KR101424214B1 - 차량용 흡차음재 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 흡차음재에 관한 것으로, 표피층(10)과 흡음층(30) 사이에 접착수지층(20)이 개재되어 일체화되는 차량용 흡차음재에 있어서,
상기 표피층(10)에 상기 표피층(10)의 하면(10a)보다 하향으로 돌출된 돌출부(15)가 형성되고,
상기 표피층(10), 흡음층(30), 및 상기 표피층(10)의 하면과 흡음층(30)의 상면 사이에 용융상태로 공급되는 접착수지층(20)이 회전하는 상부롤러(R1)와 하부롤러(R2)에 의하여 가압되어 일체화되고,
상기 상부롤러(R1)와 하부롤러(R2)의 가압에 의하여 일체화되면서, 상기 표피층(10)의 돌출부(15)가 흡음층(30)의 상면을 향하여 돌출됨으로써 상기 돌출부(15)가 용융상태의 접착수지층(20)을 돌출부(15)의 외주부로 이동시켜서, 상기 돌출부(15) 부분에 접착수지층(20)이 돌출부(15)가 형성되지 않은 부분보다 얇게 형성되어 돌출부(15)와 흡음층(30)이 열가소성 상태에서 복원 하면서 기체 투과가 가능한 공간이 형성되어 기체 투과성을 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재에 관한 것이다.

Description

차량용 흡차음재 및 그 제조방법 { Noise absorption and insulation materials and Producing Method }
본 발명은 차량용 흡차음재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 주행 중에는, 엔진에서 발생하는 소음 및 진동음과, 도어, 헤드라이너 및 차량의 바닥 등을 통해 주행중의 소음 및 진동음이 차량의 실내 공간으로 유입된다.
이에, 엔진의 소음을 차단, 제진, 흡음하는 기능과 주행 중 발생하는 저주파, 고주파의 복합에너지를 차량의 실내 공간으로 전달되지 않도록 차량의 실내에 바닥재를 설치하여 왔다. 그런데, 종래의 차량용 바닥재에 있어서는, 바닥재를 이루는 표피재층 및 흡음층에 별도의 차음재를 접착제, 또는 직접코팅 하는 방법 등을 이용하여 접착하므로, 전반적으로 바닥재의 중량이 증가하여 차량의 연비가 증대될 뿐만 아니라 바닥재의 제조공정이 복잡하여 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 출원인은, 소음에너지를 고체전달음으로 전환하여 감소시키는 제진성, 음의 진동파를 부분적으로 차단시켜주는 차음성, 소음에너지를 산란 굴절 확산시켜주는 흡음성, 상부 또는 하부 소리에너지를 차음 제진층을 기준으로 하여 흡음층 갖는 접착수지층을 개발하여, 이 접착수지층에 의해 바닥재를 이루는 표피재층과 흡음층을 상호 접착함으로써, 차량의 바닥, 헤드라인, 도어 등을 통하여 차량의 실내로 유입되는 소음 및 진동의 저감을 도모할 수 있을 뿐만 아니라 바닥재의 제조공정을 단순화하여 생산성을 향상시키며, 또한 차량의 경량화를 도모할 수 있는 차량용 바닥재를 발명하기에 이르렀다.
본 발명은 내연기관 차량에서 문제되는 차량의 실내소음에 대한 차음, 흡음 특성이 우수하고 또한 단위 크기당 중량이 가벼워서 차량의 에너지 효율성을 상대적으로 증대시킬 수 있는 차량용 흡차음재를 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명은 종래의 흡차음재가 가지지 못하였던 차량 실내 소음의 저주파 영역(250~500 KHz) 및 중주파 대역(500~1000KHz) 영역에서의 흡차음 성능을 증가시킬 수 있으며, 통기도 및 설계 인자 조절에 의하여 흡차음재의 소음 저감영역 대역을 사용자(자동차 회사)의 요구에 따라 제어할 수 있는 차량용 흡차음재 및 그 제조방법을 제공하기 위함이다.
표피층(10)과 흡음층(30) 사이에 접착수지층(20)이 개재되어 일체화되는 차량용 흡차음재에 있어서,
상기 표피층(10)에 상기 표피층(10)의 하면(10a)보다 하향으로 돌출된 돌출부(15)가 형성되고,
상기 표피층(10), 흡음층(30), 및 상기 표피층(10)의 하면과 흡음층(30)의 상면 사이에 용융상태로 공급되는 접착수지층(20)이 회전하는 상부롤러(R1)와 하부롤러(R2)에 의하여 가압되어 일체화되고,
상기 상부롤러(R1)와 하부롤러(R2)의 가압에 의하여 일체화되면서, 상기 표피층(10)의 돌출부(15)가 흡음층(30)의 상면을 향하여 돌출됨으로써 상기 돌출부(15)가 용융상태의 접착수지층(20)을 돌출부(15)의 외주부로 이동시켜서, 상기 돌출부(15) 부분에 접착수지층(20)이 돌출부(15)가 형성되지 않은 부분보다 얇게 형성되어 돌출부(15)와 흡음층(30)이 열가소성 상태에서 복원 하면서 기체 투과가 가능한 공간이 형성되어 기체 투과성을 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
본 발명에 따르는 경우, 내연기관 차량에서 문제되는 차량의 실내소음에 대한 차음, 흡음 특성이 우수하고 또한 단위 크기당 중량이 가벼워서 차량의 에너지 효율성을 상대적으로 증대시킬 수 있는 차량용 흡차음재가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르는 경우, 종래의 흡차음재가 가지지 못하였던 차량 실내 소음의 저주파 영역(250~500 KHz) 및 중주파 대역(500~1000KHz) 영역에서의 흡차음 성능을 증가시킬 수 있으며, 통기도 및 설계 인자 조절에 의하여 흠차음재의 소음 저감영역 대역을 사용자(자동차 회사)의 요구에 따라 제어할 수 있는 차량용 흡차음재 및 그 제조방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 흡차음재 제조 방법 구성도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 흡차음재 구성도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 흡차음재 생산 방법 설명도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 흡차음재 생산 방법 설명도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 흡차음재 구성도.
이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 흡차음재 및 그 제조 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 흡차음재 제조 방법 구성도, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 흡차음재 구성도, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 흡차음재 생산 방법 설명도, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 흡차음재 생산 방법 설명도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 흡차음재 구성도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 흡차음재는, 표피층(10)과 흡음층(30) 사이에 접착수지층(20)이 개재되어 일체화되는 차량용 흡차음재에 있어서, 상기 표피층(10)에 상기 표피층(10)의 하면(10a)보다 하향으로 돌출된 돌출부(15)가 형성되고, 상기 표피층(10), 흡음층(30), 및 상기 표피층(10)의 하면과 흡음층(30)의 상면 사이에 용융상태로 공급되는 접착수지층(20)이 회전하는 상부롤러(R1)와 하부롤러(R2)에 의하여 가압되어 일체화되는 것이 특징이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 흡차음재에 있어서, 상부롤러(R1)와 하부롤러(R2)의 가압에 의하여 일체화되면서, 상기 표피층(10)의 돌출부(15)가 흡음층(30)의 상면을 향하여 돌출됨으로써 상기 돌출부(15)가 용융상태의 접착수지층(20)을 돌출부(15)의 외주부로 이동시켜서, 상기 돌출부(15) 부분에 접착수지층(20)이 돌출부(15)가 형성되지 않은 부분보다 얇게 형성되어 상기 돌출부(15)를 통과하는 기체투과통로가 형성된다. 즉, 돌출부(15)와 흡음층(30)이 열가소성 상태에서 복원 하면서 기체 투과가 가능한 공간이 형성되어 기체 투과성을 형성한다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 흡차음재에 있어서, 접작수지층(20)은 열가소성수지, 열가소성수지 CMB, 또는 열가소성수지에 무기물이 첨가된 수지 중에서 선택된 하나인 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 흡차음재에 있어서, 흡차음재 두께 방향의 기체투과도는 0.1 ~ 30 (cm³/cm2·초) 인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게, 흡차음재 두께 방향의 기체투과도는 0.1 ~ 20 (cm³/cm2·초) 일 수 있다.
도 1 내지 도 2, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 흡차음재에 있어서, 표피층(10)의 돌출부(15)는 표피층(10)을 이루는 기재(11, 직물, 천, Fabric, Nonfabric 일 수 있음)에 장섬유 부피 가공사(Bulk Contineous Fiber)를 직조(織造)하여 형성되는 것이 바람직하다.
도 1 내지 도 2, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 흡차음재에 있어서, 돌출부(15)가 형성된 표피층(10)의 하면을 천연 라텍스 또는 인조 라텍스(Latex)로 코팅하여 섬유(fiber)의 조직을 강화시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 흡차음재에 있어서, 흡차음재의 중량은 100 ~ 5000g/m²인 것이 바람직하다. 흡차음재의 두께는 0.1 ~ 50 mm 인 것이 바람직하다. 흡음층(30) 섬유의 섬도는 0.1 ~ 50 데니아(denier) 인 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 흡차음재에 있어서, 흡차음재는 자동차의 엔진룸과 차량의 실내를 차단하는 차량의 대쉬 판넬(Dash Panel) 절연(Isolation, Insulation)용으로 사용되어질 수 있다. 또한, 흡차음재는 자동차의 바람을 통해서 실내로 유입되는 소음을 차단하기 위하여 사용되는 차량의 플로어 카페트(Floor Carpet)용으로 사용되어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 흡차음재 제조방법은 표피층(10)과 흡음층(30) 사이에 접착수지층(20)이 개재되어 일체화되는 차량용 흡차음재 제조방법에 관한 것이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 흡차음재 제조방법에 있어서, 표피층(10)에 상기 표피층(10)의 하면(10a)보다 하향으로 돌출된 돌출부(15)를 형성하는 단계(S10)와, 상기 표피층(10)과 흡음층(30)을 회전하는 상부롤러(R1)와 하부롤러(R2) 사이로 공급하면서 상기 표피층(10)의 하면과 흡음층(30)의 상면 사이에 용융상태의 접착수지층(20)을 공급하여 상부롤러(R1)와 하부롤러(R2)의 가압에 의하여 표피층(10)과 접착수지층(20)과 흡음층(30)을 일체화시키는 단계(S20)를 포함하여 구성된다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 흡차음재 제조방법에 있어서, 일체화시키는 단계(S20)에서, 상기 표피층(10)의 돌출부(15)가 흡음층(30)의 상면을 향하여 돌출됨으로써 상기 돌출부(15)가 용융상태의 접착수지층(20)을 양측으로 이동시켜서 상기 돌출부(15) 부분에 접착수지층(20)이 돌출부(15)가 형성되지 않은 부분보다 얇게 형성되어 기체투과성을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 장섬유 부피 가공사(BCF)란 합성섬유를 노즐에서 뽑아내어, 열과 압력을 가하여 탄력성이 있는 부피감 있는 실로 가공한 것을 말한다.
흡음층(30)은 반발탄성을 갖는다. 접착수지층(20)은 멜트 인덱스(Melt Index)가 1 ~ 3000 인 열가소성 수지인 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 상부, 하부에 각각의 층을 압연 롤러(R1, R2)에 동시에 적층하여 일체화하면서 표피층(10)의 BCF사 돌출부(15)의 Latex 면과 흡음층(30) 사이에 접착수지층(20)이 압력에 의해 극소량만 남고 나머지 빈공간으로 채워지면서 BCF 사면과 흡음층 사이의 열가소성 접착수지층에 기체투과가 가능한 공간이 만들어져 기체투과도가 낮은 구성체를 발명하였다.
이것으로 저주파 영역(250~500 KHz) 및 중주파 대역(500~1000KHz)의 흡음값을 개선하고 흡음제와 일체화하여 기체투과도가 낮게 조절이 가능함으로 차음재의 기능을 동시에 갖는다.
이는 차량의 소음감소 종래기술인 차음구성방식과 흡음구성방식과 달리 저주파 영역에서의 흡음제 기능과 고주파 영역에서의 흡음제 기능과 소리 전달음을 차단해주는 차음제 기능을 동시에 갖는 특성을 나타내어 자동차 실내로 유입되는 소음에 대하여 뛰어난 흡,차음성을 발휘할 수 있다.
열가소성수지 CMB에서 CMB는 컴파운드 마스터 배치로 압출이나 사출등의 플라스틱 또는 고무 가공공정상에 착색재, 충진재등의 첨가제를 넣게 되는데 이러한 재료들은 거의 분말 상태여서 CMB상태의 고농도 펠렛, 비드등 타입을 만들면 작업성을 좋게 되고, 물성에 미치는 영향이 적으며 분산성이 개선되고 취급등이 용이하게 된다.
본 발명에서 INSULATION DASH란 용어는 보통 DASH는 DASH OUTER 와 DASH INNER로 구분되며 INSULATION DASH는 DASH INNER와 동일한 부품 명칭이다. 자동차 내장부품 중에 사용되어지고 있는 PART NAME중 INSULATION PAD ASSY-DASH PNL부품을 간소화한 용어로써 운전자와 엔진사이중 안쪽에 사용되고 흡/차음재이다.
도 6은 본 발명에 의해 제작된 샘플의 통기도 테스트 결과이다. 4 ~ 230 mm/sec(샘플 면적 20 cm2, 시험 압력 200 Pa) 범위에 있음을 알 수 있다.
도 8은 본 발명에 따라 제작된 샘플의 소음 흡차음성능을 타사의 제품과 비교하여 테스트한 결과이며, 도 7은 이를 수치화한 결과이다 도 7, 8에 도시된 바와 같이, 전 주파수 영역에서 흡차음 성능이 타사 제품에 비하여 우수함을 알 수 있다.
본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.
아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.
10 : 표피층
10a : 표피층 하면
15 : 돌출부
20 : 접착수지층
30 : 흡음층
R1 : 상부롤러
R2 : 하부롤러

Claims (11)

  1. 표피층(10)과 흡음층(30) 사이에 접착수지층(20)이 개재되어 일체화되는 차량용 흡차음재에 있어서,
    상기 표피층(10)에 상기 표피층(10)의 하면(10a)보다 하향으로 돌출된 돌출부(15)가 형성되고,
    상기 표피층(10), 흡음층(30), 및 상기 표피층(10)의 하면과 흡음층(30)의 상면 사이에 용융상태로 공급되는 접착수지층(20)이 회전하는 상부롤러(R1)와 하부롤러(R2)에 의하여 가압되어 일체화되고,
    상기 상부롤러(R1)와 하부롤러(R2)의 가압에 의하여, 상기 표피층(10)의 돌출부(15)가 흡음층(30)의 상면을 향하여 돌출됨으로써 상기 돌출부(15)가 용융상태의 접착수지층(20)을 돌출부(15)의 외주부로 이동시켜서, 접착수지층(20)이 상기 돌출부(15) 부분에서 돌출부(15)가 형성되지 않은 부분에서보다 얇게 형성되고, 돌출부(15)와 흡음층(30)이 열가소성 상태에서 복원하면서 기체 투과가 가능한 공간이 형성되어 기체투과성을 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접작수지층(20)은 열가소성수지, 열가소성수지 CMB(컴파운드 마스타 배치), 및 무기물이 첨가된 열가소성수지로 이루어진 군에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 흡차음재 두께 방향의 기체투과도는 0.1 ~ 30 cm³/cm2·초인 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 표피층(10)의 돌출부(15)는 표피층(10)을 이루는 기재(11)에 장섬유 부피 가공사(Bulk Contineous Fiber)를 직조(織造)하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 돌출부(15)가 형성된 표피층(10)의 하면을 천연 라텍스 또는 인조 라텍스(Latex)로 코팅된 라텍스 코팅층(40)을 더 포함하여 섬유(fiber)의 조직을 강화시키는 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 흡차음재의 중량은 100 ~ 5000g/m²인 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 흡차음재의 두께는 0.1 ~ 50 mm 인 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 흡음층(30) 섬유의 섬도는 0.1 ~ 50 데니아(denier)인 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 흡차음재는 자동차의 엔진룸과 차량의 실내를 차단하는 차량의 대쉬 판넬(Dash Panel) 절연(Isolation, Insulation)용으로 사용되어지는 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 흡차음재는 자동차의 바닥을 통해서 실내로 유입되는 소음을 차단하기 위하여 사용되는 차량의 플로어 카페트(Floor Carpet)용으로 사용되어지는 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재.
  11. 표피층(10)과 흡음층(30) 사이에 접착수지층(20)이 개재되어 일체화되는 차량용 흡차음재 제조방법에 있어서,
    상기 표피층(10)에 상기 표피층(10)의 하면(10a)보다 하향으로 돌출된 돌출부(15)를 형성하는 단계(S10)와, 상기 표피층(10)과 흡음층(30)을 회전하는 상부롤러(R1)와 하부롤러(R2) 사이로 공급하면서 상기 표피층(10)의 하면과 흡음층(30)의 상면 사이에 용융상태의 접착수지층(20)을 공급하여 상부롤러(R1)와 하부롤러(R2)의 가압에 의하여 표피층(10)과 접착수지층(20)과 흡음층(30)을 일체화시키는 단계(S20)를 포함하여 구성되되,
    상기 가압하여 일체화시키는 단계(S20)에서, 상기 표피층(10)의 돌출부(15)가 흡음층(30)의 상면을 향하여 돌출됨으로써 상기 돌출부(15)가 용융상태의 접착수지층(20)을 양측으로 이동시켜서, 접착수지층(20)이 상기 돌출부(15) 부분에서 돌출부(15)가 형성되지 않은 부분에서보다 얇게 형성되고, 돌출부(15)와 흡음층(30)이 열가소성 상태에서 복원하면서 기체 투과가 가능한 공간이 형성되어 기체투과성을 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 흡차음재 제조방법.
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