165℃±5℃에서 용융시켜서 결속시켜 준다.

블랙 화이버는 일종의 폴리에스터 중공사로서, 생산성과 흡음성능을 향상을 위하여 섬도 6D인 폴리에스터 중공사를 이용한다.

폼 칩은 폐펠트와 발포수지를 혼합하여 제조한다. 이때 폐펠트는 중공사 흡음층을 재단하면서 발생되어 버려지던 것을 이용하는 것이 바람직하며, 발포수지로는 폴리에틸렌 폼이라든가 스폰지 등을 이용할 수 있다.

이와 같이 이루어진 상기 충진재는, 저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩을 30:20:50의 중량 비율로 혼합하여 제작한다. 이에 충진재 더 나아가서는 중공사 흡음층의 탄성과 흡음성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조비용을 줄일 수 있다. 그리고 발포수지의 경우 성형성과 내열성이 우수하여 흡음성과 단열성을 높일 수 있게 되는 것이다.

(제2실시예)

도 4b는 본 발명의 제2실시예에에 따른 인슐레이터의 단면 형상을 보여주기 위한 단면도이다. 여기서, 상술한 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 부여하고 그 상세한 설명을 생략한다.

제2실시예에 따른 인슐레이터(10")는 3층 구조로 형성한다. 즉, 인슐레이터(10")는, 상술한 제1실시예의 폴리우레탄 폼층(11)과 중공사 흡음층(15) 사이에 차음층(12)을 더 형성한다.

이러한 차음층(12)은 제1실시예의 인슐레이터(10')로부터 얻을 수 있는 흡음 성능과 함께 차음 효과를 높일 수 있도록 한 것이다. 이에 차음층(12)은 통상적으로 사용되는 다양한 재질을 사용할 수 있다. 이러한 차음층(12)의 재질로는 고무합판, 연판형 차음시트, 열가소성 탄성체(TPE), EVA 또는, EPDM(ethylene propylene rubber)·EVA(Ethylene Vinyl Acetate)·탄산칼슘(CaCo3)·스테아르산(Stearic Acid)·LLDPE(Linear Low Density Poly Ethylene) 및 탄성중합체(elastomer) 중에서 적어도 하나 이상을 포함하여 이루어진 시트를 이용할 수 있다.

그리고, 이와 같이 이루어진 차음층(12)은, 도 4b와 같이, 부착필름(14) 등을 이용하여 인슐레이터(10")에 부착시켜 사용하거나 융착이나 다른 점착제(또는 접착제)를 이용하여 부착시켜 사용하게 된다.

(적용)

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 예시적인 인슐레이터의 형상을 보여주는 사진이다.

도 5와 도 6은 폴리우레탄 폼층, 열가소성 탄성체(TPE), 그리고 상술한 중공사 흡음층이 순차적으로 적층되어 이루어진 인슐레이터를 인너 대쉬 패널의 형상에 따라 절단한 상태를 예시적으로 보여주고 있다.

(흡음율 비교)

도 7은 본 발명에 따른 인슐레이터와 일반 견면 PET가 적용된 비교예의 흡음율을 보여주는 그래프이다.

도면에서, 붉은색 그래프는 본 발명에 따른 중공사 흡음층을 갖는 인슐레이터의 흡음율을 나타내고, 파란색은 기존의 견면 PET를 흡음층으로 한 기존 인슐레이터의 흡음율을 나타낸다.

그래프는 간이 잔향실을 통해 실시예(붉은 선)와 비교예(파란선)의 흡음율을 측정한 것으로, 면밀도와 두께를 동일하게 하여 측정한 결과이다. 그 결과는 실시예가 비교예에 비하여 고른 주파수 대역(1/3 Octave Center Frequency)에서 전반적으로 흡음율이 높게 나타나는 것을 볼 수 있으며, 특히 전체적으로 실시예가 0.1%정도의 높은 흡음율을 나타내고 있음을 알 수 있다.

이와 같이 이루어진 본 발명은, 중공을 통해 흡음 성능과 함께 단열 효과를 높일 수 있으면서도, 버려지던 폐펠트를 재활용하여 원가절감효과와 함께 제조비용을 낮출 수 있게 되는 것이다. 그리고, 본 발명은 인슐레이터의 중량감소로 인하여 연비를 향상시켜 주는 효과도 함께 얻게 되는 것이다.

Claims (6)

1. 대시 패널의 안쪽에 설치되며, 폴리우레탄 폼층과 중공사 흡음층이 순차적으로 적층되어 이루어진 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터에 있어서,
   상기 중공사 흡음층은,
   저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사를 미리 정해진 비율로 혼합한 흡음펠트를 300g/㎡~600g/㎡의 중량으로 겹겹이 쌓아 이루어진 상부 펠트층;
   저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사를 미리 정해진 비율로 혼합한 흡음펠트를 300g/㎡~600g/㎡의 중량으로 겹겹이 쌓아 이루어진 하부 펠트층;
   저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩이 일정 비율로 혼합하여 이루어지고, 상기 상부펠트층과 하부펠트층 사이에 형성된 충진재;를 포함하고,
   상기 충진재는 저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩을 30:20:50의 중량 비율로 혼합하여 이루어지며,
   상기 폼칩은 폐펠트와 폴리에틸렌 폼이라든가 스폰지같은 발포수지를 혼합하여 제조하되, 이때 폐펠트는 중공사 흡음층을 재단하면서 발생되어 버려지던 것을 이용하는 것을 특징으로 하는 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터.
   
   
2. 대시 패널의 안쪽에 설치되며, 폴리우레탄 폼층, 차음층, 그리고 중공사 흡음층이 순차적으로 적층되어 이루어진 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터에 있어서,
   상기 중공사 흡음층은,
   저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사를 미리 정해진 비율로 혼합한 흡음펠트를 300g/㎡~600g/㎡의 중량으로 겹겹이 쌓아 이루어진 상부 펠트층;
   저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사를 미리 정해진 비율로 혼합한 흡음펠트를 300g/㎡~600g/㎡의 중량으로 겹겹이 쌓아 이루어진 하부 펠트층;
   저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩이 일정 비율로 혼합하여 이루어지고, 상기 상부펠트층과 하부펠트층 사이에 형성된 충진재;를 포함하고,
   상기 충진재는 저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩을 30:20:50의 중량 비율로 혼합하여 이루어지며,
   상기 폼칩은 폐펠트와 폴리에틸렌 폼이라든가 스폰지같은 발포수지를 혼합하여 제조하되, 이때 폐펠트는 중공사 흡음층을 재단하면서 발생되어 버려지던 것을 이용하는 것을 특징으로 하는 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 폴리에스터 중공사는 섬도 6D의 폴리에스터 중공사와, 섬도 3D~5D이고 중공율 10~15%인 폴리에스터 중공사를 50:50의 중량비율로 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터.
   
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 차음층은 고무합판, 연판형 차음시트, 열가소성 탄성체(TPE), EPDM(ethylene propylene rubber)·EVA(Ethylene Vinyl Acetate)·탄산칼슘(CaCo3)·스테아르산(Stearic Acid)·LLDPE(Linear Low Density Poly Ethylene) 및 탄성중합체(elastomer) 중에서 적어도 하나 이상을 포함하여 이루어진 시트인 것을 특징으로 하는 흡음성능이 개선된 자동차용 대쉬 인너 인슐레이터.

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