KR101324790B1

KR101324790B1 - 차량용 고흡음성 천정재

Info

Publication number: KR101324790B1
Application number: KR1020110110424A
Authority: KR
Inventors: 이수남; 이원구; 조병철; 조윤진
Original assignee: 엔브이에이치코리아(주)
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2013-10-31
Also published as: KR20130046078A

Abstract

본 발명은 차량용 고흡음성 천정재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 루프구조를 갖는 펠트로 이루어진 기재층, 전술한 기재층의 상부면에 형성되는 필름층 및 전술한 필름층의 상부면에 형성되는 원단층으로 이루어진다.
전술한 구조로 이루어지는 차량용 고흡음성 천정재는 루프구조의 기재층으로 인해 탁월한 흡음성을 나타내며, 고강성의 보강섬유를 사용하여 중량이 가벼우면서도 우수한 내열성, 내습성 및 치수안정성을 나타낸다.

Description

차량용 고흡음성 천정재 {HEADLINER OF HAVING A HEIGHT ACOUSTIC-ABSORPTIVITY FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 고흡음성 천정재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 루프구조의 기재층으로 인해 탁월한 흡음성을 나타내며, 고강성의 보강섬유를 사용하여 중량이 가벼우면서도 우수한 내열성, 내습성 및 치수안정성을 나타내는 차량용 고흡음성 천정재에 관한 것이다.

차량에 사용되는 천정재는 통상적으로 펠트형태 및 보드형태로 성형되어 사용되며, 차량의 천정부에 부착되어 외부로부터 차량의 실내로 유입되는 소음을 차단하고, 차량의 단열성을 향상시키는 역할을 한다.

종래에 펠트형태로 성형되어 사용되던 차량용 천정재는 합성수지나 천연섬유 등이 일반적으로 사용되었는데, 합성수지를 이용한 펠트 형태의 천정재는 합성수지 및 천정재료를 접착하는 접착제 성분에 페놀성분이 첨가된 재료가 많아 성형작업 공정에서 악취가 발생하여 작업환경을 오염시키고, 인체에 유해한 휘발성 유기화합물(VOCs)이 발생하는 문제점이 있었다.

전술한 문제점을 해결하기 위해 천연섬유를 이용한 펠트형 천정재가 사용되고 있으나, 천연섬유를 이용한 펠트형 천정재의 경우는 내열성과 내습성이 취약하여 차량용 천정재에 적합한 물성을 얻기 위해서는 고중량의 펠트를 사용해야 하기 때문에, 천정재의 무게가 증가하고, 천연섬유의 탄화로 인한 악취가 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 보드형태로 성형되어 사용되던 차량용 천정재는 폴리우레탄 폼이 주재료로 사용되었는데, 폴리우레탄 폼을 이용한 차량용 천정재의 경우 내후성이 취약하여 장시간 사용하게 되면 변색되거나, 폼 셀이 파손되어 차량용 천정재의 전체적인 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 루프구조의 펠트로 기재층을 형성하여 흡음성이 우수한 차량용 고흡음성 천정재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 고강성을 나타내는 보강섬유를 사용하여 중량이 가벼우면서도 우수한 내열성, 내습성 및 치수안정성을 나타내는 차량용 고흡음성 천정재를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 루프구조를 갖는 펠트로 이루어진 기재층, 상기 기재층의 상부면에 형성되는 필름층 및 상기 필름층의 상부면에 형성되는 원단층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 고흡음성 천정재를 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 기재층은 니들펀칭된 펠트를 루프펀칭하여 제조되는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 기재층은 보강섬유 40 내지 60 중량부 및 바인더 섬유 40 내지 60 중량부로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 보강섬유는 유리섬유, 현무암섬유, 아라미드섬유 및 탄소섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 보강섬유는 직경이 5 내지 30 마이크로미터이고, 길이가 50 내지 80 밀리미터인 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 바인더섬유는 폴리프로필렌 및 용융온도가 160℃ 이상인 저융점 폴리에스터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 필름층은 통기성 핫멜트필름으로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 통기성 핫멜트 필름은 30 내지 50 마이크로미터 두께의 폴리에틸렌 수지에 직경이 0.1 내지 2 밀리미터인 기공이 1 내지 40 밀리미터의 간격으로 형성되는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 원단층은 부직포, 니트 및 스웨이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 형태로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 고흡음성 천정재는 루프구조의 펠트로 기재층을 형성하여 탁월한 흡음성을 나타낸다.

또한, 고강성을 나타내는 보강섬유를 사용하여 중량이 가벼우면서도 탁월한 내열성, 내습성 및 치수안정성을 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 고흡음성 천정재를 나타낸 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 비교예 1에 의해 제조된 차량용 천정재의 기재층을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 고흡음성 천정재에 사용되는 통기성 필름을 현미경으로 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 고흡음성 천정재에 사용되는 통기성 필름에 형성된 기공을 현미경으로 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에 의해 제조된 차량용 고흡음성 천정재 및 차량용 천정재의 흡음률을 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 의해 제조된 차량용 고흡음성 천정재의 내열사이클 시험 전,후의 모습을 나타낸 사진이다.

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 차량용 고흡음성 천정재는 루프구조를 갖는 펠트로 이루어진 기재층(10), 전술한 기재층(10)의 상부면에 형성되는 필름층(20) 및 전술한 필름층(20)의 상부면에 형성되는 원단층(30)으로 이루어진다.

전술한 기재층(10)은 루프구조를 갖는 펠트로 이루어지며, 보감섬유 40 내지 60 중량부 및 바인더 섬유 40 내지 60 중량부를 니들펀칭하여 이루어진 펠트를 루프펀칭하여 루프구조를 갖는 형태로 제조된다.

전술한 형태로 이루어진 기재층은 2D 구조의 펠트를 루프펀칭하여, 3D 구조의 루프구조를 갖는 펠트로 제조하여 이루어지는데, 더욱 상세하게는 보강섬유와 바인더섬유를 혼섬한 후에, 카딩공정 및 니들펀칭 공정을 통해 2D 구조의 펠트 2매를 제조하고, 제조된 2D 구조의 펠트 2매를 각각 루프펀칭 가공하여 루프가 형성된 3D 구조의 펠트 2매를 제조하고, 3D 구조의 펠트 2매를 루프가 형성된 면이 서로 맞닿을 수 있도록 형성하여 제조된다.

이러한 루프구조를 갖는 펠트로 이루어진 기재층(10)은 루프구조를 갖는 펠트의 벌키성으로 인해 차량용 고흡음성 천정재의 흡음성을 증대시킨다.

이때, 전술한 보강섬유는 직경이 5 내지 30 마이크로미터고, 길이가 50 내지 80 밀리미터인 유리섬유, 현무암섬유, 아라미드섬유 및 탄소섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는데, 전술한 보감섬유는 고강성을 나타내며, 고강성을 나타내는 보강섬유가 혼섬된 기재층(10)이 적용된 차량용 고흡음성 천정재는 중량이 가벼우면서도 내열성, 내습성 및 치수안정성이 향상된다.

전술한 바인더섬유는 폴리프로필렌섬유 및 용융온도가 160℃ 이상인 저융점폴리에스터섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는데, 융융된 상태에서 보강섬유 사이에 스며든 후에 냉각과정을 거치게 되면, 보강섬유 사이에서 경화되어 보강섬유를 결속하는 바인더의 역할을 하며, 기재층(10)의 성형성을 향상시킨다.

이때, 전술한 바인더섬유의 섬도는 3 내지 15 데니아이고, 길이는 50 내지 80 밀리미터이며, 권축(Crimp)이 부여된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

전술한 필름층(20)은 전술한 기재층(10)의 상부면에 형성되며, 통기성 핫멜트 필름으로 이루어지는데, 전술한 기재층(10)과 전술한 원단층(30)을 접착하는 역할을 한다.

또한, 전술한 통기성 핫멜트 필름은 30 내지 50 마이크로미터 두께의 폴리에틸렌 수지에 직경이 0.1 내지 2 밀리미터인 기공이 1 내지 40 밀리미터의 간격으로 형성되는데, 전술한 기공이 형성된 통기성 핫멜트 필름의 통기성은 10⁴cc/cm²/sec이며, 이러한 통기성을 갖는 기공의 형성으로 인해 전술한 원단층(30)을 통과한 소음이 전술한 필름층(20)에 형성된 기공을 거쳐 전술한 기재층(10)에 전달되기 때문에, 흡음성이 우수한 차량용 고흡음성 천정재가 제공된다.

전술한 원단층(30)은 전술한 필름층(20)의 상부면에 형성되며, 부직포, 니트 및 스웨이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 형태로 이루어지는데, 본 발명에 따른 차량용 고흡음성 천정재를 차량의 천정에 적용할 경우, 차량의 실내측으로 노출되어 차량 실내의 외관 품질을 개선하며, 차량용 고흡음성 천정재의 흡음효과를 향상시키는 역할을 한다.

이때, 전술한 원단층(30)이 부직포나 니트 형태로 제조될 경우에는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 사용하는 것이 바람직하며, 전술한 원단층(30)이 스웨이드로 형태로 제조될 경우에는 폴리우레탄에 함침된 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하는 것이 바람직하다.

이하에서는, 본 발명에 따른 차량용 고흡음성 천정재의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 차량용 고흡음성 천정재의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.

<실시예 1>

직경이 10㎛이고 길이가 75mm인 유리섬유 25 중량부, 직경이 14㎛이고 길이가 51mm인 11ea/inch의 권축이 부여된 아라미드섬유 20 중량부 및 섬도가 6de이고 길이가 64mm인 8ea/inch의 권축이 부여된 폴리프로필렌섬유 55 중량부를 혼섬하고 카딩공정 및 니들펀칭 공정을 통해 면밀도가 550g/m²인 2D 구조의 펠트 2매를 제조한 후에, 제조된 2D 구조의 펠트 2매를 각각 루프펀칭 가공으로 루프를 형성시켜 면밀도가 500g/m²인 3D 구조의 펠트 2매를 제조하고, 3D 구조의 펠트 2매를 루프가 형성된 면이 서로 맞닿을 수 있도록 형성하여 기재층(10)을 제조하고, 표면온도가 210℃인 열간프레스를 이용하여 60kgf/cm²의 압력으로 60초 동안 예열 압착하여 성형금형으로 이송한 후 통기성 핫멜트 필름으로 이루어진 필름층과 부직포로 이루어진 원단층을 순차적으로 적층시킨 후에 80kgf/cm²의 압력으로 45초 동안 냉각압착하여 차량용 고흡음성 천정재를 제조하였다.

<비교예 1>

실시예 1과 동일하게 진행하되, 면밀도가 550g/m²인 2D 구조의 펠트 2매를 적층하여 기재층을 제조하였으며, 비통기성 핫멜트 필름으로 이루어진 필름층과 부직포 원단으로 구성된 원단층을 기재층의 상부면에 순차적으로 적층시켜 차량용 천정재를 제조하였다.

<비교예 2>

실시예 1과 동일하게 진행하되, 비통기성 핫멜트 필름으로 이루어진 필름층과 부직포원단으로 이루어진 원단층을 기재층 상부면에 순차적으로 적층시켜 차량용 천정재를 제조하였다.

전술한 실시예 1 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 차량용 고흡음성 천정재 및 차량용 천정재의 흡음률을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.

(단, 흡음률은 흡음률 평가방법인 ISO R 354, Alpha Cabin법으로 측정하였다.)

<표 1>

위에 표 1에 나타낸 것처럼 차량용 본 발명에 따른 실시예 1에 의해 제조된 차량용 고흡음성 천정제는 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 차량용 흡음재에 비해 거의 모든 주파수 대역에서 월등한 흡음률을 나타내는 것을 알 수 있다.

또한, 전술한 실시예 1을 통해 제조된 차량용 고흡읍성 천정재의 내열, 내한 및 내습조건에서의 치수변화율을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.

(단, 치수변화율은 (주)고려큐엠에스의 Constant Temp & Humid Chamber를 이용하여 1시간 동안 23℃에서 90℃까지 가열하고, 90℃에서 3시간 동안 온도를 유지하고, 1시간 동안 90℃에서 23℃로 냉각하고, 23℃에서 1시간 동안 온도를 유지하고, 1시간 동안 23℃에서 영하 40℃로 냉각하고, 3시간 동안 영하 40℃를 유지하고, 1시간 동안 영하 40℃에서 23℃로 가열하고, 1시간 동안 23℃를 유지하고, 1시간 동안 23℃에서 50℃로 가열하면서 상대습도를 90%RH까지 상승시키고, 7시간 동안 50℃와 90%RH를 유지하고, 1시간 동안 50℃에서 23℃로 냉각 및 90%의 RH를 50%로 하강하는 과정을 1회로 하여, 총 3회 반복한 후에 테스트 제품의 변형 유무를 측정하였다.)

<표 2>

위에 표 2에 나타낸 것처럼 본 발명에 따른 실시예 1을 통해 제조된 차량용 고흡음성 천정재는 고강성을 나타내는 보강섬유가 사용되어 중량이 가벼우면서도 내열과 내습에 대한 우수한 치수안정성을 나타낸다.

10 ; 기재층
20 ; 필름층
30 ; 원단층

Claims

니들펀칭된 펠트를 루프펀칭하여 루프구조를 갖는 펠트로 이루어진 기재층;
상기 기재층의 상부면에 형성되며, 통기성 핫멜트필름으로 이루어진 필름층; 및
상기 필름층의 상부면에 형성되는 원단층;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 고흡음성 천정재.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 기재층은 보강섬유 40 내지 60 중량부 및 바인더 섬유 40 내지 60 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 고흡음성 천정재.
청구항 3에 있어서,
상기 보강섬유는 유리섬유, 현무암섬유, 아라미드섬유 및 탄소섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 고흡음성 천정재.
청구항 3에 있어서,
상기 보강섬유는 직경이 5 내지 30 마이크로미터이고, 길이가 50 내지 80 밀리미터인 것을 특징으로 하는 차량용 고흡음성 천정재.
청구항 3에 있어서,
상기 바인더섬유는 폴리프로필렌 및 용융온도가 160℃ 이상인 저융점 폴리에스터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 고흡음성 천정재.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 통기성 핫멜트필름은 30 내지 50 마이크로미터 두께의 폴리에틸렌 수지에 직경이 0.1 내지 2 밀리미터인 기공이 1 내지 40 밀리미터의 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 고흡음성 천정재.
청구항 1에 있어서,
상기 원단층은 부직포, 니트 및 스웨이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 고흡음성 천정재.