KR101877735B1 - 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법 - Google Patents

휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 순차적으로 적층될 제1, 제2, 및 제3 흡차음재를 준비하는 단계; 1종 이상의 염화금속염을 물에 용해시키고 제올라이트 분말을 투입한 후 교반하여 제올라이트-염화금속염 수용액을 준비하는 단계; 상기 제올라이트-염화금속염 수용액에 1종 이상의 실란 화합물을 용해시킨 후 세정 및 건조하여 제올라이트 지지체를 준비하는 단계; 상기 제올라이트 지지체를 1종 이상의 유기계 결합재와 혼합하여 유기계 결합재가 포함된 제올라이트 지지체를 준비하는 단계; 상기 유기계 결합재가 포함된 제올라이트 지지체와 1종 이상의 무기계 결합재와 혼합한 후 혼련시키고 소성하여 저감재를 준비하는 단계; 상기 저감재를 제2 흡차음재에 담지하는 단계; 및 상기 저감재가 담지된 제2 흡차음재를 제1 흡차음재와 제3 흡차음제 사이에 삽입하고 적층하는 단계를 포함하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따라 제조된 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재가 차량의 내부부품에 사용되는 경우, VOCs 저감기능이 부여되어, 흡음성 뿐만 아니라 차량 실내 공기의 VOCs 정도를 저감시킬 수 있다.

Description

휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법{Preparing method of functional noise absorbent fabric for reduction of volatile organic compounds}
본 발명은 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법에 관한 것이다.
차량 보급 증대로 인하여 현대인들이 차량 내에서 머무르는 시간이 증가되어 차량 실내 공간이 거주공간의 일부로 자리 잡게 되면서 차량내부의 삶의 질을 높이는 연구가 꾸준히 진행되고 있다.
삶의 질을 높이기 위해 차량 내부에 다양한 내장재가 사용되고 있으나, 각종 내장재 소재로부터 기인하는 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds; 이하 'VOCs')의 발생량이 증가하고 있다.
기존의 자동차 내장부품으로 활용되는 소재에 경우는 석유화학 제품을 기반으로 하고 있으며, 특히 원소재, 접착제, 발포제, 코팅제, 표면처리제, 가소제, 및 석유계 방향족화합물 등에서 다량의 VOCs가 발생하고 있다.
다량의 VOCs가 발생함에도 불구하고 석유 화학제품의 경우 자동차 부품소재에서 다양한 기후조건과 변화속에서도 물성을 유지할 수 있으며, 또한 저비용으로 다량의 제품을 공급받을 수 있기 때문에 VOCs가 다량으로 발생하는 석유 화학제품의 소재를 대체하기가 쉽지 않는 것이 현실이다.
한편으로, 서양 문화권에 비해 동양 문화권은 상대적으로 정숙성에 대한 요구가 높으며, 자동차도 이에 해당하는 바, 소음, 진동, 불쾌감(Noise, Vibration, Harshness; 이하 'NVH')을 줄일 수 있는 소재, 이를 저감할 수 있는 기술의 사용이 요구 되고 있다.
따라서, 흡차음성을 가지는 것뿐만 아니라, 저감재를 흡차음재 내부에 담지하여 친환경적 부가 기능인 VOCs을 저감할 수 있는 흡음차재에 대한 연구 개발이 시급한 실정이다.
대한민국 공개특허 제2016-0033403호
본 발명의 목적은 자동차 내장부품의 서브 부품으로 활용성이 높은 흡차음재를 활용하여 우수한 흡차음성을 가지는 것뿐만 아니라, VOCs 저감재를 흡차음재 내부에 담지하여 친환경적 부가 기능인 VOCs를 저감할 수 있는 흡음차재를 통해 차량 탑승자에게 조용하면서도 쾌적한 환경을 동시에 제공할 수 있는 VOCs 저감 개선을 위한 기능성 흡차음재 제조방법을 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 순차적으로 적층될 제1, 제2, 및 제3 흡차음재를 준비하는 단계; 1종 이상의 염화금속염을 물에 용해시키고 제올라이트 분말을 투입한 후 교반하여 제올라이트-염화금속염 수용액을 준비하는 단계; 상기 제올라이트-염화금속염 수용액에 1종 이상의 실란 화합물을 용해시킨 후 세정 및 건조하여 제올라이트 지지체를 준비하는 단계; 상기 제올라이트 지지체를 1종 이상의 유기계 결합재와 혼합하여 유기계 결합재가 포함된 제올라이트 지지체를 준비하는 단계; 상기 유기계 결합재가 포함된 제올라이트 지지체와 1종 이상의 무기계 결합재와 혼합한 후 혼련시키고 소성하여 저감재를 준비하는 단계; 상기 저감재를 제2 흡차음재에 담지하는 단계; 및 상기 저감재가 담지된 제2 흡차음재를 제1 흡차음재와 제3 흡차음제 사이에 삽입하고 적층하는 단계를 포함하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 따라 제조된 것을 특징으로 하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재를 제공한다.
본 발명에 따라 제조된 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재가 차량의 내부부품에 사용되는 경우, 흡음성 뿐만 아니라 차량 실내 공기의 VOCs 정도를 저감시킬 수 있다.
도 1은 흡착소재 표면에서의 반응기에 따른 저감 모식도를 나타낸 도면이고,
도 2는 알데히드 계열 냄새유발성분의 저감 반응기를 갖는 실란화합물을 나타낸 도면이며,
도 3은 실험예 1에 따른 FT-IR 분석을 나타낸 도면이고,
도 4는 실시예 1에 따라 제조된 저감재의 입상화 전/후 SEM 이미지를 나타낸 도면이며,
도 5는 실시예 1에 따른 흠차음재 공정 모식도를 나타낸 도면이고,
도 6은 실시예 1에 따른 또 다른 흠차음재 공정 모식도를 나타낸 도면이며,
도 7은 실시예 1에 따라 제조된 흡차음재의 제품 적용을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명인 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 발명자들은 제올라이트와 VOCs 저감성 기능기를 갖는 화합물을 처리한 저감재를 기존의 차량 내부에 사용되는 흡차음재에 담지시킴으로써 흡음성 뿐만 아니라 차량 실내 공기의 VOCs 정도를 저감시킬 수 있음을 밝혀내어 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 순차적으로 적층될 제1, 제2, 및 제3 흡차음재를 준비하는 단계; 1종 이상의 염화금속염을 물에 용해시키고 제올라이트 분말을 투입한 후 교반하여 제올라이트-염화금속염 수용액을 준비하는 단계; 상기 제올라이트-염화금속염 수용액에 1종 이상의 실란 화합물을 용해시킨 후 세정 및 건조하여 제올라이트 지지체를 준비하는 단계; 상기 제올라이트 지지체를 1종 이상의 유기계 결합재와 혼합하여 유기계 결합재가 포함된 제올라이트 지지체를 준비하는 단계; 상기 유기계 결합재가 포함된 제올라이트 지지체와 1종 이상의 무기계 결합재와 혼합한 후 혼련시키고 소성하여 저감재를 준비하는 단계; 상기 저감재를 제2 흡차음재에 담지하는 단계; 및 상기 저감재가 담지된 제2 흡차음재를 제1 흡차음재와 제3 흡차음제 사이에 삽입하고 적층하는 단계를 포함하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법을 제공한다.
상기 제1, 제2, 및 제3 흡차음재는 저융점 폴리에틸렌테렐프탈레이트일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제1 및 제3 흡차음재는 1 m2 당 80 내지 100 g의 중량을 가질 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제2 흡차음재는 1 m2 당 30 내지 50 g의 중량을 가질 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 염화금속염은 염화칼륨(KCl), 염화나트륨(NaCl), 염화칼슘(CaCl2), 염화마그네슘(MgCl2), 및 염화알루미늄(AlCl3)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제올라이트 분말은 제올라이트 X, 제올라이트 Y, 제올라이트 BEA, 및 제올라이트 MFI 타입으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 실란 화합물은 (3-아미노프로필)-디메틸-에폭시실란[(3-aminopropyl)-dimethyl-ethoxysilane; 이하 'APDMES'], 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-Aminopropyltriethoxysilane; APTES), 3-아미노프로필트리메톡시실란(3-Aminopropyltrimethoxysilane; 이하 'APTMS'), 프로필디메틸메톡시실란(Propyldimethylmethoxysilane; 이하 'PDMMS'), 및 6-아미노핵실아미노메틸트리에톡시실란(6-aminohexyl aminomethyltriethoxysilane; 이하 'AHAMTES')으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2를 참조하면, 상기 실란화합물은 아민기(-NH2)를 갖는 화합물로서, 고분자 아민은 냄새성분(알데히드 계열)과 반응하여 물리·화학적 흡착반응이 일어날 수 있는 바, 상기 실란 화합물이 제올라이트 지지체 표면 상에 담지되어 균일하게 코팅됨으로써 VOCs 및 냄새물질 저감기능을 가질 수 있다.
상기 유기계 결합재는 카르복시메틸셀룰로오스(Carboxymethyl cellulose; 이하 'CMC'), 모빌 조성 물질(Mobil Composition of Matter; 이하 'MCM') 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol; 이하 'PVA'), 리그닌술펜산소다, 이소부틸렌-말레인산 공중합체, 카르본산염, 에틸실리케이트, 지르코니아 아세테이트, 및 유기실리케이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 무기계 결합재는 콜로이달 실리카, 알루미나 졸, 인산소다, 인산알루미늄, 인산칼륨, 인산마그네슘, 폴리염화 알루미늄, 염화마그네슘, 카올리나이트(Kaolinite), 벤토나이트(Bentonite), 할로이사이트(Halloysite), 및 애터펄자이트(Attapulgite)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 저감재를 준비하는 단계는 유기계 결합재가 포함된 제올라이트 지지체와 1종 이상의 무기계 결합재와 혼합한 후 혼련시키고 600 내지 800℃에서 3 내지 6시간 동안 소성할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 저감재는 0.3 내지 0.5 mm의 평균입도를 가질 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 저감재의 경우 흡차음재에 담지하기 위해서는 0.3 내지 0.5 mm의 평균입도를 가지는 것이 바람직하다. 0.005 내지 0.01 mm의 평균입도를 갖는 기존의 저감재의 경우, 외부탈거 및 분산성의 분균일 현상이 발생하는 문제점이 있다. 따라서 상기 문제점을 해결하기 위해 0.3 내지 0.5 mm의 평균입도를 가지는 저감재가 확보되어야 분산성 및 외부탈거 현상을 최소화 할 수 있다.
상기 저감재는 입상 활성탄을 더 포함할 수 있으며, 입상 활성탄을 더 포함함으로써 외부 수분 영향을 최소화 하고, 장기 내구성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
상기 저감재는 저감재 100 중량부에 대해 입상 활성탄 5 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 입상 활성탄은 0.3 내지 0.5 mm의 평균입도를 가질 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제2 흡차음재에 저감재를 담지하는 단계는 저감재가 제2 흡차음재 1 m2 당 20 내지 80 g 담지될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제2 흡차음재는 입상저감재에 담지되는 지지 역할을 수행할 수 있다.
상기 저감재가 담지된 제2 흡차음재를 제1 흡차음재와 제3 흡차음제 사이에 삽입하고 적층하는 단계는 스캐터링(scattering), 크로스 래핑(cross lapping), 니들 펀칭(needle punching), 라미네이팅(laminating), 및 칼렌더(calender) 과정 중 선택된 하나 또는 이들의 조합에 의해 이루어질 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 크로스 래핑(cross lapping)은 완성 예정인 흡차음재의 목표 중량에 맞추어 흡차음재를 서로 필요한 만큼 겹치는 공정이다.
상기 니들 펀칭(needle punching)은 니들링(needling)을 통하여 제1 내지 제3 흡차음재를 물리적으로 결합시키는 공정이다. 여기서 니들 펀칭은 일정수준의 침밀도에 이르기까지는 물성이 증가하지만, 그 이후에는 오히려 물성이 저하될 수 있다. 통상적인 니들펀칭은 예비펀칭(prepunching)에 의해 약하게 결합시킨 이후 주펀칭(main punching)으로 강하게 결합시키게 된다.
상기 칼렌더(calender)는 회전하는 두 개의 히팅롤러(heating roller) 사이로 흡차음재를 통과시키면서 가열 및 가압하여 적층된 흡차음재 내부의 섬유들을 접착하는 공정이다.
상기 라미네이팅(laminating)은 두 개의 히팅벨트(heating belt) 사이에 열접착의 대상이 되는 흡차음재를 배치한 후, 설정된 온도로 가열하면서 적층된 흡차음재 내부의 섬유들이 서로 접착되도록 하는 공정이다.
상기 크로스 래핑, 니들 펀칭, 칼렌더, 라미네이팅은 흠차음재 제조 공정에서 널리 사용되는 방법이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재를 제공한다.
상기 흡차음재는 자동차 부품 총 100 부피%에 대해, 10 내지 20 부피%만큼 부착될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 하기 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 다만, 이러한 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> VOCs 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조
1. 제1, 제2, 제3 흡차음재의 준비
흡차음재 구성은 제1, 제2, 및 제3 흡차음재로 구성되었다.
제1, 및 제3 흡차음재 구성은 1 m2당 80 내지 100 g을 갖는 저융점 폴리에틸렌테렐프탈레이트(Low Melting Polyethylene phthalate; 이하 'Low Melting PET')로 구성되고, 또한 제2 흡차음재는 1 m2당 30 내지 50 g을 갖는 Low Melting PET로 중량으로 구성되는 제1, 제2, 및 제3 흡차음재를 준비하였다.
2. 제올라이트-염화금속염 수용액의 제조
염화칼슘 0.5 ~ 1 mol을 물 1000 g에 투입하여 완전히 용해시킨 후, 제올라이트 X 타입의 분말 100 g을 투입하여 24시간 동안 교반하여 제올라이트-염화금속염 수용액을 제조하였다.
3. 냄새(알데히드 계열) 저감용 작용기 담지 및 코팅시킨 제올라이트 지지체 준비
ATPES를 제올라이트-염화금속염 수용액에 10 g을 투입한 후 완전히 용해시켰고, 상온으로 온도가 떨어지면 원심분리 필터기를 이용하여 필터링 하면서 불순물 제거을 위한 작업을 위해 물 500 ㎖를 이용하여 세정하고, 130℃에서 6시간 동안 드라이 오븐기를 이용하여 생성물을 건조시켜 제올라이트 지지체를 준비하였다.
4. VOCs 및 냄새 저감용 입상화 저감재 준비
전체 100 중량%에 대해, 제올라이트 지지체 95 내지 99 중량%, 및 카르복시메틸셀룰로오스를 1 내지 5 중량%를 포함하여 혼합기에서 3600 rpm의 회전속도로 1분 동안 혼합함으로써 유기계 결합재가 포함된 제올라이트 지지체를 준비하였다.
전체 100 중량%에 대해, 유기계 결합재가 포함된 제올라이트 지지체 85 내지 90 중량%, 및 콜로이드 실리카졸 80 내지 90 중량%를 포함하고, 물 10 내지 20 중량%를 포함하는 혼합액 10 내지 15 중량%를 투입한 후 혼련하였다. 15분 동안 구형화하여 분급과정을 통해서 0.3 내지 0.5 mm의 평균입도를 갖는 저감재를 수득하였다. 수득된 생성물을 600 내지 800℃에서 3 내지 6시간 동안 소성과정을 통해서 VOCs 및 냄새물질 저감기능을 가지는 입상 저감재를 얻었다.
5. VOCs 및 냄새 입상 저감재가 담지된 흡차음재 제조
제1, 및 제3 흡차음재는 전체 흡차음재 구성중 상·하단에 위치하며, 입상 저감재가 담지되는 제2 흡차음재는 1 m2 당 20 내지 80 g의 입상 저감재가 담지되었다.
저감재가 담지된 제2 흡차음재를 제1 흡차음재와 제3 흡차음제 사이에 삽입하고 적층하는 공정은 스캐터링(scattering), 크로스 래핑(cross lapping), 니들 펀칭(needle punching), 라미네이팅(laminating), 및 칼렌더(calender) 과정 중 선택된 하나 또는 이들의 조합을 통해서 본 발명의 흡차음재를 제조하였다.
<실시예 2> VOCs 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조
또한, 외부 수분 영향을 최소화하고, 장기 내구성 확보를 위해, 상기 실시예 1에 의해 제조된 입상 저감재 100 중량부에 대해, 0.3 내지 0.5 mm의 평균입도를 갖는 입상 활성탄 5 ~ 10 중량부를 더 포함하여 입상 저감재를 제조하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 흡차음재를 제조하였다.
<실험예 1> 흡차음재의 적외선흡수분광법 분석
상기 실시예 1에 의해 제조된 제올라이트 상의 아민기의 코팅 및 담지 여부를 확인하기 위해, FT-IR(Fourier transform infrared spectroscopy, 이하 'FT-IR')을 수행하였다.
도 3을 참조하면, FT-IR 분석 결과, 아민기가 표면에 코팅된 제올라이트 지지체의 경우, 코팅 전/후 강도(Intensity)가 증가되는 경향을 보임에 따라 안정적으로 제올라이트 지지체의 표면에 아민기의 코팅이 균일하게 이루어져 있음을 확인 할 수 있었다.
<실험예 2> 흡차음재의 VOCs 저감 성능 평가
1. 자동차 부품 소재별 VOCs(휘발성유기화합물) 방출량평가 방법[HMC 300-57]
준비된 자동차 부품[헤드라이너] 면적 총 100 부피%에 대해, 10 ~ 30 부피% 만큼 흡차음재를 부착하였고, 이를 1 m3 챔버에 투입한 후 방출량 평가[DHMC 300-57] 시험법에 따라 전처리를 진행하였다.
전처리 후 2시간이 지나고 챔버 내의 공기를 샘플링하였다. 샘플의 유량 및 흡착량은 하기와 같다.
유량(Flow rate): 0.1 L/min of Air(탄화수소류 및 VOCs, 흡착량: 3 L, 흡착시간: 30분)
유량(Flow rate): 0.5 L/min of Air(알데히드 및 케톤, 흡착량: 15 L, 흡착시간: 30분)
2. 자동차 부품 소재별 냄새 평가 방법[HMC 300-34]
준비된 자동차 부품[헤드라이너]을 HMC 300-34법 규격법에 따라서 전처리를 진행하였다.
평가항목
(주요성능 Spec)		 단위 Ref 부착면적
[10%]		 부착면적
[20%]		 부착면적
[30%]
Formaldehyde μg/m3 231 7 4 4
Acetaldehyde 329 88 61 98
Acrolein 94 45 21 46
Benzene 18 5 7 7
Toluene 3205 490 470 690
Ethylbenzene 350 77 105 169
Xlyene 1733 377 481 595
Styrene 41 20 15 15
Odor 등급 4.0 2.5 2.5 2.5
상기 표 1은 VOCs 및 냄새 평가 결과를 나타낸 것으로서, VOCs 및 냄새 성분 저감유무를 검증하기 위해 이를 자동차 부품[헤드라이너]면적 총 100 부피%에 대해, 10 내지 30 부피% 만큼 흡차음재를 부착하여 실험을 수행하였고, 효율 평가 결과 10 내지 20% 만큼 VOCs 저감이 개선되었음을 확인하였다.
흡차음재의 부착면적이 20% 이상 증가할 경우, 상대적으로 10 내지 20% 부착시 보다 효율이 감소하는 결과를 확인할 수 있었다. 따라서 VOCs 및 냄새 저감기능성 흡차음재 자동차 부품 면적 총 100 부피%에 대해, 10 내지 20 부피% 만큼 부착하는 것이 적절함을 확인하였다.
3. 저감재 담지량을 달리한 흡차음재의 휘발성 유기호합물 검출 평가
하기 표 2는 저감재 담지량을 달리하는 부직포 각각을 이용한 VOCs의 검출량을 나타낸 것이다.
VOCs
시험항목		 저감재가 담지되지
않은 흡차음재		 제2흡차음재 1m2당 20 g 담지된 흡차음재 제2흡차음재 1m2당 40 g 담지된 흡차음재 제2흡차음재 1m2당 60 g 담지된 흡차음재 제2흡차음재 1m2당 80g
담지된
흡차음재
Formaldehyde 168 68 16 0 0
Acetaldehyde 362 236 132 42 39
Acrolein 308 131 84 69 55
Benzene 47 2 0 0 0
Toluene 1296 394 213 150 62
Ethylbenzene 1471 584 496 311 194
Xylene 2689 1094 447 389 406
Styrene 10 11 8 9 3
(검출량의 단위 : ㎍/m3)
제2 흡차음재 1 m2당 저감재가 80 g 담지되었을 때, 잔류하는 VOCs의 양이 최저로 측정되었음을 알 수 있었다. 특히, 제2 흡차음재 1 m2당 저감재가 80 g 담지된 흡차음재의 VOCs 성분은 평균 95% 이상의 저감 효율이 있음을 확인하였다.
4. 다양한 평균입도를 갖는 저감재의 VOCs 검출 평가
하기 표 3은 저감재 평균입도를 달리하여 주요 VOCs 검출량을 나타낸 것이다.
VOCs
시험항목		 Ref 평균입도 0.005 내지 0.01 mm 평균입도 0.3~0.5 mm
Formaldehyde 201 55 0
Acetaldehyde 299 101 31
Acrolein 312 91 41
Benzene 35 0 0
Toluene 1612 201 55
Ethylbenzene 1355 555 201
Xylene 2021 741 371
Styrene 21 0 0
(검출량의 단위 : ㎍/m3)
흡차음재에 평균입도 0.3 내지 0.5 mm의 저감재가 담지되었을 때 VOCs 방출량이 감소되는 경향이 확인되었음을 확인하였다.
평균 입도 증가에 따른 분산성 개선으로 기존의 0.005 내지 0.01 mm 입도 대비 VOCs 저감효율이 평균 60% 수준 개선되었음을 확인하였다.
5. 다양한 저감재를 흡차음재에 적용한 VOCs 검출 평가
하기 표 4는 실시예 1 및 실시예 2에 의해 제조된 흡차음재의 주요 VOCs 검출량을 나타낸 것이다.
VOCs
시험항목		 Ref 실시예 1에 의해 제조된 흡차음재 실시예 2에 의해 제조된
흡차음재
Formaldehyde 220 0 0
Acetaldehyde 354 55 61
Acrolein 61 0 0
Benzene 16 0 0
Toluene 1601 32 29
Ethylbenzene 1320 216 191
Xylene 3011 299 341
Styrene 55 0 0
(검출량의 단위 : ㎍/m3)
상기 실시예 1 및 실시예 2에 의해서 제조된 흡차음재에 VOCs 저감효율 변화는 오차범위 수준으로 학인되었다. 따라서, 실시예 2에서 사용되는 입상 활성탄은 VOCs 저감 효율 측면에서는 효과가 없고, 단지 외부 수분영향 개선효율만 존재함을 확인하였다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (15)

  1. 순차적으로 적층될 제1, 제2, 및 제3 흡차음재를 준비하는 단계;
    1종 이상의 염화금속염을 물에 용해시키고 제올라이트 분말을 투입한 후 교반하여 제올라이트-염화금속염 수용액을 준비하는 단계;
    상기 제올라이트-염화금속염 수용액에 1종 이상의 실란 화합물을 용해시킨 후 세정 및 건조하여 제올라이트 지지체를 준비하는 단계;
    상기 제올라이트 지지체를 1종 이상의 유기계 결합재와 혼합하여 유기계 결합재가 포함된 제올라이트 지지체를 준비하는 단계;
    상기 유기계 결합재가 포함된 제올라이트 지지체와 1종 이상의 무기계 결합재와 혼합한 후 혼련시키고 소성하여 저감재를 준비하는 단계;
    상기 저감재를 제2 흡차음재에 담지하는 단계; 및
    상기 저감재가 담지된 제2 흡차음재를 제1 흡차음재와 제3 흡차음제 사이에 삽입하고 적층하는 단계를 포함하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1, 제2, 및 제3 흡차음재는,
    저융점 폴리에틸렌테렐프탈레이트인 것을 특징으로 하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제3 흡차음재는,
    80 내지 100 g/m2의 면밀도를 갖는 것을 특징으로 하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 흡차음재는,
    30 내지 50 g/m2의 면밀도를 갖는 것을 특징으로 하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 실란 화합물은,
    (3-아미노프로필)-디메틸-에폭시실란[(3-aminopropyl)-dimethyl-ethoxysilane; 이하 'APDMES'], 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-Aminopropyltriethoxysilane; 이하 'APTES'), 3-아미노프로필트리메톡시실란(3-Aminopropyltrimethoxysilane; 이하 'APTMS'), 프로필디메틸메톡시실란(Propyldimethylmethoxysilane; 이하 'PDMMS'), 및 6-아미노핵실아미노메틸트리에톡시실란(6-aminohexyl aminomethyltriethoxysilane; 이하 'AHAMTES')으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기계 결합재는,
    카르복시메틸셀룰로오스(Carboxymethyl cellulose; 이하 'CMC'), 모빌 조성 물질(Mobil Composition of Matter; 이하 'MCM') 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol; 이하 'PVA'), 리그닌술펜산소다, 이소부틸렌-말레인산 공중합체, 카르본산염, 에틸실리케이트, 지르코니아 아세테이트, 및 유기실리케이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 무기계 결합재는,
    콜로이달 실리카, 알루미나 졸, 인산소다, 인산알루미늄, 인산칼륨, 인산마그네슘, 폴리염화 알루미늄, 염화마그네슘, 카올리나이트(Kaolinite), 벤토나이트(Bentonite), 할로이사이트(Halloysite), 및 애터펄자이트(Attapulgite)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 저감재를 준비하는 단계는,
    유기계 결합재가 포함된 제올라이트 지지체와 1종 이상의 무기계 결합재와 혼합한 후 혼련시키고 600 ~ 800℃에서 3 ~ 6시간 동안 소성하는 것을 특징으로 하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 저감재는,
    0.3 내지 0.5 mm의 평균입도를 갖는 것을 특징으로 하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 저감재는,
    입상 활성탄을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 입상 활성탄은,
    0.3 내지 0.5 mm의 평균입도를 갖는 것을 특징으로 하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 흡차음재에 저감재를 담지하는 단계는,
    제2 흡차음재 1 m2 당 20 내지 80 g의 저감재를 담지시키는 것을 특징으로 하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 저감재가 담지된 제2 흡차음재를 제1 흡차음재와 제3 흡차음제 사이에 삽입하고 적층하는 단계는,
    스캐터링(scattering), 크로스 래핑(cross lapping), 니들 펀칭(needle punching), 라미네이팅(laminating), 및 칼렌더(calender) 과정 중 선택된 하나 또는 이들의 조합에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재 제조방법.
  14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 따라 제조된 것을 특징으로 하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 흡차음재는,
    자동차 부품 총 100 부피%에 대해, 10 내지 20 부피%만큼 부착되는 것을 특징으로 하는, 휘발성 유기화합물 저감을 위한 기능성 흡차음재.
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