KR102111208B1 - 흡차음성이 우수한 흡차음재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡차음성이 우수한 흡차음재의 제조방법에 관한 것으로서 본 발명에 의해 고음역 및 저음역의 다양한 주파수별로 흡차음능을 발현할 수 있고 폴리우레탄폼 분쇄물의 부스러기가 비산되지 않고 부직포층끼리의 결합력이 우수한 흡차음재를 제공할 수 있었다.

Description

흡차음성이 우수한 흡차음재의 제조방법{Process Of Producing Noise Absorbing and Insulating Materials Having Excellent Noise Absorption and Insulation Property}

본 발명은 흡차음성이 우수한 흡차음재의 제조방법에 관한 것으로서 다양한 주파수에 걸쳐 흡차음성능이 우수한 흡차음제의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 분야에서 차량의 외부에서 발생된 소음이 차량의 실내로 유입되는 것을 방지하기 위하여 흡차음재가 이용되고 있으며, 이러한 흡차음재로서 두가지 이상의 폴리에스테르수지를 일정비율로 혼합방사해서 PET 부직포를 제조하고, 이 부직포를 일정한 형상으로 성형한 PET계 흡음재와 폴리우레탄을 발포시켜 일정한 형상으로 성형한 폴리우레탄 폼이 사용되고 있었다.

그러나 폴리우레탄 폼 흡음재는 자동차용 부품으로 일정한 형상으로 제조되는 과정에서 생기는 잔류부분인 잔류물이 남게 되는데, 이러한 폴리우레탄 폼 잔류물은 적당한 재활용 방법이 없어서 산업폐기물로서 소각처리되기 때문에 이에 따른 처리비용이 소요될 뿐만 아니라 소각에 따른 배기가스 배출로 대기오염을 유발시킨다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국공개특허제10-2012-0095522호에서는 자동차용 흡음재 및 차음재 부품의 성형 및 폐차시 발생된 폐잔류물인 폴리우레탄 폼ㅇPET 펠트 그리고 HL(Heavy layer) 시트 중에서 적어도 하나를 분쇄하여 스크랩을 얻어 스크랩을 천공이 형성된 열가소성 수지망에 담고 이를 밀봉하는 자동차용 재활용 흡차음재의 제조방법을 제공하고 있다. 그러나 상기 선행기술에서는 다양한 주파수별로 흡차음능이 발현되기가 어렵고 분쇄스크랩의 부스러기가 수지망외부로 비산될 수 있는 문제점을 안고 있었다.

대한민국공개특허제10-2012-0095522호(2012년08월29일 공개)

그러므로 본 발명에 의하면 고음역 및 저음역의 다양한 주파수별로 흡차음능을 발현할 수 있고 폴리우레탄폼 분쇄물의 부스러기가 비산되지 않는 흡차음재를 제공하는 것을 기술적과제로 한다.

그러므로 본 발명에 의하면, 폴리에스터계 섬유를 카딩하고 폴리우레탄 폼 분쇄물을 혼합하여 니들펀칭하여 제1흡음층을 제조하는 단계;

폴리에스터계 섬유와 저융점 폴리에스터계 섬유를 혼합하여 카딩하고 니들펀칭하여 제2흡음층을 제조하는 단계;

상기 제1흡음층 및 제2흡음층을 적층하고 예열금형으로 예열하는 단계; 및 열성형 및 냉각 공정 단계를 포함하는 흡차음성이 우수한 흡차음재의 제조방법이 제공된다.

또한, 상기 제1흡음층은 폴리에스터계 섬유 80~90% 및 폴리우레탄 폼 분쇄물 10~20중량% 로 이루어지고, 상기 제2흡음층은 폴리에스터계 섬유 50~90%와 저융점 폴리에스터계 섬유 10~50중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1흡음층은 밀도가 0.6~0.7g/㎤이고, 상기 제2흡음층은 밀도가 0.9~1.0g/㎤인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1흡음층의 표면에 직경 3~5㎜의 다수의 구멍을 가진 타공필름을 접착한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2흡음층의 이면에 라텍스코팅한 것을 특징으로 한다.

그러므로 본 발명에 의하면, 고음역 및 저음역의 다양한 주파수별로 흡차음능을 발현할 수 있고 폴리우레탄폼 분쇄물의 부스러기가 비산되지 않고 부직포층끼리의 결합력이 우수한 흡차음재를 제공할 수 있었다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 폴리에스터계 섬유와 폴리우레탄 폼 분쇄물을 혼합한 제1흡음층과 폴리에스터계 섬유와 저융점 폴리에스터계 섬유를 혼합하여 니들펀칭한 제2흡음층을 적층하여 열성형한 흡차음재의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 흡차음재의 제조방법은 다음과 같이 4단계에 걸쳐 수행된다.폴리에스터계 섬유를 카딩하고 폴리우레탄 폼 분쇄물을 혼합하여 니들펀칭하여 제1흡음층을 제조하는 단계; 폴리에스터계 섬유와 저융점 폴리에스터계 섬유를 혼합하여 카딩하고 니들펀칭하여 제2흡음층을 제조하는 단계; 상기 제1흡음층 및 제2흡음층을 적층하고 예열금형으로 예열하는 단계; 및 열성형 및 냉각 공정 단계로 이루어진다.

먼저, 폴리에스터계 섬유를 카딩하고 폴리우레탄 폼 분쇄물을 혼합하여 니들펀칭하여 제1흡음층을 제조하는 단계를 행하는데, 여기서 폐 폴리우레탄 폼 분쇄물은 흡차음성능의 향상을 위하여 폐 우레탄폼을 직경이 2~ 8㎜로 되도록 분쇄하여 준비된다. 상기 폴리우레탄 폼 분쇄물은 다공성 물질로서 밀도가 상이한 것이 혼합된 것을 사용하여 다양한 주파수에 대응한 흡음성능이 향상된다. 이렇게 형성된 폐 폴리우레탄 폼 분쇄물을 카딩된 폴리에스터계 섬유 웹에 뿌린 후 다시 폴리에스터계 섬유웹을 적층하고 니들펀칭하여 제1흡음층을 제조한다.

제2흡음층은 폴리에스터계 섬유와 저융점 폴리에스터계 섬유를 혼합하여 카딩하고 니들펀칭하여 제조하게 되는데, 폴리에스터계 섬유와 저융점 폴리에스터계 섬유를 카딩단계에서 혼합하여 균일한 분포를 이루도록 한다.

이후 상기 제1흡음층 및 제2흡음층을 적층하고 예열금형으로 예열하는 단계를 거쳐 제2흡음층내의 저융점 폴리에스터계 섬유의 표면을 연화시킨다.

이후 열성형을 하여 제2흡음층내의 저융점 폴리에스터계 섬유의 표면을 용융시켜 제2흡음층내의 섬유들을 결합시키면서 제1흡음층과 제2흡음층을 부착시키게 된다. 열성형 후 냉각 공정을 거쳐 본 발명의 흡차음성이 우수한 흡차음재를 제조하게 된다.

상기 제1흡음층은 폴리에스터계 섬유 80~90% 및 폴리우레탄 폼 분쇄물 10~20중량% 로 이루어지고, 상기 제2흡음층은 폴리에스터계 섬유 50~90%와 저융점 폴리에스터계 섬유 10~50중량%로 이루어지는 것이 흡차음성능을 향상시키며, 제1흡음층과 제2흡음층의 부착성을 향상시킬 수 있어 바람직하다.

이렇게 제조된 흡차음재는 밀도가 0.6~0.7g/㎤인 제1흡음층과 밀도가 0.9~1.0g/㎤인 제2흡음층이 결합되어 넓은 범위의 주파수영역대에서 흡차음성능을 가지게 된다. 밀도가 0.6~0.7g/㎤인 제1흡음층(저밀도)은 1100∼2150Hz구간에서 100dB(A)이내까지 투과를 차단할 수 있으며, 밀도가 0.9~1.0g/㎤인 제2흡음층(고밀도)은 30∼1000Hz의 저주파 구간에서 종래의 흡차음재 대비 10dB(A)이내까지 차음효과를 가져 바람직하다.

또한 본 발명의 흡차음재는 상기 제1흡음층의 표면에 직경 3~5㎜의 다수의 구멍을 가진 타공필름을 접착한 것이 폴리우레탄 폼 분쇄물의 이탈을 방지할 뿐만 아니라 흡차음효과를 더욱 향상할 수 있어 바람직하다.

또한, 상기 제2흡음층의 이면에 라텍스코팅을 하여 차음효과를 향상시킬 수 있다.

이하 본 발명의 흡차음재에 관한 비한정적인 실시예를 들어 설명하기로 한다.

[실시예 1]

융점 255℃, 길이 60mm, 3데니아의 폴리에스터 스테이플파이버웹 40중량부에 밀도 0.8g/㎤인 폴리우레탄 폼 분쇄물 20중량부를 골고루 분포시키고 다시 융점 255℃, 길이 60mm, 3데니아의 폴리에스터 스테이플파이버웹 40중량부를 덮어 두께 25mm, 중량(면밀도) 0.7/㎤로 제1흡음층을 형성하고,

융점 120℃, 길이 60mm, 단섬도 4데니아의 시스코아(sheath-core)형 저융점폴리에스테르 섬유 20중량부와 융점 255℃, 길이 60mm, 3데니아의 폴리에스터 스테이플파이버 80중량부를 혼합한 후 니들펀칭 공정을 통해 10mm두께, 중량(면밀도) 0.9g/㎤가 되도록 제2흡음층을 제조한 후,

제1흡음층을 상기 제2흡음층위에 적층시켜 열오븐을 통과시켜 예열한 후, 이를 힛팅프레스롤러에 통과시켜 제1흡음층과 제2흡음층을 열처리를 실시하였다. 표면열처리 조건은 3단으로 구성된 롤러중 1단 힛팅프레스롤러의 경우 상부 롤러는 120℃로 세팅하고, 하부 롤러 온도는 상온으로 하여 제1흡음층의 상부의 표면 정리를 실시하였고, 2단의 롤러는 하부롤러는 180℃로 세팅하고, 상부 롤러 온도는 상온으로 하여 1단 롤러를 통과해서 나온 제2흡음층과 제1흡음층을 열접착하였으며, 마지막으로 상부롤러는 100℃의 온도로 세팅하고, 하부롤러는 온도는 상온으로 한 3단롤러를 통과시켜 최종적인 서냉을 시킴과 동시에 냉각롤러로 통과시켜 급냉을 하여 두께 조정 및 표면열처리를 완료하였다.

상기 흡음재를 어셈블리상태로 만든 후 이를 흡음성 및 차음성 측정설비를 활용하여 흡,차음성능을 측정하였다.

구분	흡음율
	400㎐	600㎐	800㎐	1000㎐	2000㎐
실시예 1	0.61	0.55	0.75	0.88	0.86

구분	차음성(투과손실:dBA)
	400㎐	600㎐	800㎐	1000㎐	2000㎐
실시예 1	4.5	10.8	14.3	15.5	24.3

Claims (5)

1. 폴리에스터계 섬유를 카딩하여 상기 폴리에스터계 섬유 80~90% 및 폴리우레탄 폼 분쇄물 10~20중량%를 혼합하여 니들펀칭하여 밀도가 0.6~0.7g/㎤인 제1흡음층을 제조하는 단계;
   폴리에스터계 섬유와 저융점 폴리에스터계 섬유를 혼합하여 카딩하여 폴리에스터계 섬유 50~90%와 저융점 폴리에스터계 섬유 10~50중량%를 혼합하여 니들펀칭하여 밀도가 0.9~1.0g/㎤인 제2흡음층을 제조하는 단계;
   상기 제1흡음층 및 제2흡음층을 적층하고 상기 제1흡음층의 표면에 직경 3~5㎜의 다수의 구멍을 가진 타공필름을 접착하고, 상기 제2흡음층의 이면에 라텍스코팅한 후, 예열금형으로 예열하는 단계; 및 열성형 및 냉각 공정 단계를 포함하는 흡차음성이 우수한 흡차음재의 제조방법.
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