KR20140140668A - 엔진 언더 커버 소재 및 이로부터 제조된 엔진 언더 커버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진 언더 커버용 소재 및 이로부터 제조된 엔진 언더 커버에 관한 것으로, 보다 상세하게는, PP(polypropylene)계 보드(board); 상기 PP계 보드 상에 형성된 중공성 PET(polyethylene terephthalate) 부직포; 상기 중공성 PET 부직포 상에 형성된 m-아라미드(m-aramid) 부직포; 및 상기 m-아라미드 부직포 상에 형성된 PP 스펀본드(Spunbond) 부직포를 포함하여, 흡·차음성, 단열 및 내열 특성을 동시에 나타낼 수 있으며, 단일 공정으로 엔진 언더 커버를 제조가 가능한 엔진 언더 커버용 소재 및 이로부터 제조된 엔진 언더 커버에 관한 것이다.

Description

엔진 언더 커버 소재 및 이로부터 제조된 엔진 언더 커버 {Engine Under Cover Material and Engine Under Cover Produced with the Same}

본 발명은 자동차, 항공, 조선 산업, 건축분야에서 사용될 수 있으며, 특히, 엔진 언더 커버, 엔진 룸 흡음재로 적용될 수 있는 엔진 언더 커버 소재 및 이로부터 제조된 엔진 언더 커버 및 이로부터 제조된 엔진 언더 커버에 관한 것이다.

국내에서 엔진 커버 부품에 주로 적용되고 있는 소재는 글래스울(glass wool), 수지 펠트(resin felt) 등의 흡음재에 GMT(Glass Mat Thermoplastic Composite) 또는 PP(Polypropylene) 사출물을 보강한 소재가 주로 사용되고 있다.

엔진 커버 소재는 외부 충격으로부터 엔진 및 냉각 모듈(cooling module)을 보호하고 노면소음, 마찰소음, 샌드 노이즈(sand-noise), 가소주행소음 감소 및 공력개선을 위한 용도로 사용되며, 이러한 요구물성을 모두 충족시키기 위해 고중량의 사출물이 적용되고 있다.

엔진 커버 소재로서 국내에서 제조되고 있는 건식형 유리섬유 강화매트의 경우 자동차 제조사에서 요구하는 기계적인 물성을 확보하지 못하고 있는 실정이며, 선진 유리섬유 습식부직포 제품과 같이 고온/내한 환경에서의 기계적 특성 및 흡차음특성이 현저한 낮은 문제점이 있다.

또한, 역시 엔진 커버 소재로서 국내에서 제조되고 있는 탄소섬유 강화매트는 강화섬유의 물성은 우수하나 소재 자체가 고가이며, 전도성 물질로 인한 전자기파 장애를 발생시켜 자동차 부품의 전자화로 인한 통신 불량 등의 추가적인 문제로 내장용 부품으로의 활용이 어려운 문제점이 있다.

한편, 종래 엔진 커버 소재는 사출물 제조 후 다시 흡음재를 부착하는 이원화된 공법을 사용하여 그 공정 역시 번거로운며, 이로 인해 제조원가가 상승되는 문제점이 있다 (도 1).

본 발명은 구간별 흡음 및 차음 기능을 가지는 동시에 단열 및 내열·내한 효과가 우수한 엔진 언더 커버 소재 및 이로부터 제조된 엔진 언더 커버를 제공하고자 한다.

이에 본 발명은 바람직한 제1 구현예로서, PP(polypropylene)계 보드(board); 상기 PP계 보드 상에 형성된 중공성 PET(polyethylene terephthalate) 부직포;; 상기 중공성 PET 부직포 상에 형성된 m-아라미드(m-aramid) 부직포; 및 상기 m-아라미드 부직포 상에 형성된 PP 스펀본드(Spunbond) 부직포를 포함하는 엔진 언더 커버용 소재를 제공한다.

상기 구현예에 의한 PP계 보드는 PP/천연섬유 보드 또는 PP/EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 보드인 것일 수 있다.

상기 구현예에 의한 PP/천연섬유 보드는 PP/대나무 섬유 보드인 것일 수 있다.

상기 구현예에 의한 m-아라미드 부직포는 벨루어 형태 및 라멜라 패턴을 나타내도록 가공된 것일 수 있다.

상기 구현예에 의한 PP계 보드, 중공성 PET 부직포, m-아라미드 부직포 및 PP-스펀본드 부직포는 각각의 계면이 니들 펀칭(needle punching) 또는 가스 라미네이션(Gas Lamination)에 의해 접착된 것일 수 있다.

본 발명은 또한 바람직한 제2 구현예로서, 상기 엔진 언더 커버용 소재를 이용하여 제조된 엔진 언더 커버를 제공한다.

본 발명의 엔진 언더 커버용 소재는 흡·차음 기능과 단열 및 내열 기능을 동시에 나타낼 수 있다. 또한, 상기 엔진 언더 커버용 소재로 제조된 엔진 언더 커버는 종래 사출 제품과 비교하여 가벼운 중량을 나타내면서도 대등한 물성 및 저렴한 제품단가를 가지므로, 특히, 자동차, 항공 및 조선산업, 건축 분야에 유용하게 사용될 수 있으며, 특히, 자동차 부품시장에서 제품경쟁력이 우수한 효과가 있다.

도 1은 종래 자동차 엔진 언더 커버를 제조하기 위해 사출물에 흡음재를 별도로 부착하여야 하는 이원화 공정을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 엔진 언더 커버용 소재의 단면을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 엔진 언더 커버용 소재에 있어서, 벨루어 형태 및 라멜라 패턴을 나타내도록 가공된 m-아라미드 부직포를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 PP(polypropylene)계 보드(board); 상기 PP계 보드 상에 형성된 중공성 PET(polyethylene terephthalate) 부직포;; 상기 중공성 PET 부직포 상에 형성된 m-아라미드(m-aramid) 부직포; 및 상기 m-아라미드 부직포 상에 형성된 PP 스펀본드(Spunbond) 부직포를 포함하는 엔진 언더 커버용 소재에 관한 것이다.

본 발명에 따른 상기 엔진 언더 커버용 소재는 흡·차음 특성 및 내열특성을 나타내는 부직포 소재이다.

PP계 보드는 PP를 주원료로 하여 제조된 보드를 통칭하는 용어로서, 본 발명에서 사용된 PP계 보드는 PP/천연섬유 보드 또는 PP/EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 보드일 수 있다.

상기 PP/천연섬유 보드는 PP와 천연섬유가 혼합되어 제조된 보드를 의미하는 것이다. 상기 PP/천연섬유 보드에서 PP의 함량은 50~80중량%이고, 천연섬유의 함량은 20~50중량%일 수 있다. 이때, PP의 함량이 80중량% 초과이거나, 천연섬유의 함량이 20중량% 미만이면 내화학성이 저하되는 문제점이 있고, PP의 함량이 50중량% 미만이거나 천연섬유의 함량이 50중량% 초과이면 내구성이 저하되는 문제점이 있다. 여기서, 천연섬유는 대나무섬유(Bamboo fiber)일 수 있으며, PP/대나무섬유 보드는 구하기가 쉽고 가격이 저렴한 장점이 있다.

상기 PP/EPDM 보드는 PP와 EPDM이 혼합되어 제조된 보드를 의미하는 것이다. 상기 PP/EPDM 보드에서 PP의 함량은 60~80중량%이고, EPDM의 함량은 20~40중량%일 수 있다. 이때, PP의 함량이 80중량% 초과이거나, EPDM의 함량이 20중량% 미만이면 흡음성, 경량성, 형태유지특성, 차음성, 오염제어 특성이 저하되는 문제점이 있고, PP의 함량이 60중량% 미만이거나 EPDM의 함량이 40중량% 초과이면 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

[중공성 PET 부직포]

중공성 PET 부직포는 일반적으로 사용되는 중공성 PET 부직포라면 제한없이 사용될 수 있다.

[m-아라미드 부직포]

m-아라미드 부직포는 m-아라미드 섬유로 이루어진 것으로, 상기 m-아라미드 섬유는 상기 m-아라미드 섬유는 30mm 이상, 바람직하게는 30~80mm의 길이를 가질 수 있으며, 이로 인하여, 상기 m-아라미드 부직포는 고온에서 견딜 수 있는 특성을 나타내게 되어, 엔진 언더 커버에 적용되기에 적합하다.

한편, 상기 m-아라미드 부직포는 그 표면이 벨루어 형태 및 라멜라 패턴을 나타내도록 가공된 것일 수 있다.

이에, 본 발명에서 사용된 용어 "벨루어 형태"는 도 3의 (a)에 나타난 바와 같이, m-아라미드 부직포의 표면에 다수의 실이 고리형으로 일어나도록 기모(起毛)된 형태를 의미하고, 또한, "라멜라 패턴"은 도 3의 (b)에 나타난 바와 같이, m-아라미드 부직포의 표면에 다수의 실이 한 땀씩 일직선으로 수놓아 진 스티치 형태의 패턴이 다수의 층상으로 평행하게 형성된 패턴을 의미한다.

본 발명에 따른 m-아라미드 부직포는, 그 표면이 전술한 바와 같은 벨루어 형태 및 라멜라 패턴을 동시에 나타내도록 가공됨에 따라, 벌키(bulky)한 특성이 증대되어, 탄성이 좋아지고, 외관(표면)이 고급스럽게 보이고 및 흡음성을 향상시키는데 효과적이다 (도 3의 (c)).

[PP 스펀본드 부직포]

PP 스펀본드 부직포는 열가소성 고분자인 PP를 원료로 하여 제조된 부직포를 말한다. 상기 PP 스펀본드 부직포는 PP를 연속필라멘트로 직접 방사하는 공정으로서, 임의로 배열하고 적층하여 웹을 형성하는 공정과 섬유간의 결합을 증진시키고 형태를 안정화하는 결합공정으로 이루어지는 방법에 의해 제조될 수 있다.

일반적으로 PP 스펀본드 부직포는 경제성, 경량성, 성형성, 내약품성, 아름다운 외관 등의 우수한 특성을 가지고 있으므로, 본 발명의 엔진 언더 커버에 사용되어 위와 같은 우수한 특성을 나타낼 수 있도록 하는 효과가 있다.

특히, PP 스펀본드 부직포는 상기 PP계 보드와 동일한 PP를 포함하는 부직포로서, 동일 계열의 소재를 사용함으로 인하여, 추후, 재활용하기에 용이한 장점이 있다.

특히, 상기 PP 스펀본드 부직포는 단위면적당 중량이 50~100g/㎡ 인 것이 최종적으로 제조되는 엔진 언더 커버의 경제성 및 경량성을 고려하여 바람직할 수 있다.

[각 층간 접착수단]

본 발명의 자동차 엔진 언더 커버용 소재에 있어서, 상기 PP계 보드, 중공성 PET 부직포, m-아라미드 부직포 및 PP-스펀본드 부직포는 각각의 계면이 니들 펀칭(needle punching) 또는 가스 라미네이션(Gas Lamination)에 의해 접착된 것일 수 있다.

니들 펀칭은 기본적으로 적층된 섬유층의 표면 또는 이면에서 여러 종류의 니들을 사용하여 반복적으로 상하운동에 의해 펀칭함으로써 기계적으로 서로 엉켜 일정한 두께와 섬유 밀도를 갖는 섬유층이 형성되게 하는 방법이다. 니들 펀칭에 의해 상기 PP계 보드, 중공성 PET 부직포, m-아라미드 부직포 및 PP-스펀본드 부직포 각각의 계면이 접착됨으로써, 일반적인 접착제를 사용할 때보다 접착력이 향상되는 효과가 있다.

가스 라미네이션은 가스 불꽃을 사용하여 부직포 면을 녹여 부직포끼리 합지하는 것이다. 가스 라미네이션에 의해 상기 PP계 보드, 중공성 PET 부직포, m-아라미드 부직포 및 PP-스펀본드 부직포 각각의 계면이 접착됨으로써, 기공의 발생으로 인해 통기성이 좋아지고 결과적으로 흡음성이 좋아지는 효과가 있다.

본 발명은 또한 전술한 바와 같은 엔진 언더 커버용 소재를 이용하여 제조된 엔진 언더 커버에 관한 것으로, 상기 엔진 언더 커버는 엔진 언더 커버의 금형을 제조하고, 상기 금형에 엔진 언더 커버 소재의 원단을 투입한 다음, 프레스 공정을 거쳐, 엔진 언더 커버의 성형을 완료하여, 성형된 엔진 언더 커버를 제조할 수 있다.

이와 같이, 상기 엔진 언더 커버는 종래의 사출물 제조 후 다시 흡음재를 부착하여 흡음성 및 차음성을 보강하는 공정에 비해, 한번의 성형 공정에 의해 흡음성, 차음성, 단열 및 내열 효과를 동시에 나타낼 수 있도록 제조될 수 있다.

특히, 본 발명의 엔진 언더 커버용 소재는 자동차에 적용하기에 적합하다.

이하, 본 발명을 하기 실시예를 통하여 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

PP/EPDM 보드(한양소재)상에 중공성 PET 부직포(웅진케미칼)를 적층하고, 상기 중공성 PET 부직포 상에 m-아라미드 부직포(웅진케미칼)를 적층하고, 상기 m-아라미드 부직포 상에 PP 스펀본드 부직포(도레이새한)을 적층하여 자동차 엔진 언더 커버용 소재를 제조하되, 전술한 각 층의 계면을 니들 펀칭에 의해 접착하여, 자동차 엔진 커버용 소재를 제조하였다..

상기 자동차 엔진 언더 커버용 소재를 자동차 엔진 언더 커버용 금형을 이용하여 자동차 엔진 언더 커버를 제조하였다.

실시예 2

PP/EPDM 보드(한양소재) 대신 PP/대나무 섬유 보드(한양소재)를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 엔진 언더 커버용 소재 및 이를 이용한 자동차 엔진 언더 커버를 제조하였다.

실시예 3

니들 펀칭 대신 가스 라미네이션에 의해 각 층의 계면을 접착한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 엔진 언더 커버용 소재 및 이를 이용한 자동차 엔진 언더 커버를 제조하였다.

비교예 1

흡음재를 준비하여, 자동차 엔진 언더 커버용 사출물에 부착하여, 자동차 엔진 언더 커버를 제조하였다.

실시예 및 비교예에서 제조된 자동차 엔진 언더 커버에 대하여, 아래와 같은 방법으로 흡음률 및 내열성을 측정하여, 그 결과를 표 1에 기재하였다.

(1) 흡음률

KS F 2814-2에 의거하여, 1kHz, 2kHz, 3.15kHz 및 5kHz 소음에 대한 흡음률을 측정하였다.

(2) 내열성

MS 213-51에 의거하여 열변형온도를 측정하였다. 여기서, 열변형온도는 열에 의해 변형이 일어나기 시작하는 온도를 의미하며, 열변형온도가 높을수록 내열성이 우수한 것이다.

	흡음률				열변형온도(℃)
	1kHz	2kHz	3.15kHz	5kHz
실시예 1	10%	14%	20%	27%	130
실시예 2	9%	14%	19%	25%	125
실시예 3	10%	12%	20%	27%	127
비교예 1	7%	10%	15%	20%	120

흡음률 및 열변형온도 측정결과, 표 1에 나타난 바와 같이, 일반적인 흡음재를 이용하여 제조된 자동차 엔진 커버인 비교예 1은 흡음률 및 열변형온도가 모두 실시예 1 내지 실시예 3의 자동차 엔진 커버에 비해 좋지 않은 것으로 나타났다.

10: PP계 보드
20: 중공성 PET 부직포
30: m-아라미드 부직포,
31: 벨루어 형태 및 라멜라 패턴으로 가공된 m-아라미드 부직포
40: PP 스펀본드 부직포

Claims (6)

1. PP(polypropylene)계 보드(board);
   상기 PP계 보드 상에 형성된 중공성 PET(polyethylene terephthalate) 부직포;
   상기 중공성 PET 부직포 상에 형성된 m-아라미드(m-aramid) 부직포; 및
   상기 m-아라미드 부직포 상에 형성된 PP 스펀본드(Spunbond) 부직포를 포함하는 엔진 언더 커버용 소재.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 PP계 보드는 PP/천연섬유 보드 또는 PP/EPDM(Ethylene Propylene Rubber) 보드인 것임을 특징으로 하는 엔진 언더 커버용 소재.
   
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 PP/천연섬유 보드는 PP/대나무섬유 보드인 것을 특징으로 하는 엔진 언더 커버용 소재.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 m-아라미드 부직포는 그 표면이 벨루어 형태 및 라멜라 패턴을 나타내도록 가공된 것임을 특징으로 하는 자동차 엔진 언더 커버용 소재.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 PP계 보드, 중공성 PET 부직포, m-아라미드 부직포 및 PP-스펀본드 부직포는 각각의 계면이 니들 펀칭(needle punching) 또는 가스 라미네이션(Gas Lamination)에 의해 접착된 것을 특징으로 하는 자동차 엔진 언더 커버용 소재.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 자동차 엔진 언더 커버용 소재를 이용하여 제조된 자동차 엔진 언더 커버.
   
   

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