KR102586935B1 - 방수펠트 덕트의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 방수펠트 덕트 - Google Patents

방수펠트 덕트의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 방수펠트 덕트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방수펠트 덕트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제1 부직포 일측면에 방수 필름을 적층하고, 상기 제1 부직포에 적층된 방수 필름 상에 제2 부직포를 적층하여 적층체를 형성하는 단계, 상기 적층체를 열접착하여 방수펠트 기재를 형성하는 단계, 상기 방수펠트 기재를 재단하는 단계, 및 재단된 방수펠트 기재를 웜기어 형상의 성형지그의 외면을 감싸면서 덕트를 성형하는 단계를 포함하여 덕트를 구성하는 메인바디의 덕트 원단을 방수성을 갖는 방수펠트를 적용하여 덕트 자체에 방수기능을 포함함으로써 덕트의 수명을 연장시키고 별도의 커버가 필요하지 않는 특징을 갖는 방수펠트 덕트의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 방수펠트 덕트에 관한 것이다.

Description

방수펠트 덕트의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 방수펠트 덕트{MANUFACTURING METHOD OF WATERPROOF DUCT AND WATERPROOF DUCT THEREBY}
본 발명은 방수펠트 덕트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 덕트 자체에 방수성을 갖는 방수펠트 덕트의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 방수펠트 덕트에 관한 것이다.
일반적으로 자동차를 운행하는 데 있어 그 동력원인 엔진을 작동시키기 위해서 연료와 공기가 필요하면, 통상의 외부 공기는 흡기 시스템을 통해 외부로부터 엔진으로 공급된다.
자동차의 흡기 시스템에는 외부 공기의 유동경로가 되는 덕트(duct)와 유입되는 공기 중에 포함된 먼지나 모래 등과 같은 이물질을 여과시키는 기능을 갖는 에어 클리너(air cleaner)와 함께 엔진으로부터 발생되는 진동과 소음을 저감시키기 위한 흡음패드 등과 같은 장치 등이 포함되며, 이와 같은 흡기 시스템 장치에 이물질 유입 방지 및 방수 기능을 위해 폴리우레탄 소재의 커버가 별도로 적용되어 있다.
그러나 커버가 구비된 흡기 시스템은 큰 부피를 가지므로 엔진룸 내부에 자유롭게 배열하기 어려운 문제가 발생되고, 별도의 커버 조립 작업공정에 따른 생산효율이 감소하며, 또한 커버가 방수기능을 가진다 하더라도 외부 공기로부터 유입되는 수분 등에 의해 시간이 경과함에 따라 덕트가 가수분해되어 손상이 발생되어 덕트의 품질 저하 문제가 다수 발생한다.
한국등록특허 제10-1488279호(2015.01.26)
상기와 같은 점을 개선하기 위해 고안한 것으로, 방수성 확보를 위한 별도의 커버가 아닌 덕트를 구성하는 메인 바디(main body)의 덕트 원단으로 방수성을 갖는 방수펠트를 적용한 방수펠트 덕트의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 방수펠트 덕트를 제공함을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 방수펠트 덕트의 제조방법은, (a) 제1 부직포 일측면에 방수 필름을 적층하고, 상기 제1 부직포에 적층된 방수 필름 상에 제2 부직포를 적층하여 적층체를 형성하는 단계, (b) 상기 적층체를 열접착하여 방수펠트 기재를 형성하는 단계, (c) 상기 방수펠트 기재를 재단하는 단계, (d) 재단된 방수펠트 기재를 웜기어 형상의 성형지그의 외면을 감싸면서 덕트를 성형하는 단계, (e) 성형된 덕트를 열처리하는 단계, (f) 열처리된 덕트를 냉각하는 단계 및 (g) 냉각된 덕트를 성형지그에서 탈형하는 단계를 포함하는 이루어질 수 있다.
상기 제1 부직포는 폴리에틸렌테레프탈레이트 20 내지 40 중량% 및 저융점 섬유 60 내지 80 중량%를 포함한 것을 사용할 수 있다.
상기 방수 필름은 폴리에틸렌 필름 및 폴리아미드 6 필름이 중첩되어 이루어진 것을 사용할 수 있다.
상기 제2 부직포는 폴리에틸렌테레프탈레이트 60 내지 80 중량% 및 저융점 섬유 20 내지 40 중량%를 포함한 것을 사용할 수 있다.
상기 (a) 단계에서, 상기 적층체의 길이 방향의 단면을 기준으로, 상기 적층체의 일단부로부터 타단부까지의 상기 제1 부직포의 길이는 상기 방수 필름 길이보다 짧고, 상기 제2 부직포의 길이는 상기 방수 필름 길이보다 길게 적층체를 형성한다.
상기 (b) 단계는, 130 내지 160℃ 온도에서 90 내지 110kg.f 압력으로 열접착하여 방수펠트 기재를 형성한다.
상기 (d) 단계는, 웜기어 형상의 성형지그가 회전함에 따라 상기 성형지그 외측에 감싸진 상기 방수펠트 기재를 나이프 타입의 절곡기로 절곡하여 덕트를 성형한다.
상기 (e) 단계는, 상기 성형된 덕트를 전기오븐을 통해 240 내지 250℃ 온도에서 10분 내지 60분 동안 열처리한다.
상기 (f) 단계는, 상기 열처리된 덕트를 5 내지 15℃ 온도의 냉풍으로 5 내지 30 분간 냉각한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방수펠트 덕트는 상기와 같은 제조 방법으로 형성된 것으로 제1 부직포, 상기 제1 부직포 상부에 적층되는 방수 필름, 및 상기 방수 필름 상부에 적층되는 제2 부직포를 포함하는 적층체를 다수 개 열접합한 다중 접합 구조를 갖는 방수펠트 기재로 이루어진 덕트로서, 상기 적층체는, 상기 적층체의 일단부로부터 타단부까지의 상기 제1 부직포의 길이가 상기 방수 필름 길이보다 짧고, 상기 제2 부직포의 길이가 상기 방수 필름 길이보다 길게 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 방수펠트 기재는, 하나의 적층체에서 제1 부직포의 일단부와 상기 제1부직포 상부에 적층되는 방수 필름의 하부면에 인접하는 다른 적층체의 제2 부직포가 안착되도록 배치되어 접합하여 형성된다.
상기 제1 부직포, 방수 필름 및 제2 부직포의 앞서 설명한 바와 같이 동일한 것을 사용한 것으로 이하 중복된 설명은 제외한다.
본 발명의 방수펠트 덕트는 별도의 커버 등이 없이 덕트 자체의 방수기능을 포함함으로써 별도의 커버가 필요하지 않아 부품의 절감되고 뿐만 아니라 엔진룸 내부 공간 확보와 미관을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 방수펠트 덕트는 방수성능뿐만 아니라 소음, 진동과 마찰 평가 결과에서도 기존 덕트 대비 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방수펠트 덕트의 제조방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층체의 단면을 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방수펠트 기재의 단면을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웜기어와 나이프 타입의 절곡기를 이용한 방수펠트 덕트를 성형하는 모습을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 방수펠트 덕트의 모습을 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 방수펠트 덕트의 소음 평가 결과이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 방수펠트 덕트의 냉간 평가 결과이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 방수펠트 덕트의 열간 평가 결과이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명한다. 다만, 이는 본 발명의 예시 중 일부로 제시된 것에 불과하므로 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 방수펠트 덕트의 제조방법의 순서도를 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방수펠트 덕트의 제조방법은, (a) 제1 부직포(10), 방수 필름(30) 및 제2 부직포(20)를 순서대로 적층하여 적층체(100)를 형성하는 단계(S110), (b) 적층체(100)를 열접착하여 방수펠트 기재를 형성하는 단계(S120), (c) 상기 방수펠트 기재를 재단하는 단계(S130), (d) 재단된 방수펠트 기재를 이용하여 덕트 성형하는 단계(S140), (e) 덕트를 열처리하는 단계(S150), (f) 덕트를 냉각하는 단계(S160), 및 (g) 탈형하는 단계(S170)을 포함하여 이루어진다.
상기 (a) 단계(S110)는, 방수펠트 기재를 제조하기 위한 적층체(100)를 형성하는 단계로서 제1 부직포(10) 일측면에 방수 필름(30)을 적층하고, 상기 제1 부직포(10)에 적층된 방수 필름(30) 상에 제2 부직포(20)를 적층하여 적층체(100)를 형성한다.
상기 제1 부직포(10)는 폴리에틸렌테레프탈레이트 20 내지 40 중량% 및 저융점 섬유 60 내지 80 중량%를 포함한 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게 폴리에틸렌테레프탈레이트 30 중량% 및 저융점 섬유 70 중량%를 포함하는 것을 사용할 수 있다.
상기 방수 필름(30)은 일정 두께를 가진 폴리에틸렌 필름 및 폴리아미드 6 필름이 중첩된 것으로 펠트에 방수성을 부여한다.
상기 제2 부직포(20)는 폴리에틸렌테레프탈레이트 60 내지 80 중량% 및 저융점 섬유 20 내지 40 중량%를 포함한 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게 폴리에틸렌테레프탈레이트 70 중량% 및 저융점 섬유 30 중량%를 포함하는 것을 사용할 수 있다.
상기 본 발명에서 상기 제1 부직포 및 제2 부직포에 포함되는 저융점 섬유(low melting fiber)는 일반적인 섬유보다 낮은 융점을 갖는 섬유를 의미한다. 예를 들어 저융점 섬유로는 일반적인 폴리에스테르의 융점인 255℃보다 낮은 100 내지 200℃ 융점을 가지고 있는 저융점 폴리에스테르 섬유(low melting PS)나, 또는 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트(low melting PET) 등을 사용할 수 있으나 이에 반드시 한정된 것이 아니다.
상기 (a) 단계에서, 상기 적층체의 길이 방향의 단면을 기준으로, 상기 적층체의 일단부로부터 상기 일단부에 반대되는 타단부까지의 상기 제1 부직포(10)의 길이는 상기 방수 필름 길이보다 짧고, 상기 제2 부직포(20)의 길이는 상기 방수 필름(30) 길이보다 길게하여 적층체(100)를 형성한다. 이와 같은 적층체(100)의 단면의 구성은 도 2에 나타낸 바와 같다.
(b) 적층체를 열접착하여 방수펠트 기재를 형성하는 단계(S120)은, 상기 (a)단계에서 제조된 적층체 다수개가 서로 적층되어 열접착함으로 방수펠트 기재를 형성하는 단계이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방수펠트 기재의 단면을 나타낸 모식도이다.
상기 방수펠트 기재는 도 3에 도시된 단면의 모습과 같이, 하나의 적층체(100)에서 제1 부직포의 일단부와 상기 제1 부직포 상부에 적층되는 방수 필름의 하부면에 인접하는 다른 적층체의 제2 부직포가 안착되도록 배치되어 연속적으로 열접합하여 형성될 수 있다. 이때, 130 내지 160℃ 온도에서 90 내지 110kg.f 압력으로 열접착하여 방수펠트 기재를 형성한다. 바람직하게는 상부를 160℃로, 하부를 130℃ 온도로 100kg.f 압력으로 30초 정도로 열접착한다.
이렇게 형성된 방수펠트 기재는 방수성을 가진 방수 필름이 제1 부직포 및 제2 부직포를 감싸는 형태로 연결되므로 방수 성능이 향상되는 구조로 이루어져 있다.
상기 (c)단계는 열접착하여 형성된 방수펠트 기재는 재단한다(S130). 이때 방수펠트 기재는 일예로 32mm 정도의 폭으로 재단될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 이후 진행될 덕트를 성형하는 과정에서 절곡산 간격, 피치에 따라 재단되는 방수펠트 기재의 폭은 조절될 수 있다.
그 다음 (d) 재단된 방수펠트 기재를 이용하여 덕트 성형하는 단계(S140)는, 도 4에 도시된 바와 같이 웜기어 형상의 성형지그(410)가 회전함에 따라 방수펠트 기재가 상기 성형지그(410) 외측에 감기고, 감겨진 방수펠트 기재를 나이프 타입의 절곡기(420)로 절곡하면 주름관 형태로 이루어진 덕트(200)를 성형한다.
(e) 덕트를 열처리하는 단계(S150)는, 상기 주름관 형태로 절곡되어 성형된 방수벨트 기재에서 부직포 기재간 핫멜트 접착하기 위해 전기오븐에 성형된 덕트가 감겨진 성형지그 채로 넣고 240 내지 250℃ 온도에서 10분 내지 60분 동안 열처리한다. 바람직하게 245℃ 온도에서 30분간 열처리한다.
덕트를 냉각하는 단계는 상기 열처리된 덕트를 냉각기에 넣고 5 내지 15℃ 온도의 냉풍으로 5 내지 30 분간 냉각할 수 있으며 바람직하게 10℃의 냉풍을 15분정도 가하여 냉각시키고(S160), 상기 냉각(S160)이 완료된 덕트는 성형지그에서 탈형한다(S170).
상기와 같은 제조 방법으로 형성된 방수펠트 덕트의 모습은 도 5에 도시된 바와 같다. 이 방수펠트 덕트 제1 부직포, 상기 제1 부직포 상부에 적층되는 방수 필름, 및 상기 방수 필름 상부에 적층되는 제2 부직포를 포함하는 적층체를 다수 개 열접합한 다중 접합 구조를 갖는 방수펠트 기재로 이루어진 덕트로서, 상기 적층체는, 상기 적층체의 일단부로부터 타단부까지의 상기 제1 부직포의 길이가 상기 방수 필름 길이보다 짧고, 상기 제2 부직포의 길이가 상기 방수 필름 길이보다 길게 형성된 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명에 따라 제조된 방수펠트 덕트에 대해 엔진 및 차체에서 발생하는 소음과 진동에 대해 기존 사용된 덕트와 비교하고자 NVH(Noise, Varation and Harshness 6)를 평가하였으며, 그 결과는 도 6 내지 도 8에 나타내었다.
도 6은 운전석에서 가속시 소음비교를 한 결과로, 방수펠트 덕트는 기존 사용된 양산 덕트보다 전석에서 최대 10dB(A)정도의 차이를 보이며, 방수펠트 덕트의 소음의 발생이 적음을 알 수 있었다.
또한, 도 7 및 도 8은 각각 냉각시 및 열간시 기존 덕트와 본 발명의 방수펠트 덕트의 비교 평가 결과이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 차량의 엔진이 일정 적정온도까지 가열되기 전인 냉간시에서는 기존 사용된 양산 덕트는 최고 70dB(A)을 초과하지만 본 발명의 방수펠트 덕트(WPF)는 최고 65dB(A) 미만으로 전체적으로 방수펠트 덕트에서 소음 발생이 적음을 확인하였다.
도 8에 도시된 바와 같이, 차량의 엔진이 일정 적정온도까지 가열된 후의 열간시에서도 기존 사용된 양산 덕트는 최고 65dB(A) 정도의 소음을 발생하지만, 본 발명의 방스펠트 덕트에서는 최고 60dB(A) 미만으로 나타났으며, 이는 냉간시 및 열간시 모두에서 방수펠트 덕트가 기존 사용된 양산 덕트와 소음의 발생이 비슷하거나 보다 소음이 적게 발생함을 확인할 수 있다.
앞서 살펴본 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시하도록 하는 바람직한 실시예 일뿐 전술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변경 및 변경이 가능하다.
10 : 제1 부직포
11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 : 제1 부직포
20 : 제2 부직포
21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 : 제2 부직포
30 : 방수 필름
31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 : 방수 필름
100 : 적층체
200 : 덕트
410 : 성형지그
420 : 절곡기

Claims (14)

  1. (a) 제1 부직포 일측면에 방수 필름을 적층하고, 상기 제1 부직포에 적층된 방수 필름 상에 제2 부직포를 적층하여 적층체를 형성하는 단계;
    (b) 상기 적층체를 열접착하여 방수펠트 기재를 형성하는 단계;
    (c) 상기 방수펠트 기재를 재단하는 단계;
    (d) 재단된 방수펠트 기재를 웜기어 형상의 성형지그의 외면을 감싸면서 덕트를 성형하는 단계;
    (e) 성형된 덕트를 열처리하는 단계;
    (f) 열처리된 덕트를 냉각하는 단계; 및
    (g) 냉각된 덕트를 성형지그에서 탈형하는 단계;를 포함하며,
    상기 (a) 단계에서,
    상기 적층체의 길이 방향의 단면을 기준으로, 상기 적층체의 일단부로부터 타단부까지의 상기 제1 부직포의 길이는 상기 방수 필름 길이보다 짧고, 상기 제2 부직포의 길이는 상기 방수 필름 길이보다 길게 적층체를 형성하는 것을 특징으로 하는 방수펠트 덕트의 제조 방법.
  2. (a) 제1 부직포 일측면에 방수 필름을 적층하고, 상기 제1 부직포에 적층된 방수 필름 상에 제2 부직포를 적층하여 적층체를 형성하는 단계;
    (b) 상기 적층체를 열접착하여 방수펠트 기재를 형성하는 단계;
    (c) 상기 방수펠트 기재를 재단하는 단계;
    (d) 재단된 방수펠트 기재를 웜기어 형상의 성형지그의 외면을 감싸면서 덕트를 성형하는 단계;
    (e) 성형된 덕트를 열처리하는 단계;
    (f) 열처리된 덕트를 냉각하는 단계; 및
    (g) 냉각된 덕트를 성형지그에서 탈형하는 단계;를 포함하며,
    상기 (d) 단계는,
    상기 웜기어 형상의 성형지그가 회전함에 따라 상기 성형지그 외측에 감싸진 상기 방수펠트 기재를 나이프 타입의 절곡기로 절곡하여 덕트를 성형하는 것을 특징으로 하는 방수펠트 덕트의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 부직포는 폴리에틸렌테레프탈레이트 20 내지 40 중량% 및 저융점 섬유 60 내지 80 중량%를 포함한 것을 특징으로 하는 방수펠트 덕트의 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 방수 필름은 폴리에틸렌 필름 및 폴리아미드 6 필름이 중첩된 것을 특징으로 하는 방수펠트 덕트의 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 부직포는 폴리에틸렌테레프탈레이트 60 내지 80 중량% 및 저융점 섬유 20 내지 40 중량%를 포함한 것을 특징으로 하는 방수펠트 덕트의 제조 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    130 내지 160℃ 온도에서 90 내지 110kg.f 압력으로 열접착하는 것을 특징으로 하는 방수펠트 덕트의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 웜기어 형상의 성형지그가 회전함에 따라 상기 성형지그 외측에 감싸진 상기 방수펠트 기재를 나이프 타입의 절곡기로 절곡하여 덕트를 성형하는 것을 특징으로 하는 방수펠트 덕트의 제조 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 (e) 단계는,
    상기 성형된 덕트를 전기오븐을 통해 240 내지 250℃ 온도에서 10분 내지 60분 동안 열처리하는 것을 특징으로 하는 방수펠트 덕트의 제조 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 (f) 단계는,
    상기 열처리된 덕트를 5 내지 15℃ 온도의 냉풍으로 5 내지 30분 동안 냉각하는 것을 특징으로 하는 방수펠트 덕트의 제조 방법.
  10. 제1 부직포, 상기 제1 부직포 상부에 적층되는 방수 필름, 및 상기 방수 필름 상부에 적층되는 제2 부직포를 포함하는 적층체를 다수 개 열접합한 다중 접합 구조를 갖는 방수펠트 기재로 이루어진 덕트로서,
    상기 적층체는, 상기 적층체의 일단부로부터 타단부까지의 상기 제1 부직포의 길이가 상기 방수 필름 길이보다 짧고, 상기 제2 부직포의 길이가 상기 방수 필름 길이보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 방수펠트 덕트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 방수펠트 기재는,
    하나의 적층체에서 제1 부직포의 일단부와 상기 제1 부직포 상부에 적층되는 방수 필름의 하부면에 인접하는 다른 적층체의 제2 부직포가 안착되도록 배치되어 접합하여 형성된 것을 특징으로 하는 방수펠트 덕트.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 부직포는 폴리에틸렌테레프탈레이트 20 내지 40 중량% 및 저융점 섬유 60 내지 80 중량%를 포함한 것을 특징으로 하는 방수펠트 덕트.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 방수 필름은 폴리에틸렌 필름 및 폴리아미드 6 필름이 중첩된 것을 특징으로 하는 방수펠트 덕트.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제2 부직포는 폴리에틸렌테레프탈레이트 60 내지 80 중량% 및 저융점 섬유 20 내지 40 중량%를 포함한 것을 특징으로 하는 방수펠트 덕트.
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