KR102087829B1 - 자동차 내장재 합지용 흡음 패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 내장재 합지용 흡음 패드에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 아이솔레이션 대시, 엔진 커버 또는 바닥 카페트 등의 내장재 배면에 합지되어 흡음성과 쿠션성을 부여하도록 하는 자동차 내장재 합지용 흡음 패드에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 자동차 내장소재 합지용 흡음 패드에 있어서, 상기 흡음 패드는 폴리에스테르 섬유를 기재로 한 부직포로 이루어지되, 상기 흡음 패드에는 전체 중량 대비 탄성섬유가 10-50중량% 포함된다.
또한 상기 흡음 패드의 부직포는 0.7D 내지 3D로 구성된 저 데니어 부직포층과; 상기 저 데니어 부직포층 하부측에 배치되며 수직 배향을 가지는 버티칼랩부직포층; 및 올레핀류, 아마이드 또는 폴리에스터 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 필름 형태로 상기 저 데니어 부직포층과 상기 버티칼랩부직포층 사이에 배치되며 니들펀칭에 의해 상기 저 데니어 부직포층 및 상기 버티칼랩부직포층과 결합되는 통기콘트롤층을 포함한다.

Description

자동차 내장재 합지용 흡음 패드{Sound absorbing pad for automobile interior material}

본 발명은 자동차 내장재 합지용 흡음 패드에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 아이솔레이션 대시, 엔진 커버 또는 바닥 카페트 등의 내장재 배면에 합지되어 흡음성과 쿠션성을 부여하도록 하는 자동차 내장재 합지용 흡음 패드에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 내장재는 주로 천(cloth), 부직포(Non-woven fabric), PVC(Poly Vinyl Chloride) 등이 사용되고 있으며, 이러한 내장재의 성분은 천(cloth)과 부직포(Non-woven fabric)의 경우 폴리에스터이고, PVC Sheet는 폴리비닐크로라이드(Poly Vinyl Chloride)이다.

이러한 내장재는 자동차 내장의 형상에 따라 다양한 형상으로 성형된 기재층에 접착되어 자동차에 부착된다.

여기서 대부분의 내장재는 단독으로 기재에 접착되는 경우도 있지만, 대부분의 내장재의 이면에 흡음재 또는 쿠션재를 접착하여 기재와 동시에 성형시키는 공정으로 내장재를 생산하고 있다.

종래에 흡음재 또는 쿠션재로 가장 널리 사용되고 있는 소재로는 폴리우레탄 폼이 사용되고 있으나, 이 소재는 내장재와 다른 성분으로서 재생 사용을 하기 위해서는 내장재와 쿠션재를 분리해야 되지만, 사실상 불가능하다.

또한 이와 같은 폴리우레탄 폼은 일정한 시간이 경과하거나, 직사광선에 장기간 노출 되면 서서히 분해되어 부스러지는 문제가 있다.

그리고 자동차 내장재로 사용할 경우에도 자동차 내부의 수분을 일정량 흡수하고 있다가 자동차의 내부온도가 상승하면 수분을 방출하여 자동차 실내유리면에 김이 서리게 되어 운전을 방해하는 원인을 제공하게 된다.

또한 폴리우레탄의 경우, 성형 시 발포된 폼의 부분적인 밀도차이에 의해서 밀도가 낮은 부위가 금형에 눌려서 밀도가 낮은 부위가 함몰되는 불량이 많이 발생하고 있다.

아울러 차량 화재시 연소로 인한 유독가스가 다량 발생되는 문제와 휘발성 유기 화합물(VOC)이 많고 블럭 발포 작업시, 이소시아네이트에 의한 작업 환경의 열악화 가중 등 많은 문제를 가진다.

이러한 문제점들을 개선하기 위하여, 최근 폴리우레탄 폼을 대체하기 위한 다양한 형태의 소재를 개발하기 위해 많은 연구가 진행 중에 있다.

공개특허 10-2006-0058184호,(자동차용 내장재.)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 저 데니어 부직포층, 통기콘트롤층 및 버티칼랩부직포층을 니들펀칭으로 결합하여 폴리우레탄 폼과 유사한 쿠션성 및 흡음성을 보유하면서도 중량이 낮아 폴리우레탄 폼의 사용에 따른 다양한 문제를 제거함과 동시에 자동차의 경량화를 유도할 수 있는 자동차 내장재 합지용 흡음 패드를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 자동차 내장소재 합지용 흡음 패드에 있어서, 상기 흡음 패드는 폴리에스테르 섬유를 기재로 한 부직포로 이루어지되, 상기 흡음 패드에는 전체 중량 대비 탄성섬유가 10-50중량% 포함된다.

또한 상기 흡음 패드는 전체 중량 대비 중공사가 20-50중량% 포함된다.

또한 상기 흡음 패드는 전체 중량 대비 이형단면사가 10-50중량% 포함된다.

또한 상기 흡음 패드의 부직포는 섬유의 배향이 수직 배향을 가지는 버티칼랩부직포를 포함한다.

또한 상기 흡음 패드의 부직포는 80 내지 200gsm 및 0.7D 내지 3D로 구성된 저 데니어 부직포층과; 상기 저 데니어 부직포층 하부측에 배치되며 수직 배향을 가지는 버티칼랩부직포층; 및 올레핀류, 아마이드 또는 폴리에스터 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 필름 형태로 상기 저 데니어 부직포층과 상기 버티칼랩부직포층 사이에 배치되며 니들펀칭에 의해 상기 저 데니어 부직포층 및 상기 버티칼랩부직포층과 결합되는 통기콘트롤층을 포함한다.

본 발명에 따르면 저 데니어 부직포층, 통기콘트롤층 및 버티칼랩부직포층을 니들펀칭으로 결합하여 폴리우레탄 폼과 유사한 쿠션성 및 흡음성을 보유하면서도 중량이 낮아 폴리우레탄 폼의 사용에 따른 다양한 문제를 제거함과 동시에 자동차의 경량화를 유도할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 흡음 패드를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡음 패드의 구조를 나타내는 사진이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 탄성 섬유의 구조를 나타내는 확대 사진이다.
도 4는 실시예1의 버티칼 구조 영향에 따른 압축 강도를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시예2의 흡음성 시험 결과를 나타내는 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 흡음 패드를 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡음 패드의 구조를 나타내는 사진이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 탄성 섬유의 구조를 나타내는 확대 사진이고, 도 4는 실시예1의 버티칼 구조 영향에 따른 압축 강도를 나타내는 도면이며, 도 5는 실시예2의 흡음성 시험 결과를 나타내는 도면이다.

도면을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 흡음 패드(100)는 80gsm 내지 200gsm 및 0.7D 내지 3D로 구성된 저 데니어 부직포층(10)과, 상기 저 데니어 부직포층(10) 하부측에 배치되며 수직 배향을 가지는 버티칼랩부직포층(30) 및 올레핀류, 아마이드 또는 폴리에스터 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 필름 형태로 상기 저 데니어 부직포층(10)과 상기 버티칼랩부직포층(20) 사이에 배치되며 니들펀칭에 의해 상기 저 데니어 부직포층(10) 및 상기 버티칼랩부직포층(10)과 결합되는 통기콘트롤층(30)으로 이루어진다.

여기서 상기 저 데니어 부직포층(10)은 본 발명에 따른 흡음 패드(100)의 흡음 성능을 높이기 위해 구비되는 것으로 80gsm 내지 200gsm 및 0.7D 내지 3D로 구성된 저 데니어 부직포로 이루어진다.

이때 저 데니어 부직포층(10)은 중량이 높으면 높을수록 흡음성능은 높아질 수 있으나, 두께를 조절하기 어려워질 수 있다.

아울러 상기 버티칼랩부직포층(20)은 수직 배향을 가지는 부직포층으로 압축강도를 증대시키기 위해 구비되는 것으로 탄성 섬유를 포함하여 이루어지고, 중량은 400gsm 내지 1200gsm인 것이 바람직하다.

여기서 상기 버티칼랩부직포층(20)은 일본회사인 데이진(Teijin)에서 제조되어 버티컬랩(Vertical-Lap)부직포로 이루어지는 상기의 버티컬랩부직포는 폴리에스테르 섬유 및 탄성섬유의 배합을 웹으로 형성한 후 V-Lap 설비를 이용하여 섬유를 부직포의 두께 방향으로 균일하게 배열시키는 방식이다.

기존 부직포의 경우, 부직포 단면방향에서 섬유들이 평행하게(수평방향) 배향되어 있는 것과 달리 버티컬랩부직포는 두께방향(수직방향)으로 섬유가 배향되므로 수직방향으로 지속적인 하중이 부여되는 용도에서는 보다 유리한 특성을 가진다.

아울러 상기 통기콘트롤층(30)은 니들펀칭에 의해 천공이 형성되어 흡음 성능을 증대시키도록 구비되며 이러한 통기콘트롤층(30)은 올레핀류, 아마이드 또는 폴리에스터 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 필름 형태로 형성됨이 바람직하며 30 내지 50㎛인 것이 바람직하다.

또한 니들펀칭 시 니들링에 의해 통기콘트롤층(30)이 천공되게 되어 통기도 조절이 이루어질 수 있게 되며 이때 니들링의 바람직한 밀도(Denisty)는 8 내지 60st/m² 이다.

이와 같이 본 발명에 따른 흡음 패드(100)는 저 데니어 부직포층(10)만으로 흡음 패드(100)를 구성할 경우 흡음 성능은 우수하지만 두께가 얇아짐에 따라 부직포 탄성이 매우 떨어져 압축 강도 즉, 쿠션성이 너무 저하되는 문제가 발생하게 되고 버티칼랩부직포층(20)만으로 흡음 패드를 구성할 경우 압축 강도는 높지만 흡음성이 현저히 떨어지는 문제가 발생됨으로써 흡음성과 압축강도를 동시에 충족하기 어려게 되므로 이를 모두 개선함과 동시에 중량까지 낮출 수 있는 구조로 제안된 것이다.

물론 본 발명에 따른 흡음 패드(100)의 쿠션 성능은 수직 배향에 따른 압축 강도의 증대로 인해 유도됨과 동시에 탄성 섬유가 버티컬랩부직포층(20)에 포함되어 탄성력이 보다 유도되게 된다.

이와 같은 탄성 섬유로는 Teijin Elk, Toray E-PLEX, Huvis EM fiber 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

아울러 본 발명에 따른 흡음 패드(100)는 중공사를 흡음 패드 전체 중량 대비 20-50중량%로 이루어지는 중공사를 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 컨쥬게이트(Conjugate) 복합방사에 의해 열에 의해 권축되어 쿠션 성능을 보다 증대시키도록 구성할 수 있다.

또한 일실시예에 따라 이형단면사를 흡음 패드 전체 중량 대비 10-50중량%를 포함할 수 있으며 이에 따라 흡음 패드 내 흡음 성능을 보다 증대시킬 수 있다.

<실시예 1>

[표 1]은 버티칼 배향 구조의 영향력을 살펴보기 위한 것으로 시험예 1)번, 2)번 및 3)번이 30% 버티칼 구조를 가지는 저융점 섬유로 각각 면적당 무게(gsm; Gram per Square Meter)가 800gsm, 1000gsm 및 1200gsm인 부직포이며, 시험예 4)번은 30% 견면 구조를 가지는 저융점 섬유로 면적당 무게가 1200gsm인 부직포이며, 시험예 5)번은 면적당 무게가 1700gsm인 폴리우레탄 폼의 압축 강도(Kg.f)를 조사하였다.

사양	압축강도(Kg.f)
1)	2.14
2)	3.91
3)	5.52
4)	4.59
5)	5.7

[표 1]에서 알 수 있듯이, 3)번의 경우 동일 중량인 수평배향의 견면 구조를 가지는 부직포 대비 압축강도가 현저히 증대되면서 폴리우레탄 폼과 비교시 중량은 낮지만 압축강도는 유사한 것으로 나타났다.

따라서, 본 발명에 따른 버티칼랩부직포층(20)은 [표 1]에 나타난 바와 같이 수직배향을 가짐으로써 폴리우레탄 폼과 압축강도는 유사하지만 중량은 오히려 저감시킴으로써 자동차 내장재의 경량화를 유도할 수 있게 된다.

<실시예 2>

[표 2]는 흡음성 결과를 나타내는 것으로 시험예 1)은 폴리우레탄 폼으로 1600gsm 20T 흡음성능을 나타내며, 시험예 2) 및 시험예 3)은 각각 1100gsm 및 1800gsm의 니들펀칭이 수행된 기존 제품의 흡음성능을 나타낸 것이며, 시험예 4)는 본 발명에 따른 1050gsm의 니들펀칭이 저 데니어 부직포층(10)을 가지는 흡음 패드를 나타낸 것이다.

[표 2]에서 알 수 있듯이 본 발명에 따른 흡음 패드는 시험예 1)번인 폴리우레탄 1600gsm 대비 흡음성능이 유사하면서 중량은 오히려 저감시킬 수 있어 전술한 실시예와 마찬가지로 자동차 내장재의 경량화를 유도할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 저 데니어 부직포층
20 : 버티칼랩부직포층
30 : 통기콘트롤층
100 : 흡음 패드

Claims (5)

1. 자동차 내장소재 합지용 흡음 패드에 있어서,
   상기 흡음 패드는 폴리에스테르 섬유를 기재로 하여 섬유의 배향이 수직 배향을 가지는 버티칼랩부직포를 포함하는 부직포로 이루어지되,
   상기 흡음 패드에는 전체 중량 대비 10-50 중량% 탄성섬유, 20-50 중량% 중공사, 10-50 중량% 이형단면사를 포함하며,
   상기 흡음 패드의 부직포는,
   80 내지 200gsm 및 0.7D 내지 3D로 구성된 저 데니어 부직포층과;
   상기 저 데니어 부직포층 하부측에 배치되며 수직 배향을 가지는 버티칼랩부직포층; 및
   올레핀류, 아마이드 또는 폴리에스터 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 필름 형태로 상기 저 데니어 부직포층과 상기 버티칼랩부직포층 사이에 배치되며 니들펀칭에 의해 상기 저 데니어 부직포층 및 상기 버티칼랩부직포층과 결합되는 통기콘트롤층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장소재 합지용 흡음 패드.
   
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