KR20070033453A - 흡음 다층 복합재 - Google Patents

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KR20070033453A
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델톤 알. 주니어 톰슨
시아오헤 리우
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

본 발명의 흡음 다층 복합재는 불통기성 차단체, 기류 저항이 약 100 mks 레일 이상이고 두께가 최종 복합재 두께의 약 1/3 이상인 통기성 보강 코어, 기류 저항이 약 2,000 mks 레일 미만이고 두께가 최종 복합재 두께의 약 1/10 이상인 통기성 연속 기포 발포체 또는 섬유상 패드 및 기류 저항이 약 500 내지 4,000 mks 레일인 반투과성 기류 저항 막을 포함하며, 개선된 음향 성능을 제공할 수 있다. 예를 들면, 종래의 차량 헤드라이너 디자인은 적절히 선택되고 적절히 배치된 반투과성 기류 저항 막, 적절히 선택되고 적절히 배치된 불통기성 차단체 또는 적절히 선택되고 적절히 배치된 연속 기포 발포체층을 추가하여 개선될 수 있다.
흡음 다층 복합재, 기류 저항, 불통기성 차단체, 통기성 보강 코어, 반투과성 기류 저항 막.

Description

흡음 다층 복합재 {SOUND ABSORPTIVE MULTILAYER COMPOSITE}
본 발명은 흡음 다층 복합재, 전구체 성분 및 이러한 복합재의 제조 방법에 관한 것이다.
다층 복합재 물품은 때때로 흡음에 의하여 이웃하는 공간에서의 소음 수준을 감소시키는데 사용된다. 예를 들면, 흡음 다층 복합재는 헤드라이너, 트렁크 라이너, 후드 라이너, 대쉬 매트, 인테리어 패널, 카페트 및 기타의 다공성 장식 또는 기능성 차량 대면 소재에 사용되어 자동차 인테리어에서의 개선된 소음 감소를 제공할 수 있다.
음향 차단, 차량 대면품 또는 소음 감소에 관한 것은 미국 특허 제5,459,291호, 제5,536,556호, 제5,549,776호, 제5,565,259호, 제5,824,973호, 제6,145,617호, 제6,150,287호, 제6,214,456B1호, 제6,217,691B1호, 제6,238,507B1호, 제6,270,608B1호, 제6,296,075B1호, 제6,345,688B1호, 제6,454,088B1호, 제6,575,527B1호, 제6,576,577B1호, 제6,616,789B2호, 제6,631,785B2호 및 제6,659,223B2호; 미국 특허 출원 공개 제US2001/0036788A1호, 제US2003/10479A1호 및 제US2004/037995A1호; 캐나다 특허 출원 공개 제2,350,477A1호; PCT 특허 출원 공개 제WO99/44817A1호 및 제WO01/64991A2호; 문헌 [M. Schwartz 및 E. J. Gohmann, Jr., "Influence of Surface Coatings on Impedance and Absorption of Urethane Foams, J. Acoust. Soc. Am., 34 (4): 502-513 (April, 1962); M. Schwartz 및 W. L. Buehner, "Effects of Light Coatings on Impedance and Absorption of Open-Celled Foams, J. Acoust . Soc . Am ., 35 (10): 1507-1510 (October, 1963)]; 및 인터넷 http://www.azdel.com/documents/Guide%20to%20AZDEL%20SuperLite.pdf에서 입수 가능한 아즈델, 인코포레이티드의 공개물 "Guide to AZDEL SuperLite"를 참조한다.
발명의 개요
헤드라이너 및 기타의 흡음 다층 복합재의 디자인은 두께, 중량, 음향 성능 및 제조성을 비롯한 때때로 경쟁 관계의 다수의 인자의 균형을 필요로 한다. 음향 성능은 헤드라이너의 승객 또는 탑승자 측에서 또는 이에 근접한 반투과성 기류 저항 막 및 헤드라이너의 루프 또는 자동차면에서 또는 이에 근접한 불통기성 필름을 배치하여 이를 크게 개선시킬 수 있다. 현재의 다수의 헤드라이너 디자인에서 이는 이루어지지 않고 있으며, 따라서 디자인은 최선에 못 미치는 음향 성능을 갖게될 수 있다. 일부의 헤드라이너 디자인에서 층을 재배열하거나 또는 적절히 선택되고 적절히 배치된 반투과성 기류 저항 막, 적절히 선택되고 적절히 배치된 불통기성 차단체 또는 적절히 선택되고 적절히 배치된 연속 기포 발포체층을 추가함으로써, 본 발명자들은 음향 성능에서의 상당한 개선을 얻게되었다. 이는 두께 또는 중량에 대한 불이익을 전혀 또는 거의 주지 않으며, 차량 내부 소음 수준을 감지할 수 있을 정도로 감소시킬 수 있다.
한 측면에서, 본 발명은
a) 기류 저항이 약 500 내지 약 4,000 mks 레일(Rayl)인 반투과성 기류 저항 막,
b) 기류 저항이 약 2,000 mks 레일 미만이고 두께가 전체 복합재 두께의 약 1/10 이상인 통기성 연속 기포 발포체 또는 섬유상 패드,
c) 기류 저항이 약 100 mks 레일 이상이고 두께가 전체 복합재 두께의 약 1/3 이상인 통기성 보강 코어, 및
d) 불통기성 차단체
를 상기 순서로 포함하는 흡음 다층 복합재를 제공한다.
또한, 본 발명은 기류 저항이 약 2,000 mks 레일 미만이고 두께가 약 1 ㎜ 이상인 통기성 연속 기포 발포체 또는 섬유상 패드에 접착된, 기류 저항이 약 500 내지 약 4,000 mks 레일인 반투과성 기류 저항 막을 포함하는 나선형 권취된 다공성 적층 예비성형품을 포함하는 롤 제품을 제공한다.
또한, 본 발명은 열가소성 접착제층에 접착된, 기류 저항이 약 2,000 mks 레일 미만이고 두께가 약 1 ㎜ 이상인 통기성 연속 기포 발포체 또는 섬유상 패드에 접착된, 기류 저항이 약 500 내지 약 4,000 mks 레일인 반투과성 기류 저항 막에 접착된, 비제한적 통기성 장식 직조 또는 부직 직물층을 포함하는 나선형 권취된 다공성 적층 예비성형품을 포함하는 롤 제품을 제공한다.
또한, 본 발명은
a) 불통기성 차단체, 기류 저항이 약 100 mks 레일 이상이고 두께가 최종 복 합재 두께의 약 1/3 이상인 통기성 보강 코어, 기류 저항이 약 2,000 mks 레일 미만이고 두께가 최종 복합재 두께의 약 1/10 이상인 통기성 연속 기포 발포체 또는 섬유상 패드 및 기류 저항이 약 500 내지 약 4,000 mks 레일인 반투과성 기류 저항 막을 상기 순서로 포함하는 층의 적층체를 제공하는 단계, 및
b) 단일 흡음 다층 복합재를 형성하기에 충분한 열 및 압력하에서 층의 적층체를 함께 적층시키는 단계
를 포함하는 다층 흡음 복합재의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 및 다른 양태는 하기의 상세한 설명으로부터 명백할 것이다. 그러나, 어떠한 경우에도 상기의 개요가 본 발명의 청구하고자 하는 사항에 대한 한정으로서 해석되어서는 안되며, 본 발명의 청구하고자 하는 사항은 절차중에 보정될 수 있는 하기에 첨부한 청구의 범위에 의하여서만 한정된다.
도 1은 개시된 흡음 복합재의 측단면도이다.
도 2는 개시된 또다른 흡음 복합재의 측단면도이다.
도 3은 개시된 또다른 흡음 복합재의 측단면도이다.
도 4는 개시된 또다른 흡음 복합재의 측단면도이다.
도 5는 다공성 적층물의 측단면도이다.
도 6은 또다른 다공성 적층물의 측단면도이다.
도 7은 실시예 1의 흡음 복합재의 측단면도이다.
도 8은 실시예 2의 흡음 복합재의 측단면도이다.
도 9는 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 M의 흡음 복합재에 대한 흡음 대 주파수의 그래프이다.
도 10은 실시예 4의 흡음 복합재의 측단면도이다.
도 11은 실시예 4 및 비교예 M의 흡음 복합재에 대한 음압 대 주파수의 차량내 그래프이다.
도 12는 실시예 5, 실시예 6 및 비교예 H의 흡음 복합재에 대한 흡음 대 주파수의 그래프이다.
도 13은 실시예 7의 흡음 복합재에 대한 흡음 대 주파수의 그래프이다.
도면의 다양한 그림에서 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 나타낸다. 도면에서 요소는 비율에 맞춘 것은 아니다.
다층 복합재와 관련하여 사용할 경우, 용어 "탑승자 면"은 차량 내부에서의 흡음에 사용할 경우 일반적으로는 차량 탑승자에게 가장 근접한 복합재면을 의미한다. 용어 "차량 면"은 마찬가지로 사용할 경우 일반적으로는 차량 탑승자로부터 가장 멀리 있는 복합재면을 의미한다.
다층 흡음 복합재의 층 (예, 막, 발포체, 패드, 접착제, 보강 코어 또는 직물)에 관하여 사용할 경우, 용어 "통기성"은 복합재가 차량 내부에서 목적하는 주파수대의 흡음이 가능하도록 층을 통하여 충분한 공기가 통과될 수 있는 층을 의미한다.
다층 흡음 복합재의 성분 (예, 막, 발포체, 패드, 보강 코어, 차단체 또는 직물)에 대한 통기성 수치를 mks 레일 단위를 사용하여 나타낼 경우, 인용한 수치는 ASTM C522에 의하여 그리고 최종 복합재의 적소에서 또는 이로부터 떨어져서 성분을 측정하여 결정할 수 있다. 특정의 경우에서, 이러한 수치는 최종 복합재 또는 1 이상의 각각의 또는 전체 성분의 측정된 기류 저항에 기초하여 추론하거나 또는 측정할 수 있다.
차단체에 관하여 사용할 경우, 용어 "불투과성"은 기류 저항이 약 100,000 mks 레일 이상인 통기성 필름, 호일 또는 기타의 실질적인 비-다공성 물품을 의미한다.
통기성 장식층에 관하여 사용할 경우, 용어 "비제한적"이라는 것은 기류 저항이 약 100 mks 레일 미만인 층을 의미한다.
통기성 코어 및 연속 기포 발포체 또는 섬유상 패드를 함유하는 다층 복합재와 관련하여 사용할 경우, 용어 "보강 코어"는 ASTM D1388, Option A - 캔틸레버 테스트를 사용하여 측정시 발포체 또는 섬유상 패드보다 강성도가 2 배 이상인 코어를 의미한다.
다층 복합재와 관련하여 사용할 경우, 용어 "단일의"라는 것은 복합재가 필요한 만큼 맞도록 정상적으로 절단되어 바람직하지 못한 박리 없이 자동차에 장착되도록 하기에 충분하게 층끼리 접착되는 복합재를 의미한다.
도 1은 다층 흡음 복합재(10)의 개략적인 측단면도이다. 반투과성 기류 저항 막(12)은 착색되고 재질감이 있어 장식 외관을 제공하며, 복합재(10)의 최외 탑승자 면층을 형성한다. 장식막(12)은 복합재(10)로의 기류를 제한하며, 복합재(10)의 기타의 통기성 성분보다 단위 두께 당 더 높은 기류 저항 (즉, 더 높은 저항률)을 가질 수 있다. 차단체(24)는 복합재(10)를 통하여 공기가 흐르지 못하도록 하며, 복합재(10)의 최외 차량 면층을 형성한다. 막(12)의 최외면과 차단체(24)의 최심면 사이의 깊이 D1을 갖는 공동은 복합재(10)의 대향 최외면에 막(12) 및 차단체(24)를 배치하고, 그리하여 전체 복합재 두께 T1의 비율로서 공동 깊이 D1를 최대로 하여 음향 효과를 최대로 하는 흡음 공간을 형성한다. 막(12)은 화염 적층(flame-lamination)에 의하여 통기성 연속 기포 폴리에틸렌 발포체(14)에 접착된다. 발포체(14)는 통기성 열가소성 접착제층(16)을 통하여 보강 코어(18)에 접착된다. 코어(18)는 절단된 섬유유리 스트랜드(19)로 충전된 수지 포화된 연속 기포 발포 구조체를 함유한다. 코어(18)는 통기성 열가소성 접착제층(17)을 통하여 불통기성 필름 차단체(24)에 접착된다. 코어(18)는 복합재(10)에 대한 전체 강성도를 제공하며, 복합재(10)가 불필요하게 늘어지지 않고 긴 거리 (예, 차량 루프 부위)로 늘어날 수 있다.
도 2는 다층 흡음 복합재(20)의 개략적인 측단면도이다. 복합재(20)는 코어(18) 대신에 보강 코어(27)의 사용 및 코어(18)에 비하여 코어(27)의 더 큰 두께로부터 기인하는 이의 다소 더 큰 공동 깊이 D2 및 복합재 두께 T2를 제외하고는 복합재(10)과 유사하다. 코어(27)는 중앙의 연속 기포 발포체층(32)의 어느 한 측면상에 스트랜드(29)를 함유하는 외부 섬유유리 매트층(28)을 지녀 판재 코어 합판과 다소 유사한 "I-비임" 구조체를 형성한다.
도 3은 다층 흡음 복합재(30)의 개략적인 측단면도이다. 복합재(30)는 막(12)과 발포체층(14)의 사이의 통기성 열가소성 접착제층(15)의 사용 및 접착제층(15)의 두께로부터 기인하는 다소 더 큰 공동 깊이 D3 및 복합재 두께 T3를 제외하고는 복합재(20)와 유사하다. 복합재(30)는 막(12)을 발포체(14)에 접착시키기 위한 화염 적층 없이 생성할 수 있다.
도 4는 다층 흡음 복합재(40)의 개략적인 측단면도이다. 복합재(40)는 반투과성 기류 저항 장식막(12) 대신에 비제한적 통기성 장식 직물층(26), 접착제층(13) 및 반투과성 기류 저항 막(22)을 포함하는 것을 제외하고는 복합재(30)과 유사하다. 복합재(40)는 또한 직물(26) 및 접착제층(13)의 두께로부터의 다소 더 큰 복합재 두께 T4를 갖는다. 직물(26)은 복합재(10)의 최외 탑승자 면에 위치하며, 막(22)으로부터 접착제층(13)에 의하여서만 분리된다. 막(22)은 장식이 필요 없으며, 착색, 재질감 또는 기타의 수단을 생략할 수 있으며, 차량 탑승자가 정상적으로 볼 수 있는 막(22)을 사용할 수는 있다. 막(22)은 통기성 열가소성 접착제층(15)을 통하여 발포체층(14)에 접착된다. 복합재 두께 T4에 대한 공동 깊이 D4의 비는 복합재, 예컨대 최외 탑승자 면이 장식 반투과성 기류 저항 막을 갖는 복합재(30)의 경우에서와 같이 크지는 않다. 그러나, 이러한 비율은 장식 직물 대면과 그 아래의 반투과성 기류 저항 막 사이의 연속 기포 발포체층을 사용할 수 있는 통상의 헤드라이너 디자인에서의 것보다 크다.
도 5는 개시된 다층 흡음 복합재를 제조하는데 있어서 특정의 유용성을 갖는 다공성 적층물 롤 제품을 형성하는데 사용할 수 있는 다공성 적층물(50)의 개략적인 측단면도이다. 반투과성 기류 저항 장식막(12) 및 연속 기포 발포체층(14)은 화염 적층을 사용하여 함께 접착시킨다. 다공성 적층물(50)의 차량 면은 열가소성 접착제층(16)을 포함한다. 층(16)은 통기성을 갖거나, 가열된 후 발포체(14)를 보강 코어(도 5에 도시하지 않음)에 연결시키도록 한다. 보강 코어의 강성도는 롤 제품으로서 처리하지 못하도록 할 수 있다. 그러나, 적층물(50)은 비교적 가요성을 가질 수 있으며, 필요에 따라 권취 및 저장 또는 수송할 수 있으며, 그후, 또다른 시점에서 또는 또다른 위치에서 보강 코어와 조합된다. 적층물(50)은 필요할 경우, 임의의 비제한적 통기성 장식층, 예컨대 화염 적층 또는 적절한 접착제를 사용하여 막(12)에 연결된 직물의 층(도 5에는 도시하지 않음)을 포함할 수 있다.
도 6은 개시된 다층 흡음 복합재를 제조하는데 사용될 수 있는 또다른 다공성 적층물(60)의 개략적인 측단면도이다. 적층물(60)은 통기성 열가소성 접착제층(15)을 사용하여 막(12)을 발포체층(14)에 접착시키는 것을 제외하고는 적층물(50)과 유사하다. 적층물(60)은 필요할 경우 임의의 비제한적 통기성 장식층, 예컨대 화염 적층 또는 적절한 접착제를 사용하여 막(12)에 연결한 직물의 층 (도 6에 도시하지 않음)을 포함할 수 있다.
각종의 기류 저항 막을 개시된 다층 복합재에 사용할 수 있다. 막은 예를 들면 섬유상 전구체, 예컨대 합성 섬유, 천연 섬유 또는 합성 및 천연 섬유의 혼방물로부터 형성될 수 있으며, 멜트블로잉, 스펀본딩 또는 기류 저항이 약 500 내지 약 4,000 mks 레일인 최종 반투과성 개방 구조체를 제공하는 기타의 적절한 웹 가공 기법을 사용하여 부직 웹으로 가공할 수 있다. 또한, 막은 마이크로데니어 연속 필라멘트 또는 스테이플 섬유 얀 (즉, 약 1 미만의 필라멘트 당 데니어(dpf), 예를 들면 약 0.2 내지 약 1 dpf를 갖는 얀)으로 형성될 수 있으며, 기류 저항이 약 500 내지 약 4,000 mks 레일인 최종 반투과성 개방 구조체를 제공하는 적절한 가공 기법을 사용하여 직물 또는 편물로 가공할 수 있다. 막 기류 저항은 약 500 내지 약 2,000 mks 레일인 것이 바람직하다. 막은 예를 들면 전체 복합재 두께의 약 1/5 미만, 예를 들면 전체 복합재 두께의 약 1/10 미만이 될 수 있다. 통상의 전체 두께가 약 5 내지 약 20 ㎜인 헤드라이너의 경우, 막은 두께가 예를 들면 약 4 ㎜ 미만, 예를 들면 바람직하게는 약 1 ㎜ 미만이 될 수 있다. 마이크로데니어 연속 또는 스테이플 합성 섬유, 특히 분섬 또는 분섬 가능한 합성 섬유로 생성된 막이 바람직할 수 있다. 적절한 합성 섬유의 예로는 다성분 (예, 2성분) 섬유, 예컨대 사이드-바이-사이드, 외장-코어, 분절된 파이, 해중도, 경사지고 분절된 리본 섬유 등이 있다. 분섬은 카딩, 에어 제트, 엠보싱, 캘린더링, 수력얽힘(hydroentangle) 또는 니들 펀칭을 비롯한 당업자에게 익숙한 각종의 기법을 사용하여 실시하거나 또는 장려될 수 있다. 막은 장식 또는 비-장식일 수 있으며, 막이 차량 탑승자에게 정상적으로 보일 수 있는 경우 장식막이 바람직하며, 막이 탑승자에게 정상적으로 보이지 않을 경우에는 비-장식막이 바람직하다. 그래서, 헤드라이너의 경우, 막이 최외 탑승자면층일 때 장식막이 바람직하다. 비-장식막은 장식 직물이 최외 탑승자 면층이며, 막을 덮는 헤드라이너에 사용될 수 있다. 장식막은 막의 외관, 촉감 성질 (예, 감촉), 물성 (예, 강성도 또는 드레이프) 및 기타의 소정의 성질을 변경 또는 개선시키도록 여러 가지 방법으로 가공될 수 있다. 이러한 가공 기법의 예로는 착색, 염색, 함침, 침지, 피복, 캘린더링, 연신, 엠보싱, 파형 형성, 브러슁, 분쇄, 플로킹 및 당업자에게 공지된 기타의 처리 또는 단계 등이 있다. 필요할 경우, 1 초과의 막을 복합재에 사용할 수 있으며, 그리하여 각종 막은 기껏해야 장식된 최외 탑승자면 막과 동일하거나 상이할 수 있다. 막은 복합재가 바람직하지 않은 박리, 파열 또는 불리한 투과성 변경 없이 깊은 공동 몰딩을 견디도록 하기에 충분한 파단 연신율을 갖는 것이 바람직하다. 막의 파단시 연신율은 바람직하게는 약 5％ 이상, 더욱 바람직하게는 약 20％ 이상이다. 또한, 막은 차량 헤드라이너 및 기타의 다층 흡음 복합재의 제조에 사용할 수 있는 고온 성형 공정의 가혹함을 견디기에 충분한 열 저항을 갖는 것이 바람직하다. 그래서, 성형 사이클 중에 바람직하지 않은 통기성 변경 (예, 실질적인 감소)을 일으킬 수 있는 상당량의 저 용융 폴리올레핀 또는 기타의 소재를 함유하는 막을 사용하는 것을 배제시키는 것이 바람직할 수 있다. 막은 낮은 표면 에너지, 예를 들면 이웃한 열가소성 접착제층 (사용할 경우)보다 낮은, 예를 들면 약 34 dynes/㎠ 미만, 바람직하게는 약 30 dynes/㎠ 미만, 더욱 바람직하게는 약 28 dynes/㎠ 미만이 되도록 전술한 미국 특허 출원 제10/335,752호에 기재된 바와 같이 처리할 수 있다. 기본 중량이 300 g/㎡ 미만인 경량 막이 특히 바람직하며, 약 200 g/㎡ 미만인 것이 더욱 바람직하며, 약 100 내지 약 200 g/㎡가 가장 바람직하다. 강성 또는 가요성 막을 사용할 수 있다. 예를 들면, 막은 Option A - 캔틸레버 테스트를 사용한 ASTM D1388에 의하여 측정시 굽힘 강성도 B가 0.005 Nm 또는 미만인 정도로 낮을 수 있다. 적절한 막 소재의 선택 및 가공은 당업자에게 주지되어 있다. 이와 같은 막에 사용하기 위한 막 또는 섬유의 대표적인 예로는 미국 특허 제5,459,291호, 제5,824,973호, 제6,057,256호 및 제6,145,617호; 미국 특허 출원 공개 제US2001/0036788A1호 및 제US2003/0104749A1호; 캐나다 특허 출원 공개 제2,350,477A1호; 및 PCT 특허 출원 공개 제WO 99/44817A1호에 개시되어 있다. 시판중인 막 또는 섬유의 대표적인 예로는 에볼론(EVOLONTM) 직물 (프로이덴베르크 운트 코.로부터 입수 가능); 파이버 이노베이션 테크놀로지, 인코포레이티드의 넘버 T-502, T-512 및 T-522 분절된 분섬 가능한 2성분 섬유; 길포드 밀즈, 인코포레이티드로부터의 마이크로데니어 직조 또는 경편 직물; 가네보 리미티드, 구라레이 컴파니 리미티드 및 우니티카 리미티드로부터의 분섬 가능한 2성분 섬유; 및 토레이 인더스트리즈, 인코포레이티드로부터의 분섬 가능한 2성분 섬유 및 직물 등이 있다.
각종의 연속 기포 발포체 또는 섬유상 패드를 개시된 복합재에 사용할 수 있다. 전술한 바와 같이, 발포체 또는 패드의 기류 저항은 약 2,000 mks 레일 미만이다. 발포체 또는 패드의 기류 저항은 바람직하게는 약 1,000 mks 레일 미만이고, 더욱 바람직하게는 약 500 mks 레일 미만이다. 또한, 전술한 바와 같이, 발포체 또는 패드 두께는 전체 복합재 두께의 약 1/10 이상이다. 발포체 또는 패드는 바람직하게는 전체 복합재 두께의 약 1/4 이상, 더욱 바람직하게는 약 1/3 이상이다. 예를 들면, 통상의 전체 두께가 약 5 내지 약 20 ㎜인 헤드라이너의 경우, 발포체 또는 패드의 두께는 예를 들면 약 0.5 ㎜ 이상이 될 수 있고, 더 두꺼울 수 있으며, 예를 들면 약 2 ㎜ 이상 또는 약 5 ㎜ 이상이 될 수 있다. 또한, 이러한 발포체 또는 패드의 두께는 예를 들면 약 13 ㎜ 미만, 예를 들면 약 10 ㎜ 미만이 될 수 있다. 발포체 또는 패드는 다층 복합재에서의 기타의 통기성 비-접착제 성분보다 더 작은 두께 단위당 기류 저항 (즉, 더 낮은 저항률) 및 더 낮은 밀도를 가질 수 있다. 발포체 또는 패드는 가혹한 성형 공정을 견디기에 충분한 열 저항을 갖는 것이 바람직하다. 그래서, 성형 사이클 중에 바람직하지 않은 통기성 변경 (예, 실질적인 감소)을 일으킬 수 있는 상당량의 저 용융 폴리올레핀 또는 기타의 소재를 함유하는 발포체 또는 패드를 사용하는 것을 배제시키는 것이 바람직할 수 있다. 발포체의 적절한 예로는 중합체, 예컨대 폴리우레탄, 폴리올레핀 (예, 폴리에틸렌), 폴리에테르 우레탄 및 스티렌-말레산 무수물로부터의 연속 기포 발포체 등이 있다. 섬유상 패드의 적절한 예로는 천연 섬유, 예컨대 면, 합성 섬유, 예컨대 폴리에스테르 (예, 폴리에틸렌 테레프탈레이트)를 단독으로 사용하거나 또는 (예, 2 성분 섬유와의) 혼방물로 생성된 것 그리고, 합성/천연 섬유 혼방물, 예컨대 폴리에스테르/면 혼방물 및 "쇼디"로부터 생성된 패드 등이 있다. 시판중인 발포체의 대표적인 예로는 포멕스 인터내셔날 인코포레이티드, 애버리 데니슨 코포레이션 및 반하르트 매뉴팩춰링 컴파니로부터의 것 등이 있다. 시판중인 섬유상 패드의 대표적인 예로는 반하르트 매뉴팩춰링 컴파니, 샌들러 아게, 포스 매뉴팩춰링 컴파니 및 제인스빌 프로덕츠, 인코포레이티드로부터의 것 등이 있다. 발포체 또는 섬유상 패드는 보강 코어가 단순이 더 두껍게 될 경우 존재할 수 있는 추가의 중량 또는 기류 저항을 추가하지 않으면서, 공동 깊이 (예, 도 1에서의 치수 D1) 및 복합재의 전체 음향 성능에 기여한다. 생성된 음향 성능은 흡음 복합재의 내부에서의 단독의 반투과성 기류 저항 막 웰을 매립시킨 헤드라이너 디자인에서의 성능, 예를 들면 반투과성 기류 저항 막의 탑승자 면에 연속 기포 발포체층을 배치한 것보다 훨씬 더 우수할 수 있다. 막에 이미 아무 것도 존재하지 않는 막의 차량면에 1 밀리미터 또는 2의 발포체 또는 섬유상 패드를 추가하는 것은 최소 중량 페널티만을 갖는 음향 성능을 실질적으로 개선시킬 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 1 밀리미터 또는 2의 발포체 또는 섬유상 패드를 막의 탑승자면으로부터 이의 차량면으로 이동시키는 것은 공동 깊이를 실질적으로 증가시킬 수 있으며, 중량 또는 전체 복합재 두께를 증가시키지 않으면서 음향 성능을 개선시킨다.
각종의 보강 코어가 개시된 복합재에 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 코어는 기류 저항이 약 100 mks 레일 이상이다. 예를 들면, 코어는 기류 저항이 약 200 내지 약 7,000 mks 레일이 될 수 있다. 전술한 바와 같이, 보강 코어는 연속 기포 발포체 또는 섬유상 패드의 강성도의 2 배 이상이 된다. 또한, 전술한 바와 같이, 코어 두께는 전체 복합재 두께의 약 1/3 이상이다. 코어는 바람직하게는 전체 복합재 두께의 약 2/3 미만, 더욱 바람직하게는 전체 복합재 두께의 약 1/2 미만이다. 예를 들면, 통상의 전체 두께가 약 5 내지 약 20 ㎜인 헤드라이너의 경우, 코어는 두께가 예를 들면 약 3 ㎜ 이상이 될 수 있다. 또한, 이러한 코어는 두께가 예를 들면 약 14 ㎜ 미만, 예를 들면 약 10 ㎜ 미만이 될 수 있다. 코어는 다층 복합재중의 기타의 통기성 성분보다 더 높은 강성도 (즉, 더 높은 모듈러스), 더 높은 밀도 또는 더 높은 기류 저항을 가질 수 있다. 코어는 가혹한 성형 공정을 견디기에 충분한 열 저항을 갖는 것이 바람직하다. 그래서, 성형 사이클중에 바람직하지 않은 통기성 변경 (예, 실질적인 감소)을 일으킬 수 있는 상당량의 저 용융 폴리올레핀 또는 기타의 소재를 함유하는 코어를 사용하는 것을 배제시키는 것이 바람직할 수 있다. 코어는 예를 들면 도 1에 도시한 바와 같은 비교적 균일한 구조체를 포함할 수 있거나, 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이 더 밀집한 스킨층이 덜 밀집한 중앙층의 옆에 존재하는 I-비임 구조를 포함할 수 있다. 코어의 적절한 예는 미국 특허 제5,536,556호, 제5,549,776호, 제5,565,259호, 제6,150,287호, 제6,214,456B1호 및 제6,238,507B1호 및 캐나다 특허 출원 공개 제2,350,477A1호에 개시되어 있는 것 등이 있다. 시판중인 코어의 대표적인 예로는 아즈델, 인코포레이티드로부터의 아즈델 수퍼라이트(AZDEL SUPERLITETM) 복합재, 리어 코포레이션으로부터의 유로코어(UROCORETM) 및 트루(TRUTM) 복합재 및 존슨 콘트롤즈, 인코포레이티드로부터의 아쿠스티코어(ACOUSTICORETM) 및 폴리본드(POLYBONDTM) 복합재 등이 있다.
각종의 불통기성 차단체를 개시된 복합재에 사용할 수 있다. 차단체는 예를 들면 두께가 약 2 ㎜ 미만, 예를 들면 약 1 ㎜ 미만이 될 수 있다. 차단체의 적절한 예로는 중합체 필름, 예컨대 폴리올레핀, 폴리에스테르 또는 비닐 필름 및 금속박 등이 있다. 접착제를 포함하는 널리 사용되는 차단체 필름의 일 예는 다우 케미칼 컴파니로부터의 인티그랄(INTEGRALTM) 909 접착제 필름 등이 있다.
장식 탑승자면을 필요로 하며, 최외 탑승자 면층이 장식 반투과성 기류 저항 막이 아닌 경우, 임의의 비제한적 통기성 장식층을 사용할 수 있다. 각종의 이와 같은 비제한적 장식층을 사용할 수 있다. 대표적인 비제한적 장식층 소재의 예로는 직물, 가죽, 적절하게는 천공된 금속, 적절하게는 천공된 또는 다공성 플라스틱 및 카페트 등이 있다. 이와 같은 장식층을 제조하기 위한 기법은 당업자에게 숙지되어 있다.
막, 발포체 또는 섬유상 패드, 코어 및 차단체를 함께 접착 또는 적층시켜 단일 복합재를 형성한다. 이러한 접착 또는 적층은 각종의 방법으로 달성될 수 있으며, 전체 층을 어드레스하는 단일의 단계로 달성될 수 있거나, 층의 일부를 각각 어드레스하는 일련의 단계를 실시할 수 있다. 예를 들면, 개시된 흡음 다층 복합재는 적층에 의하여 또는 적절한 몰드내에서 각각의 복합재층을 적용하여 간편하게 형성될 수 있다. 필요할 경우, 층을 예열시킨 후, 충분한 열 및 압력을 사용하여 압축 성형하여 단일 복합재를 형성할 수 있다. 또한, 개시된 복합재는 도 5 및 도 6에 도시한 다공성 적층 예비성형품 롤 제품, 예컨대 다공성 적층물 및 적절한 보강 코어 및 차단체를 사용하여 생성할 수 있다.
각종의 접착제 수단 또는 접착제층은 필요할 경우 개시된 단일의 복합재의 형성을 촉진하는데 사용할 수 있다. 예를 들면, 막은 수단, 예컨대 압착 성형 또는 화염 적층을 사용하여 발포체 또는 섬유상 패드에 (그리고 존재할 경우 비제한적 통기성 장식층에) 간편하게 접착시킬 수 있다. 막은 존재할 경우 통기성 접착제층, 예컨대 열가소성 통기성 접착제를 사용하여 발포체 또는 섬유상 패드에 그리고 비제한적 통기성 장식층에 접착될 수 있다. 코어는 열가소성 통기성 접착제를 사용하여 발포체 또는 섬유상 패드에 그리고 차단체에 간편하게 접착시킬 수 있다. 코어는 가열시 발포체, 섬유상 패드 또는 차단체에 접합을 형성하는 코어 (예, 열가소성 우레탄)에 적절한 중합체를 혼입하여 발포체 또는 섬유상 패드에 접착시킬 수 있다. 다양한 층을 함께 연결하고 그리고 단일 복합재를 형성하는 기타의 수단은 당업자에게 명백하다. 최종 복합재는 필요할 경우 공기 켄칭 및 절단시켜 (예를 들면 워터 제트를 사용하여) 목적하는 완성 부품을 산출할 수 있다.
각종의 열가소성 접착제를 임의로 개시된 복합재에 사용할 수 있다. 다층 복합재는 예를 들면 2 내지 5 개의 접착제층을 함유할 수 있다. 다양한 접착제층은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 접착제층은 적절한 통기성을 유지하면서 통상의 고온의 성형 공정을 사용하여 가공할 경우 복합재의 이웃하는 층을 함께 만족스럽게 접합시키고, 차량 내부에서 겪을 수 있는 예상 사용 온도에서 (예, 70℃ 이상의 온도에서) 적절한 접합 강도를 유지하는 것이 바람직하다. 접착제의 바람직한 예로는 코폴리에스테르, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 에틸렌 비닐 아세테이트, 저 밀도 폴리에틸렌, 어택틱 폴리프로필렌, 프로필렌/1-부텐/에틸렌 삼원공중합체 및 프로필렌/에틸렌, 1-부텐/에틸렌, 1-부텐/프로필렌 공중합체 및 상기의 임의의 것의 공중합체 등이 있다. 기타의 유용한 접착제의 예로는 미국 특허 제3,932,328호, 제4,081,415호, 제4,692,370호, 제5,248,719호, 제5,869,562호 및 제6,288,149호에 기재된 것 등이 있다. 또한, 접착제는 낮은 기본 중량의 열가소성 스크림, 예컨대 보스틱-핀들리 컴파니로부터의 샤르네트(SHARNETTM) 핫 멜트 접착제 웹 등이 될 수 있다. 이러한 접착제의 선택 및 가공은 대개 당업자에게 주지되어 있다. 그러나, 완성된 다층 복합재의 흡음 특징은 대부분의 수단에서 복합재의 더 두꺼운 층의 공지의 다공성 특징 (예, 반투과성 기류 저항 막, 연속 기포 발포체 및 보강 코어의 특징)에 따라 달라지며, 또한, 흡음 특징은 접착제층이 적용된 방식, 선택한 복합재 성형 또는 적층 기법을 비롯한 공정 의존성이 더욱 큰 요인에 따라 크게 달라질 수 있다.
개시된 복합재 및 롤 제품은 인용한 층으로 이루어질 수 있거나 또는 실질적으로 이루어질 수 있다. 개시된 복합재 및 롤 제품은 필요할 경우 추가의 내부 및 외부 층, 코팅, 처리 또는 기타의 요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 복합재는 당업자에게 명백한 1 이상의 보강 스크림층, 차량 면 접착제층, 난연 첨가제 또는 처리, 안테나 및 기타의 층, 코팅 처리 또는 요소를 포함할 수 있다.
개시된 흡음 다층 복합재는 공동 깊이가 전체 복합재 두께의 바람직하게는 60％ 이상, 더욱 바람직하게는 80％ 이상, 더 더욱 바람직하게는 90％ 이상, 가장 바람직하게는 95％ 이상이다. 이들을 비교하기 위하여, 공동 깊이는 불통기성 차단체 최심면으로부터 막 최외면까지 측정할 수 있으며, 전체 복합재 두께는 복합재 차량 면으로부터 복합재 탑승자 면까지 측정할 수 있다. 1 초과의 막을 사용할 경우, 공동 깊이는 불통기성 차단체 최심면으로부터 최외 막의 최외면까지 측정할 수 있다.
개시된 흡음 다층 복합재는 차량에 또는 차량의 내부를 통과하는 음파를 상당하게 감쇠시킬 수 있다. 복합재는 음파를 흡수하고 감지된 소음 수준을 감소시키도록 적절한 내부 위치 (예, 루프, 필라, 방화벽, 플로어 팬 또는 도어 패널)에 배치된다.
본 발명은 하기의 예시의 실시예에서 추가로 예시되나, 모든 부 및 ％는 특별한 언급이 없는 한 중량을 기준으로 한다.
실시예 1 및 비교예 M
반투과성 기류 저항 장식막은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 나일론 6 분절 (파이버 이노베이션 테크놀로지, 인코포레이티드로부터의 타입 T-502 섬유)이 교호하는 분절된 파이 단면 구조를 갖는 6 데니어의 51 ㎜ 분섬 가능한 2성분 스테이플 섬유를 사용하여 생성된다. 웹을 수지 접합시키고, 착색시켜 암회색 착색을 제공하고, 카디드 및 수소융착 처리하여 섬유를 분섬 및 인터록 처리한다. 최종 웹은 ASTM C-522를 사용하여 측정시 0.6 ㎜ 두께 및 1,327 mks 레일의 기류 저항을 갖는다.
미국산 유럽형 럭셔리 스포츠 유닐리티 차량에 사용된 자동차 헤드라이너를 자동차 제조업자로부터 얻었다. 헤드라이너는 두께가 11.1 ㎜이다. 63.5 ㎜ 직경의 원통형 샘플을 최종 부품으로부터 절단하고, 이를 비교예 M으로 하고, ASTM E-1050에 의한 수직 입사에서의 흡음에 대하여 평가하였다. 흡음 테스트는 대면 직물면이 소음 공급원에 대하여 입사되도록 그리고 샘플의 차량 면의 후면에는 공기 공동이 존재하지 않도록 중간 크기 (63 ㎜ 직경) 임피던스 관에 배치된 샘플을 사용하여 100 ㎐ 내지 3.15 ㎑에서 실시한다. 흡음 결과를 도 9의 곡선 M으로 도시하였다.
대면 직물을 샘플로부터 박리시켜 그 아래의 연속 기포 발포체층이 노출되도록 하였다. 분무 접착제의 또다른 약하게 코팅한 미스트층으로 코팅한 3엠 컴파니로부터 입수 가능한 수퍼 77(SUPER 77TM) 분무 접착제의 미스트 층으로 상기 노출된 발포체를 약하게 코팅하고, 초기의 대면 직물층으로 도포하였다. 생성된 흡음 다층 복합재는 도 7에 도시한 복합재(70)의 유사 구조체를 갖는다. 대면 직물(26)은 두께가 0.6 ㎜이고, 반투과성 기류 저항 막(12)은 두께가 0.6 ㎜이고, 발포체층(14)은 두께가 3.9 ㎜이며, 열가소성 스펀본드 스크림층(72)은 두께가 0.3 ㎜이고, 우레탄-함침된 절단 섬유 유리 충전된 코어(27)는 두께가 6 ㎜이고, 불통기성 백킹 필름(24)은 두께가 0.3 ㎜이다. 접착제층(11 및 13)은 무시할 정도의 두께를 갖는다. 복합재는 공동 깊이가 10.8 ㎜이고, 전체 복합재 두께가 11.7 ㎜이거나, 전체 복합재 두께에 대한 공동 깊이의 비율이 92％이다. 이러한 복합재를 실시예 1로 하였으며, 상기에서 설명한 바와 같은 수직 입사에서의 흡음에 대하여 평가하였다. 흡음 결과를 도 9의 곡선 1로 나타냈으며, 이는 실질적인 흡음 개선이 직물 대면 바로 아래에 단일의 반투과성 기류 저항 막을 추가하여 명백하게 완전 가공된 헤드라이너 어셈블리에서 얻을 수 있다는 것을 나타낸다.
실시예 2
실시예 1의 복합재 대면 직물층을 또다른 분무 접착제의 미스트층으로 약하게 코팅하고, 실시예 1에서 사용한 반투과성 기류 저항 막의 제2층으로 피복하였다. 이러한 결과는 음향적으로는 단일의 기류 저항이 더 큰 막을 사용하는 것과 유사하다. 생성된 흡음 다층 복합재는 도 8에 도시한 구조적 유사 복합재(80)를 갖는다. 접착제층(9)은 무시할 정도의 두께를 갖는다. 복합재는 공동 깊이가 11.7 ㎜이고, 전체 복합재 두께가 12.3 ㎜이거나, 전체 복합재 두께에 대한 공동 깊이의 비율은 95％이다. 이러한 복합재를 실시예 2로 하며, 실시예 1의 방법을 사용한 수직 입사에서의 흡음에 대하여 평가하였다. 흡음 결과는 도 9의 곡선 2로서 나타내었으며, 이는 기류 저항이 더 큰 막을 사용하여 저 주파수에서 흡음의 추가의 개선을 얻을 수 있다는 것을 나타낸다.
실시예 3
반투과성 기류 저항 막이 발포체층의 아래에 그후 탑승자 면으로부터 매립되도록 실시예 1의 복합재에서 반투과성 기류 저항 막 (도 7에서의 막(12)) 및 연속 기포 발포체층 (도 7에서의 발포체(14))의 위치를 교환하여 복합재를 생성하였다. 분무 접착제의 약한 미스크 코트를 사용하여 층을 조립하였다. 생성된 복합재를 실시예 1의 방법을 사용하여 수직 입사에서의 흡음에 대하여 평가하였다. 이와 같은 복합재는 모든 측정된 주파수에서 실시예 1의 복합재보다 더 낮은 흡음 계수 (즉, 더 불량한 성능)을 갖는다. 결과를 하기 표 1에 제시한다.
주파수 (㎐) 실시예 1 복합재의 흡음 계수 역전된 막 및 발포체 층을 갖는 복합재의 흡음 계수
100 0.02 0.012
125 0.02 0.002
160 0.04 0.031
200 0.06 0.042
250 0.08 0.058
315 0.1 0.071
400 0.12 0.092
500 0.16 0.124
630 0.2 0.175
800 0.27 0.258
1 k 0.35 0.33
1.25 k 0.44 0.383
1.6 k 0.52 0.421
2 k 0.6 0.469
2.5 k 0.66 0.538
3.15 k 0.69 0.545
표 1의 결과에 의하면, 발포체층 아래의 반투과성 기류 저항 막을 매립하는 것은 탑승자 면 부근의 반투과성 기류 저항성 막을 배치하는 것보다 훨씬 덜 효과적이라는 것을 나타낸다.
실시예 4
비교예 M에서 평가한 유럽형 럭셔리 스포츠 유틸리티 비이클 자동차 헤드라이너의 제2의 샘플을 자동차 제조업자로부터 입수하였다. 전체 대면 직물층을 조심스럽게 떼어내고, 기류 저항이 100 mks 레일 이하라는 것을 결정하기 위하여 측정한 후 폐기시켰다. 노출된 연속 기포 발포체층을 분무 접착제의 미스트층으로 약하게 코팅시키고, 실시예 1에서 사용한 반투과성 기류 저항 막으로 피복시켰다. 열풍기를 사용하여 주름을 제거하였다. 완성된 헤드라이너를 실시예 4로 하였으며, 이를 초기 장치 헤드라이너에 대한 차량내 소음 비교를 위하여 자동차 제조업자에게 다시 수송하였다. 소음 비교 테스트는 1 시간당 112 ㎞로 운전자의 우측 귀 부근에 설치한 마이크로폰을 사용하여 평활면 트랙에서 실시하였다. 결과를 도 11에서 음압 수준 (SPL) 대 주파수의 도표로 제시하였다. 곡선 M은 초기 장치의 소음 수준을 나타내며, 곡선 4는 실시예 4의 헤드라이너 소음 수준을 나타냈다. 낮은 노면 소음을 달성하도록 이미 대규모로 처리한 차량에서 SPL의 3 내지 5 dB의 실질적인 평균 감소를 얻었다.
실시예 5-6 및 비교예 H
일본산 럭셔리 세단에 사용된 자동차 헤드라이너는 자동차 제조업자의 미국 자회사로부터 입수하였다. 63.5 ㎜ 직경의 원통형 샘플을 최종 부품으로부터 절단하고, 이를 비교예 H로 하였으며, 실시예 1의 방법을 사용하여 흡음에 대하여 평가하였다. 흡음 결과를 도 12에서의 곡선 H로 나타내었다.
실시예 1의 일반적인 방법을 사용하여, 대면 직물을 샘플로부터 박리시켜 그 아래의 연속 기포 발포체층을 노출시켰다. 노출된 발포체를 분무 접착제의 미스트층으로 약하게 코팅하고, 실시예 1에 사용한 반투과성 기류 저항 막의 층으로 피복시켰다. 생성된 흡음 다층 복합재는 도 10에 도시한 복합재(100)와 유사한 구조를 갖는다. 반투과성 기류 저항 막(12)은 두께가 0.6 ㎜이고, 기류 저항이 1,327 mks 레일이다. 접착제층(15 및 78)은 무시할 정도의 두께를 지니며, 이의 기류 저항 수치는 측정하지 않았다. 발포체층(76)은 두께가 5.2 ㎜이고, 기류 저항은 28 mks 레일이다. 유리 충전된 폴리프로필렌 코어(18)는 아즈델 수퍼라이트 적층물로 생성된 것으로 보이며, 두께는 4 ㎜이고, 기류 저항은 210 mks 레일이다. 불통기성 백킹 필름(24)은 두께가 0.2 ㎜이다. 복합재는 공동 깊이가 9.8 ㎜이고, 전체 복합재 두께는 10 ㎜이거나, 전체 복합재 두께에 대한 공동 깊이의 비율은 98％이다. 이러한 복합재를 실시예 5로 하였다.
추가의 복합재는 실시예 5의 막(12)을 분무 접착제의 미스트 코트로 약하게 코팅하고, 초기 장치 대면 직물을 재적용시켜 생성하였다. 대면 직물은 두께가 0.8 ㎜이고, 기류 저항은 79 mks 레일이다. 생성한 복합재는 공동 깊이가 9.8 ㎜이고, 전체 복합재 두께는 10.8 ㎜이거나, 전체전체합재 두께에 대한 공동 깊이의 비율이 91％이다. 이러한 복합재를 실시예 6으로 하였다.
실시예 5 및 실시예 6의 복합재를 실시예 1의 방법을 사용하여 흡음에 대하여 평가하고, 이들을 도 12 에서 각각 곡선 5 및 곡선 6으로 나타냈다. 곡선 H에 대한 비교에 의하면, 이는 실질적인 흡음 개선이 직물 대면 바로 아래에서 또는 탑승자 면에서 단일의 반투과성 기류 저항 막을 추가하여 명백하게 완전 처리된 헤드라이너 어셈블리에서 얻을 수 있다는 것을 나타낸다.
실시예 7 및 비교예 T
미국산 대형 일본형 픽업 트럭에 사용된 헤드라이너를 자동차 제조업자로부터 얻었다. 원통형 샘플을 헤드라이너로부터 절단하고, 이를 비교예 T로 하였다. 샘플을 절단하여 각각의 샘플층을 노출시켰다. 탑승자 면으로부터 차량 면을 향한 방향으로, 이들 층은 비제한적 대면 직물; 연속 기포 발포체; 접착제 코팅된 폴리에틸렌 불통기성 차단체 필름; 통기성 보강 코어; 및 불통기성 차단체 필름으로 이루어졌다. 그리하여 헤드라이너는 코어로부터 탑승자 면을 향하여 접착제가 이동하는 것을 명백하게 방지하기 위하여 보강 코어의 각각의 면상에 불투과성 차단체 필름을 사용하였다. 그러나, 이는 보강 코어가 내부 흡음에 기여하는 것을 방해한다. 또한, 헤드라이너는 반투과성 기류 저항 막이 결여되어 있어서, 잠재적인 내부 흡음을 제한한다. 헤드라이너는 1) 전술한 바와 같이 비제한적 대면 직물 대신에 반투과성 기류 저항 장식막을 사용하거나, 대면 직물 바로 아래에 반투과성 기류 저항 비-장식 또는 장식막을 적층시킴으로써 그리고 2) 보강 코어의 탑승자 면 차단체 필름 대신에 소재, 토포그래피, 표면 에너지 또는 기타의 관련 특징이 적절하게 접착제 이동을 방지하는 반투과성 기류 저항 막을 사용함으로써 크게 개선될 수 있다. 이러한 단계는 음향 공동 깊이가 2 배 초과이며, 보강 코어가 내부 흡음에 기여할 수 있으며, 흡음을 실질적으로 증가시킬 수 있으며, 내부 음압 수준을 감소시킬 수 있다.
일련의 개질된 헤드라이너 샘플은 초기에 보강 코어의 탑승자 면 차단체 필름을 제거하여 생성된다. 제1의 개질된 샘플은 분무 접착제의 약한 미스트 코트를 사용하여 코어 및 발포체를 함께 재접착시켜 생성하였다. 이러한 제1의 샘플은 잠재적으로 궁극적인 접착제 이동을 나타낸다. 이는 매립한 차단체 필름층을 제거하고, 그후 공기 경로를 보강 코어에 제공하여 얻을 수 있는 음향 잇점을 나타내도록 생성하였다. 도 13의 곡선 A는 실시예 1의 방법을 사용한 흡음에 대하여 평가시 개질된 헤드라이너 샘플의 흡음을 나타낸다. 이와 같이 개질된 샘플은, 도 13에 흡음이 도시되지 않은 비교예 T에 의하여 나타난 미개질 샘플보다 흡음이 훨씬 더 우수하였다.
제2의 개질된 샘플은 실시예 1에서 설명한 것과 유사한 반투과성 기류 저항 막의 한면을 열가소성 코폴리에스테르 접착제로 20 g/㎡ 코팅 중량으로 코팅하고, 보강 코어와 발포체의 사이의 막을 발포체에 대면하는 접착제면과 함께 배치하여 생성하였다. 코어는 가열시 코어를 막에 접착시키는 우레탄 수지를 함유한다. 생성된 층의 어셈블리는 열 적층시켜 단일 복합재를 형성하였다. 도 13의 곡선 B는 개질된 헤드라이너 샘플의 흡음을 나타낸다. 이와 같이 개질된 샘플은 곡선 A 샘플 또는 비교예 T에 의하여 나타난 미개질 샘플보다 훨씬 더 우수한 흡음을 나타낸다.
제3의 개질된 샘플은 보강 코어와 발포체의 사이에서 반투과성 기류 저항 막의 2층을 사용하여 생성하였다. 도 13의 곡선 C는 개질된 헤드라이너 샘플의 흡음을 나타낸다. 이러한 개질된 샘플은 곡선 A 샘플 또는 비교예 T에 의하여 나타난 미개질 샘플보다 훨씬 더 우수한 흡음을 나타낸다. 곡선 C 샘플은 저 주파수에서의 곡선 B 샘플에서보다 다소 더 우수한 성능을 가지며, 고 주파수에서는 곡선 B 샘플보다 다소 더 낮은 성능을 갖는다.
제4의 개질된 샘플은 비제한적 대면 직물과 연속 기포 발포체 사이의 반투과성 기류 저항 막의 하나의 층 및 보강 코어와 발포체 사이의 반투과성 기류 저항 막의 제2의 층을 사용하여 생성하였다. 도 13의 곡선 D는 개질된 헤드라이너 샘플의 흡음을 나타낸다. 대부분의 측정한 주파수 범위에 대하여 이와 같이 개질된 샘플은 모든 기타의 샘플 및 비교예 T에 의하여 나타난 미개질 샘플보다 실질적으로 더 우수한 흡음을 나타낸다.
본 발명의 각종 변형 및 수정은 본 발명의 범위 및 정신으로부터 벗어남이 없이 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명은 예시의 목적을 위해서만 본 명세서에서 설명한 것에 의하여 제한되어서는 안된다.

Claims (44)

  1. a) 기류 저항이 약 500 내지 약 4,000 mks 레일(Rayl)인 반투과성 기류 저항 막,
    b) 기류 저항이 약 2,000 mks 레일 미만이고 두께가 전체 복합재 두께의 약 1/10 이상인 통기성 연속 기포 발포체 또는 섬유상 패드,
    c) 기류 저항이 약 100 mks 레일 이상이고 두께가 전체 복합재 두께의 약 1/3 이상인 통기성 보강 코어, 및
    d) 불통기성 차단체
    를 상기 순서로 포함하는 흡음 다층 복합재.
  2. 제1항에 있어서, 불통기성 차단체 최심면으로부터 막 최외면까지 측정한 복합재의 공동 깊이가 전체 복합재 두께의 90％ 이상인 복합재.
  3. 제1항에 있어서, 불통기성 차단체 최심면으로부터 막 최외면까지 측정한 복합재의 공동 깊이가 전체 복합재 두께의 95％ 이상인 복합재.
  4. 제1항에 있어서, 막의 기류 저항이 약 500 내지 약 1,500 mks 레일인 복합재.
  5. 제1항에 있어서, 막이 복합재의 최외층인 복합재.
  6. 제1항에 있어서, 막이 장식 외관을 제공하기 위하여 착색되거나 또는 텍스쳐 처리된 것인 복합재.
  7. 제1항에 있어서, 막이 부직 웹을 포함하는 것인 복합재.
  8. 제1항에 있어서, 막이 마이크로데니어 얀을 포함하는 편물 또는 직물을 포함하는 것인 복합재.
  9. 제1항에 있어서, 막이 다성분 섬유를 포함하는 것인 복합재.
  10. 제1항에 있어서, 막이 분섬 또는 분섬 가능한 2성분 섬유를 포함하는 것인 복합재.
  11. 제1항에 있어서, 발포체 또는 섬유상 패드의 두께가 전체 복합재 두께의 약 1/4 이상인 복합재.
  12. 제1항에 있어서, 발포체 또는 섬유상 패드의 두께가 전체 복합재 두께의 약 1/2 이상인 복합재.
  13. 제1항에 있어서, 발포체 또는 섬유상 패드의 기류 저항이 약 500 mks 레일 미만인 복합재.
  14. 제1항에 있어서, 코어의 두께가 전체 복합재 두께의 약 2/3 미만인 복합재.
  15. 제1항에 있어서, 코어의 두께가 전체 복합재 두께의 약 1/2 미만인 복합재.
  16. 제1항에 있어서, 코어의 기류 저항이 약 2,000 mks 레일 미만인 복합재.
  17. 제1항에 있어서, 막에 부착된 최외 비제한적 통기성 장식층을 더 포함하는 복합재.
  18. 기류 저항이 약 2,000 mks 레일 미만이고 두께가 약 1 ㎜ 이상인 통기성 연속 기포 발포체 또는 섬유상 패드에 접착된, 기류 저항이 약 500 내지 약 4,000 mks 레일인 반투과성 기류 저항 막을 포함하는 나선형으로 권취된 다공성 적층 예비성형품을 포함하는 롤 제품.
  19. 제18항에 있어서, 막의 기류 저항이 약 500 내지 약 1,500 mks 레일인 롤 제품.
  20. 제18항에 있어서, 막이 장식 외관을 제공하기 위하여 착색되거나 또는 텍스쳐 처리된 것인 롤 제품.
  21. 제18항에 있어서, 막이 부직 웹을 포함하는 것인 롤 제품.
  22. 제18항에 있어서, 막이 마이크로데니어 얀을 포함하는 편물 또는 직물을 포함하는 것인 롤 제품.
  23. 제18항에 있어서, 막이 다성분 섬유를 포함하는 것인 롤 제품.
  24. 제18항에 있어서, 발포체 또는 섬유상 패드의 기류 저항이 약 500 mks 레일 미만인 롤 제품.
  25. 제18항에 있어서, 발포체에 접착된 열가소성 접착제층을 더 포함하는 롤 제품.
  26. 제18항에 있어서, 막에 접착된 최외 비제한적 통기성 장식층을 더 포함하는 롤 제품.
  27. 열가소성 접착제층에 접착된, 기류 저항이 약 2,000 mks 레일 미만이고 두께가 약 1 ㎜ 이상인 통기성 연속 기포 발포체 또는 섬유상 패드에 접착된, 기류 저항이 약 500 내지 약 4,000 mks 레일인 반투과성 기류 저항 막에 접착된, 비제한적 통기성 장식 직조 또는 부직 직물층을 포함하는 나선형으로 권취된 다공성 적층 예비성형품을 포함하는 롤 제품.
  28. a) 불통기성 차단체, 기류 저항이 약 100 mks 레일 이상이고 두께가 전체 복합재 두께의 약 1/3 이상인 통기성 보강 코어, 기류 저항이 약 2,000 mks 레일 미만이고 두께가 전체 복합재 두께의 약 1/10 이상인 통기성 연속 기포 발포체 또는 섬유상 패드, 및 기류 저항이 약 500 내지 약 4,000 mks 레일인 반투과성 기류 저항 막을 상기 순서로 포함하는 층의 적층체를 제공하는 단계, 및
    b) 단일 흡음 다층 복합재를 형성하기에 충분한 열 및 압력하에서 층의 적층체를 함께 적층시키는 단계
    를 포함하는 다층 흡음 복합재의 제조 방법.
  29. 제28항에 있어서, 불통기성 차단체 최심면으로부터 막 최외면까지 측정한 복합재의 공동 깊이가 전체 복합재 두께의 90％ 이상인 방법.
  30. 제28항에 있어서, 불통기성 차단체 최심면으로부터 막 최외면까지 측정한 복합재의 공동 깊이가 전체 복합재 두께의 95％ 이상인 방법.
  31. 제28항에 있어서, 막의 기류 저항이 약 500 내지 약 1,500 mks 레일인 방법.
  32. 제28항에 있어서, 막이 복합재의 최외층인 방법.
  33. 제28항에 있어서, 막이 장식 외관을 제공하기 위하여 착색되거나 또는 텍스쳐 처리된 것인 방법.
  34. 제28항에 있어서, 막이 부직 웹을 포함하는 것인 방법.
  35. 제28항에 있어서, 막이 마이크로데니어 얀을 포함하는 편물 또는 직물을 포함하는 것인 방법.
  36. 제28항에 있어서, 막이 다성분 섬유를 포함하는 것인 방법.
  37. 제28항에 있어서, 막이 분섬 또는 분섬 가능한 2성분 섬유를 포함하는 것인 방법.
  38. 제28항에 있어서, 발포체 또는 섬유상 패드의 두께가 전체 복합재 두께의 약 1/4 이상인 방법.
  39. 제28항에 있어서, 발포체 또는 섬유상 패드의 두께가 전체 복합재 두께의 약 1/2 이상인 방법.
  40. 제28항에 있어서, 발포체 또는 섬유상 패드의 기류 저항이 약 500 mks 레일 미만인 방법.
  41. 제28항에 있어서, 코어의 두께가 전체 복합재 두께의 약 2/3 미만인 방법.
  42. 제28항에 있어서, 코어의 두께가 전체 복합재 두께의 약 1/2 미만인 방법.
  43. 제28항에 있어서, 코어의 기류 저항이 약 2,000 mks 레일 미만인 방법.
  44. 제28항에 있어서, 적층체가 막에 이웃한 최외 비제한적 통기성 장식층을 더 포함하는 것인 방법.
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