KR102295316B1 - 흡차음 허니콤 패널 - Google Patents

Abstract

<과제>
통기성재, 흡음재를 충전한 허니콤재, 반사재를 적층하여 서로 접착해 흡차음 허니콤 패널을 형성할 때, 허니콤재 벽면의 두께가 얇아 통기성재와의 접착이 선과 면의 접착이 되기 때문에 어렵고, 접착 강도가 낮다는 과제가 있었다.
<해결 수단>
흡수성 허니콤재를 사용하여, 그 셀의 벽면 단부를 수용계 접착제에 침지시키고, 그 단부를 일정 시간 들여 유연화시킨 후에, 접착하는 상대인 통기성재에 강하게 압착하여 선단 부분을 역T자형으로 변형시킴으로써 접착 면적을 확대하면서 접착한다.

Description

흡차음 허니콤 패널

본 발명은 산업용 기계·주택·생활 기기·이동 발생원 등의 소음원에 대한 방음 대책에 이용하는 흡음 또는 차음하는 패널에 관한 것이다.

인구 집중에 수반하는 도시 환경 변화, 교통망 발달, 주택 전화(電化) 등에 의해 소음에 관한 불평은 증가하고 있다. 일본 총무성의 평성 28년도(2016년도) 공해 불평 조사에서는, 소음 공해가 대기 오염을 제치고 첫 번째 불평 요인이 되었다. 특히 저주파음의 불평은 해마다 증가하는 경향이 있다. 이 때문에, 경량이면서 박형이고, 간이하게 취급할 수 있는 방음 패널의 개발이 강하게 요망되고 있다.

종래 기술로는, 흡음 폼재를 충전한 허니콤재를 심재로 하고, 복수의 흡음 또는 차음에 적합한 재료를 접착하여 적층 구조로 한 흡음 패널이 있다(특허문헌 1). 이는 흡음 및 차음 특성으로는 만족할 수 있는 것이다. 그러나, 허니콤재와 통기성 표면재(이하, 통기성재라고 약칭한다.)를 접착하는 데에 있어서, 허니콤재의 셀을 구성하는 벽면을 적층 구조의 면에 대해 수직으로 맞대는 구조로서, 벽면의 두께가 얇아 접착 면적을 확보하는 것이 어렵다는 과제가 있었다.

허니콤재와 통기성재의 접착에 있어서, 최소의 접착제량으로 최대의 접착 강도를 얻는 방법이 과제였지만, 상기 종래 기술에서는 허니콤재를 통기성면(흡음면)에 맞대어 접착할 때, 강도를 확보하기 위해서 단순히 허니콤재의 선단부 및 벽면에 대한 접착제의 부착량을 많게 하는 것으로 대응하고 있었다.

그러나, 허니콤재 벽면에 부착한 접착제는 흡음면을 구성하는 통기성재와 맞댔을 때에 허니콤재 벽면을 유동하여 통기성재 표면을 돌아 들어가고, 그 결과, 통기성재의 구멍 혹은 섬유 간의 간극이 무너져, 간극의 무너짐에 의한 흡음 면적이 감소한다는 문제나, 유입된 접착제로 통기성 표면을 오염 손상시켜, 오염 손상에 의한 상품 가치의 저하 등등의 문제가 파생되고 있었다.

또 접착제가 많다는 것은 원가 증대를 일으킨다. 또한 일반적인 접착제는 위험물 제4류에 속하는 경우가 많아, 사용량이 많아지면 제품의 난연화를 방해한다는 문제도 있다.

별도로, 흡음면 및 차음면을 이루는 각각의 스펀지계 재료의 유연성을 이용하여, 스펀지계 재료에 허니콤재를 파고 들게 함으로써 허니콤재와의 접착 면적을 확대하여, 허니콤재에 부착된 접착제에 의한 접착력을 늘리는 기술의 제안이 있다(특허문헌 2).

이는 흡음면 및 차음면의 재질이 스펀지계 재료로 한정되고, 그 결과, 흡차음 특성도 반드시 충분하지 않다는 과제가 있다.

또한 별도로, 흡음면을 이루는 펠트상 섬유 재료의 흡수성을 이용하여, 수용성 접착제의 수분을 섬유에 침투시키고, 접착제의 침투 면적을 확대하여, 허니콤재의 벽면과 일체화한 복합 구조를 형성시켜 접착력을 늘리는 방법의 제안이 있다(특허문헌 3).

이 방법도 흡음면의 재질이 펠트상 섬유 재료에 한정되고, 그 결과, 흡차음 특성도 반드시 충분하지 않다는 과제가 있다.

또한 별도로, 허니콤 코어를 심재로 하여 표면재를 붙여 각종 패널을 제작할 때, 허니콤 코어의 구성 소재와 표면재를 붙이기 위한 맞닿음면은 허니콤 코어의 구성 소재의 두께분에 불과하여, 접착 후의 강도를 얻기 위해서는 접착제를 비교적 많이 필요로 한다는 점을 개선하기 위해서, 맞닿음 면적을 크게 하기 위해 구성 소재의 상하 맞닿음면을 롤러로 가압하여 각 구성 소재의 면적을 넓은 폭으로 하는 제안이 있다(특허문헌 4).

이는 구성 소재의 맞닿음면을 롤러로 가압하기 위한 설비나 수고를 필요로 한다는 과제가 있었다. 더하여, 숙련된 작업자여도 구성 소재의 맞닿음면 전체면을 균등하게 가압할 수 없는 경우가 있어, 작업이 어렵다는 과제도 있었다.

또한 별도로, 중공의 다각 기둥이 복수 간극 없이 병렬하도록 형성된 허니콤 코어재와, 허니콤 코어재의 양면에 접착되는 1 쌍의 표피판으로 이루어지는 샌드위치 패널의 제작에 있어서, 허니콤 코어재와 표피판의 접촉 면적이 작기 때문에, 허니콤 코어재와 표피판의 접착 면적이 작아져(선과 면의 접착), 접착 강도가 작아지는 것을 피하기 위해서, 허니콤 코어재를 형성하는 다각 기둥의 길이 방향 단부에는, 섬유 강화 수지판(표피판)의 내표면에 대향하는 접착면이 접속되는 구조로 한 제안이 있다(특허문헌 5).

이는 허니콤 코어재의 제작에 있어서, 하나의 실시예로서, 소재를 프레스 가공, 접기 가공 등에 의해 접착면을 형성하는 것이 제안되어 있다. 이와 같이 하면, 표피판의 내표면에 대향하는 상하 교대로 연속한 접착면이 얻어진다. 또는, 다른 실시예로서, 잘라내기 가공, 접기 가공에 의해, 육각형을 이루는 각 변에 있어서 상하 단부의 단면 형상이 T자형 또는 L자형을 이루도록 한 것이 제안되어 있다. 이와 같이 하면, 표피판의 내표면에 대향하는, 허니콤의 길이 방향 단부에 있어서의 육각형 개구부의 둘레 가장자리를 걸치는 형상(테두리 형상)의 접착면이 얻어진다. 이와 같이 하여, 표피판의 내표면에 대향하는 큰 면적의 접착면이 얻어진다. 따라서, 충분한 접착 강도를 얻을 수 있는 것으로 되어 있다.

그러나, 이 제조 방법은 다수의 평판을 겹쳐서 위치를 어긋나게 하면서 선상으로 접착제 도포하여 접착한 재료를 필요한 폭으로 절단하고, 전개한다는 종래 방법에 의한 허니콤 코어재가 가지는 경량성과, 제조의 용이함이라는 이점을 잃는 것이다. 그것은 즉, 동일한 면적의 샌드위치 패널을 제조할 때, 허니콤 코어재의 재료가 증가하여 공정이 복잡해지고, 따라서 제조 비용이 증대하게 된다는 과제가 있다.

일본 특허공보 3806744호 일본 특허공보 5127975호 일본 특허공보 6292339호 일본 실용신안 등록출원 소50-178337호(일본 공개실용신안공보 소52-089481호) 일본 특허공보 6331619호

흡차음 패널의 흡음재로서 사용되는 글라스 파이버, 록울(rock wool), 세라믹 파이버, 또한 통기성재로서 사용되는 금속 세선 등의 무기계 섬유의 시트상 부재는 부재 자체가 유연한 것이기 때문에, 두께, 밀도를 선택해도 평면성이 없고, 자립성이 없다는 과제가 있다.

허니콤재는 무기계 섬유의 시트상 통기성재와 조합하여 적층하면 강도를 확보해 자립할 수 있는 패널을 형성하는 데에 바람직한 재료이다. 그러나, 시트상 통기성재와 겹쳤을 때, 허니콤재의 셀 벽면재 선단을 시트상 통기성재와 맞대게 되는데, 허니콤재의 셀 벽면재의 두께는 구성하는 소재의 두께뿐이기 때문에 접착 면적이 매우 작아, 접착 강도를 확보하는 것이 어렵다는 기본적인 과제가 있다.

본 발명은 상기 금속계, 무기·유기계의, 다공 혹은 섬유 등의 간극이 많은 시트상 통기성재에 허니콤재를 접착시켜 흡차음 패널을 제조하는 경우의 과제를 해결하고자 하는 것이다.

즉, 허니콤재를 사용하여 그 셀의 공간에 폼재를 충전하여 흡음층으로 하고, 이것과 소리의 입사면(흡음면)을 구성하는 통기성재를 접착하여 패널을 형성할 때, 허니콤재의 셀 벽면재 선단부와 통기성재를 이루는 금속 섬유의 시트상 부재 사이의 접착 강도를 높이는 것을 과제로 한다.

또한, 사용하는 접착제가 유동하여 통기성재의 구멍 혹은 섬유 간의 간극이 무너지고, 간극의 무너짐에 의한 흡음 면적이 감소하거나, 또, 유동한 접착제로 통기성 표면을 오염 손상시켜, 오염 손상에 의한 상품 가치가 저하하는 등의 파생적인 문제의 해결도 과제로 한다.

흡수성 허니콤재와 흡수성 허니콤재의 셀에 충전한 폼재로 이루어지는 흡음층과, 통기성재, 반사재의 3개를 적층하여 접착한 흡차음 허니콤 패널에 대해, 흡수성 허니콤재의 셀 벽면재 선단부를 수용성 접착제에 일정 시간 침지시켜, 유연화시킨다. 그 후에, 흡수성 허니콤재를 접착 상대인 통기성재에 강하게 압착함으로써, 셀 벽면재 선단부의 단면을 역T자형으로 변형시켜, 접착 면적을 크게 하여 접착한다.

이 공정을 좀 더 상세하게 설명하면, 흡수성 허니콤재는 수용성 접착제에 침지시켜 어느 정도의 시간이 경과하면, 그 수분을 흡수하여 조직이 유연화하고, 그로 인해 접착제가 허니콤재 내에 침투하기 쉬운 상태가 된다. 따라서, 허니콤재를 일정 시간 침지 상태로 하면 침지된 셀의 벽면 선단부는 유연화함과 함께, 접착제가 침투한다. 따라서, 일정 시간 침지 후, 허니콤재의 셀의 벽면 선단부를 통기성재에 강하게 눌러 붙이면, 선단부가 역T자형으로 변형되고, 그 상태로 유지하면 접착제가 건조되고 경화하여, 접착이 이루어진다. 접착제가 경화하면 허니콤재와의 사이에서 복합 구조를 구성하여, 강도가 증가한다. 또, 허니콤재를 재차 물에 침지시켜도 경화한 접착 부분이 다시 유연화하는 경우는 없다.

도 1(a)에, 흡수성 허니콤재의 벽면재(111) 선단부에 부착시키는 접착제(15)의 분량을 접착제 부착 높이(h1)와 접착제 확산(w1)으로 개념적으로 나타낸다. 이 양은 도 1(b)에 나타낸 종래법의 경우의 접착제 부착 높이(h2)와 접착제 확산(w2)으로 개념적으로 나타낸 양에 비교하면 훨씬 적은 양으로서, 그럼에도 불구하고 원하는 접착 강도가 얻어지는 것이 특징이다.

본 발명에서는 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 통기성재(131)의 면에 흡수성 허니콤재의 벽면재(111)를 맞닿게 하고, 연화시킨 선단부를 역T자형으로 변형시켜 접착하고 있다. 그에 반하여, 종래 기술에서는 허니콤재의 벽면재 선단부에 접착제 부착하고, 시간적 틈을 두지 않고 통기성재에 맞닿음하여 접착하기 때문에, 도 2(b) 나타내는 바와 같이, 허니콤재의 벽면재(112) 선단부가 연화하기 전에 통기성재에 맞닿게 하여 접착하게 되기 때문에 선단부가 변형되는 경우는 없다.

도 2(a)로부터 보아 알 수 있는 바와 같이, 흡수성 허니콤재의 벽면재(111) 선단부의 폭은 소재의 두께(t1)보다 3배 정도인 t2로 크게 변형되어 있고, 접착 면적이 그 만큼 커져 있다. 한편, 도 2(b)로부터 보아 알 수 있는 바와 같이, 종래 기술에서는 선단부의 변형을 실시하지 않고, 그 대신 비교적 접착제의 양을 많게 하여, 접착제 구석살(fillet)(p3)의 부착 높이, 확산을 크게 함으로써, 접착 강도를 확보하고 있다.

허니콤재와 통기성재의 접착 강도를 좌우하는 접착면의 넓이는 셀 벽면재에 특별한 처치를 실시하지 않는 한, 셀 벽면재의 두께로 정해진다. 허니콤재 셀의 벽면 선단부를 변형시켜 접착면을 넓게 하기 위해서, 종래 기술로는, 허니콤재를 롤러 등으로 가압하는 방법이 알려져 있었다. 이 방법에서는 허니콤재의 구성 소재를 가압하기 위한 설비나 수고를 필요로 한다는 과제가 있었다.

더하여, 숙련된 작업자여도 셀 벽면재 선단부 전체면을 롤러로는 균등하게 가압할 수 없기 때문에, 허니콤 높이를 균일하게 할 수 없는 경우가 있어, 작업이 어렵다는 과제도 있었다. 또한, 무리하게 가압하여 변형시키기 때문에, 허니콤재의 소재 재질의 조직을 형성하는 펄프(섬유)를 파괴하게 되어, 강도를 저하시키게 될 우려가 있었다.

발명자는 이들 문제를 흡수성 허니콤재와 수용성 접착제를 조합하는 것과, 수용성 접착제에 흡수성 허니콤재의 선단부를 일정 시간 침지시킴으로써 가능하게 한 것이다. 이 제조 방법에 의하면, 허니콤재의 소재 재질의 구조를 이루는 펄프(섬유)를 잡아 찢어 파괴하는 경우도 없고, 벽면재의 선단부를 역T자형으로 변형할 수 있어, 접착 면적이 현격히 넓어지고, 펄프(섬유)가 연결된 상태의 조직인 채로 강고하게 접착할 수 있다.

최소의 접착제 부착량으로 허니콤재의 재료 파괴 강도 이상의 접착 강도가 얻어진다. 그 결과, 흡차음 허니콤 패널 전체의 강도를 크게 증대시킬 수 있다. 또, 허니콤재를 롤러 등으로 가압할 필요가 없기 때문에, 그것을 위한 설비를 필요로 하지 않아, 제조 공정을 단축할 수 있다는 효과가 있다.

또, 접착제의 부착량을 최소로 함으로써, 과제로 든 통기성재의 구멍 혹은 섬유 간의 간극에 대해, 무너짐에 의한 흡음 면적의 감소, 또, 유동한 접착제로 통기성재의 표면을 오염 손상시켜, 오염 손상에 의한 상품 가치를 저하시키는 등의 파생되어 있던 문제도 해결되었다.

도 1은 허니콤재의 벽면재 선단부에 부착시킨 접착제의 개념도이다.
도 2는 허니콤재와 통기성재를 접착한 상황을 나타내는 개념도이다.
도 3은 허니콤재의 벽면재 선단부에 접착제를 부착시키는 공정을 나타내는 개념도이다.
도 4는 허니콤재와 통기성재를 접착하는 공정을 나타내는 개념도이다.
도 5는 허니콤재의 셀 벽면재의 두께를 나타내는 평면도이다.
도 6은 허니콤재를 접착했을 때의 접착제의 확산을 나타내는 평면도이다.
도 7은 허니콤재의 도면이다.
도 8은 통기성재의 도면이다.
도 9는 허니콤재와 통기성재를 겹친 상태를 나타내는 평면도이다.
도 10은 허니콤재에 폼재를 충전하는 공정을 나타내는 개념도이다.
도 11은 흡차음 허니콤 패널의 단면도이다.
도 12는 잔향실법 흡음율의 그래프이다.

<발명을 실시하기 위한 형태>

실시예

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 11은 본 실시예의 흡차음 허니콤 패널(1)의 단면도이다. 허니콤재(11)의 셀 공간에 폼재(12)를 충전한 흡음층, 흡음면을 구성하는 통기성재(13), 차음면을 구성하는 반사재(14)의 3개를 적층하여, 각각의 사이를 접착한 구조이다.

또한, 반사재(14)와 폼재(12)를 충전한 허니콤재(11) 사이의 접착에 대해서는, 허니콤재(11)를 구성하는 소재(셀 벽면재)의 두께만이 아니라 충전된 폼재(12)의 반사재(14)와의 대향면도 접착면으로서 사용할 수 있기 때문에, 허니콤재(11)의 셀 벽면재의 반사재(14)측의 선단(도 11에서 상측)을 T자형으로 변형시킬 필요는 없다.

흡차음 허니콤 패널(1)에 있어서, 외부로부터 소리가 입사하는 것은 통기성재(13)가 있는 면(도 11에서 하측)으로부터이다. 도 11에 있어서 허니콤재(11)의 셀 벽면재는 동일한 형상의 것이 반복해서 나타나 있기 때문에, 도면이 번잡해지는 것을 피하기 위해 그 중 1 개에만 부호 11을 붙였다. 또 도 11은 좌우로 신장하는 전체의 일부분만을 나타내고 있다(이들은 유사한 다른 도면에 대해서도 동일).

도 8에 통기성재의 도면을 나타낸다. 도 8은 통기성재의 일부를 잘라내 나타내고 있다. 도 8(b)는 도 8(a)에 A-A＇로 나타낸 위치의 단면도이다. 통기성재(13)는 시트상의 알루미늄 합금 섬유 부직포(131)를 알루미늄 합금제 익스팬드 메탈(132)에 의해 양면으로부터 샌드위치한 것이다(주식회사 유닉스 제조 포알 C1). 전체의 두께는 1.6 mm이고, 익스팬드 메탈의 두께는 0.4 또는 0.6 mm이며, 개구율은 40%이다.

또한, 본 실시예에서는 알루미늄 합금 섬유 부직포를 흡음층을 구성하는 통기성재로서 사용했지만, 다른 금속, 무기/유기계 섬유재 시트여도 된다.

도 9는 폼재를 충전하지 않은 허니콤재와 통기성재를 겹친 상태의 평면도이다. 전체의 일부를 잘라내어, 도 11의 허니콤재측으로부터 부감한 것이다.

도 7에 허니콤재의 도면을 나타낸다. 도 7은 허니콤재(11)의 일부를 잘라내 나타내고 있다. 도 7(a)는 허니콤재의 사시도이다. 도 7(b)는 도 7(a)에 일점 쇄선(A)으로 나타낸 위치의 단면도이다. 허니콤재(11)는 본 실시예에서는 흡수성 허니콤재(타이거렉스 제조 세라믹 허니콤 HR20)를 사용하였다. 흡수성 허니콤재의 성분은 예를 들어 함수 규산마그네슘, 펄프, 실리카, 접착제류이다.

또한, 허니콤재는 함수 규산마그네슘 대신에 수산화알루미늄을 성분으로서 포함하는 것이어도 상관없다.

여기서 사용한 허니콤재는 펄프를 주된 원료로 하여, 불연성 등의 기능을 갖게 하기 위한 부원료로서 규산마그네슘이나 수산화알루미늄의 미세 입자를 혼합하여, 전체를 결합제로 고정시키고 있다. 여기서, 미세 입자의 간극, 펄프(섬유)의 간극이 있어 다공질 구조로 되어 있기 때문에, 허니콤재로서 친수성이 있다. 물을 흡수하면 기계적인 얽힘이 풀리고, 또 화학적으로도 결합이 풀려, 그 결과 팽창하고, 또 유연화한다.

또한, 규산마그네슘이나 수산화알루미늄을 포함하지 않고 펄프 단체(單體)로 구성되는 종이제 허니콤재여도 된다. 그 경우에는, 허니콤재가 가연성이기 때문에 용도가 한정되는 과제는 있지만, 수분에 의해 벽면재 선단이 연화, 변형되어, 통기성재와의 접촉 면적이 확대되는 효과는 동일하다.

본 실시예에서 사용한 허니콤재(11)의 육각형 셀 사이즈는 20 mm이고, 셀 벽면재의 두께 치수는 0.3 mm이다. 허니콤재(11)의 두께 치수는 변형에 의한 단축분을 고려하여 31 mm로 하였다.

허니콤재에 충전하는 폼재(12)는 경질 페놀 폼재이다. 페놀 폼은 페놀 수지를 발포시켜 제조되는 것으로, 본 실시예에서는 연통 기포율 95% 이상을 갖고, 밀도 19 kg/m³의 제품을 사용하였다(마츠무라 아쿠아 주식회사 제조). 기포가 연속되어 있는 연통 기포에 의해 흡수성을 나타낸다. 허니콤재(11)의 두께 치수 31 mm에 대해, 폼재(12)의 두께 치수는 29~30 mm이다. 또한, 경질 페놀 폼재 대신에 경질 우레탄 폼재를 사용해도 된다.

반사재(14)는 흡음층 뒤에 설치하여 차음하기 위한 층으로서 사용되는 것으로, 비통기성인 알루미늄제의 박판이다. 본 실시예에서는 두께 치수 1.2 mm인 것을 사용하였다.

적층 구조를 이루는 흡차음 허니콤 패널에 있어서 통기성재(13)와 허니콤재(11)를 접착하고 있는 접착제는 수용성 에멀션계 접착제(코니시 주식회사 제조 본드 CX50, 불휘발분 43.5~46.5%)이다. 이미 설명한 바와 같이, 접착제에 포함되는 수분에 의해 흡수성 허니콤재(11)의 벽면재 선단부를 유연화할 수 있다.

수용성 접착제의 일반적인 PH값은 3.5~7.0의 산성 영역에 있고, 수분의 존재하에서 금속을 부식시킨다. 본드 CX50의 PH값은 3.5~5.0으로, 부식 대책이 필요하다. 따라서, 알루미늄 합금 섬유 부직포에 대해서는 순도가 높은 재질을 선택한다.

도 11에 있어서, 폼재(12)의 표면과 허니콤재(11)의 벽면재(111) 선단부가 일체가 되어 형성되어 있는 면과, 반사재(14)를 접착하고 있는 접착제(16)는 에폭시계 접착제이다.

다음으로, 흡차음 허니콤 패널을 제조하는 순서에 대해 설명한다. 발명자는 허니콤재와 통기성재의 접착 면적을 증가시킴으로써, 허니콤재 자체의 파괴 강도를 초과할 정도의 강한 접착 강도를 얻었다.

그 수단은 흡수성 허니콤재의 셀 벽면재 선단부를 에멀션계 접착제의 풀에 침지시켜 접착제를 부착시키고, 일정 시간을 들여 부착 부분의 허니콤재를 유연화시킨 후에, 강한 압력을 가함으로써, 유연화한 부분의 단면을 역T자형으로 변형시켜 접착 면적을 확대시키는 방법이다.

도 3은 허니콤재의 벽면 선단부를 접착제에 침지시켜 부착시키는 제조 공정을 나타내는 개념도이다. 도 3은 좌우 전체의 일부분을 나타내고 있다. 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 수평으로 둔 정반(定盤)(2) 위에, 도면에서는 보이지 않지만 주위가 닫힌 형상인 깊이 설정 플레이트(21)를 배치한다. 정반(2)과 설정 플레이트(21)로 풀을 형성하기 때문에, 여기에 설정 플레이트(21)의 상면 높이까지 에멀션계의 접착제(15)를 붓는다.

도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 흡수성 허니콤재(11)의 셀 벽면재(111) 선단부를 이 접착제(15) 풀의 바닥에 닿을 때까지 침지시킨다. 정반(2)이 수평이기 때문에, 모든 벽면재(111)가 동일한 깊이까지 잠긴다. 침지한 상태에서 일정 시간 기다린다. 실시예의 허니콤재(11)의 셀 벽면재(111) 선단부는 약 90초 후에는 유연화를 개시하여, 약 120초 후에는 충분히 유연화하기 때문에, 통기성재에 강하게 압착하면 변형되는 상태가 된다.

도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 흡수성 허니콤재(11)를 접착제(15)의 풀로부터 끌어올리면, 흡수성 허니콤재의 셀의 모든 벽면재(111) 선단부에는 접착제(15) 풀의 깊이의 치수와 동일한 높이로 접착제(15)가 부착되고, 허니콤재의 접착제 부착 부분은 연화되어 있다. 본 실시예에 있어서의 침지 깊이, 즉 접착제 부착 높이는 1 mm이다. 또, 부착량은 80~100 g/m²이다.

이 때, 접착제(15)에 포함되는 물의 일부는 흡수성 허니콤재(11)의 벽면재(111) 내부에 시간 경과적으로 침투해 간다. 수분의 침투가 접착제(15)가 부착된 부분에 집중되기 때문에, 당해 집중 부분만이 유연화한다.

허니콤재(11)의 유연화한 부분에는 접착제 그 자체도 침투하기 때문에, 그 후, 접착제는 경화하면, 허니콤재의 구성 조직과 함께, 강고한 복합 구조를 생성한다.

계속해서, 도 4는 허니콤재와 통기성재를 접착하는 공정을 나타내는 개념도이다. 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 평평하게 둔 통기성재(13) 위에 흡수성 허니콤재(11)의 셀 벽면재(111)를 대향시키고, 도시하지 않은 프레스를 사용하여, 도면에 화살표로 나타낸 바와 같이 하강시켜 통기성재(13)에 압력 5 톤/m²로 압착한다.

도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 통기성재(13)에 강하게 압착된 흡수성 허니콤재(11)의 셀 벽면재(111) 선단부의 단면은 역T자형으로 변형된다. 벽면재(111) 선단부에 부착되어 있던 접착제의 일부는 역T자형의 바닥부로부터 유동하여, 통기성재(13)에 침투한다. 또, 다른 일부는 도 2(a)에서 설명한 바와 같이 구석살을 형성한다.

역T자형으로 변형됨으로써 벽면재(111)의 두께는 0.3 mm였던 것이 T자형 가로 막대부의 확산은 0.9 mm가 된다. 즉, 접착 면적이 3배로 확대된다.

이 상태에서 접착제가 경화하는 것을 기다린다. 접착제(15)의, 벽면재(111) 선단부에 침투한 부분은 흡수성 허니콤재(11)의 성분인 함수 규산마그네슘 및 펄프(섬유)와 함께 복합 구조를 형성하여 경화한다. 동일하게, 통기성재(13)에 침투한 부분은 통기성재를 구성하는 일 요소인 섬유재와 함께 복합 구조를 형성하여 경화한다.

다음으로 도 10은 허니콤재에 폼재를 충전하는 공정을 나타내는 개념도이다. 도 10(a)에 나타내는 바와 같이, 허니콤재(11)의 셀 벽면재(111)와 통기성재(13)를 접착한 것을 프레스 하반(31) 위에 올리고, 그 위에 폼재(12)를 겹쳐 둔다. 그 위로부터 프레스 상반(32)을 하강시킨다.

도 10(b)에 나타내는 바와 같이, 프레스 상반(32)을 하강시킴에 따라, 허니콤재의 셀 벽면재(111)는 폼재(12)에 파고 들어 가고, 폼재(12)의 상면이 허니콤재의 벽면재(111) 상단의 위치에 이른다. 여기서, 프레스 상반(32)의 하강이 정지한다. 이 때, 폼재(12)의 하면이 통기성재(13)에 이르러 있지 않고, 양자 간에 공동이 있어도 된다.

상기 설명에서는 허니콤재를 강하게 압착하여 벽면재의 선단부를 변형시키는 공정과, 허니콤재에 폼재를 충전하는 공정을 따로 따로 실시하는 것으로 했지만, 2개의 공정을 동시에 실시해도 된다. 그 경우, 흡수성의 폼재를 접착제가 부착된 부분까지 충전하면, 허니콤재에 부착된 수용성 에멀션계 접착제의 수분을 허니콤재가 흡수하여, 접착제의 경화를 촉진시킬 수 있다는 효과가 있다.

다음으로 도 11에 나타내는 바와 같이, 반사재(14)에 에폭시계 접착제(16)를 전체면에 도포하고, 허니콤재(11)의 상단과 폼재(12)의 상면이 이루는 면에, 반사재(14)를 겹쳐 접착한다. 이것으로 흡차음 허니콤 패널(1)이 완성되었다.

다음으로, 상기에 설명한 구조를 가지는 흡차음 허니콤 패널(1)의 제조 방법의 효과에 대해 거듭하여, 상세하게 설명한다. 허니콤재의 벽면재 선단부가 변형됨으로써 접착 면적이 확대하여, 적은 접착제로 큰 접착력이 얻어진다는 기본적인 효과에 대해서는 이미 설명한 바와 같다.

도 5는 허니콤재의 셀 벽면재의 두께를 나타내는 평면도이다. 셀 벽면재는 지면에 대해 수직이다. 이 도면은 접착제가 부착되어 있지 않는 상태의 셀 벽면재만을 묘사하고 있다. 도 5(a)는 본 발명에 의한 방법으로, 셀 벽면재의 선단부를 가압하여 역T자형으로 변형한 경우를 나타내고, 동 도면에 있어서, 육각형 사이의 거리는 변형되어 확산된 벽면재 선단부(111d)의 폭이고, 즉 도 2(a)에 나타낸 t2이다. 한편, 도 5(b)는 종래 기술에 의한 방법으로, 선단부를 변형시키지 않는 경우를 나타내고, 동 도면에 있어서, 육각형 사이의 거리는 벽면재(111)의 변형 전의 두께로, 즉 도 2(b)에 나타낸 t1이다.

도 5(b)에 비해 도 5(a)는 역T자형으로 변형된 만큼 벽면재의 두께가 크고, 즉 접착 면적이 확대되어 있다는 것을 알 수 있다. 그에 수반하여, 접착 강도가 커지는 것은 분명하다.

여기서 사용한 수용성 에멀션계 접착제를 단체로 경화시켜, 수지상으로 했을 때의 인장 강도는 167 kgf/cm²이고, 한편, 단체의 흡수성 허니콤재가 파괴되는 인장 강도는 2.6 kgf/cm²이다.

요컨대, 본 발명의 벽면재 유연화 후의 가압에 의한 접착면 확대 공정에 있어서는, 허니콤재 중의 펄프(섬유)는 유연화되어 있기 때문에, 절단 파괴되는 경우가 없고, 그 펄프(섬유)와 침투한 접착제가 경화하여 수지의 복합 구조를 구성하기 때문에, 그 강도는 허니콤재와 경화한 접착제의 각각 단체의 강도의 중간값(2.6~167 kgf/cm² 사이의 값)이 되어 있는 것으로 생각된다. 즉, 일단 연화하여, 변형된 허니콤재의 벽면재 선단부는 접착제를 포함한 상태가 되는 것에 의해 변질되고, 경화하면 원래의 허니콤재를 초과하는 강도가 된다는 효과가 얻어진다.

또한, 수용성 에멀션계 접착제는 경화 후에 유리화한 수지 상태를 발현한다. 이 현상은 경화 후 추가로 일정한 시간의 시간 경과 후에 발현하고, 경화 후에 유리화한 수지는 물에 침지시켜도 연화하지 않는 내수성이 있는 수지가 된다. 별도의 시간 경과 시험에 의하면, 물에 침지시킨 후에, 경화한 수지는 물의 영향을 받아도 용해되지 않고, 16년간 실용에 견디는 강도를 가진 복합 수지 상태가 유지되는 것을 확인하였다.

도 6은 통기성재와 허니콤재를 접착했을 때, 허니콤재측으로부터 통기성재 표면을 부감한 평면도로, 통기성재의 표면에 육각 그물 형상으로 접착제가 확산되어 있는 모습을 나타낸다. 도 6(a)는 도 2(a)에 대응하고, 도 6(b)는 도 2(b)에 대응하고 있으며, 모두 허니콤재의 벽면재 선단부를 파선으로 나타내고 있다. 실선은 부착한 접착제가 벽면재의 주위로 유동한 윤곽을 나타내고 있다.

도 6(a)는 흡수성 허니콤재의 벽면재(111) 선단부(111d)가 접착제에 침지, 유연화된 후에, 가압된 결과, 역T자형으로 변형되어, 본래의 두께(t1)로부터 두께(t2)로 폭 확대된 후에, 부착된 접착제의 상태를 나타내고 있다. 도 6(b)는 흡수성 허니콤재의 벽면재(112) 선단부를, 접착제를 도포하고 나서 바로 가압하여 접착하기 때문에, 연화하고 있지 않기 때문에 벽면재(112)는 두께의 변화가 없고, 소재의 두께(t1)를 유지한 상태가 나타나 있다.

또, 도 6은 허니콤재의 벽면재에 부착되어 있던 접착제가 통기성재의 표면에 전()부착되어, 통기성재의 개구부를 막은 상태를 나타내고 있다. 도면에 있어서 6각 형상 혹은 모서리가 둥근 6각 형상의 실선 내측이 개구부이고, 육각 형상의 상호간은 접착제로 막힌 비개구부이다. 도 6(a)와 도 6(b)는 도 2(a)와 도 2(b)를 허니콤재(111, 112)의 방향으로부터 본 것이다.

도 6(a)에 실선으로 나타낸 개구(41)와, 도 6(b)에 동일하게 실선으로 나타낸 개구(42)의 크기를 대비하면 다음과 같다. 도 6(a)에 나타낸 흡수성 허니콤재의 경우에는, 접착제는 허니콤재의 두께(t2)에 대해 조금 넓은 w3까지만 확산되어 있다.

한편, 도 6(b)의 흡수성 허니콤재의 경우에는, 허니콤재의 벽면재 선단부에 부착시키는 접착제의 양이 많기 때문에, 허니콤재와 통기성재의 접착에 있어서, 허니콤재에 부착되어 있던 접착제가 통기성재의 표면에 전부착되고, 또한 통기재 표면을 수평 방향으로 2~4 mm 유동하여, 허니콤재의 두께(t1)보다 훨씬 넓은 w4로 폭 확대되어 있다.

이 때문에, 도 6(b)의 경우, 개구는 대폭으로 막히고, 개구부(42)는 개구부(41)에 비해 상당히 작아져 있다. 또한, 도면은 알기 쉽게 하기 위해서 과장하여 그려져 있다.

또, 접착제가 부착된 허니콤재에 폼재를 충전하면, 허니콤재의 벽면재 선단부에 부착된 접착제 중, 허니콤재에 침투하지 않은 분은 빠져나갈 장소가 없어, 폼재로 눌러 펴지면서 허니콤재 주변이면서 통기성재를 구성하는 섬유재의 표면으로 확산된다. 즉, 폼재가 통기성재의 표면에 접착제를 눌러 펴게 되어, 접착제의 확산 면적은 더욱 크게 확산된다. 접착제의 확산은 상기에서 설명한 바와 같이 개구부를 막아 개구율의 저하로 이어진다.

도 2(a)의 본 발명의 경우에는, 흡수성 허니콤재를 사용하여 벽면재의 선단부를 시간을 들여 연화, 변형시켜 접착하는 방법이기 때문에, 접착제의 사용량이 적어도 되고, 그 만큼, 통기성재 표면에 유동하는 접착제가 소량이며, 결과적으로 개구율이 크다는 효과가 얻어진다.

그에 반해, 도 2(b)의 종래 기술의 경우에는, 흡수성 허니콤재를 사용해도, 벽면재의 선단부를 연화하는 시간을 들이지 않고 접착하는 방법이기 때문에, 필요한 접착 강도를 얻기 위해서 접착제의 사용량을 많게 해야 하므로, 통기재 표면으로의 유동량도 많아지고, 개구율은 반대로 작아진다.

개구율의 대소에 대해 말하면, 개구율이 클수록, 외부로부터 폼재에 흡수되는 소리가 많아지기 때문에, 흡음율의 특성이 향상된다는 효과로 이어진다.

도 12에 나타낸 것은 잔향실법 흡음율의 그래프이다. 세로축은 잔향실법 흡음율을 나타내고, 가로축은 1/3 옥타브 밴드 중심 주파수(단위 Hz)를 나타낸다. 본 발명에 의한, 중량이 8 kg/m², 두께가 33 mm인 흡차음 허니콤 패널에 대해, 잔향실법 흡음율 측정법(JIS A 1409)으로 측정한 결과의 흡음율 데이터이다. 400~4 kHz의 범위에서 실용에 적합한 높은 흡음율을 확인하였다.

이와 같이, 흡수성 허니콤재를 사용하여, 그 벽면재의 선단부에 수용계 접착제를 부착하여 유연화하고, 허니콤재를 접착하는 상대인 통기성재에 강하게 압착하여 선단부를 역T자형으로 변형시킴으로써 접착 면적을 확대하면서 접착하는 것으로, 접착제의 양을 감소시켰음에도 불구하고 접착력을 증대시킬 수 있었다. 그 결과, 패널로서의 강도가 높은 흡차음 허니콤 패널의 제조 방법을 실현할 수 있다.

이상의 설명에 있어서, 흡수성 허니콤재의 셀 벽면재 선단부를 수용성 접착제에 일정 시간 침지시키고, 선단부를 유연화한 후에 끌어올려, 접착 상대인 통기성재에 강하게 압착함으로써, 셀 벽면재의 선단부 단면을 역T자형으로 변형시켜, 접착 면적을 크게 한다고 했지만, 셀 벽면재의 선단부를 수용성 접착제에 침지 후, 적절히 끌어올려, 선단부가 유연화할 때까지 접착제가 부착된 상태로 방치하고, 그러한 후에 통기성재에 강하게 압착하는 순서로 해도 된다.

1: 흡차음 허니콤 패널
11: 허니콤재
111: (셀의) 벽면재
111d: 변형 부분
112: (셀의) 벽면재
12: 폼재
13: 통기성재
131: 알루미늄 합금 섬유 부직포
132: 알루미늄 합금제 익스팬드 메탈
14: 반사재
15: 접착제
16: 접착제
2: 정반
21: 깊이 설정 플레이트
31: 프레스 하반
32: 프레스 상반
41: 개구
42: 개구
h1: 접착제 부착 높이
h2: 접착제 부착 높이
w1: 접착제 확산
w2: 접착제 확산
w3: 접착제 확산
w4: 접착제 확산
p3: 접착제 구석살
p4: 접착제 구석살
t1: 허니콤재 소재 두께
t2: 허니콤재 소재 변형부 두께

Claims (5)

1. 적어도 폼재를 충전한 흡수성 허니콤재와 통기성표면재를 적층하여 양자를 접착한 흡차음 허니콤 패널의 제조 방법으로서,
   상기 흡수성 허니콤재에 상기 폼재를 충전하기 전에,
   그 흡수성 허니콤재의 벽면의 일방의 선단부를 수용성 접착제에 침지시키고, 그 선단부가 그 수용성 접착제의 수분을 흡수하여 연화했을 때를 가늠하여, 그 선단부를 그 통기성표면재에 강하게 압착하여, 그 선단부의 단면을 역T자형으로 변형시켜, 그대로 접착제가 건조될 때까지 유지함으로써 접착 면적을 확대하고, 접착하는 것을 특징으로 하는 흡차음 허니콤 패널의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   수용성 접착제가 에멀션계 접착제인 것을 특징으로 하는 흡차음 허니콤 패널의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,
   적어도 경질 페놀 폼재 또는 경질 우레탄 폼재를 포함한 연통 기포를 갖는 경질 흡수성 폼재를 흡수성 허니콤재에 충전하는 것을 특징으로 하는 흡차음 허니콤 패널의 제조 방법.
4. 제1항에 있어서,
   함수 규산마그네슘 또는 수산화알루미늄 중 어느 것, 및 펄프를 포함하고 있는 흡수성 허니콤재를 사용하는 것을 특징으로 하는 흡차음 허니콤 패널의 제조 방법.
5. 제1항에 있어서,
   알루미늄 합금 섬유 부직포를 통기성재로서 사용하는 것을 특징으로 하는 흡차음 허니콤 패널의 제조 방법.

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